이성기*(전동초등학교) STEAM 교사연구회
교육용 로봇은 STEAM을 실현하는데 있어서 적합한 교구이다. 로봇은 학생의 흥미를 유발 시키고, 직접 제어할 수 있는 자유도가 높고, 교구로서의 범용성이 우수하며 팀 프로젝트를 하면서 협동심, 의사소통능력 등 인성 함양에 유리하기 때문이다. 그러나 현재 초등학교 수 준의 로봇 교육은 방과후 학교, 정보영재반 교육에 국한되어 있으며 그나마도 로봇을 교과에 활용하기보다는 로봇 자체를 배우는 로봇소양교육이 전부이다. 따라서 본 스팀연구회에서는 교육용 로봇을 통해 초등 정규교육과정에 적용 가능한 컨텐츠를 개발하고자 하였다.
그 중에서도 알버트라는 로봇을 적용하여 언플러그 방식의 코딩을 연구하고, 이를 바탕으 로 라이트봇, code.org, 엔트리, ,스크레치등을 활용한 소프트웨어 교육을 하였다.
특히 수학에서 도형 그리기 및 도형의 넓이 단원을 공부할 때 알버트를 활용한 경우는 학생 들의 흥미도와 만족도가 높게 나왔다. 그리고 알버트를 코딩하면서 코딩에 대한 관심이 커졌 고 이는 학생들의 컴퓨팅 사고력을 높이는데도 도움을 주었다.
그러나 교과와 연계한 연구가 다소 미흡하였고 이를 보완할 추가적인 연구가 계속 되어야 할 것이다. 또한 학생들의 컴퓨팅 사고력을 키우기 위해서라도, 학생들의 눈높이에 맞는 피 지컬 컴퓨팅 기반의 소프트웨어 교육이 계속 연구 되어야 할 것이다.
* 핵심어: R-STEAM, 로봇
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164｜2015년 융합인재교육(STEAM) 학술대회
주제중심통합을 통한 융합인재교육(STEAM) 프로그램
허정훈*(갈곶초등학교) STEAM 교사연구회
2009 개정 과학과 교육과정이 초등 전 학년에 도입되어 steam형 수업을 10% 수업을 권장 하고 있으나, 학교현장에서는 STEAM 수업의 방법적 연구가 되어있지 않아 많은 혼란이 예 상된다. 본 연구는 융합인재교육에 대한 인식을 확산시키고 STEAM 교육 추진을 위한 여건 을 조성하며 학교 교육과정과 연계하여 융합적 사고와 창의적 문제 해결 능력을 배양할 수 있도록 교수･학습의 내용과 방법을 개선하고 기존의 주제중심의 STEAM 수업모델을 분석 및 연구하며 다양한 유형의 STEAM 교육 모델을 개발하고, 유형에 따른 효과를 검증하고자 한 다. 또한 과학 교과를 중심으로하는 STEAM을 전개 할 때 어떤 융합의 방법으로 수업을 하여 야 하는지 알아보기 위해 선행 연구의 한계를 보완하고 한국과학창의재단이 제시한 STEAM 수업 유형(교과내 수업형, 교과 연계 수업형, 창의적체험활동형)에 따라 초등학생의 과학탐 구능력 및 과학에 대한 태도에 어떤 방법이 가장 효과적인지 연구하여, 새롭게 적용되는 2009 개정 교육과정에서의 STEAM교육이 효과적으로 정착될 수 있도록 방향을 제시하였다.
학생들이 쉽게 STEAM 교육에 접근하고 학생의 창의와 인성을 신장시키며 학생들이 살면 서 일상생활에서 또는 미래에 직장에서 닥칠 수 있는 상황을 통해 과학적 원리의 이해와 탐구 및 감성적 체험, 창의적 설계를 목표로 하는 본 연구에서는 ➊ 내가살고 있는 집, 우리고장, 미래도시등의 주제로 ➋ 교과내 수업형, 교과연계 수업형, 창의적체험활동형으로 구분하여 프로그램을 개발하였다.
개발프로그램(크리에이트 타운외 4종) 가. 크리에이트 타운
- 편의와 문화가 강조된 도시를 선호하는 학생들에게 환경을 보존하며 자연과 어울려 살 수 있는 크리에이트 타운을 설계하고 문제점과 해결방법 등을 모색
나. 지속가능한 살기좋은 우리 마을
- 에너지의 공급이 지속적으로 유지되면서 이러한 에너지의 사용이 유발하는 환경적 사 회적 영향이 최소화되는 마을을 설계하고 설계한 내용을 레고블럭을 통해 제작한 후 발표하고 이야기 나누기하는 프로그램
다. 환경친화적인 마을 만들기
- 마을 둘러보고 입체지도 만든 후 환경친화적 시설 살펴보기, 우리 마을 환경친화적으 로 계획 설계해서 마을 꾸미기
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Part Ⅲ. STEAM 학술대회 포스터 발표 초록｜165
라. 하이브리드 마을
- 에너지의 순환, 변환을 이용하여 필요한 자원을 생산하고, 환경을 파괴하지 않으며 자 연과 융화되는 자연 친화적 환경마을을 구상하고 종이상자를 활용하여 구체적으로 꾸 미기
마. 내가 살고싶은 집
- 태양고도를 활용하여 햇빛이 들어오는 정도를 조절, 열전도성을 활용한 집을 설계하여 화석에너지 절약, 미생물을 활용하여 하수처리하는 집 제작하기
연구의 결과
학생들은 다양한 경험과 창의적인 체험활동으로 흥미가 높아졌으며, 수업목표에 쉽게 도달 하였고, 학교에 있는 선생님들도 준비는 힘들었지만 좋은 경험이 되었다고 하였다. 교과간 주제중심 STEAM 교육의 적용을 통해 다양하고 폭넓은 체험활동의 기회를 제공함으로써 STEAM 교육에 대한 이해도를 높이고 이는 학생들의 창의적 문제해결력 신장을 가져오게 할 것이다.
* 핵심어: 주제중심, 통합, 융합인재교육
166｜2015년 융합인재교육(STEAM) 학술대회
물을 소재로 한 STEAM 프로젝트 프로그램이 초등학생의 STEAM 태도와 문제해결력에 미치는 영향
김태훈*(갈현초등학교), 서재희, 한덕희 STEAM 교사연구회
본 연구의 목적은 초등학생들의 융합적 사고력 향상을 위해 융합인재교육(STEAM) 프로젝 트 학습 프로그램을 개발하고 이를 적용하여 그 효과를 알아보고자 하는 것이다. 이 연구는 경기도에 재학하는 초등학생 4학년 65명을 대상으로 하였다.
융합인재교육(STEAM) 프로그램을 개발하기 위해 프로젝트 학습의 단계와 한국과학창의 재단이 제시한 융합인재교육(STEAM) 프로그램의 구성원리와 학습준거, 방법론을 활용하였 다. 개발된 프로그램의 효과를 검증하기 위해 한국과학창의재단이 개발한 초등학생을 위한 STEAM 태도와 문제해결력 검사지를 활용하였다.
개발된 융합인재교육(STEAM) 프로그램은 다음과 같다.
개발된 프로그램은 총 12차시이며, 물의 상태 변화와 관련된 과학적 요소 및 표현요소 4차 시, 물총의 디자인과 원리를 응용한 제품 설계 6차시, 내가 고안한 물총 페스티벌을 활용해보 는 2차시의 감성적 설계로 구성되어 있다.
도입부에서는 물과 관련된 다양항 상황과 물총, 물 축제에 대하여 조사해 본다. 학생들은 이 때 과학적 요소와 표현요소에 대해 학습하며, 창의적 설계에서는 물총의 원리를 구체물로 체험하고 축제를 스스로 고안해 본다. 학생들은 자신이 만들어 본 물총을 통해 모둠이 기획한 물총 축제에 참여하며 감성적인 체험을 하게 된다.
모든 프로젝트는 교사와 학생 간 공통의 주제를 선정하고, 이 주제에 대해 스스로의 문제화 과정을 거쳐 학생 주도로 과학･기술･공학･예술 영역의 내용적 융합이 이루어질 수 있도록 구 성하였다.
개발된 프로그램을 적용한 결과 융합인재교육(STEAM) 프로젝트 프로그램은 초등학생들 의 STEAM 태도와 문제해결력에 효과적인 영향을 주었음을 알게 되었다.
* 핵심어: 융합인재교육(STEAM), 물, 프로젝트, STEAM 태도, STEAM 문제해결력
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Part Ⅲ. STEAM 학술대회 포스터 발표 초록｜167
사회과 중심 STEAM 프로그램을 적용한 수업이 초등학생의 사회과 흥미도와 융합적 소양에 미치는 영향
우영진*(광주도평초등학교), 황의찬, 조단비, 박지윤, 허지연
STEAM 교사연구회
지식 기반 사회에 살고 있는 우리는 과학･기술뿐만 아니라 인문 사회학, 예술 등과도 결합 해야 해결이 되는 복잡한 문제들에 직면하고 있다. 우리 생활에서 보다 합리적인 의사결정을 하기 위해서는 학생들에게 단일 교과의 지식을 구분하여 지도하기보다는 통합된 지식으로 접 근하는 것이 필요하다.
이에 이 연구에서는 초등학생들의 융합적 소양 능력 및 교과 흥미도 함양이라는 정의적 영 역의 특성을 높일 수 있는 사회과 기반 융합프로그램을 개발 ･적용하여 그 효과에 대해 알아 보고자 하였다. 연구 대상은 경기 K초등학교 4～6학년 학생들로 4학년 2개반(62명), 5학년 1개반 (34명), 6학년 1개반 (26명) 총 122명이다. 우선 사회과 기반 STEAM 프로그램 5종을 개발하고 수업에 적용함으로써 학생들의 활동 관찰과 수업 결과물을 통해 학생들의 적극적인 참여와 흥미를 유도해낼 수 있었다. 현재는 4학년 62명이 사회과 흥미도와 융합적 소양 능력 이 유의미하게 향상되었음을 알 수 있었다. 추후 연구를 통해 5,5학년 학생들의 사회과 흥미 도와 융합적 소양의 함양 정도 및 학생들의 만족도 분석을 통해 시사점을 도출하고자 한다.
* 핵심어: STEAM, 사회과 흥미도, 융합적 소양
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168｜2015년 융합인재교육(STEAM) 학술대회
4-C STEAM 이론 기반 수학 강화 진로탐색 프로그램 개발 및 적용
김동주*(광주매곡초등학교),주희철, 노순자, 안세진, 조창근, 장세윤, 홍은수
STEAM 교사연구회
초등학교 시절에 형성된 과학과 기술, 수학에 대한 긍정적인 인식과 태도는 직업을 선택하 여 사회에 진출할 때까지 큰 영향을 주게 될 것이며, 이는 곧 우리나라 STEAM 교육이 지향 하는 국가경쟁력 향상으로 이어질 것이다. 수학은 기초 학문으로 그 중요도가 매우 높음에도 불구하고 수학에 대한 선입견 및 성공 경험 결여로 인해 수학을 포기하는 이른바 수포자의 문제는 어제 오늘일이 아니라 할 수 있다. 이에 본 연구회 에서는 수학에 대한 통합적 접근이 가능한 수학기반 융합인재교육(STEAM) 프로그램을 개발하고 적용하여 수학에 대한 인식 개 선을 목적으로 연구를 진행하게 되었다. 아울러 4-C 역량을 강화하고 진로 의식을 개선하기 위한 프로그램 개발에도 역점을 두었다.
프로그램의 개발을 위해 ‘행복한 우리 집’ 이라는 대 주제를 선정하여 3~6학년 과학･수학･
실과･음악･미술･창체 교육과정을 분석하여 주제와 관련된 요소를 추출하였고 수학 및 과학 에 대한 긍정적 인식을 형성하며, 4-C STEAM의 핵심 역량인 창의･소통･내용융합･배려 역 량 및 진로의식을 길러 줄 수 있도록 융합교육 프로그램을 개발하고 수업에 적용하였다.
본 프로그램은 세 개의 하위 프로그램으로 개발되었는데 그 첫 번째인 ‘미래의 기후 예상을 위한 날씨 분석하기’는 날씨와 관련된 교육과정 내용을 바탕으로 물과 날씨의 순환 원리에 대해 이해하고 날씨 예보를 위한 창의적인 일기도를 제작하고 예보를 시연해 보며 생활과 날 씨의 관계를 수학적인 방법으로 접근해 볼 수 있도록 구안되었다. 아울러 세계 여러 지역의 다양한 날씨에 대한 분석을 통해 우리나라의 미래 기후를 예상하고 앞으로 내가 살고 싶은 집에 날씨와 관련된 요소를 접목하여 설계하는 활동으로 개발되었다. 두 번째인 ‘행복한 우리 집 만들기’는 집을 설계할 때 고려해야 할 환경적 요소를 생각해 보고, 집을 설계할 때 나타나 는 다양한 도형에 대한 이해를 바탕으로 나만의 집 설계도 그리기, 나만의 모델하우스 만들고 가구 배치하기 등의 활동을 해 보도록 구안하였다. 본 활동을 통해 평소 의식하지 못한 집에 대한 개념적 요소를 일깨우고 나아가 나만의 창의적인 공간 설계를 해보며 활동 속에 내재된 STEAM의 요소들을 자연스럽게 체득할 수 있도록 계획 하였다. 세 번째인 ‘빈틈없는 인테리 어 전문가’는 자신의 생활공간을 직접 인테리어 해보는 것을 주제로, 테셀레이션이라는 수학 적 원리와 디자인이라는 미적 감각을 융합하여 생활 속에서 수학적 원리를 찾아 스스로 자신 의 생활공간을 꾸며 보는 활동을 통해 수학적 원리의 이해 및 공간 구성 능력을 기를 수 있도 록 개발하였다.