2021 STEAM 교사연구회결과보고서

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2012년부터

2021 STEAM 교사연구회 결과보고서

2021. 11.

명덕고등학교

(2)

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“이 보고서는 2021년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

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목 차

1. 요약문··· 01

2. 서론··· 02

3. 연구 수행 내용 및 결과··· 03

가. STEAM 프로그램 개발‧적용 ··· 03

(1) 프로그램 개발 내용 ··· 03

(2) 프로그램 개발‧적용 결과 ··· 04

나. 성과 확산 및 실천 ··· 04

(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최 ··· 04

(2) STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과 ··· 04

다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사 ··· 05

4. 결론 및 제언··· 05

5. 참고문헌··· 06

[부록]

부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물(교수학습지도안, 교사용 참고자료, 학생용 활동지) 부록2. 동영상 수업 자료 및 차시별 PPT

부록3. 회의록

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1. 요약문

(1) 연구 개발 배경 및 목적

과학기술에 있어 연구 결과인 데이터의 의미를 파악하고 정보를 효과적으로 전달하기 위해 서는 시각화의 필요성과 방법에 대한 이해가 매우 중요하다. 데이터의 종류와 특성에 따라 효 과적인 시각화 방법이 다르므로 시각화 도구의 선택 또한 중요한 과정이라 할 수 있다.

과학, 수학, 정보 교과에서는 다양한 종류의 데이터를 다루고 있으며 기본적인 시각화(그래 프) 과정을 거치지만 그것이 ‘시각화’라는 개념이 부족하고 다양한 시각화 방법이 있다는 것 에 대한 인식 또한 부족하다. 이에 수학의 기본 개념이라 할 수 있는 좌표계와 그래프의 이해 를 바탕으로 과학에서의 데이터 시각화 과정을 되짚어 보고, 오랜 시간 동안의 데이터 처리에 효과적인 모션챠트 시각화를 이용해 생물 멸종과 다양성 단원의 데이터를 모션챠트로 작성해 보도록 구성하였다. 이를 통해 시각화의 중요성과 다양한 방법에 대해 관심을 갖는 계기를 만 들고자 하였다.

(2) 개발 프로그램별 내용

프로그램은 두 주제로 나누어 개발하였다. 주제1은 데이터 시각화 이해하기로 총 3차시로 구 성되어 있으며 ‘그래프, 시각화?’, ‘데이터 시각화는 왜 필요할까?’, ‘내가 만드는 데이터 시각화’로 차시별 내용이다. 주제2는 모션챠트 도구인 구글 갭마인더를 이용해 시각화를 경험 하도록 개발하였으며 지구과학 교과의 ‘지구환경 변화와 대멸종’, 정보 교과의‘움익이는 챠 트! 구글 갭마인더’그리고 생명과학 교과에 적용한‘생물 다양성의 시각화’의 3차로 구개발 하였다.

(3) 연구 범위

연구의 범위는 시각화의 기초적인 이해와 ‘모션 챠트’시각화에 한정하여 계획하고 진행하 였다. 여러 교과에서 사용하는 그래프가 모두 시각화 자료이며 탐구의 결과를 그래프(시각화) 로 표현하는 것은 필수적인 과정임을 통해 시각화의 필요성과 중요성을 인식하도록 하는데 초 점을 맞추었으며, 교사와 학생 모두 흥미를 가질 수 있는 모션 챠트 시각화 도구인 구글 갭마 인더 활용에 한정하여 연구를 진행하였다.

(4) 개발 결과 및 활용계획

개별 결과 총 2주제, 6차시의 활동지를 개발하였다. 개발된 차시별 활동을 2학년 전체(10학 급, 260명)에 교실 수업을 통해 적용할 계획이었으나 코로나로 인한 등교 시간 축소로 적용에 어려움이 있어, 온라인 적용으로 계획을 변경하여 실시하였다. 이를 위해 차시별 PPT와 동영상 수업자료를 추가로 제작하여 학교 구글 계정의 구글 드라이브를 통한 자료 제시와 개별 활동 방식으로 진행하였다. 이와 별도로 1학년 3개 학급의 정보 과목 시간에 구글 갭마인더 적용 수 업을 실시하였다.

개발된 프로그램은 이번 적용 뿐만 아니라 수정 보완하여 학기말과 학년말 여유 시간에 시 각화 이해 도구로 활용할 계획이다. 또한 프로그램 개발 과정에서 교사의 시각화에 대한 이해 도가 크게 향상되었기에 관련 교과의 교사들과의 공유와 모둠 활동을 위해 활용할 계획이다.

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2. 서론

(1) 학교 내 교과 간 협업을 통한 커뮤니케이션 확대

Ÿ 2013년도부터 지속되어온 학교 내 STEAM 교사연구회의 연속성을 유지하고 매년 신규 교사 및 새로운 공동연구원을 포함한 STEAM 교사연구회의 운영을 통해 STEAM 교육 참 여 교사를 지속적으로 확대.

Ÿ STEAM 교사연구회를 바탕으로 한 교과 간 커뮤니케이션 기회를 통해 융합 수업의 필요 성과 효용성에 대한 생각과 경험을 공유.

Ÿ STEAM 교사연구회의 활동 및 연구 성과 발표와 공유를 통해 교사연구회에 속하지 않은 교사들에게도 간접적으로 교과 간 협업의 중요성과 필요성을 생각하는 계기 마련.

(2) 첨단기술 및 ICT 활용 능력 향상

Ÿ 급변하는 교육 환경 속에서 과학, 수학, 정보 교과의 첨단기술 및 ICT 활용 능력은 선택 이 아닌 필수이며 STEAM 교사연구회 활동을 통해 교수·학습의 질적 수준 향상에 기여.

Ÿ STEAM 교육은 생활 속의 간단한 현상에서부터 첨단 과학기술의 산물에 이르기까지 다 양한 교육 소재를 교육적으로 활용할 수 있으며, 이때 첨단 과학기술 산물의 이용은 많 은 경우 학생의 관심과 호기심을 강하게 자극할 수 있어 효과적임.

Ÿ 데이터를 기반으로 하는 과학, 정보, 수학 교과에서 데이터의 다양한 처리, 특히 적절한 Visualization은 학생들이 데이터를 통한 의미 전달에 효과적임.

Ÿ 공공 데이터의 경우, 데이터의 방대함과 오랜 시간 동안 축적된 데이터라는 점에서 정지 된 그래프보다는 시간의 흐름에 따른 모션 챠트(Motion Chart)가 보다 효과적임.

Ÿ Geogebra를 이용한 그래프 제작 경험은 과학, 수학 교과에서 그래프를 지도하는데 효과 적인 교수법으로 활용 가능.

(3) STEAM 수업을 통한 교수·학습 역량 향상

Ÿ STEAM 교육을 실행하는 교사를 대상으로 한 연구에서 교사들은 STEAM 교육을 통하여 학생 및 교사, 학습 결과, 학부모 인식에서 긍정적 변화를 보였으며, 이를 통하여 학생 및 수업에 대한 ‘고정 관념이 깨진다.’는 보고가 있함. 이러한 교육 방법은 수업 개선 을 위한 교수 전략으로 접근이 가능함을 보여 줌(강남화 외, 2018).

Ÿ STEAM 프로그램을 개발하는 과정에서 상황제시의 중요성, 창의적 설계과정의 필요성, 감성적 체험의 효과성 등을 경험하고 일반 수업으로의 확대 시도를 통한 수업 전반에 걸 친 교수·학습 역량 향상.

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3. 연구 수행 내용 및 결과

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 공공 데이터 기반 Visualization STEAM 프로그램 개발 및 적용 선행

프로그램명 ^{해당 없음}

학교급 고등학교 대상 학년(군) ^2학년

목표 수혜학생 수 260명

중심과목 정보 중심과목

성취기준 영역 [고등학교 2학년] (2) 자료와 정보

연계과목

수학 물리 생명과학 지구과학

연계과목 성취기준 영역

[고등학교 2학년] 수학Ⅱ (2) 미분

[고등학교 2학년] 지구과학Ⅰ (2) 지구의 역사 [고등학교 2학년] 생명과학Ⅰ (5) 생태계와 상호 작용 [고등학교 2학년] 물리학Ⅰ (1) 역학과 에너지

개발계획

주제 연번 차시

(시수) 과목 연계(안)

1 3 수학(1) + 정보(1) + 과학(1, 물리)

2 3 과학(1, 지구과학) + 정보(1) + 과학(1, 생명과학)

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 6차시

수업 적용 기간 2021.10.09. ~ 2021.10.17.

(STEAM 수업) 수혜학생 수 명덕고등학교 260명 전체

학생 태도검사

1차(사전) 검사 7월 7일~8일, 10개 학급(260명) 실시완료 2차(사후) 검사 10월 18일~22일, 10개 학급(26;0명) 실시완료 학생 및 교사 만족도조사 10월 17일 실시 완료

논문 게재

* 해당하는 경우만 기입

학회명 •

게재여부 •

학술대회 참가

* 해당하는 경우만 기입

행사명 •

일자/장소 •

특허출원(국외, 국내)

* 해당하는 경우만 기입 출원명 •

가. STEAM 프로그램 개발‧적용

(1) 프로그램 개발 내용

- 데이터 시각화의 중요성 증대에 따라 데이터 시각화의 다양성 및 데이터를 시각화했을 때 의 효과성 이해 필요장점 이해 필요

- 다양한 데이터 시각화 중 시간에 의존한 데이터는 모션 챠트로의 시각화가 효과적 - 주제 1은 데이터 시각화의 이해에 중점을 두고 개발

- 주제 2는 과학 교과의 시간에 의존한 데이터의 특성을 잘 살릴 수 있는 갭마인더의 모션 챠트 기능 활용에 중점을 두고 과학 교과 내용을 적용하는 형태로 개발

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(2) 프로그램 개발‧적용 결과

교수학습 지도안 개발

차시(시수)

프로그램명 프로그램 주제 운영

대상(학년)

완료 여부

개발 수업적용 학생수 1

데이터 시각화 이해하기

그래프, 시각화? 2학년 완료 예정 260

2 데이터 시각화는 왜

필요할까? 2학년 완료 예정 260

3 내가 만드는 데이터

시각화 2학년 완료 예정 260

4

구글 갭마인더를 이용하여 모션 챠트로 시각화 하기

지구환경 변화와 대멸종 2학년 완료 예정 260

5 움직이는 챠트!

구글 갭마인더 2학년 완료 예정 260

6 생물 다양성의 시각화 2학년 완료 예정 260

합계 1,300

나. 성과 확산 및 실천

(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최

회차 일시 장소 참석대상 주요내용

1차 ‘21. 6. 9. 과학교과교실 STEAM 연구회 연구원 과학,정보 교과 교사

- STEAM 프로그램 개발 안내 - 프로그램 적용 방안 협조 요청 STEAM 연구회 참여 및 관심 요청

2차 ‘21.10. 6. 과학교과교실 STEAM 연구회 연구워 정보,과학,수학 교과 교사

- 개발 프로그램 소개

- STEAM 프로그램 적용 계획 안내

(2) STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과

회차 일시 장소 참석자 상호 컨설팅 결과

1차 ’21.5.31.(월)

16:30~18:00 온라인 이세연 (연구책임자)

- 진행 상황 상호 교차 점검 - 프로그램 개발 상황 공유

2차 ’21.7.15.(목)

16:30~18:00 온라인 한마음 (참여연구원)

- 사전설문지 일정 변경 요구 - 현재도 너무 늦음 - 원격수업으로 인한 계획 변동 상황

3차 ’21.9.14.(화)

16:30~18:00 온라인 차인경 (참여연구원)

- 학년과 시기에 적합한 프로그램 개발에 대한 컨 설팅

- 온 오프라인 적절히 배합 검토

- 활동 전 과정에 걸쳐 과정 중심 평가 공유

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다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사

한국과학창의재단과 협의하에 설문 조사 결과는 싣지 않습니다.

(1) 수혜학생 태도 조사

(2) 교원 만족도 조사

4. 결론 및 제언

교사연구회의 모든 활동은 연구책임자를 비롯하여 5명의 공동연구원이 모여 함께 논의하고 역할 배분하여 작업하는 과정을 반복하면서 이루어졌다. 평소 융합 교육 및 교사 상호작용에 관심이 많은 연구원들이라 아무런 이질감 없이 활동이 이루어졌고, 동일한 주제에 대해 얼마나 서로 다른 관점을 가지고 있는지를 확인할 수도 있는 소중한 시간이었다.

교사연구회를 통해 연구원들은 융합교육의 중요성과 더불어 어려움도 동시에 느꼈다는 의견 이 많았다. 융합교육을 위해 다양한 분야에 대한 지식과 관심 등 소양을 키워야 하고, 평소 타 과목 교사들과의 꾸준한 소통 또한 필요함을 알게 된 시간이었다고 공통적으로 말하고 있다.

더불어 타 교사연구회와의 상호컨설팅을 통해 융합교육을 시도하는 수많은 교사들이 있음을 알게 된 것이 큰 자극이 되었다는 소회도 있었다.

이번 교사연구회 활동을 통한 실질적인 효과에는 다음과 같은 것들이 있었다. 첫째, 첨단기 술 및 ICT 활용 능력이 증대되었다. 둘째, 도전적인 난이도의 학습 과제를 다루게 되면서, 이를 수행하기 위해서는 모둠 활동을 통한 협력이 필수적으로 요구되었고, 그 과정에서 함께 공부하 고 논의하는 방법을 익힐 수 있게 되었다. 셋째, 융합적 접근 방식으로 다양한 과목의 교사가 협력하여 수업을 고안함으로써 교육적 효과를 거둘 수 있음을 확인하였다. 그리고 마지막으로 다소 어렵게 느껴질 수 있는 시각화 프로그램인 갭마인더 프로그램 활용과제를 제시함으로써 학생들 간의 협력도 증진시킬 수 있었고 시각화 도구를 사용할 수 있는 자신감이 생겼다는 등 여러 긍정적인 효과를 나타내었다.

이러한 수업을 발전시켜 블록 타임으로 진행 가능한 수업 시간을 확보하고, 본 프로그램을 통해 데이터 시각화의 중요성과 필요성을 알게 함으로써 그 교육적 효과를 더욱 증대시킬 수 있을 것으로 기대한다.

하지만 교사연구회에 참여하면서 몇 가지 어려움도 호소하였다. 고등학교의 경우 수업과 입 시 지도 및 평소 타 교과와의 협업이 적어 STEAM 연구를 하는데 시간적으로 많은 어려움이 있었으며 지원단이 있지만 실질적인 도움을 받기 어려웠다. 그리고 올해까지 지속되고 있는 코 로나 상황에서 프로그램 적용에 너무 어려움이 많아 개발한 프로그램의 효과를 확인하기 어려 웠으며 보고서 작성 기준 또한 너무 세부적이어서 프로그램 개발 못지않게 보고서 작성에 따

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른 부담이 있었다.

STEAM 교사연구회가 많은 교사들이 STEAM을 경험하도록 하는 것에 주요 목적이 있다면, 프로그램 개발 차시 및 적용 학생에 엄격한 기준을 제시하는 것보다 적은 차시라도 STEAM 준 거틀 및 협업에 초점을 두고 프로그램 개발 경험을 하도록 제안하는 것이 효과적일 것이라 생 각한다. 프로그램 적용 또한 적용 인원에 대한 부담을 잊고 적절한 수의 학생들에게 집중해서 적용하여 개발된 프로그램의 효과를 보고 개선하는 시간을 갖도록 하는 방안도 고려해 볼 필 요가 있다고 생각한다. 그럼에도 불구하고 여러 외적 요인에 의해 STEAM 교사연구회의 운영 틀이 정해져 운영되겠지만, STEAM 교사연구회가 STEAM의 저변 확대에 크게 기여하고 있음은 의심할 여지가 없다고 생각한다.

5. 참고문헌

2015 개정 물리학Ⅰ 교과서, 비상교육.

2015 개정 생명과학Ⅰ 교과서, 비상교육.

2015 개정 지구과학Ⅰ 교과서, 미래엔.

2015 개정 정보 교과서, 금성출판사.

2015 개정 수학Ⅱ 교과서, 신사고.

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주 의 문

1. 본 연구의 주장이나 제언은 연구진의 견해이며, 한국과학창의재단의 공식 입장이 아닙니다.

2. 이 보고서 내용을 대외적으로 공개하거나 발표할 때에는 반드시 한국 과학창의재단과 사전에 상의하여야 합니다.

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[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

프로그램 명: 공공 데이터 기반 Visualization STEAM 프로그램 개발 및 적용

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준 (연계과목) 성취기준 영역

1 Ⅰ-1/3 [12 수학Ⅱ02-09]함수의 그래프의 개형을 그릴 수 있다. [고등학교] 정보 자료와 정보

2 Ⅰ-2/3 [12 물리Ⅰ01-01]여러 가지 물체의 운동 사례를 찾아 속력 의 변화와 운동 방향의 변화에 따라 분류할 수 있다.

[고등학교] 정보 자료와 정보

3 Ⅰ-3/3 [12 정보 02-03]인터넷, 응용 소프트웨어 등 컴퓨팅 도구를 활용하여 문제 해결을 위한 자료를 수집하고 분석한다.

[고등학교] 수학Ⅱ 함수

4 Ⅱ-1/3 [12 지과Ⅰ02-05]지질 시대를 구분하고 지질 시대의 생물 환경과 기후 변화를 해석할 수 있다.

[고등학교] 생명과학Ⅰ 생태계와 상호 작용

5 Ⅱ-2/3 [12 정보 02-03]인터넷, 응용 소프트웨어 등 컴퓨팅 도구를 활용하여 문제 해결을 위한 자료를 수집하고 분석한다.

[고등학교] 생명과학Ⅰ 생태계와 상호 작용

6 Ⅱ-3/3 [12 생과Ⅰ06-06]생물다양성의 중요성을 이해하고 감소 원 인을 설명할 수 있다.

[고등학교] 지구과학Ⅰ 지구의 역사

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 3+3차시) 1) 주제 1

차시 주요내용

1 /3

주제(단원)명 그래프, 시각화?

지금까지 학습한 그래프의 종류에는 어떤 것들이 있었는지, 왜 그래프를 그렸는지, 어떤 상 황에서 그래프를 그려봤는지 이야기 나눈 후, 엑셀을 이용하여 만들어 볼 수 있는 그래프의 종류를 알아보고 각 그래프의 장, 단점을 생각해 본다. 그래프를 나타낼 때, 주의사항도 생 각해 본다.

Co 왜 그래프를 그릴까?

CD 데이터를 그래프로 표현할 수 있는 방법

ET 그래프의 종류와 그래프를 이용할 때 유의점 발표하기 2

/3 주제(단원)명 데이터 시각화는 왜 필요할까?

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2) 주제 2

데이터 시각화 자료 사이트를 탐색하여 데이터 시각화의 다양한 형태를 관찰한다. 모둠별로 주제를 정해 관련 데이터를 다운로드하고, 원하는 형태의 시각화 방안을 정한다. 데이터 시 각화 프로그램이 아닌 종이와 펜을 이용하여 데이터를 시각화하고 발표한다.

Co 숫자로 된 데이터의 효과적인 분석 및 정보 전달 방법 – 시각화

CD 특정 주제를 표현한 서로 다른 데이터 시각화 자료 검색 및 차이점 분석

ET 분석 자료 발표하기

3 /3

주제(단원)명 내가 만드는 데이터 시각화

데이터 시각화 자료 사이트를 탐색하여 데이터 시각화의 다양한 형태를 관찰한다. 모둠별로 주제를 정해 관련 데이터를 다운로드하고, 원하는 형태의 시각화 방안을 정한다. 데이터 시 각화 프로그램이 아닌 종이와 펜을 이용하여 데이터를 시각화하고 발표한다.

Co 데이터 시각화의 다양한 형태 관찰하기

CD 모둠별로 주제를 정하여 데이터 수집 및 시각화 형태 결정

ET 데이터를 시각화하고 발표하기

1/3

주제(단원)명 대멸종과 생물계의 변화

지질 시대 동안 생물과의 수 변화를 통해 대멸종이 일어났던 시기와 생물계의 변화에 대해 알아본다. 산소 농도 변화와 생물의 관계, 시대별 멸종되는 생물 수 조사 등 모션 차트를 제 작하기 위한 모둠별 사전 작업을 설계하고 진행한다.

Co 다양한 연구 결과를 통해 밝혀진 고생대 이후 다섯 번의 생물 대멸종 확인

CD 모둠별 토론을 통한 생물 수의 변화 요인을 찾아 모션차트 작성을 위한 자료 설계

ET 생물 다양성 보전에 대한 방안 모색

2/3

주제(단원)명 갭마인더 프로그램 활용 및 데이터 가공

공공 데이터 기반 Visualization 을 위해 갭마인더 프로그램 활용하고 모션 차트를 조별로 제 작 할 수 있다.

Co 공공 데이터의 경우, 데이터의 방대함과 오랜 시간 동안 축적된 데이터라는 점에서 정 지된 그래프보다는 시간의 흐름에 따른 모션 차트(Motion Chart)가 보다 효과적임을 제시.

CD 전세계의 자료가 집약된 Google Gapminder 를 활용한 Data Visualization 의 예시 차트 를 감상하며 개별적으로 개발할 차트 선정.

ET 1 차시 자료 설계된 데이터 스프레드시트 형식 가동하여 갭마인더 적용.

3/3

주제(단원)명 생물다양성의 감소원인과 보전방안

조별 제작한 갭마인더 발표를 통한 상호 평가를 통해 생물 다양성의 중요성을 느끼고, 생물 다양성의 감소 원인에 따른 관련 사례를 찾아본다. 생물 다양성을 보전할 수 있는 방안 토 의하며 나온 아이디어로 슬로건을 작성해 본다.

Co 조별 제작한 갭마인더 발표 및 학생 상호 평가

CD 생물 다양성의 감소 원인 및 보전방안 토의하기

ET 생물 다양성 보전을 위한 슬로건 작성 하기

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3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안 1) 주제 1

중심과목 수학 학교급/학년(군) 고등학교 / 2 학년 중심과목

성취기준 영역

[고등학교] (2) 미분 중심과목 성취기준

[12수학Ⅱ02-09] 함수의 그래프의 개형 을 그릴 수 있다.

주제(단원)명 데이터 시각화 하기 차시 1~3/3

학습목표

Ÿ 그래프도 데이터 시각화의 기본 형태이며 raw 데이터와 시각화된 데이터가 갖는 정보 전달력에 차이가 있음을 알 수 있다.

Ÿ 같은 데이터로 서로 다른 방식의 시각화가 가능함을 알 수 있다.

Ÿ 나만의 데이터 시각화 자료를 만들 수 있다.

연계과목 정보, 과학 연계과목

성취기준 영역

[고등학교] 물리학Ⅰ (1) 역학과 에너지 [고등학교] 정보 (2) 자료와 정보

STEAM 요소

S 데이터 분석

T 데이터 시각화 프로그램 사용 E

A 시각화 패턴 M 그래프

개발 의 도

현대사회는 데이터 과잉 시대라고 할 수 있을 만큼 데이터가 넘쳐난다. 그런데 데이 터의 양이 많을수록 신뢰도가 높을 수 있지만, 데이터가 갖는 의미를 찾기는 더 어려 워진다. 따라서 데이터가 갖는 의미를 시각적으로 표현하는 작업은 매우 중요하다. 본 프로그램을 통해 데이터 시각화의 중요성과 필요성을 알게 한다.

현대사회는 데이터 과잉 시대라고 할 수 있을 만큼 데이터가 넘쳐난다. 그런데 데이터의 양이 많 을수록 신뢰도가 높을 수 있지만, 데이터가 갖는 의미를 찾기는 더 어려워진다. 따라서 데이터가 갖는 의미를 시각적으로 표현하는 작업은 매우 중요하다. 더불어 효과적인 데이터 시각화를 위한 도구의 선택도 중요하다. 본 프로그램은 1 차시, 그래프에서 시작하는 데이터 시각화와 스프레드시 트를 이용한 데이터 시각화 기초 그리고 차시에는 서로 다른 시각화 결과물의 비교를 통한 데이터 시각화의 필요성 마지막 3 차시에는 하나의 주제를 선택하여 데이터를 다운로드하고 데이터를 시 각화 해보는 활동으로 구성되어 있다. 1~3 차시의 프로그램 경험을 통해 데이터 시각화의 중요성 과 데이터 시각화의 방법, 간단한 실습을 통해 데이터 시각화를 이해하는 기회를 제공하고자 한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

교과서의 그래프, 엑 셀 프로그램의 다양한 그래프 등 우리는 이 미 일상에서 데이터 시각화를 활용하고 있 음을 알고, 더 많고 다 양한 데이터를 효과적 으로 분석하기 위해 시각화가 필요함을 이 해한다.

창 의 적 설 계

창의적 설계

데이터 시각화의 필요 성을 인지하고, 시각화 자료에서 제공하는 정 보를 정확히 파악해보 려고 노력한다.

감 성 적 체 험 관심 있는 주제를 선정하고, 이

주제에 대한 다양한 형태의 시각 화 자료를 찾아, 각 시각화 자료 에서 제공하는 정보의 차이를 파 악한다. 또 특정 주제를 정해 데 이터를 수집하고 데이터를 시각 화 할 수 있다.

감성적 체험

(15)

1/3 차시

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (10 분)

Co

그래프란 무엇일까? 지금까지 배운 그래프의 종류에는 어떤 것들이 있었는지, 왜 그 래프를 그렸는지, 어떤 상황에서 그래프를 그려봤는지 이야기 나눠보기

전개 (35 분)

CD

엑셀을 이용하여 만들어 볼 수 있는 그래프의 종류를 알아보고 여러 종류의 그래프 를 만들어 살펴보며 자료를 해석할 때 각 그래프의 장, 단점을 생각해보기

CD

그래프를 그릴 때 데이터의 성격에 따라 물결선을 이용하거나 축의 시작, 끝 값을 조절할 수 있음을 알기

CD

그래프 왜곡의 사례 찾아보기

노트북

정리 (5 분)

ET

데이터의 시각화의 한 방법으로 그래프를 이용할 수 있음을 생각해보기

2/3 차시 학습

및 유의점

도입 (5 분)

Co 글보다 그림!

다양한 Raw 데이터와 이 데이터를 시각화한 자료를 비교하며 어떤 것이 자료의 의 미를 효과적이고 정확하게 전달할 수 있는지 생각해 본다.

ET 데이터 시각화의 필요성을 이해한다.

Tip!

전개 (30 분)

Co 독서 감상평 사이트인 Goodreads 책 평점 데이터의 원본 데이터(raw data)와 시각화된 자료를 비교한다.

CD 관심 있는 주제를 하나 정하고(예, 연도별, 지역별 안전벨트 미착용 적발 비율) 알고 싶은 정보를 적는다.

CD 활동 2 의 주제와 관련된 자료(데이터)를 검색 가능한 만큼 모두 검색한다.

ET 빅데이터를 포함한 다양한 주제의 크고 작은 데이터들이 대부분 공개되어 있음 을 알고, 데이터에 활용에 관심을 갖는다.

CD 각 자료에서 얻을 수 있는 정보의 종류와 정보를 파악하는데 소요된 시간, 정 보를 파악하기 수월한 정도 등을 정리한다.

정리 (15 분)

ET 활동 4 에서 정리한 내용을 발표한다.

이때 발표 시간은 3 분 이내로 한다.

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3/3 차시 학습

및 유의점

도입 (5 분)

Co 시각화는 어떻게 할 수 있을까?

데이터 시각화를 할 수 있는 다양한 도구들이 있다는 것을 안다.

ET 효과적인 시각화 결과물에는 어떤 것들이 있는지 관심을 갖고 알아본다.

Tip!

전개 (30 분)

Co 인포그래픽과 데이터 시각화의 공통점과 차이점을 비교한다.

CD 데이터 시각화 주제를 정하고 우리 모둠만의 데이터 시각화 자료를 만든다.

ET 모둠 활동 시 필요한 역할 분담에 대해 알고, 효과적인 역할 분담과 데이터 시 각화 과정을 이해한다.

CD 종이와 유성펜을 이용해 독창적이며 효과적인 데이터 시각화 자료를 만든다.

정리 (15 분)

ET 시각화한 산출물을 발표한다.

발표 내용에는 시각화를 통해 전달하고자 하는 정보가 무엇인지도 함께 포함하고, 다른 모둠원들은 발표하는 산출물에 대한 발표 평가를 실시한다.

(17)

2) 주제 2 1/3차시

학습

및 유의점 도입

(10 분)

Co 대멸종 시기와 생물 과의 수 변화 그래프를 제시하여 지질 시대 동안 일어난 다섯 번의 생물 대멸종 시기를 확인하고 생물 과의 수 변화 그래프를 해석해본다.

전개 (35 분)

Co 생물 대멸종에 대한 여러 가지 가설을 생각해 본다.

CD

1. 갭마인더란?

가. 모션차트 예시를 제시한다.

나. 데이터를 시각화하여 효율적으로 볼 수 있는 방법에 대하여 간단히 소개한다.

2. 모둠별 주제 탐색 가. 모둠 구성

나. 모둠별 토론을 통한 생물 수의 변화 요인을 찾아 주제를 선정한다.

중심과목 지구과학 학교급/학년(군) 고등학교/2 학년 중심과목

[고등학교] 지구의 역사 중심과목

성취기준

[12지과Ⅰ02-05]

지질 시대를 구분하고 지질 시대의 생물 환경과 기후 변화를 해석할 수 있다.

주제(단원)명 대멸종과 생물계의 변화 차시 1/3

학습목표 각 지질 시대의 환경과 생물의 변화를 이해할 수 있다.

생물 대멸종의 원인을 설명하는 가설에 대해 설명할 수 있다.

연계과목 생명과학 연계과목

성취기준 영역 [고등학교 2학년] 생태계와 상호 작용

STEAM 요소

S 지질 시대 구분, 생물 다양성 T 갭마인더 자료 설계

E

A 생물 다양성 보전 방안 M

개발 의도

지구 환경이 급격하게 변하면 새로운 환경에 적응하지 못한 생물은 멸종하고 새로운 환경에 적응한 생물은 다양한 종으로 진화하여 생태 공간을 채우게 된다. 어떤 변화가 생물 수의 변화를 가져오는지 스스로 찾아보고 생물 다양성을 보전하는 방안에 대해 생각해 보는 계기를 마련한다.

상황 제시

상 황 제 시

지질 시대 동안 일어난 다섯 번의 생물 대멸종 시기 확인 및 생물 과의 수 변화 그래프 해석

창 의 적 설 계

생물 다양성 보전의 중요성을 인식하고 다양성 보전 방안 모색

감 성 적 체 험 모둠별 토론을 통한 생물 수의

변화 요인을 찾아 갭마인더 모션차트 작성을 위한 자료 설계

감성적 체험

(18)

2/3차시

3. 인터넷을 통하여 관련 데이터를 수집하고 온라인 수업 플랫폼에 업로드한다.

가. 관련 웹사이트 주소 1) 갭마인더 데이터 다운로드

https://www.gapminder.org/data/

2)　E-나라지표

https://www.index.go.kr/main.do?cate=1 3) 환경부 환경통계포털

http://stat.me.go.kr/nesis/mesp/stat/branch/branchStat.do?task=I&m enu_id=106H_01_007

정리 (5 분)

ET

1. 대멸종의 원인은 어느 한 가지의 원인에 의해 발생한 것이 아니며 여러 가지 환 경 변화에 따른 요인들의 복합적 작용으로 발생한 것을 인지

2. 생물 다양성 보전의 중요성을 인지하며 다양성 보전 방안 모색 3. 정보 시간을 이용하여 수집한 데이터를 시각화하는 활동 예고

중심과목 정보 학교급/학년(군) 고등학교/ 2 학년

중심과목 성취기준

영역

Ⅱ. 자료와 정보

1. 빅데이터 분석 사례 조사

중심과목 성취기준

[2] 갭마인더

➂ 데이터 시각화 도구 활용 ➃ 공공데이터 조사하여 적용

주제(단원)명 갭마인더 적용 차시 2/3

학습목표 공공 데이터 기반 Visualization을 위해 갭마인더 프로그램 활용하고 모션 차트를 조별로 제작 할 수 있다

연계과목 생명과학 연계과목

성취기준 영역 [고등학교 2학년] 생태계와 상호 작용

STEAM 요소

S

T 갭마인더 자료 설계 E

A M

개발 의도 시간에 흐름에 따른 물리, 생물, 과학, 인체수명, 사이언스, 운동법칙, 직계좌표로 표현보다 시각 화 되어 표현 되어질수 있는 주제를 Visualization을 위해 갭마인더 프로그램 활용 할 수 있다.

1. 연구 주제 정하기

시간에 흐름에 따른 물리, 생물, 과학, 인체수명, 사이언스, 운동법칙, 직계좌표로 표현보다 시각화 되어 표 현 되어질 수 있는 주제를 정하기

2. 빅데이터에 대한 설명

Visualization을 위해 갭마인더 프로그램 활용

상황 제시

상 황 제 시

공공 데이터의 경우, 데 이터의 방대함과 오랜 시 간 동안 축적된 데이터라 는 점에서 정지된 그래프 보다는 시간의 흐름에 따 른 모션 차트(Motion Chart)가 보다 효과적임 을 제시

창 의 적 설 계

전세계의 자료가 집약된 Google Gapminder를 활 용한 Data Visualization 의 예시 차트를 감상하며 개별적으로 개발할 차트 선정하기

감 성 적 체 험 갭마인더 모션차트

이해하기 및 적합한 차트 적용하기

감성적 체험

(19)

3/3차시

중심과목 생명과학 학교급/학년(군) 고등학교/2 학년 중심과목

[고등학교] 생태계와 상호작용 중심과목 성취기준

[12 생과Ⅰ 06-06]

생물다양성의 중요성을 이해하고 감소 원인을 설명할 수 있다.

주제(단원)명 생물다양성의 감소원인과 보전방안 차시 3/3

학습목표 생물 다양성 변화의 조별 발표를 통해 생물 다양성의 중요성을 이해한다.

생물 다양성의 감소 원인을 설명하고, 생물 다양성 보전 방안을 토의하여 발표할 수 있다.

연계과목 지구과학 연계과목

성취기준 영역 [고등학교 2 학년] 지구의 역사

STEAM 요소

S 생물 다양성 보전의 중요성 이해, 생물 다양성의 감소 원인 찾기 T 갭마인더 자료 결과 해석

E

A 생물 다양성 보전을 위한 슬로건 작성 M

학습

및 유의점

도입 ( 10

분)

Co 1. 공공 데이터의 경우, 데이터의 방대함과 오랜 시간 동안 축적된 데이터라는 점에서 정지된 그래프보다는 시간의 흐름에 따른 모션 차트(Motion Chart)가 보다 효과적임을 제시

2. 전세계의 자료가 집약된 Google Gapminder 를 활용한 Data Visualization 의 예시 차트를 감상하며 개별적으로 개발할 차트 선정하기 ^ET

PPT 자료 제시

Tip!

전개 (30 분)

CD 스프레드 시트로 생물 대멸종 연도별 데이터를 가공해 본다.

Co 갭마인더 매뉴얼을 활용하여 진행하며, 데이터가 제대로 되지 않을 때 갭마인 더 프로그램이 작동되지 않음을 강조한다. ^ET

CD - 갭마인더 프로그램 설명

- 스프레드시트로 데이터 가공 하기 ^ET

Co 1. 빅데이터를 모션차트화 하여 얻은 유의미한 결과를 중점적으로 설명하게 한다 ^CD

정리 (10 분)

ET 【과정】

1. 개인별 데이터 시각화 갭마인더 모션 차트 및 프리젠데이션 발표를 위한 준비

【결과 및 정리】

1. 빅데이터를 모션차트화 하여 얻은 유의미한 결과를 중점적으로 설명하게 한다

【평가기준】

- 다양하고 유의미하나 데이터를 이용하여 시각화 하였는가?

(20)

개발 의도

주변의 생물을 가까이 느끼며 살고 있지 않는 오늘, 멸종 위기 동식물 보호의 필요성을 자각하지 못하는 경우가 많다. 시대별 멸종되는 생물 수를 조별 제작한 갭마인더 발표를 통해 학생들은 생물의 다양성 보전이 왜 중요한지에 대해 학습하게 된다. 또한 생물 다양성이 감소되는 원인을 찾고 보전하기 위한 방안을 지역사회에 알리고 홍보하기 위해 슬로건을 작성해 본다. 학생들 스스로 생물종의 감소에 위기의식을 느끼고 이를 아끼고 보존하기 위해 작은 행동부터 실천할 수 있는 변화의 계기가 되길 바란다.

- 지난 차시 수업 때, 조별 제작한 갭마인더 발표와 상호 평가를 통해 생물 다양성의 중요성을 이해한다.

- 생물 다양성의 감소 원인을 찾아 보고 관련 사례를 찾아본다.

- 생물 다양성을 보전할 수 있는 방안을 토의한다.

- 생물 다양성 보전을 위해 실천의지가 담긴 슬로건을 작성해 본다.

상황 제시

상 황 제 시

조별 제작한 갭마인더 발표와 상호 평가를 통해 생물 다양성의 중요성 이해

창 의 적 설 계

생물 다양성 유지를 위해 자신이 실천할 수 있는 아이디어로 슬로건 작성

감 성 적 체 험 생물 다양성의 감소 원인 찾아 ,

그래프, 시각화?

천장을 날아다니며 옮겨붙는 파리의 위치를 나타내기 위 한 방법을 발명한 프랑스의 철학자이자 수학자인 르네 데 카르트의 이름을 따서 지어진 데카르트 좌표계는 서로 수 직한 좌표축을 가진 직교좌표계 중 하나이다. 특히 2 차원 데카르트 좌표계는 좌표평면이라고 하는데 이러한 좌표평 면 위에 두 변수   사이의 관계를 만족시키는 순서쌍 ()을 관계를 나타낸 것이 그래프이다.

1. 그래프란

뜻 : 서로 관계가 있는 2 개 또는 그 이상의 양(量)의 상대값을 나타낸 도형.

종류 : 함수의 값을 좌표(공간에서의 점의 위치를 나타낸 수의 쌍)에 의해서 나타낸 함수의 그래프, 통계의 내용을 시각적으로 포착할 수 있도록 도형화한 통계그래프(또는 통계도표) 등이 있다.

2. 엑셀의 그래프 종류 - 데이터에 알맞은 그래프는?

(22)

엑셀의 그래프 종류를 살펴보고 이를 참고하여 통계그래프의 종류를 3 개 찾아보고 각 그래프의 장, 단점 을 생각해 보자.

종류 (예시) 그림그래프

표 현

장 점 • 간단한 그래프의 경우, 그림의 크기를 통해

대소를 한눈에 알아보기 좋다. •

단 점

• 단위가 많이 필요하거나 나타내고자 하는 수량이 복잡한 경우 그림그래프는 적절하지 않다.

•

종류

표 현

장 점 • •

단 점 • •

3. 그래프의 왜곡

거짓말에는 세 가지 부류가 있다. 거짓말, 새빨간 거짓말, 그리고 통계 (There are three kinds of lies: lies, damned lies, and statistics.)

- 벤저민 디즈레일리(1804. 12. 21. ~ 1881. 4. 19.)-

(23)

일부 데이터의 경우는 특정 데이터 값의 편차가 너무나 극단적으로 차이가 나는 경우도 있다. 이런 문제를 해결하기 위해서 '물결선'을 이용해서 데이터를 자르거나, 축 축의 시작/끝 값을 설정하거나, 그래프를 로그 스케일로 설정한다.

반대로 변화량이 너무 작아서 꺾은선 그래프로 그렸을때 변화가 눈에 잘 안보이는 경우에도 축 축의 시작/끝 값을 조정하여 보기 좋게 만드는 경우도 있다.

문제는, 이를 악의적으로 왜곡하는 경우다. 물결선을 이용하여 작은 차이를 크게 확대하는 것이 가능하다.

더욱 더 극단적인 경우는 아예 작정하고 데이터를 조작하거나, 그래픽 툴을 이용해서 자기 마음대로 그래 프를 그리는 경우도 있다.

그래프 왜곡의 예시를 실생활에서 찾아보자.

그래프 왜곡 자료 A 그래프 왜곡 B

Capture 사진 Capture 사진

<왜곡된 내용> <왜곡된 내용>

(24)

■ 학생용: 2/3 차시

데이터 시각화는 왜 필요할까?

넘쳐나는 데이터 속에서 중요한 것과 그렇지 않은 것을 이해하기 위해 정보를 살펴보는 것이 점점 더 어 려워지고 있다. 이럴 때 시각 자료는 분석을 훨씬 쉽고 빠르게 만들고, 중요한 것을 한눈에 볼 수 있는 기 능을 제공한다. "사진은 천 마디의 가치가 있다."는 말이 있듯이 대부분의 사람들은 텍스트보다 시각적인 것에 훨씬 더 잘 반응한다. 뇌로 전송되는 정보의 90%는 시각적이고 뇌는 텍스트보다 60,000 배 빠른 속 도로 시각 자료를 처리하기 때문에 숫자로 된 데이터를 시각화 자료로 만다는 것은 정보 전달에 있어 강 력한 방법이다.

1. 다음은 독서 감상평 사이트인 Goodreads 책 평점 데이터의 원본 데이터(raw data)와 시각화된 자료를 비교한 것이다.

원본 데이터 시각화 자료

두 자료를 보고, 각 자료로부터 얻을 수 있는 정보를 각각 써보자. 그리고 정보를 얻어내는 과정에서의 차 이점을 써보자.

2. 관심 있는 주제를 하나 정하고(예, 연도별, 지역별 안전벨트 미착용 적발 비율) 알고 싶은 정보를 적어 보자. 이때 주제는 세부적으로 정하는 것이 좋다.

주제 :

필요한 정보 :

(25)

3. 활동 2 의 주제와 관련된 자료(데이터)를 검색 가능한 만큼 모두 검색해 보자.

시각화 자료 A 시각화 자료 B

시각화 자료 C 시각화 자료 D

※ 학생 참고 자료

Ÿ Goodreads : 전 세계 최대의 도서 리뷰 사이트, https://www.goodreads.com/

Ÿ Google 트렌드 : 전 세계 사용자들의 검색어 동향,

https://trends.google.co.kr/trends/?geo=KR Ÿ 네이버 데이터랩 : https://datalab.naver.com

Ÿ Google Public Data :

https://www.google.com/publicdata/directory?hl=en_US&dl=en_US#!

Ÿ 유네스코 통계 (UIS Statistics – UNESCO) : http://data.uis.unesco.org/

Ÿ 유럽 통계청 : https://ec.europa.eu/eurostat/data/database Ÿ 국제 음반 산업 협회(IFPI) : https://www.ifpi.org/

Ÿ 공공데이터포털 : https://www.data.go.kr/index.do

Ÿ 국가교통데이터베이스 : https://www.ktdb.go.kr/www/index.do

Ÿ 해양수산부 통계시스템 : https://www.mof.go.kr/statPortal/main/portalMain.do Ÿ 국토교통 통계누리 : https://stat.molit.go.kr/portal/main/portalMain.do

Ÿ 교육통계 서비스 : https://kess.kedi.re.kr/index

(26)

4. 각 자료에서 얻을 수 있는 정보의 종류와 정보를 파악하는데 소요된 시간, 정보를 파악하기 수월한 정 도 그리고 파악한 정보를 정확히 파악할 수 있는지를 정리하시오.

정보의 종류 정보 파악

소요 시간

편리성 (상,중,하)

정확성 (상,중,하)

시각화 자료 A

Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ

시각화 자료 B

Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ

시각화 자료 C

Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ

시각화 자료 D

Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ

5. 활동 4 에서 정리한 내용을 발표해 보자. 이때 발표 시간은 3 분 이내로 한다.

(27)

■ 학생용: 3/3 차시

내가 만드는 데이터 시각화

전 세계 데이터의 양과 복잡성이 기하급수적으로 증가함 에 따라 데이터가 갖는 의미를 이해하기 위한 새롭고 다 양한 방법을 필요로 하고 있다. 그중 하나로 데이터를 이해하기 위한 시각화 기술이 있다. 시각화를 위한 도구 로는 대표적으로 파이썬, R, 자바스크립트 라이브러 리:D3 등이 있으며 이외에도 Google Charts, Grafana, Datawrapper, ChartBlocks 등 다양한 도구들이 있다.

데이터 시각화는 어떻게 할까? 다음 사이트를 방문하여 다양한 데이터 시각화 자료를 둘러보자.

1. 위 사이트의 다양한 시각화 자료들을 보면 하나의 그래프로 표현된 단순한 시각화 자료에서부터 다양 한 그래프의 조합으로 이루어진 많은 정보를 담은 시각화 자료도 있다. 그래서 종종 인포그래픽 (infographic)과 데이터 시각화를 혼동하기도 하는데, 이 둘은 어떤 차이가 있는지 조사하여 간단히 요약 하시오.

공통점 : 데이터의 시각적인 표현

차이점 : 데이터 시각화 인포그래픽

질문 해결책

증거 주장, 의도, 성찰

디스플레이 전시

배열 메시지, 담론

텍스트 맥락

표현 서사

과정 결론

데이터 데이터+비데이터

Ÿ 인포그래픽 – 이야기와 추가적인 그래픽 요소 포함

Ÿ 데이터 시각화 – 한가지 Raw Data의 표현, 데이터 시각화 포함

2. 데이터 시각화를 위한 도구들은 방대한 자료들을 원하는 방식으로 재정렬하고 다양한 형태로 표현한다.

데이터의 양의 많을수록 시각화 도구의 필요성은 커진다. 하지만 데이터의 양이 많지 않으면 시각화 도구 를 사용하는 방법을 배우지 않고도 다양한 형태로 데이터를 시각화할 수 있다.

시각화 도구를 사용하지 않고 다음 준비물을 이용해 시각화하기 위한 주제와 데이터를 선정하시오.

준비물 : 계산기, 종이(A3 또는 전지), 유성 매직 12색, 50cm 곧은 자, 가위, 풀, 사진(필요한 경우) Observablehq : https://observablehq.com/

(28)

주제 :

데이터 출처 :

3. 다음 과정을 따라 데이터를 시각화 하시오. (과정은 필요에 따라 추가, 수정할 수 있다.)

아래 그림처럼 3 인(또는 4 인)으로 모둠을 배치하고, 각자의 역할을 정한다.

↓

표에 숫자로 표시된 데이터를 분석하여 구성요소를 파악하고 재가공 방법을 논의한다.

↓

분석 결과를 토대로 원하는 형태의 시각화 방법을 결정한다.

↓

시각화에 필요한 값들을 정리한다. 필요한 경우, 추가적인 재료를 준비한다.

↓

종이에 시각화 밑그림을 그린다.

↓

유성 매직을 이용해 전달하고자 하는 정보가 잘 표현되도록 시각화한다.

※ 모둠 구성 및 역할 배분

기록자

Ÿ 모둠의 논의 결과가 산출물로 표현되는데 주 작업자 역할을 한다.

Ÿ 모든 모둠 구성원의 의견이 문서에 포함되도록 한다.

발표자

Ÿ 모둠의 대변인이다. 물어볼 질문을 공식화한다.

Ÿ 교사가 모둠의 진행 상황을 확인할 때 모둠과의 소통자 역 할을 한다.

매니저

Ÿ 할당된 시간 내에 작업이 완료되도록 한다.

Ÿ 각 모둠 구성원이 작업에 기여할 수 있고, 모든 구성원이 작업에 참여하고 활동 또는 토론에 참여할 수 있도록 한다.

Ÿ 작업 중에 모든 도구를 관리하고 작업이 끝나면 반환한다.

＊4인 모둠의 경우 역할을 재구성하여 모든 모둠원이 고유 역할을 갖게끔 한다.

4. 시각화한 산출물을 발표하시오. 발표 내용에는 시각화를 통해 전달하고자 하는 정보가 무엇인지도 함께 포함하고, 다른 모둠원들은 발표하는 산출물에 대한 발표 평가를 실시하시오.

※ 발표 평가지는 별도 제공

(29)

2) 주제 2

차시 1/3

1. 지질 시대 동안 일어난 생물 수 변화 그래프 해석하기

2. 생물 수의 변화 요인에는 어떤 것들이 있을지 생각해보자.

3. 모둠별 주제 탐색 활동

♣ 아이디어 나누기_모둠별 토론 내용을 자유롭게 적어보자.

♣ 주제 선정하기_우리 모둠이 선정한 주제는?

♣ 데이터 수집 및 온라인 플랫폼 업로드하기

(30)

예시) GDP에 따른 평균 수명 데이터

차시 2/3

Google

Gapminder

Tutorial

(31)

01-1

갭마인더? - 갭마인더 이해하기

갭마인더란?

스웨덴의 비영리 통계분석 서비스로 유엔의 데이터를 바탕으로 한 인구 예측, 부의 이동 등 에 관한 연구논문과 통계정보를 공유합니다. 런던 지하철의 차량과 승강장 틈새를 조심하라는 경고문(Mind the gap)에서 가져온 이름은, 생각과 실제의 차이를 극복하자는 철학을 담고 있습 니다. 시간의 흐름에 따른 데이터와 데이터의 움직임을 보여주는 모션 차트(Motion Chart)를 보 여주며, 정적인 데이터를 시각적으로 볼 수 있도록 만드는 것입니다.

갭마인더 툴?

https://www.gapminder.org/tools/

1. 버블형 차트

2. 순위(RANK)형 차트

3. 지도(MAP)형 차트

(32)

4. 수입형 차트

5. 트렌드형 차트

(33)

01-2

갭마인더 - 설치

갭마인더 설치 및 실행

1. 구글 갭마인더(https://www.gapminder.org/tools-offline/) 홈페이지에서 프로그램을 내려받는 다.

[Resources] - [Gapminder Tools Offline] - [Download] - [for Windows(125MB)]

⓵

⓶

2. 프로그램 실행 ① [≡] - ② [New chart] - ③[Your data] - ④[Excel files]

⓵

⓶

⓷

⓸

(34)

02 DATA - 스프레드시트

DATA Excel files

갭마인더로 모션 차트를 만들 때 업로드 하는 데이터가 갭마인더에서 원하는 형태가 아니면 모션 차트가 실행되지 않는다.

1. 스프레드시트 (예제. DATA1.xlsx)

국가별 시간에 따른 GDP에 따른 평균수명을 버블차트로 표현 ① 첫 번째 A열 필드명 기준으로 버블 데이터가 생성 (국가) ② 두 번째 B열 시간 (년도)

③ 세 번재 C열 X축 (GDP) ④ 네 번재 D열 Y축 (평균수명)

(35)

* 국가별로 연도값은 모두 같아야 한다. 그리고 각 열의 데이터가 중간에 하나라도 빠져있으 면 모션 차트가 실행되지 않는다.

** ‘시간’의 경우 year, month, day, week, quart 중 하나를 선택할 수 있는데, 반드시 양 식에 맞춰서 입력해야 한다.

<‘시간’ 입력 방법>

◦year – Example: 2019 ◦month –Example: 2019-09

◦day –Example: 20190905 ◦week – Example: 2019w03

◦quarter – Example: 2019Qq3

2. 갭마인더 (예제. DATA1.xlsx)

국가별 시간에 따른 GDP에 따른 평균수명을 버블차트로 표현

⓵ A열 국가

⓶ B열 시간(년도별 모션차트 진행)

⓷ C열 X축

⓸ D열 Y축

(36)

03 갭마인더 실전!

1. 갭마인더 프로그램 실행

① [≡] 프로그램 우측 상단

② [New chart]

③ [Your data]

④ [Excel files]

⓵

⓶

⓷

⓸

2. Step 순서

① Step 1에서 차트의 형태 ‘Bubbles’, ‘Lines’, ‘Rankings’ 중 Bubbles’를 선택한 다.

② Step 2에서 정리한 데이터의 시간 흐름의 형태 중 ‘ Time goes down’을 선택한다.

③ Step 3에서 데이터가 정리된 엑셀파일(DATA1.xlsx)을 불러온다.

④ Optional에서 데이터의 시간 값을 선택한다.(year, month, day, week, quart 중 year 선 택)

⑤ [OK]를 누르면 모션 차트가 실행된다.

(37)

3. 모션 차트 저장하기

[≡] - [Save]를 클릭하면 완성된 모션차트를 저장할 수 있다.

(38)

4. 차트 옵션

① [▶] 플레이 버튼을 누르면 시간에 흐름에 따라 모션차트가 실행된다.

② 모션차트가 실행되는 속도를 조절 할 수 있다.

③ [COLOR] 각 국가별 다양한 색상으로 변경할 수 있다.

④ [SELECT] 각 국가별 선택하여 trails 효과 및 lock 옵션 등이 가능하다.

⓵

⓷

⓸

⓶

5. 색상 변경

[COLOR]-[Single color 클릭]-[국가 속성]-[국가 클릭] 변경된 색상 확인 가능

⓵ single color 클릭

⓶

⓷

(39)

차시 3/3

1. 갭마인더 조별 평가

갭마인더 주제 조 원

1조 2조 3조 4조 5조

평가

항목 평가 내용/ 평가 기준

평가 (본인 모둠 제외) 1 조 2 조 3 조 4 조 5 조 탐구성 모둠에서 준비한 활동을 잘 표현하였나요?

창의성 문제해결에 창의적인 아이디어를 잘 표현하였나요?

협동성 모둠원들이 모두 적극적으로 참여하였나요?

(상, 중, 하 표기) 2. 그림을 통해 알 수 있는 생물 다양성의 감소 원인을 써보자.

: 벌목이 일어난 열대 우림

: 불법 유통되는 코끼리 상아

: 외국에서 도입된 후 생태계를 교란하는 뉴트리아

(40)

3. 현재 생물의 다양성은 빠른 속도로 감소하고 있고, 생물 다양성이 감소하는 까닭은 대부분 사람의 활동과 관련되어 있다. 다양한 사례를 찾아 보고 생물 다양성의 감소 원인을 써보자.

참고 : 국립 생물 자원관 한반도의 생물 다양성　https://species.nibr.go.kr

4. 생물 다양성을 보전할 수 있는 방안은 무엇일까? 개인적, 사회적, 국가적 차원에서 생물 다양성을 보전하는 방안을 생각해 보자.

[개인적]

[사회적]

[국가적]

5. 생물 다양성을 보전하기 위해 실천의지를 담은 슬로건을 작성하시오

- 슬로건(slogan) : 어떤 주장을 간결하게 나타내는 짧은 어구 - 5 개 이하의 단어를 사용하는 것이 효과적

- 핵심내용을 정한 뒤 간결한 문장으로 표현하기

(41)

5. 교사자료

차시

2. 그림을 통해 알 수 있는 생물 다양성의 감소 원인을 써보자.

: 벌목이 일어난 열대 우림

: 불법 유통되는 코끼리 상아

: 외국에서 도입된 후 생태계를 교란하는 뉴트리아

3. 현재 생물의 다양성은 빠른 속도로 감소하고 있고, 생물 다양성이 감소하는 까닭은 대부분 사람의 활동과 관련되어 있다. 다양한 사례를 찾아 보고 생물 다양성의 감소 원인을 써보자.

• 서식지 파괴와 고립화

- 생물의 서식지를 파괴하는 인간의 활동에 대해 설명하고 다른 예를 학생들이 찾아볼 수 있도록 지도한다.

- 서식지 파괴와 고립화는 생물 다양성에 어떤 영향을 미치는지 생각해 보도록 지도한다.

• 불법 포획과 남획

- 포획과 남획의 의미를 설명해주고, 불법 포획과 남획으로 사라진 생물들을 알려준다.

- 불법 포획과 남획이 생물의 멸종과 생물 다양성에 미친 영향을 생각해 보도록 지도한다.

• 환경오염

- 환경오염이 생물 다양성에 미치는 영향을 설명하고, 대부분의 환경오염은 인간의 활동에 의해 일어남을 설명한다.

• 외래 생물의 도입

- 천적이 없는 외래 생물이 고유종과 기존 생태계에 미치는 영향을 설명하고, 주변의 외래 생물에 대해 조사하도록 지도한다.

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4. 생물 다양성을 보전할 수 있는 방안은 무엇일까? 개인적, 사회적, 국가적 차원에서 생물 다양성을 보전하는 방안을 생각해 보자.

개인적 사회적 국가적

서식지 감소와 주변 효과(edge effect)

작은 규모의 서식지는 큰 규모의 서식지를 필요로 하는 생물종의 개체군을 유지하지 못하는 문제가 있으며, 그 정도는 서식지가 단편화되어 나뉜 구역의 크기가 작을수록 증가한다. 특히 삼림의 가장자 리는 바람이 세고 온도가 높으며, 습도가 낮고 숲 안쪽보다 빛의 세기가 강하다. 주변 지역에서 이주 한 종이 숲의 가장자리에 자리잡고 그곳에서 원래 서식하던 종과 경쟁하거나 포식하는 경우가 있는 데, 이를 주변 효과라고 한다. 따라서 서식지가 좁아질수록 주변 환경의 영향을 심하게 받으며, 서식 할 수 있는 종이 달라지게 된다

자료출처

국립 생물 자원관 한반도의 생물 다양성　https://species.nibr.go.kr 생명과학1 교사용지도서 미래엔 2021

생명과학1 교사용지도서 지학사 2021

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6. 차시별 학생 평가기준 및 방법

[주제 1]

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구

1/3

상 데이터를 그래프로 나타내고 추세 및 왜곡을 설명할 수 있다.

자기/동료평가

자기/동료 평가지 (학생용) 중 데이터를 그래프로 나타낼 수 있다.

하 데이터를 그래프로 나타내는 이유를 말할 수 있다.

2/3

상 데이터 시각화 자료를 찾아 특징 및 차이점을 설명할 수 있다.

관찰평가 관찰평가지

중 데이터 시각화의 종류 및 방법을 말할 수 있다.

하 데이터 시각화의 필요성을 설명할 수 있다.

3/3

상 모둠 활동을 통해 시각화에 필요한 데이터를 찾아 정리 하고 아날로그 형태로 시각화할 수 있다.

포트폴리오평가 포트폴리오 평가지 중 데이터를 찾아 시각화에 필요한 형태로 정리할 수 있다.

하 시각화에 필요한 테이터를 찾을 수 있다.

[주제 2]

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구

1/3

상 지질시대 동안 일어난 생물 수 변화 그래프를 해석하고 모둠별 주제를 탐색하여 업로드 할 수 있다.

자기/동료평가

자기/동료 평가지 (학생용) 중 모둠별 주제를 탐색하고 온라인 플랫폼에 업로드 할 수

있다.

하 모둠별 주제를 탐색할 수 있다.

2/3

상 갭마인더를 이용해 모션챠트를 제작할 수 있다.

자기/동료평가

자기/동료 평가지 (학생용) 중 모션챠트에 필요한 형태로 자료를 정리할 수 있다.

하 갭마인더의 특징을 말할 수 있다.

3/3

상 모둠별 주제에 맞는 데이터를 이용해 모션챠트를 만들 고 효과적으로 프리젠테이션 할 수 있다.

자기/동료평가

자기/동료 평가지 (학생용) 중 모둠별 주제에 맞는 데이터로 모션챠트를 만들 수 있다.

하 모둠별 주제에 맞는 데이터를 찾을 수 있다.

가. 자기/동료평가지(Ⅰ-1차시, Ⅱ-1~3차시)

평가방법 평가기준 평가

상 중 하

자기평가 나의 역할은 무엇이었나요?

적극적으로 활동에 참여하였나요?

모둠 내 동료평가

모둠 활동에 적극적으로 참여하였나요?

모둠의 구성원 간 의사소통은 잘 되었나요?

모둠 간 동료평가

자기 모둠에서 한 활동을 잘 표현하였나요?

문제해결에 창의적인 아이디어를 잘 표현하였나요?

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나. 관찰평가지(Ⅰ-2차시)

번호 이름

지식 태도

배움과 성장의 기록

~ 수 있다.

상 중 하 상 중 하

※ 평가 노하우:

다. 포트폴리오 평가지(Ⅰ-3차시)

모둠명

평가 영역 평가항목

평가

(매우우수5, 우수4, 보통3, 미흡2, 매우미흡1)

5 4 3 2 1

모둠별 평가

(25)

주제선정 자료수집 자료정리

발표 모둠별 협동

합계

개별 평가

(25)

모둠원(번호) 15 17 20 21

자기평가점수(5) 동료평가점수(10)

체크리스트(10) 합계

종합 평가

(50)

모둠별평가 점수 +개별평가 점수

상(40이상), 중(25이상), 하(25미만)

(45)

[부록2]

1. 주제Ⅰ-3차시, 주제Ⅱ-3차시 활동지

- Google Gapminder 프로그램 활용 및 데이터 가공 자료

https://drive.google.com/drive/folders/1zdufb9h4ditLF0aG0ShVmWDWQvKfCC9w?usp=sharing

2. 차시별 PPT

https://drive.google.com/drive/folders/1D7CCGT1iYA3oeMODcsBmhARPggacZZpG?usp=sharing

3. 차시별 수업 동영상

https://drive.google.com/drive/folders/1Rb0ZO5oXoRcLpOVfxm8waxr4LVRwd-cv?usp=sharing

(46)

[부록3]

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