○ 황보윤(2016). 청소년 창의융합 교육 활용서. 이프레스, 2016-8
○ 조미애 (2014). STEAM수업 재미있게 할 수 없을까?(1), 2014-7.
○ 임동욱, 김석희, 신영옥, 손미현, 오우상, 김주현 (2015). 눈에 보이는 STEAM교육(중 등). 한국과학창의재단 가이드북 개정본 2015-1.
○ 강충인 (2015). 한국형 융합교육 STEAM 교육의 이론과 실제, 2015-4.
○ 김진수 (2012). STEAM 교육론 : 융합인재교육, 2012-7.
○ 최은경, 신재한 (2015). STEAM 융합교육을 위한 교육 과정설계 및 적용, 2015-3.
○ 비리 파커. 융합인재교육을 위한 살아있는 과학교과서 세트-전8권, 스미스소니언 교 양과학 백과. 이치 사이언스, 2010-4.
○ 최민수 외 (2018) 4차 산업 수업혁명(with STEAM 교육 & Maker 교육) 다빈치 booKs.
○ 서울특별시교육청(2016). 핵심역량 신장을 위한 융합·성장평가 프로그램 고안.
○ 김동렬(2016). 차별화된 과학수업 전략. 신정. pp.20-28.
○ 차윤경외(2014) 융복합교육의 이론과 실제
○ 서울특별시과학전시관(2014). 융합과학 교수학습지도자료.
○ 서울특별시교육청(2013). STEAM 학교교육과정 및 수업시수 모형.
○ 김진수(2013) STEAM 교육론 양서원
○ 강성주 외(2012). 과학영재들을 위한 창의적 탐구활동 프로그램(I) 북스힐.
○ 윤용현(2012). 전통속에 살아 숨쉬는 첨단과학이야기. (주)교학사.
○ 이효녕(2011). 창의적 융합 인재 양성을 위한 STEAM 교육 : 미국의 사례를 중심으로
○ 꿈꾸는 과학(2008). 전통문화 속에 살아 숨쉬는 과학. 열린과학.
○ 햇살과 나무꾼(2008). 우리 문화유산에는 어떤 비밀이 담겨있을까?. 채우리.
[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물
붙임 STEAM 프로그램
(프로그램명) 꿈과 끼를 찾아 떠나는 문화유산여행
1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정
연번 차시 (중심과목)
2015 개정 교육과정 성취기준
(연계과목) 성취기준 영역
1 1~2/19
〔9사(지리)02-03〕지중해성 기후와 서안 해양성 기후를 우리나라 기후와 비교하고, 이 들 지역의 농업과 생활 모습을 조사한다.
〔9과15-01] 물체의 온도 차이를 구성 입자의 운동 모형으로 이해하고, 열의 이동 방법과 냉난방 기구의 효율적 사용에 대하여 조사하고 토의할 수 있다.
[9 사(지리)02-03]
[9 과 15-01]
2 3-4/19
[9과15-01] 물체의 온도 차이를 구성 입자의 운동 모형으로 이해하고, 열의 이동 방법 과 냉난방 기구의 효율적 사용에 대하여 조사하고 토의할 수 있다.
[9 수 04-05] 다각형의 성질을 이해한다.
[9미01-04] 미술과 다양한 분야의 융합 방안을 모색할 수 있다.
[9 과 15-01]
[9 수 04-05]
[9 미 01-04]
3 5-6/19
[9과15-01] 물체의 온도 차이를 구성 입자의 운동 모형으로 이해하고, 열의 이동 방법 과 냉난방 기구의 효율적 사용에 대하여 조사하고 토의할 수 있다.
[[9기가02-06] 효율적인 주거 공간 구성 방안을 탐색하여, 가족생활에 적합한 주거 공 간 구성에 활용한다.
[9한04-01] 한문 기록에 담긴 선인들의 지혜, 사상 등을 이해하고, 현재적 의미에서 가치가 있는 것을 내면화하여 건전한 가치관과 바람직한 인성을 함양한다.
[9 과 15-01]
[9 기가 02-06]
[9 한 04-01]
4 7~8/19 [9 기가 02-01]청소년기 영양의 중요성을 이해하고, 청소년기 식생활
문제를 인식하여 자신의 식행동을 평가한다. [중학교 1~3학년]
(2) 가정생활과 안전 5 9~10/19 [9 기가 02-01]청소년기 영양의 중요성을 이해하고, 청소년기 식생활
문제를 인식하여 자신의 식행동을 평가한다.
6 11~15/19 [9과05-02] 여러 가지 물질의 상태 변화를 관찰하고, 상태 변화 시 나타나는 현상을 입자 모형으로 설명할 수 있다.
[중학교 1~3학년]
(4) 기술 시스템 [중학교 1~3학년]
(2) 표현 7 16~19/19 [9 과 10-02] 지구 자전에 의한 천체의 겉보기 운동과 지구 공전에 의한
별자리 변화를 설명할 수 있다.
[중학교 3 학년]
(10) 태양계
2. STEAM 프로그램 총괄표(총 19차시)
차시 주요내용
1-2 /19
주제(단원)명 나는 한옥 건축가!!
<온돌의 구들과 하이퍼코스트 비교, 한옥은 과학 탐구생활>
Co 온돌은 우리 조상이 유일하게 사용해 온 자랑스런 문화라고 알고 있었는데 고대 그리스 에도 구들과 같은 난방시설이 사용되었었다는 보도를 듣게 되었다. 그래서 우리의 온돌 문화 와 다른 나라의 난방시설을 비교해 보고 ’한옥은 과학‘이라는 주제로 한옥 탐구생활을 해 보 고자 하였다.
CD 하이퍼코스트와 우리 온돌에 사용된 구들의 구조를 탐색해 보고, 여러 가지 난방 방식에 따라 실내 온도의 수직 분포가 어떻게 다른지 비교해 보자.
ET 온돌에서의 열의 전달 방법과 구들의 조건을 발표해 본다. 여러 가지 난방 방식의 차이점을 비교하여 모둠별로 발표하기
CD 나만의 창의적이고 특별한 고래를 설계 및 제작하기
ET 자기 모둠이 설계한 창의적인 고래를 제작하여 발표한다.
3-4 /19
주제(단원)명 나는 창호(窓戶) 디자이너!!
<에셔 작품을 감상해보고 창호 문살 디자인에서 테셀레이션의 특징 찾기>
Co 그림의 마술사 에셔 특별전에서 불가능을 수학적 정교함으로 그려낸 작품을 살펴보자.
CD 스페인 알함브라 궁전이나 일상생활 속에서 사용되고 있는 테셀레이션을 우리 한옥에서도 볼 수 있을까?
ET 수학 탐구 활동지의 기본도형을 찾고 디자인할 때 사용된 합동변환을 찾아 발표한다.
ET 테셀레이션을 살린 우리 집 창호 디자인하기
5-6 /19
주제(단원)명 나는 자연 정원 설계가!!
<한옥의 배치와 베르누이 원리, 자연을 훼손하지 않고 있는 그대로의 자연을 활용한 자연조 화적 한옥, 한옥을 품은 정원을 설계해 본다.>
Co 한옥의 구조와 배치, 베르누이 원리, 주택의 물리적 환경을 조사하여 발표해 보자.
CD 1. 한옥의 구조와 배치를 통해 자연 친화적인 한옥의 요소를 찾아본다.
2. 베르누이의 원리가 적용된 윤증 고택의 배치를 살펴본다.
3. 주택에 영향을 미치는 물리적인 환경을 알아보고 에너지 제로 하우스의 조건을 조사해 본다.
4. 한옥을 품은 정원(원림)을 설계해 보고 당호를 지어본다(한자).
ET 윤증 고택, 소쇄원 등의 구조를 살펴보고 모둠별로 한옥의 구조를 활용한 에너지 제로 하우스 주택 모형을 설계하고 한옥을 품은 자연조화적인 정원도 같이 설계한다.
ET 자연 조화적인 한옥(정원과 건축)을 설계해 보고 당호를 지어 캘리그라피로 완성해 본다.
7~8 /19
주제(단원)명 조선 시대 풍속화 속에서 영양소 찾기
조선 시대에 그려진 풍속화를 통해 조상들의 생활과 식행동을 살펴보고, 풍속화와 관련 있는 영양소를 탐색하는 활동을 통해 식품에 대한 중요성을 깨닫고 자신의 식행동을 평가하도록 구성
9~10 /19
주제(단원)명 한식날에 먹는 찬밥, 따뜻한 밥과 무엇이 다른가?
4 대 명절을 알고, 그 중 한식을 중심으로 무쇠솥 밥 짓기 활동을 계획하여 찬밥과 따뜻한 밥의 미각 실험을 통한 녹말의 성분 변화를 이해하도록 하여, 탄수화물 식품의 올바른 보관 방법을 알고 실천할 수 있도록 구성
11~15 /19
주제(단원)명 한지(韓紙)를 알지! 만들지! 알리지!
전통 한지의 우수성을 알고, 문화유산 보존에 쓰이는 한지를 통해 문화재 보존 과학에 대해 알아본다. 과학적 우수성을 실험을 통해 이해하고, 한지 만들기를 통해 몸으로 익히고, 창의적인 나만의 한지 생활용품 만들고 작품을 공유해보자. 끝으로, 현실적인 한지 산업의 문제점과 전망을 살펴보고, 나아가 세계화를 위한 여러 방안을 광고 만들기 활동을 통해 구체적으로 알아본다.
16~19 /19
주제(단원)명 태양의 길을 기록하다
시계가 없을 때 사람들은 어떻게 시간을 측정했을까? 조선 시대에 우리의 조상들은 시간을 어떻게 측정하고 알아냈는지 살펴보자. 앙부일구 키트 제작 활동을 통해 과학적 원리를 이해 하고, 직접 시간 측정을 하면서 현재의 시간과 비교해보자. 이후 모둠원들과 함께 창의적인 사고와 아이디어를 이용하여 조별로 DIY 해시계를 만들고, 작품을 공유해보자.
3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안
중심과목 과학 학교급/학년(군) 중학교/2 학년
중심과목 성취기준
영역
[중학교] 열과 에너지 중심과목
성취기준
[9과15-01] 물체의 온도 차이를 구성 입 자의 운동 모형으로 이해하고, 열의 이동 방법과 냉난방 기구의 효율적 사용에 대 하여 조사하고 토의할 수 있다.
주제(단원)명 열과 우리 생활 차시 1-6 차시
학습목표
▸테셀레이션을 활용한 전통 창호의 문살을 디자인할 수 있다.
▸자급자족 에너지 주택의 기술을 이해하고 이를 고려한 자연조화적 한옥과 정원을 설계할 수 있다.
연계과목 과학, 수학, 기술가정, 한문 연계과목 성취기준 영역
수학: [9수04-02] (기하)
기가: [9기가04-07] (기술 시스템) 한문: [9 한 04-01] (선인들의 지혜)
STEAM 요소
S 열의 이동과 베르누이 원리
T 테셀레이션을 활용한 전통 창호 디자인 E 에너지 자급자족 주택 시설 조사 A 전통 창호 디자인, 한옥과 정원 설계 M 다각형과 합동(테셀레이션)
개발 의도
테셀레이션을 활용한 전통 창호를 디자인해봄으로써 한옥의 아름다움을 체험하고, 자연을 있는 그대로 품는, 자연조화적인 한옥과 정원을 설계하여 선인들의 지혜와 자연과 조화를 이룬 인간의 아름다움을 느껴본다.
현대식 주택이나 아파트 구조에 익숙한 우리는 한옥이 그림의 떡으로 보일 때가 있다. 그러나 찬찬히 살펴보면 아름다운 구석을 많이 가지고 있다. 그중 하나가 전통창호다. 그래서 이 자료는 한옥에 살아 있는 테셀레이션 디자인을 찾고 이를 적용한 전통창호를 디자인해 보고자 한다. 우리 기후 조건에 맞도 록 베르누이 원리를 적용한 고택의 한옥 배치를 통해 우리 조상의 지혜를 엿보고 자긍심을 갖게 하고 에 너지 자급자족 주택의 기술적 요소를 살펴보고 이를 바탕으로 자연을 있는 그대로 품는, 자연조화적인 한옥과 정원을 설계하여 선인들의 지혜와 자연과 조화를 이룬 인간의 아름다움을 느껴본다.
STEAM 학습준거
상황 제시
상 황 제 시
전통 한옥 집에서 우리 조상들은 추위와 무더 위를 이기기 위해 어떤 방법을 사용했을까?
창 의 적 설 계
창의적 설계
전통 창호, 한옥을 품 은 정원, 당호 짓기 등 을 통해 우리 것에 대 한 사랑과 자긍심을 높 인다.
감 성 적 체 험
⋅테셀레이션을 적용한 전통창호 디자인하기
⋅에너지 자급자족 하우스 설계 를 바탕으로 한 한옥과 정원 설 계하기
감성적 체험
학습
과정 교수-학습 활동(1-2 차시) 학습자료
및 유의점
도입 (10 분)
열효율을 높일 수 있는(따뜻한 방) 나만의 창의적이고 특별한 고래를 설계하자.
Co 온돌의 구조(https://www.youtube.com/watch?v=1ID0YEX7cl8) 동영상(원더풀 사이언스- 첨단건축, 한옥의 비밀)을 시청하고 효율적으로 열을 보존하는 방법을 생각해 보자.
동영상
Tip! 핵심적 인 부분만 3 분 정도 사용한다.
전개 (70 분)
Co 친구 집에 가니 벽난로가 있어서 멋있어 보였는데 불이 꺼지니 거실 온도가 금 방 내려갔다. 그래서 온돌과 벽난로의 난방 방법, 고대 서양의 난방 방법에 대해서 도 궁금해졌다.
CD 나만의 창의적이고 특별한 고래를 설계 및 제작하기
- 구들장에는 어떤 돌을 사용하는 것이 좋을까? 구들의 조건을 생각해 보자.
- 고래의 구조와 기능 이해하기
- 좋은 구들장(고래)은 어떤 조건을 가지고 있어야 한다고 생각하는가?
- 구들장(고래) 모형을 설계 및 제작하기
- 제작한 구들장으로 열효율 비교 실험하기(미로의 원리 적용)
ET 자기 모둠이 제작한 창의적인 구들장을 제작하여 발표한다.
활동지 PPT
정리
(10 분) Tip! 전통 온돌을 만들 때 새는 부분이 없도록 치밀하게 연결하도록 지도한다.
학습
과정 교수-학습 활동(3-4 차시) 학습자료
및 유의점
도입 (5 분)
테셀레이션 작품 감상하기
Co 에셔 특별전에 전시된 작품을 통해 수학과 공간의 의미를 이해해보자.
https://www.youtube.com/watch?v=nXXeexC2LQc
불가능을 수학적 정교함으로 그려낸 '그림의 마술사: 에셔 특별전' / YTN 사이언스
Tip! 핵심적 인 부분만 3 분 정도 사용한다.
전개 (80 분)
Co 스페인 알함브라 궁전이나 일상생활 속에서 테셀레이션이 사용되고 있는데, 우 리 한옥에서는 볼 수 없을까?
- 테셀레이션 알아보기
- 정규 테셀레이션이 가능한 정다각형을 구해보자.
- 네 가지 합동변환이 무엇이 있는지 알아보자.
- 테셀레이션 도안 디자인하기
CD 테셀레이션을 활용한 전통 창호 디자인하기 - 창호 문살 디자인 감상하기
- 두 가지의 공통점 찾기
ET 나만의 테셀레이션 디자인 만들기 테셀레이션을 활용한 전통창호를 디자 인하고 발표한다.
활동지 PPT 테셀레이션
도안
정리 (5 분)
ET 하나의 도형을 회전하거나 뒤집어서 다른 도형과 포개어질 때, 두 도형을 합동 이라고 한다. 이 때 포개어지는 꼭짓점, 포개어지는 변끼리 각각 대응한다고 말한 다.