“이 보고서는 2018년도 정부(교육부)의 재원으로
한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임
”
최종보고서
<연구요약서> 과 제 명 2018년 융합형 과학기술 교사연수센터 (기초과정) 연구책임자 (성명) 김중복 (생년월일) (소속) 한국교원대학교 (Email) (지역) 충북 청주시 (전공) 원자물리 ○ 연구목표 ○ STEAM 교사연수를 기획 및 운영함으로써 STEAM 입문자와 다양한 교과 교사 를 대상으로 개념 이해와 수업 사례 체험연수를 통해 학교 현장의 STEAM 확산 기반 마련 ○ STEAM 관리자 연수를 기획 및 운영함으로써 STEAM 수업 우수사례 소개 및 체험 등을 통해 학교 관리자의 STEAM 인식도 제고 및 이해 증진 ○ 연구내용 □ STEAM 교사연수 기획 및 운영 ○ 연수 커리큘럼 기획 및 개발 ○ 집합연수 운영 ○ 현장적용 지원 ○ 성과발표회 □ STEAM 관리자 연수 기획 및 운영 ○ 연수 커리큘럼 기획 및 개발 ○ 찾아가는 관리자 연수 운영 □ 연수 효과성 분석 및 발전방안 연구 ○ 교사연수 및 관리자 연수 이수자 만족도 ○ 융합형 과학기술 교사연수센터 발전방안 제언 ○ 교사연수 전후 STEAM 인식도 및 이해도 향상정도 비교 ○ 연구개발에 따른 기대성과 ☐ 국가적 STEAM 교육정책 확산에 기여 ○ 학교 현장에 필요한 수요를 제공함 ☐ 교사들의 역량 강화 ○ 교사들의 STEAM 프로그램 개발자로서의 전문성이 향상 ○ 첨단과학에 접함으로서 STEAM 수업의 질과 창의성이 향상 ☐ 학생들의 창의 융합 역량 향상 ○ 융합형 인재교육 강화로 국가 경쟁력 향상에 기여목 차
1. 2018 융합형 과학기술 교사연수센터 ··· 7
가. 사업 비전 및 목적 ··· 7
나. 사업의 개요 ··· 10
다. 사업의 목표 ··· 10
라. 사업의 추진전략 및 체계 ··· 11
마. 운영조직 ··· 13
2. 융합인재교육[STEAM] 교사연수 기초과정 ··· 14
가. 연수개요 ··· 14
나. 연수운영 ··· 19
1) 집합연수 ··· 19
2) 현장적용 ··· 41
3) 성과발표회 ··· 47
다. 운영결과 ··· 63
3. 융합인재교육[STEAM] 관리자 연수 ··· 80
가. 연수개요 ··· 80
나. 연수프로그램 ··· 81
다. 운영결과 ··· 85
4. STEAM 연수 효과성 분석 및 발전방안 연구 ··· 86
가. STEAM 교사연수 기초과정 만족도 조사 ··· 87
나. 교사들의 STEAM 교수효능감 변화 분석 ··· 95
다. 연수를 통해 수행된 STEAM 수업평가 ··· 99
라. 교사 현장적용도 평가 ··· 101
마. 관리자 연수 만족도 조사 ··· 103
5. 기존연도 기초과정 연수 이수자 추적조사 ··· 107
가. 학교 STEAM 교육 현황 인식 ··· 108
나. STEAM 연수 지원정책에 대한 인식 ··· 116
다. STEAM 교육의 효과에 대한 인식 ··· 117
6. 결과 및 제언 ··· 119
가. 결과 ··· 119
1) STEAM 기초과정 연수 ··· 119
2) STEAM 관리자 연수 ··· 119
3) STEAM 연수 프로그램 평가 및 성과분석 ··· 119
4) 기존연도 기초과정 이수자 추적조사 결과 분석 ··· 120
나. 제언 ··· 120
부록
가. STEAM 기초과정 연수 이수자명단 ··· 1
나. STEAM 기초과정 연수 만족도 설문지 ··· 8
다. STEAM 관리자 연수 이수자 명단 ··· 14
라. STEAM 관리자 연수 만족도 설문지 ··· 26
마. 기존 기초과정 연수 이수자 설문지 ··· 30
바. 사업비 집행 총괄표 ··· 35
1
2018 융합형 과학기술 교사연수센터
가
. 사업 비전 및 목적
○ 융합교육의 중요성 - 21세기는 지식기반사회⋅정보화 사회⋅세계화사회⋅다원화사회로 정의되며, 새 로운 지식의 창출과 그 활용 여부에 따라 개인의 삶의 질 향상은 물론 국가 경 쟁력이 좌우되고 있음. 이러한 사회를 주도하는 핵심요체는 인문사회과학기술의 융합이며 융합기술 발전의 원동력은 융합인재 교육을 통한 창의적인 고급 두뇌 양성임. - 분야별 개별 지식만으로는 복잡하고 다층적인 현안 이슈를 해결하는 데 한계에 봉착하여 새로운 문제에 직면했을 때 다른 분야를 넘나들며 새롭고 가치 있는 방식으로 문제를 해결할 수 있는 인재 양성이 21세기 4차 산업혁명시대에 경쟁 력의 핵심으로 부각되고 있음. - 따라서 국가에서는 <그림 1>과 같이 국가적인 인재 양성을 위해 초·중등학교 수준에서부터 과학 기술에 대한 흥미와 이해를 높이고 융합적 사고와 문제 해결 능력을 배양할 수 있도록 학습 내용 및 방법의 재구조화하여 과학기술 융합인재 를 양성으로 국가 교육의 방향을 잡고 있음(교육과학기술부, 2011). <그림 1> STEAM 교육의 목표와 사업○ 융합교육의 방법으로서 STEAM 교육의 중요성 - STEAM 교육은 생활 속의 간단한 현상에서부터 첨단과학기술의 산물에 이르기 까지 다양한 교육 소재를 교육적으로 활용할 수 있으며, 이때 첨단과학기술의 산물의 이용은 많은 경우 학생의 관심과 호기심을 강하게 자극할 수 있어 효과 적임. - STEAM 교육을 실행하는 교사를 대상으로 한 연구에서 교사들은 STEAM 교육을 통하여 학생 및 교사, 학습 결과, 학부모 인식에서 긍정적 변화를 보였으며, 이 를 통하여 학생 및 수업에 대한 ‘고정 관념이 깨진다.’ 고 보고함. 이러한 교육 방법은 수업 개선을 위한 교수 전략으로 접근이 가능함을 보여주고 있음. ○ STEAM 교사연수의 필요성 - 한국과학창의재단을 통해 진행된 7년간의 노력으로 통계적으로 유의미한 차이를 가지고 학생들의 역량이 신장되고 있지만 2017년도에 실시한 STEAM 교육의 성 과 분석에 따르면 실시 년도에 따라, 학교 급에 따라 그 효과의 정도가 다른 것 으로 드러났음. 2015년도 실시 효과를 분석한 결과에서는 초등학생의 경우 STEAM교육을 받은 실험집단 학생들이 STEAM 교육을 받지 않은 비교집단 학생 에 비해 사전 점수를 통제한 후에 사후 점수에 있어 측정한 모든 정의적 영역에 서 통계적으로 유의미한 차이는 나타냈지만, 중학생과 고등학생의 경우는 유의 한 차이가 드러나지 않았음. 반면, 2016년의 결과에서는 사전 점수를 통제하였 을 때, 초등학생과 중고등학생 모두 유의한 효과를 드러냈음. 아울러 일부 과정 에서는 참가자들의 소극적 참여, 형식적으로 연구를 수행하는 등의 문제가 나 타남(강남화, 2018). - 이러한 이유에 대하여 학교 현장의 STEAM 교육에 대한 이해와 관심 부족, STEAM 교육 자료 개발을 위한 많은 시간과 노력의 투입, STEAM 교육의 정책 적 일관성과 행정적 지원의 지속성에 대한 의구심 등을 지적받고 있음. - 따라서 교사와 관련자들의 이해와 인식을 변화시키고 실행할 수 있는 맞춤형 연수와 구체적인 교수-학습 전략, 정책 개선 방안 등에 대한 연구가 필요함(박현주 외, 2016). - 특히 교사의 어려움을 파악하고 문제 해결에 직접적으로 도움을 줄 수 있는 교 사공동체의 구성 및 활성화를 통하여 STEAM 교육 실행에 대한 의견 교환, 문제 공유, 해결방안을 모색하고 수업 성과를 공유할 필요가 있음. - 또한 현장 교사들은 자신의 수업을 진행하면서 새로운 변화에 부응하는 것이 쉽 지 않으므로, 교사의 수업 개선을 돕기 위하여 필요한 프로그램이나 수업 재료 를 공급해 줄 수 있는 지원단이 필요함.
- 첨단과학 기술의 급속한 발전으로 과학 기술과 교육 사이에 격차가 발생함에 따른 교사들의 과학 기술 내용적 전문성 신장 욕구를 충족시켜 줄 교사 연수 시 스템 필요. - STEAM 교육의 활성화 및 안정적인 정착을 위해 STEAM 교육에 대한 교사들의 이해를 증진하고 전문성을 신장하는 교사 교육 프로그램 필요. <그림 2> 21세기 4차 산업 혁명시대를 대비한 STEAM 교육의 필요성 ○ STEAM 교사연수의 목표 - 융합인재교육의 기본 개념적 지식 이해와 수업 사례 체험을 통해 교사들이 STEAM 교육에 대한 기초를 확립할 수 있는 연수 프로그램 개발 및 운영. - 학생들의 융합적 사고력 및 창의성, 문제해결력을 기르기 위해 STEAM 교육 역 량을 갖춘 교사 양성 및 다양한 STEAM 교육자료 개발. - 첨단과학기술에 대한 지식과 경험을 통한 교사의 전문성 향상과 4차 산업혁명 을 대비하여 융합형 인재를 양성하기 위한 학교 현장의 변화를 주도할 교사 육성. - 다양한 지역과 교과의 교사들의 집합 연수, 현장지원, 성과 공유 등을 통해 교사들 과 프로그램 개발 전문가, 컨설턴트의 교류의 장 마련. - STEAM 교육에 대한 개념 인식과 체험과정을 통해 학교 관리자의 STEAM 교육에 대한 인식을 높일 수 있는 기회 마련.
나. 사업의 개요
STEAM 교사연수 기획 및 운영 ○ STEAM 입문자와 다양한 교과 교사를 대상으로 개념 이해와 수업 사례 체험연수를 통해 학교 현장의 STEAM 확산 기반 마련 STEAM 관리자 연수 기획 및 운영 연수 효과성 분석 및 발전방안 연구 ○ STEAM 수업 우수사례 소개 및 체험 등을 통해 학교 관리자의 STEAM 인식도 제고 및 이해 증진 ○ 융합형 과학기술 교사연수센터에서 기획하고 진행한 STEAM 교사연수 및 관리 자 연수의 효과성 분석을 통한 STEAM 발전방안 탐색 및 활성화 방안 제언 ○ 2016,17년도 융합형 과학기술 교사연수센터에서 기획하고 진행한 STEAM 교사 연수 기초과정을 이수한 교사의 현장적용도 추적조사 기존 기초과정 연수이수자 추적조사다. 사업의 목표
○ 최신 과학기술에 대한 지식과 경험 습득 및 STEAM 프로그램 개발‧적용 연수를 통 해 STEAM 교육에 대한 교사의 전문성 향상. ○ STEAM 입문자와 다양한 교과 교사를 대상으로 개념 이해와 수업 사례 체험연수 를 통해 학교 현장의 STEAM 확산 기반 마련. ○ 첨단기술과 연계된 내용으로 바탕으로 토론식 수업, 팀티칭 방법 등 교수법을 녹여 넣 어 체험하게 함으로써 교사들의 실제적 전문성 향상. ○ STEAM 교육 관리자들에게 STEAM 수업 우수사례 소개 및 체험 등을 통해 학교 관리 자의 STEAM 인식도 제고 및 이해 증진시켜 지속가능한 시스템이 갖추어지도록 도움. STEAM 교육에 대한 이론과 실재 STEAM 수업 설계 STEAM 수업 실천 성과 공유를 통한 성찰 •STEAM 교육의 정의와 STEAM 교육 정책과 현황 등의 강연 •첨단 기술과학 연구소 및 실험실 탐방을 통한 STEAM 교육의 필요성 인식 •STEAM 수업의 사례 경험(워크숍) •STEAM 수업 설계 및 학습자료 제작 및 기존 자료 수정 보완 •수업 계획에 대한 컨설팅 •개발한 수업 자료를 학교 현장에서 실천 •현장에서 효과적 운영을 위한 현 장 컨설팅 및 온라인 컨설팅 •융합교육의 이해를 위한 체험을 기반으로 한 관리자 연수 •수행된 수업에 대한 실시 보고서 작성을 통한 성찰 •성과 공유회를 통한 성공 실패 경험 공유 및 동료 피드백을 통한 업그레이드 •설문지를 통한 프로그램 개선점 확인다. 사업의 추진전략 및 체계
1) 교사연수 추진 전략 ○ 실생활 소재의 활용 - 학문과 실생활의 격차 줄이고 학생들의 관심과 흥미 유발에 효과적 - 실생활에 도움이 되는 산출물 제작 가능 ○ 교육과정 기반 - 만들어진 STEAM 프로그램이 현장에서 잘 적용되기 위해서는 교육과정에 기반한 컨텐츠를 이용 ○ 팀티칭 및 토론식 등 다양한 교수법 적용 - 팀티칭이나 토론식 수업에 맞추어 내용을 구성하여 워크숍을 실시함 2) 관리자연수 추진 전략 ○ STEAM교육의 필요성에 대한 공감 유도 - 4차 산업혁명시대의 도래에 따른 미래사회의 변화를 체감함으로써 STEAM연수 의 필요성에 대한 공감 유도 ○ 관리자의 STEAM 프로그램 체험 - STEAM 프로그램의 상황 제시, 창의적 설계, 감성적 체험의 각 단계를 직접 체 험해봄으로써 STEAM에 대한 이해와 흥미를 높일 수 있도록 도움. ○ STEAM 교육 실천 사례 소개 - STEAM 프로그램을 직접 실천하고 있는 학교의 관리자, 초등교사, 중등교사의 실제 실천 사례를 통해 STEAM에 대한 이해 증진3) 사업 추진 체계 선행연구 ・2017 STEAM 기초과정 연수 운영 결과 분석 ・2018 연수 대상자를 대상으로 연수 요구도 설문 조사 및 분석 ⇩ 연수 프로그램 개발 ・연수 프로그램 개발 방향 탐색 ・STEAM 기초과정 연수 프로그램 개발 ・컨설팅단의 수업 컨설팅 프로그램 개발 ・연구진 및 자문진 검토를 통한 수정・보완 후 프로그램 완성 ⇩ 연수 콘텐츠 개발 ・STEAM 기초과정 연수 콘텐츠 체제 구성(연구진) ⇩ 연수 프로그램 운영 ・초·중등교사 대상의 45차시 STEAM 기초과정 연수 프로그램 운영 : 집합연수, 현장적용, 성과발표 ・집합연수-현장적용 기간 중 컨설팅단의 수업 컨설팅 진행 : 멘토의 온라인 컨설팅, 컨설팅단의 찾아가는 컨설팅 ・초·중등 관리자 대상의 6차시 STEAM 연수 프로그램 운영: 집합연수 ⇩ 연수 만족도 및 효과 검증 ・STEAM 기초과정 연수 대상자를 대상으로 연수 만족도 설문 조사 ・STEAM 기초과정 연수 대상자의 STEAM 교수효능감 사전, 사후 조사하여 연수효과성 분석 ・STEAM 기초과정 연수 결과물(수업지도안)을 멘토교사, 학생, 연수생이 다면평가 ・STEAM 기초과정 연수 대상자를 대상으로 현장적용 관련 설문 조사 ・초·중등 관리자 연수 대상자를 대상으로 연수 만족도 설문 조사 ⇩ 기존연도 기초과정 연수이수자 추적조사 ・학교 STEAM 교육 현황에 대한 인식 조사 ・STEAM 연수 지원정책에 대한 인식 조사 ・STEAM 교육의 효과에 대한 인식 조사 ⇩ 최종 보고 ・결과보고서 제작 ・연구 결과 학회 발표
라. 운영조직
연구진 김○복 (한국교원대 물리교육과 교수) 양○호 (한국교원대 화학교육과 교수) 이○택 (한국교원대 기술교육과 교수) 최○준 (한국교원대 물리교육과 교수) 이○원 (한국교원대 영재교육 강사) 멘토교수 멘토교사 김○수 (한국교원대 기술교육과 교수) 류○수 (한국교원대 물리교육과 교수) 문○섭 (한국교원대 환경교육과 교수) 민○훈 (한국교원대 음악교육과 교수) 정○영 (한국교원대 미술교육과 교수) 김○영 (한국교원대 컴퓨터교육과 교수) 박○선 (한국교원대 생물교육과 교수) 신○선 (한국교원대 수학교육과 교수) 유○아 (한국교원대 화학교육과 교수) 장○원 (한국교원대 과학교육과 연구교수) 배○희 (서울난곡초 수석교사) 조○준 (보은동광초 교사) 강○수 (음성남신초 교사) 김○연 (세종고운초 교사) 신○옥 (용인언남초 교사) 박○미 (세종새롬고 교사) 유○은 (한국교원대 박사) 김○균 (인천고잔고 교사) 이○동 (서울재현고 교사) 김○수 (광주광덕중 교사) 보조교사 도우미 학생 정○수 (한국교원대 박사과정) 고○라 (한국교원대 석사과정) 박○인 (한국교원대 석사과정) 김○인 (한국교원대 석사과정) 김○인 (한국교원대 석사과정) 문○영 (한국교원대 석사과정) 신○호 (한국교원대 석사과정) 강○희 (한국교원대 석사과정) 이○철 (한국교원대 박사과정) 문○섭 (한국교원대 석사과정) 나○영 (한국교원대 석사과정) 노○희 (한국교원대 석사과정) 조○경 (한국교원대 석사과정) 김○영 문○철 송○성 우○애 최○후 이○진 염○진 임○진 최○서 구○은 연구보조원 함○현 협력기관 한국항공우주연구원(대전) 한국기초과학지원연구원(오송) 국가위성센터(대전) 한국표준과학연구원(대전) 한국전자통신연구원(대전) 한국지질자원연구원(대전) 첨단의료산업진흥재단(오송) 국가수리과학연구소(대전) 한국화학연구원(대전) 세종천연가스발전소(세종)2
융합인재교육(STEAM) 교사연수 기초과정
가. 연수개요
○ 목 적 : STEAM 입문자와 다양한 교과 교사를 대상으로 개념 이해와 수업 사례 체험연수를 통해 학교 현장의 STEAM 확산 기반 마련 ○ 연수기관 : 한국교원대학교 융합형 과학기술 교사연수센터 ○ 연수대상 : 초･중등학교 교사 300여명(초등 150명, 중등 150명) ○ 연수유형 : 직무연수 / 45시간 ○ 수 강 료 : 무료 (수강료, 숙박비, 식비 등) ○ 연수기간 : 2018년 8월 17일(금) ∼ 10월 20일(토) ○ 연수장소 - 집합연수 : 한국교원대학교(충북 청주) - 현장적용 : 연수 대상자의 근무교, 컨설팅의 경우 “찾아가는 컨설팅” 및 온라인 컨설팅 시행 - 성과발표 : 한국과학기술회관(서울) 구분 일정 내용 집합연수 (합숙) (25시간) 8. 17.(금) 10:00 ∼ 8. 19.(일) 16:00 (2박 3일) · 과학기술 분야 이론 소개 및 현장 체험 · 사례를 통한 STEAM 수업의 이해 및 설계 실습 · 기존자료를 이용한 STEAM 수업지도안 개발 현장적용 (15시간) 8. 20.(월) ∼ 10. 19.(금) 장소:4개권역(서울·경기·제주 , 강원·충청, 경상, 전라권) · 수업 개발 결과의 현장 적용 · 연수내용과 STEAM의 현장 확산 성과발표 (5시간) 10. 20.(토) · 현장 적용 결과 발표 및 사례 공유STEAM 기초과정 연수 프로그램은 45차시 직무연수 과정으로 개발되었다. STEAM 기초과정 연수는 집합연수, 현장적용, 성과발표의 3개 세부 프로그램으로 운영되었다. ○ 집합연수(총 25시간) - 연수내용 : 특강을 통한 STEAM의 개념 이해, 워크숍을 통한 STEAM 이해도 향상, 첨단 과학기술 분야 현장 체험을 통한 실생활 문제해결 수업으로서의 STEAM 중 요성 인식, 기존 STEAM 프로그램을 재구성한 수업 설계 실습 ○ 현장적용 및 성과확산 연수(총 15시간) - 연수내용 : 교사 개인별 담당 교과 및 학교급에 맞게 STEAM 수업자료를 개발 및 수 정하여 학생들에게 적용하고 보완하기 위한 온·오프라인 컨설팅 및 멘토링 진행 ○ 성과발표 연수(총 5시간) - 연수내용 : 개인별 최종 STEAM 수업자료와 현장적용 결과 발표 및 공유 ○ 연수과제 - 수업지도안 (2~4인 1조로 집합연수 기간 중 작성하여 8월 19일까지 제출) - 수업실시 보고서 (사진 포함, 개별로 작성하여 10월 10일까지 제출) - 현장확산 보고서 (현장적용수업, 연구수업, 전달연수, 공개수업 등, 사진 포함하여 10월 10일까지 제출) ○ 연수이수조건 - 집합연수, 현장적용, 성과발표 각 과정에 모두 참여, 70% 이상 - 연수과제 제출 (과제 제출 시 현장적용 15차시 인정)
○ 협의회 구분 참석자 일시 장소 회의내용 운영진 협의회 김○복, 양○호, 이○택, 최○준, 이○원, 함○현 2018.05.28. 2018.06.14. 2018.07.16. 2018.08.03. 2018.08.13. 12:00~14:00 자연 과학관 <기초과정 연수 세부 일정 안내 및 연구소 섭외> 가. 기초과정 연수 일정 안내 나. 기초과정 연수 세부 사항 전달 다. 연구소 섭외 라. 기타 연수 관련 논의 멘토교수 협의회 김○수, 류○수, 문○섭, 민○훈, 정○영, 김○영, 박○선, 신○선, 유○아, 장○원 2018.06.27. 2018.06.29. 12:00~14:00 산하춘 <기초과정 연수(집합연수) 멘토교수 회의> 가. 워크숍 수업 설계 및 진행 나. 과학기술 분야 연구기관 탐방 & 체험 의 구성 및 인솔 1) 연구기관 섭외 협조 2) 연구기관이 견학만 가능한 경우 체험활 동의 지도 멘토교사 협의회 배○희, 조○준, 강○수, 김○연, 신○옥, 박○미, 유○은, 김○균, 이○동, 김○수 2018.08.19. 15:00~16:00 교원 연수관 <기초과정 연수(집합연수) 멘토교사 회의> 가. 분임별 활동 1) STEAM 수업 분석, 재구성 (우수 사례 소개, 분임별 토의) 2) 나에게 맞는 STEAM 수업 주제 찾기 3) 기존 주제 재구성, 지도안 작성 4) 재구성한 개별 주제에 대한 멘토링 & 개별 주제 완성 나. 워크숍 수업설계 및 진행의 협력 다. 과학기술 분야 연구기관 탐방 & 체험의 인솔 협력 보조교사 협의회 김○인, 김○인, 문○영, 신○호, 강○희, 이○철, 문○섭, 나○영, 노○희, 조○경 2018.07.16. 2018.08.16. 12:00~14:00 자연 과학관 <기초과정 연수(집합연수) 보조교사 회의> 가. 과학기술 분야 연구기관 탐방 & 체험의 인솔 진행 나. 워크숍 수업설계 및 진행의 협력 다. 분임별 활동 협력 도우미 협의회 김○영, 문○철, 송○성, 우○애, 최○후, 이○진, 염○진, 임○진, 최○서, 구○은 2018.08.16. 10:00~16:00 자연 과학관 <기초과정 연수(집합연수) 도우미 회의> 가. 과학기술 분야 연구기관 탐방 & 체험 보조 나. 연수 진행의 협력(출석체크, 간식관리 등) 다. 분임별 활동 협력(준비물준비 및 확인 등)
○ 연수 편의시설 - 연수시설 : 한국교원대학교 캠퍼스 일대 - 집합연수 일정별 장소 안내 일정 8. 17.(금) 8. 18.(토) 8. 19.(일) 08:00-09:00 아침 식사 함인당 식당 09:00-09:50 STEAM 프로그램 탐색 및 내용 분석 방법 강의 문화관 1분임 자403 2분임 자440 분임별 활동(3) 3분임 자222 4분임 자203 5분임 자106 6분임 자406 7분임 자107 8분임 자441 9분임 자337 10분임 자222 10:00-10:50 등록 및 개회 교원연수관 로비 학교급별 STEAM 우수 수업 사례 강의 11:00-11:50 STEAM 개념의 소개 및 연수 오리엔테이션 교원연수관 합동강의실 초등 교원연수관 합동강의실 중등 문화관 12:00-12:50 점심 식사 함인당 식당 점심 식사 상동 (도시락) 13:00-14:50 첨단과학기술 분야 연구기관 탐방 & 체험 1분임 한국항공우주연구원 2분임 한국기초과학지원연구원 3분임 국가기상위성센터 4분임 한국표준과학연구원 5분임 한국전자통신연구원 6분임 한국지질자원연구원 7분임 첨단의료산업진흥재단 8분임 국가수리과학연구소 9분임 한국화학연구원 10분임 세종천연가스발전소 워크숍 1분임 융318 2분임 교406 3분임 교405 4분임 교404 5분임 교301 6분임 교102 7분임 자128 8분임 연211 9분임 교304 10분임 교207 (교: 교원연수관, 자:자연관, 연: 교육연구관, 융: 융합과학관) 분임별 활동(4) 상동 15:00-15:50 우수 사례 발표 및 폐회식 (초) 교양관(2) 합동강의실 (중) 융합과학관(7) 합동강의실 16:00-17:50 분임별 활동(1) 상동 18:00-18:50 저녁 식사 함인당 식당 19:00-19:50 특강 문화관 분임별 활동(2) 상동 20:00-21:00 특강 문화관
- 강의시설 : 교원연수관, 종합교육연수원 문화관, 융합과학관, 자연과학관, 교양관 등 연수생들이 최적의 시설에서 연수를 받을 수 있도록 장소를 섭외함. 이동 거리가 먼 경우, 버스를 이용하여 이동함. - 숙박시설 : 한국교원대학교 교사연수를 위해 BTL 사업으로 최근에 완공한 최고의 합숙 시설인 함인당(위의 캠퍼스맵에서 31번 건물)확보함. 1인 1실이며 식사는 연 수팀만을 위해 평균 1식 1만원 상당의 최고의 특별 메뉴로 준비.
나. 연수운영
1) 집합연수 ○ 집합연수 프로그램의 특징 (1) 담임제 운영 연수생이 연수를 통해 STEAM 지도안을 작성하고 현장에 적용하는 목표를 달성하는 데 총체적이고 종합적인 도움을 받을 수 있도록 세 명의 전문가가 담임과 같이 연수생 을 이끌어줄 수 있도록 담임제로 운영하였다. 각각의 전문가의 역할은 다음과 같다. l 멘토교수 (STEAM 연구 경험이 있는 이론전문가) -워크숍 수업 설계 및 진행 -과학기술 분야 연구기관 탐방 & 체험의 구성 및 인솔 l 멘토교사 (STEAM 전문가인 현장교사) -분임별 활동의 지도 -지도안 컨설팅, 수업 컨설팅 -워크숍 수업 설계 및 진행의 협력 l 보조교사 (학위과정 현장교사)-
과학기술 분야 연구기관 탐방 & 체험의 인솔 -워크숍 수업 설계 및 진행의 협력 -분임별 활동의 협력 (2) 첨단과학기술 연계형 프로그램 집합연수 과정 중에 받게 되는 교육 프로그램이 연계성을 가질 수 있도록 첨단과학 기술 연구소에서 견학하고 체험한 것과 연관이 되는 워크숍을 운영하고, 이 워크숍 프 로그램을 연수생의 학교급에 맞는 STEAM 프로그램으로 재구성 할 수 있도록 분임별 활동에서 멘토교사가 지도하도록 구성하였다.○ 집합연수 프로그램 일정 일정 8. 17.(금) 8. 18.(토) 8. 19.(일) 08:00-09:00 아침 식사 09:00-09:50 STEAM 프로그램 탐색 및 내용 분석 방법 강의 최○준 한국교원대 교수 분임별 활동(3) 기존 주제 재구성, 지도안 작성 10:00-10:50 등록 및 개회 학교급별 STEAM 우수 수업 사례 강의 초등 중등 내 수업에 STEAM 적용하기 배○희 서울난곡초 수석교사 몸이 즐거운 STEAM교육 김○협 예당고 교사 11:00-11:30 STEAM 개념의 소개 이○숙 한국과학창의재단 핵심역량을 기르는 STEAM 수업 살펴보기 신○옥 용인언남초 교사 팝업북과 함께하는 STEAM수업 김○균 인천고잔고 교사 11:30-11:50 연수 오리엔테이션 김○복 한국교원대 교수 12:00-12:50 점심 식사 점심 식사 13:00-14:50 첨단과학기술 분야 연구기관 탐방 및 체험* 워크숍* STEAM 수업 체험 분임별 활동(4) 재구성한 개별 주제에 대한 멘토링 & 개별 주제 완성 15:00-15:50 우수 사례 발표 및 폐회식 16:00-17:50 분임별 활동(1) STEAM 수업 분석, 재구성 18:00-18:50 저녁 식사 19:00-19:50 특강 4차 산업혁명 시대의 선도적 인재양성 채○석 전한국항공우주연구원 원장 분임별 활동(2) 나에게 맞는 STEAM 수업 주제 찾기 20:00-21:00 특강 STEAM 교수학습 방법 박○주 조선대 교수
○ 집합연수 프로그램 세부내용 (1) 첨단 연구소 탐방 및 과학기술 체험 l 초등 프로그램 분 임 인솔자 연구소(1일차, 8/17(금)) ~ 5시간 활동 멘토교수 멘토 교사 보조 교사 이동시간 견학 체험 1 김○수(기) 배○희 김○인 2h 대전, 한국항공우주연구원(1.5h) 주제: 생활 속의 항공기 이야기 담당: 유○선박사, 1.5h 장소: 좌동 2 류○수(물) 조○준 김○인 1h 오송, 한국기초과학지원연구원(1h) 주제: NMR을 활용한 생활속 물질의 알 콜함량 분석, 말디 이온화법 질량분석기, Bio-TEM을 활용한 곤충의 다리 근육계 미세 구조 분석, 동위원소를 활용한 연대측정 담당: 정○갑박사,방○연구원,허○훈박 사, 정○중박사 3h 장소: 좌동 3 문○섭(환) 강○수 문○영 2h 진천, 국가위성센터(1h) 주제: 날씨 & 미세먼지 분석, 예측 실 습 담당: 문○섭 교수, 2h 장소: 교원대 교육연구관 211 4 민○훈(음) 김○연 신○호 2h 대전, 한국표준과학연구원(1h) 주제: 담당: 서○갑박사(무향실) 1h, 임○균 박사 1h 장소: 좌동 5 정○영(미) 신○옥 강○희 2h 대전, 한국전자통신연구원(1.5h) 주제:AR/VR&홀로그램 가상증강현실콘 텐츠제작기술소개 담당: AR/VR 담당연구원 장소: 좌동 l 중등 프로그램 분 임 인솔자 연구소(1일차, 8/17(금)) ~ 5시간 활동 멘토교수 멘토 교사 보조 교사 이동시간 견학 체험 6 김○영(컴) 박○미 이○철 2h 대전, 한국지질자원연구원 지질박물관(1.5h) 주제: 자원활용 투어 담당: 이○수연구원 장소: 한국지질자원연구원 국제지질자 원인재개발센터 7 박○선(생) 조○호 문○섭 1h 오송, 첨단의료산업진흥재 단 신약개발지원센터및첨단 의료기기개발지원센터 (1.5h) 주제: 스크리닝 검사법 경험 및 동물 약물 투여 방법 실습 담당: 박○선 교수, 2.5h 장소: 교원대 자128호 8 신○선(수) 김○균 나○영 2h 대전, 국가수리과학연구소 산업수학 특강 및 이매지 너리 견학(2h) 주제: 대전, 국립중앙과학관 자기부상 열차체험, 1h 담당: 국립중앙과학관 담당자 장소: 국립중앙과학관 9 유○아(화) 이○동 노○희 2h 대전, 한국화학연구원(1h) 주제: 신약 및 화학소재 개발과 관련 랩투어 담당: 김○은, 2h 장소: 좌동 10 장○원(과) 김○수 조○경 1h 세종천연가스발전소(1h)세종, 주제: 발전기 만들기 담당: 유○환, 이○훈, 3h 장소: 교원대 융203호
l 구체적 활동 내역
1분임 한국항공우주연구원
- 세부 일정 시 간 세 부 일 정 장 소 비 고 14:00~15:30 (90분) ◦ 한국항공우주연구원 소개 - 홍보동영상 시청 - 한국항공우주연구원 주요부서 소개 - 실험실습 시 안전관련 주의사항 안내 - 랩투어 항공우주연구원 홍보관 15:30~17:00 (90분) ◦ 특강: 생활 속의 항공기 이야기 인공위성 시험센터 - 실험실습 프로그램 번호 내용 비고 1 ○ 홍보관 및 랩 투어 한국항공우주연구원의 홍보관과 인공위성 시험센터 견학 2 ○ 초대 강연(유○선박사) - 제목: 생활 속의 항공기 이야기 - 내용: 10여년 전 무인기는 원격무선으로 훈련된 전문가들만 조종할 수 있는 것으로 인식되어 왔던 것이 요즘에는 멀티콥터 드론이 일반화되면서 초보자도 쉽 게 날릴 수 있게 되었다. 다양한 분야에 드론의 활용이 가능해지면서 안전한 비행 을 위한 규제와 활성화를 위한 허용이 동시에 이슈가 되고 있다. 우리 생활 가까 이 다가와 있는 드론으로 대별되는 무인기는 비행선과 비행기와 헬리콥터로 분류 되는 항공기의 일부분으로 지난 한 세기 동안 눈부신 발전을 이루어 왔다. 본 강 좌에서는 항공기 전반에 대해 소개하는 자리로서 항공기가 발달해온 역사, 비행의 기본원리, 항공기를 운용에 필요한 기본 시스템, 운항 절차, 현재 연구되고 있는 미래 항공기에 대해 개관하고 오늘날 주변에서 쉽게 접할 수 있는 드론에 대해 알아보고자 한다.2분임
한국기초과학지원연구원 - 세부 일정 시 간 세 부 일 정 장 소 비 고 13:30~14:30 (60분) ◦ 오창센터 소개 - 홍보동영상 시청 - 오창센터 주요부서 소개 지구환경연구부, 전자현미경연구부, 생의학 오믹스연구부, 단백질구조연구팀 - 실험실습 시 안전관련 주의사항 안내 본관 대회의실 14:30~14:40 (10분) ◦ 사진촬영 및 이동 본관 대회의실 14:40~16:00 (80분) ◦ 연구동 견학 - Bio-EM동→SHRIMP동→질량분석연구동 →자기공명연구동 각 연구동 주장비실 16:00~16:20 (20분) ◦ Break Time 및 이동 자기공명연구동 1층 회의실 16:20~17:30 (70분) ◦ 실험실습 세미나실 및 실험실 - 실험실습 프로그램 번호 실험명 강사 장소 비고 1 [화학]NMR을 활용한 생활 속 물질의 알 코올 함량 분석 정○갑 박사 (단백질구조연구팀) 자기공명연구동 (201동102호) 2 [화학]말디 이온화법 질량분석기 방○ 연구원 (생의학오믹스연구부) 질량분석연구동 (204동105호) 3 [생물]Bio-TEM을 활용한 곤충의 다리 근육계 미세구조 분석 허○훈 박사 (전자현미경연구부) Bio-EM연구동 (104동204호) 4 [지구과학]동위원소를 활용한 연대측정 정○중 박사 (지구환경연구부) 동위원소분석연구동 (202동126호, 205동226호)3분임 국가기상위성센터
- 세부 일정 시 간 세 부 일 정 장 소 비 고 13:30~14:30 (60분) ◦ 진천 국가기상위성센터 소개 - 홍보동영상 시청 - 국가기상위성센터 주요부서 소개 - 국가기상위성센터 시설물 소개 - 국가기상위성센터에서 하는 일 소개 진천 국가기상위성센 터 각 연구동 14:30~15:00 (30분) ◦ 사진촬영 및 이동 진천->교원대 15:00~18:00 (120분) ◦ 실험실습 - 날씨 분석 및 예보 실습 - 고농도 황사 및 미세먼지 발생일 기상 및 궤적 추적 실습 교원대 교육연구관 - 실험실습 프로그램 번호 내용 비고 1 ○ 날씨 분석 및 예보 실습 - 기상청( http:www.kma.go.kr ) 날씨누리바로가기 접속, 날씨영상에서 레이더 합성사진과 위성자료 적외선, 가시광선, 수증기 영상 구름 및 강수량 확인 - 날씨영상에서 분석일기도와 전문가용 일기도 해석법 - 분석일기도: 고저기압 위치나 태풍위치 확인, 저기압 중심 상승기류, 저기압 근처 전선 확인 - 전문가용 일기도: 850hPa 유선 풍속, 분석일기도 지상, 북반구 일기도 2 ○ 고농도 황사 및 미세먼지 발생일 기상 및 궤적 추적 실습 - 미국 대기해양청 사이트 방문( https://www.ready.noaa.gov/index.php ) - READY 아래 Archived Meteorology 누르기- 위경도 삽입(37.5, 127.5)
- 2D 맵 선택=>REANALYSIS 재분석 자료 또는 GDAS 자료 선택, - 기타 WINDROSE (바람장미), SOUNDING 등 확인하여 그려보기
4분임 한국표준과학연구원
- 세부 일정 시 간 세 부 일 정 장 소 비 고 14:00~15:00 (60분) ◦ 한국표준과학연구원 소개 - 홍보동영상 시청 - 표준과학연구원 주요부서 소개 - 표준과학연구원 시설물 소개 - 표준과학연구원에서 하는 일 소개 표준과학연구원 각 연구동 15:00~18:00 (120분) ◦ 실험실습 - 소리과학의 세계 - STEAM 교육 무엇을 어떻게? 무향실 세미나실 - 실험실습 프로그램 번호 내용 비고 1 ○ 강연 1 (서○갑박사) - 제목: 소리과학의 세계(귀로 듣는 음향학) - 내용: 소리의 주파수, 청각특성 비교, 음악음향학의 표준 이해 2 ○ 강연 2 (임○균박사) - 제목: STEAM 교육 무엇을 어떻게? - 내용: 과학부터 수학까지 학생들에게 이공계 교육을 재미있게 전달해야 한 다는 것은 쉽지 않습니다. 일회성 특강을 진행할 때라면 한두 가지 메시지를 심어 놓고 시작과 중간에 재미있는 일화를 곁들이면 좋습니다. 학생들에게 왜 과학을 해야 하는지? 그런 과학이 어떻게 이용되고 있는지? 과학을 잘하면 어떤 좋은 결 과가 나타나는지 등은 좋은 주제입니다. 수학과 과학과목을 대학을 가기위해 어쩔 수 없이 학습해야 한다고 생각하는 학생들과 뭔가 재미와 흥미로 과학적 사고를 심어주려고 하는 선생님들 사이의 괴리를 무엇으로 이어주어야 할까요? 본 강좌에 서는 과학을 직업으로 삼고 있는 연구자와 과학을 전달하는 선생님들이 과학을 어 떻게 바라봐야 하는지 생각하는 시간이 되었으면 합니다.5분임 한국전자통신연구원
- 세부 일정 시 간 세 부 일 정 장 소 비 고 14:00~14:50 (50분) ◦ ETRI전시관(1연구동) 견학 - 홍보동영상 시청 - AR/VR, 4D기기 등 한국전자통신연구원에서 개발한 첨단기기 및 기술을 체험 전자통신연구원 전시관 14:50~15:00 (10분) ◦ 전시관에서 교육장(2연구동 201호)으로 이동 15:00~15:50 (50분) ◦ 실험실습 1 - 가상현실 기술 2연구동 201호 15:50~16:00 (10분) ◦ 휴식 상동 16:00~16:30 (30분) ◦ 실험실습 2 - 홀로그래피 기술 상동 16:30~17:00 (30분) ◦ 홀로그래피연구실 기술 시연 6연구동 - 실험실습 프로그램 번호 내용 비고 1 ○ 강연 1: 가상현실 기술 소개(이○렬박사) - 몰입형 상호작용을 위한 인간 중심 설계 - 머리 장착형 영상 장치(HMD)를 쓰고 즐기는 가상현실(VR) 콘텐츠에 적용되 는 기술과 응용 사례를 소개한다. 특히 가상현실 기술에 대한 내용은 몰입형 상호 작용을 위한 인간 중심의 설계 관점을 중점적으로 다룬다. 2 ○ 강연 2: 360도 전방향에서 시청가능한 완전입체 디지털 홀로그래피 기술 (박○식박사) - 한국전자통신연구원에서 개발한 디지털 홀로그래픽 디스플레이는 현재의(기 존의) 기술적 한계를 극복하고, SF 영화에 나타나는 것과 같이 360도 전 방향에서 관찰 가능한 3차원 영상을 재현하는 구조를 제안하였으며, 실제 물체와 같은 약 4인치 크기의(약 4인치 크기의 실제 물체가 허공에 뜬 것처럼 보이게 해주는) 컬 러 홀로그램 영상을 동시에 다수의 관찰자가 볼 수 있도록 시스템을 구현했다.6분임 한국지질자원연구원
- 세부 일정 시 간 세 부 일 정 장 소 비 고 14:00~15:20 (80분) ◦ 자원활용 투어 - 우리주변에 있는 광물자원에 대하여 알아보기 한국지질자원연 구원 세미나실 15:20~15:40 (20분) ◦ 이동 및 휴식 15:40~17:00 (20분) ◦ 박물관 견학 박물관 - 실험실습 프로그램 번호 내용 비고 1 ○ 강연: 자원활용 투어-우리주변에 있는 광물자원에 대하여 알아보기(유○석박사) 1. 광물, 광물자원이란 무엇일까요? 광물이란 자연에 존재하는 수많은 종류의 물질들 중에서 무기적으로 형성된 천 연고체로서 일정한 화학조성과 일정한 결정구조를 갖는 물질이다. 흔히 산이나 강 에서 발견되는 석영, 장석, 운모 등이 광물이라 할 수 있다. 2. 우리나라에서 가장 많은 광물자원은 무엇일까요? 우리나라의 광물 자원의 총 매장량은 137억 톤으로 이 중에 금속광물이 1.3억 톤(0.9%), 비금속 광물이 122억 톤(89.1%), 석탄 광물이 13.6억 톤(9.9%) 차지하고 있다. 국내에서 가장 매장량이 많은 금속 광물은 희토류 금속이 1천5백만 톤, 철 이 3천5백만 톤 정도가 매장되어져 있으며, 금·은 등은 4∼5백만 톤 정도가 매장 되어져 있는 것으로 추정되고 있다. 국내 비금속광물 중에는 석회석이 가장 매장 량이 많으며, 180억 톤이 매장되어져 있는 것으로 추정되며 주로 충북 단양, 제 천, 강원도 영월 등에 주로 매장되어져 있는 것으로 알려져 있다. 2 ○ 지질박물관 견학 - 국내 최초 지질박물관은 광물, 암석, 화석과 같은 지질표본의 전시, 영상물의 상영, 강연회 또는 체험학습의 장을 마련함으로써 지질과학의 대중화에 기여하고 있으며, 지질시료동의 운영으로 전문가를 위한 표본 및 시추코어의 보관 시스템을 구축하고 있다.7분임 첨단의료산업진흥재단
- 세부 일정 시 간 세 부 일 정 장 소 비 고 13:30~15:00 (90분) ◦ 견학 - 첨단의료산업진흥재단 신약개발지원센터 견학 - 첨단의료 기기개발지원센터 첨단의료산업진흥재단 신약개발지원센터 및 첨단의료 기기개발지원센터 15:30~16:00 (30분) ◦ 이동 및 휴식 16:00~18:00 (120분) ◦ 실험 및 체험활동 - 스크리닝 검사법 경험 및 동물 약물 투 여 방법 실습 교원대 자연관 128호 - 실험실습 프로그램 번호 내용 비고 1 ○ 견학 - 제목: 신약 개발 과정, 의료기기 개발 과정 이해 - 내용: 오송의 첨단의료산업진흥재단을 방문하여, 신약개발 과정 및 의료기기 의 개발 과정을 이해하고, 신약 및 의료기기의 개발에 적용된 과학적 원리 및 기 술, 공학 등을 생각해본다. 2 ○ 체험활동 - 제목: 스크리닝 검사법 경험 및 동물 약물 투여 방법 실습(박○선 교수) - 내용: 실제 신약개발에 있어서 항산화효능이 있는 물질의 스크리닝 검사법을 경험하고, 동물을 이용하여 약물을 투여하는 방법을 실습한다.8분임 국가수리과학연구소 및 국립중앙과학관
- 세부 일정 시 간 세 부 일 정 장 소 비 고 14:00~16:00 (120분) ◦ 국가수리과학연구소 - 산업수학 특강 - 이매지너리 견학 및 체험 국가수리과학 연구소 본관 16:00~16:20 (20분) ◦ Break Time 및 이동 자기공명연구동 1층 회의실 16:20~17:00 (40분) ◦ 국립중앙과학관 - 자기부상열차 소개 - 자기부상열차 체험 국립중앙과학관 자기부상열차 체험관 - 실험실습 프로그램 번호 내용 비고 1 ○ 특강 - 주제: 산업수학 - 강연자: 국가수리과학연구소 산업수학 담당 연구원(장○욱박사) - 내용: 산업수학의 활용 사례 및 전반적인 내용을 이해하기 쉽게 소개합니다. 2 ○ 이매지너리 견학 및 체험 - 소개: 국가수리과학연구소(NIMS)와 독일수학연구소(MFO)의 공동 프로젝트로 국내에 이매지너리(IMAGINARY) 전시를 도입 운영 하고 있습니다. 이매지너리는 시각적 구상, 체험 전시물, 가상현실, 3차원 물체 등의 다양한 전시물들과 이들의 이론적 배경을 쉽고 매력적으로 소개하는 것을 목적으로 합니다. 3 ○ 국립중앙과학관 자기부상열차체험 - 소개: 자기부상열차를 타고 지상 8.8m 상공 위를 달리는 미래의 친환경 교 통수단 체험에 여러분을 초대합니다. 국립중앙과학관은 국가연구개발 성과인 자기 부상열차의 원리탐구 탑승체험 기회를 국민에게 제공함으로써 국가과학기술의 우 수성을 홍보하고 과학기술 대중화에 기여하고 있습니다.9분임 한국화학연구원
- 세부 일정 시 간 세 부 일 정 장 소 비 고 14:00~14:30 (30분) ◦ 견학 - 한국화학연구원 홍보영상 시청 - 한국화학연구원 홍보관 CHEMITOPIA 관람 한국화학연구원 홍보관 14:30~15:30 (60분) ◦화학연 의약정보플랫폼센터 화합물은행 랩투어 ※ 한국화합물은행 : 신약개발의 첫 단계인 화합 물 수집, 보관, 관리, 제공 등의 역할을 하는 곳 의약정보 플랫폼센터 15:30~16:30 (60분) ◦화학연 화학소재솔루션센터 랩투어 ※ 화학소재솔루션센터 : 화학소재 DB, 파일럿 합 성 공정 및 800mm 폭의 롤투롤 코팅 공정을 개 발/지원하는 곳 화학소재 솔루션센터 16:30~17:00 (30분) ◦ 화학 예술 전시 '바이오에티카' 관람 디딤돌플라자 - 실험실습 프로그램 번호 내용 비고 1 ○ 견학 및 실험실습 1 - 의약정보플랫폼센터 화합물은행에서 진행 중인 첨단연구과정 - 국가 신약소재 화합물 및 빅데이터 공동활용 플랫폼을 구축하고 신약소재 화 합물 라이브러리 수집 및 활용 지원을 어떻게 하는지에 대하여 소개한다. 2 ○ 견학 및 실험실습 2 - 화학소재 솔루션센터에서 진행 중인 첨단연구과정 - Pilot 규모의 롤투롤 코팅설비와 전문지식을 기반으로 첨단 코팅공정 기술의 개발에 대한 안내와 화학소재 데이터베이스 구축 및 지원을 어떻게 진행하고 있는 지를 소개한다.10분임 세종천연가스발전소
- 세부 일정 시 간 세 부 일 정 장 소 비 고 13:30~14:30 (60분) ◦ 견학 - 세종천연가스발전소 견학 - 전기 생산과정에 대한 홍보동영상 시청 천연가스발전소 홍보관 14:30~15:00 (30분) ◦이동 및 휴식 천연가스발전소 ->교원대 15:30~18:00 (180분) ◦풍력발전기 만들기 실습 교원대 융합관 203호 - 실험실습 프로그램 번호 내용 비고 1 ○ 발전소 견학 천연가스를 연료로 하는 열병합발전 현장을 둘러보고 전기 생산과정을 알아본다. 2 ○ 체험활동(담당자: 유○환, 이○훈, 한국교원대학교 융합관 203호) - 주제 : 풍력발전기 만들기 - 특징 : 풍력발전기 만들기는 체험활동과제로서 많이 활용되어온 주제이다. 본 체험활동에서는 매우 간단하게 제작이 가능하도록 PET 병과 같은 재료를 사용 하기 때문에 교육현장에서 적용하기 쉽도록 하였다. 또한 학생들이 구상하는 과정 이 있고 제작과정 중 문제해결 방법을 생각할 수 있기 때문에 교육적으로 활용하 기도 용이하도록 구성하였다. 발전 타워 수평축 풍력발전기 수직축 풍력발전기(2) 멘토교수 워크숍 l 초등 프로그램 분임 성명 주제 강의 개요 1 김○수 스티로폼 비행기 만들기 이 워크숍은 창의성을 기를 수 있는 체험활동의 융합교육 주제이다. 스티로폼으로 비행기를 만들어 봄으로써 STEAM 교육의 내용인 과학, 기술, 공학, 예술, 수학적 요소를 모두 경험하고 배울 수 있다. 2 류○수 결정 구조 무드등 만들기 본 워크숍 주제는 결정 구조 모양의 무드 등 만들기이다. 먼 저, 우리가 쉽게 구할 수 있는 탁구공을 이용하여 결정 구조 를 만들어 봄으로써 결정 구조들의 종류와 특성에 대해 알 아본다. 그리고 이러한 결정 구조에 전구들을 조합해서 나만 의 결정 구조 무드등을 만들어 보자. 본 수업을 통하여 과학, 수학, 예술, 건축 등과 같은 서로 다른 학문의 융합을 경험해 보자. 3 문○섭 기후변화 & 미세먼지 이대로 둘 것인가? 초등학교 5-6학년 수준에서는 기후변화 및 미세먼지의 인과 관계와 재난안전 행동요령을 지속가능발전교육과 연계하여 우리 생활에 많은 영향을 주고 있음을 인식토록 하는 것이 필요하다. 기후변화 및 미세먼지의 양면성과 예측성을 자기 주도적⋅융합적 프로젝트 학습모형을 통하여 모둠별로 기후 변화 및 미세먼지 인과관계 관련 이미지 맵핑, 시스템관계지 도, 피라미드 작성, 탐구실습(측정 및 스마트폰 앱 또는 인트 넷) 등이 진행된다. 또한, 학생들에게 기후변화 완화의 행동 요령 하나로 에너지 절감을 위한 지속가능한 자원분배 게임 과 태양광자동차 조립하기가 진행되며, 미세먼지의 경우는 PM2.5의 실내 측정과 함께 미세먼지 위해도를 체감함으로써 스스로 우리 지역 사회의 문제 인식과 해결책을 찾을 수 있 도록 하였다. 4 민○훈 눈으로 보는 음악 교양적 수준의 일반 사람들이 쉽고 재미있게 그리고 효과적 으로 음악 감상을 할 수 있도록 닥줌(DocZoom Creator)을 중심으로 음악의 기본이 되는 악보와 기호, 청각적 자료 그 리고 사진, 삽화 등의 시각적 자료, 동영상 자료와 같은 시청 각 복합적인 자료 등을 제공하여 교양적 수준의 일반 사람 들이 쉽고 재미있게 음악을 이해하고, 효과적으로 감상을 할 수 있도록 하였다. 고전주의 음악에서 현대 음악에 이르기까 지 보여주는 새로운 음악 감상용 콘텐츠는 음악을 어렵게 느끼는 사람들에게 쉽고 매우 재미있게 다가갈 것이다. 5 정○영 나도건축가. 지오데 식돔만들기 본 워크숍에서는 지오데식 돔의 역사적 이해를 위해 수학의 평면도형과 입체도형, 정다각형과 정다면체에 대해 알아보고, 정다면체를 우주의 4원소와 연결했던 고대 그리스의 원소이 론 및 고대와 현대의 건축공학을 살펴본 후, 4D 프레임을 사용하여 지오데식 돔을 직접 만들어본다. 이를 통해 미술, 역사, 철학 등의 인문예술과 수학, 과학, 기술 원리의 융합을 자유롭게 탐색하고 체험하고자 한다.
l 중등 프로그램 연번 성명 주제 강의 개요 6 김○영 피아노(악기) 만들기 본 강의는 학생들이 학교생활에서 마주칠 수 있는 “음악공연 을 하려고 하는데 악기가 부족한 상황에서 어떤 방법이 있 을까?”라는 문제에서 시작됩니다. 1차시에서는 악기를 만드 는 도구인 아두이노와 엔트리에 대해 학습합니다. 2차시에는 아두이노와 엔트리를 활용하여 버튼과 센서를 이용한 악기 를 제작합니다. 3차시에는 각자의 아이디어를 녹여 다양한 디자인으로, 다양한 소리가 나는 색다른 악기를 만들어 봅니 다. 본 강의를 통해 학생들이 다양한 교과 지식뿐 만 아니라 융합적사고력과 문제해결 능력의 향상이 기대됩니다. 7 박○선 유전자 검사의 원리 유전자검사는 친족확인 등의 개인 식별, 유전자 이상에 의한 질병 진단, 암이나 치매 관련 유전자를 확인하여 질병 감수 성 예견 등에 이용되고 있다. 유전자검사는 방법에 따라 분 자생물학적 유전자검사, 세포유전학적 검사, 생화학 검사 등 으로 구분할 수 있다. 그 중 분자생물학적 유전자 검사는 타 액 같은 체액, 조직 또는 혈액에서 분리한 세포로부터 DNA 를 추출하여 유전자를 검사하는 방법이다. 따라서 본 실습에 서는 유전자검사의 원리를 이해하고, 주어진 세포를 이용하 여 DNA를 추출하는 과정을 실험할 예정이다 8 신○선 수포자 탈출!! 나는 최고의 수학 디자이너!! 본 연구에서는 학습에 대한 학생들의 흥미와 자신감 등의 정의적 특성을 함양시키기 위해 평행이동과 대칭이동의 수 학 개념을 활용한 창의적인 디자인(미술) 활동을 주제로 STEAM 교수·학습 자료를 개발하였다. 수학과 미술은 연관성이 없는 과목으로 생각하지만 인류가 자연에 대해 탐구하고 이해하며 이를 표현하기 위해 함께 발전해왔다. 비례, 조화, 대칭, 황금비, 기하학 및 원근법 등 의 개념에는 수학과 미술의 철학과 개념이 모두 담겨있다. 또한, 미술은 학생들이 가지고 있는 경험과 생각을 자유롭게 표현할 수 있도록 도와줌으로써 창의성, 자신감 및 의사소통 능력을 길러주는데 매우 적합한 과목이다. 9 유○아 물 부족의 원인과 해결방안 본 수업에서는 STEAM 수업과 평가를 개발하기 위해 역량 기반, 과정 평가 모델로 구성된 모듈형 평가 모델을 소개하 고, 실제 수업에 적용된 예시를 설명함으로써 이 모델이 어 떻게 구현되었는지 이해한다. 이러한 이해를 바탕으로, 연수 에 참여한 교사가 주어진 주제에 대한 수업을 택 1하여 개 발해보고 (롤러코스터 디자인, 합성 비타민 vs. 천연 비타민, 지진, 천재인가, 인재인가 등) 평가 모델을 구성하여 본 후, STEAM 수업 개발과 평가에 대한 논의 시간을 가진다. 10 장○원 STEAM수업을 게임 으로 재미있게 '게임을 적용한 STEAM' 수업은 교사가 STEAM을 이해하고, 게임의 요소를 적용하여 모든 학생들이 몰입하는 수업실천 역량 개발을 위한 프로그램이다. 이 수업을 통해 교사는 STEAM 수업의 실제를 체험하고 이를 적용하는 기초 역량을 기를 뿐만 아니라 모든 아이들이 참여하는 게임 기반의 수 업을 설계하는 역량을 함양할 것이다.ﾠ
l 활동 예시 초등 분임1 : 스티로폼 비행기 만들기 멘토교수 : 김○수 (한국교원대 기술교육과) - 워크숍 개요 : 이 워크숍은 창의성을 기를 수 있는 체험활동의 융합교육 주제이다. 스티로폼으 로 비행기를 만들어 봄으로써 STEAM 교육의 내용인 과학, 기술, 공학, 예술, 수학적 요소를 모 두 경험하고 배울 수 있다. < 수업 절차 > 상황 제시 ⁃ STEAM 교육의 이해 ⁃ 비행기가 뜨는 원리 알아보기 ⁃ 비행기 방향성의 원리 알아보기 창의적 설계 ⁃ 창의적인 스티로폼 비행기 만들기 ⁃ 비행기의 STEAM 요소 이해하기 감성적 체험 ⁃ 스티로폼 비행기 날리기 ⁃ 문제해결하기 ⁃ 평가하기 <그림 3> 멘토교수 워크숍 활동 자료 예시 <그림 4> 멘토교수 워크숍 활동 예시-스티로폼 비행기 만들기
(3) 분임별 활동 l 분임별 멘토교사 멘토교사는 분임의 연수생들이 학교급에 맞는 STEAM 수업을 구성할 수 있도록 이끌어 주는 역할을 하였다. 이들은 각 학교급에서 10년 이상 근무한 교사이자 STEAM 교육의 전 문가로서, 연수생들이 수업 구성의 아이디어 탐색부터 지도안 완성에 이르는 전 과정에서 도움을 주는 멘토 역할을 수행하였다. 집합연수 이후에는 연수생들이 지도안을 바탕으로 수업을 적용하는 데 필요한 컨설팅을 수행하였다. 분임 멘토교사 보조교사 도우미 1 배○희 서울난곡초 수석교사 김○인 김○영 2 조○준 보은동광초 교사 김○인 문○철 3 강○수 음성남신초 교사 문○영 송○성 4 김○연 세종고운초 교사 신○호 우○애 5 신○옥 용인언남초 교사 강○희 최○후 6 박○미 세종새롬고 교사 이○철 이○진 7 유○은 한국교원대 박사 문○섭 염○진 8 김○균 인천고잔고 교사 나○영 임○진 9 이○동 서울재현고 교사 노○희 최○서 10 김○수 광주광덕중 교사 조○경 구○은 l 분임활동의 흐름 (가) STEAM 수업 분석 및 재구성 - 첨단과학기술 연구소 견학 및 체험활동을 통한 STEAM 수업 재구성 - 멘토교수 워크숍 활동 후 장단점 분석 및 학교급에 적합한 활동 고안 <그림 5> 분임별 활동1- 체험활동 및 워크숍 수업 분석 및 재구성
(나) 나에게 맞는 STEAM수업 주제 찾기 교육과정 확인 및 분석
창의 재단 홈페이지를 통해 STEAM 프로그램 자료 탐색
조별 브레인 스토밍을 통해 아이디어 회의
(다) 기존 주제 재구성, 지도안 작성
- 멘토교사의 지도하에 연수생의 학교급에 맞는 지도안 작성 - 1~4인 1조로 1개의 지도안 작성
지도안 작성의 예
(라) 재구성한 개별 주제에 대한 멘토링 및 개별 주제 완성 - 재구성한 주제에 대한 피드백과 수정
- 조별 STEAM 프로그램 개발
조별 STEAM 프로그램에 대한 멘토교사 피드백 예시1
분임 멘토교사 멘티교사 1 배○희 · 소속(이름) : 대구사월초(김○진), 대구황금초(최○영), 용동초(윤○영), 샘모루초(이○영) 구분 요소 세부설명 의견 STEAM 목적 융합인재 양성 융합형 인재 양성 목적에 부합하는가? 쾌적한 교실 만들기란 주제가 융 합적인 면이 보임 STEAM 개념 학생 흥미 증진 학생의 과학기술에 대한 흥미를 높이도록 설 계되었는가? 여름의 폭염을 겪은 아이들의 호 기심을 일으킬 수 있음 실생활 연계 실생활속의 과학기술과 연관된 주제인가? 아동의 실경험을 바탕으로 한 주 제임 융합적 사고력 배양 학생의 융합적 사고력을 배양하도록 프로그램 이 설계되었는가? 쾌적한 교실 만들기의 활동이 융 합적 사고가 필요한 미션을 제시 함 S T E A M 학 습 준 거 틀 상황 제시 실생활 연계 학생들이 실생활에서 해결해야 할 문제 상황 으로 제시하고 있는가? 상황제시에 좀 더 자세한 안내가 필요함 흥미와 몰입 학생이 흥미를 느낄 수 있는, 학생의 눈높이 에 맞는 구체적인 상황인가? 쾌적한 교실이란 주제가 학생들 의 관심을 가져오게 함 창 의 적 설 계 창의성 문제 해결을 위해 학생들이 해결방법을 고안 하는 창의적 설계과정이 명확히 드러나 있는 가? 쾌적한 교실 만들기의 해결을 위 한 다양한 사례제시와 창의성 발 현을 위한 안내가 필요함 학습자 중심 놀이 및 경험 중심의 활동으로 구성하고, 학 생들이 직접 구상하고 고민하는 과정이 있는 가? 자신의 교실이라는 설정이 학생 중심의 수업으로 될 것으로 보임 산출물 [아이디어] 창의적 설계의 결과 학생마다[모둠마다] 다양 한 산출물[혹은 아이디어]이 나오도록 구성되 어 있는가? 다양한 디자인이 나올 수 있도 록 사례 제시나 방법에 대한 토 의과정이 필요함. 도구 활용 일상생활에서 사용하는 기기를 활용하여 문제 를 해결하도록 설계하였는가? 교실설계에 필요한 다양한 자료 제시가 필요함 감 성 적 체 험 문제해결 상황제시에 제시한 문제를 학생들이 해결하여 성공의 기쁨을 경험할 수 있는 내용이 제시되 어 있는가? 교실을 설계디자인을 할 수 있다 는 즐거운 과제제시가 학생들에 게 기쁜 경험을 제시할 수 있음 협력학습 협력을 통해 문제를 해결하고 결과를 도출할 수 있도록 설계되어 있는가? 쾌적한 교실 만들기를 위한 토의 가 필요한 수업으로 진행될 것 같음 도전의식 문제해결과정을 통해 새로운 과제를 도전할 수 있도록 안내 되어 있는가? 미션제시가 학생들의 도전의식을 자극함 STEAM 평가 세부관점 학습자가 문제를 해결하였다는 성공의 경험을 평가할 수 있도록 하였는가? 교실디자인과 아이디어를 만들어 내는 과정을 통해 성공의 경험을 갖게 할 수 있음 학생 평가에서 다양한 산출물(아이디어)을 평 가하였는가? 디자인에 대한 발표가 디자인 수 정을 위한 좋은 단계임 결과 중심평가가 아닌 과정 중심의 평가가 이 루어지도록 하였는가? 계속적인 수정의 단계를 거치는 수업이 돋보임조별 STEAM 프로그램에 대한 멘토교사 피드백 예시2
분임 멘토교사 멘티교사 2 조○준 · 소속 : 진○초, 대천○○초, 현○초 · 이름 : 이○윤, 김○주, 김○화 구분 요소 세부설명 의견 STEAM 목적 융합인재 양성 융합형 인재 양성 목적에 부합하는가? 적합 STEAM 개념 학생 흥미 증진 학생의 과학기술에 대한 흥미를 높이도록 설 계되었는가? 적합 실생활 연계 실생활속의 과학기술과 연관된 주제인가? 주제 : 산과 염기 과학적 개념의 접근에 있어서 실생활과의 연계가 적절 융합적 사고력 배양 학생의 융합적 사고력을 배양하도록 프로그램 이 설계되었는가? 도덕・윤리적 측면을 강조한 프로그램으로 적합하게 설계됨 S T E A M 학 습 준 거 틀 상황 제시 실생활 연계 학생들이 실생활에서 해결해야 할 문제 상황 으로 제시하고 있는가? 웃어른 공경이라는 실생활의 이 슈를 토대로 제시되고 있는 상황 이 아이들의 공감을 일으키기에 충분해 보임. 다만 4~5차시 대체가능한 채색 도구를 사용해하는 상황에 대한 공감을 위해 이에 따른 상황제시가 추가적으로 필요하다는 생각이 듦. 흥미와 몰입 학생이 흥미를 느낄 수 있는, 학생의 눈높이 에 맞는 구체적인 상황인가? 창 의 적 설 계 창의성 문제 해결을 위해 학생들이 해결방법을 고안 하는 창의적 설계과정이 명확히 드러나 있는 가? 웃어른에게 감사한 마음을 전달하 기 위한 매개로서 선물을 다양한 입체 모양 및 색을 이용하여 구안 하도록 잘 제시됨. 4~5차시에는 2~3차시에 제시된 해당 내용을 과학 실험과 관련하 여 해결하도록 과제를 안내하여 대체 가능한 채색도구를 창의적으 로 탐색하도록 안내하고 있음. 학습자 중심 놀이 및 경험 중심의 활동으로 구성하고, 학 생들이 직접 구상하고 고민하는 과정이 있는 가? 산출물 [아이디어] 창의적 설계의 결과 학생마다[모둠마다] 다양 한 산출물[혹은 아이디어]이 나오도록 구성되 어 있는가? 도구활용 일상생활에서 사용하는 기기를 활용하여 문제 를 해결하도록 설계하였는가? 감 성 적 체 험 문제해결 상황제시에 제시한 문제를 학생들이 해결하여 성공의 기쁨을 경험할 수 있는 내용이 제시되 어 있는가? 감사한 마음을 전하기 위한 적절한 색을 찾도록 하는 도전이 학습지에 잘 표현되어 있음. 다만 이 과정이 지도안에 제시된 활동에는 빠져있 음. 이 부분에 대한 일치된 과정안 의 수정 작성이 필요해 보임. 협력학습 협력을 통해 문제를 해결하고 결과를 도출할 수 있도록 설계되어 있는가? 도전의식 문제해결과정을 통해 새로운 과제를 도전할 수 있도록 안내 되어 있는가? STEAM 평가 세부관점 학습자가 문제를 해결하였다는 성공의 경험을 평가할 수 있도록 하였는가? 다양한 평가 방법이 사용되고 있 으며 평가 내용이 목표와 일관성 있게 제시되고 있음. 최종 보고서에 첨부될 평가에 대 한 구체적인 내용 및 결과 기대 됨. 학생 평가에서 다양한 산출물(아이디어)을 평 가하였는가? 결과 중심평가가 아닌 과정 중심의 평가가 이 루어지도록 하였는가?2) 현장적용 ○ 연수기간 : 2018년 8월 20일(월) ~ 10월 19일(금) ○ 연수장소 : 4개권역(서울·경기·제주, 강원·충청, 경상, 전라권) 연수 대상자의 근무교 ○ 연수내용 : 컨설팅단이 구성되어 교사 개인별 담당 교과 및 학교급에 맞게 STEAM 수업자료를 개발 및 수정하여 학생들에게 적용하고 보완하여 최종 STEAM 수업자 료를 개발하고 이를 수업 적용하기 위한 온·오프라인 컨설팅 및 멘토링 진행 ※ 컨설팅단(연구진 교수, 멘토교사)이 온라인으로 지도안 컨설팅 1회 이상 필수진행 원하는 교사에 대하여 수업 컨설팅(오프라인, 학교방문) 진행 ○ 컨설팅 방법 - 지도안 컨설팅: 집합연수 마지막날(8월 19일) 제출한 지도안에 대해서 멘토교사가 10 일 이내에 컨설팅 의견을 담아 온라인으로 피드백함 - 수업 컨설팅: 희망자에 한해 오프라인으로 수업 진행에 대하여 컨설팅함. 컨설팅 방법은 각 권역별 집합 컨설팅(오프라인)이 될 예정임 ○ 수업 컨설팅 일정 (9월 12일(수), 14일(금)) 시 간 행사내용 진행자 비고 13:30-14:00 등 록 운영진 14:00-14:10 개회 및 안내 14:10-15:00 컨설팅 요청서 작성 컨설팅단 (연구진, 멘토교사) 15:00-15:10 휴 식 15:10-16:00 융합교육 팀별 컨설팅 (30명 이내로 팀구성 운영) 컨설팅단 (연구진, 멘토교사) 16:00-16:10 휴 식 16:10-17:00 종합 토론 연구진 16:30~ 귀 가
○ 찾아가는 수업 컨설팅 (1) 1차 컨설팅 - 일시: 2018년 8월 21일 17시부터 21시까지 - 장소: 세종두루고등학교 - 참석자: 멘토교수 2명, 멘토교사 1명, 총 3팀의 멘티교사 9명, 총 12명 - 컨설팅 내용: 연수생들이 설계한 STEAM 프로그램에 대한 멘토의 질의응답 (2) 2차 컨설팅 - 일시: 9월 12일 13시 30분부터 1시 30분까지 - 장소: 서울신현중학교 - 참석자: 멘토교수 1명과 멘토교사 1명, 멘티교사 1명, 총 3명 - 컨설팅 내용: 연수생이 설계한 STEAM 프로그램에 대한 멘토의 질의응답 (3) 3차 컨설팅 - 일시: 9월 14일 15시 30분부터 17시 30분까지 - 장소: 용인언남초등학교 - 참석자: 멘토교수 1명과 멘토교사 1명, 멘티교사 1명, 총 3명 - 컨설팅 내용: 연수생들이 설계한 STEAM 프로그램에 대한 멘토의 질의응답 (4) 4차 컨설팅 - 일시: 9월 15일 13시부터 17시까지 - 장소: 전북임실초등학교 - 참석자: 멘토교수 1명과 멘토교사 1명, 멘티교사 1명, 총 3명 - 컨설팅 내용: 연수생이 진행하는 수업을 멘토교수와 멘토교사가 직접 참관하며 수업 후 협의회를 통해 개선방안을 모색
