과학 개념에 기반한 메이커 수업에서 학생들의 활동 과정 및 메이커 역량 분석 = Analysis of students' activity process and maker competence in maker class based on science concept

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 4차 산업 혁명 시대를 살아가는 미래 세대를 위한 새로운 교육 방법으로 주목받고 있는 메이커 교육의 필요성을 인식하고, 정규 교육과정 내에 메이커 교육을 반영하여 메이커 운동의 교육적 가치를 실현하기 위해 과학 교과 내에 메이커 교육을 적용하여 과학 교육에서의 메이커 교육의 가능성과 방향성을 탐색하기 위한 연구이다.
이를 위해 과학 개념에 기반한 메이커 수업 프로그램을 개발하여 H 대학교 1학년 학생 39명을 대상으로 5주에 걸쳐 수업을 적용하였고, 참여 관찰, 대화 녹음, 녹화, 활동 보고서 등을 통해 자료를 수집하였다. 연구에 참여한 학생들 중 메이킹 단계까지 수행한 4개의 조의 대화를 전사·분석하여 과학 개념에 기반한 메이커 수업에서 학생들의 활동 과정을 분석하고, 메이커 역량 모델을 분석틀로 언어적 상호작용을 분석하여 활동 단계에 따른 메이커 역량 발현의 경향성을 분석하였다. 마지막으로 활동 자료와 활동 보고서를 바탕으로 과학 개념에 기반한 메이커 수업에서 학생들에게 나타나는 특징을 분석하였다.
연구 결과 학생들은 ‘아이디어 제시’ - ‘아이디어 선정 및 계획’ - ‘개별 프로토타이핑’ - ‘전체 프로토타이핑’의 과정을 거쳐 메이커 활동을 수행하며, 전 과정에서 과학 개념과 산출물의 연관성을 높이기 위해 과학 개념에 대한 활발한 논의가 이루어짐을 확인할 수 있었다. 프로토타이핑 단계에서는 ‘자료 탐색 - 만들기 - 동작 테스트 - 문제 발생 - 원인 탐색 - 수정·보완’의 과정이 반복·순환적으로 진행되었다. 메이커 역량의 발현은 ‘협업’ > ‘메이킹 수행’ > ‘통합적 사고’ > ‘메이킹 마인드’ > ‘문제 발견’ > ‘인간 중심’ 역량군 순으로 나타났다. 각 단계별로 활동이 진행됨에 따라 ‘협업’ 역랑군은 지속적으로 높게, ‘메이킹 수행’ 역량군과 ‘통합적 사고’ 역량군은 점차 감소하며, ‘메이킹 마인드’와 ‘문제 발견’ 역량군이 점차 증가하는 모습을 보였으며 ‘인간 중심’ 역량군은 전 과정에서 적게 발현되었다. 전체적인 메이커 수업에서 나타나는 특징은 ‘산출물의 다양성’, ‘산출물의 확장 가능성’, ‘높은 성취감’, ‘학생-교사 간의 활발한 상호작용’, ‘과학에 대한 이해와 흥미 증가’ 등을 확인할 수 있었다.
결론적으로, 메이킹에서 학생들의 실제 활동 과정과 메이커 역량 발현의 경향성을 이해하고 이를 수업에 반영할 필요가 있다. 또한 메이커 역량을 바탕으로 협력적으로 산출물을 만들어가는 메이커 수업은 과학 개념에 대한 심층적인 이해를 돕고, 즐겁고 창의적인 학습자 중심의 과학 교육 방법으로써 충분히 가치가 있을 것으로 기대된다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구의 필요성 및 목적 1
• 2. 연구 문제 5
• 3. 용어의 정의 5
• 4. 연구의 제한점 7
• Ⅱ. 이론적 배경 8
• 1. 메이커 운동에 대한 이해 8
• 2. 메이커 교육에 대한 이해 10
• 3. 메이커 역량 15
• 4. 언어적 상호작용 18
• Ⅲ. 연구 방법 20
• 1. 연구 절차 20
• 2. 과학 개념에 기반한 메이커 수업의 개발 21
• 3. 과학 개념에 기반한 메이커 수업의 적용 31
• 4. 자료 수집 및 분석 32
• Ⅳ. 연구 결과 35
• 1. 과학 개념에 기반한 메이커 수업에서 학생들의 메이커 활동 과정 35
• 2. 과학 개념에 기반한 메이커 수업에서 활동 단계에 따른 메이커 역량의 발현 51
• 3. 과학 개념에 기반한 메이커 수업에서 메이커 활동의 특징 90
• Ⅴ. 결론 및 제언 100
• 1. 결론 100
• 2. 제언 103
• 참고 문헌 105
• ABSTRACT 111
• 부록 113