○ 수업지도안
6) DNA 클로닝과 응용
DNA 절편을 클로닝하기 위한 방법들은 공통된 특징을 가지고 있다. 공통된 특징은 박테리아와 플라스미드(plasmid)를 이용하는 것이다. 플라스미드는 몇 개의 유전자만 가지고 있고 특정조건 에서 박테리아를 배양할 때 유용하게 사용된다. 실험실에서 유전자나 DNA 절편을 클로닝하기 위해서는, 먼저 플라스미드를 박테리아에서 분리한 후 외부의 DNA를 플라스미드에 집어넣는다.
그 결과 플라스미드는 두 개의 DNA가 합쳐진 재조합 DNA가 된다. 재조합 플라스미드를 다시 박테리아 세포에 넣어주면 동일한 클론(clone)을 복제하는 재조합 박테리아(recombinant bacterium)를 생성하게 된다. 박테리아의 증식은 세포 내에 있는 재조합 플라스미드를 대량 복 제함으로써 클론화된 외부의 유전자를 대량 생성하는 결과를 낳는다. 이와 같이 어떤 유전자를 대량으로 복제하는 것을 유전자 클로닝(gene cloning)이라 한다.
참고문헌
1) [별책9]과학과+교육과정(교육과학기술부+고시+제2011-361호)(최종수정) p.114 2) 생명과학 8판 CAMBELL p.398-425
3) 필수세포생물학 ALBERT p.332-356
4) 유전학의 이해 Robert H. Tamarin p.344-383
○ 수업지도안
1. 주제 및 제작의도
고등학교 과학에서 다루어지고 있는 물 문제를 융합적 사고력을 발휘하여 사회 문제를 해결 할 수 있는 방안을 고려하도록 설계되었습니다. 자연스럽게 STEAM의 5개 분야를 관통하는 융합 적 사고력과 사회 문제 해결력을 효과적으로 촉진할 수 있도록 설계한 수업입니다. 또한 디자인 프로세스를 수업에 적용하여 새로운 수업을 진행하였다.
2. 학습 목표
○
내용 목표
- 물 문제: 물 문제를 이해한다.
- 물에 대한 과학적 이해: 물에 대한 과학적 중요성을 말할 수 있다.
○
과정 목표
- 물의 특성을 이해한다.
- 물 문제에 대한 중요성을 이해한다.
- 디자인 프로세스를 적용하여 물 문제를 학생들 스스로 찾을 수 있도록 진행한다.
- 조사 관찰 기법을 이용하여 사회 문제들을 바라보는 시각을 가질 수 있도록 지도한다.
- 직소 방법을 통하여 학생들이 전문가가 되어 접근할 수 있도록 지도한다.
3. STEAM 과목 요소
○
S:
과학자의 조사 관찰 기법을 이해하고, 과학자의 연구 방법을 이해할 수 있도록 진행한다.○ T/E：
기술자, 공학자의 역할을 잘 이해하고 진행한다.○ M：
통계 자료의 분석○ A：
디자이너로서의 역할프로그램명 물 부족을 해결해 보자 ! 적용학년 /시기 1학년/ 과학
관련과목 과학 , 기술, 미술 (디자인 프로세스)
4. STEAM 단계 요소
○
상황제시 : 현재의 사회적 문제 물 문제를 이해한다.
○
창의적 설계 : 문제 적용에 있어 전문가가 되어 문제를 해결할 수 있도록 한 다.
○
감성적 체험 : 물 문제를 해결할 수 있는 미션을 수행한다. 과정은 디자인 프
로세스를 통하여 진행한다.
5. 차시별 계획 총괄표
6. 평가 계획
연번 평가 기준 방법
1 물 부족 포트폴리오 발표 포트폴리오
차시 과목 단원 소주제 학습내용
1차시 과학
Ⅴ. 인류의 건강과 과학기술. 2. 과학적
건강관리
물의 소독, 살균, 세제
물 문제 발견
물 문제 통계
Co 물 문제는 무엇인가?
물 물제를 해결할 수 있는 방법을 찾기
Tip! 물 문제 확인하기, 전문가 수업을 통한 다양한 수업 전개하기 – 직소 방법을 STEAM에 적용하여 학생들이 전문가 수업을 진행할 수 있도록 하였다.
2차시 과학
Ⅴ. 인류의 건강과 과학기술. 2. 과학적
건강관리
물의 소독, 살균, 세제
물 문제
물 문제 통계
Co 물 문제는 무엇인가?
Tip! 물 문제 확인하기, 전문가 수업을 통한 다양한 수업 전개하기
7. 차시별 교수학습과정 1) 1차시
교수학습 지도안
학습 단계 교수·학습 활동 자료 시간(분)
도입
▪ 사전 경험 이야기 나누기
- 우리 주변의 사회 문제들을 나누기
- 사회 문제 중에서 우리에게 가장 절실한 문제인 물 문제에 대 하여 생각하기
PT자료 5
전개
▪ ‘물’ 문제 살펴보기
- 우리나라에도 물 문제가 부상하고 있다. (기상청) http://web.kma.go.kr/4rivers/sub_02_02.jsp
http://www.youtube.com/watch?v=KDVmc3kTUO0 (동영상) - 물 부족 공익광고
우리나라는 협소한 국토와 과다한 인구로 토지나 수자원 등 자 원 이용 강도가 높으므르 기후 변화로 인한 물 문제가 심각하 다.
▪ 우리 주변에서 발생하는 물 문제 살펴보기
- 주변에서 생기는 물 문제 (수돗가에 틀어놓는 물, 아무 곳이나 버리는 물, 낭비하는 물 등등)
PT자료
5
▪ 문제 해결 찾기: 물 문제를 해결할 수 있는 방법을 찾기 - 물 문제에 대해 간단한 소감 나누기
- 물 문제에 대한 문제 상황 나누기(도움자료1) - 물 문제를 정의하기(물 때문에 생기는 문제 상황) - 물에 대한 전문가 되어보기(도움자료2)
- 물 문제에 대하여 전문가적인 시각으로 가져보기
문제 상황을 전문가라면 어떤 생각을 가졌을까 생각해 보기
도움자료 1 (물에 대한
문제) 도움자료 2
(전문가 되어보기)
15
▪ 전문가로서 문제 상황에 대한 의견을 제시하기 - 전문가로서 의견 제시하기
각 분야의 전문가가 되어 본인이 생각하는 전문가적 관점의 문제 를 포스트잇을 이용하여 다양한 의견으로 제시할 수 있다. 이 때 문제에 대하여 해답을 생각하기보다 다양하게 많은 양의 의견이 나올 수 있도록 지도한다. 비판하지 말고, 의견이 많이 나올 수 있 도록 지도한다.
도움자료 3 (전문가 의견 제시) 20
정리
▪ 활동을 통해 느끼고 깨닫게 된 점 발표하기
- 활동을 통해 전문가가 되었을 때 필요한 점을 생각해 보기, 물 문제를 보는 관점에 따라 많은 차이가 있음을 이해할 수 있다.
5
지도 시 유의사항
- 문제해결력에서 중요한 문제의 정의 능력을 키우는 것이 중요함.
- 영재학생들이 융합적인 통찰력과 문제를 관찰하고 정의하는 과정이 매우 중요함.
- 정해진 해결 방식이 아니라 학생들 스스로 전문가 역할을 할 수 있도록 준비가 필요 함. (예를 들면, 의상이나 모자, 명찰 등으로 전문가를 나타냄)
- 학생들 본인이 냈던 아이디어 중에서 해결하고 싶은 문제를 찾아 조사하기
1) 2차시
교수학습 지도안
학습단계 교수·학습 활동 자료 시간(분)
도입
▪ 이전 수업 회상하기
- 전문가로서 제시한 물 관련 다양한 문제들에 대해서 서로 의견을 나눔, 나눔을 통하여 문제에 대한 서로 다른 관점을 알 수 있고, 전문가들의 관점이 왜 다른지에 대하여 이해한다. 전문가들의 관 점이 다른 이유를 질문할 수 있다. 이 과정을 통하여 다양하고 통 합적인 질문이 필요하다고 생각할 수 있다.
PT자료 5
전개
▪ 전문가로서 문제를 설정하기
- 1차시에 생각했던 문제들 중에서 우리 조가 더욱 깊이 생각해 보고 싶은 문제를 설정하기. 문제를 설정할 때 본인이 해결할 수 있는 문제로 설정할 수 있도록 조언이 필요하다.
- 전문가로서의 역할을 발휘할 수 있도록 조언을 한다.
※ 전문가로서의 역할을 하기 위해 전문가의 역할을 진로 교육과 연결지어 운영할 수 있다(전문가의 직업 탐방, 전문가와의 대 화).
PT 자료
5
▪ 전문가가 되어 문제를 해결하기
- 선정된 문제들에 대해 전문가로서 해결할 수 있는 다양한 방법 들을 생각해 보게 한다.
- 학생들이 전문가로서 문제들을 해결할 수 있는 방법을 생각해 볼 수 있다.
※ 학생들이 전문가로서 문제를 바라보고 생각할 수 있도록 한다.
또한 이러한 문제를 심도있게 진행하기 위해서는 1차시에 과제 로 제시하고, 문제를 해결할 수 있도록 한다.
활동지1 (전문가로
서 문제
해결하기) 15
▪ 문제해결 활동 ‘사회 문제 해결하기’
- 토론 및 조사활동을 통하여 사회 문제 해결하기 - 우리조가 생각하는 ‘물 문제’ 해결 완성하기 - 완성한 해결책 발표하기
해결책은 개발이나 다른 방향에서 할 수 있는 방법도 있지만 우 리 스스로 할 수 있는 일을 중심으로 접근할 수 있도록 지도한 다.
읽기자료1 (우리가 해결할 수
있는 일)
20
정리
▪ 활동을 통해 느끼고 깨닫게 된 점 발표하기
※ 창의적 문제 해결 과정 및 협업을 통하여 문제 해결책에 대한 생각이 얼마나 다양한 방향으로 향상되었는지를 확인할 수 있다.
평가자료 1, 2, 3 5
지도 시 유의사항
- 학생들이 전문가가 되어 문제를 정의하고, 문제를 해결하는 방법을 찾을 수 있다. 이 과정에서 학생들이 되고 싶은 전문가가 되어 문제 해결에 참여할 수 있다.
- 조사한 자료를 바탕으로 문제 해결 하는 과정이 가장 중요한 핵심 목표임.
⇨ 문제해결을 기반으로 실제로 문제를 해결하는 활동으로 확장 가능함.
도움자료 1
물에 대한 문제 상황 물에 대한 문제 상황
물의 문제
1. 여러분은 손을 씻었습니까?
2000년 물 위생 시설과 보건 관련 설사 질환 및 기타 물 위생과 관련된 질환으로 인해 사 망하는 사람이 221만 3천명에 이르렀을 것으로 예상되었다.
2. 여러분은 얼마나 많은 돈을 누수에 지불하고 있습니까?
호주는 지속적인 수도관 보수 공사를 통해 2010년 시드니의 누수량을 연간 353만 리터까지 줄였지만 이는 아직도 시드니 전체 상수도 사용량의 6.7%에 달하는 수치이다.
3. 여러분은 직접 물을 모을 수 있나요?
MIT 연구원들은 나미브 사막에 사는 딱정벌레의 날개가 물을 수집하는 방법에서 영감을 얻 어 소수성과 친수성을 동시에 지니는 재료를 개발해 물을 밀어낼 수도 끌어당길 수도 있게 만들었다.
4. 여러분은 왜 수돗물을 마시지 않나요?
미국인들의 생수병 수요를 감당하려면 연 1700만 배럴의 석유가 필요하다. 이는 1백만 미국 차량들에 1년간 주유할 수 있을 만큼의 양이다.
5. 물 전쟁은 언제쯤 헤드라인 뉴스에서 볼 수 있을까요?
2000년, 유엔 사무총장 코피 아난은 “물에 대한 극심한 경쟁이 갈등의 원천이 되어 훗날 전 쟁이 될 수도 있습니다.” 라고 시사했다.
도움자료 2
전문가가 되어보자!
전문가가 되어보자!
여러분은 어떤 전문가가 되고 싶으세요?
○ 디자이너 [Designer]
디자인을 연구, 개발하는 디자인 전문가. 분야에 따라 광고물을 주로 하는 그래픽(graphic)디자이너, 제품 디자인을 주로 하는 산업(industrial)디자이너, 패션(fashion)디자이너 등이 있다.
○ 공학자 [工學者, Engineer]
전자, 전기, 기계, 항공, 토목, 컴퓨터 따위의 분야를 연구하는 사람. 공학은 공업의 이론, 기술, 생산 따위를 체계적으로 연구하는 학문이다.(≒엔지니어링)
○ 과학자 [科學者, Scientist]
이론적 또는 실험적 연구를 통해 과학지식을 탐구하는 사람. 과학은 보편적인 진리나 법칙의 발견을 목적으로 한 체계적인 지식으로, 좁은 뜻으로는 자연 과학을 의미한다.
○ 경제학자 [經濟學者, Economist]
경제학을 전문으로 연구하는 학자. 경제는 인간 생활의 유지·발전에 필요한 재화를 획득·이용하는 과 정의 일체 활동을 뜻한다.
※ 지도 Tip: 학생들이 이 외에도 다양한 전문가가 될 수 있도록 할 수 있다. 문제 해결을 위해서 나 라의 지도자가 될 수도 있다. 그러나 이때 학생들에게 이야기해 줄 것은 문제 해결을 위해서 할 수 있는 역할을 명확히 할 필요가 있다. 즉 직업에 대한 이해와 가져야 하는 역량 등을 명확히 해야 한 다. 이러한 과정이 진로 교육과 연결된다면 매우 바람직한 수업이 될 것이다.