세간의 화제가 되었던 이세돌 9단 vs 알파고 대결. 난공불락이라 여겼던 바둑에서조차 인공지능이 승리를 거두면서 전 세계는 과학기술 발전에 놀랐고, 인공지능의 무한한 가능성에 감탄했다. 컴퓨터가 사람처럼 정보를 이해 판단하고 더 나아가 추론에 창의성까지 발휘하면서 사람들은 인공지능이 인간의 생각을 뛰어넘을 거라 생각한다. 그런데 과연 그럴까?
2002년 3월부터 영재교육법 시행령이 적용됨에 따라 과학기술부에서는 교육인적자원부, 부산광역시 교육청과의 협약을 통하여 부산과학고등학교를 과학영재학교로 지정하였으며 2003년 3월 신입생 입학 이후 현재까지 운영되고 있다. 과학영재를 조기에 발굴하여 맞춤식 교육을 체계적으로 실천함으로써 지식기반 사회를 선도할 수 있는 창의적인 과학영재를 육성하려는 과학영재학교의 설립목적에 부합되도록 계획, 운영, 평가되기 위해서 현재 진행되고 있는 운영 전반에 대하여 점검 및 분석이 이루어질 필요가 있다. 이에 과학영재학교 운영상의 주요 측면인 교육과정 운영 분야에 대하여 그 실태와 학생 반응을 분석하는데 본 연구의 목적이 있다. 과학영재학교의 교육과정 기본 방침은 과학 분야에 대한 깊은 이해와 논리적, 비판적, 창의적 사고력과 태도를 통하여 지식을 창출하는 자기 주도적 탐구자의 양성을 전제로 하고 있으며 교육과정 편제는 교과, 자율연구, 위탁교육 및 특별활동으로 구성되어있다. 교과에는 국어, 사회, 외국어, 예체능을 포함하는 보통교과와 수학, 과학, 정보과학을 포함하는 전공교과가 있다(과학영재학교 교수요목안내서, 2003). 본 연구에서 교육과정 편제, R&E, 교수학습 및 평가의 하위 영역별로 그 실태와 각 영역별 학생 설문 결과를 분석한 결과는 다음과 같다. 첫째, 영재학교 교육과정 편제 및 운영에 대한 학생들의 인식을 조사한 결과, 심화 선택과목의 학점 비중을 더 높여야한다는 의견과 보통교과의 학점을 줄이고 전공교과의 학점을 늘려야 한다는 의견이 상대적으로 높게 나타났다. 이러한 결과는 대상 학생들이 과학영재학교 선발과정에서 수학, 과학 각 분야별 우수자로 선발된 경우가 많아 학생 개인적으로 자신감을 가지는 과목만 집중적으로 학습하고자 하는 의도의 반영으로 볼 수 있다. 이와 관련하여 영재교육과정의 운영지침(이상천, 2002)에 의하면, 대학 수준의 내용을 그대로 도입하는 속진보다 창의성과 사고력 계발에 보다 충실할 수 있도록 내용의 폭을 넓히고 접근방법을 달리하는 심화 중심으로 교육과정을 구성하고 운영한다고 하였다. 그러나 현재 개발된 교육과정 편성과 운영은 창의성 교육의 구현보다는 압축형 속진 교육과정의 특성이 강하여, 이와 같은 운영지침을 실현하기 어려운 것이 현실이므로 교육과정 편제의 개선이나 운영지침에 적합한 교육내용의 개발이 시급히 이루어져야 할 것이다. 둘째, R&E(Research & Education)는‘연구를 통한 교육’,‘교육을 통한 연구’를 의미하며 과학영재교육과정의 가장 큰 특징이라 할 수 있는 자율연구와 위탁교육을 위한 프로그램이다.
최근 미래 인재가 갖추어야 할 21세기 핵심 역량으로서 집단 창의성이 강조됨에 따라, 집단 창의성 계발 방안으로서 협업과 공감을 강조하는 디자인적 사고를 과학 교육에 도입하는 방안을 고려해 볼 필요가 있다. 그리고 디자인적 사고의 효과적인 도입과 전략 마련을 위하여 디자인적 사고에 대한 이해가 선행될 필요가 있다. 이에 이 연구에서는 일반모델 덧씌우기 방법, 초점집단면접, 중요사건기법 분석을 통해 디자인적 사고의 속성을 규명하였다. 연구 결과, 4개의 역량군과 15개의 핵심 역량을 추출할 수 있었다. 즉, '팀의 조직', '의사소통', '자기조절', '설득력', '주도성'의 5개 역량으로 구성된 협업 역량군, '분석적 사고력', '전략적 사고력', '직관적 사고력'의 3개 역량으로 구성된 통합적 사고 역량군, '사용자 지향', '관계형성', '대인이해'의 3개 역량으로 구성된 인간중심 역량군, '성취지향', '정보수집', '호기심', '유연성'의 4개 역량으로 구성된 다학제 역량군을 들 수 있다. 이 연구 결과는 국내 과학 교육에 디자인적 사고를 효과적으로 도입하고, 집단 창의성 계발을 위한 프로그램 개발이나 전략 마련 등을 위한 기초 자료로서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
로봇교육은 여러 전자부품, 회로 등의 기계, 공학적인 교육뿐만 아니라 컴퓨터 프로그래밍, 디지털 기초 등의 컴퓨터 관련 교육까지 경험할 수 있다는 점에서 교육적 가능성과 활용가지가 매우 높다. 지금까지 단순한 기술 습득에 치중한 컴퓨터교육에 있어서, 알고리즘 및 프로그래밍 등의 창의력과 논리적인 문제해결력 향상을 중심으로 한 로봇교육은 정보과학영재교육에서 매우 중요하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 정보과학영재교육의 특징을 분석하고 정보과학영재의 창의성을 키우기 위한 로봇교육과정을 개발하였다.
본 연구는 과학영재교육의 중요성이 증대되고 있는 현 시점에서 이의 효과적인 성취를 가져오기 위해선 우선 영재 판별의 시도가 다양해져야 한다는 필요성에서 출발하였다. 그 동안 영재 판별은 주로 인지수행의 결과적인 측면을 다루었다고 본다면, 본 연구는 인지수행의 과정적인 측면을 다루었다고 할 수 있다. 인지수행의 과정적인 측면은 뇌기능의 활동성을 파악하는 것으로 가능하다. 따라서 뇌의 활동성에 대한 뇌파측정 방법을 통해 좌.우뇌 기능상에서의 뇌파특성을 파악해 보므로써 영재성 판별의 한 방법으로서 그 가능성의 단초를 제공하는데 본 연구의 주목적이 있다. 이를 위해 영재성 판별 및 뇌기능 연구방법과 뇌의 정보처리과정에 대한 이론적인 고찰을 바탕으로 초등학교 4-6학년 아동 중 과학영재아 11명, 일반아 10을 연구대상으로 선정하여 PC용 뇌파측정기를 통해 이들의 뇌파특성을 분석한 결과, 다음과 같이 나타났다. 다음 표는 과학영재아 및 일반아의 아무런 과제를 수행하지 않은 상태의 기본뇌파와 과학 창의적 과제를 수행중인 상태에서의 뇌파를 좌뇌와 우뇌의 뇌파 활성도별로 그 차이를 분석한 것이다.
미래 사회에는 지식뿐만 아니라 창의성과 협동심, 융합적 사고 등을 포함하는 다양한 역량이 필요하다. 본 연구는 중요한 수학 교과 역량인 수학 문제해결력, 의사소통 능력 등의 함양을 기대하며 수학 정보과학 융합을 위한 프로그램을 개발하였다. 선행지식이 크게 요구되지 않고, 일상언어와 쉽게 접할 수 있는 도구만으로 동기유발이 가능하며 다자간 협력이 필수적인 창의적 문제해결 활동 기반 프로그램이다. 활동의 참가자 수가 증가함에 따라 수학의 유용성과 엄밀성을 경험할 수 있으며, 이론적 원리는 유한체 위에서의 행렬 이론을 바탕으로 한다. 또한 정보과학에서 주요 주제 중 하나인 오류정정코드와의 관련성을 강조할 수 있도록 구성하였다. 본 프로그램의 실세계 맥락이 수학적 의사소통 능력의 함양과 수학의 가치 경험 기회 제공에 도움이 되기를 바라고, 코딩을 수반하지 않는다는 점에서 교사들의 접근성이 높기를 기대한다.
R&E 프로그램은 연구 중심의 자기주도적 학습을 통하여 과학영재들이 과학적 탐구능력과 창의적인 문제해결 능력을 신장시킬 수 있도록 하며, 관심 분야 전문가와의 긴밀한 만남과 과학탐구 경험을 통해 과학자로서의 연구 태도와 품성 및 자질을 함양하고, 창의성을 계발하도록 하는 것에 목적이 있다. R&E 프로그램의 교육적 효과로 미래과학기술 인력의 질적 향상뿐만 아니라 과학자들의 교육참여를 유도함으로써 교육 인력의 저변 확대를 통한 과학영재 교육의 질적 내실화를 도모할 수 있다. 본 연구에서는 R&E 프로그램이 미래 과학기술인력으로써 필요한 창의인재역량과 첨단과학기술 분야 진로 지향성에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 KAIST 과학영재교육연구원의 R&E 프로그램에 참여한 D과학고등학교 1학년 학생 62명을 대상으로 집중연구 사전, 사후에 걸쳐 창의인재역량과 과학진로지향의 변화를 설문을 통해 분석하였다. 그 결과 학생들은 R&E 프로그램 참여 후 창의인재역량 중 인지적, 정의적 특성이 유의미하게 증가하였고, 사회적 특성에서는 유의한 변화가 없었으나 세부영역에서는 유의미한 증가를 확인하였다. 또한, 과학진로지향과 관련하여 과학학습, 과학진로에 대한 선호도, 과학진로에 대한 가치 인식 및 과학진로 정보의 필요성 항목에서 유의미한 변화가 없는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 R&E 프로그램의 교육적 효과를 보여줌으로써 대상과 지도목표에 따른 R&E 프로그램 모델의 개선방안을 제안하고자 하며, 나아가 연구역량 교육 및 과학진로진학을 지도하는데 기초 자료로 활용할 수 있을 것이다.
본 연구에서는 창의적 아이디어 산출에 대한 선행정보로서 배경지식과 사전에 제시되는 사례들이 어떤 영향을 미치는지를 알아보기 위해 수행되었다. 실험 1에서는 사례의 일상성이 창의적 아이디어 산출에 관련이 있는지를 알아보았다. 실험 2에서는 배경지식과 사례의 독특성 정도가 창의적 아이디어 산출에 미치는 영향에 대해 살펴보았다 실험 3에서는 배경지식과 사례의 복합적 관계가 창의적 아이디어 산출에 어떤 영향을 미치는지를 알아보았다. 본 연구에서는 아이디어 산출과정에서 사례와 배경지식 모두에서 일상적 경우보다 비일상적 경우가 창의적 문제해결에서 긍정적 영향을 미친다는 결과를 얻었다. 또한 일상적인 사례를 제공받은 조건에서도 배경지식의 속성을 다양하게 제공받거나 비 일상적인 배경지식(문제와 직접관련성이 없는 내용)을 제공받는 경우 창의적인 문제해결에서 긍정적인 결과를 얻을 수 있었다. 이는 배경지식과 사례들이 서로 상호작용 하여 선행정보로서 창의적 문제해결에 영향을 미침을 시사한다.
미래사회의 삶의 주역이 될 유아들은 첨단기술 로봇시대에 적응하기 위해서 로봇교육이 필요하다. 유아들이 로봇을 학습하기 위해서는 적극적인 관심과 학습의 필요성 및 정보기반사회에서 정보기술을 활용한 창의적인 학습이 필요하다. 교육과학기술부에서도 유아 로봇교육의 필요성에 따른 정부의 스마트교육 추진과 영유아기 교육 보육에 대한 국가차원의 수학적 과학적 문제해결능력을 기르고 창의적 문제해결력을 신장하는 유아로봇교육콘텐츠의 개발이 절실히 필요하다. 본 논문은 태블릿PC에서 창의적인 문제해결력 신장을 위한 유아로봇교육콘텐츠를 연구한다. 유아로봇교육콘텐츠 요구사항을 분석하고, 로봇교육콘텐츠 아이디어와 콘텐츠 설계 및 구축을 한다. 그리고 유아로봇교육콘텐츠 수업모형설계와 창의력 효과측정 방안과 창의력 문제해결 검토, 실행 전략 및 창의력 문제해결 비교를 한다. 본 논문의 목표는 누리교육과정을 이용한 과학기술기반의 융합과학기술 유아인재 양성을 위한 기초를 마련하고자 한다.
박근혜 대통령은 '국민행복, 희망의 새 시대'라는 국정비전을 실현하기 위한 핵심 국정 과제로 창조경제와 문화융성을 채택했다. 창조경제란 상상력과 창의성을 과학기술과 정보통신기술에 접목해 새로운 성장동력을 만들어내는 것을 말한다. 창조경제를 위해서는 '연구'가 빠질 수 없다. 또한 신성장동력을 발굴하고 신규 시장을 개척하기 위해서도 연구는 꼭 필요한 투자다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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