창의적 체험 활동에 적용한 STEAM 탐구 수업 전략의 효과

Abstract

The purpose of this study was to design a teaching strategy based on STEAM inquiry and to investigate its effects on improving students’ creative problem solving skills (i.e. creative thing skills and creative thinking skills) and science related attitudes. To accomplish this aim, STEAM inquiry strategy was devised, based upon Lawson's learning cycle. The inquiry strategy was applied to 31 middle school students who have participated "Scientific inquiry" club activity, which is included in Creative Activities, for a year(2 semesters). Results revealed that the experimental group presented statistically meaningful improvement in creative thinking skill, especially in the fluency and originality of identifying a problem, making hypothesis, and controlling of variables(p<.05). Yet, results indicated that the improvement in the flexibility thinking the experimental group presented was not statistically meaningful(p>.05). In addition, the strategy contributed to improve critical thinking skills statistically meaningful(p<.05). It can be discussed that it was because students in "Scientific inquiry" club activity had to think both creatively as much as possible in order to make their own products and critically so that they can produce 'the best', 'the most suitable' products. Therefore, it can be concluded that the STEAM strategy which is applied to "Scientific inquiry" club activity is helpful to improve creative problem solving skills.;지식 정보 기반 사회의 과학 기술 분야에서는 새로운 지식을 생성하고 활용하기 위해 하나의 학문 분야에 갇힌 분과적 사고에서 탈피하여 여러 학문 분야를 통합하여 사고할 수 있는 융합적 사고가 요구된다. 이에 따라 본 연구에서는 창의적 체험활동의 한 형태인 과학 탐구반 동아리 활동을 활용하여 학생들의 과학 기술에 대한 흥미와 이해를 높이고 융합적 사고를 바탕으로 한 문제 해결 능력을 신장시키고자 과학 탐구반 동아리 활동에 적합한 18차시 분량의 융합 인재 교육(STEAM) 수업 전략을 개발하고 적용하여 창의적 사고력, 비판적 사고력의 창의적 문제 해결력과 과학에 대한 태도에 미치는 효과를 알아보고자 하였다. 본 연구는 서울시에 위치하고 있는 중학교에 재학 중인 3학년 학생들 중 과학 탐구반 동아리 활동에 참여한 30명을 대상으로 하고 실험에 참여하지 않는 학생들 중 한 학급 학생 31명을 비교 집단으로 설정하였다. 실험 집단과 비교 집단에 각각 수업 처치 전후에 중학생용 창의적 문제 해결력 검사와 과학에 관련된 태도 설문지(TOSRA) 검사를 실시하여 STEAM 탐구 수업의 효과를 알아보고자 하였다. 본 연구의 결과들을 통하여 얻어진 결론은 다음과 같다. 첫째, 정규 학교 과학 수업만 받은 비교 집단의 학생에 비해 과학 탐구반 활동에 참여하여 STEAM 탐구 수업 전략을 경험한 학생들의 창의적 사고력이 향상되었음을 알 수 있었다. 창의적 사고력의 하위 영역 중 유창성, 독창성의 부분에서는 통계적으로 유의미한 향상이 이루어졌고(p<.05), 융통성 부분의 향상은 통계적으로 유의미하지는 않은 것으로 밝혀졌다(p>.05). 그리고 창의적 사고력의 하위 문항 중 문제 인식 및 가설 설정, 가설 설정, 그리고 변인 통제에서 창의적 사고력이 신장된 것은 정규 과학 수업의 틀에서 벗어난 창의적 체험 활동에서의 STEAM 탐구 수업 전략에 의해 과학 탐구반 학생들이 다양한 매체를 통해 많은 관찰을 하고 제작품을 만들기 위해 필요한 과정을 최대한 자유롭게 구상할 수 있었기 때문이라고 볼 수 있다. 둘째, 과학 탐구반 활동에 적용한 STEAM 탐구 수업 전략을 경험한 학생들의 비판적 사고력이 통계적으로 유의미하게 향상시킬 수 있었음을 볼 수 있었다(p<.05). 이를 통해 본 연구에서 창의적 체험 활동인 동아리 활동에 도입한 STEAM 탐구 수업이 중학교 학생들의 비판적 사고력을 신장시키는 데에 도움을 준다고 할 수 있다. 과학 탐구반 동아리 활동에서 학생들은 과학적 원리를 바탕으로 ‘가장 나은’, ‘가장 적합한’ 제작품을 산출해내기 위해 보다 합리적이고 정교한 수렴적 사고를 할 수 있었기 때문으로 간주된다. 셋째, 과학 탐구반 동아리 활동에 적용된 STEAM 탐구 수업 전략은 학생들의 과학적 태도가 향상되는 효과는 가져오지 못한 것으로 나타났다. 그러므로 후속 연구에서는 연구 기간을 늘려 학생들이 제작물을 평가하고 보완해 나가는 기술 공학 설계 기반 과정에 익숙해지도록 하거나 정의적 영역에 초점을 맞춘 별도의 교수 전략을 개발하여 과학적 태도가 통계적으로 유의미한 향상이 이루어질 수 있도록 해야 할 것이다. 과학 탐구반 동아리 활동에 적용한 STEAM 탐구 수업 전략은 다양한 매체를 통해 자유롭게 관찰하고 제작물을 산출하기 위해 다양한 해결 방법에 대한 아이디어를 구상하는 창의적 사고력과 그 중 하나로 수렴하여 실제로 제작품을 만들 수 있게 되는 비판적 사고력 향상에 긍정적인 역할을 한다. 따라서 창의적 체험 활동에 적용된 STEAM 탐구 수업 전략은 창의적 문제 해결력 향상에 도움이 된다는 결론을 얻을 수 있었다. 이 연구에서 살펴본 중학교 학생들을 대상으로 한 STEAM 탐구 수업의 효과를 일반화하기 위해서는 더 많은 인원과 다양한 성별의 고등학교나 대학교의 상급 학교 학생들을 대상으로 하는 추가 연구가 필요하다.