Understanding Tools in STEAM project

 

 

융합교육은 교육이 기술 정보 시대를 대비하기 위해 대두된 개념인 만큼,

기술이나 도구를 사용하는 프로젝트나 교육들이 많이 이루어지고 있다.

 

그러나 새로운 지식과 도구 문제들이 한꺼번에 쏟아지는 상황에서 학생들의 기술 소외 및 부적응도 호소되고 있다. 

 

학생들의 수준에 맞는 비계를 설정하며 교육을 설계하기 위해서 도구를 이해한다는 것이 도대체 무엇인지를 우리는 이해할 필요가 있다. 

 

여기서 간략하게 도구의 이해에 대한 다섯가지 측면을 제공하기로 하겠다. 

 

이해를 돕기 위해서 3D printing project를 예를 들도록 하겠다.

이 프로젝트는 건축물(3D printing 대상)을 목표 문제로 선정하고 이것을 모델링하는 도구로 TinkerCad  및 지오지브라라는 툴이 소개되고, 완성된 모형을 프린팅하는 프로젝트이다.

모든 지식이 빈약한 학생에게 이 프로젝트를 적용하려 한다면,

우리가 고려해야 하는 사항들이 무엇인지 도구의 이해라는 관점에서 살펴 볼 필요가 있다.

실제 이 프로젝트를 수행한 결과 나타난 현상을 토대로 도구의 이해에 대한 다섯가지 양상을 정리해 보겠다. 

 

도구에 대한 이 틀이 도구를 활용한 교수 설계시 교사들이 학생에게 드러날 수 있는 잠재적 어려움을 준비하고 예방할 수 있는 자료로 활용되기를 바란다. 

 

 

 

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이해 1. 도구의 기능 및 사용법 : 도구의 사용법을 알거나 사용하는 것에 대한 이해를 말한다. 예를들어 팅커캐드의 기본 사용법 배우기, 모델링 툴 사용에 익숙해 지기 등이 있다. 특정 툴의 사용법을 개념적으로 알고 있더라도 능숙하게 그 툴을 다룰 수 있기까지는 훈련의 시간이 필요하다. 도구를 다루는 속도와 그 정확성이 모두 평균 이상일 경우 우리는 솜씨를 가졌다고 평가한다. [Instrumental understanding(Skemp), Instrumental Genesis(Rabardel et al. ), conceptual/prodedural knowledge(Richard E. Mayer), Declarative/Procedural knowledge(John R. Anderson), ]

 

 

이해 2. 기호 및 화용언어 : 도구의 사용은 한편 언어 및 표상들의 사용에 익숙해 지는 것과 같다. 따라서 도구의 이해란 이에 수반되는 표상, 상징, 기호체계들에 적응하는 것을 포함한다. 즉, 도구에 드러난 UX /UI 를 이해하고 활용하며 적응하는 과정, 도구를 활용하면서 사람들과 함께 사용하는 언어규칙들을 생성하고 적응하는 일련의 과정들은 도구의 이해과정에 필수적이다. 우리는 이러한 화용규칙을 익힘으로써 도구 사용과 관련한 문제 해결을 돕고, 도구가 제공하는 피드백의 의미를 해석한다. 예를들어, 팅커캐드에서 투명한 정육면체 UI는 선택된 대상을 구멍으로 만든다는 의미이며, 이것의 화용론적 의미는 구멍 입체라는 이중의미의 언어를 사용하면서 이루어진다. 구멍 입체는 구멍이 뚫린 입체이기도 하며, 동시에 구멍을 내는 연산자로써 의미하기도 한다. 도구의 사용법과 관련된 용어 및 언어의 사용들은 일상의 맥락과 달라진다는 것을 받아들이는 것은 심리적 유연성과 관련되며, 이것에 시간이 소요되는 사람은 도구를 이해하는 데 마찬가지로 시간이 필요하다. [Affordance(Gibson), Tools of Mind(Vygotskii), Triadic model (Peirce S.), Pragmatics(Levinson S./Searle J./Grice, H.P.)]  

 

 

이해 3. 도구의 내적 문법 : 도구들마다 도구가 가지고 있는 논리적 규칙이 있으며, 그에 수반한 제약들이 있다. 지오지브라의 경우 y축을 기준으로 회전한 회전체를 얻기 위해 x의 함수를 x 축에 대해 회전시킨 후, 이 회전체를 y축으로 세우는 전략을 세워야 하는 반면에, 팅커캐드에서는 바로 함수를 세운 후 원하는 축을 중심으로 회전 시킬 수 있다. 그러나 두 도구로부터 얻어진 결과는 달라지게 된다. 한편, 수학적 과제의 해결시에도 팅커캐드의 경우 등분 과제를 수행하기 어렵다. 만약 팅커캐드에서 대상의 삼등분을 해야 한다면, 반복 패턴과 수학적 닮음을 활용해서 문제를 해결해야 한다. 이러한 모델링 문제해결 과정이 가능하기 위해서는 도구의 내적 문법에 대한 이해가 요구된다. 이는 또한 도구의 창의적 활용을 이끈다. 이 단계의 이해가 있다면, 도구 사용시 나타나는 문제를 디버깅하고 해결하는데 수월하게 된다. 유지 능력 가능. [Skemp's relational understanding, Rabardel et al. Instrumental Genesis]

 

 

이해 4. 도구 풀링 :  목적하는 프로젝트를 수행하기 위해서 목표 문제(모델)에 적합한 도구를 선택하는 것 뿐만 아니라, 도구들의 연합을 통해 문제 해결 방법을 모색하기도 한다. 도구 풀의 이해는 도구에 대한 목적과 가능성에 대한 넓은 이해를 말한다. 국소적 측면에서는 한 도구 내에서 하위 도구들을 연합 하여 활용하기, 넓은 측면에서는 도구들간의 연합을 통하여 문제 해결하기와 관련한 이해이다. 팅커 캐드 안에서  하위 툴들의 연합을 통해 특정 모델링 문제를 해결할 수 있으며, 지오지브라와 팅커캐드 포디프레임들을 연합적으로 활용하여 목표 문제를 효과적으로 해결할 수 있다. 따라서 이것은 창의적이면서 실용적인 문제 해결능력과 밀접한 관계가 있다. 한편, 더 넓은 의미에서는 특정 도구의 활용에 도움을 주는 디지털 환경에 해당하는 툴의 이해, 툴 활용에 따른 비용 및 효율성등의 사용 환경에 대한 지식도 포함할 수 있다. [Rabardel et al. Instrumental Genesis, Drijvers, P. Instrumental Orchestrations]

 

 

이해 5. 문제의 정의 및 재정의 : 

도구는 물질적인 것만을 의미하지 않는다. 그것은 정적인 것이 아니며, 설정한 문제로부터 관계적으로 정의되는 개념이다.

따라서 도구의 사용에는 그 대상이 되는 문제가 필요하다. 

해결하고자 하는 문제(디자인)이 있다면, 문제의 해결을 돕는 정신적, 물리적 수단들이 도구가 된다. 

도구는 상정한 문제에 대해서 관계적으로 성립되는 개념이기 때문이다. 

 

도구는 기술공학적 도구, 개념적 도구, 사고 전략으로써의 도구 등으로 넓게 생각할 수 있다. [예. 계산기, 수학적 공식, 귀납적 사고 방법 등]

수학의 정의를 예를들어보자. 

예를들어서 피타고라스의 정리는 그것이 탐구의 대상일 때는 문제이며, 감상의 대상이다. 

그리고, 한편으로는 측량 등 다양한 문제의 해결을 돕는 도구가 되기도 한다. 

 

문제를 명확하고 구체적으로 선정하면 도구의 활용도 용이해 지는데, 

이때 도구에 대한 이해가 있다면, 그 도구를 활용할 수 있는 방향으로 문제를 재정의하고 세련시키게 된다. 

따라서 잘 정의된 문제는 도구의 이해를 반영한다. 

 

도구를 숙련되게 다룰 수 없는 사람이라 하더라도 어떤 문제 상황에 어떤 도구를 활용해야 하는지 잘 판단할 수 있는 사람이 있다.

이들은 도구에 대한 숙련이 부족하지만, 도구의 용법이나 관계, 도구 풀들을 이해함으로써 우리의 제한적 환경에서 문제 해결의 효과적 방향을 제시할 수 있다. 도구의 유용한 활용을 가능하게 하는 명확한 목표 문제의 설정 및 전략의 기획이 가능하다. 

즉, 도구에 대한 이해는 문제의 설정에 영향을 미친다. 따라서 문제의 (재)정의도 도구의 이해의 한 종류로 파악할 수 있다. [Silver, E. A. (1994), Contextualization, Instrumental Genesis]