2019_융합형과학기술교사연수센터 결과보고서(기초과정)_한국교원대_F

최종보고서 제출서

사 업 명

2019 융합형 과학기술 교사연수센터 운영사업

연구과제명

2019 융합형 과학기술 교사연수센터(기초과정)

연구기관

기 관 명

소재지

기 관 장

한국교원대학교

융합형

과학기술교사센터

충청북도 청주시

김현진

연구책임자

성 명

소속 및 직급

전 공

김중복

한국교원대학교

물리교육과 교수

물리교육 및

원자물리

총 연구기간

2019 년 5 월 17 일 ~ 2019 년 12 월 31 일( 7개월)

당해년도

연구기간

2019 년 5 월 17 일 ~ 2019 년 12 월 31 일( 7개월)

당해년도

연구비

일금 이억사천만원 (￦ 240,000,000 )

참여연구원수

총 21 명(책임: 1명, 연구원: 5명, 연구보조원: 15명)

2019 년도 융합형 과학기술 교사연수센터 운영사업에 의하여 수행중인 연

구과제의 최종보고서를 붙임과 같이 제출합니다

_.

붙임

_{: 최종보고서 10부.}

2019년 12월 9일

주관연구책임자 김 중 복 인

주관연구기관장 김 현 진 직인

한국과학창의재단 이사장 귀하

보고서 초록

과제번호

연구기간

_{2019.05.23~12.31}

연구사업명

2019 융합형 과학기술 교사연수센터 운영사업

연구과제명

_{(한글) 2019 융합형 과학기술 교사연수센터(기초과정)}

연구책임자

(연구기관명)

김중복

참 여

연구원수

총

21 명

연 구

용역비

240,000 천원

요 약 문

보고서 면수

1. 연구목표 ○ STEAM 교사연수를 기획 및 운영함으로써 STEAM 입문자와 다양한 교과 교사를 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 2. 연구내용 및 성과 1) STEAM 교사연수 기획 및 운영(총 이수인원 264명) ○ 연수 커리큘럼 기획 및 개발 ○ 집합연수 운영 ○ 현장적용 지원 ○ 성과발표회 2) STEAM 관리자 연수 기획 및 운영(총 이수인원 434명) ○ 연수 커리큘럼 기획 및 개발 ○ 찾아가는 관리자 연수 운영 3) 연수 효과성 분석 및 발전방안 연구 ○ 교사연수 및 관리자 연수 이수자 만족도 ○ 융합형 과학기술 교사연수센터 발전방안 제언 3. 차년도 사업계획

1) 연수 프로그램 개선 위한 연구 실시

2) 연수 효과 증대 위한 연수 프로그램 개선(내용 및 방법)

3) 연수 효과 확인 위한 연구 실시

색인어

(각5개 이상)

한글

스팀, 융합, 과학, 기술, 예술, 교사 연수, 관리자 연수

편집순서 ₄

요 약 문

1. 연구 목적 및 필요성 ○ STEAM 교사연수를 기획 및 운영함으로써 STEAM 입문자와 다양한 교과 교사를 대상으로 개념 이해와 수업 사례 체험연수를 통해 학교 현장의 STEAM 확산 기 반 마련 ○ STEAM 관리자 연수를 기획 및 운영함으로써 STEAM 수업 우수사례 소개 및 체 험 등을 통해 학교 관리자의 STEAM 인식도 제고 및 이해 증진 2. 연구 내용 및 결과 1) STEAM 교사연수 기획 및 운영(총 이수인원 264명) ○ 연수 커리큘럼 기획 및 개발 ○ 집합연수 운영 ○ 현장적용 지원 ○ 성과발표회 2) STEAM 관리자 연수 기획 및 운영(총 이수인원 434명) ○ 연수 커리큘럼 기획 및 개발 ○ 찾아가는 관리자 연수 운영 3) 연수 효과성 분석 및 발전방안 연구 ○ 교사연수 및 관리자 연수 이수자 만족도 ○ 융합형 과학기술 교사연수센터 발전방안 제언

3. 기대 성과 및 활용 계획 1) 국가적 STEAM 교육정책 확산에 기여 ○ 학교 현장에 필요한 수요를 제공함 2) 교사들의 역량 강화 ○ 교사들의 STEAM 프로그램 개발자로서의 전문성이 향상 ○ 첨단과학에 접함으로서 STEAM 수업의 질과 창의성이 향상 3) 학생들의 창의 융합 역량 향상 ○ 융합형 인재교육 강화로 국가 경쟁력 향상에 기여 4. 차년도 연구계획 1) STEAM 교사 연수의 효과 증대 위한 연수 프로그램 개선(교사/관리자) 2) STEAM 연수 개선 및 효과 확인을 위한 연구 실시

목 차

1. 과제의 중요성 및 필요성 ··· 1

가. 과제의 중요성 ··· 1

나. 과제의 필요성 ··· 2

다. 목적 ··· 3

2. 과제 목표 및 추진 방법 ··· 4

가. 과제의 개요 ··· 4

나. 과제의 내용 및 추진 전략 ··· 4

다. 과제 추진체계 및 운영조직 ··· 5

3. 과제의 내용 ··· 9

가. 융합인재교육(STEAM) 교사 연수 기획 및 운영 ··· 9

나. 융합인재교육(STEAM) 관리자 연수 기획 및 운영 ··· 99

다. 융합인재교육(STEAM) 연수 효과성 분석 및 발전방향 ··· 118

라. 융합인재교육(STEAM) 성과 확산 노력 ··· 140

4. 과제 추진 실적 ··· 142

가. 융합인재교육(STEAM) 교사 연수 ··· 143

나. 융합인재교육(STEAM) 관리자 연수 ··· 144

다. 융합인재교육(STEAM) 효과성 및 발전방안 연구 ··· 144

5. 기대성과 ··· 145

가. 연구 결과의 활용 방안 ··· 145

나. 기대효과 ··· 145

6. 차년도 연구계획 ··· 146

가. 융합인재교육(STEAM) 교사 연수 기획 및 운영 ··· 146

나. 융합인재교육(STEAM) 관리자 연수 기획 및 운영 ··· 149

다. 융합인재교육(STEAM) 연수 효과성 분석 및 발전방향 ··· 150

7. 참고문헌 ··· 151

부록

1. STEAM 수업지도안 우수사례 ··· 155

2. STEAM 기초과정 연수 이수자 명단 ··· 257

3. STEAM 기초과정 연수 만족도 설문지 ··· 265

4. STEAM 관리자 연수 이수자 명단 ··· 290

5. STEAM 관리자 연수 만족도 설문지 ··· 304

6. 사업비 집행 총괄표 ··· 308

표 차 례

<표 1> 융합형 과학기술 교사연수센터에서 열린 협의회 ··· 12 <표 2> 교사 연수 분임별 강사-보조교사-도우미 명단 ··· 18 <표 3> STEAM 교사 1차 집합연수 일정 ··· 21 <표 4> STEAM 교사 2차 집합연수 일정 ··· 23 <표 5> STEAM 교사 연수 첨단과학기술분야 워크숍 ··· 31 <표 6> STEAM 예술‧영상 미디어 융합 워크숍(초등) ··· 40 <표 7> STEAM 예술‧영상 미디어 융합 워크숍(중등) ··· 41 <표 8> STEAM 수업 체험 워크숍(초등) ··· 52 <표 9> STEAM 수업 체험 워크숍(중등) ··· 52 <표 10> 교사 연수신청 및 이수대상 인적사항 ··· 91 <표 11> 교사 연수신청 및 이수대상 소속기관 ··· 91 <표 12> STEAM 교사연수 지역별 이수 현황 ··· 92 <표 13> STEAM 관리자 연수 일정 및 장소 ··· 99 <표 14> STEAM 관리자 연수 프로그램 ··· 101 <표 15> STEAM 관리자 연수 신청 및 이수 현황(학교급) ··· 116 <표 16> STEAM 관리자 연수 신청 및 이수 현황(지역) ··· 117 <표 17> STEAM 교사/관리자 연수 만족도 설문 문항 ··· 119 <표 18> 연수프로그램 전반에 대한 만족도 ··· 121 <표 19> 연수프로그램 유형별 만족도 ··· 122 <표 19> 연수 세부 프로그램 만족도 ··· 123 <표 21> 첨단 과학기술 관련 연구소 견학 만족도 ··· 124 <표 22> 예술‧영상 미디어 융합 프로그램 만족도 조사 ··· 125 <표 23> STEAM 수업 체험 워크숍 만족도 ··· 126 <표 24> 분임별 멘토교사 만족도 ··· 127 <표 25> 연수 운영 및 지원에 대한 만족도 ··· 128 <표 26> 1차 집합연수에 대한 의견 ··· 129 <표 27> 2차 집합연수 만족도 ··· 131 <표 28> 2차 집합연수에 대한 의견 ··· 132 <표 29> STEAM 수업 평가 ··· 133 <표 30> 학생평가 4점 만점 : 5점으로 환산 ··· 134 <표 31> 설문 응답자 인적사항 ··· 135

<표 33>.연수 세부 프로그램 만족도 ··· 137 <표 34> 연수 지원 만족도 ··· 138 <표 35> 연수에 대한 의견 ··· 139

그 림 차 례

[그림 1] STEAM 교육의 목표와 사업 ··· 1 [그림 2] 21세기 4차 산업 혁명시대를 대비한 STEAM 교육의 필요성 ··· 3 [그림 3] 기초과정 교사연수센터 운영 목표 및 추진 전략 ··· 4 [그림 4] 2019년 융합형 과학기술 교사연수센터(기초과정) 주요과업 체계 ··· 6 [그림 5] 2019년 융합형 과학기술 교사연수센터 연구 추진체계 ··· 7 [그림 6] 사업 추진체계 ··· 8 [그림 7] STEAM 교사연수 프로그램 운영 단계 ··· 9 [그림 8] 융합인재교육(STEAM) 교사연수(기초과정) 프로그램 개요 ··· 10 [그림 9] STEAM 교사연수 프로그램 일정 및 주요내용 ··· 10 [그림 10] 한국교원대학교 캠퍼스맵 ··· 13 [그림 11] 한국교원대학교 강의 시설 ··· 13 [그림 12] 한국교원대학교 숙박시설 ··· 14 [그림 13] STEAM 교사 연수 프로그램 기본안 ··· 15 [그림 14] 연수생 선택 프로그램 목록 ··· 16 [그림 15] 담임제 운영 주요 내용 ··· 17 [그림 16] 집합연수 프로그램 개요 ··· 19 [그림 17] 온라인 사전학습 안내 공지 ··· 19 [그림 18] STEAM 개념 강좌 목차 예시 ··· 20 [그림 19] STEAM 사전 개념학습 확인 활동 ··· 20 [그림 20] STEAM 교사연수 집합연수 프로그램 개요 ··· 24 [그림 21] STEAM 정책 및 사업 소개 발표자료 ··· 24 [그림 22] 과학기술 혁신과 예술 강의자료 ··· 25 [그림 23] STEAM 교수학습 방법 강의자료 ··· 26 [그림 24] STEAM 프로그램 탐색 강의자료 ··· 27 [그림 25] STEAM 학교 운영사례 강의자료 ··· 28 [그림 26] STEAM 수업 우수사례 초등 강의자료 ··· 29 [그림 27] STEAM 수업 우수사례 중등 강의자료 ··· 30 [그림 28] 공군사관학교 실험 실습 ··· 32 [그림 29] 한국전자통신연구원 실험 실습 ··· 33 [그림 30] 한국기계연구원 실험 실습 ··· 34 [그림 31] 한국화학연구원 실험 실습 ··· 35 [그림 32] 국가수리과학연구소 실험 실습 ··· 36

[그림 34] 고인쇄박물관 실험 실습 ··· 38 [그림 35] 국립 현대미술관 실험 실습 ··· 39 [그림 36] 종이접기를 이용한 인터랙티브 조명 설계 및 제작 체험 활동 ··· 42 [그림 37] 앱을 이용하여 손쉽게 작곡하는 K-pop 레시피 체험 활동 ··· 43 [그림 38] 전도성 실을 이용한 반짝반짝 너를 응원해 체험 활동 ··· 44 [그림 39] 카드보드 멜로디 머신 체험 활동 ··· 45 [그림 40] 함께 모여 자석 악기 체험 활동 ··· 46 [그림 41] 움직이는 상상-모빌 디자인- 체험 활동 ··· 47 [그림 42] 센서, 데이터, 피지컬 컴퓨팅 체험 활동 ··· 48 [그림 43] LED 감성 콘텐츠 제작 체험 활동 ··· 49 [그림 44] 사이버매틱스를 활용한 숨은 소리 그림 찾기 체험 활동 ··· 50 [그림 45] AR을 이용한 작품 감상 체험 활동 ··· 51 [그림 46] 풍력 에너지를 이용한 친환경 학교 건물 만들기 워크숍 ··· 53 [그림 47] 찌릿찌릿 전기의 흐름 워크숍 ··· 54 [그림 48] 우리는 사이언스 커뮤니케이터 워크숍 ··· 55 [그림 49] 박물관 프로그램을 활용한 STEAM 따라잡기 워크숍 ··· 56 [그림 50] 비누방울 방울방울 워크숍 ··· 57 [그림 51] STEAM BTS! 적정기술과 4d frame의 색다른 만남 워크숍 ··· 58 [그림 52] 팝업북으로 만나는 재미있는 세상 워크숍 ··· 59 [그림 53] 인문 교과의 메이커 수업-전통책 만들기 워크숍 ··· 60 [그림 54] 데이터를 ‘잘’ 표현하면 ‘의미’가 보인다 워크숍 ··· 61 [그림 55] 풍선 드론 만들어 하늘을 날아볼까? 워크숍 ··· 62 [그림 56] 학교 소음 문제 해결 프로젝트 워크숍 ··· 63 [그림 57] 달걀에 깃든 STEAM 프로젝트 워크숍 ··· 64 [그림 58] STEAM 강의 소개 ··· 72 [그림 59] STEAM 강의 예시 ··· 72 [그림 60] 교사 피드백 예시 ··· 72 [그림 61] STEAM 2차 집합연수 개요 ··· 88 [그림 62] STEAM 정책 및 사업 소개 발표자료 ··· 88 [그림 63] STEAM 수업 현장 적용 포스터 전시 ··· 89 [그림 64] STEAM 수업 현장 적용을 위한 분임 토의 ··· 90 [그림 65] 관리자 연수 프로그램 개요 ··· 100 [그림 66] STEAM 정책 및 사업 소개 발표자료 ··· 102 [그림 67] 우리가 꿈꿔야 할 미래교육 발표자료 ··· 103

[그림 70] STEAM 적용 우수 수업사례(초등) 발표자료 ··· 106

[그림 71] STEAM 적용 우수 수업사례(중등) 발표자료 ··· 107

[그림 72] STEAM 효과성 및 발전방안 연구 ··· 118

1. 과제의 중요성 및 필요성

가. 과제의 중요성

○ 융합교육의 중요성 - 21세기는 지식기반사회⋅정보화사회⋅세계화사회⋅다원화사회로 정의되며, 새로운 지식의 창출과 그 활용 여부에 따라 개인의 삶의 질 향상은 물론 국가 경쟁력이 좌 우되고 있음. 이러한 사회를 주도하는 핵심요체는 인문사회과학기술의 융합이며 융 합기술 발전의 원동력은 융합인재 교육을 통한 창의적인 고급 두뇌 양성임. - 분야별 개별 지식만으로는 복잡하고 다층적인 현안 이슈를 해결하는데 한계에 봉착 하여 새로운 문제에 직면했을 때 다른 분야를 넘나들며 새롭고 가치 있는 방식으로 문제를 해결할 수 있는 인재 양성이 21세기 4차 산업 혁명 시대에 경쟁력의 핵심으 로 부각되고 있음. - 따라서 국가에서는 [그림 1]과 같이 국가적인 인재 양성을 위해 초·중등학교 수준에 서부터 과학 기술에 대한 흥미와 이해를 높이고 융합적 사고와 문제 해결 능력을 배양할 수 있도록 학습 내용 및 방법의 재구조화하여 과학기술 융합인재를 양성으 로 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 이르기까지 다양한 교육 소재를 교육적으로 활용할 수 있으며, 이때 첨단과학기술의 산물의 이 용은 많은 경우 학생의 관심과 호기심을 강하게 자극할 수 있어 효과적임. - STEAM 교육을 실행하는 교사를 대상으로 한 연구에서 교사들은 STEAM 교육을 통 하여 학생 및 교사, 학습 결과, 학부모 인식에서 긍정적 변화를 보였으며, 이를 통하 여 학생 및 수업에 대한 ‘고정 관념이 깨진다’고 보고함. 이러한 교육 방법은 수업 개선을 위한 교수 전략으로 접근이 가능함을 보여주고 있음(강남화 외, 2018).

나. 과제의 필요성

○ STEAM 교육의 성과 분석 - 한국과학 창의재단을 통해 진행된 7년간의 노력으로 통계적으로 유의미한 차이를 가지고 학생들의 역량이 신장되고 있지만 2017년도에 실시한 STEAM 교육의 성과 분석에 따르면 실시 년도에 따라, 학교 급에 따라 그 효과의 정도가 다른 것으로 드 러났음. 2015년도 실시 효과를 분석한 결과에서는 초등학생의 경우 STEAM교육을 받은 실험집단 학생들이 STEAM 교육을 받지 않은 비교집단 학생에 비해 사전 점수 를 통제한 후에 사후 점수에 있어 측정한 모든 정의적 영역에서 통계적으로 유의미 한 차이는 나타냈지만, 중학생과 고등학생의 경우는 유의한 차이가 드러나지 않았 음. 반면, 2016년의 결과에서는 사전 점수를 통제하였을 때, 초등학생과 중고등학생 모두 유의한 효과를 드러냈음. 아울러 일부 과정에서는 참가자들의 소극적 참여, 형 식적으로 연구를 수행하는 등의 문제가 나타남(강남화 외, 2018). - 이러한 이유에 대하여 학교 현장의 STEAM 교육에 대한 이해와 관심 부족, STEAM 교육 자료 개발을 위한 많은 시간과 노력의 투입, STEAM 교육의 정책적 일관성과 행정적 지원의 지속성에 대한 의구심 등을 지적받고 있음. - 따라서 교사와 관련자들의 이해와 인식을 변화시키고 실행할 수 있는 맞춤형 연수 와 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 교사공 동체의 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 쉽지 않으므로, 교사의 수업 개선을 돕기 위하여 필요한 프로그램이나 수업 재료를 공급 해 줄 수 있는 지원단이 필요함.

○ STEAM 교사연수의 필요성 - 첨단과학 기술의 급속한 발전으로 과학 기술과 교육 사이에 격차가 발생함에 따른 교사들의 과학 기술 내용적 전문성 신장 욕구를 충족시킬 교사 연수 시스템 필요. - STEAM 교육의 활성화 및 안정적인 정착을 위해 STEAM 교육에 대한 교사들의 이 해를 증진하고 전문성을 신장하는 교사 교육 프로그램 필요. [그림 2] 21세기 4차 산업 혁명시대를 대비한 STEAM 교육의 필요성

다. 목적

○ 사업 목적 - 과학기술과 교육현장 사이의 간격을 좁히고, 최신 과학기술에 대한 지식과 경험 습 득 및 융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발‧적용 연수를 통한 교원의 융합인재교육 (STEAM) 전문성 제고 ○ 교사 연수(기초과정) 운영 목적 - STEAM 입문자와 다양한 교과 교사를 대상으로 개념 이해와 수업 사례 체험을 중심 으로 학교 현장의 STEAM 확산 기반 마련

2. 과제 목표 및 추진방법

가. 과제 개요

사업단 운영 목표 : 교사의 STEAM에 대한 이해 및 역량 강화를 통한

현장 교육에의 STEAM 교육 확산

가. STEAM 교육을 처음 경험하는 교사들에게 기초적인 연수 과정을 통해 STEAM에 대한 이해를 제 고한다. 나. 연수 대상자의 수준을 고려하여 흥미와 관심을 유발할 수 있는 연수 프로그램을 제공한다. 다. 교사 스스로 STEAM 교육 콘텐츠를 개발하여 적용할 수 있는 능력을 향상한다. 라. STEAM에 대한 흥미와 긍정적 인식을 제고함으로써, 학교 현장에 STEAM 교육을 확산한다.

나. 과제 내용 및 추진 전략

다. 과제 추진체계 및 운영조직

1) 운영조직

- 한국교원대학교 구성원을 주축연구진으로 하되 전국의 타 대학 교수 및 현장교사를 멘토교수 및 교사로 확보하여 다양한 권역에 대한 현장 적용 지원 - 첨단과학기술분야, 예술 분야 기관을 협력기관으로 확보하여 전문성 강화 - 학위과정 현장교사 및 학부생 도우미 활용을 통하여 STEAM 파급 효과 연구진 김○복 (한국교원대 물리교육과 교수) 양○호 (한국교원대 화학교육과 교수) 이○택 (한국교원대 기술교육과 교수) 최○준 (한국교원대 물리교육과 교수) 정○영 (한국교원대 미술교육과 교수) 이○원 (한국교원대 영재교육 강사) 멘토교수 멘토교사 김○수 (한국교원대 기술교육과 교수) 김○영 (한국교원대 컴퓨터교육과 교수) 박○선 (한국교원대 생물교육과 교수) 민○훈 (한국교원대 음악교육과 교수) 김○성 (한국교원대 지구과학교육과 교수) 권○주 (경인교육대 과학교육과 교수) 하○수 (강원대 과학교육학부 교수) 정○호 (전북대 과학교육학부 교수) 최○호 (순천대 화학교육과 교수) 심○호 (부산대 생물교육과 교수) 이○녕 (경북대 지구과학교육과 교수) 신○경 (제주대 과학교육과 교수) 이○희 (응봉초 수석교사) 김○연 (고운초 교사) 신○옥 (언남초 교사) 강○수 (남신초 교사) 조○호 (마장초 교사) 이○수 (장수초 교사) 손○현 (무학중 교사) 이○구 (광신중 교사) 임○철 (장산중 교사) 김○석 (오산중 교사) 김○균 (고잔고 교사) 황○옥 (옥천고 교사) 보조교사 도우미 학생 고○라 문○진 노○름 홍○인 전○아 오○호 강○희 김○희 박○인 이○혁 박○정 이○하 박○영 (전체 한국교원대학교 석사과정) 김○영 문○철 송○성 우○애 최○후 이○진 염○진 임○진 최○서 구○은 (전체 한국교원대학교 학부생) 연구보조원 조○훈 (한국교원대학교 석사과정) 안○혜 (한국교원대학교 석사) 협력기관 공군사관학교(청주) 한국전자통신연구원(대전) 한국기계연구원(대전) 한국화학연구원(대전) 한국지질자원연구소(대전) 한국에너지기술연구소(대전) 고인쇄박물관(청주) 국립현대미술관(청주)

2) 추진체계

○ 주요 과업 체계

- 교사연수, 관리자연수, 역량 강화 연구의 주요 과업을 단계별로 세분화 - 연구 성과 확산을 위한 과업 추가

○ 연구 추진 체계 - 과업에 따른 별도 추진 체계 구성 - 센터 연구진을 중심으로 운영하되 자문단 및 외부 인력 적극 활용 - 연수에서 멘토교사, 예술강사, 연구소 인력을 활용하여 전문성 증가 - 컨설팅에서 권역별 컨설턴트 및 온라인 컨설턴트를 활용하여 접근성 강화 [그림 5] 2019년 융합형 과학기술 교사연수센터 연구 추진체계

○ 사업 추진 체계 - 전년도 사업 운영 결과 분석에 따른 연수 프로그램 개발 - STEAM 수업의 현장 적용 확산을 위한 대상별 맞춤형 연수 진행 - STEAM 수업의 성과 확산을 위한 홍보 및 연구 진행 선행연구 ・2018 STEAM 기초과정 연수 운영 결과 분석 ・2019 연수 대상자 대상 연수 요구도 설문 조사 및 분석 ⇩ 연수 프로그램 개발 ・연수 프로그램 개발 방향 탐색 ・STEAM 기초과정 연수 프로그램 개발 ・수업 컨설팅 프로그램 개발 ・연구진 및 자문진 검토를 통한 수정・보완 후 프로그램 완성 ⇩ 연수 프로그램 운영 ・초·중등교사 대상의 45차시 STEAM 기초과정 연수 프로그램 운영 : 1차 집합연수-현장적용-2차 집합연수 : 집합연수-현장적용 기간 중 컨설팅단의 수업 컨설팅 진행 ・초·중등 관리자 대상의 6차시 STEAM 연수 프로그램 운영 : 집합연수 ⇩ 교원역량 강화 연구 ・연수 참가자 만족도 조사 ・STEAM 효과성 분석 [그림 6] 사업 추진체계

3. 과제의 내용

가

융합인재교육(STEAM) 교사연수 기획 및 운영

1) 연수개요

○ 목적 - STEAM 입문자와 다양한 교과 교사를 대상으로 개념 이해와 수업 사례 체험연수를 통해 학교 현장의 STEAM 확산 기반 마련 ○ 연수대상 : 초･중등학교 교사 - 이수인원: 총 264명(초등 148명, 중등 116명) ○ 연수유형 : 직무연수 / 45시간 ○ 연수기간 : 2019년 8월 14일(수) ∼ 10월 26일(토) ○ 연수장소 : 한국교원대학교(충북 청주)

2) 융합인재교육(STEAM) 기초과정 연수 프로그램 기획

○ 교사 연수 프로그램의 단계

- STEAM의 개념 및 현황, STEAM 이론, STEAM 기개발 STEAM 탐색, STEAM 교육 체 험, STEAM 교육 프로그램 개발 등의 순으로 STEAM 입문 과정으로 강의 구성

○ 교사 연수 프로그램의 구성(45차시) - 1차 집합연수(24차시): 체험 및 워크숍을 통한 STEAM 이해도 제고, 실생활 문제해 결 수업으로써 STEAM 중요성 인식 - 현장적용(15차시): 집합연수 기간 중 재구성 또는 개발된 STEAM 수업 콘텐츠의 현 장 적용 지원 및 컨설팅 - 2차 집합연수(6차시): 현장적용 결과 및 상호 피드백

3) 융합인재교육(STEAM) 기초과정 연수의 내용

[그림 8] 융합인재교육(STEAM) 교사연수(기초과정) 프로그램 개요 ○ 교사 연수 프로그램의 일정

구분

일정

주요 내용

1차 집합연수 (24시간) ’19. 8. 14.(수) ∼ 8. 16.(금) 2박 3일 (장소: 한국교원대학교 교원연수관) ∘과학기술 분야 이론 소개 및 현장 체험 ∘예술 분야 전문가들과 함께하는 예술‧영상미 디어 융합 콘텐츠 체험 ∘사례를 통한 STEAM 수업의 이해 및 설계 실습‧멘토교사 컨설팅 현장 적용 (15시간) ’19. 8. 19.(월) ∼ 10. 18.(금) ∘수업 개발 결과의 현장 적용 ∘STEAM 교육의 현장 확산을 위한 전달 연수 2차 집합연수 (6시간) (장소: 한국교원대학교 청람아트홀)’19. 10. 26.(토) ∘성과발표회 ∘현장 적용 결과 발표 및 사례 공유 [그림 9] STEAM 교사연수 프로그램 일정 및 주요내용

○ 1차 집합연수(총 24시간) - 연수기간 : 2019년 8월 14일(수) 10:00 ~ 8월 16일(금) 15:00 - 연수내용 : 특강을 통한 STEAM의 개념 이해, 워크숍을 통한 STEAM 이해도 향상, 첨단과학기술 분야 현장 체험을 통한 실생활 문제해결 수업으로서의 STEAM 중요성 인식, 기존 STEAM 프로그램을 재구성한 수업 설계 실습 ○ 현장적용 및 성과확산 연수(총 15시간) - 연수기간 : 2019년 8월 19일(월) ~ 10월 18일(금) - 연수장소: 각 소속 학교 - 연수내용 : 교사 개인별 담당 교과 및 학교급에 맞게 STEAM 수업자료를 개발 및 수정하여 학생들에게 적용하고 보완하여 최종 STEAM 수업자료를 개발, 사전/사후 의 온·오프라인 컨설팅 및 멘토링 ○ 2차 집합연수(총 6시간) - 연수일시 : 2019년 10월 26일(토) 10:00~17:30 - 연수장소 : 한국교원대학교 청람아트홀 등 - 연수내용 : 개인별 최종 STEAM 수업과 현장적용 결과 발표 및 공유 ○ 연수과제 및 평가 - 수업지도안 (2~4인 1조로 집합연수 기간 중 작성하여 8/16일 제출) - 수업실시 보고서 (사진 포함, 개별로 작성하여 10/10일 제출) - 현장확산 보고서 (현장적용/연구/공개수업, 전달연수 등 사진 포함 10/10일 제출) - 연수 이수 결과 통보 - 성적 산출은 하지 않으나 우수 사례 선발

4) 연수 사전준비

○ 협의회 - 연수 기획 및 연수 준비를 위한 그룹별 업무 협의회 개최 - 운영진, 멘토교사, 보조교사, 예술강사, 도우미 협의회를 통한 연수 준비

구분 참석자 일시 장소 회의내용 운영진 협의회 김○복, 양○호, 이○택, 정○영, 최○준, 이○원, 안○혜 2019.06.20. 2019.07.10. 2019.07.23. 2019.07.31. 2019.08.26. 자연 과학관 <기초과정 연수 세부 일정 안내 및 연구소 섭외> 가. 집합연수 일정 안내 나. 첨단과학기술분야 연구기관 탐방을 위 한 연구소 섭외 다. 과제 추진 방법 공유 및 STEAM 체험 수업 내용 검토 라. 첨단과학기술 분야 특강자, 선도학교 운영 사례 발표자 선정 마. 강연자 원고 적합성 분석 및 논의 바. 기타 연수 관련 논의 멘토교사 협의회 강○수, 김○연, 신○옥, 이○수, 이○희, 조○호, 김○균, 김○석, 손○현, 이○구, 임○철, 황○옥, 김○복, 최○준, 이○원 2019.06.29. 자연 과학관 <기초과정 연수(집합연수) 멘토교사 회의> 가. 집합연수 일정 안내 나. STEAM 수업 분석 및 재구성 다. 멘토교사 의견 수렴 보조교사 협의회 강○희, 고○라, 김○희, 노○름, 문○진, 박○영, 박○인, 박○정, 오○호, 이○하, 이○혁, 전○아, 홍○인, 이○원, 안○혜 2019.06.04. 2019.08.05. 자연 과학관 <기초과정 연수(집합연수) 보조교사 회의> 가. 집합 연수 보조교사 역할 안내 나. 첨단과학기술 분야 연구기관 탐방 및 체험 인솔 진행 안내 다. 멘토교사-보조교사 간 매칭을 통한 워크숍 수업 설계 및 진행의 협력 예술강사 협의회 김○석, 김○희, 문○아, 박○숙, 배○숙, 송○연, 심○경, 유○식, 전○진, 황○선, 김○서, 정○영, 최○준 2019.07.14. 서울 <기초과정 연수(집합연수) 예술강사 회의> 가. 집합연수 일정 안내 나. STEAM 연계 워크숍 진행을 위한 수업 내용 분석 다. 예술강사 의견 수렴 도우미 협의회 김○영, 문○철, 송○성, 우○애, 최○후, 이○진, 염○진, 임○진, 최○서, 구○은 2019.08.13. 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) <표 1> 융합형 과학기술 교사연수센터에서 열린 협의회

○ 연수 편의시설 확보 - 연수시설 : 한국교원대학교에 연수 시설 확보하여 편의성 확대 [그림 10] 한국교원대학교 캠퍼스맵 - 강의시설 : 교원연수관, 종합교육연수원 문화관, 교원문화관 등 연수생들이 최적의 시설에서 연수를 받을 수 있도록 장소를 섭외함. 이동 거리가 먼 경우, 버스를 이용 하여 이동함.

- 숙박시설 : 한국교원대학교 교사연수를 위해 BTL 사업으로 완공한 함덕당을 기숙사 로 확보함. 1인 1실이며 식사는 연수생을 위한 평균 1식 1만원 상당의 특별 메뉴로 준비.

5) 집합연수 운영의 실제

○ 집합연수 프로그램의 특징 (1) 첨단과학기술 및 예술‧영상미디어 융합 연계형 프로그램 집합연수 과정 중에 받게 되는 교육 프로그램이 연계성을 가질 수 있도록 프로그램 내에 이론과 더불어 첨단과학기술 연구소의 견학 및 체험, 예술‧영상미디어 융합 체험 프로그램을 포함하였다. 특히, STEAM은 다양한 분야가 융합되어야 하지만 다른 과목 에 대한 두려움을 갖는다. 따라서 본 사업단은 교사의 타 과목에 대한 두려움을 해소 하기 위하여 재미있고 자유로운 활동으로 인식되는 예술 분야의 융합을 강화하여 STEAM에 대한 진입장벽을 낮추었다. 또한 지난해 연수 운영 결과를 바탕으로 첨단과 학기술 연구소 탐방에서는 만족도가 낮은 5개 기관을 제외하고 새로운 기관을 추가적 으로 섭외하였다. [그림 13] STEAM 교사 연수 프로그램 기본안

(2) 수요자 맞춤형 연수 연수생의 학교급, 흥미에 따라 프로그램의 분임 과정을 연수생이 직접 선택할 수 있 도록 프로그램을 구성하였다. 연수생은 9개 종류의 첨단과학기술 분야 연구기관 탐방 및 체험, 10개 종류의 예술‧영상미디어 프로그램 체험 워크숍, 12개의 STEAM 수업 체 험을 직접 선택하여 연수에 참여하였다. [그림 14] 연수생 선택 프로그램 목록

(3) 담임제 운영 연수생이 연수를 통해 STEAM 지도안을 작성하고 현장에 적용하는 목표를 달성하는 데 총체적이고 종합적인 도움을 받을 수 있도록 전문가가 담임과 같이 연수생을 이끌 어줄 수 있도록 담임제로 운영하였다. 특히, 이번 연수에서는 2018년 연수 결과를 바 탕으로 학교에서의 현장 적용을 목표로 하는 기초 과정 연수의 특색을 살려 담임을 멘토교수보다는 현장 교사인 멘토교사를 적극적으로 활용하였다. l 멘토교사 (STEAM 전문가인 현장교사) -분임별 활동의 지도 -지도안 컨설팅, 수업 컨설팅 -워크숍 수업 설계 및 진행의 협력 l 보조교사 (학위과정 현장교사)

-

과학기술예술 분야 연구기관 탐방 & 체험의 인솔 -워크숍 수업 설계 및 진행의 협력 -분임별 활동의 협력 l 도우미 (학부 학생) -멘토교사 및 보조교사 도움 [그림 15] 담임제 운영 주요 내용

분임 수업주제 강사 보조교사 도우미 1 풍력 에너지를 이용한 친환경 학교 건물 만들기 강○수 박○영 구○은 2 찌릿찌릿 전기의 흐름 김○연 이○하 박○민 3 우리는 사이언스 커뮤니케이터 신○옥 강○희 배○혁 4 박물관 프로그램을 활용한 STEAM 따라잡기 이○수 문○진 오○선 5 비누방울 방울방울 이○희 전○아 이○ 6 STEAM BTS! 적정기술과 4d frame의 색다른 만남 조○호 오○호 임○연 7 팝업북으로 만나는 재미있는 세상 김○균 박○정 임○빈 8 인문교과의 메이커 수업 : 전통책 만들기 김○석 노○름 정○연 9 데이터를 ‘잘’ 표현하면 ‘의미’가 보인다 손○현 박○인 최○진 10 풍선 드론 만들어 하늘을 날아볼까? 이○구 이○혁 최○리 11 학교 소음 문제 해결 프로젝트 임○철 홍○인 최○남 12 달걀에 깃든 STEAM 프로젝트 황○옥 김○희 허○현 <표 2> 교사 연수 분임별 강사-보조교사-도우미 명단 (4) 성과공유 활성화 STEAM 교육에 입문한 연수생들의 수업 성과를 포스터 형식으로 발표하고 공유하였 다. 연수생들은 성과발표회를 통하여 다양한 STEAM 수업 사례를 확인하고 STEAM 수 업에 관한 경험을 나누며 더 나은 STEAM 수업을 위한 방법을 모색하였다.

○ 집합연수 프로그램 세부내역 (1) 온라인 사전학습 - 융합인재교육 관련 개념 사전 이해 및 중복 학습 방지 - 연수생의 특성에 맞춤화하기 위하여 기 개발된 한국과학창의재단의 STEAM 교육 연 수 프로그램을 활용하여 온라인 사전학습 - 연수생의 참여 증대 위하여 연수 1일차 STEAM 퀴즈 대회 개최 [그림 16] 집합연수 프로그램 개요

[그림 18] STEAM 개념 강좌 목차 예시

(2) 1차 집합연수

- 연수기간 : 2019년 8월 14일(수) 10:00 ~ 8월 16일(금) 15:00 - 연수장소 : 한국교원대학교

- 연수내용 : STEAM의 개념 특강, STEAM 체험 워크숍, STEAM 수업 설계 실습

일정 8. 14. (9시간) 8. 15. (10시간) 8. 16. (5시간) 08:00-09:00 아침 식사 09:00-10:00 초등 중등 분임별 활동(3) STEAM 수업 지도안 작성 STEAM 선도학교 운영 사례 발표 한○미(세종고운 초) STEAM 교사연구회 운영 사례 발표 강○화(시흥매화 고) 10:00-11:00 개회식 및 연수 오리엔테이션 김○복 한국교원대 교수 STEAM 우수 수업 사례 발표 1 & 2 이○희(응봉초) 신○옥(언남초) STEAM 우수 수업 사례 발표 1 & 2 노○영(과천중앙고) 손○현(무학중) 11:00-12:00 STEAM 개념 및 효과 소개 한국과학창의재단 12:00-13:00 점심 식사 점심 식사 점심 식사 13:00-14:00 첨단과학기술 분야 연구기관 탐방 및 체험 국립현대미술관 외 8개 기관 예술·영상미디어 융합 프로그램 체험 워크숍* 분임별 활동(4) STEAM 수업 지도안 작성 멘토링 14:00-15:00 우수 사례 발표 및 폐회식 15:00-16:00 STEAM 수업 체험 워크숍* 16:00-17:00 17:00-18:00 특강 과학기술 혁신과 예술 임○순 포항공대 교수 분임별 활동(1) STEAM 수업 분석 및 재구성 18:00-19:00 저녁 식사 19:00-20:00 강의 STEAM 교수학습 방법 김○정 중앙대 교수 분임별 활동(2) 나에게 맞는 STEAM 수업 <표 3> STEAM 교사 1차 집합연수 일정

(3) 현장적용 - 연수기간 : 2019년 8월 19일(월) ~ 10월 18일(금) - 연수장소: 각 소속 학교 - 연수내용 : 교사 개인별 담당 교과 및 학교급에 맞게 STEAM 수업자료를 개발 및 수정하여 학생들에게 적용하고 보완하여 최종 STEAM 수업자료를 개발, 사전/사후의 온·오프라인 컨설팅 및 멘토링 - 구체적 운영 사항(15차시) ① 온라인 오리엔테이션(2시간) - 기초연수센터 온라인 커뮤니티 사이트에 탑재된 동영상 시청 - 동영상 강좌 내용: STEAM 개념의 이해 ② 지도안 컨설팅(6시간) - 1차 피드백(3시간): 집합연수 기간 동안 작성된 STEAM 지도안에 대하여 각 분반 담임 멘토 교사가 1차 검토 후 개별 피드백 의견을 작성하여 발송 - 2차 피드백(3시간): 담임 멘토 교사의 피드백 의견 반영하여 연수생이 지도안을 수정하고, 수정 작성된 지도안에 대하여 담임 멘토 교사가 최종 피드백 작성하여 연수생과 센터에 발송 ③ 현장적용 컨설팅(4시간) - 지도안을 실제로 현장에 적용함에 있어서 발생하는 어려움에 대한 컨설팅 제공 - STEAM 전문가인 현장교사와 융합형 교사연수센터 연구원이 맞춤형 컨설팅 제공 - 현장적용 컨설팅을 원할 경우 온라인으로 신청 ④ 현장적용 및 성과확산 보고서 작성(3시간) - STEAM 현장적용을 하고 성과확산을 하기 위한 보고서 작성 후 온라인 제출

(4) 2차 집합연수 - 연수일시: 2019년 10월 26일(토) 10:30 ~ 17:30(6시간) - 연수장소: 한국교원대학교 교양학관, 융합과학관, 학생회관 - 연수내용: 개인별 최종 STEAM 수업자료와 현장적용 결과 발표 및 공유 시간 행사내용 10:00-10:30 등록 10:30-10:50 개회식 10:50-12:00 학교 급별 STEAM 현장 확산 사례 및 우수사례 발표 (교양학관 / 융합과학관) 12:00-13:00 점심 식사 13:00-15:00 팀별 발표 (학생회관) A팀(스팀 1분임, 2분임, 11분임, 12분임) B팀(스팀 3분임, 4분임, 9분임, 10분임) C팀(스팀 5분임, 6분임, 7분임, 8분임) 15:00-17:00 분임 활동 : 개선을 위한 분임별 개별 발표 및 논의 17:00-17:30 수료식 (설문 조사) <표 4> STEAM 교사 2차 집합연수 일정

○ 집합연수 프로그램 세부내용 (1) STEAM 수업 특강 l STEAM 개념 및 특징 이해 특강 특강1 : STEAM의 개념 및 효과 강사: 문○영 책임연구원(한국과학창의재단) ○ 강의 개요 : - STEAM 정책 및 사업 - STEAM의 효과 소개 [그림 21] STEAM 정책 및 사업 소개 발표자료 [그림 20] STEAM 교사연수 집합연수 프로그램 개요

특강2 : 과학기술 혁신과 예술

강사: 임○순 교수(포항공대)

○ 강의 개요 : - 과학과 예술의 관계

l STEAM 적용 특강 특강3 : STEAM 교수학습 방법 강사: 김○정 교수(중앙대) ○ 강의 개요 : - STEAM 교육을 위한 토론, 팀티칭 소개 - STEAM 교육 설계 방법 제안 [그림 25] STEAM 교수학습 방법 강의자료

특강4 : STEAM 프로그램 탐색 방법 강사: 김○연 교사(세종 고운초) ○ 강의 개요 : - 한국과학창의재단의 steam.kofac.re.kr 소개 - STEAM 프로그램 검색 방법 소개 - STEAM 사전 개념 확인

l STEAM 사례 특강 특강5 : STEAM 학교 운영 사례 강사: 초: 한○미(세종고운초)/ 중: 강○화(시흥매화고) ○ 강의 개요 : - 학교급별 선도학교 운영 조직 - 학교급별 선도학교 운영 현황 소개 [그림 30] STEAM 학교 운영사례 강의자료

특강6 : STEAM 우수 수업 사례 발표(초등) 강사: 이○희(응봉초)/신○옥(언남초) ○ 강의 개요 : - 학교급별 STEAM 우수수업 소개 - 사례를 통한 STEAM 수업 설계방법 소개 [그림 33] STEAM 수업 우수사례 초등 강의자료

특강6 : STEAM 우수 수업 사례 발표(중등) 강사: 노○영(과천중앙고)/손○현(무학중) ○ 강의 개요 : - 학교급별 STEAM 우수수업 소개 - 사례를 통한 STEAM 수업 설계방법 소개 [그림 36] STEAM 수업 우수사례 중등 강의자료

(2) 첨단 연구소 탐방 및 과학기술 체험 l 첨단 연구소 방문기관 및 내용 개요 방문 기관 내용 대상 공군사관학교 Ÿ (관람) 비행시뮬레이터실 및 초음속풍동실험실, 초소형 위성센터, 유체역학 실험 장소 견학 Ÿ (체험) 충격파, 풍속에 따른 바람세기, 우주 및 태양관측 체험 중등 한국전자통신연구원 Ÿ (관람) ETRI 전시관 견학 및 홍보동영상 시청 Ÿ (강연) 가상현실 기술 소개-몰입형 상호작용을 위한 인간중심 설계 Ÿ (체험) 가상현실기술(VR/AR), 4D 기기 등 한국전자통신연구원에서 개발한 첨단기기 및 기술 체험 초/중등 한국기계연구원 Ÿ (관람) 홍보동영상 시청 및 첨단생산장비, 로봇연구실, 금속 3D 프린팅 연구실 견학 Ÿ (체험) 자기부상열차 체험 초/중등 한국화학연구원 Ÿ (관람) 한국화학연구원 홍보동영상 시청 및 홍보관 CHEMITOPIA 관람 Ÿ (체험) 의약정보플랫폼센터 한국화합물은행, 화학소재솔루션센터 랩투어 및 화학 예술 관람 초/중등 국가수리과학연구소 Ÿ (특강) 산업업수학의 활용 사례 및 전반적 내용 특강 Ÿ (관람 및 체험) 이매지너리-시각적 구상, 체험 전시물, 가상현실, 3차원 물체 등의 전시물과 이에 관한 이론적 배경- 견학 및 체험 초/중등 한국지질자원연구원 & 한국에너지기술 연구원 Ÿ (관람) 한국지질자원연구원 지질박물관 관람(화석, 표본 등) Ÿ (관람) 한국에너지기술연구원 전시관 및 친환경하우스 관람 초/중등 고인쇄박물관 Ÿ (관람) 고인쇄박물관 <직지> 활자판 및 흥덕사 관련 자료 관람 Ÿ (체험) 전사인쇄(머그겁 표면에 사진 인쇄하기), 책 제본하기 체험 초/중등 국립현대미술관 청주관 Ÿ (특강) 과학과 미술의 만남: 보존과학 특강 Ÿ (견학) 보이는 수장고, 보이는 보존과학실 견학, 보존과학자의 보존 처리 관찰 및 소통 초/중등 <표 5> STEAM 교사 연수 첨단과학기술분야 워크숍

l 활동 사례 1분임: 공군사관학교 - 세부 일정 시 간 세 부 일 정 장 소 비 고 13:30~14:40 (70분) ◦교수부 - 비행시뮬레이터실 및 초음속풍동실험실 견학 - 초소형인공위성센터 견학 - 충격파 체험 공군사관학교 단재관 14:40~15:20 (40분) ◦천문대 : 우주 관련 설명 및 태양관측 체험 공군사관학교 천문대 15:20~16:00 (40분) ◦풍동실험실 - 유체역학 실험 장소 견학 - 풍속에 따른 바람세기 체험 공군사관학교 풍동실험실 - 실험실습 프로그램 요약 ○ 교수부 : 공군사관학교 생도를 가르치는 교수진의 실험실 견학 및 장비 체험 ○ 풍동실험실 : 항공기 유체역학 관련 실험을 진행하는 장소로, 풍동실험실에서 몸으로 바 람을 맞아보는 체험 진행 ○ 천문대 : 공군의 미래 전장인 우주작전 관련 연구를 진행하는 곳으로, 천문망원경을 이용 하여 천체 관측을 직접 체험 [그림 37] 공군사관학교 실험 실습

2분임: 한국전자통신연구원 - 세부 일정 시 간 세 부 일 정 장 소 비 고 14:00~14:50 (50분) ◦ 실험 실습 - 가상현실기술(VR/AR) 전자통신연구원 전시관 이○렬 박사 15:00~16:00 (60분) ◦ ETRI 전시관 견학 - 홍보동영상 시청 - AR/VR, 4D 기기 등 한국전자통신연구원에서 개발한 첨단 기기 및 기술을 체험 전시관 담당자 - 실험실습 프로그램 요약 ○ 강연 (이○렬박사) - 제목: 가상현실 기술 소개 – 몰입형 상호작용을 위한 인간 중심 설계 - 내용: 머리 장착형 영상 장치(HMD)를 쓰고 즐기는 가상현실(VR) 콘텐츠에 적용되는 기술과 응용 사례를 소개한다. 특히 가상현실 기술에 대한 내용은 몰입형 상호작용을 위한 인간 중심의 설 계 관점을 중점적으로 다룬다. 내용 구성은 먼저 가상현실의 발전 과정과 함께 최근 2-3년 사 이 폭발적인 성장을 거듭하고 있는 HMD장치의 출시 내용과 증강현실 및 혼합현실 응용에 분 류 내용을 다룬다. 한 가상현실 기술의 핵심요소인 인간의 오감을 포함한 감각 활용 관점의 검 토하고, 상호작용 관점에서 가상현실 기술의 여러 적용 방법을 소개한다. [그림 38] 한국전자통신연구원 실험 실습

3분임: 한국기계연구원 - 세부 일정 시 간 세 부 일 정 장 소 비 고 14:00~14:20 (20분) ◦ 홍보동영상 시청 - 한국기계연구원 소개 한국기계연구원 국제회의실 홍보 담당자 14:20~15:30 (70분) ◦ 연구실 견학 - 첨단생산장비 - 로봇연구실 - 금속 3D 프린팅 한국기계연구원 해당 연구실 연구 책임자 15:30~16:00 (30분) ◦ 체험 - 자기부상열차 한국기계연구원 야외 담당자 - 실험실습 프로그램 요약 ○ 견학 - 제목: 스마트산업기계 소개 - 내용: 기존 기계기술과 IT 기술, 첨단 엔지니어링기술을 적용하여 기계의 지능화/자율화, 안전/신 뢰성 향상 등을 위한 기술이다. 세부적으로는 센서기술을 포함한 주변 환경 인지 기술, 자율주 행/작업 기술, 안전작업 기술, 가상현실 기술, 정밀/고속 기어트레인기술, 안전/신뢰성 평가 기 술 등이며 이들 기술을 융합한 시스템 기술도 그 대상임이다. 현재 기술의 적용 대상은 건설기 계, 농업기계, 수송기계, 방산 장비 및 사회 인프라 구조물 등이다. 최근 야지용 자율주행차, 굴삭기 안전작업/패턴작업자동화 기술, 가상현실을 이용한 시뮬레 이터, 고속 구조해석기술 등을 개발하고 있고, 항공용 고속 드라이브트레인 개발을 계획하고 있다. [그림 39] 한국기계연구원 실험 실습

4분임: 한국화학연구원 - 세부 일정 시 간 세 부 일 정 장 소 비 고 14:00~14:30 (30분) ◦ 홍보관 견학 - 한국화학연구원 및 업무 소개 한국화학연구원 홍보관 홍보담 당자 14:30~15:15 (45분) ◦ 의약정보플랫폼센터 화합물은행 랩투어 의약정보 플랫폼센터 상동 15:15~16:00 (45분) ◦화학소재솔루션센터 랩투어 화학소재 솔루션센터 상동 - 실험실습 프로그램 요약 ○ 한국화학연구원 홍보관 견학 - 한국화학연구원 홍보영상 시청 - 한국화학연구원 홍보관 CHEMITOPIA 관람 ○ 의약정보플랫폼센터 화합물은행 랩투어 ※ 한국화합물은행 : 신약개발의 첫 단계인 화합물 수집, 보관, 관리, 제공 등의 역할을 함. ○ 화학소재솔루션센터 랩투어 ※ 화학소재솔루션센터 : 화학소재 DB, 파일럿 합성 공정 및 800mm 폭의 롤투롤 코팅 공정 개발/지원 ○ 화학 예술 관람 ※ 바이오에티카 전시

5분임: 국가수리과학연구소 - 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 장○욱 박사 - 실험실습 프로그램 요약 ○ 특강 - 주제: 산업수학 - 강연자: 국가수리과학연구소 산업수학 담당 연구원 - 내용: 산업수학은 수학과 산업의 협력으로 새로운 가치를 창출하고 기업과 사회가 안고 있 는 문제에 새로운 해결책을 제시하는 것을 목적으로 한다. 산업수학의 활용 사례 및 전반적 인 내용을 이해하기 쉽게 소개한다. ○ 이매지너리 견학 및 체험 - 소개: 국가수리과학연구소(NIMS)와 독일수학연구소(MFO)의 공동 프로젝트로 국내에 이매지 너리(IMAGINARY) 전시를 도입·운영하고 있다. 이매지너리는 시각적 구상, 체험 전시물, 가상 현실, 3차원 물체 등의 다양한 전시물들과 이들의 이론적 배경을 쉽고 매력적으로 소개하는 것을 목적으로 하는데, 수학에 대한 흥미와 호기심을 자극하여 그 이면에 숨겨져 있는 고급 수학을 배워보고 싶은 욕구를 불러일으킬 수 있다. [그림 41] 국가수리과학연구소 실험 실습

6분임: 한국지질자원연구원 박물관 & 한국에너지기술연구원 전시관 - 세부 일정 시 간 세 부 일 정 장 소 비 고 14:00~14:50 (50분) ◦ 지질자원(화석, 표본 등) - 지질박물관 견학 한국지질자원 연구원 지질박물관 박물관 담당자 15:30~16:00 (60분) ◦ 에너지기술 - 전시관 견학 - 친환경하우스 관람 한국에너지기술 연구원 전시관 전시관 담당자 - 실험실습 프로그램 요약 ○ 지질박물관 견학 - 46억년 전 지구가 태어난 이래, 돌로 이루어진 지구 껍데기는 끊임없이 움직이면서 새로운 암석, 광상, 지형을 만들어 왔으며, 그 위에서 모든 생명이 탄생하고 진화해 왔다. 때때로 거 대한 재해를 일으키기도 하는 화산과 지진은 사실 지구가 살아있다는 증거이기도 하다. 지질박물관은 현재의 지구를 쉽게 이해할 수 있도록 암석, 광물, 화석 등 다양한 지질표본 을 수집, 연구, 전시하고 있다. 지질박물관은 우리가 딛고 서 있는 땅, 그리고 우리가 살고 있는 동네가 무슨 돌로 이루어져 있는지, 돌이 어떤 자원으로 사용되는지, 이 땅에서 어떤 생물이 어떻게 진화해 왔는지 등 지구에 대한 다양한 궁금증을 쉽고 재미있게 풀어갈 수 있 는 장을 제공한다. ○ 에너지 기술연구원 전시관 및 친환경하우스 견학 - 한국에너지기술연구원은 지구온난화의 주요 원인으로 지목받고 있는 화석에너지의 소비를 줄일 수 있도록 에너지 사용 기기의 효율향상기술, 친환경을 유지하기 위한 태양광발전 및 태양열이용 기술, 풍력발전 기술 등의 신재생에너지기술, 석유 및 석탄의 청정연료화기술, 그리고 해양융복합에너지기술을 포함한 새로운 에너지원의 발굴 및 실용화를 주요 연구 분 야로 하고 있다. 이러한 연구 활동을 일반에게 알기 쉽도록 알리는 활동을 에너지 기술연구 원 전시관이 하고 있다.

7분임, 8분임: 고인쇄박물관 - 세부 일정 시 간 세 부 일 정 장 소 비 고 13:30~14:25 (55분) ◦ 관람 - 고인쇄박물관 고인쇄박물관 문화해설사 14:30~15:30 (60분) ◦ 체험 - 자신만의 머그컵 만들기(사진 전사) 고인쇄박물관 근현대인쇄전시관 전시관 담당자 15:35~16:40 (65분) ◦ 체험 - 문양 새기기, 책 제본하기 고인쇄박물관 금속활자전수교육관 교육관 담당자 - 실험실습 프로그램 요약 ○ 관람 - 주제: 고인쇄 - 내용: 현존하는 세계에서 가장 오래된 금속활자본이자 유네스코 세계기록유산인 『직지』를 중심으로 고려의 금속활자 인쇄술과 청주 흥덕사 관련 자료를 관람하면서, 금속활자의 의미 와 가치를 되새겨본다. 또한 『직지』 상·하권 활자판 78장을 전통 주물기법인 밀랍주조법으 로 복원하여 책 모양으로 배열한 조형물의 웅장한 모습을 볼 수 있으며, 『직지』의 탄생으로 부터 프랑스로 건너가게 된 경위 그리고 현재에 이르는 과정을 영상과 함께 자세히 소개하 고 있다 ○ 체험(전사 인쇄) - 현대 인쇄 기법의 종류에 대해 알아보고, 전사 왼쇄 과정(머그컵 표면에 사진 인쇄하기)을 체험한다. ○ 체험(책 제본하기) - 책을 만들기 위한 한지 뜨기, 금속활자 인출, 능화판문양 밀기, 책 꿰매기 등을 알아보고 그 중, 능판화문양 밀기, 책 꿰매기 등을 체험한다.

9분임, 10분임: 국립현대미술관 청주관 - 세부 일정 시 간 세 부 일 정 장 소 비 고 13:00~14:30 (90분) ◦ 과학과 미술의 만남: 보존과학 특강 한국교원대 권○철 학예연구사 15:00-16:30 (90분) ◦ 국립현대미술관 수장고 및 보존과학실 견학 - 보이는 수장고 견학 - 보이는 보존과학실 견학 - 보존과학자와의 만남 국립현대미술관 청주관 보존과학실 학예사 및 도슨트 - 실험실습 프로그램 요약 ○ 국립현대미술관 보이는 수장고 및 보존과학실 견학 - 보이는 수장고 견학: 국내 최초의 보이는 수장고인 국립현대미술관 청주의 수장고를 견학하 여 국내외 미술가들의 대표적인 작품들이 수장, 보존된 상태를 직접 관람하고 관찰함. - 보이는 보존과학실: 동아시아 최초로 미술품 분야별 전문 보존시설을 구축한 국가미술품 종 합 보존 센터 및 과학감정기구를 방문하여 유화작품 보존처리실과 유기/무기 분석실에서 미 술작품 재료 분석 및 보존처리하는 과정을 견학함. ○ 초대 강연 (권○철 국립현대미술관 학예연구사) - 제목: 과학과 미술의 만남 - 보존과학이란 무엇인가? - 내용 · 자연과학과 인문학, 예술학의 융합학문인 보존과학을 소개하고, 국립현대미술관 작품보존 설명 · 작품별 보존처리 과정 및 과학 분석 과정을 살펴봄으로써 보존과학의 심층적 이해 도모 · 보존과학자(Conservator)가 되는 데 필요한 과정 및 교육기관 소개 · 자격증 및 국내 보존과학 관련 직업 소개 · 보존과학의 미래와 전망

(3) 예술‧영상 미디어 융합 체험 l 초등 프로그램 분임 성명 주제 강의 개요 1 김○석 종이접기를 이용한 인터렉티브 조명 설계 및 제작 본 활동은 다면체 종이접기를 학습하여, 조명의 형태를 만들고, 간단한 조명기구를 사용하여 조명을 제작한다. 추가적으로 심화 단계에서는 센서를 사용하여 조명을 제 어할 수 있도록 한다. 2 김○희 앱을 이용하여 손쉽게 작곡하는 K-POP 레시피 로봇이 작곡하는 시대. 기술의 발달로 어플리케이션들은 많은 진보를 하였고, 이로 인해 누구나 손쉽게 음악을 작곡 할 수 있게 되었고 체험해 볼 수 있게 되었다. K-POP에 열광하는 초등학생들에게 다양한 작곡 어플을 이용하여 손쉽게 음악 창작 하는 방법을 알려줄 수 있 고, 교과과정의 다양한 분야에 이를 활용 할 수 있다. 3 박○숙 전도성 실을 이용한 ‘반짝반짝 너를 응원해’ 본 활동은 전도물질을 이해하고, 전도성 실을 활용하여 전기회로 탬버린을 만드는 활동이다. 본 활동은 추후 자 신 또는 타인을 응원하기 활동과 연계할 수 있다. 4 배○숙 카드보드 멜로디머신 본 활동은 작은 컴퓨터인 아두이노를 이용하여 소리장치 인 멜로디 머신을 만드는 활동이다. 음악과 프로그래밍 을 연결한 활동을 통하여 악보의 의미를 이해하고, 아두 이노를 활용하여 실제 소리와 빛이 나는 실제적 장치를 만들 수 있다. 5 전○진 함께 모여 자석 악기 마이크로 컨트롤러 IC 칩으로 간단한 회로를 구성함으로 써, 컴퓨터라는 도구를 이해하고, 이를 예술적 표현의 수 단으로 바꿔보는 수업이다. 기초적인 전자 기술에 대해 알고, 기술과 예술의 상관관계에 대해서도 생각해보고자 한다. <표 6> STEAM 예술‧영상 미디어 융합 워크숍(초등)

l 중등 프로그램 연번 성명 주제 강의 개요 6 문○아 움직이는 상상: 모빌디자인 예술과 과학의 결합인 키네틱아트-모빌을 제작하기 위해 아이디어 발상법인 디자인 씽킹을 활용한다. 본 워크숍 에서는 주어진 키워드를 해결하는 과정을 경험하고 이를 통해 새로운 시각으로 문제를 바라보고 해결하는 과정에 서 창의성을 경험할 수 있다. 7 송○연 말하는 사물 만들기 : 센서, 데이터, 피지컬 컴퓨팅 본 워크숍은 피지컬 컴퓨팅 개념의 이해, 센서, 데이터 스토리텔링의 3가지 축으로 ‘말하는 사물’을 제작하고 아이디어를 공유하는 활동이다. 본 활동을 통하여 학생 들은 피지컬 컴퓨팅 메커니즘을 이해하고, 주변 환경을 데이터로 감각 할 수 있는 도구를 제작할 수 있다. 또한 이런 활동은 작은 데이터와 도구를 은유적으로 활용할 수 있는 기반을 제공한다. 8 심○경 LED 감정 언어 만들기 기술의 발달로 인해 인간처럼 말하고 생각하고 대신 활 동하는 디지털 기기들이 우리의 일상 생활 속에 들어오 고 있다. 이러한 현상 앞에서 우리가 느끼고 (보고)(누리 고)(바꾸고) 싶은 일상의 모습을 보다 주체적인 사용자, 능동적인 창작자로써의 관점에서 관찰하고 체험해 본다. 이를 위하여 본 워크숍에서는 간단한 프로그래밍으로 제 어할 수 있는 LED의 동작을 통해 상상할 수 있는 소통 의 언어, 감정 표현의 언어를 만들어 보고 그것을 모티 브로 하여 일상생활에 적용해 볼 수 있는 아이디어 제품 을 기획해 본다. 9 유○식 사이매틱스를 활용한 숨은소리그림 찾기 사이매틱스는 1970년대 한스 제니라는 사람이 만들어낸 용어로 귀로 듣는 소리의 물리적인 현상을 다른 매체를 통해 시각화 시키는 즉, 공명을 관찰하는 학문이다. 본 프로그램에는 직접 교구를 만들고 이를 통해 소리를 눈 으로 관찰하는 과정을 다룬다. 이를 위하여 소리를 눈으 로 관찰할 수 있는 클라드니 플레이트를 직접 만들고, 클라드니 플레이트를 통해 소리의 문양을 관찰하고 예술 적 영감을 얻을 수 있다. AR을 이용한 작품

본 워크숍은 NFT(Natural Feature Tracking) 방식의 증강현실(AR, Augmented Reality) 기법을 이용하여 사 물에 정보를 증강한 사례를 체험한다. 특히 코딩에 대한

l 활동 자료 초등 분임1 : 종이접기를 이용한 인터랙티브 조명 설계 및 제작 담당강사 : 김○석 ○ 수업 개요 : - 다면체 종이접기를 학습하여, 조명의 형태를 만들고, 간단한 조명기구를 사용 하여 조명을 제작한다. - (심화) 센서를 사용하여 조명을 제어할 수 있도록 한다. ○ 수업 목표 : - 다면체 종이접기를 통해서, 다면체의 구성원리를 학습하고 종이를 접어서 입체 를 만드는 방법을 학습한다. - 기본 유닛들의 조합으로 이루어지는 다면체 종이접기의 원리를 통해서 각자 조명 갓을 설계하고 제작한다. ○ 수업 준비물 : 종이, 조명, (심화) 센서키트 < 수업 절차 > 단계 시간 내용 도입 10분 ▪다면체 종이접기와 조명설계 소개 전개 60분 ▪종이접기 기호안내 ▪각기둥 접기 ▪기본 유닛접기 60분 ▪기본유닛을 이용한 다각형 접기 ▪유닛과 기둥을 이용하여 형태를 구성하기 ▪조명과 연결하기 정리 20분 ▪조명배치 및 전시 ▪심화과정 센서키트 소개

초등 분임2 : 앱을 이용하여 손쉽게 작곡하는 K-pop 레시피 담당강사 : 김○희 ○ 수업 개요 : 로봇이 작곡하는 시대. 기술의 발달로 어플리케이션들은 많은 진보 를 하였고, 이로 인해 누구나 손쉽게 음악을 작곡 할 수 있게 되었고 체험해 볼 수 있게 되었다. K-POP에 열광하는 초등학생들에게 다양한 작곡 어플을 이용하 여 손쉽게 음악 창작 하는 방법을 알려줄 수 있고, 교과과정의 다양한 분야에 이를 활용 할 수 있다.

○ 수업 목표 : Chrome Music Lab, Hum-on 등 다양한 작곡 어플을 체험해보고, 사용방법을 익혀본다. 작곡 어플들을 교과 과정에 어떻게 적용할 수 있을지 방 법을 찾아본다. ○ 수업 준비물 : 핸드폰이나 태블릿, A4용지, 필기구 및 싸인펜, 색연필 < 수업 절차 > 단계 시간 내용 도입 30분 ▪작곡을 하기 위해 주제를 정하고 Story Line을 만들어본다. 전개

80분 ▪Chrome Music Lab을 열고 실습해보고, 실습한 것을 저장해본다. ▪Hum-On을 이용하여 작곡, 편곡 해본다. 30분 ▪Musia 어플을 소개 ▪작곡 어플이 활용될 수 있는 교과과정 정리 정리 10분 ▪수업 했던 내용 정리 및 질문받기. 마무리 [그림 37] 앱을 이용하여 손쉽게 작곡하는 K-pop 레시피 체험 활동

초등 분임3 : 전도성 실을 이용한 반짝반짝 너를 응원해 담당강사 : 박○숙 ○ 수업 개요 : 전도물질을 이해하고, 전도성 실을 활용하여 전기회로 탬버린을 만 들어 자신 또는 타인을 응원하기 ○ 수업 목표 : 전도될 때마다 반짝이는 탬버린으로 응원할 수 있는 마음표현하기 ○ 수업 준비물 : 자수틀, 부직포, 가위, 형광펜, 드라이버, 수은 건전지, 건전지 홀 더, 전도성 실, 바늘, LED전구, 글루건, 장구 핀, 옷핀, 고무풍선 < 수업 절차 > 단계 시간 내용 도입 10분 ▪인사나누기 ▪활동소개 전개 60분 ▪반짝이는 원리 - 전기와 전류, 전도성과 전기회로 ▪응원 탬버린 디자인 - 응원 메시지 담기 60분 ▪탬버린 만들기 - 전기회로 완성하기 ▪응원하기 - 반짝반짝 빛을 내며 탬버린으로 응원하기 정리 20분 ▪느낌나누기 - 작품 전시와 감상하며 마무리하기 [그림 38] 전도성 실을 이용한 반짝반짝 너를 응원해 체험 활동

초등 분임4 : 카드보드 멜로디머신 담당강사 : 배○숙 ○ 수업 개요 : 작은 컴퓨터인 아두이노를 이용하여 소리장치인 멜로디 머신 만들기 ○ 수업 목표 : 음악과 프로그래밍을 연결하여 악보의 의미를 생각해본 후 아두이노 를 이용하여 실제로 소리나고 빛이 나는 장치 만들기 ○ 수업 준비물 : 아두이노 나노, 스피커(부저), 전선, 카드보드. LED, 클립, 할핀, 가 변저항, usb 케이블, 점퍼선 < 수업 절차 > 단계 시간 내용 도입 20분 ▪음악이 담고있는 정보에 대하여 알아보기 - 음표가 의미하는 것에 대하여 이야기 나누어 보기 전개 40분 ▪아두이노와 재료소개 ▪아두이노 IDE를 통하여 프로그래밍 하는 방법 알기 ▪아두이노의 입력과 출력에 대해서 알아보기 (생활속에서의 입력과 출력의 예를 들어 설명하기) 80분 ▪순차적으로 전자부품 연결하기 ▪결과적으로 스위치클립 연결 후 멜로디가 나오지 않을 때 수정하는 방법 알기 정리 10분 ▪수업에 사용된 코드가 업로딩된 사이트를 알려드리고 수업 마무리 하기

초등 분임5 : 함께 모여 자석 악기 담당강사 : 전○진 ○ 수업 개요 : 브레드 보드를 활용하여 회로를 구성하는 방법을 이해하고, 자석으 로 조절 가능한 소리나는 장치를 만들어본다. 각 장치는 한 가지 음만을 소리내 며 다른 사람들과 함께 모였을 때 연주가 가능하다. ○ 수업 목표 : 마이크로 컨트롤러 IC 칩으로 간단한 회로를 구성함으로써, 컴퓨터 라는 도구를 이해하고, 이를 예술적 표현의 수단으로 바꿔보는 수업이다. 기초적 인 전자 기술에 대해 알고, 기술과 예술의 상관관계에 대해서도 생각한다. ○ 수업 준비물 : 미니브레드보드(5가지 색상별로), 배터리홀더, 배터리(CR2032), LED(5가지 색상별로), 스피커유닛, 마이크로 컨트롤러 IC Chip(ATtiny85), 점퍼 선, 자석스위치, 원형자석 < 수업 절차 > 단계 시간 내용 도입 25분 ▪강사 및 참가자 소개 ▪미래의 예술과 기술에 대한 이야기 (인공지능이 예술에 어떤 영향을 미칠까?) 전개 40분 ▪재료 탐구 ▪각 재료의 원리와 작동법에 대한 이해 (데이터시트, 브레드보드 활용법 등) 60분 ▪회로의 구성과 원리의 이해 ▪간단한 회로에서 복잡한 회로까지 (스위치를 추가하기) ▪마이크로 컨트롤러에 프로그래밍 업로드 ▪완성된 악기로 함께 연주하기 정리 15분 ▪예술과 기술의 관계에 대한 이야기 다시 나누기 ▪회고