2020 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서
2020. 11.
백송고등학교
【 2020년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】
과 제 개 요
과제명 2020년 STEAM 교사연구회 운영(백송고등학교)
STEAM 프로그램
유형
(유형1) STEAM 프로그램 개선 및 보완을 통한 확산 모델 개발 ( ) - 선행 프로그램명:
(유형2) 다양한 교과 간 협동 연구를 통한 STEAM 프로그램 신규 개발 ( √ ) (유형3) StarT 프로그램 수행을 통한 STEAM 프로그램 신규 개발 ( ) 프로그램명 과학의 역사와 함께하는 STEAM 프로그램 개발
학교급 고등학교 대상 학년(군) 고등학교 1, 2, 3학년
중심과목 과학사 중심과목 성취기준 영역
[과학과 교육과정] 고등학교 과학사 Ⅳ. 전문과학분야의 성립과 발전
Ⅴ. 동양 및 한국 과학사 Ⅵ. 과학과 현대사회
연계과목
한국사 중국어 음악 생활과
윤리 수학 물리학 기술가정
연계과목 성취기준 영역
[한국사교육과정] 고등학교 한국사 (1) 전근대 한국사의 이해 [중국어교육과정] 고등학교 중국어 (5) 문화
[음악교육과정] 고등학교 음악 (3) 생활화
[생활과윤리교육과정] 고등학교 생활과윤리 (4) 생명과 윤리 [수학교육과정]] 고등학교 기하 (3) 공간도형과 공간좌표 [물리학교육과정] 고등학교 물리학Ⅰ (2) 전기와 자기 [기술가정교육과정] 고등학교 기술가정 (4) 기술시스템 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 백송고등학교 화학 교사 배상일
공동연구원 백송고등학교 음악 교사 박찬종
공동연구원 백송고등학교 한국사 교사 박명구
공동연구원 백송고등학교 윤리 교사 홍정은
공동연구원 백송고등학교 기술가정 교사 김양은
2020년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아
융합인재교육(STEAM) 교사연구회를 운영한 중간 결과로써 본 보고서를 제출합니다.
2020년 11월 19일
주관연구기관장 : 백송고등학교장 (인) 연구책임자 : 배상일 (인)
한국과학창의재단 이사장 귀하
“이 보고서는 2020년도 정부의 재원으로
한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”
목 차
1. 요약문··· 5
2. 서론··· 5
3. 연구 수행 내용 및 결과··· 6
가. 연구 수행 내용 ··· 6
1) 과학사와 연계한 STEAM 수업연구 세미나 및 연구팀 구성 ··· 6
2) 개발 연구된 STEAM 프로그램 ··· 8
4. 연구수행결과··· 10
5. 결론 및 제언 ··· 12
6. 참고문헌··· 103
[부록]
부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물(교수학습지도안, 교사용 참고자료, 학생용 활동지) 부록2. (학생 산출물, 사진, 수업 영상, 성찰일지, 교사의견, 자체평가 결과 등)
부록3. 회의록
1. 요약문
백송고등학교 STEAM교사연구회는 과학의 발달과 함께해온 과학사 속 STEAM 프로 그램 개발이라는 대주제로 4개의 STEAM 수업프로그램을 개발하였습니다. 코로나 19라 는 새로운 상황을 직면하면서 탄생하게 된 프로그램(전도성펜으로 이겨내자! 코로나 19)도 개발되었습니다. 과학이론과 법칙, 원리가 탄생하게 된 배경은 과학사의 한 장면 을 이해할 수 있어야 효과적인 과학 학습이 이뤄질 수 있을 것이라는 신념과 확신으로 본 프로그램 개발에 매진하였습니다. 연구교사들의 교과, 연구경력이 다양하여 혁신적 인 아이디어와 풍부한 경험에서 뒷받침되는 다양한 아이디어가 반영될 수 있었습니다.
또한, 본교는 학생 중심의 STEAM 체험프로그램(STEAM OPEN WEEK)를 온라인 플랫폼 을 활용하여 성공적으로 운영하였으며, 학생들은 온라인 수업을 준비하는 교사들의 고 충과 노력이 크다는 것을 몸소 경험하는 계기가 되었습니다. 변화하는 사회에서 어떻게 적응하고, 슬기롭게 대처할 수 있는지 학생 스스로 깨닫게 되는 계기가 되었습니다.
2. 서론
◦ 과학발달의 역사는 철학, 문학, 예술, 수학, 기술, 공학 발달과 함께 해왔습니다.
2015 개정교육과정 진로선택 교과 중 과학사(물리학, 화학, 지구과학, 생명과학 속 과학 의 역사 포함) 교과와 연계한 STEAM 프로그램을 개발하였습니다. 과학이론과 법칙에 관한 학습은 그 이론과 법칙이 정립되기까지의 상황적 맥락과, 그 탄생배경을 이해한다 면 과학이론과 법칙에 대한 학습이 보다 유기적으로 진행될 것입니다. 또한, 다양한 교 과와의 융합이 가능한 STEAM 프로그램이라면 실생활 속에서 발생할 수 있는 문제에 직면했을 때 학생 스스로 그 문제를 해결할 수 있는 역량을 함양할 수 있을 것이라 사 료됩니다.
과학사(물리학, 화학, 지구과학, 생명과학 속 과학의 역사 포함) 교육과정을 살펴보면 과학의 본성과 과학자적 탐구활동을 배양할 수 있도록 세계사, 한국사, 동아시아사, 철 학, 수학, 기술가정, 공학, 윤리와 사상, 도덕 등 다양한 교과의 내용이 조화롭게 구성 될 수 있는 학습제재로 구성되었습니다. 미래 시대가 요구하는 창의 융합형 인재교육 의 취지와도 적합하다고 생각하여 본 프로그램을 기획하게 되었습니다.
◦2011년 STEM교육에 Arts(인문학)이 융합하여 탄생된 융합인재(STEAM)교육은 그동 안 많은 STEAM 프로그램들이 개발하였습니다. 백송고등학교 STEAM교사연구회는 과 학의 역사발달 과정과 연계한 STEAM 프로그램은 관찰과 실험과정을 통해 탄생한 과 학 이론, 법칙, 원리들의 탄생 배경을 종합적으로 이해할 수 있고, 상황적 맥락을 이 해할 수 있는 효과적인 STEAM 프로그램을 개발하였습니다.
3. 연구 수행 내용
백송고등학교 STEAM교사연구회는 실생활 속 문제에 직면했을 때 문제를 해결할 수 있는 역량을 함양할 수 있는 STEAM 프로그램을 개발하고 있습니다. 연구위원 전공이 음 악, 윤리, 역사, 기술가정 등 다양한 교과로 구성되어 있어서 다채로운 STEAM프로그램들이 개발될 수 있었습니다. 자연과학적 창조력과 인문학의 자연스러운 융합을 통한 STEAM 프 로그램 개발작업이 가장 중요하면서도 가장 어려운 작업이었으며, 과학사의 한 장면을 기 초로 한 작업은 프로그램의 깊이감을 더해주는 작업이었습니다. 특히, 고등학교 진로선택 과학사 교과를 운영 및 지도하는 학교의 사례가 많지 않았고, 개발되어 있는 자료도 충분 하지 않은 것이 가장 큰 어려움이었습니다. 다양한 교과와 과학사(물리학, 화학, 지구과학, 생명과학 포함)와의 연계를 통한 학생들의 과학적 탐구능력 배양에 가장 큰 목표였습니다.
서로의 교육과정 속에 담긴 과학사와 관련한 학습요소를 찾아 꾸준하게 토론하는 세미나 를 월 1회 정기적으로 운영하였으며, 2학기에는 팀별로 끊임없는 토론이 이루어졌습니다.
1) 과학사와 연계한 STEAM 수업연구(공개수업) 세미나 및 팀 구성
- 세미나 운영 시기 : 격주 수요일 일과 후(16:00~17:00)에는 STEAM 교육연구위원 모 두가 참여하여 수업 연구를 위한 세미나가 정기적으로 운영되었습니다. STEAM 교육 전문가(책임연구 배상일, 경기도지역)을 중심으로 4개의 수업연구팀으로 편성되었으며, 연구위원이 중심이 된 팀이 구성되었습니다.
공개수업 기획 및 총괄 공개수업 자문/컨설팅
책임연구 배상일 서울여대 김종현교수
1학년 한국사팀 1학년 기술가정팀 2학년 윤리, 생명팀 2학년 화학, 중국어팀
박명구(한국사) 박찬종(음악) 유상권(통합과학)
김양은(기술가정) 이난영(과탐실험) 양제승(수학)
홍정은(생활과 윤리) 김정은(생명과학) 김지현(사회문제탐구)
배상일(과제연구, 화학) 김정은(생명과학) 주효정(중국어)
<표1. STEAM교사연구회(백송고) 연구팀 구성>
1학기는 전체 세미나 형태로 운영되었고, STEAM 교육 연구를 위한 다음의 프로그램 들로 세미나가 진행되었습니다. 2학기는 공개수업 팀별로 자유로운 수업연구 협의 및 토론과정이 진행되었습니다.
<표2. STEAM교사연구회(백송고) 연구세미나 일정>
연구의 목표인 과학사 속 과학이론, 법칙, 원리의 탄생과정 속에서 그 상황적 맥락을 이해하고, 종합적으로 판단, 사고할 수 있는 창의융합형 성장하는 데 도움이 될 수 있 는 STEAM 수업 프로그램을 개발하였습니다. 코로나19로 인해 시작된 온라인 수업환경 을 효과적으로 활용할 수 있도록 탐구활동 전 사전학습영상을 학습자료로 개발 및 적 용 하였습니다. 교사연구회 정기세미나에서는 STEAM 수업프로그램을 개발함에 있어 공통 수업지도안 작성 및 상호 피드백, 우수 수업 사례 발굴 및 적용 등을 위한 수업연 구 컨퍼런스를 진행하였습니다. 또한, 연구교사들의 STEAM교육 역량 강화를 위해 온라 인을 기반으로 한 STEAM 기초 및 심화연수에 참여하도록 하였으며, 책임연구(배상일) 교사는 2020 STEAM 심화과정 연수 강사로 참여하였고, 연구위원 교사들도 2020 STEAM 심화과정 연수생으로도 참여하였습니다.
차시 일시 영역 교육과정 내용 시간 강사 또는 진행자(소속기관)
1 04.06.(월)
16:00~17:00 주제탐구 STEAM 프로그램 개발 안내 1 배○일(백송고 교사) 2 4.8.(수)
15:00~17:00 공동실천 STEAM 교육과정 재구성 논의 1 김○은(백송고)외 공동체 STEAM 학습주제 토론 1 전체교사
3 4.22(수)
14:00~17:00 연구결과공유 STEAM에 날개를 달다
(저자와의 만남) 3 홍○은(백송고)
4 5.13.(수)
15:00~17:00 공동실천 STEAM 수업설계하기 Ⅰ 2 배○일(백송고) 5 5.27(수)
15:00~17:00 공동실천 과학사와 연계한 STEAM 프로그램
분석 2 이○영(백송고)
6 6.5.(금)
15:00~17:00 공동실천 수업연구 팀구성 및 협의 2 유○권(백송고)외 공동체 전체교사
7 6.27(수)
15:00~17:00 주제탐구 창체 연계형 STEAM교육 2 배○일(백송고) 8 8.26(수)
15:00~17:00 공동연구 Maker 연계 STEAM 프로그램 2 유○권(백송고) 9 9.9.(수)
15:00~17:00 주제탐구 온라인 공개수업 연구 토론 2 김○은(백송고) 10 10.08~11.04. 공동실천 STEAM 공개수업주간(온라인) 5 연구위원(백송고) 11 10.09~11.06. 공동실천 STEAM교육 후 학생인터뷰 2 연구위원(백송고)
12 10.09~11.18. 공동실천 STEAM교육 성과발표회 역할분담 및
프로그램 지도안 보완 2 연구위원(백송고)
2020 STEAM 심화과정 연수 강의 및 멘토링
<그림 1. 2020 STEAM 심화과정 연수 온라인 강의(2020.08.14.)>
2) 개발 연구된 STEAM 프로그램 ① 개발 프로그램 Ⅰ
STEAM 프로그 램 구분
프로그램명 고등학교 : 일제강점기 과학과 예술은 우리 삶에 어떠한 영향을 미쳤는가)
선행프로그램명 해당없음
학교급 고등학교 대상 학년(군) 1학년 목표 수혜학생 수 125명 중심과목 통합과학 중심과목
성취기준 영역 [고등학교 1학년] (6) 화학변화 연계과목 한국사
음악
연계과목 성취기준 영역
[고등학교 1학년] (1) 전근대 한국사의 이해 [고등학교 1학년] (3) 생활화
개발계획
주제 연번 차시
(시수) 과목 연계(안)
1 2 한국사(1) + 통합과학(1)
2 2 음악(1) + 통합과학(1)
3 2 과탐실험(1) + 과학(1)
※ 당초 계획대비 변경된 사항 : 코로나 19로 인해 프로그램 운영 시기가 9월에서 11월로 연 기됨에 따라 학습 내용의 변경이 되었습니다. ‘정조의 화성행렬’을 중심으로 개발하고자 했던 기 획에서 ‘일제강점기 과학과 예술’이란 주제로 변경되어 운영하였습니다.
② 개발 프로그램 Ⅱ
STEAM 프로그
램 구분
프로그램명 고등학교 : 개인 맞춤형 시대의 포문! 4차산업혁명!
선행프로그램명 해당없음
학교급 고등학교 대상 학년(군) 1학년 목표 수혜학생 수 125명 중심과목 과학탐구
실험
중심과목
성취기준 영역 [고등학교 1학년] (3) 첨단과학탐구 연계과목
통합과학 수학 기술가정
연계과목 성취기준 영역
[고등학교 1학년] (3) 신소재의 개발과 활용 [고등학교 1학년] (4) 첨단기술의 세계
개발계획
주제 연번 차시(시수) 과목 연계(안)
1 3 과학탐구실험(2) + 수학(1)
2 3 통합과학(2) + 기술가정(1)
※ 당초 계획대비 변경된 사항 : 코로나 19로 인해 프로그램 운영 시기가 9월에서 10월로 연기
됨에 따라 학습 내용의 변경과 연구위원 편성이 불가피하여 운영학년을 변경하게 되었습니다. 고등학 교 2학년 중심의 프로그램 기획에서 고등학교 1학년 학생에게 적합한 프로그램으로 재구성되었습니다.
③ 개발 프로그램 Ⅲ
STEAM 프로그램
구분
프로그램명 고등학교 : 면으로 시작하는 세포 이야기 선행
프로그램명 해당없음
학교급 고등학교 대상 학년(군) 2학년 목표 수혜학생 수 125명 중심과목 과학과제
연구
중심과목
성취기준 영역 [고등학교 2학년] (1) 과학 연구의 방법과 과정 연계과목
생명과학 화학 중국어
국어
연계과목 성취기준 영역
[고등학교 2학년] (3) 생명활동과 에너지 [고등학교 2학년] (4) 역동적인 화학반응 [고등학교 2학년] (5) 문화
[고등학교 2학년] (4) 고전의 가치
개발계획
주제 연번
차시
(시수) 과목 연계(안)
1 2 생명과학(1) + 통합과학(1)
2 3 생활과 윤리(1) + 고전(0.5)+중국어(1.5)
3 4 과학과제연구(2) + 화학(2)
※ 당초 계획대비 변경된 사항 : 코로나 19로 인해 프로그램 운영 시기가 9월에서 10월로 연기 됨에 따라 학습 내용의 변경과 연구위원 편성이 불가피하여 운영학년을 변경하게 되었습니다.
④ 개발 프로그램 Ⅳ
STEAM 프로그램
구분
프로그램명 고등학교 : 전도성펜으로 이겨내자! 코로나19 선행
프로그램명 해당없음
학교급 고등학교 대상 학년(군) 2학년 목표 수혜학생 수 125명 중심과목 생명과학 중심과목
성취기준 영역 [고등학교 2학년] Ⅰ.생명과학의 이해
연계과목
생명과학Ⅰ 통합사회 생활과윤리 과학과제
연계과목 성취기준 영역
[고등학교 2학년] Ⅰ.생명과학의 이해 Ⅲ. 항상성과 몸의 조절 [고등학교 1학년] Ⅸ.미래와 지속가능한 삶
[고등학교 2학년] Ⅵ.평화와 공존의 윤리 [고등학교 1학년] Ⅲ.첨단과학탐구
개발계획
주제 연번
차시
(시수) 과목 연계(안)
1 2 생명과학(1) + 생활과 윤리(1) 2 2 생활과 윤리(0.5) + 과학과제연구(0.5) 3 2 생명과학(1) + 과학과제연구(1)
※ 당초 계획대비 추가된 사항
- 2020 STEAM 심화과정 연수생으로 참여한 연구위원(생활과 윤리, 홍정은)의 노력에 의해 탄 생된 신규 프로그램으로 당초 계획서에 포함되지 않았던 내용이 수 차례 논의 결과 탄생한 프로 그램입니다.
4. 연구 수행 결과
◦온라인 플랫폼 활용 공개수업 실시(연구위원 모두 참여)
개인 맞춤형 시대의 포문! 4차산업혁명!
(고등학교 1학년)
면으로 시작하는 세포 이야기 (고등학교 2학년)
전도성펜으로 이겨내자! 코로나19 (고등학교 2학년)
일제강점기 과학과 예술 (고등학교 1학년)
<그림 2. 2020 STEAM 공개수업 운영(2020.10.08. ~ 2020.11.04.)>
일시 운영 유형 운영 STEAM 프로그램 참관인원 학년
2020.10.08. 공개수업 개인 맞춤형 시대의 포문! 4차산업혁명! 57 1
2020.10.27. 공개수업 면으로 시작하는 세포 이야기 98 2
2020.10.29. 공개수업 전도성펜으로 이겨내자! 코로나19 24 2
2020.11.04. 공개수업 일제강점기 과학과 예술 18 1
총계 197
◦학생 주도 STEAM 온라인 체험부스 운영(STEAM OPEN WEEK, 2020.11.09.~11.) STEAM 교사연구회 주관으로 진행된 핵심사업 중 또 다른 활동으로 학생이 만들어 가 는 STEAM 주간이었습니다. 『온라인 플랫폼을 활용한 2020 Steam Open Week (2020.11.09.~2020.11.11.)』는 백송고등학교 교사연구회만의 특화 프로그램입니다. 2019년 STEAM OPEN WEEK는 5일간 진행되었지만, 2020년에는 코로나 19로 인해 온라인 플랫 폼을 활용한 형태로 3일간 운영되었습니다.
<그림 3. 온라인 플랫폼을 활용한 STEAM Open Week 운영 방식>
『2020 Steam Open Week』는 백송고등학교 학생들이 스스로 STEAM 체험 프로그램를 기획하고, 행사를 준비하는 모든 과정에서 학생들이 참여하도록 지도하였습니다. 주도의 STEAM 축제로 자리매김하였습니다. 아울러, STEAM을 테마로 한 3일간의 온라인 STEAM 체험부스운영을 통해 지역사회와 백송고등학교 교육가족(교직원, 학생, 학부모 및 가족) 모두에게 STEAM 교육을 알릴 수 있는 좋은 계기가 되었습니다.
<그림 4. 온라인 플랫폼을 활용한 STEAM Open Week 진행, 산출물 공유>
◦STEAM 교사연구회 활동 개요
구분 수행 결과
교수학습지도안 개발 차시 총 22차시, 4개 프로그램 수업 적용 일정 2020.10.08. ~ 2020.11.16.
(STEAM 수업)수혜학생 수 백송고등학교 250명(고등학교 1,2학년 전교생) 학생 태도검사 사전검사 10월 5일, 10개 학급(250명) 실시 완료
사후검사 11월 13일, 10개 학급(250명) 실시 완료 학생 및 교사 만족도조사 11월 13일 실시 완료
교사연구회 STEAM 행사 개최
2020.10.08. 2교시(10:10~11:00) 온라인 수업공개 2020.10.27. 6, 7교시(14:50~16:40) 온라인 수업공개 2020.10.29. 6교시(14:50~15:40) 온라인 수업공개 2020.11.04. 2교시(10:10~11:00) 온라인 수업공개
2020.11.9.~11 (18:00~21:00) 학생주도 STEAM 온라인 체험부스 2020.11.17. ‘사이언스 힐링캠프(학생대상)’ 개최
2020.11.24 ‘사이언스 힐링캠프(교사대상)’ 개최 논문 또는 학술대회 현장과학교육학회, 논문 게재 예정
특허출원(국외, 국내) 해당 없음
5. 결론 및 제언
백송고등학교 STEAM교사연구회는 다양한 교과담당 교사로 연구위원이 구성되었고, 교직경력이 5 년 이하에서 20년 이상의 교사로 구성되어 수업연구를 진행하게 되어 열정 넘치는 후배교사와 경험 이 많은 교사가 함께하는 분위기 속에서 공개수업, 체험행사, 세미나 등이 진행되었습니다. 2013학년 도부터 꾸준하게 STEAM교육을 위해 노력한 교사들로 구성된 점과 동일교 연구교사로 구성되어 수 업연구를 위한 모임에 대한 제약이 없었습니다. 다만, 코로나 19 방역상황에 맞추어 학생들이 교차 등교하는 관계로 프로그램 적용 시기와 방법 등을 새롭게 고민해야 하는 상황이 가장 어려웠습니다.
코로나 19로 인해 새로운 형태의 STEAM수업(온라인 기반의 공개수업, 온라인 기반의 플립러닝, 온라 인 기반의 소회의실 토론 등) 적용이 가능한 점은 매우 고무적이라고 자평할 수 있습니다.
<그림 5. STEAM 수업 후 참여학생과의 인터뷰>
STEAM 수업의 직접적인 수혜자인 학생들의 이야기를 수업 후 인터뷰를 통해 성찰할 수 있는 계기가 되었고, 수업교사의 수업 후 성찰하기를 작성하도록 하였으며, 온라인을 통한 공개수업 후 온라인 참관록이 수업교사에게 전달되도록 하여 수업에 대한 피드백이 원활하게 이루어졌습니다.
○ 제언
백송고등학교의 STEAM 교육 연구 활동을 통해 개발된 다양한 STEAM 수업모델은 다양한 교과 간의 융합이 가능하도록 설계되었습니다. 전혀 연관이 없을 것만 같았던 교과 간의 융합을 통해 학생들의 적극적인 태도 변화를 가져왔으며, 교사 상호간의 신 뢰가 견고해졌고, 교사와 학생, 교사와 교사간의 소통을 가능하게 했습니다. 학생들이 원하는 현재의 교육은 단순한 지식의 암기가 아닌 학생이 중심이 되는 학생 참여형 과 학 수업이라는 것을 알 수 있게 되었습니다. 또한, 학생들은 수업에 있어 객체가 아닌 주체적인 활동을 원하고 있다는 것을 알게 되었으며, 미래 학자로의 도전을 꿈꾸는 매 우 소중한 존재라는 것을 인지하게 되었습니다.
학생 주도의 STEAM 체험부스인 STEAM OPEN WEEK는 2019학년도부터 운영된 프로그램 입니다. 그러나, 2020년도에는 코로나19로 인해 연기되어 오다가 11월 비대면 언택트 방식 의 온라인으로 진행하게 되었습니다. 2020 STEAM OPEN WEEK를 준비하면서 학생들은 선 생님의 온라인 수업 장소에서 본인들이 체험프로그램을 준비하였고, 선생님의 온라인 수업 준비과정에서 많은 준비와 점검해야 할 상황을 인식하게 되었다는 의견도 있었습니다.
운영 프로그램 인원수 1. 온라인 체험부스로 미래시대 대안을 찾았다.
2. 온라인(ZOOM)을 통해 수업하는 선생님의 고충과 노력을 이해하였다.
3. 온라인(ZOOM)을 통해 부스운영을 통해 미 래 진로 준비에 도움이 되었다.
<그림 6 STEAM OPEN WEEK 만족도 조사>
프로그램 운영자로 참여한 학생들은 위드 코로나 시대에서 슬기롭게 대처할 수 있는 대안을 찾았다고 84%(75명 중 63명이 긍정적 응답)의 학생들이 응답을 해주었고, 온라인 을 플랫폼으로 진행되는 부스운영이 미래 진로 설계에 도움이 된다고 응답해주었습니다.
[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물
(프로그램 Ⅰ) 고등학교 기술가정 : 개인 맞춤형 시대의 포문, 4차 산업혁명!
수업용 STEAM 프로그램
1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정
연번 차시 (중심과목)
2015 개정 교육과정 성취기준
(연계과목) 성취기준 영역
1 1~3/6
[10통과02-03] 물질의 다양한 물리적 성질을 변화시켜 신소재를 개발한 사례를 찾아 그 장단점을 평가할 수 있다.
[10과탐03-02] 첨단 과학기술 및 과학 원리가 적용된 과학 탐구 활동의 산출물 을 공유하고 확산하기 위해 발표 및 홍보할 수 있다.
(기술가정) [고등학교 1년]
(4) 기술시스템
2 4/6 [10수학02-09] 원점, 축, 축, 직선 에 대한 대칭이동의 의미를 이해한다.
(기술가정) [고등학교 1년]
(4) 기술시스템
3 5~6/6
[12기가 04-02] 첨단 제조 기술이 산업의 발달과 우리 생활에 미치는 영향과 미 래에 활용 가능한 기술의 분야에 대하여 예측하고 전망한다.
[12기가05-04] 기술 혁신을 위한 창의 공학 설계를 이해하고, 제품을 구상하고 설계한다.
(과학탐구실험, 수학) [고등학교 1년]
(3) 첨단 과학 탐구 (2) 기하
+
2. STEAM 프로그램 총괄표(총 6차시)
차시 주요내용
1~3 /6
주제(단원)명 선조들의 신소재, 생체모방 신소재, 신소재의 세계!
Co 지각과 생명체를 구성하는 물질에서부터 자연전체를 모방한 생체모방 신소재 탐구 및 선조들의 신소재 등 다양한 자연의 구성물질을 파악, 신소재에 대한 흥미와 호기심 부여
CD 자동차의 기능, 부위별 현재 사용하고 있는 소재를 조사하여 환경적, 경제적 측면 문제점 발견 및 자동차에 사용되는 신소재 정리활동 완성
ET 제조업 소재분야 10 대 미래유망기술을 참고하여 자신의 진로분야 및 생활환경에서 주목 받고 있는 기술을 활용하여 신소재 신문 스크랩 및 발표.
4 /6
주제(단원)명 방정식과 도형의 이동, 공학적 도구로 활용하기!
Co 직선의 방정식, 원의 방정식, 도형의 이동을 공학적 도구로서 이용하여 다양한 모양을 표현할 수 있음을 이해함.
CD 원과 직선, 점을 이용하여 캐릭터를 완성함.
ET 도형의 이동을 다양한 상황에 적용해보는 활동을 통해 유용성과 가치를 인식함.
5~6 /6
주제(단원)명 개인 맞춤형 시대의 포문, 4 차 산업혁명!
Co 사전학습으로 진행된 신소재, 공학적 도구로서의 도형의 이동 등을 활용하여 첨단 제조 기술 분야를 융합적 측면에서 분석하고, 첨단 제조 기술이 미래에 활용 가능한 분야를 조사함.
CD 제품 개발을 위한 설계의 기초 이해, 구상도와 투상도 등을 활용법을 이해하고 활용하여, 3D 프린터를 활용한 개인 맞춤형 제품을 구상하여 창의적인 아이디어로 표현함.
ET 3D프린터를 활용한 개인 맞춤형 제품설계도 전시 및 설명회 개최함.
중심과목 기술가정 학교급/학년(군) 고등학교/ 1 학년
중심과목 성취기준
영역
[고등학교 1 학년] 기술가정 (4) 기술시스템
(5) 기술활용
중심과목 성취기준
[12기가 04-02] 첨단 제조 기술이 산업의 발 달과 우리 생활에 미치는 영향과 미래에 활 용 가능한 기술의 분야에 대하여 예측하고 전망한다.
[12기가05-04] 기술 혁신을 위한 창의 공학 설계를 이해하고, 제품을 구상하고 설계한다.
주제(단원)명 창의 공학 설계의 실제 차시 6 차시
학습목표
ㆍ첨단과학기술 및 소재의 사회적, 경제적, 환경적 측면에서 지속가능한 발전을 살펴보고 일상생활에서 적용 할 수 있는 기술과 신소재를 조사하고 발표한다.
ㆍ융합적 형태로 발달하고 있는 기술의 개념과 분야에 대해 이해할 수 있다.
ㆍ도형의 방정식, 도형의 이동을 이용하여 도안을 만들거나 컴퓨터 글꼴을 만들 수 있다.
ㆍ 3D 프린터를 활용한 개인 맞춤형 제품을 구상도로 나타낼 수 있다.
ㆍ설계의 기초를 이해하고 구상도와 투상도 등을 활용하여 창의적인 아이디어를 표현한 나만의 제품을 설계할 수 있다.
연계과목
통합과학 과학탐구실험 수학
연계과목 성취기준 영역
[고등학교 1학년] (2) 자연의 구성 물질 [고등학교 1학년] (3) 첨단 과학 탐구 [고등학교 1학년] (2) 기하
STEAM 요소
S 다양한 물질의 성질의 이해, 생체모방 신소재 및 탄소섬유 탐구
T 첨단제조기술과 산업발달 및 제조업 소재분야 10 대 미래유망기술의 이해 E 첨단소재 및 3D 프린팅 기술을 활용한 제품 설계
A 도형의 이동을 활용한 캐릭터 제작, 개인 맞춤형 인문학적 상상력 표현 M 원과 직선의 방정식 및 도형의 이동, 공학적 도구로서의 수학적 이해
개발 의도 4 차 산업혁명시대의 사회를 이끌어갈 주체로서 융합적 사고를 기반으로 주요기술을 접해보고 개인 맞춤형 시대에 맞춰 제품을 설계한다.
2016년 다보스포럼을 시작으로 4차 산업혁명에 대한 본격적인 논의가 시작되었고, 다보스 포럼이 주 목했던 기술은 모바일 인터넷과 클라우딩 기술, 컴퓨터와 빅테이터 기술이다. 특히 사물인터넷(IoT), 공유경제 및 클라우드 소싱, 로봇, 자율주행, 인공지능(AI), 3D 프린팅을 4차 산업혁명의 주요기술로 제시하였다.
코로나-19로 가정에 머무르는 시간이 증가하면서 주거환경을 개인맞춤형으로 변화시키고자 하는 노 력이 증가하였고, 참신한 아이디어만 있으면 3D프린팅으로 제품을 만들 수 있기 때문에 3D프린팅과 관련된 기술은 매우 빠르게 변화하고 있다.
수학, 과학, 기술가정교과의 융합을 통하여 3D모델링설계과정에서 수학적 사고를 경험하고, 신소재 조사활동을 통해 자료를 수집한 후 첨단기술을 활용하여 자신의 진로 및 관심분야에서 개발될 수 있 는 개인 맞춤형 작품을 설계한다.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
선조들의 신소재 생체모방 신소재 신소재가 만든
사회변화
창 의 적 설 계
창의적 설계
관심분야에서의 3D 프린팅 제품 설계
및 발표
감 성 적 체 험 기하학, 신소재를 활용한
개인 맞춤형 3D 프린팅 제품 설계
감성적 체험
3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안
1) 1.2차시 : 선조들의 첨단 과학 및 생체모방 신소재/ 자동차의 현재, 미래 소재 살펴보기
2) 3차시 : 탄소섬유의 물리적 특성 확인과 활용 학습
과정
교수-학습 활동
※ STEAM 학습 준거 표시( Co 상황 제시, CD 창의적 설계, ET 감성적 체험)
학습자료 및 유의점
도입 (20 분)
Co 융합(STEAM)수업에 대한 안내 및 이해 생체모방과학_자연에서 배우는 과학(동영상 제시)
https://www.youtube.com/watch?v=zru20y6dGao
- 생체모방과학, 강철의 발견 및 철기시대의 사회적 변화, 선조들의 과학에서 지금 에 이르기까지 생활은 어떻게 달라졌나요?
- 4 차 산업혁명 시대, 직업 환경이 다양해짐에 따라 개인 맞춤형 제품들의 생산도 늘고 있다. 나의 관심분야 및 진로분야에서 주목받고 있는 신소재는 무엇이 있을까?
동영상
전개 (70 분)
CD ET
[활동 1] 선조들의 첨단과학 및 생체모방 신소재 살펴보기 - 조사활동 1 : 생체모방 정의 및 가치 찾기 활동 및 공유
- 조사활동 2 : 강철의 발견으로 인한 철기시대의 변화 조사활동 및 공유 - 조사활동 3 : 고려청자, 한지의 발견 등 선조들의 신소재 조사활동 및 공유 [활동 2] 현재의 자동차 소재 및 미래 자동차에 활용될 소재 조사하기
- 자동차배터리, 전면창, 연료, 프레임, 바퀴와 휠, 핸들, 배기구등의 소재 조사
Tip! 조 사 분 야 범위가 넓 기 때문에 키 워드 제공하 도록 한다.
정리 (10 분)
Co ET
- 생체모방신소재 및 선조들의 과학 활동지. 자동차소재 활동지 정리안내 - 차시학습 안내 : 꿈의 신소재라 불리는 탄소소재 분석하기 활동 예고
학습 과정
교수-학습 활동
※ STEAM 학습 준거 표시( Co 상황 제시, CD 창의적 설계, ET 감성적 체험)
학습자료 및 유의점
도입 (10 분)
Co 탄소소재의 이해 _ 한국화학연구원 (동영상 제시) https://www.youtube.com/watch?v=nchUKEgZwOY
- 꿈의 신소재라 불리는 탄소소재, 혁신적인 신소재는 인류의 삶을 크게 바꿉니다.
과거 강철의 그러한 신소재 였다면, 미래는 탄소가 다시 한번 인류의 삶을 바꿀것이 라고 합니다. 자신의 관심분야에서 탄소의 어떤 성질을 활용할 수 있을까요?
동영상
전개 (35 분)
Co CD ET
[활동 1] 탄소섬유의 물리적 특성 확인 탐구활동하기 - 전기전도성, 내열성, 전자파 차페성 확인하기
[활동 2] 자신의 관심분야에서 주목받고 있는 신소재 찾기
- 조사활동 : 관심분야 신소재를 찾아 미래의 활용가치 예측하여 글쓰기 - 탄소소재의 장점이 자신의 관심분야에 활용될 수 있는 부분 예측하는 글쓰기 - 신소재 신문제작 활동으로 연계함.
Tip! 키워드 제공하기
정리 (5 분)
Co ET
- 탄소섬유 동영상 검색 및 재시청으로 이해의 폭을 넓히기, 정리안내 - 차시학습 안내 : 신소재 신문만들기 및 발표 활동 예고
3) 4차시 : 도형의 이동, 공학적도구로 활용하기!
4) 5차시 : 3D프린팅 신소재 신문 스크랩하기
5) 6차시 : 3D 프린터 원리를 활용한 개인 맞춤형 제품 설계 학습
과정
교수-학습 활동
※ STEAM 학습 준거 표시( Co 상황 제시, CD 창의적 설계, ET 감성적 체험)
학습자료 및 유의점 도입
(10 분)
Co 도안을 만들거나 건축물을 설계하는 등 새로운 모양을 만드는 작업을 할 때, 도형의 평행 및 대칭 이동 을 이용하면 다양한 모양을 표현할 수 있음을 이해한다.
동영상
전개 (35 분)
Co CD ET
원과 직선, 점을 이용하여 주어진 캐릭터를 같이 그려본다.
- 여러 가지 도형과 도형의 이동을 이용하여 새로운 캐릭터를 그려 본다.
( 캐릭터를 그릴 때 원과 직선, 점을 이용하여 여러 캐릭터를 그려 보게 한다.)
정리 (5 분)
Co ET
- 탄소섬유 동영상 검색 및 재시청으로 이해의 폭을 넓히기, 정리안내 - 차시학습 안내 : 신소재 신문스크랩 및 발표 활동 예고
학습 과정
교수-학습 활동
※ STEAM 학습 준거 표시( Co 상황 제시, CD 창의적 설계, ET 감성적 체험)
학습자료 및 유의점
도입 (10 분)
Co
- 3D 프린팅의 다양한 소재가 될 수 있는 신소재 조사활동결과 공유하기 - 원, 직선의 방정식 및 도형을 이동을 공학적 도구로 이용하여 설계 이해 하기 - 3D 프린터의 원리와 활용 분야가 다양함을 알고 개인별 맞춤 물품을 구상할 수 있다
ppt
전개 (35 분)
Co CD ET
[활동1] 소재 및 도형설계의 과정을 이해하고, 3D 프린터를 활용한 개인 맞춤형 설계, 구상도 완성하기 [활동2] 개인 맞춤형 설계 구상도 전시 발표회 하기
- 온라인 전시회(패들랫 플랫폼 이용)
패들랫
정리 (5 분)
Co ET
- 활동정리 및 활동 소감문 작성 - 자기평가 및 동료평가
패들랫 학습
과정
교수-학습 활동
※ STEAM 학습 준거 표시( Co 상황 제시, CD 창의적 설계, ET 감성적 체험)
학습자료 및 유의점
도입 (10 분)
Co
- 제조업 소재 분야 10 대 미래 유망기술 탐색하기
- 나의 관심분야 환경과 가까이 할 수 있는 소재 탐색하기
전개 (35 분)
Co CD ET
[활동1] 3D프린팅 소재관련 신소재 신문 스크랩 하기 - 온라인으로 자료 올리고 공유하기
패들랫
정리 (5 분)
Co ET
- 신문 스크랩 활동 자료 정리 및 공유하기
- 차시학습 안내 : 3D 프린터 원리를 활용한 개인 맞춤형 제품 설계
패들랫
4. 학생활동지 / 학생참고자료
차시 1~3/6
1. 선조들의 첨단 과학 및 생체모방 신소재 살펴보기
가) 생체모방이란 무엇일까? 생체모방에 대한 영상을 보고 생체모방의 의미에 대해 알게 된 내용을 서술하고, 생체모방의 가치에 대한 자신의 의견을 서술해 보자.
나) 우리 선조들은 삼국 시대에 담금질을 발견하여 철기 중에서도 단단한 ‘강철’이라는 신소재를 개 발하였다. 당시 사회에서 단단한 무기를 제조하는 것 외에 강철이 필요했을 것으로 추측되는 분 야는?
또 강철이라는 신소재는 당시 사회에 어떤 변화를 가져 왔을지 서술해 보자.
다) 삼국 시대의 철기 외에도 고려 시대의 ‘고려청자’, 조선시대의 ‘한지’등은 기존의 제품에 새로운 과정이나 성분을 도입하여 더욱 좋은 품질로 개발된 사례이다. 이 두 가지는 기존 제품이 어떤 차별점이 있었는지 조사하고, 그 외에 우리 선조들의 신소재 개발 사례는 무엇이 있는지 서술해 보자.
2. 도형의 이동, 공학도구로 활용하기
3. 현재의 자동차소재, 미래 자동차에 활용될 신소재 조사하기
4.
(창의공학설계의 실제)활동지
1학년 ( )반 ( ) 번 이름 ( )
★ 가전 제품도 맞춤형 시대이다. 각 가정의 공간과 용도에 알맞게 디자인할 수 있다.
3D 프린터를 활용하여 제작할 수 있는 개인 맞춤형 제품을 구상하고 스케치, 구상도로 표현해보자.
(과학탐구실험 ; 소재, 수학: 함수 학습과 연계)
1. 스케치 또는 구상도 그리기
2. 설계 의도
5. 교사자료
차시 1~3/6
1. 생체모방 8 가지 분석자료
상어 비늘 나방 눈 딱정벌레 날개 도마뱀붙이 발바닥
문어 빨판 홍합 단백질 모르포 나비 날개 전복 껍데기
2. 방정식을 이용한 캐릭터 제작
3. 제조업 소재분야 10 대 미래유망기술(한국과학기술기획평가원)
자료출처 한국과학기술기획평가원
6. 차시별 학생 평가기준 및 방법
차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구
1~3 /6
상
첨단 과학기술 및 원리가 적용된 과학 탐구 활동의 산출물을 조사 하거나 설계하고, 이를 공유 및 확산하기 위해 발표하고 홍보할 수 있다.
관찰 및 산출물 평가
포트폴리오 평가지 중 첨단 과학기술 및 원리가 적용된 과학 탐구 활동의 산출물을 조사
하거나 설계하여 발표할 수 있다.
하 첨단 과학기술 및 원리가 적용된 과학 탐구 활동의 산출물에 대해 발표할 수 있다.
4 /6
상 원점, 축, 축, 직선 에 대하여 대칭이동한 도형의 방정식을 구 하는 과정을 설명할 수 있다.
산출물평가
관찰평가지 및 포트폴리오
평가지 중 원점, 축, 축, 직선 에 대하여 대칭이동한 도형의 방정식을
구할 수 있다.
하 원점, 축, 축, 직선 에 대하여 대칭이동한 점의 좌표를 구할 수 있다.
5~6 /6
상 기술 혁신과 창의 공학 설계의 관계를 이해하고, 제품을 구상하여 설계할 수 있다.
관찰 및 산출물평가
관찰평가지 및 포트폴리오
평가지 중 기술 혁신을 위한 창의 공학 설계의 필요성을 이해하고, 제품을 구
상할 수 있다.
하 기술 혁신을 위한 창의 공학 설계의 필요성을 말할 수 있다.
가. 포트폴리오 평가지 (1~3차시)
구분 포함해야 과학기술 내용 30%
이해를 돕기 위한 표현과 시각 자료 30%
주제 및 내용의 적합성과 신뢰성 40%
상 조건의 과학기술 내용을 모두 타당한 것으로 포함함
자료와 표현이 이해하는데 효과적 임
주제와 내용이 적합하며 자료 내용이 정확하며 출처가 신뢰 있음
중
조건의 과학기술 내용을 모두 있으나 타당하지 않은 것이 포 함됨
표현은 적절하고 효과적이나 이해 하기에 자료가 부족함
주제 및 자료 내용은 옳으나 출처가 불명확함
하 조건의 과학기술 내용 중 일부 를 포함하지 않음
표현 수준이 적절하지 않으며, 이 해하는데 필요한 자료가 부족함
주제 및 자료 내용에 오류가 있으며, 출처가 불명확함
나. 관찰 및 포트폴리오 평가지(4~6차시)
평가요소 평가 채점기준
정보 수집
우수 생활 속 다양한 문제를 찾아 정리하고, 문제 해결에 적합한 용품을 선정하여 의 미가 있는 관련 정보를 수집함.
보통 생활 속 다양한 문제를 찾아 정리하고, 문제 해결을 위한 용품을 선정을 하였으 나, 관련된 정보 수집이 미흡함.
미흡 생활 속 다양한 문제를 찾아 정리하고, 문제 해결에 적합한 용품을 선정 및 관련 정보 수집 활동이 전반적으로 미흡함.
아이디어 표현
우수 스케치도와 구상도를 작성하는 방법을 정확하게 이해하여 최종 선정된 아이디어 를 잘 표현함.
보통 스케치도와 구상도를 작성하는 방법을 정확하게 이해하였으나 최종 선정된 아이 디어의 표현이 일부 미흡함.
미흡 스케치도와 구상도를 작성하는 방법을 정확하게 이해하지 못하였고, 최종 선정된 아이디어의 표현이 매우 미흡함.
3D프린터의 올 바른 활용과 발 전 방안 제시
우수 3D프린터의 올바른 활용과 발전을 위한 방안을 제시함.
보통 3D프린터의 올바른 활용과 발전을 위한 방안을 제시하였으나 타당성이 다소 떨어짐 미흡 3D프린터의 올바른 활용과 발전을 위한 방안을 제시하지 못하거나 전혀 타당하지 않음
발표
우수 창의 공학 설계의 과정과 필요성을 자신이 설계한 구상도를 이용하여 논리적으로 발표하고 의사 전달이 잘 됨.
보통 창의 공학 설계의 과정과 필요성을 자신이 설계한 구상도를 이용하여 발표하였으 나 의사 전달이 미흡함.
미흡 창의 공학 설계의 과정과 필요성에 대한 발표 준비가 미흡하고, 의사 전달이 제 대로 안됨.
※ 평가 노하우 : 한번의 활동으로 평가하기보다는 지속적으로 모둠 활동을 관찰하여 학생들의 특성을 파악하면 이를 학교생활기록부 기록과 연계시킬 수 있다.
(프로그램 Ⅱ) 면으로 시작하는 세포이야기(과학과제연구, 화학1, 생명과학1, 중국어)
수업용 STEAM 프로그램
1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정
연번 차시 2015 개정 교육과정 성취기준 (연계과목)
성취기준 영역
1 1/6
[12생과Ⅰ01-01] 생물의 특성을 이해하고, 생물과 비생물의 차이점을 설명할 수 있다.
[12생과Ⅰ02-01] 물질대사 과정에서 생성된 에너지가 생명 활동에 필요한 ATP로 저장되고 사용됨을 이해하고, 소화, 호흡, 순환 과정과 관련되어 있음을 설명할 수 있다.
[12생과Ⅰ04-01] 염색체, 유전체, DNA, 유전자의 관계를 이해하고, 염색분체의 형성과 분리를 DNA 복제와 세포 분열과 관련지어 설명할 수 있다.
(생명과학Ⅰ) [고등학교 2학년]
Ⅰ.생명과학의 이해
Ⅱ.사람의 물질대사
Ⅳ.유전
2 2/6
[12중Ⅰ-05-02] 다양한 활동을 통해 중국 문화를 체험하고 이해한다.
[12중Ⅰ-05-03] 중국 문화에 대한 다양한 자료를 활용하여 모둠활동에 참여한다.
[12중Ⅰ-05-04] 중국 문화와 우리나라 문화를 비교하고 문화의 다양성을 존중하는 태도를 갖는다.
(중국어Ⅰ) [고등학교 2학년]
10. 你吃饭了吗?
3 3/6
[12화학Ⅰ04-03] 브뢴스테드 산과 염기의 정의를 다룬다. 산･염기 중화 반응은 수용액 반응으로 제한하고, 그 양적 관계는 알짜 이온 반응식을 중심으로 다룬다. 부피 변화, 온도 변화, 전기 전도성 변화로 중화점을 다루지 않는다.
(화학Ⅰ)
[고등학교 2학년]
역동적인 화학반응
4 4/6
[12생과Ⅰ01-01] 생물의 특성을 이해하고, 생물과 비생물의 차이점을 설명할 수 있다.
[12생과Ⅰ02-01] 물질대사 과정에서 생성된 에너지가 생명 활동에 필요한 ATP로 저장되고 사용됨을 이해하고, 소화, 호흡, 순환 과정과 관련되어 있음을 설명할 수 있다.
[12생과Ⅰ04-01] 염색체, 유전체, DNA, 유전자의 관계를 이해하고, 염색분체의 형성과 분리를 DNA 복제와 세포 분열과 관련지어 설명할 수 있다.
(생명과학Ⅰ) [고등학교 2학년]
Ⅰ.생명과학의 이해
Ⅱ.사람의 물질대사
Ⅳ.유전
5 5~6/6 [12과연01-07] 연구 목적을 달성할 수 있는 탐구 방법과 내용을 설계하고 필요한 기기 및 재료를 확보할 수 있다.
(과학과제연구) [고등학교 2학년]
(1) 과학 연구의 방법 및 과정
+
2. STEAM 프로그램 총괄표(총 6차시)
차시 주요내용
1/6
주제명 세포를 만나다!
Co 지구 상 생명의 기원이 되는 최초의 세포를 만나다.
CD 동물 및 식물 세포 내 소기관의 기능을 탐구한다.
(동영상)최초의 세포
2/6
주제명 면의 기원과 문화
Co 라면의 역사로 살펴본 면의 기원
중국 제민요술(齊民要術), 한국(음식디미방, 옹희잡지(饔凞雜志))으로 살펴본 세계 국수요리의 기원
CD ‘국수를 늘인다!(중국)’, ‘국수를 뽑는다!(한국)’와 같이 표현하는 것을 통해 살펴본 두 나라 의 문화 이해하기
3/6
주제명 라면 속 화학반응
Co 라면 면발은 왜 노란색 일까요? 하얀 밀가루로 만든 라면은 왜 노란색일까요?
CD 라면 속 성분을 조사하여 식품 속 첨가물의 특징을 살펴보고, 라면에 첨가하는 물질의 역 할에 대해 토론하기
ET 양배추지시약으로 살펴보는 산염기 지시약 반응 – 라면 면발을 양배추 끓인 물에 넣고 끓이면서 면발의 색깔변화를 확인한다. 라면 면발을 건져내고, 식초를 떨어뜨려 색변화를 관찰 한다.
4/6
주제명 라면세포 계획서 작성 및 컨퍼런스
CD 식물세포와 동물세포의 세포 내 소기관을 실생활 속 음식재료를 찾아 라면세포 계획서로 설계한다. 내가 선택한 세포요리에서 표현하고자 한 세포 내 소기관의 재료의 적합성과 적절 성을 친구들에게 발표한다.
- 라면으로 식물세포와 동물세포를 표현하기
- 세포 내 소기관의 역할과 모양을 다양한 재료로 설계하기
5/6
주제명 라면세포 요리하기
ET (온라인 학습) 온라인 학습시간 동안 과학과제연구(앤드류쌤)시간 라면세포를 함께 요리한다.
- 식물세포와 동물세포를 다양한 재료로 표현하기 - 라면세포왕 콘테스트(친구들에게 별점투표)
6/6
주제명 배파더와 함께하는 분자요리
ET 라면세포를 통해 살펴본 분자요리의 세계
알긴산나트륨과 젖산칼슘의 이온교환반응(나만의 캐비어만들기) 망고와 요거트로 만드는 달걀후라이
중심과목 과학과제연구 학교급/학년 고등학교/ 2 학년 중심과목
성취기준 영역
[고등학교 2 학년] 과학과제연구 (1) 과학연구의 방법 및 과정
중심과목 성취기준
[12과연01-07] 연구 목적을 달성할 수 있는 탐구 방 법과 내용을 설계하고 필요한 기기 및 재료를 확보할 수 있다.
주제명 면으로 시작하는 세포이야기 차시 6 차시
학습목표
[과학과제연구] 라면 면발 제조과정에 사용되는 물질을 통해 실생활 속 산과 염기의 성질 을 설명하고, 분자요리의 원리를 통해 면의 담긴 역사와 문화를 이해한다.
[화학Ⅰ] 산과 염기의 성질을 이해하고, 중화반응의 과정을 설명할 수 있다.
[생명과학Ⅰ] 세포의 기능적·구조적 의미에 대해 이해하고 세포 호흡, 유전 등과 관련하여 세포 소기관의 역할 및 기능에 대해서 설명할 수 있다.
[중국어] 중국 역사 속의 음식문화를 통해 면의 역사에 대해 설명할 수 있다
연계과목
화학Ⅰ 생명과학 Ⅰ 중국어Ⅰ
연계과목 성취기준
영역
[고등학교 2학년 화학Ⅰ] (4) 역동적인 화학반응
[고등학교 2학년] Ⅰ.생명과학의 이해, Ⅱ.사람의 물질대사 Ⅳ.유전 [고등학교 2학년] 10. 你吃饭了吗?
STEAM 요소
세포의 특성(동물세포, 식물세포), 라면 속 화학반응(산염기지시약반응) 분자요리 속의 과학(알긴산나트륨과 젖산칼슘의 이온교환반응)
분자요리 기법
고서(제민요술, 음식디미방) 속에 담긴 음식의 역사
개발 의도
‘분자요리’를 주제로 한 혁신-공감 수업모형으로 최초의 면요리를 창안한 중국의 역사와 문화를 고서인
‘제민요술’로부터 살펴본다. 면요리가 중국으로부터 유입될 가능성이 크고, 조선시대 정부인 장씨에 의해 전 해내려온 ‘음식디미방’에 기술된 면요리의 기원 및 역사를 옛한글의 표현방식으로 이해하고자 한다. 생명과 학 교과에서는 세포(동물세포, 식물세포)의 구조, 세포 내 소기관의 역할 과 모양의 특징을 관찰하여 실생활 속 식재료로 표현할 수 있는 세포계획서를 학생 개인별로 제안한다. 제안된 세포계획서를 통해 온라인 수업 기간 동안 동물세포, 식물세포를 표현하여 발표한다. 학교에 등교하여 ‘라면세포’와 같은 분자요리를 화학 시 간 산과 염기의 중화반응을 통해 이해한다. 특히, 면발에는 약염기성을 띠는 것을 주목하여 안토시아닌 성 분이 포함된 지시약(적양배추)를 우려낸 물에 면발을 삶는다. 삶아낸 면발은 초록색을 띠고 있다. 여기에 산 성인 식초를 뿌려내면 분홍색 면발을 만날 수 있다. 이를 통해 산성과 염기성에서 지시약의 색이 표현되는 지시약 반응을 이해한다. 마지막으로 과학과제연구 시간을 통해 페이크 애플, 가짜 맥주만들기, 가짜 계란 후라이 만들기, 캐비어 만들기(Feat. 가짜 면발 만들기) 실험을 통해 분자요리의 신세계를 경험한다. 본 프로 그램은 음식과 문화(인문학 : 문학, 중국어)에서 출발하여 세포(생명과학, 생명공학), 산과 염기성(화학, 기술), 라면세포 제작, 분자요리(과학과제연구)를 아우르는 STEAM프로그램이 될 것이라 사료된다.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
면의 출발이 된 중국 속의 음식문화 옛글(음식디미)로
된 우리의 음식문화 창 의 적 설 계
창의적 설계
분자요리로 만나는 면요리
감 성 적 체 험 라면요리를 통해 동물세포와
식물세포의 세포 내 소기관을 표현
감성적 체험
3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안
1) 1차시 : (생명과학Ⅰ) 세포를 만나다!
학습
과정 교수-학습 활동 학습자료 및
유의점
도입 (20 분)
Co · Ⅰ단원에서 배웠던 생물의 특성에 대한 상기 학습을 우한 묻고 답하기 활동을 진행한다.
· ‘최초의 세포, 지구 생명체의 시작’ 동영상 시청을 통해 생명체의 기원과 생명체의 특성에 대한 동기유발의 기회를 제공한다.
· 세포의 학문적 의미와 단세포 생물, 다세포 생물의 예시에 대한 생각 나누기 활동을 통해 세포의 유기적 결합에 대한 시간을 갖는다.
Tip! 동영상을 통 해 생명체의 진화 에 대한 부분은 통합과학 수준에 서 다룬다.
(동영상)최 초의 세포
전개 (70 분)
Co · 시각 자료를 통해 동물세포와 식물세포의 구조적 특징에 대한 생각나누기 활동을 바탕으로 구체적으로 어떤 차이점이 있는지에 대해 확인한다.
· 동물세포와 식물세포의 차이점과 공통점을 학습지를 통해 정리한다.
· 세포를 구성하는 다양한 세포 소기관의 형태와 그 기능에 대해서 학습한 다. (PPT 와 학습지를 활용한다.)
: 이때, Ⅱ단원의 세포호흡, Ⅳ단원의 유전에서 다뤘던 부분을 연결하여 학습함으로써 단원관의 연계가 이뤄질 수 있도록 한다.
CD ET
· 동물세포, 식물세포 도안을 바탕으로 같은 기능을 하는 세포소기관은 같은 색으로 칠하여 형태를 비교하고 기능에 대한 확인 학습을 진행한다.
· 미리 다운로드한 앱(Quiver)을 활용하여 세포 3D 구조에 대한 관찰학습 활동을 진행한다.
(Quiver)을 활용 – 식물세포(예시) (Quiver)을 활용 – 동물세포(예시)
ET · 나아가 라면 세포 만들기에 대한 아이디어를 함께 구상하는 시간을 갖는 다. : 창의적 사고 유도를 위하여 라면세포에 대한 구체적인 예시 또는 아이디어는 제공하지 않는다.
- ppt, 학습지, 색연필, 스마트기기
Tip! 세포소기관의 기능에 대한 학습을 할 때, 너무 깊이 있 는 학습활동으로 이 어지지 않도록 주의 한다.(생명과학Ⅱ 내 용으로의 확장을 유 의할 것).
Tip! 물질대사, 세 포 분열 등을 통해 접한 세포소기관의 기능을 되새기며 단 원간 연계가 이뤄질 수 있도록 한다.
정리 (10 분)
· 학습지를 바탕으로 학습 활동을 마무리한다.
· 앱(Quiver)의 퀴즈를 바탕으로 자기 평가가 이뤄진다.
· 본인이 디자인한 3D 세포를 ‘패들렛’에 업로드 한다.
- 스마트기기, 학습지
#1. 학생활동지 / 학생참고자료
차시 1/6
차시 1/6. (생명과학Ⅰ) 세포를 만나다!
#2. 교사자료
차시 1/6.(생명과학Ⅰ) 세포를 만나다!
자료출처
- 동영상 ) 네이버 지식백과 ‘최초의 세포, 지구 생명체의 시작’
https://m.terms.naver.com/entry.nhn?cid=51642&docId=5917746&categoryId=63822 - 세포 도안 ) 어플리케이션 ‘Quiver’
2) 2차시 : (중국어), (독서) 면의 기원과 문화 학습
과정
교수-학습 활동
※ STEAM 학습 준거 표시( Co 상황 제시, CD 창의적 설계, ET 감성적 체험)
학습자료 및 유의점
도입 (10 분)
Co 국수를 들고 있는 전 세계인들의 사진을 보고 생각 나누기
T. 제시된 사진은 어떤 사진일까요?
T. 이 사진들을 보고 자신의 생각이나 느낌을 발표해봅시다.
Co 면의 기원을 찾는 영상을 보고 국수가 전 세계로 퍼져나간 과정을 상상해보기 T. 영상의 내용은 무엇이었나요?
T. 국수의 조상이라고 불리는 것과 현재 국수는 어떤 다른 점이 있나요?
T. 중국에서 동아시아 및 유럽으로 까지 국수가 전파된 과정을 상상해봅시다.
사진자료
[KBS 명작다큐]누 들로드 1 편
https://ww w.youtube.c om/watch?
v=WTJFKRx CWIk
(2:39~4:05)
전개 (35 분)
CD 한자 ‘면(麵)’ 속에 담긴 의미 찾기
T. 한자를 유심히 관찰하고 어떠한 방법으로 ‘면(麵)’이라는 한자가 만들어졌는지 생 각해봅시다.
CD ‘면’의 기원 조사하기
T. 인류 최초의 면이 어디에서 발견되었는지, 어떠한 모양인지 조사해봅시다.
T. 인류 최초의 면이 전파되어 어떻게 발전되었는지 조사해봅시다.
T. 조사한 내용을 학습지에 정리하여 공유해봅시다.
CD ‘면의 지도‘ 만들기
T. 제시된 지도에 시대와 지역에 따른 면의 변천에 대해 정리해봅시다.
[KBS 명작다큐]누 들로드 1 편
https://ww w.youtube.c om/watch?
v=WTJFKRx CWIk (26:15~30:2 0)
패들렛(Padle t)
Tip!
#1. 학생활동지 / 학생참고자료
차시 2/6
정리 (5 분)
ET ‘면의 지도’를 만들고 난 후, 음식과 문화의 관계에 대해 느낀 소감을 발표하기 T. 칠판에 붙인 포스트잇을 보며 소감에 대해 토의해봅시다.
- 중국에서부터 시작된 면이 각 나라의 기후와 농작물에 따라 다르게 변화한 것이 놀라웠다.
- 앞으로도 국수를 기본으로 한 다양한 요리가 발명될 수 있을 것 같다.
Tip! 문 화 의 다양성을 포 용할 수 있도 록 유의한다.
#2. 교사자료
차시 2/6
