인천송원초등학교

(1)

2019 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2019. 11.

인천송원초등학교

【 2019년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】

과 제 개 요

과제명 2019년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영(인천송원초등학교)

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 STEAM-up 프로그램 적용을 통한 ‘어린이 창업 Maker Project’

학교급 초등 대상 학년(군) 5,6학년

중심과목 과학 실과

중심과목 성취기준 영역

[초등학교 5-6학년] (13) 전기의 이용 [초등학교 5-6학년] (4) 기술시스템 / (5) 기술활용

연계과목 국어 미술

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 5-6학년] (1) 듣기・말하기 / (2) 쓰기 [초등학교 5-6학년] (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 인천송원초등학교 과학 교사 박인재

공동연구원 인천송원초등학교 미술 교사 김현미

공동연구원 인천송원초등학교 실과 교사 김정은

공동연구원 인천원당초등학교 과학 교사 주우철

공동연구원 인천구월서초등학교 국어 교사 신동선

2019년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 융합인재교육(STEAM) 교사연구회를 운영한 중간 결과로써 본 보고서를 제출합니다.

2019년 11월 15일

연구책임자 : 박 인 재 (인)

(2)

“이 보고서는 2019년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

목 차

1. 요약문··· 1

2. 서론··· 1

가. 연구의 필요성 ··· 2

나. 연구의 목적 ··· 2

다. 연구의 범위 ··· 2

3. 연구 수행 내용 및 결과··· 3

가. 선행연구 고찰 ··· 4

나. 학생 실태 분석 ··· 5

다. 연구 과제 설정 ··· 10

라. 연구의 방법 ··· 11

마. 연구의 실행 ··· 14

4. 연구 수행 결과 ··· 26

5. 결론 및 제언 ··· 31

6. 참고문헌··· 33

[부록]

부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

부록2. 수업 결과 사진, 학생 산출물 사진, 학생 활동지

(3)

- 1 -

1. 요약문

2. 서론

4차 산업혁명의 도래와 함께 일상생활에서 학생들이 공학적 사고와 컴퓨팅사고에 대한 자질을 갖추고 미래 사회 프로슈머로서의 자질을 갖추기 위한 노력이 필요하 다. 따라서 본 연구회에서는 ‘메이커교육’과 연계하여 과학, 실과, 수학, 예술 등의 교과가 융합된 STEAM 프로그램 개발을 하고자 한다. 덧붙여서 과학/정보교과 관 련 영역별 성취기준을 바탕으로 학생들의 현재의 관심과 흥미를 살린 진로교육과 연결하고자 한다. 이를 통해 ‘어린이 창업 메이커(Maker) 프로젝트’를 개발하여 스 타트업(Start-UP)을 비롯한 미래 창업가가 되기 위한 경험을 초등학교에서 시작할 수 있는 융합인재교육 연구를 진행하고자 한다.

본 연구회의 연구주제인 ‘STEAM-UP 프로그램 적용을 통한 어린이 창업 Maker Project’를 통해 미래의 START-UP 창업가가 되어보는 경험을 제공하였다. 미래 진로역량을 가진 학생들로 성장시 키기 위하여 구안한 STEAM 통합 모형의 적용을 통해 학생들의 창의적 문제해결력과 협력·공유 능 력을 함양하는데 그 목적이 있다. 이러한 목적의 달성을 위한 연구 내용은 다음과 같다.

가. 『STEAM-UP 프로그램 적용을 통한 어린이 창업 Maker Project』 운영을 위한 여건 조성 나. 『STEAM-UP 프로그램 적용을 통한 어린이 창업 Maker Project』 융합교육 프로그램 개발 다. 『STEAM-UP 프로그램 적용을 통한 어린이 창업 Maker Project』 정착을 위한 다양한 교육 활동 및 협력연구 강화활동 전개

위와 같은 연구내용을 통해 얻게 된 결과는 다음과 같다.

첫째, 학생들의 STEAM 교육과 창업을 통한 진로교육에 대한 공감대가 형성되고 관심과 흥미가 증대되었으며 STEAM 교육 프로그램 운영을 위한 효율적 기반이 마련되었다.

둘째, STEAM 수업구성원리를 분석하여 수업구성 방향을 인지하고, 교육과정을 학년군별(5,6학년 군)로 분석하여 STEAM 프로그램 적용을 위한 5가지 주제를 설정하였다. 또한 과학내용과 원리를 중심으로 다양한 교과를 융합하여 창업교육 프로그램을 기획하였으며, 각 프로그램에 미래기술과 제작 Maker 방법을 매칭시켜 개발하였다. 본 연구의 효과를 검증한 결과 과학, 수학 교과에 대한 흥미도, 지아효능감 등의 인식과 과학, 수학 학습활동에 대한 정의적 태도, 이공계 진로인식에 긍정 적인 변화를 얻을 수 있었고, 통계적으로도 유의미한 차이를 보였다.

셋째, 개발된 수업 프로그램 적용을 통해 STEAM 프로그램으로 일반화하고 확산하기 위해 교내 학습 공동체 연수, 공개수업 및 워크숍을 진행하여 STEAM 교육의 확산을 위해 노력하였다. 또한 교육과정 재구성 및 운영 사례로 본 연구회에서 실시한 STEAM프로그램 적용을 주제로 강의를 진 행하였고, 다른 STEAM 연구회와 컨퍼런스를 통해 정보를 교환하고 협력하는 활동을 진행하여 STEAM교육을 확산시키기 위해 노력하였다.

이 연구를 통해 STEAM 프로그램이 학생들의 과학, 수학에 대한 인식, 정의적 태도, 진로인식에 긍정적인 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 이러한 측면에서 더욱 다양한 융합교육 적용 연구와 학 교 현장의 적극적인 활용이 필요하다고 생각된다.

가. 연구의 필요성

1) 대량생산이 미덕인 산업화 시대에서 창의와 융합의 4차 산업혁명 시대 도래 2) 이제는 비슷한 모습의 아이들을 양산하는 교육이 아닌 창의적으로 문제를 해결할 수 있고, 도전할 준비가 되어 있으며, 세상을 만들고 변화시키는 학생들을 길러내는 교육 필요 3) 첨단 과학기술을 기반으로 빠르게 변화하는 융복합의 미래사회를 대비하기 위해서 창의적 해결을 위한 미래 역량 필요

4) 지성‧감성‧인성을 기르는 창의교육 및 자율성·공유·협력에 기초해 제품의 기획·제작·완성 까지 모든 과정을 학생이 스스로 판단하며 이끄는 4차 산업혁명을 대비하는 프로젝트 교육인 ‘메이커 교육’과 ‘창업교육’이 매우 중요한 시기

5) 진로교육과 연계하여 과학, 사회, 미술 등의 교과가 융합된 STEAM 프로그램 개발 6) 과학과 기술에 대한 흥미를 이끌어내기 위해서 직접 생활 속 불편함 또는 문제를 해결해 나가거나 기업가정신을 바탕으로 새로운 회사를 세워 물건을 판매하기 위한 ‘어린이 스타트업 기업가’로 자리 잡을 수 있는 학생들로 성장하는데 도움

나. 연구의 목적

1) 다양한 교육활동 여건 조성을 통하여 교사와 학생들의 STEAM-Up 프로젝트에 대한 공 감대를 형성하고 미래 사회의 주역으로 성장하기 위한 효율적 토대 마련 2) 창업교육을 기반으로 2015 개정교육과정 과학, 실과, 미술 등의 교과가 융합된 STEAM-Up 통합프로그램을 구안하고 적용함으로써 STEAM 수업의 체계성 강화 3) STEAM 통합 모형에 맞는 다양한 STEAM 프로그램을 통하여 창의적 문제해결력과 협력·공유 능력 함양

다. 연구의 범위

1) 6학년 4개 학급의 107명을 대상으로 STEAM 프로그램 운영

2) 학년별 연간 교육활동 시수는 2015 개정교육과정 과학, 실과, 미술, 국어교과에서 지도 요소를 추출하여 연간 14시간을 확보하여 운영

3) 프로그램 적용을 통한 효과성 검증은 정의적 영역 및 진로인식 관련 내용으로 제한

(4)

- 3 -

3. 연구 수행 내용

◦ 개발 STEAM 프로그램 개요

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 STEAM-UP 프로그램 적용을 통한 어린이 창업 Maker Project 선행

프로그램명 해당없음

학교급 초등학교 대상 학년(군) 5,6학년

중심과목 실과 과학

중심과목 성취기준 영역

[초등학교 5-6학년] (4) 기술시스템 / (5) 기술활용 [초등학교 5-6학년] (13) 전기의 이용

연계과목 국어

미술

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 5-6학년] (1) 듣기・말하기 / (2) 쓰기 [초등학교 5-6학년] (2) 표현

개발계획 주제 연번

차시

(시수) 과목 연계(안)

1 2 실과(1) + 국어(1)

2 3 과학(2) + 미술(1)

3 3 과학(1) + 수학(1) + 미술(1)

4 3 과학(1) + 실과(2)

5 3 과학(1) + 실과(1) + 미술(1)

총 14차시

개발·적용 현황

※ 5개의 소주제 14차시 프로그램 개발 완료 개발 프로그램 10월 중 수업 적용 완료

◦ 개발 STEAM 프로그램 운영 계획

구분 STEAM 프로그램명 적용

학년 적용 교과(시수) 수혜 학생 수

개발 계획

STEAM-UP 프로그램 적용을 통한 어린이 창업 Maker Project

1

아이디어, Maker와 만남!

“STEAM-UP“

5,6

실과(1) + 국어(1)

107 2 ^{전기회로 메이커}

(Maker) 되어보기 과학(2) + 미술(1)

3 ^{리쏘페인 활용} 생활용품 제작하기

과학(1) + 수학(1) + 미술(1)

4 생태 Start-up

기업가 되어보기 실과(2) + 과학(1)

5 ^Upcycling 기업가 되어보기

실과(1) + 과학(1) + 미술(1)

◦ 적용 대상의 선정 기준 – 실제 발명과 창업 아이디어를 구현해내는 진로교육의 적용을 위해 제작도구 활용 능력을 감안하여 고학년(6학년)을 대상으로 연구 진행

가. 선행연구 고찰 1) 선행 연구 분석

본 교사연구회 운영과 관련된 선행 STEAM 연구 자료를 분석한 결과는 다음과 같다.

<표 1> STEAM 교육에 대한 선행연구 분석

2) 선행 연구로부터 얻은 시사점

본 교사연구회가 STEAM 프로그램을 운영함에 있어서 위 선행 STEAM 연구 자료를 분석한 결과로부 터 다음과 같은 시사점을 얻었다.

첫째, 국내의 융합인재교육은 교사연구회를 포함하여 체계적이고 다양하게 연구가 진행되고 있으며 앞으로 교육과정 재구성 등 일선 현장에서의 적용ㆍ검토가 체계적이고 지속적으로 이루어져야 한다.

둘째, 융합인재교육은 인문학적 지식과 과학 내용이나 제작방법(메이커교육)을 융합하여 학습 효과와 진로역량에 긍정적인 도움을 줄 수 있다.

셋째, 과학ㆍ수학ㆍ기술ㆍ공학ㆍ예술 요소가 하나의 주제로 통합되는 주제 중심 통합 교육을 통해 다 양한 형태의 수업 형태가 개발되어 효과를 나타내고 있다.

연도 구분 연 구 주 제 연 구 내 용 본 연구와의 관련 내용

2011 울산

반천초

Project 중심의 STEAM교 육 적용을 통한 창의적 문 제해결력 신장

-Project 중심 STEAM 교육 수업모델 -STEAM교육 내실화를 위

한 창의적 체험활동 프로 그램 운영

-Project 중심의 STEAM교육 수업모델 탐색 -창의적 체험활동 프로그램 운

영 사례

2016 정낙주 (박사논문)

초·중등 학생들의 STEAM 태도와 이공계 진 로선호에 관한 연구

-STEAM 교육에 따른 흥 미도, 자기효능감 및 수 학, 과학 진로 선호도의 변화에 따른 효과성 검 증

-STEAM교육을 통한 진로와의 연관 관계 연구 고찰

2016 김미수 (박사논문)

STEAM 교수 학습 원리를 활용한 역량기반 진로교육 모형 개발

-융합교육(STEAM)을 통한 역량기반 진로교육 수업모 형 개발

-STEAM교육과 연계한 수업모형 개발 연구 탐색

2019 문민호 (석사논문)

STEAM 프로그램 적용 수 업이 초등학생의 창의적 인성 및 정의적 효과에 미치는 영향

-융합교육(STEAM)을 통한 창의성 및 정의적 효과성 검증

-STEAM 프로그램 적용을 통 한 효과성 검증 방안 연구

2019 전주연 (석사논문)

2015 개정 교육과정에 따 른 3, 4학년 과학 교과서 의 STEAM 요소 분석

-주제중심형 수업모델 -2015개정교육과정 분석 -STEAM 교육과정 재구성

을 통한 활성화 방안

-STEAM 프로그램 적용을 위 한 교육과정 재구성 준비

(5)

- 5 - 나. 학생 실태 분석

1) 실태 조사 내용 및 방법

연구 추진 방향과 실행 과제 설정을 위하여 인천송원초등학교 6학년 학생 107명을 대상으 로 <표 2>와 같이 실태조사를 실시하였다.

<표 2> 실태 조사 내용 및 방법

대상 조사 내용 도구 방법 조사시기

학생 (6학년)

• 과학, 수학 교과에 대한 인식 (흥미, 자아개념, 자아효능감, 유용성) • 과학, 수학 학습활동에 대한 정의적 태도 (배려, 소통)

• 과학, 수학에 대한 이공계 진로선택 • 국어, 수학, 과학, 실과, 사회, 예체능 교과를 좋아하는 정도

• 국어, 수학, 과학, 실과 교과의 성적 • 최근 2년동안 과학, 수학 교과에 대한 사교육 경험, 기간, 시간

설문지 빈도분석 2019. 06.

2) 실태 분석

학생들을 대상으로 실시한 실태 조사의 분석 결과는 다음과 같다.

<표 3> 학생들의 과학, 수학 교과에 대한 인식 (N=107) 문항

번호 설문 내용 구분 응답 내용 및 결과

전혀동의

하지않음 동의하지

않음 동의함 매우

동의함

1 나는 과학 수업 내용이 재미있다. N 4 21 64 18

% 3.7 19.6 59.8 16.8

2 나는 과학 공부하는 것이 즐겁다. N 9 35 50 13

% 8.4 32.7 46.7 12.1

3 나는 과학 관련 정보나 책을 찾아 읽는 것을 즐긴다.

N 9 57 35 6

% 8.4 53.3 32.7 5.6

4 나는 과학을 좋아한다. N 8 46 39 14

% 7.5 43.0 36.4 13.1

5 나는 과학 관련 활동(과학관 견학, 과학 행사 참여, 과학 관련 글읽기)이 재미 있다.

N 7 27 52 21

% 6.5 25.2 48.6 19.6

6 나는 수학 관련 활동(수학 체험 활동, 수학 퀴즈 풀이 또는 수학 관련 글 읽기)이 재미있다.

N 6 25 63 13

% 5.6 23.4 58.9 12.1

7 나는 수학 수업 내용이 재미있다. N 3 24 58 22

% 2.8 22.4 54.2 20.6

8 나는 수학 관련 정보나 책을 찾아 읽는

것을 즐긴다. N 9 54 29 15

% 8.4 50.5 27.1 14.0

9 나는 수학 공부하는 것이 즐겁다. N 5 33 53 16

% 4.7 30.8 49.5 15.0

10 나는 수학을 좋아한다. N 7 38 45 17

% 6.5 35.5 42.1 15.9

문항

번호 설문 내용 구분

응답 내용 및 결과 전혀동의

하지않음 동의하지

않음 동의함 매우

동의함

11 나는 수학 내용을 이해할 자신이 있다. N 2 8 64 33

% 1.9 7.5 59.8 30.8

12 나는 수학 문제를 잘 풀 수 있다는 자신이 있다.

N 6 29 48 24

% 5.6 27.1 44.9 22.4

13 나는 수학 내용에 대한 이해가 빠르다. N 5 23 52 27

% 4.7 21.5 48.6 25.2

14 나는 수학이 쉽다고 생각한다. N 11 37 35 24

% 10.3 34.6 32.7 22.4

15 과학 내용을 이해할 자신이 있다. N 5 27 57 18

% 4.7 25.2 53.3 16.8

16 나는 과학이 쉽다고 생각한다. N 12 61 22 12

% 11.2 57.0 20.6 11.2

17 나는 과학 내용에 대한 이해가 빠르다. N 12 38 40 17

% 11.2 35.5 37.4 15.9

18 과학 문제를 잘 풀 수 있다는 자신이 있다.

N 9 45 43 10

% 8.4 42.1 40.2 9.3

19 과학 공부를 하는 것은 앞으로 중학교, 고등학교에서 공부하는데 도움이 된다.

N 0 1 56 50

% 0 0.9 52.3 46.7

20 과학은 다른 과목을 공부하는데 도움이 된다.

N 1 22 54 30

% 0.9 20.6 50.5 28.0

21 과학 지식은 일상생활에 도움이 된다. N 2 7 61 37

% 1.9 6.5 57.0 34.6

22 수학은 다른 교과를 공부하는데 도움이 된다.

N 2 9 48 48

% 1.9 8.4 44.9 44.9

23 수학 공부를 하는 것은 앞으로 중학교, 고등학교에서 공부하는데 도움이 된다.

N 2 1 41 63

% 1.9 0.9 38.3 58.9

24 수학 지식은 일상생활에 도움이 된다. N 3 3 47 54

% 2.8 2.8 43.9 50.5

(6)

- 7 - 문항

동의함 1 나는 과학 실험 도구를 다른 친구와

사이좋게 나누어 사용한다.

N 2 4 65 36

% 1.9 3.7 60.7 33.6

2 과학 시간에 모둠 활동을 할 때 친구 들과 의견을 나누는 것은 중요하다.

N 2 4 47 54

% 1.9 3.7 43.9 50.5

3 나는 과학 시간에 의견을 주장할 때 다른 친구의 입장도 깊게 살핀다.

N 0 9 69 29

% 0 8.4 64.5 27.1

4 나는 과학 시간에 친구들과 적극적으로 의견을 나눈다.

N 6 20 67 14

% 5.6 18.7 62.6 13.1

5 나는 과학 시간에 친구의 발표를 주의 깊게 듣는다.

N 3 3 84 17

% 2.8 2.8 78.5 15.9

6 나는 과학 시간에 내 생각을 적극적 으로 표현한다.

N 5 37 53 12

% 4.7 34.6 49.5 11.2

7 나는 수학 시간에 친구의 발표를 주의 깊게 듣는다.

N 2 12 69 24

% 1.9 11.2 64.5 22.4

8 나는 수학 시간에 나와 의견이 다른 친구의 의견을 존중한다.

N 1 4 76 26

% 0.9 3.7 71.0 24.3

9 나는 수학 시간에 친구들과 적극적으로 의견을 나눈다.

N 5 21 66 15

% 4.7 19.6 61.7 14.0

10 나는 수학 시간에 내 생각을 적극적 으로 표현한다.

N 4 36 50 17

% 3.7 33.6 46.7 15.9

11 수학 시간에 모둠 활동을 할 때 친구 들과 의견을 나누는 것은 중요하다.

N 2 4 71 30

% 1.9 3.7 66.4 28.0

12 나는 수학 시간에 의견을 주장할 때 다른 친구의 입장도 깊게 살핀다.

N 3 6 79 19

% 2.8 5.6 73.8 17.8

<표 4> 학생들의 과학, 수학 학습활동에 대한 정의적 태도 (N=107)

<표 5> 학생들의 과학, 수학에 대한 이공계 진로선택 (N=107)

문항

동의함 1 과학 관련 직업을 갖는 것은 멋진

일이다.

N 3 11 72 21

% 2.8 10.3 67.3 19.6

2 과학과 관련된 직업에 관심이 있다. N 15 55 26 11

% 14.0 51.4 24.3 10.3

3 수학과 관련된 직업에 관심이 있다. N 12 53 31 11

% 11.2 49.5 29.0 10.3

4 수학 관련 직업을 갖는 것은 멋진 일이다.

N 4 17 60 26

% 3.7 15.9 56.1 24.3

설문 내용 구분 응답 내용 및 결과

매우 싫어함 싫어함 보통 좋아함 매우 좋아함

국어 N 3 15 52 32 5

% 2.8 14.0 48.6 29.9 4.7

수학 N 5 11 41 33 17

% 4.7 10.3 38.3 30.8 15.9

과학 N 5 27 39 22 14

% 4.7 25.2 36.4 20.6 13.1

실과 N 1 3 40 36 27

% 0.9 2.8 37.4 33.6 25.2

사회 N 6 17 38 34 12

% 5.6 15.9 35.5 31.8 11.2

음악, 미술, 체육 N 1 1 23 22 60

% 0.9 0.9 21.5 20.6 56.1

<표 6> 학생들의 국어, 수학, 과학, 실과, 사회, 예체능 교과를 좋아하는 정도 (N=107)

매우 못함 못함 보통 잘함 매우 잘함

국어 N 0 6 53 39 9

% 0 5.6 49.5 36.4 8.4

수학 N 4 11 28 48 16

% 3.7 10.3 26.2 44.9 15.0

과학 N 4 26 35 33 9

% 3.7 24.3 32.7 30.8 8.4

실과 N 0 0 52 33 22

% 0 0 48.6 30.8 20.6

<표 7> 학생들의 국어, 수학, 과학, 실과 교과의 성적 (N=107)

예 아니오

수학 N 93 14

% 86.9 13.1

과학 N 47 60

% 43.9 56.1

<표 8> 최근 2년 동안 학생들의 수학, 과학 교과에 대한 사교육 경험 여부 (N=107)

6개월 미만 6~12 개월 13~18개월 19~24개월 24개월 초과

수학 N 6 18 16 12 41

% 6.5 19.4 17.2 12.9 44.1

과학 N 15 13 3 4 12

% 31.9 27.7 6.4 8.5 25.5

<표 9> 최근 2년 동안 학생들의 수학, 과학 교과에 대한 사교육을 받은 기간 (N=107)

(7)

- 9 -

설문 내용 구분

응답 내용 및 결과 1시간

미만 1~2시간

미만

2~3시간 미만

3~4시간 미만

4~5시간 미만

5시간 이상

수학 N 6 15 14 11 8 39

% 6.5 16.1 15.1 11.8 8.6 41.9

과학 N 14 9 9 10 5 0

% 29.8 19.1 19.1 21.3 10.6 0

<표 10> 최근 2년 동안 학생들의 수학, 과학 교과에 대한 일주일에 사교육을 받은 시간 (N=107)

3) 실태 분석에서 얻은 시사점

학생을 대상으로 실시한 설문 분석 결과 다음과 같은 시사점을 얻었다.

첫째, 학생들은 과학, 수학 교과에 흥미가 있다고 대체적으로 인식하고 있다. 그러나 과학, 수학 교 과 모두에서 관련 정보나 책을 찾아 즐겨 읽는 학생의 비율은 상당히 낮게 나타나고 있으므로 학교에 서 과학, 수학에 대해 쉽게 접근할 수 있는 학생 수준에 맞는 정보나 책을 제공해 주는 것이 필요하다.

둘째, 학생들은 과학, 수학 교과 내용에 대해 이해할 자신도 있고 이해가 빠르다고 인식하고 있다. 그 러나 과학, 수학 교과 모두에서 해당 과목을 쉽다고 생각하는 비율은 낮게 나타나고 있으므로 학교에서 수학과 과학에 어렵지 않도록 실제 생활과 연계된 수업을 진행하고 수업 시 다양한 교구, 실험을 제공 해 주는 것이 필요하다.

셋째, 학생들은 과학, 수학 학습활동 시 서로 의견을 나누는 것은 매우 중요하고 친구들의 의견을 경 청하고 의견을 존중하는 등 정의적 태도와 관련한 비율은 대체적으로 높게 나타나고 있다. 그러나 과학, 수학 교과 모두에서 자신의 생각을 적극적으로 표현하는 비율은 상대적으로 낮게 나타나고 있으므로 자 신의 생각을 자신 있게 표현할 수 있는 체계적인 지도 방법이 필요하다.

넷째, 과학, 수학 교과 관련 직업을 갖는 것은 멋진 일이라고 대부분의 학생이 인식하고 있으나 과학, 수학과 관련된 직업에 관심이 있는 비율이 낮게 나타나고 있으므로 입시만을 위한 공부가 아닌 실생활 과 밀접하게 연관되고 미래의 직업과도 연결될 수 있는 프로그램 적용이 필요하다.

다. 연구 과제 설정

본 연구의 목적을 달성하기 위하여 선행 연구의 고찰, 학생 실태 분석 등을 토대로 다음과 같은 연 구 과제를 설정하였다.

『STEAM-UP 프로그램 적용을 통한 어린이 창업 Maker Project』

운영을 위한 여건 조성

가. 교육과정 재구성과 2015개정교육과정 분석을 통한 정규교과 수업시수 확보 나. 교사 연수 및 전문적 학습공동체 운영을 통한 STEAM교육에 대한 이해와 인식 재고 다. 첨단 기자재(3D프린터) 및 메이커 교구 확보 및 연수를 통한 수업환경 개선

융합교육 프로그램 개발

가. STEAM-UP 어린이 창업 프로그램 계획 및 프로그램 운영방향 수립 나. STEAM-UP 어린이 창업 프로그램 개발

다. STEAM-UP 어린이 창업 프로그램 운영 및 적용

라. STEAM 수업평가 방법 개발 및 학교생활기록부 기재 방법 제시

정착을 위한 다양한 교육활동 및 협력연구 강화활동 전개

가. 수업 반성 및 환류를 통해 교과연구회 개발 STEAM 프로그램의 일반화 나. STEAM 워크샵 운영 및 보고회, 컨설팅 활동 참여

다. 타 STEAM 교사 연구회와 협력 및 내용 공유활동 및 후속 활동

(8)

- 11 - 라. 연구의 방법

1) 연구의 대상 및 기간

가) 연구 대상: 인천송원초등학교 6학년 4개학급 학생 107명 나) 연구 기간: 2019. 04. 01. ~ 2019. 11. 30. (8개월)

2) 연구의 절차 및 내용

본 연구의 목적을 달성하기 위해 다음 <표 11>과 같이 연구 절차를 계획하여 운영하였다.

<표 11> 연구 절차 및 내용

운영절차 운영 내용 기간

준비 및 계획수립

∙ 문헌 연구 및 선행 연구 분석

∙ 실태 분석을 통한 의견 수렴, 문제점 파악 및 해결방안 협의

∙ 연구 주제 설정 및 운영 계획 수립

∙ 운영 조직

2019. 04.

~ 2019. 04.

실행

∙ 연구 과제 1의 실천

2019. 05.

~ 2019. 10.

검증 ∙ 연구 과제별 결과 분석 및 평가

∙ 문제점 분석 및 보완

2019. 10.

~ 2019. 11.

결과 보고

∙ 운영 결과 정리 및 해석

∙ 결과 보고서 작성

∙ 성과발표회 준비

일반화 ∙ 연구 결과 공유를 위한 노력

∙ 자료의 일반화 방안 탐색 및 보급

2019. 11.

~ 2020. 02.

3) 연구 조직

본 연구의 목적을 달성하고, 운영과제의 특성을 살리며 효율적인 운영을 위하여 다음 <표 12>와 같이 4개 분 과로 조직, 운영하였다.

<표 12> 연구조직

4) 연구의 평가 도구 및 자료 처리 방법

본 연구에서 사용한 평가 도구는 연구회의 효과를 검증하기 위하여 한국과학창의재단에 서 제작한 학생 설문지를 사용하였다.

과학, 수학 교과에 대한 인식의 하위변인, 즉 흥미 10문항, 자아개념 4문항, 자아효능감 4문항, 유용성 6문항으로 구성하였으며, 총 24개의 문항에 대하여 Likert 4단계 척도(1: 전 혀 동의하지 않음, 2: 동의하지 않음, 3: 동의함, 4: 매우 동의함)를 사용하였다.

과학, 수학 학습활동에 대한 정의적 태도의 하위변인, 즉 배려, 소통에 대하여 각각 6개 의 문항으로 구성하였으며, 총 12개의 문항에 대하여 Likert 4단계 척도(1: 전혀 동의하지 않음, 2: 동의하지 않음, 3: 동의함, 4: 매우 동의함)를 사용하였다.

과학, 수학에 대한 이공계 진로선택 4문항에 대하여 Likert 4단계 척도(1: 전혀 동의하지 않음, 2: 동의하지 않음, 3: 동의함, 4: 매우 동의함)를 사용하였다.

사전 문항신뢰도(Cronbach α)는 과학, 수학 교과에 대한 인식 .939, 과학, 수학 학습활동에 대한 정의적 태도 .887이며, 과학, 수학에 대한 이공계 진로선택 .756이며, 전체 신뢰도는 .954로 나타났다.

사후 문항신뢰도(Cronbach α)는 과학, 수학 교과에 대한 인식 .953, 과학, 수학 학습활동에 대한 정의 적 태도 .922이며, 과학, 수학에 대한 이공계 진로선택 .752이며, 전체 신뢰도는 .966으로 나타났다.

연구책임자 ․연구책임자 1명

․공동연구원 4명

․자문위원 1명 박인재

(계 6 명)

기획 및 교육 부문 지원 및 평가 부문

연 구 원 : 박인재 김현미 김정은

연 구 원 : 신동선 주우철

기획 분과 교육 분과 지원 분과 평가 분과

․ 연구주제 및 과제실천 추진계획 수립

․ STEAM 교육과정 편성 프로그램 운영 개선안 마련

․ 이론적 배경 검토

․ STEAM 교육 수업모델 개발

․ 연구보고서 작성

․ 교사워크샵 기획, 운영

․ STEAM 교육 수업모델 분석

․ STEAM 교육 프로그램 분석 및 앱 개발

․ 관련 교사 연수

․ 지도안 작성 수업

․ 프로그램 지도 및 평가

․ 수업모델 및 교육프로그 램 개선안 협의 작성

․교실 확보 및 환경 조성

․교수학습 자료 제작

․프로그램 자료 구입 준비

․행사 활동 자료 지원

․STEAM 홍보자료 제작

․운영결과 공유 자료 제작 및 홍보

․기초실태 조사 및 분석

․연구과제 1,2,3의 실행 결과 분석

․월별 검증 및 평가

․교육과정 편성 및 수업 모델과 프로그램 개선안 정리

․STEAM 교육 확산 방 안 마련

박인재 김현미, 김정은 주우철 신동선

(9)

- 13 -

<표 13> 과학, 수학 교과에 대한 인식 설문지 문항 구성표

구 분 하위변인 문항수 문항번호 사전 신뢰도

Cronbach α 사후 신뢰도 Cronbach α

과학, 수학 교과에 대한 인식

흥미 10 1,3,5,7,8,10,14,16,21,

34 .887 .922

자아개념 4 24,28,30,38 .762 .864

자아효능감 4 2,6,27,35 .723 .822

유용성 6 13,17,29,31,33,40 .839 .896

소계 24 .939 .953

<표 14> 과학, 수학 학습활동에 대한 정의적 태도 설문지 문항 구성표

구 분 하위변인 문항수 문항번호 사전 신뢰도

Cronbach α 사후 신뢰도 Cronbach α 과학, 수학

학 습 활 동 에 대한 정의적 태도

배려 6 11,15,18,20,26,39 .847 .847

소통 6 12,22,23,25,32,37 .764 .867

소계 12 .887 .922

<표 15> 과학, 수학에 대한 이공계 진로선택 설문지 문항 구성표

구 분 문항수 문항번호 사전 신뢰도

Cronbach α 사후 신뢰도 Cronbach α 과학, 수학에 대한

이공계 진로선택 4 4,9,19,36 .756 .752

설문조사에서 수집된 자료의 통계처리는 PASW Statistics 18.0 프로그램을 이용하여 분석하 였는데, 이 연구에서 사용한 구체적인 통계처리 방법은 다음과 같다.

첫째, 이 연구에 사용된 측정도구인 학생의 과학, 수학 교과에 대한 인식, 과학, 수학 학습활 동에 대한 정의적 태도, 과학, 수학에 대한 이공계 진로선택에 대한 측정 설문지의 문항신뢰도 를 검증하기 위하여 Cronbach 값을 산출하였다.

둘째, 학생의 학생의 과학, 수학 교과에 대한 인식, 과학, 수학 학습활동에 대한 정의적 태 도, 과학, 수학에 대한 이공계 진로선택, 국어, 수학, 과학, 실과, 사회, 예체능 교과를 좋아하 는 정도, 국어, 수학, 과학, 실과 교과의 성적, 최근 2년 동안 과학, 수학 교과에 대한 사교육 경험, 기간, 시간을 파악하기 위해 빈도분석과 t-test(검증)을 실시하였다.

마. 연구의 실행 1) ‘연구 과제 1’의 실행

운영을 위한 여건 조성

가. 교육과정 재구성과 2015개정교육과정 분석을 통한 정규교과 수업시수 확보 나. 교사 연수 및 전문적 학습공동체 운영을 통한 STEAM교육에 대한 이해와 인식 재고 다. 첨단 기자재(3D프린터) 및 메이커 교구 확보 및 연수를 통한 수업환경 개선

가) 교육과정 재구성과 2015개정교육과정 분석을 통한 정규교과 수업시수 확보

STEAM교육 프로그램을 효과적으로 교실수업에 적용하기 위해 연구회 운영 협의를 거쳐 ‘과학 지식’과 ‘진로교육’ 그리고 창업을 연결시킬 수 있는 핵심 주제 5가지를 선정하였다. 이에 따라 연관성 있는 교과를 선정하고 학년군(5,6학년군)에 적용하기 위한 교육과정 분석을 실시하였다.

(1) 학년의 교육과정에 맞추어 교육과정을 분석하고 재구성하는 것을 원칙으로 하되, 학년군별(5-6학년군)로 교육과정 내용을 통합하여 지도할 수 있도록 하였다.

(2) 재구성 시 2015개정교육과정에서 제시하고 있는 주제 및 내용요소는 유지하였다.

(3) 융합 주제를 진로교육와 연결시키기 위해서 모티브는 Start-Up(창업)과 매칭시켜 설정하였다.

<표 16> STEAM 교육 프로그램 개발을 위한 교육과정 분석

순번 융합주제 소주제 교과 단원 주요학습활동

1 STEAM-UP 프로그램 적용을

통한 어린이 창업 Maker

Project 아이디어,

Maker와 만남!

실과 4. 발명과 로봇 ∙ 발명의 의미와 중요성 이해하기 ∙ 문제해결을 위한 발명품 구상하기

국어 4. 효과적으로

발표해요 ∙ 매체를 활용하여 내용을 효과적으로 발표하기

2

전기회로 메이커 (Maker) 되어보기

과학 1. 전기의 이용 ∙ 전구에 불을 켜기 위한 전기회로 만들기 ∙ 전기회로를 활용한 작품 만들기

미술 8. 새로운 미술의 탄생

∙ 입체도형의 원리와 특징을 활용한 작품 만들기

3 ^리쏘페인_활용 과학 2. 전기의 이용 ∙ 전구에 불을 켜기 위한 전기회로 만들기 ∙ 전기회로를 활용한 작품 만들기

(10)

- 15 -

나) 교사 연수 및 전문적 학습공동체 운영을 통한 STEAM교육에 대한 이해와 인식 재고

영역 일시 내용 비고

연구회 교사연수

5월 ￮ 융합인재교육 추진 방향 설명

￮ 융합인재교육을 위한 교육과정재구성 방향

연구회 교사별 STEAM 관련 연구내용 소개 (월 1회) 6월 ￮ 어린이 창업, 과학을 만나다

￮ 융합인재교육, 진로교육을 만나다 7월 ￮ 나도 Change Maker Teacher!

10월 ￮ 미래기술(3D모델링)으로 익히는 수학, 과학!

STEAM

심화연수 8월-11월 ￮ Kaist에서 실시한 융합인재교육 심화과정 직무연수(60시간 이수예정)

교내 전달연수 연2회 희망교사 연수

￮ 교사연구회원이 STEAM 수업모델 적용과 개선 사항 등 특색에 맞춰 교육과정 재구성을 통해 적용가능 다양한 프로그램 소개

￮ 5,6학년 교사(담임 교사) 대상 연수 실시 STEAM-UP

프로그램 적용을

통한 어린이 창업 Maker

Project

생활용품 제작하기

수학 6. 원기둥, 원뿔, 구 ∙ 원기둥의 성질 이해하기 ∙ 원기둥을 이용한 생활용품 제작하기

미술 8. 새로운 미술의 탄생

∙ 미술 작품에 나타난 다른 분야의 원리와 특징(리쏘페인) 설명하기

∙ 입체도형의 원리와 특징을 활용한 작품 만들기

4

생태 Start-up

기업가 되어보기

과학 생물과 환경

∙ 생태계 내 생물의 소중함 깨닫기 ∙ 생태계 보전의 필요성을 알고 생활 속에서 실천하려는 태도 가지기

실과 6. 친환경 농업과 미래

∙ 지속가능한 미래를 위한 친환경 농업(식물) ∙ 생활 속 농업(식물)로 친환경 생활 실천하기

5

업사이클링 (Up-cycling)

과학 생물과 환경

∙ 환경오염의 원인을 알고 생물에 미치는 영향 조사하기

∙ 생태계 보전의 필요성을 알고 우리가 할 수 있는 일 토의하기

실과 5. 가정생활의 실천 ∙ 간단한 생활용품을 창의적으로 만들기

미술 10. 쓸모와 멋을 담은 공예

∙ 공예의 재료 및 표현방법을 활용하여 아름 다운 생활용품 만들기

다) 첨단분야 기자재 및 창업 메이커 교육교구 확보를 통한 STEAM 수업 적용 준비

영역 STEAM

교육방법 내용 사진

창업교육을 위한 사전 제작교육

재활용품 만들기

￮ 기존 수업 방식과 같이 필요한 재활용품을 재료로 활용하여 내가 원하는 Start-Up 제품 만들기

￮ 제작 활동과 더불어 함께 협업하고 서로 아이디어를 공유하는 과정을 함께 요구

골판지 만들기

￮ 목재를 대체할 수 있는 메이커교육 재료로 다양한 골판지를 활용하여 제작활동 실시

￮ 초등학생 수준에서 안전하고 편리하게 활용할 수 있는 B골을 활용하여 다양한 제작활동 사전 연습

창업제품 제작을 위한 메이커(Maker)

활용교육

레이져 각인기

￮ 레이져 각인기를 활용해서 나무, 종이, 플라스틱, 가죽 등의 물체에 내가 원하는 문자, 그림, 사진을 새겨 넣을 수 있음

￮ 창업제품 제작활동에 내가 원하는 것을 새겨 넣을 수 있도록 활용방법 안내

3D 펜

￮ 입체 제작물을 제작하기 위한 기초 활동을 위해 3D 펜을 구비하고 필라멘트와 재료 구입하여 활용함

￮ 자신이 원하는 입체 제작물 제작을 위해서는 사전에 많은 연습과 3D펜 활용법 추가교육을 실시함

3D 프린터

￮ 학생들이 원하는 입체 모형을 제작하기 위한 도구로 자신이 원하는 것을 디자인하여 출력이 가능함

￮ 입체 도안 제작을 위한 프로그램(tinkercad) 사용 방법에 대해 사전에 교육하고, 출력물을 원하는대로 만들기 위해 충분한 사전학습을 실시함

2) ‘연구 과제 2’의 실행

융합교육 프로그램 개발

가. STEAM-UP 어린이 창업 프로그램 계획 및 프로그램 운영방향 수립 나. STEAM-UP 어린이 창업 프로그램 개발

다. STEAM-UP 어린이 창업 프로그램 운영 및 적용

다. STEAM 수업평가 방법 개발 및 학교생활기록부 기재 방법 제시

(11)

- 17 -

가) STEAM-UP 어린이 창업 프로그램 계획 및 프로그램 운영방향 수립 (1) STEAM교육 프로그램 개발에 따른 사전연구 및 수업모델 분석

융합인재교육을 통해 융합적 사고 함양을 위해서는 흥미, 동기, 성공의 기쁨을 체험하는 기회 를 제공하고 하고자 하는 열정을 생기도록 하는 것이 가장 중요하다고 하였다. 한국과학창의재단 에서는 아래 그림과 같은 수업구성의 원리를 제시하고 있으며 상황제시, 창의적 설계, 감성적 체 험의 순서에 따라 학습을 진행하고 성공의 경험을 통해 새로운 문제에 도전할 수 있다고 하였다.

<그림1> 융합인재교육(STEAM) 수업구성의 원리

첫째, 상황제시를 통해 학습활동을 자신의 문제로 인식하게 한다. 융합인재교육의 학습은 전체를 포 괄하는 상황을 제시하는 것으로 시작한다. 학습 내용과 활동 사항을 학생 자신의 문제로 인식하게 하는 것이다. 제시된 상황과 학생 스스로 관련성을 높여서 몰입할 수 있는 동기가 생기도록 하는 것이다.

둘째, 창의적 설계로 자기주도 학습을 통해 종합적인 문제해결력을 배양한다. 일방적인 강 의 수업과 큰 차이를 보이는 부분으로 창의적 설계의 핵심은 스스로 생각해낸 창의적 아이디 어를 학습 활동에 반영하는 경험을 갖는 것이다. 문제해결력을 기르기 위해서는 단순히 지식 을 아는 것에서 그치지 않고 활용해야 한다. 문제를 스스로 정의하고 해결하는 경험을 돕는 창의적 설계는 창의적으로 사고하는 습관 형성에 기여하게 될 것이다.

셋째, 감성적 체험을 경험할 수 있는 학습 활동을 제공하여 학습에 대한 새로운 도전의식을 갖게 한다. 감성적 체험은 학생 스스로 경험하고 체험하면서 마음을 움직이는 ‘감동학습’을 강조한다. 상황제시를 통해 문제를 인식하고 창의적 설계를 통해 문제를 해결하는 과정을 거치 며 학생들은 성공의 기쁨을 느끼게 된다. 이 성공의 경험을 바탕으로 새로운 문제에 도전하도록 격려 받게 되며, 학습활동에 대한 감성적 체험 요소만 제대로 작동한다면 문제 해결을 반복할 수 있는 선순환 구조가 완성된다.

적용 방향

- 과학창의재단에서 제시한 융합인재교육(STEAM) 수업구성 방안을 적용하여 진로교육

‘STEAM-UP 프로그램’ 적용을 통해 창의적 설계를 거쳐 사고력을 키우는데 초점을 맞추어 수업을 구성한다.

- 학생들이 흥미를 가지고 참여할 수 있는 과학 지식을 핵심으로 교육과정을 분석하고 타 교 과와 융합된 프로그램을 개발․적용하며 ‘감성적 체험’의 경험과 진로인식 향상에 초점을 맞추 어 수업을 구성한다.

나) STEAM-UP 어린이 창업 프로그램 개발

‘STEAM-UP 프로그램 적용을 통한 어린이 창업 Maker Project’ STEAM 프로그램 개발을 위해 교육과정 분석 및 적용을 위해 교육과정 재구성 및 성취기준 분석을 진행하였고, 이를 바 탕으로 하여 STEAM 프로그램 성취 목표 및 요소를 추출하였다. 이러한 STEAM 수업 요소들 을 상황 제시, 창의적 설계, 감성적 체험의 적합한 단계에 배치하였고 적용 학년 수준에 맞는 5개의 소주제로 나누어 수업지도안과 학생 활동지를 개발하였다.

(1) 주제별 STEAM 프로그램 성취목표 및 요소

순번 융합주제 소주제 2015개정교육과정 성취기준

STEAM 성취목표 및 요소

1

STEAM-UP 프로그램 적용을 통한 어린이 창업 Maker Project

[6실05-04] 다양한 재료를 활용하여 창의적인 제품을 구상하고 제작한다.

 스타트업을 위한 과학, 공학, 기술, 예술, 조형 적용원리

2

[6과13-01] 전지와 전구, 전선을 연결하여 전구에 불이 켜지는 조건을 찾아 설명할 수 있다.

 전기의 활용 원리 알아보기

 전기 제품 작동을 위한 과학 원리, 공학 및 기술 알아보기

 시제품의 예술적, 경제적 가치 평가하기

3

리쏘페인 활용 생활용품 제작하기

[6미02-02 표현] 작품 제작은 주제나 아이디어에 적합한 조형 요소와 원리, 표현 재료와 용구, 방법, 매체 등을 계획하고 표현하며 성찰하는 과정으로 이루어진다.

 리쏘페인 기법과 제작을 위한 기술 알아보기

 입체도형의 성질을 활용한 제품 제작방법 알아보기

 예술 활용 제품의 홍보활동 및 상품성 평가하기

4

생태 Start-up

[6실04-02] 생활 속 식물을 활용 목적에 따라 분류하고, 가꾸기 활동을 실행한다.

 미세먼지가 발생하는 까닭과 문제점

 공기정화를 위해 생활 속 식물의 구조와 기능, 식물 가꾸기

 식물이 잘 자라기 위한 화분의 구조 적용하기

 생태 제품의 디자인요소와 홍보효과 평가하기

5

[6과05-03] 생태계 보전의 필요성을 인식하고 생태계 보전을 위해 우리가 할 수 있는 일에 대해 토의할 수 있다.

 생태계 보전의 필요성을 인식하고 생태계 보전을 위해 우리가 할 수 있는 일 실천하기

 업사이클링 제품 제작을 위한 다양한 도구 활용하기

 제품 판매를 통한 수익 구조 알아보기

(12)

- 19 - (2) 주제별 STEAM 프로그램 수업지도안(예시)

STEAM-UP 프로그램 적용을 통한 어린이 창업 Maker Project 소주제 : 생태 Start-up 기업가 되어보기

중심과목 실과 학교급/학년(군) 초등학교/6 학년

중심과목 성취기준 영역

[초등학교 6 학년] (4) 기술 활용 중심과목 성취기준

[6실04-02]생활 속 식물을 활용 목적에 따 라 분류하고, 가꾸기 활동을 실행한다. 주제(단원)명 생태 Start-up 기업가 되어보기 차시 9~11/14

학습목표

- 미세먼지로 인한 환경오염을 줄일 수 있는 방법을 찾아 실천할 수 있다.

- 실내 공기 정화를 위한 화분을 3D 모델링을 통해 제작할 수 있다.

- 디자인과 기능을 고려한 실내 정화 화분을 판매하기 위한 기업가가 되어볼 수 있다.

학습 과정

교수-학습 활동

※ STEAM 학습 준거 표시(^Co 상황 제시, ^CD 창의적 설계, ^ET 감성적 체험)

학습자료 및 유의점

도입 (10 분)

 생태계 보전의 필요성을 인식하고 생태계 보전을 위해 우리가 할 수 있는 일 실천하기 Co 미세 플라스틱의 위험성 알아보기

- 생활의 편리함을 위해 많이 사용되는 플라스틱의 활용 알아보기 - ‘미세 플라스틱의 역습’ 영상 살펴보기

- 버려지는 자원과 쓰레기로 인해 파괴되는 환경의 모습 공감하기 - 낭비되는 자원과 쓰레기 문제를 해결하기 위한 생활 속 방법 떠올리기

Tip!실생활 문제로 생태계에 관심을 가지고 이를 통한 업사이클링 스타트업 활동으로 유도합니다.

동영상

전개 (70 분)

 업사이클링 제품 제작을 위한 다양한 도구 활용하기 CD 버려진 물건의 재탄생 ‘업사이클링’ 알아보기 STEP1. 업사이클링이란?

- 창의적 아이디어를 활용하여 재활용 되는 물품으로 새 제품을 제작하는 과정 STEP2. 업사이클링의 사례 알아보기

- 목재 재가공 업사이클링 기업, 가죽 재활용을 통한 생황용품 제작 기업 등 STEP3. 우리가 경험할 수 있는 업사이클링

- 플라스틱 재활용품을 활용한 생태 소품 만들기(개운죽 화분 만들기) - 버려지는 책과 종이를 활용한 놀잇감, 펩아트 작품 만들기

CD 생태 스타트업을 위한 업사이클링 기업가 되어보기 - 버려지는 물건을 활용하여 물건 제작 아이디어 구상하기 - 업사이클링 제품 제작을 통한 수익구조 예상하기

CD 업사이클링 판매제품 제작하기

- 다양한 재활용품을 활용한 환경보호 가능 제작품 기획하기 - 업사이클링을 통한 제품 제작하기

(예. 종이 팔찌 만들기, 골판지 의자 만들기, 재활용 천 브로치 만들기 등) Tip! 사전에 아이디어 실현을 위한 재료를 준비할 수 있도록 안내합니다.

골판지상자 광고지, 잡지 폐기용 옷감 플라스틱 통

다) STEAM 프로그램 운영 및 적용

(1) ‘STEAM-UP 프로그램 적용을 통한 어린이 창업 Maker Project’ 프로그램 운영 및 적용 (가) 개발된 STEAM 프로그램 수업 운영방안

① 진로교육을 위한 과학 중점 창업 STEAM-UP 프로젝트를 주제로 교과교육을 재구성하여 프로그램을 개발하였다. 5개 소주제로 이루어진 6학년 대상 프로그램을 수업지도안 및 학습지를 연구회 소속 학교(송원초)에서 적용한다.

② 프로그램은 전문가코칭 및 연구회원들의 협의를 통해 수정하고 보완하는 과정을 거친다.

③ 개발된 각 프로그램은 학년군별 연간진도표에 따라 수업시수를 확보하고 주간학습 계획을 수립하여 STEAM 수업을 체계적으로 실시한다.

④ 수업반성 및 협의회를 통해 나온 의견을 종합하여 개선사항을 파악하고 이를 반영하여 최종 프로그램을 완성한다.

(나) ‘STEAM-UP 프로그램 적용을 통한 어린이 창업 Maker Project’ 수업 적용의 최종 절차

STEAM 수업구성원리

분석

⇒ 교육과정 분석 및 주제 추출, 수업 활용 창업교육 방법선정

⇒ STEAM 수업

전문적 학습공동체 협의를 통한 교수․학습과정안

작성

⇒ 전문가코칭 및

전문적 학습공동체 협의를 통한 교수․학습과정안

수정/보완

⇒ 수업적용 및 대표 공개수업

실시

⇒ 수업반성 및 협의를 통한 개선사항 파악

(다) 주제별 STEAM 프로그램 수업 운영 결과 정리

(40 분)

 제품 판매를 통한 수익 구조 알아보기 ET 업사이클링 IR(기업정보제공) 설명회 실시

- 업사이클링 스타트업의 수익구조와 기업가의 역할 설명하기 - 사회적 기업가 정신을 바탕으로 한 이윤의 사회적 기여 방법 공유하기

Tip!일반 스타트업 뿐 아니라 사회적 기업 또한 수익을 통해 사회에 더 큰 기여가 가능함을 알고 경험해 볼 수 있도록 수업을 운영합니다.

순번 주제 수업활동 모습

1 STEAM-UP 프로그램 적용을

통한 어린이

창업 Maker Project

체인지메이커 프로젝트 창업아이디어 토론회

(13)

- 21 -

(라) 주제별 STEAM 프로그램 수업 운영을 통한 시사점 도출

① 학생들이 선호하는 미래기술과 융합프로그램을 통해 과학에 호기심을 이끌어 낼 수 있었다.

② 구체적인 학생들의 조작활동과 메이커교육 방법의 활용, 모둠간 협력수업을 통해 2

전기회로 만들기 전기회로 활용 공예품 만들기

3

리쏘페인 활용 생활용품 제작하기

리쏘페인 제작원리 알아보기 리쏘페인 무드등 제작하기

4

생태 Start-up

미세먼지 해결 방법 찾아보기 실내 공기정화 화분만들기

5

환경보호를 위한 실천방법 찾기 업사이클링 공예품 만들기

학생들이 STEAM 수업과정과 창업교육에 대한 이해 및 문제 해결에 적극 참여할 수 있었다.

③ 교육과정 분석을 통한 융합 프로그램 개발이 교사 역량강화와 수업개선에 효과가 있었다.

라) STEAM 수업평가 방법 개발 및 학교생활기록부 기재 방법 제시 (1) STEAM 프로그램 수업평가 방법

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구

1~2 /14

상 생활 속 문제를 해결하기 위한 과정의 경험을 통해 일상 생활의 문제를 스스로 찾아 해결할 수 있다.

모둠별 발표평가 자기/동료평가지 (학생용) 중 생활 속 문제를 해결하기 위한 과정의 경험을 통해

일상 생활의 문제를 스스로 찾을 수 있다.

하 생활 속 문제를 해결하기 위한 과정의 경험을 통해 일상 생활의 문제를 찾기 위해 노력한다.

3~5 /14

상

전지와 전구, 전선을 연결하여 전구에 불이 켜지는 조건을 알고, 전기회로를 활용하여 창업을 통해 판 매가능한 물건을 제작하고 소개할 수 있다.

발표 및 산출물평가

포트폴리오 중 평가지

전지와 전구, 전선을 연결하여 전구에 불이 켜지는 조건을 알고, 전기회로를 활용하여 물건을 제작할 수 있고 소개할 수 있다.

하

전지와 전구, 전선을 연결하여 전구에 불이 켜지는 조건을 알지만, 전기회로를 활용을 통한 물건 제작 과 소개활동이 미흡하다.

6~8 /14

상 예술 기법을 활용한 생활용품을 구상하고 창의적으 로 제작할 수 있다.

포트폴리오 중 예술 기법을 활용한 생활용품을 구상하고 창의적으 평가지

로 제작할 수 있다.

하 다른 작품을 모방하여 생활용품을 제작할 수 있다.

9~11 /14

상

미세먼지로 인한 환경오염을 줄일 수 있는 방법을 찾아 실천하고, 디자인요소를 고려한 실내 공기 정화를 위한 화분을 제작할 수 있다.

포트폴리오 평가지 중

미세먼지로 인한 환경오염을 줄일 수 있는 방법을 찾아 실천하고, 실내 공기 정화를 위한 화분을 제작할 수 있다.

하

미세먼지로 인한 환경오염을 줄일 수 있는 방법을 인지하고 있고, 친구의 도움을 받아 실내 공기 정화를 위한 화분을 제작 한다.

(14)

- 23 - (2) STEAM 평가기준 및 학교 생활기록부 기재 방법

※ 본 연구의 평가도구로 체크리스트, 관찰평가, 동료평가, 산출물평가 등의 수행평가를 활용함.

※ 학교생활기록부 교과발달상황 특기사항에 위의 표의 학생생활기록부 기재 예시 자료를 활용하여 기록함.

연번 평가 기준 학생생활기록부 기재 예시

1

의사소통 활동을 통해 자신 의 생각을 다른 사람과 상 호작용할 수 있는가?

- 자신이 만든 제품을 판매하기 위해 제작과정과 과학적 원리를 다른 사람에게 구체적으로 전달할 수 있음.

- 다른 사람의 의견을 잘 들어주고 자신의 의견과 비교하여 말할 수 있음.

- 토의활동과 제작 과정에서 자신의 의견만 내세워 다른 사람과 의 상호작용이 미흡함.

2

창업을 위한 제품제작에 활 용된 과학 기술에 대해 이 해하고 원리나 방법을 설명 할 수 있는가?

- 우리 생활의 문제 해결을 위한 창업(Start-Up)의 필요성을 이 해하고 사용된 과학기술의 원리에 대해 잘 설명 할 수 있음.

- 제품제작에는 흥미가 있고 열심히 참여하나 과학기술의 원리에 대해 설명하는 능력이 더 요구됨.

3

판매를 위한 제품을 실용적이 며 시각적으로 아름답게 표 현하였는가?

- 판매하고자 하는 제품을 3D모델링(재활용품, 전기회로 활용 등)을 활용하여 시각적으로 아름답게 표현하였음.

- 제품의 필요성과 판매 목적에 맞게 계획을 세우고 실용적이며 디자인 요소를 고려하야 아름답게 표현함.

4

다양한 제작방법에 관심을 가지고 알맞은 방법을 활용 하여 제작활동에 참여하였 는가?

- 3D모델링(골판지, 3D프린팅, 제작활동 등) 활용에 대한 이해를 바탕으로 성실히 제작활동에 참여함.

- 원하는 제작도구(종이회로, LED 전기회로 등)를 활용하여 자신 이 원하는 것을 제작하는 능력이 뛰어남.

- 다양한 제작방법에 관심은 가지나 활용하는 능력에 대한 보완 이 필요함.

5

현재 문제의 해결방안을 제 시하고 문제를 해결할 수 있는 미래 방안을 찾을 수 있는가?

- 현재 발생하는 문제에 대하여 이해하고 있으며 이러한 문제를 해결할 수 있는 방안을 반영한 미래 계획서를 작성할 수 있음.

- 현재의 문제를 이해하고 있으나 미래 도시의 모습을 제시하지 못함.

12~14 /14

상

생태계 보전의 필요성을 정확히 인식하고 버려지는 물건을 재활용하여 창의적인 업사이클링 제품을 제 작할 수 있다.

포트폴리오 중 생태계 보전의 필요성을 알고 버려지는 물건을 재 평가지

활용하여 업사이클링 제품을 제작할 수 있다.

하 생태계 보전의 필요성을 인지하고 있으나 업사이클 링 제품을 제작하는데 어려움이 있다.

3) ‘연구 과제 3’의 실행

정착을 위한 다양한 교육활동 및 협력연구 강화활동 전개

가. 수업 반성 및 환류를 통해 교과연구회 개발 STEAM 프로그램의 일반화 나. STEAM 워크샵 운영 및 보고회, 컨설팅 활동 참여

다. 타 STEAM 교사 연구회와 협력 및 내용 공유활동 및 후속 활동

가) 수업 반성 및 환류를 통해 교과연구회 개발 STEAM 프로그램의 일반화

(1) STEAM교육 연구회 운영 및 교내 전문적 학습공동체 운영

연구회

협의 내용 수시 ￮ 교수 ․ 학습과정안 작성 및 자료개발 활동

￮ 수업모델 적용 방법 안내

교내 STEAM 학습공동체 조직 월 1회 운영

￮ 교내 5,6학년군 중심의 교사 공동체 조직

￮ STEAM 수업모델 적용 방법 안내(교육과정 재구성)

￮ 3D펜, 3D모델링 및 프린팅 방법 연수

월 1회 운영

융합인재교육(STEAM) 공개수업 협의 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 교내 학습공동체 운영(교육과정 재구성)

(15)

- 25 - 나) STEAM 워크샵 운영 및 보고회, 컨설팅 활동 참여

(1) STEAM 협의체 컨설팅 및 성과보고회 참여

(2) STEAM 워크숍 운영을 통한 성과 공유

주제 일시 내용 비고

STEAM 교사연구회

워크숍

2019.10.31

￮ 연수 3지구 자율장학협의회 희망교사를 대상으로 연구회 성과를 공유하는 워크숍 실시

￮ 융합교육 수업 진행(수업자: 교사 박인재) - STEAM-UP프로그램을 통해 기업가 되어보기

￮ 미래기술 및 메이커교육 적용 방안 워크숍 진행

- 수업적용 희망 교사 대상 연구자료 배부 2019.11.14

￮ 인천동막초등학교 교사들을 대상으로 STEAM교육 안내와 연구회 성과를 공유하는 연수 실시

￮ 과학 및 3D프린팅 교과융합 적용 방안 워크숍 진행

융합인재교육(STEAM) 워크숍 실시 융합인재교육(STEAM) 교원연수 실시

다) 타 STEAM 교사 연구회와 협력 및 내용 공유활동 및 후속 활동

주제 일시 내용 비고

STEAM 교육 협력활동

2019.7.9.

￮ 인천 STEAM교육 포커스 그룹 워크숍 참가

￮ STEAM교육 우수사례 및 정보 공유

￮ 교사연구회 컨설팅 및 협력방안 협의

-

연중 ￮ 인천삼산초등학교 STEAM교사연구회와 성과 공유

￮ 개발 프로그램 및 연구회 운영에 대한 협의

STEAM 협의체 컨설팅 실시

7.17 ￮ 교사연구회 운영방안 조언 및 연구주제 점검 8.29 ￮ 개발 프로그램 및 수업적용방안 모색

￮ 수업 적용을 위한 3D프린팅 일반화 방안 컨설팅 11.8-11.11￮ 교사연구회 연구 성과 및 후속 연구방향 컨설팅

￮ 교사연구회 최종보고서 컨설팅 서면 컨설팅 STEAM

성과보고회 참석 11.26 ￮ 한국과학창의재단 STEAM 성과보고회 참석

4. 연구 수행 결과

◦연구 수행 결과

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 14차시

수업 적용 일정 2019. 10. 7. ~ 2019. 10. 31.

(STEAM 수업)수혜학생 수 인천송원초등학교 107명(6학년 4학급) 학생 태도검사 사전검사 6월 30일, 4개 학급(107명) 실시 완료 사후검사 11월 1일, 4개 학급(107명) 실시 완료 학생 및 교사 만족도조사 11월 1일 실시 완료 교사연구회 STEAM 행사 개최 2019.10. 31. 6교시(13:50~14:30) 수업공개

2019.10. 31. ‘STEAM 교사 워크숍’ 개최

논문 또는 학술대회 해당 없음

특허출원(국외, 국내) 해당 없음

가. 연구결과 검증 내용 및 방법

본 연구에서는 STEAM 수업 프로그램 개발 및 적용을 통하여 학생들의 학습 관련 정의적 측 면 계발 및 진로의식을 함양시키고자 하였다. 따라서 연구과제 1, 2, 3의 운영이 학생들의 과 학, 수학 교과에 대한 인식, 과학, 수학 학습활동에 대한 정의적 태도, 과학, 수학에 대한 진로 인식에 대해 미치는 효과를 알아보기 위하여 한국과학창의재단에서 제공한 설문문항을 통해 2019년 6월 사전 실태 조사와 2019년 10월 사후 실태조사를 실시하였다.

설문조사에서 수집된 자료의 통계처리는 PASW Statistics 18.0 프로그램을 이용하여 빈도분 석과 t-test(검증)을 실시하였다.

나. 연구의 결과 및 분석 1) 과학, 수학 교과에 대한 인식

학생의 과학, 수학 교과에 대한 인식에 대하여 검사 시기에 따른 인식 차이를 분석한 결과는 <표 17>과 같다. 학생의 과학, 수학 교과에 대한 인식은 4점 만점 중 사전검사 결과 2.86에서 사후검사 3.07로 0.21 증가한 것으로 나타났다.

<표 17> 학생의 과학, 수학 교과에 대한 인식 변화에 대한 결과 분석 사전 과학, 수학

교과에 대한 인식

사후 과학, 수학 교과에 대한

인식

평균 2.86 3.07

표준편차 0.49 0.50

사례수 107 107

t -2.731

유의확률 .007 과학, 수학 교과에 대한 인식의 변화

 STEAM 수업 프로그램 적용의 효과를 알아보기 위하여 학생의 과학, 수학 교과에 대한 인식 변화 사전-사후 간의 차이를 분석한 결과, 유의한 차이를 보였다(t=-2.731, p<.01). 이 결과로 부터 STEAM 수업 프로그램 적용은 학생의 과학, 수학 교과에 대한 인식 변화에 긍정적인 영향을 미쳤음을 알 수 있다.