메이커 기반 STEAM 교육을 위한 수업 모형 개발 = Development of an Instructional Model for Maker-based STEAM Education

국문 초록 (Abstract)

공유와 개방의 정신을 바탕으로 하는 메이커 운동 문화에서 파생된 메이커 교육(Maker education)은 4차 산업혁명 시대를 이끌어갈 창의적 융합 인재를 양성하는 새로운 교육 방법으로 다양한 사례들을 통해 가능성이 확인되고 있다. 메이커 교육은 STEAM 교육과 밀접한 관련이 있는 문제 중심 및 프로젝트 기반 학습에 대한 접근 방법으로 학생들이 ‘만들기(making)’ 경험을 통하여 자발적으로 지식을 습득하고 재구성한다는 구성주의에 철학적 뿌리를 두고 있다. 만들기 활동을 통해 자연스러운 학문간 융합을 경험하게 해주는 메이커 교육은 이미 교육 현장에 적용되고 있는 기술/공학 중심의 STEAM 교육과 맥을 같이 하고 있다. 따라서 메이커 교육과 STEAM 교육을 기계적으로 구분하여 전혀 다른 교육 방법으로 보는 것이 아닌 둘의 장점을 융합하여 학교교육 현장에 적용하는 방안을 모색할 필요가 있다.
이 연구는 메이커 교육 활동이 갖는 공유와 개방, 나눔의 정신이라는 장점을 중심으로 하는 STEAM 교육의 방법으로 ‘메이커 기반 STEAM 교육‘을 새롭게 정의하고 학교 현장에서 교육적 유용성을 갖는 구체적인 메이커 기반 STEAM 수업 모형을 개발하는 것에 목적을 두고 수행되었다. 이 연구의 내용은 메이커 기반 STEAM 수업을 위한 수업 모형의 구체적인 요소 및 절차를 도출하고, 메이커 교육과 STEAM 교육, 교수 설계의 전문가 집단을 통해 타당화 과정을 거친 후, 개발된 수업 모형을 실제 수업에 적용하고 효과성을 검증하는 것이다.
이 연구는 메이커 기반 STEAM 수업 모형을 개발하기 위하여 다음의 절차에 따라 수행되었다. 첫째, 문헌연구에 의한 메이커 기반 STEAM 수업 모형의 개념 정립을 위해 메이커 교육과 STEAM 교육에 관한 이론, 메이커 기반 STEAM 수업을 위한 교수·학습 이론, 관련 수업 모형을 탐색하였다. 이를 통해 프로젝트 기반 학습과 디자인 사고 프로세스를 교수․학습 전략으로 반영한 메이커 기반 STEAM 교육의 이론적 모형을 개발하였다. 둘째, 개발된 메이커 기반 STEAM 교육의 이론적 모형을 바탕으로 한 수업 모형 개발 단계로 메이커 기반 STEAM 수업을 위한 활동 요소를 도출하고, 프로젝트 학습 모형, 디자인 사고 프로세스 및 메이커 기반 STEAM 수업 요소를 종합한 수업 모형의 초안을 개발하였다. 셋째, 개발된 수업 모형에 대하여 전문가 검토를 통한 내적 타당화 과정을 거쳤고 타당화 결과를 바탕으로 수업 모형을 수정, 보완하였다. 넷째, 개발된 수업 모형의 외적 타당화를 위하여 메이커 기반 STEAM 수업 모형을 적용하고 교수자의 사용성 평가 및 학습자의 효과성 평가를 실시하였다. 마지막으로 연구 결과를 종합하여 최종 모형을 확정하였다.
이상의 연구 내용에 의한 연구 결과를 정리하면 다음과 같다.
첫째, 문헌 분석을 통한 메이커 기반 STEAM 수업 모형의 세부 요소로 탐색(Explore), 설계(Design), 만들기(Make), 공유(Share), 성찰(Reflect)의 다섯 가지 요소가 도출되었다. 둘째, ‘탐색’, ‘설계’, ‘만들기’, ‘공유’, ‘성찰’의 요소들을 반영하여 수업 모형의 초안을 구안하였다. 메이커 교육의 구성 요소를 통해 밝혀낸 원리들을 바탕으로 ‘탐색-설계-만들기-공유-성찰’의 요소에 프로젝트 기반 학습 및 디자인 사고 프로세스의 특징과 절차가 반영될 수 있도록 수업 절차를 표현하였다. 셋째, 전문가 집단에 의한 모형의 내적 타당화 결과 수업 모형에 대한 모든 평가 항목에서 긍정적인 반응을 보이는 것으로 나타났다. 또한 수업 모형에 대한 모든 평가 항목에서 내용 타당도 지수(CVI)와 평가자간 일치도 지수(IRA)가 높게 나타난 것을 확인할 수 있었다. 이는 메이커 기반 STEAM 수업 모형 개발물에 대한 전문가들의 내용 타당도와 평가자간 일치도가 높다는 것을 보여주고 있었다. 넷째, 개발된 수업 모형의 효과를 확인하기 위해 교수자의 사용성 평가와 학습자의 효과성 평가를 실시한 결과 교사와 학생 모두 긍정적인 반응을 보이는 것으로 나타났다. 교수자는 모형의 세부단계의 활동들이 메이커 기반 STEAM 수업에서 어떠한 요소들을 고려해야 하는지 비교적 쉽게 이해할 수 있었으며 향후 수업 모형을 활용할 의사가 있다고 응답하였다. 또한 메이커 기반 STEAM 수업 모형을 적용한 수업이 학생들의 창의성의 하위 영역인 유창성, 독창성, 창의성 평균점수, 융합인재소양의 하위 영역인 융합, 창의, 존중, 소통, 융합인재소양 평균에서 긍정적인 영향을 주었음을 확인할 수 있었다.
이 연구는 기존의 STEAM 교육이 가지고 있었던 자연스럽지 못한 융합 교육이라는 문제를 극복하고 메이커 교육이 가진 공유, 나눔, 혁신 등의 철학이 새로운 융합 교육의 방법으로 메이커 기반 STEAM 교육으로 반영될 수 있는 가능성을 찾았다는 것에서 의의를 찾을 수 있다. 따라서 후속 연구를 통해 메이커 기반 STEAM 수업 모형에 근거한 다양한 수업 프로그램들이 개발되어 다양한 변인의 영향을 고려한 효과성 검증 연구가 이루어지기를 기대한다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구의 필요성 1
• 2. 연구 목적 6
• 3. 연구 내용 6
• 4. 용어의 정의 7
• 5. 연구의 제한점 8
• Ⅱ. 이론적 배경 9
• 1. STEAM 교육 9
• 2. 메이커 운동과 메이커 교육 24
• 3. 메이커 기반 STEAM 교육 49
• 4. 메이커 기반 STEAM 수업을 위한 교수학습 방법 61
• Ⅲ. 연구 방법 78
• 1. 연구 절차 78
• 2. 메이커 기반 STEAM 수업 모형의 개발 방법 80
• 3. 메이커 기반 STEAM 수업 모형의 타당화 방법 83
• Ⅳ. 연구 결과 96
• 1. 메이커 기반 STEAM 수업 모형의 초안 개발 결과 96
• 2. 전문가 검토를 통한 수업 모형의 내적 타당화 결과 107
• 3. 수업 적용을 통한 모형의 외적 타당화 결과 118
• 4. 최종 수업 모형의 개발 결과 154
• 5. 논의 170
• Ⅴ. 요약, 결론 및 제언 175
• 1. 요약 175
• 2. 결론 178
• 3. 제언 179
• 참고문헌 180
• Abstract 197
• 부록 201

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100. 2015 개정 초등 실과교육과정에서의 메이커 기반 STEAM 수업 적용 가능성 탐색, 2018 한국교육학회 연차학술대회, 김진옥, 은태욱, 김진수, 제주: 제주 국제컨벤션, , 2018

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103. 메이커 교육(Maker Education)에 기반한 유아과학교육 프로그 램 개발 및 효과. 미출판 박사학위논문, 경성대학교 대학원, 조경미, 부산, , 2017

104. 메이커 페다고지(Maker Pedagogy)로서 TMSI 모형의 가능성 탐색: 고등학교 사례를 중심으로. 한국교육공학회 추계학 술대회, 강인애, 황중원, 김홍순, 안동: 안동대학교, 166-176, , 2016

105. 지속가능성 개념을 바탕으로 한 디자인 교육 통합 프로세스 모델 IPCDEM(Integrate Process for Creative Design Eduction Model) 개발에 대한 연구, 이경아(LEE, Kyung ah), 나건(Nah, Ken), 한국디지털디자인협의회, 디지털디자인학연구, 14(1), 629-640, , 2014

106. 고흐의 별이 빛나는 밤을 이용한 과학 예술 융 합형 STEAM 수업자료 개발. 인문사회과학기술융합학회논문지, 7(2), 865-874. doi: http://dx.doi.org/10, 정문용, 김방희, 김진수, 14257/AJMAHS.2017.02.52, , 2017