2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서
2021. 11.
통영고등학교
“이 보고서는 2021년도 정부의 재원으로
한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”
목 차
1. 요약문··· 01
2. 서론··· 01
3. 연구 수행 내용 및 결과··· 03
가. STEAM 프로그램 개발‧적용 ··· 03
1) 공간 구성을 위한 수업 프로그램 개발 ··· 03
2) 그린스마트미래학교 조성 운영방향에 따른 수업내용 구성 ··· 04
3) 건축에 예술적 요소를 적용하여 통영의 랜드마크로서의 미래 우리 학교 입체 디자인 ··· 04
4) 실제 공간을 이용할 고1 대상 수업 ··· 04
5) 학생들의 고3 프로젝트 수업 ··· 04
6) 프로그램 개발‧적용 결과 ··· 04
나. 성과 확산 및 실천 ··· 05
(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최 ··· 05
(2) STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과 ··· 05
다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사 ··· 05
(1) 수혜학생 태도 조사 ··· 05
(2) 교원 만족도 조사 ··· 05
4. 결론 및 제언··· 06
5. 참고문헌··· 06
[부록]
STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물(교수학습지도안, 교사용 참고자료, 학생용 활동지, 교사자료, 차시별 학생 평가기준 및 방법, 학교생활기록부 기재 예시)
1. 요약문
2025년에 본격 시행되는 고교학점제(학생 선택형 교육과정)를 대비하기 위해서 그 무엇보다
‘융합성과 개별성을 갖춘 유연한 수업공간의 구축’을 최우선으로 하여야 할 것이다. 본교는 ‘79년의 전통을 담은 학교 건물의 심각한 노후화’라는 위기를 기회로 삼아 2022년부터 본격적으로 그린 스마트미래학교로의 전환을 계획하고 있다. 그린스마트미래학교는 사용자 참여 설계를 원칙으로 하고 있는데, 사용자로서 학생이 학교의 공간을 분석하고 설계하는 과정을 수업에 녹여내고자 하는 것이 본 연구의 목적이다. 나아가 학교 공간 설계의 방향을 탄소중립과 제로에너지 달성으로 두고 이를 실현하기 위한 다양한 방안을 탐구하도록 하여 환경생태 교육을 실천하고자 한다.
2. 서론
통영고등학교의 현재 건물은 1969년에 건축되어 올해로 52년이 되었다. 52년 전에 지어진 본관 건물에 이어 미술실과 음악실이 있는 예술관이 들어서고 1980년에는 별관이 지어졌다.
그 뒤 학생 수의 증가로 부족한 교실을 마련한 신관 등 3개의 학교 건물과 급식소, 체육관 등 여러 개의 부속 건물이 들어섰다. 긴 복도에 운동장과 병렬로 늘어선 교실은 교사가 통제하기 쉬운 형태로 되어 있으며, 권위를 상징하는 교단이 있어야만 판서가 가능한 높은 칠판, 부족한 교실 공간으로 소규모 토론, 동아리 활동 등을 할 수 있는 공간이 부족할 뿐만 아니라, 학생들이 학교에서 편안하게 잠시 쉴 공간이 없다. 고교학점제가 본격 시행되면 학생 선택형 교육과정이 운영되어야 한다. 고교학점제 선도학교를 운영하고 있는 현재, 학생들에게 과목의 선택권이 주어지고 원하는 수업을 들을 수 있는 교육과정이 시행되고 있으나 다양한 교과의 형태를 동시에 수용할 수 있는 교실이 없어서 교육과정 편성에 큰 걸림돌이 되고 있다.
2021년 한국형 뉴딜 정책의 하나로 그린스마트미래학교 조성사업이 발표되고 통영고등학교는 지난 3월 그린스마트미래학교를 신청하였고 11월 현재 사업대상학교 선정 확정을 기다리고 있는 상태다. 우리 연구회는 그린스마트미래학교의 주요 내용이 사용자인 학생, 교직원 학부모가 미래 학교 사전 기획과 건설 전 과정에 적극적으로 참여할 수 있도록 교육과정과 교수학습을 지원한 다는 것을 알고 연구회 목표를 고교학점제를 대비하고 학생이 편안한 학교 공간혁신으로 하였다.
사용자가 원하는 학교를 건축하기 위해 사용자의 요구를 반영하고 사용자의 필요를 분석하여 실제 건축에 적용하는 활동을 통해 예술, 수학, 과학, 기술, 공학의 요소를 복합적으로 경험하고자 한다.
학생들이 원하는 학교 건물의 모습이 무엇인지 살펴보고 학생들이 편하고 행복한 공간으로서의 학교, 선택형 교육과정과 고교학점제의 성공적인 실시를 위한 교실 공간의 모습을 제시하여 실제 공간을 설계하고 제작하는 활동을 통해 융합적 사고와 창의적 설계, 감성적 체험을 하는 융합인재 교육 프로그램을 개발하고자 한다.
가. 문제 인식
1) 학교 공간의 문제
- 통영고는 본관, 신관, 별관 등 전체 학교 시설 노후화가 심각하고 본관 교실에 교단이 있을 정도로 교실 공간 자체가 전근대적임.
- 필요에 따라 혹은 예산에 따라 증축한 신관 별관이 유기적으로 연결되어 있지 못하여 이동이 불편하고 리모델링한 각종 특별실과 교과실들이 제 기능을 못하거나 다용도로 활용되지 못하고 있음.
- 2025년 본격 시행되는 고교학점제 대비를 위한 다양하고 유연한 수업공간이 필요함.
2) 사회적 거리두기 단계의 영향
- 코로나19로 인한 원격수업의 확대로 원격업에 적합한 수업내용과 수업 방법이 필요 - STEAM 수업을 위한 실험·실습 수업이 제한적이고, 예술과 문화, 과학과 공학을 체험할 수
있는 체험학습이 불가능
- 토론하고 함께 성장하는 모둠학습과 공동 작업이 어려워짐에 따라 수업의 질과 다양성이 현저히 줄어 이를 대체할 만한 교수·학습방법이 필요
3) 입시위주의 인문계 고등학교 교육과정과 교수학습의 문제
- 지방소도시 인문계고등학교의 보수적인 학습환경으로 학생요구 중심의 교육과정이 아니라 입시성과 중심의 교육과정 편성, 탄력적이고 유연하지 못한 교육과정 운영
- 다양한 주제와 다양한 교과를 경험하여 융합적 지식을 쌓을 수 있는 교수학습 부족
나. STEAM 교사연구회 수업 개발 방향
선택형 교육과정의 다양한 과목의 수업이 가능하도록 교실공간을 설계하고 학생들의 공간이동이 자유롭고 편리할 수 있도록 학생 중심형 학교 공간을 제안하며 탐구, 예술, 체육 등 다양한 활동을 원하는 학생들의 요구를 반영하기 위한 유기적이고 유연한 학교 공간 설계를 하고자 한다.
1) 진로에 따라 다양한 과목을 선택하는 고교학점제 준비를 위한 교과내용구성
- 학생: 과목 선택 전 융합수업을 통해 배우고자 하는 과목의 특성과 진로의 연관성을 미리 경험 - 교사: 융합수업을 통해 학생들에게 진로선택과 과목선택의 정보 제공, 다과목 수업능력,
다른 과목과의 연관성 및 통합 내용의 자기 연수 기회
2) 고교학점제 대비 소인수 수업, 이동 수업, 협력 수업 등 다양한 수업 환경 계획 - 다과목 수업, 소인수 수업 등 다양한 수업을 소화하기 위한 맞춤형 공간 설계
3) 학생 중심의 교실공간 구성을 위한 실생활 중심, 문제해결 중심 STEAM 수업 설계 - 한정된 교실 공간을 고교학점제를 대비한 공간으로 만들기 위해 교실에서 직접 수업하고
생활하는 학생들의 아이디어를 바탕으로 수업을 통해 가변적 자율적 창의적 공간 변경 프로젝트 실시
- 교실 공간을 실제 시공하지 않더라도 수업을 통해 학생 중심, 학생 요구에 따른 공간 구성을 계획
- 기존 교실을 활용하기 위한 방안 및 지속가능하고 친환경적인 공간 연구 - 수업을 통해 미래 지향적 학교 환경 조성을 위한 창의적 아이디어 산출이 목표
3. 연구 수행 내용 및 결과
STEAM 프로그램
구분
프로그램명 과학으로 설계하여 미술로 표현하고 기술로 완성하는 교실공간 혁신 프로젝트
선행 프로그램명 없음
학교급 고등학교
대상 학년(군) 1학년(127명), 3학년(45명)
목표 수혜학생 수 172명
중심과목 기술 중심과목
성취기준 영역 [고등학교 1학년] 4.기술개발과 혁신
연계과목 통합과학 미술
연계과목 성취기준 영역
[고등학교 1학년] 4. 환경과 에너지 [고등학교 1학년] 2. 시스템과 상호작용
[12미창02-01] 창착과 표현
개발계획
주제 연번 차시(시수) 과목 연계(안)
1 2 통합과학(1) + 미술(1)
2 2 통합과학(1) + 기술(2)
3 4 통합과학(1) + 미술(2)
4 6 통합과학(1) + 기술(4)
5 3 생활과 과학(3)
구분 수행 결과
교수학습지도안 개발 차시 총 17차시(14차시 + 3차시) 수업 적용 기간 2021. 07. 01. ~ 2021. 11. 19.
(STEAM 수업) 수혜학생 수 통영고등학교 1학년(127명), 3학년(45명)
학생 태도검사
1차(사전) 검사 7월 12일, 111명(1학년, 3학년) 실시완료 2차(사후) 검사 11월 3일, 107명(1학년, 3학년) 실시완료
학생 및 교사 만족도조사 실시하지 못함
가. STEAM 프로그램 개발‧적용
1) 공간 구성을 위한 수업 프로그램 개발
- 고등학교 1학년 기술 교과 ‘창의공학설계’, ‘첨단 건설기술’영역을 중심으로 현재 우리 학교가 처한 교실 공간 문제해결을 위해 과학적 지식을 바탕으로 자율적, 가변적, 창의적, 친환경적인 교실 공간 구성을 모색
- 교실 공간의 필수 구성 요소, 변화가능한 물리적 요소와 변경 불가능한 물리적 한계를 과학 수업을 통해 이해하고, 인체공학적 디자인, 편리하고 아늑하며 풍부한 감성을 자극할 수 있는 교실 디자인을 미술 교과에서 융합 주제로 탐색
2) 그린스마트미래학교 조성 운영방향에 따른 수업내용 구성
- 고등학교 1학년 통합과학 4. 환경과 에너지 단원을 활용하여 기후변화, 지구온난화, 탄소 제로 등 환경 관련 문제를 인식하고 생태계 보존을 위한 다양한 방안에 대하여 학습함.
에너지 낭비를 최소화한 건축물인 패시브 하우스에 대해 학습하여 학교 공간혁신에 적용
3) 건축에 예술적 요소를 적용하여 통영의 랜드마크로서의 미래 우리 학교 입체 디자인
- 시각적 대상물을 원근에 따라 면으로 분석하고 면재의 중첩을 통해 공간을 표현 - 꽃, 나무, 주위환경과 어울릴 수 있는 색채와 형태, 디자인- 학생들이 실제로 생활하는 공간의 재해석을 통해 문제의 인식과 실용적 개선방안, 창의적 문제해결력 함양
4) 실제 공간을 이용할 고1 대상 수업
- 고교학점제 전면 도입 전 선택과목 수업을 실제로 받을 현재 우리 학교 고1 학생을 대상으로 건축과 환경 및 미래 공간 설계에 대한 수업을 실시
5) 학생들의 고3 프로젝트 수업
- 고등학교 3학년 생활과 과학 3. 편리한 생활 단원을 활용하여 우리 동네의 한옥 건축물 조사를 통해 한옥 구조물과 관련된 과학 원리를 탐구하고, 한옥 구조물에 적용된 과학 원리를 우리 교실 설계에 적용하는 프로젝트 수업을 진행(예정)
6) 프로그램 개발‧적용 결과
교수학습 지도안 개발
차시(시수)
프로그램명 프로그램 주제 운영
대상(학년)
완료 여부 개발 수업적용 학생수
1 환경생태와 학교 에너지와 생태 1학년 완료 완료 127
2 친환경 건축 1학년 완료 완료 127
3 구조물의 힘과 평형 구조물의 자유물체도 1학년 완료 완료 127
4 텐세그리티구조물 만들기 1학년 완료 완료 127
5
면재를 이용한 미래 우 리학교 입체물 제작
미래 우리학교 공간 1학년 완료 완료 127
6 미래 우리학교 드로잉 1학년 완료 완료 127
7 미래우리학교 입체구상도 1학년 완료 완료 127
8 입체작품 완성 1학년 완료 완료 127
9
나는 건축사다
우리학교 공간 이해하기 1학년 완료 완료 127
10 미래 우리학교공간 구상하기 1학년 완료 완료 127
11 평면도 그리기 1학년 완료 완료 127
12 공간 모형 제작하기 1학년 완료 완료 127
13 1학년 완료 완료 127
14 제작한 공간 모아 학교구성 1학년 완료 완료 127
프로젝트1
한옥의 멋
한옥의 멋 알아보기 3학년 개발 개발 45
프로젝트2 한옥에 깃든 과학적 원리 3학년 개발 개발 45
프로젝트3 우리 교실 설계하기 3학년 개발 개발 45
합계 635
나. 성과 확산 및 실천
1) 교사연구회 STEAM 행사 개최
- 교사 연구회 주제(학교 공간혁신)연구를 위한 교사 워크숍 개최 - 1차: 그린스마트 미래 학교 건축과 STEAM 교육의 적용
- 2차: STEAM교육 실천을 위한 메이커 공간 구성 방법에 대한 전문가 컨설팅과 의견 나눔 - 3차: 창의 융합교육을 위한 학교 공간 구성 사례 탐방
회차 일시 장소 참석대상 주요내용
1차 ‘21.9.30.
13:00~14:00 통영고등학교 통영고 교사
- 학교 건축의 융합교육적 요소 찾기
- 그린스마트미래학교 건축을 위한 교과별협의회 - 그린스마트미래학교 건축과정을 수업과 연계할 수
있는 방안 논의
2차 ‘21.9.30.
13:00~14:00 온라인 통영고교사 5인 용원고교사 1인
- 인문계 고등학교 메이커 공간 구성 방법 - 고교학점제 대비 메이커 공간 활용 방안
3차 ‘21.10.30.
14:00~16:00 용호고등학교 통영고 교사 8인 - 창의 융합적인 학교 공간 구성 사례 탐방 - 융합교육, 다과목 수업을 위한 공간 구성
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 이은경 교사(연구책임자) 주순영 교사(참여연구원)
- STEAM 교사 연구회 운영 경험 공유 - STEAM 교사 연구회 운영 방법 공유
2차 ’21.7.15.(목)
16:30~18:00 온라인 이은경 교사(참여연구원)
- STEAM 교사 연구회 참여활성화 상호컨설팅 및 네트워킹
- 고등학교 사례 공유
다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사 1) 수혜학생 태도 조사
- 건축학과, 환경공학과로의 진로·진학을 희망하는 학생들의 대입 준비와 연계되어 좋은 반응을 얻음.
- 우리 학교의 공간을 설계하는 것에 직접 참여하는 것에 자부심을 느낌.
- 다양한 수업이 융합되어 운영되는 것으로 흥미가 유발됨.
2) 교원 만족도 조사
- 교원A: STEAM 프로그램을 적용하기 위한 준비 과정이 다소 복잡하고 시간이 오래 걸렸으나 학생들의 만족도가 높게 나타나 기회가 된다면 다음에도 참여하고 싶다.
- 교원B: 학생들과 다양한 활동을 통한 수업을 진행하여 STEAM 프로그램을 적용하지 않았던 수업보다 학생의 집중력이 더 향상되어 조금은 섭섭하지만 STEAM 프로그램 활용의 강점을 확실하게 느낄 수 있었다.
- 교원 C: 각 과목 간의 연관 관계를 생각해내는 단계까지가 무척 힘들었다. STEAM 프로그램의 적용을 위해서는 다른 교과에 대한 폭넓은 이해가 꼭 필요하다고 생각한다.
주제가 정해진 이후의 수업 준비는 수월했고, 교과들 간의 연관성을 파악해가는 것이 흥미로웠다.
4. 결론 및 제언
가. 학교 건축과정을 통해 다양한 지식의 적용과 복합적 사고의 필요를 경험
건축을 시대를 반영하고 사회와 문화를 대표하기도 하고 그 자체로 예술이 될 뿐만 아니라 건축과정에서 수학적 설계가 필요하고 과학적 지식이 적용되며 기술로 완성하는 종합 학문 이다. 이러한 건축과정을 사용자의 요구에 따라 설계과정에서 적극적으로 참여하여 자신의 지식을 적용한 뒤 완성하는 과정을 통해 융합적 사고와 성취감, 문제해결력을 경험하였다
나. 자신의 진로에 따라 다양한 과목을 선택하는 고교학점제 준비
융합수업으로 다양한 과목의 특성과 진로의 연관성을 미리 경험하고 학생의 학습 동기와 흥미를 바탕으로 한 과목선택권 보장 및 학생 맞춤형 교육 실현에 도움이 되고자 하였다.
아울러 융합수업을 통해 학생들에게 진로선택과 과목선택의 정보 제공하였다.
다. 교사의 다과목 수업능력, 다른 과목과의 연관성 및 통합 내용의 자기 연수기회 라. 고교학점제 대비 효과적인 공간 구성에 필요한 학생 아이디어 제공
다과목 수업, 소인수 수업 등 다양한 수업을 소화하기 위한 맞춤형 공간아이디어을 제안하고 수업을 통해 미래 지향적 학교 환경 조성을 위한 창의적 학생아이디어 산출하였다.
마. 생활 중심, 문제해결 중심 수업으로 학생의 창의융합형 인재 양성 바. 교사들의 협업수업, 융합수업 능력 향상
5. 참고 문헌
가. 한국창의과학재단 자료실
나. 2015 개정 교육과정 총론 및 교과별 해설서 다. 그린스마트미래학교 자료실
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.
[부록] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물
프로그램명: 과학으로 설계하여 미술로 표현하고 기술로 완성하는 교실공간 혁신 프로젝트
1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정
연번 차시 (중심과목)
2015 개정 교육과정 성취기준
(연계과목) 성취기준 영역
1 1~2/14 [10통과04-02] 다양한 자연 현상이 지구 시스템 내부의 물질의 순환과 에너지의 흐름의 결과임을 기권과 수권의 상호 작용을 사례로 논증할 수 있다.
[12환경01-01]
[12환경03-05]
[12생과Ⅰ05-05]
2 3~4/14 [10 통과 03-01,02] 뉴턴의 제 3 법칙의 적용 사례를 찾아 힘이 상호 작용임을 설명할 수 있다.
[12 미창 01-04]
[12 미창 01-05]
[12 기가 05-04]
3 5~8/14 [12 미창 02-01] 조형요소와 원리를 효과적으로 활용하여 주제를 창의적으로
표현할 수 있다. [12 기가 04-07]
4 9~14/14 [12 기가 04-07] 첨단기술과 관련된 문제를 이해하고, 해결책을 창의적으로 탐색하고 실현하며 평가한다.
[10통과04-02]
[10통과03-01,02]
[12미창02-01]
5 프로젝트
[12생활03-01] 초고층 건물, 경기장, 음악 공연장, 지붕, 다리 구조 등의 다양한 건축물을 조사하고 각 건축물에 관련된 과학적 원리를 설명할 수 있다.
[12생활03-04] 환경과 생태적 측면에서의 건축물 설립의 장점과 제한점을 실제 사례들을 조사하고 비교함으로써 설명할 수 있다.
[12 기가 04-07]
2. STEAM 프로그램 총괄표(총 14차시+프로젝트)
차시 주요내용
1~2 /14
주제(단원)명
환경생태와 학교
지구온난화로 인한 탄소 순환 장애로 생태계 평형이 깨지는 사례에 대해 제시하고, 생태계 보존을 위한 다양한 방안에 대하여 학습함. 에너지 낭비를 최소화한 건축물인 패시브 하우스에 대해 이해하고 지구온난화를 줄이는 방안 중 하나인 녹색 지붕과 녹색 커튼의 구조를 디자인하고자 함.
CD 기술교과의 친환경 건설기술 단원을 융합하여 제로에너지하우스의 한 종류인 패시브하우스를 설계하고자 함.
Co ET 이는 그린스마트미래학교로 다시 탄생하는 우리 학교가 지속가능한 건축으로 기후변화에 대응하였으면 하는 바램을 담음.
3~4 /14
주제(단원)명
구조물의 힘과 평형
공중에 떠 보이는 구조물(텐세그리티)을 힘의 평형 관점으로 분석해보고 다양한 분야에서 활용될 수 있는 텐세그리티 구조물을 설계&디자인 하고자 함.
Co 이는 건물을 건축함에 있어서 부재의 균형이 중요하고 건물에 작용하는 힘이 건축에 영향을 미친다는 것을 알고자 함.
CD 텐세그리티를 직접 설계하고 완성하는 것은 기술교과의 창의적 설계의 도면 그리는 법을 이용하여 구체적으로 설계하고 미술교과의 조형요소의 표현 단원과 연계하여 텐세그리티를 조형적으로 균형있게 나타내고자 함.
ET 텐세그리티의 착시효과로 여러 가지 구조물에 상상력을 더하는 활동을 통해 건축믈의 다양한 형태를 경험하도록 함.
5~8 /14
주제(단원)명
면재를 이용한 미래 우리 학교 입체물 제작
시각적 대상물을 원근에 따라 면으로 분석하고 면재의 중첩을 통해 공간을 표현할 수 있도록 하여 조형 작업을 통한 새로운 시각을 일깨우고자 함. 또 학생들이 실제로 생활하는 공간의 재해석을 통해 문제의 인식과 실용적 개선방안, 창의적 문제해결력을 키우고자 함.
9~14 /14
주제(단원)명
나는 건축사다
사용자 입장에서 40년된 현재 우리 학교 공간을 분석하여 필요한 공간, 바꾸고 싶은 공간, 새로 만들었으면 하는 공간을 알아보고 이를 바탕으로 신축 예정인 학교 공간을 설계하여 배움의 공간, 삶의 공간으로서의 학교 공간 아이디어를 구상하도록 함.
Co 우리 학교가 2022년부터 그린(환경)+스마트(첨단정보)+미래를 목표로 건축하는 그린스마트미래 학교로 짓는데 내가 원하는 우리 학교는 어떤 모습인가?
CD 그린(환경)과 관련하여 통합과학의 생태계, 지구환경변화, 에너지에 대해 공부하여 설계에 반영하고, 실제 건축에 있어서 통합과학의 중력과 역학적시스템 단원과 연계하여 균형과 안전에 대해 생각해 봄.
ET 미술 교과의 표현과 확장 단원을 적용하여 편리하고 안전한 학교와 아름답고 조형미가 뛰어난 학교의 미래를 상상하도록 함.
프로 젝트 1~3
주제(단원)명
한옥의 멋
Co 한옥 구조물에 적용된 과학 원리를 탐구함으로써 건축물이 자연의 에너지를 활용할 수 있도록 한 선조들의 지혜를 느끼고, 친환경 저탄소 에너지 시스템을 구현할 수 있는 건축물의 설계에 대해 고민해 보고자 함.
CD 기술교과의 건축기술 단원의 한옥건축에 대한 내용과 연계하여 한옥의 과학 원리를 분석함.
ET 한옥건축의 교실적용이라는 특별한 체험을 통해 우리 한옥의 멋과 우수성을 경험하고자 함.
3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안
순서 차시 과목 프로그램명 대상학년
가. 1차시~2차시 통합과학 환경생태와 학교 1학년
나. 3차시~4차시 통합과학 구조물의 힘과 평형 1학년
다. 5차시~8차시 미술 면재를 이용한 미래 우리학교 입체물 제작 1학년
라. 9차시~14차시 기술 나는 건축사다 1학년
마. 프로젝트 1차시~3차시 생활과 과학 한옥의 멋 3학년
가. 1차시~2차시 통합과학 환경생태와 학교
중심과목 통합과학 학교급/학년(군) 고등학교/1 학년
중심과목 성취기준
영역
[고등학교] (4) 지구 시스템 중심과목 성취기준
[10통과04-02] 다양한 자연 현상이 지구 시스템 내부의 물질의 순환과 에너지의 흐름의 결과임을 기권과 수권의 상호 작용을 사례로 논증할 수 있다.
주제(단원)명 지구 시스템 차시 1~2/14
학습목표
- 에너지 흐름과 물질 순환으로 생태계 평형이 유지됨을 설명할 수 있다.
- 패시브 하우스에 대하여 이해하고, 패시브 하우스의 필요성에 대하여 설명할 수 있다.
- 지구온난화를 막는 녹색 지붕과 녹색 커튼의 구조를 디자인할 수 있다.
연계과목 환경, 생명과학 Ⅰ 연계과목
성취기준 영역 [12환경01-01], [12환경03-05], [12생과Ⅰ05-05]
STEAM 요소
S 생태계 에너지 흐름에 대하여 이해한다.
T 패시브 하우스의 원리를 적용한 공간을 구상한다.
E
A 녹색 지붕과 녹색 커튼의 구조를 디자인한다.
M
개발 의도 전 지구적인 문제인 지구온난화에 대한 경각심을 갖고 탄소 배출을 줄이기 위한 노력의 중요성을 깨닫게 하는 것을 목표로 함.
지구온난화로 인한 탄소 순환 장애로 생태계 평형이 깨지는 사례에 대해 제시하고, 생태계 보존을 위한 다양한 방안에 대하여 학습함. 에너지 낭비를 최소화한 건축물인 패시브 하우스에 대해 이해하고 지구온난화를 줄이는 방안 중 하나인 녹색 지붕과 녹색 커튼의 구조를 디자인하고자 함.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
- 지구온난화로 인해 파괴된 생태계의 모습을 담은 동영상과 사진을 제시한다.
창의적 설계
- 녹색 지붕과 녹색 커튼의 구조를 디자인 해보고 어떤 디자인이 더 지구온난화를 막는데 효과적인지 토의해 본다.
감 성 적 체 험 - 기본 자료 제시 및 활동지 학습
- 모둠 활동을 통해 학생들 간의 원활한 의사소통이 이루어지묘 이를 통해 학습 목표에 도달함.
- 패시브 하우스의 장점에 대해 학습하고 에너지 절약 방안을 생각해봄.
감성적 체험
학습
과정 교수-학습 활동 학습자료
및 유의점
도입 ( 5 분)
Co
- 지구온난화로 인해 파괴된 생태계의 모습을 담은 동영상 시청
ET
- 파괴된 생태계에서 살아가는 동물들에 대하여 논의
동영상
전개 1 ( 40 분)
CD
◎ 물질 순환 중 하나인 탄소 순환에 대하여 설명
- 탄소 순환: 탄소는 대기 중에 이산화 탄소 형태로 존재하다가 식물의 광합성에 의해 유기물로 전환되고 유기물은 생산자, 소비자의 호흡으로 분해되어 이산화 탄소 형태로 배출됨.
◎ 분해되지 않은 생물의 사체는 오랜 기간 퇴적되어 화석 연료로 되었다가 연소에 의해 이산화 탄소의 형태로 대기로 돌아감.
→ 산업 발달에 따른 화석 연료 사용의 급격한 증가로 대기 중의 이산화 탄소가 증가하여 지구온난화 현상이 일어남
ET
◎ 지구온난화를 줄이는 다양한 방안에 대하여 생각해보고 발표
전개 2 ( 45 분)
CD
◎ 패시브 하우스의 개념에 대한 설명
- 패시브 하우스: 첨단 단열 공법을 이용하여 에너지의 낭비를 최소화한 건축물
◎ 지구온난화를 막는 친환경 건축인 녹색 지붕과 녹색 커튼 소개
- 녹색 지붕: 옥상에 식물을 심어 정원이나 텃밭을 조성한 것으로 대기 중 이산화 탄소를 흡수하여 공기 정화 기능을 할 뿐 아니라 소음공해를 막아주는 효과도 가짐.
- 녹색 커튼: 건물 외벽이나 창문에 담쟁이 덩굴, 오이, 참외 등의 식물을 심은 것으로 일반 건물에 비해 실내 온도를 낮춰주는 효과와 더불어 겨울에는 찬바람을 막아주는 효과가 있음.
CD ET
◎ 패시브 하우스와 녹색 지붕 및 녹색 커튼의 사례 조사 - 모둠별로 조사하여 발표함
CD ET
◎ 패시브 하우스 원리와 녹색 지붕과 녹색 커튼을 적용한 공간 디자인 - 모둠별로 원하는 형태의 공간을 디자인 해보기
정리 ( 10 분)
CD ET
◎ 디자인한 구조물 모둠별 발표 및 피드백
나. 3차시~4차시 통합과학 구조물의 힘과 평형
중심과목 통학과학 학교급/학년(군) 고등학교/1 학년
중심과목 성취기준
영역
[고등학교] (3) 역학적 시스템 중심과목 성취기준
[10 통과 03-01,02] 뉴턴의 제 3 법칙의 적용 사례를 찾아 힘이 상호 작용임을 설명할 수 있다.
주제(단원)명 역학적 시스템 차시 3~4/14
학습목표
- 뉴턴의 운동 제 3 법칙의 적용 사례를 찾아 힘이 상호 작용임을 설명할 수 있다.
- 작용 반작용 힘과 힘의 평형 관계를 바탕으로 구조물에 작용하는 힘을 분석할 수 있다.
- 텐세그리티 구조물을 분석한 것을 바탕으로 학교에서 활용될 수 있는 텐세그리티 구조물을 설계할 수 있다.
연계과목 기술, 미술 연계과목
성취기준 영역 [12 미창01-04], [12 미창01-05], [12 기가05-04]
STEAM 요소
S 작용 반작용 힘과 힘의 평형을 이용하여 정역학의 기초 개념을 이해한다.
T
E 텐세그리티 구조물을 설계한다.
A 텐세그리티 구조물을 디자인한다.
M
개발 의도 최근 논란이 있었던 공중에 떠 보이는 구조물(텐세그리티)을 힘의 평형 관점으로 분석해보고 다양한 분야에서 활용될 수 있는 텐세그리티 구조물을 설계&디자인 하고자 함.
정역학이 실생활에서 많이 사용되는 대표적인 분야인 건물이나 구조물 분석의 사례를 바탕으로 구조물의 각 부분에 작용하는 힘을 분석하는 방법을 학습함. 이를 토대도 공중에 떠 있는 것처럼 보이는 텐세그리티 구조물의 힘을 분석하고 직접 텐세그리티 구조물을 설계하고자 함.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
설계상 문제가 없는 책상 등 텐세그리티 구조물에 대한 동영상과 사진을 제시한다.
창 의 적 설 계
창의적 설계
텐세그리티 구조물을 설계해보며 친구들과 협력하고 발표를 통해 공유한다.
감 성 적 체 험 -기본 자료 제시 및 활동지 학습
-모둠 활동을 통해 학생들 간의 원활한 의사소통이 이루어지며 이를 통해 학습 목표에 도달함.
-텐세그리티 구조물이 여러 분야에 활용됨을 조사하고 우리 학교에 활용할 수 있는
텐세그리티 구조물을 설계함.
감성적 체험
학습
과정 교수-학습 활동 학습자료
및 유의점
도입 (5 분)
Co
- ＂사람이 살아가는데 필수적인 3가지 요소인 집(건축물, 구조물)에서 안전하게 생활할 수 있는 이유는 무엇일까?＂라는 질문을 통해 수업 내용으로의 초대 - 유튜브에서 논란 중인 중력을 거스르는 거대 구조물, 설계상 문제가 없는 책상
등 텐세그리티 구조물에 대한 동영상 시청
ET
- 공중에 떠 있는 것처럼 보이는 텐세그리티 구조물에 대해 자유롭게 논의
Co
- 구조물이 안정된 상태로 존재하기 위해서는 힘에 의해 이동하거나 모양이 변하지 않아야 함을 안내
동영상
전개 1 (45 분)
CD
◎여러 가지 힘의 종류와 뉴턴의 운동 제3 법칙에 대한 설명
- 여러 가지 힘의 종류의 예: 중력, 마찰력, 장력, 수직항력, 탄성력
- 뉴턴의 운동 제 3법칙: 모든 힘은 다른 물체에 일방적으로 작용하는 것이 아닌 두 물체 사이에서 서로 작용한다.
◎ 우리 주변의 작용 반작용 현상을 생각해보고 발표
◎ 힘의 평형과 작용 반작용
- 힘의 평형: 한 물체에 작용하는 알짜힘이 0인 상태 - 작용 반작용 관계: 두 물체 사이의 관계에서 작용하는 힘
◎ 여러 가지 구조물의 자유물체도 그리기
- 힘의 평형과 작용 반작용 힘을 바탕으로 구조물의 자유물체도 그리는 방법을 안내 - 조별로 제시된 다른 구조물의 자유물체도 그리기
전개 2 (40 분)
CD
◎ 텐세그리티 구조물 만들기
- 텐세그리티 구조물 만드는 방법에 대해 안내 - 텐세그리티 구조물 제작
CD ET
◎ 텐세그리티 구조물 분석
- 제작한 텐세그리티 구조물을 보고 힘의 평형 관점에서 문제가 없는지 조별로 논의&발표하기
- 조별 발표 내용 정리 및 텐세그리티 구조물의 구조적인 특징과 힘의 관계 설명
CD ET
◎ 텐세그리티 구조물 응용 분야 조사하기
- 실제 텐세그리티 구조물을 조사해보고 건축 분야 외에 다른 응용 분야 조사 - 조사한 내용 공유
CD
◎ 텐세그리티 구조물 설계
- 조별로 우리 학교에서 응용할 수 있는 텐세그리티 구조물을 디자인&설계 해보기
정리 (10 분)
CD ET
◎ 설계한 텐세그리티 구조물 조별 발표 및 피드백
다. 5~8교시 미술 면재를 이용한 우리 학교 입체물 제작
중심과목 미술창작 학교급/학년(군) 고등학교 1 학년
중심과목 성취기준
영역
[고등학교] (1) 표현과 확장 중심과목 성취기준
[12미창02-01] 조형요소와 원리를 효과적 으로 활용하여 주제를 창의적으로 표현할 수 있다.
주제(단원)명 9. 조소로 표혀하는 세상 차시 5~8/14
학습목표 우리학교 공간을 새롭게 재해석하고, 5 장의 면재(레이어)를 사용하여 입체물을 제작할 수 있다.
연계과목 기술 연계과목
성취기준 영역 [12 기가 04-07]
STEAM 요소
S
T (건축) 창의적 설계
E
A (국어) 통영을 나타낸 문학작품
M
개발 의도
시각적 대상물을 원근에 따라 면으로 분석하고 면재의 중첩을 통해 공간을 표현할 수 있도록 하여 조형작업을 통한 새로운 시각을 일깨운다. 또 학생들이 실제로 생활하는 공간의 재해석을 통해 문제의 인식과 실용적 개선방안, 창의적 문제해결력을 키운다.
1. 실제 생활하는 삶의 한 부분으로써의 학교 공간을 학교 공간의 주체인 학생들의 시각에서 바라보는 현실적 문제점과 앞으로의 개선점을 자발적으로 발견하도록 한다. 또 공간의 변화가 인간 삶의 질적 변화에 커다란 영향을 끼치고 삶의 본질을 개선할 수 있는 ‘공간적 가치’를 스스로 발견하고 체험할 수 있도록 한다.
2. 학교 공간이라는 3 차원적 소재를 이차원적 재료인 면재를 사용하여 미술적으로 재해석하고, 이어서 이차원적 면재를 레이어 개념으로 쌓아 삼차원적 입체로 표현하는 활동을 통해 차원을 넘나드는 창의적이고 풍부한 미술적 체험을 해볼 수 있다. 이러한 체험은 예술적 감수성을 키우고 통합적이고 융합적인 사고력을 키울 수 있다.
3. 학생 스스로 구상한 아이디어를 실제로 제작함으로써 자발적인 학교 공간의 재해석은 물론이고 스스로 공간을 탐구하고 문제점을 발견하여 창의적으로 문제를 해결할 수 있는 탐구력과 문제해결력을 기를 수 있다.
5~6차시
학습
과정 교수-학습 활동 (2 시간 연강) 학습자료 및
유의점
도입 ( 10 분)
Co 동영상 <개성만점 세계의 학교 TOP 4!>(4 분)을 시청하고, 영상속의 상상력과 개성이 넘치는 학교에 대해 서로 느낌을 자유롭게 이야기해 본다.
동영상(4 분) https://youtu.be/RKJ1Lz0SbdI
Tip! 동기유발이 잘 이루어지도록 최대한 자유 로운 분위기 유도.
전개 ( 80 분)
1. 우리학교의 공간에 대해 생각나누기(다양한 관점의 문제점 발견) Co - 우리학교는 학생들에게 어떤 공간의 학교이며 왜 그렇게 생각하는지 형식이나
제약없이 서로 이야기해 본다.
2. 미래의 우리학교 공간은 어떻게 변하면 좋을지 의견나누기(문제 해결을 위한 브레인 스토밍) - 미래의 우리학교는 어떤 모습인지 아이디어를 자유롭게 말해본다.
3. 미래의 우리학교 드로잉하기(입체를 위한 구상도 제작)
①동영상 <미래학교 공간혁신>(5 분)을 시청하고, 미래의 우리학교 디자인을 상상하여 학습지 <우리 학교 다시 보기>의 작품기획의도란에 자신이 상상 하는 학교의 모습을 드로잉하고 제작의도를 간단한 줄글로 쓴다. ET
②학습지 <우리 학교 다시 보기>의 작품구상도란에 5 개의 면재(레이어)로 나누어 보고 차례대로 번호를 붙여 레이어를 구분해 본다. 교사는 순회하면서 레이어를 알맞게 구분하고 있는지를 살피며 개인지도를 하고, 학생은 교사의 피드백을 받으며 구상도를 완성한다. CD
동영상(5 분) https://youtu.be/nVbeJTVCD8w
드로잉학습지
Tip! 드로잉에서 자신의 의도가 잘 드러나도록 지도.
Tip! 레이어 개념과 입체를 위한 5 개의 장면(레이어) 구상은 꼼꼼하게 지도.
정리 ( 10 분)
드로잉 결과물을 칠판에 부착하여 다같이 둘러보고 학생들간에 자유롭게 의견을 교환한다. ET
Tip! 잔잔한 음악 제공 (적극적으로 친구들의 작품을 탐색하도록 분위기 유도)
7~8차시
학습
과정 교수-학습 활동 (2 시간 연강) 학습자료 및
유의점
도입 ( 10 분)
Co 전시에 이어 ‘면재’에 대해 설명하고, ET 5 장의 면재(레이어)가 입체 작품이 되는 과정을 ppt 와 예시작품으로 보여준다.
PPT 예시작품
전개 ( 80 분)
1. 미래의 우리학교 드로잉 수정 및 보완하기 Co
-교사는 학생들이 스스로 수정 보완할 수 있도록 학생 상호간 피드백을 장려하고, 희망하는 학생에 대하여는 전시의 구상도에서 수정이 필요한 부분에 대해 피드백을 간략히 제시한다.
2. 다섯개의 면재(레이어)로 입체 작품 완성하기CD -안전에 유의하면서 입체작품을 완성한다.
①자신이 그린 구상도에 맞는 비율로 동일한 크기의 종이 5 장을 만든다.
②8 개의 종이 기둥을 만든다. 너비 1cm 의 자바라 형식. 3 번 접기.
③각 레이어 마다 1cm 프레임을 두고 스케치와 채색하기.
④채색이 끝나면, 칼과 가위를 사용해 여백을 잘라낸다.
⑤종이 기둥을 레이어 사이사이에 풀로 붙여 고정시킨다
⑥입체 작품을 완성시킨다.
도화지 색연필 자, 가위칼 연필, 지우개 Tip! 충분한 시간부여
Tip! 안전에 유의
정리 ( 10 분)
입체 결과물을 테이블에 올려 놓고 다같이 둘러보면서 자유롭게 의견을 교환한다. ET
Tip! 잔잔한 음악 제공 (적극적으로 친구들의 작품을 탐색하도록 분위기 유도)
라. 9차시 ~14차시 기술 나는 건축사다
중심과목 기술 학교급/학년(군) 고등학교/1 학년
중심과목 성취기준
영역
고등학교 중심과목
성취기준
[12기가04-07] 첨단기술과 관련된 문제를 이해하고, 해결책을 창의적으로 탐색하고 실현하며 평가한다.
주제(단원)명 첨단 건축기술 차시 9~14/14
학습목표
- 우리 학교 공간을 분석할 수 있다.
- 우리에게 필요한 공간을 알아보고 미래 우리 학교 공간을 구상할 수 있다.
- 주어진 면적을 가지고 필요한 실의 규모를 계산하여 학교 공간 일부를 설계할 수 있다.
- 자신의 학교 공간 아이디어를 평면도로 나타낼 수 있다.
- 평면도를 가지고 우드락으로 모형을 제작할 수 있다.
연계 과목 과학, 수학, 미술 연계과목
성취기준 영역 [10통과04-02], [10통과03-01,02], [12미창02-01]
STEAM 요소
S 통합과학(역학적에너지, 생태)
T 건축기술
E
A 미술(공간디자인)
M 통계(학생수 변화에 따른 학교 공간 규모 예측), 실용수학(실의 규모와 실의 갯수)
개발 의도
사용자 입장에서 40 년된 현재 우리 학교 공간을 분석하여 필요한 공간, 바꾸고 싶은 공간, 새로 만들었으면 하는 공간을 알아보고 이를 바탕으로 신축 예정인 학교 공간을 설계하여 배움의 공간, 삶의 공간으로서의 학교 공간 아이디어를 구상하도록 한다.
40 년 이상 노후된 학교 건물을 대상으로 교육혁신, 공간혁신, 그린학교, 스마트교실, 학교시설 복합화, 노후시설 개선 등 6 가지 원칙을 적용해 미래학교로 전환하는 사업인 그린스마트 미래학교 대상학교로 우리 학교가 선정되었다. 과거에는 학교 건물을 교육청에서 위치부터 설계 시공까지 일괄 진행하였으나 그린 스마트 미래학교는 학생, 교직원 등 학교 구성원들이 사전 기획부터 설계 과정에 참여하게 된다.
하지만 공간과 건축에 대한 학습이 없는 학생들이 공간을 분석하고 아이디어를 구체적으로 표현하여 자신들이 생활할 학교 공간 건축에 의견을 반영시키기는 힘들 것이다. 이에 수업을 통해 실제로 공간을 분석하고 설계, 시공, 완성하는 전 과정을 경험함으로써 미래 후배들이 지낼 학교 건축에 도움이 되고자 한다.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
내가 학교를 짓는다면 어떻게 지을까?
지금 우리 학교에서 불편한 점은 무얼까?
창 의 적 설 계
창의적 설계
내가 디자인한 학교
공간에서 생활하는
우리의 모습을 상상해 보자
감 성 적 체 험 기존의 학교 모습에서 벗어나서
학생들이 원하는 학교 건물을 설 계해보자.
감성적 체험
9차시 우리학교 공간 이해하기
학습
과정 교수-학습 활동 학습자료
및 유의점
도입 ( 7 분)
*국토정보맵에서 우리 학교를 검색하여 우리 학교 항공 사진과 3D 뷰를 보여준다.
-Co 내가 다닌 초등학교, 중학교와 지금 우리 학교 건물의 공통점과 차이점은?
-Co 혹시 다른 형태의 학교를 본 경험이 있나요?
- ET 책이나 미디어에서 본 미래의 건물을 말해보자
Tip! 통영의 다른 학교 사진과 다른 나라 학교의 사진을 제시한다.
국도정보맵
전개 (35 분)
* 우리 학교 공간 분석하기( 개인별 분석)
- Co 학교 공간 중에서 가장 불편한 곳은 어디인가? 꼭 고쳤으면 하는 공간은?
- 학교 생활 중에서 불편한 점은 무엇인가?
등하교시 불편한 점은? 수업중에 불편한 점은? 쉬는 시간에 불편한 점은?
점심시간에 불편한 점은? 별실에서의 불편한 점은? 운동장
- 학생들이 가장 필요로 하는 공간은 무엇인가? 새로 있었으면 하는 공간?
* 우리 학교에서 바꾸고 싶은 공간, 필요한 공간 잦아 구상하기(모둠별 구상) - 학교 공간 중 불편한 곳 의견 나누기
- 바꾸고 싶은 공간 또는 필요한 공간 선정하기
-CD ET 우리 학교에서 바꾸고 싶거나 필요한 공간의 특징과 형태 정하기
학교건물배치도 학습지
정리 (8 분)
ET 우리 학교 공간 돌아보기
- 우리 학교 불편한 공간 의견 나누기 - 우리 모둠에서 의논한 공간 의견 나누기
- 선정한 공간에 대한 실제 설계에 대한 차시 안내
10~11차시 공간 구상하여 평면도 그리기
학습
과정 교수-학습 활동 학습자료
및 유의점
도입 (7 분)
* 외국의 학교 공간 사례를 보여준다
* 다른 학교 학생들이 설계하여 완성된 공간의 모습을 보여준다.
* Co 지난 시간 우리가 구상한 공간은 어떤 곳이었나?
* Co ET 우리가 구상한 공간의 특징을 어떻게 평면도로 나타낼 수 있을까?
국도정보맵
전개 (35 분)
* 나는 건축사다 학생이 설계하는 학교 공간 1. 구상과 스케치
- Co 우리 학교에서 필요한 공간 구상하기
- 1 차시에 각 모둠에서 선정한 공간에 대한 구상(예: 도서관, 매점, 교실 등) -CD 공간의 목적 용도, 특징 등이 나타날 수 있도록 스케치하기
- 설계하고자 하는 공간의 필요 면적 산출하기
- 공간의 형태, 배치, 구상하기, 평면도에 가구 배치하기
2. 평면도 그리기
- 평면도 그리는 방법 설명하기
- CD 필요 면적을 바탕으로 1/50 축척하여 평면도를 그림
- 벽의 두께와 형태 모양 정하기
- 문과 창의 위치 정하기, 문과 창의 형태 정하기 - 가구배치하기
정리 (8 분)
ET 구상과 스케치의 과정, 평면도를 그리는 방법을 정리한다.
- 각자가 그린 평면도를 간단하게 발표한다.
- 다음 시간에 공간 모형 제작하므로 실습수업을 준비하도록 공지한다.
12~14차시 공간모형 제작하기
학습
과정 교수-학습 활동 학습자료
및 유의점
도입 ( 10 분)
*우드락, 골판지, 폼보드 등으로 만든 다양한 건물 모형을 보여준다.
-Co 우드락으로 건물 모형을 어떻게 만들 것인가?
-CD 건물모형 만드는 순서와 방법을 동영상으로 보고 머릿속으로 학교공간모형 제작 과정을 그려본다.
*모형제작 전 실습순서와 방법, 안전에 대한 내용을 충분히 설명한다.
Tip! 우드락 자르는 법과 붙이는 법, 도구의 안전한 사용에 대해 설명한다.
국도정보맵
전개 (40 분)
* 평면도를 바탕으로 학교 공간 모형 제작하기 1, A3 에 축적에 맞게 옮긴 평면도를 준비한다.
2. 평면도를 5T 우드락위에 올려 붙인다.
3. 평면도를 따라 내력벽과 기둥은 3T 우드락으로, 기타 벽면은 2T 우드락으로 세운다.
4. 문과 창의 위치를 생각하여 벽을 세우고 평면도를 보고 문과 창을 뚫어준다.
5. 모형을 제작하면서 자신이 설계한 공간의 목적과 부합한지 수시로 점검한다.
6. 공간이 전체적으로 안정적이고 균형이 맞는지 점검한 뒤 부족한 부분은 보완 하거나 다시 설계하여 제작한다.
7. 목적에 맞는 공간이 될 수 있도록 구성한다.
8. 설계한대로 모형을 완성할 수 있도록 지도 격려한다.
정리 (5 분)
- 도구를 정리하고 제작중인 모형이 부서지거나 분실되지 않도록 잘 보관한다.
- 주변을 청소하고 다음 시간 수업을 준비한다.
마. 프로젝트 수업 STEAM 프로그램
중심과목 생활과 과학 학교급/학년(군) 고등학교/3 학년
중심과목 성취기준
영역
[고등학교] (3) 편리한 생활 중심과목 성취기준
[12생활03-01] 초고층 건물, 경기장, 음악 공연장, 지붕, 다리 구조 등의 다양한 건축물을 조사하고 각 건축물에 관련된 과학적 원리를 설명할 수 있다.
[12생활03-04] 환경과 생태적 측면에서의 건축물 설립의 장점과 제한점을 실제 사례들을 조사하고 비교함으로써 설명할 수 있다.
주제(단원)명 한옥의 멋과 과학 차시 1~3/3
학습목표
Ÿ 다양한 한옥 구조물을 조사하고, 한옥 구조물과 관련된 과학 원리를 설명할 수 있다.
Ÿ 우리 동네 한옥 건축물을 조사하여, 적용된 과학 원리를 찾을 수 있다.
Ÿ 한옥 구조물에 적용된 과학 원리를 우리 교실 설계에 적용하고, 제안할 수 있다.
연계과목 기술, 미술 연계과목
성취기준 영역 [12 기가 04-07]
STEAM 요소
S 태양의 남중고도, 열의 이동(전도, 대류)
T 한옥의 건축물(지붕(공포, 처마), 온돌, 마루)
E
A 한옥 구조의 미술적 가치
M 태양 남중고도 계산
개발 의도
한옥 구조물에 적용된 과학 원리를 탐구함으로써 건축물이 자연의 에너지를 활용할 수 있 도록 한 선조들의 지혜를 느끼고, 친환경 저탄소 에너지 시스템을 구현할 수 있는 건축물 의 설계에 대해 고민해보고자 했다.
스마트기기를 활용하여 다양한 사진과 영상 자료를 탐색함으로써 한옥의 미술적 가치를 자유롭게 토 의함으로써 한옥의 멋과 아름다움을 느끼고 표현하도록 한다.
다양한 한옥의 구조물 중 교사의 안내에 따른 자료를 탐색하고, 한옥 구조물에 적용된 과학적 원리를 탐구함으로써 건축물이 자연의 에너지를 최대한 활용할 수 있도록 한 선조들의 지혜를 느끼도록 한다.
나아가 우리 동네의 건축물에 적용된 한옥의 과학적 원리를 찾아보고, 우리 교실에 그 원리를 적용해 봄으로써 친환경 저탄소 에너지 시스템을 구현할 수 있는 건축물의 설계에 대해 고민해보고자 한다.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
Ÿ 한옥의 멋을 찾아 보자
창 의 적 설 계
창의적 설계
Ÿ 한옥의 멋을 느껴 보자
Ÿ 우리 동네 한옥 건 축물 찾기
감 성 적 체 험 Ÿ 한옥의 멋에 깃든 과학적 원리
탐구
Ÿ 우리 교실 설계하기: 한옥 구조물의 과학 원리를 적용
감성적 체험
학습
과정 교수-학습 활동 학습자료
및 유의점
도입 (1 차시
30 분)
ET [모둠별·개인별 자료탐색 및 공유 활동] 한옥의 멋을 느껴보자 (한옥의 멋 감상) - 모둠별·개인별로 스마트폰을 활용하여 한옥의 멋이 표현된 다양한 사진 자료를
탐색한다.
- 모둠별·개인별로 가장 인상 깊은 한옥의 멋이 표현된 사진 자료를 공유하고, 그 느낌을 자유롭게 대화함으로써 공유한다.
Co [모둠별·개인별 자료탐색 및 공유 활동] 한옥의 멋을 찾아보자 (다양한 한옥 구조물 탐색)
- 교사가 제시한 동영상과 사진 자료 속에 있는 한옥 구조물의 특징에 대해 모둠별·개인별로 탐색한다.
■ 부석사 무량수전
■ 공포 구조
■ 명재 윤증 선생 고택, 밀양 손씨 고가(상류주택)
■ 온돌
■ 마루
동영상 사진자료 스마트폰
전개 (1 차시
20 분, 2 차시 50 분)
CD [모둠별·개인별 자료조사 및 탐구 활동] 한옥의 멋에 깃든 과학적 원리 탐구 - 교사가 제시한 동영상과 사진 자료 속에 있는 한옥 구조물의 과학적 원리에
대해 모둠별·개인별로 탐구한다.
■ 한옥 지붕(공포, 처마)의 과학적 원리
■ 온돌의 과학적 원리
■ 마루의 과학적 원리
ET 모둠별 발표와 공유
- 모둠별·개인별로 탐구한 한옥 구조물의 과학적 원리를 발표하고, 공유한다.
ET 우리 동네 한옥 건축물 찾기(모둠별 사진 및 동영상 촬영, 공유)
- 모둠별·개인별로 탐구한 한옥 구조물이 적용된 건축물을 찾고, 공유한다.
- 코로나 19 감염 예방: 1 차시 탐방을 계획하였으나, 코로나 19 감염 예방을 위해 단체 탐방은 생략하고, 모둠별·개인별로 등·학교길을 활용하여 우리 동네의 건출물에 적용된 한옥 구조물의 원리를 찾는다.
사진자료 스마트폰
정리 (3 차시)
CD 우리 교실 설계하기: 한옥 구조물의 과학적 원리 적용
- 모둠별·개인별로 한옥 구조물의 과학적 원리를 적용시킨 우리 교실을 설계하고, 제안한다.
- 설계 제안의 형태는 글, 그림, 영상 등 다양한 형태로 한다.
ET 모둠별 공유와 감상
- 모둠별·개인별로 설계한 한옥 구조물이 적용된 교실을 감상한다.
사진자료 스마트폰
4. 학생활동지 / 학생참고자료
차시 1~2 차시 통합과학
생명과학Ⅰ
생태계와 환경
일시 교사
확인
반 번호 이름
활동1 모둠원 의견
지구 온난화로 파괴된 생태계에
살아가는 동물들에 대한
논의
1
2
3
4
활동2 모둠원 방안
지구 온난화를 줄일 수 있는 다양한 방안 ( 국가적 차원 )
1
2
3
4
활동3 모둠원 방안
지구 온난화를 줄일 수 있는 다양한 방안 ( 개인적 차원 )
1
2
3
4
활동4 모둠원 사진 등
패시브 하우스에 대한 조사
1 개인별 조사 자료 부착
2 개인별 조사 자료 부착
3 개인별 조사 자료 부착
4 개인별 조사 자료 부착
활동5 모둠원 사진 등
녹색 지붕과 녹색 커튼을 적용한 공간 사례 조사
1 개인별 조사 사진 부착
2 개인별 조사 사진 부착
3 개인별 조사 사진 부착
4 개인별 조사 사진 부착
활동6 설계 제안서
패시브 하우스 원리와 녹색 지붕 · 녹색 커튼을 적용한
공간 디자인
차시 3~4 차시 통합과학(1)
텐세그리티 구조물 만드는 방법
1. 구멍이 뚫리지 않은 막대를 삼각형 모양으로 만든다.
2. 막대 사이 실을 넣어 글루건으로 고정한다.
※ 실이 삼각형의 꼭지점으로 나오도 록 실을 고정할 것!
3. 구멍 뚫린 막대 끝부분에서 12.5cm, 11.5cm인 부분을 표 시하고 두 점을
연결한 사선 모양으로 자른다.
※가위 조심
4. 글루건으로 구멍 뚫은 막대를 삼 각형으로 고정한다.
※ 구멍이 막히지 않도록 글루건 칠 한다.
5. 바닥 부분 삼각형의 꼭지점에 사선 막대를 고정시킨다.
★사선 막대가 대칭이 되어야함!★
6. 윗부분 삼각형 한 변의 중심에 사선 막대를 고정시킨다.
★사선 막대가 대칭이 되어야함!★
(사선 막대 주변에 글루건을 덧칠하여 확실하게 고정할 것)
7. 중심 부분의 실 길이를 조절하여 글루건으로 고정한다.
8. 막대와 실이 접촉한 부분에 추가로 글로건을 칠한다.
9. 바닥 부분의 실을 윗부분의 구멍 에 넣고 수수깡을 끼워둔다.
10. 수수깡으로 실의 길이를 조절 하여 구조물을 만든다.
11. 수수깡을 살짝 들어내고 글루 건으로 칠한 뒤, 칠이 굳었을 때 실 을 자른다.
차시 3~4 차시 통합과학(2) 텐세그리티 구조물
학년 반 번 이름:
·텐세그리티 구조물이란?
장력을 뜻하는 영어 단어 'Tension'과 'Structure integrity(구조적 통합)'가 합쳐진 말로, '장력을 이 용해 만들어진 안정된 구조체'라는 뜻이다. 1960년대 건축학에서 처음 등장한 용어로, 강한 강도와 유연성을 모두 얻을 수 있다는 장점이 있어 건축물에 자주 활용되는 것은 물론 우주탐사 로봇, 나노 기술을 적용한 인체 치료 로봇에 적용되기도 한다. [출처:네이버 지식백과]
[텐세그리티 구조물 원리 조사하기]
[텐세그리티 구조물 활용 분야 조사하기]
차시 3~4 차시 통합과학(3)
[텐세그리티 구조물을 우리 학교에 설치한다면 어떻게 활용하고 싶은가?
활용하고 싶은 구조물을 설계하여 제시하시오.]
[느낀점]
자료출처
차시 9 차시~14 차시 기술
차시 프로젝트 생활과 과학 1~3 차시
2021. 생활과 과학 활동지 한옥의 멋과 과학
일시 교사
확인
반 번호 이름
활동1 모둠원 한옥 구조 (명칭, 사진 부착, 특징 서술 등) 감상(느낌)
한옥의 멋 감상
1 개인별 조사 자료 부착
2 개인별 조사 자료 부착
3 개인별 조사 자료 부착
4 개인별 조사 자료 부착
활동2 구조물 관찰 특징 의문점
한옥의 멋 탐색
공포
처마
온돌
마루
활동3 구조물 적용된 과학 원리
한옥의 과학 원리 탐구
공포
처마
온돌
마루
활동4 구조물 사진 등
우리 동네 한옥 찾기
공포 개인별 조사 자료 부착
처마 개인별 조사 자료 부착
온돌 개인별 조사 자료 부착
마루 개인별 조사 자료 부착
기타 개인별 조사 자료 부착
활동5 설계 제안서
우리 교실 설계 제안
5. 교사자료
차시 1~2 차시 통합과학
패시브 하우스
'수동적(passive)인 집'이라는 뜻으로, 능동적으로 에너지를 끌어 쓰는 액티브 하우스(active house)에 대응하는 개념이다. 액티브 하우스는 태양열 흡수 장치 등을 이용하여 외부로부터 에너지를 끌어 쓰는 데 비하여 패시브 하우스는 집안의 열이 밖으로 새나가지 않도록 최대한 차단함으로써 화석연료를 사용하지 않 고도 실내온도를 따뜻하게 유지한다.
구체적으로는 냉방 및 난방을 위한 최대 부하가 1 ㎡당 10W 이하인 에너지 절약형 건축물을 가리킨다. 이 를 석유로 환산하면 연간 냉방 및 난방 에너지 사용량이 1 ㎡당 1.5ℓ 이하에 해당하는데, 한국 주택의 평 균 사용량은 16ℓ이므로 80% 이상의 에너지를 절약하는 셈이고 그만큼 탄소배출량을 줄일 수 있다는 의 미이기도 하다.
기본적으로 남향(南向)으로 지어 남쪽에 크고 작은 창을 많이 내는데, 실내의 열을 보존하기 위하여 3 중 유리창을 설치하고, 단열재도 일반 주택에서 사용하는 두께의 3 배인 30 ㎝ 이상을 설치하는 등 첨단 단열 공법으로 시공한다. 단열재는 난방 에너지 사용을 줄이는 것이 주목적이지만, 여름에는 외부의 열을 차단하 는 구실도 한다.
또 폐열회수형 환기장치를 이용하여 신선한 바깥 공기를 내부 공기와 교차시켜 온도차를 최소화한 뒤 환기 함으로써 열손실을 막는다. 이렇게 함으로써 난방시설을 사용하지 않고도 한겨울에 실내온도 약 20℃를 유 지하고, 한여름에 냉방시설을 사용하지 않고 약 26℃를 유지할 수 있다. 건축비는 단열공사로 인하여 일반 주택에 비하여 1 ㎡당 50 만 원 정도 더 소요된다.
1991 년 독일의 다름슈타트(Darmstadt)에 첫 패시브 하우스가 들어선 뒤로 독일을 중심으로 유럽에 빠르 게 확산되고 있다. 특히 독일의 프랑크푸르트는 2009 년부터 모든 건물을 패시브 하우스 형태로 설계하여 야만 건축 허가를 내주고 있다.
