“이 보고서는 2018년도 정부의 재원으로

(1)

2018 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2018. 10. 30

인천능내초등학교

(2)

【 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】

과 제 개 요

과제명 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 첨단과학과 발명중심 지구과학 STEAM 프로그램

학교급 초등

학교 대상 학년(군) 5~6학년

중심과목 과학 중심과목

성취기준 영역 [초등학교] 지구과학 연계과목

수학 미술 실과

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 5~6학년] (4) 도형 [초등학교 5~6학년] 전자제품의 활용 [초등학교 5~6학년] 표현

연구기간 2018.4. . ~ 2018.11.23.

연 구 비 일금사백만원(￦4,000,000)

참여연구원 10명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 9명) 연구 수행자에 관한 사항

구분 소속 학교명 담당과목 직위 성명

연구책임자 인천능내초등학교 수학 교사 변윤섭

공동연구원 인천신현북초 과학 교사 최진용

공동연구원 경인교대부설초 수학 교사 이경윤

공동연구원 인천창신초 과학 교사 이준록

공동연구원 인천성지초 수학 교사 차경민

공동연구원 인천간재울초 수학 교사 정영찬

공동연구원 인천신현초 과학 교사 유철민

공동연구원 인천청라초 과학 교사 김진모

공동연구원 인천능내초 과학 교사 이우민

공동연구원 인천마전초 과학 교사 심민기

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

2018년 10월 30일

연구책임자 : 변 윤 섭 (인)

(3)

“이 보고서는 2018년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

(4)

목 차

1. 요약문··· 1

2. 서론··· 2

3. 연구 수행 내용 및 결과··· 2

가. 연구 수행 내용 ··· 2

나. 연구 수행 결과 ··· 5

다. 연구 수행 요약 ··· 5

4. 결론 및 제언 ··· 10

5. 참고문헌··· 11

[부록] 부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물 ··· 12

- 교수학습지도안, 교사용 참고자료, 학생용 활동지 ··· 12

부록2. STEAM 교육 설문지(학생, 교사용) ··· 49

부록3. 창의적 성향 검사지 ··· 51

[붙임2] 정산보고서··· 53

(5)

2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

1. 요약문(Abstract)

본 연구는 미래지식기반사회에서 필요한 창의적 성향 신장을 위하여 첨단기술과 발명중심의 지구과학 STEAM 프로그램을 개발하였다.

첨단기술과 발명중심의 지구과학 STEAM 프로그램 개발을 위해 2009 개정 교육과정에서 내용을 선 정 한 후 STEAM 프로그램을 개발하였다. 개발한 시안은 16차시 프로그램을 완성하였다. 학생들과 교사들의 STEAM에 대한 효과를 검증하기 위하여 자체 설문지 (내용 타당성이 입증된 설문지)를 이 용하였으며, 또한 학생들의 창의적 성향 변화를 알아보기 위해 사전․사후 검사와 학생들의 수업 활동 지 자료, 학생 산출물 자료를 수집하여 분석 자료로 활용하였다.

STEAM에 대한 효과는 사전 사후 설문지를 통해 진행하였으며, 그 결과 교사 학생 모두 STEAM 교 육에 대한 인식도 및 만족도, 과학 및 STEAM 교육에 대한 정의적 측면 모두 향상되는 유의미한 결 과를 얻었다.

그리고, 첨단기술과 발명중심의 지구과학 STEAM 프로그램이 창의적 성향에 미치는 영향을 알아보 기 위하여 단일집단 전후검사 설계(one-group pretest-posttest design)로 수행하였다. 본 연구는 단일집단 100명을 대상으로 첨단기술 중심의 STEAM프로그램을 대상자들에게 적용해보고, 사전․사후 검사를 통한 객관적 결과를 바탕으로 창의적 성향 측면을 분석했다.

CPC-I 창의적 성향 검사 결과, 평균 값의 경우 사전 3.61점에서 사후 4.41 점으로 0.8점 상승하였 으며, P=0.018 수준으로 유의미한 차이가 있는 것으로 확인되었다. 첨단기술과 발명중심의 지구과학 STEAM 프로그램의 학습자 만족도 평가 평균값이 4.56로 전체적으로 높은 편으로 판정되었다.

본 연구의 결과는 다음과 같다.

첫째, 융합형 교육을 통해 창의적으로 사고하는 데 필요한 여러 가지 생각의 도구들을 익힘으로서 통합적이고 종합적인 사고 능력을 기를 수 있었으며, 초등학교 5~6학년 학생들을 다양한 교육방법을 활 용하여 창의적 성향이 향상되는 STEAM 교육을 전개할 수 있었다.

둘째, 본 연구에서 개발한 STEAM 프로그램은 창의적 성향의 하위영역인 ‘동기’, ‘호기심’, ‘인내심’ ‘자 신감’, ‘모험심’의 모든 영역을 향상시키는데 효과가 있었다. 첨단기술에 대한 높은 관심, 다양한 해 결방법이 있는 ‘창의적 설계’, ‘감성적 체험’ 단계에서 느낄 수 있는 기쁨과 성취감으로 인해 ‘창의적 성향’의 하위요인 모두가 향상되었다.

셋째, 전 교과 교과목별 학습 요소 추출을 통한 STEAM 교수-학습 과정안 개발 및 적용으로 교사 및 학생들의 융합인재교육에 대한 인식을 내면화하고 실천의지를 갖게 하였다.

넷째, 창의적 설계를 통한 감성적 체험을 느낌으로써 과학 교과에 대한 태도가 긍정적으로 변화되 었다.

(6)

2. 서론

○ 연구의 필요성

- 미래 사회에 대처할 수 있는 역량을 심어 줄 지구과학 ‘융합인재교육(STEAM) 수업 프로그램’을 개발의 필요성이 있다.

○ 연구의 목적

- 초등학교 지구과학 교과 수업에 적용 가능한 융합인재교육(STEAM) 수업 자료 및 교수-학습 지도안을 개발하고 수업을 실행한다.

- 융합인재교육(STEAM) 수업 실행 후 STEAM 수업에 대한 흥미도, 학생-학생 상호작용, 교과에 대한 태도 변화를 연구한다.

- 융합인재교육(STEAM) 수업 실행 후 STEAM 수업 실행 교사의 융합인재교육에 대한 인식변화를 연구 한다.

3. 연구 수행 내용 및 결과

가. 연구 수행 내용

1) 수업 프로그램 적용

가) 적용 대상 : 인천능내초등학교 5학년 49명, 6학년 51명, 총 100명

나) 방법 : 첨단기술과 발명중심의 지구과학 융합인재교육(STEAM) 프로그램 운영 (1) 첨단기술 적용한 STEAM 관련 교과(수학, 과학, 실과, 예술)에 대해 20% 운영 - 수학 및 과학 중심 주제

(2) 주제에 적합한 첨단기술 적용

(3) 통합 차시별 학습 목표에 맞는 창의적 사고기법 적용

(4) 첨단기술과 발명중심의 지구과학 STEAM 교수․학습 과정안 개발 및 적용 (5) 학년별 주제 중심 교과 융합 STEAM 프로그램 적용 및 학년별 개선사항 도출

<표 1> STEAM 프로그램 운영 내용

교재분석 프로그램

개발 프로그램 적용 프로그램

결과 분석

개선사항 도출

주제 도출, 수업모델 분석

첨단기술 적용, 창의성 기법, 창의인성 요소,

STEAM 요소

9~10월 프로그램 적용

첨단기술 STEAM 프로그램 및 수업 과정안 분석

프로그램별 적용 후 개선사항

도출

(7)

2) STEAM 수업 프로그램 효과 검증

STEAM 교육 프로그램과 체험활동 중심의 STEAM 교육에 대한 만족도와 효과성을 알아보기 위하여 다 음과 같이 학생, 교사, 학부모를 대상으로 자체 제작한 설문지를 사용하여 사전ㆍ사후를 비교 분석하였다.

가) 조사 목적

1) 융합 교육에 대한 이해도 2) 융합교육의 필요성 인식 정도 3) 융합 교육에 대한 인지 변화 관찰 4) 학교 교육의 주안점 파악 나) 검증 내용 및 방법

<표 2> STEAM 수업 프로그램 효과 검증 내용

구분 설문 내용 방 법 대 상 시 기 비고

사전 조사

스팀교육에 대한 이해 및 인지도, 과학에 대한 흥 미와 스팀 적용력, 스팀교육과 관련된 능력, 스팀교 육이 필요한 항목과 시간 등 12문항

설문지

5~6학년 학생,

교사

2018.5 자체 제작

사후 조사

스팀교육에 대한 이해 및 인지도, 과학에 대한 흥미 및 관련 능력, 스팀교육과 일반교육의 차이, 흥미도, 창의성, 전반적인 만족도 등

설문지

5~6학년 학생,

교사

2018.10 자체 제작

3) 융합인재교육(STEAM) 프로그램이 창의적 성향 미치는 영향 효과 검증

가) 연구 절차

STEAM 프로그램을 적용하기 전에 사전 검사를 하고 적용 후에 사후 검사를 하여 개발한 STEAM 프로그램의 효과를 분석함. 연구 문제에 따른 분석은 사전․사후 검사와 학습과정중에 나타나는 특성을 바탕으로 학생들의 창의적 성향을 분석함.

나) 연구 대상

본 연구의 대상은 인천시 소재 N초등학교 5~6학년 학생 100명이다. 이들은 STEAM 프로그램을 접해본 적이 없거나, 접해봤더라도 깊이 있게 배운 경험이 없는 학생들로, 연구대상으로 선정된 학생 들은 사회 경제적 수준 및 학력수준이 중위층에 속하는 학생들이다.

다) 연구 방법

본 연구는 STEAM 프로그램 개발을 위해 2009 개정 교육과정에서 내용을 선정 한 후 첨단기술 중심의 STEAM 프로그램을 개발함. 그리고 학생들의 창의적 성향 변화를 알아보기 위해 사전․

사후 검사와 학생들의 수업 활동지 자료, 학생 산출물 자료를 수집하여 분석 자료로 활용함.

특히 첨단기술과 발명중심의 STEAM 프로그램이 창의적 성향에 미치는 영향을 알아보기 위하여 단일집단 전후검사 설계(one-group pretest-posttest design)로 수행

(8)

<표 3> 연구 방법

집단 사전 처치 사후

실험집단 O1 X1 O2

O1 : 창의적 성향 검사

X1 : 첨단기술 중심의 STEAM 프로그램 적용 수업(총 16차시 프로그램) O2 : 창의적 성향 검사, 학생들의 인식 설문조사

본 연구를 위한 수업은 총 8가지 주제이며 2018년 9월부터 10월까지 5주간에 걸쳐 적용함. 개발된 첨단기술 중심의 STEAM 프로그램이 창의적 성향에 미치는 효과를 알아보기 위한 프로그램 적용한 기간 은 다음과 같음.

<표 4> 실험 기간

프로그램 주제 실험 처치기간

첨단기술과 발명중심의

STEAM 프로그램 2018년 09월 05일 ~ 2018년 10월 07일

라) 신문승(2010)의 창의적 성향 검사(CPI-C)를 대상 학생들의 창의적 성향 변화를 검증하기 위하 여 사전, 사후 검사도구로 활용하여 비교분석을 실시함. 본 검사 도구는 객관식 문항으로 이루어져 있으며, 동기, 인내, 호기심, 모험심, 자신감의 5개 영역을 통하여 학생들의 창의적 성향을 분석함. 본 연구에서는 초등 5~6학년 수준에서 단위 시간 내에 실시할 수 있으며 창의적 성향 검사도구의 요인 들의 내적일관성 신뢰도는 Chronbach α 계수로 .850에서 .861 사이였고, 도구 구성 요인간의 상관 관계가 .512 ~ .707까지 높은 값으로 정적인 상관을 유지하는 것으로 나타나 평가 척도가 양호한 것 으로 나타남(신문승, 2010). 본 검사 도구의 5개 요인별 35개 검사문항은 아래 표와 같음.

<표 5> 창의적 성향 검사지 구성

요인 문항번호 문항수

인내 01, 05, 10, 11, 16, 21, 26, 30, 32, 35 10 동기 04, 07, 12, 15, 17, 20, 25, 34 8

호기심 02, 06, 13, 18, 22, 29 6

모험심 03, 08, 09, 14, 23, 24, 28 7

자신감 19, 27, 31 ,33 4

계 35

마) 자료 처리 및 분석

‘신문승(2010)의 창의적 성향 검사(CPI-C)지’를 사용하여 t-test를 실시하였으며, SPSS 18.0 for windows 통계 프로그램을 사용함.

(9)

나. 연구 수행 결과

◎ STEAM 프로그램 효과 검증

1) 첨단기술과 발명중심의 STEAM 교육 인식도

<표 6> STEAM 교육의 인식도 검증 결과

대상 문항 내 용 5월 평균 10월 평균

학생

1 STEAM 교육에 대하여 알고 있나요? 2.4 4.6

2 STEAM 교육이 필요하다고 생각하는가? 2.6 4.7

교사

1 STEAM 교육에 대하여 알고 있나요? 3.8 4.8

2 STEAM 교육이 필요하다고 생각하는가? 3.9 4.9

STEAM 프로그램 적용 결과 학생들과 교사들에게 STEAM 교육에 대한 인식도와 필요성에서 높은 결과가 나왔다. 특히 학생들은 실태조사 시 STEAM 교육에 대한 인식도가 매우 낮았지만 프로그램 개발 적용 후 STEAM 교육이 무엇인지 응답한 학생들과 STEAM 교육이 필요하다고 생각하는 학생 들이 큰 폭으로 증가한 것으로 나타났다.

2) 첨단기술과 발명 중심의 STEAM 프로그램의 만족도 검증 결과

<표 7> 첨단기술과 발명중심의 STEAM 프로그램의 만족도 검증 결과

대상 문항 내 용 결과 평균

학생 10 첨단기술과 발명중심의 STEAM 프로그램 만족도 4.8

교사 10 첨단기술 발명중심의 STEAM 프로그램 만족도 4.9

첨단 기술 중심의 STEAM 프로그램 만족도 조사 결과 학생은 4.8, 교사 4.9로 나타났다. STEAM 교사 연구회에서 개발한 프로그램의 만족도가 매우 높은 편으로 각 학년별 교과의 내용을 융합하여 학생들의 수준에 맞게 흥미로운 주제로 접근한 것이 학생들과 교사 모두 만족도가 높게 조사되었다.

특히, 프로그램을 직접 수업한 교사들 모두 학교 교육과정에 형식상 들어가 있는 STEAM 수업 프로 그램보다 수업 프로그램이 학생들의 수준에 맞게 흥미롭게 개발된 것에 대해 매우 높은 만족도를 보 였다. 그리고 이 프로그램을 바탕으로 학생들이 STEAM 교육의 인식도가 높아지고 STEAM 교육의 필요성에 인식하는 것에 대해 만족스럽다는 결과를 보였다.

(10)

3) 과학 교과에 대한 정의적 측면 검증 결과

<표 8> 과학 교과에 대한 정의적 측면 검증 결과

학생

3 과학은 내가 좋아하는 과목이다. 2.9 4.3

4 미래를 위해 과학은 꼭 필요하다. 3.0 4.2

5 나는 과학을 잘 할 수 있다. 3.3 4.7

첨단 기술과 발명중심의 STEAM 프로그램 적용 결과 과학 교과에 대한 정의적인 측면이 모두 긍 정적으로 변화하였다. 과학에 대한 흥미도가 높아지고 미래를 위해 꼭 필요하다고 느끼는 학생들이 많아지고 있는 것은 STEAM 교육이 학생들에게 과학에 대한 긍정적인 영향을 주고 있다는 것을 알 수 있다. 그리고 STEAM 프로그램을 적용한 후 과학을 잘할 수 있다는 자신감이 매우 높은 수치로 변화되었다는 점은 STEAM 교육을 통해 학생들에게 과학에 대한 인식을 긍정적으로 바꿀 수 있다 라는 사실을 시사한다.

4) 첨단 기술과 발명 중심의 STEAM 교육에 대한 정의적인 측면

<표 9> STEAM 교육에 대한 정의적 측면 검증 결과

실태조사 결과 STEAM 교육은 꼭 필요하다고 생각하는 학생들은 많았으며 흥미와 실천적인 측면 면에서도 크게 증가하였다. 즉 우리 주변의 다양한 과학적 체험과 연관 지어 체험 중심, 감성적 체험 을 맛볼 수 있는 첨단 기술과 발명 중심의 STEAM 프로그램 적용 후 과학에 대한 흥미와 실천의지 를 가지는 학생들이 크게 늘어났음을 알 수 있다.

STEAM　교과연구회에서 운영한 ‘첨단 기술과 발명 중심의 STEAM 교육 프로그램’에 대한 만족도 조사에서 학생․교사의 만족도가 전반적으로 높게 나왔다. 특히 학생들의 만족도가 매우 높게 나왔다 는 사실에서 학교 교육 속에서 STEAM 교육을 통해 학생들의 융합적 사고와 창의성을 함양 및 신장 시키는데 큰 역할을 할 수 있음을 사사한다.

학생

6 STEAM 교육은 꼭 필요하다. 2.5 4.6

7 (STEAM 교육을 통해)첨단 기술과 발명중심의

STEAM 교육에 흥미가 생겼나요? - 4.8

8 집이나 가정에서 창의적 문제해결을 위한 실천을 하

고 있습니까? 3.5 4.6

(11)

◎ 융합인재교육(STEAM) 프로그램이 창의적 성향 미치는 영향 효과 검증 1) 창의적 성향(CPC-I) 검사 결과

<표 10> CPC-I 창의적 성향 검사 결과(N=100)

*p < 0.5

CPC-I 창의적 성향 검사 결과, 평균 값의 경우 사전 3.75점에서 사후 4.45 점으로, 학생들의 창의 적 성향은 0.7점 정도 상승하였으며 이는 통계적으로 유의미한 상승이다 (p<0.5). 따라서 본 프로그 램은 초등학생들의 창의적 성향을 향상시키는데 효과적이라고 판단될 수 있다. 창의적 설계 단계에서 첨단기술을 중심으로 과학, 기술, 공학, 수학, 예술의 영역을 융합하여 창의적 산출물을 내는 과정에 서 창의적 성향이 향상된 것으로 나타났다.

검사요인 구분 M SD t p

전체

사 전 3.75 0.59

-6.563 0.018^*

사 후 4.45 0.45

2) 창의적 성향(CPC-I) 하위 요인 분석

<표 11> CPC-I 창의적 성향 동기 요인 검사 결과 (N=100)

동 기

사 전 3.89 0.59

-4.742 0.012^*

사 후 4.51 0.41

*p < 0.5

동기 영역에서는 3.89에서 4.51로 평균값이 0.62상승하였으며 통계적으로 유의미한 것을 확인할 수 있었다 (p<0.5). 동기란 과제 해결을 외부적인 보상에 의해 진행되는 것이 아니라 그 과제를 해결 함으로써 오는 기쁨 때문에 마음에서 우러나와 자발적으로 해결하려는 성향으로(신문승, 2010) 참신 한 문제상황제시 단계의 실생활과 관련된 문제로 스스로 문제를 해결하고자 하는 의지가 많이 향상된 것을 수업 프로그램 과정 중 관찰할 수 있었다.

<표 12> CPC-I 창의적 성향 호기심 요인 검사 결과 (N=100)

호기심 사 전 4.02 0.63

-4.911 0.016^*

사 후 4.48 0.49

*p < 0.5

(12)

호기심 영역에서는 사전에 4.02에서 4.48로 평균값이 상승하였다(p<0.5). 호기심 이란 주변의 사 물이나 현상에 대해 의문과 관심을 가지려는 성향(신문승, 2010)으로, 요즈음 학생들의 최대 관심사인 스마트기기가 어떠한 원리로 구성되어 있는지에 대한 관심이 호기심에 영향을 주었으며, 첨단 기술 중심으로 창의적 설계 단계에서 창의적인 아이디어가 다양하게 나오기 위해서 주변사물에 대한 세밀 한 관찰과 관심을 갖도록 지도하면서 호기심 영역이 신장된 것으로 분석된다.

<표 13> CPC-I 창의적 성향 인내심 요인 검사 결과 (N=100)

인내심

사 전 3.65 0.85

-6.954 0.021^*

사 후 4.23 0.67

*p < 0.5

인내심 영역에서는 사전에 3.65에서 4.23으로 평균값이 상승하였다(p<0.5). 인내심은 어려움이 있 더라도 과제를 끝까지 해내려는 성향(신문승, 2010)으로, 본 프로그램에서 다양한 문제들을 접하고, 그 문제들을 창의적인 방법으로 해결함으로써 느낄 수 있는 성취감과 감성적 체험의 기쁨으로 인하 여, 인내심 영역이 높아진 것으로 분석된다.

<표 14> CPC-I 창의적 성향 자신감 요인 검사 결과 (N=100)

자신감

사 전 3.72 0.67

-5.894 0.036^*

사 후 4.3 0.54

*p < 0.5

자신감 영역에서는 사전에 3.72에서 4.3으로 평균값이 상승하였다(p<0.5). 자신감이란 주어진 과 제에 대해 스스로 해결할 수 있다고 믿는 마음과 자신의 창의적 능력과 존재에 대해 긍정적으로 생각 하려는 성향(신문승, 2010)으로 본 프로그램의 문제상황을 적극적으로 해결해 나가는 경험과 창의적 설계를 통하여 다양한 문제해결방법이 있음을 깨달아 긍정적인 생각으로 연결되어 자신감영역이 향상 된 것으로 수업 중 관찰되었다.

<표 15> CPC-I 창의적 성향 모험심 요인 검사 결과 (N=100)

모험심

사 전 3.94 0.62

-4.521 0.015^*

사 후 4.51 0.40

*p < 0.5

(13)

다. 연구 수행 요약

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 16차시

수업 적용 일정 2018. 9. ~ 2018.10.

(STEAM 수업)수혜학생 수 인천능내,창신,신현북,경인교대부설초등학교 100명 예정

학생 태도검사

사전검사 5월 2일, 4개 학급(100명) 실시 완료 사후검사 10월 12일, 4개 학급(100명) 실시 완료

학생 및 교사 만족도조사 10월 15일 실시 완료

교사연구회 STEAM 행사 개최 2018.10.26. 서부과학교과연구회

‘STEAM 개발자료’ 연수

논문 또는 학술대회 해당 없음

특허출원(국외, 국내) 해당 없음

모험심 영역에서는 사전에 3.94에서 4.51로 평균값이 상승하였다(p<0.5). 모험심 은 실패나 좌절을 두려워하지 않는 성향과 호기심이 있는 과제에 대해서는 어떠한 위험이 따르더라도 해결해야 한다고 생각하는 성향(신문승, 2010)으로, 창의적 설계 단계에서 여러 문제해결방법이 실패를 거듭했으나, 실 패 요인을 분석하고, 그 요인을 제거 및 수정하는 과정을 통하여 실패나 좌절을 두려워 하지 않는 모 습이 수업중 관찰되어 ‘모험심’ 향상에 영향을 끼친 것으로 분석된다.

5개의 모든 하위영역의 평균점수가 상승하였고 통계적으로 유의미한 것으로 나타남으로써, 본 프로 그램은 창의적 성향의 전반적 하위요소를 전반적으로 신장시킨다고 볼 수 있다.

(14)

4. 결론 및 제언

본 연구는 첨단 기술과 발명중심의 STEAM 교육 프로그램을 개발하여 적용함으로써 5~6학년 학생들의 창 의적 성향을 연구하여 융합적 사고를 필요로 하는 미래를 책임지는 글로벌 리더를 육성하는데 그 목적이 있 다. 첨단 기술과 발명중심의 STEAM 교육 프로그램을 개발․적용한 결과는 다음과 같다

첫째, 융합형 교육을 통해 창의적으로 사고하는 데 필요한 여러 가지 생각의 도구들을 익힘으로서 통합적 이고 종합적인 사고 능력을 기를 수 있었으며, 초등학교 5~6학년 학생들을 다양한 교육방법을 활용하여 창의적 성향이 향상되는 STEAM 교육을 전개할 수 있었다.

둘째, 본 연구에서 개발한 STEAM 프로그램은 창의적 성향의 하위영역인 ‘동기’, ‘호기심’, ‘인내심’ ‘자신감’,

‘모험심’의 모든 영역을 향상시키는데 효과가 있었다. 첨단 기술에 대한 높은 관심, 다양한 해결방법이 있는

‘창의적 설계’, ‘감성적 체험’ 단계에서 느낄 수 있는 기쁨과 성취감으로 인해 ‘창의적 성향’의 하위요인 모두 가 향상되었다.

셋째, 전 교과 교과목별 학습 요소 추출을 통한 STEAM 교수-학습 과정안 개발 및 적용으로 교사 및 학생 들의 융합인재교육에 대한 인식을 내면화하고 실천의지를 갖게 하였다.

넷째, 창의적 설계를 통한 감성적 체험을 느낌으로써 과학 교과에 대한 태도가 긍정적으로 변화되었다.

본 연구는 과학과 기술, 공학, 예술에 대한 호기심과 탐구 흥미 유발 및 융합적 소양을 갖춘 미래형 과학기 술인재 양성을 위해 STEAM 교사 연구회에서 첨단 기술 중심의 STEAM 프로그램을 개발․적용한 결과를 중 심으로 향후 STEAM 교육에 대한 제언은 다음과 같다.

첫째, STEAM 교육 프로그램을 적용하기 위해서는 블록타임제나 교육과정 재편성이 요구되므로 각급 단위 학교에서 STEAM교육 활성화를 위해 교육과정 편성 지침이나 자료 제공이 이루어져야 할 것이다. 지금의 STEAM 교육의 최소 시수 확보로는 매우 미흡함으로 실제 우수 STEAM 수업 프로그램 적용 학교교육과정 등을 공유할 필요가 있는 것이다.

둘째, 프로글매에 적용된 첨단 기술의 범위가 제한적임으로 최근에 개발된 다양한 첨단기술을 적용한 STEAM프로그램에 대한 후속연구가 필요하다.

셋째, 본 연구의 STEAM 교육 프로그램은 초등학교 고학년을 대상으로 한 것으로 저․중학년이 활용하기에 는 어려움이 있다. 따라서 중학년 및 저학년에게도 적용될 수 있는 첨단기술 중심의 STEAM 프로그램 개발 이 필요하다.

넷째, STEAM 교육은 반드시 창의적 산출물이 꼭 필요한 것은 아니다. 새로운 산출믈을 반드시 만들어야 된다는 생각은 교사와 학생들에게 수업의 부담감을 줄 수 있으므로 STEAM 수업을 통해 새롭게 알게 된 아 이디어 역시 창의적 산출물로 간주해도 무방할 것이다.

(15)

5. 참고문헌

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(16)

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

첨단기술과 발명중심 지구과학 STEAM 프로그램 개발 및 적용

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역 1 1~4/16 [과학] 태양계 행성들의 상대적인 크기와 거리 비교하기 탐구 활동을 수행하고,

태양계 행성들의 상대적 크기와 거리를 비교할 수 있다.

[수학] 거리 비교하기 [실과] 전자제품의 활용 [미술] 감상

2 5~8/16 [과학] 자전의 정의를 알고, 낮과 밤을 지구의 자전으로 설명할 수 있다.

[수학] 각도의 크기비교 [실과] 발명품 만들기 [미술] 표현 3 9~12/16 [과학] 계절별 대표적인 별자리 찾아보기를 수행하고, 계절에 따라 별자리가

달라지는 것을 지구의 공전으로 설명할 수 있다.

[수학] 회전과 대칭 [실과] 발명품 만들기 [미술] 그리기 4 13~16/16 [과학] 달의 모양이 달라지는 것을 달의 공전으로 설명할 수 있다.

[수학] 회전

[실과] 발명품 만들기 [미술] 표현

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 16시)

차시 주요내용

1~4 /16

주제(단원)명 태양계 행성 모형으로 크기와 거리 비교하기

Co 상황 제시 : 다양한 태양계 행성 모형의 크기와 거리가 다른 상황 제시

CD 창의적 설계 : 태양계 행성까지의 거리 체험 코딩 발명품 설계하기

ET 감성적 체험 : 발명품을 활용하여 행성까지의 거리 체험하기

5~8 /16

주제(단원)명 지구의 자전과 낮과 밤이 생기는 까닭 이해하기

Co 상황 제시 : 지구의 자전과 낮과 밤이 변화하는 상황 제시

CD 창의적 설계 : 지구의 자전과 낮과 밤을 체험할 수 있는 나만의 발명품 설계하기

ET 감성적 체험 : 발명품을 활용하여 지구의 자전과 낮과 밤 현상 체험하기

9~12 /16

주제(단원)명 지구의 공전과 계절에 따라 보이는 별자리가 달라지는 까닭 이해하기

Co 상황 제시 : 지구의 공전과 계절에 따라 보이는 별자리가 달라지는 상황 제시

CD 창의적 설계 : 지구의 공전과 계절에 따라 다르게 보이는 별자리 관찰 발명품 설계하기

ET 감성적 체험 : 발명품을 활용하여 지구의 공전과 별자리 체험하기

13~16 /16

주제(단원)명 달의 모양이 변하는 까닭을 공전으로 설명하기

Co 상황 제시 : 달의 모양이 변화는 상황 제시

CD 창의적 설계 : 달의 모양이 변화를 관찰하는 발명품 설계하기

ET 감성적 체험 : 발명품을 활용하여 달의 모양이 변화 현상 체험하기

(17)

3. STEAM 프로그램 개발 가. 1~4차시/16 프로그램 개괄

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초 5~6 학년

중심과목 성취기준

영역

지구과학 중심과목

성취기준

[과학] 태양계 행성들의 상대적인 크기와 거리 비교하기 탐구 활동을 수행하고, 태양계 행성들의 상대적 크기와 거리를 비교할 수 있다.

주제(단원)명 태양계에서 행성까지의 거리 비교하기 차시 1~4/16

학습목표 태양계에서 행성까지의 상대적인 거리를 비교할 수 있다.

연계과목 수학, 실과, 미술 연계과목

성취기준 영역

[수학] 거리 비교하기 [실과] 전자제품의 활용 [미술] 감상

STEAM 요소

S ※ 태양계에서 행성까지의 상대적인 거리 이해하기 T ※ 입출력이 가능한 프로그램의 코드 구성하기

E ※ 보드형 피지컬 컴퓨팅 디바이스를 통해 전기회로 구성하기 A ※ 프로그램의 UI 구성하기

M ※ 코딩을 하기 위한 계산 방법 알아보기 단위 변환 방법 알아보기

개발 의도

※ 교과서의 실험은 태양과 지구의 상대적인 거리를 ‘1’로 봤을 때 각 행성들이 얼마나 떨어져 있는지 확인하는 정도로 실질적인 거리를 체감하기에는 어려움이 있다. 따라서 걷거나 뛰기의 실질적인 활동과 그 속력을 바탕으로 각 행성에 도달하는데 얼마나 걸리는지를 체감할 수 있는 실감형 콘텐츠를 개발해보았다.

[1-2 차시] ‘실감형 태양계 행성 거리 비교 실험 장치’의 코드 구성 - 태양에서 지구까지의 거리 짐작하기

- 실제 거리 값을 바탕으로, 걸리는 시간을 출력하는 계산법 알아보기 - 엔트리를 통해 코드 구성하기

- 프로그램의 UI 구성하기

[7-8 차시] 전기회로 및 2 진수의 이해를 바탕으로 하드웨어 제작 및 체험 실습 - 전기회로의 기본 구성 및 원리에 대해 알아보기

- 메이키메이키 디바이스의 특징 알아보기 - 회로 구성 및 전도성을 활용한 발판 제작하기 - 실습을 통해 행성까지의 상대적인 거리 측정하기 - 행성 간의 거리 측정의 다른 방법 알아보기

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시 (co)

태양에서 지구까지의 거리 짐작과 모호한 거 리를 수치로 나타내는 방법에 대해 생각하기

창 의 적 설 계 (cd)

창의적 설계

개발한 실험 장치를 활 용하여 행성까지의 거 리 체험하기

감 성 적 체 험 (ET) 태양에서 행성까지의 상대적인

거리를 체감할 수 있는 ‘실감형 태양계 행성 거리 비교 실험 장치’ 설계하기

감성적 체험

(18)

나. 1~4차시/16 프로그램 지도안

교과 과학

대상 5~6학년 차시 1~2/16

단원명 2. 태양계와 별

수업목표 ‘실감형 태양계 행성 거리 비교 실험 장치’를 프로그래밍 할 수 있다.

준비물 계산기, PC, 엔트리(Entry)

(시간)단계 주요 배움 활동 자료(♣) 및

유의점(S) 도입

전개

◎ ^Co 상황제시 

○ 태양에서 지구까지의 거리 짐작하기

○ 태양에서 지구까지의 거리를 이해하기 쉽게 나타내는 방법 구상하기 - 어떻게 하면 태양에서 지구까지의 거리를 실감 나게 표현할 수 있을까?

- 태양에서 지구까지 이동하는 데 걸리는 시간을 어떻게 측정할 수 있을까?

◎ 주제 확인하기 

- 이번 시간에는 체감할 수 있는 ‘실감형 태양계 행성 거리 비교 실험 장치’를 프로그래밍 해보겠습니다.

‘실감형 태양계 행성 거리 비교 실험 장치’를 프로그래밍 할 수 있다.

◎ ^CD 창의적 설계 ^{, , ●}

○ 실제 거리 값을 바탕으로, 걸리는 시간을 출력하는 계산법 알아보기 - 태양에서 지구까지의 거리의 실제값 1억 5000만km와 초속 70cm/s로

이동하는 사물의 값을 이용해 계산 연습해보기 - 계산값을 확인하고 단위 변화과 계산법을 공식화하기

○ 프로그램 UI 구성하기 , 

❶ 엔트리 실행 ❷ 우주 배경 오브젝트 추가

❸ 행성 · 글상자 오브젝트(이미지) ❹ 변수, 신호 추가

♣계산기 S모둠별 활동이

활발히 이뤄질 수 있도록 지도한다.

♣PC, 엔트리

(19)

(시간)단계 주요 배움 활동 자료(♣) 및 유의점(S)

정리

◎ ^ET 감성적 체험 , , ●

○ 프로그램 코드 구성하기

❶ 엔트리봇 오브젝트에 해당 코드 작성 -체험자의 키의 입력과 키에서 1m를 뺀

값을 보폭으로 설정되도록 코딩

❷ 모든 행성 오브젝트(태양, 수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 해왕성)에 해당 코드 작성

❸ 수성 텍스트 오브젝트에 해당 코드 작성

-이전 단계에서 알아본 계산방법을 적용하여 코딩

❹ 나머지 행성의 텍스트 오브젝트에도 실제 거리값을 바탕으로 코드 수정

❺ 키 입력

- 키에서 1m를 뺀 값을 보폭으로 인 식하기 위한 과정

❻ 키보드 조작을 통한 프로그램 실행 및 디버깅

- 디버깅(debugging)란 컴퓨터 프로그 램이나 하드웨어 장치에서 잘못된 부분, 즉 버그를 찾아서 수정하거나 또는 에러를 피해나가는 처리과정 ○ 학습지 해결

- 학습지 해결(1, 2번)을 통해 체험 및 학습 내용 정리하기 - 모둠별 발표를 통해 탐구 결과 공유하기

○ 정리하기

- 활동 및 체험 소감 발표하기 ○ 차시예고

- 하드웨어 제작 및 체험 실습을 통해 상대적인 거리를 이해

S학생들이 알 고리즘을 이해 하며 코딩을 할 수 있도록 지도한다.

(알고리즘이란 주어진 문제를 논리적으로 해 결하기 위해 필요한 절차를 의미)

♣학습지

(20)

교과 과학

대상 6학년 차시 3~4/16

단원명 1. 지구와 달의 운동

수업목표 하드웨어 제작 및 체험 실습을 통해 상대적인 거리를 이해할 수 있다.

준비물 메이키메이키, 악어 집게, 철판, 스타이로폼, 테이프, 가위, PC, 엔트리, 멀티탭이미지

유의점(S)

도입

전개

◎ ^Co 상황제시 , , 

○ 전기회로 및 2진수에 대해 이해하기 - 2진수란 무엇일까요?

(컴퓨터에서 사용하는 기본적인 수로, 0과 1의 2개의 숫자로만 이뤄져 있 습니다.)

- 주변에서 쉽게 볼 수 있는 멀티탭의 스위치입니다. 무엇을 의미할까요?

(0은 꺼짐을, 1은 켜짐을 의미합니다. 그리고 켜졌을 때 전류가 흐릅니다.) (0과 1이 같이 있는 스위치는 한번 누를 때 꺼지고 다시 누르면 켜지는

기능을 수행합니다.) ◎ 주제 확인하기 , 

- 이번 시간에는 하드웨어 제작 및 실습으로 상대적인 거리를 이해해보겠습니다.

하드웨어 제작 및 체험 실습을 통해 상대적인 거리를 이해할 수 있다.

◎ ^CD 창의적 설계 , , 

○ 메이키메이키 디바이스에 대한 이해

- 메이키메이키는 전류를 통하게 함으로써 데이터를 전송하는 디바이스 - 전기는 양(+) 전기와 음(-)전기가 있고, 극을 제대로 연결하여야만 전류가

흘러 기기가 작동

♣멀티탭 이미지

♣메이키메이키

(21)

전개

정리

용해 전류를 통하게 함으로서 컴퓨터로 데이터를 전송하는 보드 장치 ◎ ^ET 감성적 체험 , , , , ●

○ 발판 제작하기

❶ 발판 제작을 위한 비전도성 재료 모색 및 스타이로폼을 재단

❷ 전도성 활용을 위하여 두 개의 철판과 스 타이로폼의 연결을 통한 발판 제작

❸ 두 철판의 접촉을 입력 값으로 받아 들일 수 있도록 보드 설계

❹ 발판과 보드의 연결을 통한 회로를 구성

❺ 밟았을 때의 두 철판의 접촉 및 보드 를 통한 전류 인식 여부 확인

❻ 입력 값을 통한 자동 계산 및 출력 프로그램 코드 구성 및 실행 후 디버깅

○ 임의의 사물의 속력 값 입력으로 도달하는데 걸리는 시간 측정 및 비교 - 태양에서 지구까지의 거리를 여러 가지 교통수단을 이용하여 간다고 할

때에 걸리는 시간은 얼마나 될까요?

(한 시간에 300km를 가는 고속 열차를 타고 가면 약 60년이 걸립니다.) - 실험 세트를 이용해 다른 사물의 속력을 직접 입력해보고 걸리는 시간

을 측정 및 비교하여 봅시다.(조작 활동 및 학습지 작성)

○ 정리하기

- 활동 및 체험 소감 발표하기

♣철판, 스타 이로폼, 테이 프, 가위, 악 어집게

S학생들의 안전에 유의 한다.

♣학습지 S흥미 위주의

활동이 되지 않도록 지도에 유의한다.

(22)

다. 1~4차시/16 프로그램 학생 학습지

학습지 태양에서 행성까지의 거리 비교하기

학년 반 이 름 ( )

실감형 태양계 행성 거리 비교 실험 세트 세트를 활용하여 다음 물음에 답하세요.

문제

1. 태양과 행성간의 거리에 대한 설명으로 옳은 것은 O표, 옳지 않은 것은 X표를 하여 봅시다.

가. 태양에서 가장 가까운 행성은 수성이다. ( ) 나. 태양에서 가장 먼 행성은 목성이다. ( ) 다. 지구에서 가장 가까운 행성은 금성이다. ( )

라. 태양에서 멀어질수록 행성 간의 거리가 멀어진다. ( ) 마. 크기가 대체로 큰 행성은 태양에서 가까운 곳에 있다. ( )

2. 직접 비교를 통해 측정한 행성 간에 도달하는데 걸리는 시간을 작성하여 봅시다.

가. 측정자의 이름: ( ) 나. 측정 속도: ( )

3. 간접 비교를 통해 측정한 행성 간에 도달하는데 걸리는 시간을 작성하여 봅시다.

가. 사물의 이름: ( ) 나. 입력 속도: ( )

(23)

라. 교사 참고 자료 (1~4/16차시 적용 결과)

❶ 좌우 2개의 발판을 직접 밟아봄으로써 실시간으 로 학습자의 속력을 측정함.

❷ 실시간으로 측정되는 속력을 바탕으로 각 행성에 도달하는데 거리는 시간 출력을 통해 거리 비교함.

❸학습 결과물(학습지)

학습자가 직접 걷거나 뛰어봄으로써, 그 속력을 바탕으로 행성에 도달하는데 얼마나 걸리는지 체감할 수 있는 실감형 콘텐츠를 직접 제작해보았다.

실제 활동을 통하여 학생들이 지닌 모호한 개념을 명확하게 내면화 시킬 수 있는 기회를 제공 하였다.

전류 측정 및 전도성 물질 확인 등 과학·실과과의 전기·전자 관련 단원과의 연계 지도도 가능하였다.

(24)

마. 차시별 학생 평가기준 및 방법

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구

1~4 /16

상

태양계 행성들의 상대적인 크기와 거리 비교하기 탐구 활동을 수행하고, 태양계 행성들의 상대적 크기와 거리를 비교할 수

있다. 관찰평가 관찰평가지

중 태양계 행성들의 상대적 크기와 거리를 비교할 수 있다.

하 태양계 행성들에 대해 비교하는 것을 어려워함

* 관찰평가지 양식 (1~4차시)

번호 이름

지식 태도

배움과 성장의 기록 태양에서 행성까지의

상대적인 거리를 비교할 수 있다.

실험도구를 설계, 제작하는 과정에 흥미를 가질 수 있다.

상 중 하 상 중 하

1 박0환

2 김0민

3 서0아

※ 평가 노하우 : 학생들이 과제를 해결하기 위해 발명품을 설계하고 그것을 체험하는 과정을

관찰하여 평가를 진행함

바. 학교생활기록부 기재 (1~4차시)

항목 학생부 기재 예시

교과학습발달상황 세부능력 및 특기사항

(실과) 입력을 통해 자동으로 출력되는 간단한 프로그램을 제작할 수 있음.

(수학) 복잡한 나눗셈의 계산원리를 이해하고 다양한 문제를 해결할 수 있음.

행동특성 및 종합의견 (행동특성) 왕성한 호기심을 바탕으로 창의적인 문제해결방법을 고안해 낼 수 있고, 컴퓨팅·과학적·수학적 사고로 접근하여 문제를 해결하는 능력이 우수함.

창의적 체험활동상황 (동아리) 과학적 문제를 해결할 수 있는 창의산출물을 제작함.

(25)

가. 5~8차시/16 프로그램 개괄

영역

성취기준

[과학] 자전의 정의를 알고, 낮과 밤을 지구의 자전으로 설명할 수 있다.

주제(단원)명 지구의 자전과 낮과 밤이 생기는 까닭

이해하기 차시 5~8/16

학습목표 지구의 자전과 낮과 밤이 생기는 까닭을 이해할 수 있다.

연계과목 수학, 실과, 미술 연계과목

[수학] 각도의 크기 비교 [실과] 발명품 만들기 [미술] 표현

STEAM 요소

S ※ 지구의 자전과 낮과 밤이 생기는 까닭 이해 T ※ 지구본에 소형카메라를 삽입

E ※ 소형카메라와 태블릿 PC 연결

미러링기기를 활용하여 대형 디스플레이로 공유 A ※ 지구의 자전과 태양의 위치의 관계 표현하기

낮과 밤 명암으로 표현하기

M ※ 지구본의 움직임 각도의 크기를 다르게 했을 때 생기는 천체 현상을 관찰한다.

개발 의도

※ 학생들이 지구의 자전과 낮과 밤이 생기는 까닭에 대하여 일방적인 지식 습득으로 수업하는 경향이 있어서 학생들이 발명가 정신을 발휘하여 직접 지구본에 소형카메라를 삽입하여 지구의 자전 관련 천체현상을 입체감있게 학습할 수 있도록 개발해보았다.

[5-6 차시] 직접 관찰하는 나만의 지구본 만들기 - 띠톱을 활용하여 지구본 분해

- 지구본안에 소형카메라 삽입 - 소형카메라와 태블릿 PC 연결

- 미러링 기기를 활용하여 태블릿 PC 화면 대형 디스플레이에 투영 [7-8 차시] 지구자전과 낮과 밤이 생기는 까닭 이해하기

- 지구의 자전에 대하여 학습하기

- 지구의 자전과 태양의 위치의 관계 학습하기 - 태양의 위치 그림으로 표현하기

- 지구의 자전과 낮과 밤이 생기는 까닭 학습하기 - 낮과 밤 명암으로 표현하기

상황 제시

지구의 자전과 낮과 밤이 변화하는 상황과 이것을 실감나게 체험 할 수 있는 방법에 대하여 고민

실험세트를 활용하여 지구의 자전과 낮과 밤 현상 체험하기

감 성 적 체 험 (ET) 지구의 자전과 낮과 밤을 체험

할 수 있는 나만의 발명품 설계하기

감성적 체험

(26)

나. 5~8차시/16 프로그램 지도안

교과 과학

대상 6학년 차시 5~6/16

수업목표 직접 관찰하는 나만의 지구본을 만들 수 있다.

준비물 지구본 모둠별 6개, 띠톱, 소형카메라, 전구, 스마트패드, 태양모형, 미러링기기

유의점(S)

도입

전개

◎ ^Co 상황제시 

○ 지구의 자전 현상 동영상으로 제시 ○ 낮과 밤이 생기는 현상 동영상으로 제시

- 어떻게 하면 실감나게 자전과 낮과 밤을 체험할 수 있을까?

- 이번 시간에는 직접 관찰하는 나만의 지구본을 만들어 보겠습니다.

직접 관찰하는 나만의 지구본을 만들 수 있다.

◎ ^CD 창의적 설계 , 

○ 직접 관찰하는 나만의 지구본 만들기

❶ 지구본을 2개의 반구로 분해함. ❷ 북반구 대한민국 위치에 드릴로 구멍 뚫음.

❸ 소형카메라를 구멍 뚫은 위치에 삽입함. ❹ 두 개의 반구를 결합시켜 활용함.

♣ 지구의 자전 동영상

♣낮과밤 현상 동영상

♣소형카메 라

♣ 지구본 모둠별 1개

♣ 띠톱

♣ 글루건

♣ 셀로판 테이프 S 학생들이 안전에 유의할 수 있도록 지도함

(27)

(시간)단계 주요 배움 활동 자료(♣) 및 유의점(S)

정리

◎ ^ET 감성적 체험 , ,  ○ 지구본 자전 체험

○ 지구본 낮과 밤 체험

❶ 지구본(소형카메라)의 위치 낮 상황 ❷ 낮 상황 태블릿 PC 화면(낮 표현)

❸ 지구본(소형카메라)의 위치 밤 상황 ❹ 밤 상황 태블릿 PC 화면(밤 표현)

❶ 지구본의 회전(7시 방향) ❷ 태양의 위치(동쪽)

❸ 지구본의 회전(6시 방향) ❹ 태양의 위치(남쪽)

♣ 태블릿 PC

♣ 종이

♣ 셀로판 테이프

♣ 태양모형

S 학생들이 지구본의 움직임과 태양의 위치 관계를 파악 할 수 있도록 지도함

♣ 전구

S 낮일 때는 태블릿 PC 가 환하고 밤일 때는 태블릿 PC 화면이 어두 운 것을 관찰할 수 있도록 지도함

(28)

교과 과학

대상 6학년 차시 7~8/16

수업목표 지구의 자전과 낮과 밤이 생기는 까닭에 대하여 이해할 수 있다.

준비물 나만의 지구본, 스마트패드, 태양 모형, 미러링기기, PPT, 동영상 자료

유의점(S)

도입

전개

◎ ^Co 상황제시 

○ 달리고 있는 차 안에서 창밖으로 보이는 풍경 이야기하기 - 달리고 있는 차 안에서 창밖의 풍경을 보면 어떻게 보입니까?

(창밖 풍경이 움직이는 것처럼 보입니다. 집이나 가로수가 다가오는 것 처럼 느껴집니다. 차는 가만히 있고 밖에 있는 물체가 움직이는 것처럼 느껴집니다.)

- 움직이는 물체에서 주위를 둘러보면 주위에 있는 다른 물체는 어떻게 느껴집니까?

(함께 움직이는 것처럼 느껴집니다. 움직이는 물체의 방향과 반대 방향 으로 움직이는 것처럼 느껴집니다.)

- 이번 시간에는 지구의 자전과 낮과 밤이 생기는 까닭에 대하여 공부해봅시다.

지구의 자전과 낮과 밤이 생기는 까닭을 알 수 있다.

◎ ^Co 상황제시 

◎ 활동1. 지구의 자전 개념 이해하기

○ 지구의 자전에 대해 알고 있는 내용 파악하기 - 지구의 자전이라는 말을 들어본 적이 있나요?

(네, 책에서 본 적이 있습니다, 지구가 스스로 회전하는 것 입니다.) - 지구의 자전은 무엇일까요?

(지구의 자전이란 지구가 남극과 북극을 이은 가상의 축을 중심으로 하여 하루에 한 바퀴씩 회전하는 것입니다.)

(태양이 동쪽에서 보이기 시작하여 서쪽으로 움직이는 것처럼 보이는 현상도 지구의 자전에 의하여 일어나는 것입니다.)

(지구가 서쪽에서 동쪽으로 자전하기 때문에 태양은 동쪽에서 서쪽으로 움직이는 것처럼 보입니다.)

◎ ^CD 창의적 설계 

◎ 활동2. 지구의 자전과 태양의 움직임 이해하기 ○ 하루동안 태양의 움직임이 바뀌는 이유 예상해보기

♣ 달리고 있는 차안에 서 보여지는 바깥 풍경 시청각 자료

S 학생들이 자신의 경험을 떠올려보고 자신있게 발표 할 수 있도록 지도하여 스스 로의 경험으로 학생 요소를 유추할 수 있도록 유도함

S 학생들의 배 경 지 식 을 발표 활동을 통하여 표출 시킬 수 있도 록 허용적인 분위기를 조성 함.

(29)

전개

정리

(지구의 자전과 연관이 있을 것 같습니다.)

-지구의 자전과 어떤 관계가 있을까요?

(지구가 서에서 동으로 자전을 하면 태양은 그와는 반대로 동에서 서로 움직이는 것 처럼 느껴질 것이다.)

◎ ^CD 창의적 설계 

◎ 활동3. 낮과 밤이 생기는 까닭 이해하기 ○ 낮과 밤이 생기는 이유 예상해보기

- 지구의 낮과 밤은 무엇 무엇과 연관이 있을까요?

(지구의 자전과 태양입니다.)

- 낮과 밤이 생기는 까닭을 설명해볼까요?

(지구가 자전할 때 태양에 가까운 쪽은 낮입니다.) (지구가 자전할 때 태양에 먼 쪽은 밤입니다.) ◎ ^ET 감성적 체험 , , 

◎ 활동4. 지구 자전 관련 체험하기

○ 지구 자전과 태양의 움직임 관련 실험하기

- 실험도구를 켜고 지구가 자전을 함에 따라 태양의 움직임과 낮과 밤이 생기는 까닭을 발표해 봅시다.

지구본 7시 방향 지구본 6시 방향 지구본 4시 방향 지구본 3시 방향

태양의 위치 (동쪽) 태양의 위치 (남쪽) 태양의 위치 (서쪽) 태양의 위치 (사라짐)

S 학생들의 배경지식을 발 표 활동을 통 하여 표출시킬 수 있도록 허 용적인 분위기 를 조성함.

S 태양의 움 직임과 낮과 밤이 생기는 까닭을 관련지 어 설명할 수 있도록 지도함

(30)

다. 5~8차시/16 프로그램 학생활동지

학습지 지구의 자전, 낮과 밤이 생기는 까닭

6학년 반 이 름 ( )

지구의 자전과 낮과 밤이 생기는 까닭을 알아봅시다.

문제

1. 지구의 자전은 무엇일까요?

2. 지구본의 움직임과 관련하여 태양의 위치를 그려봅시다.

3. 낮과 밤이 생기는 까닭에 대하여 적어봅시다.

남

동 서

남

동 서

남

동 서

남

동 서

(31)

라. 교사 참고 자료 (5~8/16차시 적용 결과)

학생 실험 모습 1(태양 동쪽) 학생 실험 모습 2(태양 서쪽)

학습지 결과 1(지구의 자전) 학생 학습지 결과 2(낮과 밤이 생기는 까닭)

학생들이 지구본을 직접 서에서 동으로 자전시킬 때 태양의 움직임을 태블릿 PC를 통하여 동, 남, 서로 움직인다는 사실을 직접 관찰할 수 있었다.

태양빛이 비춰지는 부분이 낮, 반대쪽 어두운 쪽이 밤이라는 사실을 태블릿 PC와 지구본을 통해 직접 관찰할 수 있었다.

교과서의 역할놀이에서 학생들이 지구가 될 때 왜 오른손이 서쪽, 왼손이 동쪽이 되어 서에서 동으로 움직이는지 이해하는 모습을 관찰할 수 있었다.(교과서 실험보다 더 효과적임을 확임함.)

(32)

마. 차시별 학생 평가기준 및 방법

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구

5~8 /16

상 자전의 정의를 알고, 낮과 밤을 지구의 자전으로 설명할 수 있다.

관찰평가 관찰평가지

중 지구의 자전에 대하여 설명할 수 있다.

하 지구 자전과 낮과 밤의 원인 이해하는 것을 어려워함

* 관찰평가지 양식 (7~8차시)

번호 이름

지식 태도

배움과 성장의 기록 지구의 자전을

이해할 수 있다.

지구자전 관련 발명품을 설계할 수 있다.

상 중 하 상 중 하

1 김0환

2 이0서

3 박0철

※ 평가 노하우 : 학생들이 과제를 해결하기 위해 발명품을 설계하고 그것을 체험하는 과정을

관찰하여 평가를 진행함

바. 학교생활기록부 기재 예시

항목 학생부 기재 예시

교과학습발달상황 세부능력 및 특기사항

(실과) 문제해결을 위한 나만의 발명품을 잘 설계하여 제작함.

(수학) 구를 정해진 각도에 따라 회전할 수 있음.

행동특성 및 종합의견 (행동특성) 과제 수행시 집중력과 판단력이 뛰어나며 문제해결을 위해 창의적인 발명품을 잘 설계함.

창의적 체험활동상황 (동아리) 지구과학 관련 발명품을 창의적으로 잘 설계함.

(33)

가. 9~12차시/16 프로그램 개괄

영역

성취기준

[과학] 공전의 뜻을 알고, 계절의 변화와 별자리가 바뀌는 이유를 지구의 공전으로 설명할 수 있다.

주제(단원)명 계절에 따라 관찰할 수 있는 별자리가

달라지는 까닭 알아보기 차시 9~12/16

학습목표 계절에 따라 관찰할 수 있는 별자리가 다른 까닭을 알 수 있다.

연계과목 국어, 수학, 미술 연계과목

[국어] 문학 [수학] 도형 [미술] 표현

STEAM 요소

S ※ 지구의 공전과 계절의 변화가 생기는 까닭 이해 T ※ 지구모형에 무선 카메라를 삽입

E ※ 소형카메라와 태블릿 PC 연결

미러링기기를 활용하여 대형 디스플레이로 공유

A ※ 계절에 따라 관찰할 수 있는 별자리 그리고 이야기 만들기

M ※ 지구본의 움직임 각도의 크기를 다르게 했을 때 생기는 천체 현상을 관찰한다.

개발 의도 ※ 학생들이 학교 수업시간에 관찰할 수 없는 우주와 별자리를 축소한 모형을 통해 관찰과 실험을 할 수 있도록 작은 우주 모형을 개발하였다.

[9-10 차시] 별자리 관찰을 위한 작은 우주 만들기 - 투명 원통으로 작은 우주 꾸미기

- 자전과 공전 실험이 가능한 지구 모형 제작 - 지구모형에 무선 카메라 장착

- 미러링 기기를 활용하여 태블릿 PC 화면 대형 디스플레이에 투영

[11-12 차시] 계절의 변화와 계절에 따라 관찰할 수 있는 별자리가 다른 까닭 이해하기 - 지구의 공전에 대하여 학습하기

- 지구의 공전과 자전축의 기울기로 계절의 변화가 생김을 학습하기 - 계절마다 관찰할 수 있는 별자리가 다른 까닭 학습하기

- 미러링 기기를 통하여 별자리 관찰하고 별자리에 얽힌 이야기 만들기

상황 제시

지구의 공전과 계절의 변화, 그리 고 계절에 따라 관 찰할 수 있는 별자 리가 다른 까닭을 직접 관찰할 수 있 는 방법에 대하여 고민

실험세트를 활용 하여 지구의 공전 과 계절의 변화, 계절에 따라 달라 지는 별자리 관찰 하기

감 성 적 체 험 (ET) 지구의 공전과 계절의 변화,

밤하늘의 별자리를 관찰할 수 있는 작은 우주 설계하기

감성적 체험