본 논문은 연구자가 2009년 과학교사 10명과 함께 ‘과학인형극회 꼭두샘’이란 연구회를 조직하고, 10여 년간 전국의 초등학생 12,000여 명을 대상으로 총 70여 회의 과학인형극 융합 공연에서 기획?연출?공연?피드백 등을 통해 개발한 ‘과학인형극 프로그램’이 계기가 되었다.
본 연구의 목적은 초등학생들의 과학과 예술에 대한 흥미와 동기유발을 위해 과학인형극 프로그램을 개발하고, 이를 초등학생들에게 적용한 효과에 대해 검증한 후, 실제 교육현장에 일반화하기 위한 방안을 제시하는데 있다.
융합인재교육에 기반한 과학인형극 프로그램 개발은 문헌연구와 선행연구 분석 그리고 초등학생을 대상으로 4~6차시 분량의 과학인형극 프로그램을 적용했던 경험과 피드백을 담아 12차시 분량의 프로그램 시안을 작성한 후, 전문가 협의를 거쳐 다음과 같이 최종안을 구성하였다.
첫째, 본 프로그램의 교육 목표는 ‘원작 동화에 과학적 요소를 결합한 창의적인 융합시나리오를 작성한다.’, ‘융합미션을 수행하여 창의적인 결과물을 제작한다.’, ‘융합시나리오와 융합미션의 결과물을 활용하여 창의적인 과학인형극을 실연한다.’로 설정하였다.
둘째, 본 프로그램의 교육 내용은 5학년 1학기 과학 교과 내용을 중심으로 선정하였다.
셋째, 본 프로그램의 교수?학습은 과학기술과 예술에 대한 흥미 및 동기 유발을 위한 교수?학습단계, 창의적 설계 과정에 의한 지식·제품·작품 산출형 교수?학습과정, 4C 핵심역량 강화를 위한 교수?학습전략을 포함하여 구성하였다.
넷째, 본 프로그램의 평가는 ‘창의, 융합, 소통, 배려’라는 융합인재교육의 4C 핵심역량을 평가 영역으로 하는 산출물평가, 동료평가, 자기평가로 구성하였다.
위 과학인형극 프로그램 개발의 효과를 알아보기 위하여 연구자는 광주광역시에 소재한 K초등학교 5학년 3개반 학생(n=52)을 실험집단으로, S초등학교 5학년 3개반 학생(n=60)을 통제집단으로 선정하였다. 이들을 대상으로 실시한 이질통제집단 전후검사 설계(nonequivalent control group pretest-posttest design)와 프로그램의 적용 수업에서 각 단계마다 실시한 과정평가를 통해 얻어진 결과는 다음과 같다.
첫째, 본 프로그램의 적용 결과 학생들의 과학선호도 검사에서 사전, 사후 검사의 차이가 통계적으로 유의미한 것으로 나타나 학생들의 과학선호도의 증진에 효과가 있음을 알 수 있었다.
둘째, 본 프로그램의 적용 결과 학생들의 자기표현력 검사에서 사전, 사후 검사의 차이가 통계적으로 유의미한 것으로 나타나 학생들의 자기표현력의 증진에 효과가 있음을 알 수 있었다.
셋째, 본 프로그램의 적용 결과 학생들의 4C 핵심역량에 대한 각 단계별 산출물평가?동료평가?자기평가 점수와, 학생의 평가 소감 분석을 통해 ‘창의, 융합, 소통, 배려’의 4C 핵심역량에 긍정적인 효과가 있음을 알 수 있었다.
이상과 같이 과학인형극 프로그램을 개발하여 적용한 수업 교사이자 연구자로서 본 프로그램의 교육현장에서의 효과적인 활용 방안을 제시하고자 한다.
과학인형극 프로그램은 학생들이 창의적인 아이디어를 생성할 수 있도록 자율성을 담보하고, 자율성을 발현할 수 있도록 프로그램의 운영 시간을 충분히 확보해야 한다. 또한, 학생 전원이 참여할 수 있도록 과업의 수준과 양을 미리 고려해서 명확하게 조직해야 하고, 학생들이 과업을 수행할 때 서로 소통하고 협업할 수 있는 팀 분위기를 조성해야 한다. 무엇보다도 학생들의 과학과 예술에 대한 호기심과 흥미 유발뿐 아니라, 자기주도적 학습능력을 기를 수 있도록 기회를 제공해야 한다. 과학인형극 프로그램의 내용융합 단계는 초등학교의 과학 교과에서 한 학기에 해당하는 학습 내용을 중심으로 교육 내용을 구성하는 것이 적합하다. 그리고 본 프로그램의 적용을 위한 수업에서 집단 편성은 초등학교 20명 내외의 1개 반을 기준으로 할 때 2개 팀을 구성하여 역할 분담하는 것을 권장하고, 시간 운영은 정규 과학 수업 시간 중 12차시 내외로 확보하여 한 학기에 학습한 내용을 마무리하는 과정으로 활용하면 효과적이다.
본 프로그램에 참여한 학생들은 융합시나리오 작성부터 과학인형극 실연에 이르기까지 직접 만들어가는 과정에서 감독, 작가, 배우, 성우, 제품 디자이너 및 제작자, 발명가, 음향?인형?배경 제작자 등을 체험하며 도전과 성공에 대한 열정을 경험하였다. 이러한 과학인형극 공연은 초등교육 현장에서 쉽게 접할 수 없는 무대 위 가슴 떨림, 성취감, 자기효능감, 도전감 등을 체험하는 소중한 과정이며 결과물이다. 또한, 학생들은 과학과 예술을 창의적으로 융합하고 순차적으로 지식-제품-작품을 산출하게 되는데 특히 팀별로 무대 공연을 수행해야 하는 작품 산출 단계에서 소통과 배려하는 태도가 강화되어 인성교육 면에서도 의미가 크다. 그리고 연구자이자 수업 교사로서 제시한 과학인형극 프로그램의 활용 방안과 연구결과는, 향후 융합인재교육의 다양한 프로그램 개발을 위한 연구와 초등교육 현장에 도움을 주고, 나아가 학교 교육의 질 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.
그러나 본 프로그램의 효과 검증은 특정 학년을 대상으로 단기간에 집중적으로 운영한 결과이므로 초등학교 전 학년에 적용하기 어렵다는 한계점이 있으며, 향후 장기적인 효과에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다.

The researchers in this article organized a research group called ‘Ggokdusam, the Science Puppet Show Society'' in 2009 and developed the ''Science Puppet Show Program'' through planning, directing, performing, feedback, etc. in about 70 convergence shows of Science Puppet Show, targeting more than 12,000 elementary school students all over the country during over a decade, which served as a momentum for this article.
The purpose of this study lies in developing a science Puppet Show program in order to induce interest and motive of elementary school students in science and art and suggesting plans to generalize it in an actual education field after verifying the effect of applying it to elementary school students.
In terms of development of a science Puppet Show program based on STEAM (Science, Technology, Engineering, Arts, and Mathematics), the program draft with the quantity of 12th times was created by including the analysis of literature and precedent studies and the experiences and feedbacks of applying the science Puppet Show program with the volume of 4th-6th times to elementary school students, and after the consultation of experts, the final plan was composed as follows:
First, the educational objectives of this program were set as ''creating a creative converged scenario where scientific elements are combined with original fairy stories'', ''producing creative outputs by performing converged missions'', and ‘performing a creative science Puppet Show using the outputs of converged scenarios and missions.’
Second, the educational contents of this program were selected, centered on the content of science subject in the first semester of the fifth grade.
Third, the teaching and learning processes of this program were organized by including teaching and learning stages to induce interest and motive in science technologies and art, knowledge-products-and-works- producing teaching and learning process through creative design process, and teaching and learning strategies for strengthening 4C core competencies.
Fourth, the assessment of this program consisted of output assessment, peer assessment, and self-assessment, which have the 4C core competences of "creativity, convergence, communication, and caring" as the assessment area.
In order to investigate the effect on the development of above science Puppet Show program, the researcher selected the 5th graders (n=52) of 3 classes in K elementary school as the experimental group and the 5th graders (n=60) of 3 classes in S elementary school as the control group, which were located in Gwangju. In the nonequivalent control group pretest-posttest design and application class of the program, which were conducted targeting them, the results obtained through the process evaluation performed at each stage are as follows:
First, as a result of applying this program, in the science preference level test for the students, the differences between the pre- and post-tests were statistically significant, through which we could see that it was effective in promoting the science preference level for students.
Second, as a result of application of this program, in the self-expression capacity test for the students, the differences between the pre- and post-tests appeared statistically significant, through which we could find that it was effective in promoting the self-expression ability for students.
Third, as a result of applying this program, we could find that it has a positive effect on the 4C core competencies of ‘creativity, convergence, communication, caring’, through the scores of output assessment, peer assessment, and self-assessment by each stage for students'' 4C core competencies and the analysis of students'' opinions for assessments.
As a teacher and researcher who developed and applied the science Puppet Show program as above, I would like to suggest effective application plans of this program in the education field.
The science Puppet Show program should ensure autonomy for students to produce creative ideas, and will have to secure sufficient operating time for the program for them to express autonomy. In addition, the level and amount of tasks should be clearly organized by considering them in advance so that all students could participate, and the team atmosphere to communicate and collaborate with each other should be created when the students perform tasks. Above all, it must provide opportunities for students not only to induce curiosity on and interest in science and arts, but also to develop self-directed learning abilities. In the content convergence stage of science Puppet Show programs, it is appropriate to organize the contents of education, centered on the learning contents for one semester in the science class in elementary school. Furthermore, in the class for the application of this program, it would be recommended that the roles are assigned to them by creating 2 teams, assuming it is based on one class of about 20 elementary school students when organizing groups, and in the time operation, it would be effective to secure about 12 class hours on the regular science class time and to use it as a course to finish the contents learned in one semester.
Students who participated in this program could feel a passion for challenge and success by experiencing directors, writers, actors, voice actors, product designers and manufacturers, inventors, producers for sounds, dolls, and backgrounds, etc., in the directly producing process from creating their own convergence scenarios to performing the science puppet show. These performances of the science Puppet Show are a valuable process and outputs where the students they could experience heart fluttering on stage, sense of achievement, self-efficacy, sense of challenge, etc., which they hardly experience in the education field of elementary school. In addition, students are likely to creatively converge science and arts and produce ‘knowledge-products-works’ in consecutive order; particularly in the work production stage that they should carry out a stage performance by each team, the communication and caring attitude are strengthened, so it is also largely meaningful in terms of personality education. In addition, it is expected that the application plan and research results for the science Puppet Show program, proposed by the researcher and teacher of class, will be able to help the research for various program development and the education field of elementary school, with respect to STEAM, in the future, and further, to contribute to the improvement of the quality of school education.
However, in the verification of the effectiveness on this program, since it is a result of intensive operation in a short period of time, aimed at the specific grade, it may have a limit in applying to all grades of elementary school, and I believe that further studies on long-term effects will be necessary in the future.