삼은초등학교

(1)

2018 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2018. 10. 30.

삼은초등학교

(2)

과 제 개 요

과제명 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 항공우주 세계로의 여행 프로젝트

학교급 초등학교 대상 학년(군) 5,6학년 중심과목 과학 중심과목

성취기준 영역

[초등학교 5학년 1학기] (2) 태양계와 별 [초등학교 6학년 1학기] (1) 지구와 달의 운동 [초등학교 6학년 1학기] (3) 렌즈의 이용

연계과목

과학 실과 수학 미술 사회

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 5학년 2학기] (3) 물체의 빠르기

[초등학교 6학년 2학기] (4) 생활과 전기전자(코딩교육) [초등학교 6학년 2학기] (5) 생활 속의 동식물 이용 [초등학교 5학년 2학기] (2) 합동과 대칭

[초등학교 6학년 1학기] (4) 비와 비율 [초등학교 6학년 1학기] (4) 관찰 표현 [초등학교 6학년 2학기] (10) 디자인과 생활

[초등학교 5학년 1학기] (4) 우리 사회의 과제와 문화발전 [초등학교 6학년 2학기] (4) 변화하는 세계 속의 우리나라 연구기간 2018. 4. 5. ~ 2018. 11. 23.

연 구 비 일금사백만원(￦4,000,000)

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

구분 소속 학교명 담당과목 직위 성명

연구책임자 삼은초등학교 과학 교사 이준형

공동연구원 삼은초등학교 수학 교사 이세형

공동연구원 삼은초등학교 과학 교사 나유미

공동연구원 삼은초등학교 과학 교사 우재웅

공동연구원 삼은초등학교 실과 교사 구동혁

공동연구원 삼은초등학교 미술 교사 이순옥

2018년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 융합인재교육(STEAM) 교사연구회를 운영한 결과로써 본 보고서를 제출합니다.

2018년 10월 30일

(3)

“이 보고서는 2018년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

(4)

목 차

1. 요약문··· 1

2. 서론··· 2

가. 연구의 필요성 ··· 2

나. 연구의 목적 ··· 2

다. 연구의 범위 ··· 3

라. 연구의 절차 ··· 3

3. 연구 수행 내용··· 4

가. 연구 수행 체계 구축 ··· 4

나. 연구 수행 방향 ··· 6

다. 2018 STEAM 교사연구회 수행 과제 운영 ··· 6

라. 융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발 방향 ··· 6

마. 융합인재교육(STEAM) 프로그램 재구성 개발 ··· 7

바. 학생 평가 ··· 11

사. 학생 태도검사 대상의 선정 및 검사 결과 분석 ··· 13

4. 연구 수행 결과 및 시사점··· 14

가. 학생 STEAM 태도와 만족도 조사 결과 ··· 14

나. 학생 STEAM 만족도 조사의 시사점 ··· 16

다. 교사연구회 운영 자체 평가 ··· 16

5. 결론 및 제언··· 17

가. 결론 ··· 17

나. 제언 ··· 18

참고문헌··· 19

[부록] 부록1. 활동 사진 ··· 20

부록2. 프로그램 개발 및 적용 수업 지도안 ··· 30

(5)

1. 요약문

융합인재교육(STEAM)은 지식 활용의 측면이 도외시된 채 정답 위주로 이루어지는 기존의 교육 으로는 창의융합적 사고가 길러질 수 없으므로 교육에 대한 총체적인 변화의 필요성에서 나오게 되었다. 융합인재교육은 과학기술에 대한 흥미와 이해를 높여 과학기술 기반의 융합적 사고력과 실생활의 문제해결력을 배양하는 교육으로, 과학(S), 기술(T), 공학(E), 예술(A), 수학(M)이 유기적 으로 작동하는 교육활동이다.

융합인재교육(STEAM)의 여러 목표 중에는 과학기술에 대한 학생들의 흥미와 이해를 높이는 일이 가장 우선이며 초등학교 학생을 대상으로 한 이 연구의 목적이기도 하다. 미래 국가경쟁력은 과학기술 인재의 역량과 직결된다. 그러나 과학기술을 어려운 학문으로 인식하는 학생이 늘어 나면서 과학기술 과목에 대한 자신감과 흥미가 세계 하위권으로 추락한다는 사실이 우려를 자아낸다. 융합인재교육(STEAM)을 통해 학생들이 과학기술분야에 흥미를 갖고 재미있게 즐길수록 이공계 진학생의 수가 늘어나고 과학기술 분야의 역량도 한층 강화될 것입니다. 융합인재교육 (STEAM)은 수학ㆍ과학 과목의 이론과 개념뿐만 아니라 ‘실생활’과의 연계성을 강조한다.

기존의 학교 교육은 교과서에 정립된 학문 개념을 일방적으로 전달하는 데 주력해 왔다.

반면에 융합인재교육(STEAM)은 학생 본인과의 관련성을 깨닫는 것이 우선이다. 학습내용이 사회 어느 분야에서 쓰이는지 그리고 왜 배워야 하는지를 우선 체험한 다음, 스스로 설계하고 탐구하며 실험하는 과정을 통해 실생활 속 문제해결력을 배양하는 데 초점을 맞춘다.

이에 본 연구는 미래 우리 인간의 삶 가치를 높이고 끝없는 우주 세계에 대한 탐구의지를 심어주기 위한 프로그램으로 ‘항공우주 세계로의 여행 프로젝트’를 구안하여 주제에 따라 단계 별로 학생들에게 적용한다. 학생들은 항공우주의 역사, 지구와 태양계, 로켓, 우주 정착에 대한 이해와 주제별 다양한 항공우주 관련 탐구활동을 경험하게 된다.

연구의 효과성 검증을 위해 본교 학교 5·6학년 48명을 대상으로 프로그램을 적용하여 보았 으며 이를 통해 얻은 결과는 다음과 같다.

첫째, STEAM 프로그램의 주제를 항공과 우주분야로 설정함으로써 미래의 국가 성장 동력 산업인 항공(드론) 분야, 로켓분야, 우주개발 분야에 관심 있는 인재양성을 위한 초등학교 수준의 STEAM 프로그램을 개발하고 적용하여 일선학교에 적용 가능한 자료를 제시하였다.

둘째, 항공우주 개발 분야에는 다양하고 수많은 갈래의 진로탐색 및 진로탐구 영역이 존재한다. 본 프로그램의 주제 활동을 체험 기회를 통해 진로 교육적 영역을 고려하여 다양한 직업에 대한 경험의 기회를 제공할 수 있었다.

셋째, 단순한 과학적 지식을 얻는 실험과 결과 중심의 수업에서 탈피하여 실생활 문제를 다양한 영역의 교육활동과 융합하여 학생스스로 체험하고 해결해 봄으로써 융합적 사고력 향상과 더불어 과학적 흥미도를 높이는데 큰 도움을 주었다.

넷째, STEAM 교육활동에 있어 기존의 자료를 가공하여 활용한 한계점은 있으나 다양한

(6)

2. 서론

가. 연구의 필요성

일선 학교에서 STEAM 프로그램을 적용하지 못하는 가장 일반적인 이유는 STEAM 교육을 위한 교과 시간 미확보뿐만 아니라 적절한 프로그램을 제공받지 못하고 프로그램 운영 환경에 맞는 주변 여건이 조성되지 못한 경우가 대다수다. 또한 STEAM 프로그램에 참여하는 학생들의 흥미 유발과 직접적인 체험 기회를 확대 시킬 수 있는 여건을 마련하고 주변 교육자원을 적극 활용하는 프로그램을 개발하여 현장에 적용하는 것이 필요하다고 본다.

첫째, 항공우주분야의 STEAM 교육 프로그램을 적용하여 학생들의 융합적 사고력을 개발하고 다가 올 우주시대를 대비한 실생활 중심의 융합적 문제해결 과정을 경험하도록 할 필요가 있다.

둘째, 항공우주와 생활이라는 주제 안에서 과학, 기술, 사회, 예술 영역의 학습요소를 탐구함으로써 실제적 상황에서 창의성, 사회성, 감성, 인성을 기를 수 있는 융합교육 프로그램을 개발 할 필요가 있다.

셋째, 항공과학, 로켓과학, 우주개발 분야 자료개발을 운영 목적으로 하여 융합주제를 중심으로 체계적으로 연계해 가는 내용 조직과 학생 눈높이를 고려한 창의적인 융합프로그램을 개발할 필요가 있다.

넷째, 학생 수준에 맞고 통합적이고 최신의 재미있는 항공로켓, 우주 관련 기본 개념을 중심으로 창의적인 체험활동 중심의 프로그램을 개발하여 학생들의 창의적 사고력을 개발하고 실생활 중심의 과학 활동을 제공할 필요가 있다.

다섯째, ‘상황제시, 창의적 설계, 성공의 경험’을 통해 개인과 사회의 문제를 창의적으로 해결할 수 있는 미래를 대비하는 실생활 속의 항공우주 영역의 STEAM 프로그램을 개발할 필요가 있다.

다섯째, ‘항공우주 세계로의 여행 프로젝트’ 를 진행함에 따라 교과간 융합적 프로그램 적용 으로 다양한 영역에서 창의성, 감성, 인성, 대인관계 능력 등 미래핵심역량의 발달을 가져올 수 있었다.

여섯째, 기존의 프로그램을 분석하여 현장 적용성을 높이고 필요에 따라 새로운 학습프로 그램을 개발하여 적용함으로써 기존의 지식전달 위주의 수업방식에서 벗어나 체험과 배움 중심의 교수·학습 방법으로 학생들의 참여도와 만족도를 높여 배움중심의 교실 수업 분위기가 확산되었다.

일곱째, 개발된 프로그램을 실제 교육현장에 적용하여, 질적·양적 분석을 통하여 교사들에게 제공하여 실질적인 도움을 줄 수 있는 지도방안을 찾을 수 있었다. STEAM 교육에 생소한 교사를 위해 지속적인 연구와 자발적인 STEAM 연수를 통해 융합인재교육 역량을 강화할 수 있었다.

(7)

첫째, 기존 STEAM프로그램 ‘항공우주 세계로의 여행 프로젝트’를 분석하여 효과적으로 주제를 구현할 수 있도록 수업 지도안을 개선한다.

둘째, 학생 수준에 맞추어 통합적이고 최신의 재미있는 항공, 로켓, 우주관련 기본 개념을 중심으로 프로그램을 개발하여 학생들의 창의성적 사고력을 신장시키고 실생활 중심의 과학 활동을 할 수 있도록 한다.

셋째, 항공과 로켓을 바탕으로 우주개발이라는 주제 안에서 과학, 기술, 사회, 예술 영역의 학습요소를 탐구함으로써 융합적 상황에서 창의성, 감성, 인성을 기를 수 있는 융합교육 프로그램을 개발한다.

넷째, 항공우주 STEAM 프로그램 적용을 통해 ‘상황제시, 창의적 설계, 감성적 체험’과 함께 개인과 사회의 문제를 창의적으로 해결하는 경험을 제공한다.

다. 연구의 범위

상기 필요성에 따라 실시한 본 연구의 운영 범위는 다음과 같다.

첫째, 본 연구의 대상 및 범위는 본교 5~6학년 학생 48명으로 한다.

둘째, 정규 교과시간과 창의적 체험 활동에 적용할 수 있는 프로그램을 개발(기존 지도안 개선 자료 21차시, 현장 적용 17차시)하여 학생들에게 적용한다.

셋째, 적용한 결과의 효과성을 검증하기 위해 대상 학생들에게 STEAM교육 만족도를 설문조사 한다.

라. 연구의 절차

일 정 수행내용

추 진 일 정

4월 5월 6월 7월 8월 9월 10월 11월 비고

■연구개발 계획 수립

-기존 연구 문헌 및 자료 조사 -스팀 교육 요소 도출 및 연계 -결과분석 및 시사점 도출 -연구진 워크숍 및 자문회의

■연구 착수

- STEAM 프로그램 연구 - 태도검사(사전)

■스팀융합 교육프로그램 개발 -융합교육프로그램개발 전략마련 -융합교육프로그램 개발

-전문가 자문 및 협의회 개최 -현장적용 및 수정 보완

■일반화 작업 및 보고서 작성 - 태도검사(사후)

- 결과보고서 작성

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3. 연구 수행 내용

가. 연구 수행 체계 구축

1) 융합인재교육(STEAM) 연구를 위한 환경 조성 가) 연구회 구성

기획 및 운영 분과 프로그램 개발 분과 검증 분과 연구회 협의회 주관

연구의 기획 및 운영전반

교육과정 분석 프로그램 분석 및 개발

프로그램 검증 계획 수립 일반화 검증 및 결과 분석 연구책임자 (이준형)

연구원 (이세형)

연구원 (우재웅) 연구원 (구동혁) 연구원 (나유미)

연구원 (우재웅) 연구원 (이순옥)

나) 선행연구 분석

(1) 융합인재교육(STEAM) 교수학습 방법에 대한 자체 연수 실시

(2) 융합인재교육 누리집(https://steam.kofac.re.kr)을 참고, 기 개발 STEAM 프로그램을 분석

(3) 선행연구 분석 결과

순 주제 내용 비고

1 STEAM교육의 정의

-과학기술에 대한 학생의 흥미와 이해를 높이고 과학기술 기반의 융합적 사고력)과 실생활 문

제 해결력을 배양하는 교육 https://s team.kof ac.re.kr/

?page_id

=30 2 STEAM 핵심 키워드

-과학기술 기반 교육 -실생활 문제 해결력

-주제 중심의 자연스러운 융합 -흥미와 이해를 높이는 교육 3 프로그램 학습 준거

-상황제시: 문제해결의 필요성을 느낌 -창의적 설계: 스스로 해결방법 모색 -감성적 체험: 문제해결 및 성공경험 4 개선 및 개발 프로

그램 선정 기준

-다가올 미래 사회를 대비한 탐구 주제 선정 -학습자의 흥미 유발 및 참여도 확대

-주제 중심으로 융합 가능한 실생활 문제

내부 협의

(9)

융합인재교육 누리집 내부협의

다) 구성원의 역량강화를 위한 연수

순 연수자(기관) 연수 내용 일시 비고

1 구**( 삼은초) ∙융합인재교육(STEAM) 수업지도안 개발 6. 11. 실과교육실

2 편**( 삼은초) ∙융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발 6. 15. 천안홍대용과학관

3 STEAM 컨 설 턴 트

( 백화초 허**) ∙융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발 10. 5. STEAM체험학습장

4

충 남 과 학 창 의 축 전 STEAM 부 스 운 영 ( 이**, 이** )

∙항공우주 세계를 내 몸에 걸기 10. 19.

~10. 21. 아트센터 고마

5 교육부 융합교육팀 ( 우**, 이** )

∙융합인재교육(STEAM) 기본과정 ∙융합인재교육(STEAM) 심화과정

7. 31.

~8. 19.

한국교원대학교 한국과학기술원

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나. 연구 수행 방향

1) 융합교육에 대한 올바른 이해와 기존의 융합교육을 분석하여 창의적 사고력으로 문제를 해결할 수 있는 교육 내용을 선정하였다.

- 천체와 우주에 대한 기초 이론과 최신 연구내용을 바탕으로 초등학교 수준과 눈높이에 맞는 다양한 내용의 체험학습 프로그램을 구안하였다.

2) 학생 수준에 맞고 통합적이고 최신의 재미있는 우주와 천체관련 기본 개념을 중심으로 창의적인 체험활동 중심의 프로그램을 개발하여 학생들의 창의적 사고력을 개발하고 실생활 중심의 과학 활동을 하도록 하였다.

- 초등학교 교육과정을 분석하여 5~6학년의 수업목표와 내용을 통합하여 우주개발이라는 주제에 통합하여 STEAM 프로그램을 개발하여 적용하였다.

3) 개발된 프로그램이 학생들에게 통합적 사고의 기회를 갖게 하고 융합형 창의 인재로 발돋움 할 수 있는 기회를 제공하였다.

- 학생들이 기존의 기초 과학 프로그램에서 벗어난 통합된 경험을 할 수 있도록 내용을 재구성 함으로써 창의성 및 인성을 신장시켰다.

4) 교사 위주의 설명식·암기식 수업이 아니라 활동과 토론 중심의 STEAM 프로젝트 학습을 실시하였다.

- 협력 수업을 통해 서로 배려하고 존중하며 나눔과 협동을 실천하는 인성교육을 강화함.

5) 개발된 프로그램을 실제 교육현장에 적용하여, 질적ㆍ양적 분석을 통하여 교사들에게 실질적인 도움을 줄 수 있는 지도방안을 제공하였다.

- STEAM 교육에 생소한 교사를 위해 지속적인 연구와 자발적인 STEAM 연수를 통해 융합 인재교육 역량을 강화하였다.

6) 학생들의 흥미와 관심 및 내용의 원활한 전개를 위해 스토리텔링 기법을 적용하였다.

- 천체와 우주에 대한 추상적인 개념을 적절한 상황을 통해 이야기 속에서 배워 스스로 생각 하는 힘을 기르고 학생들의 감성과 직관을 자극하였다.

다. 2018 STEAM 교사연구회 수행 과제 운영

1) 항공우주 세계로의 여행이라는 대 주제 안에서 5개의 소주제로 나눠 학생들의 눈높이에 맞춰 다양한 활동을 구성하여 운영하였다.

2) 시간적 흐름과 기술의 발전에 따른 소주제 배열 방식으로 학생들이 단계별 항공우주과학 발전에 대해 연구하고 미래 진로교육과 연계하였다.

(11)

라. 융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발 방향

1) 융합인재교육(STEAM) 기 개발 프로그램 개선 및 재구성 가) 프로그램명: 항공우주 세계로의 여행 프로젝트

나) 개선 및 재구성 기준

- 2015 개정교육과정 적용: 성취기준 및 내용 적용

- 수업 적용의 실효성 및 학교 현장 적용: 학년성, 학생 흥미도, 적용성 등 고려 - 학교 교육활동 내 적용이 용이한 프로그램 개발

- 동일 영역의 기 개발 프로그램 중 학교 현장성을 검토하여 프로그램 재구성 다) 공통 개선내용: 2015 성취기준 적용

마. 융합인재교육(STEAM) 프로그램 재구성 개발 1) 프로그램 구성 운영 개요

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 항공우주 세계로의 여행 프로젝트

학교급 초등학교 대상

학년(군) 5,6학년

중심과목 과학

중심과목 성취기준

영역

[초등학교 5학년 1학기] (2) 태양계와 별 [초등학교 6학년 1학기] (1) 지구와 달의 운동 [초등학교 6학년 1학기] (3) 렌즈의 이용

연계과목

과학 실과 수학 미술 사회

연계과목 성취기준

영역

[초등학교 5학년 2학기] (3) 물체의 빠르기

[초등학교 6학년 2학기] (4) 생활과 전기전자(코딩교육) [초등학교 6학년 2학기] (5) 생활 속의 동식물 이용 [초등학교 5학년 2학기] (2) 합동과 대칭

[초등학교 6학년 1학기] (4) 비와 비율 [초등학교 6학년 1학기] (4) 관찰 표현 [초등학교 6학년 2학기] (10) 디자인과 생활

[초등학교 5학년 1학기] (4) 우리 사회의 과제와 문화발전 [초등학교 6학년 2학기] (4) 변화하는 세계 속의 우리나라

개발계획

주제 연번

차시 (적용 차시)

과목 연계(안)

1 3(3) 과학(1.5)+수학(0.5)+사회(0.5)+실과(0.5)

2 6(6) 과학(4)+미술(0.5)+국어(0.5)+수학(0.5)+사회(0.5) 3 4(4) 과학(3)+미술(0.5)+사회(0.5)

(12)

2) 프로그램 재구성 개발 내용 가) 항공우주의 역사 알기

1) 하늘을 날고 싶은 인간

항공 과학의 역사

비행의 원리(멀리 날아라! 비행기) 동력을 이용한 비행

정비례와 반비례 : 속도와 시간과 거리

Ⓢ Ⓣ Ⓔ Ⓜ

•(5-2)과학 3.

물체의 빠르기

•(6-2)실과 4.

생활과 전기・전 자

•(6-2) 수학 5.

정비례와 반비례

2) 드론을 이용한 비행 □체 드론의 구조, 비행, 조정능력 체험으로

익히기 Ⓢ Ⓣ Ⓔ Ⓜ

•(5-2)과학 3.

물체의 빠르기

•(6-2)실과 4.

생활과 전기・전 자

•(6-2) 수학 5.

정비례와 반비례

나) 항공우주 알기

1)

동경하는 미지의 세상에 눈을 뜨다.

(체험 선택)

-태양계 행성 알고 만들기 -행성 탐사 계획 세우기 -별자리 알아보기 -별자리 우산 만들기

-별자리 이야기 만들고 역할극 하기

Ⓢ Ⓔ Ⓜ

•(6-1) 과학 3. 렌즈의 이 용

•(5-1) 과학 2. 태양계와 별

2)

우주를 보고 싶은 지구인의 노력 (체험 선택)

-우주를 담은 둥근 하늘 -빛의 굴절과 렌즈 -망원경 다뤄보기 •천체망원경의 종류

•천체망원경의 원리와 구조 •천체망원경 다루기 •망원경으로 보는 밤하늘

Ⓢ Ⓣ

•(3-1) 과학 2. 물질의 성 질

•(5-1) 과학 2. 태양계와 별

(13)

다) 항공우주 준비하기

1)

탐사로켓 만들기 (체험 선택)

-우주탐사 로켓의 역사 -로켓의 추진원리 알아보기 -우주탐사 로켓 설계

□체 에어로켓/물로켓/모델로켓 만들기

Ⓢ Ⓣ Ⓔ

Ⓐ Ⓜ

•(5-2) 과학 3.

물체의 빠르기

•(5-2) 수학 2.

합동과 대칭

•(6-1) 과학 4.

여러 가지 기 체

•(6-2) 미술 10. 디자인과 생활

2)

우주선 디자인하여 만들기

(체험 선택)

-우주개발용 우주선에 필요한 요소 생각하여 토의하기

-거주구역, 실험구역, 추진구역 등 다양한 역 할별 구역을 생각하며 설계하기

-우주선 구조 설계하기(가볍고 튼튼한 구조 찾기)

□

체 우주선 만들기 / 재활용품등을 이용하여 설계한 우주선 구현하기

Ⓢ Ⓣ Ⓐ

•(6-2) 실과 1.

쾌적한 주거와 생활 자원 관리

라) 우주로 날아가기

1) 우주에서 살아남기

-우주에서 살아남기 위해 필요한 물품 선택 하기(주어진 물품중에서 우주에서 살아남기 위해 필요한 물건을 중요한 순서대로 선택 하기/가치탐색)

□

체 산소의 발생 실험하기 : 다양한 방법으로 산소를 발생시킬수 있는 방법 알아보기(화학적 방법/전기분해/응급상황에서 사용할 수 있는 방법 찾기 등)

Ⓢ Ⓣ Ⓔ •(6-1)과학 4.

여러 가지 체

2) 우주에서 방향 찾기

-별자리 찾기와 별자리 프로그램 다루기 -북극성과 북두칠성 찾기

-오리온자리의 공간 구성 찾기

□

체 LED를 이용하여 나만의 별자리 만들기

□

체 별자리 촬영하기(일주촬영, 점상촬영 등)

Ⓢ Ⓣ Ⓐ •(5-1) 과학 2.

태양계와 별

(14)

마) 우주 정착하기

1)

우주 탐사로봇 제작하기

(체험 선택)

-우주탐사로봇 알아보기

-우주탐사 로봇의 임무와 원리 알아보기 (드론형 로봇, 태양광 지상형 로봇) -우주 탐사 로봇의 착륙방법

□

체 우주탐사로봇 설계 구현하기(NXT 활용)

□

체 달걀 낙하 실험(달걀깨뜨리지 않고 자유 낙하 구조물 만들기)

Ⓢ Ⓣ Ⓔ

Ⓐ Ⓜ

•(6-2)실과 4. 생활과 전 기・전자

2) 우주 이주 계획

-화성 테라포밍(Terraforing; 행성개조) 방법 토론하기

-동물과 식물의 한살이 / 동식물의 분류등

□

체 온실에서 식물기르기 : 식물이 살아가는데 필요한 것 (물, 햇빛(광합성)

Ⓢ Ⓣ Ⓔ

•(3-1)과학 3.

동물의 한살이

•(4-1)과학 3.

식물의 한살이

3) 프로교육과정 재구성 및 수업 지도안 및 평가 계획 작성

(15)

4) 재구성 프로그램 적용 내용

과제 주제 및 프로그램명 적용 시기 적용대상 적용방법

1

∙하늘을 날고 싶은 인간 - 항공우주의 역사 - 멀리 날아라! 비행기 - 높이 날아라! 드론 -

6월 5~6학년(48명)

개발한 프로그램을 5~6학년 대상으로 관련 교과 시간 및

창체 시간에 블록타임으로 운영 2

∙동경하는 미지 세상에 눈을 뜨다 - 태양계 행성 알아보기

- 태양계 행성 만들기 - 행성 탐사 계획 세우기 - 별자리 알아보기 - 별자리 우산 만들기

7월 5~6학년(48명)

3

∙우주를 보고 싶은 지구인의 노력 - 우주를 담은 둥근 하늘

- 빛의 굴절과 렌즈 - 망원경 다뤄보기

- 망원경으로 보는 밤하늘

9월 5~6학년(48명)

4

∙우주를 향한 우리 별 쏘아 올리기 - 인공위성을 아니?

- 우리나리의 인공위성 개발 - 나의별 1호 만들기

- 나의별 1호 하늘로 띄우기

10월 5~6학년(48명)

(16)

바. 학생 평가

1) 평가 방법 및 시기

평가내용 평가방법 시기 평가반영 비고

지식·이해 ∙관찰평가(수행평가)

∙지필평가(수행평가) 각 수업시간 ∙생활기록부 교과학습발달상황

태도 ∙관찰평가(수행평가) 각 수업시간 ∙생활기록부 교과학습발달상황

2) 학교생활기록부 기재 방안

교과 교과 평어 관련 주제

과학

· 비행기의 구조와 비행의 원리를 설명할 수 있고, 비행의 원리를 익혀 멀리 나는 비행기를 설계, 제작할 수 있다.

· 드론의 뜻과 드론의 종류, 드론 조립 방법을 설명할 수 있다.

프로그램 1주제

· 별, 행성, 태양계, 공전의 개념을 이해하고 설명할 수 있다

· 계절별로 별자리가 달라짐을 지구의 자전과 공전과 관련하여 설명할 수 있다.

· 밤하늘을 바라보면서 천체들의 움직임을 알아본다.

· 빛의 굴절과 망원경의 원리를 이해하고 망원경의 구조를 이해하여 사용법을 알 수 있다.

· 망원경의 성능을 개선하기 위한 방법을 생각해 우주의 다른 별들을 관측할 수 있도록 한다.

· 인공위성의 역할과 우리나라 인공위성의 역사에 대해 알며, 인공

위성의 기능을 과학적으로 설명할 수 있다. 프로그램 4주제

수학

· 비행하는 물체의 속력을 구하고 이동거리 및 시간과의 관계를 말

할 수 있다. 프로그램 1주제

· 태양계 행성의 특징을 이해하며, 행성간의 거리 및 크기를 상대적

으로 비교할 수 있다. 프로그램 1주제

· 망원경의 기능을 갖추면서도 가장 아름다운 모습을 디자인하여

제작할 수 있다. 프로그램 3주제

(17)

교과 교과 평어 관련 주제

사회

· 드론에 대한 흥미와 관심을 가지고 조종법을 익히며 미래 산업의

꿈을 익힐 수 있다. 프로그램 1주제

· 태양계의 태양 에너지 이용한 신재생에너지 활용 방법을 찾아

미래의 자연 환경을 보존할 수 있다. 프로그램 1주제

· 광활한 우주의 크기를 체감하며 나와 내 주변과의 인연에 대해

생각해보고 성찰할 수 있다. 프로그램 3주제

· 인공위성의 원리를 이해하고 창의적인 인공위성을 만들어봄으로써

지속적인 탐구 태도를 갖는다. 프로그램 4주제

국어 · 우주에 관심과 호기심을 갖고 자신의 생각과 느낌을 언어적․

비언어적 수단을 통하여 효과적으로 표현할 수 있다. 프로그램 2주제

실과

· 컴퓨터 시뮬레이션 프로그램, 다양한 어플리케이션 등의 사용

방법을 알고 학습 결과를 공유하고 발전시킬 수 있다. 프로그램 1주제

· 인공위성의 구조와 쓰임새를 생각하며 나만의 인공위성을 설계

할 수 있다. 프로그램 4주제

사. 학생 태도검사 대상의 선정 및 검사 결과 분석

영역 검사내용 검증도구 시기 대상

양적분석

∙태도검사(사전) 효과성분석

설문지 5월, 10월 ∙5~6학년 학생 ∙태도검사(사후)

질적분석 ∙수업소감 질적 분석지 10월

∙5~6학년 학생

∙교사

1) 융합인재교육(STEAM)의 도입이 학생들의 수업에 대한 생각의 폭과 접근 방법에 끼친 영향을 파악하였다.

2) 학생 태도검사에 대한 융합인재교육(STEAM)의 사전·사후 검사를 실시하여 2018 STEAM 교육 지원단 카페에 탑재하여 t검증을 요청하였으며, 연구 교사도 교사 만족도에 참여하였다.

3) 설문지 투입 대상인 학생, 교사의 반응을 연구회 운영자 및 프로그램 개발자와 협의하여 설문의 반응 결과를 확인하였다.

(18)

4. 연구 수행 결과 및 시사점

가. 학생 STEAM 태도와 만족도 조사 결과

본 학생 STEAM 태도와 만족도 조사 결과는 온라인 프로그램을 이용한 자료 집계와 별도로 오프라인으로 구성하여 투여한 설문 결과로 온라인상의 결과와 다소 차이를 보일 수 있으나 이 집계 결과가 더 학생들의 유의미한 설문 자료일 수 있다는 점을 밝힌다.

1) 과학에 대한 흥미(N=48)

구분　 매우 아니다 아니다 보통이다 그렇다 매우 그렇다 만족도

사전 3 3 7 17 18 73%

사후 1 1 5 18 23 95%

⁰

24 48 72 96 120

사전 사후

매우 아니다 아니다 보통이다 그렇다 매우 그렇다 만족도

과학에 대한 만족도는 사전 73%, 사후 95%로 프로그램 적용 후 학생들이 과학에 대한 흥미 도가 매우 높아졌다. 이는 학생들이 직접 체험 과 평소 재료비의 부담으로 쉽게 다뤄보지 못 한 수업 자료를 활용한 결과로 해석된다.

2) STEAM 수업에 대한 흥미(N=48)

사전 2 5 8 15 18 69%

사후 0 0 7 18 22 83%

10 20 30 40 50 60 70 80 90

STEAM 수업에 대한 만족도는 사전, 사후 69%에서 83% 높게 나타났으며 보통으로 답한 학생은 크게 변하지 않았으나 학생들이 흥미를 가지고 접할 수 있는 주제 선정이 매우 효과적인 것으로 분석된다.

(19)

3) 교과 융합에 대한 흥미(N=48)

사전 5 5 15 11 12 48%

사후 1 2 5 18 22 83%

⁰

20 40 60 80 100

사전 사후

교과 융합에 대한 흥미는 사전48%, 사후 83%로 프로그램 수행 후 학생들의 변화도가 매우 유의미한 차이를 보였다.

4) 항공우주 분야에 대한 관심도(N=48)

사전 5 5 12 11 15 54%

사후 1 2 7 15 23 79%

⁰

10 20 30 40 50 60

사전 사후

항공우주 분야에 대한 관심이 전체적으로 높으며(사전 54%, 사후 79%) 사후 검사에서 유의미하게 관심도가 오른 것을 확인하였다.

5) 항공우주 분야의 발전에 대한 실천 의지(N=48)

사전 4 5 12 15 12 56%

(20)

매우 아니다 아니다 보통이다

그렇다 매우 그렇다 만족도

항공우주 분야의 발전에 대한 프로그램 수 행 후의 학생들의 변화는 전체적으로 매우 높으며(사전 56%, 사후 85%) 사후 검사에서 유의미하게 관심도가 오른 것을 확인하였다.

나. 학생 STEAM 만족도 조사의 시사점

1) 학생들은 이미 과학 교과에 대하여 관심과 흥미도는 어느 정도 높았으나 평소 과학에 대한 관심이 낮은 학생들이 항공우주 분야에 대한 실생활 문제를 다각도로 학생스스로 해결해 봄으로써 타 교과의 융합적 태도와 사회성이 형성되는데 도움이 되었다.

2) 학생들은 항공과 로켓, 우주개발 분야에 대한 보다 높은 관심과 향후 우리에게 닥칠지도 모르는 지구의 변화에 대한 경각심을 가지게 되었고 우주개발을 통한 이러한 문제점을 개선할 필요성을 인지하게 되는 계기가 되었다.

3) 학생들은 이 프로그램을 접하기 전에는 항공, 로켓, 태양계, 우주와의 관련성을 잘 찾지 못했고 세계 여러 나라에서 도전적으로 노력하고 있는 점을 잘 알지 못했으나 본 프로그램을 접하고 난 후에는 항공우주 분야의 직업의 다양성과 개발의 무한성을 인지하고 적극적인 탐구동기를 가지게 되었다.

다. 교사연구회 운영 자체 평가

융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영과 관련하여 다음과 같은 자체평가 결과를 얻었다.

1) 교사연구회의 운영을 위해서는 일부 교사가 아닌 대다수 교사의 지지가 필요 하였다. 본교는 다행히도 연구원 뿐 아니라 학교의 관리자를 비롯한 5·6학년 교사들의 공감과 지지를 얻어 프로그램을 개발하고 쉽게 적용할 수 있었으나 프로그램에 참여하지 못하는 학급에 대한 수혜기회 확대의 필요성을 모두가 인식한 계기가 되었다.

2) 학생 중심, 직접 탐구중심, 조작적 활동 중심, 학생 상호간 협력적 참여, 문제 중심의 수업이 이루어 질 때, 교사와 학생 모두가 만족하는 수업이 이루어 질

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주었으나 다소의 그룹에서 협력적인 태도보다는 흥미 중심의 성과 달성의 행동 요소가 보이는 경우도 다소 있었다.

3) 학생들의 관심과 학습 동기가 높고 현대적 관심의 소재(항공, 드론, 로켓, 망원경, 태양광, 우주개발)를 중심으로 프로그램이 구성되다 보니 프로그램 적용 후 배움 중심의 교실 수업 분위기가 확산되었다.

4) 교사연구회 참여를 통한 STEAM 프로그램 개발·적용 관련 좋았던 점과 어려웠던 점 가) 교사연구회 회원들 간의 4차례의 협의 과정을 통해 학생들에게 융합과학적

사고력을 신장시켜주기 위한 지속적인 노력을 기울여 연구회 본연의 취지를 충분히 살리고 있으며 학교 안에서 융합과학에 대한 교사들의 관심을 이끌어 내었다.

나) 융합과학 프로그램 참여 학생들은 융합적 과학 탐구활동에 높은 흥미를 가지고 참여하고 있으며, 이론 중심의 과학이 아닌 체험중심 프로그램으로 적용으로 과학과 실생활과의 관련성을 높게 평가하였다.

다) 다가올 우주세계에 대한 새로운 관심과 개발의지를 바탕으로 현재의 과학과 미래의 과학을 연결하고자 하는 연결고리를 찾기 위한 팀워크 사고를 확산 하였다.

라) 융합과학 프로그램을 적용하는 대상을 여러 가지 예산상의 문제로 한정하여 운영하다보니, 프로그램에 참여하지 못하는 동학년 학생들의 참여 요구 사항에 대한 민원에 다소 어려움을 경험하였다.

5. 결론 및 제언 가. 결론

본 연구를 통해 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.

1) STEAM 프로그램의 주제를 항공과 우주분야로 설정함으로써 미래의 국가 성장 동력 산업인 항공(드론) 분야, 로켓분야, 우주개발 분야에 관심 있는 인재양성을 위한 초등학교 수준의 STEAM 프로그램을 개발하고 적용하여 일선학교에 적용 가능한 자료를 제시하였다.

2) 항공우주 개발 분야에는 다양하고 수많은 갈래의 진로탐색 및 진로탐구 영역이 존재한다. 본 프로그램의 주제 활동을 체험 기회를 통해 진로 교육적 영역을 고려하여 다양한 직업에 대한 경험의 기회를 제공할 수 있었다.

3) 단순한 과학적 지식을 얻는 실험과 결과 중심의 수업에서 탈피하여 실생활 문제를 다양한 영역의 교육활동과 융합하여 학생스스로 체험하고 해결해 봄으로써 융합적

(22)

프로그램의 개발과 적용으로 참여 교사들에게 STEAM에 대한 효과성과 신뢰 형성에 대한 긍정적인 마인드 형성과 STEAM 분야에 대한 교사의 전문성 신장에 기여하였다.

5) ‘항공우주 세계로의 여행 프로젝트’ 를 진행함에 따라 교과간 융합적 프로그램 적 용으로 다양한 영역에서 창의성, 감성, 인성, 대인관계 능력 등 미래핵심역량의 발 달을 가져올 수 있었다.

6) 기존의 프로그램을 분석하여 현장 적용성을 높이고 필요에 따라 새로운 학습 프로그램을 개발하여 적용함으로써 기존의 지식전달 위주의 수업방식에서 벗어나 체험과 배움 중심의 교수·학습 방법으로 학생들의 참여도와 만족도를 높여 배움 중심의 교실 수업 분위기가 확산되었다.

7) 개발된 프로그램을 실제 교육현장에 적용하여, 질적·양적 분석을 통하여 교사들 에게 제공하여 실질적인 도움을 줄 수 있는 지도방안을 찾을 수 있었다. STEAM 교육에 생소한 교사를 위해 지속적인 연구와 자발적인 STEAM 연수를 통해 융합 인재교육 역량을 강화할 수 있었다.

나. 제언

1) STEAM 연구대상인 5~6학년 학생들에게만 STEAM 수업을 적용했지만 교사의 인식 확산이 이루어진다면 3~4학년에서도 자발적인 참여가 이루어 질 수 있을 것이다.

2) 새로운 프로그램의 개발은 기존 개발 프로그램을 적용 한 후 수정이 이루어져야 한다.

기존의 모델을 개선한 프로그램도 현장에서 수업을 적용 해보고 난 후 학생들의 반응과 태도에 따라 부분적으로 수정할 점이 상당수 발견되었다.

3) 융합인재교육(STEAM) 교육에서 중요한 것은 과학 교과가 주가 되는 것이 아닌 참여 교사의 태도와 프로그램을 적용하는 교사의 타 교과와의 융합적인 마인드가 매우 중요하다고 판단된다. 따라서 융합인재교육(STEAM)이 힘들고 어렵다는 인식을 개선하기 위해 향후에도 융합인재교육(STEAM)에 대한 지속적인 교사의 연수 기회 확대와 재정적 지원이 필요하다고 본다.

(23)

참 고 문 헌

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교육과학기술부 지정 연구학교 보고서.

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15. 제주 삼양초등학교(2011). 체험활동중심의 융합인재교육(STEAM) 교육을 통한 학습

(24)

[부록1 활동 사진

[충남과학창의축전 항공우주 분야 STEAM 부스 운영하기]

(25)

[1주제 활동: 종이 비행기 날리기]

[1주제 활동: 비행기 오래 날리기 및 목표물 맞추기 경기하기]

(26)

[1주제 활동: 드론 장애물 통과 후 착륙 조정하기]

[1주제 활동: 드론 조정 연습하기]

(27)

[1주제 활동: STEAM 마인드 향상 교직원 자체 연수하기]

[1주제 활동: STEAM 마인드 향상 교직원 드론 전문가 연수 받기]

(28)

[2주제 활동: 태양빛과 유사한 백열전구를 이용한 태양광자동차 경주]

[2주제 활동: 태양광을 이용한 신재생에너지 학습하기]

(29)

[3주제 활동: 간이 천체망원경 제작 활동을 통한 원리 이해하기]

[3주제 활동: 제작한 천체망원경 멀리있는 사물 관측하기]

(30)

[3주제 활동: STEAM 마인드 향상 연구팀 전체망원경 전문가 연수 받기]

[3주제 활동: STEAM 마인드 향상 연구팀 태양흑점 관찰 전문가 연수받기]

(31)

[3주제 활동: STEAM 마인드 향상 연구팀 별자리 관측 전문가 연수받기]

[3주제 활동: STEAM 마인드 향상 연구팀 천체 투영관 전문가 연수받기]

(32)

[4주제 활동: 에어로켓 제작 활동을 통한 로켓 원리 이해하기]

[4주제 활동: 에어로켓에 제작 활동 완료 모습]

(33)

[4주제 활동: 에어로켓을 발사대에 탑재하여 발사하기]

[4주제 활동: 에어로켓에 디지털영상장치를 탑재 한 인공위성 쏘아 올리기]

(34)

[부록2] 프로그램 개발 및 적용 수업 지도안

(35)

2018 융합인재교육(STEAM) 프로젝트형 프로그램 개발 차 례

삼은초등학교 융합인재교육교사연구회

· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·1

· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·16

· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·36

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하늘을 날고 싶은 인간

주 제 명 항공 우주의 역사 알기

수업 목표 항공 우주의 역사를 알고 새가 되고 싶은 인간의 활동을 경험 할 수 있다.

적용 권장 학년 5, 6학년

총 수업시수 4차시(선택 수업)

적용 모형 문제해결학습

차시 소주제 주요 내용 관련 교과

1 항공우주의 역사

도입 “새가 되고 싶었던 인간의 꿈” 제시

국어 전개 과학

1. 항공우주의 역사 이야기 만들기

- 항공우주의 역사 그림 카드를 보고 만든다.

2. 항공우주의 역사 알기 3. 항공우주의 역사 게임하기

- 20개의 카드를 같은 것끼리 뒤집는 게임을 한다.

정리 새로 알게 된 것 이야기하기

2 멀리 날아라! 비행기

도입 종이 비행기 날리기 대회 제시

과학 실과 미술 전개

1. 멀리 나는 종이비행기를 만드는 방법 익히기 - 공기의 흐름(베르누이 법칙), 양력 등 설명 2. 종이 비행기 날리기 대회 실시

3. 날개 없는 비행기 소개 - 비행 원리 설명 - 멀리 나는 법 탐구하기

4. 날개 없는 비행기 날리기 대회 실시 정리 대회 결과 시상 및 느낀 점 발표

3 높이 날아라! 드론

도입 드론 경주 비행 영상 제시

과학 실과 미술 수학 전개

1. 드론의 뜻과 종류 알기 2. 드론 조종법 익히기 3. 드론 레이싱 하기

- 이동거리와 걸린 시간 구하기 - 비와 비례 알기

정리 대회 결과 시상 및 느낀 점 발표

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동원하여 과학 연구와 실용적 목적으로 활동하는 일의 총칭을 뜻한다(두산백과). 정보 기술(IT) 생명기술(BT) 환경기술(ET) 극미세기술(NT) 분야와 함께 추진해야할 우리나라의 전략 사업이다. 통신, 방송, 환경, 국방, 국토관리, 경제, 사회, 과학, 기술, 산업 분야 뿐만 아니라 외교․안보 등 국가 위상 면까지 영향을 미치기 때문이다. 따라서 로켓은 항공우주과학 개발 분야에서 가장 기본이 되면서도 중요한 분야이기에 지속적인 관심과 연구가 되어야 한다.

하늘을 동경하여 날고자 하는 인간의 꿈은 시작점을 알 수 없는 예전부터 계속되어 왔으며, 급기야 1742년 프랑스의 백빌후작이 날개를 양 수족에 붙이고 새처럼 날아보려고 시도하기도 하였다. 누군가는 비웃었을 이러한 시도는 항공우주의 역사로 남아있고 이러한 무수한 도전 끝에 인간의 비행은 성공한다. 1849년 주지케일리의 무동력 글라이더가 성공을 거둔 이래, 1903년 라이트 형제의 동력비행 성공, 전투비행기의 발전, 그리고 우주로의 로켓발사 등 하늘을 향한 인간의 도전은 계속되고 있다.

미지의 세계에 대한 도전이야 말로 인간의 본능이자 과학 발전의 밑거름이다. 본 프로그램에서 학생들은 첫째, 항공우주의 역사를 배우며 항공우주과학의 선배들이 어떤 과정을 거쳐 과학을 발전시켰는지 살펴보면서 꿈에 대한 도전정신을 간접체험하고 과학자로서의 정신을 배운다. 둘째, 직접 비행기를 만들고 날려보며 비행기의 원리를 직접 탐구해본다. 셋째, 첨단 비행산업이며 학생들도 다룰 수 있는 드론에 대해 배우고 직접 조종해보는 시간을 갖는다. 본 활동을 통해 학생들은 항공우주의 역사를 배우고, 직접 항공우주 과학자가 되어 항공우주의 원리를 익히며, 드론을 직접 조종하는 즐거움과 함께 드론의 비행 원리, 관련된 수학지식에 친근하게 접근할 수 있을 것이다.

2 학습 목표

❍ 내용 목표

- 항공우주 역사에 대해 순서에 맞게 이야기할 수 있다.

- 비행기의 구조와 비행의 원리를 설명할 수 있다.

- 비행의 원리를 익혀 멀리나는 비행기를 설계, 제작할 수 있다.

- 드론의 뜻과 드론의 종류를 이야기할 수 있다.

- 비행하는 물체의 속력을 구하고 이동거리 및 시간과의 관계를 말할 수 있다.

❍ 과정 목표

- 항공우주 역사 카드 뒤집기 활동을 통해 항공우주에 대한 호기심을 갖는다.

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- 비행기와 드론 날리기 활동을 통해 지적 만족감과 자아 효능감, 성취감을 느낄 수 있다.

3 STEAM 과목 요소

: S, T, E, A, M 각각과 관련되는 학습요소

❍ S : 과학 5학년 2학기 3단원. 물체의 빠르기

항공우주의 역사, 비행의 원리, 비행기의 구조, 드론의 종류와 구조

❍ T, E : 실과 6학년 4단원. 생활과 전기․전자(로봇의 이해) 비행기의 구조와 원리를 알고 나만의 비행기 디자인하기

❍ A : 미술 6학년 2학기 10단원. 디자인과 생활 나만의 비행기 디자인하기

❍ M : 수학 6학년 2학기 2단원. 비와 비례

비행기 속도 측정하기, 드론 비행 높이 측정하기, 속도와 이동거리의 관계 익히기

4 STEAM 단계 요소

❍ 상황제시(Co)

• “새가 되고 싶었던 인간의 꿈” 제시

• 종이 비행기 날리기 대회 제시

• 드론 경주 비행 영상 제시

❍ 창의적 설계(Cd)

• 항공우주의 역사 알고 이야기 만들기

• 멀리 나는 종이비행기를 만드는 방법 익히기 • 멀리 나는 종이비행기를 구상하여 만들기 • 드론 조종법 익히기

❍ 감성적 체험(ET)

• 항공우주의 역사 게임하고 새로 알게 된 점 공유하기

• 비행기 날리기 대회 참여하고 느낀 점 공유하기

• 드론 레이싱 하고 느낀 점 공유하기

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학생들이 프로젝트의 주요 활동 “탐사로켓 만들기”를 하기에 앞서 본격적으로 항공우주에 관 심 을 갖도록 하려면 어떻게 해야 할까? 라는 물음에서 본 활동-항공우주의 역사를 기획하 였다 . 학생들은 지금의 비행기, 로켓을 만든 여러 선배 과학자들의 발자취를 보고, 그들의 탐구를 따라하며 항공우주 역사를 앎은 물론, 과학자로서의 태도를 함양할 것이다. 또한 학생들은 단순히 이론 학습에 그치는 것이 아니고 카드 게임, 비행기 날리기, 드론 조종 등 여러 체험학습을 하며 직접 과학자가 되어 항공우주의 이론을 탐구해 볼 것이다.

총 5차시의 차시별 활동 내용을 살펴보면 다음과 같다.

1차시에서는 항공우주의 역사를 주제로 모둠별로 주어진 그림만 보고 항공우주의 역사를 이야기로 만들어보고 친구들과 공유한다. 그리고 다시 정확한 역사를 배운 후 이를 게임을 통해 복습한다. 직접 비행기를 만들어보는 활동이다. 비행기의 구조와 원리를 익힌 후 2가지의 비행기를 만들어보며 그 원리를 적용하여 본다. 첫째는 날개가 있는 일반적인 종이비행기이며, 둘째는 날개가 없는 비행기이다. 날개가 없이도 양력과 추력을 이용할 수 있음을 이해하여 자신만의 창의적인 비행기를 설계할 수 있을 것이다.

2차시는 드론 조종 활동이다. 드론의 조종법을 익혀 조종하되 속력과 관련된 수학적, 과학적 지식을 같이 쌓는다. 학생들은 미래 사회에 널리 쓰이게 될 무인항공기 조종을 통하여 흥미를 가지고 우주항공 체험 활동에 참여할 수 있을 것이다.

6 차시별 계획표

❍ 1 차시

학습과정 교수 ․ 학습 활동 학습자료

및 유의점 교사자료

도입

 “하늘을 나는 꿈, 현실이 되다” 제시

☞ 인류의 하늘을 나는 꿈에 대한 도전과 비행기의 발명에 관한 영상을 보여주며 흥미를 유발하고 어떤 내용인지 이야기해본다.

동영상 주소

https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=2440964&categoryId=51638&cid=51638&tkFrom =tlist&tkListId=684681&tkTocId=810688&tkSort=

☞ 몰입 및 자기 문제화: 이야기 자료를 통해 학생들이 과거의 비행에 대하여 상상해보게 하고 비행을 위해 노력해왔던 당시 선구자들의 상황을 인식하고 공감하게 한다.

☞ 학습목표를 제시한다.

- 날고 싶은 인간의 꿈과 도전을 살펴보고 항공우주의 역사를 이야기 하여 봅시다.

▶항공우주의 역 사 카드 프리 젠테이션

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❍ 2 차시

및 유의점 교사자료 나열하고 하나의 이야기를 만들어본다.

☞ 활동지2에 이야기를 정리하고 친구들과 공유하여 본다.

정답을 찾기 보다는 학생들이 과거 인간의 꿈이었던 비행을 위한 노력을 생각해보는데 중점을 둔다.

 항공우주의 역사 알기

☞ 모둠의 이야기와 비교하며 실제 역사 이야기를 듣는다.

 항공우주의 역사 게임하기

☞ 모둠원끼리 같은 카드를 찾는 카드 뒤집기 게임을 한다.

- 그 림 카 드 와 해 당 역 사 이 야 기 카 드 를 같 이 뒤 집 어 야 점 수 를 획 득 한 다 .

(활동지1:)

▶활동지2

▶항공우주의 역 사 그림카드, 항공우주의 역 사 설명카드

정리

 새로 알게 된 것 이야기하기

☞ 항공우주의 역사 정리하기

- 하늘을 향한 인간의 동경과 노력, 세계대전 등이 비행기 발전의 동력이 되었음을 이야기한다.

 마무리 및 차시예고

☞ 다음 차시: 비행기 날리기 대회

도입

종이 비행기 날리기 대회 제시

☞ 종이 비행기 날리기 대회를 제시하여 학습 동기를 유발한다.

- 지난 시간에 배운 내용을 상기하며 종이비행기 날리기 대회를 실시합니다. 이번 대회를 통해 여러분은 비행기의 구조와 원리를 탐구하여 항공우주 발전에 기여할 수 있을 것입니다.

[종이 비행기 날리기]

▶ 프리젠테이션 자료

(41)

및 유의점 교사자료 알린다.

대회 종목은 멀리 날리기, 목표물 도달하기가 있으며 본 지도안에 서는 멀리 날리기만 실시하도록 하였지만 상황에 따라 오래 날리기 추가 등 수정 제시하여도 된다.

☞ 모둠별로 멀리 나는 에어비행기를 만드는 방법을 생각해보고 설계도를 작성한다.

[에어비행기 제작 및 멀리날리기, 목표물 맞추기 대회 실시]

☞ 모둠별 아이디어를 공유한다.

비행기의 구조와 비행의 원리 학습하기

☞ 양력 등 비행의 원리와 비행기 접는 방법을 학습한다.

비행의 원리는 별도 첨부된 교육자료를 참고한다.

동영상 주소

https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=2441151&cid=51638&categoryId=51638 https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=2447908&cid=51661&categoryId=51662

에어 비행기 날리기 대회 실시하기

☞ 장소, 시간, 순서 등 대회 규칙을 제시한다.

☞ 각자 설계도를 작성하고 비행기를 만든다.

☞ 정해진 장소에서 대회를 실시하고 우수학생을 뽑는다.

▶학습지3

▶ 학습지4, A4 종이, 가위, 풀

정리 대회 결과 시상 및 느낀 점 발표하기

☞ 제일 멀리 비행기를 날린 학생을 시상한다.

☞ 어떤 비행기가 멀리 나는지 원리를 탐구한다.

☞ 느낀 점을 발표한다.

 마무리 및 차시예고

☞ 다음 차시: 드론 비행 대회

(42)

도입

드론 경주 비행 영상 제시

☞ 드론 비행 대회를 제시하여 학습 동기를 유발한다.

- 이번 시간은 드론 비행 대회를 실시합니다. 이번 대회를 통해 최근 이슈가 되고 있는 드론 경주대회에 참여하여 항공우주기술의 선두주자가 될 수 있을 것입니다.

[교원 드론 이해 연수 장면 동영상 자료 제시로 흥미 유발]

▶ 동영상 자료 https://www.you

tube.com/watc h?v=NIzW57q Zs0Y

전개

 드론 소개하기

☞ 드론의 정의 및 종류, 사용 범위 등을 소개한다.

교육 자료를 활용한다.

 드론 조종법 익히기

☞ 드론 레이싱 대회를 소개한다.

☞ 학급 드론 레이싱 대회 규칙을 알리고 조종법을 익힌다.

학교 내 드론이 준비되어 있지 않다면 학습용 저가형 드론 구입, 드론 대여를 이용할 수 있다.

이동거리와 걸린 시간 등 수학적인 부분도 같이 학습한다.(학습지)

 드론 레이싱하기

☞ 대회를 실시하고 우수학생을 뽑는다.

☞ 드론레이싱 동영상을 분석한다.

▶실제 대회와 학급 대회에 차이가 있음을 알린다.

▶학습지

▶안전사고 예방 교육을 미리 실시한다.

▶동영상 편집 프로그램을 미 리 준비시킨다.

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7 평가 계획

평가 영역 평가 내용 평가방법

통합적 사고

- 항공우주 역사에 대해 순서에 맞게 이야기할 수 있는가?

- 비행기의 구조와 비행의 원리를 설명할 수 있는가?

- 드론의 뜻과 드론의 종류를 이야기할 수 있는가?

관찰평가

창의적 설계

- 나만의 비행기 구조를 설계할 수 있는가?

- 비행의 원리를 익혀 멀리나는 비행기를 제작할 수 있는가?

- 비행하는 물체의 속력을 구하고 이동거리 및 시간과의 관계를 말할 수 있는가?

산출물 평가 관찰평가 상호평가 - 나만의 독창적인 비행기를 만들려고 노력하였는가?

산출물 평가

[드론을 조정하여 착륙장에 안전하게 올려놓기 시합하기]

대회 영상을 바로 클라우드에 올려 동영상 편집프로그램에서 바로 불러올 수 있도록 한다.

- 동영상을 분석하여 통해 드론의 속도를 측정하여 봅시다.

- 드론의 속도가 일정할 경우 걸린 시간과 이동거리는 어떤 관계가 있을까요?

정리 대회 결과 시상 및 느낀 점 발표하기

☞ 우수 학생을 시상한다.

☞ 드론 조종 소감을 발표한다.

 마무리

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8 차시별 교수학습과정

1차시 항공우주의 역사

❍ 학습 주제

항공 우주의 역사 알기

❍ 학습목표

항공우주 역사에 대해 순서에 맞게 이야기할 수 있다.

항공우주 역사 카드 뒤집기 활동을 통해 항공우주에 대한 호기심을 갖는다.

학습문제 1. 항공우주의 역사 이야기 만들기 학습문제 2. 항공우주의 역사 알기

학습문제 3. 항공우주의 역사 게임하기

❍ 본시 내용

☞ 동기부여를 위한 상황 제시

“하늘을 날고 싶은 인간의 꿈”

우리는 왜 날지 못할까?

사람이 날지 못하는 까닭은 3가지이다. 날개가 없으며 무겁고 힘도 없기 때문이다.

날개가 없어 날지 못한다고 생각한 프랑스의 백빌 후작은 1742년에 4개의 날개를 양수족에 붙여 곤충과 같은 형상으로 세느강을 날아서 건너려다 실패했다. 그 후 1783년 프랑스의 몽고피에 형제는 파티장에서 피어오르는 모닥불의 연기를 보고 열 기구를 발명해 첫 유인비행에 성공했으며 1903년 라이트 형제는 인류최초의 동력 비행에 성공했다. 사람이 나는데 있어 문제가 되는 3가지가 모두 해결된 것이다.

[출처] 2012. 7. 11. 과학창의앰배서더 특별강연 활동 1 항공 우주의 역사 이야기 만들기

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❍ 활동 방법

- 항공우주의 역사 그림 카드를 제시한다.

- 학생들은 그림만 보고 내용 시기 등을 유추하여 순서에 맞게 배치하고 스토리텔링을 만들어본다.

- 모둠별로 만든 이야기를 서로 공유해본다.

활동지1) 항공우주의 역사카드(앞면)

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활동지1) 항공우주의 역사카드(뒷면)

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활동 2 항공 우주의 역사 알기

❍ 준비물

항공우주의 역사 그림 카드(활동지1)

❍ 활동 방법

- 항공우주의 역사 그림 카드를 제시한다.

- 학생들은 그림만 보고 내용 시기 등을 유추하여 순서에 맞게 배치하고 스토리텔링을 만들어본다.

- 모둠별로 만든 이야기를 서로 공유해본다.

(48)

활동 3 항공 우주의 역사 게임하기 2~3차시 멀리 날아라! 비행기

❍ 학습 주제

종이비행기 만들어 멀리 날리기

❍ 학습목표

비행기의 구조와 비행의 원리를 설명할 수 있다.

비행의 원리를 익혀 멀리 나는 비행기를 설계, 제작할 수 있다.

학습문제 1. 종이비행기를 만드는 방법 익히기 학습문제 2. 종이비행기 날리기 대회 참여하기 학습문제 3. 날개 없는 비행기 날리기 대회 참여하기

❍ 본시 내용

☞ 동기부여를 위한 상황 제시

다빈치의 스케치이다. 설계로 그친 이 그림은 많은 사람에게 영감을 주었고, 수많은 비행 실험으로 이어졌다. 수많은 시도와 실패 끝에 비행기가 개발되었고, 비행기는 일상적인 교통수단이 되었다. 어떻게 하면 물체를

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교사 지도자료

비행기에는 비행기를 아래로 잡아당기는 중력, 그에 반해 비행기를 위로 떠받치는 양력, 앞 으로 날아가게 하는 추력, 나아가는 것을 방해하는 항력이 있다.

양력은 크게 두 가지의 원인이 있는데 하나는 날개 위아래의 기압차이 때문이고 다른 하나는 받음각에 의한 것이다.

날개 위는 기체 움직임이 더 빠르다. 기체의 움직임이 빠르면 분자사이의 거리가 멀어 기압이 더 작아진다.

비행기는 그 기압차에 의해 위쪽으로 힘을 받는다.

이런 효과를 더 크게 하기 위해 비행기 날개의 모양을 개량한다.

양력의 또 다른 원인인 받음각에 대해 생각해보자.

받음각은 비행기 날개가 수평면과 이루는 각도를 말한다. 받음각이 크면 더 큰 양력을 얻을 수 있지만 비행기의 추진을 방해하는 항력도 커진다.

4~5차시 높이 날아라! 드론

❍ 학습 주제

드론 조종법을 익혀 미션 수행하기

❍ 학습목표

드론의 뜻과 드론의 종류를 이야기할 수 있다.

드론에 대한 흥미와 관심을 가지고 조종법을 익힐 수 있다.

비행하는 물체의 속력을 구하고 이동거리 및 시간과의 관계를 말할 수 있다.

학습문제 1. 드론의 뜻과 종류 알기

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❍ 본시 내용

☞ 동기부여를 위한 상황 제시 드론 레이싱 영상 제시

https://www.youtube.com/watch?v=NIzW57qZs0Y

[드론 조정 시합하기]