2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서

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2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서

2021. 11.

서연중학교

(2)

(3)

“이 보고서는 2021년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

(4)

목 차

1. 요약문··· 01

2. 서론··· 02

3. 연구 수행 내용 및 결과··· 02

가. STEAM 프로그램 개발‧적용 ··· 03

나. 성과 확산 및 실천 ··· 03

다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사 ··· 03

4. 결론 및 제언··· 04

[부록]

부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물 부록2. 수업사진

부록3. 회의록

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1. 요약문

가. 본 연구는‘빅 데이터를 활용한 우리 동네 생태하천(오산천) 가꾸기’라는 주제로 STEAM 프로그램을 개발, 적용한 것이다. 우리 학교는 개교 2년 미만의 신설교로 신도시에 있는 학 교이므로 학생 모두가 아파트가 새로 입주를 시작하면서 이사를 온 경우이다. 화성시 내에 서 이사 온 학생도 일부 있으나 경기도 지역뿐만 아니라 다른 시도지역에서 이사를 온 학 생의 비율도 높은 관계로 학생들의 우리 동네에 대한 정보 및 이해도가 부족한 상태였다.

따라서 우리 동네에 관련된 프로그램을 통해 학생들은 화성시 동탄 지역을 더 잘 이해하고 알게 되면서 자기가 살고 있는 동네에 대하여 관심과 사랑이 생겨날 것으로 기대한다.

나. 연구수행 내용 요약

1) 수질 오염의 측정 기준 학습, 우리 동네 수질 오염 자료 수집 2) 데이터 시각화

3) 수질 오염과 기상의 관련 분석

4) 수질 오염 데이터 분석 및 판별알리미 프로그램 작성 5) 수질 오염 측정

6) 생태 하천 구조물 만들기

다. 연구수행 과정

1) 학생 개인이 인터넷을 활용하여 데이터를 찾는 과정은 온라인 수업에서 개인별로 진행하 였고, 작품 만들기와 측정 활동 및 교사의 직접 도움이 필요한 과정은 등교 수업에서 진행 함.

2) 과학, 수학, 정보, 기술가정 교과 내용과 연계하여 수업을 설계함

3) 수질 오염 자료 수집은 각종 공공기관 홈페이지의 하천 수질 현황을 참고하였고 데이터를 시각화하는 자료 수업은 수학 과목의 통계 단원과 연계하였다. 정보 교과에서는 수질 오염 데이터 수집, 인공지능 및 데이터 분석 기능을 활용한 하천 수질 상태 판별알리미 프로그램 작성하였다. 수질 오염 측정은 동네 하천수를 직접 떠 와서 BOD 및 DO를 측정하여 오염 상태를 파악하였다. 생태 하천 구조물 만들기는 기술가정 교과의 기술 시스템 관련 단원과 연계하였다.

라. 연구 수행 성과

1) 빅 데이터와 데이터 시각화, 데이터 마이닝에 대한 개념적 이해를 하고 직접 데이터 마이 닝을 하는 과정에서 문제 해결력이 향상됨

2) 우리 동네 하천에 대한 관심이 증가하였고 수질 오염 뿐만 아니라 대기 오염 및 환경 문 제 전반에 관한 관심이 증대됨

3) 교과서에서 배운 지식을 확장하여 실생활에 적용할 수 있어서 좋았고 문제해결력 및 탐구 력이 향상됨

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2. 서론

가. 다교과교사 협업과 융합으로 STEAM 프로그램을 개발, 적용하여 교사 전문성 신장

나. STEAM 프로그램을 개발, 적용을 통한 학생들의 융합적 사고력 및 실생활 문제해결력 신 장

3. 연구 수행 내용 및 결과

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 빅 데이터를 활용한 우리 동네 생태하천(오산천) 가꾸기 선행

프로그램명 해당 없음

학교급 중학교 대상 학년(군) 1학년

목표 수혜학생 수 400명

중심과목 과학 중심과목

성취기준 영역 [중학교 1학년] 생물의 다양성

연계과목

정보 기술가정

수학

연계과목 성취기준 영역

[중학교 1학년] 피지컬 컴퓨팅의 이해 [중학교 1학년] 제조 기술과 창조 [중학교 1학년] 확률과 통계

개발계획

주제 연번 차시

(시수) 과목 연계(안)

1 2 과학(2)

2 1 수학(1)

3 1 과학(1)

4 2 정보(2)

5 1 과학(1)

6 2 기술가정(2)

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 9차시

수업 적용 기간 2021. 7. 1. ~ 2021. 11. 12.

(STEAM 수업) 수혜학생 수 서연중학교 400명(중학교 1학년 전교생) 학생 태도검사 1차(사전) 검사 7월 9일, 12개 학급(400명) 실시완료

2차(사후) 검사 10월 22일, 12개 학급(400명) 실시완료

학생 및 교사 만족도조사 10월 22일 실시 완료

논문 게재 학회명 해당없음

게재여부

학술대회 참가 행사명 해당없음

일자/장소

특허출원(국외, 국내) 출원명 해당없음

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가. STEAM 프로그램 개발‧적용

(1) 프로그램 개발‧적용 결과

교수학습 지도안 개발

차시(시수)

프로그램명 프로그램 주제 운영

대상(학년)

완료 여부

개발 수업적용 학생수

1 수질 오염이란 수질 오염의 정의 및 측정 기준 1학년 완료 완료 400

2 하천 수질

데이터 찾기

우리 동네 하천 수질 데이터를

찾아 정리하기 1학년 완료 완료 400

3 자료의 정리와

해석 데이터를 시각화하기 1학년 완료 완료 400

4 수질오염과

기상의 관계

수질오염과 강수량의 관계를 파

악하기 1학년 완료 완료 400

5 알고리즘 설계 문제 해결 프로그래밍을 위한 알

고리즘 설계하기 1학년 완료 완료 400

6 수질 상태

판별알리미 작성

블록 코딩 프로그램(엔트리)을 활 용하여 하천 수질 상태 판별알리 미 작성하기

1학년 완료 완료 400

7 수질 오염 측정 우리 동네 하천의 수질 오염 정

도를 측정 1학년 완료 완료 400

8 구조물 설계 우리동네 생태하천에 필요한 교

량 조사 및 디자인 1학년 완료 완료 400

9 구조물 만들기 모형 교량 제작 1학년 완료 완료 400

합계 400

나. 성과 확산 및 실천

(1) STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과

회차 일시 장소 참석자 상호 컨설팅 결과

1차 ’21.5.31.(월)

16:30~18:00 온라인 장영미 교사(연구책임자) 김상순 교사(참여연구원)

- 교사연구회 추진 방향 파악 - 실제 수업 적용에 대한 방향 파악 2차 ’21.7.15.(목)

16:30~18:00 온라인 장영미 교사(연구책임자) - 운영 방향 컨설팅 - 교육활용 운영사례 공유 3차 ’21.9.14.(화)

16:30~18:00 온라인 장영미 교사(연구책임자)

- 다른 학교의 사례를 바탕으로 본교에 적용할 수 있는 구체적인 운영 방법 모색

다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사

(1) 수혜학생 태도 조사

① 수혜 학생 수: 1학년 전체학생 (약400명)

② 사전 검사 시기: 2021년 7월, 사후 검사 시기: 2021년 10월

③ 검사 대상 선정 이유: 본교 STEAM 수업은 자유학년제가 적용되는 1학년 학생들을 대상 으로 주로 진행되었으므로 1학년 학생들에게 사전,사후 검사를 진행함.

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4. 결론 및 제언

1) STEAM 교사연구회 활동을 통해 타 교과에 대한 이해도가 높아졌고, 연구회 교사들간 협력 을 통해 협업을 즐거움을 알게 되었다.

2) 교사연구회 협의회를 통해 교사 개인의 사고의 한계를 넓히고 수업 적용에 관하여 다양한 아이디어를 얻을 수 있었다.

3) STEAM 수업을 진행하면서 각 교과 차시별 수업 진행에 있어서 시간의 연속성이 떨어진 것이 아쉬운 점이다. 예를 들면 3차시까지 연속해서 진행되다가 각 교과별 진도 계획표에 따라 수업을 진행하다보니 한 달 후에 4차시가 진행되었고, 학생들 입장에서는 수업의 흐 름이 끊기는 느낌을 받게 되었다. 이를 개선하기 위해서는 STEAM 주간을 편성하여 연속 적으로 각 교과별 수업을 진행하는 것도 좋은 방법일 것이라고 생각한다.

4) 교사연구회에 참여하면서 좋았던 점은 평소에 예산 문제로 적용하지 못했던 수업을 다양하 게 시도할 수 있어서 좋았고, 어려웠던 점은 교과별 진도계획표와 일정이 달라서 주제에 적절하게 수업을 진행하는 것이 힘들었다.

5) 교사연구회를 진행하는 과정에서 시간이 많이 소요되어 힘든 점도 있었지만 학생들에게 다 양한 수업을 적용할 수 있었고, 학생들의 만족도가 컸으므로 보람이 있었다.

6) STEAM 수업의 수혜를 받은 학생들은 ‘다양한 활동을 할 수 있어서 좋았다.’, ‘재미있 다.’, ‘우리는 재미있는 수업을 많이 할 수 있어서 좋은데, 준비하는 선생님들은 힘들 것 같다.’, ‘여러 과목이 하나의 주제로 연결되는 것이 신기하다.’, ‘내년에도 STEAM수업 을 하고싶다.’등의 의견을 제시하였고, 학생들의 의견을 듣다 보니 새로운 아이디어도 떠 올라서 다음 기회에 더 나은 STEAM수업을 설계할 수 있을 있다고 생각한다.

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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: 빅 데이터를 활용한 우리 동네 생태하천(오산천) 가꾸기

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역 1 1~2/9 [9과03-03] 생물다양성 보전의 필요성을 이해하고, 생물다양성 유지를 위한 활동

사례를 조사하여 발표할 수 있다.

[중학교 1학년]

통계

2 3/9

[9수05-01] 자료를 줄기와 잎 그림, 도수분포표, 히스토그램, 도수분포다 각형으로 나타내고 해석할 수 있다.

[9수05-03] 공학적 도구를 이용하여 실생활과 관련된 자료를 수집하고

표나 그래프로 정리하고 해석할 수 있다.

[중학교 1학년]

제조기술과 창조

3 4/9 [9과03-03] 생물다양성 보전의 필요성을 이해하고, 생물다양성 유지를 위한 활동 사례를 조사하여 발표할 수 있다.

[중학교 1학년]

좌표평면과 그래프 4 5~6/9

[9정04-02] 다양한 형태의 자료를 입력받아 처리하고 출력하기 위한 프 로그램을 작성한다.

[9정05-02] 센서를 이용한 자료 처리 및 동작 제어 프로그램을 구현한다.

[중학교 1학년]

빛과 파동 5 7/9 [9과03-03] 생물다양성 보전의 필요성을 이해하고, 생물다양성 유지를 위한 활동

사례를 조사하여 발표할 수 있다.

[중학교 1학년]

자료와 정보 6 8~9/9 [9기가04-04] 제조 기술과 관련된 문제를 이해하고, 해결책을 창의적으로 탐색하고

실현하며 평가한다.

[중학교 1학년]

기본도형

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 9차시)

차시 주요내용

1~2/9

주제(단원)명 생물의 다양성

Co 우리동네 하천은 깨끗할까? ^CD 물은 어떤 경로로 오염될까? ^ET 깨끗한 물은 어떤 조건을 만족할까?

Co 우리동네 하천은 어떻게 생겼을까? ^CD 하천 데이터 검색하기 ^ET 데이터 해석하기

3/9

주제(단원)명 확률과 통계

Co 하천 데이터를 수학적 도구를 이용하여 나타낼 수 있을까? ^CD 표, 그래프, 통계적 도구 활용하기 ^ET 그래프 해석하기

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차시 주요내용

4/9

Co 날씨와 수질 오염은 관련이 있을까? ^CD 강수량 데이터를 찾아 우리 동네 하천 수질 현 황과 비교하기 ^ET 날씨와 수질 오염의 관계를 해석하여 적용하기

5~6/9

주제(단원)명 하천 수질 상태 판별알리미 작성하기

Co 우리 동네 하천의 물은 깨끗할까?

CD 문제 상황 이해 및 분석, 알고리즘 설계하기

CD 데이터 수집, 인공지능 및 데이터 분석 기능을 활용한 하천 수질 상태 판별알리미 프로그램 작성하기

ET 하천 수질 상태 판별알리미 프로그램을 응용하여 다양한 오염 문제를 해결할 수 있을까?

7/9

Co 우리 동네 하천은 깨끗할까? ^CD 우리 동네의 하천수를 직접 떠 와서 수질 오염 정도를 측정하기 ^ET 우리 동네 하천수의 수질을 알고난 후 생각 공유하기

8~9/9

주제(단원)명 제조 기술과 창조

Co 우리 동네 하천에 교량을 설치해볼까? ^CD 우리 동네의 하천의 지형을 파악하고 교량 설 계 및 제작하기 ^ET 창작 활동을 통해 느낀점 발표하기

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3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 과학 학교급/학년(군) 중학교/1 학년

중심과목 성취기준

영역

[중학교] 생물의 다양성 중심과목

성취기준

[9과03-03] 생물다양성 보전의 필요성을 이 해하고, 생물다양성 유지를 위한 활동 사례를 조사하여 발표할 수 있다.

주제(단원)명 수질 오염 차시 1/9

학습목표 - 수질 오염을 정의하고 원인을 말할 수 있다.

- 수질 오염을 측정하는 기준을 말할 수 있다.

연계과목 수학 연계과목

성취기준 영역 [중학교 1학년] 통계

STEAM 요소

S 생물다양성 보전의 필요성 이해하기 T

E A

M 실생활과 관련된 자료를 수집하고 표나 그래프로 정리하고 해석하기

개발 의도 수질 오염의 의미를 학습하고 인간의 활동으로 인해 물이 오염되는 경로를 인식한다.

생물의 다양성을 유지하기 위해서는 수중 생물의 다양성도 중요하다는 것을 인식하고 수질 오염에 대하여 학습한 후 수질 오염의 원인에 관하여 학습한다.

우리 동네 하천 오염 정도를 알기 위해서는 어떤 데이터를 수집해야 하는지를 고민해 보고, 데이터를 찾아 해석하여 정리한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

- 수질 오염이란 무엇일까?

- 비점오염이란 무엇일까?

- 하천이 오염되면 물 속 생물들의 생태계는 어떻게 될까?

- BOD, DO, pH 란 무엇일까?

창 의 적 설 계

창의적 설계

- 깨끗한 물은 어떤 물일까요?

- 읽기 자료를 같이 읽고 생각을 공유하는 시간을 가짐

감 성 적 체 험 - 수질 오염의 정의와 원인 분석

- 수질 오염의 지표 파악

감성적 체험

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학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (10 분)

Co 수질 오염이란 무엇일까요? 우리 동네 하천은 깨끗할까요? 깨끗하다는 기준은 어떤 것일까요?

생활하수에는 음식찌꺼기, 합성세제, 정화조 분뇨까지 포함되어 있어 이런 물질들은 탁도의 저하, 부영양화, 용존산소부족현상 등을 일으키며 정화하지 않을 경우 하천이나 호수, 강물을 오염시켜 수질생태환경을 파괴한다.

동영상 시청

전개 (30 분)

Co 수질 오염을 알 수 있는 기준이 있을까요?

þ 배경 지식 제공

- 수질 오염이란 인간 활동으로 호수, 강, 해양, 지하수 등을 관측하였을 때 생물학적, 물리적, 화학적으로 수질이 악화된 현상을 말한다

- 수질 오염의 원인: 총 폐수발생량의 60%가 생활하수이며 산업폐수, 농·축산폐수 순이다.

CD 수질 오염을 측정하는 용어를 학습하기 위한 계획을 세워보기 þ 용어 및 개념 학습

- BOD (Biochemical Oxygen Demand)생물학적 산소 요구량

수중에 함유되고 있는 분해가능한 유기물이 일정조건하에서 미생물에 의하여 분해도고 안정화될 때 소비하는 소비량을 말하고, 일반적으로 20℃에서 5일간에 소비하는 산소량을 나타낸다. 수치가 클수록 오염도가 높음을 의미한다.

- DO(Dissoled Oxygen)용존산소량

수중에 용해되어 있는 분자상의 산소를 말한다. DO는 기압, 수질, 염분, 수온 등의 영향을 받으나, 오염도가 높을수록 소비율이 커져서 함유량이 적고, 물이 청정할수록 그 온도에서의 포화량 가까이 함유하고 있다. 수온의 급상승이나 수조류 번식이 현저할 때는 과포화되기도 한다. 또한 물의 자정작용이나 수중생물 등의 생육에 있어서 필수적으로 DO가 필요하다.

- pH_수소이온 농도지수

물질의 산과 염기의 진하고 연한 정도를 나타내는 단위. 하수는 대개의 경우 7.0 ~ 7.2 의 중성 또는 약알칼리성이 일반적이나 공장폐수의 유입이 있으면 값이 크게 변동할 때가 있다.

학생 각자 크 롬 북 을 이 용 하 여 용어 검색 을 한다.

과 학 용 어 사 전

지식채널e- 돌아온 물 의 비밀 https://yo utu.be/Ux w0P5y5y90

정리 (5 분)

ET 우리동네 하천이 어떨까에 관한 의문점을 해결하기 þ 정리

- OX 퀴즈를 통해 새롭게 알게 된 내용을 공유한다.

- 읽기자료을 함께 읽으며 수질오염 측정방법을 이해하는 시간을 가질 수도 있다.

어려운 용 어와 친숙 해지기

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중심과목 과학 학교급/학년(군) 중학교/1 학년 중심과목

성취기준 영역

성취기준

학습목표 - 우리동네 하천 관련 데이터를 찾을 수 있다.

- 수질 오염 관련 데이터를 찾아 표로 정리할 수 있다.

STEAM 요소

E A

M 실생활과 관련된 자료를 수집하고 표나 그래프로 정리하고 해석하기

개발 의도 내가 사는 동네의 하천 오염과 관련된 데이터를 찾아 해석하고 정리할 수 있다.

우리 동네 하천 오염 정도를 알기 위해서는 어떤 데이터를 수집해야 하는지를 고민해 보고, 데이터를 찾아 해석하여 정리한다.

상황 제시

상 황 제 시

- 우리 동네 하천은 어떻게 생겼을까?

- 우리 동네 하천이 깨끗한지

오염되었는지는 어떻게 알 수 있을까?

창 의 적 설 계

- 수질 현황값을 보고 경향 파악하기 - 데이터를 읽고

해석하여 판단하기 감 성 적 체 험 - 하천 데이터 검색하기

- 하천 데이터 수집하기

감성적 체험

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학습

및 유의점

도입 (10 분)

Co 우리동네 하천을 지도에서 찾아보기

ET 지도에서 우리동네 행정구역 주소를 입력하여 하천을 찾아보기

우리동네 주변에 흐르는 하천을 위치와 이름을 파악, 하천 이름의 유래 알아보기

인 터 넷 으 로 우 리 동 네 지도 탐색 하기

전개 (30 분)

CD 하천 데이터를 수집하기 위한 방법 모색

우리나라 하천에 관한 데이터는 어디에서 구할 수 있는지 고민해보기 우리 동네 하천 데이터 수집하기

예시) 화성시청->대표홈페이지->정보공개->사전정보고표->사전정보공표목록->농촌환경해양 ->하천 검색함->하천수질현황

Co 우리 동네 하천의 오염 정도는 어떨까? 미리 예상해보기

ET 데이터를 읽고나서 학습지에 값을 옮겨적은 후 우리 동네 하천의 수질은 어떤지 해석하기. 예상했던 것과 다르다면 왜 그런지 모둠원과 토의하기

- 우리 동네 하천 데이터 수집하기

1) 크롬북으로 우리나라 하천 지도를 검색하고 우리동네 하천을 찾아 확대해본다.

2) 우리가 조사하고자 하는 하천의 위치를 파악하고 내가 살고 있는 집과 하천이 얼 마나 떨어져 있는지를 비교해보며 하천과 친숙해진다.

3) 화성시청 홈페이지 접속

시청 홈페이지에서 내가 살고있는 도시에 관하여 다양한 정보를 얻을 수 있다는 것 을 파악하고 하천에 관한 데이터를 얻을 수 있다는 것도 알게 된다.

예시) 화성시청->대표홈페이지->정보공개->사전정보고표->사전정보공표목록->농촌 환경해양->하천 검색함->하천수질현황

4) 학습지에 있는 QR코드를 이용하여 수질 오염의 지표가 되는 데이터를 검색하여 학습지에 옮겨적는다.

- 수질오염의 지표

1) 오산천(장지천)의 2020년 pH, BOD, DO값을 월별로 찾아 1월부터 12월까지 표 에 정리한다.

2) 월별로 정리된 값을 보고 경향을 파악한다.

신뢰할 수 있는 데이 터를 찾아 검 색 하 고 옮 겨 적 은 후 해석하 기

정리 (5 분)

ET 수질 현황의 값을 보고 경향을 파악하기. 예상했던 결과와 다르다면 왜 그럴까에 대하 여 고민해 보기

우 리 동 네 하천의 오 염정도 파 악하기

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중심과목 수학 학교급/학년(군) 중학교/1 학년

영역

[중학교] (1) 표현 중심과목

성취기준

[9수05-01] 자료를 줄기와 잎 그림, 도 수분포표, 히스토그램, 도수분포다각형으 로 나타내고 해석할 수 있다.

[9수05-03] 공학적 도구를 이용하여 실 생활과 관련된 자료를 수집하고 표나 그 래프로 정리하고 해석할 수 있다.

주제(단원)명 자료의 정리와 해석 차시 3/9

학습목표 자료를 줄기와 잎 그림, 도수분포표, 히스토그램, 도수분포다각형으로 공학적 도구를 사용하 여 나타내고 해석할 수 있다.

연계과목 과학 연계과목

STEAM 요소

S 우리 동네 수질 현황 파악하기 T

E A

M 자료를 줄기와 잎 그림, 도수분포표, 히스토그램, 도수분포다각형으로 나타내고 해석하기 개발 의도 우리 동네 하천 데이터를 시각화 하고 분석해 봄으로써 여러 자료를 수학적 언어로 표현하고

해석하도록 한다.

우리 동네 장지천의 PH, DO, BOD 조사한 데이터를 시각화하고 분석함으로써 한 눈에 볼 수 있는 그래프로 표현함이 필요함을 느끼고 이를 공학적 도구를 이용하여 표현해 보는 활동을 한다. 수학적 도구를 이용하 여 자료를 분석하여 시각화하는 활동을 한다.

상황 제시

상 황 제 시

- 우리 동네 하천 데이터를 조사한 자료에 대해 알고 이를 어떤 수학적 도구를 이용하여 어떻게 나타낼 것인지 토의

창 의 적 설 계

- 조사한 데이터를 줄기와 잎 그림, 그래프로 표현함.

감 성 적 체 험 - 우리 동네 하천 데이터를

다양한 표와 그래프 등 통계적 도구를 활용하여 표현하기

감성적 체험

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학습

및 유의점

도입 (10 분)

Co 빅데이터 속에 숨어있는 수학 알아보기

∙ 영상을 시청한 후 4 차 산업혁명 시대에 수학 공부가 필요한가. 드론, 3D 프린 터, 인공지능, 암호화폐 등 모든 4 차 산업혁명 기술에 들어 있는 수학 개념을 찾기

<출처>

http://ww w.ebsmath .co.kr/url /go/57969

전개 (30 분)

CD 우리 동네 하천의 PH, DO, BOD 조사한 데이터를 확인하고 그래프로 정리한 다.

∙ 교사는 조사한 데이터를 토대로 줄기와 잎 그림, 도수분포표, 히스토그램, 도 수분포다각형을 그릴 수 있도록 안내한다.

∙ 학생들은 조사한 데이터 수치를 활용하여 줄기와 잎 그림, 도수분포표, 히스토 그램, 도수분포다각형 등을 나타낸다.

- 주어진 자료를 분석하고 효과적으로 표현하기

수업 시간에 배운 수학적 지식으로 우리동네 하천의 수질 현황을 조사한 지표를 이용하여 막대그래프, 꺾은선 그래프, 줄기와 잎 그림, 도수분포표를 정확하게 그리도록 한다. 또한 그 방법에는 공학적 도구인 통

우리 동네 하천의 수질 현황을 효과적으로 표현하기 위한 수학적 수단과 그 방법은 무엇이며, 또한 어떠한 자료가 더 필요한지 토의와 검색을 통해 결과를 도출하게 돕는다.

활동지 https://ww w.ebsmath.

co.kr/easyT ong

정리 (5 분)

ET 주어진 자료를 활용하여 한 눈에 알아 볼 수 있는 표와 그래프로 나타내고 모 둠원들과 공유한다.

∙ 교사는 모둠별로 어떠한 결과가 나왔는지 확인한다.

∙ 자료를 표와 그래프로 나타냈을 때 어떤 이점이 있는지 이야기 나누다.

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성취기준

학습목표 - 수질 오염과 기상현상과의 관계를 찾을 수 있다.

- 우리 동네 강수량 관련 데이터를 찾아 표로 정리할 수 있다.

STEAM 요소

E A

M 실생활과 관련된 자료를 수집하고 표나 그래프로 정리하고 해석하기 개발 의도 내가 사는 동네의 강수량 데이터를 찾아 해석하고 정리할 수 있다.

강수량과 하천 수질과의 관계를 설명할 수 있다.

하천 수질과 기상현상과의 관계에 관하여 조사하고 강수량이 많아짐에 따라 하천 수질의 상태는 어떻게 변하는지 설명해 보자.

상황 제시

상 황 제 시

- 날씨와 하천 수질은 어떤 관계가

있을까?

- 비가 많이 오면 하천은 깨끗해질까 오염이 심해질까?

창 의 적 설 계

- 비가 많이 올수록 하천 수질이 어떻게 되는지 파악하고 우리 나라 기후 특징과 하천 오염과의 관계 생각해보기

감 성 적 체 험 - 월별 강수량 데이터 검색하기

- 월별 하천 수질 데이터 수집하기

감성적 체험

(19)

학습

및 유의점

도입 (10 분)

Co 비가 많이 오면 하천은 깨끗해질까?

ET 우리 지역 월별 BOD 값과 월별 강수량 검색하여 정리하기

기상청 날 씨누리 싸 이트 활용

전개 (30 분)

CD 월별 BOD 값을 꺾은선 그래프로 그리기, 월별 강수량을 꺾은선 그래프로 그리기 계절별 수질 변화의 특성 관련 글읽기

ET 데이터를 그래프는 옮기는 과정을 통해 전체적인 경향을 파악하고 급격한 변화 를 보이는 달의 데이터값을 의미있게 처리할 것인지 의미없는 데이터로 처리할 것 인지에 관하여 고민해보기

정리 (5 분)

ET 우리 동네 하천의 강수량이 많을수록 BOD 값이 어떻게 변했는지 분석하여 강수 량과 하천 수질과의 관계에 관하여 짧은 글쓰기

우 리 동 네 하천의 오 염정도 파 악하기

(20)

중심과목 정보 학교급/학년(군) 중학교/1 학년

영역

[중학교] 문제 해결과 프로그래밍 [중학교] 컴퓨팅 시스템

[9정04-02]

다양한 형태의 자료를 입력받아 처리하 고 출력하기 위한 프로그램을 작성한다.

[9정05-02]

센서를 이용한 자료 처리 및 동작 제어 프로그램을 구현한다.

주제(단원)명 하천 수질 상태 판별알리미

작성하기 차시 5-6/8

학습목표

문제 상황을 이해하고 문제 해결에 필요한 요소를 추출할 수 있다.

문제 해결 절차를 알고리즘으로 설계할 수 있다.

인공지능 및 데이터 분석 기능을 활용하여 하천 수질 상태 판별알리미 프로그램을 작 성할 수 있다.

연계과목 과학, 수학 연계과목

성취기준 영역

[중학교 1학년] 생물의 다양성 [중학교 1학년] 확률과 통계

STEAM 요소

S S(과학) 수질 오염 구분 기준과 수질 오염 데이터를 탐색한다.

T T(정보) 데이터 수집과 분석한 결과를 마이크로비트로 표현한다.

E A

M M(수학) 수집한 수질 오염 데이터를 시각화하고 분석한다.

개발 의도 데이터 수집 및 분석을 활용하여 수질이 오염된 하천과 깨끗한 하천을 판별할 할 수 있는 프로그램을 작성해 봄으로써 수질 오염에 대한 경각심을 가지게 한다.

수질 오염과 관련된 문제 상황을 이해하고 문제 해결에 필요한 핵심요소를 추출한다.

하천 수질 상태 판별알리미 프로그램 작성을 위한 알고리즘을 설계한다.

공공데이터 포털, 경기데이터 드림, 화성시청 사이트 등을 활용하여 데이터(경기도 수질오염 현황)를 수집한다.(과학 시간에 수집한 자료 활용)

수집한 데이터 분석을 통해 수질이 오염된 하천과 깨끗한 하천을 구분할 수 있는 기준을 정한다.

모둠별로 정한 기준을 바탕으로 하천 수질 상태 판별알리미 프로그램을 작성한다.(프로그램 작성은 모둠의 의견을 반영한 내용으로 개별적으로 작성)

데이터를 입력받아 하천의 수질 상태를 알려주는 프로그램 완성 및 작품을 공유한다.

하천 수질 상태 판별알리미 프로그램을 다른 분야에 적용할 수 있을지 생각해 본다.

상황 제시

상 황 제 시

- 우리 동네 하천의 물은 깨끗할까?

- 수질 오염을 알 수 있는 기준으로 어떤 것 이 있을까?

- 수질 오염을 알려주 는 방법으로 어떤 것 이 있을까?

창 의 적 설 계

- 하천 수질 상태 판 별알리미 프로그램 을 응용하여 다양한 오염 문제를 해결할 수 있을까?

감 성 적 체 험 - 문제 상황 이해 및 분석하기

- 알고리즘 설계하기

- 하천 수질 상태 판별알리미 프 로그램 작성하기

감성적 체험

(21)

학습

및 유의점

도입 (15 분)

Co 우리 동네 하천의 물은 깨끗할까?

물 홍보 동영상을 시청하면서 물의 소중함에 대해 관심을 유발시킨다.(5 분)

동영상 시청 후 느낀 점을 한 문장으로 표현하고 공유한다.(10 분)

동영상 (https://www .youtube.com /watch?v=Ux w0P5y5y90 )

전개 (60 분)

Co 수질 오염을 알 수 있는 기준으로 어떤 것이 있을까?(10 분)

문제 상황 이해 및 분석하기

- 문제 상황을 읽고 현재 상태, 목표 상태로 분류한다.

- 문제 해결에 필요한 요소를 추출한다.

☆ 수질 오염 판단 기준

- BOD (Biochemical Oxygen Demand) : 생물학적 산소 요구량

- DO(Dissoled Oxygen) : 용존산소량(수중에 용해되어 있는 분자상의 산소) - pH : 수소이온 농도지수(물질의 산과 염기의 진하고 연한 정도를 나타내는 단위)

CD 문제 해결 프로그래밍을 위한 알고리즘 설계하기(10 분)

오브젝트 명령 구상하기

프로그램에 적용할 마이크로비트 기능 선택 및 적용하기

인공지능 블록 기능 선택 및 적용하기

CD 화성시 하천 데이터 수집하기(5 분)

우리 동네 하천에 관한 데이터는 어디에서 구할 수 있는지 고민해 보기 (과학 시간 활동 내용 상기하기)

☆우리 동네 하천 수질 현황 데이터 수집하기

예시) 화성시청->대표홈페이지->정보공개->사전정보고표->사전정보공표목록->

농촌환경해양->하천 검색함->하천수질현황

CD 블록 코딩 프로그램(엔트리)을 활용하여 하천 수질 상태 판별알리미 작성하기(35분)

프로그램 작성 시 적용되어야 할 기능 - 데이터 분석

- 마이크로비트 기능 활용 - 인공지능 블록 기능 활용

활동지(1~3 번) 작성은 모 둠 활 동 으 로 진행한다.

수질 오염 판단 기준은 과학 시간에 배운 내용을 간단히 상기 시킨다.

알고리즘 설 계는 자연어 로 표현한다.

모둠별로 작 성한 활동지 를 바탕으로 개 별 적 으 로 프 로 그 램 을 작성한다.

정리 (15 분)

ET 하천 수질 상태 판별알리미를 응용하여 다양한 오염 문제를 해결할 수 있을까?

프로그램 실행 및 평가하기, 작품 공유하기

하천 수질 상태 판별알리미 프로그램을 응용하여 어떤 오염 문제를 해결할 수 있는지 생각 공유하기

활동 소감문 작성하기

활동지(5~7 번) 작성은 개 인 활 동 으 로 진행한 다.

(22)

성취기준

학습목표 - 우리동네 하천수의 BOD를 측정하고 그 결과를 논리적으로 정리할 수 있다.

- 하천수와 다른 물의 오염정도를 비교할 수 있다.

성취기준 영역 [중학교 1학년] 자료와 정보

STEAM 요소

S 하천수의 오염도를 측정하고 환경보호의 중요성을 강조하기 T

E A

M 실생활과 관련된 자료를 수집하고 정리하고 해석하기

개발 의도 우리 동네의 하천수를 직접 떠와서 오염정도를 관찰하고 환경 보존에 관심을 갖게 되는 계기가 된다.

시약을 사용하여 하천수 및 다양한 물의 DO, BOD 를 측정하여 오염 정보를 파악하여 설명해보자.

하천수의 오염이 심하지 않다면 깨끗하게 유지되고 있는 원인을 분석하여 앞으로 계속 깨끗한 환경을 유지할 수 있는 방안에 관하여 글을 써보자.

상황 제시

상 황 제 시

- 우리 동네 하천수를 깨끗할까?

- 하천수, 수돗물, 변기물 중에서 어떤 물이 가장

깨끗할까?

창 의 적 설 계

- 우리 동네 하천수가 오염되었다면 개선방안을 고민해보자.

- 우리 동네 하천수가 깨끗하다면 앞으로 계속 유지할 수 있는 방법을 생각해보자.

감 성 적 체 험 - 하천수, 수돗물, 변기물의 DO,

BOD 측정하기 - 오염정도 비교하기

감성적 체험

(23)

학습

및 유의점

도입 (10 분)

Co 우리 동네 하천수는 깨끗할까?

ET 깨끗하다면 어떻게 유지할 수 있을까? 하천수 떠

오기

전개 (30 분)

CD 하천수, 수돗물, 변기물, 정수기물 등 주변의 물을 떠와서 DO, BOD 측정 계획 을 세운다. DO, BOD 를 수치화 할 수 있는 고가의 장비가 없더라도 시약을 활용하 여 색깔 변화를 관찰하면 대략의 오염 정도는 비교할 수 있다.

- 수질오염의 정의와 원인

물은 자연정화 능력이 있어 적은 양의 인위적인 오염이나 자연적인 오염은 수질 을 크게 변화시키지 않는다. 그러나 오염물질의 유입량이 너무 많아서 그 수역이 지니고 있는 자정 작용의 능력만으로는 정화되지 않는 경우에는 수질이 크게 변함 으로써 물의 이용 가치가 떨어지고 생물이나 인간에게 영향을 주는데 이것을 수질 오염(water pollution)이라 한다.

총 폐수발생량의 60%가 생활하수이며 산업폐수, 농·축산폐수 순이다. 생활하수에 는 음식찌꺼기, 합성세제, 정화조 분뇨까지 포함되어 있어 이런 물질들은 탁도의 저하, 부영양화, 용존산소 부족현상 등을 일으키며 정화하지 않을 경우 하천이나 호수, 강물을 오염시켜 수질생태환경을 파괴한다.

참고영상

지식채널e- 돌아온 물의 비밀 https://youtu.be/Uxw0P5y5y90

시료를 병 에 옮겨담 을 때 흘러 넘칠 정도 로 가득 담 아 빈 공간 이 없도록 한다.

정리 (5 분)

ET 하천수와 변기물의 오염 정도를 비교하여 비슷하다면 변기물이 깨끗한 것일까?

하천수가 오염된 것일까? 우리 동네 하천수가 깨끗하다면 계속해서 환경을 보존하 기 위해 우리는 어떤 노력을 해야할까?

우리가 할 수 있는 실 천사항 고 민해보기

(24)

중심과목 기술 학교급/학년(군) 중학교/1 학년 중심과목

[중학교 1학년] 제조 기술과 창조 중심과목 성취기준

[9기가04-04]

제조 기술과 관련된 문제를 이해하고, 해결책을 창의적으로 탐색하고 실현하며 평가한다.

주제(단원)명 제조기술과 제품생산 차시 8, 9 차시

학습목표

- 교량의 구조와 종류에 대해 설명할 수 있다

- 과학, 공학, 기술, 디자인적인 요소를 고려하여 우리 동네 하천에 적절한 모형 교량을 창의적으로 설계 및 제작할 수 있다.

연계과목 수학, 과학, 공학, 미술 연계과목 성취기준 영역

STEAM 요소

S 재료의 압축력과 인장력의 이해, 힘의 분산 원리 이해 T 어떻게(how)할 것인가를 생각(설계)하고 창의적 교량 제작 E 공학적인 설계의 이해

A 창의적 디자인 및 마감

M 구조에 따른 힘의 분산 및 힘의 방향 이해, 벡터(하중, 힘의 분산 방향 이해), 삼각형(트러스트) 구조의 안정성 이해

개발 의도 - 우리 동네 생태하천 가꾸기

- 생태하천에 필요한 창의적 모형 교량 설계 및 제작

- 교량의 과학성 및 아름다움을 이해하고, 직접 설계 및 제작함으로써 교량의 구조, 특성, 용도에 대 하여 이해한다.

- 문제를 인식하고 고민하고 탐색하는 과정을 통해 스스로 문제의 해결 방안을 찾아가고 그 결과로 창 의적인 산출물을 얻어 내는 것을 목적으로 한다. 계획, 설계(구상), 제작, 결과의 일련 과정을 학습자가 주체가 되어 결과물을 만들어낼 수 있다.

- 이론 학습과 실천적 학습을 병행을 통하여 창의적 문제해결력 신장할 수 있다.

상황 제시

상 황 제 시

- 교량의 역사와 종류 - 우리 동네 생태하천 에 필요한 교량에 대 해 정보조사

창 의 적 설 계

- 교량의 설계 및 제작을 통해 지형적 조건에 따른 교량의 구조에 대해 이해할 수 있고 교량의 구조에 따라 하중(무게)의 분산 원리에 대해 이해

감 성 적 체 험 - 주어진 재료를 이용하여

우리마을 하천에 필요한 플라스틱 모형 교량을

창의적으로 설계(디자인)하고 제작

감성적 체험

(25)

학습

과정 교수-학습 활동 – 총 2 차시 학습자료

및 유의점

도입 (15 분)

Co 상황 제시

- 교량의 역사, 구조, 종류에 대한 이해(동영상 시청) - 우리 동네 하천의 수심, 폭, 주변 지형에 대한 이해 - 우리 동네 하천의 여러 조건을 충족하는 교량에 대해 설계

PPT 동영상 학습지

전개 ( 60 분)

CD 창의적 설계 - 팀 구성, 4 인 1 개조

- 교량 창작을 위한 프로젝트 학습의 이해 - 문제확인, 계획, 실행, 평가의 내용요소 소개 - 모형 교량 설계

- 모형 교량 제작

PPT 동영상 학습지

정리 ( 15 분)

ET 감성적 체험

- 팀별 모형 교량 창작후 기술적으로 우수점 작성 - 팀별 모형 교량 창작후 기술적으로 개선할 점 작성 - 창작활동을 통해 느낌점 작성

- 팀별 재하실험

학습지

(26)

4. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 1/9

<학생용>_앞면 ( )학년 ( )반 ( )번 이름:( ) 수질 오염도를 알아보려면 무엇을 측정해야 하나?

1. BOD (Biochemical Oxygen Demand)란 무엇인가?

2. DO(Dissoled Oxygen)란 무엇인가?

3. pH란 무엇인가?

그림출처: 천재교육

O,X 퀴즈

1. DO가 높을수록 물이 깨끗하다. ( ) 2. BOD가 높을수록 물이 깨끗하다. ( )

3. BOD가 높을수록 물 안에 유기물이 많다. ( )

(27)

<학생용>_뒷면 ( )학년 ( )반 ( )번 이름:( )

<읽기자료>

[알.쓸.신.환] 깨끗한 물은 어떤 물일까요?

깨끗한 물을 결정하는 수질오염의 지표는 무엇이 있을까요?

우선 DO(용존 산소)가 있습니다.

물 속에 녹아 있는 산소의 양을 용존 산소 (Dissolved Oxygen)라고 해요. DO의 양은 수온, 기압, 기 타 조건에 따라 달라지며 수온이 높아지면 그 양이 적어지고 공기 중에 산소가 많아지면 증가해요.

하천 상류의 깨끗한 물에는 거의 포화에 가까운 정도의 DO가 들어 있지만 가정에서 버린 물, 공장에 서 버린 물, 기타 썩을 수 있는 물질로 오염된 물에는 DO의 양이 점점 줄어들게 되고 DO가 없으면 썩게 된답니다.

DO가 2ppm 이상이면 냄새가 나지 않으며 DO가 4ppm 이상이면 물고기가 살 수 있답니다. 그러니 DO값이 크면 클수록 좋은 물이라 할 수 있겠죠.

다음으로 BOD(생물 화학적 산소 요구량)이 있어요.

하천, 호수, 바다 등에 생활 하수나 산업 폐수가 들어가게 되면 그 물 속에 산화되기 쉬운 물질이 들어 있기 때문에 수질이 오염됩니다.

물 속에 살고 있는 공기를 좋아하는 균이, 물 속의 유기 물질을 산화 분해시키는 데 쓰여지는 물 속에 녹아있는 산소의 양을 mg/l 또는 ppm 단위로 나타낸 것이 BOD입니다.

BOD가 높다는 것은 그 물 속에 분해되기 쉬운 유기물이 많음을 의미하므로 수질이 나쁘다는 뜻이에 요. 강이나 바닷물에 녹아 있는 산소는 물 표면에서 녹아드는 산소와 물 속 식물의 동화 작용에 의하 여 공급되는데 오염된 물의 BOD가 물 속에 녹아 있는 산소량보다 많으면 산소가 부족하여 물 속의 생 물이 죽게 된답니다.

수질환경 기준에는 상수원수 1급수는 BOD 1ppm이하, 상수원수 2급수는 BOD 3ppm 이하가 되도록 규정하고 있어요.

물속에 들어 있는 유기물, 아질산염, 제1철염, 황화물 등은 물 속에 녹아 있는 산소를 소비하는데, 이 런 물질이 많이 들어 있으면 물 속의 산소가 없어져 물고기와 미생물이 살 수 없게 돼요. 그리고 물이 썩어 고약한 냄새가 나고 물 색깔이 검게 변하여 물이 죽게 되죠.

(이하 생략)

2020.02.24. 환경경찰뉴스 고명훈 기자

(28)

차시 2/9

<학생용>_앞면 ( )학년 ( )반 ( )번 이름:( ) 우리동네 하천 데이터를 수집해 보자.

1. 우리동네 하천을 지도에서 찾아보기.

물환경지리정보-> 물환경지리정보 서비스 바로가기 클릭 2. 하천 데이터 수집하기

- 화성시청->대표홈페이지->정보공개->사전정보고표->사전정보공표목록->농촌환경해양->하천 검색함->하천수 질현황

- 2019년, 2020년 장지천의 수질현황을 월별로 찾아보기 (pH, DO, BOD)

(29)

<학생용>_뒷면 ( )학년 ( )반 ( )번 이름:( ) 우리동네 하천 데이터를 수집해 보자.

<수질 측정 결과>

날짜 pH DO BOD

1월

2월

3월

4월

5월

6월

7월

8월

9월

10월

11월

12월

(30)

차시 3/9

<우리 동네 하천의 BOD 수치를 표와 그래프로 나타내기>

▶학습 목표 : 막대그래프, 도수분포표, 도수분포다각형을 통해 자료를 정리할 수 있다.

▶ 2019 년과 2020 년 장지천의 수질현황 BOD 수치 자료를 바탕으로 막대그래프를 월별로 그려보고, 그래프를 통해 알게 된 사실을 정리해보자.

(31)

▶ 2019 년과 2020 년 장지천의 수질현황 BOD 수치 자료를 바탕으로 도수분포표를 작성해보자.

(단, 계급은 0 부터 시작하고 계급의 크기는 2 로 한다.)

▶ 공학적 도구인 이지통계(https://www.ebsmath.co.kr/easyTong)을 활용하여 확인 및 수정할 수 있다.

[2019년 장지천 BOD]

BOD(mg/L) 도수

합계

[2020년 장지천 BOD]

BOD(mg/L) 도수

합계

▶ 2019 년과 2020 년 장지천의 수질현황 BOD 수치 자료를 바탕으로 도수분포다각형으로 나타내보자.

(단, 2019 년과 2020 년의 도수분포다각형을 다른 색깔의 펜으로 겹쳐서 그려본다.)

▶ 2019 년과 2020 년의 장지천의 수질현황 BOD 수치 자료를 도수분포표와 도수분포 다각형으로 나 타내어 보았다. 1 년 동안 수질에 어떠한 변화가 있는지 말해보자. 또 다양하게 관찰된 사실을 말해 보자.

(32)

차시 4/9

4차시_<학생용>_앞면 ( )학년 ( )반 ( )번 이름:( ) 날씨(강수량)는 하천 수질(BOD)에 어떤 영향을 미칠까?

1. 2차시에 학습했던 장지천의 수질 측정 결과 중에서 변화가 많았던 BOD 값을 다시한번 아래표에 옮 겨 적어봅시다.

<우리 지역 월별 BOD>

2. 기상청 날씨누리 싸이트에서 우리지역 월별 강수량을 검색하여 내용을 정리한다.

https://www.weather.go.kr/w/obs-climate/land/past-obs/obs-by-element.do?stn=119&yy=202 0&obs=21

<우리 지역 월별 강수량>

<읽기 자료>

<계절별 수질변화 특성>

한강본류의 월별 BOD의 계절적 변동성은 집중강우가 있는 여름철을 중심으로 뚜렷하게 나타났다. 이 는 여름철 강수량에 따른 BOD농도의 희석효과가 크다는 것을 의미한다. 한강본류의 BOD농도의 계절 별 수질 변화 특성을 통계처리한 결과 봄>겨울>여름, 가을 순으로 높았으며 여름과 가을의 BOD농도 특성은 비슷한 것으로 나타났다. 우리나라의 강우특성이 여름과 가을에 집중되기 때문에 여름과 가을 의 BOD 농도가 봄과 겨울보다 낮은 것으로 사료된다. 반면 봄과 겨울은 강우가 집중되는 시기가 아닌 갈수기에 해당되기 때문에 상대적으로 여름과 가을에 비해 하천의 수량이 적은 상태에서 생활하수 및 물재생센터의 방류수 등의 유입결과로 높아진 것으로 사료된다.

출처: Korean Journal of Ecology and Environment Vol.45 No.4 pp.474-481

월 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

2019년 강수량 (mm) 2020년

강수량 (mm)

월 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

2019년 BOD 2020년

BOD

(33)

4차시_<학생용>_뒷면 ( )학년 ( )반 ( )번 이름:( )

3. 월별 BOD값 꺾은선 그래프

4. 월별 강수량 꺾은선 그래프

5. 우리 동네 하천의 강수량이 많을수록 BOD값은 어떻게 변했나요?

(34)

차시 5~6/9

(35)

(36)

(37)

차시 7/9

7차시_<학생용> ( )학년 ( )반 ( )번 이름:( ) 오산천(장지천) 하천 수질(BOD)은 현재 깨끗할까?

1. 여러분이 현재 수업하는 날로부터 약 1주일 전에 선생님들이 장지천에 가서 하천수를 떠 왔습니 다.^^ 장지천 하천수는 과연 깨끗할까요?

2. 모니터의 사진을 보고 색깔을 확인하세요.(5일전 DO측정 사진)

3. BOD측정

1) 스티커 세 개에 하천수, 수돗물, 변기물이라고 각각 쓰고 병에 각각 이름표를 붙인다.

2) 하천수, 수돗물, 변기물을 각각 시약병에 옮겨 담는다. (병이 넘칠 정도로 가득 담는다) 3) 선생님이 나누어주는 시약을 세 개의 병에 각각 다섯 방울씩 넣는다.

4) 뚜껑을 닫고 흔들어준 후 색깔을 관찰한다.

4. 사진 속의 색깔과 오늘 측정한 색깔과 차이점을 써보세요.

5. pH측정을 해봅시다.

1) 하천수, 수돗물, 변기물을 플라스틱병에 각각 10mL씩 담고 pH 지시약을 각 20방울씩 넣고 뚜껑 을 닫아 충분히 흔들어 섞은 후 색 변화를 관찰합니다.

6. 오늘 실험을 통해 느낀점을 자세하게 적어보세요.

하천수 수돗물 변기물

(38)

차시 8~9/9 우리마을 하천 교량 프로젝트 학습지

1. 문제 확인하기 가. 해결과제

같은 재료와 본드를 사용하여 만든 교량일지라도 구조에 따라 견뎌내는 하중에는 큰 차이를 보인다.

주어진 재료만을 이용하여 큰 하중을 견딜 수 있는 우리마을 하천에 적절한 교량 을 만들어 보자.

나. 제한 조건 및 주의 사항

- 길이 cm, 폭 cm의 지점을 연결하는 교량 - 교대(교량의 양 끝) 사이의 교각은 하나만 설치 - 플라스틱 봉은 겹쳐서 두껍게 제작 금지 - 플라스틱 봉을 이을 때는 순간접착제 또는 글루건 - 교량의 무게 400g 이하

- 바닥판은 동일한 우드락 판 제공 다. 주어진 재료 및 공구

학교 재료 및 공구

- 플라스틱 재료 - 스티로폼공 - 글루건

- 순간접착제 - 사포

- 기술실에 있는 모든 공구, 기계 사용 가능 라. 평가 기준(재하실험)

- 교량 무게 500g 초과시 실험 불가

- 재하실험은 교량이 어느 정도의 무게를 버틸 수 있는지 실험하는 것임.

- 3번의 기회 부여. 이 3번 동안 가장 무건운 추를 실은 자동차를 통과시키면 됨.

- 실험은 교량 제작자가 함. 1차에 너무 무거운 무게를 시도하다 교량이 붕괴되면 기회는 박탈 됨.

2. 계획(아이디어 구상 및 설계)

어느 교량을 설치하는 것이 ‘문제조건’을 효율적으로 해결할 수 있을까?

- 우리 모둠의

스파게티 교량의 이름 - 교량의 형태 및 구조 - 교량 제작시 주의사항 - 제작순서

- 모둠원의 역할 분담 - 교량의 보관방법 - 기타

☞ 구상도 및 제작도 그리기 (자유롭게 설계하시오.)

☆ 주의사항 1. 연필사용 2. 크기 및 치수 기재 3. 입체적으로 자유롭게 표현

※ A지점에서 B지점을 이어주는 교량을 설계한다.

※ 교각은 설치하면 안됩니다. 즉 하부구조가 아닌 상부구조를 튼튼하게 해야합니다.

(39)

3. 제작과정

만들기 실습과정

【수행한 일】 ◎ 실제로 수행한 내용을 적으시오.

【설계 변경 내용】 ◎ 제작과정에서 처음 설계한 내용을 변경한 곳이 있습니까? 있다면 어떤 것을 어떻게 변경하였는지 적으시오.

【문제 해결】 ◎ 수행 중 문제가 발생하였다면 문제를 기록하고 해결 방안을 찾아보시오.

4. 평가 및 발표 가. 재하실험 결과

1차시도 2차시도 3차시도

나. 수행과정과 재하실험에서 잘된 점과 개선점 찾기

잘된 점 개선할 점

다. 느낀점

(40)

5. 차시별 학생 평가기준 및 방법

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구

1 /9

상 수중 생태계의 중요성을 알고 수질 오염의 의미과

측정 기준을 말할 수 있다. 관찰 및

산출물평가

자기/동료평가지 (학생용) 중 수질 오염의 의미와 측정 기준을 말할 수 있다.

하 수질 오염의 의미를 말할 수 있다.

2 /9

상 우리 동네 하천을 파악하고 하천의 수질 상태를 나 타내는 데이터를 찾아 정리할 수 있다.

관찰 및 산출물평가

자기/동료평가지 (학생용) 중 우리 동네 하천의 수질 상태를 나타내는 데이터를

찾을 수 있다.

하 우리 동네 하천을 파악하여 찾을 수 있다.

3 /9

상 BOD, DO 값을 막대그래프와 꺾은선 그래프로 그리 고 도수분포표로 나타낼 수 있다.

자기/동료평가지 (학생용) 중 BOD, DO 값을 막대그래프와 꺾은선 그래프로 그릴

수 있다.

하 BOD, DO 값을 막대그래프 또는 꺾은선 그래프로 그릴 수 있다.

4 /9

상 월별 BOD 값을 그래프로 그리고 월별 강수량을 그 래프로 그린 후 서로의 관련성을 말할 수 있다.

자기/동료평가지 (학생용) 중 월별 BOD 값을 그래프로 그리고 월별 강수량을 그

래프로 그릴 수 있다.

하 월별 BOD 값을 그래프로 그릴 수 있다.

5~6 /9

상 실생활 문제 해결을 위해 적합한 자료를 입력받아 처 리하고 출력하기 위한 프로그램을 작성할 수 있다.

자기/동료평가지 (학생용) 중 다양한 형태의 자료를 입력받아 처리하고 출력하기

위한 프로그램을 작성할 수 있다.

하 자료의 입력과 출력을 위한 명령문을 작성할 수 있 다.

7 /9

상

하천수, 수돗물, 오염수 등의 DO, BOD 를 측정하고 BOD 의 높고 낮음을 오염 정도와 관련지어 설명할 수 있다.

자기/동료평가지 (학생용) 중 하천수의 DO, BOD 를 측정하고 BOD 의 높고 낮음

을 오염 정도와 관련지어 설명할 수 있다.

하 하천수, 수돗물, 오염수 등의 DO, BOD 를 측정할 수 있다.

8~9 /9

상

건설 기술 시스템의 개념을 분석하고 단계별 세부 요 소를 적용한 건설 구조물의 생산 과정을 평가할 수 있다.

자기/동료평가지 (학생용) 중

건설 기술 시스템의 개념을 설명하고 단계별 세부 요 소를 적용한 건설 구조물의 생산 과정을 설명할 수 있다.

하 건설 기술 시스템의 개념과 건설 구조물의 생산 과정 을 말할 수 있다.

(41)

가. 자기/동료평가지

평가방법 평가기준 평가

상 중 하

자기평가

나의 역할은 무엇이었나요?

즐거운 마음으로 활동에 참여하였나요?

끈기있게 과제를 해결하였나요?

모둠 내 동료평가

모둠 활동에 적극적으로 참여하였나요?

모둠의 구성원 간 의사소통은 잘 되었나요?

독창적이 해결방법을 제시하였나요?

모둠 간 동료평가

자기 모둠에서 한 활동을 잘 표현하였나요?

문제해결에 창의적인 아이디어를 잘 표현하였나요?

모둠원간의 단합된 모습을 보였나요?

(42)

[부록2]

수업 사진

(43)

[부록3]

회의록

일시: 2021. 06. 16.

참석자: 장영미, 김광미, 김현미, 이숙희, 이민형, 김상순, 김주아 내용: STEAM 수업 추진방안 협의, 수업 아이디어 공유

일시: 2021. 07. 14

참석자: 장영미, 김광미, 김현미, 이숙희, 이민형, 김상순, 김주아 내용: STEAM 수업 적용을 위한 수업 내용 협의 및 수업지도안 제작 일시: 2021. 09. 01

참석자: 장영미, 김광미, 김현미, 이숙희, 이민형, 김상순, 김주아 내용: 물품 구입 협의

일시: 2021. 09. 29

참석자: 장영미, 김광미, 김현미, 이숙희, 이민형, 김상순, 김주아 내용: 수업 적용 후 피드백 및 수정 보완

일시: 2021. 10. 22

참석자: 장영미, 김광미, 김현미, 이숙희, 이민형, 김상순, 김주아 내용: 수업 적용 후 점검 및 피드백

일시: 2021. 11. 16.

참석자: 장영미, 김광미, 김현미, 이숙희, 이민형, 김상순, 김주아 내용: STEAM 수업 평가 및 결과보고서 협의

사진