교육과학기술부, 융합인재교육 추진성과 보고(2011). 융합인재교육 2011년 성과발표회 자료집, 10-25, COEX.
교육과학기술부, 한국과학창의재단(2012). 손에 잡히는 STEAM 교육.
김진수, STEAM 교육론. (양서원, 2012).
장진경(2014). 융합인재교육 프로그램이 초등학생의 창의성에 미치는 효과. 석사학위논문, 대구 교육대학교.
한국과학창의재단(2011). 2009 개정 교육과정에 따른 과학과 교육과정 연구
[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물
초등학교 블록과학놀이를 적용한 블랜디드 STEAM교육 프로그램
1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정
연번 차시 (중심과목)
2015 개정 교육과정 성취기준
(연계과목) 성취기준 영역
1 1~2/10
[4수03-03] 길이를 나타내는 새로운 단위의 필요성을 인식하여 1mm 와 1km의 단위를 알고, 이를 이용하여 길이를 측정하고 어림할 수 있 다.
(과학)
[초등학교 5~6학년]
힘과 운동
2 3~4/10 [4과09-04] 간단한 저울을 설계하여 제작하고 그 결과물을 평가할 수 있다.
(실과)
[초등학교 5~6학년]
기술 활용/혁신 (수학)
[초등학교 5~6 학년]
양의 측정
3 5~6/16 [6과07-02] 물체의 이동거리와 걸린 시간을 조사하여 속력을 구할 수 있다.
(실과)
[초등학교 5~6학년]
기술 활용/혁신 (수학)
[초등학교 5~6 학년]
양의 측정
4 7~8/10 [6과07-01] 일상생활에서 물체의 운동을 관찰하여 속력을 정성적으로 비교 할 수 있다.
(실과)
[초등학교 5~6학년]
기술 활용/혁신 (수학)
[초등학교 5~6 학년]
양의 측정
5 9~10/10 [6과17-02] 자연 현상이나 일상생활의 예를 통해 에너지의 형태가 전환 됨을 알고, 에너지를 효율적으로 사용하는 방법을 토의할 수 있다.
실과)
[초등학교 5~6학년]
기술 활용/혁신
2. STEAM 프로그램 총괄표(총 10차시)
차시 주요내용
1~2 /10
주제(단원)
명 바퀴를 이용한 거리측정기
거리를 어림하고 확인하는 작업을 통해 길이에 대한 양감을 기르는 활동을 하지만 실생활에 는 자로 측정하기 어려운 곡선의 개념이 많지만 이를 측정하는 방법이 제시되어있지 않다.
바퀴를 이용한 거리측정기를 제작하여 다양한 곡선의 길이를 측정하여 보고 상황에 맞게 기 어비를 변경하여 목적에 맞게 변형시킬 수 있는 능력을 기를 수 있다.
Co 구불구불한 길의 길이는 어떻게 잴 수 있을까요?
CD 바퀴를 이용한 거리측정기 설계하고 만들어 보기, 상황에 맞는 기어를 선택하여 거리 측정하기
ET 공정한 게임 구성, 거리측정기의 가독성, 디자인 평가
/10
명
기계적 구성이 가능한 브릭을 활용하여 낚싯대를 설계하여 제작하고 놀이를 꾸며보는 활동 은 실생활과 연계된 활동이라는 측면에서 과학적으로 문제를 해결하는 능력을 알아보는 데 적합한 주제라고 할 수 있다. 놀이를 통하여 도르레의 원리를 알아보고, 이를 응용하여 공정 한 게임을 설계해 봄으로써 과학적 사고력과 문제해결력, 과학적 의사소통 능력을 기를 수 있다.
Co 어떤 낚싯대가 무거운 물고기를 쉽게 잡을 수 있을까요?
CD 창의적인 낚싯대 설계하고 만들어 보기
ET 공정한 게임 구성, 낚싯대, 공정한 게임, 디자인 평가
5~6 /10
주제(단원)
명 브릭을 활용한 나만의 카트 만들기
본 활동은 카트의 원리를 이해하고 나만의 창의적인 카트를 제작하는 것을 목표로 한다.
학생들은 브릭을 이용하여 카트를 제작한 후 바퀴의 크기, 경사로의 각도, 무게에 변화를 주 어 실험을 하게 된다. 그 후 실험 결과를 바탕으로 속력이 빠른 나만의 카트를 제작하고 친 구들에게 소개한다. 이 과정을 통해 학생들은 창의적 사고력을 기르고 실험을 설계하며 변 인 통제를 비롯한 과학적 탐구 과정을 익히게 된다.
Co 어떤 카트가 빠르게 달릴 수 있을까요?
CD 창의적인 카트를 설계하고 만들어 보기
ET 카트의 디자인 설계
7~8 /10
주제(단원)
명 기어비와 마찰력의 원리를 이해하고 나만의 자동차를 만들어보자
본 활동은 기어비의 원리를 이해하고 나만의 창의적인 자동차를 제작하는 것을 목표로 한 다. 학생들은 브릭을 이용하여 자동차를 제작한 후 기어에 물려있는 바퀴의 크기, 기어의 크 기, 무게에 변화를 주어 다양한 조건에서 실험을 한다. 그 후 실험 결과를 바탕으로 이동거 리가 가장 길고 미션을 수행할 수 있는 카트를 제작하고 친구들에게 소개한다. 이 과정을 통해 학생들은 창의적 사고력을 기르고 실험을 설계하며 변인 통제를 비롯한 과학적 탐구 과정을 익히게 된다.
Co 카트보다 발전된 자동차를 만들 수는 없을까?
CD 기어비를 이용한 창의적인 자동차 제작하기
ET 공정한 게임 구성, 디자인 평가
9~10 /10
주제(단원)
명 에너지 전환 과정 탐구하기 (5.에너지와 생활)
생활에서 에너지에 대한 흥미와 호기심을 갖고, 에너지가 필요한 까닭과 에너지를 얻는 방 법을 알 수 있도록 한다. 우리 주변에서 이용하는 에너지 형태를 알아보고, 주변의 여러 가 지 예에서 에너지 전환과정을 탐구한다. 이러한 개념을 바탕으로 브릭과 기계장치를 활용해 풍차를 만들어보고 다양한 현상을 에너지 관점에서 자신의 언어로 표현해 볼 수 있도록 한 다. 그리고 더 나아가 에너지를 효율적으로 이용하는 방법을 제시할 수 있도록 한다.
Co 구덩이 속 보물상자를 쉽게 들어올릴 수 있는 방법 고민해보기(스토리텔링)
3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안
중심과목 수학 학교급/학년군 초등학교/3~4학년군
중심과목
성취기준영역 측정 중심과목
성취기준
[4수03-03] 길이를 나타내는 새로운 단 위의 필요성을 인식하여 1mm와 1km의 단위를 알고, 이를 이용하여 길이를 측정하고 어림할수 있다.
주제(단원)명) 바퀴를 이용한 거리측정기 차시 2차시
학습목표 ▶ 바퀴와 기어를 활용하여 상황에 맞는 거리측정기를 만들 수 있다.
연계과목 과학 수학
연계과목
성취기준영역 [초등학교5~6학년] 힘과 운동
STEAM 요소
S • 기어비를 이용해 거리에 따라 다른 기어를 사용
• 힘과 운동
T • 기어의 목적과 기계의 구성 E • 거리 측정기 구상 및 제작
A • 설계 및 제작: 측정한 거리의 가독성 향상을 위한 디자인 설계 M • 자를 이용할 수 없는 거리 측정
• 곡선에서의 속력 측정을 위한 거리 측정
개발의도
거리를 어림하고 확인하는 작업을 통해 길이에 대한 양감을 기르는 활동을 하지만 실생활 에는 자로 측정하기 어려운 곡선의 개념이 많지만 이를 측정하는 방법이 제시되어있지 않 다. 바퀴를 이용한 거리측정기를 제작하여 다양한 곡선의 길이를 측정하여 보고 상황에 맞게 기어비를 변경하여 목적에 맞게 변형시킬 수 있는 능력을 기를 수 있다.
￭ 전체적인 수업의 흐름
[플립러닝] 거리측정기의 원리 알아보기
[플립러닝] 플립러닝 영상을 보고 브릭조립순서 알아보기
· 브릭을 활용하여 거리측정기 만들기
· 기어의 크기가 달라지면 회전수는 어떻게 변할까?
· 자신의 거리측정기를 활용하여 곡선 길이 맞춰보기
￭ 수업활동 간 준비물
· 교사용 준비물: 관련 동영상 및 사진자료, 레고브릭
· 학생용 준비물: 레고브릭, 활동지, 필기도구
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
· 구불구불한 길의 길 이는 어떻게 잴 수 있을까요?
창 의 적 설 계
창의적 설계
· 공정한 게임 구성
· 거리측정기의 가독성, 디자인 평가
감 성 적 체 험
· 바퀴를 이용한 거리측정기 설 계하고 만들어 보기
· 상황에 맞는 기어를 선택하여 거리 측정하기
학습
과정 교수-학습 활동 및 유의점(★)학습자료(☆)
분위기 조성 및
도입 (15분)
□ 사전 과제 플립 러닝(동영상 보기)
⦁브릭을 활용한 거리측정기 만드는 순서 알기
□ Co 동기유발
⦁ 구불구불한 길의 길이는 어떻게 재야할까요?
□ 공부할 문제
바퀴를 활용한 거리측정기를 만들어보자
<사전과제>
동영상을 시청하 고 댓글을 통해 궁금한 점을 사 전에 물어볼 수 있도록 한다.
전개 (65 분)
□ CD 활동 1: 브릭을 활용하여 거리측정기 만들기
⦁ 플립러닝자료를 활용하여 거리측정기 만들기
⦁ 거리측정기의 사용방법 모둠별로 이야기하기
□ CD 활동 2: 기어의 크기가 달라지면 회전수는 어떻게 변할까?
⦁ 기어의 크기를 변경해가며 같은 거리를 측정 해보고 회전수의 차이 비교하기
⦁ 기어의 크기와 회전수의 관계 알아보기
⦁ 상황에 따라 적합한 기어의 크기 알아보기
□ CD ET 활동 3: 무엇이 더 길까?
⦁ 완성된 거리측정기로 제시되는 두 개의 구불구불한 길의 길이 비교하기
⦁ 구불구불한 길의 길이 측정하기 게임 진행하기
☆레고과학교구, 스마트패드
★사전과제를 통 해 제작시간 및 설명시간을 단축 하여 운영한다.
☆다양한 크기의 기어, 직선 도로
★결과를 예상하 고 측정하는 활 동이 자연스럽게 연결될 수 있도 록 안내한다.
☆구불구불한 도 로
정리 (10 분)
□ ET 학습내용 정리하기
⦁ 오늘의 탐구활동을 정리하여 발표하기
⦁ 동료 평가하기
중심과목 과학 학교급/학년군 초등학교/3~4학년군 중심과목
성취기준영역 힘과 운동 중심과목
성취기준
[4과09-04] 간단한 저울을 설계하여 제 작하고 그 결과물을 평가할 수 있다.
주제(단원)명)도르레의 원리를 이용하여 만든 나
만의 낚싯대 차시 1차시
학습목표 ▶ 도르레의 원리를 활용하여 창의적인 낚싯대를 만들 수 있다.
연계과목 실과 수학
연계과목 성취기준영역
[초등학교5~6학년] 기술활용/혁신 [초등학교5~6학년] 양의측정
STEAM 요소
S • 줄과 도르래를 이용해 힘은 증폭시키고 속력은 낮춤
• 힘과 운동
T • 안전 장치인 폴과 래칫에 대한 탐구
• 모션의 자동 기계 제어에 대한 탐구 E • 낚싯대 구성 및 제작
A • 설계 및 제작: 쉽게 이해할 수 있는 규칙과 공정한 점수 매기기 체계가 포함되어 있는 낚시 게임
M
• 거리 측정
• 힘과 속력의 측정 및 비교
• 게임에 적용할 공정한 점수매기기 시스템과 공정한 규칙의 디자인 및 평가
• 비율과 분수
개발의도
기계적 구성이 가능한 브릭을 활용하여 낚싯대를 설계하여 제작하고 놀이를 꾸며보는 활 동은 실생활과 연계된 활동이라는 측면에서 과학적으로 문제를 해결하는 능력을 알아보는 데 적합한 주제라고 할 수 있다. 놀이를 통하여 도르레의 원리를 알아보고, 이를 응용하여 공정한 게임을 설계해 봄으로써 과학적 사고력과 문제해결력, 과학적 의사소통 능력을 기 를 수 있다.
￭ 전체적인 수업의 흐름
[플립러닝] 도르레의 원리에 대하여 알아보기
[플립러닝] 플립러닝 영상을 보고 브릭조립순서 알아보기
· 브릭을 활용하여 낚싯대 만들기
· 어떤 모양의 낚싯대가 큰 물고기를 더 쉽게 잡을 수 있을까?
· 낚시게임을 디자인하고 만들어 보기
￭ 수업활동 간 준비물
· 교사용 준비물: 관련 동영상 및 사진자료, 레고브릭
· 학생용 준비물: 레고브릭, 활동지, 필기도구
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
· 어떤 낚싯대가 무거 운 물고기를 쉽게 잡을 수 있을까요?
창 의 적 설 계
창의적 설계
· 공정한 게임 구성
· 낚싯대, 공정한 게임, 디자인 평가
감 성 적 체 험
· 창의적인 낚싯대 설계하고 만 들어 보기