The era of the fourth industrial revolution, which links the physical and virtual worlds, is transforming the whole of our lives and bringing up issues of preparation for this new paradigm in various fields including education. The transition can be viewed as a shift from passive talent which focuses on acquiring existing knowledge to active talent which can solve various problems creatively and emphasizes the training of capacity building and raises the need for education innovation. What new education demands be nurtured can be summed up not only with 7 Cs, capabilities of learners in the digital age, such as Critical thinking and problem-solving, Creativity and innovation, Collaboration, teamwork and leadership, Cross-cultural understanding, Communications and information fluency, Computing and information and communication technology fluency, and Career and learning self-reliance, but also 3 Es, which stands for Empathy for others living in a multicultural age, Ethics of an age in which human beings, machines and the environment coexist, and Engagement for greater changes as global citizens. Ultimately, the goal is to cultivate ‘change makers’ who act positively for the common values of society.
As an educational alternative to fulfill these demands, maker education is suggested, begun from maker movement, in which active and leading production activities are performed using various technologies and tools according to individual needs. Maker education, based on the epistemology of the constructionism, allows the learner who is the maker to be the problem solver of an individual or social issue by producing the visible product with many instruments and materials. During the process, the learner can perform various cognitive thinking activities, develop a positive attitude to overcome failure, build collaborative relationships by interacting and sharing with others, and change their own mind, attitude and behavior for the common good as a community member.
Therefore, the attributes of maker education can be conceptualized as the 5 ONs, minds-on, hands-on, hearts-on, social-on, and acts-on, which constitute an ideal educational environment to use the learner’s cognition, experience and emotion, and social action in learning. However, maker education alone is not enough to propose concrete steps for problem solving, addressing the need for a human-centered approach to cultivating digital citizenship and acting as an agency for social change. For this reason, design thinking can be grafted onto maker education to reveal clearly these elements in the teaching and learning model for training changemakers.
When maker education is presented as a teaching and learning model, discussions of how to assess the effects of maker education inevitably arise followed but there has not been sufficient research on it. Even though to nurture maker mindsets during the making activities and learning is the goal of maker education, what should be assessed is not defined in detail. On top of that, it is important to consider what method can be appropriate for measuring the effect on the learner because maker education focuses on the process rather than the completion of the product. To develop an assessment tool to meet these needs is essential to remove limitations in the use of maker education as a teaching and learning model.
In this context, this study intended to develop a model of maker education utilizing design thinking and an assessment tool to verify what the influence of maker education on the learner might be. To do this, the research problem was stated as how a model of maker education utilizing design thinking will be organized and this study investigated design principles of such a model, the composition and attributes of the model, and propose an assessment method for it. Therefore, this study was based on the formative research method including following steps such as development of the draft model, design and implementation of the program according to the model, and completion of the model by validating and revising with result analysis.
In the first step, the draft of the model and the assessment tool of maker education were developed. A literature review was conducted on books, journals and articles to gain an understanding of the values and essentials of maker education and design thinking and on that basis, the design principles of the model and assessment factors were derived. Next, the first version of the model and a rubric for assessment were drawn up and expert review for the model and delphi survey for the assessment tool were carried out to examine validity. As a result, positive responses were obtained in terms of relevance, comprehension, applicability, and expectation effect of the model and the rubric for maker education was completed with 14 elements and 4 standards for each element.
In the second stage, formative evaluation was conducted to confirm the validity of the first version of the model of maker education utilizing design thinking. As part of a social contribution project of company ‘A’, a program applying the above model for implementation during the free semester was designed. The researcher participated in designing the program as a member of the research team of Educational Technology in K university. It was implemented in P middle school in Gyeong-gi province among the 1st graders for 15 discontinuous weeks from August 18 to December 14, 2017. The effect of the model were analyzed by collecting the learners' reflection logs, the observation log of the lecturer, and the interview data with selected learners. In terms of the effectiveness of using the rubric, 2 raters assessed learners based on the developed rubric in order to verify how much their assessments would agree. Consequently, the learning effects as per the design principles of the model, considered as maker mindsets of each area of 5 ONs, were demonstrated and moderate or substantial agreement was obtained when the rubric was applied. The first version of the model was revised based on the strengths and weaknesses of the model, found during the process of formative evaluation.
In the last step, the final conceptual diagram of the model of maker education utilizing design thinking with detailed features of each step and strategy plans supporting learners at various levels with suggestions regarding instruction were described. In addition, some points to be considered in using rubrics were presented to promote the effective and correct practice of maker education.
The following research values could be found from this study. First, that the model of maker education utilizing design thinking indicating systematic steps with practical strategies and activities, can effectively lead to the production of visible outcomes as the result of problem solving. Second, the 5 ONs, a conceptualization of the domains of action in maker education, made it possible to observe the various and integrated learning outcomes of maker education. Third, this study presented a new purpose and meaning of assessment in maker education with a concrete method, different from the traditional one. Lastly, the model of maker education utilizing design thinking as a teaching and learning model to cope with the social changes in the 4th Industrial Revolution era can prepare the future education by fostering the 7 Cs and 3 Es, which are essential attitudes for a digital citizen. On the other hand, there could be need for follow-up studies that incorporate various research subjects in order to secure empirical data and also research into the possibility of using rubrics as a self-reflection tool. It is hoped that as a teaching and learning method, building on the academic theory of maker education and diffusion of it in the education field will be carried out by many follow-up studies on the basis of this study.

물리적 세계와 가상의 세계가 연결되는 4차 산업혁명 시대는 우리 삶 전반에 변혁을 가져오고 있으며, 다른 분야와 마찬가지로 교육계에서도 이를 대비하기 위한 논의가 이루어지고 있다. 기존의 지식 습득에 중점을 두던 수동적 인재에서 다양한 문제를 창의적으로 해결할 수 있는 능동적 인재로의 전환은 역량 함양의 교육을 강조하며, 교육 혁신의 필요성을 제기하고 있다. 이는 디지털 시대의 학습자 역량인 비판적 사고력과 문제 해결력(Critical thinking and problem-solving), 창의성과 혁신적 사고(Creativity and innovation), 협업, 팀워크 및 리더십(Collaboration, teamwork and leadership), 다문화적 이해(Cross-cultural understanding), 커뮤니케이션과 능숙한 정보 활용(Communications and information fluency), 컴퓨팅과 ICT 기술 활용(Computing and information & communication technology fluency), 직무와 독립적 학습능력(Career and learning self-reliance)의 7 Cs와 다문화 시대의 타인에 대한 공감(Empathy), 세계시민으로서 더 나은 세상을 위한 적극적인 참여(Engagement), 인간과 기계, 환경이 공존하는 시대의 윤리성(Ethics)의 3 Es를 바탕으로 미래 사회를 살아갈 디지털 시민, 즉 사회 공동의 가치를 위해서 적극적으로 행동하는 체인지메이커(changemaker) 양성이라는 목적으로 귀결된다.
이를 위한 교육적 대안으로 개인의 필요에 따라 다양한 기술과 도구를 활용하여 능동적, 주도적인 제작 활동이 이루어지는 메이커 운동에서 기인한 메이커교육이 제시되고 있다. 구성주의 인식론을 기반으로 하는 메이커교육은 메이커인 학습자가 개인의 관심과 흥미 혹은 사회적 이슈를 해결하기 위하여 다양한 사고 활동을 통한 창의적 문제 해결 과정 속에서 여러 가지 도구 및 재료를 활용하여 가시적인 결과물을 생산해내는데, 그 가운데 실패를 하게 되더라도 이를 극복하는 긍정적인 감성을 소유하게 되고 타인과의 상호작용을 바탕으로 협력, 공유, 나눔의 활동을 하면서 궁극적으로 사회 구성원으로서의 더 나은 삶을 위한 태도 변화가 이루어지는 가치를 추구하고 있다. 이러한 메이커교육의 특성은 복합적이고 창의적 사고 함양이 가능한 학습 환경의 요소인 인지적(Minds-on), 체험적(Hands-on), 감성적(Hearts-on) 영역과 더불어 사회적 협력 공동체 구성과 변화의 실천을 가능하게 하는 사회적(Social-on)과 실천적(Acts-on) 영역인 5 ONs의 개념적 요소 안에서 확인할 수 있다. 하지만, 메이커교육은 구체적인 문제 해결의 방법과 디지털 시민성 함양을 위한 인간 중심의 접근과 사회적 변화를 위한 에이전시로서의 태도 확립에 관해서 다소 부족한 근거를 제시하고 있는데 이는 디자인사고 방법론을 접목하여 보완할 수 있다. 즉, 메이커교육의 특성과 디자인사고 방법론이 지닌 특성의 상보적 관계는 체인지메이커 양성을 위한 교수학습모형의 가능성을 제시하고 있는 것이다.
메이커교육이 교수학습모형으로 제시될 때, 그 평가 방안에 대한 논의가 뒤따르고 있지만 아직 이에 관한 연구가 부족하다. 특히, 메이커 정신의 함양을 메이커교육의 목적이라고 할 때, 다양하게 제시되고 있는 메이커 정신들 중에서 무엇을 평가할 것인지, 결과물 완성 보다는 제작 과정에 중점을 두는 것을 어떻게 평가할 것인지에 대한 연구를 바탕으로 메이커교육의 평가 방안이 제시되지 않는다며, 메이커교육을 교수학습모형으로 활용하는데 있어 제한점이 될 수 있는 것이다.
이러한 맥락에서 본 연구는 디자인사고 기반 메이커교육 모형과 그 교육적 효과를 확인할 수 있는 평가 도구를 개발하고자 한다. 이를 위하여 디자인사고 기반 메이커교육 모형의 형태에 대한 연구문제 하에 설계 원칙, 단계의 구성 및 특징, 평가 방법을 알아보고자 하는 연구를 시행하였다. 이에, 디자인사고 기반 메이커교육 모형 초안을 개발한 후 그에 따른 교수 프로그램을 설계, 적용하여 그 효과를 분석하고 개발한 모형을 타당화 하는 형성적 연구 방법으로 연구를 설계하였다.
첫 번째 단계에서는 모형 초안과 평가 도구 개발이 이루어졌다. 이를 위하여 메이커교육과 디자인사고의 특성을 분석하기 위한 문헌연구를 실시하여 디자인사고 기반 메이커교육의 설계 원칙을 세우고 이에 따른 세부 평가 요소를 도출하였다. 이를 바탕으로 디자인사고 기반 모형 초안과 평가 도구인 루브릭을 개발하였으며, 그 타당성을 검토하기 위하여 전문가 검토와 델파이 조사를 실시하였다. 그 결과 디자인사고 기반 메이커교육 모형 단계의 적절성과 이해도, 적용 가능성, 기대효과 측면에서 긍정적인 반응들을 얻었으며, 총 14개의 평가요소와 각 요소마다 4개 수준의 척도를 제시하는 루브릭을 완성하였다.
두 번째 단계에서는 모형 초안의 타당성을 확인하기 위한 형성평가를 실시하였다. A 기업의 사회공헌 사업의 일환으로 본 연구의 모형을 적용한 자유학기제 프로그램을 개발하였는데, 본 연구자가 연구원으로 속한 K 대학교의 교육공학연구팀에서 15차시의 자유학기제 메이커교육 프로그램을 설계하였다. 이 프로그램은 경기도의 P 중학교 1학년생을 대상으로 2017년 8월 18일부터 12월 14일까지 비연속적으로 15주간 동안 적용되었다. 그 효과를 분석하기 위하여 학습자의 성찰일지, 교수자의 관찰일지와 선별된 학습자와의 면담자료를 활용하였으며, 루브릭의 실효성 확인을 위하여 2인의 평가자가 평가를 실시하여 그 일치도를 측정하였다. 수업 적용 결과 5 ONs 영역별 설계 원칙에 의한 학습 효과, 즉 메이커 정신의 함양을 확인할 수 있었으며, 루브릭 적용 결과에서도 평균적으로 적절한 혹은 상당한 일치도를 얻을 수 있었다. 이러한 형성평가 과정을 통해서 드러난 디자인사고 기반 메이커교육 모형의 장점과 개선점을 바탕으로 수정, 보완하여 최종안을 완성하였다.
마지막 최종안 도출 단계에서는 디자인사고 기반 메이커교육 모형의 개념도와 다양한 학습자를 지원하는 전략안의 최종안을 제시하고 각 단계별 특징과 교수자 유의점을 상세하게 진술하였다. 또한 루브릭 활용에 있어 유의해야 할 점을 제시하여 효과적이고 올바른 메이커교육의 실천을 도모하고자 하였다.
본 연구를 통해서 다음의 의미를 발견할 수 있었다. 첫째, 디자인사고 기반 메이커교육 모형은 문제 해결의 결과로 가시적인 결과물을 산출하는 일련의 단계와 활동 및 전략을 체계적으로 제시하였다. 둘째, 메이커교육의 개념적 요소인 5 ONs는 메이커교육의 통합적이고 다각적인 학습 효과 관찰을 가능하게 하였다. 셋째, 전통적인 교육과 다른 메이커교육의 새로운 평가 목적과 의미 및 구체적인 방안을 제시하였으며, 마지막으로 4차 산업혁명 시대의 사회적 변화에 부응하는 교수학습모형으로 7 Cs와 3 Es를 신장시키며 디지털 시대의 시민을 양성하고 미래교육의 대비할 수 있다는 것이다. 한편으로 다양한 연구 대상으로 실증적인 자료를 확보할 수 있고, 자기 성찰 도구로서 루브릭 활용 가능성을 확인할 수 있는 후속 연구의 필요성이 제기될 수 있다. 본 연구를 기반으로 하여 여러 후속 연구들이 이루어져 교수학습방법으로서 메이커교육의 타당한 학문적 이론 형성과 교육 현장에서 확산이 이루어지길 기대한다.