공학적 설계 과정에서 초등학생들이 마주하는 실패 경험과 이에 대한 대처 행동의 특징 탐색

Exploring Types of Elementary School Students' Failures in an Engineering Design Process and How Students Cope with Them

본 연구는 공학적 설계 과정에서 학생들이 경험하는 실패의 교육적 활용에 대한 시사점을 얻기 위하여, 학생들이 공학적 설계 과정을 수행하는 과정에서 어떤 실패를 경험하였으며, 이에 대해 어떻게 대처하는지를 살펴보았다. 이를 위하여 초등학교 4학년 '물의 여행' 단원에서 '물 부족 현상을 해결하는 장치 설계하기' 차시를 공학적 설계 과정에 맞추어 재구성하였으며, 4개의 학급에 재구성한 수업을 실시하였다. 7개의 초점 집단을 정하고, 초점 집단의 학생들을 관찰하고 면담하였다. 그 결과, 학생들이 경험한 실패는 크게 인지적 요인으로 인한 실패와 환경적 요인으로 인한 실패로 나눌 수 있었다. 인지적 요인들은 대체로 학생들이 통제 가능한 요인들이었던 반면, 환경적 요인은 통제할 수 없는 요인들이었다. 실패를 경험한 학생들은 대체로 실패의 원인에 대한 논의를 하지 않고, 이를 해결하고자 하는 노력이 즉흥적으로 이루어졌다. 또한 학생들은 실패를 회피하고자 테스트의 성공 기준을 완화하는 등의 모습을 보였다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 학생들이 경험하는 실패를 건설적으로 활용하기 위해 어떠한 노력을 기울일 것인가에 대한 교육적 시사점을 논하였다.

This study explored types of failure encountered by elementary school students during the engineering design process and how they coped with them. To achieve this goal, we developed and taught engineering design lessons on water shortages to four fourth-grade classes, observing and interviewing seven focus groups. Our analysis revealed that student failures can be categorized into two main types: those caused by cognitive factors and those influenced by environmental factors. While cognitive failures are typically within students' control, environmental factors are beyond their reach. Our findings also showed that students tended to avoid discussing the root causes of failure and instead relied on ad hoc solutions. Additionally, some students lowered their expectations for success to avoid failure. Based on our findings, we offer practical recommendations for educators to help students learn from their failures in a constructive manner.