한국연구재단 일반공동연구지원 사업(NRF-2018S1A5A2A03031413)
2017년부터 시행되는 우리나라 국가 과학 교육과정과 2018년부터 초·중학교에서 필수로 적용되는 SW교육에서는 아직 어떻게 과학적 사고력이나 정보공학, 컴퓨팅 사고 교육이 다른 교과와 효율적으로 융합될 것인지에 대한 구체적 방안이 제시되지 않고 있다. 융합과학 교육의 좋은 예로는 2013년에 발표된 미국 차세대 과학교육과정을 들 수 있는데, 여기서는 “공학, 기술, 과학의 적용”을 과학의 고유 학문 분야를 넘어서 하나의 다른 학문 분야로 정의하고 있다. 또한 구체적으로 공학적 설계를 교과 간의 융합을 위한 교수법으로 제시하고 있다. 융합과학 교과에서는 과학에서만 이루어지던 과학적 탐구의 범위를 확대하여 “과학과 공학의 실천 (Science and Engineering Practice)” 요소로 과학적 탐구 방법 외에 “수학과 컴퓨팅 사고 (Mathematical and Computational Thinking skill)와 ”모델의 개발과 이용“ (Using and Developing Model)을 제시하고 있다. 다시 말해 융합 과학 교육은 과감하게 학문의 경계를 허물고 창의적 사고력과 미래 역량을 기를 수 있도록 교육과정을 재구성, 통합하는 구체적인 교수법을 요구한다.
본 연구에서는 과학적 사고력과 컴퓨팅 사고를 포괄하는 융합적 사고력과 문제 해결력 향상을 위한 과학·SW 융합 교육의 이론적 근거를 마련하고 초·중·고 과학교육과정의 성취기준에 부합하는 과학·SW 융합 교육 모델을 개발하며, 이를 초·중·고 학교현장에 적용하여 현장 적합성과 그 효과를 검증하고자 한다. 또한 검증된 과학·SW 융합학습과정에 대한 현장 교사 교육 및 워크샵 프로그램의 개발과 적용을 통해 학교 현장의 실정에 부합하는 효율적인 학생·교사 과학·SW 융합학습모듈을 보급할 것이다. 따라서 본 연구의 목적은 과학·SW 융합학습에 대한 이론적 실제적 연구 측면에서 다음과 같이 크게 두 가지로 구분하여 상세화 할 수 있다.
1) 연구 목적 1: 이론적 측면 - 융합적 사고력과 문제 해결력 향상을 위한 과학·SW 융합 교육의 이론적 배경 연구
2) 연구 목적 2: 실제적 측면 - 융합적 사고력과 문제 해결력 향상을 위한 과학·SW 융합 교육 모델 개발·효과 분석 및 현장 교사교육을 통한 보급
융합형 학습 모듈 개발에서 과학,SW와 공학의 관계