2020 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서
2020. 11. 19.
강신중학교
“이 보고서는 2020년도 정부의 재원으로
한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”
목 차
1. 요약문··· 1
2. 서론··· 1
※ 서론에는 연구(회)의 필요성 및 연구(회) 목표 등의 내용을 작성합니다. (교사연구회 참여를 통한 STEAM 프로그램 개발·적용 취지와 목적 등) 3. 연구 수행 내용 및 결과··· 1
※ 연구 추진 내용 및 결과에는 ① STEAM 프로그램 개발 및 적용, ② STEAM 수업 평가 방법 개발 및 적용 성과 조사, ③ STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천 등의 내 용을 작성합니다. ➀ STEAM 프로그램 개발 및 적용 : 프로그램 개발 중점 사항(어떤 프로그램을 어떻 게 개발하였는지 작성), 교사연구회 운영 및 수업 편성 사례(프로그램 적용시기, 시 간표, 대상학년 전체 학생 수, 수혜학생 수 명시) ➁ STEAM 수업 평가 방법 개발 및 적용 성과 조사 : STEAM 수업 적용 학생 성취도 평가 방법 개발, 학교생활기록부 기재 방법(예시) 제시, 적용 성과 (수혜 학생 수, 학생 사전·사후 태도 검사 시기 및 대상 선정 이유 명시, 학생 인터뷰 내용 등), STEAM 수업 적용 후 학생 및 교사 만족도 조사 관련 내용 ➂ STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천 : STEAM 교사연구회(또는 소속 학교) 주최 행사 자료 등 제출 ※ 당초 계획 대비 변경된 사항이 있는 경우 사유와 함께 기입 가. 연구 수행 내용 ··· 1
나. 연구 수행 결과 ··· 2
1) ···
2) ···
4. 결론 및 제언 ··· 3
-교사연구회 참여를 통한 STEAM 프로그램 개발·적용 관련 좋았던 점과 어려웠던 점 - 교사연구회의 전체 회원 사이의 협력적 활동 내용, 교사연구회를 통해 참여 교사 들의 STEAM 수업 역량이 증가 내용 및 설명 제시 -STEAM 교사연구회와 해당 STEAM 수업 프로그램 발전을 위한 개선 방안 -기타 사항 및 시사점 5. 부록··· 6
부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물(학생용 활동지, 교사용 참고자료) 부록2. 학생 산출물, 사진, 원격 수업 영상 링크
부록3. 회의록
1. 요약문
◦ 코로나19로 인하여 학생들이 학교에 나오지 못하고 가정에서 수업을 받는 어 려움에 있으며 온라인 수업의 단점을 극복하고자 블렌디드 수업을 시행하여 학 생들의 학교와 가정에서의 수업의 일치가 필요한 시기이며, 여러 과목의 수평적 인 통합으로 과목 간 지식의 융합과 학생들의 자발적인 학습 동기를 끌어 올리 기 위하여 강신중학교 STEAM 융합인재교육 교사연구회는 정보 과목을 중심으 로 연계 과목인 수학과 기술을 연구하여 ‘다각형이 나오는 정수기(정보, 수학, 기 술)’을 개발하고, 이를 적용하여 온라인 수업 및 오프라인 수업을 구성하였다. 이 를 통해 블렌디드 수업의 기반이 마련될 수 있으며 자유학기제와 전환기 프로그 램의 개발에 초점을 두고 있다.
2. 서론
◦ STEAM 수업 연구를 통해 학생들의 지식을 확장하고, 이를 실생활에 활용하여 수업에의 흥미 진작
◦ 교과 연구를 통해 자유학년제 및 교과 수업에의 적용
3. 연구 수행 내용
1. 현재 수행 현황 및 내용. <다각형이 나오는 정수기>
- 정보: 문제해결과 프로그래밍 학습을 위한 원격 수업 실시 - 수학: 기하 비대면 학습을 위한 원격 수업 실시
- 기술: 기술 시스템 학습을 위한 원격 수업 및 오프라인 수업 실시 2. 프로그램 개발 중점사항
- 중점사항: 다각형이 나오는 정수기는 ‘다각형’을 프로그램 개발의 중점 사항으로 선정함.
각 과목의 성취기준인 정보과의 문제해결과 프로그래밍, 수학과의 기하, 기술과의 기술 시스템을 융합하여 다각형 칫솔꽂이 3D모델링하기를 프로그램 개발 목표로 선정하였으 며, 정보과에서는 값을 입력하면 컴퓨터 내에서 이루어지는 프로그래밍을 통해 값에 따 라 다각형이 출력되는지, 수학과에서는 다각형의 겉넓이와, 부피를 구하는 방법에 대해, 기술과에서는 다각형 칫솔꽂이 모델링하기를 STEAM 프로그램으로 선정함.
3. 학생 태도검사 대상의 선정 이유
- 중학교 3학년 전교생을 태도 검사 대상으로 선정한 이유는 첫 번째, 2020학년도 중학교 3학년 학생들의 수업에 대한 열정과 태도가 다른 학년에 비해 우수하며, 두 번째, 학교의 교육과정 상의 문제로 중학교 3학년 학생들을 선정함.
4. 당초 계획대비 변경된 사항이 있는 경우 사유와 함께 기입
4. 연구 수행 결과
◦연구 수행 결과
구분 수행 계획
교수학습지도안 개발 차시 총 12차시 확정 및 수정 보완 수업 적용 일정 2020. 8. 31. ~ 2020. 11. 3.
(STEAM 수업)수혜학생 수 강신중학교 237명(중학교 3학년 전교생) 학생 태도검사 사전검사 9월 15일, 11개 학급(237명) 실시
사후검사 11월 3일, 11개 학급(237명)
학생 및 교사 만족도조사 11월 3일
교사연구회 STEAM 행사 개최 2020.10.28. 2교시(09:55~10:40) 수업 공개 2020. 11. 워크숍 미실시(코로나 19로 인한 학교 행사 제한)
논문 또는 학술대회 해당 없음
특허출원(국외, 국내) 해당 없음
변경 전 변경 후
오프라인 수업 원격 수업
사유: 코로나19로 2.5단계 격상으로 인해 오프라인 수업을 원격 수업으로 대체
STEAM 프로그램
구분
프로그램명 다각형이 나오는 정수기(정보, 수학, 기술) 선행
프로그램명해당 없음
학교급 중학교 대상 학년(군) 3학년
중심과목 정보 중심과목
성취기준 영역 [중학교 1학년 정보] 다. 문제해결과 프로그래밍 연계과목 수학
기술
연계과목 성취기준 영역
[중학교 1학년 수학] (4) 기하 [중학교 3학년 기술] (4) 기술 시스템
개발계획
주제 연번
차시
(시수) 과목 연계(안)
1 4 정보(2) + 기술(2)
2 2 수학(2)
3 3 정보(1) + 기술(2)
4 3 기술(1) + 수학(1) + 정보(1) 개발·적용
현황 ※ 2020. 11. 3. 기준, 12차시 중 12차시 개발 및 12차시 적용 완료
5. 결론 및 제언
◦ 교사연구회의 전체 회원 사이의 협력적 활동 내용
성 명 과 목 협력적 활동 내용
이○재 기술 교육과정 및 성취기준 분석, 수업실시, 보고서 작성, 학생 설문 조사, 수업 피드백, 회의록 작성
고○경 정보 교육과정 및 성취기준 분석, 수업실시, 보고서 작성, 회계 관 리, STEAM 수업 홍보, 수업 피드백
왕○수 수학 교육과정 및 성취기준 분석, 수업실시, 보고서 작성, 출장 관 리, STEAM 수업 홍보, 수업 피드백
박○수 기술 교육과정 및 성취기준 분석, 수업실시, 보고서 작성, 학생 설문 조사, 수업 피드백
- 위와 같이 STEAM 교사연구회의 협력적으로 활동 배분을 하고, 상호 보완하여 수업을 개발함. 수업과 보고서, 출장 관리, 수업 피드백, 학교 홍보, 회계 관리를 적절히 배분하여 즐거운 교사연구회를 진행함.
◦ 수업에 대한 고민, 학습 성취에 대한 고민
- 교사 집단은 개개인의 전문성으로 이루어진 집단으로, 서로의 수업에 대한 공유 및 성찰 이 매우 적음. 이러한 고민을 나누기 위해 교사 각각은 다른 학교 선생님들과의 모임을 갖 게 되는데 이는 시간적으로, 체력적으로 힘든 상황이 많음. 이러한 고민을 하던 중 STEAM 교사 연구회 공문을 보고, 이 기회에 학교 선생님들과 수업 및 교과서를 분석하고, STEAM 활동을 통해 전문성을 신장할 수 있을 것이라는 생각에 신청하게 되었고 교육과정 분석, 교 과서 분석에서부터 성취수준을 같이 공유하고, 이를 나누며 학생들에게 재미있는 수업을 구 성하고자 노력하고 수많은 회의를 통해 수업을 구상함.
◦ 남산과학전시관 출장 및 연수를 통한 전문성 신장
- STEAM 수업의 자료와 영감을 얻기 위해 개개인 연수를 받았으며, 남산 과학전시관 방문 을 통해 3D모델링 수업에 영감을 받음.
◦ 영등포고 출장 및 아현중 연수를 통해 maker교육과 steam교육의 연계성 탐구.
- maker space를 방문하고, 연수를 통해서 maker교육과 steam 교육의 연계성을 탐구하 고, 연수를 통해 전문성을 개발함.
◦ 교사연구회를 통해 참여 교사들의 STEAM 수업 역량 증가 내용 및 설명 제시
- 여러 교과 간 융합을 위한 구글 사이트 도구를 활용하여 홈페이지를 제작하고, 학생들의 문제 해결과정을 기록함으로써 언제 어디서나 학습 과정을 남길 수 있도록 함.
- 담당 교과에서 자신의 교과의 지식만을 설명하는 것이 아닌 다른 교과와 융합하여 학생 들에게 지식을 전달해 줄 수 있는 교과서 분석 능력 및 성취기준 분석 능력을 가지게 됨.
- 평가 기준을 타 교과의 관점에서도 생각할 수 있게 되어 성취기준만을 달성하는 평가가 아닌 학생의 성장을 유도하는 평가 방법 도입.
- 기술과목에서의 프로젝트 법을 사용하되, 정보의 다각형이 만들어지는 과정, 수학의 다각 기둥의 부피와 겉넓이의 공통점 등 다양한 과목의 요소들과 충분히 융합 수업을 할 수 있 다는 점을 알게 되었음. 특히 이공계열뿐만 아니라 인문계 과목도 같이 수업을 진행할 수 있다는 자신감을 가지게 되었음.
◦ STEAM 수업 수혜 학생들의 반응(인터뷰)
◦ STEAM 교사연구회와 해당 STEAM 수업 프로그램 발전을 위한 개선 방안
- 구성 교과목이 정보, 수학, 기술로 주로 이공계열의 학생들을 위한 프로그램으로 구성됨.
- 다른 교과목(국어, 영어, 도덕, 사회 등)과의 연계성을 연구할 필요가 있음.
◦ 좋았던 점
- 공통 교과 교사와의 대화가 아닌 다른 교과 교사와 수업에 관하여 대화하는 시간이 거 의 없는데, 이번 STEAM 프로그램 개발을 통해 다른 교과 교사들과 연구하고, 대화하고, 회의하는 과정에서 프로그램 개발에 흥미를 가지게 되었으며, 학생들에게 교과 간 지식 을 확장시켜줄 수 있고, 다른 교과에서도 교과 간 수직적 연관성을 찾아 학생들에게 교 육할 수 있음을 알게 됨.
-‘다각형이 나오는 정수기’뿐만 아니라 다른 교과에서도 연관성을 찾고, 이를 통해 STEAM 프로그램을 개발하여 자유학년제에 적용한다면, 훨씬 더 전문적이고 교육적인 프로그램 을 학생들에게 제공할 수 있을 것이라는 기대를 하게 됨.
◦ 어려웠던 점:
- 각 교과마다의 특성과 전문성이 있어 각 교과 간의 일치하는 특성을 찾는데 많은 노력이 필요했지만, 프로그램을 개발하는데 있어 각 교과의 성취수준, 교과서를 연구하며 다른 주 제들도 충분히 연관 지을 수 있을 것이라는 생각을 하게 됨.
- 의도치 않게 원격 수업을 진행하게 되어, STEAM 프로그램 개발에 여러 번 수정을 했으 며, 원격 수업 내에서도 각 교과 간 지식의 구조를 찾아 수업을 해야 하는 어려움과, 학생 들이 학습 목표를 달성하는데 확인하지 못하는 아쉬움이 있음. 이를 해결하기 위한 방법 이 필요하다는 생각을 하게 됨.
◦ STEAM 교사 연구회와 해당 STEAM 수업 프로그램 발전을 위한 개선 방안 - 각 교과마다 전문성이 강하기 때문에 교사끼리 협의하는 시간이 많이 부족하
고, 이를 꺼려하는 교사들이 대다수이기 때문에, 교사연구회가 발전하기 위해서
‘융합인재교육(STEAM) 교사 연구회’와 같은 사업에 대한 홍보가 필요하고 STEAM 수업에 대한 교사들의 인식 재고가 필요함.
- STEAM 수업 프로그램 발전을 위해 해당 과목뿐만 아니라 타 교과 선생님들 도 같이 참여하게 된다면, 자유학년제에 적용 가능하며 유용성 있는 STEAM 수 업으로의 개발 가능.
◦ 시사점
- 학교 내에서 교사들의 의지가 있다면 충분히 현장에서도 여러 STEAM 프로그 램을 개발, 적용하여 학습자에게 질 높은 수업을 제공할 수 있음.
- 각 교과 간 성취기준을 분석하고, 교사들의 노력이 더해진다면 좋은 프로그램 이 개발될 수 있으며, 개개인의 전문성이 시너지 효과처럼 작용해 전문성 개발 을 물론, 학교생활의 재미와 수업내용이 풍부해져 지식을 두텁게 쌓아 학생들에 게 전달해 줄 수 있음.
- 학교 생활적인 측면에서도 동료 교사와 교류를 할 수 있어, 친밀감을 쌓을 수 있으며 소 속감이 생겨 학교생활에 도움이 됨.
◦ 기타 사항
- 코로나19의 현 상황으로 인해 워크숍을 실시하지 못하였으며, 원래 계획에 차질이 생겨 연구비를 모두 사용하지 못함. STEAM 융합인재교육 교사 연구회를 처음 신청하여 유동적 이면서도 성공적으로 마무리하였으나, 한국과학창의재단에서 이러한 상황에서의 워크숍이나 성과연구회 등의 사례를 제공해주면 더욱 효율적이며 성공적으로 마무리할 수 있었을 것으 로 생각됨.
[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물
<다각형이 나오는 정수기>
중학교 정보 다. 문제해결과 프로그래밍 수업용 STEAM 프로그램
1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정
연
번 차시 (중심과목)
2015 개정 교육과정 성취기준
(연계과목) 성취기준 영역 1 1~4/12 [9정03-01] 실생활 문제 상황에서 문제의 현재 상태, 목표 상태를 이해하
고 목표 상태에 도달하기 위해 수행해야 할 작업을 분석한다.
[중학교 3학년 기술]
(4)기술시스템
2 5~6/12
[9정03-03] 논리적인 문제 해결 절차인 알고리즘의 의미와 중요성을 이
해하고 실생활 문제의 해결 과정을 알고리즘으로 구상한다.
[9정03-04] 문제 해결을 위한 다양한 방법과 절차를 탐색하고 명확하게
표현한다.
[중학교 1학년 수학]
(4) 기하
3 7~9/12 [9정04-04] 순차, 선택, 반복의 개념과 원리를 이해하고, 세 가지 구조를 활용한 프로그램을 작성한다.
[중학교 3학년 기술]
(4)기술시스템
4 10~12/12 [9정04-05] 실생활 문제 해결을 위한 소프트웨어를 협력하여 설계, 개발, 비교·분석한다.
[중학교 1학년 수학]
(4) 기하
[중학교 3학년 기술]
(4)기술시스템
2. STEAM 프로그램 총괄표(총 12차시)
차시 주요내용
1~6 /12
주제(단원)명 문제 상황 파악 및 분석하기, 아이디어 구체화하기
정보- 문제 인식하기 실생활 칫솔꽂이 사용의 불편한 사항에서 이를 해결하기 위한 방법은 무엇이 있는지 이해하고 분석하여 기술하기
기술- 아이디어를 구체화하기, 칫솔꽂이를 3D 모델링하기에 앞서 칫솔꽂이의 외관을 스케치하고, 등각투상도로 제도하기
수학- 입체도형의 겉넓이와 부피 구하기
Co 상황제시
-라면 끓이는 방법을 각자의 방식으로 설명해보자
-우리집 화장실을 생각해보자 화장실에 칫솔꽂이가 있을까?
-츄러스의 겉넓이와 부피는 어떻게 구할까?
CD 창의적 설계
-알고리즘 설계 과정에서 제어구조를 적절하게 활용하기 -칫솔이 헷갈리지 않게 할 수 있는 방법에는 무엇이 있을까?
-칫솔꽂이를 어떻게 만들면 편리하게 사용할 수 있을까?
-기존 칫솔꽂이의 불편한 점에는 무엇이 있을까?
ET 감성적 체험
-효율적인 알고리즘 선택하기 -입체도형의 겉넓이와 부피 구하기 -칫솔꽂이 아이디어 설계하기
-다각형을 이용한 칫솔꽂이 스케치하기 -등각투상도 제도하기
3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안
7~12 /12
주제(단원)명 프로그래밍 및 3D 프린터 모델링, 산출물 발표
정보-실생활 문제를 해결하기 위해 적합한 자료를 입력받아 처리하고 출력하기 위한 프로그 램을 작성하기
기술- tinkercad 를 통해 다각형 칫솔꽂이 3D 모델링하기 수학- 3D 모델링한 칫솔꽂이의 겉넓이와 부피 구하기
Co 상황 제시
-이세돌은 알파고를 어떻게 이겼을까?
-알파고, 어떻게 프로그래밍을 했을까?
-지구의 겉넓이와 부피는 어떻게 구할 수 있을까?
-칫솔은 언제, 어디서 발명되었을까?
-칫솔의 길이는 몇 cm 일까?
CD 창의적 설계
-tinkercad 를 활용하여 칫솔꽂이 모델링하기
ET 감성적 체험
-모델링한 칫솔꽂이의 부피와 겉넓이 구하기 -n 각형을 표현하는 프로그래밍 작성하기
중심과목 정보 학교급/학년(군) 중학교/3 학년
중심과목 성취기준
영역
[중학교 1 학년 정보]
다. 문제해결과 프로그래밍
중심과목 성취기준
[9정03-03] 논리적인 문제 해결 절차인 알 고리즘의 의미와 중요성을 이해하고 실생활 문제의 해결 과정을 알고리즘으로 구상한다. [9정03-04] 문제 해결을 위한 다양한 방법 과 절차를 탐색하고 명확하게 표현한다. 주제(단원)명 문제 상황 파악 및 분석하기
다각형의 성질과 알고리즘 작성 차시 1~6/12
학습목표
- 실생활 문제 상황을 분석하여 문제의 현재 상태와 목표 상태를 명확히 정의할 수 있다.
- 알고리즘의 의미와 중요성을 이해하고, 간단한 문제 해결을 위한 알고리즘을 구상할 수 있다.
- 입체도형의 겉넓이와 부피를 구할 수 있다.
- 다각형 칫솔꽂이를 등각투상도로 제도할 수 있다.
연계과목 수학, 기술 연계과목
성취기준 영역
[중학교 1학년] (4) 기하 [중학교 3학년] (4) 기술시스템
STEAM 요소
S
T 등각투상도, 정투상도로 나타내기, 순서도로 다각형을 출력하는 알고리즘 제작 E tinkercad 모델링
A 칫솔꽂이 스케치하기
M 다각형의 넓이와 둘레, 정다각기둥의 겉넓이와 부피 구하기
개발 의도 우리 주변에서 발견할 수 있는 불편했던 상황을 던져주어 학생들이 다시 생각해 볼 수
있는 기회를 제공하고, 문제점을 분석하고 해결방안을 찾아 아이디어를 구체화한다.
‘문제 상황 파악 및 분석하기’ 단원은 실생활의 문제, 생활에서 불편했던 점들을 파악하고 이를 해결하기 위한 아이디어를 구상하고 구체화하여 문제점을 창의적으로 해결하는 내용으로 구성되어 있다. 이에 본 프로그램에서는 문제 상황을 기술, 분석하고 기술 수업의 아이디어 구체화 수업과 연계하여 아이디어를 스케치하고, 등각투상도로 나타내는 과정을 통해서 머릿속의 생각을 시각화 하고 문제를 해결하는데 방향성을 두고 있으며 알고리즘 단원은 알고리즘의 필요성을 이해하고, 실생활의 문제 해결과정을 알고리즘으로 구상하는 방법을 익히는 내용으로 구성되어 있다. 이에 본 프로그램에서는 수학과목의 ‘다각형의 성질’ 내용과 연계하여 문제해결을 위한 알고리즘을 프로그래밍의 구조에 맞게 설계하는 활동에 중점을 두고 있다.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
칫솔꽂이를 사용하는 이유는 무엇일까?
우리 집에서는 칫솔꽂이를 사용할까?
<알고리즘 표현 연습>
- 라면끓이는 방법을 각자의 방법으로 설명해보자.
1) 글로 설명 2) 순서도로 설명 3) 그래프로 설명 4) 의사코드로 설명 츄러스의 부피는 어떻 게 구할까?
창 의 적 설 계
창의적 설계
칫솔꽂이 아이디어 설계하기
다각형을 이용한 칫솔꽂이 스케치하기 등각투상도 제도하기 효율적인 알고리즘을 선택해보기
입체도형의 겉넓이와 부피 구하기
감 성 적 체 험 -칫솔이 헷갈리지 않게 할 수
있는 방법에는 무엇이 있을까?
-칫솔꽂이를 어떻게 만들면 편리하게 사용할 수 있을까?
-기존 칫솔꽂이의 불편한 점에는 무엇이 있을까?
-순서도를 활용하여 간단하고 다양한 실생활 예제 연습(
비밀번호 맞추기, 3·6·9 게임, 신호등 작동 등)
-다각형의 특징 관찰하기 -알고리즘 설계 과정에서
제어구조를 적절하게 활용하기
감성적 체험
학습
과정 교수-학습 활동
학습자료 및 유의점
도입 (25 분)
CD 칫솔꽂이에 어떤 기능을 추가하면 좋을까?
- 다양한 기능에 대해 이야기하기
Co 알고리즘의 필요성 이해하기
- 라면끓이는 방법을 각자의 방법으로 설명해보기
- 일괄적인 알고리즘 표현방법이 없다면 제대로 문제가 해결될까?
- 알고리즘 표현 방법에는 무엇이 있을까?
ET 실생활 문제를 해결하는 방법을 순서도를 이용하여 표현하기 - 비밀번호를 맞추는 과정을 순서도로 표현하기
- 3,6,9 게임을 순서도로 표현하기
- 신호등이 작동하는 과정을 순서도로 표현하기
- 헬로!EBS 소프트웨어!- 대소동 6.
알고리즘_#0 01
전개 1 ( 45 분)
Co 컴퓨터가 0 과 1 을 이용해서 n 각형을 만들어내는 방법
CD ET 알고리즘과 프로그래밍
- 알고리즘의 n 각형의 각도와 yes or no.
- 프로그래밍의 과정 설명하기
tinkercad 엔트리
전개 2 (45 분)
Co 츄러스의 겉넓이와 부피는 어떻게 구할까?
- 육각형의 면적 및 육각기둥의 겉넓이와 부피를 구하는 방법에 대해 이야기하기
CD ET 삼각형, 사각형, 오각형 ···· n 각형 넓이의 공통점에 대해 생각하기 - n 각형의 넓이 구하기
- n 각 기둥의 겉넓이와 부피 구하기
우리는 수학의 민족? 조선
시대 수학 이야기 활동지
전개 3 ( 45 분)
CD 동영상을 보고 치약 사용의 불편한 점을 개선할 수 있는 방안은 무엇이 있을 까?
-아이디어 생각하기
CD ET 아이디어 구체화하기 - 칫솔꽂이 스케치하기
- 등각투상도, 정투상도 연습하기
발명왕-정윤 호(치약)
활동지
전개 4 (45 분)
CD ET 아이디어 구체화하기
- 다각형 칫솔꽂이 등각투상도 제도하기 - 다각형 칫솔꽂이 정투상도 제도하기
전개 5 (45 분)
CD ET 다각형의 성질을 이용하여 정수를 입력하면 다각형을 출력할 수 있는 알 고리즘 설계하기
- 학생이 다각형을 출력할 수 있는 의사코드를 작성한다.
- 발표를 통해 제어구조의 효율성과 창의성을 기준으로 가장 인상 깊었던 아이디 어를 선정한다.
- 클라우드를
이용하여 빠르게 공유하고, 피드백할 수
있도록 함.
정리 ( 25 분)
ET 활동 소감 발표하기
- 다각형 알고리즘 산출물 발표하기 - 각각의 알고리즘 평가하기
- 활동 소감 및 다각형 칫솔꽂이 발표하기
중심과목 정보 학교급/학년(군) 중학교/3 학년
중심과목 성취기준
영역
[중학교 1 학년 정보]
다. 문제해결과 프로그래밍
중심과목 성취기준
[9정04-04] 순차, 선택, 반복의 개념과 원리를 이해하고, 세 가지 구조를 활용한 프로그램을 작성한다.
주제(단원)명 프로그래밍, 3D 프린터 모델링 및
입체도형의 겉넓이와 부피 계산하기 차시 7~12/12
학습목표 - 순차, 선택, 반복의 개념과 원리를 이해하고, 실생활의 문제 해결을 위해 순차, 선택,
반복 구조를 활용한 프로그램을 작성할 수 있다.
- tinkercad 를 이용하여 다각형 칫솔꽂이를 3d 모델링 할 수 있다.
- 3D 모델링한 칫솔꽂이의 겉넓이와 부피를 구할 수 있다.
연계과목 기술, 수학 연계과목
성취기준 영역
[중학교 3학년] (4) 기술시스템 [중학교 1학년] (4) 기하
STEAM 요소
S
T tinkercad 를 이용하여 칫솔꽂이 3D 모델링 E 다각형 출력 프로그램 제작
A
M 3D 모델링한 칫솔꽂이의 겉넓이와 부피 계산하기
개발 의도 교과시간의 지식을 실생활에 적용시킴으로써 학생들의 지식을 확장하기 위함.
‘문제 해결과 프로그래밍’ 단원은 실생활에서의 불편했던 점들을 해결하기 위한 아이디어를 선정하고, 이를 알고리즘으로 프로그래밍하여 문제를 해결하는 내용으로 구성되어 있다. 이에 본 프로그램에서는
‘기술 시스템’ 단원의 투입, 과정, 산출, 피드백에 의거 소비자의 욕구에 맞게 평소에 사용하던 물건인 칫솔꽂이의 불편했던 점을 해결하여 다각형 칫솔꽂이를 3D 모델링하고, 이 때 컴퓨터 내에서
이루어지는 알고리즘을 이해하고, 발표함으로써 프로그래밍을 설명할 수 있으며, 3D 모델링 한 칫솔꽂이를 수학의 ‘기하’ 단원과 연계하여 직접 3D 모델링한 칫솔꽂이, 즉 입체도형의 겉넓이와 부피를 구하는 활동에 중점을 두고 있다.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
-이세돌은 알파고를 어떻게 이겼을까?
-알파고의 지능
-지구의 겉넓이와 부 피는 어떻게 구할 수 있을까?
-칫솔은 언제, 어디서 발명되었을까?
-칫솔의 길이는 몇 cm 일까?
창 의 적 설 계
창의적 설계
-모델링한 칫솔꽂이의 부피와 겉넓이 구하기 -n 각형을 표현하는 프 로그래밍 작성하기 -다른 학생들의 칫솔꽂 이 감상하기
감 성 적 체 험 -알파고를 이기기 위한 방법에
대해 발표하기
-지구의 반지름 구하기, 반지름 을 이용하여 겉넓이와 부피 구하 기
-tinkercad 를 활용하여 칫솔꽂이 모델링하기
감성적 체험 학습
과정 교수-학습 활동 학습자료
및 유의점
도입 (25 분)
Co 상황 제시
-이세돌은 알파고를 어떻게 이겼을까?
-알파고, 어떻게 프로그래밍을 했을까?
-지구의 겉넓이와 부피는 어떻게 구할 수 있을까?
-칫솔은 언제, 어디서 발명되었을까?
-칫솔의 길이는 몇 cm 일까?
ET 알파고를 이길 수 있는 방법에 대해 아이디어 적기
ET 칫솔이 없던 시대에는 무엇을 이용했을지 스케치해보기 -친구들에게 아이디어 발표하기
동영상
·알파고 어
게 공부했나?
·칫솔의 발명
Tip! 개 방 형 질 문 이 기 에 답이 없음을 학 생 들 에 게 유의시킨다.
전개 Co 미래에는 알파고와 같은 컴퓨터가 사람을 대체할 수 있게 될까?
( 20 분)
-딥러닝에 대한 소개
CD 컴퓨터와 바둑(오목) 두기
ET 컴퓨터가 사람을 대체할 수 없는 직업에 대해 생각해보기 -프로그래밍과 관련된 직업 및 진로 소개
전개 ( 45 분)
Co 인류가 발달하기 전에는 지구의 반지름을 어게 구할 수 있었을까?
-서울, 광주, 태양을 이용해 지구의 반지름 구하기
CD 지구의 반지름은 어떻게 구할 수 있을까?
ET 비례식을 이용하여 지구의 반지름, 겉넓이, 부피 구하기
동영상
·별빛을 이 용하여 지구 의 반지름 구하기
전개 ( 45 분)
CD ET 3D 모델링 학습하기 <tinkercad 의 기초 1>
연습하기 1
- 작업 평면 조작하기 - 기본도형의 치수 변경하기
- 도형의 그룹화하기, 그룹 해제하기 활용하기 1
- 이름표 모델링하기, 주사위 모델링하기
노트북
전개 ( 45 분)
CD ET 3D 모델링 학습하기 <tinkercad 의 기초 2>
연습하기 2 - 정렬하기
- CTRL+D 패턴 만들기 활용하기 2
- 나선구조 모델링하기, 컵 모델링하기
노트북
전개 ( 45 분)
CD ET 칫솔꽂이 모델링하기
- 구상한 다각형 칫솔꽂이 3D 모델링하기 노트북
정리 ( 45 분)
CD ET 발표하기
- 작성한 프로그래밍 언어 발표하기 - 3D 모델링한 칫솔꽂이에 대해 소개하기
- 칫솔꽂이의 겉넓이와 부피 구하는 방법에 대해 발표하기 - 소감 발표하기
4. 학생활동지 / 학생참고자료
차시 1/6 차시
<1차시 수업 주제>
- 문제를 해결하기 위한 대표적인 방법은?
① 의사코드 의미 - if~
(예시 작성하세요)
- if~ else~
(예시 작성하세요)
- if~ else if~ else~
(예시 작성하세요)
② 순서도
차시 2/6 차시
- 자동화하여 다각형을 출력하는 프로그램 만들기
1. 나의 해결방법 (알고리즘 표현)
2. 친구들 해결방법 (알고리즘 표현)
3. 알고리즘 비교하기 (서술)
-어떤 알고리즘이 효율적인가?
-실제 해결에 선택할 방법은?
-위와 같이 생각한 이유는?
차시 3/6 차시
STEAM <<다각형이 나오는 정수기>> (수학)입체도형의 겉넓이와 부피
3학년 반 번 이름 :
1. 도형의 넓이
▶삼각형의 넓이=
× × ▶피타고라스 정리
▶정삼각형의 높이와 넓이
한 변의 길이가 일 때,
정삼각형의 높이=
정삼각형의 넓이=
▶정육각형의 넓이
정육각형을 대각선으로 분할하면 한 변의 길이가 인 개로 쪼개진다.
따라서, 정육각형의 넓이는 이다
2. 정다각형의 둘레와 넓이
▶둘레의 길이가 인 정사각형의 넓이
▶둘레의 길이가 인 정오각형의 넓이
▶둘레의 길이가 인 정육각형의 넓이
▶둘레의 길이가 인 정각형의 넓이
※이 커질수록 정각형은 점점 에 가까워진다.
문제1. 다음 원기둥의 겉넓이와 부피를 구하여라.
-전개도 그리기
-겉넓이 구하기
-부피 구하기
문제2. 다음 정육각기둥의 겉넓이와 부피를 구하여라.
-전개도 그리기
-겉넓이 구하기
-부피 구하기
차시 4/6 차시
* 프로젝트 주제 : 다각형을 이용한 칫솔꽂이 만들기
만들고자 하는 제품의 디자인을 생각나는 대로 끄적이며 그려보자!
차시 4/6 차시
출처 전국 기술교사 모임 http://www.ktta.or.kr
차시 5/6 차시
차시 6/6 차시
5. 교사자료
차시 1~2 차시, 7~8 차시
차시 3~4 차시
6. 차시별 학생 평가기준 및 방법
차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구
정보 1~2/12
상 알고리즘의 의미와 중요성을 이해하고, 실생활 문제 해결을 위한 알고리즘을 구상할 수 있다.
서술형 평가 서술형 평가지 중 알고리즘의 의미와 중요성을 이해하고, 간단한
문제 해결을 위한 알고리즘을 구상할 수 있다.
하 알고리즘의 의미와 중요성을 이해하고 간단한 문제의 해결 과정을 나열할 수 있다.
수학 3/12
상 정 n 각형과 원의 관련성을 이해하고, 정육각기둥의 겉넓이와 부피를 구할 수 있다.
관찰평가 학습지
중 정 n 각형의 특성을 이해하고, 정육각기둥의 겉넓이와 부피를 구할 수 있다.
하 정육각기둥의 겉넓이와 부피를 구할 수 있다.
기술 4~6/12
상
제품에 대한 구상도를 등각투상도로 나타낼 줄 알고 정투상도의 정면도, 평면도, 측면도를
정확하게 제도할 수 있다.
포트폴리오 평가 포트폴리오 평가지 중 구상도 및 제작도를 설명할 수 있고, 정투상법을
이용하여 정면도, 평면도, 측면도를 제도할 수 있다.
하 구상도 및 제작도를 설명할 수 있다.
정보 7~8/12
상
순차, 선택, 반복의 개념과 원리를 이해하고, 실생활의 문제 해결을 위해 순차, 선택, 반복
구조를 활용한 프로그램을 작성할 수 있다.
실습 평가 프로그래밍
실습 평가지 중
순차, 선택, 반복의 개념과 원리를 이해하고, 순차, 선택, 반복 구조를 활용하여 제시된 프로그램을
완성할 수 있다.
하 순차, 선택, 반복의 개념과 원리를 이해하고, 문제 상황에 맞는 제어문을 선택할 수 있다.
기술 9~11/1
2
상 틴커캐드를 이용하여 제품을 원하는 형태로 모델링하고, 3D 프린터의 원리를 설명할 수 있다.
포트폴리오 평가 포트폴리오 중 틴커캐드를 이용하여 제품을 모델링할 수 있으며, 평가지
3D 프린터를 이용하여 제품을 출력할 수 있다.
하 틴커캐드를 이용하여 제품을 모델링 할 수 있다.
수학 12/12
상 피타고라스의 정리를 활용하여 칫솔꽂이의 정확한 치수를 구하고, 겉넓이와 부피를 구할 수 있다.
포트폴리오 평가 포트폴리오 평가지 중 도구를 활용하여 칫솔꽂이의 치수를 구하고,
겉넓이와 부피를 구할 수 있다.
하 도구를 활용하여 칫솔꽂이의 치수를 구할 수 있다.
가. 서술형 평가지(1~2차시)
평가기준 평가
상 중 하
1. 문제를 해결하기 쉬운 형태로 표현하였는가?
2. 문제해결을 위한 과정을 탐색하였는가?
3. 알고리즘 표현방법에 따라 문제해결방법을 표현하였는가?
4. 표현한 알고리즘이 문제를 해결할 수 있는 방법인가?
5. 문제해결에 창의적인 아이디어를 추가하였는가?
나. 프로그래밍 실습 평가지(7~8차시)
평가 내용 평가
상 중 하
입력과 출력의 의 미를 이해하고 적 절히 사용할 수 있 는가?
입력과 출력을 이해하여 문제 해결을 위해 해당 요 소를 적절하게 사용한다.
작성한 프로그램이 오류 없이 정상적으로 작동한다.
입력과 출력을 사용하여 프로그램을 작성한다.
입력과 출력을 부분적으 로 사용하여 프로그램을 작성한다.
변수의 의미를 이 해하고 적절히 사 용할 수 있는가?
변수를 이해하여 문제 해 결을 위해 해당 요소를 적 절하게 사용한다. 작성한 프로그램이 오류 없이 정 상적으로 작동한다.
변수를 사용하여 프로그 램을 작성한다.
변수를 부분적으로 사용 하여 프로그램을 작성한 다.
연산자의 의미를 이해하고 적절히 사용할 수 있는가?
연산자를 이해하여 문제 해결을 위해 해당 요소를 적절하게 사용한다. 작성한 프로그램이 오류 없이 정 상적으로 작동한다.
연산자를 사용하여 프로 그램을 작성한다.
연산자를 부분적으로 사 용하여 프로그램을 작성 한다.
제어구조의 의미를 이해하고 적적히 사용할 수 있는가?
제어구조를 이해하여 문제 해결을 위해 해당 요소를 적절하게 사용한다. 작성한 프로그램이 오류 없이 정 상적으로 작동한다.
제어구조를 사용하여 프 로그램을 작성한다.
제어구조를 부분적으로 사용하여 프로그램을 작 성한다.
7. 학교생활기록부 기재 예시
항목 학생부 기재 예시
교과학습발달상황 세부능력 및 특기사항
(정보)알고리즘의 필요성을 인식하여 실생활 문제를 해결하기 위한 방법을 알고리즘으로 표현할 수 있다. 제어구조를 활용하여 문제해결을 위한 프로그램을 작성할 수 있다.
(수학)정다각형의 특성을 이해하고 입체도형의 부피, 겉넓이 등을 구할 수 있으며, 피타고라스의 정리를 실생활에 적용하여 여러 가지 형태의 길이를 측정할 수 있다.
(기술)필요한 제품을 스스로 구상하여 스케치 및 등각투상도로 나타낼 수 있으며 구상한 아이디어를 Tinkercad 를 활용하여 창의적인 나만의 제품으로 3D 모델링 할 수 있다.
행동특성 및 종합의견
수업에 적극적으로 참여하고 다른 친구를 도와줄 수 있는 고운 마음씨를 지니고 있음. STEAM 수업에서 자신이 필요한 부분을 스스로 찾아 문제 해결을 해나가며, 현재에 머무르지 않는 진취적인 태도를 지님.
[부록2]
1. 학생 산출물
구상도 3D 모델링
2. 수업 영상(유튜브 링크)
주제 링크
구글사이트도구 https://youtu.be/0xrakZqJSsM tinkercad의 기초1 https://youtu.be/O8Wwcp1wYCU 다각형 만들기 https://youtu.be/CzjmXgYwzL0 입체도형의 겉넓이와 부피 https://youtu.be/No_TuFQVng4 tinkercad의 기초2 https://youtu.be/4IqbbOmwF7k tinkercad의 기본1 https://youtu.be/DcCm4SGq3r8 tinkercad의 기본1 https://youtu.be/mSRvxeBERLw tinkercad의 심화1 https://youtu.be/sUsj78gL7QE tinkercad의 심화2 https://youtu.be/kJ8IZLy5mR8
[부록3]
회의록
1 참석자 교사연구회 4명
일시 2020.5.14.
장소 1층 도란도란(교사카페)
내용
1. STEAM 융합인재교육 교사연구회 신청 2. STEAM 프로그램 이름 선정
3. STEAM 프로그램 적용 학년, 시간 선정
4. STEAM 융합인재교육 프로그램 개발 일정 논의
2 참석자 교사연구회 4명
일시 2020.6.22.
장소 4층 메이커실
내용
1. STEAM 융합인재교육 교사연구회 시작 2. 1차 교과서 및 성취기준 분석
3. 1차 수업 구성에 대한 회의 및 일정 논의 4. 출장, 워크숍 관련 논의
5. STEAM 융합인재교육 교사연구회 역할 분담
3 참석자 교사연구회 4명
일시 2020.7.3.
장소 1층 회의실
내용
1. 2차 교과서 및 성취기준 분석 2. 2차 수업에 대한 회의
3. 출장 및 워크숍에 대한 회의
사진
4 참석자 교사연구회 4명
일시 2020.9.3.
장소 1층 회의실
내용 1. 중간보고서 작성
2. 수업 진행 상황에 대한 회의
사진
5 참석자 교사연구회 4명
일시 2020.11.16.
장소 1층 회의실
내용
1. STEAM 융합인재교육 교사연구회 결과보고서 작성 2. 학생 만족도 검사 정리
3. STEAM 융합인재교육 교사연구회 마무리
사진
출장 내용 및 사진
참석자 교사연구회 4명
일시 2020. 11. 12.
장소 남산과학전시관
내용
1. 과학전시관 2층 STEAM 수업 자료 수집을 위해 방문 2. 텔로에듀 드론 비행 및 영상 촬영
3. VR 체험 활동 및 로봇 관람
사진
