한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임”

(1)

2019 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2019. 11.

합천고등학교

(2)

【 2019년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】

과 제 개 요

과제명 2019년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영

STEAM 프로그램

구분

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

- 선행 프로그램명: 고등학교 화학II PBL 수업 STEAM 프로그램 프로그램명 모여서 연구하고 함께 배우는 통합과학+과학탐구실험 STEAM 프로그램

학교급 고등

학교 대상 학년(군) 1학년

중심과목 통합과학 중심과목

성취기준 영역 [고등학교 1학년] 통합과학과 과학탐구실험 교과 전체

연계과목

국어 영어

수학 지리

연계과목 성취기준 영역

[10국03-01] 쓰기는 의미를 구성하여 소통하는 사회적 상 호 작용임을 이해하고 글을 쓴다.

[영고25343] 일반적인 주제에 관한 글을 읽고 어구나 표현 의 문맥적 의미를 파악할 수 있다.

[영고25421] 친숙한 일반적 주제에 관해 듣거나 읽고 자신이 필요로 하는 정보를 찾아 체계적으로 기록할 수 있다.

[10수학01-11] 이차함수의 최대, 최소를 이해하고, 이를 활 용하여 문제를 해결할 수 있다.

[10통사02-01] 자연환경이 인간의 생활에 미치는 영향에 관한 과거와 현재의 사례를 조사하여 분석하고, 안전하고 쾌적한 환경 속에서 살아갈 시민의 권리에 대해 파악한다.

연구기간 2019.5.16. ~ 2019.11.30.

연 구 비 일금사백만원(￦4,000,000)

참여연구원 6명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 5명) 연구 수행자에 관한 사항

구분 소속 학교명 담당과목 직위 성명

연구책임자 합천고등학교 물리 교사 박영선

공동연구원 합천고등학교 화학 수석교사 정진숙

공동연구원 합천고등학교 생명과학 교사 김유호

공동연구원 합천고등학교 영어 교사 박현희

공동연구원 합천고등학교 수학 교사 이인경

공동연구원 합천고등학교 지리 교사 박진승

2019년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아

융합인재교육(STEAM) 교사연구회를 운영한 최종 결과로써 본 보고서를 제출합니다.

2019년 11월 일

연구책임자 : 박 영 선 (인)

(3)

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임”

(4)

목 차

1. 요약문··· 1

2. 서론··· 1

3. 연구 수행 내용··· 2

4. 연구 수행 결과··· 3

5. 결론 및 제언 ··· 3

가. 좋았던 점과 어려웠던 점 ··· 3

나. STEAM 수혜 학생들의 반응(인터뷰) ··· 4

[부록] 부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물 1. STEAM 프로그램 개발 적용 교육과정(1, 2학기) ··· 5

1-1. 교육과정 재구성표 ··· 7

2. STEAM 프로그램 총괄표 ··· 9

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안 ··· 12

4. 학생활동지 및 차시별 학생평가 기준 ··· 22

5. 교과세특 참고 자료 ··· 80

부록2. 수업 장면 및 학생 산출물 사진 ··· 81

부록3. 회의록(1차, 2차) ··· 82

부록4. 배움중심 수업 나눔 통합 수업 연간 계획 ··· 84

(5)

2018학년도부터 2015개정교육과정이 시작되면서 일반고 1학년 학생이 배울 과학교과로 융합 과학이 통합과학으로 바뀌고 과학탐구실험 교과가 생겼다. 2018학년도에 우리학교는 물리와 생 명과학 교사가 통합과학을 나누어 맡고, 화학교사가 과학탐구실험 교과를 담당했다. 타 전공 학 습내용에 대한 전문성 부족으로 하나의 전공 교사가 운영하기에는 어려움이 컸다.

2019년 2월 새학년 맞이 워크숍 교육과정 재구성 시간에 과학교사 3명이 모였다. 두 교과서를 펼쳐놓고 통합할 수 있는 내용을 모아 주제를 표현했다. 1학년 반당 3시간 블록수업으로 운영하 기로 하고 학교에 허락을 구하고 시간표를 짰다. 한 주제 당 2주 6차시 주제 중심의 프로젝트 수업을 계획한 것이다.

3월부터 모둠활동의 블록수업이 시작되었다. 3~4명의 소모둠으로 주제에 따른 지식활동을 하 고, 주제를 탐구하여 산출물들을 완성하는 7~8명의 대모둠 활동이 이어졌다. 1차 고사 시험 문제 도 3교사가 출제한 문제들을 통합하여 통합과학 지필고사 원안으로 완성되었다. 주제들을 해결하 는 과정에서 필요한 타 전공 교사들을 초대했다. 『물질의 결합–다양한 물질-드디어 생명...』 블록 수업에서 연극 활동을 위한 시나리오 작성을 위한 국어 교사를 초대하였고, 『결합으로 시작되는 유전정보의 흐름』 주제에서는 용어 설명을 위한 영어 교사를 초청하였고, 『지구 내부의 힘, 생물 대멸종』 수업에서는 여행 브로슈어 완성을 위해 지리교사와 함께 했으며, 『자유낙하와 수평으로 던진 물체의 운동 분석』 탐구활동을 위해서는 표와 그래프 해석을 위해 수학교사가 함께 했다.

1학기가 끝나면서 6주제의 통합과학 수업이 완성되었고 현재 2학기 4번째 주제를 탐구하고 있 다. 2교과의 수행평가에 적용할 결과물을 선별해야 할 정도로 학생들이 수업 시간 중에 만들어지 는 산출물이 많다. 학생부 과목별 세부능력 기록에 적어줄 구체적인 사실도 넘쳐난다. 교육과정- 수업-평가-기록 일체화가 저절로 이루어지고 있는 셈이다. 주제들에 포함되지 못하는 교과 내용 은 블록 수업이 아닌 각 교사의 해당시간에 다루고 있다. 1학년 과학교과를 맡는 과학교사들이 함께 수업을 진행할 수 있는 통 주제 12개가 생긴 것이다.

2. 서론

2015 개정 교육과정의 취지인 역량 중심 교육과정과 통합교과 운영의 중요성을 인지하고 통합 과학과 과학탐구실험의 교과 내용을 재구성하였다. 1학년을 대상으로 3시간 블록수업으로 3교사 가 함께 과학교과 수업을 진행하면서 물리+화학+생명과학+지구과학의 통합교과를 운영하였다.

주제에 따라 과학교과 외의 영어, 수학, 지리 교과를 연계하여 학생 모둠활동으로 주제중심의 프 로젝트법을 활용한 수업으로 디자인하였다.

steam 교사 연구회를 운영함으로써 연수와 도서를 통해 프로젝트법을 배웠고, 수업에 필요한 자료를 구입하였고, 사전협의회ㆍ수업 나눔ㆍ수업 후 협의회를 거치는 통합수업을 할 수 있었고, steam 수업 디자인의 수업 안을 제작할 수 있었으며, 수업참관과 워크숍에 회원들이 함께 참가 할 수 있었다.

(6)

3. 연구 수행 내용

◦한 반에 주당 3시간(통합과학 2시간 + 과학탐구실험 1시간) 블록수업 - 학기 초 시간표를 확정하여 과학실에서 모둠으로 프로젝트 수업 실시 - 1학기: 월, 화, 수 각 3시간, 2학기: 화, 수, 목 각 3시간

◦한 주제 당 2주 6차시 활동 수업

- 이론학습, 연극, UCC 등 산출물 제작, 동료평가 및 교사평가, 개인평가와 모둠평가 실시 ◦프로그램 적용시기: 2019. 3. 11. ~ 2019. 12. 19.

◦주제에 따라 지리, 수학, 영어, 국어 교과와 통합수업 진행

- 학습내용과 산출물에 따라 과학교과 외의 교과 교사의 도움을 받음

◦1학년 전체 학생을 대상으로 3시간 블록수업을 정규 수업 시간에 실시하여 모든 학생들 을 대상으로 사전․사후 검사 실시

◦지필고사 문제 출제 시 과학교사들이 협업

- 지필고사 범위 내의 각 과학교사의 전공 관련 문제를 출제하여 통합

◦주제에 따른 산출물과 동료평가 결과를 통합과학과 과학탐구실험 교과에 적절하게 나누어 과정형 수행평가로 활용

◦학교 전체 교사들의 통합교과 배움 중심 수업 나눔의 날 운영에 과학교사들이 주도적인 역할을 수행함.(부록 - 수업나눔 연간 계획)

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 모여서 연구하고 함께 배우는 통합과학+과학탐구실험 STEAM 프로그램

학교급 고등학교 대상 학년(군) 1학년

중심과목 통합과학 성취기준 영역 [고등학교 1학년] 통합과학과 과학탐구실험 교과 전체

연계과목

국어 영어

수학 지리

연계과목 성취기준영역

[10국어03-01] 쓰기는 의미를 구성하여 소통하는 사회적 상 호 작용임을 이해하고 글을 쓴다^.

[영고25343] 일반적인 주제에 관한 글을 읽고 어구나 표현의 문맥적 의미를 파악할 수 있다.

[영고25421] 친숙한 일반적 주제에 관해 듣거나 읽고 자신이 필요로 하는 정보를 찾아 체계적으로 기록할 수 있다.

[10수학01-11] 이차함수의 최대, 최소를 이해하고, 이를 활용 하여 문제를 해결할 수 있다.

[10통사02-01] 자연환경이 인간의 생활에 미치는 영향에 관 한 과거와 현재의 사례를 조사하여 분석하고, 안전하고 쾌 적한 환경 속에서 살아갈 시민의 권리에 대해 파악한다.

개발결과

주제 연번 차시

(시수) 과목 연계(안)

1 6 물리(2) + 화학(3) + 생명과학(1) + 국어 2 6 물리(1) + 화학(1) + 생명과학(3) + 영어 3 6 물리(3) + 화학(1) + 생명과학(3) + 지리 4 6 물리(1) + 화학(1) + 생명과학(4)

5 6 물리(1) + 화학(4) + 생명과학(1)

6 6 물리(3) + 화학(1) + 생명과학(1) + 수학(1) 7 6 물리(3) + 화학(1) + 생명과학(2)

8 6 물리(1) + 화학(3) + 생명과학(2) 9 6 물리(3) + 화학(2) + 생명과학(1) 10 6 물리(1) + 화학(3) + 생명과학(2)

적용결과 ※ 2019. 11. 8. 기준, 72차시 중 1학기 36차시, 2학기 24차시 개발 등 총 60차시 적용 완료

(7)

◦연구 수행 결과

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 72차시 예정

수업 적용 일정 2019. 3. 11. ~ 2019. 12. 19.

(STEAM 수업)수혜학생 수 합천고등학교 56명(고등학교 1학년 전교생) 학생 태도검사 사전검사 7월 8일~ 7월 11일 3개 학급(60명) 실시 완료

사후검사 10월 19일 ~ 10월 28일, 3개 학급(56명) 실시 완료

학생 및 교사 만족도조사 10월 28일 실시 완료

교사연구회 STEAM 행사 개최

2019. 4. 22. 통합교과 수업 공개

2019. 10. 22.~10. 28. STEAM 수업 공개

2019. 11. 27. 6, 7교시(14:20~16:20) STEAM수업나눔 행사 개최

논문 또는 학술대회 해당 없음

특허출원(국외, 국내) 해당 없음

5. 결론 및 제언

가. 좋았던 점과 어려웠던 점

* 1학년 과학교과의 통합으로 주제 중심의 프로젝트 운영이라 수행평가가 가능한 산출물이 많 았다. 과학과 3사람이 수시로 모여 사전협의회를 하면서 관계가 돈독해졌다. 출장이 있을 때 시간표를 바꾸지 않았다. 학생들 스스로 배우고 교사가 배울 수 있도록 도와주는 배움 중심 수업이 가능했다.

* 2주 6차시 블록수업 시간표를 짜는 어려움이 있었으며, 2주 6차시 블록시간 운영을 시스템 화하는 데 학생들과 교사의 적용 시간이 필요했다. 공휴일이나 학교 행사 등으로 한 반의 3 시간이 몽땅 빠지면서 다른 반과의 진도에 차질이 생기는 경우가 종종 있어 맞추느라 힘들 었다.

* 교사 자신의 전공만으로 수업하기 어려운 통합과학 교과를 과학교사들의 통합운영으로 주제 중심의 프로젝트법 실천이 가능해졌다. 국어과를 포함하여 영어과, 사회과, 수학과 회원들의 도움으로 과학과의 통합에 다른 교과들이 더해지는 풍성한 통합교과 운영을 할 수 있었다.

* 통합과학과 과학탐구실험의 2교과에서 통합된 주제를 찾고 교사들이 함께 수업을 디자인함 으로써 학생들이 주제를 탐구해나가는 동안 교사들은 끊임없이 피드백으로 도와주었다. 분 리된 교과를 각 전공교사가 가르치는 방식의 학교 수업에서 벗어나 우리의 삶이 현상이고 통합적인 것에 한 발 다가갈 수 있었다.

* 문과반에 비해 이과반이 많은 우리학교의 실정은 과학과 교사의 수업 시수가 타 교과에 비 해 월등하게 많다. 1학년 3반에 블록 3시간 운영으로 과학교사 셋이서 함께 하다 보니 교사

(8)

명)으로 무임승차 없이 모둠활동을 원활하게 해낼 수 있는 시스템을 만들기가 쉽지 않았다.

모두 참여하되 역할의 양은 1/n이 아니어도 된다는 말을 계속 강조하면서 피드백을 했다.

나. STEAM 수업 수혜 학생들의 반응(인터뷰)

최** - 일단 다른 과학시간에 비해 집중이 잘 된다. 그 이유는 모둠을 꾸려서 친구들과 토의 를 하면서 내가 몰랐던 것을 친구들이 알려줄 수 있고 반대로 나도 친구들에게 도움을 주어 야 되겠다는 생각이 들기 때문에 수업시간에 더 집중을 하여 듣는 것 같다. 그리고 실험 위 주로 하기 때문에 일반과학시간 보다 더 재밌게 할 수 있는 것 같다.

민** - 이때까지 과학수업은 이론을 배우기만 하였는데 고등학교 과학 시간에는 블록타임을 하면서 이론뿐 만 아니라 실험도 많이 할 수 있게 되어서 더욱 오래 기억에 남게 되었고 어 려운 문제가 나오면 혼자 고민하지 않고 모둠끼리 해결하여 더욱 높은 수준의 답을 찾을 수 있어 좋은 것 같다.

한** - 솔직하게 3시간이라는 짧지만 긴 시간을 과학만 공부하는 것이 부담스럽고 지루할 것 같았다. 하지만 직접 수업에 참여해보니 강의식 수업이 아닌 모둠형 활동수업이라 모두 다 참여하고, 내가 배운 것을 정리할 수 있어 좋았고, 3명의 선생님들께서 이론 수업만 하는 것 이 아니라 만들기 수업, 실험수업, 미술수업, 연극활동 들을 준비해 주셔서 좋았다.

장** - 강의식수업이 아니라 우리끼리 하는 수업이라서 신선하고 좋았지만 우리의 힘으로 할 수 없는 것은 힘들다는 한계가 있다. 하지만 실험을 많이 할 수 있어 좋았고, 잠도 안 오고, 시간도 잘 가서 좋은 것 같다. 모둠끼리 상의를 하고 책에서 답을 찾는 등 우리가 직접 활 동을 해서 지루하지 않고 실험을 해서 더 이해가 잘 되서 좋은 것 같다.

권** - 모둠활동을 하면서 혼자 하는 수업보다 다 같이 수업하는 것이 협동심이 생겨서 좋은 것 같다. 또한 실험을 통해서 과학에 관심이 많아지기 시작하였고, 강의식 수업보다 덜 지 루해서 좋은 것 같다.

최** - 블록타임제 수업은 50분 안에 끝낼 수 없는 실험, 야외 조사 등 50분 안에 진행할 수 없는 수업을 진행할 수 있다는 점과 수업의 흐름이 끊기지 않을 수 있다는 점이 좋은 것 같 다. 그리고 친구들과 함께 의논하고 같이 공부하는 다양한 형식으로 진행하기 때문에 수업 에 대하여 지루한 느낌이 없어 수업 참여도와 몰입도가 높아지며 실제로 여러 친구들이 과 학시간인데 시간이 엄청 빨리 지나간다고 하였다.

홍** - 블록 수업을 하면서 나는 이 활동이 아주 작은 사회라고 생각한다. 누군가가 열심히 하지 않으면 다 같이 낮은 점수를 받고 누군가 아무리 열심히 해도 다 같이 높은 점수를 받 기 때문에 연대의식을 함양하고 책임감을 기르는 데 아주 좋은 수업이라고 생각한다. 아쉬 운 점은 다양한 팀원교체가 이루어져야 한다고 생각하고 이번 모둠도 마음이 맞는 사람들이 아닌 그냥 무작위로 팀이 뽑히고 이를 한 학기 동안 같이 지낸다는 것은 조금은 유동성이 없다고 본다.

안** - 1시간 과학수업을 들어서는 수업한 내용에 대해 자세히 이해도 안 되고 왜 이러한 현 상이 나타나는지 등 막히는 부분이 많다. 하지만 3시간 수업을 그냥 하는 것이 아니라 조별 로 협동수업을 하기 때문에 모르는 부분이 있거나 이해가 안 되는 부분이 있으면 모둠 친구 나 다른 조 친구에게 물어 의문점을 쉽게 해결하고 또 조원들이 모르면 같이 풀고 조사하여 의문점을 해소해서 과학의 어려움을 조금씩 풀어나가 자신감을 얻어 효율이 있었다.

(9)

모여서 연구하고 함께 배우는 통합과학+과학탐구실험 STEAM 프로그램

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

가. 1학기

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역

1 1 ~ 6/36

[10통과01-04] 지구 생명체를 구성하는 주요 원소들이 결합을 형성 하는 이유와 원소들의 성질에 따라 형성되는 결합의 종류를 추론할 수 있다.

[10과탐01-01] 과학사에서 패러다임의 전환을 가져온 결정적 실험을 따라해 보고, 과학의 발전 과정에 대해 설명할 수 있다.

[10국어03-01] 쓰기

2 7 ~ 12/36

[10통과02-02] 생명체를 구성하는 물질들은 기본적인 단위체의 다 양한 조합을 통해 형성됨을 단백질과 핵산의 예를 통해 설명할 수 있다.

[10통과05-03] 생명 시스템 유지에 필요한 세포 내 정보의 흐름을 유전자와 단백질의 관계로 설명할 수 있다.

[영고25343]주제 분석

3 13 ~ 18/36

[10통과04-03] 지권의 변화를 판구조론적 관점에서 해석하고, 에너 지 흐름의 결과로 발생하는 지권의 변화가 지구 시스템에 미치는 영향을 추론할 수 있다.

[10통과07-01] 지질 시대를 통해 지구 환경이 끊임없이 변화해 왔 으며 이러한 환경 변화에 적응하며 오늘날의 생물다양성이 형성되 었음을 추론할 수 있다.

[10통사02-01]자연환 경이 인간의 생활에 미치는 영향

4 19 ~ 24/36

[10통과05-01] 지구 시스템의 생물권에는 인간과 다양한 생물들이 포함되는데, 모든 생물은 생명 시스템의 기본 단위인 세포로 구성 되어 있으며, 이러한 세포에서는 생명 현상 유지를 위해 세포막을 경계로 한 물질 출입이 일어남을 설명할 수 있다.

[10통과05-02] 생명 시스템 유지에 필요한 화학 반응에서 생체 촉 매의 역할을 이해하고, 일상생활에서 생체 촉매를 이용하는 사례를 조사하여 발표할 수 있다.

5 25 ~ 30/36

[10통과06-02] 생명 현상 및 일상생활에서 일어나고 있는 다양한 변화의 이유를 산화와 환원에서 나타나는 규칙성과 특성 측면에서 파악하여 분석할 수 있다.

[10과탐02-06] 과학 관련 현상 및 사회적 이슈에서 과학 탐구 문제 를 발견할 수 있다.

6 31 ~ 36/36

[10통과03-01] 자유 낙하와 수평으로 던진 물체의 운동을 이용하여 중력의 작용에 의한 역학적 시스템을 설명할 수 있다.

[10과탐01-03] 직접적인 관찰을 통한 탐구를 수행하고, 귀납적 탐 [10수학01-11]이차함수

(10)

나. 2학기

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역

1 1 ~ 6/36

[10통과08-04] 에너지가 사용되는 과정에서 열이 발생하며, 특히 화석 연 료의 사용 과정에서 버려지는 열에너지로 인해 열에너지 이용의 효율이 낮 아진다는 것을 알고, 이 효율을 높이는 것이 사회적으로 어떤 의미가 있는 지를 설명할 수 있다.

[10과탐03-02] 첨단 과학기술 및 과학 원리가 적용된 과학 탐구 활동의 산 출물을 공유하고 확산하기 위해 발표 및 홍보할 수 있다.

2 7 ~ 12/36

[10통과02-03] 물질의 다양한 물리적 성질을 변화시켜 신소재를 개발한 사 례를 찾아 그 장단점을 평가할 수 있다.

[10과탐02-04] 흥미와 호기심을 갖고 과학 탐구에 참여하고, 분야 간 협동 연구 등을 통해 협력적 탐구활동을 수행하며, 도출한 결과를 증거에 근거 하여 해석하고 평가할 수 있다.

[10과탐03-01] 첨단 과학기술 속의 과학 원리를 찾아내는 탐구 활동을 통해 과학 지식이 활용된 사례를 추론할 수 있다.

3 13 ~ 18/36

[10통과09-04] 핵발전, 태양광 발전, 풍력 발전의 장단점과 개선방안을 기후 변화로 인한 지구 환경 문제 해결의 관점에서 평가할 수 있다.

[10과탐02-06] 과학 관련 현상 및 사회적 이슈에서 과학 탐구 문제를 발견할 수 있다.

[10과탐03-01] 첨단 과학기술 속의 과학 원리를 찾아내는 탐구 활동을 통해 과학 지식이 활용된 사례를 추론할 수 있다.

4 19 ~ 24/36

[10통과06-04] 산과 염기를 섞었을 때 일어나는 변화를 해석하고, 일상생활 에서 중화 반응을 이용하는 사례를 조사하여 토의할 수 있다.

[10과탐02-07] 생활 속에서 발견한 문제 상황 해결을 위한 과학 탐구 활동 계획을 수립하고 탐구 활동을 수행할 수 있다.

[10통과06-03] 생활 주변의 물질들을 산과 염기로 구분할 수 있다.

5 25 ~ 30/36

[10통과03-02] 일상생활에서 충돌과 관련된 안전사고를 탐색하고 안전장 치의 효과성을 충격량과 운동량을 이용하여 평가할 수 있다.

[10과탐02-09] 과학의 핵심 개념을 적용하여 실생활 문제를 해결하거나, 탐구에 필요한 도구를 창의적으로 설계하고 제작할 수 있다.

[10통과03-02] 일상생활에서 충돌과 관련된 안전사고를 탐색하고 안전장 치의 효과성을 충격량과 운동량을 이용하여 평가할 수 있다.

[10과탐02-02] 영화, 건축, 요리, 스포츠, 미디어 등 생활과 관련된 다양한 분야에 적용된 과학 원리를 알아보는 실험을 통해 과학의 유용성을 설명 할 수 있다.

6 31 ~ 36/36

[10통과01-04] 지구와 생명체를 구성하는 주요 원소들이 결합을 형성하는 이유와, 원소들의 성질에 따라 형성되는 결합의 종류를 추론할 수 있다.

[10과탐02-09] 과학의 핵심 개념을 적용하여 실생활 문제를 해결하거나, 탐구에 필요한 도구를 창의적으로 설계하고 제작할 수 있다.

(11)

과학교사 셋이서 2월에 통합과학과 과학탐구실험 교과서를 펴놓고 연관되는 단원들과 두 교과 간의 연결로 주제를 뽑아내고 주제에 따라 활동지, 산출물의 종류, 평가 방법 등을 논의하여 결정하였다.

가. 1학기

학습내용 성취기준 수업디자인 과학교과역량 관련교과

화학결합 (이온과 공유)

[10통과01-04] 지구 생명체를 구성하는 주요 원소 들이 결함을 형성하는 이유와 원소들의 성질 에 따라 형성되는 결합의 종류를 추론할 수 있다.

[10과탐01-01] 과학사에서 패러다임의 전환을 가져 온 결정적 실험을 따라해 보고, 과학의 발전 과정에 대해 설명할 수 있다.

모둠활동 (연극)

과학적 사고력, 과학적 의사소통 능력

화학, 물리, 생명과학

세포 시스템

[10통과05-01] 지구 시스템의 생물권에는 인간과 다양한 생물들이 포함되는데, 모든 생물은 생 명 시스템의 기본 단위인 세포로 구성되어 있 으며, 이러한 세포에서는 생명 현상 유지를 위해 세포막을 경계로 한 물질 출입이 일어남 을 설명할 수 있다.

[10통과05-02] 생명 시스템 유지에 필요한 화학 반 응에서 생체 촉매의 역할을 이해하고, 일상생 활에서 생체 촉매를 이용하는 사례를 조사하 여 발표할 수 있다.

모둠활동 (스토리 만들기)

과학적 의사소통 능력

생명과학, 물리, 화학

DNA 유전정보번역

[10통과02-02] 생명체를 구성하는 물질들은 기본적 인 단위체의 다양한 조합을 통해 형성됨을 단 백질과 핵산의 예를 통해 설명할 수 있다.

[10통과05-03] 생명 시스템 유지에 필요한 세포 내 정보의 흐름을 유전자와 단백질의 관계로 설 명할 수 있다.

모둠활동 (기사 만들기)

과학적 참여와 평생학습 능력

생명과학, 물리, 화학

지구내부의 힘, 생물

대멸종

[10통과04-03] 지권의 변화를 판구조론적 관점에서 해석하고, 에너지 흐름의 결과로 발생하는 지 권의 변화가 지구 시스템에 미치는 영향을 추 론할 수 있다.

[10통과07-01] 지질 시대를 통해 지구 환경이 끊임 없이 변화해 왔으며 이러한 환경 변화에 적응 하며 오늘날의 생물다양성이 형성되었음을 추론할 수 있다.

모둠활동 (여행 브로슈어

만들기)

과학적 탐구 능력

지구과학, 물리, 화학,

생명과학, 지리

산화, 환원 반응 (p192

[10통과06-02] 생명 현상 및 일상생활에서 일어나 고 있는 다양한 변화의 이유를 산화와 환원에 서 나타나는 규칙성과 특성 측면에서 파악하 여 분석할 수 있다.

모둠활동 (UCC 제작)

(12)

나. 2학기 자유낙하와

수평으로 던진 물체의

운동

[10통과03-01] 자유 낙하와 수평으로 던진 물체의 운동을 이용하여 중력의 작용에 의한 역학 적 시스템을 설명할 수 있다.

[10과탐01-03] 직접적인 관찰을 통한 탐구를 수행 하고, 귀납적 탐구 방법을 설명할 수 있다.

모둠활동 (실험, 분석하기/생 활 속의 운동

조사 발표)

물리 화학 생명과학

수학

학습내용 성취기준 수업디자인 과학교과역량 관련교과

친환경에너지 도시 건설하기 에너지 정책에

과학적으로 참여하기

[10통과08-04] 에너지가 사용되는 과정에서 열이 발생하며, 특히 화석 연료의 사용 과정에서 버려지는 열에너지로 인해 열에너지 이용의 효율이 낮아진다는 것을 알고, 이 효율을 높 이는 것이 사회적으로 어떤 의미가 있는지 를 설명할 수 있다.

[10과탐03-02] 첨단 과학기술 및 과학 원리가 적 용된 과학 탐구 활동의 산출물을 공유하고 확산하기 위해 발표 및 홍보할 수 있다.

프로젝트 (모형 만들기)

과학적 참여와 평생학습 능력

물리, 화학, 생명과학, 미술, 윤리,

국어

더 나은 세상을 만드는

과학기술 (신소재)

[10과탐02-01] 생활 제품 속에 담긴 과학 원리를 파악할 수 있는 실험을 통해 실생활에 적용 되는 과학 원리를 설명할 수 있다.

[10통과02-03] 물질의 다양한 물리적 성질을 변화 시켜 신소재를 개발한 사례를 찾아 그 장단 점을 평가할 수 있다.

[10과탐02-04] 흥미와 호기심을 갖고 과학 탐구에 참여하고, 분야 간 협동 연구 등을 통해 협 력적 탐구활동을 수행하며, 도출한 결과를 증거에 근거하여 해석하고 평가할 수 있다.

모둠활동 (게임하기)

과학적 의사소통 능력

태양전지의 모든 것

[10통과09-04] 핵발전, 태양광 발전, 풍력 발전의 장단점과 개선방안을 기후변화로 인한 지구 환경 문제 해결의 관점에서 평가할 수 있다.

[10과탐02-06] 과학 관련 현상 및 사회적 이슈에 서 과학 탐구 문제를 발견할 수 있다.

[10과탐01-04] 가설 설정을 포함한 과학사의 대 표적인 탐구 실험을 수행하고, 연역적 탐구 방법의 특징을 설명할 수 있다.

모둠활동 (모형자동차

만들기)

과학적 사고력

물리, 화학, 지구과학,

생명과학

생활 속의 [10통과06-04] 산과 염기를 섞었을 때 일어나는 모둠활동 과학적 화학, 물리,

(13)

2. STEAM 프로그램 총괄표(학기 별 총 36차시)

가. 1학기

차시 주요내용

1~6 /36

주제(단원)명 물질의 결합-다양한 물질-드디어 생명

*원자들이 결합을 형성하는 이유를 주기율표 이해를 통해 설명할 수 있다.

*생명체에 중요한 물질들의 역할과 그들을 만든 결합의 특징을 설명할 수 있다.

*주기율표의 특징 및 각 결합의 특징이 포함된 대본을 작성하고 모둠별로 역할을 분담하여 연극하기 – 국어 교사의 대본 쓰는 방법 수업

7~12 /36

주제(단원)명 결합으로 시작되는 유전 정보의 흐름

*생명체를 이루는 주된 물질인 탄소화홥물 이해하기

*생명체에 존재하는 거대 분자들이 만들어지는 원리와 다양한 단백질이나 DNA 가 만들어질 수 있는 이유 이해하기

*유전정보의 흐름 및 DNA 와 RNA 관련 내용이 포함된 자료 조사 후 과학기사 작성하기 중화반응,

천연지시약과 산 염기

이용하는 사례를 조사하여 토의할 수 있다.

[10과탐02-07] 생활 속에서 발견한 문제 상황 해 결을 위한 과학 탐구 활동 계획을 수립하고 탐구 활동을 수행할 수 있다.

[10통과06-03] 생활 주변의 물질들을 산과 염기 로 구분할 수 있다.

(실험, 분석하기/생 활 속의 반응

조사 발표)

참여와 평생학습

능력 과학적 탐구

능력

생명과학

안전장치 고안하기

[10통과03-02] 일상생활에서 충돌과 관련된 안전 사고를 탐색하고 안전장치의 효과성을 충 격량과 운동량을 이용하여 평가할 수 있다.

[10과탐02-09] 과학의 핵심 개념을 적용하여 실 생활 문제를 해결하거나, 탐구에 필요한 도 구를 창의적으로 설계하고 제작할 수 있다.

모둠활동 (다리 만들기)

과학적 참여와 평생학습

능력

물리, 화학, 생명과학,

미술

화학결합을 모형으로 나타내기

[10통과01-04] 지구와 생명체를 구성하는 주요 원소들이 결합을 형성하는 이유와, 원소들 의 성질에 따라 형성되는 결합의 종류를 추 론할 수 있다.

[10과탐02-09] 과학의 핵심 개념을 적용하여 실 생활 문제를 해결하거나, 탐구에 필요한 도 구를 창의적으로 설계하고 제작할 수 있다.

모둠활동 (모형 만들기)

(14)

나. 2학기

*사회교과의 자연환경과 인간의 생활과 관련하여 판구조론의 경계면에서 일어나는 자연 현상을 이용한 여행브로슈어 만들기

*발산경계, 보존경계, 수렴경계의 대표 지역을 찾아 의, 식, 주의 특징 및 관광자원 홍보하기

19~24 /36

주제(단원)명 세포 시스템 이야기

*세포시스템 이해 및 세포 소기관의 기능 조별 활동으로 자료 조사

*세포 소기관들의 상호작용 이해 및 생명체 내에서 일어나는 물질대사와 일반적인 화학반응의 차이 설명하기

*세포 소기관 중 3개 이상과 효소 및 물질대사를 포함한 재미있는 이야기 만들기

25~30 /36

주제(단원)명 산화 환원반응 지구와 생명의 역사를 바꾸다

*산화환원 반응 이해 및 지구와 생명의 역사를 바꾼 화학반응 조사하기

*신호등 반응 실험과 용액 속의 산화 환원 반응 실험하기

*다양한 도구를 이용하여 생활 속의 산화 환원 반응의 예를 UCC 로 제작하기

31~36 /36

주제(단원)명 자유낙하와 수평으로 던진 물체의 운동 분석

*자유낙하와 수평으로 던진 물체의 운동을 스마트폰의 슬로우모션 기능을 이용하여 분석하기

*생활 속의 예를 찾아 전지에 자료를 정리하여 조별 발표하기

차시 주요내용

1~6 /36

주제(단원)명 친환경 에너지 도시 건설하기

*화석연료의 고갈과 에너지 위기

*신재생에너지 및 적정기술 이해하기

*여러 발전에서 에너지 전환과정 이해하기

*지속 가능한 친환경 에너지 도시 설계하기 – 설계한 도시를 직접 모형으로 만들어 다른 반과 함께 전시하기

7~12 /36

주제(단원)명 이전에 없던 새로운 소재-시대를 결정하다

*물질의 물리적 성질을 이용한 신소재와 자연을 닮은 신소재 조사하기

*과거의 신소재와 현재의 신소재의 특징 및 사용

*탄소동소체인 풀러렌과 그래핀, 탄소나노튜브 모형 완성하기

*탄소로부터 만들어지는 풀러렌과 탄소나노튜브 홍보물 만들어 발표하기

*생체모방 기술인 연잎효과를 이용한 방수성이 뛰어난 신문지 옷 제작하기

13~18 /36

주제(단원)명 자연을 이해하고 세상을 바꾸다 – 태양광 발전을 이용한 장치 고안하기

*태양전지판을 이용하여 전압과 전류를 측정하는 실험하기

*태양전지로 움직이는 모형 만들기 – 모형이 움직일 수 있게 다양한 방법을 탐구할 수 있게 함

*태양광 발전을 이용한 장치 고안하여 발표하기

(15)

19~24

/36 *중화반응을 이해하고 생활 속의 중화반응 예 찾기

*천연지시약을 만들고 지시약으로 용액의 액성 알아보기 실험

*용액의 액성에 따른 지시약의 종류별 색깔 변화 탐구

25~30 /36

주제(단원)명 안전장치 고안하기 및 튼튼한 다리 만들기

*운동량과 충격량의 관계 이해하기

*일상생활에서 충돌과 안전장치 조사하고 고안하기

*건축물의 다양한 구조를 이용하여 튼튼한 다리 만들기 – 스파게티를 이용하여 모형을 만들 어 하중 견디기

31~36 /36

주제(단원)명 화학결합으로 모형 만들기

*원소의 원자가전자수와 결합수 비교하기

*중심원자의 비공유 전자쌍 수에 따른 분자구조 예측하기

*평면구조와 입체구조에 속하는 분자들을 만들고 비교하기

(16)

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안 가. 1학기

중심과목 통합과학 학교급/학년(군) 고등학교 1 학년

중심과목 성취기준

영역

[통합과학] p30~57

물질의 규칙성과 물질의 결합 [과학탐구실험] p20~25

변하지만 영원한, 절대적이고도 상대적인

[10통과01-04] 지구 생명체를 구성하는 주요 원소들이 결합을 형성하는 이유와 원소들의 성질에 따라 형성되는 결합의 종류를 추론할 수 있다.

[10과탐01-01] 과학사에서 패러다임의 전환을 가져온 결정적 실험을 따라해 보고, 과학의 발전 과정에 대해 설명할 수 있다.

주제(단원)명 물질의 결합-다양한 물질

-드디어 생명... ^차시 ^1~6/36

학습목표

•세상을 이루는 물질이 원소로 이루어져 있음을 설명할 수 있다.

•과학의 본질적인 성질은 무엇일까에 대해 배울 수 있다.

•시나리오를 작성하고 연극으로 표현활동을 하면서 함께 배우는 방법을 체험할 수 있다.

연계과목 국어 연계과목

성취기준 영역 [10국03-01] 쓰기

STEAM 요소

S 주기율표, 이온결합과 공유결합 T 소품 만들기

E

A 인문(시나리오, 연극) M

개발 의도 원소의 규칙성으로 만들어진 원소주기율표를 이해하고, 원자들이 결합을 형성하여 물질을 이루는 원리를 배울 수 있도록 하기 위해서이다.

ㆍ 1-2 차시; 소모둠 활동으로 활동지 해결 시간

- 주기율표, 원자간 결합, 생명체에 중요한 물질에 대한 내용을 배우는 과정 ㆍ 3 차시; 대모둠 활동으로 시나리오 작성(모둠 수행평가)

- 국어 교사의 시나리오에 대한 설명을 듣고 주기율표, 원자간 결합, 생명체에 중요한 물질에 대한 내용을 포함하는 연극대본

ㆍ 4 차시; 대모둠 활동으로 작성된 시나리오로 연극 준비

- 주기율표, 원자간 결합, 생명체에 중요한 물질에 대한 내용을 포함하는 연극대본 ㆍ 5 차시; 대모둠 활동으로 연극 표현활동(모둠 수행평가)

- 다른 모둠들은 참관하며 동료평가에 참여, 담임교사 초청 ㆍ 6 차시; 둥글게 만나기로 소감 나누기

- 1 학년 첫 모둠활동, 블록수업, 통합수업에 대한 이야기 나누기

(17)

영역

[통합과학] p68~72

작은 부품으로 만든 커다한 완성품 [통합과학] p148~151

또 하나의 우주, 세포 [통합과학] p162~169

유전정보는 어디로 흘러가는가?

[10통과02-02] 생명체를 구성하는 물질 들은 기본적인 단위체의 다양한 조합을 통해 형성됨을 단백질과 핵산의 예를 통해 설명할 수 있다.

[10통과05-03] 생명 시스템 유지에 필 요한 세포 내 정보의 흐름을 유전자와 단백질의 관계로 설명할 수 있다.

주제(단원)명 결합으로 시작되는 유전정보의 흐름 차시 7~12/36

학습목표

•생명체 내에서 다양하고 복잡한 물질이 만들어지는 원리를 말할 수 있다.

•세포는 하나의 시스템으로 이루어짐을 설명할 수 있다.

•세포내 유전정보의 전달 과정을 그림으로 나타낼 수 있다.

•과학기사 쓰기를 통하여 글로 표현하여 의사 전달하는 방법을 배울 수 있다.

연계과목 국어, 영어 연계과목

성취기준 영역

[10 국 03-01] 쓰기

[영고 25343] 어구나 표현의 문맥적 의미 파악

[영고 25421] 정보를 찾아 체계적으로 기록

STEAM 요소

S DNA 와 유전정보의 흐름, 유전 정보로부터 단백질 합성까지의 과정 T

E

A 신문기사 쓰기 M

개발 의도 생명체 내에서 다양하고 복잡한 물질이 만들어지는 원리를 알고, 세포가 하나의 시스템으 로 이루어짐을 설명하여 유전 정보의 흐름을 배울 수 있게 하기 위해서이다.

ㆍ 1-2 차시; 소모둠 활동으로 활동지 해결 시간

- 유전 용어, 생체 고분자가 만들어지는 원리, 유전정보의 흐름에 대한 내용을 배우는 과정 ㆍ 3 차시; 영어샘에게 배우는 유전에 관련된 용어에 대한 영어 표현활동

- 유전 용어를 영어 단어로 표현하는 방법 배우기 ㆍ 4~5 차시; 소모둠 활동으로 과학 기사 쓰기 활동 - 신문 기사 분석, 주제 표현, 내용 정리, 단 완성 ㆍ 6 차시; 완성된 과학기사 홈페이지에 올리기(수행평가) - 댓글달기로 과학기사에 대한 동료평가

(18)

영역

[통합과학] p132~137

판이 움직이면 어떤 일이 벌어질까 [통합과학] p224~227

멸종, 그리고 새로운 시작

[10통과04-03] 지권의 변화를 판구조론 적 관점에서 해석하고, 에너지 흐름의 결과로 발생하는 지권의 변화가 지구 시 스템에 미치는 영향을 추론할 수 있다.

[10통과07-01] 지질 시대를 통해 지구 환경이 끊임없이 변화해 왔으며 이러한 환경 변화에 적응하며 오늘날의 생물다 양성이 형성되었음을 추론할 수 있다.

주제(단원)명 지구 내부의 힘, 생물 대멸종 차시 13~18/36

학습목표

•지권의 변화를 판 구조론의 관점에서 해석할 수 있다.

•판의 경계에서 지진과 화산 활동이 활발한 이유를 설명할 수 있다.

•지질 시대 동안 지구의 환경이 끊임없이 변화해 왔음을 예를 들어 설명할 수 있다.

•지질 시대 생물 대멸종의 원인과 이후 일어난 변화를 조사하여 생물 다양성이 형성되었음 을 추론할 수 있다.

연계과목 통합사회 연계과목

성취기준 영역

[10통사02-01] 자연환경이 인간의 생활 에 미치는 영향

STEAM 요소

S 판구조론, 지권의 변동, 지구환경의 변화로 인한 생물종의 변화 T

E

A 여행 브로슈어 만들기 M

개발 의도 판 구조론으로 설명하는 지권의 변동과 판의 상대적인 운동이 지구와 생명체에 미치는 영향 및 지리적 환경이 인간의 생활에 미치는 영향을 이해하기 위해서이다.

ㆍ 1-2 차시; 판구조론과 관련 개념 및 판의 경계의 특징 조사하기 ㆍ 2-3 차시; 다양한 여행브로슈어 분석하여 내용 및 디자인 고안하기

ㆍ 4-5 차시; 대모둠 활동으로 여행브로슈어 전지에 만들기 – 각 판의 경계에 대한 특징과 인간의 의,식,주와 관련된 내용을 포함하여 만들기

ㆍ 5-6 차시; 대모둠 활동으로 여행 브로슈어를 소개하기

(19)

영역

[통합과학] p148~p151, 또 하나의 우주, 세포 [통합과학] p155~p157

생명 유지에 필요한 화학 반응

[10통과05-01] 지구 시스템의 생물권에 는 인간과 다양한 생물들이 포함되는 데, 모든 생물은 생명 시스템의 기본 단위인 세포로 구성되어 있으며, 이러 한 세포에서는 생명 현상 유지를 위해 세포막을 경계로 한 물질 출입이 일어 남을 설명할 수 있다.

[10통과05-02] 생명 시스템 유지에 필 요한 화학 반응에서 생체 촉매의 역할 을 이해하고, 일상생활에서 생체 촉매 를 이용하는 사례를 조사하여 발표할 수 있다.

주제(단원)명 세포 시스템 이야기 차시 19~24/36

학습목표

•세포는 하나의 시스템으로 이루어짐을 설명할 수 있다.

•세포를 이루는 여러 세포 소기관의 기능을 말하고 세포 소기관의 상호 작용을 그림으로 나타낼 수 있다.

•물질대사의 뜻을 말할 수 있다.

•효소의 기능을 생명체 안팎의 조건을 비교하여 말할 수 있다.

연계과목 국어 연계과목

성취기준 영역 [10 국 03-01] 쓰기

STEAM 요소

S 세포 시스템, 세포의 구조, 세포 소기관 등 T

E

A 이야기 만들기 M

개발 의도

세포 소기관의 기능을 알고, 생명체는 수많은 세포가 각 부분을 이루면서 상호작용하는 하나의 시스템으로 서로 다른 기능을 하면서 하나의 생명체인 생명시스템을 이룬다는 것을 이해하기 위함이다.

ㆍ 1-2 차시; 소모둠 활동으로 활동지 해결 시간 - 세포의 역할과 세포 소기관의 기능

ㆍ 3-5 차시; 세포 소기관 3 개 이상과 효소 및 물질대사를 포함한 재미있는 이야기 만들기 ㆍ 5-6 차시; 세포 시스템과 물질 대사를 이용하여 재밌는 이야기 발표하기

(20)

영역

[통합과학] p180~p193, 우리 주위의 화학반응 [과학탐구실험] p52~p57 알록달록 색의 마술사

[10통과06-02] 생명 현상 및 일상생활 에서 일어나고 있는 다양한 변화의 이 유를 산화와 환원에서 나타나는 규칙성 과 특성 측면에서 파악하여 분석할 수 있다.

[10과탐02-06] 과학 관련 현상 및 사회 적 이슈에서 과학 탐구 문제를 발견할 수 있다.

주제(단원)명 산화 환원 반응, 지구와 생명의

역사를 바꾸다 차시 25~30/36

학습목표

•우리 주위에서 화학반응의 예를 찾고 그 공통점을 설명할 수 있다.

•지구와 생명의 역사에 혁신적 변화를 가져온 화학 반응에서 공통점을 찾을 수 있다.

•지시약을 이용하여 용액의 pH 에 따른 색의 변화를 관찰할 수 있다.

연계과목 생명과학, 물리 연계과목

성취기준 영역 ㆍ

STEAM 요소

S 산화 환원반응, 지구와 생명의 역사를 바꾼 화학반응, 신호등 반응 실험 T UCC 만들기

E

A UCC 제작하기 M

개발 의도 산화 환원 반응의 이해 및 지구와 생명의 역사를 바꾼 화학반응을 조사하고 우리 주변의 산화 환원 반응의 예를 찾아 UCC 로 제작하여 생활 속의 화학반응을 이해시키고자 한다.

ㆍ 1 차시; 소모둠 활동으로 활동지 해결 시간

- 우리 주변의 화학반응과 산소가 이동하는 산화 환원 반응과 전자가 이동하는 산화 환원 반응 조사하여 차이점 설명하기

ㆍ 2 차시; 신호등 반응 실험과 용액 속의 산화 환원 반응 실험하기

ㆍ 3 차시; 지구와 생명의 역사를 바꾼 화학반응 조사하여 UCC 내용 설계하기 ㆍ 4-5 차시; 지구와 생명의 역사를 바꾼 화학반응 조사하여 UCC 만들기 ㆍ 6 차시; UCC 평가하기

(21)

중심과목 성취기준

영역

[통합과학] p96~p99, 중력은 어떻게 작용하는가?

[과학탐구실험] p16~p19

자유낙하와 수평으로 던진 물체의 운동 비교하기

[10통과03-01] 자유 낙하와 수평으로 던진 물체 의 운동을 이용하여 중력의 작용에 의한 역학 적 시스템을 설명할 수 있다.

[10과탐01-03] 직접적인 관찰을 통한 탐구를 수 행하고, 귀납적 탐구 방법을 설명할 수 있다.

주제(단원)명 자유낙하와 수평으로 던진 물체의

운동 분석 차시 31~36/36

학습목표 •자유낙하와 수평으로 던진 물체의 운동을 비교할 수 있다.

•중력이 물체의 운동에 어떻게 작용하는지 설명할 수 있다.

연계과목 수학 연계과목

성취기준 영역 [10수학01-11]이차함수

STEAM 요소

S 자유낙하와 수평으로 던진 물체의 운동 분석 T

E

A 전지에 발표자료 만들기 M 이차함수

개발 의도 중력이 물체의 운동에 미치는 영향을 바르게 분석할 수 있고 생활 속의 다양한 현장에서 중력에 의한 운동과 에너지 전환에 대해 설명할 수 있게 하기 위함이다.

ㆍ 1 차시; 소모둠 활동으로 활동지 해결 시간

- 중력이 운동에 미치는 영향 및 자유낙하 운동분석하기

- 수평으로 던진 물체의 운동을 수평방향과 수직방향으로 구분하여 분석하기 ㆍ 2-3 차시; 실험하기

- 스마트폰의 슬로우모션 기능을 이용하여 자유낙하와 수평으로 던진 물체의 운동 분석하기 ㆍ 4-5 차시; 중력 및 에너지 전환과 관련된 놀이 기구나 생활 속의 현상을 찾아 발표 자료 만들기 ㆍ 6 차시; 모둠별 발표하기

(22)

나. 2학기

중심과목 통합과학 학교급/학년(군) 고등학교 1 학년

영역

[통합과학] 미래를 생각하는 에너지 사용법

[과학탐구실험] 내가 살고 싶은 세상의 과학

[10통과08-04] 에너지가 사용되는 과정 에서 열이 발생하며, 특히 화석 연료의 사용 과정에서 버려지는 열에너지로 인해 열에너지 이용의 효율이 낮아진 다는 것을 알고, 이 효율을 높이는 것 이 사회적으로 어떤 의미가 있는지를 설명할 수 있다.

[10과탐03-02] 첨단 과학기술 및 과학 원리가 적용된 과학 탐구 활동의 산출 물을 공유하고 확산하기 위해 발표 및 홍보할 수 있다.

주제(단원)명 친환경 에너지 도시 건설하기 차시 1 ~ 6/36

학습목표 친환경 에너지 도시를 설계하며 미래 사회의 에너지 문제를 해결하는 도시 형태를 찾을 수 있다.

연계과목 기술가정 연계과목

성취기준 영역

[12기가05-08] 인간, 자연, 기술이 공존 하는 발전

STEAM 요소

S 에너지 전환과 발전 방식의 장단점 이해 T

E 모형 만들기

A 다양한 색감을 이용하기 M

개발 의도 화석 연료의 고갈과 에너지 위기에 대해 깊이 있게 생각하며 신재생에너지 등 친환경 에너 지에 관심을 갖고 미래 사회의 에너지 문제를 해결하고자 하는 의지를 갖게 하기 위함이다.

*1 차시: 소모둠 활동으로 활동지 해결

- 에너지 전환과정 및 태양에서의 핵융합 반응 - 화석연료의 고갈과 에너지 위기

- 신재생에너지와 적정 기술

*2 차시: 큰 모둠활동으로 친환경 에너지 도시가 갖추어야 할 조건 및 설계할 도시 지역 정하기

*3 차시: [모둠활동] 친환경 에너지 도시 설계하기

- 에너지 발전 방식 선택 및 각 도시의 지형적 특징을 잘 표현하기 - 주어진 조건을 만족하여 설계하며 필요한 물품 정리하기

*4~5 차시: [모형 제작]친환경 에너지 도시 만들기 - 우드락에 모형 만들기

*6 차시: [발표하기]모형 도시의 특징을 친환경적 차원에서 설명하기

⇒ 1 학년 전 반의 모형을 한 곳에 모아두고 함께 전시하기

(23)

영역

[통합과학] 지금 사용하는 소재가 우리 시대를 말한다

[과학탐구실험] 더 나은 세상을 만드는 과학기술,

널리 알리고 다양하게 활용하라

[10통과02-03] 물질의 다양한 물리적 성질을 변화시켜 신소재를 개발한 사례 를 찾아 그 장단점을 평가할 수 있다.

[10과탐02-04] 흥미와 호기심을 갖고 과학 탐구에 참여하고, 분야 간 협동 연구 등을 통해 협력적 탐구활동을 수 행하며, 도출한 결과를 증거에 근거하 여 해석하고 평가할 수 있다.

[10과탐03-02] 첨단 과학기술 및 과학 원리가 적용된 과학 탐구 활동의 산출 물을 공유하고 확산하기 위해 발표 및 홍보할 수 있다.

주제(단원)명 이전에 없던 새로운 소재

-시대를 결정하다 차시 7 ~ 12/36

학습목표

과학 기술 발달에 다라 인류는 새로운 소재를 찾거나 기존의 소재를 변형해 왔음을 설명할 수 있다.

다양한 분야에서 활동되는 신소재에 대해 조사 발표하고 생활 속의 신소재의 이용 예를 설명할 수 있다.

연계과목 화학, 생명과학, 물리 연계과목

STEAM 요소

S 생체 모방 기술, 탄소 동소체, 과거와 현대의 신소재 T 신문지를 이용한 다양한 모양으로 방수 옷 만들기 E

A M

개발 의도 자연의 생명체 및 생체 물질의 기본 구조나 원리 및 메커니즘을 모방한 생체 모방기술로 친환경적인 신소재가 우리 생활에 미치는 영향을 이해하고 관심을 갖게 하기 위함이다.

*1~2 차시: [개인/모둠활동] 소모둠 활동으로 활동지 해결

- 물리적 성질을 이용한 신소재와 자연을 닮은 신소재 조사하기 - 과거의 신소재와 현대의 신소재 조사하기

*3 차시: 탄소동소체 모형 만들기

*4 차시: 연잎효과를 통해 생체 모방 기술 조사하기

*5~6 차시: 제작하기

- 방수성이 뛰어난 신문지 옷 만들어 물총을 쏘아 방수되는 정도 겨루기

(24)

중심과목 통합과학 학교급/학년(군) 고등학교 1 학년

영역

[통합과학] 미래를 위한 에너지 [과학탐구실험] 자연을 이해하고 세상을 바꾸다

[10통과09-04] 핵발전, 태양광 발전, 풍 력 발전의 장단점과 개선방안을 기후변 화로 인한 지구 환경 문제 해결의 관점 에서 평가할 수 있다.

[10과탐02-06] 과학 관련 현상 및 사회 적 이슈에서 과학 탐구 문제를 발견할 수 있다.

[10과탐03-01] 첨단 과학기술 속의 과 학 원리를 찾아내는 탐구 활동을 통해 과학 지식이 활용된 사례를 추론할 수 있다.

주제(단원)명

자연을 이해하고 세상을 바꾸다 - 태양광 발전을 이용한 장치 고안하기

차시 13 ~ 18/36

학습목표 태양전지를 이용하여 다양한 전기 기구를 작동해 보고 태양 전지의 특성을 이해하고 태양광 발전을 이용한 장치를 고안할 수 있다.

연계과목 기술가정 연계과목

성취기준 영역 [12기가04-05]첨단 수송 기술

STEAM 요소

S 태양 전지의 특성 T 모형 자동차 만들기

E 모터를 연동하여 직접 움직이는 모형 자동차 만들기 A 태양광 발전을 이용한 장치 고안하기(그림으로 표현) M

개발 의도

태양 전지의 특징과 직렬과 병렬연결을 통해 전류와 전압을 직접 측정하여 태양전지의 특성을 이해하고 일상생활 속에 다양하게 이용할 수 있음을 알고 태양광 발전에 관심을 높이기 위함이다.

*1 차시: [개인/모둠활동] 소모둠 활동으로 활동지 해결

- 태양 에너지가 지구에 미치는 영향 및 발전 과정에서 에너지 전환 과정

*2~3 차시: [실험활동] 태양 전지의 전압과 전류 측정하기 - 태양 전지의 특징 및 태양 전지의 직렬과 병렬 연결 - 태양광 발전을 이용한 장치 고안하기(그림으로 표현)

*4~5 차시: [제작하기] 태양 전지를 이용한 모형 자동차 만들기 - 2 인 1 조 소모둠으로 만들기

*6 차시: 모형자동차 경주하기

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영역

[통합과학] 산과 염기, 생활 속의 중화반응

[과학탐구실험] 신나는 놀이, 즐거운 과학

[10통과06-04] 산과 염기를 섞었을 때 일 어나는 변화를 해석하고, 일상생활에서 중화 반응을 이용하는 사례를 조사하여 토의할 수 있다.

[10과탐02-07] 생활 속에서 발견한 문제 상황 해결을 위한 과학 탐구 활동 계획을 수립하고 탐구 활동을 수행할 수 있다.

[10통과06-03] 생활 주변의 물질들을 산 과 염기로 구분할 수 있다.

주제(단원)명 생활 속이 중화반응과 산 염기(천연

지시약) 용액의 액성 실험 차시 19 ~ 24/36

학습목표

※ 우리 주변이나 몸속에 있는 산성 물질과 염기성 물질을 찾을 수 있다.

※ 우리 주변의 물질을 산성, 중성, 염기성으로 구별할 수 있다.

※ 염기성을 중화시키기 위해 산성 물질의 부피를 측정할 수 있는 도구를 다루는 방법을 배울 수 있다.

※ 우리 주변의 중화반응을 설명할 수 있는 PPT 를 만들어 봄으로써 환경오염을 개선하는 방법을 탐구할 수 있다.

연계과목 화학, 환경 연계과목

STEAM 요소

S 산과 염기의 특징과 중화반응 및 효소와 pH T 실험 기구 다루기의 효율성과 안정성 접근

E 눈금실린더와 스포이트, 둥근 플라스크의 눈금 정확하게 읽는 방법 A ppt 만들기에서 내용 표현과 발표력의 예술적 접근

M 몰농도 구하기, 중화반응에서 반응물과 생성물 간의 몰비 계산

개발 의도

산성 물질과 염기성 물질이 가지는 특성을 안다.⇒ 우리 주변에서 산성 물질과 염기성 물질을 찾는 방법을 배운다.⇒ 중성과 중화반응을 실험으로 확인한다.⇒ 환경오염으로 인한 주변의 환경을 개선하는 방법을 찾는다.

*1 차시: [지식활동] 산과 염기의 특성, 주변의 산성 물질과 염기성 물질, 중화 반응에 대한 학습내용을 활동지를 통해 소모둠 활동으로 배운다.

*2~3 차시: [실험활동] 산성 물질과 염기성 물질 찾기, 천연 지시약 만들기, 몰농도와 중화반응을 내용으로 3 개의 실험을 수행하고 개인별 3 개의 보고서를 작성한다.

⇒ 보고서는 과학탐구실험 수행평가로 활용한다.

*4 차시: [산출물 만들기] 우리 주변의 중화반응을 찾고 PPT 를 만드는 소모둠 활동을 한다.

*5~6 차시: [발표 및 평가] 소모둠으로 만든 PPT 내용을 발표하고 질의응답, 피드백 활동, 소감나누기를 한다.

⇒ 개인별 동료평가, 모둠별 교사 평가가 이루어진다.

(26)

1학년 통합과학 1학기 주제탐구

4. 학생활동지 및 차시별 학생 평가기준

물질의 결합–다양한 물질-드디어 생명...

[참고자료 : 통합과학 p30~p57, 과학탐구실험 p22~p25]

모둠 : 학년 반 번 이름:

1. 주기율표란?

나의 의견 동료의 의견 주기율표란?

2. 주기율표 작성 방법

3. 주기율표의 규칙성

4. 원자들이 결합을 형성하는 이유

(27)

5. 원자간 결합의 종류

6. 각 원자간 결합별 특징

7. 생명체에 중요한 물질들의 역할과 그들을 만든 결합

(28)

[연극 대본 표지]

물질의 결합–다양한 물질-드디어 생명...

모둠 :

모둠원 학번 이름 역할

(29)

[연극 평가]

물질의 결합–다양한 물질-드디어 생명...

평가 교사 : 평가 대상 : 학년 반

평가 항목 평가 내용 및 평가 기준

평가 모둠

( )

모둠 ( )

타당성

내용 - 연극의 내용이 적절하게 선택되었는가?

- 연극에 표현된 대사나 장면, 소품들이 주제와 관련 있는가? 5 / 4 / 3 5 / 4 / 3 5 / 4 / 3

완성도 - 주제 이해에 필요한 모든 정보가 들어 있는가?

- 연극 제작 기준에 맞게 만들어졌는가? 5 / 4 / 3 5 / 4 / 3 5 / 4 / 3 정확성 - 연극에 포함된 정보는 사실을 기반으로 하였는가? 5 / 4 / 3 5 / 4 / 3 5 / 4 / 3

창의성

- 연극의 내용은 새로운 관점을 표현하기 위해 노력하였는가?

- 대사와 소품 등이 독창적인가?

- 흥미 요소가 포함되어 있는가?.

5 / 4 / 3 5 / 4 / 3 5 / 4 / 3

전달성 - 모든 정보가 간결하고 전달력이 좋은가?

- 보는 사람이 이해하기 쉽도록 내용을 구성하였는가? 5 / 4 / 3 5 / 4 / 3 5 / 4 / 3 평정 결과

(30)

[연극 평가]

물질의 결합–다양한 물질-드디어 생명...

모둠 : 평가 대상 : 학년 반

평가 항목 평가 내용 및 평가 기준

평가 모둠

( )

모둠 ( )

타당성

내용 - 연극의 내용이 적절하게 선택되었는가?

- 연극에 표현된 대사나 장면, 소품들이 주제와 관련 있는가? 5 / 4 / 3 5 / 4 / 3 5 / 4 / 3

완성도 - 주제 이해에 필요한 모든 정보가 들어 있는가?

- 연극 제작 기준에 맞게 만들어졌는가? 5 / 4 / 3 5 / 4 / 3 5 / 4 / 3 정확성 - 연극에 포함된 정보는 사실을 기반으로 하였는가? 5 / 4 / 3 5 / 4 / 3 5 / 4 / 3

창의성

- 연극의 내용은 새로운 관점을 표현하기 위해 노력하였는가?

- 대사와 소품 등이 독창적인가?

- 흥미 요소가 포함되어 있는가?.

5 / 4 / 3 5 / 4 / 3 5 / 4 / 3

전달성 - 모든 정보가 간결하고 전달력이 좋은가?

- 보는 사람이 이해하기 쉽도록 내용을 구성하였는가? 5 / 4 / 3 5 / 4 / 3 5 / 4 / 3 평정 결과

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결합으로 시작되는 유전정보의 흐름 결합으로 시작되는 유전정보의 흐름

[참고자료 : 통합과학 p68~p72, p148~p151, p162~p169]

모둠 : 학년 반 번 이름:

1. 생물체를 이루는 주된 물질인 탄소 화합물이 매우 다양한 이유는?

나의 의견 동료의 의견 탄소 화합물이 다양한 이유

2. 스스로 해보기 : 다음 용어에 대해 설명해 보자.

용어 나의 설명

단백질

아미노산

핵산

뉴클레오타이드

염기

DNA

뉴클레오타이드의 결합

RNA

핵

리보솜

전사

번역

3염기 조합

(32)

3. 동료들과 함께 해보기 : 다음 용어에 대한 설명을 완성해 보자.

용어 동료들과 함께 완성한 설명

단백질 아미노산 핵산

뉴클레오타이드 염기

DNA

뉴 클 레 오 타 이 드 의 결합

RNA 핵 리보솜 전사 번역 3염기 조합 코돈

4. 생명체에 존재하는 거대한 분자들이 만들어지는 원리는?

나의 의견 동료의 의견 거대 분자 합성 원리

5. 다양한 단백질이나 DNA가 만들어질 수 있는 이유는?

나의 의견과 이유 동료의 의견과 이유 다양한 물질이 만들어지는 이유

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6. 다음은 갈색 눈동자와 파란색 눈동자가 나타나는 과정을 비교해서 나타낸 것이다.

1) 위 그림을 토대로, 갈색 눈동자와 파란색 눈동자가 나타나는 과정을 다음 단어 를 포함하여 설명해 보자.

유전자 단백질 핵 리보솜

나의 설명 동료의 설명 갈색/파란색 눈동자가 나타나는 과정

2) 유전자가 다르면 겉으로 나타나는 형질이 달라지는 이유는?

나의 설명 동료의 설명 유전자가 다르면 형질이 달라지는 이유

7. 유전 정보로부터 단백질이 합성될 때까지의 과정을 다음 용어들을 모두 사용하여 설명해 보자.

전사, DNA, RNA, 번역, 리보솜, 아미노산, 단백질, 핵, 세포질

나의 설명 동료의 설명 단백질이 합성될 때까지의 과정

(34)

8. 아미노산 하나를 지정하기 위해 세 개의 염기 한 조가 필요한 이유는?(단, 염기는 네 종류이고 아미노산은 20종이다.)

나의 설명 동료의 설명 이유

9. 생명의 암호 - 유전 정보의 흐름에 대해 설명해 보자.

나의 설명 동료의 설명 유전 정보의 흐름

10. DNA 3염기 조합이 전사되어 RNA 코돈을 만드는 원리는?

나의 설명 동료의 설명 전사의 원리

11. 함께 해 보기 : 지구에 사는 모든 다양한 생명체들이 공통적으로 가지고 있는, 유 전 정보를 저장하는 방법과 형질을 나타내는 방법을 정리하고, 이것이 나타내는 의미를 쓰시오.

유전 정보를 저장하는 방법과 형질을 나타내는 방법 의미