OP-25. 일반계 고등학교의 STEAM R&E 활성화 방안 탐색

이명준, 심재호(부산대학교)

본 연구는 미래 사회의 창의 융합 인재 양성의 시대적 요청에 따라 일반계 고등학교에 STEAM R&E
교육의 도입을 제안하고, 이를 고등학교 창의 체험 과학 동아리에 적합한 모델을 개발하며, 이를 실제
실행하여 학생들의 과학 관련 태도 및 학습 동기의 변화, 행위 주체성의 변화 등을 정량적 분석과 질적
조사 분석을 통해 그 효용성을 입증하는 것이 목적이다. 이를 위해 기존의 STEAM 교육과 R&E 교육
방안의 모델의 장단점을 검토하여 창의 융합을 기반 요소와 전문가 협력 요소를 조합하여 일반 고교용
STEAM R&E 교육 모델을 개발하는 연구 과정을 수행하고, 다음으로 이 모델을 부산 시내 J고등학교
창의 체험 과학 동아리에 적용하여 모델의 유용성 검증해보고, 이 모델 적용의 효과와 한계를 알아보았
다. 개발한 모델 적용의 효과를 알아보기 위해 과학 학습에 대한 태도 검사(김효남, 1998)와 과학에
대한 태도 검사(Anderman과 Young, 1994)를 활용하였다. 질적 연구로는 과학 담당 교사의 면담을 수행
하였으며, 면담 내용을 전사한 뒤 유형 분석을 실시하였다. 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 일반계
고등학교의 STEAM R&E 모델 설계는 창의 체험 과학 동아리를 이용하여 5명 단위의 모둠으로 운영하
는 것이 합리적이며, 전문가 협력을 위한 교육 지원단을 교육청 주체로 지역 연구소나 대학의 전문
인력, 대학생 멘토를 이용하여 구성해야 한다. 이와 함께 일반계 고등학교에 과학 수석교사제를 도입하
거나, 과학 전담 교사를 두는 것이 효율적이다. 둘째, 일반계 고등학교 STEAM R&E 교육의 창의 융합
교육 내용에는 지속 가능한 발전이라는 시대적 사명과 윤리적 가치 경영이라는 ESG 등과 같은 현실
문제를 해결하는 내용으로 설계를 해야 하며, 융합 교육이 과학에만 치중하지 않도록 주변의 문제를
해결하는 인문, 예술적인 가치를 반영하는 것이 바람직하다. 셋째, 일반계 고등학교 STEAM R&E 교육
의 실행모델은 교사 중심 단계, 연구자 중심 단계, 학생 주체 단계로 나누되 이를 계획단계, 기초실행단
계, 응용실행단계, 주제해결단계, 평가단계, 종료단계 등의 6단계로 구성하였다. 계획단계는 지도 교사
가 STEAM 교육의 내용을 구상하고 동아리 구성과 활동 계획을 수립하는 단계이고, 기초실행단계는
교사가 학생들의 주제 선정에 조력자 역할을 하고 주제 강의와 토론을 진행하는 단계이고, 응용실행단
계에서는 연구자가 전문가 협력 수업을 하는 단계로 교사가 학생과 전문가의 소통을 담당하는 역할을
하는 단계이다. 주제해결단계는 전문가와 학생이 협력을 통하여 실제 실험 활동을 하여 문제를 해결하
는 단계이다. 평가 단계는 학생들이 주체적으로 주제에 대한 결과물을 산출하는 단계이며 종료 단계는
학생들이 해결한 문제를 정리하고 보고서를 만들고 지도 교사와의 면담을 통해 실험의 의의와 보완점
을 살펴보는 단계이다. 넷째, 일반계 고등학교 STEAM R&E 교육의 모델을 일반계 고등학교 창의 체험
과학 동아리에 적용하여 실행하였다. 지역의 전문가 집단을 방문하고 실제 실험을 통해 결과를 도출한
내용을 바탕으로 모델의 효용성에 대한 검증을 한 결과, 양적 조사와 질적 조사를 통해 유용성이 입증
되었다. 다섯째, 과학 관련 태도에 관한 양적 분석에서 과학 인식의 사전 사후 분석에서는 과학 교육에
대한 인식, 과학과 관련된 직업에 대한 인식, 과학 인식에서 사전보다 사후의 점수가 유의하게 상승하
였다. 과학 흥미에 대한 사전 사후 분석에는 과학에 대한 흥미, 과학 학습의 흥미, 과학과 관련된 활동
에 대한 흥미, 과학과 관련된 직업에 대한 흥미, 과학 흥미에서 모두 사전보다 사후의 점수가 유의하게
상승하였다. 과학적 태도에 대한 사전 사후 분석의 결과, 호기심, 개방성, 비판성, 협동성, 자진성, 끈기
성, 창의성 등이 사전보다 사후에 유의하게 상승하였다. 여섯째, 과학 학습 동기에 대한 양적 조사를
실시한 결과, 과학에 대한 심층적 전략 과학에 대한 자아 개념 능력, 과학에 대한 가치, 과학에 대한
기대, 과학에 대한 능력 중심 목표 지향, 과학에 대한 학습 중심 목표 지향 등에서 사전보다 사후에
점수가 유의하게 상승하였으나, 과학에 대한 자아 효능감과 과학에 대한 피상적 전략은 통계적으로 유
의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 일곱째, 질적 연구를 통해 학생들의 자기주도적 학습 태도의 변화
를 확인하였는데, R&E 특강 후에는 전문가와의 만남에서 행위 주체성의 변화가 확인되었고, R&E 체
험활동 후에는 과학 진로를 위한 자기 주도적 행위가 향상되었으며, 좌광천 수질 오염 실험 후에는
주변에 대한 인식이 확장되고, 자신의 노력과 제도 개선 등의 사회 공동체 인식이 향상되었다.

*교신저자 (심재호) E-mail: sim307@pusan.ac.kr

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