대학부설 과학영재교육원 사례 분석을 통한 이공계 진로 연계 사사교육 수업 모델 개발

Development of a Mentorship-Based Instructional Model Connecting STEM Career Exploration: A Case Study of University-Affiliated Science Gifted Education Centers

본 연구는 대학부설 과학영재교육원에서 운영되고 있는사사과정이 학생들의 이공계 진로 탐색과 진입 가능성 제고에 실질적으로 기여할 수 있도록, 분야별 특성을 반영한수업 모델을 개발하는 것을 목적으로 하였다. 이를 위해수학융합, 정보융합, 물리융합, 생물융합 네 개 분야의사사과정 교육 프로그램을 분석하고, 공통적으로 적용가능한 4단계 기본 수업 모델(① 주제 탐색 및 문제 정의 → ② 연구 설계 및 실행 → ③ 결과 분석 및 산출물 제작 → ④ 발표 및 피드백)을 도출하였다. 나아가각 분야의 고유한 교육 목표와 교수학습 활동을 반영한수업 모델을 제안하였다. 수학융합 분야는 문제 탐색과알고리즘 설계, 구현 과정을 중심으로 창의적 산출물제작과 협업 기반 보고서 작성을 강조하였고, 정보융합분야는 AI 모델 설계, 데이터 분석, 디지털 플랫폼 활용및 성능 비교를 통해 문제 해결 역량을 함양하는 데 초점을 두었다. 물리융합 분야는 실험 중심의 수업 구조를 통해 실험 설계와 물리적 해석을 연계하였으며, 생물융합 분야는 환경 및 생명 관련 사회적 이슈를 주제로 실험과 분석 활동을 수행하고 사회적 맥락과 연결된시사점을 도출하는 데 중점을 두었다. 본 연구에서 제안한 수업 모델은 단순한 융합교육을 넘어, 학생이 이공계 분야의 진로를 탐색하고 진입 가능성을 모색할 수있도록 설계되었으며, 이는 향후 진로 중심 영재교육의방향성을 제시한다.

This study aims to develop instructional models for the mentorship-based research programs offered by university-affiliated science gifted education centers, with a focus on enhancing students’ exploration of and readiness for STEM careers. To achieve this, we analyzed four domain-specific programs—mathematics convergence, information convergence, physics convergence, and biology convergence—and derived a four-phase common instructional model: (1) topic exploration and problem definition, (2) research design and implementation, (3) data analysis and product creation, and (4) presentation and feedback. Based on this, subject-specific models were proposed. The mathematics model emphasizes creative output and collaboration through problem-solving and algorithm design. The information model focuses on AI model development, digital tools, and performance comparison. The physics model centers on experimental design and interpretation using sensors and equipment. The biology model integrates experiments on social issues like environment and health, connecting findings to real-world contexts. These results offer practical guidelines for structured and quality-driven Mentorship program design and contribute to future gifted education policy and curriculum development.