[논문] 과학탐구와 디자인 융합교육 프로그램 개발: 부력의 원리와 수영복 만들기

서울대학교 화학교육과의 백종호 박사님, 정대홍 교수님과 함께 연구한 논문이 현장과학교육 10권 2호에 실렸습니다. 제목은 "과학탐구와 디자인 융합교육 프로그램 개발: 부력의 원리와 수영복 만들기"입니다. 최근 STEAM 교육에 대한 관심이 증대되고 있는데, 이 논문에서는 과학에서의 탐구활동과 공학 분야의 디자인활동을 통합한 교수학습 프로그램을 제안하였습니다. 해외에서도 과학과 공학을 융합한 교육프로그램에 대한 관심이 높은 편인데, Kolodner와 동료들(2003)이 제안한 Learning by Design 모형이 대표적인 예입니다.         

저희 연구팀에서는 논변을 중심으로 과학탐구와 디자인을 통합하는 Argumentation-based Convergence Thinking (ACT) 모형을 제안하였습니다. ACT 모형에서는 과학탐구를 위한 Prediction - Observation - Explanation (POE) 과정과 디자인을 위한 Design - Observation - Evaluation (DOE) 과정을 순환적으로 반복함으로써 과학적 사고와 디자인 사고가 융합적으로 이루어지도록 하였습니다.

이 연구에서는 ACT 모형을 적용하여 중학교 3학년을 대상으로 하반신 마비 장애인을 위한 수영복 만들기와 부력에 대한 실험을 수행하였습니다. 이 과정에서 교수자가 학생들의 논변을 적극적으로 지원해 줌으로써 융합적 사고를 촉진하였습니다. 논변은 비구조화된 실제적인 문제를 해결하는 데 있어서 반드시 필요한 요소라는 점에서  POE와 DOE에서 모두 중요한 역할을 합니다. 예컨대, 수영복 디자인을 설명할 때 부력 실험의 결과를 근거로 제시할 수 있겠죠. 동시에, 부력의 개념을 실제적인 디자인 맥락 속에서 학습함으로써 지식을 아는 것에 그치지 않고 실생활 속에서 사용할 수 있도록 도울 수 있습니다.

앞으로도 정대홍 교수님과 제가 공동으로 운영하는 스마트 융합교육 연구팀에서 좋은 연구가 많이 이루어지기를 바랍니다!!