2021 STEAM 교사연구회 결과보고서
2021. 11.
서울언북초등학교
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과제명 2021년 STEAM 교사연구회 운영
구분
연구회 구성 유형 (택 1) 프로그램 개발유형 (택 1)
① 융합학습공동체형( ○ )
1. 자유학기제형 ( )6. 학생 주도 참여형 ( ) 2. 첨단기술 및 ICT 교구 활용형( )7. 고교학점제 기반 학습형 ( ) 3. 온라인 기반 학습형 ( )8. 예·체능 중심 활동수업형 ( ) 4. 지역사회 연계형 ( )9. 유·초등 연계형 ( ) 5. 교육소외계층 포용형 ( )10. 자율선택형 (학교 자체 개발 프로그램) ○( )
② 글로벌형 ( ) StarT 프로그램 참여를 통한 프로그램 개발
프로그램 정보
프로그램명 ㅊ
신규 개발 ○ 기 개발
학교급 초등학교 대상 학년(군) 4~6학년
중심과목 수학 중심과목
성취기준 영역
[초등학교 3~4학년군] (1) 수와 연산 [초등학교 3~4학년군] (3) 측정 [초등학교 5~6학년군] (2) 도형 [초등학교 5~6학년군] (4) 규칙성 [초등학교 5~6학년군] (5) 자료와 가능성
연계과목
미술 음악 과학 실과
연계과목 성취기준 영역
[초등학교 3~4학년군] (2) 표현 [초등학교 3~4학년군] (3) 생활화
[초등학교 5~6학년군] (17) 에너지와 생활 [초등학교 5~6학년군] (5) 기술활용
연구기간 2021. 04. 29. ~ 2021. 11. 30.
신청금액 일금사백만원(￦4,000,000)
참여연구원 총 5명 (연구책임자: 1명, 참여연구원: 4명) 연구 수행자에 관한 사항
구분 소속(학교명) 직위 성명 담당과목
연구책임자 서울언북초등학교 교사 윤재호 수학
참여연구원 서울언북초등학교 교사 정지민 수학
참여연구원 서울언북초등학교 교사 이정애 수학
참여연구원 서울언북초등학교 교사 이동영 과학
참여연구원 서울언북초등학교 교사 옥지원 과학
2021년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 STEAM 교사연구회를 운영한 중간 결과로써 본 보고서를 제출합니다.
2021년 11월 18일
한국과학창의재단 이사장 귀하
주관연구기관장 : 조형식 (직인)
연구책임자 : 윤재호 (서명 또는 인)
“이 보고서는 2021년도 정부의 재원으로
한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”
목 차
1. 요약문
··· 12. 서론
··· 13. 연구 수행 내용 및 결과
··· 2가. STEAM 프로그램 개발‧적용 ··· 2
1) 프로그램 개발 내용 ··· 2
2) 프로그램 개발‧적용 결과 ··· 2
나. 성과 확산 및 실천 ··· 2
1) 교사연구회 STEAM 행사 개최 ··· 2
2) STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과 ··· 2
다. STEAM 교사연구회 과제 수행 결과 ··· 3
1) STEAM 프로그램 개발 과정 및 적용··· 3
2) STEAM 프로그램 적용 성과··· 3
라. 프로그램 개발 중점 사항··· 4
마. 학생태도검사 대상 선정 이유··· 4
바. 초기계획대비 변경 사항··· 4
사. STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천··· 4
아. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사··· 6
4. 결론 및 제언
··· 65. 참고문헌
··· 7[부록]
부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물(교수학습지도안, 교사용 참고자료, 학생용 활동지) 부록2. 학생 산출물 및 교사의견, 자체평가 결과 등
부록3. 회의록
1. 요약문
본 연구는 2021년 4월부터 10월까지 서울언북초등학교 4~6학년을 대상으로 본교 교사 5인이 개발한 STEAM 교육자료를 수업에 적용하여 진행되었다. 본 연구회는 기존의 교과중심 수업을 개선하고 유의미한 체험과 학습자중심의 탐구수업을 교육자료 개발의 기본방향으로 설정하였다 . 더불어 4차 산업사회가 도래함에 따라 기존의 다양한 지식 들을 융합하여 창의적으로 사고하는 경험을 제공하기 위해 수학을 중심으로 과학 , 실 과 , 미술, 음악의 다양한 교과내용을 통합하여 융합형 인재의 육성을 목표로 하였다.
2021년 4월에 본교 5인으로 교사연구회를 구성하였고, 4월~5월에 연구회의 기저 타당 성을 검토하여 연구회 운영의 방향을 설정하였다 . 이를 바탕으로 5월~6월 사이 STEAM 교육의 이론적 배경을 분석하고, 기존 STEAM 교육자료를 토대로 연구회에서 개발할 자료의 틀을 마련하였다 . 그 후 연구회의 교육계획을 수립하고, 다양한 교과를 통합하여 지도할 수 있는 4~6학년을 연구 대상으로 선정하여 자료개발에 착수하였다.
6월에서 8월까지 수학, 과학을 중심으로 학생들이 다양한 창의성을 발휘할 수 있는 예술교과를 통합한 수업자료를 연구하여 총 5가지 주제(15차시)의 STEAM 교육자료를 개발하였다 . 9월부터 학생들에게 개발한 자료를 적용하여 수업을 진행하였고, 동료교사 간에 수업을 관찰하며 부족한 부분에 대해 피드백을 제공하였다 . 10월에는 STEAM 수 업자료와 관련하여 학생들의 수업 결과물 나눔의 시간을 열어 다양한 수학 , 과학내용 에 대해 확인해보며 많은 학생들에게 STEAM 교육에 대한 긍정적인 인식을 알렸다.
본 연구회를 운영을 통해 연구회 참여교사 뿐만 아니라 다른 동료교사들에게도 STEAM 교육의 필요성과 그 가치를 알릴 수 있었고, 교실에서 이루어질 수 있는 다양 한 수업방식을 실행해 볼 수 있는 경험이 되었다 . 더불어 본 연구회에서 개발한 자료 를 공유함으로서 다른 교사들도 수업에 적극 활용해 볼 수 있도록 함으로서 다양한 수 업방식에 대해 긍정적인 인식을 심어주는 계기가 되었다 . 또한 학생들이 지식전달중심 의 수업방식과 다른 다양한 체험중심 , 탐구중심의 수업을 경험하며 즐겁게 참여하는 모습에서 앞으로도 교직현장에서 이와 같은 수업연구가 활발히 진행될 수 있는 기회가 다양하게 제공되기를 희망한다 .
2. 서론
가. 학습자의 잠재능력을 키우고 STEAM 교육에 대한 긍정적인 학습관과 흥미를 일으킬 수 있는 STEAM 프로그램을 개발한다.
나. 학습자의 흥미와 참여를 이끌어낼 수 있는 STEAM 프로그램을 적용하여 미래 산업사회에 필요한 창의적 역량을 갖춘 융합인재를 육성한다.
다. STEAM 교육의 확산에 도움이 되는 실천가능 한 교육프로그램을 개발하고
이를 일반화하여 공유함으로써 다양한 학교현장에서의 활용이 가능케 한다.
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3. 연구 수행 내용 및 결과
가. STEAM 프로그램 개발‧적용
1) 프로그램 개발 내용- 학생참여 중심의 STEAM 교육이 가능한 프로그램의 개발
- 단순심화수업이 아닌 교과수업의 내용을 바탕으로 모든 학생이 쉽게 참여할 수 있는 STEAM 교육 프로그램의 개발
- 실생활 사례를 중심으로 학생들의 흥미를 이끌어내며 창의·융합적 문제해결력을 키울 수 있는 STEAM 교육 프로그램의 개발
2) 프로그램 개발‧적용 결과
교수학습 지도안 개발
차시(시수)
프로그램명 프로그램 주제 운영
대상(학년)
완료 여부
개발 수업적용 학생수 3차시 수학으로 표현하는
아름다움
다각형을 이용하여
아름다운 무늬 표현하기 4학년 완료 완료 30
3차시 어디가 같을까? 도형의 합동의 의미와
성질 알아보기 5학년 완료 완료 30
3차시 지구를 구하라
이산화탄소를 이용해 지구온난화 모의실험을
설계하여 미치는 영향 알아보기
6학년 완료 완료 30
3차시 음악 속 수학
음악 속 숨은 수학 원리를 살펴보고 음악과 수학의
관계 탐구하기
6학년 완료 완료 30
3차시 미래의 모습 설계하기
3D펜을 활용하여 비와 비율을 활용한 미래의
모습 디자인하기
6학년 완료 완료 30
합계 150
나. 성과 확산 및 실천
1) 교사연구회 STEAM 행사 개최
회차 일시 장소 참석대상 주요내용
1차 21. 10. 15. 교실 STEAM 교사연구회
참여교사 학급 학생 STEAM 교육활동 결과물 공유 및 관람
2) STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과
회차 일시 장소 참석자 상호 컨설팅 결과
1차 ’21.5.31.(월)
16:30~18:00 온라인 윤재호 교사(연구책임자) - STEAM 연구회 운영 노하우 협의 - STEAM 연구회 운영 시 주의사항 안내 2차 ’21.7.15.(목)
16:30~18:00 온라인 윤재호 교사(연구책임자) - STEAM 연구회 진행현황 확인 - STEAM 연구회 행정절차 안내
다. STEAM 교사연구회 과제 수행 결과
1) STEAM 프로그램 개발 과정 및 적용
가) 2021. 5. 25. 첫 협의회를 통해 본 연구회가 추구하는 방향을 STEAM 교육을 통한 D·R·E·A·M 학습으로 설정하고, 수학교과를 중심으로 어떤 교과와 함께 통합하여 운영할지와 수업의 주제에 대해 논의함.
나) STEAM과 관련된 초등학교 교과 중 수학, 과학, 실과, 미술 교육과정을 분석하여 서로 융합할 수 있는 교육내용을 추출함.
다) 연구회 회원 간 협의를 통해 각자의 전문성을 살릴 수 있는 교과를 선정하여 각 교과의 성격을 최대한 살릴 수 있는 주제에 대해 탐구하여 총 5가지의 주제(1주제 당 3차시로 구 성된 총 15차시)를 선정함.
라) STEAM 교사연구회 과제 개발 진행 일정
단계 연구절차 연구 진행 내용 연구 기간
예비 단계
연구회 중심 기저 선정
- 연구회 기저 타당성 검토
- 연구회 중심 기저 선정 2021. 4. ~ 2021. 5.
문헌 연구 - 이론적 배경 및 기존
연구회 내용 분석 2021. 6. ~ 2021. 7.
계획 단계 개발 계획 수립 - 연구회 교육 계획 수립
- 연구 대상 선정 2021. 6.
적용 단계
교수·학습 개발
- 초등학교 4~6학년 수학, 과학, 실과, 음악, 미술 교육과정 분석
- 교육과정을 융합한 5가지 주제(15차시)의 STEAM 수업자료 개발
2021. 6. ~ 2021. 8.
교수·학습 실행
- 연구회에서 개발한 STEAM 수업자료 적용
- 수업 관찰 및 피드백
2021. 9. ~ 2021. 10.
정리 단계
결과 분석 - 수업적용결과 분석
- 자료 분석 및 정리 2021. 9. ~ 2020. 10.
정리 - STEAM 연구회 자료집 작성
및 검토 2021. 10.
2) STEAM 프로그램 적용 성과
가) 2021. 10. 15. 까지 15차시 프로그램 수업 적용 및 평가 완료.
나) 주제별 수업 후 학생 인터뷰 및 소감문 작성을 통해 학생들의 반응을 살피고, 수업을 관찰한 동료교사에게 피드백을 받으며 수업을 반성함.
다) 기존의 교과수업과는 다른 형태의 주제를 탐구할 수 있어서 매우 흥미롭다는 반응이 대 부분이었음.
라) 하지만 기존의 교과수업에 비해 다소 내용이 수업활동이 어려웠다는 일부 학생들의 의 견을 받아들여 좀 더 많은 학생들에게도 부담 없이 적용할 수 있도록 개선이 필요함.
3) STEAM 프로그램 협력 연구 강화 및 확산 실천
가) 다양한 수업프로그램을 개발할 수 있는 교사협의체의 확대가 필요함.
나) STEAM 연구와 관련된 교사교육자료가 좀 더 많이 보급될 필요가 있음.
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라. 프로그램 개발 중점 사항
1) 본 연구회의 중심기저인 ‘수학을 중심으로 창의적 역량 신장’을 바탕으로 교과 간 공통 성을 연구하여 교과의 융합이 원활하게 이루어지도록 함.
2) 학생들에게 다양한 교육체험을 제공할 수 있도록 주제의 다양성을 추구함.
3) 단순 이론 탐구를 넘어 학생들이 직접 참여하고 체험함으로서 교과 이론을 이해하는 학생 중심수업 탐구수업을 이룰 수 있는 수업주제를 개발함.
4) 생활 속 다양한 사례를 적극 활용하여 학생들에게 교과의 실용성을 깨닫게 하여 학업에 대한 흥미를 높이고자 함.
마. 학생태도검사 대상 선정 이유
1) 본 연구는 4~6학년 5개 학급 150명을 대상으로 학생태도검사를 실시하였음.
2) 본 연구회가 소속된 학교는 전교생이 1,800여명인 대형학교급으로 4~6학년 모든 학생들 의 태도검사참여가 어렵다고 판단하여, 본 연구회 소속 교사의 학급만을 대상으로 실시함.
바. 초기계획대비 변경 사항
1) 기존에는 본 연구회 소속 학교 4~6학년 학생 전체를 대상으로 수업을 진행하려 하였지 만 너무 많은 대상자 및 코로나19로 인한 등교 문제 등의 현실적인 한계에 부딪혀 4~6학 년 5개 학급으로 그 적용범위를 축소함.
2) 교육자료 개발이 완료된 후 자료집을 자체 제작하여 학교에 비치하여 다른 교사들이 쉽게 참고하고 학급에서 개별적으로 적용할 수 있게 할 계획임.
3) 15차시의 수업 결과물에 대해 많은 학생들이 체험할 수 있는 부스활동을 운영할 계획이었 지만 코로나19에 의한 등교상황 등을 고려하여, 수업결과를 사진으로 촬영하여 다른 학생 들과 함께 감사하는 행사로 대체함.
사. STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천
1) STEAM 프로그램의 주제는 학생들의 흥미를 이끌어낼 만한 내용으로 수업시간 활용도가 매우 높음.
2) 하지만 프로그램의 개발 및 연구가 쉽지 않고, 실제 적용 또한 많은 과정이 필요하여 현 장 교사들이 쉽게 활용하는데 어려움이 있음.
3) STEAM 교육의 쉬운 접근을 위해 학교 내 STEAM 교사연구모임 등 다양한 형태의 활동 이 필요함.
4) STEAM 프로그램 개발 시 교사들의 적극적인 협력과 참여가 이루어질 수 있도록 예산 및 시설 지원이 필요함.
5) 기존에 개발된 STEAM 자료가 교사들에게 좀 더 접근하기 쉽도록 학교별로 자료집, 디지 털 자료 등으로 보급될 필요성이 있음.
STEAM 프로그램
구분
프로그램명 STEAM으로 키우는
DREAM(Develop-Reality-Experience-Act-Meaningful) 학습 선행
프로그램명 해당 없음
학교급 초등학교 대상 학년(군) 4~6학년
목표 수혜학생 수 150명
중심과목 수학 중심과목
성취기준 영역
[초등학교 3~4학년군] (1) 수와 연산 [초등학교 3~4학년군] (3) 측정 [초등학교 5~6학년군] (2) 도형 [초등학교 5~6학년군] (4) 규칙성 [초등학교 5~6학년군] (5) 자료와 가능성
연계과목
미술 음악 과학 실과
연계과목 성취기준 영역
[초등학교 3~4학년군] (2) 표현 [초등학교 3~4학년군] (3) 생활화
[초등학교 5~6학년군] (17) 에너지와 생활 [초등학교 5~6학년군] (5) 기술활용
개발계획
주제 연번 차시
(시수) 과목 연계(안)
1 3 수학(2) + 미술(1)
2 3 수학(1.5) + 미술(1.5) 3 3 수학(1.5) + 과학(1) + 실과(0.5) 4 3 수학(1.5) + 음악(1.5)
5 3 수학(2) + 과학(1)
구분 수행 결과
교수학습지도안 개발 차시 총 15차시
수업 적용 기간 2021. 9. 6. ~ 2021. 10. 15.
(STEAM 수업) 수혜학생 수 서울언북초등학교 150명(4~6학년 STEAM 연구회 참여교사 학급) 학생 태도검사 1차(사전) 검사 7월 5일~7월 23일, 5개 학급(150명) 실시완료
2차(사후) 검사 10월 18일~10월 22일, 5개 학급(150명) 실시완료 학생 및 교사 만족도조사 10월 11일~10월 22일 실시 완료
논문 게재
* 해당하는 경우만 기입
학회명 해당없음
게재여부 해당없음
학술대회 참가
* 해당하는 경우만 기입
행사명 해당없음
일자/장소 해당없음
특허출원(국외, 국내)
* 해당하는 경우만 기입 출원명 해당없음
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아. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사
1) 수혜학생 태도 조사본 연구회 운영을 통한 STEAM 교육 수혜학생은 4학년 30명(1개 학급), 5학년 30명(1개 학급), 6학년 90명(3개 학급)으로 총 150명이며, 이는 연구회 활동교사가 담임으로 있는 5개 학급 학 생을 대상으로 실시되었다. 본 교는 전교생이 약 1,800여명의 대규모 학교로서 연구회 교사가 소속된 학년 전체를 대상으로 연구를 진행하는 것은 무리가 있다고 판단되어, 적용대상을 연구 회 소속 교사의 학급으로 지정하였다. 학생 태도 검사는 7월에 사전검사, 10월에 사후검사를 실시하였다. 사전검사 시기는 STEAM 연구회로 지정된 4월부터 학생들에게 STEAM 교육에 대 해 안내하며 이에 대한 이해를 높인 후 실시하는 것이 학생들에게 검사내용에 대한 혼란을 줄 일 수 있다고 판단되어 7월 5일~23일 사이에 온라인으로 실시하였다. 사후검사 시기는 9월부터 STEAM 수업적용을 시작하여 마무리되는 10월 초 이후에 실시하여 STEAM 교육에 대한 학생 들의 정확한 사후태도결과를 확보하기 위해 10월 18일~22일 동안 온라인으로 실시하였다.
STEAM 교육을 진행한 후 학생들의 반응은‘교과서에 없는 다양한 활동을 할 수 있어서 즐거 운 수업이었다.’,‘다양한 주제를 함께 배울 수 있어서 매우 흥미로웠다.’,‘친구들과 함께 다양한 활동에 참여할 수 있어서 좋았다.’등의 긍정적인 반응이 대부분이었다. 물론 일부는
‘수업내용이 교과서보다 어려워 힘들었다.’,‘교과서로 수업하는 것이 더 익숙하다.’등의 반 응도 나타났고, 이는 추후 STEAM 교육을 진행할 때 교사들이 참고해야 할 개선사항으로 받아 들여 보다 발전된 STEAM 교육이 이루어질 발판으로 삼아야겠다고 생각하였다.
2) 교원 만족도 조사
본 연구회는 작년에 이어 올해로 2년째 동일한 교사 4명과 올해 새로 함께한 1명의 교사로 구성하여 운영되었다. 2년째 참여한 교사들의 참여 동기는 작년 STEAM 연구회 활동이 학생들 에게 교과서 이외의 다양한 수업을 실시할 수 있는 점이 가장 큰 장점이라고 생각되어 올해도 새로운 학생들에게 교과서 외의 폭넓은 교육경험을 제공하기 위해서라고 답하였다. 또한 원활 한 수업운영을 위한 보조금 지급, 동료교사들과 함께 STEAM 수업협의 과정에서 자신의 교수 능력의 향상 등이 STEAM 연구회 운영의 큰 매력이라고 의견을 내었다. 올해 처음 참여한 교 사의 경우, 평소 과학과 수학에 관심이 많았는데 함께 수업을 연구할 동료교사를 만날 수 있어 서 본인에게도 큰 도움이 되었다고 설명하였다. 5인의 참여교사 모두 STEAM 연구회에 대해 긍정적인 반응을 보였으며, 기회가 된다면 내년에도 참여하며 올해보다 더욱 발전된 STEAM 교육을 계획하여 학생들에게 제공하고 싶다는 소감을 제시하였다.
4. 결론 및 제언
가. STEAM 프로그램 개발·적용 관련 개선점
1) 수업적용 후 학생들의 좀 더 심층적인 반응을 알아볼 수 있는 설문자료를 개발할 필요가 있음.
2) 다양한 STEAM 연구자료집 및 사례가 학교에 보급되어 많은 교사들이 참고할 수 있도록 할 필요가 있음.
3) STEAM 교육 관련 연수 확대 및 교사연구회 모집에 대한 적극적인 홍보가 필요함.
나. STEAM 수업 수혜 학생들의 반응
1) 수업에 참여한 학생들 대부분은 기존 교과수업과는 다른 수업내용에 흥미를 느끼며 수학 과 과학에 대한 흥미가 고취되었다는 반응을 보임.
2) 일부 학생들은 기존 교과수업과 다른 방식에 대해 부담을 느끼고, 오히려 수업내용을 어려 워하는 모습도 나타나 좀 더 많은 학생들에게 접근할 수 있도록 개선이 필요하다고 느낌.
3) STEAM 수업에 대한 학생들의 긍정적인 반응이 많았고, 이와 같은 형태의 수업이 좀 더 다양한 교과에서 적극적으로 이루어지길 희망하기도 함.
다. STEAM 교사연구회 반성 및 시사점
1) STEAM 교사연구회를 진행하며 동료교사들과의 협업이 원활히 이루어지고, 서로의 자료에 대한 피드백도 적극적으로 이루어져 자료개선에 많은 도움이 되었음.
2) STEAM 교사연구회 경험을 통해 다양한 수업방법 및 교과통합에 대한 이해도가 높아져 보 다 폭넓은 수업을 학생들에게 제공할 수 있는 역량을 키울 수 있었음.
3) 연구완료 후 연구회 자체적으로 자료집을 제작하여 교사들이 수업에 적극 활용할 수 있게 하여 STEAM 교육에 대한 긍정적 인식을 고취시키려고 함.
4) 자료개발 시 교과간 통합의 방향과 다양한 과제를 개발하는데 다소 어려운 점 있었기 때 문에 기존에 개발되었던 STEAM 프로그램에 대한 홍보가 더 활발히 이루어져 손쉽게 자료 를 접할 수 있도록 할 필요가 있다고 느낌.
5) STEAM 교사연구회의 모집을 확대하여 더 많은 교사들이 참여할 수 있는 기회가 제공된다 면 더욱 활발한 연구가 진행될 것이라고 생각함.
6) STEAM 교육 자체에 대해 학교, 학생 및 학부모가 STEAM 교육의 필요성과 그 가치를 인
식할 수 있는 다양한 홍보 및 연수의 확대가 이루어지길 바람.
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5. 참고문헌
교육부(2015). 2015 개정 수학과 교육과정. 서울: 교육부.
교육부(2015). 2015 개정 과학과 교육과정. 서울: 교육부.
교육부(2015). 2015 개정 음악과 교육과정. 서울: 교육부.
교육부(2015). 2015 개정 미술과 교육과정. 서울: 교육부.
교육부(2015). 2015 개정 실과과 교육과정. 서울: 교육부.
김지숙(2013). STEAM 관련 통합교육 프로그램의 내용 분석: 초등실과를 중심으로. 한국실과교육연 구학회.
박현주 외 7명(2012). STEAM 교육의 구성요소와 수업 설계를 위한 준거 틀의 개발. 학습자중심교 과교육학회지.
석문주 외 3명(2014). 음악교과중심의 초등STEAM 프로그램 개발. 이화여자대학교 교과교육연구소.
이승원 외 1명(2017). 초등학교 5~6학년을 대상으로 한 공감각 융합인재교육(STEAM) 프로그램. 사 단법인 인문사회과학기술융합학회.
이영석 외 1명(2012). 주제중심 프로젝트 기반 STEAM 교육 프로그램 개발 및 적용. 한국산학기술 학회논문지.
이종학(2017). STEAM 기반 수학 수업이 초등학생의 융합적 태도에 미치는 효과. 한국학교수학회.
주희선(2018). 음악중심 융합인재교육(STEAM)에 관한 국내 연구동향 분석. 학습자중심교과교육학회 최유현 외 9명(2012). 창의적 융합인재양성을 위한 STEAM교육과정 모형개발. 한국기술교육학회지.
한혜숙(2013). STEAM 교수·학습 프로그램의 개발 동향 분석 및 수학교과 중심의 STEAM 교수·학 습 프로그램의 개발. 한국수학교육학회.
한효정 외 1명(2017). 과학기술과 인문학 융합 내용 및 융합 방법 실태 분석-초등학교 융합인재교육 (STEAM) 프로그램 개발 과제를 중심으로. 한국과학교육학회.
주 의 문
1. 본 연구의 주장이나 제언은 연구진의 견해이며, 한국과학창의재단의 공식 입장이 아닙니다.
2. 이 보고서 내용을 대외적으로 공개하거나 발표할 때에는 반드시 한국
과학창의재단과 사전에 상의하여야 합니다.
[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물
프로그램 명:
STEAM으로 키우는 DREAM(Develop-Reality-Experience-Act-Meaningful) 학습1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정
연번 차시 (중심과목)
2015 개정 교육과정 성취기준
(연계과목) 성취기준 영역 1 1~3/15 [4수02-12] 주어진 도형을 이용하여 여러 가지 모양을 만들거나 채울 수
있다.
[초등학교 미술 3~4 학년]
(2) 표현 2 4~6/15 [5수02-01] 구체적인 조작 활동을 통하여 도형의 합동의 의미를 알고, 합
동인 도형을 찾을 수 있다.
[초등학교 미술 5~6학년] (2) 표현
3 7~9/15 [6과10-01] 산소, 이산화탄소를 실험을 통해 발생시키고 성질을 확인한 후, 각 기체의 성질을 설명할 수 있다.
[초등학교 실과 5-6학년] (5) 기술 활용
[초등학교 미술 5-6학년] (2) 표현
4 10~12/15
[6수01-09] 분수의 곱셈의 계산 원리를 이해하고 그 계산을 할 수 있다. [6수04-04] 비례식을 알고, 그 성질을 이해하며, 이를 활용하여 간단한 비례식을 풀 수 있다.
[초등학교 과학 5~6학년군] (17) 에너지와 생활 [초등학교 음악 5~6학년군] (3) 생활화
5 13~15/15
[6수04-02]두 양의 크기를 비교하는 상황을 통해 비의 개념을 이해하고, 그 관계를 비로 나타낼 수 있다.
[6수04-03]비율을 이해하고, 비율을 분수, 소수, 백분율로 나타낼 수 있 다.
[초등학교 실과 5~6학년군] (5) 기술 활용 [초등학교 미술 5~6학년군] (2) 표현
2. STEAM 프로그램 총괄표(총 15차시)
차시 주요내용
1~3 /15
주제(단원)명 수학으로 표현하는 아름다움
Co 아름답게 꾸며진 다양한 공간을 살펴보고 그 속에 숨은 원리 알아보기
CD 다양한 정다각형을 활용하여 공간을 빈틈없이 채울 수 있는 방법 탐구하기
ET 공간의 조화를 고려하여 다양한 무늬 꾸미기
4~6 /15
주제(단원)명 어디가 같을까?
Co 테셀레이션 작품을 제시하고 작품의 특징 알아보기
CD 조작활동을 통해 합동의 의미와 성질 알아보기
ET 도형의 합동을 이용해 테셀레이션 작품 만들기
3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안
가. 1~3차시
차시 주요내용
7~9 /15
주제(단원)명 지구를 구하라
Co 지구온난화로 인해 가라앉고 있는 섬 투발루 생각해보기
CD 지구온난화 모의실험 설계하기
CD 지구온난화 문제를 해결하기 위해 할 수 있는 방법 찾아보기
ET 지구온난화에 대한 심각성을 공감하고 친구들이 만든 작품 감상하기
10~12 /15
주제(단원)명 음악 속 수학
Co 역사 속 수학자의 일화에서 음악 원리(순정률)의 발견에 대해 살펴보고, 이를 이용하여 아름다움 을 표현한 현대음악 감상하기
CD 토의·토론을 통한 음악 속 수학 원리를 탐구하고, 이를 이용한 나만의 악기 만들기
ET 음악과 수학의 관계이해를 통해 수학의 실용성과 심미성을 알고 수학교과에 대한 흥미 높이기
12~15 /15
주제(단원)명 미래의 모습 설계하기
Co 미래 사회의 모습 상상해보기, 자신의 진로와 연계지어 나의 모습 떠올려보기
CD 자신의 모습을 비율에 따라 디자인해보기
ET 3D 펜으로 나의 모습 나타내보기, 발표를 통해 의견을 나누며 소감 말하기
중심과목 수학 학교급/학년(군) 초등학교/4 학년
중심과목 성취기준
영역
[초등학교] (2) 도형 중심과목
성취기준
[4수02-12] 주어진 도형을 이용하여 여 러 가지 모양을 만들거나 채울 수 있다.
주제(단원)명 (6) 다각형 차시 1~3/15
학습목표 겹치지 않게 놓아 평면을 빈틈없이 채울 수 있는 정다각형을 찾아보고, 정다각형을 이용한 무늬를 만들어 교실 창문을 꾸밀 수 있다.
연계과목 미술 연계과목
성취기준 영역 [초등학교 미술 3~4 학년] 표현
STEAM 요소
S T E
A 다각형을 이용한 무늬를 만들어 교실 공간 꾸미기
M 겹치지 않게 놓아 평면을 빈틈없이 채울 수 있는 정다각형 찾기
개발 의도
정다각형을 겹치지 않게 놓아 평면을 채운 모습을 살펴보며 어떤 정다각형을 이용하여 평면을 가득 채울 수 있는지 이유를 탐구하고 정다각형을 겹치지 않게 놓아 평면을 가득 채워 아름다운 무늬를 만든다. 자신이 만든 무늬와 다른 친구들이 만든 무늬를 이어붙여 협동하여 교실 공간을 꾸밀 수 있도록 한다.
본 수업은 어떤 정다각형을 겹치지 않게 놓아 평면을 빈틈없이 채울 수 있는지 탐구하고, 그 다각형
면을 빈틈없이 채울 수 있는지 이유를 알아본다. 이어서 실생활에서 정다각형을 겹치지 않게 놓아 평 면을 가득 채운 무늬를 살펴보며 그것이 가능한 이유를 생각해보도록 한다.
다음으로, 정다각형을 이용한 무늬를 직접 만들어 교실 창문을 꾸미는 활동을 한다. 겹치지 않게 놓 아 평면을 가득 채울 수 있는 정다각형을 떠올리며 교실 창문에 아름다운 무늬를 꾸며 붙인다. 정다각 형을 겹치지 않게 놓아 평면을 빈틈없이 채울 수 있는 이유를 탐구함으로써 추론능력을 기를 수 있다.
또한, 학생들이 학교에서 대부분의 시간을 보내는 교실을 직접 꾸며보며 표현 능력과 미적 감수성을 기를 수 있다.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
1. 겹치지 않게 놓 아 평면을 가득 채 울 수 있는 정다각 형 찾아보기
2. 정다각형을 겹치 지 않게 놓아 교실 창문을 가득 채우는 무늬 디자인하기
창 의 적 설 계
창의적 설계
1. 어떤 정다각형을 이용하여 무늬를 만 들었는지 이야기해 보기
2. 교실 창문을 꾸며 본 소감 이야기하기
감 성 적 체 험 1. 디자인한 무늬를 제작하고
친구들과 협동하여 교실 창문 꾸미기
감성적 체험 학습
과정 교수-학습 활동 학습자료
및 유의점
도입 ( 40 분)
Co 정다각형을 겹치지 않게 놓아 평면을 빈틈없이 채운 모습 살펴보기 - 정사각형과 정오각형을 겹치지 않게 놓아 평면을 채운 모습 살펴보기
CD 겹치지 않게 놓아 평면을 가득 채울 수 있는 정다각형 찾아보기
- 정사각형을 겹치지 않게 놓아 평면을 빈틈없이 채울 수 있는 이유 탐구하기 - 정오각형을 겹치지 않게 놓아 평면을 빈틈없이 채울 수 없는 이유 탐구하기 - 겹치지 않게 놓아 평면을 가득 채울 수 있는 다른 정다각형 찾아보기
Co 실생활에서 정다각형을 겹치지 않게 놓아 가득 채운 무늬 찾아보기
ET 무늬를 감상하며 무늬의 아름다움 느끼기
CD 정다각형을 이용해 교실 창문을 가득 채울 수 있는 무늬 디자인하기 - 모둠 친구들과 협동하여 교실 창문을 꾸밀 수 있는 무늬 이야기하기 - 무늬 제작에 필요한 재료와 제작 과정 계획하기
그 림 자 료 , 각도기, 정 다각형 모 양조각
Tip! 각 도 기, 모양조 각을 이용하 여 평면을 가득 채울 수 있는 정 다각형을 자 유로운 방법 으로 찾아볼 수 있도록 한다.
Tip! 정다각 형을 이용해 실 생 활 에 서 무늬를 만들 어 이용할 수 있다는 것에 흥미를 가질 수 있 도록 한다.
전개 ( 40 분)
Co 스테인드 글라스 작품, 협동화 작품 살펴보기
CD 계획한 정다각형 무늬 제작하기 - 모둠별로 역할을 나누어 무늬 제작하기
- 제작한 부분을 이어붙여 협동 무늬를 완성하고 교실 창문에 붙이기
ET 제작 과정에서 소통의 즐거움과 협력의 힘 느끼기
그 림 자 료 , 채 색 도 구 , O H P 필 름 지, 테이프
Tip! 각 자 맡은 부분을
나. 4~6차시
제작하여 모 둠 친구들과 협력해 무늬 를 완성할 수 있다는 것에 즐거움 을 느끼고 공동체 의식 을 가질 수 있도록 한다.
정리 ( 40 분)
CD 작품 발표회 열기
- 어떤 정다각형을 이용하여 무늬를 만들었는지 모둠별로 발표하기 - 다른 모둠의 작품을 보고 느낀점 이야기하기
ET 교실 창문에 붙인 무늬 감상하고 무늬의 아름다움 느끼기
Tip! 아이들 이 교실을 돌 아 다 니 며 꾸민 무늬를 감상할 수 있는 시간을 충분히 주도 록 한다.
Tip! 서로의 작품 칭찬하 기, 제작과 정에서 느낀 점 이야기하 기 등 감상 평을 자유롭 게 나눌 수 있도록 한다.
중심과목 수학 학교급/학년(군) 초등학교/5 학년
중심과목 성취기준
영역
[초등학교] (2) 도형 중심과목
성취기준
[6수02-01] 구체적인 조작 활동을 통하 여 도형의 합동의 의미를 알고, 합동인 도형을 찾을 수 있다.
주제(단원)명 3. 합동과 대칭 차시 4~6/15
학습목표 도형의 합동의 의미와 성질을 알고, 자신만의 도형을 만들어 표현할 수 있다.
연계과목 미술 연계과목
성취기준 영역 [초등학교 5~6학년] 표현
STEAM 요소
S T E
A 테셀레이션 활동을 통해 합동의 확인하고 자신만의 도형 만들기 M 조작 활동을 통해 도형의 합동의 의미 알기
개발 의도 학생들이 미술의 표현 활동을 통해 합동의 의미와 성질을 스스로 확인하고 적용할 수 있는 수업 구성
- 5 -
학생들이 수학 시간에 간단한 조작 활동만을 통해 도형의 합동의 의미와 성질을 배우는 것에 그치지 않고 미술 시간에 테셀레이션 활동을 통해 자신만의 도형을 만들고 그 활동 속에서 합동의 의미를 스스로 확인하도록 수업을 구성하였습니다. 도형의 합동과 미술의 표현 영역을 연계하는 것에 그치지 않고 학생들이 스스로 자신만의 도형을 만들게 함으로써 창의력을 발휘할 수 있는 영역과 시간을 삽입하였습니다.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
도형의 합동의 의미와 성질에 대해 배워보았다. 합동의 의미와 성질을 적용하여 어떤 표현활동을 할 수 있을까?
창 의 적 설 계
창의적 설계
어떻게 도형의 합동의 의미와 성질을 적용하여 자신만의
테셀레이션 작품을 만들 수 있을까?.
감 성 적 체 험 도형의 합동의 의미 알아보기
합동인 도형의 성질 알아보기 합동의 의미와 성질을
이용하여 테셀레이션 작품 만들어 표현하기
감성적 체험 학습
과정 교수-학습 활동 학습자료
및 유의점
도입 (10 분)
ET 테셀레이션 작품을 보고 작품의 특징 발견하기
다음의 작품에서 발견할 수 있는 특징은 어떤 것들이 있을까?
- 같은 그림이 반복되고 있다.
- 그림이 매우 규칙적이다.
- 크기와 모양이 같은 패턴으로 이루어져 있다.
- 수학과 관련이 있는 그림이다.
Co 주어진 그림과 같은 그림에 담긴 수학적 개념을 알아보고 우리만의 작품을 만들 어 봅시다.
테셀레이션 작품 PPT
Tip! 학생들 이 미술 작 품을 수학 과 연관지 을 수 있도 록 자연스 럽게 유도 한다.
전개 (100 분)
<학습 활동 1>
Co 연수가 들고 있는 과자와 똑같은 모양의 크기로 과자를 구우려고 할 때 어떤 과자틀을 사용해야 할까요?
주어진 도형 조각을 활용하여 겹쳐지는 도형을 찾아봅시다.
CD 모양과 크기가 같아서 포개었을 때 완전히 겹치는 두 도형을 서로 합동이라고 합니다.
ET 주어진 다양한 도형들을 잘라서 겹쳐보고 색칠해보는 활동을 통해 합동인 도형 찾아보기
<학습 활동 2>
Co 주어진 그림에서 비어 있는 부분에 들어갈 모양의 조각을 찾아봅시다.
CD 도형 조각 중 비어 있는 부분에 들어갈 모양을 찾고, 겹쳐지는 부분들을 확인해 봅시다.
교과서 부 록 ( 준 비 물 4,5,6)
Tip! 합동의 의미를 교 사가 제시 하기 보다 학 생 들 이 조 작 활 동 을 통해 스스 로 유추할 수 있도록 지도한다.
Tip! 합동인 도형의 성 질을 직접 적으로 제
다. 7~9차시
서로 합동인 두 도형을 포개었을 때 완전히 겹쳐지는 점을 대응점, 겹쳐지는 변을 대응변, 겹쳐지는 각을 대응각이라고 합니다.
서로 합동인 두 도형에서 각각의 대응변의 길이와 대응각의 크기는 서로 같습니다.
<학습 활동 3>
Co 수학의 어떤 개념을 활용하면 테셀레이션 작품을 만들 수 있을까요?
- 도형의 합동의 의미를 알면 만들 수 있습니다.
- 합동인 도형의 성질을 알면 만들 수 있습니다.
ET 주어진 종이를 활용하여 합동인 도형을 구성하고 잘라봅시다.
잘라낸 합동인 도형을 적절히 배열하여 도화지에 붙여봅시다.
시하지 않 고, 직접 겹 쳐보는 조 작 활 동 을 통해 스스 로 발견할 수 있도록 한다.
테 셀 레 이 션 참 고 영 상 , 색종이, 도 화지
정리 (10 분)
<정리 활동>
ET 나만의 독창적인 그림에서 발견할 수 있는 합동의 의미와 성질을 발표해보도록 합시다.
CD 학습한 도형의 합동의 의미와 성질에 대해 짝에게 설명해봅시다.
중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/6 학년
중심과목 성취기준
영역
[초등학교] (6) 물질의 성질 중심과목 성취기준
[6과10-01] 산소, 이산화탄소를 실험을 통해 발생시키고 성질을 확인한 후, 각 기체의 성질을 설명할 수 있다.
주제(단원)명 (3) 여러 가지 기체 차시 7~9/15
학습목표 이산화탄소를 이용해 지구온난화 모의 실험을 설계할 수 있고 지구온난화에 미치는 영향을 알아 포스터를 제작할 수 있다.
연계과목 과학 연계과목
성취기준 영역
[초등학교 실과 5-6학년] (5) 기술 활용 [초등학교 미술 5-6학년] (2) 표현
STEAM 요소
S 이산화탄소를 줄이는 여러 가지 방법을 알아봄으로써 과학에 대한 긍정적인 태도 갖기 T 이산화탄소 발생장치를 꾸며서 이산화탄소를 발생시키고 그 성질을 알아보기
E
A 로컬푸드운동을 장려하기 위한 포스터 그리기
M 평소에 먹는 식품의 경로를 분석하여 각각의 푸드 마일리지 계산하고 비교해보기 개발 의도 이산화탄소 실험을 통해 지구온난화의 심각성을 공감할 수 있다.
푸드 마일리지를 구해보는 활동을 통해 지속 가능한 소비를 실천할 수 있다.
본 수업은 이산화탄소를 실험을 통해 발생시키고 이산화탄소가 지구 온난화에 미치는 영향에 대해 생각해 볼 수 있음을 목표로 한다. 실험 설계를 위해 학생 스스로 비교군과 대조군을 설정해 보도록 하였다. 최근 이산화탄소 발생량이 지속적으로 증가함에 따라 이산화탄소량을 줄이는 방법을 생각해 볼 수 있는 과정을 제시하였다. 환경문제에 대한 성찰과 반성은 지속가능한 미래를 위해 반드시 생각해야 할 문제이다. 자신의 작은 선택이 모여 지구의 환경문제를 해결하는데 보탬이 될 수 있음을 알고, 이산화탄소 발생량을 줄일 수 있는 다양한 방법을 학습함으로써 창의성과 과학적 사고력을 증진시키고자 함이 본 수업의 목표이다.
- 7 - STEAM
학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
폴리네시아에 있는 섬 나라 투발루는 지구 온난화로 인해 독립한 지 100 년만에 가라앉 을 지도 모른다.
어떻게 하면 지구온난 화를 막을 수 있을까?
창 의 적 설 계
창의적 설계 지구온난화 심각성에
대해 공감하기
이산화탄소를 줄이는 여러 방법을 파악하여 과학에 대한 긍정적인 태도 갖기
로컬푸드의 개념 이해 하고 이를 홍보하기 위한 포스터 제작하기
감 성 적 체 험 지구온난화 모의 실험 설계하기
이산화탄소가 지구온난화에 미치 는 영향 해석하기
푸드 마일리지의 개념에 대해 알 아보고 푸드 마일리지 구해보기
감성적 체험
학습
과정 교수-학습 활동
학습자료(㉶) 및 유의점 ( Tip! )
도입 ( 10 분)
Co 태평양의 폴리네시아에 위치한 투발루는 지구온난화로 인해 섬이 가라 앉을 위 기에 처해있습니다. 19 세기 말 영국의 식민지가 된 후, 독립한 지 100 년이 채 지 나지도 않은 채 국가가 사라질 위기에 처한 투발루입니다. 그렇다면 해수면의 상승 으로 인해 위협을 받게 된 나라는 투발루뿐일까요? 우리나라는 지구 온난화로부터 안전하다고 할 수 있을까요? 어떻게 하면 이 문제를 해결할 수 있을까요?
(자료 : 가라앉는 섬나라, 투발루 동영상 자료 시청하기)
ET 지구온난화로 인해 겪은 기후변화에 대해 이야기하며 환경오염의 심각성 공감 하기
㉶ 동영상 가라앉는 섬나 라, 투발루
Tip! 지 구 온 난화로 인한 문제가 먼 나 라 이야기가 아님을 경험을 떠올리며 생각 해 볼 수 있도 록 한다.
전개 (100 분)
<학습활동 1>
CD 지구온난화 모의 실험을 하기 위해 실험 설계를 해 봅시다.
Co 지구온난화가 진행되는 곳과 아닌 곳은 어떻게 차이를 두어야 할까요? 필요한 준비물은 무엇이 있을지 생각해봅시다. 같게 해주어야 하는 조건에는 무엇이 있을까 요? 다르게 해주어야 하는 조건에는 무엇이 있을까요? 우리가 측정해야하는 것은 무엇일까요?
ET 지구온난화 모의 실험을 설계한 내용을 바탕으로 직접 실험 해 봅시다.
(단, 방역지침에 따라 교사의 대표 실험으로 대체될 수 있다.)
결과를 바탕으로 이산화탄소가 미치는 영향에 대해 이야기 해 봅시다.
<학습활동 2>
Co 지구온난화의 주된 원인인 이산화탄소를 줄이기 위해 어떻게 하면 좋을까요?
CD 이산화탄소를 줄일 수 있는 실천 방법에 대하여 토의해봅시다.
CD 푸드마일리지의 개념에 대해 알아보고, 평소 내가 소비하는 식품의 푸드 마일리 지를 구해봅시다.
푸드 마일리지를 줄일 수 있는 현실적인 방법에 대해 토의해 봅시다.
ET 미처 생각하지 못한 식품 소비가 환경에 얼마나 많은 영향을 끼치는지 깨달음으 로써 식생활 개선을 통한 건강관리 및 환경 보존 의식을 길러봅시다.
㉶ 학습지 1
Tip! 질 문 을 통해 실험군 과 대조군의 차이를 학생 스스로 찾아 설계할 수 있 도록 유도한 다.
㉶ 학습지 2
Tip! 환 경 과 관련하여 식 생활 개선을 이야기 할 때, 음식을 선택하는 첫 과정부터 생 각할 수 있도 록 유도한다.
라. 10~12차시
<학습활동 3>
Co 푸드마일리지를 줄일 수 있는 방법에는 로컬푸드를 소비하는 것이 있습니다.
ET 푸드마일리지를 줄이기 위한 방법으로 로컬푸드장려 운동을 위한 공익 포스터를 제작해봅시다.
CD 효과적으로 내용을 전달하기 위해선 포스터에 어떤 내용이 들어가면 좋을까요?
눈에 들어오는 디자인과 내용으로 포스터를 표현해 봅시다.
㉶도화지, 채 색도구
Tip! 미 술 실 력 보 다 는 자신의 아이 디어를 전달 하는 것이 중 요한 것임을 상기시킨다.
정리 ( 10 분)
ET 포스터 제작을 통해 로컬푸드 운동을 홍보하며 느낀 점을 이야기해봅시다.
다른 친구들의 작품을 감상하며 어떤 포스터가 효과적으로 눈에 들어오는지 이야기 해봅시다.
CD 이산화탄소가 미치는 영향에 대해 이야기 해 봅시다.
지구온난화를 막기 위해 내가 할 수 있는 작은 실천에 무엇이 있을까요?
Tip! 지 금 당장 눈에 보 이지 않는 변 화라도 나의 작은 실천이 모여 환경이 보전됨을 알 수 있도록 한 다.
중심과목 수학 학교급/학년(군) 초등학교/6 학년
중심과목 성취기준
영역
[초등학교 5~6 학년군] (1) 수와 연산 [초등학교 5~6 학년군] (4) 규칙성
중심과목 성취기준
[6수01-09] 분수의 곱셈의 계산 원리를 이해하고 그 계산을 할 수 있다.
[6수04-04] 비례식을 알고, 그 성질을 이해하며, 이를 활용하여 간단한 비례식을 풀 수 있다.
주제(단원)명 아름다운 음악 속 수학원리 차시 10~12/15
학습목표 1. 음악을 구성하는 수학 원리를 이해하고, 이를 통해 아름다움의 요소를 탐구할 수 있다.
2. 수학 원리를 사용하여 나만의 음악을 만들고, 그 원리를 설명할 수 있다.
연계과목 과학, 음악 연계과목
성취기준 영역
[초등학교 5~6학년군] (17) 에너지와 생활 [초등학교 5~6학년군] (3) 생활화
STEAM 요소
S 소리에너지와 음악의 구성 원리 탐구하기 T
E
A 다양한 동요를 살펴보며 음악의 아름다움 느끼기 M 음악 속 수학 원리를 탐구하고 그 원리 탐구하기
개발 의도
수학과 예술은 이성과 감성의 영역으로 대표되는 학문이지만, 오히려 아름다운 예술 속에 는 수학의 원리와 규칙이 들어있을 때 표현된다. 다양한 음악 속 수학 원리를 알아보고 이를 탐구해봄으로써 수학의 실용성과 심미성을 학생들이 좀 더 쉽게 느낄 수 있도록 하 고자 한다.
수학은 학생들에게 매우 딱딱하고 단순히 계산만 많은 과목으로 인식된다. 반면 예술과목은 자유롭고 창의적인 과목으로 받아들인다. 때문에 학생들은 자신들이 자유롭게 무엇인가를 표현할 수 있는 예술 과목을 좀 더 편안하게 받아들이는 경향이 있다. 하지만 수학과 예술은 반대의 성격을 지닌 학문이 아 닌 오히려 상호 보완적 관계를 맺으며 존재한다. 음악의 원리인 순정률의 발견이 역사적으로 유명한 수학자 피타고라스로 인해 발견되었다는 것이 이를 증명한다. 음악을 통한 아름다움은 감성의 영역이 지만 그 감성의 울림을 일으키는 것은 수학과 같은 이성의 영역인 것이다. 이를 바탕으로 본 수업에서 는 학생들에게 수학은 어렵고 재미없는 것이라는 생각을 조금이나마 벗어나 예술에도 수학이 있음을 깨닫게 하여 수학의 실용성과 심미성을 느끼도록 하고자 한다.
이를 위해 본 수업은 관찰-탐구-표현이라는 3 가지 과정을 통해 수학의 아름다움을 느끼도록 구성하 였다. 우선은 역사 속에서 음악의 원리를 발견하는 과정을 직접 체험하며 음악이 수학과 밀접한 관련
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이 있음을 탐구한다. 이를 통해 자신이 배웠던 수학 원리를 자연스럽게 떠올리고 서로 연관 짓는 과정 을 경험할 수 있다. 다음으로는 관찰에서 살펴보았던 수학 원리를 구체화시켜 일반화 된 순정률에 대 해 알아본다. 이 과정에서 다양한 현대음악을 감상하며 음악에 대한 이해와 함께 흥미를 높이며 학습 내용에 대한 이해를 높인다. 마지막으로는 자신이 탐구하였던 내용을 활용하여 자신만의 악기와 악보 를 만들어 표현한다. 학생 스스로 원리를 적용하고 표현해봄으로써 수학에 대한 부담을 낮추고 좀 더 즐겁게 다가갈 수 있는 경험을 제공한다.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
1. 피타고라스의 음악 발견 살펴보기 2. 현대음악을
감상하며 음악과 수학의 관계 살펴보기
3. 수학원리를 이용한 나만의 음악 표현
창 의 적 설 계
창의적 설계 1. 다양한 악곡을 탐구하며 수학과 음악의 상관관계 깨닫기
2. 수학의 실용성 깨닫기
3. 수학에 대한 심적 부담 완화
감 성 적 체 험 1. 토의·토론을 통한 음악 속
수학원리 탐구
2. 수학원리를 이용하여 자유롭게 표현하는 경험 제공
감성적 체험 학습
과정 교수-학습 활동 학습자료
및 유의점
도입 (10 분)
Co 수학과 음악은 어떻게 관련이 있을까요? 음악에 어떤 수학 원리를 찾을 수 있 는지, 왜 수학 원리가 음악과 깊은 관련이 있는지 생각해본다.
ET 토의를 통해 학생들이 음악과 수학의 관계에 대해 자유롭게 의견을 발표하고, 이러한 수학원리가 음악이 아름답다고 느껴지는 감정에 어떻게 영향을 주는지 생각하며 수학의 실용성에 대해 이해한다.
ET 다양한 현대음악을 감상하고 수학원리가 음악에 어떻게 활용되었는지 호기심을 일으키며 수학학습에 대한 흥미를 갖는다.
현 대 음 악 동영상
Tip! 학 생 들 이 정확한 수 학 원리를 찾 아내지 못하 더라도, 음악 과 수학이 밀 접하게 관계 되어 있음을 알게 하는 것 이 핵심
전개 (100 분)
<활동 1> 수학자와 음악의 역사 살펴보기
Co 피타고라스의 음정발견을 소개하는 다큐 영상을 살펴보며, 음정의 원리와 수학 의 관계를 탐구한다.
CD 각 모둠별로 고무줄을 이용하여 피타고라스의 음정발견 과정을 체험하고 그 과 정에서 발견한 규칙을 발표하며 의견을 공유한다. 그 후 각 원리를 구체화하여 어떤 내용인지 함께 알아본다.
ET 피타고라스가 철의 길이에 따라 소리가 달라짐을 발견한 것처럼 학생들도 고무 줄의 길이를 조절하여 음정의 발견을 체험하고 이를 통해 수학의 실용성과 음 악의 관계를 이해한다.
<활동 2> 음악의 수학원리 순정률 알아보기
Co 고무줄의 길이변화에 따라 소리가 어떻게 달라지는지를 구체적으로 탐구하며, 이를 수치화하여 순정률에 대해 탐구한다.
CD 각 모둠별로 ‘도-레-미-파-솔-라-시-도’의 음정이 나타나는 고무줄의 길이를 직접 살펴보고, 고무줄의 길이가 갖는 규칙에 대해 의견을 나누어본다.
ET 모둠별로 나온 고무줄 길이 값을 종합하여 일정한 규칙이 있음을 밝히고, 그 규칙을 구체화한다. 이 과정을 통해 순정률을 알아봄으로써 수학과 음악의 관 련성을 깨달아 수학의 필요성을 느낀다.
피 타 고 라 스 동영상, 고무 줄
빨대, 가위, 테이프, 작은 종이 상자, 나무젓가락
마. 13~15차시
<활동 3> 수학원리를 적용한 나만의 악기와 악보 만들기
Co 앞서 학습한 수학원리를 활용하여 나만의 악기와 악보를 만들어 보도록 한 다. 이 때 만드는 악기는 기본적으로 빨대와 고무줄, 상자를 제공하되, 학생이 창 의적으로 제작할 수 있음을 안내한다. 교실에서 추가할 수 있는 재료들의 사용도 적 극 허용한다.
CD 개인 혹은 모둠별로 악기를 제작하고, 자신들이 연주할 악보를 순정률로 표현 한다.
ET 수학을 이용한 악기와 악보를 만들어보며 수학에 대한 심적 부담을 낮춘다.
Tip! 악 기 를 창 의 적 으 로 만들되, 그 속에 반드시 수 학 원 리 를 포 함 시 켜 야 함을 강조한 다.
정리 (10 분)
ET 이번 수업을 통해 깨닫게 된 점을 이야기하며 수학의 실용성과 심미성을 깨닫 고, 수학에 대한 흥미를 고취시킨다.
중심과목 수학 학교급/학년(군) 초등학교/6 학년
중심과목 성취기준
영역
초등학교 5~6학년군] (4) 규칙성 중심과목 성취기준
[6수04-02]두 양의 크기를 비교하는 상 황을 통해 비의 개념을 이해하고, 그 관 계를 비로 나타낼 수 있다.
[6수04-03]비율을 이해하고, 비율을 분 수, 소수, 백분율로 나타낼 수 있다. 주제(단원)명 미래 모습 설계하기 차시 13~15/15
학습목표 비의 개념을 이해하고 자신의 미래 모습을 3D펜으로 디자인할 수 있다.
연계과목 실과, 미술, 국어 연계과목 성취기준 영역
[06실05-02] 나를 이해하고 적성, 흥미, 성격에 맞는 직업을 탐색한다.
[06미02-02] 다양한 발상 방법으로 아이디어를 발전시킬 수 있다.
STEAM 요소
S
비와 비율의 개념 이해하기 3d 펜 사용하는 방법 알기
다양한 재료를 이용하여 자신의 모습을 표현하기 위한 디자인하기 T
E 디자인을 보고 3D 펜을 이용하여 제작하기
A 여러 가지 기법을 이용하여 모양 구상하기, 다양한 재료를 이용하여 꾸미기 M
개발 의도 일상생활 속 학생들이 좋아하는 캐릭터의 비율을 알아보고 자신의 미래 모습을 3d 펜으로 나타내봄으로서 융합적 사고에 기반하여 창의력과 상상력을 발휘할 수 있다.
수학의 중요한 주제 중 하나인 비와 비율은 우리 생활과 밀접하계 연계되어 있다. 물건의 가격 비교, 요리 재료의 비율, 물건의 할인율, 농구 선수의 자유투 성공률 등 일상생활의 경험을 통해 비와 비율에 대한 비형식적 지식을 가지고 있다. 이에 이번 활동은 학생들이 좋아하는 캐릭터들의 형태 비율을 구해봄으로서 흥미를 느낄 수 있다.
학생들은 기초적으로 3D 펜의 작동원리를 익히고 있는 상태이다. 이에 기반하여 본인들의 미래 모습을 상상해보고 어떻게 구현해볼 수 있을지 스케치해봄으로서 상상력과 창의력을 발현할 수 있다.
