“이 보고서는 2018년도 정부의 재원으로

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2018 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2018. 10.

완 주 중 학 교

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“이 보고서는 2018년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

(4)

목 차

1. 요약문··· 1

2. 서론··· 1

3. 연구 수행 내용 및 결과··· 2

가. 연구 수행 내용 ··· 2

나. 연구 결과 ··· 5

1) 과학적 만족도 검사 결과 ··· 5

2) 과학적 태도 검사 결과 ··· 9

4. 결론 및 제언 ··· 13

5. 참고문헌··· 15

[부록] 부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물 ··· 16

부록2. 학생 산출물 ··· 78

부록3. 활동사진 ··· 81

부록4. 성찰일지 ··· 84

부록5. 교사의견 ··· 86

부록6. 자체평가 결과 ··· 87

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1. 요약문

본 연구에서는 한(韓)문화의 영역인 중 하나인 ‘한옥(韓屋)’을 주제로 STEAM 교수-학 습 프로그램과 평가 자료를 개발하였다. STEAM 교육의 성공을 거두기 위해서는 적합한 소재 선정이 중요하다. 생활의 필요성에 의해 생겨난 전통문화는 생활 사례에서 과학적 원리를 탐구한다는 STEAM 교육의 학습 원리에 적합한 소재이다. 이에 따라 한(韓)문화 의 한 영역인 한옥을 소재로 선정했는데, 교육전문가의 검증을 통해 수정․보완하여 중학 교 1, 2, 3학년용 총 18차시의 프로그램을 개발하였다.

전주한옥마을의 형성 배경을 역사시간에 알아보고 민족정신을 되새겨보았고 한옥중심 의 한옥마을 그림지도를 그리면서 한옥마을 고샅길을 살펴보았고 한옥의 구조, 배흘림기 둥(엔타시스), 지붕 구조, 생태건축을 알아보면서 실생활과 연결하는 수업으로 이어지면 서 더 즐거운 수업이 되도록 개발하였다. 또, 현장체험학습용 자료를 개발하기 위해서 사 전에 관련 교과에서 내용을 다룬 후에(상황제시) 현장체험을 통해서 활동 위주로 학생 활 동지를 개발하였고(감성적 체험). 각 교과에서 마지막 내용 점검 및 경험을 토대로 여러 가지 활용성 및 새로운 창의적인 방법 등을 생각하게 하는 창의적 설계를 통해서 성공적 경험을 맞볼 수 있도록 한다.

한옥을 흔히 불편한 집이라고 생각하는 것이 일반적이다. 그러나 한옥에는 우리가 미 처 알지 못한 많은 과학적 지혜가 숨겨져 있다. 지붕과 처마를 완만한 곡선으로 만든 이 유를 사이클로이드의 구조로 설명하고, 우리 주변에서 사용되는 사이클로이드를 알아보 게 한다. 또한 온돌(구들)은 우리나라에만 있는 난방구조로 열의 이동과 보존 면에서도 매우 효율적인 구조임을 알아보고, 이를 통하여 효과적인 에너지 이용 방법과 에너지 절 약을 위한 나만의 건축물을 설계하고자 한다. 우리나라처럼 에너지 자원이 부족하고 화 석연료 사용으로 야기되는 환경오염을 줄일 수 있는 방법으로도 한옥을 배우고 연구하는 것은 매우 고무적인 일이다. 또한 우리 것의 소중함에 대해 늘 미약하고 부족하다는 인 식을 벗어버리고 우리 것에 대한 자부심을 가질 수 있는 좋은 기회를 제공하려는 마음으 로 한옥을 소재로 프로그램을 개발하였다.

전통온돌, 처마, 대청마루의 과학적 비밀과 우수성을 이해하고, 이를 이용한 자연 친화 적인 에너지제로하우스 설계하기 등 한옥의 우수성과 지혜를 학생들과 함께 찾아보고 자 연을 이용한 난방으로 자원 사용을 줄이고 환경을 보존할 수 있는 에너지 제로하우스를 설계 및 제작, 발표 후 자신이 개발한 산출물을 수정․보완하도록 개발하였다.

이를 바탕으로 학교 현장에서 우리 전통문화에 대해 바르게 이해하고, 인문학적 요소 를 가미한 다양한 STEAM 수업이 적용되도록 구성하였으며, 특히 학교 현장에서 바로 활용할 수 있도록 특정 교과 교육과정 중심의 프로그램을 개발하여 학생들로 하여금 자 유학기 프로젝트 수업으로 지속할 수 있도록 구성하여 자신의 진로를 탐색할 수 있는 기 회를 갖도록 하였다.

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2. 서론

모든 국가와 사회는 나름대로의 고유한 문화를 가질 수밖에 없으며 이러한 특성으로 인해 문화는 다양한 모습으로 나타나게 된다. 각 문화는 나름대로의 가치가 있으며 각 민족은 자신들의 문화를 살리고 이에 기초하여 새롭게 발전시켜 나가는 것이 가장 우 수한 성취에 도달 할 수 있을 것이다. 이에 우리 민족의 우수한 전통문화를 이해시키고 새로운 전통문화를 재창출하도록 하는 문화교육이 필요하다.

여기에 2015 개정교육과정과 더불어 자유학기(년)제 실시에 따른 학생 배움 중심의 수업을 대비하기 위해서 현장에서는 다양한 체험 위주의 STEAM 교수학습 자료가 필 요하다. 이러한 현장의 어려움을 반영하여 우리 <전통과학회>에서는 올해 <전통문화를 활용한 현장체험학습에 필요한 STEAM자료를 개발>하고 이를 적용해서 학교 현장에 필요한 실질적인 STEAM 자료를 개발할 필요를 느끼게 되었다. 한(韓)문화의 영역 중 하나인 <한옥(韓屋)>을 주제로 STEAM 교수-학습 프로그램과 평가 자료를 개발한다.

또한 우리의 한옥에 숨겨진 과학적 원리와 지혜를 찾아서 우리 것에 대한 자긍심을 고 취시키고 이를 토대로 나만의 친환경 주택(에너지 제로 하우스)을 설계 및 제작하여 자 연과 환경을 존중하는 소양을 길러주고자 한다.

우리가 흔히 프로그램을 개발에만 집중하여 가장 중요한 현장적용에 효과적인지를 생 각하지 못할 수 있다. 이러한 점을 보완하고 수정하기 위해서 현장적용 효과(태도와 만 족도)를 집중 검증한다. 따라서 우리 연구회에서는 우리의 전통문화를 현장에 접목할 수 있는 STEAM 교수-학습 프로그램과 평가 자료를 교육현장에 실질적으로 활용 가능 하도록 개발하는 것을 목적으로 한다.

3. 연구 수행 내용 및 결과

가. 연구 수행 내용 1) 연구 수행 내용

가) 연구 내용 및 범위

한(韓)문화의 4개 영역인 <한옥>을 주제로 심화된 STEAM 교수-학습 프로그램과 평 가 자료를 개발하도록 한다.

현장체험학습용 자료를 개발하기 위해서는 사전에 관련 교과에서 내용을 다룬 후에 (상황제시) 현장체험을 통해서 활동 위주로 학생 활동지를 개발한다(감성적 체험). 그리 고 교과에서 마지막 내용 점검 및 경험을 토대로 여러 가지 활용성 및 새로운 창의적인 방법 등을 생각하게 하는 창의적 설계를 통해서 성공적 경험을 맞볼 수 있도록 한다.

『전통문화』라는 범위를 정하고 그 전통문화 중에서 <과학과 융합이 가능한 것>을 찾 아 <중학교 학생 수준에 적합한 과학적인 요소들을 찾아내는 것>을 거쳐서 <전통문화 와 과학을 타교과와 융합하는 작업>을 끝으로 본 연구는 진행할 것이다. 아울러 중학교 2학년의 과학 ‘8단원 열과 우리 생활’의 대체 수업용 STEAM 프로그램으로 개발하여, 교육과정 재구성-수업-평가-기록의 일체화에 기여하도록 한다.

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나) 수업 프로그램 적용 계획

- 적용대상 : 정읍중, 완주중, 김제여중, 복흥중, 전일고

- 적용시기 : 프로그램 1차 개발 후 현장 적용 및 2차 개발 완료 후 현장 적용(8월～10월) - 적용방법 : 중학교 교과학습(자유학기) 및 창체 시간에 관련 단원 교수학습 지

도 및 평가 자료를 개발한다.

다) 수업 프로그램 평가 계획

- 적용대상 : 정읍중, 완주중, 김제여중, 복흥중, 전일고 - 적용시기 : 프로그램 현장 적용 시기에 맞춰서 평가 실시

- 적용방법 : 형성평가와 총괄평가, 동료평가와 교사평가로 구분하여 실시(교육과 정 재구성 – 수업 – 평가 - 기록의 일체화)

라) 수업 프로그램의 효과 검증

- 검증 계획 : 적용 전 과학태도 검사(8월)와 적용 후 과학태도 검사(10월) 및 만 족도 검사 실시(10월)

- 검증 방법 : 과학 태도 및 만족도 검사지 투입 후 비교분석

- 검증 내용 : 과학 태도 및 만족도 변화를 비교․분석하여 STEAM 연구의 결과를 찾아낸다.

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 중학교 과학 ‘(8)열과 우리 생활’ 수업용 STEAM 프로그램

학교급 중학교 대상 학년 (군) 2학년

중심과목 과학 중심과목

성취기준 영역 [ 중학교 ] (8) 열과 우리 생활

연계과목

수학 과학 사회 기술가정

미술

연계과목 성취기준 영역

[중학교 1~3학년] (4) 기하/ (2) 입체도형

[중학교 1~3학년] (8) 열과 우리 생활/ (1) 열의 이동 방법 [중학교 1~3학년] <일반사회영역> (8) 문화의 이해 [중학교 1~3학년] <기술시스템> (3) 창조

[중학교 1~3학년] <표현> (2) 발상, 제작

개발계획

주제 연번

차시

(시수) 과목 연계 (안)

1 3 역사 (1) + 과학(1.5) + 수학(0.5)

2 3 미술 (1) + 과학(1) + 환경(1)

3 3 수학 (0.5) + 과학(1.5) + 기가(1)

4 3 미술 (0.5) + 과학(1.0) + 기가(1.5)

5 6 기가 (3) + 수학(1.5) + 과학(1.5)

개발 ·적용 ※ 2018. 10. 30. 기준, 18차시 개발 및 18차시 적용 완료.

(8)

2) 프로그램 적용 대상, 시기, 방법, 수혜학생 수 가) 적용 대상 : 중학교 1, 2, 3학년

나) 적용 시기

다) 적용 방법 : 정규 수업 시간과 자유학기제 및 방과후 시간 활용하여, 교육과정 재구성을 통한 주제 통합수업으로 운영

라) 수혜학생 수 : 100명(정읍중, 완주중, 김제여중, 복흥중, 전일고)

3) STEAM 협의체와 교사 네트워크(공개수업 등) 활동 가) 융합인재교육(STEAM) 연수 및 워크숍 참여 (1) 융합인재교육(STEAM) 입문연수 참가 (2) 융합인재교육(STEAM) 심화연수 참가 (3) 전통교과연구회 워크숍 개최

(4) STEAM 교육 6월 세미나 및 협의회 (5) STEAM 교육 9월 STEAM 워크숍 참여 나) 융합인재교육(STEAM) 공개수업 참여

(1) STEAM 공개수업 실시(7월 23일) : 완주영재교육원(황*기) (2) STEAM 교육 현장 공개수업 컨설팅(7월 5일) : 화정초(한*정) (3) STEAM 교육 현장 공개수업 컨설팅(9월 13일) : 경포초(이*영)

일정 추진 내용

추진 일정

4월 5∼6월 7~8월 9월 10월 11월

기초자료 수집 자료분석 및 비교 교수학습 자료 개발

교수학습자료 적용 교수학습자료수정·보완

수업공개 및 컨설팅 보고서 작성·결과 발표

(9)

나. 연구 결과

1) STEAM 만족도 검사

가) “STEAM 수업에 만족하십니까?” 라는 문항에 대한 응답은 <표-1>과 같다.

유형 학생 수

전혀 그렇지 않다

대체로

그렇지 않다 보통이다 대체로

그렇다 매우 그렇다

학생 수(명) 0 0 7 3 7

<표-1> STEAM 수업에 만족하십니까?

N=17

0 2 4 6 8

전혀 그렇지

않다

대체로 그렇지 않다

보통이다 대체로 그렇다 매우 그렇다

전혀 그렇지 않다 대체로 그렇지 않다 보통이다

대체로 그렇다 매우 그렇다

- 학생들은 대체로 STEAM 수업에 만족하는 것으로 나왔다. 17명의 응답자 모두 보 통 이상의 긍정적인 내용에 응답하였다.

나) “STEAM 수업은 재미있었나요?”라는 문항에 대한 응답은 <표-2>와 같다.

유형

학생 수 전혀 그렇지

않다 대체로

학생 수(명) 0 0 8 2 7

<표-2> STEAM 수업에 만족하십니까?

N=17

0 7.5

15

전혀 그렇지

않다

보통이다 대체로 그렇다 매우 그렇다

- STEAM 수업에 대한 재미에 부정적인 답변을 한 학생은 없다. 모두 보통 이상의 재미를 느끼며 수업을 한 것으로 나왔다.

(10)

유형

학생 수 전혀 그렇지

않다 대체로

학생 수(명) 0 0 6 3 8

<표-3> STEAM 수업활동에 적극 참여하였나요?

N=17

0 7.5

15

전혀 그렇지

않다

보통이다 대체로 그렇다

매우 그렇다

- 학생들은 수업 활동에 적극적으로 참여한 것으로 나타났다. 이는 수업에 대한 흥미 가 있고(문항 나) 수업에 만족하는 결과(문항 가)와 관련이 있다고 볼 수 있다.

라) “전에 받았던 수업과 오늘 참여한 STEAM 수업의 가장 큰 차이점은 무엇이라고 생 각하는가?”라는 문항에 대한 응답은 <표-4>와 같다.

유형 학생 수

1) 수학, 과학, 기술 등 여러

과목을 관련지어 배울 수 있다.

2) 학생 중심의 활동이 많고

선생님의 설명은 많지

않다

3) 친구들과 협력해서 수행하는 모둠별 활동이

많다.

4) 스스로 생각하고 학습해야 한다.

5) 과학, 수학 수업시간에서 배운 내용이 실제 생활에서

어떻게 활용되는지 알

수 있다.

6) 과학기술과 관련된 직업 정보를 얻을 수

있다.

7) 기타

학생 수(명) 3 2 6 3 2 1 0

<표-4> 전에 받았던 수업과 오늘 참여한 STEAM 수업의 가장 큰 차이점은 무엇이라 고 생각하는가?

N=17

0 5 10

1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)

1) 2) 3) 4)

5) 6) 7)

- 학생들은 STEAM 수업을 통해서 수학, 과학, 기술 등 여러 과목을 관련지어 배울 수 있다고 느끼고 스스로 생각하는 능력, 실생활에서 활용되는 예나 관련 직업에 대한 정보도 알 수 있는 수업으로 이해하였고 또한 친구들과 모둠을 이루어 과제를 수행하면

(11)

서 책임과 배려와 협력을 익힐 수 있었던 것으로 보인다.

마) “STEAM 수업에서 좋았던 점을 순서대로 적어주세요.”라는 문항에 대한 응답은

<표-5>와 같다.

유형 학생 수

1) 수학, 과학, 기술 등 여러

과목을 관련지어 배울 수 있다.

2) 학생 중심의 활동이 많고

선생님의 설명은 많지

않다

3) 친구들과 협력해서 수행하는 모둠별 활동이

많다.

4) 스스로 생각하고 학습해야 한다.

5) 과학, 수학 수업시간에서 배운 내용이 실제 생활에서

어떻게 활용되는지 알

수 있다.

6) 과학기술과 관련된 직업 정보를 얻을 수

있다.

7) 기타

학생 수(명) 11 11 5 10 4 8 3

<표-5> 전에 받았던 수업과 오늘 참여한 STEAM 수업의 가장 큰 차이점은 무엇이라 고 생각하는가?

N=17

0 10 20

1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)

1) 2) 3)

4) 5) 6)

7)

- 위 통계는 3순위까지의 학생 수를 합하여 계산한 것이다. 표와 그래프에서 보는 바 와 같이 관련 과목의 공부가 되었고 스스로 생각하는 능력, 직업에 대한 탐색까지 이루 어진 것으로 볼 수 있어 STEAM 수업의 장점을 발견할 수 있다.

바) “STEAM 수업 중 가장 어려웠던 점은 무엇인지 한 개만 고르세요.”라는 문항에 대 한 응답은 <표-6>과 같다.

유형 학생 수

선생님께서 소개해 주시는 내용이 너무

어렵다.

수업 시간 동안에 해결해야 하는 문제가

너무 어렵다.

모둠 활동을 하면서 친구들과 의견 충돌이

발생한다.

조사, 실습, 만들기 등 수업시간에 할 것이 많아 시간이 부족하다.

기타

학생 수(명) 2 1 2 6 6

<표-6> STEAM 수업 중 가장 어려웠던 점은 무엇인지 한 개만 고르세요.

N=17

0 5 10

1) 2) 3) 4) 5)

1) 2) 3)

4) 5)

(12)

- 가장 어려웠던 점을 살펴보면 내용보다는 과제를 수행하는데 시간이 부족하다는 의 견이 많다. 이는 우리가 수업을 구성할 때 너무 많을 것을 넣으려 욕심 부리지 말고 핵 심이 되는 내용 중심으로 구성해야 함을 알 수 있다. 또 구성한 내용이 많을 경우에는 블록타임으로 시간을 조정하는 것도 필요하다.

사) “여러분이 참여한 STEAM 수업의 문항에 체크해 주세요.”라는 문항에 대한 응답은 다음과 같다.

유형 학생 수

전혀 동의하지

않음

동의하지

않음 보통 동의함 매우 동의함

학생 수(명) 0 1 7 3 6

(1) <표-7-(1)> 나는 과학 수업이 재밌어졌다.

N=17

0 2 4 6 8

전혀 동의하지

않음

동의하지 않음 보통 동의함 매우 동의함

전혀 동의하지 않음 동의하지 않음 보통

동의함 매우 동의함

- 학생들은 대체로 과학수업에 대해 흥미가 더 생긴 것으로 나왔다. 그 외의 문항을 더 살펴보면 과학과 수학 학습 내용에 대해 더 많이 이해하게 되었고(N=16/17) 과학기 술에 대한 관심이 높아졌고(N=16/17), 과학 관련 책이나 글을 읽는 것이 좋아졌다는 긍 정적인 답변(N=16/17)도 있었다. 또한 문제 해결을 위해 스스로 생각하고, 다양한 학습 활동을 끝까지 해내는 끈기와 열정이 더 많아졌음을 알 수 있다.

(2) <표-7-(2)> 나는 한 가지 문제를 다양하게 생각해 보았다.

N=17 유형

학생 수

동의하지 전혀 않음

동의하지

학생 수(명) 0 0 7 2 8

0 7.5

15

전혀 동의하지

(13)

- 한 가지 문제를 다양하게 사고하는 태도를 갖게 되었고 배운 내용을 실생활과 연관 지으려는 노력도 한 것(N=17/17)으로 나타난다. 또한 수업에도 더 적극적으로 참여하고 (N=17/17) 논리적으로 토론하는 태도(N=17/17)를 갖게 되었고 친구들과의 협력이 중요 함을 알게 되었다는(N=17/17) 결과를 얻었다.

(3) <표-7-(3)> 나는 과학기술 분야와 관련된 직업에 대한 관심이 생겼다.

유형 학생 수

전혀 동의하지

않음

동의하지

학생 수(명) 1 1 6 2 7

N=17

0 2 4 6 8

전혀 동의하지

않음

- 적극적인 태도와 협력을 배운 것 뿐 아니라 과학기술 분야와 관련된 직업에 대한 관심이 더 많아졌음도 알 수 있다.

2) STEAM 태도 검사

(1) “나는 과학 수업 내용이 재미있다.” 라는 문항에 대한 응답은 <표-1>과 같다.

유형

학생 수 전혀 동의하지

않음 동의하지 않음 동의함 매우 동의함

학생 수(명) 4 9 27 17

<표-1> 나는 과학 수업 내용이 재미있다.

N=57

0 10 20 30

전혀 동의하지 않음 동의하지 않음 동의함 매우 동의함

- 학생들은 대체로 과학수업에 재미있어 하고 이는 STEAM 수업을 통한 흥미유발과

(14)

(2) “과학 관련 직업을 갖는 것은 멋진 일이다.” 라는 문항에 대한 응답은 <표-2>와 같다.

유형

학생 수(명) 3 12 25 17

<표-2> 과학 관련 직업을 갖는 것은 멋진 일이다.

N=57

0 10 20 30

- 일반적으로 과학 관련 직업을 가지려는 학생은 많지 않으나 이 설문의 결과를 보면 과학 관련 직업에 관심이 생겼음을 알 수 있으며 이는 매우 고무적인 결과이다.

(3) “나는 과학 공부하는 것이 즐겁다.” 라는 문항에 대한 응답은 <표-3>과 같다.

유형

학생 수(명) 4 13 24 16

<표-3> 나는 과학 공부하는 것이 즐겁다.

N=57

0 10 20 30

- 과학 공부가 수월한 것은 아니나 과학 공부가 즐겁다는 긍정적인 답변은 앞으로 과 학과 STEAM 수업에 대한 기대감이 있음을 알 수 있다.

(4) “나는 과학 관련 정보나 책을 찾아 읽는 것을 즐긴다.” 라는 문항에 대한 응답은 <표-4>와 같다.

유형

학생 수(명) 11 15 18 13

<표-4> 나는 과학 관련 정보나 책을 찾아 읽는 것을 즐긴다.

N=57

(15)

0 10 20 30

- 과학 수업이나 STEAM 수업에 대해 긍정적인 답변을 하고 있으나 스스로 과학 관 련 정보나 책을 찾아서 읽을 정도의 관심은 없는 것 같다. 그러나 지속적인 STEAM 수 업은 학생들에게 과학에 대한 흥미와 관심을 고취시키리라 기대된다.

(5) “나는 과학 실험기자재를 다른 친구와 사이좋게 나누어 사용한다.” 라는 문항에 대한 응 답은 <표-5>와 같다.

유형

학생 수(명) 1 9 26 21

<표-5> 나는 과학 실험기자재를 다른 친구와 사이좋게 나누어 사용한다.

N=57

0 13.333333333 26.666666667

40

- STEAM 수업은 과학에 대한 흥미 뿐 아니라 인성적인 부분도 개발시켜 주는 효과 가 있음을 알 수 있다.

(6) “과학시간에 모둠 활동을 할 때 친구들과 의견을 교환하는 것은 중요하다.”라는 문항에 대한 응답은 <표-7>과 같다.

유형

학생 수(명) 0 7 26 24

<표-7> 과학시간에 모둠활동을 할 때 친구들과 의견을 교환하는 것은 중요하다.

N=57

(16)

0 13.333333333 26.666666667

40

- 문제를 해결하는데 있어 혼자보다는 여럿이 의견을 나누며 토론하는 것의 중요성을 깨달은 학생들이 많은 것으로 해석할 수 있다. 이를 통해 의견을 교환하고 나와 다른 의 견도 존중하는 문화로 확대될 수 있을 것으로 기대할 수 있다.

(7) “나는 수학 관련 정보나 책을 찾아 읽는 것을 즐긴다.” 라는 문항에 대한 응답은 <표-8>과 같다.

유형

학생 수(명) 8 21 17 11

<표-8> 나는 수학 관련 정보나 책을 찾아 읽는 것을 즐긴다.

N=57

0 10 20 30

- STEAM 수업은 과학뿐 아니라 수학, 기술, 인문학적인 소양도 함께 길러주는 수업 이기에 다른 교과와 정보에 대한 관심이 높아지리라 기대된다.

(8) “과학은 다른 교과를 공부하는데 도움이 된다.” 라는 문항에 대한 응답은 <표-9>와 같다.

유형

학생 수(명) 3 8 27 19

<표-9> 과학은 다른 교과를 공부하는데 도움이 된다.

N=57

(17)

0 13.333333333 26.666666667

40

- STEAM 수업의 장점을 잘 이해하고 있음을 나타내는 결과이다. STEAM 수업은 과 학뿐 아니라 타 교과를 공부하는데도 큰 도움을 줄 수 있는 수업유형이다.

(9) “과학 지식은 일상생활에 도움이 된다.” 라는 문항에 대한 응답은 <표-10>과 같다.

유형

학생 수(명) 4 6 29 18

<표-10> 과학 지식은 일상생활에 도움이 된다.

N=57

0 20 40

- 학생들은 STEAM 수업을 통해서 과학 지식이 단순히 학교공부로 끝나는 것이 아니 라 일상생활을 하는데 도움이 되는 것을 더 많이 알게 된 것 같다.

4. 결론 및 제언

가. 결론

1) 우리 민족의 전통문화를 STEAM교육 주제로 사용함으로써 자라나는 학생들에게 전통 문화의 가치를 높이고 또한 전통문화를 보다 친근하고 복합적인 문화로 생각하게 하 는 계기가 될 것이며 전통문화와 STEAM교육의 연결로 다양한 융합인재교육의 소재 를 찾는데 기여하였다.

2) STEAM교육에 우리 전통 한(韓)문화의 하나인 <한옥>을 도입해 봄으로써 사라져가는 우리의 전통문화를 우리 학생들에게 생각하고 접할 수 있는 기회가 될 것이고, 교육 현장에서 전통문화를 직접 체험해보고 그 속에 숨어있는 여러 측면의 의미들을 찾아

(18)

3) 교사연구회 활동을 통하여 많은 것들을 접하고 알게 되어 수업과정에 녹여낼 수 있어 질 높은 수업을 구성할 수 있었고 학생들도 실생활과 연관된 수업내용에 흥미를 느끼 고 더 적극적으로 참여하게 되었다. 연구회 교사가 협력하여 자료를 개발하고 함께 적용해 보면서 더 좋은 자료를 얻을 수 있었고 참여하는 교사의 STEAM 수업에 대한 역량이 증가되었다.

4 STEAM 교사연구회를 통해 지역에 있는 선생님들과 수시로 모임을 갖고 수업공개 및 세미나 활동을 통해 서로 정보를 교환하는 등 활발한 교류 활동을 통해 최근 STEAM (융합인재교육) 수업의 동향을 자세히 알 수 있는 기회가 있어서 좋았다. 특히 전문가 와 함께 전주에 있는 한옥(풍남문, 경기전, 양사재, 학인당 등) 여러 곳을 직접 탐방하 면서 현장 교육의 필요성을 느꼈고, 전통문화를 직접 체험해보고 그 속에 숨어있는 여 러 측면의 의미들을 찾아보는 과정을 통해 융합인재(STEAM)교육의 방향을 찾을 수 있었다.

나. 제언

1) 너무 새로운 것만을 찾아서 외국의 사례를 찾아서 소개하는 식의 STEAM은 한계가 있다고 생각된다. 차라리 우리의 전통문화 속에서 역사, 과학, 기술, 수학, 예술 분야 의 접점을 찾아보고 융합하는 습관을 형성해주는 것이 올바른 STEAM 교육이 아닌가 생각한다.

2) 선생님들과 함께 프로그램을 개발하면서 서로 다른 학교급에 따라 수준차이가 나는 중학교 학생 중심의 수업과 고등학생 학생 대상의 활동을 차이를 줄이기 위한 활동지 구성과 심화자료 개발의 필요성을 느끼게 되었다.

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 16차시

수업 적용 일정 2018. 8. 27. ~ 2018. 10. 26.

(STEAM 수업)수혜학생 수 완주․정읍중학교 50명 실시 완료 학생 태도검사 사전검사 8월 28일, 2개 학급(50명) 실시 완료

사후검사 10월 19일, 2개 학급(50명) 실시 완료 학생 및 교사 만족도조사 10월 19일 실시 완료

교사연구회 STEAM 행사 개최 2018.7.23. 17:00~19:30 수업공개 실시함 2018.9.20. ‘STEAM TALK행사’ 개최함

논문 또는 학술대회 한국현장과학교육학회에 논문 게재 예정

특허출원(국외, 국내) 해당 없음

(19)

5. 참고문헌

황보윤(2016). 청소년 창의융합 교육 활용서. 이프레스, 2016-8 조미애 (2014). STEAM수업 재미있게 할 수 없을까?(1), 2014-7.

임동욱, 김석희, 신영옥, 손미현, 오우상, 김주현 (2015). 눈에 보이는 STEAM교육(중등).

한국과학창의재단 가이드북 개정본 2015-1.

강충인 (2015). 한국형 융합교육 STEAM 교육의 이론과 실제, 2015-4.

미셸 프로보스트, 다비드 아타(2013). 건축물의 구조 이야기. 그린북. 2013-4.

김진수 (2012). STEAM 교육론 : 융합인재교육, 2012-7.

최은경, 신재한 (2015). STEAM 융합교육을 위한 교육 과정설계 및 적용, 2015-3.

윤용현 (2012). 전통속에 살아 숨쉬는 첨단과학이야기. ㈜교학사, 2012-4

비리 파커. 융합인재교육을 위한 살아있는 과학교과서 세트-전8권, 스미스소니언 교양과 학 백과. 이치 사이언스, 2010-4.

꿈꾸는 과학 (2007). 전통문화 속에 살아 숨 쉬는 과학. 열린과학, 2007-11 르 코르뷔지에(2007). 건축을 향하여. 동녘, 2007-9

햇살과 나무꾼 (2002). 우리 문화유산에는 어떤 비밀이 담겨있을까?. 채우리. 2002-3

(20)

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

중학교 과학 (8)열과 우리 생활 수업용 STEAM 프로그램

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역 1 1~2/18 [9 역 08-03] 일제가 실시한 통치 정책의 내용을 시기별로 확인하여

식민 정책의 본질을 파악한다.

[9 국 03-03]

[9 미 03-01]

2 3-4/18

[9 환 02-02] 지구생태계에서 물, 공기, 흙, 생물이 어떤 관계가 있는지 살펴보고, 사례를 통해 인간과 생태계를 구성 요소 간의 상호작용을 분석한다.

[9 과 03-01]

[9 미 03-01]

3 5-6/18 [9 과 10-02] 지구 자전에 의한 천체의 겉보기 운동과 지구 공전에 의한 별자리 변화를 설명할 수 있다.

[9 과 22-01]

[9 수 04-02]

4 7-12/18

[9과15-01] 물체의 온도 차이를 구성 입자의 운동 모형으로 이해하고, 열 의 이동 방법과 냉난방 기구의 효율적 사용에 대하여 조사하고 토의할 수 있다.

[중학교 1~3학년]

(4) 기하 [중학교 1~3학년]

기술시스템

5 13/18 [9 수 04-05] 다각형의 성질을 이해한다.

중학교 1~3학년]

(4) 기하

6 14~18/18 [9 기가 04-06] 건설 기술 시스템의 의미와 단계별 세부 요소를 이해하

고 건설 구조물의 생산 과정을 구체적으로 설명한다.

중학교 1~3학년]

(4) 기가

2. STEAM 프로그램 총괄표(총18차시)

차시 주요내용

1~6 /18

주제(단원)명 전주한옥마을 해찰하며 톺아보기

전주한옥마을이 도심에 형성된 이유를 조선말기의 역사적 배경을 중심으로 알아보고 한옥의 구조와 과학적 원리, 아름다움을 살펴본다.

Co 18 세기 후반에 그려진 전주고지도는 전주부의 주변 산세와 전주감영, 경기전 등이 회화적 으로 아름답게 표현되어 있다. 전주한옥마을이 도심에 형성된 이유와 한옥의 과학적 원리를 알 아보자.

CD 한옥 구조와 미래생태 건축

ET 전주한옥마을 소개 그림지도 및 기사 쓰기

7~8 /18

주제(단원)명 온돌의 구조와 기능 파악하기

Co 친구 집에 가니 벽난로가 있어서 멋있어 보였는데 불이 꺼지니 거실 온도가 금방 내려갔 다. 그래서 온돌과 벽난로의 난방방법과 에너지 제로 하우스에 대해 궁금해졌다.

CD 여러 가지 난방 방식(온돌, 스토브, 라디에이터, 천장형 난방기)에 따라 실내 온도의 수직 분포가 어떻게 다른지 비교해 보자.

ET 온돌에서의 열의 전달방법(전도, 대류, 복사)과 구들의 조건을 발표해 본다. 여러 가지 난방 방

(21)

식(온돌, 스토브, 라디에이터, 천장형 난방기)의 차이점을 비교하여 모둠별로 발표하기

9~10 /18

주제(단원)명 나만의 창의적이고 특별한 고래를 설계 및 제작

Co 민영이는 겨울방학을 하자마자 시골 외할머니 댁에 놀러갔습니다. 할머니 집은 아궁이로 온돌 난방을 하는 전통 한옥집입니다. 할머니께서는 민영이에게 계속 아랫목에만 있으라고 하 셨습니다. 할머니 말씀대로 아랫목은 손가락을 데면 따가울 정도로 뜨끈뜨끈한 반면, 윗목은 냉기가 돌았습니다. 민영이은 방이 전체적으로 따뜻해지지 않고 차이가 나는 것이 궁금했습니 다.

CD 나만의 창의적이고 특별한 고래를 설계 및 제작하기

ET 자기 모둠이 제작한 창의적인 구들장을 제작하여 발표한다.

11~12 /18

주제(단원)명 한옥 앞마당에 모래를 깐 것과 한옥의 배치에 어떤 과학의 원리가 숨어있나?

Co 민속촌이나 박물관에서 만나는 전통 한옥 집 우리 조상들은 이 무더위를 이기기 위해 어 떤 방법을 사용했을까? 한옥의 대청마루에 누워 한 숨 낮잠을 즐길 수 있는 시원함의 비밀은 무엇일까?

CD 대류에 의한 원리

- 한옥의 앞마당과 뒤뜰의 온도를 측정하고 비교하기 - 마당의 공기와 뒤뜰의 공기는 어디로 이동하게 될까?

- 겨절풍에 따른 바람길의 과학 원리와 베르누이의 원리

ET 전통한옥의 대청마루가 시원한 이유를 발표한다.

우리 고장의 전통 한옥을 탐방하여 대청마루의 과학적 구조 찾아보기

13 /18

주제(단원)명 창호에서 수학찾기

에셔작품을 감상해보고 창호 문살 디자인에서 테셀레이션의 특징 찾기

Co 그림의 마술사 에셔특별전에서 불가능을 수학적 정교함으로 그려낸 작품을 살펴보자.

CD 스페인 알함브라 궁전이나 일상생활 속에서 테셀레이션이 사용되고 있는데 우리 한옥에서는 볼 수 없을까?

ET 수학탐구 활동지의 기본도형을 찾고 디자인할 때 사용된 합동변환을 찾아 발표한다.

14~18 /18

주제(단원)명 내가 살고 싶은 한옥(에너지 제로 하우스) 설계하기

한옥의 가치와 다른 나라의 주생활 문화를 이해하고 현대 주거생활에서의 활용 방안을 탐색하여 건강하고 친환경적인 주생활을 실천한다.

Co 지구 온난화와 사라져 가는 투발루 섬의 동영상을 보고 미래 지구 환경 변화에서 가장 문제가 되는 것을 생각해보고 우리의 잘못된 습관을 발표해보자.

CD 우리 지역에 있는 한옥마을이나 모둠원이 관심 있는 한옥의 역사적 의미와 가치를 조사하고, 한옥의 과학적 우수성과 아름다움을 찾아 한옥의 친환경적인 요소를 현대의 주생활에 적용할 수 있는 아이디어를 제시한다. 다음으로 에너지 제로 하우스를 직접 설계하고 모형을 주어진 재료를 바탕으로 제작한다.

ET 에너지 제로하우스 주택 모형 작품을 완성하고, 특징을 발표한다.

(22)

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 과학 학교급/학년(군) 중학교/3 학년

중심과목 성취기준

영역

[중학교] 열과 에너지 중심과목

성취기준

[9 과 10-02] 지구 자전에 의한 천체의 겉보 기 운동과 지구 공전에 의한 별자리 변화를 설명할 수 있다.

주제(단원)명 전주한옥마을 해찰하며 톺아보기 차시 1~6/18

학습목표

-전주한옥마을의 형성 배경과 한옥의 구조를 설명할 수 있다.

-배흘림기둥과 엔타시스 양식을 비교 설명할 수 있다.

-한옥 처마의 구조를 태양의 남중고도와 연관 지어 설명할 수 있다.

-미래 생태 건축물을 설계할 수 있다.

연계과목 미술, 역사, 수학, 환경 연계과목 성취기준 영역

역사: [9역07-03] (일제식민지 지배정책 ) 수학: [9수04-02] (기하)

미술: [9미03-01] (표현) 환경: [9환02-02] (지구환경)

STEAM 요소

S 태양의 남중고도 계산

T 한옥의 구조, 미래 생태 건축 설계 E 한옥의 구조, 미래 생태 건축 설계 A 글쓰기(국어), 자료 정리하기(국어) M 엇각과 동위각 계산

개발 의도

전주한옥마을은 꼭 가보고 싶은 여행지 중의 하나이다. 그러나 그저 스쳐지나가는 곳이 아니라 한옥의 우수성을 과학적으로 파헤치고 연구하여 우리 조상의 지혜를 배우고 되새겨 자긍심을 고취시키고 한옥의 구조를 통하여 미래 생태 주택을 설계해 봄으로써 친환경적인 주거환경에 대한 관심도 불러일으키고자 하였다.

-전주한옥마을의 형성과정과 일제강점기의 사회적 배경 -한옥의 구조와 우수성

-배흘림기둥과 엔타시스 양식 -미래 생태 건축과 친환경 주거환경 -태양의 남중고도와 한옥의 처마

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

전주한옥마을의 형성 배경을 역사적으로 공 부하고 전주동헌, 경기 전 등의 역사적 의미와 구조를 알아본다.

창 의 적 설 계

창의적 설계

전주한옥마을을 해찰하 며 톺아볼 수 있도록 안내하는 그림지도를 그리고 소개하는 기사 를 쓴다.

감 성 적 체 험 한옥의 과학적 원리와 연결 지어

미래 생태 건축을 설계해 본다.

감성적 체험

(23)

중심과목 과학 학교급/학년(군) 중학교/2 학년 중심과목

성취기준 영역

[중학교] 열과 에너지 중심과목

성취기준

[9과15-01] 물체의 온도 차이를 구성 입 자의 운동 모형으로 이해하고, 열의 이동 방법과 냉난방 기구의 효율적 사용에 대 하여 조사하고 토의할 수 있다.

주제(단원)명 열과 우리 생활 차시 7~12/18

학습목표

-온돌과 마루의 구조와 기능을 설명할 수 있다.

-온돌과 마루에서의 열의 전달방법(전도, 대류, 복사)을 설명할 수 있다.

-한옥의 냉난방 시스템의 우수성을 설명할 수 있다.

연계과목 수학, 미술, 기술가정 연계과목

성취기준 영역

수학: [9수04-02] (기하) 미술: [9미03-01] (표현)

기가: [9기가04-07] (기술 시스템)

STEAM 요소

S 온돌과 마루에서의 열의 이동(전도, 대류, 복사), 바람길(베르누이 원리) T 온돌의 구조 제작

E 효율적인 구들장(고래길) 설계

A 나만의 창의적 구들장(고래길) 제작 및 발표(소감) M 수학의 미로(고래길)

개발 의도 한옥의 구조 중 겨울철 난방과 여름철 냉방의 과학적 원리인 온돌(구들)과 대청마루의 원리를 실험을 통해 살펴보고, 우리 한옥의 냉난방 시스템의 우수성을 이해한다.

과학적으로 한옥의 가장 큰 특징(우수성)은 온돌과 마루가 공존한다는 것이다. 한옥의 평면에 온돌과 마 루가 공존하게 된 것은 추운 지방의 평면과 따뜻한 지방의 평면이 결합하면서 생겨난 한옥만이 갖고 있 는 특징이다. 즉, 사계절의 냉난방조건을 충족시키기 위한 방편이다. 학생들이 전통온돌을 만들어 보고, 열전달(전도, 대류, 복사)과 보존에 효율적인 구들(고래길)을 창의적으로 설계 및 제작해 보고, 발표해 보 는 시간을 통해 효능감을 갖게 한다. 또한 모래와 이끼가 있는 흙의 가열-냉각 실험을 통하여 한옥에서 의 마당과 대청마루를 통한 열의 이동(대류)을 알아보는 시간을 갖는다. 이를 통해 우리 한옥의 냉난방 시스템의 우수성을 이해한다.

상황 제시

상 황 제 시

민속촌이나 박물관에서 만나는 전통 한옥 집 우리 조상들은 추위와 무더위를 이기기 위해 어떤 방법을 사용했을 까?

창 의 적 설 계

창의적 설계

전통온돌을 만들어 보 고 열전달과 보존에 좋 은 구들을 제작 및 발 표를 통해 효능감을 맛 보는 시간을 갖는다.

감 성 적 체 험 나만의 창의적이고 특별한 구들장

(고래길)를 설계 및 제작하기

감성적 체험

(24)

중심과목 과학 학교급/학년(군) 중학교/2 학년

중심과목 성취기준

영역

[중학교] (2) 열과 에너지 중심과목

성취기준

[[9과15-01] 물체의 온도 차이를 구성 입자의 운동 모형으로 이해하고, 열의 이동 방법과 냉난방 기구의 효율적 사용에 대하 여 조사하고 토의할 수 있다.

[9과15-02] 온도가 다른 두 물체가 열평 형에 도달하는 과정을 시간-온도 그래프를 이용하여 설명할 수 있다.

[9과15-03] 물질에 따라 비열과 열팽창 정도가 다름을 탐구를 통해 알고, 이를 활 용한 예를 설명할 수 있다.

주제(단원)명 열과 우리 생활 차시 13-18/18

학습목표

• 한옥의 지붕과 처마의 구조를 효율적인 열의 이용으로 설명할 수 있다.

• 온돌의 구조와 몇 가지 난방시설을 비교하여 효과적인 열 보존을 설명하고 효율적인 구들을 설계할 수 있다.

• 배운 내용을 토대로 살고 싶은 한옥(에너지 제로 하우스)를 설계할 수 있다.

연계과목 수학, 기술 가정, 미술 연계과목

성취기준 영역 [중학교 1~3학년] (4) 기하

STEAM 요소

S 한옥의 구조와 열의 이동 T 방구들의 창의적 설계

E 방구들의 창의적 설계, 살고 싶은 한옥(에너지제로 하우스) 설계 A 살고 싶은 한옥 설계

M 사이클로이드 제작 및 낙하속력 비교 , 창호속에 숨은 수학찾기(다각형의 성질)

개발 의도 한옥의 구조(지붕, 처마, 온돌, 대청마루, 마당 등)를 알고 한옥에 숨어 있는 과학적 지혜를 설명하고 이를 토대로 에너지제로 하우스를 설계할 수 있다.

한옥을 불편한 집이라고 생각하는 것이 일반적이다. 그러나 한옥에는 우리가 미처 알지 못한 많은 지혜가 숨겨져 있다. 지붕과 처마를 완만한 곡선으로 만든 이유를 사이클로이드의 구조로 설명하고 우리 주변에서 사용되는 사이클로이드를 알아보게 한다. 또한 온돌의 우리나라에만 있는 난방구조로 열의 이동과 보존 면에서도 매우 뛰어난 구조임을 알아보고 이를 통하여 효과적인 에너지 이용 방법과 에너지 절약을 위한 건물의 구조를 생각하게 하고자 한다. 에너지가 부족하고 에너지 사용으로 야기되는 환경오염을 줄일 수 있는 방법으로도 한옥을 배우고 연구하는 것은 매우 고무적인 일이다.

또한 우리 것에 대해 늘 미약하고 부족하다는 인식을 벗어버리고 우리 것에 대한 자부심을 가질 수 있는 좋은 기회를 제공하려는 마음으로 한옥을 소재로 프로그램을 개발하고자 하였다.

상황 제시

상 황 제 시

Somewhere over the rainbow 팝송의 의미 생각하기(지구온난화) 우리집의 새는 열은 어 디일까?

내가 살고 싶은 집 설 계 프로젝트

창 의 적 설 계

창의적 설계 테셀레이션 작품 감상 지역별 전통미가의 특 징찾기

단열을 유지하기 위한 방안 찾기

팀별 주택디자인 설계 발표회

나만의 제로 에너지 주 택 모형 완성하기

감 성 적 체 험 나만의 테셀레이션 작품 만들기

에너지 제로 하우스 설계하기 제로 에너지 주택 모형제작하기

감성적 체험

(25)

소주제 전주한옥마을! 해찰하며 톺아보기 차시 1-2차시 과목

(단원) 과학, 국어, 역사, 미술 성취

기준

[9 역 08-03] 일제가 실시한 통치 정책의 내용을 시기별로 확인하여 식민 정책의 본질을 파악한다.

[9국03-03] 관찰, 조사, 실험의 절차와 결과가 드러나게 글을 쓴다.

[9미03-01] 우리나라와 다른 나라 미술의 변천과정을 이해할 수 있다.

학습 목표

1. 한옥의 구조와 명칭을 설명할 수 있다.

2. 처마의 구조를 태양의 남중고도를 이용하여 설명할 수 있다.

3. 사이클로이드로 낙하시간을 측정하고 처마의 구조를 설명할 수 있다.

학습

과정 교수학습 활동 준비물

도입 (5분)

 전주한옥마을에 있는 한옥 건축물을 감상하고 전주한옥마을이 조성된 배경에 대해

역사적으로 조사해 보자. PPT

학습 활동 (70분)

<활동하기 1> 전주 고지도 톺아보기

Co 18세기 후반에 그려진 전주 고지도에는 전주부의 주변 산세와 전주감영, 경 기전 등의 모습이 회화적으로 아름답게 표현되어 있다. 이 지도를 통하여 18세기 후반의 전주부를 알아보자.

 1. <고지도를 활용한 전주 알아보기>

- 18세기 후반 전주의 고지도 살펴보기 - 선화관, 객사(풍패지관), 경기전 - 관향, 부감법

2. <한옥의 구조와 명칭 알아보기>

3. 한옥 구조의 명칭 중에서 일상적으로 사용되고 있는 단어 알아보기 4. <전주한옥마을 조성의 역사적 배경 알아보기>

Co 전주한옥마을은 한국에서 유일하게 도심 속에 잘 보존된 약 700여 채의 한 옥들이 군락을 이루고 있는 곳으로 전통생활문화가 살아 숨 쉬는 장소라고 한다.

전주한옥마을이 조성된 역사적 배경을 알아보자.

<활동하기 2> 전주한옥마을 기사쓰기와 그림지도 그리기

CD (모둠활동) 전주한옥마을을 소재로 기사를 쓰고 그림 형태의 지도를 그 려 보자(전통한옥 표시).

활동지

켄트지 사인펜 색연필

평가 (15분)

제작된 신문을 게시하고 자기평가, 모둠 내 평가, 모둠 간 평가를 하면서 비판적인 시 각을 키운다.

지도상 유의점

Tip! 기사쓰기에서는 각자의 역할을 잘 수행하도록 격려하고 소통과 협력이 이루어 지도록 지도한다.

(26)

소주제 왜 배흘림이지?(지붕과 기둥) 차시 3-4차시 과목

(단원) 과학, 미술 성취

기준

[9과03-01] 눈, 귀, 코, 혀 피부감각기의 구조와 기능을 이해하고 자극의 종류에 따라 감각기를 통해 뇌로 전달되는 과정을 설명할 수 있다.

[9미03-01] 우리나라와 다른 나라 미술의 변천과정을 이해할 수 있다.

[9환02-02] 지구 생태계에서 물, 공기, 흙, 생물이 어떤 관계가 있는지 살펴보고, 사례를 통해 인간과 생태계 구성 요소 간의 상호작용을 분석한다.

학습 목표

1. 한옥의 지붕 형태를 설명할 수 있다.

2. 배흘림기둥과 엔타시스 양식을 사용한 이유를 설명할 수 있다.

3. 내가 만드는 미래 생태 건물을 설계할 수 있다.

학습

도입 (5분)

 부석사 무량수전 사진을 통해 배흘림기둥의 모습과 파르테논신전의 엔타시스를 감상, 비교해 보자.

학습 활동 (70분)

<활동하기 1> 한옥의 지붕 모양 비교하기

 한옥의 지붕구조에 대해 알아보자.

- 맞배지붕, 우진각지붕, 팔작지붕, 모임지붕

<활동하기 2> 기둥의 모양 비교하기

Co 부석사 무량수전의 기둥을 보니 배가 볼록하게 나와 있었다. 왜 기둥을 반듯 하게 하지 않고 볼록하게 만들었는지 궁금하였다.

 기둥의 형태에 대해 알아보자.

- 방주, 육각주, 팔각주, 원주

 배흘림기둥과 엔타시스 양식에 대해 알아보자.

- 우리나라의 건축물 중 배흘림기둥 알아보기

- 엔타시스 양식의 서양의 건축물을 알아보고 고대 건축양식을 구별해 보자.

CD 배흘림기둥과 엔타시스 양식을 사용한 이유를 이야기해 보자.

ET 에코유토피아를 선도하는 미래 생태건축(환경건축)에 대해 알아보자.

-자연속의 건축물이나 이를 이용한 현대 건축물을 소개한다.

(개미집, 생태건축물 등)

-내가 만드는 미래 생태건축물을 설계해 보자.

평가 (20분)

<내가 만드는 미래 생태 건물> 평가하기

-자기평가, 동료평가(모둠 내 평가, 모둠 간 평가), 교사 평가 지도상

유의점 ^Tip! 우리 건축의 우수성에 대한 자부심을 가질 수 있도록 지도한다.

(27)

소주제 처마의 지혜를 찾아라. 차시 5-6차시 과목

(단원) 과학, 수학 교육

과정

[9과10-02] 지구 자전에 의한 천체의 겉보기 운동과 지구 공전에 의한 별자리 변화를 설명할 수 있다.

[9과22-01] 위로 던져 올린 물체와 자유낙하 물체의 운동에서 위치에너지와 운동에너지의 변화를 역학적 에너지 전환과 역학적 에너지의 보존으로 예축할 수 있다.

[9수004-02] 평행선에서 동위각과 엇각의 성질을 이해한다.

학습 목표

1. 한옥의 구조와 명칭을 설명할 수 있다.

2. 처마의 구조를 태양의 남중고도를 이용하여 설명할 수 있다.

3. 사이클로이드로 낙하시간을 측정하고 처마의 구조를 설명할 수 있다.

학습

도입

(5분)  동양의 건축양식에서 처마의 모습을 비교해 보자. 사진 자료

학습 활동 (70분)

<활동하기 1> 처마의 숨겨진 지혜 찾기

Co 여름방학 첫 날, 늦잠을 잔 민지는 한낮인데 햇빛이 베란다 끝부분까지만 들 어오는 것을 보았다. 겨울에는 햇빛이 거실까지 들어 왔던 기억이 있는데 왜 그런 지 궁금해졌다.

CD 서양식 건물에 없는 처마가 한옥에는 있다. 처마가 있어서 좋은 점은 무엇일 까?

 태양의 남중고도를 계산해 보자(자기 고장(전주 35.5°)).

 처마가 있어서 좋은 점을 태양의 남중고도와 연관 지어 설명해 보자.

<활동하기 2> 사이클로이드 제작 및 낙하실험하기

CD 사이클로이드를 만들어서 낙하시간을 측정하고 처마의 구조가 사이클로이드 구조로 되어 있는 이유를 알아보자.

 폼 보드를 이용하여 사이클로이드를 제작하여 낙하시간을 측정해보자.

ET  처마의 길이와 구조를 그리고 과학적인 원리로 설명해 보자.

아름답게 장식하여 예술성도 높여보자.

표현과 공유 (20분)

각자 그린 처마 길이와 구조를 발표해 본다.

지도상

유의점 ^Tip! 사이클로이드 구조를 만들 때 칼을 안전하게 다루도록 주의시킨다.

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학습

과정 교수-학습 활동(7-8 차시) 학습자료

및 유의점

도입 (10 분)

 주제 도입하기 (온돌의 구조와 기능 파악하기)

Co 온돌의 구조(https://www.youtube.com/watch?v=1ID0YEX7cl8) 동영상(원더풀 사이언스- 첨단건축, 한옥의 비밀)을 시청하고 효율적으로 열을 보존하는 방법을 생각해 보자.

Tip! 핵심적 인 부분만 3 분정도 사 용한다.

전개 ( 70 분)

Co 친구 집에 가니 벽난로가 있어서 멋있어 보였는데 불이 꺼지니 거실 온도가 금 방 내려갔다. 그래서 온돌과 벽난로의 난방방법과 에너지 제로 하우스에 대해 궁금 해졌다.

CD 소주제 도입하기(온돌의 구조와 기능 파악하기) - 온돌은 어떻게 열을 전달하고 어떤 방법으로 보존할까?

- 온돌의 구조의 명칭과 기능을 알아보자.

- 열의 이동방법(전도, 대류, 복사)

- 구들장에는 어떤 돌을 사용하는 것이 좋을까? 구들의 조건을 생각해 보자.

 여러 가지 난방 방식(온돌, 스토브, 라디에이터, 천장형 난방기)에 따라 실 내 온도의 수직 분포가 어떻게 다른지 비교해 보자.

ET 온돌에서의 열의 전달방법(전도, 대류, 복사)과 구들의 조건을 발표해 본다.

활동지 PPT

정리 (10 분)

ET 여러 가지 난방 방식(온돌, 스토브, 라디에이터, 천장형 난방기)의 차이점을 비 교하여 모둠별로 발표하기

학습

및 유의점

도입 (10 분)

 열효율을 높일 수 있는(따뜻한 방) 나만의 창의적이고 특별한 고래를 설계하자.

Co [EBS math] 미로에서 탈출하기(처음~00:59) 동영상을 보고 구들장(고래) 구조와 수학의 미로를 비교해보자.

http://www.ebsmath.co.kr/resource/rscView?cate=10098&cate2=10174&cate3=101 83&rscTpDscd=RTP10&grdCd=MGRD01&sno=26570&historyYn=study

동영상

전개 (70 분)

Co 민영이는 겨울방학을 하자마자 시골 외할머니 댁에 놀러갔습니다. 할머니 집은 아궁이로 온돌 난방을 하는 전통 한옥집입니다. 할머니께서는 민영이에게 계속 아랫 목에만 있으라고 하셨습니다. 할머니 말씀대로 아랫목은 손가락을 데면 따가울 정도 로 뜨끈뜨끈한 반면, 윗목은 냉기가 돌았습니다. 민영이은 방이 전체적으로 따뜻해 지지 않고 차이가 나는 것이 궁금했습니다.

CD 나만의 창의적이고 특별한 고래를 설계 및 제작하기

- 구들장에는 어떤 돌을 사용하는 것이 좋을까? 구들의 조건을 생각해 보자.

- 고래의 구조와 기능 이해하기

- 좋은 구들장(고래)은 어떤 조건을 가지고 있어야 한다고 생각하는가?

- 구들장(고래) 모형을 설계 및 제작하기

- 제작한 구들장으로 열효율 비교 실험하기(미로의 원리 적용)

ET  자기 모둠이 제작한 창의적인 구들장을 제작하여 발표한다.

활동지 PPT

정리

(10 분) ^Tip! 전통온돌을 만들 때 새는 부분이 없도록 치밀하게 연결하도록 지도한다.

(29)

학습

및 유의점

도입 (10 분)

 한옥의 앞마당과 뒤뜰의 대류 현상으로 대청마루의 시원한 원리를 알아보자.

Co 무더운 여름에도 시원한 한옥 마루의 과학적 원리를 살펴보자.

http://clipbank.ebs.co.kr/clip/view?clipId=VOD_20111204_00214

Tip! 핵심적 인 부분만 사용한다.

전개 (70 분)

Co 민속촌이나 박물관에서 만나는 전통 한옥 집 우리 조상들은 이 무더위를 이기 기 위해 어떤 방법을 사용했을까? 한옥의 대청마루에 누워 한 숨 낮잠을 즐길 수 있는 시원함의 비밀은 무엇일까?

CD 대류에 의한 원리

- 마루바닥을 여러 개의 나무판을 사용한 이유는?

 한옥의 앞마당과 뒤뜰의 온도를 측정하고 비교하기 - 한옥의 구조도 상에 보이는 특징을 조사하기.

- 마당의 공기와 뒤뜰의 공기는 어디로 이동하게 될까?

- 대청마루의 뒤쪽 작은 문이 하는 역할은 무엇인가?

- 한옥에서 건물과 건물 사이에 온도를 효과적으로 조절하기 위해 어떤 방법을 사 용했을까?

 겨절풍에 따른 바람길의 과학 원리와 베르누이의 원리

ET 전통한옥의 대청마루가 시원한 이유를 발표한다.

실제 우리 고장의 전통 한옥을 탐방하여 대청마루의 과학적 구조 찾아보기

활동지 PPT

정리 (10 분)

Co 한옥 앞마당에 잔디를 심으면 바람이 잘 통할까?

CD 베르누이 원리가 쓰이는 예를 나눠보자.

Tip! 3차시 실험에서 이끼가 있는 축축한 흙으로 준비한다.

학습

과정 교수-학습 활동(13 차시) 학습자료

및 유의점

도입 ( 5 분)

 주제 도입하기 (테셀레이션 작품 맛보기)

Co 에셔 특별전에 전시된 작품을 통해 수학과 공간의 의미를 이해해보자.

https://www.youtube.com/watch?v=nXXeexC2LQc

불가능을 수학적 정교함으로 그려낸 '그림의 마술사 : 에셔특별전' / YTN 사이언스

전개 ( 35 분)

CD 소주제 도입하기(테셀레이션 특징 파악하기) - 에셔의 작품 감상하기

- 창호 문살 디자인 감상하기 - 두 가지의 공통점 찾기

 나만의 테셀레이션 디자인 만들기

Co 스페인 알함브라 궁전이나 일상생활 속에서 테셀레이션이 사용되고 있는데, 우리 한옥에서는 볼 수 없을까?

- 정다각형 인쇄지를 작성해보자.

- 정규 테셀레이션이 가능한 정다각형을 구해보자.

- 네 가지 합동변환이 무엇이 있는지 알아보자.

ET 아래 수학탐구 활동지의 기본도형을 찾고 디자인할 때 사용된 합동변환을 찾 아서 발표한다.

활동지 PPT

정리 ( 5 분)

ET 하나의 도형을 회전하거나 뒤집어서 다른 도형과 포개어질 때, 두 도형을 합 동이라고 한다. 이 때 포개어지는 꼭짓점, 포개어지는 변끼리 각각 대응한다고 말