2020 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서
2020. 11.
인천송원초등학교
“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
다. 연구의 범위 ··· 2
3. 연구 수행 내용··· 4
가. 선행연구 고찰 ··· 4
나. 학생 실태 분석 ··· 5
다. 연구 과제 설정 ··· 10
라. 연구의 방법 ··· 11
마. 연구의 실행 ··· 14
4. 연구 수행 결과 ··· 26
5. 결론 및 제언 ··· 31
6. 참고문헌··· 34
[부록]
부록1. STEAM 프로그램 개발 적용 교육과정 및 지도안(평가 포함) 부록2. STEAM 프로그램 학생 활동지
부록3. STEAM 프로그램 학생 활동 사진 부록4. STEAM 교사연구회 회의록(1차~5차)
1. 요약문
본 연구회의 연구주제인 ‘Safe! 안전한 세상으로 이끄는 STEAM 프로그램’ 적용을 통해 코로나 19를 비롯한 우리 주변의 안전을 위협하는 문제상황을 해결해가는 경험을 제공하였 다. 미래 사회를 이끌어나갈 융합 역량을 가진 학생들로 성장시키기 위해 SW교육과 메이커 교육을 접목시킨 STEAM 프로그램의 적용을 통해 학생들의 창의적 문제해결력과 협력·공유 능력을 함양하는데 그 목적이 있다. 이러한 목적의 달성을 위한 연구 내용은 다음과 같다.
가. 『Safe! 안전한 세상으로 이끄는 STEAM 프로그램』 운영을 위한 여건 조성 나. 『Safe! 안전한 세상으로 이끄는 STEAM 프로그램』 융합교육 프로그램 개발
다. 『Safe! 안전한 세상으로 이끄는 STEAM 프로그램』 정착을 위한 다양한 교육활동 및 협력연구 강화활동 전개
위와 같은 연구내용을 통해 얻게 된 결과는 다음과 같다.
첫째, 우리 주변 안전문제를 해결해가는 과정에 대한 학생들의 공감대가 형성되고 관심과 흥미가 증대되었으며, 온-오프라인 블랜디드 STEAM 교육 프로그램 운영을 위한 효율적 기 반이 마련되었다. 또한 다양한 사전활동을 통해 교육과정 분석을 통해 시수를 확보하였고, 연 구회 교사들이 전문적 학습공동체를 이루어 지속적으로 연구하고 나누며 역량을 강화하였다.
둘째, STEAM 수업구성원리를 분석하여 수업구성 방향을 인지하고, 교육과정을 학년군별(5 학년)로 분석하여 STEAM 프로그램 적용을 위한 5가지 주제를 설정하였다. 또한 과학내용과 원리를 중심으로 다양한 교과를 융합하여 안전교육 STEAM프로그램을 기획하였으며, 각 프 로그램에 마이크로비트 활용 SW교육과 제작 Maker방법을 매칭시켜 개발하였다. 본 연구의 효과를 검증한 결과 과학, 수학 학습활동에 대한 정의적 태도는 통계적으로도 유의미한 차이 를 보였으나 과학, 수학 교과에 대한 흥미도, 지아효능감 등의 인식과 , 이공계 진로인식에서 는 큰 변화가 없었다.
셋째, 개발된 수업 프로그램 적용을 통해 STEAM 프로그램으로 일반화하고 확산하기 위해 교내 학습 공동체 연수, 공개수업 및 워크숍을 진행하여 STEAM 교육의 확산을 위해 노력하 였다. 또한 교육과정 재구성 및 운영 사례로 본 연구회에서 실시한 STEAM프로그램 적용을 주제로 초등 1정 연수 강의를 진행하였고, 다른 STEAM 연구회와 컨퍼런스를 통해 정보를 교환하고 협력하는 활동을 진행하여 STEAM교육을 확산시키기 위해 노력하였다.
이 연구를 통해 학생들은 안전문제 해결에 관심을 가지고 즐겁게 몰입하여 참여하였고, STEAM 프로그램이 학생들의 과학, 수학에 대한 정의적 태도에 긍정적인 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 보다 다양한 영역에서 효과성을 가지고 학생들이 흥미를 가질 수 있도록 교육 과정과 프로그램 계획을 다각도로 분석하고 운영결과 환류를 통해 추가적인 STEAM교육 적 용노력과 개선 활동이 필요하다.
2. 서론
코로나 19가 학교 등교 및 학생의 안전을 위협하고 있는 시기에 학생들이 일상생활에서 안 전한 생활을 할 수 있도록 고민해야 함을 교사로서 느끼고 생각하게 된다. 이를 위해 공학적 사고와 컴퓨팅사고에 대한 자질 바탕으로 미래 사회 주인공으로서의 자질을 갖출 수 있도록
‘메이커교육’과 연계하여 과학, 실과, 수학, 예술 등의 교과가 융합된 STEAM 프로그램 개발 을 하고자 한다. 덧붙여서 과학/실과(정보)교과 관련 영역별 성취기준을 바탕으로 학생들의 현재의 관심과 흥미를 살린 안전 및 인성교육과 연결하고자 한다. 이러한 계획을 통해 ‘Safe!
안전한 세상으로 이끄는 STEAM 프로그램’를 개발하여 안전 전문가가 되어 다른 사람들을 돌 아보고 돕기 위한 경험을 통해 인성교육까지 연결한 융합인재교육 연구를 진행하고자 한다.
가. 연구의 필요성
1) 코로나 19로 인해 안전이 위협받고 있는 상황에서 우리 주변의 문제를 학생들이 인식 하고 해결해 나가는 과정을 STEAM 프로그램을 통해 교육하고자 함
2) 신규 STEAM 프로그램의 수업 적용을 통한 학생, 교사의 정의적 영역 효과성 검증 3) 창의적으로 문제를 해결하고, 세상을 만들고 변화시키는 학생들을 길러내는 교육 필요 4) 첨단 과학 기술을 기반으로 빠르게 변화하는 융복합의 미래사회를 대비하기 위해서
창의적 해결 미래 역량 필요
5) 지성‧감성‧인성을 기르는 창의교육 및 자율성·공유·협력에 기초해 제품의 기획·제작·완 성까지 모든 과정을 학생이 스스로 판단하며 이끄는 4차 산업혁명을 대비하는 프로젝트 교육인 ‘코딩교육’과 ‘메이커 교육’이 필요
6) 과학 성취기준 기반 안전교육과 연계한 신규 STEAM 프로그램 구안 적용
7) 과학/실과(정보)와 관련된 영역별 성취기준에서 시작하여 안전교육의 실현을 위해 미래 메이커(Maker)로 발전할 수 있는 융합인재교육(STEAM) 프로그램 연구
나. 연구의 목적
1) 다양한 교육활동 여건 조성을 통하여 교사와 학생들의 STEAM교육의 필요성에 대한 공감대를 형성하고 미래 사회의 주역으로 성장하기 위한 효율적 토대 마련
2) ‘안전’이라는 학생들의 실생활 문제로부터 해결해나가는 과정을 경험하며 안전 전문가 가 되어보는 STEAM 프로그램을 통해 창의적 문제해결력과 협력·공유 능력을 함양하고 유연한 사고를 가진 융합인재를 기르기 위함
3) 공학적 사고와 컴퓨팅 사고를 기반으로 2015개정교육과정 과학, 실과, 미술 등 교과가 융합된 STEAM 통합프로그램을 구안하고 적용함으로써 STEAM 수업의 체계성 강화
다. 연구의 범위
1) 5학년 7개 학급의 175명을 대상으로 STEAM 프로그램 운영
2) 학년별 연간 교육활동 시수는 2015 개정교육과정 과학, 실과, 미술, 국어교과에서 지도 요소를 추출하여 연간 17시간을 확보하여 운영
3) 프로그램 적용을 통한 효과 검증은 정의적 영역 및 창의 인성 관련 내용으로 제한 4) 실제 프로그램 수혜 학생수는 175명이나, 온라인 사전-사후 검사에 모두 참여한 학생
을 대상(130명)으로만 실태 분석과 효과성 검증을 실시하였음
3. 연구 수행 내용
◦ 개발 STEAM 프로그램 개요
STEAM 프로그램
구분
프로그램명 ° ° ° Safe! 안전한 세상으로 이끄는 STEAM 프로그램 선행
프로그램명 해당없음
학교급 초등학교 대상 학년(군) 5학년
중심과목 과학실과
중심과목 성취기준
영역
[초등학교 5-6학년] (7) 물체의 운동 / (5) 생물과 환경 [초등학교 5-6학년] (4) 기술시스템 / (5) 기술활용
연계과목
국어 사회 미술
연계과목 성취기준
영역
[초등학교 5-6학년] (1) 듣기・말하기 / (2) 쓰기 [초등학교 5-6학년] (6) 우리나라의 경제 발전 [초등학교 5-6학년] (2) 표현
개발계획
주제 연번
차시
(시수) 과목 연계(안)
1 2 과학(1) + 실과(1)
2 3 과학(1) + 미술(2)
3 4 실과(1) + 사회(1) + 미술(2)
4 4 과학(2) + 실과(2)
5 4 과학(1) + 실과(2) + 미술(1) 개발·적용
현황
17차시 중 17차시 개발 및 수업 적용 완료 개발 프로그램 운영 결과 보완 후 환류 예정
◦ 개발 STEAM 프로그램 운영 계획
구분 STEAM 프로그램명 적용
학년 적용 교과(시수) 수혜 학생 수
개발 계획
Safe!
안전한 세상으로 이끄는 STEAM
프로그램
1 안전한 세상, STEAM과 만나다!
5
과학(1) + 실과(1)
175 2 생태계를 지켜라!
(미세먼지) 과학(1) + 미술(2)
3 코로나 19 OUT! 실과(1) + 사회(1) + 미술(2)
4 모두가 안전한
교통수단 과학(2) + 실과(2)
5 학교 재난상황
알리미 Maker
과학(1) + 실과(2) + 미술(1)
◦ 적용 대상의 선정 기준 – 프로그램 아이디어를 구현해 내며 제작도구 활용하는 능력을 감안 하여 초등 고학년(5학년)을 대상으로 연구 진행
가. 선행연구 고찰 1) 선행 연구 분석
본 교사연구회 운영과 관련된 선행 STEAM 연구 자료를 분석한 결과는 다음과 같다.
<표 1> STEAM 교육에 대한 선행연구 분석
2) 선행 연구로부터 얻은 시사점
본 교사연구회가 STEAM 프로그램을 운영함에 있어서 위 선행 STEAM 연구 자료를 분석한 결과로부터 다음과 같은 시사점을 얻었다.
첫째, 국내의 융합인재교육은 교사연구회를 포함하여 체계적이고 다양하게 연구가 진행되고 있으며 앞으 로 교육과정 재구성 등 일선 현장에서의 적용ㆍ검토를 위한 체계적이고 지속적인 노력이 필요하다.
둘째, 융합인재교육은 인문학적 지식과 과학 내용이나 제작방법(메이커교육, SW교육 등)을 융합하여 학 습 효과와 효능감, 정의적 태도에 긍정적인 도움을 줄 수 있다.
셋째, 과학ㆍ수학ㆍ기술ㆍ공학ㆍ예술 요소가 하나의 주제로 통합되는 STEAM 주제 중심 통합 교육 운영 을 통해 학생들이 스스로 현실의 문제를 해결해가는 실제적인 체험을 하며 문제해결력과 관심을 기를 수 있다.
연 도 구 분 연 구 주 제 연 구 내 용 본 연구와의 관련 내용
2014 홍수빈 (석사논문)
EPL을 활용한 융합인재교 육(STEAM)이 문제해결력 에 미치는 영향
-SW교육 활용 STEAM교육 수업모델 -EPL(스크래치)을 활용하
여 창의적 설계를 경험할 수 있는 기회 제공
-SW교육을 활용한 STEAM교육 수업모델 탐색
-프로그램 언어의 활용을 문제 해결 과정에 적용 사례
2016 정낙주 (박사논문)
초·중등 학생들의
STEAM 태도와 이공계 진 로선호에 관한 연구
-STEAM 교육에 따른 흥 미도, 자기효능감 및 수학, 과학 진로 선호도의 변화 에 따른 효과성 검증
-STEAM교육을 통한 정의적 태 도를 비롯한 수학, 과학 교과와 의 연관 관계와 효과성 연구 고찰
2019 문민호 (석사논문)
STEAM 프로그램 적용 수 업이 초등학생의 창의적 인성 및 정의적 효과에 미 치는 영향
-융합교육(STEAM)을 통한 창의성 및 정의적 효과성 검증
-STEAM 프로그램 적용을 통 한 효과성 검증 방안 연구
2019 전주연 (석사논문)
2015 개정 교육과정에 따 른 3, 4학년 과학 교과서 의 STEAM 요소 분석
-주제중심형 수업모델 -2015개정교육과정 분석 -STEAM 교육과정 재구성
을 통한 활성화 방안
-STEAM 프로그램 적용을 위 한 교육과정 재구성 준비
2020
한국실과교 육연구학회 (학술논문)
M B S ( M a k e r - B a s e d STEAM) 교육을 위한 절 차 모형의 이론적 탐색
-메이커교육과 융합교육 (STEAM)을 융합한 수업모 형 개발
-STEAM프로그램 운영을 위한 메이커교육 활용방안 모색
나. 학생 실태 분석
1) 실태 조사 내용 및 방법
연구 추진 방향과 실행 과제 설정을 위하여 설문에 참여한 인천송원초등학교 5학년 학생 130명을 대상으로 <표 2>와 같이 실태조사를 실시하였다.
<표 2> 실태 조사 내용 및 방법
대상 조사 내용 도구 방법 조사시기
학생 (5학년)
• 과학, 수학 교과에 대한 인식
(흥미, 자아개념, 자아효능감, 유용성) • 과학, 수학 학습활동에 대한 정의적 태도 (배려, 소통)
• 과학, 수학에 대한 이공계 진로선택 • 국어, 수학, 과학, 실과, 사회, 예체능 교과를 좋아하는 정도
• 국어, 수학, 과학, 실과 교과의 성적 • 최근 2년동안 과학, 수학 교과에 대한 사교육 경험, 기간, 시간
설문지 빈도분석 2020. 09.
2) 실태 분석
학생들을 대상으로 실시한 실태 조사의 분석 결과는 다음과 같다.
<표 3> 학생들의 과학, 수학 교과에 대한 인식 (N=130) 문항
번호 설문 내용 구분
응답 내용 및 결과 전혀동의
하지않음 동의하지
않음 동의함 매우 동의함
1 나는 과학 수업 내용이 재미있다. N 0 13 93 24
% 0 10.0 71.5 18.5
2 나는 과학 공부하는 것이 즐겁다. N 3 24 82 21
% 2.3 18.5 63.1 16.2
3 나는 과학 관련 정보나 책을 찾아 읽는 것 을 즐긴다.
N 6 51 55 18
% 4.6 39.2 42.3 13.8
4 나는 과학을 좋아한다. N 3 29 68 30
% 2.3 22.3 52.3 23.1
5 나는 과학 관련 활동(과학관 견학, 과학 행 사 참여, 과학 관련 책읽기)이 재미있다.
N 4 25 71 30
% 3.1 19.2 54.6 23.1
6 나는 수학 관련 활동(수학 체험 활동, 수 학 퀴즈 풀이 또는 수학 관련 책읽기)이 재미 있다.
N 3 31 70 26
% 2.3 23.8 53.8 20.0
7 나는 수학 수업 내용이 재미있다. N 2 20 74 34
% 1.5 15.4 56.9 26.2
8 나는 수학 관련 정보나 책을 찾아 읽는 것 을 즐긴다.
N 4 69 43 14
% 3.1 53.1 33.1 10.8
문항
번호 설문 내용 구분
응답 내용 및 결과 전혀동의
하지않음 동의하지
않음 동의함 매우
동의함
9 나는 수학 공부하는 것이 즐겁다. N 3 28 69 30
% 2.3 21.5 53.1 23.1
10 나는 수학을 좋아한다. N 2 38 58 32
% 1.5 29.2 44.6 24.6
11 나는 수학 내용을 이해할 자신이 있다. N 0 8 76 46
% 0 6.2 58.5 35.4
12 나는 수학 문제를 잘 풀 수 있다는 자신이 있다.
N 0 27 75 28
% 0 20.8 57.7 21.5
13 과학 내용을 이해할 자신이 있다.
N 0 13 85 32
% 0 10.0 65.4 24.6
14 과학 문제를 잘 풀 수 있다는 자신이 있다. N 0 40 71 19
% 0 30.8 54.6 14.6
15 나는 수학이 쉽다고 생각한다. N 5 50 54 21
% 3.8 38.5 41.5 16.2
16 나는 수학 내용에 대한 이해가 빠르다. N 2 36 64 28
% 1.5 27.7 49.2 21.5
17 나는 과학이 쉽다고 생각한다. N 1 57 58 14
% 0.8 43.8 44.6 10.8
18 나는 과학 내용에 대한 이해가 빠르다. N 1 35 75 19
% 0.8 26.9 57.7 14.6
19 수학 지식은 일상생활에 도움이 된다. N 1 3 55 71
% 0.8 2.3 42.3 54.6
20 수학 공부를 하는 것은 앞으로 중학교, 고 등학교에서 공부하는데 도움이 된다.
N 1 3 48 78
% 0.8 2.3 36.9 60.0
21 과학 지식은 일상생활에 도움이 된다. N 2 4 70 54
% 1.5 3.1 53.8 41.5
22 과학은 다른 과목을 공부하는데 도움이 된다.
N 2 18 78 32
% 1.5 13.8 60.0 24.6
23 과학 공부를 하는 것은 앞으로 중학교, 고 등학교에서 공부하는데 도움이 된다.
N 2 4 66 58
% 1.5 3.1 50.8 44.6
문항번호 설문 내용 구분
응답 내용 및 결과
전혀동의하
지않음 동의하지
않음 동의함 매우 동의함 1 나는 과학 실험 도구를 다른 친구와 사이좋
게 나누어 사용한다.
N 0 5 77 48
% 0 3.8 59.2 36.9
2 나는 과학 시간에 의견을 주장할 때 다른 친구의 입장도 깊게 살핀다.
N 0 1 81 48
% 0 0.8 62.3 36.9
3 나는 과학 시간에 친구의 발표를 주의 깊게 듣는다.
N 1 2 80 47
% 0.8 1.5 61.5 36.2
4 과학 시간에 모둠 활동을 할 때 친구들과 의견을 나누는 것은 중요하다.
N 0 1 64 65
% 0 0.8 49.2 50.0
5 나는 과학 시간에 친구들과 적극적으로 의 견을 나눈다.
N 0 15 79 36
% 0 11.5 60.8 27.7
6 나는 과학 시간에 내 생각을 적극적으로 표 현한다.
N 0 40 69 21
% 0 30.8 53.1 16.2
7 나는 수학 시간에 친구의 발표를 주의 깊게 듣는다.
N 0 1 81 48
% 0 0.9 62.3 36.9
8 나는 수학 시간에 나와 의견이 다른 친구의 의견을 존중한다.
N 0 4 77 49
% 0 3.1 59.2 37.7
9 나는 수학 시간에 의견을 주장할 때 다른 친구의 입장도 깊게 살핀다.
N 0 2 87 41
% 0 1.5 66.9 31.5
10 나는 수학 시간에 친구들과 적극적으로 의 견을 나눈다.
N 1 21 75 33
% 0.8 16.2 57.7 25.4
11 나는 수학 시간에 내 생각을 적극적으로 표 현한다.
N 2 35 73 20
% 1.5 26.9 56.2 15.4
12 수학 시간에 모둠 활동을 할 때 친구들과 의견을 나누는 것은 중요하다.
N 0 6 78 46
% 0 4.6 60.0 35.4
<표 4> 학생들의 과학, 수학 학습활동에 대한 정의적 태도 (N=130)
<표 5> 학생들의 과학, 수학에 대한 이공계 진로선택 (N=130) 문항
번호 설문 내용 구분
응답 내용 및 결과
전혀동의하 지않음
동의하지
않음 동의함 매우
동의함
1 과학 관련 직업을 갖는 것은 멋진 일이다. N 4 12 76 38
% 3.1 9.2 58.5 29.2
2 과학과 관련된 직업에 관심이 있다. N 10 59 41 20
% 7.7 45.4 31.5 15.4
3 수학과 관련된 직업에 관심이 있다 N 8 62 43 17
% 6.2 47.7 33.1 13.1
4 수학 관련 직업을 갖는 것은 멋진 일이다. N 5 15 77 33
% 3.8 11.5 59.2 25.4
설문 내용 구분 응답 내용 및 결과
매우 싫어함 싫어함 보통 좋아함 매우 좋아함
국어 N 3 9 64 41 13
% 2.3 6.9 49.2 31.5 10.0
수학 N 3 14 50 41 22
% 2.3 10.8 38.5 31.5 16.9
과학 N 2 10 50 50 18
% 1.5 7.7 38.5 38.5 13.8
실과 N 3 6 40 59 22
% 2.3 4.6 30.8 45.4 16.9
사회 N 1 15 44 45 25
% 0.8 11.5 33.8 34.6 19.2
음악, 미술, 체육 N 1 3 21 39 66
% 0.8 2.3 16.2 30.0 50.8
<표 6> 학생들의 국어, 수학, 과학, 실과, 사회, 예체능 교과를 좋아하는 정도 (N=130)
설문 내용 구분 응답 내용 및 결과
매우 못함 못함 보통 잘함 매우 잘함
국어 N 0 4 40 75 11
% 0 3.1 30.8 57.7 8.5
수학 N 0 11 40 47 32
% 0 8.5 30.8 36.2 24.6
과학 N 0 7 64 45 14
% 0 5.4 49.2 34.6 10.8
실과 N 0 3 63 51 13
% 0 2.3 48.5 39.2 10.0
<표 7> 학생들의 국어, 수학, 과학, 실과 교과의 성적 (N=130)
설문 내용 구분 응답 내용 및 결과
예 아니오
수학 N 88 42
% 67.7 32.3
과학 N 30 100
% 23.1 76.9
<표 8> 최근 2년 동안 학생들의 수학, 과학 교과에 대한 사교육 경험 여부 (N=130)
설문 내용 구분 응답 내용 및 결과
6개월 미만 6~12 개월 13~18개월 19~24개월 24개월 초과
수학 N 53 20 11 16 30
% 40.8 15.4 8.5 12.3 23.1
과학 N 109 8 5 5 3
% 83.8 6.2 3.8 3.8 2.3
<표 9> 최근 2년 동안 학생들의 수학, 과학 교과에 대한 사교육을 받은 기간 (N=130)
설문 내용 구분
응답 내용 및 결과
1시간 미만
1~2시간 미만
2~3시간 미만
3~4시간 미만
4~5시간 미만
5시간 이상
수학 N 37 28 20 10 8 27
% 28.5 21.5 15.4 7.7 6.2 20.8
과학 N 101 13 8 2 4 2
% 77.7 10.0 6.2 1.5 3.1 1.5
<표 10> 최근 2년 동안 학생들의 수학, 과학 교과에 대한 일주일에 사교육을 받은 시간 (N=130)
3) 실태 분석에서 얻은 시사점
학생을 대상으로 실시한 설문 분석 결과 다음과 같은 시사점을 얻었다.
첫째, 학생들은 과학, 수학 교과에 흥미가 있다고 대체적으로 인식하고 있다. 그러나 과 학, 수학 교과 모두에서 관련 정보나 책을 찾아 즐겨 읽는 학생의 비율은 상당히 낮게 나타 나고 있으므로 학교에서 과학, 수학에 대해 쉽게 접근할 수 있는 학생 수준에 맞는 정보나 책을 제공해 주는 것이 필요하다.
둘째, 학생들은 과학, 수학 교과 내용에 대해 이해할 자신도 있고 이해가 빠르다고 인식하 고 있다. 그러나 과학, 수학 교과 모두에서 해당 과목을 쉽다고 생각하는 비율은 낮게 나타 나고 있으므로 학교에서 수학과 과학에 어렵지 않도록 실제 생활과 연계된 수업을 진행하고 수업 시 다양한 교구, 실험을 제공해 주는 것이 필요하다.
셋째, 학생들은 과학, 수학 학습활동 시 서로 의견을 나누는 것은 매우 중요하고 친구들의 의견을 경청하고 의견을 존중하는 등 정의적 태도와 관련한 비율은 대체적으로 높게 나타나 고 있다. 그러나 과학, 수학 교과 모두에서 자신의 생각을 적극적으로 표현하는 비율은 상대 적으로 낮게 나타나고 있으므로 자신의 생각을 자신 있게 표현할 수 있는 체계적인 지도 방 법이 필요하다.
넷째, 과학, 수학 교과 관련 직업을 갖는 것은 멋진 일이라고 대부분의 학생이 인식하고 있으나 과학, 수학과 관련된 직업에 관심이 있는 비율이 낮게 나타나고 있으므로 입시만을 위한 공부가 아닌 실생활과 밀접하게 연관되고 미래의 직업과도 연결될 수 있는 프로그램 적용이 필요하다.
다. 연구 과제 설정
본 연구의 목적을 달성하기 위하여 선행 연구의 고찰, 학생 실태 분석 등을 토대로 다음과 같은 연구 과제를 설정하였다.
『Safe! 안전한 세상으로 이끄는 STEAM 프로그램』
운영을 위한 여건 조성
가. 교육과정 재구성과 2015개정교육과정 분석을 통한 정규교과 수업시수 확보 나. 교사 연수 및 전문적 학습공동체 운영을 통한 STEAM교육에 대한 이해와 인식 재고 다. 온-오프라인 블렌디드 수업운영 및 사전 교육활동을 통한 STEAM 수업환경 조성
『Safe! 안전한 세상으로 이끄는 STEAM 프로그램』
융합교육 프로그램 개발
가. 안전한 세상으로 이끄는 STEAM 프로그램 계획 및 프로그램 운영방향 수립 나. 안전한 세상으로 이끄는 STEAM 프로그램 개발
다. 안전한 세상으로 이끄는 STEAM 프로그램 운영 및 적용 라. STEAM 수업평가 방법 개발 및 학교생활기록부 기재 방법 제시
『Safe! 안전한 세상으로 이끄는 STEAM 프로그램』
정착을 위한 다양한 교육활동 및 협력연구 강화활동 전개
가. 수업 반성 및 환류를 통해 교과연구회 개발 STEAM 프로그램의 일반화 나. STEAM 워크샵 운영 및 보고회, 컨설팅 활동 참여
다. 타 STEAM 교사 연구회와 협력 및 내용 공유활동 및 후속 활동
라. 연구의 방법
1) 연구의 대상 및 기간
가) 연구 대상: 인천송원초등학교 5학년 7개 학급 학생 175명 나) 연구 기간: 2020. 04. 01. ~ 2020. 11. 30. (7개월)
2) 연구의 절차 및 내용
본 연구의 목적을 달성하기 위해 다음 <표 11>과 같이 연구 절차를 계획하여 운영하였다.
<표 11> 연구 절차 및 내용
운영절차 운영 내용 기 간
준비 및 계획수립
∙ 문헌 연구 및 선행 연구 분석
∙ 실태 분석을 통한 의견 수렴, 문제점 파악 및 해결방안 협의
∙ 연구 주제 설정 및 운영 계획 수립
∙ 운영 조직
2020. 04.
~ 2020. 04.
실행
∙ 연구 과제 1의 실천
∙ 연구 과제 2의 실천
∙ 연구 과제 3의 실천
2020. 05.
~ 2020. 10.
검증 ∙ 연구 과제별 결과 분석 및 평가
∙ 문제점 분석 및 보완
2020. 10.
~ 2020. 11.
결과 보고
∙ 운영 결과 정리 및 해석
∙ 결과 보고서 작성
∙ 성과발표 워크숍 준비
일반화 ∙ 연구 결과 공유를 위한 노력
∙ 자료의 일반화 방안 탐색 및 보급
2020. 11.
~ 2021. 02.
3) 연구 조직
본 연구의 목적을 달성하고, 운영과제의 특성을 살리며 효율적인 운영을 위하여 다음
<표 12>와 같이 4개 분과로 조직, 운영하였다.
<표 12> 연구조직
4) 연구의 평가 도구 및 자료 처리 방법
본 연구에서 사용한 평가 도구는 연구회의 효과를 검증하기 위하여 한국과학창의재단에서 제작한 학생 설문지를 사용하였다.
과학, 수학 교과에 대한 인식의 하위변인, 즉 흥미 10문항, 자아개념 4문항, 자아효능감 4 문항, 유용성 6문항으로 구성하였으며, 총 24개의 문항에 대하여 Likert 4단계 척도(1: 전혀 동의하지 않음, 2: 동의하지 않음, 3: 동의함, 4: 매우 동의함)를 사용하였다.
과학, 수학 학습활동에 대한 정의적 태도의 하위변인, 즉 배려, 소통에 대하여 각각 6개의 문항으로 구성하였으며, 총 12개의 문항에 대하여 Likert 4단계 척도(1: 전혀 동의하지 않음, 2: 동의하지 않음, 3: 동의함, 4: 매우 동의함)를 사용하였다.
과학, 수학에 대한 이공계 진로선택 4문항에 대하여 Likert 4단계 척도(1: 전혀 동의하지 않음, 2: 동의하지 않음, 3: 동의함, 4: 매우 동의함)를 사용하였다.
사전 문항신뢰도(Cronbach α)는 과학, 수학 교과에 대한 인식 .931, 과학, 수학 학습활동 에 대한 정의적 태도 .894이며, 과학, 수학에 대한 이공계 진로선택 .736이며, 전체 신뢰도 는 .950으로 나타났다. 사후 문항신뢰도(Cronbach α)는 과학, 수학 교과에 대한 인식 .931, 과학, 수학 학습활동에 대한 정의적 태도 .907이며, 과학, 수학에 대한 이공계 진로선택
연구책임자 ․연구책임자 1명
․공동연구원 6명 안 진
(계 7 명)
기획 및 교육 부문 지원 및 평가 부문
연 구 원 : 박인재, 김정은 안원근, 정용경
연 구 원 : 신동선 최문호
기획 분과 교육 분과 지원 분과 평가 분과
․ 연구주제 및 과제실천 추진계획 수립
․ STEAM 교육과정 편성 프로그램 운영 개선안 마련
․ 이론적 배경 검토
․ STEAM 교육 수업모델 개발
․ 연구보고서 작성
․ 교사워크샵 기획, 운영
․ STEAM 교육 수업모델 분석
․ STEAM 교육 프로그램 분석 및 앱 개발
․ 관련 교사 연수
․ 지도안 작성 수업
․ 프로그램 지도 및 평가
․ 수업모델 및 교육프로그 램 개선안 협의 작성
․교실 확보 및 환경 조성
․교수학습 자료 제작
․프로그램 자료 구입 준비
․행사 활동 자료 지원
․STEAM 홍보자료 제작
․운영결과 공유 자료 제작 및 홍보
․기초실태 조사 및 분석
․연구과제 1,2,3의 실행 결과 분석
․월별 검증 및 평가
․교육과정 편성 및 수업 모델과 프로그램 개선안 정리
․STEAM 교육 확산 방안 마련
안진, 박인재 김정은, 안원근, 정용경 최문호 신동선
.782이며, 전체 신뢰도는 .953으로 나타났다.
<표 13> 과학, 수학 교과에 대한 인식 설문지 문항 구성표
구 분 하위변인 문항수 문항번호 사전 신뢰도
Cronbach α 사후 신뢰도 Cronbach α
과학, 수학 교과에 대한 인식
흥미 10 1,3,5,7,8,10,14,16,21,34 .908 .906
자아개념 4 24,28,30,38 .746 .734
자아효능감 4 2,6,27,35 .788 .756
유용성 6 13,17,29,31,33,40 .814 .724
소계 24 .931 .931
<표 14> 과학, 수학 학습활동에 대한 정의적 태도 설문지 문항 구성표
구 분 하위변인 문항수 문항번호 사전 신뢰도
Cronbach α 사후 신뢰도 Cronbach α
과학, 수학 학 습 활 동 에 대한 정의적 태도
배려 6 11,15,18,20,26,39 .848 .894
소통 6 12,22,23,25,32,37 .832 .842
소계 12 .894 .907
<표 15> 과학, 수학에 대한 이공계 진로선택 설문지 문항 구성표
구 분 문항수 문항번호 사전 신뢰도
Cronbach α 사후 신뢰도 Cronbach α 과학, 수학에 대한
이공계 진로선택 4 4,9,19,36 .736 .782
설문조사에서 수집된 자료의 통계처리는 PASW Statistics 18.0 프로그램을 이용하여 분석 하였는데, 이 연구에서 사용한 구체적인 통계처리 방법은 다음과 같다.
첫째, 이 연구에 사용된 측정도구인 학생의 과학, 수학 교과에 대한 인식, 과학, 수학 학습 활동에 대한 정의적 태도, 과학, 수학에 대한 이공계 진로선택에 대한 측정 설문지의 문항 신뢰도를 검증하기 위하여 Cronbach 값을 산출하였다.
둘째, 학생의 학생의 과학, 수학 교과에 대한 인식, 과학, 수학 학습활동에 대한 정의적 태도, 과학, 수학에 대한 이공계 진로선택, 국어, 수학, 과학, 실과, 사회, 예체능 교과를 좋아하는 정도, 국어, 수학, 과학, 실과 교과의 성적, 최근 2년 동안 과학, 수학 교과에 대한 사교육 경험, 기간, 시간을 파악하기 위해 빈도분석과 t-test(검증)을 실시하였다.
마. 연구의 실행
1) ‘연구 과제 1’의 실행
『Safe! 안전한 세상으로 이끄는 STEAM 프로그램』
운영을 위한 여건 조성
가. 교육과정 재구성과 2015개정교육과정 분석을 통한 정규교과 수업시수 확보 나. 교사 연수 및 전문적 학습공동체 운영을 통한 STEAM교육에 대한 이해와 인식 재고 다. 온-오프라인 블렌디드 수업운영 및 사전 교육활동을 통한 STEAM 수업환경 조성
가) 교육과정 재구성과 2015개정교육과정 분석을 통한 정규교과 수업시수 확보
코로나 19로 인해 혼란스러운 상황이지만 위기를 기회로 삼기 위한 STEAM교육 프로그램을 계획하여 효과적으로 교실수업에 적용하기 위해 연구회 운영 협의를 거쳐 ‘과학지식’과 ‘SW교육’
그리고 안전교육을 연결시킬 수 있는 핵심 주제 5가지를 선정하였다. 이에 따라 연관성 있는 교과를 선정하고 학년군(5,6학년군)에 적용하기 위한 교육과정 분석을 실시하였다.
(1) 학년의 교육과정에 맞추어 교육과정을 분석하고 재구성하는 것을 원칙으로 하되, 학년군별(5-6학년군)로 교육과정 내용을 통합하여 지도할 수 있도록 하였다.
(2) 재구성 시 2015개정교육과정에서 제시하고 있는 주제 및 내용요소는 유지하였다.
(3) 융합 주제를 코로나19와 연결시키기 위해서 주제 모티브는 안전교육과 매칭시켜 설정하였다.
<표 16> STEAM 교육 프로그램 개발을 위한 교육과정 분석
순번 융합주제 소주제 교과 단원 주요학습활동
1 Safe!
안전한 세상으로
이끄는 STEAM 프로그램
안전한 세상, STEAM과
만나다!
실과 3. 가정생활과 안전 ∙ 생활 안전사고 이해하기
∙ 생활 안전사고의 종류와 예방법 알아보기
과학 2. 생물과 환경 ∙ 환경오염과 생명의 관계
∙ 생태계 보전을 위한 캠페인 활동하기
2
생태계를 지켜라!
(미세먼지)
과학 2. 생물과 환경
∙ 실내 미세먼지의 원인을 알기
∙ 실내 미세먼지를 줄일 수 있는 방법을 찾아 실천하기
미술 8. 생활 속의 디자인 ∙ 디자인과 기능을 고려한 실내 미세먼지 측정 로봇 제작하기
나) 교사 연수 및 전문적 학습공동체 운영을 통한 STEAM교육에 대한 이해와 인식 재고
영역 일시 내용 비고
연구회 교사연수
5월 ￮ 융합인재교육 추진 방향 설명
￮ 융합인재교육을 위한 교육과정재구성 방향설정
연구회 교사별 STEAM 관련 연구내용 소개
(월 1회) 6월 ￮ 코로나19와 안전, 과학을 만나다
￮ 융합인재교육을 위한 교수평 성취기준 분석 7월 ￮ 나도 Change Maker Teacher!
10월 ￮ 미래기술(SW교육)으로 익히는 과학, 실과!
11월 ￮ 마이크로비트 활용 컴퓨팅 사고력 기르기 STEAM관련
연수이수
8월 ￮ 발명교육역량강화 메이커교육 직무연수(15시간) 박인재, 정용경 11월 ￮ 무한상상실활용 교사 직무연수
- 마이크로비트(8시간) 안진 교내
전달연수
연2회 희망교사 연수
￮ 교사연구회원이 STEAM 수업모델 적용과 개선 사항 등 특색에 맞춰 교육과정 재구성을 통해 적용가능 다양한 프로그램 소개
￮ 5,6학년 교사(담임 교사) 대상 연수 실시
3
Safe!
안전한 세상으로
이끄는 STEAM 프로그램
코로나 19 OUT!
실과 4. 생활과 수송
∙ 다양한 재료를 활용하여 아이디어 구상하기 ∙ 구상도를 바탕으로 수송 수단 모형 제작하기
사회 1. 국토와 우리 생활
∙ 우리나라 인구 분포의 특징 알아보기 ∙ 우리나라 도시 발달의 특징 알아보기
미술 8. 생활 속의 디자인
∙ 기능과 모양을 생각하여 생활을 편리하게 만드는 디자인 만들기
∙ 재활용품으로 나에게 필요한 물건을 디자인하여 활용하기
4 모두가 안전한 교통수단
과학 4. 물체의 운동
∙ 물체의 운동의 개념 이해하기
∙ 속력과 관련된 안전장치와 안전 수칙에 대해 알아보고 마이크로비트로 안전장치 만들기
실과 4. 생활과 수송
∙ 수송 수단의 기본 요소 배우기
∙ 창의적으로 안전한 수송 수단을 구상하 고 제작하기
5 학교 재난상황알리미 Maker
과학 3. 날씨와 우리생활
∙ 날씨가 우리 생활에 미치는 영향은?
∙ 날씨를 포함한 자연재해 관련 용품 설계 하고 제작하기
실과 3. 가정생활과 안전
∙ 교내외 생활 안전사고 알아보기 ∙ 안전사고 및 재난 발생 시 대처방법 알아보기
미술 8. 생활 속의 디자인
∙ 편리한 생활과 환경을 생각한 디자인 방법 점검하기
∙ 나에게 필요한 물건을 용도에 맞게 디자인하여 활용하기
다) 온-오프라인 블렌디드 수업운영 및 사전 교육활동을 통한 STEAM 수업환경 조성
영역 STEAM
교육방법 내용 사진
온-오프라인 블렌디드 수업 적용
STEAM교육 적용을 위한 온라인학습
준비
E학습터 콘텐츠활용
수업
￮ 메이크코드를 통해 코딩을 실시하고 마이크로비트를 작동 하는 과정 설명을 담은 영상자료를 제작하여 e학습터에 탑재하고 STEAM 적용을 위한 학습을 진행
￮ Q&A 게시판을 활용해 질문을 받고 소통 실시
ZOOM 활용 쌍방향 수업
￮ 온라인 STEAM수업의 효과를 높이기 위해 ZOOM을 활용 하여 실시간 수업을 실시함. 문제인식을 통한 문제해결 과정 의 의견나누기 활동, 의견 공유하기, 즉각적인 피드백을 통해 함께 수업을 만들어 감
제작활동을 위한 사전 메이커교육
및 SW교육
SW교육
￮ 컴퓨팅 언어와 절차적 사고를 기르기 위해 언플러그드 SW교육부터 블록코딩을 통한 프로그래밍 익히기
￮ 온라인 코딩파티 참가를 통해 다양한 SW교육의 방법을 알고 흥미를 유발시킴
재활용품 만들기
￮ 목재를 대체할 수 있는 메이커교육 재료로 다양한 재활용품을 활용하여 제작활동 실시
￮ 초등학생 수준에서 안전하고 편리하게 활용할 수 있는 재활용 상자를 활용해 제작활동 사전 연습
3D 펜
￮ 입체 제작물을 제작하기 위한 기초 활동을 위해 3D 펜과 필라멘트를 활용함
￮ 자신이 원하는 입체 제작물 제작을 위해 사전에 기초 3D펜 활용법 교육을 실시함
(※ 3D펜 사용자제 공문에 따라 프로그램 미적용)
3D 프린터
￮ 학생들이 원하는 입체 모형을 제작하기 위한 도구로 3D프린터와 활용방법에 대해 배움
￮ 입체 도안 제작을 위한 프로그램(tinkercad) 사용 방법에 대해 학습하고, 입체 구조물을 원하는대로 디자인(모델링) 하기 위한 사전학습을 실시함
(※ 3D프린터 사용자제 공문에 따라 프로그램 미적용)
2) ‘연구 과제 2’의 실행
『Safe! 안전한 세상으로 이끄는 STEAM 프로그램』
융합교육 프로그램 개발
가. Safe! 안전한 세상으로 이끄는 STEAM 프로그램 계획 및 프로그램 운영방향 수립 나. Safe! 안전한 세상으로 이끄는 STEAM 프로그램 개발
다. Safe! 안전한 세상으로 이끄는 STEAM 프로그램 운영 및 적용 라. STEAM 수업평가 방법 개발 및 학교생활기록부 기재 방법 제시
가) Safe! 안전한 세상으로 이끄는 STEAM 프로그램 계획 및 프로그램 운영방향 수립 -Safe! STEAM교육 프로그램 개발에 따른 사전연구 및 수업모델 분석
융합인재교육을 통해 융합적 사고 함양을 위해서는 흥미, 동기, 성공의 기쁨을 체험하는 기회를 제공하고 하고자 하는 열정을 생기도록 하는 것이 가장 중요하다고 하였다. 한국과학창의재단에서는 아래 그림과 같은 수업구성의 원리를 제시하고 있으며 상황제시, 창의적 설계, 감성적 체험의 순서 에 따라 학습을 진행하고 성공의 경험을 통해 새로운 문제에 도전할 수 있다고 하였다.
<그림1> 융합인재교육(STEAM) 수업구성의 원리
첫째, 상황제시를 통해 학습활동을 자신의 문제로 인식하게 한다. 융합인재교육의 학습은 전체를 포괄 하는 상황을 제시하는 것으로 시작한다. 학습 내용과 활동 사항을 학생 자신의 문제로 인식하게 하는 것 이다. 제시된 상황과 학생 스스로 관련성을 높여서 몰입할 수 있는 동기가 생기도록 하는 것이다.
둘째, 창의적 설계로 자기주도 학습을 통해 종합적인 문제해결력을 배양한다. 일방적인 강의 수업과 큰 차이를 보이는 부분으로 창의적 설계의 핵심은 스스로 생각해낸 창의적 아이디어를 학습 활동에 반영하는 경험을 갖는 것이다. 문제해결력을 기르기 위해서는 단순히 지식을 아는 것에서 그치지 않고 활용해야 한다. 문제를 스스로 정의하고 해결하는 경험을 돕는 창의적 설계 는 창의적으로 사고하는 습관 형성에 기여 하게 될 것이다.
셋째, 감성적 체험을 경험할 수 있는 학습 활동을 제공하여 학습에 대한 새로운 도전의식을 갖게 한 다. 감성적 체험은 학생 스스로 경험하고 체험하면서 마음을 움직이는 ‘감동학습’을 강조한다. 상황제 시를 통해 문제를 인식하고 창의적 설계를 통해 문제를 해결하는 과정을 거치며 학생들은 성공의 기쁨 을 느끼게 된다. 이 성공의 경험을 바탕으로 새로운 문제에 도전하도록 격려 받게 되며, 학습활동에 대 한 감성적 체험 요소만 제대로 작동한다면 문제 해결을 반복할 수 있는 선순환 구조가 완성된다.
적용 방향
◎ 과학창의재단에서 제공한 융합인재교육(STEAM) 수업구성 방안을 적용하여 계획한 ‘안전한 세 상으로 이끄는 STEAM 프로그램’ 적용을 통해 창의적 설계를 거쳐 사고력을 키우는데 초점을 맞추어 수업을 구성한다.
◎ 학생들이 흥미를 가지고 참여할 수 있는 과학 지식을 핵심으로 교육과정을 분석하고 타 교과 와 융합된 프로그램을 개발․적용하며 실생활의 ‘문제인식’을 통해 해결해 나가는 과정의 ‘창의적 설계’와 ‘감성적 체험’의 경험이 자연스럽게 연결되도록 수업을 구성한다.
나) Safe! 안전한 세상으로 이끄는 STEAM 프로그램 개발
‘Safe! 안전한 세상으로 이끄는 STEAM 프로그램’ STEAM 프로그램 개발을 위해 교육과정 분석 및 적용을 위해 교육과정 재구성 및 성취기준 분석을 진행하였고, 이를 바탕으로 하여 STEAM 프로그램 성취 목표 및 요소를 추출하였다. 이러한 STEAM 수업 요소들을 상황 제 시, 창의적 설계, 감성적 체험의 적합한 단계에 배치하였고 적용 학년 수준에 맞는 5개의 소 주제로 나누어 수업지도안과 학생 활동지를 개발하였다.
(1) 주제별 STEAM 프로그램 성취목표 및 요소
순번 융합주제 소주제 2015개정교육과정 성취기준
STEAM 성취목표 및 요소
1
Safe! 안전한 세상으로
이끄는 STEAM 프로그램
안전한 세상, STEAM과
만나다!
[6과07-03] 일상생활에서 속력과 관련된 안전 사항과 안전장치의 예를 찾아 발표할 수 있다.
안전한 세상을 위한 STEAM 프로젝트 적용
2 생태계를 지켜라!
(미세먼지)
[6과05-03] 생태계 보전의 필요성을 인식하고 생태계 보전을 위해 우리가 할 수 있는 일에 대해 토의할 수 있다.
실내 미세먼지가 발생하는 까닭과 문제점
공기정화의 시기를 알려주는 실내 미세먼지 측정 로봇 제작하고 활용하기 / 로봇의 구조와 작동 원리 적용하기
실내 미세먼지 측정 로봇 제품의 디자인요소와 홍보효과 평가하기
3 코로나 19
OUT!
[6실05-04] 다양한 재료를 활용하여 창의적인 제품을 구상하고 제작한다.
자동 손소독기를 설계하기 위해 자동 손소독기의 작동 원리를 분석하여 필요한 센서, 출력방법 등을 선택하고 프로그래밍
디자인과 기능을 살려 자동 손소독기를 제작하고 적합한 장소에 배치 및 알릴 수 있는 홍보물 만들기
4 Safe! 안전한 세상으로
이끄는 STEAM 프로그램
모두가 안전한 교통수단
[6실04-05] 다양한 재료를 활용하여 수송수단을 구상하고, 제작한다.
수송수단 요소와 소프트웨어 작성 알아보기
수송장치의 원리, 메이크코드를 활용하여 작품 제작하기
5 학교 재난상황
알리미 Maker
[6실02-08] 생활 안전사고의 종류와 예방 방법을 알아 실생활에 적용한다.
재난 상황과 관련된 과학적 원인 알아보기
다양한 재난 대비 안전장치 원리 알아보기
학교재난 알리미 설치하고 운영하기
(2) 주제별 STEAM 프로그램 수업지도안(예시)
Safe! 안전한 세상으로 이끄는 STEAM 프로그램 소주제 : 코로나19 OUT!
중심과목 실과 학교급/학년(군) 초등학교 / 5 학년
중심과목 성취기준
영역
[초등학교 5 학년]
(2) 가정생활과 안전
중심과목 성취기준
[6 실 05-04]다양한 재료를 활용하여 창의적인 제품을 구상하고 제작한다.
주제(단원)명 코로나 19 OUT! 차시 6~9/17
학습목표
-코로나 19 로 변화된 다양한 사회의 모습을 살펴본다.
-코로나 19 상황에서 유용하게 쓰일 수 있는 생활 용품을 구상해 본다.
-마이크로비트를 활용하여 자동 손소독기를 제작할 수 있다.
-자동 손소독기 제품 비치 장소를 선정하고 홍보물을 만들어 발표한다.
학습 과정
교수-학습 활동
※ STEAM 학습 준거 표시( Co 상황 제시, CD 창의적 설계, ET 감성적 체험)
학습자료 및 유의점
도입 ( 40 분)
코로나19로 변화한 사회의 모습 알아보기
Co 2020 년 코로나 19 로 변화한 사회의 모습 살펴보기
- 코로나 19 로 개인의 위생과 관리가 철저해진 상황에서 변화한 사회의 모습을 살펴본다.
-우리가 지켜야 하나는 코로나 19 예방 수칙을 확인한다.
Tip! 학생들이 직접 보거나 경험했던 코로나 19 상황의 심각성에 대해 이야기 나누고, 우리가 실천해야하는 코로나 19 예방수칙을 확인 하도록 한다.
CD 코로나 19 상황에서 유용하게 쓰일 수 있는 생활 용품 구상하기
- 코로나 19 로 더 자주 이용하게 된 손소독제를 좀 더 편리하게 사용할 수 있는 제품을 구상한다.
동영상 PPT
전개 (80 분)
자동 손소독기를 설계하기 위해 자동 손소독기의 작동 원리를 분석하여 필요한 센서, 출력방법 등을 선택하고 프로그래밍하고 제작한다.
CD 마이크로비트를 활용하여 자동 손소독기 제작하기
- 자동 손소독기 제작에 들어갈 입력 자료와 경보를 출력할 수 있는 방법들을 정한다.
- 입력장치에 활용할 마이크로비트 센서와 출력 방법을 고른다.
- 자동 손소독기 제작에 필요한 센서와 출력 장치 및 모터를 활용하여 자동 손소 독기를 만들기 위한 프로그래밍을 하고 제작한다.
- 센서 등을 활용해 경보장치 제작하고 작동 상태 점검하기
컴퓨터 마이크로비트 외관제작자료
다) Safe! 안전한 세상으로 이끄는 STEAM 프로그램 운영 및 적용
(1) 개발된 STEAM 프로그램 수업 운영방안
(가) 안전교육을 위한 과학 중점 STEAM-UP 프로젝트를 주제로 교과교육을 재구성하여 프로그램을 개발하였다. 5개 소주제로 이루어진 5학년 대상 프로그램을 연구회 소속 학교(송원초) 5학년 7학급을 대상으로 적용한다.
(나) 프로그램은 전문가코칭 및 연구회원들의 협의를 통해 수정하고 보완하는 과정을 거친다.
(다) 개발된 각 프로그램은 학년군별 연간진도표에 따라 수업시수를 확보하고 주간학습 계획 을 수립하여 STEAM 수업을 체계적으로 실시한다.
(라) 수업반성 및 협의회를 통해 나온 의견을 종합하여 개선사항을 파악하고 이를 반영하여 최종 프로그램을 완성한다.
(2) ‘Safe! 안전한 세상으로 이끄는 STEAM 프로그램’ 수업 적용 절차
STEAM 수업구성원리
분석
⇒
교육과정 분석 및 주제 추출, 수업 활용 안전교육 방법선정
⇒
STEAM 수업 전문적 학습공동체 협의를 통한 교수․학습과정
안 작성
⇒
전문가코칭 및 전문적 학습공동체 협의를 통한 교수․학습과정 안 수정/보완
⇒
수업적용 및 대표 공개수업
실시
⇒
수업반성 및 협의를 통한 개선사항
파악 - 오류 수정하기
<자동 손 소독기 만들기> <자동 손 소독기 코딩하기>
ET 자동 손소독기 제품 비치 장소 선정 및 홍보물 만들고 발표하기
- 자동손소독기를 유용하게 쓸 수 있는 장소를 선택해 비치하고 자동 손소독기의 필요성과 제품의 편리성 및 유용성을 알릴 수 있는 홍보자료 만들고 발표한다.
정리 (40 분)
디자인과 기능을 살려 자동 손소독기를 제작하고 적합한 장소에 배치 및 알릴 수 있는 홍보물 만들기
CD 디자인과 기능을 살려 우리 주변에 자동 손소독기가 필요한 장소를 선정해 배치한다.
ET 직접 제작한 자동 손소독기와 위생 관리의 필요성을 알릴 수 있는 홍보물을 제 작해 설명한다.
Tip! 자동 손소독기의 제작 뿐 아니라 장치를 어디에 둘 것 인지, 사람들이 잘 볼 수 있고 활용할 수 있는 방법 등에 대한 고민도 함께 이루어질 수 있도록 지도한다.
홍보물 제작 자료
(3) 주제별 STEAM 프로그램 수업 운영 결과
순번 주제 수업활동 모습
1
Safe! 안전한 세상으로
이끄는 STEAM 프로그램
안전한 세상, STEAM과
만나다!
체인지메이커 프로젝트 안전한 세상을 위한 모둠 토의
2 생태계를
지켜라!
(미세먼지)
토의를 통해 미세먼지 측정 장치
구상하기 미세먼지 측정 로봇 제작하기
3 코로나 19
OUT!
우리가 실천하는 코로나19 예방수칙
만들기 생활적 거리두기를 위한
마이크로비트 열쇠고리 제작하기
4 모두가
안전한 교통수단
협력을 통해 교통 안전 장지
제작하기 안전한 우리 마을 교통지도 만들기
5
학교 재난상황
알리미 Maker
마이크로비트 코딩을 통해 재난상황
알리미 구현하기 재난상황 알리미 시연하기
(4) 주제별 STEAM 프로그램 수업 운영을 통한 시사점 도출
(가) 학생들이 선호하는 미래기술과 융합프로그램을 통해 과학에 호기심을 이끌어 낼 수 있었다.
(나) 마이크로비트를 활용한 SW코딩과 구체적인 학생들의 조작활동(메이커교육 방법), 모둠간 협력수업을 통해 학생들이 STEAM 수업과정과 안전교육에 대한 이해 및 문제 해결에 적극 참여할 수 있었다.
(다) 교육과정 재구성을 통한 융합 프로그램 개발이 교사 역량강화와 수업개선에 효과가 있었다.
라) STEAM 수업평가 방법 개발 및 학교생활기록부 기재 방법 제시 (1) STEAM 프로그램 수업평가 방법
차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구
1~2 /17
상 생활 속 문제를 해결하기 위한 과정의 경험을 통해 일상 생활의 문제를 스스로 찾아 해결할 수 있다.
모둠별 토론평가 자기/동료평가지 (학생용) 중 생활 속 문제를 해결하기 위한 과정의 경험을 통해
일상 생활의 문제를 스스로 찾을 수 있다.
하 생활 속 문제를 해결하기 위한 과정의 경험을 통해 일상 생활의 문제를 찾기 위해 노력한다.
3~5 /17
상
미세먼지의 원인과 실내 미세먼지를 줄일 수 있는 방법을 알고, 마이크로비트 코딩을 활용하여 디자인과 기능을 고려 한 실내 미세먼지 측정 로봇을 창의적으로 제작할 수 있다.
발표 및 산출물평가 포트폴리오 중 평가지
미세먼지의 원인과 실내 미세먼지를 줄일 수 있는 방법을 알고, 마이크로비트 코딩을 활용하여 실내 미세먼지 측정 로봇을 창의적으로 제작할 수 있다.
하
미세먼지의 원인과 실내 미세먼지를 줄일 수 있는 방법을 알고, 마이크로비트 코딩을 활용하여 실내 미세먼지 측정 로봇을 노력하여 제작한다.
6~9 /17
상
코로나 19 로 변화된 사회의 모습과 생활수칙을 잘 알고, 메이크코드를 활용하여 창의적으로 자동 손소 독기를 제작할 수 있다.
관찰평가 수행평가
보고서 중
코로나 19 로 변화된 사회의 모습과 생활수칙을 알 고, 메이크코드를 활용하여 창의적으로 자동 손소독 기를 제작할 수 있다.
하 코로나 19 로 변화된 사회의 모습과 생활수칙을 알고, 메 이크코드를 활용하여 자동 손소독기를 제작할 수 있다.
10~13 /17
상 메이크코드(창의소스)를 활용한 안전한 교통수단을 구상하고 창의적으로 제작할 수 있다.
발표 및 산출물평가 포트폴리오 중 메이크코드(오픈소스)를 활용한 안전한 교통수단을 평가지
구상하고 창의적으로 제작할 수 있다.
하 다른 사람의 메이크코드를 활용한 안전한 교통수단 을 제작할 수 있다.
14~17 /17
상
다양한 재난 대비 안전장치에 적용된 에너지의 전환을 알고, 학교에서 발생할 수 있는 재난 상황에 효과적으로 대비할 수 있도록 마이크로 비트 코딩을 활용한 학교 재 난 알리미를 제작할 수 있다.
발표 및 산출물평가 포트폴리오 중 평가지
다양한 재난 대비 안전장치에 적용된 에너지의 전환을 알고, 마이크로 비트 코딩을 활용한 학교 재난 알리미를 제작할 수 있다.
하
다양한 재난 대비 안전장치에 적용된 에너지의 전환을 알지만, 마이크로 비트를 활용한 학교 재난 알리미를 제작하는데 어려움이 있다.
(2) STEAM 평가기준 및 학교 생활기록부 기재 방법
※ 본 연구의 평가도구로 체크리스트, 관찰평가, 동료평가, 산출물평가 등의 수행평가를 활용함.
※ 학교생활기록부 교과발달상황 특기사항에 위의 표의 학생생활기록부 기재 예시 자료를 활용하여 기록함.
연번 평가 기준 학생생활기록부 기재 예시
1
생활 속 문제를 해결하기 위한 과정의 경험을 통해 일상 생활의 문제를 스스로
찾아 해결할 수 있는가?
생활 속 안전을 위한 다양한 방법을 알아보고 이를 실생활에서 실천할 수 있음.
주어진 문제상황을 정확히 파악하고 이에 대한 해결책을 제시할 수 있음.
친구들을 배려하며 활동에 어려움을 겪는 친구를 도와주고자 노력함.
2
미세먼지의 원인과 실내 미세먼지를 줄일 수 있는 방법을 알고, 마이크로비트
코딩을 활용하여 디자인과 기능을 고려한 실내 미세먼지 측정 로봇을 창의적으로 제작할 수
있는가?
미세먼지의 원인을 알고 실내 미세먼지를 줄일 수 있는 방법을 찾아 실천할 수 있다.
마이크로비트 코딩을 활용하여 디자인과 기능을 고려한 실내 미세먼지 측정 로봇을 창의적으로 제작할 수 있다.
생활 속 안전을 위한 다양한 방법을 알아보고 이를 실생활에서 실천할 수 있음.
실내 미세먼지 측정 로봇 제작에 대한 관심이나 호기심과 같은 내적 동기가 높고 친구들과 협동하여 창의적인 작품을 제작하기 위해 적극적으로 참여하는 모습이 바람직함.
3
코로나 19 로 변화된 사회의 모습과 생활수칙을 잘 알고,
메이크코드를 활용하여 창의적으로 안전거리 유지
장치와 자동 손소독기를 제작할 수 있는가?
마이크로비트 열쇠고리를 다양한 재료를 활용하여 시각적으로 아름답게 표현하였음.
이상과 이하의 개념을 이해하고 이를 마이크로비트 코딩에 적용해 생활적 거리두기를 실천할 수 있음.
코로나 19 상황을 극복하기 위해 다양한 재료를 활용하여 창의적인 마이크로비트 결과물을 구상하고 제작할 수 있음.
우리나라의 인구 분포 특징을 알아보고 인구가 밀집한 지역에서 생활적 거리두기를 위한 방안을 설명할 수 있음.
학급 친구들을 위해 코로나 19 상황에서 생활적 거리두기 수칙을 솔선수범하여 잘 지키며 생활함.
4
메이크코드(창의소스)를 활용한 안전한 교통수단을 구상하고 창의적으로 제작할
수 있는가?
속력의 개념을 이해하고 이를 활용하여 안전한 교통수단을 만드는데 활용할 수 있음.
마이크로비트로 안전장치를 만들어 다양한 수송수단을 제작해 볼 수 있음.
함께 제작하는 과정 속에서 자신이 해야할 일을 알고, 스스로 학습을 하는 모습이 바람직함.
5
다양한 재난대비 안전장치에 적용된 에너지의 전환을 알고, 학교에서 발생할 수 있는 재난 상황에 효과적으로 대비할 수
있도록 마이크로비트 코딩을 활용한 학교 재난 알리미를
제작할 수 있는가?
다른 사람의 의견을 잘 듣고 자신의 생각을 논리적으로 표현함.
함께 제작하는 과정 속에서 자신이 해야할 일을 알고, 스스로 학습을 하는 모습이 바람직함.
재난 상황 및 대응과 관련하여 과학적 지식을 더 잘 이해하고 주변의 문제 상황을 능동적으로 해결하고자 하는 태도를 기름.
3) ‘연구 과제 3’의 실행
『Safe! 안전한 세상으로 이끄는 STEAM 프로그램』
정착을 위한 다양한 교육활동 및 협력연구 강화활동 전개
가. 수업 반성 및 환류를 통해 교과연구회 개발 STEAM 프로그램의 일반화 나. STEAM 워크샵 운영 및 보고회, 컨설팅 활동 참여
다. 타 STEAM 교사 연구회와 협력 및 내용 공유활동 및 후속 활동
가) 수업 반성 및 환류를 통해 교과연구회 개발 STEAM 프로그램의 일반화
(1) STEAM교육 연구회 운영 및 교내 전문적 학습공동체 운영
영역 일시 내용 비고
연구회
협의 내용 수시 ￮ 교수 ․ 학습과정안 작성 및 자료개발 활동
￮ 수업모델 적용 방법 안내
교내 STEAM
학습공동체 조직 월 1회 운영
￮ 교내 5학년 교사 중심의 교사 공동체 조직
￮ STEAM 수업모델 적용 방법 안내(교육과정 재구성)
￮ 온라인학습 및 SW교육적용 방법 연수
월 1회 운영
융합인재교육(STEAM) 운영방안 협의 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 교내 학습공동체 운영(교육과정 재구성)
