2021 STEAM 교사연구회 결과보고서
2021. 11. 17.
강신중학교
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“이 보고서는 2021년도 정부의 재원으로
한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”
목 차
1. 요약문··· 01
2. 서론··· 01
3. 연구 수행 내용 및 결과··· 02
가. STEAM 프로그램 개발‧적용 ··· 03
(1) 프로그램 개발 내용 ··· 03
(2) 프로그램 개발‧적용 결과 ··· 03
나. 성과 확산 및 실천 ··· 03
(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최 ··· 03
(2) STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과 ··· 03
다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사 ··· 04
(1) 수혜학생 태도 조사 ··· 04
(2) 교원 만족도 조사 ··· 04
4. 결론 및 제언··· 05
[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
부록4. STEAM 교사연구회 주최, STEAM 확산 실천 사례(행사 및 연수) 자료 등
1. 요약문
새로운 지식이 범람하고 다양한 기술이 발전하는 미래사회를 이끌어갈 창의 융합형 인재가 되기 위해서 학생들은 “인문학적 상상력”과 “과학기술 창조력”을 균형 있 게 갖출 필요가 있다. 따라서 학생들에게 주어진 상황과 문제를 인식하고 다양한 각도 에서 해결하며 지신이 도출해낸 결과에 따라 새로운 것을 제작 및 발견하는 과정이 있는 프로그램이 필요하다.
과학 교과를 단순 용어의 암기와 지식의 이해 단계에서 그쳐 학습에 어려움을 느끼 는 학생들에게 과학, 기술, 수학 과목을 융합한 “CAD와 3D펜을 이용하한 과학보드게 임 만들기”라는 프로그램을 통해 해당 교과목에 대한 흥미와 이해를 높이면서 동시 에 스스로 학습에 도움이 되는 ‘학습도구’를 직접 제작해 봄으로써 융합적사고력과 실생활 문제 해결력 및 창의력 또한 배양할 수 있음에 이 프로그램을 개발하였다.
이 프로그램은 과학 교과를 중심으로 개발되었지만 ‘보드게임’을 통한 ‘학습 도 구 제작’목표를 중심으로 여러 교과에 응용하여 활용할 수 있으며 동아리, 자유학기 제 등 다양한 종류의 수업에 적용이 가능하다는 장점이 있다.
2. 서론
(1) 교사연구회의 목표
(가) 메이커 교육(CAD 및 3D펜)과 관련 교과(과학·기술·수학)를 접목시킨 융합 프
로그램(과학 보드 게임 만들기) 개발을 통한 학생 참여 및 학습동기를 증진할 수 있다.(나) 수업 공개 및 교원학습공동체를 통해 여러 교과 교사간의 다양한 의견 나눔 및 토론 문화를 조성하여 해당 연구 프로그램의 공유 및 확산한다.
(2) STEAM 프로그램 개발·적용 목적
(가) 학생들이 학습 도구를 제작함으로써 학습에 대한 부담감을 줄이고, 학습자의 선
택권 폭을 넓힘으로서 교과에 대한 자율성 및 흥미를 향상시킬 수 있다.(나) STEAM 프로그램 개발을 통해 교사 간 협력을 증진하고 융합 수업 관련된 교사 의 역량 및 전문성 신장을 목표로 하고 있다.
(다) 개발한 STEAM 프로그램은 교과 수업뿐만 아니라 동아리, 자유학년제 수업 등 다양하게 활용 및 적용하고자 한다.
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3. 연구 수행 내용 및 결과
STEAM 프로그램
구분
프로그램명 CAD 및 3D펜을 이용한 과학 보드게임 만들기 선행
프로그램명 해당 없음
학교급 중학교 대상 학년(군) 2학년
목표 수혜학생 수 287명
중심과목 과학 중심과목
성취기준 영역
[중학교 2학년 과학] (5) 소화와 배설 [중학교 2학년 과학] (6) 혼합물의 분리
연계과목 기술
수학
연계과목 성취기준 영역
[중학교 2학년 기술] (4) 기술 시스템 [중학교 2학년 수학] (8) 경우의 수와 확률
개발계획
주제 연번 차시
(시수) 과목 연계(안)
1 8 과학(6) + 기술(2)
2 4 수학(4)
3 7 과학(2) + 기술(5)
구분 수행 결과
교수학습지도안 개발 차시 총19차시
수업 적용 기간 2021. 6. 14. ~ 2021. 10. 20.
(STEAM 수업) 수혜학생 수 강신중학교 287명(중학교 2학년 전교생) 학생 태도검사 1차(사전) 검사 7월 15일, 11개 학급(287명) 실시완료
2차(사후) 검사 10월 15일, 11개 학급(287명) 실시완료 학생 및 교사 만족도조사 10월 22일 실시 완료
가. STEAM 프로그램 개발‧적용 (1) 프로그램 개발 내용
(가) STEAM 프로그램 중점 사항
① 과학 : ‘소화 및 배설’의 핵심개념과 ‘혼합물의 분리’ 원리를 이해하고, 과 학 교과 단원에 포함된 과학적 지식 및 용어를 적용한 보드게임 속 과학 퀴즈 구성 및 제작하기
② 기술 : 창의적 과학 보드게임 설계도를 작성하고 이를 CAD 도면으로 설계한 후, 레이저 커터기를 활용하여 보드게임 판 제작하기
③ 수학 : 경우의 수와 확률을 이해하여 게임을 설계하고, 제작한 보드게임에 사용 될 3D 주사위를 선정 및 제작하기
(2) 프로그램 개발‧적용 결과
교수학습 지도안 개발
차시(시수)
프로그램명 프로그램 주제 운영
대상(학년)
완료 여부
개발 수업적용 학생수
1-8 과제 설정 프로젝트 주제 제시 및
구상도 제작하기 2학년 완료 완료 282
9-12 과제 이해 3D펜 주사위 제작 2학년 완료 완료 282
13-19 과제 실행
CAD 도면 이해하기 CAD 도면 활용하기 보드게임 설계하기
2학년 완료 완료 282
보드게임 실시
및 발표하기 2학년 완료 완료 282
합계
나. 성과 확산 및 실천
(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최
회차 일시 장소 참석대상 주요내용
1차 ‘21. 10. 08. 실시간 Zoom 연수 교사 (15명) - 프로그램 결과물 발표 및 자료 공유 - 확산 방안 숙의
* 당초 계획은 학생 및 교사를 대상으로 결과물을 전시 및 공유할 예정이었으나, 교내 방역 문제로 원격 수업 전환에 따라 교사를 대상으로한 실시간 Zoom 결과 발표회로 변경됨.
(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 신유정 교사(연구책임자) - 타학교 STEAM 연구 수업 사례 참고를 통한 프로그램 구상 구체화 2차 ’21.7.15.(목)
16:30~18:00 온라인 신유정 교사(연구책임자) - 원격수업을 장기화에 따른 프로그램 수정 방안 모색
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다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사 (1) 수혜학생 태도 조사
구분 조사 시기 내용
1차(사전)검사 ’21. 7. 12. ~ ’21. 7. 15. 7월, 11개 학급(282명) 실시완료 2차(사후)검사 ’21. 10. 11. ~ ’21. 10. 15. 10월, 11개 학급(282명) 실시 완료
(가) 수혜 학생 수 : 2학년 11개 학급 282명
(나) 검사 시기
① 1차 : 2021. 07. 12 ~ 2021. 07. 15 ② 2차 : 2021. 10. 11 ~ 2021. 10. 15 (다) 대상 선정 이유
① STEAM 프로그램 개발 시 교육과정 재편성에 용이함
② 학습자가 과학 교과 학습 시 용어 및 암기에 어려움을 느끼는 단원이 있음 (라) 학생 인터뷰 내용
(*학생 소감문 일부 발췌)(2) 교원 만족도 조사
(가) 조사 시기 : 2021. 10. 20 ~ 2021. 10. 22 (나) 조사 결과
① STEAM 교사 연구회를 통해 교수 학습 자료를 개발하는 과정에서 교원 역량 함 양이 되었으며 자기 장학에 큰 도움을 느낌.
② 다른 교사와 교수 학습 자료 및 수업 공유를 통해 교육 과정을 분석하는 능력을
기를 수 있었으며 융합 프로그램 개발에 자신감을 갖게 됨.
4. 결론 및 제언
(1) 교사연구회 협력적 활동 내용
(가) STEAM 교사연구회 팀원 간의 협력적 활동 배분 및 상호 보완
성 명 과 목 협력적 활동 내용
신○정 과학 과제수행 계획서 작성 및 운영, 교육과정 성취기준 분석, 보고서 작성, 수업 피드백, 회의록 작성
김○성 과학 교육과정 및 성취기준 분석, 수업실시, 보고서 작성, 회 계 관리, STEAM 수업 홍보, 수업 피드백
왕○수 수학 교육과정 및 성취기준 분석, 수업실시, 보고서 작성, 출 장 관리, STEAM 수업 홍보, 수업 피드백
박○수 기술 교육과정 및 성취기준 분석, 수업실시, 보고서 작성, 학 생 설문 조사, 수업 피드백
이○재 기술 교육과정 및 성취기준 분석, 수업실시, 보고서 작성, 학 생 설문 조사, 수업 피드백,
(나) 교사 간 수업 교류 문화 조성
① STEAM(융합인재) 개발 교원학습공동체를 구성하여 월 2회 이상 협의회를 실시 함. 이를 통해 여러 교과 간 성취기준 공유와 교육과정 분석하고 융합 프로그램 교수 학습 자료를 개발함.
② 공개 수업 연구회 실시를 통한 수업 자료 공유 및 확산 문화를 조성하고 피드백 을 통해 자기장학 및 동료장학을 실시함.
(다) 출장 및 연수를 통한 전문성 신장
① STEAM 프로그램의 자료 개발을 위해 개개인의 융합 관련 연수를 이수함
② 영등포고 출장을 통해 메이커 교육과 STEAM 교육의 연계성을 탐구하고, 융합 수 업 관련 전문성을 개발함
(2) 교사연구회 결과 STEAM 수업 역량 증가 내용 및 설명
(가) 교사가 여러 교과와 단원별 다양한 성취기준을 접목한 교육과정 재구성을 통해 다양한 프로그램을 연구 및 개발할 수 있다는 자신감이 향상됨.
(나) 블렌디드 수업모형을 적용하여, 원격 수업과 등교 수업을 차시를 배분하여 지식 전달과 학생활동중심 수업을 적절하게 활용할 수 있는 능력이 향상됨.
(다) 교사 자신의 교과에 한정된 지식만 전달하는 것이 아닌 여러 교과간의 융합을 통
한 다양하고 실생활과 연관이 된 지식과 정보를 전달할 수 있는 역량을 함양함.
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(라) 학생들이 자신의 특성과 개성을 자유롭게 표현할 수 있는 메이커 융합 활동을 통해 감수성과 심미적인 감성을 표현하고 물건에 적용된 과학기술을 습득하여 창의적 사고를 증진할 수 있는 기회를 제공이 가능함. 또한 학생들의 진로·직업 탐색과 자아실현에 도움이 될 수 있는 교육을 시행할 능력을 기를 수 있음.
(3) 교사연구회 및 프로그램 개선 방안
(가) 이번 STEAM 연구회 프로그램 핵심 교과인 과학·수학·기술과 같이 이공계열 과목뿐만 아니라 인문계열과 예술계열을 포함한 다양한 과목의 융합수업 연구 의 필요성이 있음.
(나) STEAM 교사 연구회에 성과에 두려움과 시간 투자의 어려움으로 교과 간의 STEAM 수업을 꺼려하는 교사가 많음. 따라서 STEAM 교사 연구회에 대한 긍정 적인 홍보를 통한 STEAM 수업에 대한 교사 인식의 재고가 필요함.
(4) STEAM 프로그램 개발·적용 관련 좋았던 점과 어려웠던 점 (가) 좋았던 점
① 평소 동일 교과가 아닌 다른 교과 교사들과의 교수 학습 자료 및 수업에 관한 의견을 교류할 기회가 없는데, 이번 STEAM 교사연구회를 통해 다양한 과목의 교사들과 함께 연구할 수 있었고, 프로그램을 개발하는 과정에서 회의와 아이디 어를 공유하면서 확장된 지식을 습득할 수 있었음. 또한 여러 가지 수업 방법을 개발하고 연구하고 도전할 수 있는 기회가 되었음.
② STEAM 교사 연구회 사전·사후 학생 설문조사를 실시함으로써 학생들이 교과 에 관해 생각하는 현주소를 파악하는 자료로 활용할 수 있었으며 메이커 수업, 융합수업에 관한 관심도를 알 수 있는 기회가 되었음.
③ CAD 및 3D펜을 이용한 과학 보드게임 만들기 프로그램을 과학 보드게임이 아 닌 다양한 과목 보드게임 만들기로 확장할 수 있으며 동아리 및 자유학년제에 적용하게 된다면, 더 전문적이고 교육적인 프로그램을 학생들에게 제공할 수 있 을 것이라는 기대를 하게 됨.
(나) 어려웠던 점
① 각 교과의 특성과 성취수준이 다르기 때문에 하나의 주제와 통일된 학습 목표를 갖는 융합 프로그램을 구성하는데 많은 시간과 노력이 필요했음.
② 코로나19로 인한 갑작스러운 원격 수업전환과 장기화로 당초 계획했던 학생 활 동 위주의 프로그램이 축소되었으며 수업 차시의 수정과 변동이 있었음.
(5) 시사점
(가) 게임과 교육을 결합하는 프로그램은 과학·기술·수학 외에도 다양한 과목의 교사들이 연계하여 참여하고 개발할 수 있으며 단순 암기식 수업 방식에서 벗 어나 학생들이 지식을 습득할 수 있는 능력과 수업 참여도가 늘어나는 성과를 줄 수 있음.
(나) 직접 설계하고 제작한 결과물로 게임을 수행해보는 과정에서 학생들이 해당 교 과의 흥미와 재미를 유발해 학습 기억을 높일 수 있었고, 수업에 대한 몰입도 또한 증가시킬 수 있었음.
(6) 기타 사항
코로나 19 상황으로 당초 계획이 변동됨에 따라 워크숍이 취소되었으며, 교수학습
프로그램이 타이트하게 운영되어 수업 차시가 축소되었음. 이로 인해 연구비를 모
두 사용하지 못하는 점이 발생함.
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.
[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물
프로그램 명: CAD 및 3D 펜을 이용한 과학 보드게임 만들기
1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정
연번 차시 (중심과목)
2015 개정 교육과정 성취기준 (연계과목) 성취기준 영역
1 1~8/19
[9 과12-02] 음식물이 소화되어 영양소가 흡수되는 과정을 소화 효소의 작용과 관련지어 설명할 수 있다.
[9 과13-04] 밀도 차를 이용하여 고체 혼합물 또는 섞이지 않는 액체 혼합물을 분리하는 방법을 이해하고, 우리 주변에서 사용되는 예를 찾아 설명할 수 있다.
[중학교 2학년 기술] (4) 기술 시스템 [중학교 2학년] 마. 확률과 통계 2) 확률과 그 기본 성질
2 9~12/19
[9 수05-04] 경우의 수를 구할 수 있다.
[9 수05-05] 확률의 개념과 그 기본 성질을 이해하고, 확률을 구할 수 있다.
[9기가] 기술 시스템
3 13~19/19
9기가05-03] 일상생활에서 사용되는 제품들이 기술적
문제 해결 과정을 통해 개발되고 발전하고 있음을 이 해한다.
[9기가05-06] 생활 속 문제를 찾아 아이디어를 구상하 고 확산적･수렴적 사고 기법을 활용하여 창의적으로 해결한다.
[중학교 1~3학년] (4) 기하 [중학교 2학년 과학] (5) 소화와 배설 [중학교 2학년 과학] (6) 혼합물의 분리
2. STEAM 프로그램 총괄표(총 19차시)
차시 주요내용
1~8 /19
주제(단원)명 프로젝트 주제 제시 및 구상도 제작하기
과학교과의 단원 중 ‘소화’와 ‘혼합물 분리’에서의 핵심개념을 학습하고 이를 적용하여 자신만의 보드게임을 구상하는 내용으로 구성
Co 상황 제시
- 우리 몸속의 음식물은 어떻게 될까?
- 섞여 있는 물질들을 어떻게 분리할 수 있을까?
- 소화와 혼합물의 분리 단원에서 핵심개념 및 과학적 원리를 쉽게 학습할 수 있는 방안은?
- 보드게임의 종류와 규칙에는 어떤 것들이 있을까?
CD 창의적 설계
- 소화와 혼합물의 분리 단원에서의 핵심개념은?
- 소화계 기관의 구조와 기능 탐색하고 효소의 종류와 영양소의 특징 파악하기 - 밀도 차, 끓는점 차를 이용한 혼합물 분리 원리 탐색하기
- 여러 가지 종류의 보드게임을 조사하고 아이디어 착안하기 ET 감성적 체험
- 과학 공부를 하면서 즐길 수 있는 보드게임 구성요소 파악하기 - 모둠별 토론을 통하여 보드게임 규칙, 방식 구상하기
- 과학 퀴즈를 활용한 보드게임 디자인하기 - 다른 모둠의 보드게임 디자인 감상하기
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차시 주요내용
9~12 /19
주제(단원)명 3D펜 주사위 제작
“신은 주사위 놀이를 하지 않는다” -아인슈타인
확률과 가장 밀접한 도구인 주사위를 통해서 확률의 성질을 이해하고, 이를 응용하여 다양한 형태의 주사위를 고안하는 활동
Co 상황 제시
- 주사위는 언제부터 놀이 도구로 사용되었을까?
- 주사위를 굴리는 행위는 누구에게나 공정할까?
- 주사위를 결과를 예측할 수 없는 이유는 무엇일까?
- 조작된 주사위를 한눈에 알아볼 수 있을까?
- 게임의 재미를 높이기 위해서는 어떤 모양의 주사위를 만들어야할까?
CD 창의적 설계
- 수학적 확률과 통계적 확률의 차이를 이해 - “엔트리”를 통해 통계적 확률을 확인
- 주사위 형태에 따른 수학적 확률을 계산해보고 실제 확률 구해보기 - 실제 주사위를 이용한 간단한 게임 실행하기(다이사이)
ET 감성적 체험
- 주사위를 직접 던져 보기도 하고, 프로그램을 이용해 시뮬레이션 해보기도 하면서 큰 수의 법칙을 이해
- 다양한 요인이 개입될 수 있는 확률의 성질을 체험 - 다이사이 게임을 통해서 도박의 위험성을 이해 - 자신이 고안한 보드게임에 어울리는 주사위 찾기
13~18 /19
주제(단원)명 CAD 도면 이해 및 활용을 통한 보드게임 설계하기
Co 보드게임 활동경험을 공유하고 보드게임판에 필요한 요소에 대해 이야기한다.
CD - CAD의 개요와 기초 및 명령어를 이해하기 위해 간단한 도면을 모델링 한다.
- 보드게임에 필요한 요소를 구상하고 설계한 내용을 CAD를 통해 구현한다.
ET - 모델링한 도면을 레이저 커팅기로 출력하고 하드웨어와 소프트웨어의 관계를 이해한다.
- 직접 제작한 보드게임판으로 활동을 해보고 설계의 잘된 점과 부족한 점을 파악한다.
19 /19
주제(단원)명 보드게임 실시 후 결과 발표하기
ET 모둠별 발표를 통한 과학 보드게임의 구성요소 및 규칙과 매뉴얼을 소개 및 공유
ET 결과 및 산출물을 평가
- 게임 문제에 과학개념이 잘 적용되어있는가?
- 제작된 보드게임판의 외적인 완성도가 높은가?
- 게임 규칙 및 사용 방법을 알기 쉽게 소개하였는가?
- 게임의 구성요소 및 규칙에 창의적인 아이디어가 포함되었는가?
3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안
중심과목 과학 학교급/학년(군) 중학교 2 학년
중심과목 성취기준
영역
[중학교 2학년 과학] (5) 소화와 배설 [중학교 2학년 과학] (6) 혼합물의 분리
중심과목 성취기준
[9 과12-02] 음식물이 소화되어 영양소가 흡수되는 과정을 소화 효소의 작용과 관련지어 설명할 수 있다.
[9 과13-04] 밀도 차를 이용하여 고체 혼합물 또는 섞이지 않는 액체 혼합물을 분리하는 방법을 이해하고, 우리 주변에서 사용되는 예를 찾아 설명할 수 있다.
주제(단원)명 프로젝트 주제 제시 및
구상도 제작하기 차시 1~8/19
학습목표
- 소화의 의미를 설명할 수 있다.
- 소화계를 구성하는 소화기관의 종류와 각 소화 기관의 기능을 설명할 수 있다.
- 음식물의 소화 과정을 소화효소와 관련지어 설명할 수 있다.
- 우리 주변의 물질을 순물질과 혼합믈로 구분할 수 있다.
- 혼합물의 분리 방법을 이해하고 원리를 설명할 수 있다.
- 보드게임의 구성요소를 추출할 수 있다.
- 과학 퀴즈를 적용하여 보드게임을 구상할 수 있다.
연계과목 기술, 수학 연계과목
성취기준 영역
[중학교 2학년 기술] (4) 기술 시스템 [중학교 2학년] 마. 확률과 통계 2) 확률과 그 기본 성질
STEAM 요소
S 우리 몸의 소화과정, 밀도차를 이용한 혼합물 분리
T 소화 과정에 적용되는 최신 의약기술 탐색, 혼합물 분리 기술 적용 사례 분석 E 보드게임 규칙 및 방식 구상하기
A 보드게임 디자인 구상하기 M
개발 의도 ‘소화’와 ‘혼합물 분리’에서의 핵심개념을 학습하고 이를 적용하여 자신만의 보드게임을 구상도를 제작한다.
‘프로젝트 주제 제시 및 구상도 제작하기’ 단원은 과학교과의 단원 중 ‘소화’와 ‘혼합물 분리’에서의 핵심개념을 학습하고 이를 적용하여 자신만의 보드게임을 구상하는 내용으로 구성되어있다. 이에 본 프로그램에서는 단원별 핵심개념을 추출하고, 이에 대한 과학적 원리와 실생활에서의 사례 및 관련 적용 기술 들을 조사하고 탐색하는 과정을 통해서 해당 핵심개념에 대한 이해도를 높임과 동시에 이와 관련된 보드게임을 제작하는 과정을 통해서 문제해결력 증진과 지식을 현장에 적용할 수 있는 능력을 함양하는데 목표를 두고 있다. 또한, 게임을 제작하고 자신의 상상을 현실로 구현하는 과정을 통해서 학생들의 학습 흥미도를 높일 수 있고, 단순히 암기식 지식이 아닌 게임의 한 요소로서 체득할 수 있도록 하는것에 중점을 두고 있다.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
- 우리 몸속의 음식물은 어떻게 될까?
- 소화 기관의 종류와 기능
- 섞여 있는 물질들을 어떻게 분리할수 있을까?
- 보드게임의 종류 - 보드게임의 규칙
창 의 적 설 계
창의적 설계
- 보드게임 규칙, 방식 구상하기
- 과학 퀴즈를 활용한 보드게임
디자인하기 - 다른 모둠의
보드게임 디자인 감상하기
감 성 적 체 험 - 소화계 기관의 구조와 기능
탐색하기
- 효소의 종류와 영양소의 특징 파악하기
- 밀도차, 끓는점 차를 이용한 혼합물 분리 원리 탐색하기 - 보드게임의 구성요소, 규칙 파악하기
감성적 체험
- 4 - 학습
과정 교수-학습 활동 학습자료
및 유의점
도입 (20 분)
CD 상황제시
- 우리 몸속으로 들어온 음식물들은 어떻게 될까?
- 음식을 급하게 먹으면 왜 체할까?
- 소화를 잘 되게 하려면 어떻게 해야할까?
Co 다양한 소화기관에 대해서 이야기 하기
ET 우리 몸 속의 소화기관을 그려보기
동영상 - 몸 속 에 서
의 소화 영상
Tip!
전개 1 (45 분)
CD 소화계는 어떤 기관들로 구성되어있을까?
- 소화기관에 대해서 이야기 하기
Co 소화기관의 구조와 기능 탐색하기
ET 소화기관에 문제가 생겼을 때 관련된 병원과 관련 직업 알아보기 - 의약계열 관련 직업 및 진로 소개
전개 2 (45 분)
CD 몸속으로 들어온 영양소들은 어떻게 될까?
- 영양소의 종류와 기능 이야기 하기
Co 소화 효소의 개념과 종류, 기능 탐색하기
ET 탄수화물, 단백질, 지방의 소화 과정을 스케치하기
도입 (20 분)
CD 상황제시
- 오렌지로만 만든 주스에는 한 가지 물질만 들어 있을까?
- 섞여있는 물질들을 어떻게 구분할 수 있을까?
- 순물질과 혼합물을 구분하는 기준은 무엇일까?
- 순물질과 혼합물은 어떤 특징이 있을까?
Co 우리 주변의 물질들을 순물질과 혼합물로 구분하기
ET 사파이어와 황산구리를 구별하는 방법에 관하여 조사하기
-
Tip!
전개 3 (45 분)
CD 라면을 끓일 때 라면 수프를 먼저 넣으면 면발이 더 빨리 익는 까닭은 무엇인 가?
Co 물과 소금물을 가열할 때와 냉각할 때의 온도변화를 관찰하고 그래프로 표현하 기
ET 끓는점을 이용한 실생활 예시 찾아보기
전개 4 (45 분)
CD 진짜 동전과 장난감 동전을 구별할 수 있는 방법이 있을까?
- 소화기관에 대해서 이야기 하기
Co 밀도의 개념을 이애하고 혼합물의 예시를 적용하여 설명하기
ET 분별깔대기를 이용하여 물과 식용유의 혼합물을 분리하기 - 실험 결과를 밀도 차를 이용하여 설명하기
전개 5 (45 분)
CD 보드게임이 진행되기 위해서는 어떤 것들이 필요할까?
- 보드게임 요소 추출
ET 추출한 보드게임의 요소들을 변형하여 새롭게 디자인하기
다양한 보 드게임 준 비
전개 6 (45 분)
CD ET 보드게임 구상도 제작하기 1
- 보드게임 요소(규칙, 방식 등)에 맞게 과학적 개념을 삽입하여 재구성하기 - 과학 퀴즈 리스트 제작하기
전개 7 (40 분)
CD ET 보드게임 구상도 제작하기 2
- 보드게임 구상도를 모델링 하여서 구체화하기
정리 (20 분)
CD ET 보드게임 구상도(규칙 및 적용 방식) 소개 발표 - 자신만의 보드게임 규칙 및 방식 발표하기
- 보드게임 디자인 소개하기
중심과목 수학 학교급/학년(군) 2 학년
중심과목 성취기준
영역
9 수05-04] 경우의 수를 구할 수 있다.
[9 수05-05] 확률의 개념과 그 기본 성질을 이해하고, 확률을 구할 수 있다.
중심과목 성취기준
[중학교 2학년] 마. 확률과 통계 2) 확률과 그 기본 성질 주제(단원)명 경우의 수와 확률 차시 9~12/19
학습목표 수학적 확률과 통계적 확률의 차이를 이해할 수 있다.
다양한 형태의 주사위의 경우의 수와 확률을 구할 수 있다.
연계과목 기술 연계과목
성취기준 영역 [9기가] 기술 시스템
STEAM 요소
S
T 엔트리 활용하기 E
A 주사위의 역사
M 통계적 확률과 수학적 확률의 차이 확인, 다양한 형태의 주사위 고안하고 확률 계산 개발 의도 수학에서 실생활에서 가장 자주 만나는 단어인 ‘확률’의 정확한 의미를 이해하고 이를
자신만의 게임에 활용할 수 있도록 함
교과서에서는 수학적 확률과 통계적 확률을 엄격하게 구분하지 않고 모호하게 설명하고 있으며 실제 생활에서 더 많이 활용되는 통계적 확률 보다는 수학적 확률을 주로 다루고 있다. 본 수업을 통해 여러 게임 속에서 다양하게 접해본 주사위를 새로운 시각으로 바라보고 학생들의 흥미를 유발하여, 단순히
이라고 생각했던 확률이 정말로 그러한지 직접 실험해보는 기회를 제공한다. 더불어
주사위를 통해 할 수 있는 간단하면서 대표적인 게임인 ‘다이사이’를 통해
이라는 확률이 실현되기 어려움을 체험해보고 도박의 위험성을 느껴볼 수 있다. 직접 구상한 보드게임에 어울리는 다양한 주사위를 생각해보고, 모양에 따른 장단점을 파악하여 게임의 흥미도를 높이는 수단을 강구해본다.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
- 주사위는 언제부터 놀이 도구로?
- 주사위를 굴리는 행위는 항상 공정?
- 주사위를 결과를 예측할 수 없는 이유는?
- 조작된 주사위를 한눈에 알아볼 수 있을까?
- 게임의 재미를 높이기 위해서는 어떤 모양의 주사위를 만들어야할까?
창 의 적 설 계
창의적 설계 - 주사위를 직접 던져 보기도 하고,
프로그램을 이용해 시뮬레이션
해보기도 하면서 큰 수의 법칙을 이해 - 다양한 요인이
개입될 수 있는 확률의 성질을 체험 - 다이사이 게임을
통해서 도박의 위험성을 이해
감 성 적 체 험 - 수학적 확률과 통계적 확률의
차이를 이해
- “엔트리”를 통해 통계적 확률을 확인
- 주사위 형태에 따른 수학적 확률을 계산해보고 실제 확률 구해보기
- 실제 주사위를 이용한 간단한 게임 실행하기(다이사이)
감성적 체험
- 6 - 학습
과정 교수-학습 활동 학습자료
및 유의점
도입 ( 25 분)
Co 통일 신라시대 주령구 소개 -주령구는 어떤 도형일까?
-주령구의 각면이 나올 확률은 어떻게 알 수 있을까?
-윷에서 앞면과 뒷면이 나올 확률을 각각 얼마일까?
ET 주사위가 확률의 대명사가 된 이유, 다양한 주사위 관련 역사적 사건 소개 -“신은 주사위를 던지지 않는다‘ -아인슈타인
(신도 주사위 결과를 알 수 없는 이유?) - ‘주사위는 던져졌다’ -카이사르
동영상 -신라시대 술게임, 주령구를 재현하다 https://yo utu.be/uV 6DT-sdfVg
전개 1 (20 분)
Co 수학적 확률과 통계적 확률의 차이 -동전 앞면, 뒷면과 윷의 앞면, 뒷면의 차이
-수학적 확률의 ‘각 경우가 일어날 가능성이 같을 때’의 의미
CD 동전이나 윷을 100 번 던져서 나오는 결과 관찰하여 확률 구하기 -한 명이 구한 확률과 여러 명이 관찰한 결과를 합하여 나오는 확률 비교 -수학적 확률과 통계적 확률의 차이 토론하기
Tip! 1 개를 100번 던지는 것과 4 개를 25 번 던지는 것은 같다
전개 2 (45 분)
CD 엔트리를 이용하여 동전 던지는 프로그램 코딩하기 -엔트리 사용법 확인하기(1 학년 정보 시간)
-프로그램 코딩하는데 필요한 명령어 설명하기 -스스로 코딩 짜보기
-큰 수의 법칙 설명
-수학적 확률과 통계적 확률이 같아지는 이유
ET 동전을 4 번 던졌을 때 모두 앞면이 나왔다. 5 번째 던졌을 때, 동전이 앞면이 나올 확률은 얼마인가?
-다양한 방법으로 문제를 이해하고 확률 구하기
Tip! 컴퓨터 사 용 환 경 에 따라 스마 크폰 앱 활 용하기
전개 3 (45 분)
CD 다양한 형태의 주사위의 수학적 확률 계산하기, 통계적 확률 예측하고 확인하기 -정다면체, 준정다면체
-윷과 같은 곡면 도형
CD 보드게임에 활용할 주사위를 3D 펜을 이용하여 제작해보기
ET 각 주사위를 게임에 활용하였을 때 장단점, 내가 활용할 주사위 선정하기 -공정한 주사위를 만드는 법
-주사위가 더 잘 구르도록 하는 법
전개 4 (30 분)
Co 조작된 주사위를 눈치 채기 힘든 이유
CD 주사위를 이용한 다이사이 게임 해보기(배팅과 배당)
ET 이용자가 카지노에서 돈을 딸 수 없는 이유 -확률
-도박의 위험성
정리 ( 15 분)
ET 주사위를 던졌을 때 결과값에 영향을 미치는 다양한 요인 토론하며 확률의 성 질 정리하기
중심과목 기술 학교급/학년(군) 중학교 2 학년
중심과목 성취기준
영역
기술 활용 중심과목
성취기준
[9기가05-03] 일상생활에서 사용되는 제 품들이 기술적 문제 해결 과정을 통해 개발되고 발전하고 있음을 이해한다. [9기가05-06] 생활 속 문제를 찾아 아이 디어를 구상하고 확산적･수렴적 사고 기 법을 활용하여 창의적으로 해결한다. 주제(단원)명 CAD 도면 이해 및 활용을 통한
보드게임 설계하기 차시 13~19/19
학습목표
1. CAD 의 개요와 기초 및 명령어를 이해할 수 있다.
2. 보드게임에 필요한 요소를 설계한 내용을 CAD 를 통해 모델링 할 수 있다.
3. 레이저 커팅기의 원리를 알고 하드웨어와 소프트웨어의 관계를 이해할 수 있다.
연계과목 수학, 과학 연계과목
성취기준 영역
[중학교 1~3학년] (4) 기하 중학교 2학년 과학] (5) 소화와 배설 [중학교 2학년 과학] (6) 혼합물의 분리
STEAM 요소
S 레이러 커팅기의 원리 이해하기
T 보드게임판을 CAD 를 통해 설계하고 레이저 커팅기로 출력하기 E
A 레이저 커팅기로 출력된 보드게임판 꾸미기 M 보드게임판의 정확한 치수 계산하기
개발 의도 학생들이 수업에 적극적으로 참여하기 위한 방법으로 보드게임을 통한 수업을 적용하기로 하 였고 보드게임판을 직접 설계하고 제작함으로써 실질적인 문제를 창의적으로 해결함
CAD의 기능 습득을 목적으로 교육을 한다면 학생들에게 단순 지식을 전달하는 수업이 될 수 있지만 학생
들의 직접 참여할 게임도구를 만들기 위해 CAD를 이용하게 한다면 흥미와 재미를 유발해 수업에 대한 몰 입도를 증가시키고 더 나아가 학생 개개인의 문제에 맞게 보드게임판을 설계하고 모델링함으로써 다양한 결과를 도출할 수 있다.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
- 보드게임을 재미있 게 활동하기 위해서 는 어떠한 요소가 필 요할까?
- 보드게임판을 레이 저 커팅기로 출력하 기 위해서는 어떠한 도구를 이용할 수 있 을까?
창 의 적 설 계
창의적 설계
- 주어진 문제를 동료와 협력하여 해결한다. - 보드게임판을 직접 제
작하여 결과의 장, 단 점을 직접적으로 경함 한다.
감 성 적 체 험 - CAD와 레이저 커팅기 출력
프로그램을 활용하여 나만의 보 드게임판을 설계한다.
감성적 체험 학습
과정 교수-학습 활동 학습자료
및 유의점 도입
(10 분)
● 보드게임 활동 영상 제시(모두의 마블, 부루마블) Co
- 보드게임 활동경험을 이야기 해보고 게임판에 있는 요소를 말해본다.
무인도, 찬스 카드, 토지 등
동영상
- 8 -
- 보드게임에서 승리하기 위한 기술에는 어떤 것이 있는지 자유롭게 발표한다. Tip!
전개 1 (35 분)
● 제시된 영상을 보고 나만의 보드게임판 디자인하기
- 보드게임판을 구성하기 위한 요소를 모둠 활동을 통해 선정한다. ET - 보드게임판을 스케치하면서 보드게임판에 있어야 할 요소를 생각한다. CD - 선정된 보드게임판를 정확한 치수 기입을 통해 제도한다.
전개 2 (45 분)
● CAD 의 필수 기능 익히기
- CAD 의 활용분야를 이해하고 CAD 를 설치한다.
- CAD 를 기본적인 기능에 대해서 배운다.
좌표이해하기, 그리기 명령, 편집 명령, 레이어 활용
전개 3 (45 분)
● 제도한 보드게임판을 CAD 를 활용하여 모델링 한다.
- CAD 의 기본적인 기능을 다양한 방법으로 적용해본다.CD - 직접 디자인한 도면을 보고 CAD 로 정확하게 작업을 한다.
직접 그린 도면과 모델링한 도면의 치수의 관계 이해
전개 4 (45 분)
● RD work 프로그램 이해하기
- CAD 로 제도한 도면 저장하기(레이저 커팅기 출력프로그램 호환 파일로 저장) - 레이저 커팅기 출력프로그램인 RD work 로 보드게임판 도면 불러온다 - RD work 프로그램 안내 및 기본값 세팅하기
전개 5 (45 분)
● 레이저 커팅기의 원리 - 레이저의 이해
- 레이저 커팅기의 유형
CO2 레이저, 파이버 레이저, 네오디뮴 레이저 - 레이저 커팅기의 활용
절단 작업 및 각인 작업에 대한 각각의 활용 안내하기 - 레이저 커팅기의 사용 순서 안내
- 레이저 커팅기의 사용 시 유의사항 안내
전개 6 (45 분)
● CAD 로 제도한 도면을 활용하여 레이저 커팅기로 출력한다.
- 레이저 커팅기 출력값 설정하기
레이저의 출력 세기와 노즐의 이동속도에 따라서 절단과 각인을 할 수 있다.
- 레이저 커팅기의 안전에 유의하여 나만의 보드게임판을 출력한다.
전개 7 (35 분)
● 보드게임 실시하기 ET
- 직접 제작한 보드게임판을 이용하여 친구들과 게임하기 - 재미있는 점, 보완할 점 피드백하기
● 보드게임판 발표하기
- 다른 모둠 학생들에게 보드게임 소개하기 정리
(10 분) ● 다른 모둠의 보드게임판 피드백 ET
4. 학생활동지 / 학생참고자료
차시 2~4/19
- 10 -
차시 2~4/19
차시 9~10/19
- 12 -
차시 9~10/19
차시 9~10/19
- 14 -
차시 11~12/19
3D 펜 연습하기
1. 직선 그리기
2. 곡선 그리기
3. 면 채우기
4. 주사위 제작하기
차시 13~14/19
[나만의 과학 보드게임 설계하기]
( )학년 ( )반 ( )번 이름 :
1. 보드게임에 필요한 구성 요소는? (예 : 정육면체 주사위. 말4개, 코인 등)
2. 보드게임 퀴즈에 적용할 해당 과학 단원은?
3. 내가 만든 보드게임의 규칙은? (구체적으로 작성하기)
- 16 -
차시 13~14/19
[나만의 과학 보드게임 디자인하기]
( )학년 ( )반 ( )번 이름 :
만들고자 하는 보드게임을 자유롭게 디자인해보자!
5. 교사자료
차시 15~17/19
- 18 -
차시 15~17/19
6. 차시별 학생 평가기준 및 방법
차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구
1~8 /19
상
소화, 배설 및 혼합물의 분리 단원의 핵심개념과 원리를 이해하고, 이를 적용하여 보드게임의 구성요소 및 매뉴얼을 창의적으로
구상할 수 있다.
모둠별 발표평가 자기/동료평가 지(학생용) 중
소화, 배설 및 혼합물의 분리 단원의 핵심개념을 이해하고, 이를 적용하여 보드게임의 구성요소
및 매뉴얼을 구상할 수 있다.
하 소화, 배설 및 혼합물의 분리 개념을 적용하여 보드게임의 구성요소를 나열할 수 있다.
9~12 /19
상
수학적 확률과 통계적 확률의 차이를 이해하고, 이를 다양한 형태의 주사위의 경우의 수와
확률에 적용하고 계산할 수 있다.
관찰평가 관찰평가지
중
수학적 확률과 통계적 확률의 차이를 이해하고, 이를 다양한 형태의 주사위의 경우의 수와
확률에 적용할 수 있다.
하 수학적 확률과 통계적 확률의 차이를 이해할 수 있다.
13~18 /19
상
CAD 의 기본 사용법을 이해하고 이를 이용해 모둠에서 구상한 보드게임을 설계하고, 레이저
커터기로 제작할 수 있다.
실습평가 실습 평가지 중 CAD 를 이용해서 모둠에서 구상한 보드게임을
설계하고, 레이저 커터기로 제작할 수 있다.
하 CAD 및 레이저커터기의 사용법을 익힐 수 있다.
19 /19
상 직접 제작한 과학 보드게임의 구성요소 및 규칙과 매뉴얼을 소개하고 공유할 수 있다.
관찰 및
산출물평가 관찰평가지
중 직접 제작한 과학 보드게임의 구성요소 및 사용방법 소개할 수 있다.
하 직접 제작한 과학 보드게임의 구성요소를 전시할 수 있다.
가. 자기/동료평가지(1~8차시)
평가방법 평가기준 평가
상 중 하
자기평가
내가 맡은 역할을 잘 수행하였나요?
의견을 적극적으로 제시하며 활동에 참여하였나요?
친구들의 의견을 잘 수용하는 태도로 참여하였나요?
모둠 내 동료평가
모둠 활동에 적극적으로 참여하였나요?
모둠의 구성원 간 의사소통은 잘 되었나요?
모둠 간 동료평가
자기 모둠에서 설계한 게임 방법을 잘 설명하였나요?
소화, 배설 및 혼합물의 분리 단원의 핵심 개념이 포함되어있나요?
적정한 난이도의 게임 매뉴얼을 제작하였나요?
게임 설계에서 모둠만의 창의적인 아이디어를 제시하였나요?
- 20 -
※ 평가 노하우 : 학생들이 모둠별 보드게임 매뉴얼을 제작한 후 결과를 발표하는 과정 전 체를 평가할 수 있다.
나. 관찰평가지(9~12차시)
모둠 모둠원
지식 이해 태도 적용
다양한 형태의 주사위의 경우의 수와 확률을 계산할
수 있다.
수학적 확률과 통계적 확률의 차이를 이해할
수 있다.
적극적인 태도로 수업에 참여할 수
있다.
자신이 고안한 보드게임에 어울리는 주사위를 찾을 수 있다.
상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하
다. 실습 평가지(13~18차시)
평가 내용 평가
상 중 하
CAD의 기본 사 용법을 이해하고 이를 적절히 사용 할 수 있는가?
CAD를 이용하여 내가 원하는 도면을 자유롭게 설계할 수 있다.
CAD를 이용하여 도면 을 설계할 수 있다.
CAD의 기본 사용법을 이해할 수 있다.
레 이 저 커 터 기 의 기본 사용법을 이 해하고 이를 적절 히 사용할 수 있 는가?
레이저커터기를 이용하여 설계한 도면을 완성도 높 게 제작할 수 있다.
레이저커터기를 이용 하여 도면을 제작할 수 있다.
레이저커터기의 기본 사용법을 이해할 수 있다.
라. 관찰평가지(19-19차시)
평가기준 평가
상 중 하
1. 게임 문제에 과학개념이 잘 적용되어있는가?
2. 제작된 보드게임판의 외적인 완성도가 높은가?
3. 게임 규칙 및 사용 방법을 알기 쉽게 소개하였는가?
4. 게임의 구성요소 및 규칙에 창의적인 아이디어가 포함되었는가?
7. 학교생활기록부 기재 예시
항목 학생부 기재 예시
교과학습발달상황 세부능력 및 특기사항
(과학)
- 소화계를 구성하는 소화 기관의 종류와 각 소화 기능 원리를 이용한 보드게임을 설계 하고 퀴즈 제작할 수 있다.
- 혼합물의 분리 방법에 관한 과학 퀴즈를 구성하고 이를 통해 과학 보드게임을 설계할 수 있다.
(수학)
- 수학적 확률과 통계적 확률의 차이를 이해할 수 있다.
- 다양한 형태의 주사위의 경우의 수와 확률을 구할 수 있다.
(기술)
- CAD 의 개요와 기초 및 명령어를 이해하고, 보드게임에서 설계한 내용을 CAD 를 통해 모델링 할 수 있다.
- 레이저 커팅기의 원리를 알고 하드웨어와 소프트웨어의 관계를 이해할 수 있다.
행동특성 및 종합의견
수업에 적극적으로 참여하였으며 팀원들과 함께 결과물을 완성하는 협동심을 지니고 있음. STEAM 수업에서 자신이 필요한 부분을 스스로 찾아 창의적으로 문제 해결을 해나가며, 메이커 활동에 뛰어난 역량을 보임.
- 22 -
[부록2]
1. 학생 산출물
- 24 -
[부록3]
1. 회의록
1 참석자 교사연구회 5명
일시 2021.5.3.
장소 1층 도란도란(교사카페)
내용
1. STEAM 프로그램 연구 주제 선정
2. STEAM 프로그램에 필요한 교육 환경조성 방안 3. STEAM 프로그램 적용 학년 선정 및 교육과정 재구성 4. STEAM 융합인재교육 프로그램 개발 일정 논의
2 참석자 교사연구회 5명
일시 2021.6.14.
장소 영등포고등학교 회의실
내용
1. STEAM 융합인재교육 교사연구회 시작 2. 교과서 및 성취기준 분석
3. 수업 구성에 대한 회의 및 일정 논의 5. STEAM 융합인재교육 교사연구회 역할 분담
3 참석자 교사연구회 5명
일시 2021.9.27.
장소 1층 회의실
내용 1. STEAM 프로그램 진행상황 점검을 통한 교수학습 자료 수정 및 보완
2. 방역으로 인한 원격 수업 기간 확장 편성으로 학생 중심 프로그램 축소 및 변경
2 참석자 교사연구회 4명
일시 2021.7.16.
장소 4층 메이커실
내용
1. 사전 학생 설문조사 결과 분석
2. STEAM 프로그램 개발 구체화 및 운영 논의 3. 프로그램 관련 자료 개발 및 예산 편성
사진
2. 출장 내용 및 사진
5 참석자 교사연구회 5명
일시 2021.11.16.
장소 1층 도란도란(교사카페)
내용
1. 학생 만족도 검사 결과 분석 및 정리 2. STEAM 프로그램 적용 결과 종합 분석 3. STEAM 프로그램 평가 및 보완 방안 논의
4. STEAM 융합인재교육 교사연구회 결과보고서 작성
사진
참석자 교사연구회 4명
일시 2021. 06. 14.
장소 영등포고등학교
내용
1. 영등포 고등학교 STEAM 수업 자료 수집을 위해 방문 2. 창의적 메이커실 기자재 구비 현황 및 운영 사례 참관 3. 온·오프라인 수업 교실 관람
4. STEAM 프로그램 개발 자료 컨설팅 빛 피드백
사진
- 26 -
[부록4]
참석자 교내 교사 (15명)
일시 2021.10.08.
장소 실시간 zoom 연수
내용
1. STEAM 프로그램 연구 목적 안내 및 개발 결과 발표 - 수업 과정 소개 및 결과물 발표를 통한 자료 공유
2. STEAM 프로그램 관련 질의응답 및 피드백을 통한 보완점 수렴 3. STEAM 프로그램 확산 및 일반화 토의
- STEAM 프로그램을 기반으로 한 교원 연수 운영 및 자료 배포 예정 - 다양한 교과 교원등과의 교원학습공동체를 통한 융합수업 확대 - 연구 프로그램 수업공개 및 동료장학의 활성화
사진
