III. 연구의 설계
6. 시사점
가. 융합 교육 중요도 인식 확산
◦ 융합교육을 통한 교육과정 개선에 대한 긍정적 관점, 실생활에 적용할 수 있는 학문에 대한 관심도 증가
◦ STEAM 교육프로그램을 통한 인문학과 수학, 과학 원리에 기술적 활용과 공학적 문제 해결을 통해 창의성, 문제해결력을 향상, 학습자의 진로 자 아개념 형성
나. 융합인재교육을 통한 자유학기제 프로그램 개발
◦ 융합인재교육에 기반한 문제해결 프로젝트를 통해 학습자 중심의 수업과 자기주도적 진로의식 향상 프로그램을 개발
◦ 다양한 주제의 프로젝트를 개발하여 STEAM 교육프로그램 기반 자유학기 제 프로그램 개발 가능
◦ 사회적 문제를 문제 상황으로 인식하여 문제에 대한 집중도가 높고 학습 전이도가 향상됨으로써 이공계 진로의식 수준 향상
다. STEAM 교육과정과 창의적 융합 인재 양성
◦ 분과적인 교육에서 탈피한 융합교육프로그램을 통해 지식의 활용도 증가, 통합적 교육을 통한 사회적응도 향상. 이를 통해 고차원적 사고 능력 신 장으로 미래 사회에 대비
◦ 인문학, 공학, 과학, 기술학 등의 간학문적 학습주제를 통해 창의성 있는 융합 인재 양성
프로그램명
STEAM 으로 「안전한 도시」를 꿈꾸다!
적용학년/시기
1학년 2학기 / 9월
관련과목
과학 , 공학, 기술, 미술, 수학, 사회, 국어
붙임 : 수업지도안 양식. 끝.
붙임 수업지도안 양식
○ 수업지도안
1. 주제 및 제작의도
본 프로그램은 최근 우리 일상생활에서 이슈가 되고 있는 문제를 기반으로 하 여 스팀수업으로 전개하기 위해 개발한 프로그램이다. 최근 사회적으로 문제가 되고 있는 불안전한 도시의 상황을 안전한 상황으로의 바꿀 수 있는 방안을 창 의적으로 구성하는 프로젝트로 다양한 안정 구조물 설계, 도형의 이해, 사회적 문제의 해결 방안, 역학적 지반 변화 실험 등 안전한 도시 설계를 위한 STEAM 요소의 종합적인 학습내용을 포함하고 있다. 또한 도시화에 대한 관심과 흥미를 높이고 직접 제작, 체험함으로써 도시설계, 취재기자, 건축가, 수학자 등 문 이과 통합 분야 진로 체험에 합당하고 자유학기제 프로그램에 적용 가능하다. 이에 건축가로 단편화 되어있는 직업 인식을 확장하고, 자신이 만든 안정된 지반 및 구조물의 예측을 통해 인류의 안정을 도모하는 인간애 및 안전, 평등의식을 갖 게 한다. 프로그램은 학습자에게 동기를 부여하고 실생활 문제를 해결할 기회를 제공함으로써 문제해결력과 통합적 지식 활용능력, 성취감을 제공할 것이라 사 료된다.
2. 교육과정 목표
<2009 개정 교육과정 >
○ 과학
<(3) 힘과 운동>
이 영역에서는 힘과 운동 및 이들의 관계를 다룬다. 힘과 운동을 다양한 상황 에서 과학적으로 설명하고 ‘힘과 운동’에서의 과학 용어가 일상생활에서 사용 되는 용어의 쓰임새와 다름을 아는 것이 중요하다.
물체의 직선 운동에서 속력이 일정한 운동과 속력이 일정하게 증가하거나 감 소하는 운동을 다룬다. 이 영역의 학습을 통하여 힘은 두 물체 사이의 상호작용
임을 알게 하고, 상호작용에는 접촉에 의한 상호작용과 멀리 떨어져 있는 물체 사이의 상호작용이 있음을 알게 한다. 또한 중력, 탄성력, 마찰력, 전기력, 자기 력 등을 다루며 각각의 특징에 대하여 알고, 이러한 힘들이 물질, 생명, 지구와 우주에서 일어나는 많은 현상에 작용하고 있음을 알게 한다. 두 힘의 합력을 구 할 수 있으며, 물체에 작용하는 알짜 힘과 운동의 관계를 이해하게 한다.
5~6학년군의 ‘물체의 빠르기’에서 학습한 물체의 운동 모습의 정성적 관찰 과 여러 가지 방법으로 비교한 물체의 빠르기 개념과 연계된다.
[학습 내용 성취 기준]
㈎ 힘은 두 물체 사이의 상호작용임을 이해하고, 접촉에 의한 상호작용뿐 아 니라 멀리 떨어져 있는 물체 사이의 상호작용이 있음을 안다.
㈏ 중력, 탄성력, 마찰력, 전기력, 자기력 등 여러 가지 힘의 특징을 알고 이 들이 주변의 현상을 이해하는 데 어떻게 활용되는지 이해한다.
㈐ 한 물체에 작용하는 두 힘의 합력을 구할 수 있고 알짜 힘을 안다.
<(14) 지층과 화석>
이 영역은 지층과 퇴적암, 화석에 대해 다룬다. 지층과 화석은 지구의 역사와 퇴적 당시의 상황을 추리할 수 있는 단서가 되고, 이를 통해 당시의 자연환경이 나 생물 종의 변화를 알 수 있다. 또 석유나 석탄과 같은 화석 연료는 우리 생 활의 유용한 자원이다.
이 영역에서는 퇴적물이 쌓이면 다양한 형태의 지층이 만들어지며, 퇴적물이 굳어져서 퇴적암이 형성됨을 이해하게 한다. 또 지층 속 화석의 생성 과정과 가 치를 인식하고 지층, 퇴적암, 화석 등의 관찰을 통해 과학적 사실을 추리하게 한 다.
이 영역은 중학교 1~3학년군의 ‘지구계와 지권의 변화’에서 학습하는 암석 의 생성과 순환과정과 연계된다.
[학습 내용 성취 기준]
㈎ 지층의 형성 과정을 알고 쌓인 순서를 이해한다.
㈏ 지층을 관찰하고 여러 지층의 같은 점과 다른 점을 이해한다.
㈐ 퇴적암이 만들어지는 과정을 이해하고, 그 특징에 따라 퇴적암을 구분한 다.
㈑ 화석의 생성 과정을 이해한다.
㈒ 화석이 지구의 과거 모습을 알려줄 수 있음을 이해한다.
㈓ 화석이 자원으로서 우리 생활에서 활용되는 다양한 예를 들 수 있다.
3. 학습 목표
○ 내용 목표
∙ 다양한 도형의 원리를 이해하고 적용한다.
∙ 구조에 따라 변화량, 하중량을 계산할 수 있다.
∙ 감성적인 스토리를 작성할 수 있다.
∙ 자갈, 모래, 흙의 특성을 이해한다.
∙ 지반에 미치는 물의 영향을 말할 수 있다.
∙ 사회적 문제에 대한 신문 기사를 작성할 수 있다.
○ 과정 목표
∙ 스토리를 이용하여 안정적인 구조물을 설계할 수 있다.
∙ 안전한 도시 지반을 위한 실험을 설계하고 올바르게 피드백 할 수 있다.
∙ 사회적 문제에 관심을 갖고 이를 해결하기 위한 올바른 태도를 함양한다.
∙ 올바를 가치관을 함양하여 합당한 신문기사를 작성할 수 있다.
∙ 나의 적성을 탐색하여 올바른 직업관을 적립한다.
∙ 친구들과 협동하여 문제를 해결함으로써 다른 친구들을 배려하는 마음을 갖는다.
4. STEAM 과목 요소
○ S : 힘의 합력, 힘의 전달, 여러 가지 힘의 원리
○ T/E：발명과 기술, 설계, 건설기술의 이해
○ A：시나리오 제작, 팀별 발표, 신문기사 쓰기, 사회적 문제 토론
○ M：도형의 이해
이 프로그램은 학교 수업용으로만 사용할 수 있으며
5. STEAM 단계 요소
○ 상황제시
5월 가정의 달을 맞이하여 우리 가족은 자전거 하이킹을 떠나기로 했다. 오랜 만에 함께 하는 여행이기에 하이킹에 대한 기대감을 숨길 수 없었다. 부푼 맘을 가지고 출 발하는 첫째 날, 앞서 가던 오빠의 자전거가 갑자기 생긴 웅덩이에 빠져 넘어지게 되 었다. 그 사고로 우린 모두 여행을 포기하고 병원으로 가야했다. 땅이 갑자기 내려앉 을 것이라는 생각은 전혀 하지 못했다. 이제는 어느 곳에 서 있어도 불안한 마음이 생각을 앞선다. 행복한 도시인의 삶을 꿈꿀 수는 없는 것인가? 여러분은 정이 많은 도시 설계자로서 위와 같은 문제를 해결해 보고자 한다.
○ 창의적 설계
◦ 실제 지반 강화에 적용 가능한 문제 해결 방법을 설계 한다.
◦ 지반 침하량을 지속적으로 관찰 할 수 있는 실험을 구상한다.
◦ 문제 상황을 비판적 사고로 분석한 후 발산적 사고로 문제 해결을 한다.
◦ 여러 가지 도형을 이용하여 효과적인 구조를 설계 한다.
◦ TRIZ를 이용하여 다양한 방면에서 문제를 개선할 수 있는 창의적 설계를 한다.
◦ 다양한 암석과 물, 흙 등의 탐구 실험을 통해 문제를 해결할 수 있는 적 합한 아이디어를 탐색한다.
◦ 여러 건설 기술을 분석하고 관찰, 분류하여 문제 해결을 위한 방법을 강 구한다.
◦ 도시설계자가 된 문제해결자(학습자)는 위의 문제 상황에 집중하며 우리 주변의 문제를 해결하기 위하여 자기주도적으로 문제해결방법을 설계한 다. (자기주도적 문제해결방법 설계)
○ 감성적 체험
◦ 도시 설계자가 된 모습을 가정하고 프로젝트를 설계, 해결해 나감으로 현 실적인 성공적 경험을 제공한다. (학습자 몰입)
◦ 지반 구조 모듈을 제작하고 실제 상황과 유사한 실험을 통해 효과를 증명
이 프로그램은 학교 수업용으로만 사용할 수 있으며 한다. (성공적 경험)
◦ 학습자가 연합하여 문제를 해결함으로써 친밀감을 갖는다. (사회적 경험) ◦ 실패와 성공을 하는 문제해결과정 속에서 값진 성취를 얻는다. (문제해결
과정의 흥미)
◦ 실제적인 견학을 통해 교육과정의 흥미를 부여한다. (실제적 사용 여부에 따른 동기부여-ARCS이론)
◦ 지반 모듈 제작의 결과물로 학교 내 전시회를 열어 긍정적 자아개념을 형 성한다. (성공적 경험)
이 프로그램은 학교 수업용으로만 사용할 수 있으며
차시 과목 단원 소주제 학습내용
1차시
기술
과학
2. 발명과 기술 3. 건설 기술의 원리
4. 친환경 건설 과 문제해결 5. 힘의 원리
설계와 생활
힘의 이해
재료의 구조를 이해하고, 설명하기
새로운 생각에 대한 창의적 사고하기
창의적 사고를 실제적으로 설계하기
특허를 내는 방법 알아보기
Co 지반은 기능에 따라 어떻게 분류할 수 있을까?
Tip! 주위에 있는 지반 및 구조를 관찰하도록 한 후 이 들의 공통적인 특징을 찾도록 한다.
CD 브레인스토밍 기법과 PMI기법을 통해 새로운 해 부기를 설계하도록 한다.
Tip! 실제적으로 브레인 스토밍을 할 수 있도록 조를 구 성하여 주고 무임승차를 하지 않도록 유의한다.
ET 설계한 내용을 발표하고 의견을 공유하고 교실에 개시한다.
2차시
국어
사회
2. 비판적 사고 와 토론
3. 글의 이해와 작성
4. 합리적 토론
사회적 문제해결 비판적 사고 논설문 쓰기
사회적 문제에 대하여 토론하기
토론한 내용을 바탕으로 사설문 작성하기
실험활동에서 잘 된 점과 아쉬움 점 이야기하기
신문기사 제작
Co 실험을 근거로 하여 사회적 문제를 올바르게 해결 할 수 있는 신문을 합리적으로 설계한다.
CD 실제적인 취재기자, 실힘가가 되어 실험을 통한 결 과를 보고하고 서로 의논하고 기사화 한다.
Tip! 직접적인 실험을 위한 재료를 구비해주고 절삭을 실험할 때 안전사고에 유의하도록 지도한다. 팀별 프로 젝트로 구성하여 협동심을 기르도록 한다.
6. 차시별 계획 총괄표