과제명 2020년 STEAM 교사연구회 운영(흥무초등학교)

2020 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2020. 11. 20.

흥무초등학교

【 2020년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】

과 제 개 요

과제명 2020년 STEAM 교사연구회 운영(흥무초등학교)

STEAM 프로그램

유형

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

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

(유형3) StarT 프로그램 수행을 통한 STEAM 프로그램 신규 개발 ( ) 프로그램명 조상의 지혜에서 과학을 배우다

학교급

대상 학년(군)

중심과목

중심과목

성취기준 영역 [초등학교 5~6학년] 자. 지구와 달의 운동

연계과목

수학 사회 미술

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 5~6학년] 라. 규칙성 2) 비와 비율 [초등학교 5~6학년] 다. 옛 사람들의 삶과 문화 [초등학교 5~6학년] 나. 표현

연구기간 협약체결일 ~ 2020.11.30.

신청금액 일금사백만원(￦4,000,000)

참여연구원 5명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 4명) 연구 수행자에 관한 사항

구분 소속(학교명) 담당과목 직위 성명

연구책임자 흥무초등학교 미술 교사 추창우

공동연구원 흥무초등학교 음악 교사 김태익

공동연구원 내남초등학교 수학 교사 강수정

공동연구원 내남초등학교 수학 교사 장성우

공동연구원 아화초등학교 수학 교사 조세홍

2020년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아

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

2020년 11월 20일

연구책임자 : 추 창 우 (인)

한국과학창의재단 이사장 귀하

1. 교사연구회 목표

◦ 현대 과학기술공학의 비약적인 발전은 우리의 생활 모습을 몰라보게 바꾸어 놓

았고, 학생들은 다양한 첨단과학기술 제품을 능숙하게 활용하고 있다. 세상의 변 화에 속도를 맞추는 교육, 현실 생활을 반영하고 그것과 연계된 새로운 형태의 교 육이 필요해진 것이다. 또한 최근 여러 석학과 미래 학자들이 공통으로 언급하는 용어 ‘융합, 창의성, 세계화, 스피드, 소통, 공감, 의미, 디자인, 인성, 감성, 스토 리텔링’을 살펴보면 교육은 현재를 대비하는 것이 아니라 학생들이 사회에 나가 서 활동할 미래를 예측하고, 대비할 힘을 키우는 교육이 되어야 함을 알 수 있다.

그래서 교사들은 미래사회에 대비할 융합적인 교육을 어떠한 방법으로 학생들의 눈높이에서 실시하여야 할지 고민하여야 한다. 교육과정을 체계화하고, 교육과정 이 추구하는 학습목표를 효과적으로 달성시키기 위한 프로그램을 개발하여 운영 하는 것이 무엇보다 중요하다.

◦ 이에 본 연구회에서는 학생들에게 친근하게 다가갈 수 있고, 보다 재미있는 수업 방법의 시도가 가능한 영역으로 ‘문화재’를 찾았다. 본 연구회가 다양한 수업 중

‘문화재’라는 주제로 학생들의 관심과 흥미를 자극시키며 높은 참여도를 이끌어 낼 수 있을 것을 확신하여 ‘조상의 지혜에서 과학을 배우다’라는 연구주제를 통하여 STEAM 교육의 확산과 일선에서 쉽게 활용 가능한 프로그램을 제작하고자 하며 연구 회의 구제척인 목표는 다음과 같다.

1) 초등학교 6학년 과학과 교육과정 중 ‘지구와 달의 운동’ 교육과정을 분석하여 지구 의 자전과 공전에 대한 요소들을 추출한다.

2) 초등학교 6학년 수학과 교육과정 중 ‘비와 비율’ 영역에서 문화재에 담긴 과학지식 을 수학적으로 풀어내는 프로그램을 개발한다.

3) 개발된 프로그램에 대한 검증을 위해 전문가 자문 및 검토, 시범 학급에서의 적용, 수 업 공개, 교사와 학생들의 만족도 조사를 실시하여 그 결과를 반영한다.

◦ 조상들의 지혜가 담긴 문화재를 탐구하는 과정이 STEAM 수업이 되도록 프로그램

을 개발하고자 한다. 4차산업 혁명에 접어들어서 새롭게 정립되고 있는 학교교육

패러다임에 기반한 창의성교육과 융합적 학습이 이루어질 수 있는 프로그램을 개

발하여 운영함으로써, 학생들이 미래사회에서 리더로서의 역할을 수행함과 동시에

개인의 행복한 삶을 영위하는데 필요한 핵심역량으로서의 창의성을 신장시키는데

실질적으로 기여할 수 있는 STEAM 프로그램을 개발하는데 그 목적이 있다.

2. 연구 수행 내용

◦ 연구 개발 추진 중점 과제 선정 중점과제 1

STEAM 교육프로그램 개발과 적용을 위한 여건 조성 STEAM 교육 적용을 위한 환경 구성

STEAM 교육 활성화를 위한 역량 강화 STEAM 교육 적용을 위한 교육과정 재구성

중점과제 2

STEAM 교육프로그램 개발

교육과정 분석을 통한 STEAM 학습요소 추출 문화재 탐구를 위한 STEAM 교육프로그램 개발

중점과제 3

STEAM 교육프로그램 적용

STEAM 교육프로그램 적용을 통한 수정, 보완 (수업적용) STEAM 프로그램의 확산

◦ STEAM 프로그램 연구 및 적용

학습주제 융합교과 및 단원 수업모형

조상의 지혜에서 과학을 배우다

-첨성대-

• 과학 3. 태양계와 별(5-1)

• 과학 2. 지구와 달의 운동(6-1)

• 수학 4. 비와 비율(6-1)

• 사회 1. 옛 사람들의 삶과 문화(5-2)

• 미술 1. 생각이 빛나는 미술시간 (천재:6-1)

교과연계형

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 조상의 지혜에서 과학을 배우다 선행

프로그램명 해당없음

학교급 초등학교 대상 학년(군) 5~6학년 목표 수혜학생 수 180명 중심과목 과학 중심과목

성취기준 영역

[초등학교 5~6학년]

나. 태양계와 별: [6과02-01]

자. 지구와 달의 운동: [6과09-01] / [6과09-02]

연계과목

수학 사회 미술

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 5~6학년] 라. 규칙성 2) 비와 비율 : [6수04-02]

[초등학교 5~6학년] 다. 옛 사람들의 삶과 문화 : [6사03-04]

[초등학교 5~6학년] 나. 표현: [6미02-03]

개발계획

주제연번 차시

(시수) 과목 연계

1 4 과학 + 사회 + 미술

2 4 과학 + 수학

3 3 과학 + 수학 + 미술

◦ 연구 개발 추진 전략

- 초등학교 현장에서 문화재를 기반으로 융합인재교육(STEAM) 실행을 위한 교육 과정 재구조화, 수업모델, 지도방법, 지도자료 등을 개발한다.

- 개발한 융합인재교육(STEAM) 수업모델을 관련 교과 및 영재교육에 적용하여 최적의 프로그램을 구안한다.

- 적용 결과 일반화할 수 있는 자료를 추출하여 초등학교에서 융합인재교육 (STEAM)에 활용할 수 있는 STEAM 교육 리소스(Resource)를 제공함으로써 현장 교사들의 수업활성화에 기여한다.

- 학생 참여 중심의 다양한 문화재 탐구 프로그램을 개발하여 문화재에 담긴 과학 원리를 탐구할 수 있도록 프로그램으로 구안 적용을 통해 다양한 사고와 감각을 기르면서 창의성에 기반을 둔 인성을 키운다.

◦ 연구 개발 추진 절차

- 연구과제: 조상의 지혜에서 과학을 배우다 - 연구 기간: 협약일 – 2020.11

- 연구 조직 <연구 교사> 흥무초등학교 교사 추창우 외 4명

<지도 대상> 경주교육지원청 초등융합영재반 20명 경주교육지원청 초등과학반 20명 경주교육지원청 기초발명 초급반 40명 아화초등학교 5학년 1반 20명

흥무초등학교 6학년 80명

<지도 기간> 2020년 5월 – 2020년 11월

◦ 프로그램: 조상의 지혜에서 과학을 배우다. 첨성대

개발 의도

첨성대로 대표되는 신라인의 천문 과학을 알아보고, 행성의 자전, 공전주기를 통한 시 간 개념을 탐구하고자 한다.

학습 목표

첨성대의 천문-과학적 상징들을 찾고 설명할 수 있다.

하루와 한 달, 일 년에 대한 시간 개념을 이해하고, 화성의 자전과 공전주기에 맞는 시간 개 념을 만들 수 있다.

화성에서 사용가능한 달력을 만들 수 있다.

문제해결 과정을 통해 협동심 및 끈기와 열정, 성취감을 맛볼 수 있다.

단계 요소

step1.

상황제시

• 화성에 이주한 선덕이와 지구에 사는 유신이가 약속날짜를 정할 수 있도록 화성에서 사용 가능한 달력을 만들기

step2.

창의적 설계

• 화성의 특성을 이해하고 화성에서의 그림일기 쓰기

• 지구의 자전과 공전, 화성의 자전과 공전을 비교하여 이해하고, 나 만의 화성 시간개념을 만들기

step3.

감성적 체험

• 그림 일기를 보고 화성에서의 하루 일과를 간접 경험하기

• 화성(또는 본인이 선택한 행성)에서 사용 가능한 달력을 만들기

• 모둠원들과의 토론을 통해 시간개념, 달력을 만들기

교육 과정

단계 요소 성취 목표

step1

• 첨성대의 천문 과학적 상징들을 이해할 수 있다.

• 스마트기기를 활용하여 화성의 특성을 조사, 탐구 할 수 있다.

• 화성에서의 생활을 그림 일기로 나타낼 수 있다.

step2 • 화성의 시간 체계를 스스로 정할 수 있다.

• 화성에 세울 첨성대를 스스로 계획할 수 있다.

step3 • 화성에서 사용하는 자신만의 달력을 만들 수 있다.

• 화성의 계절과 지형을 그림으로 표현할 수 있다.

차시 계획

단계 차시 주요 내용 및 활동 요소 준비물

step1

1차시

첨성대 천문 과학적 상징 알아보기 - 돌 개수, 층수, 방향, 모양 등의 천문기

술을 함축한 문화재로서의 가치를 탐구

활동지, 스마트기기

2차시

화성과 여러 행성의 특성 알아보기

- 스마트폰어플(Solar System Planet 3D 등)과 인터넷을 이용하여 화성과 여러행 성의 특성 알아보고 발표하기

활동지, 스마트기기

3차시

화성에서의 그림일기 쓰기

- 조사한 특성을 바탕으로 화성에 살고 있 는 선덕이네 가족 그림일기 쓰기

활동지, 스케지북, 그림도구

4차시

화성에서의 그림일기 나누기

- 그림일기를 발표하고 어떠한 특성을 반 영한 이야기인지 설명하기

스케지북, 그림도구

평가 계획

단계 차시 평가 기준 방법

step1 1~4

- 그림일기에 화성의 특성이 잘 나타나 있는가?

- 스마트기기를 활용하여 주제에 맞는 정보를 잘 찾을 수 있는가?

산출물평가 관찰평가

step2 5~6

- 시간 개념을 이해하고 있는가?

- 화성의 특성에 맞추어 자신만의 시간체계를 세울 수 있는가?

- 다른 사람의 아이디어와 이야기를 경청하고 존중하 는가?

관찰평가

step3 7~9 - 기준에 맞는 화성 달력을 만들었는가? 산출물 평가 step2

5차시

지구에서의 1일, 1개월, 1년 의미 알기 화성에서의 1일, 1개월, 1년 만들기 - (상황제시)선덕이는 화성과 지구의 하루

는 같지만 1년이 다르다는 것을 알게 되고, 스스로 화성의 시간개념을 만들기 로 한다.

- 모둠활동을 통해 화성의 시간개념을 만 들고 발표하여 아이디어를 공유하기

활동지, 스마트기기

6차시

‘화성첨성대’의 돌 개수와 층수, 방향 정 하기

- (상황제시) 선덕이는 스스로 정한 시간개 념과 달력을 기념하기 위해 ‘화성첨성대’

를 세우기로 한다. ‘화성첨성대’에 들어 갈 돌 개수 등을 스스로 정해보자.

- 첨성대 제작 계획을 발표하여 다른 모둠 과 비교한 후, 개선점을 찾기

활동지, 스마트기기

step3 7~9차시

화성에서 사용할 수 있는 ‘첨성대 달력’

만들기

- 화성의 표면과 계절, 화성의 시간개념,

‘화성 첨성대’를 종합적으로 달력 배경으 로 그리기

- 달력을 교실에 전시하고, 달력과 시간개 념에 대한 생각 나누기

활동지, 스마트기기, 그림도구

4. 연구 수행 결과

◦ 성과

- STEAM 수업을 위한 환경 기반 조성을 통해 학생들이 즐겁게 수업을 할 수 있는 교 수ㆍ학습 기반을 마련하는 계기가 되었으며, 교사 연수, 수업 공개 등 지속적이고 다 양한 활동을 통해 STEAM에 대한 이해도 제고 및 교수ㆍ학습 방법 개선 등 교사들의 역량이 강화되었다. 또한 과학 문화재를 통한 STEAM 수업모델을 개발함으로써 교사 의 교육과정 재구성 능력이 신장되며, 누구나 쉽게 문화재로 STEAM 수업이 가능하다 는 인식을 갖게 되어 교사는 STEAM 수업을 적용할 수 있는 STEAM에 대한 이해도, 교육과정 재구조화 능력, STEAM 수업모델 개발 능력 등이 신장되어 STEAM 수업 활 성화에 기여할 수 계기를 마련하였다.

- 융합인재교육(STEAM)에 대한 내용, 수업모델 개발의 방향, 주제 선정 등의 연수 를 실시하고 교육과정을 분석 후 재구조화하여 수업 공개 실시 및 전문가 컨설팅 등을 통하여 최종적인 수업모델을 개발하는 과정을 통해 연구원으로서의 교사 역 량을 강화시킬 수 있었다.

◦ 융합인재교육(STEAM)에 대한 학생의 인식 변화

1) 과학 관련 태도에 미치는 영향

가) 검증 방법: 과학관련 태도 사전․사후 검사

나) 검증 내용: 과학관련 태도 하위요소인 인식, 흥미, 과학적 태도

범주 하위 요소 문항 번호 문항 수

인식(C)

과학에 대한 인식 1, 4*, 8 3

과학 교육에 대한 인식 5, 9*, 12 3

과학자와 과학 관련 직업에 대한 인식 2, 6, 10* 3 과학․기술·사회의 상호 관련성에 대한 인식 3*, 7*, 11 3

흥미(I)

과학에 대한 흥미 13, 18, 24 3

과학 학습에 대한 흥미 14, 20, 25 3

과학과 관련된 활동에 대한 흥미 15, 21*, 26 3 과학과 관련된 직업에 대한 흥미 16, 22, 27 3

과학 불안 17*, 19*, 23* 6

과학적 태도

(A)

호기심 31, 37, 44 3

개방성 28, 38, 45* 3

비판성 33, 39, 46 3

협동성 29, 32, 40 3

자진성 30*, 34, 41 3

과학 관련 태도에 미치는 영향을 알아보기 위해 실시한 학습 몰입 검사의 사전, 사후 비교 결과는 아래의 표와 같다. 사전 검사 평균이 200.90점으로 사후 검사 평균 219.20 보다 매우 낮게 나왔다. t-검증 결과 통계적으로 유의미한 차이가 있었다(p<.05).

구분 M SD t p

과학관련 태도 219.20 18.329 3.330 .002

범주

인식(C) 49.60 3.712 4.228 .000

흥미(I) 67.90 4.919 3.183 .003

과학적 태도(A) 91.20 9.780 2.553 .015

하위 영역

과학에 대한 인식 12.80 1.281 2.362 .023

과학 교육에 대한 인식 11.15 2.159 2.479 .018 과학자와 과학 관련 직업에 대한 인식 12.60 1.188 2.602 .013

과학․기술·사회의 상호 관련성에 대한

인식 13.05 1.701 2.721 .010

과학에 대한 흥미 13.90 1.294 1.592 .120

과학 학습에 대한 흥미 13.90 1.294 2.905 .006 과학과 관련된 활동에 대한 흥미 13.80 1.240 2.556 .015 과학과 관련된 직업에 대한 흥미 13.55 1.504 2.661 .011

과학 불안 12.75 2.337 1.198 .238

호기심 13.60 1.903 1.104 .277

개방성 12.45 1.638 2.557 .015

비판성 12.70 1.559 .093 .927

협동성 13.55 1.572 2.632 .012

자진성 11.95 1.959 1.713 .095

끈기성 13.50 2.090 2.316 .026

창의성 13.45 1.877 2.813 .008

3가지 영역을 살펴보면 인식 영역에서 사전 평균 44.25점, 사후 평균 49.60점으로 높아 졌다. t-검정한 결과 통계적으로 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다(p<.05).

흥미 영역에서 사전 평균은 62.25점, 사후 평균은 67.90점 높아졌다. t-검정한 결과 통계 적으로 유의미한 차이가 있었다(p<.05).

끈기성 35, 42*, 47 3

창의성 36, 43, 48 3

총계(긍정형/부정형) 48(36/12)

과학적 태도 영역에서 사전 평균은 83.90점, 사후 평균은 91.20점으로 높아졌다. t-검정 한 결과 두 집단 사이에는 통계적으로 유의미한 차이가 있었다(p<.05).

이 결과로부터 본 프로그램을 적용한 수업이 과학 관련 태도에 긍정적이고 유의미한 영 향을 미치고 있음을 알 수 있었고 특히 ‘인식’, ‘흥미’, ‘과학적 태도’ 모든 영 역에 긍정적이고 유의미하게 영향을 미치고 있음을 확인할 수 있었다.

2) 창의적 인성에 미치는 영향

가) 검증 방법: 창의적 인성 사전․사후 검사

나) 검증 내용: 창의적 인성 세부영역인 인내/집착, 자기확신, 유머감, 호기심, 상상, 개 방성, 모험심, 독립심

하위영역 문항 번호 문항 수

인내/집착 5, 16, 17,(23), 30 5

자기 확신 2, 12, 13, 15, 21 5

유머감 4, 9, 18, 29 4

호기심 3, 6, 10, 25 4

상상 11, 26, 27, 28 4

개방성 7, 19, 20, 22 4

모험심 8, 14 2

독립심 1, 24 2

전체 30

본 프로그램이 창의적 인성에 미치는 영향을 알아보기 위해 실시한 창의적 인섬 검사의 사전, 사후 비교 결과는 다음과 같다.

구분 M SD t p

창의적 인성 90.20 10.309 1.786 .082

하위영 역

인내/집착 14.85 3.117 2.293 .027

자기 확신 13.70 2.536 1.316 .196

유머감 12.60 2.664 .513 .611

호기심 13.95 1.905 2.484 .018

상상 9.75 2.173 -.864 .393

개방성 13.90 2.382 2.530 .016

모험심 5.90 1.889 -.582 .564

독립심 5.55 .999 .282 .780

사후 검사 평균 90.20로 사전 검사 평균 84.65점보다 높게 나왔다. 다만 t-검증 결과 통

계적으로는 유의미한 차이가 없는 것으로 나왔다(p>.05). 그러나 하위 영역에서 인내/

집착의 경우 사후 14.85로 사전 12.80보다 높게 나왔으며 t-검정한 결과 통계적으로 유 의미한 차이가 있었다(p<.05).

호기심의 경우 또한 사후 13.95로 사전 12.75보다 높게 나왔으며 t-검정한 결과 통계적 으로 유의미한 차이가 있었다(p<.05).

이 결과로부터 본 프로그램이 학생들의 창의적 인성 향상에 긍정적이고 유의미한 영향 을 미치고 있음을 알 수 있었고 특히 ‘인내/집착’, ‘호기심’에 긍정적이고 유의미 하게 영향을 미치고 있음을 확인할 수 있었다.

3) 창의적 사고활동에 미치는 영향

가) 검증 방법: 창의적 사고활동 사전․사후 검사

나) 검증 내용: 창의적 사고활동 세부영역인 도전과 능력의 조화, 행동과 의식의 통합

창의적 사고활동 영역 문항 번호 문항 수

유창적 사고활동 1, 2, 3, 4, 5 5

독창적 사고활동 6, 7, 8, 9, 10 5

정교적 사고활동 11, 12, 13, 14, 15 5

융통적 사고활동 16, 17, 18, 19, 20 5

계 20

본 프로그램이 학생의 창의적 사고활동에 미치는 영향을 알아보기 위해 실시한 정서지능 검사의 사전, 사후 비교 결과는 다음과 같다.

구분 M SD t p

창의적 사고활동 87.35 8.524 2.627 .012

하위영역

유창적 사고활동 22.15 2.254 2.517 .016

독창적 사고활동 22.05 3.203 2.304 .027

정교적 사고활동 21.60 3.347 1.011 .318

융통적 사고활동 21.55 2.564 2.106 .042

사전 검사 결과, 사전 검사 평균이 80.35점, 사후 검사 평균이 87.35점으로 사후 검사 점수가 높게 나왔다. t-검증 결과 통계적으로 유의미한 차이가 있는 것으로 확인되었 다(p<.05).

4가지 정서지능 하위 영역을 살펴보면 유창적 영역에서 사전 검사 평균은 20.55점, 사 후 검사 평균 22.15점으로 높아졌다. t-검정한 결과 두 집단 사이에는 통계적으로 유 의미한 차이가 있었다(p<.05).

독창적 영역에서 사전 평균은 20.00점, 사후 평균은 22.05점으로 높아졌으며, 평균을 t- 검정한 결과 통계적으로 유의미한 차이가 있었다(p<.05).

정교적 영역에서 사전 평균은 20.65점, 사후 평균은 21.60점으로 높아졌으나. t-검정한 결과 통계적으로 유의미한 차이가 없었다(p>.05).

융통적 영역에서 사전 평균은 19.70점, 사후 평균은 21.55점으로 높아졌으며, t-검정한

결과 통계적으로 유의미한 차이가 있었다(p>.05).

이 결과로부터 본 프로그램을 적용한 수업이 창의적 사고활동 향상에 긍정적이고 유 의미한 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다.

◦ 융합인재교육에 대한 교사의 인식 변화

다양한 분야의 정보를 경험하고 여러 학문과 지식의 융합을 통해 실생활의 문제를 보 다 창의적으로 해결할 수 있도록 설계된 융합인재교육을 수업에 투입하는 과정에서 교사가 주도하는 수업이 아닌 문제 상황에 따라 학생 중심의 자기주도적 탐구 학습이 이루어질 수 있다는 가능성을 보여 주었다. 학생 중심의 자기주도적 탐구 학습은 학생 들의 학습 동기 부여 및 수업 참여도를 높이는데 있어서 융합인재교육이 많은 역할을 할 것으로 생각한다.

◦ 연구결과 활용

- 개발 과정안 보급 및 연구회지 게재를 통한 자료 공유 - 연수 및 연수회를 통한 STEAM교육 확산에 기여

영역 내용 일자

프로젝트 개발 융합인재교육 프로젝트 계발 협의회 매월 2주 금요일 융합인재교육 프로젝트 전문가 컨설팅 11월 16일 융합인재교육 연수 YTN방송-1부 과학, 예술을 만나다 4월 20일(원격)

YTN방송-3부 융합인재교육, 내일을 보다 4월 27일(원격)

수업 연수 융합인재교육 프로젝트 적용 수업공개 및 협의회 10월 31일~

11월 21일(4회)

◦ 추정 성과

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 9차시 수업

수혜학생 수 영재반 2학급 (40명) / 기초과학반 2학급 (40명) / 5학년 1학급 (20명) / 6학년 4학급 (80명)

학생 태도검사 사전검사 5월, 5개 학급(180명)

사후검사 10월, 5개 학급(180명)

교사연구회 STEAM 행사 개최 11월 14일(경북초등과학교과연구회 연수회 중 실시)

논문 또는 학술대회 과학탐구능력개발연구회지 게재 예정

특허출원(국외, 국내) 해당 없음

5. 결론

◦ 결론

융합인재교육(STEAM)에 참가한 대부분의 학생들은 ‘문화재’속에 담긴 과학의 탐구 과 정에서 많은 흥미와 즐거움을 느꼈다고 하였다. 또한 주어진 문제를 해결하는데 적극적으 로 참여하게 되어 학습에 대한 성취감도 커졌고 협력을 통한 문제 해결의 중요성도 알게 되었다고 하였다. 활동에 대한 결과를 단순한 지필이나 보고서 형태가 아닌 연극, 노래, 광 고 등의 예술 활동과 연관 지어 서로 협업하고 토의하는 과정이 직접 성취감을 느끼고 학 습에 적극적으로 참여하는 태도를 나타나도록 변화시켰다. 이러한 변화로 어렵게 여겨진 과학 수업이 재미있게 느껴졌고 더 많은 탐구심과 호기심으로 앞으로의 과학 수업이 더 기 대된다고 하였다. 이것은 융합인재교육(STEAM)이 학습에 대한 긍정적 반응 및 효과를 유도 하였다고 볼 수 있다.

가. 천문 과학적 상징들을 이해하고 그림일기로 나타낼 수 있다. (문제 해결 능력 향상) 나. 화성의 계절과 지형을 그림으로 표현하고 화성에서 사용하는 자신만의 달력을 다양하

고 창의적으로 제작할 수 있었다. (창의성 발현)

다. 자신과 동료들의 작품을 감상하고, 미적요소와 활용성에 대해 의견을 나누면서 동료들

의 의견을 존중하고 서로 협력하여 문제를 해결할 수 있다.(의사 소통 능력 향상)

붙임 1 교수 ․ 학습 과정안 (1~4차시) & 활동지

첨성대의 비밀탐구 & 화성의 특성 알아보기

1~4차시

요소

성취 목표

• 첨성대의 천문 과학적 상징들을 이해할 수 있다.

• 스마트기기를 활용하여 화성의 특성을 조사하고 탐구할 수 있다.

• 화성에서의 생활을 그림 일기로 나타낼 수 있다.

학습 과정 교수ㆍ학습 활동 자료(□) 및

유의점(※)

[도입]

첨성대 탐구 ( 40 ′)

▪ 첨성대의 비밀탐구 동기유발

- 첨성대 관련 동영상을 보며 조상들의 지혜와 천 문과학기술을 알아보기

▪ 첨성대 탐구하기

- 스마트 기기를 활용하여 첨성대에 대해 조사하기 ▸ 첨성대 크기, 역할 등 다양한 정보를 조사한다.

▪ 첨성대의 여러 가지 가설 알아보기

- 천문대설 / 상징물 설 / 종교제단 / 우물 관측소

□ 참 고 자 료 , 스마트기기

[전개1]

화성의 특징 조사

( 40 ′)

▪ 화성의 특징 알아보기

- 스마트기기를 활용하여 화성에 대해 조사하기 ▸ 화성의 대기, 중력, 물의 여부, 공전 자전주기,

지형등 다양한 정보를 조사한다.

- Solar System 3D 어플 등 여러 가지 활용하기 - 조사한 내용을 발표하며, 서로 정보를 공유하기

□ 활 동 지 , 스 마 트 기 기 , 그림도구

[전개2]

화성의 특징 조사

( 40 ′)

▪ 화성 그림일기 쓰기

(상황제시) 2050년 지구인은 화성에서 살 수 있게 되어 선덕이네 가족은 지구에서 화성으로 이사를 가게 되었다. 하지만 지구에 있는 유신이와 약속날 짜를 잡기가 매우 힘들었다. 화성은 지구와 하루는 같지만 1년의 날수가 전혀 다르기 때문이다. 선덕 이네 가족은 화성의 첫 이주자이자 천문과학이 발 달한 신라인의 후예로써, 화성의 시간개념에 맞는 첨성대를 세우고 달력을 만들고자 한다.

- 화성에 이주한 선덕이네 가족의 하루 일과를 상 상하여 그림일기 쓰기

- 올림푸스화선, 극관, 마리네리스 협곡 등, 여러 가 지 지형과 화성의 정보가 담긴 일기쓰기

※현실가능성 이 없는 내 용이 담기 지 않도록 지도한다.

[정리]

간접 경험하기

( 40 ′)

▪ 화성 그림일기 발표하기

- 화성에서의 하루는 어떤 모습일지 친구들의 생각 을 공유하기

활동지

화랑이 가족의 [화성 그림일기] 그려보기

2~4차시

화성의 특성을 조사 해 봅시다.(스마트폰 어플 Solar system 등) 색깔, 크기, 위성, 대기, 지형, 특징 등 다양하게 조사해 봅시다.

화성에 이사한 선덕이네 가족의 하루일과 그림일기를 써 봅시다.

(이주 첫날, 비상착륙 등 여러 가지 상황 가능)

2050년 월 일 날씨:

참고자료

첨성대의 비밀 탐구

1차시

첨성대의 비밀 ▣ 관련 영상 자료

EBS 동영상 자료 [첨성대의 비밀]

EBS 동영상 자료 [첨성대의 상징성]

▣ 첨성대의 상징적 의미

첨성대는 무엇이었을까?

신라 선덕여왕 때인 7세기에 건축된 것으로 전해지는 첨성대는 현존하는 세계 최고(最古) 또는 동양 최 고의 천문대로 알려져 있다. 이는 지난 100여 년 동안 일관되게 주류 학계에서 인정받아온 관점이었다.

그런데 1960년대 중반부터 이런 관점에 대한 반론이 하나둘 제기되기 시작해 1970년대부터 1980년대 에 걸쳐 격렬한 논쟁이 있었으며, 최근까지 수많은 가설들이 등장했다.

· 주류 학계에서 주장하는 첨성대 천문관측:

사다리를 이용해 중간의 작은 입구로 들어가 다시 내부에서 사다리를 타고 정상에 올라가 별을 관측하는 방법

<출처: 신라역사과학관>

· 첨성대 상단의 모습: 첨성대 상단은 구조상 비좁고 바닥이 평찬치 못해 천문 관측을 하기 에 부적합하다는 주장이 제기되었다.

<출처: 국립문화재 연구소>

▣ 태양관련설 – 지점 정렬

첨성대의 기능을 파악하려는 여러 가 지

노력이 이루어지는 가운데 상단에 놓인 정

자석 두 모서리를 잇는 대각선 언저리로 동

지 일출선 또는 하지 일몰선이 지난다는 주

장이 제기되었고, 그 이후 첨성대와 이의 건

축을 명한 선덕여왕의 능(陵)을 잇는 선 이

동지 일출선상에 정렬되어 있다는 측량 결

과가 밝혀졌다. 이는 고고천문학적으로 상

당한 의미가 있다. <

출처: 장활실. 2013 경주첨성대의 방향과 상징성>

▣ 첨성대는 우물탑 (주간 별 관측용 우물)

중세 이슬람과 유럽의 천문관측용 우물은 주간, 여명에 별을 관측하기 위한 장치였다. 첨성대를 주간 관측용 우물이라도 생각한다면 문헌 기록과 형태가 알맞게 된다. 이스탄불에 건설되었던 우물 탑 형태의 천문대와 마찬가지로 첨성대에서도 여명 때 까지 별을 관측할 수 잇었던 것으로 보인다.

첨성대가 개방형 돔 형태의 천문대라는 가설에 따르면 관측자는 입구로 올라간 후 다시 꼭대기까지 올 라가지 않고 바닥에 누워 천정을 지나는 별들을 관측했다는 것이다. 이 가설이 주목받지 못한 이유는 굳

이 야간에 이런 관측을 위해 내부 공간이 필요했겠느냐는 의문에 적절한 답을 주지 못했기 때문이다.

야간이라면 이런 의문이 일리가 있지만 주간이라면 전혀 다르다. 첨성대의 내부 공간은 주간에 별을 관 측하기 위한 필수적 요소이기 때문이다.

▣ 상징적 조형물, 종교 제단

27단을 27대 선덕여왕을 의미한다던지, 불교의 수미산 설 등, 형태와 숫자에 대한 여러 가지 의미를 부여하여 과학과 종교가 집대성 된 조형물이었다는 설도 설득력이 있으며, 우물제단설 등 종교제단으로 서 역할을 했다는 주장도 있다.

그 외에도 첨성대를 둘러 싼 여러 가지 가설들이 존재하며 서로의 가설이 절충되고 받아들여져, 앞으 로 연구의 가치가 높다.

(출처: 네이버 지식백과- 첨성대 미스터리)

붙임 2 교수 ․ 학습 과정안 (5~6차시) & 활동지

화성의 시간개념 & ‘화성첨성대’ 계획하기

5~6차시

요소

성취 목표 • 화성의 시간 체계를 스스로 정할 수 있다.

• 화성에 세울 첨성대를 스스로 계획할 수 있다.

학습 과정 교수ㆍ학습 활동 자료(□) 및

유의점(※)

[도입]

시간개념 배우기 ( 10 ′)

(상황제시) 선덕이네 가족은 화성으로 처음 이주 한 지구인이다. 지구에서 사용하던 시계와 달력 을 가져왔지만, 달력은 사용할 수 없다는 것을 알게 되었다. 화성은 지구와 하루는 거의 같지만, 1년은 지구와 전혀 다르다는 것을 발견하게 되었 다. 지구와 화성의 1년은 얼마나 다를까?

▪ 지구의 시간개념 알기

- 자전과 공전, 하루와 1년의 개념을 알아본다. □활동지, 계산기

[전개1]

화성 시간체계

정하기 ( 30 ′)

▪ 화성의 시간 체계 정하기

- 지구의 시간 체계와 비슷한 방식으로 화성에서의 시간체계를 만들기

- 지구와 화성 시간체계의 차이가 무엇인지 토론하기 - 화성의 시간 체계의 특징에 대한 생각을 나누기

▪ 자신의 아이디어 개선하기

- 자신이 정한 화성의 시간 체계와 다른 모둠의 아 이디어를 공유하기

- 자신의 화성 시간 체계 아이디어를 개선하기

□활동지, 계산기

[전개2]

‘화성 첨성대’

계획하기 ( 20 ′)

▪ ‘화성첨성대’ 계획하기

- 정해진 시간 체계를 바탕으로 ‘화성첨성대’를 계 획하기

- 돌 수, 층 수, 창구의 방향을 자신만의 아이디어 로 계획하기

□활동지, 계산기

[정리]

감성적 체험 ( 20 ′)

▪ 자신의 아이디어 개선하기

- 자신이 정한 화성의 시간 체계와 ‘화성첨성대’ 계 획을 발표하기

- 자신의 화성 시간 체계와 ‘화성첨성대’ 아이디어 를 개선하기

□활동지

활동지

화성의 시간체계 정하기

5~6차시

화성의 1일, 1주일, 1개월, 1년을 정해봅시다.

화성의 1일, 1주일

화성의 1개월, 1년

화성의 1년을 지구의 1년과 같이 12개월로 나눈다면 한 달은 총 몇일일까?　　

화성 자전주기：1.025957일(24.622시간) / 화성 공전주기 : 686.96일　

화성 첨성대를 계획하여 봅시다.

화성 첨성대의 돌 개수 정하기

화성 첨성대 돌의 총 개수는 ( )개입니다.

그 이유는,

화성 첨성대의 층수 정하기

화성 첨성대의 층수는 ( )층 입니다.

그 이유는,

화성 첨성대의 창구 방향 정하기

화성 첨성대 창구 방향은 ( ) 쪽 입니다.

그 이유는,

붙임 3 교수 ․ 학습 과정안 (7~9차시) & 활동지

화성 첨성대 달력 만들기

7~9차시

요소

성취 목표 • 화성에서 사용하는 자신만의 달력을 만들 수 있다.

• 화성의 계절과 지형을 그림으로 표현할 수 있다.

학습 과정 교수ㆍ학습 활동 자료(□) 및

유의점(※)

[도입]

상황제시 ( 10 ′)

(상황제시) 화랑이네 가족이 화성으로 이주를 한 수, 지구에 있는 유신이와 약속날짜를 잡으려 했 지만 매우 어려웠다. 그래서 화성에서 쓸 수 있 는 달력을 제작하기로 하였다. 선덕이는 과연 화 성에 시간체계에 맞는 달력을 제작할 수 있을까?

▪ 스마트기기로 달력의 유래 알아보기

- 우리가 현재 사용하고 있는 달력의 유래를 알아 보고, 본인이 제작 할 달력에 적용하기

□스마트기기

[전개1]

화성의 특성탐구 ( 20 ′)

▪ 화성의 계절 알아보기

- 지구에 봄, 여름, 가을, 겨울의 사계절이 있는 이 유를 알아보기

- 화성의 자전축을 알아보고, 화성의 계절 변화를 예상하기

- 자신이 정한 시간체계와 화성의 계절 특성을 맞 춰보기

□활동지

[전개2]

화성 첨성대

달력 만들기 ( 60 ′)

▪ 화성 첨성대 달력 만들기

- 4차시에서 정한 시간 체계를 가지고 달력을 제작 하기

- 화성의 계절과 지형, 화성 첨성대의 특징이 잘 나 타나도록 배경그림을 그리기

- 1년을 몇 개월로 할지, 일주일 또는 상응하는 개 념을 창의적으로 정하여 제작하기

- 친구들과 서로의 아이디어를 공유하며 생각을 나 누고, 자신의 달력을 개선하기

□ 활 동 지 , 도 화 지 , 색 연 필 , 싸인펜

[정리]

감성적 체험 ( 30 ′)

▪ 달력 발표하기

- 제작한 달력을 교실 칠판에 전시하기

- 자신이 제작한 달력의 시간체계와 특징을 친구들 에게 발표하기

- 포스트잇 등을 이용하여 달력마다 장단점, 칭찬, 개선점을 붙이기

- 개선할 점을 서로 이야기하기

□ 자 석 , 포 스 트잇

활동지

화성에서 사용 할 달력 만들기

7~9차시

화성달력 만들기 계획

화성의 일주일은 몇 일 인가요?

화성의 일주일에 이름을 붙여 봅시다.

여러분이 정한 화성시간에 계절을 정해 봅시다.

봄 : ( )월 ~ ( )월 / 여름: ( )월 ~ ( )월 가을: ( )월 ~ ( )월 / 겨울: ( )월 ~ ( )월

화성달력 만들기

화성 첨성대와 주변 지형, 계절을 나타내도록 달력을 만들어 봅시다.