강의 실라버스 개발을 위하여 물리교육과 강남화 교수, 화학교육과 한재영 교수, 생물교 육과 김용진 교수, 지구과학교육과 정정인 교수, 컴퓨터교육과 이영준 교수, 기술교육과 이경택 교수와 함께 전문가 협의체를 구성하였으며, STEAM 관련 강좌가 효율적으로 운 영될 수 있도록 전문가 회의를 수시로 개최하였다. 그 과정에서 기존의 STEAM 교재들을 분석하고 몇 가지 교육프로그램을 개발하였다.
2. STEAM 강좌 실라버스 개발
전문가 협의를 통해 예비교사들에게 적합한 STEAM 강좌의 실라버스를 개발하였다. 먼저, 현행 교육과정 속에 STEAM 요소가 어느 정도 포함되어 있는지를 알아보기 위해 교육과정 을 분석하였다. 이러한 분석을 통해 STEAM 요소가 융합된 교과목 혹은 교육과정을 새롭게 개발하는 데 어떤 점이 추가되고 변화되어야 하는지 그 개선방향에 관한 시사점을 얻었다.
교직과정의 경우, 중등교사 자격증 이수에 필요한 기본교과목을 공통적으로 개설하기 때문에 교직과정에 개설된 교과목의 일반적인 특성을 고려하여 그 내용에 포함된 STEAM 관련요소를 분석하였다.
전공 과정의 경우에도 분석 대상인 사범대학교에 개설된 교과목의 강의계획서를 통해 분석을 실시하였다. 최근의 작성된 강의 계획서가 없을 때에는 교육과정 편람 등에 설명 되어 있는 교과목 개요를 통해 분석을 실시하였다.
분석에 사용한 판단기준은 다음과 같다. 우선 과학, 기술, 공학, 예술, 수학의 각 학문적 특징을 다음과 같이 정리하였으며, 이들 중 2가지 요소 이상이 융합되어 있는 강좌의 경
과 이에 관련된 판단력, 문제에 대한 본래의 해를 생각해내는 상상력, 그리고 새로운 장치나 공정의 성능과 비용 등을 예상하는 능력 등의 포함하는 경우.
- 예술 : 인문, 사회, 예술에 관련된 내용을 포함하는 경우.
- 수학 : 수리적 등식, 연산법칙 등을 내용을 포함하는 경우.
3. STEAM 교육에 대한 교사들의 의견 조사
2014년 1월에 STEAM 교사 연수를 진행하고, 9명의 고등학교 교사와 22명의 중학교 교사들을 대상으로 STEAM 수업 프로그램에 대한 인식을 알아보았다. 문항은 한국과학창 의재단에서 융합인재교육(STEAM) 평가문항 제작을 위한 델파이 설문지에서 개발한 평가 문항을 사용하였으며, 과학문항 15개를 사용하였다. STEAM 프로그램의 개발 초점은 해 당 교과에 관련된 과학 내용을 포함하고, 실생활과 연계되어 있으며, 창의적 설계와 감성 적 체험의 학습 준거가 제시될 수 있어야 한다는 기준을 가지고 있었다.
4. 2014년도 1학기 STEAM 교육론 강좌 개설 및 운영
2014년도 1학기 STEAM 교육론 강의를 개설하기 위하여 미리 실라버스를 올리고, 여러 학과에 요청하여 전공 및 교과교육학 수업을 이수한 3학년 중심으로 수강 신청을 유도하였 다. 특히 고른 전공자들이 수강 신청을 하여 예비교사들이 수업의 소재로서 기존의 개별교 과가 가진 경계와 벽을 뛰어넘어 그들 간의 연계와 제휴, 협력이 가능하도록 하였다. 개별 교과는 그 이질성을 여전히 유지하는 가운데 협응의 여지를 탐색하면서 수업의 소재로서의 통합적인 가능성을 탐색할 필요가 있다. 무엇이 갈등과 상충을 일으키는지 명료하게 확인 할수록, 통합을 가로막는 장해요인에 대한 인식수준이 높아지게 되고, 그것은 결과적으로 STEAM 수업에서 활용할 소재의 선택에 관하여 유용한 정보로 활용될 수 있다.
융합인재교육(STEAM) 예비교원 양성강좌 커리큘럼 개발
Ⅲ. 연구 내용 및 결과
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산업 디자인 STEAM 프로그램 흐름도 – 고등학교
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생체 모방 기술 활용 STEAM 프로그램 흐름도 – 고등학교
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고등학교 STEAM 수업 사례
화학Ⅱ, Ⅱ. 물질 변화와 에너지 (2) 반응의 자발성
(라) 엔트로피의 의미를 정성적으로 설명하고, 고립계에서 자발적 변화와 엔트로피의 관계를 설명할 수 있다.
(마) 일정한 온도, 압력에서 자유 에너지의 의미를 정성적으로 이해하고, 자유 에너지가 줄어드는 방향으로 자발적 변화가 일어남을 설명할 수 있다.
생명과학Ⅰ, Ⅰ. 생명 과학의 이해
(가) 생물이 나타내는 생명 현상의 특징에 대해 포괄적으로 이해한다.
생명과학Ⅱ, Ⅰ. 세포와 물질대사 (가) 세포의 특성
③ 확산, 삼투, 능동 수송 등 세포막을 통한 물질 출입 현상을 이해한다.
학습목표
1. 미시적인 입자의 구조와 움직임을 이해한다.
2. self-assembly 과정의 원리를 이해할 수 있다.
3. self-assembly 과정을 통해 세포와 생명체의 형성 과정을 설명할 수 있다.
학습과정 교수 학습 활동 준비물
도입 (10분)
Co 지난 시간에 여러 가지 미시적 자연 현상들에 대해 배워 보았다.
그런 미시적 자연 현상의 원리를 이해하고, 그 원리의 이점을 우리 생활에 이용하기 위해 과학, 기술, 미술, 수학 등 여러 분야의 전문가들이 노력하고 있다. 그 현상을 이해하기 위한 여러 가지 다양한 방법이 제시 되고 있는데, 그 중 하나인 self-assembly 에 대해 탐구 해보자.
self-assembly 관련 영상자료
self-assembly 관련 영상
출처 : you-tube, 2011.09.01 출처 : you-tube, 2009.10.23
출처 : you-tube, 2010.11.15 출처 : you-tube, 2012.02.27 - 이해를 돕기 위해 self- assembly 관련 동영상 여러 편을 감상한다.
학생들에게는 self- assembly 라는 용어를 제시하지 않아 자유로운 발상을 하며 감상할 수 있도록 한다.
[교사 발문]
- 지금 보여주는 동영상을 보고 어떤 생각이 드니?
- 구조적인 공통점은 무엇이 있을까?
- 쟤네들은 왜 그렇게 될까?
- 다른 모양은 안 될까?
- 쟤네는 왜 계속 저런 모양으로 붙을까?
- 이렇게 붙는 이유는 뭘까?
- 이와 유사한 경우는 어디서 본 적이 있니?
학습활동 (30분)
CD 학생들이 self-assembly 과정에 어떠한 원리가 숨어 있는지 찾아보도록 한다.
1. 미시 현상에서 발견할 수 있는 self-assembly의 원리(15분)
여러 가지 미시 자연현상들 을 보여주는 PPT
(1) (2)
(3)
출처 : 천재교육 과학, 화학교과서 그림 (1) 용액에서의 용해의 원리 알아보기
(2) 미셀구조의 원리 알아보기 (3) DNA 형성의 원리 알아보기
2. 세포의 구조를 보고 형성될 전체 형태를 설명해 본다.(10분)
- 앞의 활동에서, 주변의 미시 현상에서 살펴볼 수 있는 self-assembly 의 원리를 S, T, E, A, M 요소별로 찾아보았다.
- 학생들은 제시된 세포의 구조의 관찰을 통해 세포들이 운동을 하여 거대 세포를 형성한다면 어떤 모양이 될 것인지를 생각해 보고 이를 글이나 그림으로 표현해 본다.
- 이 과정을 통해 학생들은 self-assembly의 형성 과정 원리를 응용하여 봄과 self-assembly 소개 PPT
학생활동지
학생활동지
- 각자의 아이디어에서 발견할 수 있는 공통점과 응용된 원리는 무엇인지 찾아본다.
- 발표 후 적용한 원리에 대한 질문과 답변의 기회를 가진다.
마무리 (10분)
self-assembly 에 대한 각자의 생각을 정리해 보기
- 각자 self-assembly에 대한 자신의 생각을 정리해 보는 시간을 갖는다.
다음 활동 예고 (5, 6차시 진행 예정 활동 소개)
- 5,6차시에 self-assembly를 이용한 생체 모방 기술을 제안해 보는 모둠별 프로젝트를 안내한다.