과학융합인재 과학창의정책팀 김명수 선임연구원

분야 담당부서 담당자

발행일

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KOFAC ISSUE PAPER

미래 과학기술인재 양성을 위한 STEM 교육 프로그램 제안

필요하기 때문이다.

미래 과학기술 인재 양성을 위한 STEM 교육 프로그램 제안

4차 산업혁명시대에서는 STEM 교육이 가장 중요한 교육의 방식으로 주목

받고 있다. 4차 산업혁명은 불확실성의 시대에 대응해 새로운 가치를 창출

하고 복잡한 문제를 해결할 수 있는 역량을 갖춘 창의융합형 인재 양성이

목차

Ⅰ. 서론 1. 배경 2. 목적 3. 분석 절차

Ⅱ. 본론 1. STEM과 STEAM의 비교 2. 미래 사회와 STEM 교육 및 산업 변화에 따른 직무 역량 3. 해외 STEM 교육 정책 사례 4. STEM 교육 강화를 위한 신규 프로그램 방안

Ⅲ. 결론 및 시사점

I. 서론

배경

가. STEM 용어의 유례

1990년대에 미국과학재단(National Science Foundation : NSF)은 ‘과학, 수학, 공학과 기술(science, mathematics, engineering, and technology)’을 줄여 SMET라고 일컬었다. 그 후 미국과학재단 교육과 인재국(Education and Human Resources Directorate)의 부관리자로 근무하던 Judith Ramaley가 2001 년에 SMET를 STEM로 바꿔 불렀다. 미국 버지니아공대의 기술 교육 교수 단체는 통합적 STEM 교육(Integrative STEM Education)에 대해 기존의 수학과 과학 교육에 기술과 공학적인 설계 기반 학습을 의도적으로 결합시킨 것으로 정의했다. 이에 더 나아가 필요에 따라서는 STEM에 언어학·사회과학·예술 등을 더 통합시켜 나갈 수 있는 개념 으로 보았다.

나. STEM 교육의 강조 이유 미국·영국과 유럽의 여러 국가들은 STEM 교육을 더욱 강조하고 있는데 그 이유는 첫째, STEM 분야의 직업을 선택할 미래 전문가의 부족에 대한 우려와 함께 교육적·경제적 경쟁력 측면에서 STEM 교육에 대한 필요성이 커지고 있기 때문이다. 미국 학생들은 STEM 분야의 학력이 낮으며 STEM 기능이 부족한 학생들은 과학이나 공학 전문 분야 또는 수학·과학·기술 소양을 필요로 하는 직업 분야로 진출할 능력 이나 기능이 없다는 인식이 있고, 많은 학생들이 이른 나이에 과학과 수학에 대한 흥미를 잃게 되어 대 학(원)에서 STEM 분야를 전공하고 장차 이들 분야 또는 이와 관계된 직업을 선택하는 소위 “STEM 파이 프라인”에서 조기 이탈해 결국에는 국가 경쟁력 저하로 연결된다는 인식이다.

둘째, 국민의 기본 소양으로서의 STEM 소양이 요구되기 때문이다. 지식 기반 사회에서 민주 정치는 일 반인들이 과학기술의 발전에 의해 그들에게 주어진 선택을 합리적으로 결정할 수 있는 능력에 의존한 다. 이러한 사회에서 과학·기술·공학·수학 사이의 관계가 점점 강해지고, 직장에서 힘을 발휘하고, 일상 업무 관련 문제 해결을 위해 새로운 소양이 요구되고 있다는 것은 상식이 되고 있다. 따라서 STEM 교육은 학생들에게 수학과 과학기술에 대한 관심과 흥미를 높이고 STEM 소양을 갖추게 함으로써 더 많은 학생 이 이공계 분야로 진출하고, 궁극적으로 국가 과학기술 경쟁력을 높이는 데 긴요하다고 할 수 있다. 셋째, STEM의 개인적인 요구의 실현이 필요하다. STEM 소양과 관련해 대부분의 정의가 경제적이고 사회적인 요구는 포괄하고 있지만 개인적인 니즈는 간과하고 있다. 이에 STEM 소양 증진을 위해서는 앞으로 ① 섞고 희석해 메타 과목으로 거듭나야 하고, ② STEM 내용과 교수활동을 혼합해야 하며, ③ 학생들의 태도·신념·자기효능감·자신감·동기를 고려해야 하며, ④ 학생들은 STEM 기술을 자연스럽고 효과적으로 사용할 필요가 있다. 결과적으로 여러 학자들 사이에서 STEM 교육에 대해 분명하게 합의된 정의는 아직 없지만 계속 그 의미가 조금씩 변화하고 있다(심재호·이양락·김현경, 2015).

다. 우리나라의 STEAM 교육 우리나라는 2011년 교육과학기술부의 수학·과학 중심 학교 교육에 실용적인 기술 공학을 연계해 현대 사회에 필요한 과학기술 소양을 갖춘 인력 양성 기반 구축을 목적으로 하는 「융합 인재 교육(STEAM) 활성화 방안」을 발표했다. 또한 「국가 과학기술 경쟁력 강화를 위한 이공계 지원 특별법」 제5조 및 동법 시행령 제4조에 의거한 교육과학기술부의 「제2차 과학기술 인재 육성·지원 기본계획(’11~’15)」역시 같은 맥락에서 미래형 융합인 재교육 강화를 주요 내용으로 담았다. 초·중등학교부터 대학원에 이르기 까지 과학기술 분야의 인재들이 꾸준한 지원을 받을 수 있도록 하는 다양한 정책 마련이 계획의 목표다 (한국교육개발원, 2012).

이를 바탕으로 한국과학창의재단에서는 「융합 인재 교육(STEAM) 활성화 세부 추진 계획」을 마련하고 융합 인재 교육(STEAM)의 이론적 토대를 갖추기 위한 총론 연구 및 수업 모델 연구 등과 더불어 과학· 예술 융합형 STEAM 교육 프로그램 기획 연구 등의 교육 체계를 정립하고 사업을 시행하고 있다. 2020 년 5월 27일에는 「융합교육 종합계획(‘20~’24)」을 발표해 미래 인재를 육성하기 위한 교육 제도에 반영 해 지능정보사회의 소양을 갖추고 세계를 선도하는 인재 양성 정책을 펼치고 있다.

목적

4차 산업혁명시대에서는 STEM 교육이 가장 중요한 교육의 방식으로 주목받고 있다. 4차 산업혁명은 불확실성의 시대에 대응해 새로운 가치를 창출하고 복잡한 문제를 해결할 수 있는 역량을 갖춘 창의 융합형 인재 양성이 필요하기 때문이다. 마르코 아눈지아타(M. Annunziata, GE 수석 이코노미스트)는 우리가 계속 나아갈 수 있는 방법은 시대의 흐름을 주도할 수 있는 뛰어난 인재들을 많이 보유하는 것뿐 이라고 강조했다. DeSeCo, OECD 2030 등 미래 교육 전략 보고서에서는 개인과 더불어 ‘사회’의 성공(웰빙)에 기여할 수 있는 변혁적 역량(Transformative Competencies) 개발을 강조했는데 이는 새로운 가치 창조하기 (Creating New Value), 긴장과 딜레마 조정하기(Reconciling Tensions & Dilemmas), 책임감 갖기(Taking Responsibility)이다. 또한 ‘미국 STEM 2026’에서는 21세기 교육 철학은 “개인과 사회의 Well-being”을 위한 개인의 가치 지향적 역량이라고 강조했다.

또한 제4차 산업혁명으로 인해 산업·경제·교육 등 다양한 분야에서 큰 변화가 예고되고 있으며 사회· 기술·경제·환경·정치행정 등에서 신기술 도입·확산·성숙화 과정에 따른 사회 구조의 변화가 도래하고 있다. 이는 미래 사회의 변화된 직업에 대한 교육의 변화가 요청되고 이는 곧 교육 정책·학교 등 교육과 관련된 모든 환경 및 여건의 변화를 의미한다.

기술의 발달

산업구조 변화

직업의 변화

<그림 1> 교육 환경과 여건의 변화 (출처 : 최수영(2020), ‘수학·과학 역량 강화 방안 마련을 위한 정책 연구’)

교육자, 학부모의 역할 변화

교육의 변화

이와 같은 변화 속에 사회의 요구와 학문의 변화에 따라 시대에 적합한 인재 육성이 필요하며 미래를 대비 하는 가장 좋은 방법은 역시 ‘우수한 인력 자원을 보유하는 것, 국가 발전의 기반이 교육이라는 인식 (예 : 19세기 교육 시스템이 독일 통일의 기반이 된 사례), 미래 사회에 대비한 계획의 일관성과 장기간 지속적 투자’ 등이다. 미국은 국가 경쟁력 강화를 위한 제안 중 첫 번째로 STEM 중심의 ‘K-12 과학과 수학 교육 향상으로 인재 양성(미국 한림원 21세기 국제번영위원회, 2007)’을 꼽았고, ‘Project 2061’을 통해 2061년까지 전 국민의 수학·과학·공학·기술 소양을 세계 최고 수준으로 끌어올리기 위한 노력을 하고 있다. 일본은 유토리(여유) 교육을 폐기(교육재생회의, 2006.10)하고 2008년부터 수학·과학·기술 중심으로 교육 과정을 개정했으며 중등교육에서 수·과학 수업 시간을 32% 늘렸다. 중국은 고등학생들을 위한 인공지능 교과서를 제작해 미래를 대비하고 있다.

이 밖에도 주요 선진국은 교수·연구자를 활용한 학교 내 STEM 교육을 확대하고 있으며 이공계의 경우 진로 심화교육 운영 등 깊이 있는 수학·과학 교육을 추진해 4차 산업혁명시대로 대표되는 미래 사회에 대비하고 있다. 우리나라는 2020년 5월에 「과학·수학·정보·융합 교육 종합계획(‘20~‘24)」을 발표했는데 세계화와 코로나 19에 따른 미래 사회에 대응하기 위한 교육 계획이라고 할 수 있다.

이와 같이 4차 산업혁명시대의 STEM에 대한 관심도와 중요도가 높아지고 있으며 미래의 산업과 사회에 필요한 인재를 육성하기 위해 국가별 STEM 정책이 강화되고 있다. 이에 STEM 정책 트렌드를 살펴보고 우리나라에서 STEM을 더 효율적으로 강화할 수 있는 세부 프로그램을 제언하는 것을 본 이슈페이퍼의 목적으로 한다.

분석 절차

STEM과 STEAM의 개념을 비교 분석해 공통점과 차이점을 확인하고자 한다. ‘STEM’의 개념은 미국 에서 시작된 후 여러 차례 수정되어 왔지만 여전히 명확하게 정의되어 있지 않다. 또한 우리나라에서 시행하고 있는 ‘STEAM’ 개념과도 구분하기 쉽지 않은 것이 사실이기 때문에 비교할 필요가 있다.

II. 본론

그리고 STEM의 최근 트렌드를 확인하기 위해 STEM 교육을 강조하는 주요국의 교육 정책 사례를 살펴보고자 한다. 이와 같은 개념 비교 및 선행 사례 분석 결과를 바탕으로 우리나라 STEM 교육에 적용 할 수 있는 신규 프로그램을 간략히 제안한다.

STEM과 STEAM의 비교

미국에서 STEM 교육의 출발은 미국의 위기의식과 관계가 있는데 중국과 인도 등의 경제력·과학기술 력이 미국을 급속히 추격해오고 있는 데 반해 미국 학생들은 이공 계열 진출을 점차 기피하고 있으며 국제 학업성취도 또는 역량 평가인 PISA(국제 학업성취도 평가 연구)와 TIMSS(수학·과학 성취도 추이 변화 국제 비교 연구)에서 미국의 성적은 중위권에 머물고 있는 상황이다(Brown et al., 2011; Bybee, 2010; Sanders, 2009). 미국은 이러한 문제를 해결할 수 있는 방안으로 STEM 교육을 지향하게 되었 다고 볼 수 있다. 이와 함께 현재 및 미래를 성공적으로 살아가기 위해 필요한 역량으로서 융합적 소양이 필요하다는 인식이 있다. STEAM 교육 역시 STEM 교육과 그 출발점에서는 차이가 없어 보인다. 즉 미국 STEM 교육은 기존의 수학·과학 교육에 공학·기술·예술을 통합적으로 접목함으로써 수학과 과학 교육 에서 세계적인 경쟁력을 갖추려는 것에서 출발한다. 미국 국가과학교육기준(Common Core Science Standards)에 따르면 STEM 교육은 과학·기술·공학· 수학 중 두 가지 이상의 교과 내용과 과정을 통합 적용하는 것을 뜻하는 것으로 사회·예술 등 과목 과의 결합도 가능하며, 특히 기술과 공학이 반드시 포함되어야 하는 것으로 간주했다(Sanders, 2009). Bybee(2010)는 STEM 교육을 과학 · 수학 교육에 기술과 공학을 적용한 융합 교육으로 정의했는데 미국은 향후 10년 동안 100,000명의 STEM 교사 전문가를 양성하며 1,000개의 STEM 학교를 설립하는 것을 정책적으로 추진하고 있다.

이에 반해 우리나라의 융합 인재 교육은 방향이 조금 다르다. 우리나라 학생들은 PISA와 TIMSS 평가 에서 지속적으로 상위권을 유지하고 있다. 즉 수학과 과학의 지적인 성취 측면에서 세계적인 경쟁력을 갖추고 있다고 볼 수 있다. 하지만 PISA와 TIMSS 평가 중 수학과 과학의 태도 성취 평가는 지속적으로 하위권에 머물고 있다는 문제를 안고 있다. 이에 우리나라는 창의 융합 인재 교육(STEAM)에서는 크게 강조되지 않던 감성적 체험·소통·배려의 개념이 강조되었다. 이는 과학에 대한 태도 능력을 증진시키 려는 교육적인 의도와 관련이 있다. 따라서 STEM 교육은 양질의 이공계 인력 확보 및 융합적 소양 함양을 위해 기존 수학과 과학 교육에 공학적 접근 방법 및 융합적 소양 증진 수업 전략을 중시하며, STEAM 교육은 이에 더해 창의성과 혁신의 중요성을 내세우며 인문·예술(Arts)을 강조한다.

이와 같은 방향을 갖고 교육과학기술부가 2011년 핵심 과제로 ‘창의적 융합 인재 양성’을 강조하면서 이를 위해 융합 인재 교육(STEAM)을 강화해오고 있다. 또한 STEAM 정책 추진을 위해 교육과학기술부는 ‘제2차 과학기술 인재 육성·지원 기본계획(2011~2015)’을, 미래창조과학부는 ‘제3차 과학기술 인재 육성·지원 기본계획(2016~2020)’을 각각 발표했다. STEM 분야 연구자들은 융합 인재 교육에 대해 “창의적 설계와 감성적 체험을 통해 과학기술과 관련된 다양한 분야의 융합적 지식·과정·본성에 대한 흥미와 이해를 높여 문제를 창의적이고 종합적으로 해결할 수 있는 융합적 소양을 갖춘 인재를 양성하는 교육”으로 설명하고 있다. 다만 최근 몇 년간 우리나라의 PISA와 TIMSS 평가 결과 수학과 과학의 평가 가 낮아지고 있는 것은 우려되는 일이다.

PISA & TIMSS 성취도 결과 (등위) PISA(국제 학업성취도 평가 연구) : 2012년 대비 2015년 비교 (OECD 회원국 대상) ’12년 대비 ’15년에 고 1학년의 수학 ‘1위 → 4위’로 하락 ’12년 대비 ’15년에 고 1학년의 과학 ‘5위 → 8위’로 하락 TIMSS(수학·과학 성취도 추이 변화 국제 비교 연구) : 미·영·일 등 49개국 대상 ’11년 대비 ’15년에 중 2학년의 수학 ‘1위 → 2위’ ’11년 대비 ’15년에 중 2학년의 과학 ‘3위 → 4위’ <표 1> PISA 및 TIMSS 성취도 결과 분석

STEM과 STEAM 교육의 공통점은 과학·수학·공학 교과 교육의 강화를 통해 STEM의 소양 및 역량을 함양해 양질의 이공계 인력을 확보하는 것에 목적을 두고 이를 위해 다양한 교육적 전략을 수행한다. 한편 STEAM 교육은 융합 요소를 강조하여, 학생들이 어렵게 느끼는 STEM 교과를 실생활 맥락에서 가르쳐 교과에 친숙할 수 있도록 도움을 주고 있다.

반면 STEAM 교육 측면에서 STEM 교육과의 차이점은 다음과 같다. 첫째, STEAM 교육은 융합 요소를 우선 강조함에 따라 STEM 교과를 심도 있게 다루기 어려울 수 있다. 둘째, 융합을 강조하는 교육적 방향과 달리 교사 한 명이 융합적인 내용을 다루기에는 교과 지식 및 접근 방법 측면에서 어려움이 많다. 셋째, 기초과학 및 수학 원리에서 첨단과학·기술·공학까지 재미있고 쉽게 이해하기 위한 접근 방식과 더불어 사고의 깊이를 추구하도록 하고 있으나 교육 현장에서 시수 부족 등으로 이행이 어려운 측면이 있다. 영국이 STEM 교육의 캐치 프레이즈를 ‘사고를 깊게 하는 것’으로 정한 것은 이와 같은 현실을 반영한 것으로 볼 수 있다(최수영, 2020). 즉 STEM 교육은 STEAM 교육에서 놓칠 수 있는 ‘과학·기술· 공학·수학’의 깊이 있는 탐색에 더욱 집중해 중점화하고자 한다.

미래 사회와 STEM 교육 및 산업 구조에 따른 직무 역량

가. 미래 사회와 STEM 교육

이제 미래 사회를 살아갈 초·중·고 학생들이 반드시 학습해야 할 STEM 교육의 핵심 개념과 역량을 도출할 필요가 있다. 새로운 산업 변화에 필요한 소양과 전문적 지식을 갖춘 STEM 분야 전공 학생들은 향후 사회에 진출한 후 21세기 인류의 삶과 밀접하게 연관되는 문제들을 해결해야 하는 업무를 맡게 될 것이다. 미국의 엔지니어링 및 기술연구기관 NAE(National Academy of Engineering)에서 전 세계 기술 리더와 사상가들을 대상으로 실시한 설문조사 결과에 따르면 미래의 STEM 분야 전문가들은 ‘지속가능성’, ‘건강’, ‘보안’, ‘삶의 질’ 영역에서 중요한 기술적 이슈들을 해결해야 할 것이라고 설명한다.

그러나 4차 산업혁명으로 인해 단순 작업을 요하는 직종은 사라지고 신규 기술과 관련한 새로운 직종이 창출되는 등 일자리 구조가 변함에 따라 업계가 요구하는 인력의 수요와 공급 간 격차가 발생할 것으로 예측된다. 제4차 산업혁명에 따른 기술·산업 측면의 변화와 일자리 지형의 변화는 고용 인력의 “직무 역량(Skills & Abilities) 변화”에 영향을 미치고 있다.

세계경제포럼(WEF)은 제4차 산업혁명이 고용 인력의 직무 역량 안정성(Skills Stability)에 영향을 미치고 산업 분야가 요구하는 주요 능력 및 역량에도 변화를 촉발해 ‘복합 문제 해결 능력(Complex Problem Solving Skills)’ 및 ‘인지 능력’ 등에 대한 요구가 높아질 것으로 전망했다. ‘글로벌 코로나19 팬데믹과 경제의 변화’ 보고서는 미래의 노동 시장과 업무·복지·생산성에 큰 변화를 예고했다. 또한 2025년까지 인간과 기계의 분업으로 8,500만개의 일자리가 기계로 대체되고 세분화된 일자리 9,700 만개가 새롭게 창출될 것이라고 전망했다. 특히 확대되는 일자리는 기술 통합과 융합을 이해할 수 있는 전문 인력으로 충원될 것이라고 예측했다(WEF, 2020.10.20).

옥스퍼드대학교(2016)에 따르면 효율적인 업무 수행을 위해 ‘컴퓨터와 IT’ 및 ‘STEM 분야의 지식’이 필요 함을 강조하고 있다. 또한 미래 사회의 고용 인력은 새로운 역할과 환경에 적응할 수 있는 유연성과 더불어 지속적인 학제간 학습(Interdisciplinary Learning)이 필요하고 다양한 하드 스킬(Hard skills)을 활용할 수 있어야 한다고 말하고 있다. 로봇이나 기계를 다루는 전문적인 직업 노하우를 정보통신기술(ICT)과 접목할 수 있는 역량과 더불어 다양한 지식 활용을 기반으로 소프트 스킬(Soft Skills)이 미래 사회에서 더욱 중요한 역량이 될 것으로 보고 있다(Boston Consulting Group, 2015).

<하버드 비즈니스 리뷰(HBR)>는 ‘온 디맨드 인력에 대한 생각(Rethinking the On-Demand Workforce) 보고서’를 통해 공유 경제(Sharing Economy) 및 온 디맨드 경제(On Demand Economy)가 부상하고 있다고 강조했다. 온 디맨드 경제는 소비자 경험 및 데이터 중심의 서비스 및 새로운 형태의 산업간 협업 등으로 이어지고 정보통신(ICT)과 ‘초연결성’에 기반한 새로운 스마트 비즈니스 모델이 등장할 것으로 전망되는데 이는 모두 STEM 교육에 기반을 둘 것으로 예측된다고 밝혔다(HBR, 2020).

결과적으로 제4차 산업혁명에 따라 미래 사회가 변화할 것이며 이런 변화에 대응하기 위해서는 STEM 교육의 필요성이 커지고 있으며 그 중요성도 높아지고 있다. 미래 사회와 STEM 교육의 상관 관계를 고려해 교육의 방향을 고민해야 한다.

나. 산업 구조 변화에 따른 직무 역량 변화

전문가들에 따르면 4차 산업혁명에 따른 미래 사회의 변화는 기술·산업 구조, 고용 구조, 직무 역량 등 세 가지 측면에서 나타날 것으로 예측하고 있다.

기술·산업 구조에서는 기술·산업간 융합으로 산업 구조의 변화, 새로운 스마트 비즈니스 모델이 창출 될 것이며, 고용 구조에서는 4차 산업혁명을 야기하는 과학기술적 주요 변화 동인으로 단순·반복적인 사무행정직이나 저숙련 관련 일자리 감소 등의 고용 구조 변화가 촉발되고, 직무 역량에서는 복합 문제 해결 능력(Complex Problem Solving Skills) 및 인지 능력, STEM 관련 기술, 소프트 기술 등에 대한 요구가 늘어나는 등 고용 구조 및 일자리 지형 변화가 예측된다(정해용 2019).

구조

미래사회 변화예측

산업과 기술구조 변화

• 가상기반 시스템을 기반의 스마트 공장의 구조적 변화 • 정보통신기술 기반의 스마트 비즈니스 모델과 초연결

• 저숙련 및 단순·반복 업무 감소

고용구조 변화

• 제너럴일렉트로닉社(2016), 4차 산업 혁명으로 3D프린팅, 빅데이터, 산업로봇 등 2백만개의 신규일자리 창출 예측.

• 세계경제포럼(2016), 복합문제 해결능력과 인지능력 요구 확대 예측

직무역량 • 옥스포드대학(2016), 변화

컴퓨터/IT, STEM 교육 강조

• 보스턴컨설팅그룹(2015), 지식의 폭 넓은 활용과 소프트 기술이 중요한 경쟁력

<표 2> 4차 산업혁명으로 인한 미래 사회 변화 예측 (출처 : 정해용(2019), ‘4차 산업혁명에 대응한 대학의 통합적 고용 가능성 모형 개발 사례 연구’)

직업에 미치는 영향

산업계와 연계 향상 및 창의성 함양 등 공통직무능력 강화

다전공자 확대 신기술 훈련 교육 강화

창의성 중심의 문제해결 능력

4차 산업혁명에 따라 저차원의 단순·반복 직무는 사라질 것임이 명백할 것임에 따라 고차원 문제 해결 중심의 창의성 교육을 강화하는 등 공통 역량에 대한 교육 강화는 더욱 중요해 질 것이다. 세부 직무 교육은 다변화되는 직무에 대응하기 위한 다전공 체제로의 전환이 커질 전망이다.

해외 STEM 교육 정책 사례

가. 미국의 STEM 교육

미국 국가과학기술위원회(NSTC) 산하 STEM 교육위원회는 ‘국가 STEM 교육 5개년 전략 계획(Charting a course for success: America’s Strategy for STEM Education)’을 2018년 12월에 발표했다. 미국은 혁신의 가속화 및 과학기술 인재의 부족으로 STEM 역량의 중요성이 증가한 반면, 미국의 STEM 교육은 사회적 수요에 못 미치는 상황으로 인식되고 있다. 보고서에 따르면 15세 미국 학생들의 수학과 과학 성적은 평균에 겨우 도달하며 대학 진학 예정 고등학생의 20%만이 STEM 전공에 필요한 지식을 갖춘 것으로 나타났다.

미국 산업 내 다양한 기업에서 STEM 관련 일자리의 증가가 예상되고 있지만 여성과 소수 민족 등 소외 계층의 참여도 매우 부족한 실정이다. 향후 15년 내 인도와 중국이 미국보다 이공계 박사를 더 많이 배출할 것으로 전망됨에 따라 미국의 혁신 역량 제고를 위한 효과적이고 포괄적인 STEM 교육 생태계 구축이 필요한 것으로 판단하고 있다.

‘국가 STEM 교육 5개년 전략 계획’은 “미국인에게 평생 동안 양질의 STEM 교육 제공과 STEM 교육· 혁신·고용의 세계적인 선도”를 비전으로 설정하고 3대 목표와 4개 정책 방안을 제시했다.

3대 목표

STEM 활용 역량 개발 기반 구축

STEM 다양성·평등성·포용성 증진 전통적인 소외 계층을 포함한 모든 미국인에게 평생 동안 양질의 STEM 교육 보장

국가 혁신 기반 유지 및 STEM 경력 개발을 위해 대학 교육 이수. STEM 실무자 및 그 외의 모든 국민에게 학습 경험 제공

미래를 위한 STEM 인력 육성

<표 3> STEM 교육 5개년 전략 계획 – 3대 목표

4개 정책 방안

내용

전략적 파트너십 구축·강화

학생 참여 확대

디지털 기기 및 인터넷이 사회 변화에 미친 디지털 활용 능력 및 사이버 보안 촉진, 컴퓨터 활용 능력 강화 영향을 인식하고 이러한 변화를 활용할 수 있도록 컴퓨팅 사고 강화 지원

STEM 프로그램·투자·활동 등 정책 시행에 있어 개방적이고 근거에 기반한 정책 추진

투명성 및 책임성

<표 4> STEM 교육 5개년 전략 계획 – 4개 정책 방안

내용

모든 미국인이 컴퓨팅 사고력을 포함한 기초적인 STEM 개념을 이해하고 디지털 기술을 활용할 수 있는 교육 기회 제공

세부 목표

교육기관, 기업 및 지역 커뮤니티 간의 기존 STEM 생태계 육성, 학교-기업 파트너십을 연계 강화 및 신규 구축을 통한 STEM 생태계 통한 일 기반 학습·훈련 확대, 다양한 학습 확대

환경에서의 성공 사례 적용

프로젝트 기반 학습, 과학 박람회, 로봇클럽, 발명대회, 게임 워크숍 등 문제를 식별하고 혁신과 기업가 정신 교육 강화, 수학을 중심 해결하도록 하는 범학제적 활동을 통해 혁신 으로 범학제적 연결, 범학제적 학습 촉진 및 기업가 정신을 촉진

교육 전 부문에 컴퓨팅 사고 통합, 교육·학습 부문의 디지털 플랫폼 확대

N/A

또한 미국 연방 정부기관은 국가 STEM 교육 전략 계획의 정책 방안 및 세부 목표에 따라 5년간 다양한 교육 지원 정책을 추진하고 있다.

기관명

STEM 교육 정책

•농어촌 지역 STEM 교육 강화를 위한 투자·파트너십 확대 •대학 기관과 협력을 통한 농업 STEM 경력 개발 •인턴십 등 전략적 파트너십을 통한 STEM 구성원 다양성 확대

농무부

•디지털 플랫폼 확대를 통한 교실 내 해양과학 교육 강화 •해양 보호지 관련 STEM 생태계 구축 •인턴십·장학금제도·실험훈련 등을 통한 우수한 학습 경험 제공

상무부

•연구소·시설 내 인턴십 기회 제공을 통한 업무 중심 학습 촉진 •국방 교육 프로그램을 통한 STEM 교육 강화·확대 •학생-과학자·공학자 간 멘토링 서비스

국방부

•컴퓨터공학 교육 관련 STEM 예산 마련, 컴퓨팅 사고 교육 확대 •학교-기업 간 파트너십을 통한 진로 및 기술 교육 확대 •공유 플랫폼을 활용한 교육 프로그램·제품·정책 등 정보 제공

교육부

•국립 연구소에서의 인턴십을 통한 업무 기반 학습 기회 제공 •학생 및 국립 연구소·시설 등을 포함한 STEM 생태계 구축

에너지부

노동부

•소외 계층 및 전역 군인 등의 참여를 위한 업무 기반 학습 및 훈련 확대

•STEM 교육 기회다양성·포용성·공정성에 대한 투자 추진 •기관 내 STEM 교육 테스크포스팀(TF)을 영구적인 위원회로 격상

항공우주국

•NSF INCLUDES 프로그램을 통한 연방 정부 내 다양성·포용성·공정성 확대 국립과학재단 •미래의 STEM 인력에 대한 진로 개발 •기존 인력의 디지털 활용도 향상 및 데이터 과학에 대한 기초 훈련 제공

<표 5> 연방 정부기관별 STEM 교육 지원 정책

나. 영국의 STEM 교육

영국 의회 감사부(NAO : National Audit Office)가 ‘18년 1월 발간한 ‘경제 성장을 위한 영국 정부의 STEM 스킬 관련 정책 추진 노력 및 현황, 과제 및 권고 사항’ 보고서에 따르면 ‘영국의 미래를 위한 산업 전략’ 측면에서 영국의 핵심 경제 문제 중 하나로 STEM 부족 문제 해결이 중요하게 논의되었다. 영국은 STEM 스킬을 향상시키기 위한 정부(교육부 및 비즈니스·에너지·산업전략부)의 전반적 접근 방법과 전 주기 단계별 STEM 교육 개발의 필요성을 강조하고 있다.

영국은 특히 16세 이상 국민의 STEM 스킬 향상에 정책적 초점을 맞추고 있으며 여러 경로를 통해 스킬 개발을 지원하고 있다. 이런 방향에 맞추어 중·고등학교, 직업학교, 견습 과정, 고등교육기관(대학 이상), 평생교육 등 교육 과정별 STEM 스킬 향상을 위한 이니셔티브를 추진 중에 있다.

주요 경로

학습 유형

2)

중·고등학교

강의실 기반

3)

직업교육(FE) 강의실 기반, 일부 현장 실무 경험을 포함 견습 과정 (Apprenticeship) 직장 기반, 일부 직장 외 교육을 포함 강의실 및 실험실 기반, 일부 직장 경험을 포함

4)

대학(원)(HE) 직장

직장 내 훈련, 재훈련 포함 <표 6> 영국 정부가 지원하는 STEM 관련 지식 및 스킬 개발 주요 경로

1)

교육 수준 자격

레벨(ISCED)

중·고등학교

2 ~ 3

직업 훈련 자격(인증) (BTEC, NVQ 등)

2 ~ 5

견습생 (다양한 교육 수준을 포함, 중학생 ~ 석사)

2 ~ 7

학사, 석사, 박사

6 ~ 8

N/A

N/A

영국의 STEM을 관할하는 부처는 교육부(DFE)와 비즈니스·에너지·산업전략부(BEIS)이며 기타 유관 부처도 다양한 지원 사업을 추진 중에 있다. 영국 교육부(Department for Education, DFE)는 STEM 개발 관련 대다수 지원 사업을 담당하고 있다. 비즈니스·에너지·산업전략부(BEIS)는 전반적인 산업 전략을 책임지며 STEM 교육 개발 관련해서는 박사 과정 및 STEM 분야 일자리 지원 사업을 추진하고 있다. 디지털·문화·미디어·스포츠부(DCMS), 국방부 등 기타 부서에서는 STEM 관련 개별 프로그램 및 사업을 운영하고 있다.

영국의 ‘STEM 예산 조달, 관리, 교육’에 대한 기관별 역할

교육부

•학교 •중등교육 •고등교육 •견습과정 •평생학습 •경력관리 •노동시장전문가

디지털·문화·방송·스포츠부

교통부

•디지털 교육 •사이버 보안 •디지털 전략

•교통시설교육 전략 •STEM 견습 과정 사업

<그림 2> 영국 정부의 STEM 지원 기관과 수행 주체

비즈니스·에너지·산업 전략부

•산업 전략 관리 •STEM 아웃리치 •R&D 재정 마련 및 정책 •노동시장전문가 양성

기타 STEM 사업 운영 부처

국방부

•국방 유관 STEM 사업 •STEM 견습 과정 사업

•영국 재무성 •영국 내각실 •재무부

영국 정부의 STEM 스킬 향상을 위한 핵심 이니셔티브에 대한 투자액은 약 9억 9천 유로(1조 2,870억 원)로 추정되며 최근 몇 년간 투자 규모는 점점 늘어나고 있는 추세이다. 특히 지난 10년간 STEM 관련 고등교육에 대한 투자액이 가장 큰 것(약 4억 5천 유로)으로 나타났다. 영국 정부는 모든 STEM 인재 육성 파이프라인(중·고등학교, 견습 과정, 직업교육 및 추가 교육 과정, 대학(원), 평생교육 과정 등)에 걸쳐 국가 차원의 이니셔티브를 추진 중이며 최근 정부가 추진한 신규 이니셔티브들은 특히 직업교육 (FE)에 중점을 두는 경향이다.

1) International Standard Classification of Education 의 약어로 ‘국제 표준 교육 분류’의 의미 2) School(중고) 및 Sixth-form college : 영국에서 16 ~ 18세 학생들이 다니는 학교로 의무교육 과정 3) Further education college(FE)는 의무교육을 마치고 추가로 시행되는 교육(직업교육)을 말함 4) Higher education은 영국에서 대학 이상의 고등교육(학·석·박사)에 해당

대상

이니셔티브

기간

직업교육(FE)

T levels

직업교육(FE) 대학(원)(HE)

Institutes of Technology

1,000 new PhDs (85% in STEM subjects)

대학(원) 직업교육, 대학

National colleges

2017 중·고등학교 Maths and physics teacher supply package 2015~20 평생교육

National retraining scheme

2018~21

초등학교

Maths mastery

2016~20

대학(원)

Institute of Coding

중·고등학교

Cyber schools programme

중·고등학교, 직업교육

Level3 maths support programme

2018~20 New Model in Technology and Engineering 2020 Engineering conversion course scheme

대학(원)

Retraining in cyber security master’s <표 7> 영국 정부의 STEM 향상을 위한 이니셔티브 및 예산 규모

영국은 각 기관별로 이니셔티브를 추진하고 있는데 대상별로는 다음과 같이 추진하고 있다.

대상

분야

교원 대상 투자, 중·고등학교 학생 역량 강화 및 진로 선택 유도

견습

견습 과정

직업교육 및 직업 연계 교육 및 추가 교육

전략 산업

대학 및 대학원

엔지니어링 및 과학

산업 수요에 맞는 성인 재훈련

평생학습

<표 8> 영국 STEM 기관의 대상별 투자 내용 요약

예산

소관 부처

(백만 유로)

교육부

교육부

2017~21 비즈니스·에너지·산업전략부

교육부

교육부

교육부

교육부

교육부

2017~21 디지털·문화·방송·스포츠부

교육부

교육부

교육부

(시범 운영) 1 (시범 운영)

2017 디지털·문화·방송·스포츠부

내 용 - 교육부는 ‘수학 및 물리학 교원 공급 패키지’를 마련해 2,500명의 교원 채용 및 15,000명의 교사 역량 향상을 위해 670만 유로 투자 - 학생의 수학 역량 강화를 위한 이니셔티브 ‘Maths mastery’에 4,200만 유로 투자 - 디지털 · 문화 · 방송 · 스포츠부(DCMS)는 4차 산업혁명에 대응하는 사이버 보안 프로그램을 추진, 국가사이버보안위원회(National Cyber Security Council)는 사이버 보안 분야를 전공하는 1,000명의 대학생을 대상으로 4,000유로 장학금 지원

- ’17년 5월 STEM 분야 177개 견습 과정 중 약 절반이 표준으로 승인된 바 있으며 현재도 기업 주도의 견습 과정의 표준 마련 추진 - 교육부는 인증을 표준화하고 산업계 요구에 맞는 교육 과정(15가지 직업 연계 교육)을 제공함으로써 직업교육을 향상시키도록 고안된 이니셔티브에 5억 유로를 투자

- ’17년 비즈니스 · 에너지 · 산업전략부(BEIS)는 고급 STEM 역량 개발을 위해 STEM 분야 박사 1,000명을 대상으로 9천만 유로 지원 - 교육부는 4차 산업혁명에 대응한 과학 · 공학 분야의 새로운 교육기관(NMITE) 설립에 1,500만 유로를 투자할 계획(2020년)

- ’17년 정책녹서(green paper)에서 성인의 스킬 재훈련을 위한 혁신적 접근법을 개발하는데 4천만 유로 지원 및 디지털 · 건설 분야 성인 재훈련에 6,400만 유로를 지원할 국가 계획 발표

STEM 교육 강화를 위한 신규 프로그램 방안

우리나라에서 추진하고 있는 STEAM 교육은 많은 장점이 있으나 ‘융합 요소의 우선과 강조’, ‘STEM의 깊이 있는 사고의 강조’ 측면에서는 차이가 있으며 현행 교육 과정 체계에서 고등학교 교육 과정 수학 시수 감축과 학생 선택의 폭 확대에 따른 대학수학능력시험 과학탐구Ⅱ 선택·응시자가 지속적으로 감소 되는 등의 문제 제기가 있다. 그러나 각 교육 제도가 갖는 장점과 방향을 조정하거나 두 개의 개념을 인위적으로 통합하려는 논의보다는 우리나라의 실정에 맞춰 실제 STEM 교육을 강화할 수 있는 신규 프로그램 방안을 다음과 같이 세 가지 프로그램으로 제안하고자 한다. 이는 ‘① STEM 네트워크 강화 및 STEM 교육 평가 등을 전국 단위로 포괄할 수 있는 전담 교육기관 설립· 운영 ② STEM 관련 교사 역량 강화를 포함한 교사 대상 지원 사업 ③ 에듀테크(Edu-Tech) 기반의 플랫폼 마련과 콘텐츠 개발·보급’이다.

가. STEM 전담 교육기관 설립 및 운영 우리나라의 창의 융합 인재(STEAM) 교육은 한국과학창의재단을 통해 학교를 대상으로 ‘STEAM 선도 학교, 학교 내 무한상상실’ 운영을 비롯해 ‘STEAM 교육 국내외 연수, 우수 프로그램 공모대회 개최, STEAM 교사 연구회 운영’ 등 다양하게 진행되고 있다. 이에 반해 STEM 교육은 별도의 구분된 프로 그램이 매우 부족하다. 이에 STEM 교육을 통합하고 콘텐츠를 발굴·지원하며 교원 역량을 강화하는 등 체계적인 지원이 가능한 기관 설립이 필요하다.

STEM 교육기관의 중장기 기대 성과로는 첫째, 지역·기관 단위 등의 STEM 교육 지원에서 종합적인 STEM 원스톱 교육 서비스 지원이 가능해질 것이다. 둘째, 현재의 교사 간, 지역 간 부분적 파트너십 운영 체계에서 국가 단위 포괄적 파트너십 체계를 형성할 수 있을 것이다. 셋째, STEM의 DB를 구축하고 이를 효율적으로 운영할 수 있는 관련 교육 평가 시스템 연계·평가와 환류 시스템이 마련될 것이다. STEM 전담 교육기관의 역할로는 초·중·고, 대학, 기관, 인력풀을 종합하는 통합 기관으로서 효율적 이고 적절한 STEM 교육을 제공할 수 있다. 또한 STEM 교육기관은 초·중·고 교원을 대상으로 교사 역량 강화(Teacher’s Capacity Building)를 통해 교사에게 지속 성장 가능한 STEM 교육 서비스를 제공하게 된다. 이는 STEM 교육 인프라 구축으로서의 의미가 높으며 STEM 교육의 허브 기관으로서 전국 네트 워크를 형성해 STEM에 대한 국가적 수준에서 종합적이며 체계적인 관리가 가능해질 것이다.

STEM 교류협력, 교수학습방법

STEM DB구축/평가체계 마련

학교

대학 · 연구소 · 기관

전담 STEM 기관

학교

학교

<그림 3> 전담 STEM 기관의 방향과 역할(안)

STEM 문화확산 전략 및 실행

학교

초·중·고 학교 (방과후, 주말, 방학)

학교

학교

또한 STEM 교육기관은 STEM 교육의 교수·학습 방법, 콘텐츠, 상호 교류 등을 통해 인적·물적 인프라 구축과 향후 성과 관리 등이 가능할 것이다. 특히 기존 교원을 대상으로 급변하는 과학기술 생태계와 STEM 스킬에 관한 교육을 통해 전문성을 높여줄 수 있다. 한편 유휴 전문가와 재능 기부단을 STEM 교육 전문가로 양성해 학교 교육 외에 방과후·주말·방학 기간 등을 이용해 학생을 지도할 수 있을 것이다. 이를테면 소위 수포자(수학 포기자 또는 수학에 관심이 매우 낮은 학생)와 과포자를 대상으로 더욱 실천적으로 학생들을 교육하는 방법으로도 활용할 수 있을 것이다. 이 밖에도 STEM 문화확산 전략 및 실행을 담당하는 전담 기관으로서의 역할이 필요하다. 전체적으로 과학문화 확산의 일환으로 STEM 문화 확산을 계획하고 추진되어야 한다. STEM 문화는 첨단 과학기술의 성장에 따른 과학용어에 대한 정립과 활용부터 STEM을 체험할 수 있는 공간과 콘텐츠의 제공, 교육 체계의 방향 제시에 이르기 까지 대중의 삶의 질 향상을 위한 기본 소양에 속한다. STEM 전담기관은 ‘STEM과 대중의 만남을 지속가능한 형태로 확대’하여 미래사회의 마중물로써의 역할을 해야 한다.

< STEM 교육 전담기관 > • (목적) 산·학·연 또는 지역 연계 네트워크를 통해 전국 단위의 STEM 교육 체계와 전략 마련, 교육 콘텐츠 마련, STEM 교육 평가 등을 추진하는 중심 기관 설립·운영 • (대상) 초·중·고 교사, 예비교원 및 방과후 교사, STEM 분야 전공자 중 유휴 인력 • (내용) - 학교·전문가·행정가 등 지역 사회와의 파트너십을 포괄하는 전국적인 네트워크 구축 - STEM 교육 전문가 양성을 위한 연수 프로그램 개발 및 운영 - STEM 교육 전문가 양성 및 교사 재교육 - STEM 교육기관 및 프로그램에 대한 반복적인 평가·환류를 위한 데이터베이스 활용 - 학생부터 성인까지 아우르는 STEM 문화 활성화 방안 마련과 실행 • (활용 예시) - 네트워크 : 교육 개선을 위한 협의체(Partnership) 구성 - 현장 적용 : STEM 교육 생태계 구축, 전문가와 파트너십 교육, STEM 심화 교실 운영 - 평가 : 개별 교육 현장의 STEM 교육 실행 성과 및 평가 관리 - 평가 DB 구축 : 현장 성과 관리 DB, 교수 학습 자료 DB 등 • (방법) 정부와 민간의 매칭 예산 확보, 산업계의 자발적 참여 유도, 교육과 과학 분야의 학계를 포함한 다양한 의견을 수렴해 기관의 규모·성격·예산 등을 감안해 전담 기관 설립의 기초를 마련해 점진적으로 추진

나. STEM 관련 교사 대상 사업 STEM 교육의 강화를 위해서는 교사를 대상으로 하는 역량 강화 프로그램 외에 교사가 직접 참여 할 수 있거나 교사가 중심이 되는 프로그램 지원이 필수이다. 교원의 역량에 따라 교육 서비스의 최종 수요자인 초·중·고생들에게 제공되는 교육의 질이 달라지기 때문이다. 이에 ‘STEM 교사 연구회 운영’, ‘지역별 교사학습지원센터 마련’, 실천사례연구대회와 같은 ‘STEM 우수 프로그램 공모대회와 시상’, ‘STEM 교육 국내외 연수 프로그램 시행’, ‘STEM 교원 대상 수업 콘서트’ 등의 세부 프로그램을 구성할 수 있다.

< STEM 관련 교사 대상 지원 프로그램 >

• (목적) 교사의 STEM 교육 역량 함량과 교육활동을 독려하고 교사의 프로그램 개발과 협력을 도모할 수 있는 프로그램 마련 • (대상) 초·중·고교 교사 • (내용) 초·중·고 교원을 대상으로 사업을 통해 학생 지도에 충분한 역량 배양과 새로운 교수 학습 트렌드를 배우고 현장에 적용할 수 있도록 추진 • (활용 예시) - STEM 교사 연구회 : 과학·수학·기술 등을 포함한 다양한 교과 교사들이 협력해 현장 적용성 높은 STEM 프로그램을 개발하고 적용하며 STEM 교육 협력 연구 역량을 기를 수 있도록 지원 - STEM 우수 프로그램 공모 : 교사의 STEM 교육활동을 독려하고 우수 STEM 프로그램을 발굴·확산하기 위해 공모 진행 - STEM 실천사례연구대회 : STEM을 학교 수업에 적용해 확보된 경험을 토대로 대회를 개최해 우수 교원에 대한 시상 등 어드밴티지 부여 - 국내외 연수 : 교사의 교육 역량 함양을 위한 STEM 입문→기초→심화→국외 연수를 운영해 교사의 인식 제고 도모 • (방법) 각 프로그램을 동시 운영하기 어렵기 때문에 시행 첫해 ‘STEM 교사 연구회’를 시작으로 순차적 으로 사업 도입. 또한 정부 예산 확보 외에 지역 기업의 후원과 지원 규모를 확대. STEM 교육에 관심이 높은 산·학·연 네트워크 구성을 통해 세부 추진 방안 등 마련

다. 에듀테크 기반 플랫폼 마련 및 콘텐츠 개발·보급

영국의 고등교육 및 연구기관 지원기관인 정보시스템합동위원회(JISC)에서 발간한 영국 대학에서의 디지털 경험에 대한 보고서에 따르면 디지털 학습은 코로나19 대유행 상황에서 평등하고 수준 높은 학습을 계속할 수 있는 방법으로 평가되었다. 또한 태블릿과 PC, 와이파이 등IT 장비 접근성 문제에 따른 ‘디지털 불평등’이 학생들에게 큰 장벽이 되고 있으며 온라인 원격 학습의 변화에 따라 ‘학습자 중심의 교수·학습법이 필요하다’고 평가했다. 한편 온라인 특성상 학생들 간 협업활동이 줄어드는 것에 대해 우려를 나타냈다(JISC, 2020). JISC 보고서에서 확인된 바와 같이 온라인 교육 시대에 접어들면서 STEM 교육 전반에서 강조되는 체험과 경험(Hands-on) 중심의 교육이 위축될 가능성이 높다. 올 한 해는 코로나 여파로 인해 온라인으로 개학하고 원격 수업이 일상화되었는데 에듀테크에 대한 관심과 개선 요구가 증대되고 있다. 현재까지는 쌍방향 화상 수업 앱 활용과 기존 교육용 콘텐츠 활용에 그쳤다면 이제는 한국형 미래 교육을 위한 에듀테크와 클라우드가 안전한 교육 서비스를 보장할 수 있을 것이다.

특히 올해 추진된 과학 수업은 실험과 실습, 학생 간 협력 등이 결여되고 강의 중심으로 추진되는 온라인 교육으로 인해 흥미와 관심이 떨어질 수밖에 없었다고 다수의 전문가와 현장의 교사들은 지적한다. 이를 해결하기 위해 학습이 현장과 원격에서 모두 이루어질 수 있는 가능성을 감안해 ‘커리큘럼과 교수·학습법, 온라인 실험, 하이브리드 교육’ 등이 함께 변화해야 할 것이다. 또한 최근 STEM 교육 분야의 특성을 고려해 실험과 실습을 증강현실(AR), 가상현실(VR), 혼합현실 (MR), 확장현실(XR) 등 온라인을 통해 진행하고 있는데 의과대학에서 수술을 자주 접하지 못한 인턴들 에게 적용해 큰 효과를 본 것으로 나타났다(Mashable India, 2020).

한편, 에듀테크 플랫폼과 함께 콘텐츠를 제공함으로써 교육을 수혜 받는 학생과 일반인의 개인적인 효능감이 극대화 될 수 있을 것으로 기대된다. 캐나다의 스콧 영은 미국 매사추세츠공대(MIT) 학부 과 정 33개 수업을 1년 만에 온라인 교육을 통해 수료하고 학위를 취득했다. 스콧 영은 MIT의 고통스러 운 고난도·고강도 학습 과정을 겪었다. 그러나 다른 학생들과 다른 점이 있다면, MIT에 가지 않고 모 든 수업을 MIT에서 약 4000km 떨어진 캐나다 밴쿠버 자신의 집에서 들었다는 것이다. 학습자마다 개인차가 존재하지만 초고율 학습을 할 수 있는 기회를 디지털 기술로 업그레이드 했다. 즉 개인 학습 자의 효능감과 만족감을 높이는 기회가 되었다. 이와 같이 에듀테크 활용 교육은 지역 격차 문제 및 코로나19와 같은 전염병으로 인한 외부활동과 교육활동 제한에 대한 해결의 실마리로 보인다. 이처럼 미래 교육의 일환인 에듀테크 교육을 위한 ‘에듀테크 기반의 STEM 콘텐츠 개발·보급 프로그램’이 필요하다.

STEM 에듀테크 세부 사업으로는 최신 과학기술, ICT 트렌드에 맞는 STEM 교육 콘텐츠 개발 및 활용 가능한 디지털 플랫폼 개설·운영, 효율적으로 교수·학습할 수 있는 AR·VR 활용 STEM 콘텐츠 제작, STEM 문화 콘텐츠 개발·보급, STEM 미디어(유튜브, 월간지 발간 등) 마련 등을 들 수 있는데 이들 사업 간의 유기적인 연계를 통해 추진되어야 한다.

< 에듀테크 기반 플랫폼 및 STEM 교육 콘텐츠 개발·보급 >

• (목적) 에듀테크를 활용한 STEM 콘텐츠를 보급해 교원 및 방과후 강사 등 교사용과, 홈스쿨링이 가능하도록 하는 학생용 콘텐츠 활성화에 도모 • (대상) 초·중·고생 및 대학(원)생, 교원 • (내용) 초·중생 대상 체험용 콘텐츠와 학습용 콘텐츠로 홈스쿨러(Home Schooler) 지원, STEM 전공 대학(원)생의 실험과 수술 등 고난도 전문·위험 분야 탐구 촉진, STEM 교육 콘텐츠를 찾는 교원을 대상으로 대안적 교수법과 창의적 평가 방식 등 제공 • (활용 예시) - 확장현실과 혼합현실 기술을 활용한 초·중등 학생의 ‘AR·VR 빛 실험실’ - 의과대학 인턴과 전공의가 VR을 통한 가상 수술로 복잡한 절개 과정과 약물 반응 확인 - 중·고생과 대학에서의 실험 실습(폭발 위험, 윤리 문제 등 해결 가능) - 학생별 수준에 맞는 맞춤형 학습 모델을 제안하고 에듀 플랫폼으로 시간과 공간의 제약을 해결 - STEM 심화 과정 및 새로운 과정 운영을 원하는 교사 콘텐츠 제공 → ‘심폐소생술, 화재 예방과 소화기 사용법’ 등 다양한 분야에서 에듀테크 활용 STEM 교육의 확대 가능 • (방법) 과기부·한국과학창의재단이 추진하고 있는 ‘과학 학습 콘텐츠(사이언스올)’와 같은 플랫폼을 마련해 콘텐츠 서비스의 채널로 활용. 에듀테크 분야에서 검증된 ‘아이스크림 홈런, 구글 클래스룸, 구글 Expedition’ 및 마이크로소프트 MS-Office 학습 공유 콘텐츠 ‘Office 365 Education, Minecraft’ 등의 콘텐츠를 벤치마킹해 STEM 교육 콘텐츠를 제작해 보급 및 이용 활성화

또한 에듀테크 활용 온라인 STEM 교육 기반 구축 및 운영 모델, 교육 과정 및 콘텐츠 개발 전략을 수립 함으로써 위의 프로그램이 더욱 체계적으로 운영될 수 있을 것으로 기대한다.

III. 결론 및 시사점

우리 사회는 이미 제4차 산업혁명기에 진입했으며 그로 인해 우리의 삶에도 많은 변화가 예상된다. 이러한 사회적 변화에 맞춰 교육 분야에서도 미리 대비하고자 하는 노력을 기울여야 한다는 공감대가 급속히 확산 되고 있다. 이제 미래의 사회 변화에 맞춰 STEM 교육을 적극 강화해야 하는데 실상은 그렇지 못하다. 대표적으로 대학 및 민간 기업들의 이해 관계자들이 우리 학생들에 대해 고등교육에서 또는 엔지니어로서 기대하는 것 과의 불일치 등 교육과 산업, 사회의 미스 매칭이 발생하고 있다. 프로젝트 기반 및 문제 해결 역량 등의 접근 방식은 학생들이 동기를 확보하는 데도 중요하지만 복잡한 연구개발(R&D) 접근 방식을 적용할 수 있어야 한다. 즉 “어떻게”라는 것을 생각하고 이미 아는 문제도 “왜”라고 묻는 탐구력 향상을 유도해야 한다. 따라서 미래 사회의 변화에 대응하기 위한 교육 선제 조치의 일환으로 STEM 강화를 위한 프로그램 개발과 활성화가 필요하다.

교육부에서 발표한 「융합교육종합계획(’20~’24)」이 정부 교육 정책의 일환으로 추진되고 있지만 STEAM과 STEM 교육을 인위적으로 통합하는 정책을 펼치게 되면 앞서 살펴본 것과 같이 교육에 대한 무게중심이 바뀌는 한계가 있으며 어떤 정책이 더 좋은지 평가하기가 더욱 어려워진다. 이에 기존의 융합 교육 정책을 원활하게 추진하면서도 ‘STEM 교육을 강화하는 별도의 프로그램’을 마련해 기존의 교육 제도 속에서 STEM과 STEAM 교육이 상호 보완할 수 있는 방법을 찾고 실행하는 것이 의미가 있다. 본 이슈페이퍼의 한계는 STEM과 STEAM을 이론적으로 구분하는 방안에 대해 아직 학계·교육계·과학 기술계·정책 입안 당사자 간의 다양한 논의가 부족하다는 점이다. 또한 STEM의 이론적 체계를 확립 하고 실제 학교 현장에 적용하기 위한 종합적이고 입체적인 프로그램 제시도 부족하다. 앞으로 4차 산업 혁명시대가 빠르게 도래하는 세계적인 트렌드 속에서 개인의 삶과 국가 발전이 STEM 교육과 맞물려 있는 만큼 이에 대한 충분한 논의가 이어지기를 기대한다.

참고문헌

1. 교육부(2020), 생각하는 힘으로 함께 성장하고 미래를 주도하는 수학교육 종합계획. 2. 교육부(2020), 학습 패러다임을 바꾸어가는 융합교육 종합계획. 3. 미래창조과학부(2017), ‘미래사회 변화 대응 과학기술 인재 육성 방안 연구’ 보고서. 4. 심재호·이영락·김현경(2015), STEM, STEAM 교육과 우리나라 융합 인재 교육의 이해와 해결과제, 한국과학교육학회, 35(4), 709-723.

5. 스콧 영(2020), ‘울트라러닝, 세계 0.1%가 지식을 얻는 비밀’, 비즈니스북스. 6. 오세정(2014). ‘과학과 문화, 문화에 있어서의 과학의 위상’. 열린연단 문화의 안과 밖 https://openlectures.naver.com/contents?contentsId=48443&rid=246

7. 전수진·김성애(2019), 미국 STEM 융합교육 사례 분석을 통한 시사점 고찰, 한국정보통신학회 여성 ICT 학술대회 논문집, 77-80. 8. 정해용(2019), 4차 산업혁명에 대응한 대학의 통합적 고용 가능성 모형 개발 사례 연구, 디지털콘텐츠학회, Vol.20, 343-353.

9. 한국과학기술기획평가원(2018), 영국 경제성장을 위한 정부의 STEM 스킬 향상 노력 및 시사점, 과학기술인재정책 동향리포트 (2018-6호). 10. 한국과학기술기획평가원(2016), ‘제4차 산업혁명 시대, 미래사회 변화에 대한 전략적 대응방안 모색’, KISTEP R&D INI (제15호)

11. 한국교육개발원(2012), ‘현장 적용 사례를 통한 융합 인재 교육(STEAM)의 이해’ (현안보고 OR 2012-02-02). 12. 최수영(2020), ‘수학·과학 역량 강화 방안 마련을 위한 정책 연구’, 과학기술정보통신부 2020년 2월.

13. Brown, R., Brown, J., Reardon, K. & Merril, C.(2011), Understanding STEM : Current Perceptions, Technology and Engineering Teacher, 70(6), 5-9. 14. Harvard Business Review(2020), ‘Rethinking the On-Demand Workforce’, HBR Magazine (November-December 2020). https://hbr.org/2020/11/rethinking- the-on-demand-workforce

15. JISC(2020), ‘Student Digital Experience Insights Survey 2020 : UK Higher Education(HE) Survey Findings’. https://www.jisc.ac.uk/sites/default/files/student-dei-he-report-2020.pdf 16. Mashable(2020), ‘In Conversation with XR Central : Upcoming AR/VR Trends, Impact on online Education, And more’. https://in.mashable.com/tech/18323/in- conversation-with-xr-central-upcoming-arvr-trends-impact-on-online- education-and-more

17. Sanders(2009), STEM, STEM Education, STEM Mania, the Technology Teacher, 68(4), 20-26. 18. U.S. Department of Commerce, Economics and Statistics Administration(2011), “STEM : Good Jobs Now and for the Future”. https://files.eric.ed.gov/fulltext/ ED522129.pdf

19. U.S. Executive Office of the President, Committee on STEM Education of the National Science&Technology Council(2018), ‘Charting a course for success: America’s strategy for STEM education’. https://www.whitehouse.gov/wp-content/ uploads/2018/12/STEM-Education-Strategic-Plan-2018.pdf?utm_content=&utm_ medium=email&utm_name=&utm_source=govdelivery&utm_term= 20. World Economy Forum(2020), ‘The Future of Jobs Report 2020’. http://www3.weforum.org/docs/WEF_Future_of_Jobs_2020.pdf

KOFAC ISSUE PAPER는 과학기술문화, 과학융합인재, 과학·수학·정보 교육에 관한 주요 현안이슈를 심층 분석하고 정책제언을 함으로써, 미래 이슈에 선제적으로 대응하고 정책 수립 시 활용하고자 발행하고 있습니다.

※ 본 보고서의 내용은 저자 개인의 의견을 정리한 것으로 한국과학창의재단의 공식 견해와 다를 수 있음을 밝힙니다.

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