한국과학창의재단 이사장 귀하

2020 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2020. 11.

교동초등학교

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【 2020년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】

과 제 개 요

과제명 2020년 STEAM 교사연구회 운영(교동초등학교)

STEAM 프로그램

유형

(유형1) STEAM 프로그램 개선 및 보완을 통한 확산 모델 개발 ( √ )

- 선행 프로그램명: 과거를 품어 미래를 펼치다 - Newtro-City 프로젝트 (2019년 STEAM 교사연구회(교동초) [결과보고서] 우리 동네 동물 친구를 지켜 라!(생태 프로젝트) 內 두 번째 STEAM 프로그램)

프로그램명 뉴트로 시티 프로젝트

학교급 초등 대상 학년(군) 5-6학년

중심과목 과학 중심과목

성취기준 영역 [초 5~6 과학] (14) 에너지와 생활

연계과목 사회 실과 수학 미술 음악

연계과목 성취기준 영역

[초 5~6 사회] (3) 옛사람들의 삶과 문화 [초 5~6 실과] (4) 기술시스템 : 효율적인 운송수단 [초 5~6 수학] (2) 도형 : 합동과 대칭

(3) 측정 : 평면도형의 둘레와 넓이 [초 5~6 미술] (2) 표현 (3) 감상

[초 5~6 음악] (3) 생활화 연구기간 2020.7.20. ~ 2020.11.30.

신청금액 일금사백만원(￦4,000,000)

참여연구원 5명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 4명) 연구 수행자에 관한 사항

구분 소속(학교명) 담당과목 직위 성명

연구책임자 교동초등학교 수학 교사 김은형

공동연구원 솔빛초등학교 과학, 음악 교사 유현숙

공동연구원 솔빛초등학교 수학 교사 박기림

공동연구원 세마초등학교 과학 교사 이주희

공동연구원 곡선초등학교 미술 교사 김민아

2020년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 융합인재교육(STEAM) 교사연구회를 운영한 결과로써 본 보고서를 제출합니다.

2020년 11월 20일

주관연구기관장 : 교동초등학교장 홍재한 (인) 연구책임자 : 김은형 (인)

한국과학창의재단 이사장 귀하

“이 보고서는 2020년도 정부의 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

목 차

1. 요약문··· 1

2. 서론··· 2

가. 연구의 필요성 ··· 2

나. 연구의 목적 ··· 2

3. 연구 수행 내용 ··· 3

가. 연구과제 1 ··· 11

나. 연구과제 2 ··· 12

다. 연구과제 3 ··· 13

4. 연구수행 결과 가. 프로그램 개발 및 적용 수행 결과 ··· 13

나. STEAM 프로그램 운영 결과 ··· 13

다. STEAM 교사연구회 운영 결과 ··· 14

5. 결론 및 제언 ··· 15

1) 연구원 소감 ··· 15

2) 결론 및 제언 ··· 16

6. 참고문헌··· 17

[부록] 부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물 ··· 18

부록2. 학생 산출물, 활동사진 ··· 76

부록3. 협의록 ··· 80

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1 ^요약문

2020년 본 STEAM 교사연구회는 지난해 우리 연구회가 개발하고 적용한 『과거를 품어 미래를 펼치다 - Newtro-City 프로젝트』 STEAM 교육 프로그램의 보완점을 찾고 개선하였다. 5-6학년 군의 교육과정을 보다 정교하게 분석하여 5학년, 6학년에 각각 적용할 수 있는 프로그램으로 분 화시켰으며 도안을 그리는 것으로 그쳤던 활동을 학생들이 프로그래밍하여 설계한 것을 직접 만 들어 보는 활동으로 확장하였다. 각 STEAM 교육 프로그램의 요약문은 아래와 같다.

<프로그램 1>「Newtro-city 건설 프로젝트」는 2019년 STEAM 교사연구회의 선행 프로그램인 [과거를 품어 미래를 펼치다-Newtro-City 프로젝트]의 개선 프로그램이다. 선행 프로그램은 주로 역사 속 문화유산에 숨어 있는 과학적 원리를 알아보고 이를 활용하여 ‘뉴트로시티’를 위한 아이 디어를 설계하는 것이 중점이었다. 이번 프로그램은 학생들이 과학적 원리와 마이크로비트를 활 용하여 학생들의 아이디어가 실제로 구현되는 뉴트로시티를 제작하는 것이 중점이다. 이를 위해 석빙고, 장경판전에서 볼 수 있는 공기의 대류 현상 등 문화유산 속의 과학적 원리를 알아본다.

순차, 반복, 조건 등의 코딩 알고리즘을 배우고 마이크로비트로 직접 코딩해본다. 마이크로비트 가 처음인 학생들이 많으므로, 기본 구조 이해와 여러 가지 센서 코딩 실습 과정을 강화하였다.

학생들은 ‘대한민국 뉴트로시티 건설 프로젝트’의 특별연구원으로 팀을 꾸려 협업을 통해 프로젝 트를 진행한다. 코로나 19로 대면 협업에 제약이 있어 구글 DOC, PADELT 등의 협업 소프트웨어 를 활용하였다. 우리나라의 아름다움과 지혜를 담은 뉴트로시티를 건설하고 최종적으로 우리 팀 의 뉴트로시티 아이디어를 입찰하는 경매를 연다. 다른 팀의 아이디어를 공유하고 미래 사회에 도움을 주는 정도를 가치로 평가하여 경매를 진행한다. 노벨경제학상을 받은 경매 이론을 도입 하여 두 번째로 높은 경매가로 낙찰을 진행하며, 낙찰을 통해 얻게 된 에코 상금은 ‘에코바자회’

에서 사용할 수 있다.

<프로그램 2>「뉴트로 시티: 지속가능한 미래를 찾아서」는 5학년 뉴트로시티 프로젝트를 기반 으로 초등학교 6학년 과학 (17) 에너지와 생활에 확장, 적용하여 개발한 프로그램이다. 5학년이 뉴트로 스마트 시티를 구현하는 것에 포인트를 두었다면 6학년 수업에서는 이 내용을 기반으로 학습자 주변의 상황을 바꾸어보는 ‘그린 스마트 스쿨’을 만들어 보았다. 시시때때로 바뀌는 코로 나 상황을 고려하여 모든 수업을 원격으로 진행하였고 학습자의 흥미를 높이기 위해 게이미피케 이션의 요소(포인트, 미션수행, 암호 등)를 일부 도입하였다. 에너지 효율, 스마트시티, 조상들의 지혜를 융합하여 학습자가 다니고 있는 학교 공간을 바꿔보는 공간혁신프로젝트를 통해 학습자들 은 환경에 대한 관심과 내 주변을 변화시킬 수 있는 기회를 가졌다. 과학전담 연구원이 솔빛초 6학년 270명 학생에게 6차시에 걸쳐 적용하였으며 사회 이슈를 다뤄보는 뜻깊은 시간을 가졌다.

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2 ^서론

1) 연구의 필요성

2020년 STEAM 교육 연구는 본 연구회가 지난 2019년 개발하여 적용한 STEAM 교육 프 로그램에 대한 반성에서 출발한다. 프로그램을 개발하고 적용하는 과정에서 드러났던 문제 들과 아쉬움이 남는 지점들에서 보완할 점과 개선할 점들이 무엇인지 짚어보고 STEAM 교 육의 효과성 제고 및 현장 활용성 높은 STEAM 교육 프로그램으로 발전시키고자 한다. 이를 위해 우리 STEAM 교사연구회가 설정한 목표는 다음과 같다.

2) 교사연구회 목표

○ 기 개발하여 적용한 프로그램에 대한 반성적 분석 : 2019년 STEAM 교사연구회의 선 행 프로그램인 [과거를 품어 미래를 펼치다 - Newtro-City 프로젝트](우리 동네 동물 친구를 지켜라!(생태 프로젝트) 內 두 번째 STEAM 프로그램)를 1) 교육과정 연계성 측면, 2) 차시별 주제 및 수업 내용 측면, 3) 학생 평가 측면, 4) 프로그램 일반화 및 모듈화 측면 5) 적용 학년 확대 측면 등에 세부적으로 분석하고, 분석 결과를 바탕으 로 프로그램의 50% 이상을 개선 및 보완하고자 한다.

○ STEAM 교육 목적의 구현 측면 : 전통 과학과 미래기술을 통시적인 관점으로 바라보 고 실생활의 문제를 해결하며 학생들의 과학기술에 대해 흥미와 이해를 높이는 방향 으로 프로그램을 개선하고자 한다. 또한 학생들이 자신들의 창의성을 발휘하여 문제 를 해결하며 창의적 문제해결력을 함양할 수 있도록 프로그램을 개선 발전하고자 한 다. 고정된 사고방식에서 벗어난 창의적인 해결 방법과 전략, 아이디어를 기르고 이러 한 아이디어를 기반으로 문제를 해결해봄으로써 감성적 체험을 경험하도록 한다.

○ 교육과정 연계 강화와 프로그램 질적 제고 측면 : 과학을 중심과목으로 사회, 실과, 수 학, 미술, 음악, 국어 등의 교육과정의 연계성을 보다 밀도 있게 재구성하여 프로그램 을 개선하도록 한다. 기 개발 프로그램을 구성주의적 관점 및 PBL의 원칙, STEAM의 학습준거와 세부요소에 근거하여 보다 탄탄한 프로그램으로 보완한다.

○ 현장 활용도 제고를 위한 프로그램 모듈화 및 학년군 확대 적용 측면 : 현장에서 학년 별, 교과 재구성 내용에 따라 쉽게 적용할 수 있는 STEAM 교육 프로그램이 되도록 모듈화하고, 이를 학년군에 적용하여 그 실효성을 검증한다.

○ 온라인 수업을 대비한 영상콘텐츠 제작과 온라인 플랫폼을 활용한 협력학습 적용 : 영 상콘텐츠를 제작 및 반영하여 프로그램을 개선하고, 개선한 프로그램의 협력학습 방 법으로 온라인 플랫폼을 활용하고 그 효과성을 검증한다.

○ 융합인재교육의 이해 심화와 확산 : 적용한 STEAM 교육 프로그램의 일반화 자료 보 급과 본 연구회의 연구과정과 성과를 다양한 기회를 통해 공유하며 융합인재교육을 보다 깊게 이해하고 적용이 확산될 수 있도록 한다.

3 ^{연구 수행 내용}

연구환경구축 연구 수행을 위한 환경 구축 및 토대 마련 1) 연구체계 구축

- 본 STEAM 교사연구회 세미나를 정기적으로 개최하였고, 연구 추진 일정 및 추진 전략 의 공유, 연구의 방향과 프로그램의 개발 방안 등을 협의

2) 인적 연구 환경 구축

⑴ 관련 연수 이수 및 연구 : 융합인재교육(STEAM)의 이론과 실제, 2015개정 교육과정, 학생중심수업 교수학습 방법, 실생활 문제 개발 방법, 해외 STEAM 교육 사례 등을 연 구하고 교사연구회에서 내용을 공유함, 프로그램 개발과 적용에 실제적인 도움이 되는 STEAM 교육 연수에 연구원들이 참여하였음

⑵ 인적 네트워크를 통한 연구 협력 : 연구원, STEAM교육, 교육과정 전문가 네트워크 구성과 정기적인 연구 모임을 운영하여 연구의 질적 수준 향상 도모하였음

연구과제 1 STEAM 프로그램 개선 및 보완을 통한 확산 모델 개발 1) STEAM 관련 각종 문헌연구

⑴ STEAM 교육 운영을 위한 2015 개정교육과정 및 성취기준 분석하고, 각 프로그램의 적 용학년인 5, 6학년의 과학, 국어, 수학, 사회, 미술 등의 성취기준을 본 프로그램의 교육 관련 내용 추출하였음

⑵ 융합인재교육(https://steam.kofac.re.kr/) 사이트와 창의교육에서 발간한 여러 자료집, 해외의 STEAM 교육 사례 등을 살펴보며 사례 연구함

⑶ 현장에 적용 가능한 프로그램 사례를 조사 분석하고 연구원 간 공유함

2) STEAM 교육 프로그램 개선 및 보완을 위한 연구

⑴ 개선 및 보완의 방향과 목표 설정 : 학생들의 창의적 문제해결력을 높이고, 현장 활 용도 제고를 목표로 개선 방향 설정 및 구체적 목표 수립함

⑵ 개선 및 보완 대상 프로그램의 분석 : 교육과정 연계, 함차시별 주제 및 수업 내용, 관련 이론, 평가방법, 일반화 정도 등의 항목을 세분화하여 체계적으로 분석

⑶ STEAM 교육프로그램 개선을 위해 관련한 교수학습 방법 및 평가방법 연구 : 학생중 심수업 교수학습 방법, 구성주의와 PBL 등 교육 프로그램 개발을 위한 교수학습 방법 연구함

⑷ STEAM 교육 운영을 위한 2015 개정교육과정 및 성취기준 분석하여 프로그램 개발 을 위해 재구성함

3) STEAM 교육 프로그램 개선 방향 및 결과

⑴ 차시별 주제 및 수업 내용 개선 : 2015교육과정 5-6학년군의 확대 적용을 위해 차시 별 주제 및 수업 내용을 개선하였음

① 5학년 적용 차시, 6학년 적용 차시를 선별하여 학년 교육과정에 맞게 재구성함

② 적용 학년, 적용 학교를 여럿 두어 일반화 가능성을 탐색함

③ 학생들의 활동 결과물이 현실에서 활용 가능할 정도로 나올 수 있도록 차시별 수 업내용을 추가함

⑵ STEAM 교육 학습 준거와 세부요소를 근거로 개선 프로그램 타당성 검토함

<타당성 검증 기준 – STEAM 교육 프로그램 설계 원칙과 실천 방법>

<프로그램 개선 방향>

STEAM교육의 개념, 활동준거, 세부요소 등에 따라 방향을 다음과 같이 설정한다.

㉠ 실생활의 문제와 연계될 수 있는 주제를 선정하여 교육과정을 재구성

㉡ 여러 교과의 성취기준을 융합적으로 구성하여 관련 교육과정 주제 및 내용을 추출 하여 편성･운영

㉢ 주제에 따라 상상하고 도전하여 성장할 수 있는 STEAM 교육 프로그램을 제시

㉣ STEAM교육의 활동 준거인 상황제시, 창의적 설계, 감성적 체험 요소 반영

㉤ 실생활 문제해결력과 융합적 사고 능력의 배양을 위해 결과와 지식보다는 과정과 활동을 강조

㉥ 2015 개정교육과정 과학교과를 중심으로 수학, 미술, 국어 교과가 융합할 수 있도 록 관련 교육과정 요소 추출하고 프로그램안에서 자연스럽게 융합

㉦ 실제 수업에 적용 가능할 수 있는 수업지도안을 자세하게 작성하고 수업에 투입할 수 있는 교육활동지를 개발하여 본 STEAM 프로그램이 일반화될 수 있도록 연구

과정 내용

설계 원칙과

설계 과정 - 구성주의를 기반으로 한 PBL을 수업모형으로 교육프로그램 개발

문제개발

- 상황제시, 창의적 설계, 감성적 체험을 아우를 수 있도록 구조화 - 상황 안에서 명확한 목표를 향해 작은 활동들을 엮어가며 단원의

주제가 자연스럽게 드러나는 문제 개발

- 학습자들이 충분히 상황에 몰입하여 자기주도적으로 활동에 참여할 수 있을 정도의 매력적이고 신선한 주제를 담은 문제

- 해결방안이 다양하게 나올 수 있는 비구조적인 문제 개발

교수 - 학습 과정 설계

- 일련의 학습 활동에서 학습자들이 창의성을 발현할 수 있도록 설계 - 동료 학습자와 의사소통을 통한 문제 해결이 자연스럽게 이루어질

수 있도록 설계

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⑶ STEAM 교육 프로그램 개선 결과

<STEAM 교육프로그램 개선 내용 및 특징>

번호 프로그램명 학년 중심

교과 연계

교과 내용 및 특징

1 뉴트로시티

건설 프로젝트 5 과학 미술 사회 국어 실과 수학

기 프로그램은 역사 속 문화유산에 숨 어있는 과학적 원리를 알아보는 활동 이 주였다면 이번 프로그램은 과학적 원리와 프로그래밍을 활용하여 실제로 뉴트로시티를 제작하는 것이 중점임

학습자들은 뉴트로시티 건설 프로젝트 의 특별 연구원으로 참여하여 프프로 젝트 진행

구글 DOC, Padlet 등 온라인 협업 도 구를 활용하여 온라인 수업과 대면 수 업을 병행하여 진행

에코 상금을 얻어 에코바자회에서 사 용할 수 있도록 수업 구성

2

뉴트로시티:

지속가능한 미래를 찾아서

6 과학 음악

6학년 과학 (17) 에너지와 생활을 중심 과목 및 영역으로 선정하고 환경을 주 제로 프로그램을 개선함

학습자 주변의 상황을 바꾸어보는 ‘그 린 스마트 스쿨’ 활동 전개

게이미피케이션의 요소(포인트, 미션 수행, 암호 등)를 도입

학습 환경 설계

- 실제 세계의 경험을 통해 학습자가 스스로 지식을 구성할 수 있도록 하는 학습 환경 조성

활동지 개발 - 자기주도적 학습, 성찰적 학습, 팀별 협력학습을 도울 수 있는 활동 지 개발

검토 - STEAM 교육

프로그램의 준거틀

요소

상황제시 전체 프로그램을 아우르는 상황 제시, 자연스러운 융합

창의적 설계 학습자 중심, 학생 자신의 아이디어 발현, 자기문제화 학습 방법, 과정활동 중심, 다양한 산출물, 협력 학습

감성적 체험 Hands-on, 성공의 경험, 새로운 도전 요소, 자기 평가

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<STEAM　프로그램 1 : 5학년 STEAM 프로그램 개선>

 프로그램 개요

 STEAM　<프로그램 2> 개발 중점사항

①현상기반학습의 토대

선행 프로그램에서는 미래에 생길 수 있는 여러 가지 문제 상황을 교사가 제시하고 학 생들이 다양한 해결방안을 도출하였다. 개선 프로그램에서는 현상기반학습을 적용하여 학생들이 직접 미래에 생길 수 있는 문제점을 조사하고 뉴트로시티 건설에 어떤 점들을 고려해야 할지 탐색해본다. 학생들이 경험을 바탕으로 한 실생활 문제부터 자원, 식량 고갈, 환경 문제처럼 인류 전체가 고민해야 할 문제에 이르기까지 범위가 더 확장되었 다. 그리고 어떠한 과목을 융합하여 어떤 방향으로 프로젝트를 진행할지가 학생들이 주 위에서 보고, 듣고, 경험하는 것에서 시작되었다. 5학년 2학기에는 한 학기 내내 역사를

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 과거를 품어 미래를 펼치다! 뉴트로 시티 프로젝트[개선]

학교급 초등 대상

학년(군) 5-6학년군

중심과목 과학

중심과목 성취기준

영역

[초 5~6 과학] (1)온도와 열 [초 5~6 과학] (4) 다양한 생물과

우리생활 [초 5~6 과학] (17) 에너지와 생활

연계과목 사회 실과 수학 미술 국어

연계과목 성취기준

영역

[초 5~6 사회] (3) 역사 [초 5~6 실과] (4) 기술시스템 [초 5~6 수학] (1) 수와 연산 [초 5~6 미술] (2) 표현 (3) 감상 [초 5~6 국어] (1) 말하기

개발결과 주제 연번

차시

(시수) 과목 연계(안)

1 2 과학(1), 사회(1)

2 2 실과(2)

3 2 사회(1), 과학(1)

4 3 수학(1), 실과(2)

5 2 국어(1), 미술(1)

6 3 과학(1), 실과(1), 미술(1) 7 2 과학(1), 국어(0.5), 사회(0.5)

적용 결과 솔빛초 5학년 학생 32명, 곡선초 5학년 학생 24명을 대상으로 16차시 적용함

배우기 때문에 문화유산과 역사에 가까워진 학생들이 스스로 관심있는 영역을 조사하며 아이디어를 확장해나갈 수 있었다.

⓶ 동작하는 뉴트로시티의 구현

선행 프로그램에서는 학생들이 역사 속에서 아이디어를 얻고, 과학적인 원리를 포함 한 뉴트로시티 건설 아이디어를 계획하는 것에 비중을 두었다. 뉴트로시티를 건설하며 마무리하기는 하였지만, 학생들의 아이디어대로 작동하지는 않는 모형에 불과해 아쉬움 이 남았다. 이번 뉴트로시티 프로젝트에서 가장 중점을 둔 것은 학생들의 아이디어가 실제로 구현되도록 하는 것에 있었다. 이를 위해 ‘마이크로비트’를 활용하였다. 학생들은 순차, 반복, 조건문 등의 알고리즘을 익혔다. 마이크로비트를 확장하여 사용할 수 있는 다양한 센서들을 익히고 이를 바탕으로 역사, 기술(마이크로비트), 과학, 미술이 융합된 뉴트로시티를 건설하기위해 아이디어를 짰다. 뉴트로시티 아이디어를 계획할 때부터 센 서를 활용한다는 전제가 있었기 때문에 훨씬 다양하고 창의적인 아이디어들이 나올 수 있었다. 최종적으로 학생들의 아이디어대로 지진을 감지하여 신문고를 울리는 지진감지 기, 내진 설계가 되어있는 상감청자 아파트, 자동으로 물을 주는 정자 등의 아름다운 작 품들이 완성되었다.

③ 언택트 시대의 교육

코로나 19로 인해 올 한해 교육 환경이 많이 바뀌었다. 원하든 원치않든 온라인을 활 용한 수업을 준비해야했다. 프로젝트 학습의 경우 학생들의 협업이 굉장히 중요한 부분 을 차지한다. 구글 doc, padlet 등의 플랫폼을 활용하여 학생들이 실시간으로 소통하며 조사한 것을 누적하고 수정할 수 있도록 하였다. 처음에는 번거로워했던 학생들도 시간 과 공간의 제약에 상관없이 언제든지 만나서 의논할 수 있는 환경에 금방 적응하였다.

원격수업과 대면수업이 병행되면서 온라인에서의 장점과 오프라인에서의 장점을 적절하 게 활용하는 것이 관건이었던 것 같다.

 문제기반학습(Problem based Learning)

PBL은 비구조화된 실생활 ‘문제(Problem)’를 제시하여 창의적인 문제 해결 과정을 통해 학습자는 문제해결능력, 비판적 사고능력, 창의력 등을 신장시킬 수 있다고 알려진바, 위 STEAM 프로그램은 PBL 설계원칙과 실천 방법을 기반으로 개발하였으며, PBL의 기본 특 성인 동료학습자와의 협력적 문제해결, 학습자 중심 학습 환경 제공, 자기 성찰적 반성을 통한 성장이 가능하도록 설계 및 운영하였다.

 프로그램 교육과정 성취기준

① 중심과목 성취기준 : 2015 개정교육과정 초등과학 5~6학년 (7) 물체의 운동

초등과학 5~6년

[06과01-04] 액체와 기체에서 대류 현상을 관찰하고 대류 현상 에서 열의 이동을 설명할 수 있다.

[6과04-03] 우리 생활에 첨단 생명 과학이 이용된 사례를 조사

② 연계과목과 그 성취기준

 STEAM 프로그램 수업 적용 결과

① STEAM 프로그램 차시별 교수학습 과정인 작성, 활동지 개발(부록1 참고)

② 개발한 프로그램 현장 적용

③ 프로그램 적용 전 태도검사, 적용 후 태도조사, 만족도조사를 실시하고 성찰일지를 작성하여 그 효과를 검증

과목 영역 성취기준

사회 (3)역사

[6사03-02〕 불국사와 석굴암, 미륵사 등 대표적인 문화유 산을 통해 고대사람들이 이룩한 문화의 우수 성을 탐색한다.

[6사03-04〕 고려청자와 금속활자, 팔만대장경 등의 문화 유산을 통해 고려시대 과학 기술과 문화의 우 수성을 탐색한다.

실과 (4)기술시스템

[6실04-09] 프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로 그래밍 과정을 체험한다.

[6실04-10] 자료를 입력하고 필요한 처리를 수행한 후 결 과를 출력하는 단순한 프로그램을 설계한다.

[6실04-11] 문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정에서 순차, 선택, 반복 등의 구조를 이해한다.

미술 (3)감상 [6미03-01] 우리나라 전통 미술의 특징을 현대 미술과 비 교할 수 있다.

국어 (1)말하기 [6국01-02〕의견을 제시하고 함께 조정하며 토의한다.

(1)온도와 열 (4) 다양한 생물과

우리생활 (17)에너지와 생활

하여 발표할 수 있다.

[6과17-02] 자연 현상이나 일상생활의 예를 통해 에너지의 형 태가 전환됨을 알고, 에너지를 효율적으로 사용하는 방법을 토의할 수 있다.

적용 대상 솔빛초 5학년 1개 학급, 곡선초 5학년 1개 학급

수혜 학생 수 56명

적용 시기 2020. 10. 10.~11.13.

적용한 과목 과학(4) + 수학(2) + 미술(2) + 사회(2.5) + 실과(3) + 국어(0.5)

= 16차시

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<STEAM　프로그램 2 : 6학년 STEAM 프로그램 개선>

 프로그램 개요

 STEAM　<프로그램 2> 개선 중점사항

① 주제의 심화 및 교육과정 연계성

5학년에 적용하였던 2019년 STEAM 교육프로그램인 「뉴트로시티 프로젝트」를 6학년 과학 6단원인 <에너지와 생활>과 연계하여 2020년 STEAM 교육 프로그램으로 개선하 였다. 5학년의 뉴트로시티 프로젝트는 과학적 원리와 프로그래밍을 활용하여 실제로 뉴트 로시티를 제작하는 것이 중점인 반면, 6학년 뉴트로시티 프로젝트는 환경을 주제로 학습자 주변의 상황을 바꾸어보는 ‘그린 스마트 스쿨’ 활동 전개해 나간다.

② 온라인 수업 적용 가능화 방안 마련

코로나19의 확산으로 인해 대면 수업이 불확실해지는 반면 온라인수업이 정착되어가 는 과정에서 기존의 STEAM 교육 계획을 변경하여 온라인에서도 적용 가능할 수 있도 록 수업을 구상하였다. 6차시 수업 모두 온라인에서도 수업할 수 있도록 온라인 협업 도구를 도입하는 등 다양한 방안을 접목하여 프로그램을 개선하였다.

③ 게이미피케이션 활용한 원격수업 적용

일방적 내용 전달이 될 수 있는 온라인수업의 맹점을 보완하기 위하여 적략적으로 게 STEAM

프로그램 구분

프로그램명 뉴트로 시티: 지속가능한 미래를 찾아서 선행

프로그램명

< 2019년 STEAM 교사연구회 >

우리 동네 동물 친구를 지켜라 內 두 번째 STEAM 프로그램

「과거를 품어 미래를 펼치다 –Newtro-City 프로젝트」

학교급 초등 대상

학년(군) 6학년

중심과목 과학

중심과목 성취기준

영역

[초6학년 과학] (17) 에너지와 생활

연계과목 음악

연계과목 성취기준

영역

[초6학년 음악] (3) 생활화

개발결과 주제 연번

차시

(시수) 과목 연계(안)

1 1 과학(1)

2 2 과학(2)

3 2 과학(2)

4 1 음악(1)

적용 결과 솔빛초 6학년 3개 학급 90명 대상으로 6차시에 걸쳐 적용함

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이미피케이션 요소를 수업 곳곳에 도입하였다. 게임에 빠져들듯이 수업에 재미있게 몰 입하여 학습자들이 온라인학습에 참여할 수 있도록 하였다.

A. 게임의 4가지 특징(본질적인 특성, 즉 게임의 본질을 구성하는 것)

B. 게임의 요소

 프로그램 교육과정 성취기준

① 중심과목 성취기준 : 2015 개정교육과정 초등과학 5~6학년 (17) 에너지와 생활

게임 요소 내용

점수

행동에 대한 가치 부여

- 생활 속 사례 : 현금점수, 비디오 게임 점수, 소셜 네트워크 점수 - 점수 시스템: 경험점수, 환금성 점수, 기술 점수, 카르마, 평판 점수 레벨 플레이어가 성장한 정도를 나타냄

레벨이 올라감에 따른 난이도의 변화

순위표

단순한 비교를 목적으로 함

- 의욕을 높여주는 순위표 : 윗 단계로 넘어가기 위한 시도 - 무한 순위표 : 많은 사람이 즐기는 소셜 게임인 경우 배지 지위나 상태를 알리거나 수집의 대상이 됨

목표의 달성 여부나 발전 정도를 배지로 나타냄

도전 과제와 퀘스트

플레이어가 도전할만한 과제

- 협력적인 퀘스트(플레이어 간, 플레이어와 게임 간) - 그룹을 활용한 디자인

목표 (goal)

플레이어가 성취해야 하는 구체적인 결과로 주의를 집중해 게임을 헤쳐 나갈 수 있도록 방향과 목적의식을 제공하는 것 규칙

(rule)

확실한 목표 달성 방법을 없애거나 제한하여 미지의 공간을 탐험하도록 유도하는 것으로, 창의력이 발휘되고 전략적 사 고가 활발히 일어나게 함

피드백 시스템 (feedback system)

플레이어가 목표에 얼마나 다가섰는지 알려주는 것으로 점 수, 레벨, 진행률 등의 형태로 나타남

자발적 참여 (voluntary participation)

게임을 하는 모든 사람이 목표, 규칙, 피드백 시스템을 선뜻 받아들이고 인정하게 되며 이러한 자발적 수용으로 여러 사 람이 함께 게임을 할 ‘공동 기반’이 만들어짐

초등과학 5~6학년 (17) 에너지와 생활

[6과17-02] 자연 현상이나 일상생활의 예를 통해 에너지의 형 태가 전환됨을 알고, 에너지를 효율적으로 사용하

② 연계과목과 그 성취기준

 STEAM 프로그램 수업 적용 결과

① STEAM 프로그램 차시별 교수학습 과정인 작성, 활동지 개발(부록1 참고)

② 개발한 프로그램 현장 적용

③ 프로그램 적용 전 태도검사, 적용 후 태도조사, 만족도조사를 실시하고 성찰일지를 작성하여 그 효과를 검증

연구과제 2 STEAM 수업 평가 방법 개발 및 적용 성과 조사

1) 학생 평가 방법 및 도구 개발(부록 참고)

- 교육과정 분석을 바탕으로 프로그램에 맞는 성취기준을 추출 - 프로그램 적용 과정이 끝난 후 산출된 평가자료 결과 처리 예정

과목 영역 성취기준

음악 (3) 생활화 [6음03-01] 음악을 활용하여 가정, 학교, 사회 등의 행사에 참여하고 느낌을 발표한다.

는 방법을 토의할 수 있다.

[6과17-01] 생물이 살아가거나 기계를 움직이는 데 에너지가 필요함을 알고, 이때 이용하는 에너지의 형태를 조사할 수 있다.

[6과17-02] 자연 현상이나 일상생활의 예를 통해 에너지의 형 태가 전환됨을 알고, 에너지를 효율적으로 사용하 는 방법을 토의할 수 있다.

적용 대상 화성 솔빛초 연구원 과학전담 학급 (6학년)

수혜 학생 수 3개 학급 90명

적용 시기 2020. 10. 23.~11. 13 적용한 과목 과학(7) + 음악(1) = 6차시

평가자료 평가 내용 평가 방법 결과 처리

활동지

･ 활동지에 평가 항목을 안내하여 활동과정에 서 자신이 도달해야 할 목표가 무엇인지 인 지하고, 그 결과를 기록하게 함

자기평가 관찰평가

수행평가 반영

산출물 ･ 산출물을 발표 및 전시하고, 동료의 산출물에 대해 기준에 따라 평가를 할 수 있도록 함

상호평가 체크리스트 평가

생기부 반영

2) 수업 적용에 따른 프로그램 효과성 검증

⑴ 수집 자료 : 학생 만족도 검사지, 태도검사지(사전 사후/적용학급, 미적용 학급), 면담자료, 학생 성찰일지 분석 자료, 산출물 분석 자료, 관찰일지 등

⑵ 검증 방법

① 사전사후 검사지를 활용한 양적 방법 분석 예정

② 교사의 관찰일지, 학습자 성찰일지, 산출물 분석, 면담 자료 등 질적 방법 분석

⑶ 적용학급 대상 사전사후 태도검사지, 만족도조사

연구과제 3 STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천

1) 수업 공개 및 워크숍 개최 변경 내용

⑴ 일시 및 대상

행사명 일시(계획) 대상 변경 내용

수업공개 2020.10월 교사 취소

교사 워크숍 2020.11월 초 교사 2020년 11월 27일(금) 솔빛초 주최 개최 예정

⑵ 목적 : 교사들의 융합교육(STEAM)에 대한 이해 제고 및 협력 방안 모색

⑶ 내용 : STEAM 교육 프로그램 개발 과정과 적용 성찰일지

･ 문제해결과정과 결과에 대해 성찰일지를 작 성하여 자신의 활동을 되돌아보게 하며 평 가 또한 감성적 체험의 한 과정이 될 수 있 도록 함

자기평가

교사관찰 ･ 교사가 관찰일지를 작성하고 학생 활동 중 의미 있는 내용을 추출하여 평가에 반영

내러티브 기술

종류 방법 입력 완료 일시 대상 결과처리

･태도 1차 온라인

~2020.10.13 곡선초 5학년 24명

온라인 수업으로 학생 개별로 실시

~2020.10.13 솔빛초 5학년 32명

~2020.10.13 솔빛초 6학년 90명

･태도 2차

･만족도 온라인

~2020.11.13 곡선초 5학년 24명 2020.11.16 솔빛초 5학년 32명

~2020.11.13 솔빛초 6학년 90명

- 13 -

학생들에 프로그램에 참여하는 모습을 통해 본 프로그램의 교육적 효과 교사 체험을 통한 STEAM교육의 이해

⑷ 기대효과 : STEAM 교육에 대한 이해를 넓히고 교육성과의 공유로 STEAM 교육에 대 한 교사의 관심을 환기, 차후 이루어질 활동에 참여시키는 계기를 마련

2) 온라인 중간 워크숍 참여

- 온라인 중간 워크숍 참여하여 STEAM 교육정책 및 연구비 사용에 대한 안내를 받음

3) 연구회 정기 협의회(세미나) - 부록3 참고

본 연구회는 3개 학교의 5명의 연구원으로 구성되어 긴밀한 STEAM 교사연구회의 협 의를 위해 약 한 달에 한 번 정기 세미나를 개최하여 교육과정 분석, 프로그램의 설계와 개발 및 적용에 관해 협의 거쳐 운영

4 ^{연구 수행 결과}

연구결과 1) 프로그램 개발 및 적용 수행 결과

우리 연구회는 2개의 프로그램, 총 22차시 개선 프로그램과 이에 따른 교수･학습 과정안과 학생활 동지 등을 함께 개발하였다. 개발한 프로그램은 146명에 이르는 학생에게 적용하였고 그 효과성을 검증하기 위해 아래의 일정에 따라 사전 1차 태도검사, 2차 태도검사, 만족도 검사를 실시하였다.

구분

수행 결과

프로그램 1 프로그램 2

교수학습지도안 개발 차시 총 16차시 총 6시

수업 적용 일정 2020. 10.10. ~ 2020. 11.13. 2019.10.10. ~ 2019.10.30.

(STEAM 수업)수혜학생 수 솔빛초등학교 5학년 32명 곡선초등학교 5학년 24명

솔빛초등학교 6학년 90명 (6학년 3개 학급)

학생 태도검사 1차 태도검사

~10월 16일, 2개 학급(56명) 실시 완료

~10월 16일, 3개 학급(90명) 실시 완료

2차 태도검사

~11월 16일, 2개 학급(56명) 실시 완료

~11월 16일, 3개 학급(90명) 실시 완료

학생 만족도조사 ~11월 16일, 2개 학급(56명) ~11월 16일, 3개 학급(90명)

- 14 - 연구결과 2) STEAM 프로그램별 운영 결과

⑴ 프로그램 측면

- 작년에 [뉴트로시티 프로젝트]를 하면서 학생들의 좋은 아이디어를 모형으로밖에 제작하 지 못해 아쉬운 점이 있었는데 올해 개선 프로그램으로 직접 아이들의 아이디어를 구현 해볼 수 있어서 유익했다.

- 학생들의 원활한 마이크로비트 사용을 위해 교사연구회 선생님들과 함께 다양한 예시 작품을 만들고 코딩해보며 개인적인 코딩 실력도 더 향상되었다.

- 학생들은 역사, 과학, 미술 시간에 배운것들을 바탕으로 연구원이 되어 ‘뉴트로시티’를 건 설하는 것만으로도 수업에 몰입할 수 있었다. 또한 코딩한 것이 직접 구현되는 마이크로 비트를 처음 경험해보면서 코딩을 처음 접해보는 학생들도 매우 재미있고 신기해했습니 다. 한 학생은 ‘주변의 사물들을 볼 때마다 이런 센서가 이런 코딩으로 움직이겠구나 하 는 생각을 하게 되었다.’며 소감을 밝히기도 하였습니다.

- 프로젝트가 학생들의 삶으로 자연스럽게 흘러가서 세상을 넓은 시각에서 바라볼 수 있도 록 하는 기회가 되었고, 학생들의 아이디어가 실현가능함을 활동을 통해 확인하였다.

⑵ 학습자 측면

- 문제 상황을 이해하고 이를 해결하기 위해 스스로 방법을 찾아내려 노력하는 과정에서 끈기와 도전하는 열정을 발견할 수 있었다.

- 학생들의 창의성을 인정해주고 허용하는 분위기에서 자신의 과업을 해결하기 위해 몰입 하고 새로운 것을 만들어 내는 기쁨이 과학에 대한 흥미를 높이는 계기가 되었다.

- STEAM 수업으로 바꾸어 적용한 결과 평소 과학을 어려워하고 싫어하는 학생들도 수업 태도가 달라지고 자발적으로 참여하게 되었다.

⑶ 교사 및 교사연구회 측면

- STEAM 교육 창의교육의 연수와 연구, 실천으로 미래의 교육에 대한 교사의 이해와 실천

실시 완료 실시 완료

교사연구회 STEAM 행사 개최 2020.11.27. ‘STEAM 워크숍 행사’ 개최 예정

논문 또는 학술대회 해당 없음

특허출원(국외, 국내) 해당 없음

력을 높이고 역량을 강화할 수 있었다.

- 연구회 활동을 하며 교사들 간 연구 내용과 과정을 공유하며 STEAM 교육을 비롯한 교 육의 책무와 역할에 대한 성찰의 기회가 되었다.

- STEAM 교육 뿐만 아니라 공학관련 서적, 게이미피케이션, PBL 관련 책들을 구입해 공부 를 하고 어떻게 교육과정을 재구성하여 STEAM 프로그램을 개발할 수 있을지 연구하는 과정이 성장이고 즐거움이 될 수 있다.

5 ^{결론 및 제언}

1) 연구원 소감

◦ 올해로 스팀 3년 차인데 이제야 비로소 나만의 수업 방법을 찾은 느낌이다. 시대에 뒤쳐진 교과서를 가지고 미래를 살아가야 하는 아이들을 가르치는 것에는 뭔가 특별한 연결고리 같은 것이 있어야 된다고 생각했는데 그게 바로 STEAM이 아닌가 싶다. 이제 웬만한 수업 내용은 나만의 방식대로 바꿔 수업할 수 있고 교과서 내용만이 아닌 미래에 필요한 지식이나 역할을 아이들에게 제시할 수 있게 되었다. 이번 연구도 교과서 내용과 함께 정부에서 추진 중인 그린 뉴딜, 인류를 절벽 앞에 서 있게 만든 기후문제, 그리고 코로나19라는 사상 초유의 시대 흐름 에 맞춘 수업을 구안하느라 골치가 아팠으나 이것은 앞으로 교사가 대면해야 할 주제이며 이 것을 학생에게 적절히 교육해야만 하는 시대가 요구하는 능력이 아닌가 한다. 3년전 시작된 스팀연구회와의 인연으로 내가 한 단계 성장하고 있음을 느끼며 함께하고 있는 연구원들에게 서 배우는 다양한 시각들과 수업 아이디어, 그리고 에너지!! 나의 교사 생활에 손꼽아지는 활력 요소이다.

◦ 올해로 교사연구회에 4년째 참여하고 있습니다. 매년 보고서를 쓰는 시기가 오면 바쁘고 고 민이 생기기도 하지만, STEAM 프로젝트를 마치고 너무도 좋아하고 아쉬워하는 아이들을 보면 어김없이 내년을 기약하게 됩니다. 내년에는 또 어떤 주제로 어떤 수업을 하면 좋을지 기대하 는 마음이 매년 생기는 것을 보니 저 역시도 교사연구회를 통해 STEAM의 매력에 푹 빠진 것 같습니다. 올해는 코로나 19로 당장의 등교수업이 불분명해지면서 STEAM 프로젝트를 어떤 방 식으로 진행해야 할지에 대해서 많은 고민이 있었습니다. 다행스럽게도 교사연구회 선생님들 과 끊임없이 소통하고 회의하면서 온라인 플랫폼과 오프라인 수업을 적절히 융합한 수업방법 을 찾을 수 있었습니다. 작년에 [뉴트로시티 프로젝트]를 하면서 학생들의 좋은 아이디어를 모 형으로밖에 제작하지 못해 아쉬운 점이 있었는데 올해 개선 프로그램으로 직접 아이들의 아이 디어를 구현해볼 수 있어서 좋았습니다. 학생들의 원활한 마이크로비트 사용을 위해 교사연구 회 선생님들과 함께 다양한 예시 작품을 만들고 코딩해보며 개인적인 코딩 실력도 더 향상된 것 같습니다. 학생들은 역사, 과학, 미술 시간에 배운것들을 바탕으로 연구원이 되어 ‘뉴트로시

티’를 건설하는 것만으로도 수업에 푹 빠졌습니다. 코로나로 인해 다양한 활동이 제약되면서 아이들에게 한 줄기 빛같은 시간이었던 것 같습니다. 또한 코딩한 것이 직접 구현되는 마이크 로비트를 처음 경험해보면서 코딩을 처음 접해보는 학생들도 매우 재미있고 신기해했습니다.

한 학생은 ‘주변의 사물들을 볼 때마다 이런 센서가 이런 코딩으로 움직이겠구나 하는 생각을 하게 되었다.’며 소감을 밝히기도 하였습니다. 프로젝트가 학생들의 삶으로 자연스럽게 흘러가 서 세상을 넓은 시각에서 바라볼 수 있도록 하는 기회가 된 것같아 보람있었습니다. 생각보다 더 다양한 센서를 활용해서 뉴트로시티를 제작한 아이들의 아이들을 보며 감탄하였습니다. 올 해에 개선 프로그램을 신청하여 아이들의 아이디어가 실현가능하다는 것을 경험하기를 참 잘 했다는 생각이 들었습니다. 미래에 우리나라에 스마트시티가 건설될 때 지금 우리 학생들이 중요한 역할을 하지 않을까 하는 생각이 들었습니다. 코로나로 고민도 많고 힘든 점도 있었지 만 함께 협력해서 무사히 STEAM 프로그램을 마무리한 동료 선생님들과 학생들에게 감사한 마음입니다.

2) 결론 및 제언

수업에 대해 고민을 하는 마음 맞는 교사들이 모여 STEAM 교육에 대해 논의하고 미래의 교육에 대해 걱정하는 과정자체가 의미 있었다. 프로그램을 개발하기 위해 주제를 정하고 활동 내용에 대한 아이디어를 생산할 때 서로의 생각을 공유하고 함께 피드백하였다. 이런 과정에서 교사로서의 자부심이 높아졌으며 새로운 과학 수업의 형태가 학생, 교사 모두가 만족스러워하 는 수업으로 이어진 점이 좋았다. 또한 교과 내에서의 통합, 교과 간의 융합을 생각해 보는 안 목이 생겼으며, 현재 이슈화 되고 있는 사회 쟁점이나 인류의 발전에 관련된 문제를 생각해 보 는 계기가 되었다.

이런 과정으로 개발한 프로그램들을 수업에 투입하면서 학생들에게서도 교사들이 했던 협력 과 문제 해결을 위한 노력의 모습을 발견할 수 있었다. STEAM 수업을 통해 서로 가르치고 배 우는 배움의 공동체를 이루었고, 배움에서 소외되는 학생이 없는 협력적 수업문화를 만들어 갔 다. 함께 알아가는 기쁨과 성장하는 기쁨 더 나아가 다른 것을 더 해보고 싶다는 동기유발까지 일으켰다. 서로의 생각을 수정하고 발전해 가는 과정을 통해 처음보다 더 발전된 방향의 해결 방안을 도출할 수 있었다. 학생들이 STEAM 수업에 주도적으로 참여하고 스스로 원리를 발견 해 나가며 더 심화된 활동을 펼쳐나가는 모습에서 학생과 교사 모두 성취감을 느꼈다. 대부분 의 학생들이 STEAM 수업이 너무 재미있고 내년에도 또 하고 싶다는 말을 하는 것을 보며, STEAM 수업의 효과와 가능성을 발견하였다.

STEAM 프로그램을 개발하고 적용하며 어려웠던 점은 학교의 학사 일정과 진도에 대한 압박 으로 개발과 적용을 적절한 시기에 하지 못했다는 점이다. 이로 인해 태도검사와 만족도 조사 등 효과성을 검증하는데 내실을 기해지 못했다는 아쉬움이 남는다. 적용 시기가 촉박하다보니 개발한 프로그램의 타당도 검증을 제대로 하지 못한 점도 못내 아쉽다. 연구회 시작 초기에 일 정을 촘촘하게 짜고 이를 연구원끼리 공유하고 원활한 운영 안을 마련하여 진행한다면 보다 내실있게 연구회를 꾸려나갈 수 있을 것이라 기대해본다.

- 17 -

‘가장 한국적인 것이 가장 세계적인 것이다’라는 봉준호 감독의 수상소감처럼 미래를 그려 나가는 해답을 우리나라의 지혜와 아름다움에서 찾아보면 어떨까? 라는 생각에서 시작했던 STEAM 프로젝트가 마무리되었다. 코로나로 대면이 어려워지면서 학생들이 스스로 자료를 찾 고 온라인 플랫폼을 통해 실시간으로 소통하고 협업하였는데 그 과정이 참 의미 있었다. 어려 운 상황 속에서도 포기하지 않고 한 걸음 성장하는 학생들과 교사, 교육을 발견할 수 있었기 때문이다. 학생들이 고안한 아이디어 중에서 창의적인 작품들이 많아서 미래 우리나라의 도시 개발팀에 꼭 들어갔으면 하는 생각이 들기도 하였다. 여러 가지 문제가 현실이 되어 다가오는 요즘 적극적으로 미래의 문제를 해결하기 위해 의논하고 토의하는 학생들을 보면서 마음 한구 석에 ‘미래에 대한 기대와 믿음’이 자라났다. 학생들의 이러한 경험이 축척되어 지금의 우려와 달리 완전히 변화된 새로운 미래를 만들 수 있도록 이런 STEAM 교육이 확산되었으면 하는 바 람이다. 다음번에는 STEAM에 AI를 융합하여 또 새로운 교육 프로그램을 구성하고 학생들과 함 께 경험하고싶다.

6 ^{참고 문헌}

와이즈만북스, 미래가 온다, 미래 에너지, 김성화 외1 팜파스, 지구와 생명을 지키는 미래 에너지 이야기, 정유리 홍릉과학출판사, 게이미피케이션, 세상을 플레이하다, 김상균

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

Program 1

융합으로 하나되는 전통과 미래도시 건축 프로젝트

초등학교 과학 (17) 에너지와 생활 STEAM 프로그램

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역

1 1~2/16

[6사03-02〕 불국사와 석굴암,미륵사 등 대표적인 문화유산을 통해 고대 사람들이 이룩한 문화의 우수성을 탐색한다.

[6과04-03] 우리 생활에 첨단 생명 과학이 이용된 사례를 조사하여 발 표할 수 있다.

과 학 사 회

2 3~4/16 [6실04-07] 소프트웨어가 적용된 사례를 찾아보고, 우리 생활에 미치는

영향을 이해한다. ^{실 과}

2 5~6/16

[6과17-02] 자연 현상이나 일상생활의 예를 통해 에너지의 형태가 전환 됨을 알고, 에너지를 효율적으로 사용하는 방법을 토의할 수 있다.

[6사03-04〕 고려청자와 금속활자, 팔만대장경 등의 문화유산을 통해 고 려시대 과학 기술과 문화의 우수성을 탐색한다.

역 사 과 학

4 7~9/16

[6실04-09] 프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로그래밍 과정을 체험한다.

[6실04-10] 자료를 입력하고 필요한 처리를 수행한 후 결과를 출력하는 단순한 프로그램을 설계한다.

[6실04-11] 문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정에서 순차,선택,반 복 등의 구조를 이해한다.

수 학 실 과

5 10~11/16 [6국01-02〕 의견을 제시하고 함께 조정하며 토의한다.

[6미03-01]우리나라 전통 미술의 특징을 현대 미술과 비교할 수 있다.

국 어 미 술 6 12~14/16 [6미02-01]표현 주제를 잘 나타낼 수 있는 다양한 소재를 탐색할 수 ^{과 학}_{실 과}

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 16차시)

차시 주요내용

1~2 /16

주제(단원)명 뉴트로시티 건설 프로젝트 시작

- ‘미래 스마트 도시’를 살펴보고 생길 수 있는 문제 상황을 찾아보기 (현상기반학습) - 찾아본 문제를 바탕으로 ‘뉴트로시티’ 건설에 고려할 점들 토의하기

- 내가 생각하는 가장 한국적인 문화유산인 특징 설명하기

3~4 /16

주제(단원)명 소프트웨어 활용법 알기

- 코로나로 인한 비대면 교육 소프트웨어 탐색 및 활용 방법알기 - 구글 DOC, 구글 프레젠테이션, pedlet 작성방법 익혀 공유 문서 만들기

5~6 /16

주제(단원)명 문화유산 속 과학을 찾아라

- 문화유산 속에 녹아있는 과학적인 원리 탐구하고 이해하기

- 문화유산 속의 과학적인 원리를 첨단 기술과 융합하여 미래의 문제 상황을 해결할 수 있 는 아이디어 설계하기

7~9 /16

주제(단원)명 마이크로비트 너는 누구니?

- 마이크로비트의 기본 구조와 센서에 대해 탐구하고 이해하기 - 순차, 반복, 조건 알고리즘 익혀서 마이크로비트 기초 코딩해보기 - 마이크로비트를 활용하여 구체적인 뉴트로시티 아이디어 설계하기

10~11 /16

주제(단원)명 뉴트로시티 건설 중간 설명회

- 뉴트로시티 건설 프로젝트 팀별로 뉴트로시티 건설을 위한 중간 설명회를 개최 - 다른 팀의 아이디어에 수정 및 보완할 피드백 해주기

- 아이디어 보완을 위한 뉴트로시티 팀 별 회의

12~14 /16

주제(단원)명 뉴트로시티 건설하기

- 계획 실현을 위한 적절한 알고리즘을 코딩으로 구현하여 마이크로비트에 저장하기 - 우리나라의 전통적인 아름다움이 드러나는 하드웨어 만들기

- 마이크로비트와 하드웨어를 융합하여 실제로 작동하는 뉴트로시티 건설하기 - 뉴트로시티 아이디어 경매를 위한 홍보지 제작하기

15~16 /16

주제(단원)명 뉴트로시티 아이디어 경매하기

- 완성된 뉴트로시티 아이디어의 특징, 융합된 요소, 미래에 어떤 도움을 줄 수 있는 지 등 있다

[6미02-02] 다양한 발상 방법으로 아이디어를 발전시킬 수 있다. [6미02-03] 다양한 자료를 활용하여 아이디어와 관련된 표현 내용을 구

체화 할 수 있다.

미 술

7 15~16/16 [6과04-03] 우리 생활에 첨단 생명 과학이 이용된 사례를 조사하여 발 표할 수 있다.

과 학 국 어

역 사 3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

가. 1~2차시 을 발표하기

- 다른 팀의 발표가 끝나면 뉴트로시티 아이디어에 가치를 매기고 팀별로 아이디어를 경매 로 구매하기

- 구매한 아이디어를 에코 마일리지로 적립하여 에코 바자회에서 사용하기

중심과목 과 학 학교급/학년(군) 5 학년

중심과목 성취기준

영역

(4) 다양한 생물과 우리 생활 중심과목 성취기준

[6과04-03] 우리 생활에 첨단 생명 과학 이 이용된 사례를 조사하여 발표할 수 있다.

주제(단원)명 차시 1~2/16

학습목표 미래에 도래할 수 있는 문제들을 찾아보고 이를 해결하기 위한 ‘뉴트로시티’에 대해 알아보기

연계과목 사회 연계과목

성취기준 영역 (3) 역사

STEAM 요소

S 문화유산의 과학적 원리 탐구 T 여러 가지 첨단 기술 탐구 E 첨단 기술의 실현 방법 탐구 A 전통 문화의 특징 이해하기 M

개발 의도

미래에 도래할 수 있는 여러 가지 문제들을 학생들이 직접 찾아본다. 미래에 만날 문 제를 해결하기 위해서 반드시 고려되어야 할 점들을 토의를 통해 분류한다. 내가 생각하 는 ‘가장 한국적인 것’에 대해서 생각하고 특징을 알아본다. 우리나라만의 고유한 아름다 움이 들어간 뉴트로시티를 건설하기 위해 여러 가지 고려사항을 담아 아이디어를 계획 한다.

과거의 것을 새롭게하는 뉴트로의 개념과 스마트시티에 대한 이해를 바탕으로 ‘뉴트로시티’를 이해 한다. 김미래가 미래에 경험할 수 있는 편리한 점과 문제점들에 대해서 토의하고 가장 큰 문제점들을 분류하여 카테고리를 만든다. 미래에 마주하게 될 이러한 문제들을 해결하기 위해 우리나라 문화유산 의 과학적인 지혜를 융합하여 뉴트로시티를 건설한다. 뉴트로시티 건설을 위해 고려해야 할 점들을 팀별로 상의한다. 한국의 아름다움이 느껴지는 뉴트로시티 건설을 위해 ‘한국적인 것’의 특징에 대해 서 이야기를 나눈다.

STEAM 학습준

거

상황 제시

상 황 제 시

• 김미래가 2040 년도 에 마주하게 될 문 제들을 탐구한다.

창 의 적 설 계

창의적 설계

• 가장 한국적인 문화 유산을 조사하여 내 가 생각하는 가장 한국적인 것의 특징 을 토의한다.

감 성 적 체 험

• 뉴트로 시티를 알아본다.

• 미래에 도래하게 될 여러 가지 문제에 대해서 이야기 나눈다.

• 문제 해결을 위해 아이디어를 가져올 수 있는 우리나라 문화

- 21 - 유산을 알아본다

감성적 체험

학습 과정

교수-학습 활동

※ STEAM 학습 준거 표시(^Co 상황 제시, ^CD 창의적 설계, ^ET 감성적 체험)

학습자료 및 유의점

상황 제시 (10 분)

Co [우리가 마주할 미래의 모습은?]

김미래가 경험하게 될 2040 년의 모습을 상상해 본다. 미래에 대한 영화, 책 등의 자료를 본 경험 을 발표한다.

Q: 미래에는 어떤 점이 더 편리해질까?

Q: 미래에 어떤 문제가 생길 수 있을까?

[배움 목표 제시]

미래에 도래할 수 있는 문제들을 찾아보고 이를 해결하기 위한 ‘뉴트로시티’에 대 해 알아보기

동영상

창의적 설계 (60 분)

CD [뉴트로 시티 이해하기]

- 뉴트로와 스마트 시티가 무엇인지 알아보고 뉴트로시티를 이해한다.

CD [김미래를 구출하라]

- 미래에 마주할 수 있는 여러 가지 문제점에 대해서 토의한다.

- 미래의 문제점들을 해결하기 위해 뉴트로시티 건설에 있어서 고려해야 할 점들 이 무엇인지 포스트잇에 적어보고 분류하여 카테고리를 만든다.

CD [가장 한국적인 것]

- 이런 문제들을 한국적인 지혜로 어떻게 해결할 수 있었는지 이야기해 본다.

A: 해인사 장경판전 속에 숨겨진 친환경적인 습도, 온도 조절 시스템 A: 그랭이 공법에서 살펴볼 수 있는 내진 설계

- 가장 한국적인 문화유산은 무엇인지 특징과 이유를 정리하고 나눈다.

- 가장 한국적인 아름다움과 지혜와 첨단기술을 융합하여 뉴트로시티를 계획할 아 이디어를 내본다.

https://ww w.youtube- nocookie.c om/embed /NtSVzONY nN8?rel=0

&t=92s

감성적 체험

ET [뉴트로시티 프로젝트 팀 협약식]

스마트시티를 건설하기 위해 고려해야 할 문제를 비슷하게 낸 연구원들끼리 모

- 22 - 나. 3~4차시

(10 분)

아 팀을 만든다.

앞으로 뉴트로시티 건설 프로젝트를 위 해 ‘가장 한국적인 것’에 대한 아이디어와

‘첨단기술 융합 아이디어’에 대한 이야기 를 나누며 내용을 정리한다.

중심과목 실과 학교급/학년(군) 초등/5-6 학년군

중심과목 성취기준

영역

(4) 기술 시스템 중심과목

성취기준

[6실04-07] 소프트웨어가 적용된 사례를 찾아보고, 우리 생활에 미치는 영향을 이 해한다.

주제(단원)명 3.생활과 소프트웨어 차시 1~2/16

학습목표 구글 DOC, PEDLET 의 사용방법을 익히고 우리나라 문화유산을 조사하여 플랫폼에 공유할 수 있다.

연계과목 사회 연계과목

성취기준 영역 (3) 역사

STEAM 요소

S 문화유산 속에서 발견할 수 있는 과학적인 원리 T 구글 DOC, PEDLET 플랫폼 활용

E 문화유산의 공학적인설계 A 문화유산의 아름다움 M 대칭의 아름다움

개발 의도

코로나 19 로 모둠학습이 불가능하고 등교 개학조차 어려운 상황에서 zoom 을 통한 비대면 온라인 수업을 실시하게 되었다. 코로나 19 상황속에서 공유 파일을 통한 언택트 프로젝트 운영을 위한 다양한 교육 소프트웨어의 활용법에 대해서 익혀본다. 모둠학습을 위한 준비학습으로 구글 DOC, 구글 프레젠테이션, pedlet 사용법을 학습하고 주소를 공 유하여 모둠별로 소회의를 통해 문서작성을 경험해본다.

1-2 차시에서 이야기 나누었던 ‘가장 한국적인 것’에 부합하는 문화유산을 조사한다. 조사한 문화유 산의 과학적 원리, 미적인 아름다움을 뉴트로시티에 어떻게 반영하면 좋을지 조사하여 프로젝트팀별 구글 DOC 에 작성하여 공유한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

• 코로나 19 상황에서 팀프로젝트를 진행 하기 위한 방법을 간구한다.

창 의 적 설 계

창의적 설계 • 구글 DOC, PEDLET 을 활요하여 실시간 으로 팀 연구원들과 소통하며 자료를 수 정하고 반영할 수

감 성 적 체 험

• 모둠별로 공유문서를 공유하여 우리 조상들의 훌륭한 문화유 산과 문화유산에 들어있는 과 학적 원리, 현대에 반영할 수

있는 점을 모둠별로 공유 파일

에 작성할 수 있다. 있다.

감성적 체험

학습 과정

교수-학습 활동

※ STEAM 학습 준거 표시(^Co 상황 제시, ^CD 창의적 설계, ^ET 감성적 체험)

학습자료 및 유의점

상황 제시 (10 분)

Co [언택트 프로젝트를 위한 아이디어]

- 대면하지 않고 협력하여 프로젝트를 진행할 때의 어려움에 대해서 경험을 나눈다.

- 코로나 19 상황을 이겨내기 위해 원격수업으로 소통할 수 있는 방법들을 토의한다.

[배움 목표 제시]

구글 DOC, PEDLET 의 사용방법을 익히고 우리나라 문화유산을 조사하여 플랫폼에 공유할 수 있다.

창의적 설계 (60 분)

CD [구글 DOC, 구글 프레젠테이션 이해하기]

https://www.youtube-nocookie.com/embed/NtSVzONYnN8?rel=0&t=92s https://www.youtube-nocookie.com/embed/8IHt25GDTAY?rel=0

- 구글 DOC 와 구글 프레젠테이션의 활용 방법에 대한 동영상을 시청한다.

- 구글 DOC 와 구글 프레젠테이션의 장점과 특징을 정리한다.

구글 문서는 자동으로 저장이 된다.

여러 명이 공유된 문서에 들어가서 동시에 수정하고 작업할 수 있다.

삽입할 자료를 유튜브, 핸드폰에서도 가져올 수 있다.

CD [구글 문서를 활용하여 협업하기]

- 1, 2 차시에서 이야기 나누었던 아이디어의 문화유산을 정리하여 프로젝트 팀 별 로 구글 DOC, PEDLET 에 정리하여 협업을 해본다.

- 정리한 것 중에 현대 우리 사회에서 받아드릴 수 있는 것은 무엇이 있을지 생각 해보고 PADELT 좋아요를 통해서 가장 좋은 아이디어에 투표한다. .

- 구글 DOC 에 열을 추가하고 현대사회에서 사용 할 수 있는 것, 보완할 점을 쓰 고 팀별로 실시간으로 피드백을 한다.

https://www.y outube-noco okie.com/em bed/NtSVzON YnN8?rel=0&t

=92s

다. 5~6차시

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등/5 학년

중심과목 성취기준

영역

(1) 온도와 열 (17) 에서지와 생활

중심과목 성취기준

[6과17-02] 자연 현상이나 일상생활의 예를 통해 에너지의 형태가 전환됨을 알 고, 에너지를 효율적으로 사용하는 방법 을 토의할 수 있다.

주제(단원)명 2. 온도와 열 차시 5~6/16

학습목표 문화유산에서 일어나는 대류 현상을 살펴보고 뉴트로시티 건설 계획서를 작성한다.

연계과목 사회 연계과목

성취기준 영역 (3) 역사

STEAM 요소

S 열평형, 열역학법칙, 에너지전환 T 지속가능한 발전(친환경에너지) E 기술시스템

A 미적 체험 M 양의 측정, 어림하기

개발 의도 ‘미래 스마트 도시’를 살펴보고 생길 수 있는 문제 상황을 현상기반학습으로 찾고 보완 할 수 있는 방법을 우리의 전통과학에서 찾아보고자 하였다.

우리 조상들의 생활방식에는 자연현상을 이용하여 생활을 편리하게 만드는 과학적 원리가 있다. 조 상들의 생활방식은 대기오염이나 수질오염을 일으키지 않는 친환경에 너지를 사용했지만 지금은 그 때로 돌아갈 수는 없다. 모든 생활에서 전기가 필요하며 겨울에 따뜻하고 여름에 시원한 생활에 익숙 해 져 있기 때문이다. 따라서 최소한의 전기를 사용하면서 에너지 효율을 높일 수 있는 방법을 고안 하고자 한다. 예를 들자면 석굴암의 원리를 이용한 습도조절 장치와 불국사의 배수장치를 응용하여 우리는 센서를 부착하여 환기창을 여닫는 방법, 배수장치를 통해 모은 물을 식물에 물을 주거나 화장 감성적

체험 (10 분)

ET[정리하기]

- 다른 프로젝트 팀들의 조사 내용 살펴보고 팀별로 소감을 발표한다.

- 구글 DOC, PEDLET 등의 플랫폼을 활용하여 협업을 했을 때의 장점에 대해서 발표한다.

[다음시간]

조사한 내용을 바탕으로 문화유산 속에서 아이디어를 가져와 뉴트로시티 건설 계획서를 작성한다.