오늘 울 학교 마지막 연수일
오전에 5개의 강좌를 희망하는대로 나누어 강의를 듣고 교사들끼리 자율과정을 만들어보는 시간을 가졌다.
나는 그 강좌 중 융합교육 연수를 들었다.
경기대 이진성 교수님과 전북대 김현경 교수님을 초빙하여 개인적으로 보고 싶은 얼굴도 볼 수 있는 좋은 기회였다.
이진성 교수님이 4차 산업혁명과 융합교육에 대해, 김현경교수님께서 융합교육과정과 설계 운영방향 및 사례에 대해 해주셨다. 전공과 관련된 것이기도 하고 미래교육에 필요한 내용이라 재미있게 들었다.
< 4차 산업혁명과 융합교육- 이진성 교수님>
이진성교수님께서는 4차 산업혁명 융합교육에 대한 주제로 이야기를 풀어주셨다.
4차 산업혁명이란 어떤 것인가?
3차가 디지털화로 컴퓨터, 인터넷으로 대표된다면
4차 산업은 그러한 기술을 기반으로 기술의 융합을 통해 등장한 산업기술의 혁신을 들 수 있다.
3차 산업이 중앙제어식이라면 4차 산업혁명은 자율, 분산의 형태를 지닌다.
예를 들어 사람에게 적용되는 약에 대해 설명한다면 맞춤형 다품종의 생산과정이 필요하다.
왜냐면 모든 사람에게 유효한 약은 없기 때문이다.
동일 질병의 환자들에게 동일한 약을 처방한 후에 효과가 없으면 바꾸어야 한다.
4차 산업혁명을 주도하는 기술은 사물인터넷, 로봇공학, 3D프린팅, 인공지능, 신소재, 5세대 이동통신, 빅데이터 분석, 유전자 편집 등이다.
1. 역분화 줄기세포
: 역분화줄기세포는 줄기세포가 아닌 다 분화된 체세포에 인위적인 자극을 통해 우리 몸을 이루는 모든 세포로 분화가능한 배아줄기세포와 같은 분화능력인 만능분화능을 가지게 된 세포를 말한다.
즉 자신의 세포를 이용하여 줄기세포를 만드는 기술로 난자가 없어도 되는 기술을 개발하고 있다.
황우석 사태에서 사람의 난자를 생명체로 볼 때 다양한 실험을 통해 장기를 구할 수 없었던 것을 해결할 수 있다.
문제해결에 대한 창의성 사고를 함양하는 융합교육 필요함을 알 수 있다.
(예1) 유도만능줄기(iPS)세포로 암공격력을 높인 면역세포를 만들 수 있게 됐다.
거부반응은 이식한 다른 사람의 세포를 면역세포가 이물질로 판단해서 발생한다. 연구팀은 이물질로 인식되는 유전자를 특정해 iPS세포의 게놈을 편집해 유전자를 변형시켰다.
이 세포를 면역세포인 T세포로 바꾸고 암 공격력을 높이는 CAR-T(Chimeric Antigen Receptor T)세포를 만든다.
인간의 암을 유발시킨 동물에 이 세포를 이식한 결과, 일반 iPS세포로 만든 CAR-T세포에 비해 암 증식이 최대 9분의 1로 줄어든 것으로 나타났다.
(예2) Agaricus bisporus - 인간 소비를 위해 만들어진 세계 최초의 유전자 편집 작물
송이버섯에서 공기중에서도 갈변하지 않도록 하는 방법 개발
(예3) 고통을 느끼지 않는 뿔이 없는 소
목장주들은 젖소 뿔을 제거하기 위해 많은 노력을 기울여왔다. 소끼리 서로 상처를 입히거나 때때로 인간에게 위협적이기 때문이다. 그런데 유전자 가위를 사용하여 뿔 없는 소의 대립유전자를 정상적인 젖소 배아에 이식함.
(예4) 돼지의 심장의 장기 이식
- 돼지 심장을 이식후에 거부 반응이 없어도 이식한 돼지의 유전자에 있는 레트로바이러스에 감염될 가능성이 있다
돼지의 바이러스가 인체에서 활성화되어 세포를 망가뜨리기 전에 유전자 편집 기술 CRISPR-Cas9을 이용해 돼지의 유전자 가운데 사람에게 이식할 경우 거부반응을 일으키는 유전자를 제거하였다.
2. 기술 융합의 예
(예1) 유전체 분석 기술 통해 질병을 미리 알고 대비할 수 있게 됨.
- NGS 한 사람의 유전정보를 분석하는데 100만원
- 개인의 유전 정보를 대규모로 데이터화 함.
- 유전자 분석을 통한 개별 유전자 분석하는 과정을 설명해주심.
교수님의 결과를 이용하여 이용방법을 설명해주셨다. 신기했다.
현재 유전자분석은 마크로젠이라는 회사에서 할 수 있다.
염기서열 분석(NGS, CES), 바이오칩 분석(Microarray), 올리고 합성(Oligo), 유전자 변형 마우스(GEM), 바이오인포매틱스(Bioinformatics) 등 생명공학 및 임상 연구에 필요한 다양한 서비스를 제공하고 있단다.
이후 유전자 및 유전체 분석 분야에서 꾸준한 연구개발 활동을 하고 있으며 주요 사업 이외에도 다양한 사회공헌 활동을 통해 바이오 산업 발전에 기여하고 있습니다.
마크로젠은 유전체 정보에 기반한 개인별 맞춤 의료 정보를 제공함으로써 21세기 정밀의학 실현에 앞장설 뿐 아니라 탁월한 기술력을 바탕으로 다양한 사업분야에서 전 세계 유전체 분석 시장을 선도합니다.(마크로젠 홈페이지 발췌)
유전자 조사를 하여 유방암이 걸릴 예정인 부분을 미리 수술을 통해 예방하였단다.
4차 산업혁명 제대로 대응하지 않으면 기업의 생존이 위태해진다.
첨단 기술이 수용속도가 무척 빨라지고 있다.
지식보다는 문제해결력, 창의적사고력을 함양하는 것이 가장 중요하다는 것을 알 수 있다.
조제 로봇의 유용성을 생각하면 앞으로 약학과의 기능은 다른 곳에 두어야 한다.
첨단 기술의 수용 속도는 점점 빨라진다.
융합적 인재양성이 필요한 이유
- 지속가능성, 경쟁우위는 높아지고 불확실성은 낮춰진다.
4. 융합이란 무엇인가?
서로 다른 분야가 화학적인 결합을 통해 새로운 특성을 가진 분야를 만들어내는 것’
‘복합’, ‘통섭’, ‘통합’ 등 여러 단어가 혼용되며 학자마다 다른 관점과 이해 및 개념과 해석이 다양하다.
(1) 컨버전스 : 동일한 플랫폼 공유하면서 이루어지는 혼합 또는 결합
디지탈 컨버전스 : 디지털 기술을 기반으로 음악, 영상, 그래픽 등이 융합되는 것
(2) 더페이즈망 : 아무 관련없는 요소들을 무작위로 뒤섞어내는 것(주로 예술 분야)
(3) 의미에 따른 융합의 단계
단순한 섞음을 의미하는 퓨전에서 동일한 플랫폼 공유하면서 이루어지는 혼합 또는 결합, 지식통합의 개념인 컨실리언스(통합), 그 모든 요소들을 다 융합하는 단계인 더페이즈망의 단계로 정리하였다.
기술 인문 융합은 인간가치 중심의 목적지향형 시스템, 개발방법론을 이야기하는 것으로 삶의 질을 지향하며
사회, 문화적 이슈를 기술중심으로 해결해가는 일련의 방법론 및 프로세스를 말한다.
5. 융합교육 교육과정 설계 운영 방향 및 사례
융합 트렌드는 현대사회가 정한 특정한 틀에 구애받지 않고 더욱 진보적인 방향으로 진화하고 있다. 대표적으로 혁신의 아이콘인 ‘애플’의 제품들은 고객에게 기능 이상의 무엇인가를 제공하고 있다. 아이폰의 디자인에 매료되기도 하며, 살아 있는 듯 핸드폰의 주인과 소통하는 인터페이스에 감탄하기도 한다. 수많은 경쟁사들이 크기, 화질, 속도 등과 같은 하드웨어적 요소로 우위를 경쟁하지만 여전히 하드웨어적으로 열위에 놓인 애플을 선택하는 소비자가 존재한다. 이 선택을 이끌어낸 가치는 ‘인간을 이해하려는 노력’ 즉, 인문학적 가치의 융합으로 설명이 가능하다.
융합교육은 어떻게 이루어져야 하는가?
학습자 중심 수업을 가능하게 하는 방법(active learning 같은 것)으로 수업은 강의와 학습이해도 확인활동으로 이루어져야 한다. 형성평가 기법 부터 문제 중심 학습까지 포괄적 범위를 형성한다.
Active learning에는 PBL, FL, 토의 토론, 캡스톤 등이 있다.
(1) problem based learning
학습자들에게 실제적인 문제를 제시하고 그 제시된 문제를 해결하기 위해 학습자들 상호간에 공동으로 문제해결 방안을 강구하고 개별학습과 협동학습을 통해 공통의 해결안을 마련하는 일련의 과정에서 학습이 이루어지게 하는 학습방법
문제해결에 필요한 정보와 자료는 학습자가 스스로 수집하고 분석하게 한다.
< 융합교육 교육과정 설계 운영 방향 및 사례>
두번째 강의는 김현경 교수님 강의이다. 융합교육의 의미 및 설계 운영방향에 대해 설명해주셨다.
융합교육은 과학기술 흥미와 이해가 기반이 되어야 하고 과학기술에 기반한 융합적 사고력, 과학기술 기반의 문제해결력을 함양할 수 있도록 해야 한다.
1. 융합교육기준
- 과학기술 기반의 융합은 과학기술 분야 내용을 포함한 분야간 융합을 의미한다,
- S, T, E, A, M을 모두 포함해야 하는 것은 아니면 두 개 이상 분야를 융합하면 된다.
- STEAM 교수학습준거(상황제시, 창의적 설계, 감성적 체험) 포함을 권장한다.
2. 융합수업유형
- 교과수업 : 교과수업에 과학, 기술, 공학, 인문예술, 수학 분야를 연계
- 창의적 체험활동 : 교육과정 성취기준에 제한받지 않고 다양한 주제를 적용
- 학교 특색 프로그램 : 학교 특색에 따라 STEAM 데이, STEAM 캠프 등 운영
3. 융합수업방법
(1) 상황제시 : 학생들이 문제 해결의 필요성을 구체적으로 느끼게 하기
학생들이 해결해야 할 과제를 자신의 문제로 인식하게 하고 실생활과 연계되어 전체를 포괄하며 문제를 포함
(2) 수업구성(창의적 설계)
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