현재 융합은 학문에서 뿐만 아니라 사회 전 분야에 걸쳐 가장 중요하게 다뤄지는 주제 중 하나이다. 공학교육에도 융합학문, 융합교과의 필요성에 대한 논의가 이미 오래 전에 시작되었으며 이제는 커다란 공감대 속에서 적용 단계의 시도들이 계속되고 있다. 이러한 노력이 실질적인 성과로 이어지기 위해서는 융합교육의 체계적이고 이론적인 틀과 목표를 확립하고 교육의 연속성을 확보하는 것이 중요하다. 이에 기여하고자 우리는 진 선 미의 틀로 구획지어진 근대 학문에 대한 비판적 이해와 초학제성 이론을 통해 융합의 기본 개념을 환기시키고, 이를 바탕으로 공학융합교육의 거시적 목표를 제시할 것이다. 이러한 목표의 구체화, 현실화를 위해 융합교과 모델로서 기획된 공학 예술 인문학 융합교과, "공학미학"을 소개하고자 한다.
사회변화의 속도와 경쟁의 속도는 급격히 빨라지고 고객이 요구하는 제품과 서비스 발전의 속도는 공급자의 속도가 따라잡을 수 없을 만큼 초 스피드로 성장하고 있다. 기업의 구체적 상품, 서비스를 구상하고 개발하고 제조하는 공학인은 이제 이전과는 다른 새로운 패러다임의 스피드한 창조 이행 능력을 발휘하는 상황으로 내몰려 있다. 이와 관련하여 집단 시스템이 따라 잡을 수 없는 고객 변화 속도를 개인 창조성으로 대체하고자 하는 개인 창조 이런 관점에서 창조성 개발, 향상은 사회적 변화와 특성을 소화해 내야 하는 공학인에게는 필수 자격 요건으로 받아 들여져야 한다. 즉 공학이 기존의 발명공학에 의존한 제품의 대량 양산 체제에서 기초 원리를 이용하여 다양한 관련 응용 제품을 발명 생산함은 물론 사회 구조의 변화에 대한 대응 서비스를 발명 생산하는 사회 공학적인 상품을 발명 생산하는 능력 까지 갖추어 대응해 줄 것을 요구 받게 된 것이다. 이를 위하여 공학인은 이전의 전문 지식 습득과 고도화 뿐만 아니라, 고객층의 사회 변화와 생활 변화 속에서 새롭게 출현하는 하드웨어와 소프트웨어, 인간 공학, 심리, 감성, 생활 패턴 등을 융합하여 새로운 제품과 서비스를 창안하여 재현하는 창조인이 되어야 한다. 이질적이고 영향력이 있는 무언가를 융합 창조해야만 하는 독창적이고 매우 흥미 있는 융합 창조인의 삶으로 이동하기를 요구당하고 있는 것이다. "융합창조인이란 고객 각자의 주관적이며 독창적인 욕구에 대하여, 치밀한 논리와 감각적인 정서의 대응은 물론 이슈를 둘러싼 관계망을 꿰뚫는 초월적 통찰력을 활용하여 새로운 가치를 창조하는 사람을 말한다. 본 논문은 "창조적 이행"을 촉진하기 위한 창조성 융합개발 프로그램이 기존 공학인에게 주는 가치가 어떤 것이며 어떻게 대응하는 것이 좋은가를 17주간에 걸쳐 이루어진 실험을 바탕으로 연구, 정리, 구성된 것이다. 60 시간의 예술창작 과정은 예술창조 매카니즘에 공학 가치창조 매커니즘이 결합하여 만들어낼 수 있는 창조이행의 성공적이며 비전있는 결과를 실험을 통하여 증명된 형태로 제시한다. "예술을 통한 융합, 창조인" 만들기 과정은 S그룹을 대상으로 하여 이미 검증된 결과를 바탕으로 더 속도 있는 사회 대응을 이루어낼 창조성 이행촉진을 이루는 더 깊은 연구방향과 활용방향을 준비하고, 그 준비된 미래를 이야기 하고자 한다.
21세기 화두인 4차 산업혁명의 핵심은 최첨단으로 발전하고 있는 다양한 기술들의 융합에 있다. 따라서 다양한 관점에서의 문제해결을 위해 융합 교육은 필수적이라 할 수 있다. 무엇보다 미래사회의 인간과 기술의 접점에서 발생하는 복합문제를 해결하기 위해서는 인문학적, 예술적 접근을 통한 통찰력이 필요하다고 보았다. 이제 대학은 새로운 디지털 환경에 적응하기 위해 다 학적으로 종합설계를 운영하려 하고 있다. 본 연구에서는 연구자가 운영한 예술을 접목한 공학 종합설계 교과목의 운영사례를 기술하였다. 연구자는 1. 문제 인식 및 정의, 2. 아이디어 도출 및 평가, 3. 프로젝트 개발, 4. 발표 및 시연의 프로세스 운영방식을 적용하여 종합설계 교과목에서의 예술 융합형 교육과정을 제시하였다. 본 연구를 통해 학생들에게 프로젝트 개발에 있어 예술적 심미안과 감성적 접근을 시도하게 함으로써 공학 계열 종합설계 교과목에서의 예술 융합 운영방식을 제시하였다는 데 의의가 있다.
최근 학제 간 융합이 관심을 받고 있다. 특히 예술과 기술의 학제 간 연구는 매우 흥미로운 주제이다. E.A.T.는 1966년 뉴욕에서 예술가와 공학자에 의해 설립되었다. 본 연구는 E.A.T. 사례를 중심으로 예술과 기술이 융합될 수 있었던 시대적 배경과 E.A.T.의 작품 특성을 분석하였다. 시대적 배경에 대한 분석결과 5가지 요인들이 E.A.T.가 조직되고 발전되는 데 있어 영향을 미쳤음을 발견하였다. 경제적 요인, 예술적 요인, 기술적 요인, 교육적 요인, 그리고 후원 문화적 요인이 예술과 기술의 융합에 영향을 미쳤다. 예술가와 공학자가 협업한 E.A.T. 작품은 일반적으로 세 가지 특성을 가지고 있었다. 다양한 분야를 아우르는 융합성, 여러 가지 감각을 활용하는 다감각성, 그리고 환경과 인간에 대한 상호작용성이 E.A.T. 작품에 나타났다. 본 연구는 예술적 표현의 한계를 극복하고 새로운 기술을 개발하고자 하는 예술가와 공학자 모두에게 의미 있는 함의를 제공한다.
본 연구의 목적은 창의·융합적 사고 향상을 위한 예술-공학 융합 교육의 학습 효과성을 분석하는 것이다. 이를 위해 K대학에서 운영한 예술-에너지 융합 비교과 프로그램을 수강했던 263명의 응답자료를 사용하여 Kirkpatrick의 4단계 모형에 따라 분석하였다. Excel 2018, SPSS 25.0, Process macro 4.0 프로그램을 사용하여 분석한 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, STEP1 수강 만족도(M=4.43), STEP2 이해도(M=4.52), STEP3 에너지에 대한 관심증가(M=4.26), STEP4 창의·융합적 사고확장(M=4.41)의 전체 평균은 모두 높게 산출되어 학습이 효과적이라는 것을 보여주었다. 둘째, STEP1은 학습자 특성에 따른 차이가 없었으나, STEP2와 STEP3은 남성이 여성보다 유의하게 높았다. 그리고 STEP4는 남성이 여성보다, 이공계열 학습자가 비이공계열 학습자보다 유의하게 높았다. 셋째, STEP1은 STEP2에, STEP3은 STEP4에 긍정적인 영향을 미쳤으나, STEP2가 STEP3에 영향을 미치지 않아 Kirkpatrick의 4단계 모형이 단계별 순차적으로 인과성이 있다는 가정이 충족되지 않았다. STEP1, STEP2, STEP3는 STEP4에 직접적인 영향을 미쳤고, STEP2와 STEP3는 각각 STEP1과 STEP4의 관계를 매개하였다. 그러나 STEP2와 STEP3이 STEP1과 STEP4의 관계를 연속매개하지 않았다. 본 연구 결과를 토대로 논의하고 공학 및 과학교육의 관점에서 학문적, 실무적 시사점을 제공하였다.
로봇 키트 등의 도구와 제어하기 쉬운 코딩 기법 등은 학생들에게 창의적인 융합 프로젝트를 할 수 있는 환경을 제공하는데 기여하고 있다. 이 논문은 진자의 왕복 운동을 물리적으로 다루면서 수학 도형을 생성하는 하모노그래프 장치를 만들고 아두이노 키트를 사용하여 향상시키는 중학생들의 사사과정 프로젝트를 소개한다. 그리고 과학(S), 테크놀로지(T), 공학(E), 수학적 접근(M)과의 관련성을 다루고 키네틱 예술 작품으로 발전할 수 있는 가능성을 탐구한다.
최근 학문간 융합을 통한 STEAM 융합인재교육에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. STEAM 교육은 과학, 기술, 공학, 예술 그리고 수학의 학문 영역을 유기적으로 융합하여 차세대 학습자들이 미래 사회에 필요한 핵심역량을 높일 수 있도록 하는 교육방식이다. 국가적인 차원에서 창의적인 융합인재를 위한 미래형 과학기술 교육을 중요하게 여기고 있으며, 과학기술 교육 패러다임에 변화를 기대하고 있다. 따라서 본 연구에서는 융합형 인재양성을 위한 집단지성 기반의 STEAM 교육 방안을 연구하고, 학습자의 과학기술에 대한 흥미와 이해를 높이고 융합적 사고와 문제해결 능력을 배양하기 위한 지능로봇 교육과정을 제시한다. 또한 집단 학습자들 간의 교육 적용 사례를 소개하고, 학습자의 만족도 분석을 통하여 검증하였다. 향후 본 연구의 결과로 집단 학습자의 학습 성취도를 향상시키고, 융합형 과학기술 인재양성 교육방안으로 발전하기를 기대한다.
이번 연구를 통해 고등학교 1,2학년 학생들이 학습하는 2009 개정 교육과정 화학 I 검정 교과서 4종을 선정하여 과학적 지식 외에 어떠한 STEAM 요소를 포함하고 있는지 분석하였다. 각 단원별, 출판사 별, 교과서의 영역별로 포함된 STEAM 요소의 종류와 수는 어떻게 다르게 나타나는가에 관한 연구 문제를 선정하고 결과를 분석해 보았다. 현 교과서의 내용과 잘 맞지 않는 STEAM 요소의 새로운 하위요소들을 정하고, 새로운 분류 틀을 만들어 그 분류틀을 기준으로 분류 하였다. 먼저 예술 분야의 경우 방법적인 면에서의 예술 분야를 '표현예술'로 만화, 토의, 역할놀이의 하위요소를 가지며 내용적인 면에서의 예술 분야를 '문화예술'로 사회문화, 과학자 이야기, 인류의 역사, 직업탐구, 미술의 하위 요소를 갖는다. 기술과 공학요소는 서로 분류하기 어려우므로 '기술공학' 이라는 하나의 분야로 통일하고, '과학적 내용을 활용한 기술'과 '과학적 발전에 활용된 기술'의 두 가지 하위 요소를 포함한다. 마지막으로 수학요소는 수, 연산, 단위변환, 구조모형의 하위 요소를 갖는다. 또한 교과서에 포함된 STEAM요소의 교과서 안의 위치영역을 도입부, 본문, 보충자료의 세 영역으로 분류하고, 본문의 경우 내용과 탐구영역으로 세분화 하여 분석하였다. 분석 결과 대부분의 교과서가 개정 교육과정의 의도를 파악하여 다른 분야를 통해 학습이 일어나게 하기위해 STEAM 요소를 포함 하고 있었다. 그러나 교과서 별로 활용하는 학습 방법이 제한되어 있으며, 교과서의 종류에 따라 조금 다르게 나타났다. 또한 포함하고 있는 세부요소의 종류는 전체 14종류 밖에 되지 않으며, 그것도 교과서 별로 몇 가지 요소에 집중돼는 경향을 나타내는 것으로 보아 현재 화학교육에서 활용되는 STEAM 교육에는 한계가 있는 것으로 보인다. 단원별로는 수업내용에 따라 포함된 STEAM 요소가 다르게 나타났는데, 많은 수의 STEAM 요소가 I단원에 포함되어 있는 것으로 보아 수업 내용에 수학, 역사 들이 포함되어 있지 않는 경우 STEAM 요소가 포함되기 어려움을 알 수 있었다. 마지막으로 영역별로 포함된 STEAM 요소의 경우 요소들이 대부분이 보충자료 영역에 포함되어 있고, 그 요소가 문화 예술이 가장 많은 것으로 보아 실제적으로 화학 지식에 대한 활용적인 면에만 STEAM이 활용되며 화학지식에 대한 접근 방법적 융합교육이 매우 부족함을 알 수 있었다. 현재, 국내 교육계에서 STEAM 교육에 관해 주시하고 있는 만큼, 새로운 교육적 경향인 STEAM 교육이란 무엇인지에 관해 면밀히 탐구하고, STEAM 교육의 효과와 프로그램 및 교재 개발에 대한 엄밀한 연구가 필요하다. 이러한 연구들을 통해서 저학년들에게 집중되어 있는 융합교육을 전 학생들에게 확대하고, 궁극적으로 평생에 걸친 학습 시대에 스스로 활용 할 수 있게 될 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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