옥산초등학교

(1)

2019 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2019. 11.

옥산초등학교

(2)

【 2019년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】

과 제 개 요

과제명

2019년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영

STEAM 프로그램

구분

유형

(유형1) STEAM 프로그램 개선 및 보완을 통한 확산 모델 개발 ( ) - 선행 프로그램명:

(유형2) 다양한 교과 간 협동 연구를 통한 STEAM 프로그램 신규 개발 ( √ )

프로그램명

초등 6학년 과학 여러 가지 기체 단원 STEAM 프로그램

학교급 초등 대상 학년(군) 6학년

중심과목 과학 중심과목 성취기준 영역

[초등학교 5-6] 가.물질영역 (3) 여러 가지 기체

-[6과10-01] 산소,이산화탄소를 실험을 통해 발생시키고 성질을 확인한 후, 각 기체의 성질을 설명할 수 있다.

-[6과10-02] 온도와 압력에 따라 기체의 부피가 달라지는 현상을 관찰하고, 일상생활에서 이와 관련된 사례를 찾을 수 있다.

-[6과10-03] 공기를 이루는 여러 가지 기체를 조사하여 발표할 수 있다.

연계과목

수학 실과 미술

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 5-6] 가.수와 연산 (6) 소수의 곱셈과 나눗셈 [초등학교 5-6] (5)기술활용 (4) 발명과 로봇

[초등학교 5-6] (2) 표현

연구기간

2019.5.16. ~ 2019.11.30.

연 구 비

일금사백만원(￦4,000,000)

참여연구원

5명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 4명)

연구 수행자에 관한 사항

구분 소속 학교명 담당과목 직위 성명

연구책임자 옥산초등학교 초등 교사 신법기

공동연구원 상원초등학교 초등 교사 안기영

공동연구원 중동초등학교 초등 교사 강민승

공동연구원 부천중앙초등학교 초등 교사 한은영

공동연구원 부천중앙초등학교 초등 교사 주선아

2019년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아

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

2019년 11월 15일

연구책임자 : 신 법 기

(3)

“이 보고서는 2019년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

(4)

목 차

1. 요약문

··· 1

2. 서론

··· 3

3. 연구 수행 내용

··· 3

4. 연구 수행 결과

··· 9

5. 결론 및 제언

··· 9

[부록]

부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물(교수학습지도안, 교사용 참고자료, 학생용 활동지)

부록2. 활동 사진 부록3. 회의록

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1. 요약문

STEAM 프로그램

[프로그램명] 초등 6 학년 과학 여러 가지 기체 단원 STEAM 프로그램

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 초등 6학년 과학 여러 가지 기체 단원 STEAM 프로그램

학교급 초등 대상 학년(군) 6학년

중심과목 과학 중심과목 성취기준 영역

[초등학교 5-6학년] 가. 수와 연산 (4) 소수의 곱셈과 나눗셈 [6과10-01] 산소,이산화탄소를 실험을 통해 발생시키고 성질을 확인한후 각 기체의 성질을 설명할 수 있다.

[6과10-02] 온도와 압력에 따라 기체의 부피가 달라지는 현상을 관 찰하고, 일상생활에서 이와 관련된 사례를 찾을 수 있다.

[6과10-03] 공기를 이루는 여러 가지 기체를 조사하여 발표할 수 있다.

연계과목

수학 실과 미술

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 5-6학년] 가. 수와 연산 (4) 소수의 곱셈과 나눗셈 [초등학교 5-6학년] (5) 기술활용 (4) 발명과 로봇

[초등학교 5-6학년] (2) 표현

개발계획

주제 연번 차시

(시수) 과목 연계(안)

1 1 과학(1)

2 2 과학(1) + 수학(1)

3 2 과학(1) + 수학(1)

4 2 과학(1) + 수학(1)

5 2 과학(1) + 수학(1)

6 2 과학(1) + 실과(1)

7 1 미술(1)

연구 과정

[4-5 월] 연구의 필요성 인식, 교육과정 및 교과서 분석 및 재구성

[5-10 월] 개발프로그램 수업 내용 계획 및 수업지도안 작성, 수업적용, 연구 수정 및 보완 [11 월] STEAM 프로그램 수업 나눔 및 워크숍 실시, 연구결과 정리 및 보고서 작성

연구 결과

주제 공기야,

너의 비밀을 말해줘!

2. 서론

3. 연구 수행 내용

◦ 본 연구회는 학교 현장에서 실질적으로 적용될 수 있도록 교육과정 연계성을 높이고 모든 차시의 프로그램이 기존 교과의 해당 차시를 대체할 수 있도록 개발한다 .

◦ 융합인재교육(STEAM)을 실천하면서 연구하여 교원의 수업 전문성 향상과 학생들의 창의적 사고력을 신장시키고 의사소통능력을 배양시킬 수 있는 다양한 교육 방법을 공 유하여 다양한 교과에서 접목할 수 있는 교육과정과 연계된 현장 적용성 높은 신규 STEAM 프로그램을 개발하고 일반화하여 학생들에게 융합인재교육(STEAM) 능력 함양 을 높이는 프로그램을 제시한다 .

◦ 초등학교 6학년 신규 특화프로그램을 개발하여 개발된 STEAM 프로그램을 120명 이상 의 학생들에게 현장 적용한다 .

◦ 현장 적용성 높은 STEAM 프로그램(교사용 지도안, 교사용 참고자료, 학생용 활동지), 프로그램 연구개발에 따른 결과물 일체 등 연구개발 성과물을 공유한다 .

◦ 2019년 STEAM 교사연구회의 과제 현재 수행 현황 ➀ STEAM 프로그램 연구 및 적용

- 2015 개정 교육과정의 1개 과목을 중심과목으로 선택 후, 해당 과목의 1개 ‘성취기준 영 역’의 ‘영역별 성취기준’ 수의 반 정도를 연계 적합한 다른 교과 과목 내용과 융합한 STEAM 프로그램 개발 및 적용 예정

- 과학을 중심과목으로 선택하여 수학, 실과, 미술 교과와 내용 요소가 융합되도록 개발함 - 개발 프로그램은 선택한 성취기준 영역(단원)의 영역별 성취기준 개수의 반 이상을 STEA M 수업 프로그램으로 개발함

- 프로그램 개발‧적용을 위한 교사 간 협동 연구 및 수업(팀치칭) 예정 - 개발된 프로그램은 부천 관내 초등학교 6학년 120명 학생에게 적용 예정 ➁ STEAM 수업 평가 방법 개발 및 적용 성과 조사

- STEAM 수업 적용 학생 성취도 평가 방법을 개발하고, 학생생활기록부 기재 방법(예시) 제 시함

- STEAM 수업 적용 사전 학생 태도검사를 실시 완료하였으며 수업 후 학생 태도검사 실시예 정

- STEAM 수업 적용 후 학생 및 교사 만족도 조사 실시 예정 1) 검증 계획

학생 , 학부모, 교사를 대상으로 프로그램 운영에 대한 만족도와 학생의 변화, 프로그램

운영결과를 알아보기 위해 한국과학창의재단이 의뢰한 검사지를 활용하고 , 구체적인 데이터

확보를 위한 활동 소감문도 추가할 예정이다 . 한국과학창의재단 교사연구회 지원연구단에서

배포하는 학생 흥미도 및 만족도 조사를 활용하여 2019년 4월에 사전 검사를 실시하고, 프로

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그램 투입 후인 2019년 10월에 사후 검사를 실시하여 학생의 변화 정도를 알아보고자 한다.

학생 흥미도 조사는 STEAM 프로그램 적용 전·후에 1회씩 측정하여 비교하며 교사·학생 만 족도 조사는 STEAM 프로그램 적용 후에 1회 측정하여 STEAM 프로그램 적용에 따른 학생 흥미도 및 교사 ·학생 만족도 검사를 분석할 예정이다.

검증내용 검증 항목 시기 대상 방 법

교사 ·학 만족도 생

◦ STEAM 수업 만족도 2019.10 교사

학생 한국과학창의재단이 의뢰한 검사지를 실험집단 및 비교집단 활용하여

◦ STEAM 프로그램 만족도 2019.10 교사 조사 학생

흥미도 학생

◦ STEAM 태도 검사 실시 2019.4/10 학생

◦ 활동에 대한 자유 기술식

평가 2019.10 학생 활동

소감문 프로그램 운영결과

평가 ◦운영 프로그램에 대한 문

제점 및 개선사항 2019.10 교사

학생 자체 제작

설문지 , 면담

2) 검증 방법

초등학교 6학년 130명을 대상으로서 프로그램을 적용하고, 프로그램을 적용한 결과 어떤 성과를 얻었는지 분석해보기 위해서 프로그램 투입 전후에 융합인재교육 (STEAM)에 대한 융 합적 사고력 , 문제 해결력을 설문지를 통해 사전 및 사후 설문을 실시할 예정이다.

➂ STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천

- 교육부와 한국과학창의재단이 주최하는 STEAM 워크숍 및 성과발표회 등 행사에 참여 예정 - STEAM 교사연구회 주관으로 인근 학교 교원 대상 설명회를 연구기간 중 실시 예정

- 융합인재교육 확산을 위한 지역형 네트워크인 가칭 ‘부천 융합인재교육 네트워크’를 구

성하여 융합인재교육 인식의 확산을 위한 학교 및 사회교육 강화 , 간담회, 프로그램 공유 등을 통한 융합인재교육 프로그램 확산 및 활성화를 위해 앞장서는데 다음과 같이 노력할 것이다 .

1) 배경 및 목적

부천을 지속가능한 사회로 만들어가기 위해서는 부천 지역의 학교 , 시민단체, 공공기관, 기업체 등 다양한 교육 주체들의 연대 기반 구축이 필요하며 , 융합인재교육은 창의․융합형 인재을 가능하게 만드는 교육을 의미하므로 지속가능한 부천을 만들어 가기 위해서는 융합 인재교육 부천 지역 네트워크 구축 및 STEAM 강화가 필수적이다.

2) 현황 및 문제

부천지역은 STEAM에 대한 인식 부족으로 시민, 기업, 행정의 협력체계 강화를 통한 네

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크워크 구축이 필요하며 STEAM에 대한 학생 교육과 홍보 등이 매우 필요한 시점이며 ‘부천

융합인재교육 네트워크 ’를 통해 실생활과 연계한 학생중심 참여수업을 위한 융합형 수업모델 개발 및 공유를 위해 기여할 수 있는 기회가 될 것이다 . 또한 STEAM에 관한 교육 및 STEAM관련 네트워크가 거의 이루어지고 있지 않아 이들을 체계적으로 연계할 융합인재교 육 지역 네트워크 조직이 마련되어 있지 못한 실정이다 .

3) 부천 융합인재교육 네트워크 구성 방법

부천 융합인재교육 네트워크는 관내 부천교육지원청 관계자 및 타 학교 교사 등으로 이 루어진 네트워크로 구성하며 STEAM 확산을 위해 노력하고자 한다.

지 도 기 관

연구원

주선아 , 신법기 안기영 , 강민승

한은영

자 문 단 체

경기도부천교육지 원청 김선우 장학사

경기도 과학교육원

자문위원 김용근

교사위원

옥산초 이 ○○, 도원초 나○○, 상도초 유○○, 상동초 김○○, 부천송일초 이○○

소사초 문 ○○, 상인초 홍○○, 상원초 이○○, 관내 STEAM 담당교사 등 [부천 융합인재교육(STEAM) 네트워크 구성·운영]

4) 부천 융합인재교육(STEAM) 네트워크 운영 및 워크숍 내용

부천 융합인재교육 (STEAM)을 위한 네트워크 간담회를 개최하여 융합인재교육교프로그 램을 소개하고 간담회에 참석한 타 학교 교사들이 소속 학교에 융합인재교육 프로그램을 안 내할 수 있도록 관련 자료를 배포할 수 있도록 운영한다 .

- 워크숍 운영 시기 : 11월 12일(화)

- 초청 학교 대상 및 인원수 : 부천 관내 초등교사 20명

◦ 프로그램 개발 중점사항

연구 진행 과정 및 결과

연구개발 추진일정 계획에 맞춰 순차적으로 진행되고 있음. 교육과정 및 교과서 분석을 실시하였으며 5월부터 11월까지 월 1회 정기적 모임을 실시하여 개발 프 로그램에 대한 협의 후 지도안과 학생활동지를 작성하였음.

개발 프로그램 지도안을 바탕으로 한 학생용 활동지, 교사용 참고자료 등을 보강

할 예정이며 실제 수업에 투입되기 전인 9월 말까지 개발 프로그램을 보완한 후,

개발 프로그램에 대한 연구를 완료함. 9월 말까지 개발을 완료하여 10월 1주부터

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◦ 학생 태도검사 대상의 선정 이유

프로그램 성과 평가는 설문지를 활용한 학생들의 학업성취도와 흥미도 등을 파악하고 다 양한 산출물을 통해 양적 평가를 고려하고자 한다 . 또한 자유기술식 설문을 통한 질적평가를 추가로 실시하여 메이커 운영 연계로 과학에 관한 탐구 등에 대한 사고를 특히 강조하여 학 생들의 성과를 평가하여 일반화하고자 한다 .

◦ STEAM 프로그램 연구 및 적용

3주까지 개발 프로그램을 수업에 적용한 후, 10월 말까지 이를 보완하여 개발 프 로그램에 대한 연구를 완료함. 11월에 워크숍을 진행함.

연구 특이 사항

적용대상은 부천 관내 초등등학교 6학년 학생 전체로 연구회 소속 교사의 학년 학생들이 적용 대상임. 스팀연구회 교사들이 프로그램을 개발하고 연구하는 것에 대한 부담감과 어려움을 호 소하기도 했으나 정기모임 및 SNS 대화를 통해 이를 극복하고 있음.

연구 활동 추진 일정

연구회 주관

협력연구 행사 [워크숍] 11월 12일(화) (교사워크숍으로 진행) 학생

태도 검사

사전 8월 중, 6개 학급 실시 완료 사후 10월 중, 6개 학급 실시 완료

학생 만족도 검사 10월 실시 완료

평가대상 ◦경기도 부천 관내 초등학교 6학년 학생 120명 적용기간 ◦2019년 4월 ~ 10월

STEAM 프로그램

구분

프로그램명

초등 6학년 과학 여러 가지 기체 단원 STEAM 프로그램

선행

프로그램명

해당없음

학교급

초등

대상 학년(군)

6학년

중심과목

과학

중심과목 성취기준 영역

[초등학교 5-6] 가.물질영역 (3) 여러 가지 기체

-[6과10-01] 산소,이산화탄소를 실험을 통해 발생시키고 성질을 확인한 후, 각 기체의 성질을 설명할 수 있다.

-[6과10-02] 온도와 압력에 따라 기체의 부피가 달라지는 현상을 관찰하고, 일상생활에서 이와 관련된 사례를 찾을 수 있다.

-[6과10-03] 공기를 이루는 여러 가지 기체를 조사하여 발표할 수 있다.

연계과목

수학 실과 미술

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 5-6] 가.수와 연산 (6) 소수의 곱셈과 나눗셈 [초등학교 5-6] (5)기술활용 (4) 발명과 로봇

[초등학교 5-6] (2) 표현

개발계획 주제 연번 차시

(시수) 과목 연계(안)

(11)

1 1 과학(1) 2 2 과학(1) + 수학(1) 3 2 과학(1) + 수학(1) 4 2 과학(1) + 수학(1) 5 2 과학(1) + 수학(1) 6 2 과학(1) + 실과(1)

7 1 미술(1)

개발·적용

현황

※ 2019. 9. 19. 기준, 12차시 중 12차시 개발 및 0차시 적용 완료

주제 공기야 ,

너의 비밀을 말해줘 ! 관련교

과 과학 , 실과, 수학, 미술

학습 목표

내용 목표

•공기가 우리 실생활에서 어떤 역할을 하는지 이해할 수 있다.

•공기의 생성 및 구성 요소에 대해 이해할 수 있다.

•공기를 연구한 과학자에 대해 조사하여 발표할 수 있다.

•공기의 부피와 무게가 존재한다는 사실을 실험을 통하여 확인할 수 있다 .

•공기에 압력을 가했을 때 나타나는 현상을 관찰해보고 이 원리가 잠 수함에 어떻게 적용되었는지 이해할 수 있다 .

•공기에 열을 가했을 때 나타나는 현상을 관찰해보고 이 원리가 오줌 싸개 인형에 어떻게 적용되었는지 알 수 있다 .

•온도에 따른 기체의 물에 녹는 정도의 차이를 실험을 통해 알 수 있 다 .

•탄산음료에 거품이 생기는 원리를 알 수 있다.

•공기에 대한 지식을 활용하여 나만의 장난감을 만들 수 있다.

•공기를 이용한 창작품을 만들어 경연대회를 할 수 있다.

차시 별 내용

차시 1

◎ 공기야, 너는 대체 누구니?

차시 2-3

◎ 너를 알아볼 수 있는 방법을 말해줘!

차시 4-5

◎ 문어 잠수함, 너의 비밀을 말해줘!

차시 6-7

◎ 오줌싸개 인형, 너의 비밀을 말해줘!

(12)

◦ STEAM 수업 평가 방법 개발 및 적용 성과 조사 - 수업 평가 방법 개발

1) 학생 평가계획 차시 8-9

◎ 탄산음료, 너의 비밀을 말해줘!

10-11 차시

◎ 내가 최고야!

차시 12

◎ 최고를 뽑아라!

STEA M 준거

상황 제시

•우리 생활 속에서 공기는 어떻게 활용 되고 있을까 ?

•공기의 성질을 어떻게 관찰할 수 있을

까 ? 감성

적 체험

• 창작품 감상하기

• 공기의 성질을 이용한 장남감 만들기에 참여하여 도슨트 활동하기 창의

적 설계

• 스캠퍼 기법으로 창의적 아이디어 생각하기

• 나만의 창작품 디자인하기

구분 평가 기준 방 법

1 차시

공기의 구성요소 및 역할이 무엇인지 이해할 수 있는가 ? 자기평가 공기는 우리 실생활에서 어떻게 이용되고 있는지 알 수 있는가 ? 관찰평가 2~3

차시

공기가 있음을 알 수 있는 예는 어떤 것들이 있는지 이해 할 수 있

는가 ? 자기평가

공기가 부피와 무게를 가지고 있음을 증명할 수 있는 방법에는 무엇

이 있는지 증명할 수 있는가 ? 수행평가

4~5 차시

공기에 압력을 가했을 때 일어나는 현상을 이해하는가 ? 수행평가

문어잠수함과 잠수함의 원리를 이해하는가 ? 자기평가

6~7 차시

공기에 열을 가했을 때 일어나는 현상을 이해하는가 ? 수행평가

오줌싸개 인형의 원리를 이해하는가 ? 자기평가

8~9 차시

온도에 따른 기체의 물에 녹는 정도의 차이를 실험을 통해 이해하고 ,

탄산음료에 거품이 생기는 원리를 이해할 수 있는가 ? 수행평가 10~11

차시

창의적 디자인 활동을 위한 창의적 아이디어를 구상하고 작품을 만

들 수 있는가 ? 수행평가

공기를 이용한 나만의 장난감 제작 활동에 적극적으로 참여하고 활

동 하였나요 ? 자기평가

12 공기를 이용한 창작품 경연대회를 위한 다양한 방안을 제시할 수 있 자기평가

(13)

4. 연구 수행 결과

◦연구 수행 결과

구분 수행 계획

교수학습지도안 개발 차시 총 12차시

수업 적용 일정 2019.10.01. ~ 2019.10.31

(STEAM 수업)수혜학생 수 부천 관내 초등학교 120명(초 6학년 학생) 학생 태도검사 사전검사 8월 중, 6개 학급(120명) 실시 완료

사후검사 10월 중, 6개 학급(120명) 실시 완료

학생 및 교사 만족도조사 10월 실시 완료

교사연구회 STEAM 행사 개최

2019년 9월 21일

‘STEAM 교사연구회 부스 행사’ 개최 2019년 11월 12일

‘STEAM 공유․나눔의 날 행사’ 개최

논문 또는 학술대회 해당 없음

특허출원 (국외, 국내) 해당 없음

2) 학교 생활기록부 기재 방안 차시 는가 ?

나만의 작품 발표 및 도슨트 활동에 적극적인 태도로 임하는가 ? 관찰평가

구분 학생생활기록부 기재 방안

1차시 공기가 우리 실생활에서 어떤 역할을 하는지 알고 있으며 공기의 생성 및 구성 요소에 대해 알고 공기를 연구한 과학자에 대해 조사하여 발표할 수 있음

2~3

차시 공기의 부피와 무게가 존재한다는 사실을 실험을 통하여 확인할 수 있음 4~5

차시

공기에 압력을 가했을 때 나타나는 현상을 관찰하고 이 원리가 잠수함에 어떻 게 적용되었는지 생각해볼 수 있음

6~7 차시

공기에 열을 가했을 때 나타나는 현상을 관찰해보고 이 원리가 오줌싸개 인형 에 어떻게 적용되었는지 생각해볼 수 있음

8~9 차시

온도에 따른 기체의 물에 녹는 정도의 차이를 실험을 통해 알 수 있으며 탄산 음료에 거품이 생기는 원리를 알 수 있음 .

10~11 차시

‘공기에 대한 지식을 활용하여 나만의 창작품 만들기’를 주제로 창의적 디자인 활동을 위한 창의적 아이디어를 구상하고 작품을 만들 수 있음

12 차시

‘공기를 이용한 창작품을 만들어 경연대회하기’를 주제로 나만의 창작품 만들기

에 관심을 가지고 도슨트 활동에 적극적인 태도로 임함

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5. 결론 및 제언

◦기대성과 및 연구결과 활용(확산)방안 1) 활용방안

본 연구회에서 개발한 메이커 운동 적용 융합인재교육 (STEAM) 프로그램을 수업 공개 및 교사 연수를 통해 소개하고 홈페이지에 탑재함으로써 많은 교사들이 공유하여 활용한다 .

(가) 성과발표회 참가 계획

본 연구 결과를 한국과학창의재단 본 연구사업 성과발표회에서 발표함으로써 연구의 결 과가 사장되지 않고 현장에서 융합인재교육 (STEAM)가 정착될 수 있도록 한다.

발표 주제 : 생각을 디자인하는 STEAM 프로그램 (나) 일반화 계획

첫째 , 본 연구회에서 연구한 결과물을 학교홈페이지 및 컨설팅 장학지원단 홈페이지 등에 탑재하여 자료를 공유한다 .

둘째 , 본 연구를 통해 차시별 수업 모델 및 교사용 안내 자료를 개발하고, 이에 따라 교 수 ․학습 자료 일체 (교사용 지도안, 교사용 참고자료, 학생용 활동지 등)를 자료집을 제작하 여 보급한다 .

셋째 , 본 연구회 교사들의 적용 수업과 객관적 평가와 연구과정에서의 피드백을 통해 수 업모델을 검증하고 일반화에 주력한다 .

2) 기대성과

첫째 , 융합인재교육(STEAM) 관련 교수·학습 방법을 구안·적용함으로써 학생은 융합인재 교육에 대한 실천의지와 관심이 높아질 것이다 .

둘째 , 융합인재교육(STEAM)을 할 수 있는 기본 환경을 조성하여 융합인재교육에 대한 올 바른 인식을 갖게 될 것이다 .

셋째 , 주제 선정부터 계획 수립, 과제 해결, 보고서 작성, 결과 발표에 이르기까지 학생 이 주도하여 교수학습이 진행되도록 하여 학생들의 자기주도학습능력 역량이 강화될 것이다 . 넷째 , 교과 및 창의적 체험활동과 연계한 융합인재교육(STEAM) 프로그램을 개발 및 적용 하여 융합인재교육에 대한 다양한 문제 상황을 경험하고 해결방법을 체득하게 될 것이다 .

다섯째 , 학생들과의 협력, 교사와의 상호의존성이 높아져서 학업 뿐만 아니라 인성과 배 려에 대한 가치가 함양될 것이다 .

여섯째 , 학교의 적극적인 교수․학습 프로그램 개발 연구가 학부모의 공교육에 대한 신뢰

도를 제고하고 학교교육에 대한 만족도를 향상시킬 수 있을 것이다 .

(15)

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

초등학교 6학년 과학 여러 가지 기체 단원 STEAM 프로그램

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역 1 1/12 [6과/10-01] 산소, 이산화탄소를 실험을 통해 발생시키고 성질을 확인한

후, 각 기체의 성질을 설명할 수 있다.

[초등학교 5-6 학년]

(실과) (5)기술활용 (4) 발명과 로봇

2 2~3/12 [6과/10-02] 온도와 압력에 따라 기체의 부피가 달라지는 현상을 관찰하 고, 일상생활에서 이와 관련된 사례를 찾을 수 있다.

(수학)가. 수와 연산 (4) 소수의 곱셈과 나눗셈

6 10~11/12 [6과/10-03] 공기를 이루는 여러 가지 기체를 조사하여 발표할 수 있다. [초등학교 5-6 학년]

(미술)(2) 표현 7 12/12 [6과/10-03] 공기를 이루는 여러 가지 기체를 조사하여 발표할 수 있다. [초등학교 5-6 학년]

(미술)(2) 표현

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 12차시)

차시 주요내용

1 /12

주제(단원)명 공기야, 너는 대체 누구니?

2~3 /12

주제(단원)명 너를 알아볼 수 있는 방법을 말해줘!

4~5 주제(단원)명 문어잠수함, 너의 비밀을 말해줘!

(16)

/12

6~7 /12

주제(단원)명 오줌싸개 인형, 너의 비밀을 말해줘!

8~9 /12

주제(단원)명 탄산음료, 너의 비밀을 말해줘!

10~11 /12

주제(단원)명 내가 최고야!

12 /12

주제(단원)명 최고를 뽑아라!

(17)

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/6학년

중심과목 성취기준

영역

[초등학교 5-6] 가. 물질과 에너지영역 (03) 여러 가지 기체

[6과/10-01] 산소, 이산화탄소를 실험을 통해 발생시키고 성질을 확인한 후, 각 기체의 성질을 설명할 수 있다.

주제(단원)명 공기야, 너는 대체 누구니? 차시 1/12

학습목표

•공기가 우리 실생활에서 어떤 역할을 하는지 알아볼 수 있다.

•공기의 생성 및 구성 요소에 대해 알아볼 수 있다.

•공기를 연구한 과학자에 대해 조사하여 발표할 수 있다.

연계과목 실과, 수학, 미술 연계과목

성취기준 영역

(실과) (5)기술활용 (4) 발명과 로봇

STEAM 요소

S 공기와 관련된 궁금한 점 알아보기

T 공기의 역할 알아보기, 공기의 정체 알아보기 E

A 공기를 연구한 과학자들 알아보기 M

개발 의도 아이들이 많은 흥미와 관심을 보이는 공기를 매개체로 학생들에게 공기의 개념을 이해하고 공기의 역할과 정체를 알아보는 활동을 하고자 한다.

초등학교 6학년 1학기 과학과 3단원 여러 가지 기체 단원에서는 산소를 발생시켜 그 성질을 확인하기, 이산화탄소를 발생시켜 그 성질 확인하기, 온도와 압력에 따른 기체의 부피 변화 관찰하기 등 학습을 주 로 하게 된다. 이를 위해 아이들이 많은 흥미와 관심을 보이는 공기와 관련된 다양한 활동을 통해 학생 들에게 본 단원의 학습동기와 효과를 높여보고자 한다.

공기와 관련해서 궁금한 점을 이야기해 보고(상황제시) 공기의 역할 알아보기 및 공기의 정체 알아보기 (창의적 설계)하여 공기를 연구한 과학자들에 대해 친구들과 함께 공유하는 시간을 가져보는 것에 교수․

학습 내용으로 수업을 진행한다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

공기와 관련해서 궁금한점

이야기하기

창 의 적 설 계

창의적 설계

공기를 연구한 과학자들 알아보기

감 성 적 체 험 공기의 역할 알아보기

공기의 정체 알아보기

감성적 체험

(18)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 ( 5 분)

• 나는 누구일까요?

∙첫 번째 힌트 - 너무 흔해요.

- 물? 돈? 사람? 식물? 공기? 등 ∙두 번째 힌트 - 손에 잡히지도 않아요.

- 물? 공기? 바이러스? 등

∙세 번째 힌트 - 눈에 보이지 않아요.

- 세균? 바이러스? 공기? 등

∙네 번째 힌트 - 신종플루도 이것을 통해 감염되요.

- 바이러스? 공기? 등

∙마지막 힌트 - 이것 없이는 1분도 살 수 없어요.

- 공기? 산소? 등

∙네, 그래요. 정답은 바로 공기입니다. 우리는 항상 공기에 둘러싸여 생활하고 있고 매일매일 공기를 들이마시며 생활하고 있어요. 하지만 공기가 눈에 보이 지 않는다는 이유로 우리는 공기에 대해 무관심한 경우가 참 많아요. 혹시 지 금 공기와 관련해서 떠오르는 질문들이 있나요?

- 잘 모르겠어요.

- 공기는 어떻게 사용되나요?

- 공기도 무게를 가지고 있나요?

- 공기는 무엇으로 이루어져 있나요?

- 과자 속에 공기를 왜 넣어 두나요?

- 기타

∙우리 친구들이 궁금한 점이 아주 많은 것 같네요. 우리가 가지고 있는 의문점 은 앞으로 수업을 진행하면서 차차 함께 밝혀낼 거예요. 오늘은 그 첫 시간으로 공기의 종류와 역할에 대해 알아보도록 합시다.

시 간 간격을 두 어 아이들 이 생각할 수 있는 시 간을 마련 해준다.

아이들 이 자신의 생각을 마 음껏 드러 낼 수 있도 록 자유로 운 분위기 를 만들어 준다.

전개 ( 30 분)

• 만약 공기가 없다면 이 세상은 어떻게 될까요?

- 숨을 쉴 수가 없어서 사람들이 전부 다 죽을 거예요.

- 동물들도 사라져버릴 거예요.

- 이 세상이 전부 없어질 것 같아요.

- 다른 행성처럼 아무런 생명체도 살 수 없을 거예요.

- 기타

• 그래요. 여러분들 주 대부분이 생각하는 것처럼 공기는 우리가 숨을 쉴 수 있 도록 산소를 제공해주는 역할을 하고 있어요. 그 밖에 공기가 하는 역할에는 어떤 것들이 있을까요? 같이 영화를 보면서 공기의 또 다른 역할을 알아보도록 합시다.

[영상] 스타워즈 http://www.starwars.com

• 이 영화에서 잘못된 부분은 무엇일까요?

- 행성의 색깔이요.

- 우주선의 형태요.

- 소리가 나는 거요.

자 칫 영 화 내 용 속 으 로 만 관심이 집 중되지 않 도록 발문 에 신경쓴 다.

동영상:

스타워즈

(19)

- 기타

• 정답은 소리가 나는 것이랍니다. 실제로 이 영화 속과 같은 상황이 된다면 소 리가 나지 않아야 해요. 소리는 소리를 전달해줄 수 있는 매질이 있어야 하거 든요. 일반적으로 지금 선생님이 여러분에게 이야기하는 것들을 여러분들이 들 을 수 있는 이유도 공기가 소리를 전달해주고 있기 때문이지요. 하지만 우주는 여러분도 알다시피 공기가 없는 진공상태이기 때문에 소리를 전달해줄 매질이 존재하지 않아 소리가 나지 않는 거예요.

- 아, 그렇군요. 그 밖에 공기는 또 어떤 역할을 하나요?

• 또한 만약 공기가 없다면 여러분들은 지금 여러분들이 보고 있는 모든 것들을 거의 볼 수 있는 것들이 없을 거예요. 물론 스스로 빛을 낼 수 있는 태양과 별 들은 보이겠지만 그 밖에 우리가 일상적으로 볼 수 있는 것들은 전혀 볼 수 없 을 거예요. 우리가 볼 수 있는 이유는 햇빛을 공기가 산란시켜주기 때문에 그 반사된 빛들을 보는 것이거든요.

• 그렇다면 우리가 현재 살고있는 지구의 대기는 어떻게 생겨났을까요?

- 잘 모르겠어요. 선생님께서 말씀해주세요.

• 지구는 약 46억년 전에 탄생했어요. 처음에는 지구 역시 다른 행성과 마찬가 지로 수소와 헬륨 기체만 있고 산소가 없었기 때문에 아무것도 살 수 없었어 요. 하지만 시간이 지나면서 대기가 멀리 흩어지고 그 대신 화산폭발이 일어나 땅 속에 있던 각종 기체가 나오게 됐죠. 또한 화산폭발 때 높아졌던 기온이 내 려가면서 공기 중의 수증기가 비나 눈이 되었고 이것이 바다를 이루어 작은 미 생물들이 살게 되었답니다.

<그림참조 : “초등과학뒤집기” 19쪽 ; 지재화 저, 동아사이언스>

바닷속 생물인 시아노박테리아가 광합성을 하면서 많은 산소를 만들었고 이 것이 오존층도 만들어 강한 자외선을 막아주자 많은 생물들이 살아나게 되었어 요. 바다와 육지에 식물이 늘어나니, 대기 중의 산소량도 점점 늘어나게 되었 고요. 그럼 현재 지구의 공기를 이루는 물질에는 어떤 것들이 있을까요?

- 산소요.

- 질소요.

- 이산화탄소요.

- 등등

• 네, 그래요. 공기중에는 질소가 78%, 산소 21%, 아르곤 0.94%, 이산화탄소 0.03% 그리고 나머지가 0.03%정도 된답니다. 그럼 이들 각각의 요소들은 어 떻게 이용되는지 간단하게 발표해볼까요?

- 질소는 식물의 생장에 필요한 비료를 만들어요.

- 산소는 사람을 비롯한 생명체의 호흡에 이용돼요.

- 기타 등등

자 세 한 설명보 다는 아이 들이 공기 에 대한 흥 미를 가질 수 있도록 한다.

정리 ( 5 분)

• ‘공기를 연구한 과학자들’에 대해서 알아보는 시간을 갖도록 할께요. 각자 자 신이 조사해 온 것들을 발표해주세요.

- 갈릴레이, 토리첼리, 샤를 등 자신이 조사한 과학자들에 대하여 발표한다.

친구들 에게 조사 한 내용을 자신감있게 발표하도록 한다.

(20)

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/6학년 중심과목

성취기준 영역

[6과/10-02] 온도와 압력에 따라 기체 의 부피가 달라지는 현상을 관찰하고, 일상생활에서 이와 관련된 사례를 찾을 수 있다.

주제(단원)명 너를 알아볼 수 있는 방법을 말해줘! 차시 2~3/12

학습목표 •공기가 부피와 무게가 존재한다는 사실을 실험을 통하여 확인해 볼 수 있다.

STEAM 요소

S 공기의 존재를 알 수 있는 예 찾아보기 T

E 공기의 무게 증명하기 A 파스칼의 실험 알아보기 M 공기의 부피 측정하기

개발 의도 공기가 부피와 무게가 존재한다는 사실을 아이들이 좋아하는 실험을 통해 공기의 부피 측정 및 공기의 무게를 증명해 보도록 한다.

공기의 존재를 알 수 있는 예를 찾아보고(상황제시) 공기의 부피 측정하기 및 공기의 무게 증명하기(창의 적 설계)하여 파스칼의 실험에 대해 친구들과 함께 공유하는 시간을 가져보는 것에 교수․학습 내용으로 수업을 진행한다.

상황 제시

상 황 제 시

공기의 존재를 알 수 있는 예 찾아보기

창 의 적 설 계

창의적 설계

파스칼의 실험 알아보기

감 성 적 체 험 공기의 부피 측정하기

공기의 무게 증명하기

(21)

감성적 체험

학습

및 유의점

도입 ( 5 분)

<<그림참조 : “초등과학뒤집기” 25쪽 ; 지재화 저, 동아사이언스>

• 다이아몬드를 훔쳐간 범인은 누구일까요?

- 다른 도둑이예요.

- 주인이 가져간 것 같아요.

• 범인은 바로 산소절단기예요. 다이아몬드는 순수한 탄소로 이루어진 광물인 데 산소불꽃으로 인하여 이산화탄소가되어 날아간 것이랍니다. 오늘은 산소를 포함한 공기들이 부피와 무게를 가지고 있는지 확인해보는 시간을 가질 거예 요. 그럼 다함께 학습목표를 확인해 볼까요?

공기의 존재를 알 수 있는 예 찾아보기

• 공기가 알 수 있는 예에는 어떤 것들이 있을까요?

- 바람이 불어요.

- 나뭇가지가 흔들려요.

- 숨을 쉴 수 있어요.

- 기타 등등

• 모두 잘 알고 있네요. 그럼, 지금부터 공기가 가지고 있는 성질에 대해 공부 해보도록 할께요.

아이들 의 관심이 공기와 연 관될 수 있 도록 발문 에 유의한 다.

아이들 이 자유롭 게 자신의 생각을 발 표할 수 있 도록 한다.

전개 ( 70 분)

• 공기의 부피를 증명하는 실험으로 선생님이 종이배를 이용한 실험과 촛불을 이용한 실험 이렇게 2가지를 준비해보았어요. 지금부터 팀별로 둘 중 한 가지의 실험을 선택하여 실험설계를 한 후 실험과정을 진행하도록 하세요.

<실험 1>

① 수조에 물을 반 정도 담는다.

② 종이배를 접어 물 위에 띄운다.

③ 투명 유리컵을 이용하여 종이배를 덮으면서 물 밑으로 컵을 내렸다가 다시 위로 올려본다.

④ 어떤 일이 벌어지는지 관찰한다.

실험방 법을 알려 주지 않고 주어진 실 험 재 료 를 활 용 하 여 스스로 실 험 설 계 를 할 수 있도 록 한다.

(22)

<실험 2>

① 샤알레에 물을 넣고 중앙에 초를 놓는다.

② 양 옆에 동전을 두고 초를 켠 후 집기병을 거꾸로 들어 씌운다.

③ 무슨 일이 일어나는지 관찰한다.

• 어떤 현상이 벌어졌나요?

- 종이배 실험에서는 종이배가 젖지 않고 컵의 움직임에 따라 위 아래로 움 직이는 모습을 확인할 수 있습니다.

- 촛불 실험에서는 샤알레에 있던 물이 초가 들어있는 집기병 안으로 들어가 는 모습을 볼 수 있었습니다.

• 이로 인해 알 수 있는 사실은 무엇인가요?

- 공기가 부피를 가지고 있음을 알 수 있습니다.

• 공기의 무게를 증명하는 실험으로 선생님이 풍선과 비치볼 또는 신문을 이용 하여 할 수 있는 실험을 준비해 보았어요. 지금부터 팀별로 한 가지의 실험을 선 택하여 실험설계를 한 후 실험과정을 진행하도록 하세요.

<실험 1>

① 비치볼 2개를 각각 막대 끝에 묶은 후 스탠드에 수평이 될 수 있도록 한다.

② 한 쪽의 비치볼에만 공기를 주입한다.

③ 어떤 일이 벌어지는지 관찰한다.

<실험 2>

① 비치볼(또는 풍선) 2개를 같은 크기로 바람을 넣은 후 각각 막대 끝 에 매달아 스탠드에 수평을 맞춘 후 매단다..

② 둘 중 하나의 비치볼(풍선)에서 바람을 뺀다.

③ 무슨 일이 일어나는지 관찰한다.

<실험 3>

① 신문지를 넓게 편다.

② 신문지 위에 셀로판테이프를 붙인다.

③ 힘껏 실을 잡아당겨본다.

④ 무슨 일이 일어나는지 관찰한다.

<실험 4>

① 두 개의 비치볼 중 한 개에만 공기를 불어넣는다.

② 두 개의 비치볼을 차례로 저울에 올려놓는다.

③ 두 개의 비치볼의 무게를 비교해본다.

• 어떤 현상이 벌어지나요?

- 공기가 적은 곳보다 공기가 많은 쪽이 더 아래로 내려갔습니다.

- 신문지가 공기에 눌려 위로 올려지지 않고 연결해두었던 실이 끊어졌습니 다.

- 공기를 넣지 않은 비치볼보다 공기를 불어넣은 비치볼의 무게가 더 많이 나갑니다.

- 공기도 무게를 가진다는 사실을 알 수 있습니다.

초 를 사 용 하 는 경우 화상 을 입지 않 도록 유의 한다.

팀 별 로 협동이 잘 이루어 질 수 있도 록 한다.

아이들 이 원리를 스스로 깨 우칠 수 있 도록 충분 히 생각할 시간을 준 다.

정리 ( 5 분)

• ‘과거 파스칼이라는 과학자가 공기에도 무게가 있다면 공기의 양에 따라 무 게가 달라질 것이라고 생각했어요. 그래서 토리첼리가 만든 관을 높은 곳과 낮은 곳에 가지고 올라가 수은 기둥의 차이를 관찰했고 이를 통해 공기의 무게가 존 재한다는 사실을 증명했답니다.

(23)

주제(단원)명 문어잠수함, 너의 비밀을 말해줘! 차시 4~5/12

학습목표 •공기에 압력을 가했을 때 나타나는 현상을 관찰해보고 이 원리가 잠수함에 어떻게 적용되었는지 알아 볼 수 있다.

STEAM 요소

S 아크키메데스의 영상편지 읽어보기, 잠수함의 원리 알아보기 T

E 공기에 압력을 가했을 때 일어나는 현상 관찰하기

A 문어잠수함의 비밀 알아보기, 잠수부의 잠수병에 대해 알아보기 M

개발 의도 공기에 압력을 가했을 때 일어나는 형상을 관찰해 보고, 문어잠수함의 비밀을 알아보는 활동을 통해 잠수함의 원리를 탐구해 본다.

아르키메데스의 영상편지를 읽어보고(상황제시) 공기에 압력을 가했을 때 일어나는 현상 관찰하기 및 문 어잠수함의 비밀 알아보기(창의적 설계)하여 잠수함의 원리에 대해 친구들과 함께 공유하는 시간을 가져 보는 것에 교수․학습 내용으로 수업을 진행한다.

상황 제시 상

황 제 시

아르키메데스의 영상편지 읽어보기

창 의 적 설

창의적 설계 잠수함의 원리 알아보기

잠수부의 잠수병에 대해 알아보기

감 성 적 체 공기에 압력을 가했을 때

일어나는 현상 관찰하기 문어잠수함의 비밀 알아보기

(24)

계 험

감성적 체험

학습

및 유의점

도입 ( 5 분)

• ‘아르키메데스’로부터 영상편지가 왔어요. 다함께 이 영상편지를 보도록 해 요.

- 다함께 영상을 본다.

00초등학교 영재학급 친구들에게

00초등학교 영재학급 친구들 안녕? 난 부력의 원리를 알아낸 아르키메데스 할아 버지라고 한단다. 우리 친구들은 간단히 아르키 할아버지라고 부르도록 하려무 나. 오늘 똑똑한 우리 영재친구들이 모여 공기에 대한 수업을 한다고 하길래 우 리 친구들에게 도움을 요청할까하는데 내 부탁을 들어줄 수 있겠니? 우리 마을 근처 바다 밑에는 ‘전설의 바다궁전’이 있다는 소문이 있단다. 부력의 원리를 이 용하여 배를 만들어 띄워 근처에 갈 수는 있지만 내가 수영을 할 줄 몰라서 이 아름다운 궁전이 너무 보고 싶어도 내려가서 볼 수 있는 방법이 없구나. 다행히 나에게는 좋은 손재주가 있어서 바다 속에 내려갔다 올라올 수 있는 원리만 알려 준다면 기구를 만들어서 바다 속을 구경하고 올 수 있을텐데.. 우리 친구들이 이 할아버지를 좀 도와주렴. 꼭 좀 부탁한단다.

- 아르키 할아버지로부터 • 아르키 할아버지가 ‘전설의 바다궁전’이 너무너무 보고 싶어 하시는 것 같네

요. 우리가 정말 도와드려야 할 것 같아요. 우리가 얼른 공부한 후에 할아버지 를 도와드리도록 해요. 먼저 학습목표를 확인해 볼까요?

만 약 영상 CD 나 테 이 프 를 제작할 수 있으면 수 업에 참여 하는 학생 들 이외의 다른 학생 이나 선생 님께 우편 배달부 역 할을 부탁 하여 외부 로부터 온 편지가 도 착 했 음 을 실 감 나 게 알린다.

전개 ( 70 분)

• 공기에 압력을 가하면 어떻게 될까요?

- 변화가 없을 것 같아요.

- 부피가 변화할 것 같아요.

- 기타 등등

• 그럼, 공기에 압력을 가하면 어떻게 될지 알아보기 위해 실험을 해보도록 해 요. 주사기와 패트병을 이용해서 팀별로 실험해보세요.

<실험 1>

① 주사기의 피스톤을 잡아당긴 후 손가락에 갖다 댄 후 피스톤을 눌러본 다.

② 반대로 주사기의 피스톤을 집어넣은 상태에서 손가락에 갖다 댄 후 피

실험방 법을 알려 주지 않고 주어진 실 험 재 료 를 활 용 하 여 스스로 실 험 설 계 를 할 수 있도 록 한다.

(25)

스톤을 당겨본다.

③ 어떤 일이 벌어지는지 관찰한다.

<실험 2>

① 패트병에 동전크기 정도의 공기방울이 생길 수 있을 만큼의 공간만 두 고 물로 채워 넣는다.

② 패트병을 손으로 눌러보고 어떤 변화가 일어나는지 관찰한다.

③ 반대로 패트병에서 손을 떼었을 때 어떤 변화가 일어나는지 관찰한다.

• 어떤 현상이 벌어지나요?

- 주사기에서 피스톤이 당겨진 상태에서 구멍을 막고 피스톤을 눌렀을 때 피 스톤이 안으로 약간 밀려들어갔어요.

- 주사기에 피스톤이 들어간 채로 구멍을 막고 피스톤을 당겼을 때 피스톤이 밖으로 약간 당겨졌어요.

- 패트병을 손으로 눌렀을 때 패트병 속의 공기방울이 그 전에 비해서 작아 졌어요.

- 패트병에서 다시 손을 떼었을 때는 패트병 속의 공기방울이 원래대로 돌아 왔어요.

- 공기에 압력을 가하면 크기가 줄어든다는 사실을 알 수 있어요. 공기가 압 력에 의해 팽창하거나 수축하는 것은 공기가 연속적인 물질로 된 것이 아니라 빈 공간이 많은 입자로 되어있기 때문이예요.

• 그럼 이제부터 본격적으로 문어잠수함을 만들어보도록 해요.

- 문어잠수함 만들기 <만드는 법>

① 일회용 스포이트의 손잡이 1cm 아래를 가위로 자르기 ② 스포이트 손잡이 바로 아래까지 돌려가며 가위집 넣기

③ 어림으로 스포이트를 3등분하여 아래 2/3 지점을 반만 자르기 ④ 너트에 고무줄을 매달아 스포이트 안에 넣기

(고무찰흙으로 대체 가능)

⑤ 수조에 물을 넣고 잠수함 띄워보기 • 문어잠수함이 완성되었나요?

- 네

• 문어잠수함을 수조에 넣었을 때 잘 떠 있나요? 만약 그렇지 못하다면 어떤 문제점들이 발생되었나요?

- 잠수함이 똑바로 서 있지 않아요.

- 잠수함이 밑으로 가라앉아요.

- 기타 등등

• 그럼 어떻게 해결할 수 있을까요?

- 똑바로 서 있지 않은 것은 무게를 좀더 높이거나 안에 있는 물체가 균형있 게 배치되도록 해요.

- 밑으로 가라앉은 것은 안에 무게를 좀더 가볍게 만들어줘요.

- 기타 등등

• 문어잠수함이 완성이 되었으면 물이 담긴 패트병에 넣어주세요. 그리고 패트 병에 압력을 가했을 때와 압력을 제거했을 때 어떤 변화가 일어나는지 관찰해 보세요.

• 어떤 변화가 일어났나요?

- 패트병에 압력을 가하면 잠수함이 가라앉고 압력을 제거하면 다시 떠올라 요.

- 패트병에 압력을 가하면 문어잠수함 속에 있는 공기의 부피가 줄어들고 압

아이들 이 충분한 시간을 갖 고 원리를 생각해 볼 수 있도록 한다.

(26)

력을 제거했을 땐 다시 공기의 부피가 원래대로 늘어나요.

- 기타 등등

• 잘 찾아냈네요. 먼저 문어잠수함이 떠 있을 수 있는 것은 부력때문이죠. 패 트병 물의 일부에 힘을 가했을 때 물이 접하는 모든 곳의 압력은 같은 크기로 전달되요. 때문에 스포이드 내부에도 똑같은 압력이 가해지죠.(파스칼의 원리) 압력이 커질수록 스포이드 내의 기체의 부피가 작아지면서 상대적으로 부력이 작아져서 아래로 가라앉게 되는 거예요.(보일의 법칙) 그리고 압력이 제거되었 을 땐 반대현상이 일어나면서 떠오르게 되는 거구요. 스포이드 내부에서 물을 밀어내는 만큼 부력이 다시 커지거든요.(아르키메데스의 원리)

정리 ( 5 분)

• 그럼 이제 아르키 할아버지의 고민을 풀어줄 수 있을까요?

- 아니요. 문어잠수함은 우리가 손으로 눌러서 압력을 주었지만 바다 속에서 는 어떻게 할지 모르겠어요. 저희가 다같이 바다를 통째로 어딘가에 담아 눌러 줄 수 있는 것도 아니고..

• 그래요. 그 문제가 남았네요. 이럴 때는 압축공기를 사용하면 되요.

- 그럼, 물 속에 들어갈 때는 배에 바닷물을 채우고 올라올 땐 압축공기를 이 용해서 바닷물을 밀어내면 배가 다시 올라올 수 있겠네요.

∙네, 맞았어요. 그것이 바로 잠수함의 원리예요. 이제 아르키 할아버지의 고민 이 풀릴 수 있도록 우리가 오늘 공부한 내용을 정리해서 할아버지에게 편지로 알려드리도록 해요.

잠수부의 잠수병에 대해 알아보기

∙ 사람이 바다 속으로 깊이 들어가면 큰 압력을 받게 되요.(수압) 잠수부가 바 다 속 깊이 들어갔다가 다시 수면 위로 올라오면 압력이 낮아지면서 폐 속의 공기가 보일의 법칙에 의해 팽창하게 되는데 이 때 잠수부가 숨을 내쉬는 것을 잊으면 폐 속의 공기가 팽창해 폐가 터질 수도 있어요. 또한 깊은 곳에서 높은 압력 속에 있던 잠수부가 갑자기 낮은 곳으로 나오면 혈관 속에 녹아있던 질소 기체가 커다란 기포로 팽창하여 혈관을 막을 수도 있답니다. 이렇게 생기는 병 이 바로 잠수병이예요.

문어잠 수함의 원 리를 이용 하여 실제 잠 수 함 의 원리를 유 추해볼 수 있도록 한 다.

(27)

주제(단원)명 오줌싸개 인형, 너의 비밀을 말해줘! 차시 6~7/12

학습목표 •공기에 열을 가했을 때 나타나는 현상을 관찰해보고 이 원리가 오줌싸개 인형에 어떻게 적용되었는지 알아 볼 수 있다.

STEAM 요소

S 아크키메데스의 영상편지 읽어보기 T 샤를의 법칙 알아보기

E 공기에 압력을 가했을 때 일어나는 현상 관찰하기 A 오줌싸개 인형의 비밀 알아보기

M

개발 의도 공기에 압력을 가했을 때 일어나는 형상을 관찰해 보고, 문어잠수함의 비밀을 알아보는 활동을 통해 잠수함의 원리를 탐구해 본다.

아르키메데스의 영상편지를 읽어보고(상황제시) 공기에 압력을 가했을 때 일어나는 현상 관찰하기 및 오