기술의 본성에 대한 개념틀 개발 및 과학기술관련 사회쟁점(SSI) 수업에서 기술의 본성 인식변화 탐색

Abstract

본 연구는 과학적 소양 함양이라는 교육적 목표를 고려하여 기술의 본성(Nature of Technology, 이하 NOT)에 대한 개념틀을 구성하고, 이것을 활용하여 대학생들의 NOT 인식변화를 살펴보는 것을 목표로 한다. NOT 개념틀은 과학교육뿐 아니라 기술사·기술철학·기술사회학 분야의 문헌 연구와 해당 분야 전문가(기술사학자, 기술철학자, 공학자)의 검토를 거쳐 도출하였다. 결과적으로 기술의 차원에 해당하는 인공물(artifacts), 지식(knowledge), 실행(practice) 그리고 시스템(system)의 하위에 각 3개씩, 총 12개의 요소로 NOT 개념틀을 구성하였다. 인식변화는 일반적인 NOT와 과학기술관련 사회쟁점(socioscientific issues, 이하 SSI)에 대한 의사결정과정에서 드러나는 NOT라는 두 가지 맥락을 나누어 탐구하였다. 첫 번째 맥락에서 연구자는 대학생을 위한 SSI 기반 수업을 계획하고 운영하면서 수업 전후에 총 28명의 대학생(공학전공 10명, 사회과학전공 3명, 인문과학전공 15명)을 대상으로 NOT 인식조사 설문지를 투입하여 인식변화를 조사하였다. 아울러 인식변화를 정확하게 묘사하고 변화의 궤적을 구체적으로 추적하기 위하여 수업 후 면담 내용과 수업 현장에서 수집된 토의·토론 대화 내용과 과제로 제출한 과학기술학 관련 읽기자료 소감문 등을 참고하였다. 대학생들은 NOT 하위요소를 대부분 인식하는 것으로 나타났다. 다만, 지식 차원의 NOT 하위요소에 대한 인식을 하는 학생들이 상대적으로 많지 않았다. 인식변화에 대한 결과를 살펴보면, SSI 기반 수업 후에 일부 NOT에 대한 대학생들의 이해가 심화되는 것으로 나타났다. 특히, 기술의 본성에 대한 상호연관성(NOT interconnectedness)을 인식하는 경향이 강화되었는데, 이러한 인식변화의 특징은 NOT 이해가 고등사고 능력을 함양하는 방향으로 향상될 수 있다는 것으로 해석할 수 있다. NOT 상호연관성에 대한 이해는 기술의 차원을 통합적으로 고려하고 다양한 관점에서 비판적으로 사고하는 능력으로 간주할 수 있기 때문이다. 두 번째 맥락에서 연구자는 SSI 의사결정과정에 내포된 NOT가 어떻게 개념화되고, 수업 처치 후 인식변화의 양상을 살펴보기 위하여 유전자재조합식품(genetically modified food, 이하 GMF)관련 쟁점을 선택하고, 수업 전후에 총 58명의 대학생들(공학전공 28명, 사회과학 전공 30명)에게 GMF 의사결정을 하는 글쓰기를 하도록 하였다. 본 연구에서 도출한 NOT 개념틀로 GMF 의사결정과정 글쓰기를 분석하여 5가지 논점을 발견하였다. 해당 논점을 살펴보면 인공물 및 시스템 차원에 해당하는 NOT 하위 요소는 모두 발현되었지만, 지식과 실행 차원에 해당하는 일부 요소는 나타나지 않았다. 또한, GMF 쟁점에 내포된 NOT의 인식변화를 조사하기 위하여 해당 5가지 논점을 평가요소로 하는 NOT 평가틀을 제안하고 활용하였다. 수업 전후 GMF 의사결정 글쓰기에서 발견되는 인식차이를 살펴보면 NOT 인식이 전반적으로 향상된 것을 확인할 수 있었다. 특히, GMF 의사결정과정에서 NOT 상호연관성에 대한 이해가 향상되었다. 질적인 분석법을 활용하여 이러한 변화가 의미하는 바를 살펴보았을 때, GMF 의사결정과정에 내포된 NOT 상호연관성을 이해하는 학생은 다양한 정보를 인지하고 서로 다른 관점을 고려할 뿐 아니라 과학과 기술을 둘러싼 전체 사회에 대한 균형 잡힌 시각을 가지고 의사결정을 한다는 결론을 내릴 수 있었다. 즉, 과학적 소양에서 주요한 요소로 간주하는 능력을 획득한 것이라고 해석할 수 있다. 본 연구는 NOT관련 연구를 거의 찾아보기 힘든 상황에서 NOT의 하위요소를 포함하는 개념틀을 체계적으로 구성하고, 이것을 활용하여 NOT 인식변화를 조사하였다. 즉, NOT 개념틀을 교육적 맥락에서 기능적으로 활용하여 과학적 소양 함양이라는 교육 목표를 달성하기 위해 이것이 어떤 역할을 할 수 있는지를 실증적으로 확인해보았다는데 함의가 있다.;Contemporary trends of education reform efforts in the field of science education are represented by the integration or convergence of disciplines such as STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics) education. Nature of Technology (NOT) along with Nature of Science (NOS) have been regarded as one of the important learning elements in standards for science education and its curricula, even though there is a lack of research on what the concrete features of technology that constitute NOT are, or its functional effects in educational practice. Recently the need for NOT has been further emphasized because of practical demands to reconstruct curricula with the inclusion of new areas such as technology and engineering. This study aimed to suggest a conceptual framework for Nature of Technology (NOT framework) that can be applied in the field of science education to promote scientific literacy. In order to develop the conceptual framework of NOT, I conducted extensive literature review and consecutive discussions with experts in the field of philosophy of technology, history of technology, and engineering as well as in science education. In order to validate the framework and to investigate students’ perception on NOT, I analyzed college students’ responses to a NOT questionnaire which was developed based on the NOT conceptual framework and included seven open-ended items. The NOT framework included four dimensions that reflect the various modes of manifestation in technology; 1) Technology as Artifacts, 2) Technology as Knowledge, 3) Technology as Practice and 4) Technology as System. Artifacts refer to material products such as tools and machines, which students generally think of when “technology” is mentioned. Knowledge refers to technical knowledge which engineers and technicians produce and use in the undertaking of professional activities. Practice refers to engineers and technicians’ behaviors and actions such as inventing, designing and maintaining. And System includes the interaction of the interconnected scientific and technical as well as social and cultural factors of technology. Each of the four dimensions were further divided into three sub-components for a total of 12 elements; (Artifacts) intentional artifacts, solution for real-world problems, positive and negative impacts of artifacts; (Knowledge) procedural knowledge, practical knowledge, context-dependent knowledge; (Practice) constraints & value-laden decisions, optimization & creative activities, feedback & multidisciplinary approach; and (System) multiple stakeholders & organizations, systemic structure, technological development & system momentum. Overall, the students conceptualized most NOT elements although with some differences in their level of conceptualization. The results suggest that the NOT conceptual framework is a functional construct in educational practices. Using the NOT conceptual framework, I subsequently explored college students’ changes in NOT recognition through an SSI-based program. Students’ perception of NOT were explored in two contexts: general NOT perception analyzed with the NOT questionnaire, and contextualized NOT perception analyzed with the help of the NOT framework in the context of decision-making on a genetically modified food (GMF) issue, as an example of SSI. After undertaking the program, students were observed to gain a deeper understanding of NOT. In particular, their recognition of NOT interconnectedness integrated NOT dimensions was enhanced following the program. Students with an understanding of NOT interconnectedness were shown to use critical thinking skills from different perspectives as a case of higher order thinking. Especially, understanding of NOT interconnectedness in the context of GMF decision-making was readily associated with characteristics of informed decision making; that is awareness and use of available information, clarification of the concerns, values raised by the issue, and respect for different perspectives with a balanced view of the whole of technology system. As a result, the NOT framework was successfully adapted as a tool to analyze and assess NOT understanding in the context of socioscientific decision-making and furthermore, the NOT interconnectedness was identified as an index to leverage NOT understanding and inform SSI decision-making.