고등학교 과학탐구실험 교과에 피지컬 컴퓨팅을 융합한 수업이 SW 교육 인식 및 융합 소양에 미치는 영향 document_id A220517019399

4차 산업혁명과 융합시대를 맞이하여 미래 사회 인재 육성을 위해 다양한 논의와 연구가 진행되고 있으며, 이를 통해 창의적인 융합 인재에 대한 필요성이 증대되고 있다. 이에 따라 소프트웨어 중심 사회로의 변화에 발맞추어 세계 각국에서는 SW 교육을 강화하고자 노력하고 있으나 융합의 중심이 되는 정보 교과와 SW 교육의 필요성에 대한 고등학교 학생들의 인식이 부족하며, 이를 개선하기 위해서는 정보 교과와 다양한 분야와의 융합의 기회가 제공되어야 한다. 이에 본 연구에서는 과학탐구실험 교과에 정보 교육을 융합하여 창의적인 융합 역량을 발휘할 수 있는 교육 프로그램을 구성하고, 고등학교 학생들에게 9차시에 걸쳐 피지컬 컴퓨팅을 활용한 융합 수업을 적용하였다. 실험 결과 과학과 정보의 융합 수업을 실시한 실험 집단의 SW 교육에 대한 인식이 개선되었으며, 또한 학습자의 융합 소양 향상에 있어서도 융합 수업을 실시한 실험 집단이 일반 과학실험 수업을 실시한 통제 집단에 비해 유의미한 차이가 있음을 확인하였다. 학문의 분야가 전문화되고 분업화되면서 어느 한 분야에 뛰어난 지식을 가진 사람들도 필요하지만 서로 다른 분야를 연결하고 통합하며 통찰할 수 있는 사람들이 더욱 필요하다. 이 시대가 필요로 하는 인재는 다양한 생각들을 하나의 새로운 아이디어로 만들어 낼 수 있는 사람이며, 이러한 역량을 가진 인재는 경쟁력 있고 고부가가치를 창출할 수 있는 융합적인 아이디어를 만들어낼 수 있다. 그러므로 서로 다른 지식들을 연결할 수 있고 다른 분야에도 관용적인 태도와 관심을 가질 수 있는 인재의 육성은 중요하고 의미가 있다. 따라서, 이러한 역량을 갖춘 인재들을 육성하기 위해서는 새로운 교육방법이나 전략에 대한 모색과 적용이 필요하며, 기존 교육과 차별화된 새로운 창의융합 교육 패러다임에 대한 연구가 필요하다. 이 같은 시대적 필요와 요구를 반영하여 2015 개정 교육과정에서는 미래 국가 발전의 성장 동력을 마련하고 새로운 미래를 이끌어 갈 인재를 양성하는 핵심 교육으로 창의·융합교육을 들고 있다. 최근에는 컴퓨터 테크놀로지가 고도화지능화 되고 인공지능이나 빅데이터, 사물인터넷 같은 새로운 ICT 기술과 4차 산업혁명의 개념이 전 세계적으로 확산되면서, 이러한 미래 사회를 선도할 창의적 문제해결능력 역량을 신장시키기 위한 SW 교육이 많은 사람들의 관심을 받고 있다. SW 교육은 단순히 프로그래밍 기법을 가르치는 것이 아니라 디지털 세상에서 새로운 것을 창조하고 융합하는 새로운 역량에 초점을 맞추고 있으며, 다양하고 복합적인 문제해결 역량을 키우는데 관심을 갖고 있다. 따라서 미래 사회에서 요구하는 인재를 양성하기 위해 교실 수업은 끊임없는 변화를 요구받고 있으며, 이를 위해 학교교육 및 교실수업의 새롭고 혁신적인 방향을 탐색하기 위한 노력이 계속되어 왔다. 이를 통해 학생들은 창의·융합적인 사고를 해야 하는 상황에 꾸준히 노출되어야 하며, 자신만의 영역이 아닌 다른 영역과의 소통과 공감을 경험할 필요가 있다. 본 연구에서는 피지컬 컴퓨팅을 활용한 과학정보 창의융합 수업을 설계하고, 이 수업이 고등학생의 SW 교육에 대한 인식과 융합 소양 향상에 미치는 영향에 대해 알아보고자 하였다. 그 결과 과학·정보 창의융합 수업이 고등학생의 SW 교육에 대한 인식을 긍정적으로 변화시키는데 통계적으로 유의미함을 확인하였다. 또한 과학·정보 창의융합수업이 일반적 과학실험 수업보다 고등학생의 융합 소양 사전-사후 검사에서 더욱 많은 향상을 보이며 통계적으로 유의미한 결과를 확인하였다. 이 연구에서는 정보 교과와 과학 교과와의 창의융합 수업을 시도하였으나, 이를 시작으로 정보 교과와 보다 많은 분야와의 융합을 위한 고민을 통해 학교의 교실수업에서 학생들이 창의융합적인 역량을 충분히 계발할 수 있는 여건이 보다 원활하게 조성될 수 있을 것으로 기대한다. 본 연구자는 연구를 통해서 얻게 된 결론을 바탕으로 후속 연구를 다음과 같이 제언하고자 한다. 첫째, 본 연구는 9차시 수업으로 총 39명의 과학동아리 학생에게 정보 교과와 과학 교과와의 융합수업을 통해 연구결과를 도출하였으므로 전체 고등학생을 대상으로 일반화하여 적용하는데 한계가 있다. 지역별, 학년별 대상을 달리 설정하여 후속 연구를 진행할 필요가 있으며, 앞으로 정보 과목과 다양한 과목과의 융합을 위한 수업설계 및 효과에 대한 연구가 필요하다. 둘째, 입시 위주의 고등학교 수업에서 정보 교과의 인식 개선을 위해서는 내실있는 정보 교과 수업이 무엇보다 중요하지만, 이와 더불어 정보 교과 중심의 다양한 창의융합 수업 확대를 통한 학생의 관심분야와 정보 교과와의 융합 경험 제공으로 정보 교과 인식 개선을 위한 노력이 필요하다. 셋째, 각 과목이 전문화분리화 되어있는 고등학교에서 창의융합 수업을 통한 융합 역량을 발휘할 수 있는 환경을 조성하기 위해서는 융합수업 시간 확보, 수업자료 및 교육과정 마련 등의 제도적 뒷받침이 요구된다.