물리학과 첨단기술 JANUARY/FEBRUARY 2016 42 서 론 최근 들어서는 융합적 사고가 창의성에서 중요하게 부각되면 서 초·중·고등학교에서도 융합적 사고력을 증진시키기 위한 노 력이 활발하게 이루어지고 있다. 과학과 수학에 공학과 기술적 아이디어를 접목해 보려고 하는 STEM 교육은 이미 융합적 사 고력 증진에 효과가 있음을 보이고 있다. STEM에 Art(예술)을 더 접목시키려고 하는 노력인 STEAM 교육은 미국에서 처음 그 아이디어가 나왔지만 실제적인 프로그램 개발과 적용은 한 국과학창의재단을 중심으로 우리나라에서 더 본격적으로 이루 어지고 있다. 본 내용은 과학고등학교 학생들에게 적용해 본 융합형 STEAM 프로젝트 학습에 관한 것이다. 프로젝트 학습에 관해서는 본 필자들이 이미 몇 차례 수행한 경험이 있으며 여기서는 이러 한 연구 경험을 STEAM 프로젝트 학습에 연계시켜 보고자 하 는 것이다. 이 과제에 참여한 학생들은 과학전람회 출품작을 탐구하기 위해 구성된 과학고등학교에 재학중인 2학년 학생들 3명이다. 이들은 처음에는 각각의 개별 탐구 주제로부터 시작 하여 점차 하나의 융합된 프로젝트 형태로 발전해가는 과정을 보임으로써 융합형 STEAM 과제의 수행이라고 보았기에 과학 고등학교 학생들에게 적용 가능한 사례로 제시하고자 한다. 연구 대상 학생들의 현황 과학고등학교나 과학영재학교 입학을 목표로 하는 학생들은 초등학생 때부터 수학과 과학에 대해 심화학습을 수행하는 동 시에 자기주도적인 학습능력을 입증할 수 있는 포트폴리오를 준비한다. 본 연구의 대상인 울산과학고등학교 2학년 학생들도 초등학생 시절부터 꾸준히 수학과 과학 심화학습을 수행하였고 대학교나 교육청 부설 영재교육원 또는 학교에서 제시하는 다 양한 수학 및 과학 탐구활동을 수행한 경험을 가지고 있다. 일 반적으로 중학교 3학년 때에 수학과 과학에 소질이 있어 과학 고등학교 입학시험을 통과한 학생들은 입학 전 3개월 동안 과 학고등학교 1학년 과정에서 공부하게 될 고급물리나 일반물리 학 내용을 집중적으로 공부하게 되며 그 이유는 중학교 내신 을 위해 수행하였던 과학 공부만으로는 과학고등학교에 입학한 뒤 이들 과목을 감당하기가 쉽지 않기 때문이다. 본 연구의 대상이 되어 프로젝트를 수행한 울산과학고 2학 년 학생들(오예빈, 안세미, 정희윤)은 대부분의 과학고 학생들 처럼 수학과 과학 공부를 열심히 하고 있었으며 프로젝트를 위해 만났을 때 이미 일반물리학의 역학, 전자기학을 이수한 후 광학을 배우고 있는 중이었다. 프로젝트 수행을 위해 규칙 적인 모임을 진행하면서 점차 학생들의 성향이 파악되었으며, 그 성향은 프로젝트 학습의 분담을 통해 나타났다. 한 학생은 주로 프로젝트를 위한 물품구매, 실험계획 및 설계, 보고서 작 성 등의 전반적인 부분을 컨트롤하는 일을 담당했고, 한 학생 은 실험 설계나 실험과정 및 결과에 과학적 원리를 적용해 보 거나 이해가 되지 않는 원리를 묻거나 논문 검색 등을 통해 원리를 탐구해 보는 성향과 능력을 보였고, 나머지 한 학생은 수학에 재능을 가지고 있고 특히 전산적 사고(computational thinking)에 능력이 있음을 보였다. 이는 프로젝트를 위해 의 도된 조합은 아니었지만 서로 다른 성향을 보이는 학생들의 조합이 결과적으로 프로젝트를 효율적으로 수행하게 한 것으로 나타났다. 전국 과학 전람회 전국 과학 전람회는 우리나라에서 시행하는 가장 오래된 역 사를 가진 과학기술 관련 문화행사이다. 물리, 화학, 동물, 식 물, 지구과학, 농림수산, 산업 및 에너지, 환경 총 8개 출품 부 문이 있고 초·중·고 학생과 교원 및 일반인이 응모할 수 있다. 자연현상이나 과학 원리에 대한 장기간의 실험실습을 통한 깊 이 있는 연구 작품들이 출품되어 경쟁하게 되며 과학 고등학교 학생들도 많이 지원하고 있다. 과학전람회에 출품하고자 하는 학생들은 지도교사를 선정하고 각 시·도 및 광역시에서 개최하 는 지역별 전람회를 통해 선발된 주제와 작품을 전국 과학전람 회에 출품하게 된다. 과학고등학교 학생들에게 적용해 본 융합형 STEAM 과제의 효과 이승우 ․ 김영민 저자약력 이승우 교수는 강원대학교 전자공학박사로서, 창원대학교 물리학과 연구교 수, 부산대학교 과학교육연구소를 거쳐 현재 동서대학교 메카트로닉스융합 공학부 교수로 재직 중이다.([email protected]) 김영민 교수는 서울대학교 교육학박사(과학교육)로서, 신림여자중학교 교사, 한국교육개발원 연구원을 거쳐 현재 부산대학교 물리교육과 교수로 재직 중 이다.([email protected])
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과학고등학교 학생들에게 적용해 본 융합형 STEAM 과제의 효과webzine.kps.or.kr/contents/data/webzine/webzine/147620867711.pdf · 년 학생들(오예빈, 안세미,
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