목 차

“이 보고서는 2014년도 정부(교육부)의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

목 차

Ⅰ. 서 론 / 5

1. 연구의 목표 및 내용 / 5 2. 용어의 정의 / 8

Ⅱ. 이론적 배경 / 10

1. 관련 이론 탐색 / 10 2. 실태 분석 / 13

Ⅲ. 연구의 설계 / 16

1. 연구 추진 계획 / 16 2. 예상 연구 산출물 / 16 3. 연구 조직 / 16

Ⅳ. 연구의 실제 / 17

1. 연구의 실제 (연구과제1, 2) / 18 2. 개발 프로그램 제시 / 41

 의자가 들려주는 착한 꿈 ‘함께 앉는 의자 디자인’/ 41  데칼코마니 가로등 행복 마을 만들기 / 70

 3D 프린터로 만드는 나만의 정다면체 필통 / 106 3. 프로그램 적용 사례 / 130

4. 연구 과제 효과성 검증 결과 (연구과제3) /137

Ⅴ. 결론 및 제언 / 144 1. 결론 / 144

2. 제언 / 145

배려‧나눔‧협력을 키우는

공감 디자인 STEAM 프로그램 개발

- 3D 프린터를 활용한 디자인 프로세스 체험을 중심으로 -

공감 디자인 연구회

Ⅰ. 서 론

1. 연구의 목표 및 내용

생활 속 불편함을 개선하고 생활을 보다 편리하게 해주는 것이 발명이다. 좋은 발명이 상품화 되려면, 필연적으로 전문적인 디자인과 설계가 필요하다. 디자인은 20세기를 거 치면서 우리가 세상의 사물을 바라보는 하나의 기준이 되었다. 디자인은 창작자들이 사용 자의 필요와 요구를 충족시킬 뿐 아니라 긍정적으로 작용할 수 있도록 철저한 사고와 노 력 끝에 세상에 내놓은 계획된 창조물이다. 이러한 디자인은 곧 세상을 새롭게 변화시키 는 촉진제가 된다. 특히 어떤 생각, 어떤 관점에서 디자인을 했는가에 따라 산출물의 결 과는 전혀 달라지므로 창작자의 세상을 바라보는 생각이나 관점은 매우 중요하다. 스티브 잡스의 인문학적 가치를 반영한 디자인과의 융합이 대표적일 것이다.

21세기의 디자인은 더 이상 미술의 한 분야가 아니다. 첨단과학과 기술, 공학, 예술,

인문사회적 가치와 철학 등 여러 학문이 동시에 연결되고 융합된 것이 디자인이므로 디

자인교육은 학문 교육이 시작되는 시기에 같이 병행하여 교육하는 것이 필요하다. 그래서

디자인 선진국인 영국, 미국, 핀란드 등에서는 초등학교 때부터 다양한 분야와 협력하여

디자인 중요성을 체험할 수 있는 디자인교육을 필수 교과목으로 운영하고 있다. 역사와

철학, 문학의 인문학 수업을 통해 디자이너로서 갖추어야 할 안목을 기르고, 디자인 프로

세스를 체험하면서 생활 속의 디자인에 관심을 갖게 한다. 또한 직접 디자인한 것을 제품

으로 만들어 판매하는 과정을 통해 사람이나 자연에 대하여 이해하고 배려하는 마음을

갖게 되고 디자인의 긍정적인 영향력을 배우게 된다. 이처럼 디자인은 우리의 삶이요, 세

상을 바라보는 철학이 되고 있다.

이에 반해 우리교육은 일부 중고등학교에서는 디자인교육이 정규교과로 시도되고 있으 나 아직 정착되고 있지 않으며, 초등학교에서는 미술교과 디자인영역 수업이 있으나 대부 분 꾸미고 만들기 등 결과물 중심으로 디자인교육의 본질인 ‘디자인 사고력’을 소홀히 하 는 경우가 많았다. 그러나 2012, 2013년 보급화되기 시작한 3D 프린터는 미래 IT 기술 의 핵심으로, 설계 도면만 있으면 보다 빠르고 보다 쉽게 물건을 만들어내며 상상 속 모 든 것을 만들어낼 수 있게 되었다. 생산 기술의 제약 없이 아이디어 실현이 가능하게 된 만큼 디자인적 사고, 즉 창의적인 아이디어는 더욱 강조되고 있다. 이로써 그동안 공장에 서 똑같이 찍어내는 다량생산의 시대에서 개인이 원하는 개성있는 디자인을 직접 제작할 수 있는 나만의 아이디어, 나만의 디자인이 가능한 시대가 열린 것이다. 디자인 혁신을 갖고 온 3D 프린터는 생활용품, 가전제품, 액세서리는 물론 패션과 의료기기, 우주항공 등 많은 분야에 응용되면서 제3의 산업혁명을 일으키고 있다. 이미 2013년 일본에서 자 신의 아이디어를 그림으로 보내면 3D 프린터로 물건을 제작해서 배송하는 전문 업체도 생겨나고 있으며 미국에서는 인터넷에서 설계 도면을 구입하여 총기를 제작하는 등 이미 3D 프린터는 우리 생활에 상상할 수 없을 만큼 빠른 속도로 다가오며 긍정적, 부정적인 영향을 미치고 있다.

따라서 초등학생 때부터 인간과 자연을 배려하는 디자인적 사고력 지도와 첨단과학에 대한 올바른 윤리의식 지도, 첨단과학을 이용한 다양한 분야에 대한 진로탐색 등에 대한 교육 프로그램이 필요하며 이것은 과학, 미술, 실과, 수학, 사회, 도덕, 국어 등 여러 교 과를 연계하여 문제해결과정에 집중한 디자인 프로세스 체험을 통한 디자인적 사고력 (Design Thinking) 향상과 인간을 먼저 배려하는 도덕적 판단력과 가치 중심의 철학적 소양 함양, 첨단과학에 대한 관심과 흥미를 토대로 한 다양한 분야의 진로탐색 등을 목표 로 하는 STEAM 수업 프로그램의 개발․적용이 절실히 요구되는 때이다.

이에 본 연구회에서는 이러한 시대적 요구를 반영하여

인 프로세스 체험활동을 통해 첨단과학기술에 대한 학생들의 흥미와 관심을 높이면서 모

둠에서 협력하여 인간과 자연을 배려하는 창조적인 아이디어를 쉽고 간편하게 제작하여

디자인의 필요성 인식과 디자인적 사고력을 향상하고, 3D 프린터 활용에 있어서 올바른

윤리 의식과 저작권에 대한 바른 가치를 함양하며 생활용품, 액세서리, 가전제품, 의료기

기, 패션, 우주항공 등 다양한 분야에 3D 프린터를 활용하는 방안을 탐색하면서 첨단과

학분야 및 첨단과학을 응용하는 생활과 예술 등 다양한 분야의 진로탐색을 통해 자신의

꿈과 진로를 설계하고 인간과 자연을 배려하는 착한 꿈을 꾸게 함으로서 디자인과 첨단

과학의 만남이 인간과 자연을 배려하는 공감 디자인으로 꽃피는 융합적 사고력을 지닌

융합 인재를 길러내고자 한다.

가 연구의 목표

본 연구의 연구 목표는 다음과 같다.

초등학생을 대상으로 하는 융합인재교육(STEAM)을 활성화하는 교육환경 조성 초등학교에 적용할 수 있는 융합형 교육과정의

자인 STEAM 프로그램】

개발 및 적용

3D 프린터 활용 디자인 프로세스 체험을 통해 첨단과학기술의 생활, 예술 등 다양한 분 야와의

진로탐색을 통해 인간과 자연에 대한 배려와 나눔, 협력을 실천하는 착한 꿈을 가꾸는 미래핵심역량 함양

개발한 STEAM 수업 프로그램의 적용으로 배려와 나눔의 공감 디자인 결과물과 디자인교육자료 키트 및 디자인 실용신안 등록 1종 이상 산출

나 연구의 내용

본 연구의 내용과 범위 및 연구 방법은 다음과 같다.

연구의 대상 : 초등학교 3~6학년

(월산초, 생림초, 구산초, 진영금병초, 호암초, 창원초, 창녕초) 연구의 내용

1) 인간과 자연에 대한 배려와 나눔을 공감하는 STEAM 수업 환경 조성 2) 3D 프린터 활용 디자인 프로세스 체험활동을 통한

배려‧나눔‧협력의 공감 디자인 STEAM 프로그램 개발․적용

3) 배려‧나눔‧협력의 공감 디자인 STEAM 프로그램의 검증 및 시사점 도출

연구의 범위 : 과학(S), 미술(A), 실과(T, E), 수학(M), 국어(A), 음악(A), 사회․도덕(배려와 나눔의 가치와 철학적 소양)

연구의 방법

1) 언제 : 2014. 4월 ~ 12월

2) 어디에서 : 월산초등학교 2층 수업컨설팅실

3) 어떻게 : 매월 2, 4주 금요일 17:00~20:00의 정기 연구협의회 시간을 통해

직접 대면을 통한 협력연구, 다음카페를 활용한 연구회 온라인 카

페를 개설하여 의견 및 자료를 공유하며 연구 실시

2. 용어의 정의

가 공감

공감에 관한 내용을 정리해 보면 심리적이고 철학적인 분야로 나누어서 분석해 볼 수 있다. 심리적인 공감에 대한 정의는 자연적이고 생물학적인 기초를 가지고 출발한 공감 정서는 자아의 발달과 인지적인 과정을 통해 타인에 대한 이해를 촉진한다. 이러한 이해 는 타인에게 도움과 관련되는 도덕적 정서로 나타난다고 본다. 누군가 불편하거나 고통 스런 상황에 대해 도움을 베푸는 이타적인 행동까지도 고려하는 입장으로 정의하고 있 다.

철학적인 공감에 관한 정의는 초기 공감은 인간이 본래 소유한 감정이라고 본다. 공감 은 타인의 고통을 이해하기 부족하며 진정한 고통에 대한 이해는 타인에 대한 분명한 평 가와 인간성의 분패가 필요함을 이야기 한다. 이러한 작용을 통해 타인에 대한 이해를 더욱 확대할 수 있으며 공감적인 민감성을 기를 수 있다고 본다.

공감은 단순한 심리적인 과정을 넘어 철학적인 이해의 폭을 가져야 한다. 왜냐하면 타인 에 대한 공감은 단순한 느낌을 떠나 인간적인 이해이며 물리적인 느낌이 아니라 인간 사이 에서 나타나는 느낌의 교류이기 때문이다(이종혁, 2008).

따라서 우리 연구회에서 내세우는 공감은 ‘타인의 생각, 느낌, 바램, 행동, 아픔 등을 적 극적인 의미로서 이해하고 느낌으로서 타인과의 소통, 교류, 타인에 대하여 배려할 수 있 는 능력’이라고 정의하였다.

나 디자인

디자인의 넓은 의미로는 종합적인 계획이나 설계를 의미한다. 계획, 설계, 그리고 디자 인을 하기 위한 모든 과정이 디자인에 포함된다고 할 수 있다. 즉 일정한 목적을 가지고 그 목적에 맞는 기능, 아름다움, 조화시키는 일체의 행위를 위미한다. 여기서 디자인의 목적이 분명해야 사용자에게 전달하는 메시지가 알려지는데 목적은 사라지고 아름다움만 추구하게 된다면 그것은 예술이지 디자인이 아니게 된다.

따라서 디자인은

첫째, 불편함을 편리함으로 만드는 ‘수정’과정이 지속적으로 필요하며, 둘째, 사용자의 요구에 맞는 것을 충족 시켜줘야 한다.

뿐만 아니라 좋은 디자인이 되기 위해서는 합목적성, 심미성, 독창성, 경제성, 질서성을 모두 갖추어야 한다.

하지만 본 연구회에서 내세우는 디자인은 디자인의 5가지 요소를 전부 만족하는 것이

아니라 초등학생의 발달 단계를 고려하여 ‘디자인에 명확한 목적을 부여 한 후 학생들의

정하였다.

다 STEAM

본 연구에서 융합인재교육이란 과학에 대한 종합적 사고와 문제해결능력, 과학적 탐구

능력, 창의성을 갖춘 미래형 과학기술인재 양성뿐만 아니라 타인, 자연에 대해 공감하는

인재를 만들기 위해 과학(Sceience), 기술(Technology), 공학(Engineering), 예술(Arts)

및 수학(Mathmatics)의 과목을 두 개 이상 통합하여 교육하는 것을 말하며, 과학적 원

리뿐만 아니라 디자인(A), 인성(A) 등을 강조하는 확장된 형태의 STEAM을 의미한다.

Ⅱ. 이론적 배경

1. 관련 이론 탐색

가 교육과정 융합

각 교과에서의 지식급증, 학교 일과의 분과화, 형태와 상호관련을 추구함으로써 의미를 구성한다는 뇌 기능에 대한 새로운 증거, 그리고 학교생활에서 의미를 발견하지 못하는 학습자들의 증가 등으로 모든 교육 수준에서 교육과정 통합 및 융합에 대하 요구가 증대 되고 있다. 교육과정통합이 모든 교육 문제에 대한 만병통치약은 아니지만, 여러 교과에 걸친 개념, 기술, 태도를 강화시키고, 학교 공부와 경험을 연결시킴으로써 학습경험의 유 의미성을 높여 줄 수는 있다.

전통적 교과들 사이에 그리고 학문과 직업 프로그램 사이에 존재하는 인위적인 경계를 허무는 것은 학생들의 학습을 향상시키기 위한 첫 번째 필수 단계가 될 수 있다. 교사들 이 수업의 초점을 처방적인 교과중심에서 보다 유의미한 “실생활”로 옮기게 되면 학생들 의 학습동기가 신장되며, 학습에 보다 적극적으로 참여하게 될 것이다. 교육과정을 통합 하면 지식의 분과화를 줄일 수 있고, 기술과 내용의 중복을 없앨 수 있다. 이는 관련짓기 와 심도 있는 이해를 증진시키고, 기본 지식과 기술, 특히 고등 사고 기술의 습득을 촉진 시켜, 학생들을 21세기의 삶에 대비하도록 한다(Rebecca Crawford Burns, 1999).

나 교육과정 융합 방법

교육과정 융합에는 교과 내 융합과 교과 간 융합이 있다. 첫째, 교과의 내용은 나름의 폭과 깊이를 가지고 있다. 따라서 서로 다른 주제들을 하나의 교과로 다룰 때에 융합이 발생한다. 먼저 적은 수의 토픽을 깊이 있게 가르치도록 하는 교과 내 통합이나 조정은 다른 교과와의 관련성을 찾아나가기 위한 첫 번째 단계이다.

두 번째, 학생들이 한 교과의 아이디어를 다른 교과의 아이디어와 연결시켜 갈 때 기 술, 개념, 주제, 토픽의 교과 간 융합이 이루어진다.

세 번째 모형은 학문프로그램과 직업프로그램의 통합이다. 21세기의 근로자들에게는 복합적인 직업기술이 요구된다. 따라서 직업 과정의 학문적 요소를 강화할 필요가 있다.

직업교육에 관한 미국의 Perkins 법안에서는 학문적 내용 특히 수학, 과학, 의사소통 기

술을 직업 프로그램에 통합시키도록 하고 있다. 그러나 직업 프로그램만 변화하기를 기

대하는 것은 현실적이지 못하다고 믿는 전문가들이 많다. 그보다는, 학문 코스와 직업 코

스간의 연계성을 보다 강화해야 한다는 것이다(Rebecca Crawford Burns, 1999).

나 교육과정 융합 유형

변인/요소 교육과정 융합의 유형

교과 병렬 다교과 간교과 통합교과 탈교과

Ⅰ. 교육과정

1. 초점 분리된 교과의 내용과 절차

일반적, 초인지적 개념 및 기술

실생활적인 기술, 이슈 관심 질문

학생의 사회적·개인적

관심과 질문 2. 의사결정자

(설계자) 개별교사 교사 팀 교사주도

학생보조

학생주도 교사보조 3. 전통적 교

육과정과의 차이

내용의 재계열화

주제에 맞추어 내용

개정

교과들의 내용 혼합

기본개념을 중심으로 교과의 경계

허물기

교과 초월 학생 결정

4. 운영 정도 편이할 때

간헐적으로 정기적 추가

정규적으로 계획 수업시간

완전 중핵 교육과정

(반나절)

전 교육과정

Ⅱ. 수업

1. 교사 역할 전문가 전문가 종합인 종합인 종합인

2. 교사 유형 지시자 지시자 촉진자-지시자 촉진자 지지자

3. 학습 활동 모방 모방-구성 구성-모방 구성 구성-실험

4. 학습 환경 학교 학교 학교 학교,

지역사회

지역사회, 학교

Ⅲ. 평가

1. 목적 총괄적 총괄적 형상적,

총괄적

형성적, 총괄적

형성적, 총괄적

2. 방법 표준화,

결과중심

표준화, 대안적 평가

수행 중심, 과정 강조

수행 중심, 포트폴리오

포트폴리오, 전시

3. 평가자 교사 교사 교사, 동료,

자신

교사, 동료, 자신

교사, 동료, 자신, 타인

Ⅳ. 학급문화

1. 풍토 경쟁적 경쟁적-협동적 협동적-협력적 협력적 협력적

2. 학생 역활 수동적 수동적-능동적 능동적 능동적 능동적-반성적

3. 학 생 - 교 사

관계 의존적 의존적 의존적,

자기주도 자기 주도 자기 주도

<융합의 정도에 따른 교육과정 융합 유형(Rebecca Crawford Burns, 1999)>

다 교육적 관점에서 디자인

디자인은 어떠한 문제를 과학적, 합리적인 사고로 해결해나가는 실용적이며, 창조적인 학문이다. 디자인은 순수미술과 달리 예술적인 기능보다 그 사용목적에 충실한 실용성과 합리성을 갖추면서 시각적으로도 아름답게 완성되어야한다. 그러므로 디자인교육이 함께 요구된다. 사용할 용도에 적합한 결과를 창출하기 위해서는 주어진 문제점을 과학적으로 해결할 수 있는 폭넓은 지식이 필요하기 때문이다.

디자인에 대한 평가는 그 시대의 경제, 사회적인 환경에 따라 변화된다. 동시대의 생활 환경에 지배를 받으며 과학이나 기술로 문제점을 해결해나간다. 디자인 교육은 문제를 찾고 해결하며 동시대의 문화 속에서 가치를 창조하는 지적 능력을 개발하는 중요한 기 회를 제공한다. 따라서 디자인은 모든 사람을 위한 교육의 한 부분이어야 하며, 그 대상 을 지적 능력이 발달하고 호기심이 강한 어릴 때부터 교육시키는 것이 중요하다. 디자인 교육은 다른 학문을 통합하는 성격이 강한 학문이므로 과학 등 다른 학문의 교육이 시작 되는 시기에 병행하여 교육하는 것이 옳다. 지금까지 많은 전문가들이 디자인이 일반교 육으로서의 가치가 있음을 주장해 왔다. 우리나라 디자인 교육은 일반적으로 대학 중심 으로 고등교육 차원에서 이루어지고 있으며, 전문인 양성을 목적으로 하고 있다. 그러나 디자인은 전문적 교육의 측면 외에 일반적인 교육으로서 충분한 역할과 가치를 지닌다.

다양한 학문을 통합하는 디자인은 기본적으로 일반적인 지식을 토대로 형성되기 때문이 다. 모든 사람은 디자인을 하고 있으며, 교육을 통해 그 능력을 더욱 발달시킬 수 있는 것이다(강민정, 2007).

라 감성을 넘어 공감디자인으로

감성디자인이란 사람들에게 질적이고 미적인 상품들을 제공하려는 노력의 시작점이다.

때문에 경험디자인, 서비스 디자인 때론 문화디자인이란 개념들과 혼재되기도 한다. 그러 나 결국 감성디자인은 사람의 물리적 만족을 넘어 정신적 만족을 추구하게 되는 디자인 이란 점에서 제품과 서비스가 아닌 인간과 삶이 디자인의 대상이 된다는 것에서 차이가 나타난다.

이런 시대에는 “형태는 기능을 따른다.”는 말보다 “형태는 개인의 감성에 따른다.”는 말이 훨씬 설득력을 갖는다.(김배균, 2008). 많은 사람들이 디자인이란 아름다움을 추구 하기 때문에 기본적으로 감성적 행위를 우선시한다고 생각한다. 하지만 사회가 세분화되 고 흐름이 빨라질수록 사람들은 감성적 행위를 자극하는 것이 아닌 감성 자체를 위로 받 고 쉬어갈 수 있는 것을 찾게 된다.

요즘 우리나라는 ‘힐링’ 열풍이다. 반대로 이야기하면 그 만큼 힘들고 지친 사람들이

많고, 위로를 받고 싶어 하는 사람이 많다는 이야기이다. 위로라는 것은 큰 것이 아니다.

구분 내용 설문결과

학생 실태 (N=123)

과학에 대한 흥미도 디자인에 대한 흥미도

매우그렇다 그렇다 보통 그렇지 않다 매우 그렇지않다

10 50 42 12 9

좋아하는 공부 방법

강의식 ICT활용 체험활동 학습지 기타

22 34 45 12 10

디자인에 대한 인식

매우그렇다 그렇다 보통 그렇지 않다 매우 그렇지않다

10 11 18 32 53

배려와 나눔에 대한 인식 12 25 33 28 25

학교에서 배운 내용을 실생활 적용 경험 ^{20 11 22 24 46}

과학과 연계성이 높다고 생각하는 교과 ^국어₂₂ ^수학₂₈ ^사회₁₀ ^{실과, 컴퓨터}₄₅ ^예체능₁₈

학부모 실태 (N=84)

과학과 연계성이 높다고 생각하는 교과 ^{국어 수학 사회 실과, 컴퓨터 예체능}

2 67 3 6 6

디자인에 대한 인식 ^{매우그렇다 그렇다 보통 그렇지 않다 매우 그렇지않다}

5 15 37 12 15

공감, 배려에 대한 인식 ^{5 14 35 14 15}

미래사회를 위해 키워야 할 능력 ^{창의성 논리적 사고 인성 융합적사고 기타}

33 9 22 10 10

자녀의 과학 공부를 위한 조력 분야 ^{관련도서 영재반 수업 상설체험교실 학원 기타}

22 10 44 8 0

첨단과학 활용에 대한 필요성

매우그렇다 그렇다 보통 그렇지 않다 매우 그렇지않다

44 19 5 9 7

교사

실태 STEAM에 대한 인지도

매우그렇다 그렇다 보통 그렇지 않다 매우 그렇지않다

7 0 0 0 0

나의 이야기를 들어주며 공감해주는 친구, 가족이 있다는 것이다.

타인의 생각, 느낌, 바램, 행동, 아픔 등을 적극적인 의미로서 이해하고 느낌으로서 타인 과의 소통, 교류, 타인에 대하여 배려할 수 있는 능력, 공감이라는 단어가 필요한 시대이 다. 이제는 감성디자인을 넘어 자연과 환경, 사람, 동식물 등 우리를 둘러싼 모든 것을 배려하며, 타인의 아픔에 동정이 아닌 따뜻한 위로를 줄 수 있는, 그리고 용기 내어 스스 로에게도 위로를 줄 수 있는 공감의 디자인에서 대해 생각해야할 시대이다.

2. 실태 분석

가 실태 조사

본 STEAM 연구회 운영의 목적을 보다 효과적으로 달성하기 위해 교사, 학생, 학부모

의 STEAM 관련 실태를 2014. 4월에 다음과 같은 항목 및 방법으로 설문조사하였다.

(N=7)

미래 필요한 능력 ^{창의성 논리적 사고 인성 융합적사고 기타}

0 1 2 4 0

선호하는 교수학습형태 ^{강의식 ICT활용 실험활동 체험 기타}

0 4 2 1 0

과학과 융합하기 좋은 교과 ^{국어 수학 사회 실과, 컴퓨터 예체능}

0 2 0 3 1

과학수업 시 어려운 점 ^{재료부족 시설낙후 준비시간부족 참고자료부족 기타}

3 1 1 2 0

미술수업 시 어려운 점 ^{재료준비 이론 실기 능력 참고자료부족 기타}

3 0 2 2 0

3D 프린터에 대한 이해도

매우그렇다 그렇다 보통 그렇지않다 매우 그렇지않다

0 0 0 4 3

나 실태 분석 결과

구분 분석 결과

학 생 실 태

∘과학에 대한 흥미도는 높지만 디자인에 대한 흥미도는 낮게 나옴

∘학생들은 공부 시 체험활동을 선호함

∘공감, 배려에 대한 인식 낮음

∘학교에서 배운 내용을 실생활에 적용을 하지 못함

학부모 실 태

∘과학과 타 교과와의 관련성을 매우 높게 생각하며 특히 수학과 관련성이 높 다고 생각함.

∘미래 필요한 능력으로는 창의성 능력을 꼽음

∘디자인과 공감, 배려에 대한 인식은 낮음

∘21세기를 대비한 첨단과학 교육의 필요성

교 사 실 태

∘STEAM 연수를 대부분 받았음

∘미래 필요한 능력으로는 융합적 사고, 인성을 고루 갖춘 인재를 꼽음

∘선호하는 교수학습 형태로 ICT활용수업임

∘과학 수업 시 준비시간 부족을 어려움으로 꼽음

∘미술 수업 시 실기능력 및 참고자료 부족을 어려움으로 꼽음

∘3D 프린터에 대한 이해도가 낮아 추가 교육의 필요성

다 시사점

선행연구와 실태조사결과를 통해 분석한 결과 다음과 같은 시사점을 얻을 수 있었다.

첫째, 최근의 STEAM 교육 콘텐츠는 기존의 기초 과학의 틀에서 거의 벗어나지 못하

고 있는 실정이었다. 본 연구는 디자인 영역을 과학․기술․공학의 시각과 관점에서 고려되

고 접목된 STEAM 프로그램을 구안하여 적용하여 과학적 호기심과 디자인에 대한 호기

둘째, 학생들은 공감디자인 프로젝트 STEAM 프로그램을 통해 단순히 과학과 디자인 에 호기심을 가지는 것이 아니라 타인을 이해하고 타인이 느끼는 감정을 공유, 소통하여 공감을 하는 것을 목적으로 하고 있으며, 학생들이 주변에 대해서 공감하고 느낄 수 있 는 기회를 마련해 줄 것이다.

셋째, 공감능력 향상을 위한 그림책 읽어주기, 스토리텔링 강화를 통해 미래인재에 필 요한 융합적 사고능력과 인성 능력을 향상시켜 줄 것이다.

넷째, 학생들의 주변에서 일어날 수 있는 다양한 상황을 설정하여 실제적으로 자신과 연결시킬 수 있는 기회를 제공하여 자신이 배운 다양한 공감디자인 프로젝트 STEAM에 서 터득한 과학적 원리와 타인과 공감할 수 있는 능력을 실생활에 적용할 수 있게 할 것 이다.

다섯째, 학생들이 직접 3D 프린터를 사용할 수 있으며, 자신이 디자인한 3D 모형을

실제적으로 제작하는 기회를 가지도록 한다. 이를 통해 학생들이 자신의 디자인이 잘못

된 부분을 찾아서 수정할 수 있는 환류적 과정을 포함시킬 수 있도록 한다.

Ⅲ. 연구의 설계

1. 연구 추진계획

일 정 수행내용

추 진 일 정

3월 4월 5월 6월 7월 8월 9월 10월 11월 12월 비고

-가) 배려와 나눔의 인문학적․

정서적 환경 조성

-나) 다양한 매체와 스토리텔 링을 통한 배려와 나눔을 공감하 는 STEAM 지도법 연구

-다) 공감 디자인 STEAM 수 업 프로그램 개발을 위한 교육과 정 분석

-가-1) 공감 디자인 STEAM 수업 모델 개발

-가-2) 공감 디자인 STEAM 수업의 교수․학습 요소 선정

-나) 공감 디자인 STEAM 수 업 과정안 및 교수․학습 자료 개 발

-다) 공감 디자인 STEAM 수 업의 적용

-가) 공감 디자인 STEAM 수 업 적용 결과 분석 토론을 통한 프로그램 수정․보완

-나) 질적․양적 평가를 통한 공 감 디자인 STEAM 수업 프로그 램의 효과 검증

-다-1) 공감 디자인 STEAM 프로그램 결과 학생 산출물 등록

-다-2) 공감 디자인 STEAM 프 로그램의 최종 보고서 작성 및 성과 발표

2. 예상 연구 산출물

구분 계획

보고서 1종　

수업지도안 6종(공감 디자인 STEAM 수업)　

키트 등 기타 연구결과물 공감 디자인 결과물 6종, 디자인 활동키트자료

논문

한국현장과학교육학회에 ‘3D 프린터 활용 디자인 프로세스 체험을 통한 배려‧나눔‧협력의 공감 디자 인 STEAM 수업 프로그램의 개발 및 적용’이라는 주제로 게재 예정　　

학술대회 한국과학창의재단의 STEAM 학술대회 게재 예정 특허 특허출원(국외, 국내)

특허등록(국외, 국내)

3. 연구 조직

연구책임자

‧ 연구책임자 1 명

‧ 공동연구원 6 명

‧ 자문위원 1 명 문 지 영

총괄 기획 운영 자료 수집 분석

운영 계획서 및 보고서 작성 각종 자료집 발간

운영 결과 보고

(계 8 명)

STEAM프로그램 개발 부문 STEAM프로그램 적용 부문

연 구 원 : 변 은 정

강 유 선 주 미 소

연 구 원 : 천 진 승 하 영 미 정 의 옥

STEAM 교육기반 조성 STEAM 프로그램 개발 교사 연수 및 수업연구 추진 평가 계획 수립

평가 요소 및 검증 방법 선정 평가 설문지 제작

STEAM 프로그램 적용 및 분석 설문 조사를 통한 학생, 학부모, 교사 반응 평가

검사지 투입 및 통계 처리 운영 내용 평가 및 결과 분석, 정리

Ⅳ. 연구의 실제

1. 연구의 실제

배려‧나눔‧협력을 키우는

공감 디자인 STEAM 프로그램 개발

- 3D 프린터를 활용한 디자인 프로세스 체험을 중심으로 - 연

연

연 연 연 연 연 연 연 구 구 구 구 구 구 구 구 구 주 주 주 주 주 주 주 주 주 제 제 제 제 제 제 제 제 제

초등학생을 대상으로 하는 융합인재교육(STEAM)을 활성화하는 교육환경 조성 초등학교에 적용할 수 있는 융합형 교육과정의

STEAM 프로그램 개발】

3D 프린터 활용 디자인 프로세스 체험을 통해 첨단과학기술의 생활, 예술 등 다양한 분야와의

진로탐색을 통해 인간과 자연에 대한 배려와 나눔, 협력을 실천하는 착한 꿈을 가꾸는 미래핵심역량 함양

개발한 STEAM 수업 프로그램의 적용으로 배려와 나눔의 공감 디자인 결과물과 디자인교육자료 키트 및 디자인 실용신안 등록 1종 이상

연 연 연 연 연

연 연 연 연 구 구 구 구 구 구 구 구 구 목 목 목 목 목 목 목 목 목 표 표 표 표 표 표 표 표 표

연구과제 1 연구과제 2 연구과제 3

S S

ST T TE E EA A AM M M 수업 환경 조성 수업 환경 조성 수업 환경 조성 S S S T T T E EA E A AM M M 수업 프로그램 수업 프로그램 수업 프로그램 개발 및 적용

개발 및 적용 개발 및 적용

S S

ST T TE E EA A AM M M 수업 효과 검증 수업 효과 검증 수업 효과 검증 및 시사점 도출 및 시사점 도출 및 시사점 도출

디자인에 철학을 입히기 위한 배 려와 나눔의 인문학적·정서적 환경 조성

다양한 매체와 스토리텔링을 통한 배려와 나눔을 공감하는 STEAM 지 도법 연구

공감 디자인 STEAM 수업 프로 그램 개발을 위한 교육과정 분석

공감 디자인 STEAM 수업모델 및 프로그램 개발

3D 프린터를 활용한 배려와 나눔 의 공감 디자인 STEAM 수업 과정 안 및 교수·학습 자료 개발

3D 프린터를 활용한 배려와 나눔 의 공감 디자인 STEAM 수업의 적 용(수업영상 촬영)

공감 디자인 STEAM 프로그램 의 수정․보완

질적․양적 평가를 통한 STEAM 수업의 효과 검증 및 시사점 도출

3D 프린터를 활용한 배려와 나 눔의 공감 디자인 STEAM 수업 결과 학생 산출물 등록 및 성과 발표

연구과제 1 S S S T T T E E EA A AM M M 수업 환경 조성 수업 환경 조성 수업 환경 조성

가 디자인에 철학을 입히기 위한 배려와 나눔의 인문학적·정서적 환경 조성 : 3~4월 학급경영에서 배려하고 나누며 인간과 자연을 공감하는 능력의 필요성 강조

인간과 자연, 인간과 인간, 인간과 사물, 인간과 공간에 대한 배려와 나눔의 태도 를 중요시 하는 학급 문화 조성

배려, 나눔, 우정, 가족, 환경, 공감 등에 관련되는 그림책이나 영상자료를 선정하

여 책 읽어주기 및 북 토크, 토의․토론, 감성체험․표현활동 등을 통해 인간과 자연

에 대한 배려와 나눔에 대한 가치 인식 및 소중함 공감하기

나 다양한 매체, 스토리텔링을 통한 배려와 나눔의 공감 STEAM 지도법 연구 : 3~4월 인간과 자연에 대한 배려와 나눔의 공감 디자인에 대한 연수 실시

- 디자인 관련 도서 읽기 및 디자인 연수 실시

「위로의 디자인」 「핀란드 디자인 산책」 「런던 디자인 산책」

「인간을 위한 디자인」 등

융합인재교육(STEAM)의 교육과정 설계 및 지도 방법 연수, 워크숍 실시

「주제중심통합수업」 「프로젝트 학습」 「SOS 지구 어린이 환경교과서」

「초등교육과정의 재구성」 「수업을 살리는 교육과정」 「아름다운 나눔 수업」

「융합인재교육(STEAM) 우수교원 해외연수 – STEAM에 날개를 달다(영국편) 」

「STEAM 교육 따라하기 1~2학년, 3~4학년, 5~6학년」 등

스토리텔링을 통한 공감 능력, 과학적 상상력을 기르는 방법 연구

「스토리텔링과 수업기술」 「스토리텔링 인지과학 만나다」

「과학실에서 읽은 시」 「상상력이 만든 장난감과 로봇」

「과학기술의 상상력과 소통의 글쓰기」 「즐거움과 상상력을 주는 과학」 등

과학적 상상력을 시각화, 디자인으로 표현하는 과학 시각화, 디자인 프로세스 지도 법 연구

- 관련 도서 목록 -

「일상을 바꾼 발명품의 매혹적인 이야기」 「마카로니 구멍의 비밀」

「어린이를 위한 디자인 수업」 「나는야 꼬마 디자이너」 「Design Thinking」 등

다 공감 디자인 STEAM 프로그램 개발을 위한 교육과정 분석 : 3~4월 공감 디자인 프로젝트 STEAM 수업 프로그램 개발 과정

 교 육 과 정 (3~6학년) 분 석을 통한 영 역 및 융합주 제와 교수․학 습요소 선정

➡

영역 및 주제별 다양 한 과학 도 서, 인문학 도서 선정 ➡

공감 디자 인 프로젝트 STEAM 수 업모델 및 프로그램 개 발

➡

공감 디자 인 프로젝트 STEAM 수 업 과정안 작성 및 교 수· 학습자료 개발

➡

공감 디자 인 프로젝트 STEAM 수 업 프로그램 의 적용(수 업영상촬영)

➡

수업 분석 을 통한 통 섭 수업 프 로그램의 수 정 보완

공감 디자인 STEAM 프로그램 개발을 위한 교육과정 분석하기

+

창의적 체험활동 과학(S), 미술(A), 실과(T, E), 수학(M), 국어(A), 음악(A)

사회․도덕(인문-배려와 나눔, 존중과 사랑의 가치와 철학) 진로활동

1) 과학 교과를 중심으로 생명 영역의 사람, 동식물, 자연환경 등의 제재 찾기

학년

영역 3학년~4학년군 5학년~6학년군

물질과 에너지

・물체의 무게

・물체와 물질

・액체와 기체

・소리의 성질

・자석의 이용

・혼합물의 분리

・거울과 그림자

・물의 상태 변화

・온도와 열

・용해와 용액

・산과 염기

・물체의 빠르기

・전기의 작용

・여러 가지 기체

・렌즈의 이용

・연소와 소화

생명과 지구

・지구와 달

・동물의 한 살이

・동물의 생활

・지표의 변화

・식물의 한 살이

・화산과 지진

・식물의 생활

・지층과 화석

・날씨와 우리 생활

・식물의 구조와 기능

・태양계와 별

・우리 몸의 구조와 기능

・지구와 달의 운동

・생물과 환경

・생물과 우리 생활

・계절의 변화

2) 미술 교과를 중심으로 첨단과학기술 적용 가능 디자인 제재 찾기

◂시각 디자인 : 그림 글자, 책표지, 바디페인팅, 벽지, 걸개그림, 화폐디자인 등

◂산업 디자인 : 그릇, 민속가면, 옷, 액세서리, 신발, 탈, 부채, 보관함, 인형, 자동차 등

◂환경 디자인 : 테마 놀이터, 내가 살고 싶은 집, 거리 시설물, 건축물(학교, 병원, 도 서관, 박물관, 미술관 등) 등

◂그 외 : 자연과 인공물, 우리나라 공예, 전통 미술의 아름다움, 캐릭터 등

3) 과학, 사회, 도덕, 국어 교과 중심으로 상황 제시 활동을 위한 제재 찾기 4) 과학, 미술, 실과, 수학 교과 중심으로 창의적 설계 활동을 위한 제재 찾기 5) 미술, 음악, 국어 교과 중심으로 감성적 체험 활동을 위한 제재 찾기

학생들의 착한 꿈(진로) 설계 시 디자인적 사고를 할 수 있는 공감 디자인 STEAM 프로그램 구현을 위한 미래 진로핵심역량 분석

범주 진로 핵심 역량

1 기본 진로 핵심 역량

・자기 이해 능력

・창의적 문제해결력

・의사소통 능력

・분석적/비판적 사고력

・자기 관리 능력

・정보 활용 능력

・윤리적 실천 능력

・진로개발 능력

2 진로 세부역량

개인적 차원 ・기초 학습능력

・자아개념

・책임감

사회적 차원 ・사회이해능력

・대인관계능력

・솔선수범

・타인존중

디자인 체험 프로세스 적용 과학․예술 융합형 STEAM 프로그램 구안

1) 예술과 과학을 연결하는 매개체의 역할로 디자인적 사고가 중요하며, 디자인 중심 의 교육방법론 개발이 필요함

2) 창조적인 상상력을 기반으로 한 생산적인 사고, 통합적인 사고를 활성화 시킬 수 있는 융합형 인재양성이 21세기의 교육목표로 강조되고 있음

디자인적 사고 6가지

교과별 STEAM 프로그램의 유형과 D-STEAM

디자인 체험 프로세스

Big Idea 미래

핵심역량 교과 단원 주요학습활동

생명 환경 자원

배려윤리

도덕 4. 생명을

존중하는 우리 ‣생명을 가지고 있는 모든 것들의 소중함에 대해 알아보기 과학 3. 동물의

한살이

‣동물이 자라는데 필요한 조건, 동물이 자라는 모습 등 을 통해 생명의 소중함에 대해서 알기

공감 디자인 STEAM 프로그램 구현을 통한 미래 직업군 탐색(예시)

직업군 미래 직업

1 디자인 직업군

・공간디자이너

・웹디자이너

・문자디자이너

・광고디자이너

・디스플레이어

・인쇄디자이너

・전자출판 디자이너

・컬러니스트

2 환경 직업군

・환경컨설턴트

・대체에너지개발연구원

・환경영향평가기술자

・신재생에너지개발기술자

・폐기물처리기술자

・태양광발전연구 및 개발자

・풍력발전시스템 연구 및 개발자

・온실가스인증 심사원

・탄소배출권 거래중개인

・환경오염방지전문가

공감 디자인 STEAM 프로그램 개발을 위한 교육과정 분석의 예(3학년)

STEAM 단계 관련 교과

디자인

프로세스 응용 내용 비고

상황 제시 도덕 사회

1) 디자인에 철학 입히기

- 다양한 매체 및 스토리텔링을 통해 사람과 동식물, 자연을 배려하는 디자인의 필요성 과 디자인에 철학을 입히기

창의적 설계

과학 수학 실과 미술 음악

2-1) 과학적 기초탐구활동

- 사람, 동식물, 자연환경에 대한 실태 분석 - 과학적 원리 학습하기

과 학 적 개 념 은 창 의 적 설계 과 정을 통 해 학생 들이 직 접 깨우 치 도 록 설계함 2-2) 창의적

디자인 체험

- 배려와 나눔의 삶에 필요한 디자인 설계하기 - 디자인 프로세스에 따라 창의적 설계 및

디자인 제작하기

2-3) 창의적 디자 인 산출물 제작

- 프로토타입 제작하기

- 3D 프린터를 활용하여 학생들의 작품을 실 제 모형으로 제작하기

디자인

미술 5. 다양한 표현

‣생활주변에서 발생하는 생활쓰레기를 바탕으로 콜라 주 기법으로 환경지도를 제작하기

미술 11. 생활 속의 디자인

‣쓰레기 발생량을 줄일 수 있는 쓰레기통, 분리수거함 을 디자인 해보기

시민의식 (지역/글

로벌)

국어 5. 내용을 간추려요

‣지구온난화 및 환경 파괴를 발생하는 신문기사를 읽 고 내용 정리하기

국어 6. 알맞게

소개해요 ‣지구의 환경을 지킬 수 있는 방법에 대해서 설명하기 진로개발

자기관리 솔선수범

창체 진로활동

‣주제와 관련하여 생명, 환경, 자원, 재활용, 디자인 관련 첨단과학기술 분야의 직업을 탐색하고, 관련 분야에 대한 진로 설계하기

연구과제 2 S S S T T T E E E A A A M M M 수업 프로그램 개발 수업 프로그램 개발 수업 프로그램 개발

가 공감 디자인 STEAM 수업 모델 및 프로그램 개발 : 4~5월 공감 디자인 STEAM 수업 모델 개발

- 융합인재교육(STEAM)의 학습준거틀과 디자인 프로세스를 결합하여 디자인 프 로젝트에 알맞은 STEAM 수업 모델을 다음과 같이 개발하였다.

공감 디자인 STEAM 수업 모델의 예시

- 알게 된 과학적 원리 정리하기

감성적 체험 국어 음악 미술

3) 창의적 디자인 감상

- 제작한 디자인 작품의 발표(전시, 공연 등) - 창의적 설계 과정 체험에 대한 성찰 일기

쓰기

- 주제 관련 첨단과학기술 분야의 진로탐색 하기

공감 디자인 STEAM 프로그램의 개발 1) 초등학교 디자인 교육의 목표 확인

초등학교 디자인 교육의 목표

단 계 목 표

3, 4학년 ‣자연과 사물을 관찰하고 체험하며, 디자인 활동을 통해 아이디어의 발상 및 표현과 의 사소통 능력을 기른다.

5, 6학년 ‣자연과 디자인을 체험하고 감상하며, 아이디어 발상 및 표현과정과 의사소통에서 발생 하는 문제점을 분석하며 개선할 수 있는 문제 해결 능력을 기른다.

2) 공감 디자인 STEAM 프로그램의 교수·학습 요소 선정

순 주 제 학습지도내용

1 생활 속에서 디자인 찾기

‣학교 가는 길 ‣가치 있는 물건들

‣나를 표현하는 옷 ‣맛있게 건강한 밥

‣즐거운 우리 교실 ‣재미있는 놀이터 2 안전한 생활과 다른 사람을 배려하는 디자인 ‣안전한 생활 표지판 ‣더불어 생활하는 학교

‣배려하는 디자인 ‣생명을 구하는 디자인 3 환경을 생각하는 디자인 ‣쓰레기를 쓸모 있게 재활용 ‣지구를 살리자

‣자연을 닮은 친환경 의자 ‣녹색생활 4 공간을 생각하는 디자인 ‣학교 주변을 꾸미기 ‣아름다운 우리 교실

‣텃밭 꾸미기 ‣자신의 방 꾸미기

공감 디자인 STEAM 수업의 교수․학습 요소 선정 예(3학년)

교육과정 분석 공감 디자인 교수‧학습요소

핵심 역량

교과

(학년) 단원 주요 학습 활동 주제 교수·학습 요소(차시)

배려 윤리

도덕

4. 생명을 존중하는

우리

생명을 가지고 있는 모든 것 들의 소중함에 대해 알아보기

어서(Us) 어서(Earth)

구하자!

환경의 중요성 알아보기

이산화탄소 발생량 알아보기 (낙동강유역환경청 전문강사 초빙) 과학 3. 동물의

한살이

동물이 자라는데 필요한 조 건, 동물이 자라는 모습 등을

통해 생명의 소중함 알기 우리반 쓰레기 배출량을 측정해보자!

창의적 문제해 결력

미술 2. 생활 속의 미술

생활 주변에서 자신의 생각을 전달하는 시각 이미지를 찾아 보고 지구를 구하기 위한 메 시지를 만들어보기

➡ 에너지의 중요성과 위험성에

대해서 알아보기

(낙동강유역환경청 전문강사 초빙) 미술 5. 다양한

표현

생활주변에서 발생하는 생활 쓰레기를 바탕으로 콜라주 기 법으로 환경지도를 제작하기

우리반 쓰레기통과 분리수거 함의 불편함 점을 알아보고 개선점 찾아보기

미술

11. 생활 속의 디자인

쓰레기 발생량을 줄일 수 있 는 쓰레기통, 분리수거함을 디자인 해보기

쓰레기통, 분리수거함 디자인 해보기

시민 의식 (지역/

글로 벌)

국어 5. 내용을 간추려요

지구온난화 및 환경 파괴를 발생하는 신문기사를 읽고 내 용 정리하기

디자인한 쓰레기통, 분리수거 함 제작해보기

제작한 쓰레기통, 분리수거함 판매 광고 만들기

국어 6. 알맞게 소개해요

지구의 환경을 지킬 수 있는 방법에 대해서 설명하기

진로 개발 자기 관리

창체 진로활동

Eco-디자인, 지구환경, 녹색성 장 관련 첨단과학기술 분야의 직업 탐색 및 진로 설계하기

친구가 만든 제품 서로 관찰 하고 격려하기

환경체험활동하기

Eco-디자인, 지구환경, 녹색성 장 관련 첨단과학기술 기술 분야의 직업탐색 및 진로설계

3) 공감 디자인 STEAM 수업의 시수 확보 및 교육과정 재구성(예시:3학년)

・교과로 시간 확보

・창의적 체험활동 시간 편성으로 STEAM 운영의 자율성 확보

・STEAM-Day 운영으로 연계성 있는 지도 시간 확보

・공감 디자인 STEAM 수업을 진도표에 반영

・관련 교과 및 주제를 진도표에 반영

・수업에 실제 적용

나 공감 디자인 STEAM 수업 과정안, 교수·학습자료 개발 : 5~6, 9~10월

공감 디자인 STEAM 프로그램의 수업 개요 및 차시별 계획 수립

주제 어서(Us) 어서(Earth) 구하자! 수업유형 프로젝트 학습

대상/차시 3학년 / 12차시 관련 직업군 환경

인문학 도서 ・「위로의 디자인」 ・「어린이를 위한 디자인 수업」 ・「SOS 지구 어린이 환경교과서」

・「인간을 위한 디자인」

기본 진로 핵심 역량

・창의적 문제해결력

・의사소통 능력

・분석적/비판적 사고력

진로 세부역량 ・사회이해능력

・갈등해결 및 협력

수업 개요

3학년 1학기 과학과 3. 동물의 한살이 단원에서 나오는 동물에 대하여 살펴보며 도덕과 4.

생명의 존중하는 우리라는 단원을 통해 생명의 소중함과 환경의 중요성을 인식하고, 환경을 배려할 수 있는 디자인 프로젝트의 주제를 탐색한다.

디자인에 철학 입히기 단계에서는 환경의 중요성과 이산화탄소의 발생량에 대해서 알아본 다. 그리고 이산화탄소를 가장 많이 발생시키는 에너지와 관련된 공부를 통해 자원 활용, 재 활용의 중요성에 대해서 공부한다.

과학적 기초탐구 활동 단계에서 배출되는 쓰레기양을 저울 등으로 측정을 해보고 나온 쓰 레기로 환경지도를 만들어보는 활동을 한다.

창의적 디자인 체험 단계에서는 학생들이 쓰레기통, 분리수거함을 사용하면서 불편한 점을 브레인스토밍을 통해 자유롭게 이야기를 한 후 개선할 수 있는 방법에 대해서 친구들과 의논 하도록 한다. 이를 통해 학생들이 직접 쓰레기통, 분리수거함을 디자인하도록 한다.

창의적 디자인 산출물 제작단계에서는 학생들이 직접 디자인한 제품을 3D 프린터나 다른 다양한 자원을 활용하여 실제 구현하는 기회를 가질 수 있도록 한다.

창의적 디자인 감상 단계에서는 학생들이 만든 그림책 발표와 산책로 만들기 작품을 전시 하고 감상한 후 관련한 동시 읽기와 활동에 대한 소감을 글로 써서 발표한다.

융합 연계 교육과정 차

시

STEAM 단계

디자인 프로세스

교과

연관성 관련 단원 소주제/주요내용

(교수학습활동)

STEAM 관련성

소요

시간 비고

1 

상황 제시

1) 디자인에 철학 입히기

과학 도덕 사회

4. 생명을 존중하는 우리 3. 동물의 한살이

환경의 중요성 알아보기 S, A 40분

2 과학

도덕 사회

4. 생명을 존중하는 우리 3. 동물의 한살이

이산화탄소 발생량 알아보기

(ICT 진로교육) S, A 40분 3

 창의

적 설계

2-1) 과학적 기초탐구

활동

과학 수학

1. 우리 생활과 물질 1. 덧셈과 뺄셈

우리반 쓰레기 배출량을 측정

해보자! S, M 40분

4 과학

도덕 사회

4. 생명을 존중하는 우리 3. 동물의 한살이

에너지의 중요성과 위험성에 대해서 알아보기

(낙동강유역환경청 전문강사 초빙)

S, A 40분

5 2-2)

창의적 디자인 체험

과학

미술 2. 생활 속의 미술

우리반 쓰레기통과 분리수거함 의 불편함 점을 알아보고 개선

점 찾아보기 A 40분 디자인

6 과학

미술 11. 생활 속의 디자인

이산화탄소 배출량을 줄일 수 있는 쓰레기통, 분리수거함 디자 인해보기

S, T, E,

A, M 80분 디자인

7 2-3)

창의적 디자인 산출물 제작

과학

미술 11. 생활 속의

디자인 디자인한 쓰레기통, 분리수거

함을 직접 제작해보기 S, T, E,

A, M 80분 디자인 국어

미술 음악

6. 알맞게

소개해요 제작한 쓰레기통, 분리수거함

판매 광고 만들기 A 40분

8

9

 감성

적 체험

3) 창의적 디자인

감상

미술

국어 2. 생활 속의 미술

8. 마음을 전해요 친구가 만든 제품 서로 관찰

하고 격려하기, 성찰하기 A 40분

10 창체 진로활동

전문가와 인터뷰하기

주제 관련 분야의 첨단과학기 술분야의 직업탐색 및 진로설 계하기

S, T, E, A, M 40분

11 창체 에코체험학습 전문가와 대화

기후변화와 관련된 현장체험 S, T, E, A, M 320

분 현장

체험 공감 디자인 STEAM 프로그램의 수업개요 및 차시별 계획의 예(3학년)

주 제 명 어서(Us) 어서(Earth) 구하자!

수업 목표

∙ 지구상에 존재하는 생명체에 대해서 배려, 존중하는 마음을 가질 수 있다.

∙ 3D 프린터를 활용하여 자신만의 쓰레기통을 제작할 수 있다.

∙ 기존의 분리수거함, 쓰레기통을 문제점을 찾아보고 개선 할 수 있다.

적용 권장 학년 초 3~6학년

총 수업시수 12차시 수업모형 프로젝트 학습

적용 모형 교과내수업형( ), 교과연계수업형(○), 창의적 체험활동형( ) 차

시

단계

소주제 학습내용 관련

교과 관련단원 준비물

STEAM 공감 디자인

1

 상황 제시

1) 디자인

에 철학 입히기

환경의 중요성 알아보기

‣그림책 『도리나무』 읽어주기

‣지구상에 존재하는 모든 생명 체와 환경의 중요성에 대해 이야기 나누기

‣생명의 소중함을 알고 소중히 여기는 마음 다지기

과학 도덕 사회

4. 생명을 존중하는

우리 3. 동물의

한살이

-그림책 -다양한 생 물 사진자 료

2

이산화탄소 발생량 알아보기 (ICT 진로교육)

‣‘북극의 눈물’ 감상하기

‣이산화탄소 발생 원인 알아보기

‣이산화탄소 발생량 알아보기

‣이산화탄소의 위험성에 대해서 알기

과학 도덕 사회

4. 생명을 존중하는

우리 3. 동물의

한살이

-동영상

3

 창의적

설계

2-1) 과학적

기초 탐구 활동

우리반 쓰레기 배출량을 측정해보자!

‣우리반 분리수거함의 쓰레기 분리 하기

‣우리반 분리수거함에 있는 쓰 레기 배출량을 하루 단위로 무게를 측정하기

‣측정한 무게를 일주일 단위로 기록해서 가장 많이 배출된 쓰 레기 알아보기

과학 수학

1. 우리 생활과

물질 1. 덧셈과

뺄셈

-전자저울 -장갑 -기록지

에너지의 중요성과 위험성에 대해서 알아보기 (전문간 초빙)

‣에너지의 종류에 대해서 알아 보기

‣에너지 사용량과 이산화탄소 발생량의 관계 알아보기

‣에너지 사용의 중요성과 위 험성에 대해서 알아보기

과학 도덕 사회

4. 생명을 존중하는

우리 3. 동물의

한살이

- 에 너 지 와 관련된 다양 한 사진 자 료

4

공감 디자인 STEAM 수업 과정안 및 교수·학습 자료 개발

1) 차시별 전체 수업 계획을 세우고, 과정안을 작성한다. 이때 과정안은 아래 양식에 의거하여 발문-응답 중심으로 작성하되 전체 수업 흐름을 알 수 있게 한다.

2) 전체 STEAM 수업이 하나의 스토리로 연결되도록 구성한다.

공감 디자인 STEAM 수업 과정안(세부 차시별 계획)의 예(3학년)

창의적 디자인 체험

쓰레기통과 분리수거함의

불편함 점을 알아보고

개선점 찾아보기

보기

‣쓰레기통, 분리수거함을 사용 하면서 불편한 점 이야기 해 보기

‣쓰레기통, 분리수거함 개선점 에 대해서 친구들과 의견 나 누기

미술 속의 미술

습의 쓰레 기통, 분리 수거함 사 진

6

이산화탄소 배출량을 줄일

수 있는 쓰레기통, 분리수거함 디자인해보기

‣이산화탄소 배출량을 줄일 수 있는 자신만의 쓰레기통, 분리수거함 디자인하기

과학 미술

11. 생활 속의 디자인

-디자인 학 습지

7

2-3) 창의적 디자인 산출물 제작

디자인한 쓰레기통, 분리수거함 제작해보기

‣디자인한 쓰레기통을 다양한 재료를 활용하여 실물로 제 작하기

‣3D 프린터를 활용하여 쓰레기통 을 실물로 제작해보기

과학 미술

11. 생활 속의 디자인

-제작도구 -3D프린터

8

제작한 쓰레기통, 분리수거함

판매 광고 만들기

‣자신이 만든 쓰레기통, 분리 수거함을 효과적으로 판매하 기 위한 다양한 광고 만들어 보기

‣사용설명서 만들기

국어 미술 음악

6. 알맞게

소개해요 -광고지

9

 감성적

체험

5) 창의적 디자인 감상

친구가 만든 제품 서로

관찰하고 격려하기

‣친구가 만든 작품을 서로 감상 및 관찰한 후 제품의 좋은 점을 발 표하기

‣성찰 일기 쓰기

국어

미술 -학습지

10 진로 탐색활동

‣주제 관련 Eco-디자인, 생명, 지구환경, 녹색성장, 광고 관 련 첨단과학기술분야 직업탐 색 및 진로설계 발표하기

창체 과학 사회

11 에코체험학습 ‣전문가와 인터뷰하기

창체 과학 사회

학습과정 교수 ․ 학습 활동 학습자료 및

유의점 교사자료

도입

 ‘도리나무’ 그림책 읽어주기

Co 동그란 친구의 욕심으로 어떻게 되었나요?

『도리나무』는 환경의 소중함에 대해서 일깨워주는 책이다.

동그란 친구의 욕심에 의해 마을에 있는 모든 것을 잃어버리게 되고 결국 마을은 황폐해지고 동물친구들이 모두 떠나게 된다. 동그란 친구는 황폐해진 마을에 남아서 혼자 살 수 없게 되어버리게 된다.

그림책

※ 환경의 소중함과 생명의 소중함을 알 수 있는 그림 책

그림책

전개

 지구상에 존재하는 생명체에 대해 알아보기

Co ET 생명체의 소중함 알아보기 1) 육지에 살고 있는 생명체 알아보기

① 육지에 살고 있는 다양한 생명체에 대해서 알아보기

② 육지 생명의 역할 알아보기

2) 물에서 살고 있는 생명체 알아보기

① 물에서 살고 있는 다양한 생명체에 대해서 알아보기

② 물 속 생명의 역할 알아보기

3) 하늘에 살고 있는 생명체 알아보기

① 하늘에 살고 있는 다양한 생명체에 대해서 알아보기

② 하늘에 살고 있는 생명체의 역할 알아보기

 환경의 중요성에 대해서 알아보기

Co ET 환경의 중요성 알아보기

1) 생명체와 환경과의 관계 알아보기

① ‘호주의 토끼’에서 토끼에 의해 호주 환경파괴 사례알 알아보기

② 태안 기름유출 사건 알아보기

생명의 다양성과 역 할과 대해서 이해한 다.

인간의 욕심에 의해 환경이 파괴되는 모 습에 대해서 설명한 다.

다양한 생명체의 사진

지식채널 e

‘호주의 토끼’ 동영상

정리

CD 생명의 소중함을 알고 소중히 여기는 마음 다지기 - 생명 가꾸기 나무에 자신의 생각 적기

- 생명의 소중함과 환경의 소중함 알아보기

생명 나누기 나무

예 상황 제시(1) - 1차시

 : Science 과학,  : Technology 기술,  : Engineering 공학,  : Art 예술,  : Math 수학

Co : Context 상황 제시,

CD : Creative Design 창의적 설계, 주어진 상황에서 창의성, 효율성, 경제성, 심미성을 발현하여 최적의 방안을 찾아 문제를 해결하는 종합적인 과정

ET : Emotional Touch 감성적 체험, 학습에 대한 긍정적 감정을 하는 것이다. 학습에 대한 흥미 자신감, 지적 만족감, 성취감 등을 느