“이 보고서는 2014년도 정부(교육부)의 재원으로

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“이 보고서는 2014년도 정부(교육부)의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

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STEAM 교사연구회 최종 결과보고서

수업 속에서 실천하는 창의․융합형 STEAM Activity 프로그램 개발 및 적용 - 아름다운 바이오 화학(STEAM 교과)을 통한 푸른 꿈 설계 활동 -

Ⅰ. 서 론

1. 연구의 필요성 및 목적

21세기는 지구온난화, 자원부족 등과 같은 융합적 지식과 사고를 기반으로 해결해야 하는 문제가 증가하고, 사람이 중심이 되는 사회 즉, 감성을 지닌 창조지식인의 사회로 진화하고 있 다. 미래 사회는‘창의력, 상상력 교육’과 ‘문화 ․ 예술교육’이 절대적으로 중요하다. 따라서 우리나라 국가 경쟁력의 자산인 미래 과학기술 발전을 주도할 과학영재교육에서도 창조적이고 융합적인 인재의 양성을 위해 초·중등학교 수준에서부터 과학기술에 대한 흥미와 이해를 높 이고 융합적 사고와 문제 해결 능력을 배양할 수 있는 융합인재교육(STEAM)이 필요하다(교 육과학기술부, 2010).

최근 주목받고 있는 융합인재교육(STEAM)은 이런 측면에서 과학교육의 새로운 방향을 제 시하고 있다. 과학교육은 현재를 대비하는 교육이 아니라, 과학 인재들이 졸업 후 사회에 나가 서 활동할 미래를 예측하게 하고 이것을 대비하게 해주는 교육이 되어야 한다. 융합인재교육은 과학․기술․공학 인재양성을 위한 것만이 아닌 예술, 경영 및 인문·사회 등의 모든 분야에서 과 학·기술·공학적 개념으로 창의적인 글로벌 인재를 양성하는 데에도 큰 기여를 할 수 있다.

본 연구는 창의융합형 STEAM 교육 활동 프로그램을 개발하고 적용하여 창의융합적 과학 기술 인재를 양성하는 데 그 목적이 있다. 과학기술에 대한 종합적 사고와 실생활에 관련된 문 제해결능력, 과학적 탐구정신과 창의성을 갖춘 미래의 창의적 융합인재양성을 위해서는 과학- 기술-공학-수학-예술이 융합된 교육이 필요하다. 이를 위해 정규 교육과정 내의 교과수업과 창의적 체험활동 그리고 방과후 수업과 연계하여 운영할 수 있는 STEAM Activity 교육프로 그램을 개발하고자 한다.

창의융합 STEAM 교육프로그램의 개발 방향은 두 개 이상의 과학 과목을 아우르는 핵심 주 제들을 선택하여 과학의 핵심 개념과 원리를 중심으로 예술과의 통합을 통해 학생들이 창의적, 융합적인 사고를 펼쳐 활동 할 수 있도록 구성될 것이다.

특히, 화학과 생명과학에 관심과 흥미를 가지고 그 분야로 진출하여 미래 과학기술인이 되고 자 하는 학생들의 진로 교육에도 도움을 주고자 한다. 화학과 생명과학의 관심있는 주제에 대 해 탐구 기반 학습을 중심으로 학습하고, 이를 기반으로 예술의 융합을 시도함으로써 앞으로 과학 및 예술 전공으로 진학하여 융합 분야를 개척하거나 다양한 융합 전공으로 진학하여 학

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습하는데 바탕이 되도록 구성하고자 한다.

화학과 생명과학의 핵심 개념과 아이디어, 원리를 주요 교육내용으로 삼고, 학생의 동기와 흥 미를 유발할 수 있는 주제를 중심으로 과학과 예술의 융합을 통해 융합 역량을 강화 할 수 있 도록 할 것이다. 융합에서 타인과의 소통과 협력은 매우 중요하므로 소그룹 형태의 협동학습을 통해 협력하고 배려하는 프로젝트 중심의 생동감 있는 수업을 구성하여 학생들을 지적 자극을 유도할 것이다. 과학과 예술의 융합을 통해 창의적 산출물을 만드는 활동을 구상하고, 이 산출 물을 과학과 예술의 융합적 목표의 관점에서 평가 할 것이다.

본 연구에서는 과학기술인을 꿈꾸는 학생들에게 진로교육과 연계 지을 수 있는 주제를 선정 하여 교육과정을 재구성하여 현장 적합성이 높은 창의융합형 STEAM Activity 프로그램을 개 발하여 적용하려고 한다. 교육은 그 자체로 학생들의 동기와 흥미가 있을 때 학습자들의 몰입 을 이끌어 낼 수 있다. 일상적인 교실을 벗어나, 실제 그 분야를 접하고 그 속에서 살아가는 사람들을 만나며 과학ᆞ인문ᆞ예술을 탐구하는 과정은 학습자들의 기대 수준에도 맞기에 흥미 로운 수업을 진행할 수 있을 것이다. 따라서 그 분야 및 융합 분야를 탐색하게 하여 연구자 및 창업‧기업가의 사례를 조사하는 꿈 탐색 & 소통 활동지와, 푸른 꿈 설계(Blue Dream Design) 활동지를 작성하게 하여 진로교육에 도움을 주고자 한다.

그동안 과학 교사와 인문과 예술분야의 교사들의 Co-teaching과 Team-teaching의 방식 으로 진행되는 STEAM Activity 프로그램과 창체 연계형 프로젝트형 STEAM Activity 프로 그램이 개발 적용 되어 왔다면 본 연구에서 개발하고자 하는 것은 교과 수업 안에서 다른 전 공의 교사들의 Co-teaching과 Team-teaching으로 진행되는 STEAM Activity 프로그램을 개발 적용하고자 한다. 이처럼 본 연구에서는 교사들의 협력과 소통을 통해 미래사회를 이끌어 나갈 창의‧융합적 과학기술인재로 길라잡이가 되고자 하는 학생들이 원하는 융합 분야에서 꿈 을 펼칠 수 있도록 STEAM Activity 교육 프로그램을 개발ᆞ적용한 뒤 그 효과를 알아보고자 한다.

2. 용어의 정의

이 연구에서 사용되는 대표적인 용어를 다음과 같이 정의하였다.

가. 융합인재교육(STEAM교육)

STEAM은 과학(Science), 기술(Technology), 공학(Engineering), 예술(Arts) 그리고 수학 (Mathematics)의 각 첫 글자를 의미하는 것으로, 융합인재교육은 과학, 기술, 공학, 수학 및 예 술을 융합한 형태의 교육을 말한다.

나. 문제중심학습(Problem Based Learning)

학습자들에게 제시된 실제적인 문제를 해결하기 위해 공동으로 해결방안을 강구하고 학습자 주도적으로 개별학습과 협동학습을 통해 해결안을 모색해나가는 학습자 중심의 학습방법이다.

이 연구에서는 문제중심학습을 PBL이라는 표현을 함께 사용하였다.

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다. 창의적 문제해결력

창의적 문제해결력은 개인이나 집단이 어떤 문제를 해결하기 위하여 창의적으로 사고하는 과정이나 노력들을 통칭하는 것으로, 일반적 영역의 지식과 기능, 특정 영역의 지식과 기능, 동 기적 요인을 기반으로 확산적 사고와 비판적 사고가 역동적으로 상호작용하여 문제해결에 유 용하며 독창적인 산출물 또는 해결책을 만들어 내는 능력으로 정의한다.

라. R&E(Research and Education)

R&E는‘연구를 통한 영재교육’프로그램으로 학생들이 자기 주도적으로 연구 과제를 수행 하고 과학지식의 습득과정에서 과학적인 연구방법을 배울 수 있도록 하며, 스스로 문제를 찾고 이를 합리적으로 해결할 수 있는 능력을 길러주는 것을 목표로 하는 교육 프로그램을 말한다.

3. 연구의 범위

본 연구는 경남과학고 1, 2, 3 학년 학생들을 대상으로 수행하였다. 개발된 교수학습 자료는 과학고뿐만 아니라 일반고 학생들에게도 적용할 수 있도록 그 과정에 충실하여 연구를 수행하 였다.

Ⅱ. 이론적 배경

1. 융합인재교육(STEAM)

융합인재교육(STEAM)은 수학, 과학교육의 새로운 방향을 제시하고 있다. STEAM은 과학 (Science), 기술(Technology), 공학(Engineering), 예술(Arts) 그리고 수학(Mathematics)의 각 첫 글자를 따서 만든 말이다.

2. 문제중심학습(Problem based Learnig, PBL)

문제중심학습은 실생활과 관련된 복잡한 문제 상황에서 학습자가 능동적인 주체로서 적극적 으로 문제 해결에 참여하면서 문제 해결을 위한 내용 지식을 학습하고, 문제 해결에 필요한 사 고능력을 습득하면서 문제 상황을 해결해 가는 일련의 활동이다. 일반교육에서 이루어지는 잘 정의되고 통제된 상황 속에서 나타나는 과학적 현상을 다루기보다는 복잡한 실제 세계에서 나 타는 현상을 비구조화된(ill-structured) 문제의 형태로 제시하여 학생 스스로 의미 있는 해결 방법을 찾아내게 함으로써 교과지식과 과정지식뿐만 아니라 문제해결전략을 동시에 가르치는 구성주의적 접근방법을 적용한 교수전략이다.

문제중심학습은 “문제에 대한 이해나 해결책을 향한 활동과정에서 이루어지는 학습(Barrows.

1980)“, ”복잡한 실제 세계나 맥락 속에서 비 구조화된 문제를 제시하여 의미 있는 해결방법을 찾아내게 함으로써 교과 지식과 기술뿐만 아니라 문제해결전략을 동시에 가르치는 교육과정이 며 교수전략이다"(Scheiman. 1989).

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가. PBL의 특성

Barrows(1996)는 PBL의 특징으로 1) 학습이 학생중심으로 이루어지고, 2) 소집단 안에서 일 어나며 3) 교사는 조언자 혹은 안내자이고 4) 학습을 위한 자극과 핵심으로서 문제를 조직하며 5) 문제는 문제해결능력을 개발시키는 수단이고 6) 새로운 정보는 자기 주도적 학습을 통해 획 득되도록 하는 것 등을 제시하였다. 여러 연구자들이 제시한 PBL의 공통된 특징을 ‘문제’, ‘학 생’, ‘교사’의 측면에서 정리할 수 있다.

PBL의 특징은 다음과 같다(조연순, 2006).

첫째, PBL은 문제로 시작한다. 이 때 문제는 너무 쉽게 해결되거나 일정한 틀에 매여 하나의 정확한 답을 구할 수 있는 상황이 아닌 비 구조화되고 복잡한 것이어야 한다. 또한 문제 상황 에는 학습의 핵심내용과 맥락이 포함되어 있어야 한다.

둘째, PBL은 학생 중심이다. 학생은 문제해결자로 학습에 참여하여 좋은 해결책을 위해 필요 한 많은 정보와 지식들은 직접 다루면서 의미와 이해를 추구하고 학습에 대한 상당한 책임을 맡게 된다.

셋째, PBL은 교사의 역할을 지식 전달자에서 학습 진행자로 바꾼다. 교사는 교육과정 설계자 로서 문제를 설계하고 학습계획을 세우며 학습자 집단을 조직하고 평가를 준비한다. 또한 촉진 자로서 학생들에게 적당한 긴장감을 제공하고 학생들에게 일반적인 관점을 제공하기도 하며, 평가자로서 형성평가를 통해 피드백을 제공한다.

PBL은 ‘자기주도적-학습’과 ‘협동학습’이라는 두 용어로 정의할 수 있다. 우선 과제(문제)가 주어지면 팀으로 나누어 각 팀 안에서 그 과제를 통해 자신들이 학습하게 될 ‘학습목표’를 결 정하도록 한다. 학습자들로 하여금 자신들이 주어진 과제를 통해 학습하고자 하는 것을 스스로 결정함으로써 구성주의에서 말하는 학습자 주도적 학습의 첫 단계를 실천한다. 학습 목표를 팀 별로 결정하고 나서 주어진 문제를 ‘가정/해결안(ideas)', 알고있는 사실들(facts)', 그리고 ’더 알아야 할 사항들(learning issues)'의 세 단계에 따라 진행시킨다.

나. PBL의 전개과정

본 연구에서 개발한 PBL 교수학습모형의 전개과정은 다음과 같다.

1) 학습목표 정하기 (탐구주제 선정하기)

PBL의 첫 단계는 각 팀별로 스스로 학습하고자 하는 ‘학습목표’를 결정하는 단계이다. 과제 연구 활동에서는 이 단계에서 학생들 스스로 논의를 통하여 해결해야 할 문제, 즉 탐구주제를 발견하게 된다.

2) 과제수행계획 세우기

각 팀별로 학습목표를 결정(탐구주제 선정)하고 난 후, 팀 토론활동을 통하여 탐구주제에 대 한 ‘가정/해결안’, ‘알고 있는 사실들(facts)', 그리고 ’더 알아야 할 사항들(learning issues)'의

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세 단계에 따라 진행한다.

가설/해결안 이미 알고있는 사실들 더 알아야 할 사항들

- 가설을 세우는 단계 - 어떤 방법으로

문제를 해결할 것인가?

- 주어진 과제에 대하여 학생들이 이미 알고 있는 배경 지식, 관심 등

- 문제 해결을 위하여 더 알아야 할 사항은? - 역할 분담 : 각 팀별로

개인과제, 혹은 팀 공동 과제로 구분하여 수행 표 1. 과제수행계획서

3) 과제 수행 : 탐색, 재탐색 단계

탐구과제 해결을 위하여 본격적으로 학생들의 역동적인 탐구가 진행되는 과정이다. 탐구 과 제를 해결하기 위하여 팀 단위로 정보 및 자료 공유, 토론 등이 활발하게 이루어지는 단계이 다. 학생들은 진행 중인 탐구과정과 실험결과에 대해서 생각하고 비판적으로 분석하며, 이를 바탕으로 추가적으로 더 탐구하고 해결해야 할 문제에 대한 재탐색을 하게 된다. 팀원 간에 활 발한 의견교환을 통하여 진행 중인 실험결과의 해석과 앞으로 더 진행해야할 탐구과정에 대하 여 의논하고 협력한다. 이러한 과정을 통하여 학생들은 구체적인 탐구결과를 완성하게 된다.

4) 발표하기

완성된 팀별 탐구과제에 대한 결과보고서 및 포스터를 작성하는 단계이다.

학생들은 발표를 통해 자신들의 탐구결과를 논리적이고 설득력 있게 제시해야 한다. 성공적인 발표를 위해 발표 시나리오를 작성하고 포스터 및 보조 자료를 제작한다. 발표하는 과정에는 팀 구성원 모두가 참여하게 된다.

5) 평가하기

가) 자기평가

PBL 의 전 과정을 경험하면서 어떤 것을 배웠으며, 느꼈는지, 과제 중행 과정 중에 발견한 자신의 장점과 단점이 무엇인지, 특별히 향상되거나 발전한 것이 무엇인지 스스로 점검하고 종 합적으로 평가해 본다.

나) 동료평가

PBL 은 팀 단위의 소그룹 중심으로 학습과정이 진행되기 때문에 동료들 간의 대화와 협동학 습은 필수이다. 동료평가는 문제해결을 위해 함께 협력했던 팀 구성원 간에 이루어지는 평가로 서 참여도, 책임감, 성실도, 기여도 등에 중점을 두고 평가한다. 이 과정은 상대방의 적극적인 참여 유도와 긍정적인 발전을 위한 피드백 과정이다.

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다) 산출물 평가

PBL에서 산출물 평가는 학생들이 문제해결과정을 거치면서 완성한 학습결과물에 대한 평가 이다.

라) 성찰저널(Reflective Journal)

성찰저널은 자신의 경험과 학습한 내용에 대한 성찰, 팀원들과의 토론 과정을 통해 이루어지 는 성찰적 활동과 사고를 객관화는 과정이다. 학생들은 성찰저널을 통해 학습과정을 되새겨보 고, 학습에 대한 책임감도 증진시킬 수 있다.

3. 디자인 씽킹 (Design-Thinking)

디자인 씽킹 (Design-Thinking) 교수학습모형의 전개과정은 공감하기, 이해하기, 아이디어 발상, 실행 하기, 평가하기의 순서이다.

Ⅲ. 연구의 설계

1. 대상 및 기간

가. 적용 대상 : 경남과학고등학교 1학년 100명, 2학년 103명, 3학년 16명 나. 적용 시간 : 정규 교육과정(교과․창의적 체험활동) 및 방과후 수업 다. 적용 기간 : 2014. 4월 ~ 2014. 12월

2. 연구 계획

일 정

수행내용

추 진 일 정

4월 5월 6월 7월 8월 9월 10월 11월 12월 비고

교육과정 분석을 융합형수업주제 선정 ● ●

STEAM 수업 모형 및 프로그램 개발 ● ● ● ●

STEAM 교육프로그램 적용 ● ● ● ● ● ●

중간점검평가회 및 세미나 개최 ● ● ● ●

연구결과 정리 및보고서 작성 ●

연구보고서 초안 제출 ●

인쇄본 제출 및 학술 발표 ●

연구진도(%) 10 20 30 50 60 70 80 90 100

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연구책임자 ․연구책임자 1 명

․공동연구원 10 명

․자문위원 4 명 안선경

(계 15 명)

창의융합형 STEAM 교과 교육과정 분석 및

STEAM 프로그램 개발

창의융합형 STEAM 교수-학습 프로그램

적용 및 일반화

연 구 원 :

박진희(화학)-멘토 (나노화학, 1학년 적용) 이팔홍(생명과학)-멘토 (소화제, 2학년 적용) 조규갑(생명과학)-멘토 (영양소, 2학년 적용) 강주원(지구과학)-멘토 운영 및 행정지원

이희수(국어)-멘토 글쓰기 활동, 토론 지도

연 구 원 :

최재규(화학)-멘티 산염기 평형, 1학년 적용)

김윤동(생명과학)-멘티 (소화제, 2학년 적용) 김영수(생명과학)-멘티 (영영양소, 2학년 적용) 신동선(화학)-멘티 (산염기 평형, 2학년 적용)

이유라(역사)-멘티 (과학사, 기술현황지도)

자문위원

교육이론과 교육과정 및 교수학습 지도 방법

자문위원 적용 및 일반화

자문위원 :

강성주(교원대 교수) - 창의융합형 STEAM교과 교육이론 및 교육과정 자문 윤지현(단국대 교수)

- 창의융합형 STEAM교과 교수학습지도 방법 자문

윤삼열(경남과학고 교감) - STEAM교육 프로그램 현장 적용 자문

홍정희(과학직업과 장학사) - STEAM교육 프로그램 확산 및 일반화 자문

3. 연구 조직

4. 연구 내용

본 연구의 구체적인 연구 내용은 다음과 같다.

첫째, 과학의 핵심 개념과 원리를 중심으로 예술과의 통합을 통해 학생들이 창의적, 융합적 인 사고를 펼칠 수 있는 주제와 탐구활동을 탐색하여 이를 효율적으로 구현할 수 있는 주제를 탐색하였다. 특히, 화학과 생명과학의 관심있는 주제에 대해 탐구 기반 학습을 중심으로 학습 하고, 이를 기반으로 예술의 융합을 시도함으로써 앞으로 과학 및 예술 전공으로 진학하여 융 합 분야를 개척하거나 다양한 융합 전공으로 진학하여 학습하는데 바탕이 될 수 있는 주제를 탐색하였다.

둘째, 탐색한 주제로부터 각 교과별, 영역별로 적용 가능한 STEAM Activity 프로그램을 개발하였다.

셋째, 개발한 STEAM Activity 프로그램을 학생들에게 적용하여 그 과정과 결과에서 수집 한 자료를 양적, 질적으로 분석하여 교육프로그램의 효과를 알아보았다.

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Ⅳ. 연구의 실제

1. 창의․ 융합형 STEAM Activity 연구를 위한 환경조성

가. Co teaching을 통한 교육과정 분석

창의․융합형 STEAM Activity 프로그램에서 수업은 여러 교과의 교사들이 협력하여 팀티칭 으로 운영하는 것이 바람직하다. 여러 교과 간에 융합교육이 이루어질 때 학생들은 통합적, 영 역 전이적으로 사고하는 역량이 더욱 신장될 것이다. 본 연구에서는 교육과정의 분석을 통하 여 창의․융합적 역량을 키울 수 있도록 다양한 주제를 개발하였다. 특히 과학 교과 간의 융합, 자연과학-예술, 자연과학-인문학 융합 형태 교수-학습 활동을 진행하였다. 주제와 교육활동 방법에 따라 교수․학습자료 개발단계에서의 융합과 모둠별 프로젝트 및 창의설계공학활동 진 행시 탐구주제 선정 단계에서의 융합 등의 방법으로 운영하였다.

나. 창의․융합형 STEAM Activity 프로그램을 위한 교육과정 재구조화

개발한 STEAM Activity 프로그램의 효율적인 운영을 위해서 본교 화학교과 수업과 생물 교과 수업에서 프로젝트 수업으로 진행 운영하고, Co-teaching 과 TEAM-teaching을 위해 창의적 체험활동으로 진행하는 ‘STEAM Activity’와 방과 후 교육활동인‘화학과 생명과 학, 융합 영재학급을 교과수업과 연계하여 진행될 수 있도록 교육과정을 설계하여 운영하였다.

다. 창의․융합형 STEAM Activity 프로그램을 위한 주제 탐색 및 개발 • STEAM 교육이론 및 적용과 관련한 문헌 및 자료 탐색

• 통섭적 사고와 관련한 문헌 및 자료 탐색

• 교육과정 분석을 통한 융합인재교육을 위한 다양한 주제 개발 • STEAM 기반 교과를 통한 융합인재교육을 위한 다양한 주제 개발 • 지역사회에서 발생한 문제를 활용한 STEAM형 탐구 주제 개발 • 첨단과학을 활용한 STEAM 주제 개발

• 융합 분야를 개척하거나 다양한 융합 전공으로 진학하여 학습하는데 바탕이 될 수 있는 주제 개발

라. 창의․융합형 STEAM Activity 프로그램에 대한 교사들의 전문성 신장을 위한 연수 • 영재교수학습모형에 대한 연수

• 창의적 융합인재교육(STEAM)교육에 대한 연수

• 교수-학습 방법(Design-Thinking 교수법)에 대한 연수 • 과학자 윤리 및 인성 교육에 대한 연수

마. 창의․융합형 STEAM Activity 프로그램을 위한 교수학습 모형 탐색

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• 문제중심학습(PBL, Problem-Based-Learning)

문제 중심학습(PBL)은 실생활과 관련된 복잡한 문제 상황에서 학습자가 능동적인 주체로 서 적극적으로 문제 해결에 참여하면서 문제 해결을 위한 내용 지식을 학습하고, 문제 해결 에 필요한 사고능력을 습득하면서 문제 상황을 해결해 가는 일련의 활동이다. 융합인재교육 에서 중요한 부분도 실생활과 연관된 내용을 학생들의 능동적인 활동을 통해 배우는 것이다.

• 디자인 씽킹 (Design-Thinking)

공감하기, 이해하기, 아이디어 발상, 실행하기, 평가하기 • 스마트 교육을 도입한 교수설계

• 프로젝트 학습 • 토론학습

바. 모니터링 시스템 구성

• 과학, 수학, 컴퓨터 영역의 전문가를 자문위원단을 구성하여 STEAM 교육프로그램의 개 발 및 적용 과정을 모니터링하고 개선할 수 있는 체계적인 시스템을 구성하였다.

2. 창의․ 융합형 STEAM Activity 프로그램 개발 과정

가. 학습자 필요 분석

• 성공적인 교수·학습이 이루어지기 위해서는 학습자의 적극적 참여가 필수적이다. 따라서 설문조사, 문헌조사, Co-teaching 교사들의 협의를 통해 학습자의 필요를 분석하여 교육 과정 구성에 반영하였다.

• 학습자들의 필요는 다음의 요소를 고려하였다.

- 융합적 사고력 배양의 필요성

- 문제 발견 및 해결 능력 신장의 필요성

- 더불어 사는 공동체 일원으로서의 인성 함양의 필요성

- 창의‧융합형 교육활동 산출물을 각종 과학 활동 및 대회와 연계하는 방안

나. 교육프로그램 개발 방향

• 기초과학원리에 대해 그 응용 및 적용 등에 대한 첨단 과학·기술·공학의 다양성을 제 시하고 이 를 통해 기초과학의 중요성에 대한 의미를 깨달을 수 있도록 한다. 더불어 과 학·기술·공학에 대한 발산적 사고와 창의성을 유도할 수 있도록 하였다.

• 학생들에게 협동작업 활동에 대한 종합설계개념을 도입하고, 이를 통해 과학기술공학에 대한 체계적인 탐구능력과 함께 윤리 및 사회성, 협동성, 리더십, 서로를 배려하고 소통 하는 능력을 갖도록 하였다.

• 과학기술에 대한 흥미와 이해를 높이고 창의‧융합적 사고와 문제해결력을 배양할 수 있 는 ‘간학문적이고 통합교과적인 내용의 심화 교수․학습 자료’ 및 ‘과제탐구형 프로그

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램’을 Co-teaching을 통하여 개발 하였다.

• 학생들이 자신의 적성과 관심에 따라 진로를 설계할 수 있도록 도움을 주고, 융합 분야를 개척하거나 다양한 융합 전공으로 진학하여 학습하는데 바탕이 될 수 있도록 하였다.

다. 프로그램의 개발 전략 및 위계화 방안

프로그램 개발은 학습자 활동 양상을 기준으로 다음과 같이 위계화하여 진행하고자 하였다.

Co-teaching을 통하여 교육과정 분석



창의‧융합 교과적 탐구문제를 추출할 수 있는 주제 선정 융합 분야를 개척하거나 다양한 융합 전공과 관련 있는 주제 선정



탐구 문제 제시 방법(상황제시)

∙ 아름다운 바이오화학-화학과 생명과학 융합 분야 탐구 문제 발견

∙ 진로탐색을 위해 융합 분야 탐색을 활용하여 해결해야 할 문제 발견 (과학 독서, 과학 글쓰기, 토의, 토론 활동을 통한 진로 탐색)



수업 진행방법 및 문제해결과정(창의설계 및 감성적 체험)

∙ 과학교과 간 융합인 STEAM 기반 교과와 연계하여 수업 진행

∙ 화학-생명과학-지구과학-역사-국어-예술 등 교과 연계하여 수업 진행

∙ 교과 수업 속 프로젝트 및 창의설계 활동을 통하여 문제 해결

∙ 교과와 창․체를 연계한 프로젝트 및 창의설계 활동을 통하여 문제 해결

∙ 창․체 및 방과후 교육활동 시간을 활용한 코티칭



꿈 탐색 & 꿈 소통 & 푸른 꿈 설계(진로 체험 활동 및 감성적 체험) 활동

∙ 꿈 탐색(Yellow Dream) 활동지 작성

∙ 꿈 소통(Green Dream) 활동지 작성

∙ 푸른 꿈 설계 계획서(Blue Dream Design Plan) 작성

∙ 푸른 꿈 설계(Blue Dream Design) 활동지 작성

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3. 개발 프로그램 제시

● 주제 : “미지의 세계, 나노화학” STEAM Activity 프로그램 개발 ● 프로그램

소 주제

STEAM

수업유형 학습활동 내용 STEAM

요소

수업 방법

미지의 세계,

나노 화학

교과 수업

교과 연계 + 창체 활동

+ 방과후

수업

활동1

주요 내용 1: 나노란 무엇인가?

∙ 나노 입자에 대한 정의와 나노 기술의 중요성에 대해 이해 주요 내용 2: 나노 입자의 성질

∙ 나노 입자의 물리적․화학적․전자기적 성질에 대해 이해

S T

Co- teaching

PBL

조별 협동학습 활동2

상황제시 공감하기

∙나노 기술에서 상향식 기술과 자기조립 성질의 중요성 을 공감하기

S T

활동3

상황제시 이해하기

∙ 나노 패터닝 기술의 중요성 이해

∙ 분자 자기조립 성질에 대한 이해

∙ 나노 입자의 자기조립 원리에 대한 이해

S, A, T

활동4

창의적 설계 아이디어 발상하기

∙ 나노 입자의 자기조립 성질을 이용하여 수면위에 그림 을 그리기 위한 나만의 아이디어를 생각하기

∙ 자신의 아이디어를 다른 사람에게 소개하기 ∙하나의 아이디어를 선정하기

S, A, T

활동5

감성적 체험 실행하기

∙ 수면 위에 그릴 그림을 스케치하기

∙ 수면 위에 그림을 그리기 위하여 필요한 재료 조사하기

∙ 재료의 자기조립 성질 확인하기

∙ 수면 위에 그림을 그리기 위한 과정 작성하기

∙ 수면 위에 그림을 그리기

S, A, T

활동6

감성적 체험 발표 및 평가하기

∙ 모둠별로 수면 위에 그린 그림을 발표하기

∙ 평가표를 이용하여 다른 모둠이 그린 그림을 평가하기

S, A

활동7

감성적 체험

나의 꿈을 푸르게! 푸른 꿈 설계 활동하기

∙ 조사, 글쓰기, 발표, 토의, 토론 하기

S, A

(13)

프로그램 소 주제

STEAM

요소

수업 방법

미지의 세계,

나노 화학 App

개발

교과연계 + 동아리

활동

활동1 ∙ 나노화학을 소재로 한 App 프로그램 만들기 대회 공표

∙ 미지의 세계, 나노화학 (SMART) ^{A, E}

Co- teaching

모둠별 프로젝트 학습 활동2 ∙ 과제 해결을 위한 토의 및 과제수행계획서 작성 E, T

활동3 ∙ STEAM Activity 교육프로그램 App 개발 S, A, E 활동4 ∙ App의 감성적 접근과 보완 ^{A, E}

활동4 ∙모둠별 탐구결과 발표대회 및 평가 A, E

STEAM

요소

수업 방법

다양한 생물!

우리가 보전하고 보호하자

교과 수업

활동1

상황제시

공감하기 & 이해하기

∙ 생물의 다양성 및 진화에 대한 토의토론

∙ 우리 주변의 생물을 관찰하고 왜 다양한지에 관한 토의 및 토론

∙ 모둠별 토의를 통하여 ‘생각해볼 문제‘ 해결 및 발표 S

Co- teaching

PBL 조별 협동학습 활동2

상황제시

아이디어 발상하기

∙ 생물들은 어떻게 계절의 변화를 인식하며 생물마다 고유의 특징을 가지는지에 대한 제시 자료를 통해 문제 인식

S, A

활동3

감성적 체험

실행하기

∙ 생명의 존엄에 대한 시 짓기를 통해 생명의 소중함 인식

S, A

활동4

감성적 체험

S, A

(14)

STEAM

요소

수업 방법

아름다운 생물, 놀라운

기능

소화의 과학

음식물 속 영양소의

여행

교과 수업

활동1

상황제시 공감하기 & 이해하기

∙ 여행상품 설명서 분석하기

∙ 여행 상품 설명서 제작을 위한 공통 요소 해결

S, A

Co- teaching

∙ 탄수화물을 대상으로 한 여행 상품 설명서 구상

∙ 단백질을 대상으로 한 여행 상품 설명서 구상

∙ 지방을 대상으로 한 여행 상품 설명서 구상

S, A

활동3

감성적 체험

실행하기

∙ 탄수화물을 대상으로 한 여행 상품 설명서 제작하기

∙ 단백질을 대상으로 한 여행 상품 설명서 제작하기

∙ 지방을 대상으로 한 여행 상품 설명서 제작하기

S, A

활동4

∙ 모둠별로 제작한 여행 상품 설명서를 발표하기

∙ 평가표를 이용하여 서로 비교하여 평가하기

S, A

활동5

감성적 체험

S, A

(15)

STEAM

요소

수업 방법

아름다운 생물, 놀라운

기능

소화의 과학,

좋은 소화제란?

교과 수업

활동1

상황제시 공감하기 & 이해하기

∙ 소화과정에 전반에 대한 이해하기

∙ 활성화 에너지 그래프 이야기

∙ 활성화 에너지 증감에 따른 소화 속도 계산하기

∙ 활성화 에너지가 낮은 소화 효소 분비에 따른 진화 예측하기

S, A

Co- teaching

∙ 좋은 소화제 기준 만들기

∙ 소화제 선별 실험 설계하기

∙ 소화제 선별 실험 수행하고 보고서 작성하기

S, A

활동3

감성적 체험

실행하기

∙ 소화제 광고 제작하기

S, A

활동4

∙ 모둠별로 제작한 소화제 광고를 발표하기

∙ 평가표를 이용하여 서로 비교하여 평가하기

S, A

활동5

감성적 체험

S, A

(16)

STEAM

요소

수업 방법

균형잡힌 세계, 화학 평형

산⋅염기 평형과 화학량론

교과 수업

+ 방과후

수업

활동1

주요 내용 1: 산⋅염기 적정과 화학량론

∙ 나노 입자에 대한 정의와 나노 기술의 중요성에 대해 이해 주요 내용 2: 산⋅염기 지시약과 화학량론

S T

Co- teaching

PBL

조별 협동학습 활동2

상황제시 공감하기

∙ 물감과 화학 간의 관계를 역사적 사례와 예술 작품 등을 통해 공감하기

S T

활동3

∙ 점묘법에 대해 이해하기

∙ 색채가 시각에 미치는 원리 이해하기

S, A, T

활동4

∙ 산⋅염기 지시약 물감을 만들기 위한 나만의 아이디어 를 생각하기

∙ 자신의 아이디어를 다른 사람에게 소개하기

∙ 하나의 아이디어를 선정하기

S, A, T

활동5

S, A, T

활동6

S, A

활동7

감성적 체험

S, A

(17)

4. 개발 프로그램 적용 사례

● [적용 프로그램 주제 1] ●

￭프로그램 명 : 미지의 세계, 나노화학 !

1. 주제 및 제작 의도

“미지의 세계, 나노화학!” STEAM Activity 프로그램은 나노입자의 물리적 화학적 전자기적 성질을 이해하고, 나노입자와 일반적인 입자간의 공통점과 차이점을 이해하여 그와 관련된 생물학, 의학, 재료, 전자통신과 같은 다양한 분야에서 높은 가능성을 가진 나노입자의 가치 를 설명 할 수 있는 것이다. 나노입자의 자기조립 성질을 바탕으로 수면 위에 나노 그림을 그리는 과정과 창의적으로 그려진 여러 가지 나노 그림을 제시하여 나노입자의 자기조립성 질을 이해 할 수 있도록 한다. 화학과 생명과학 및 타 분야에서 나노 자기조립에 관한 연구 를 수행하는 연구자를 조사하고, 새로운 융합 전공 분야와 연구 주제를 제시하여 토의를 통해 소통 하며 자신의 꿈을 이룰 수 있도록 도움을 주는 감성적 체험을 할 수 있도록 한다.

교수 학습

설계 유형 Co-teaching, 문제중심학습(PBL), 디자인 씽킹(Design Thinking) STEAM

수업유형 교과 수업, 교과연계 + 창 ․ 체 + 방과후 수업(영재학급)

관련 교과 과학(S) - 화학, 생명과학 예술(A) - 미술, 예술적 표현 기술(T) - 디자인 방법

학 습 활 동 내 용

STEAM

학습준거틀 학습활동 내용 STEAM 요소

상황

제시 활동1

주요 내용 1: 나노란 무엇인가?

∙ 나노 입자에 대한 정의와 나노 기술의 중요성에 대해 이해 주요 내용 2: 나노 입자의 성질

나노 입자의 정의, 성질, 나노 기술의 중요성에

대한 이해(S)

창의 설계

활동2 상황제시 공감하기

∙나노 기술에서 상향식 기술과 자기조립 성질의 중요성 을 공감하기

디자인 씽킹 (공감하기 및

이해하기) 나노 입자의 자기조립 원리에

대한 이해(S) 활동3

∙ 나노 패터닝 기술의 중요성 이해

∙ 분자 자기조립 성질에 대한 이해

∙ 나노 입자의 자기조립 원리에 대한 이해

활동4

∙ 나노 입자의 자기조립 성질을 이용하여 수면위에 그림을 그리기 위한 나만 의 아이디어를 생각하기

∙ 자신의 아이디어를 다른 사람에게 소개하기 ∙하나의 아이디어를 선정하기

디자인 씽킹 (아이디어발상하기)

나노 입자의 자기조립 원리에

대한 이해(S)

활동5

디자인 씽킹 (실행하기 및

평가하기) 나노 입자의 자기조립 원리에

대한 이해(S) 디자인 방법(T) 예술적 표현(A)

감성적 체험

활동6

활동7

감성적 체험

융합 분야 연구에 대한 이해(S) 예술적 표현(A)

(18)

2. 관련 과목 및 STEAM 과목 요소

교과 내용과 범위

S

화학1 아름다운 분자세계, 분자세계의 건축예술 화학 나노 입자의 자기조립 원리에 대한 이해 생명과학 DNA의 자기조립 원리에 대한 이해

물리학 나노 자기유성체

T, E 공학, 기술 나노기술의 이해, 디자인 방법

A

역사 과학사(역사)속 나노과학의 이해

국어 글쓰기 및 발표. 토의 및 토론

미술 실재감, 예술적 표현, 그림 그리기, 이미지의 효과적 표현

3. 성취기준 ‧ 성취수준

성취 기준 성취 수준

창의성

&

STEAM융 합요소 성취기준

￭ 과학 내용

• 나노 입자의 물리적․화학적․전자기적 성질을 이해한다.

• 나노 입자와 일반적인 입자 간의 공 통점과 차이점을 이해한다.

• 생물학, 의학, 재료, 전자통신과 같 은 다양한 분야에서 높은 응용 가능 성을 가진 나노 입자의 가치를 설명 할 수 있다.

상

나노 입자의 물리적․화학적․전자기적 성질을 이해 하고, 나노 입자와 일반적인 입자 간의 공통점과 차이점과 생물학, 의학, 재료, 전자통신과 같은 다 양한 분야에서 높은 응용 가능성을 가진 나노 입 자의 가치를 모두 잘 설명할 수 있다

중

나노 입자의 물리적․화학적․전자기적 성질, 나노 입 자와 일반적인 입자 간의 공통점과 차이점과 생물 학, 의학, 재료, 전자통신과 같은 다양한 분야에서 높은 응용 가능성을 가진 나노 입자의 가치 중 중 2가지를 설명할 수 있다.

하

나노 입자의 물리적․화학적․전자기적 성질, 나노 입 자와 일반적인 입자 간의 공통점과 차이점과 생물 학, 의학, 재료, 전자통신과 같은 다양한 분야에서 높은 응용 가능성을 가진 나노 입자의 가치 중 1 가지를 설명할 수 있다.

￭ 과학․예술 융합

• 나노 입자의 자기조립 성질을 바탕 으로, 수면 위에 나노 그림을 그릴 수 있다.

상 나노 입자의 자기조립 성질을 바탕으로, 수면 위에 나노 그림을 잘 그릴 수 있다.

중 나노 입자의 자기조립 성질을 바탕으로, 수면 위에 나노 그림을 그릴 수 있다.

하 나노 입자의 자기조립 성질을 바탕으로, 수면 위에 나노 그림을 전혀 그릴 수 없다.

인성

&

융합태도 성취기준

• 자신이 맡은 일에 최선을 다하며 끝 까지 완수하고 책임을 질 수 있다.

• 모둠별 활동에 적극적으로 참여한다.

P

자신이 맡은 일에 최선을 다하며 끝까지 완수하고 책임을 질 수 있고, 모둠별 활동에 적극적으로 참 여한다.

F 책임감이 부족하며, 모둠별 활동에 소극적이다.

(19)

4. STEAM 단계 요소

단계 내용

상황제시

∙ 나노 입자에 대한 정의와 나노 기술에 관한 내용을 학습한다.

∙ 나노 입자의 물리적․화학적․전자기적 성질을 학습한다.

∙ 나노 입자와 일반적인 입자 간의 공통점과 차이점을 학습한다.

∙ 나노 입자의 자기조립 성질을 학습한다.

창의적 설계

∙ 나노 입자의 자기조립 성질을 이용하여 수면 위에 그림을 그리기 위한 나만의 아이디어를 생각한다.

∙ 자신의 아이디어를 다른 사람에게 소개한다.

∙ 하나의 아이디어를 선정한다.

감성적 체험

∙ 나노 입자의 자기조립 성질을 바탕으로, 수면 위에 다양한 이미지를 표현해본다.

∙ 수면 위에 그릴 그림을 스케치한다.

∙ 수면 위에 그림을 그리기 위하여 필요한 재료 조사하고, 재료의 자기조립 성질을 확인한다.

∙ 수면 위에 그림을 그리기 위한 과정 작성하고 그림을 그린다.

∙ 모둠별로 수면 위에 그린 그림을 발표한다.

∙ 평가표를 이용하여 다른 모둠이 그린 그림을 평가한다.

5. 평가계획

구분 평가 기준

교과내용

&

창의성

&

STEAM융합요소 평가

∙ 나노입자의 성질에 대한 이해

∙ 여러 가지 물체의 자기조립 성질에 대한 이해

∙ 실제감, 예술적 표현, 계획한 이미지의 효과적인 표현.

∙ 모둠별로 선정한 주제가 과학적으로 의미가 있는가?

∙ 탐구과정이 과학적으로 타당한가?

∙ 보고서 및 발표 내용이 체계적이며 논리적이다.

∙ 보고서 내용이 독창적이며 다양하게 접근하였다.

인성

&

융합태도평 가

자기평가 ∙ 자신의 맡은 일에 대한 책임감

∙ 모둠원끼리 협력하여 문제를 해결할 수 있다.

동료평가

∙ 모둠원끼리 협력, 배려하였고 자신의 역할을 충분히 수행할 수 있다.

∙ 나노의 세계가 나의 삶과도 연관됨을 공감적으로 이해할 수 있다.

∙ 모둠원끼리 협력하여 문제를 해결할 수 있다.

교사 의견 (서술형)

(20)

6. 학습 자료(학생활동지, 교사용, 디자인씽킹 활동 및 평가지, 푸른 꿈 설계 학습지)

학생 활동지

미지의 세계, 나노과학!

( )학년 ( )반 이름 ( )

생각해 볼 문제

1. 나노 입자는 매우 작은 미시의 세계이지만 나노 과학과 기술이 중요한 이유는 단순히 작은 물질을 다루는 데 있지는 않다. 우리는 지구상의 대부분의 물질이 나노 크기에서 새로운 특성을 나타내기 시작하는데 주목할 필요가 있다. 그럼, 나노 크기의 세계에서는 과연 어떠한 일들이 벌어질까? 다음 탐구 활동을 통해 나노 입자와 색깔의 관계에 대해서 생각해 보자.

2. 나노 입자는 색깔이나 녹는점 등과 같은 광학적(물리적) 성질뿐만 아니라 화학적 성질도 크게 달라진다.

다음 탐구 활동을 통해 나노 입자의 표면적에 대해서 생각해 보자.

3. 나노 촉매란 무엇인지를 작성해보자.

4. 최근 나노 촉매에 관한 많은 연구들이 진행되고 있다. 관련 연구 분야를 찾아보자.

교사용

미지의 세계, 나노과학!

1. 나노 입자는 매우 작은 미시의 세계이지만 나노 과학과 기술이 중요한 이유는 단순히 작은 물질을 다루는 데 있지는 않다. 우리는 지구상의 대부분의 물질이 나노 크기에서 새로운 특성을 나타내기 시작하는데 주목할 필요가 있다. 그럼, 나노 크기의 세계에서는 과연 어떠한 일들이 벌어질까? 다음 탐구 활동을 통해 나노 입자와 색깔의 관계에 대해서 생각해 보자.

[지도 방향] 모둠별로 정리하여 발표하게 한다

2. 나노 입자는 색깔이나 녹는점 등과 같은 광학적(물리적) 성질뿐만 아니라 화학적 성질도 크게 달라진다.

다음 탐구 활동을 통해 나노 입자의 표면적에 대해서 생각해 보자.

3. 나노 촉매란 무엇인지를 작성해보자.

[예시 답안] ‘나노촉매’란 원자, 분자 혹은 초분자로 이루어져 화학반응에 활성을 갖는 나노크기 또는 그 이 하의 크기나 구조를 갖는 물질이다.

4. 최근 나노 촉매에 관한 많은 연구들이 진행되고 있다. 관련 연구 분야를 찾아보자.

[예시 답안] 나노촉매는 에너지 전환 및 광촉매, 그린화학 및 환경분야, 비대칭 합성, 생체모방 기술, 분자인 쇄 기술 등 다양한 분야에서 연구되고 활용 중에 있다.

(21)

디자인 씽킹 활동 (Design Thinking)

‘나노 세계에선 뭐든 알아서 척척, 자기조립을 활용한 나노 그림!’

( )학년 ( )반 이름 ( )

공감하기

하향식 기술의 위기! 상향식 기술과 자기조립

※ 아래의 글을 읽고, 물음에 답해보자.

최근 화학자들은 나노 입자의 자기조립을 이해하고, 이를 활용하기 위하여 부단히 애를 쓰고 있다.

즉, 현재로서는 자기조립을 통한 상향식 기술 방식이 나노 구조를 만드는데 가장 실질적인 방법이라는 점이다. 이 말은 곧 하향식 기술 방식의 위기를 의미하기도 한다.

글쓰기 활동 하향식(top-down) 기술 방식의 한계

1. 나노 기술 중 하향식(top-down) 기술 방식이 무엇이고, 현재 이 기술 방식의 한계가 무엇인지를 조 사해보자.

1-1. 하향식 기술 방식이란?

1-2. 하향식 기술 방식의 한계는?

․현재 하향식 방법으로 만들 수 있는 가장 작은 나노 입자의 크기는 nm 정도이다.

․또한 나노 입자의 크기가 작을수록, 하향식 기술로 나노 입자를 일정한 패턴으로 정렬하고 조직화하는 과 정이 어려울 뿐만 아니라 많은 비용도 요구된다.

2. 하향식 기술 방식의 위기로 인해 화학자들은 작은 물질들을 쌓아 나노 물질을 만드는 방법인 기술 방법에 관심을 두고 있다. 그리고 이와 같은 기술을 효과적으로 활용하기 위하여 화학자들은 나노 입자의 에 많은 관심을 두고 있다. 우리 가 이 성질을 활용하면, 나노 입자 하나하나를 배치하고 정렬하지 않아도 나노 입자들이 자발적으로 정 확하게 자기 자리를 찾아가 스스로 나노 물질로 조립될 수 있다.

(22)

‘나노 세계에선 뭐든 알아서 척척, 자기조립을 활용한 나노 그림!’

( )학년 ( )반 이름 ( )

이해하기

나노 입자의 자기조립

탐구활동 2

빨대의 자기조립 원리

자발적 자기조립은 거시적‧미시적 크기의 물체에서 모두 나타난다. 따라서 빨대나 나무도막을 나노 입자로 가정한 후, 다음 실험 활동을 통해 나노 입자의 자기조립 원리를 알아보자.

준비물

빨대, 수조, 색소, 나무젓가락

유의사항

만약, 수면위로 떠오른 빨대가 미동이 없을 경우, 나무젓가락을 이용하여 수면을 천천히 저어준다.

실험 방법

1. 빨대를 3cm의 크기로 2개 자른다.

2. 수조에 2/3정도 물을 채우고 색소를 조금 넣어서 잘 저어준 후, 수면이 잔잔해질 때 까지 기다린다.

3. 빨대 한 개를 물 아래로 완전히 밀어 넣는다. 잠시 후 수면 위로 떠오른 빨대 주변의 수면 모습을 관찰한다.

4. 자른 빨대를 3과 같은 방법으로 물 위에 띄운 후 빨대의 움직임을 관찰한다.

5. 두 빨대의 측면과 끝 부분을 의도적으로 접촉시켜 본다.

6. 빨대 이외에 스티로폼 공, 나무 도막과 같은 물체들을 이용하여 실험을 해본 후, 현상이 나타나는 이유를 알아본다.

실험 결과

1. 빨대 주변의 수면 모습과 빨대 두 개를 물에 띄웠을 때의 모습을 그려보자.

(빨대 주변의 수변 모습) (빨대 2개를 물에 띄웠을 때의 모습)

빨대의 측면과 끝 부분이 서로 붙는가?

1. 빨대 5개를 물에 띄웠을 때 예상되는 모습을 그려보자.

2. 위와 같이 그림을 그린 이유는 무엇인가?

(23)

‘나노 세계에선 뭐든 알아서 척척, 자기조립을 활용한 나노 그림!’

( )학년 ( )반 이름 ( )

아이디어 발상하기

탐구활동 4 (개별)

자기조립을 활용한 나노 그림 그리기 나만의 아이디어를 생각해보자.

(수면 위에 그릴 그림)

(재료와 재료의 자기조립 성질)

(수면 위에 그림을 그리기 위한 과정)

탐구활동 5 (개별)

자기조립을 활용한 나노 그림 그리기

자신의 아이디어를 다른 사람에게 소개하고, 다른 사람의 아이디어를 들어보자.

(다른 사람의 아이디어에 대한 장․단점)

(자신이 추가한 아이디어)

(24)

‘나노 세계에선 뭐든 알아서 척척, 자기조립을 활용한 나노 그림!’

( )학년 ( )반 이름 ( )

실행하기

탐구활동 8

여러 가지 물질들의 자기조립 현상을 이용하여 모둠 별로 수면 위에 그림을 그려보자.

1. 모둠 별 토의를 통해 결정된 그림을 그려보자.

2. 수면 위에 그림을 그리기 위하여 필요한 재료와 각 재료의 자기조립 원리를 확인해보자.

(재료) (사진 자료)

(스티로폼의 배열)

(왼쪽) 물 위에 처음 띄웠을 때 (오른쪽) 시간이 지난 후

(나뭇잎의 배열)

시간이 지난 후 나뭇잎의 배열

3. 수면 위에 그림을 그리기 위한 과정을 작성해보자.

(과정)

4. 지금까지 계획한대로 여러 가지 물질들의 자기조립 현상을 이용하여 수면 위에 그림을 그려보자.

(25)

‘나노 세계에선 뭐든 알아서 척척, 자기조립을 활용한 나노 그림!’

( )학년 ( )반 이름 ( )

평가하기

탐구활동 9

모둠 별로 수면 위에 그린 그림을 발표해 보자. 이 때, 수면 위에 그림을 그리기 위하여 어떠한 재료와 원리를 활용하였는지도 함께 발표하자. 발표가 이루어지는 동안 다음의 평가 표를 이용하여 모둠 별로 평가해 보자.

평 가 표

평가 일시( ), 평가자(모둠 명: ), 평가대상 (모둠 명: )

평가영역 평가기준

평가척도

매우

잘함 잘함 보통 미흡 매우

미흡

STEAM 융합 요소

S

⋅나노 입자의 성질에 대한 이해

⋅여러 가지 물체의 자기 조립 성질에 대한 이해

A

⋅실재감, 예술적 표현

⋅계획한 이미지의 효과적인 표현

융합 태도

⋅모둠원들 간의 협업 및 맡은 일에 대한 책임감

종합 의견

(26)

7. 창의․융합형 미래 과학기술인재들의 꿈 탐색(Yellow Dream) & 꿈 소통(Green Dream) 활동지 꿈 탐색 활동지

Yellow Dream

창의․융합형 STEAM Activity로

나의 꿈을 푸르게!

( )학년 ( )반 이름 ( )

1. 이 분야와 관련 있는 직업을 탐색해보자.

2. 과학사(역사) 속에서 이 분야에서 자신을 가장 감동 시킨 연구자와 창업기업가에 대해 조사해보자.

3. 현재 이 분야에서 자신을 가장 감동 시킨 연구자와 창업기업가의 사례를 조사해보자.

4. 이 분야와 융합하여 새로운 융합 전공 분야를 생각하여 제시하여 보자.

5. 자신이 만든 새로운 융합 전공과 관련 있는 연구 주제 및 창업 아이디어를 생각하여 제시해 보자.

꿈 소통 활동지 Green Dream

창의․융합형 STEAM Activity로

나의 꿈을 푸르게!

( )학년 ( )반 이름 ( )

1. 꿈 탐색 활동지에서 조사한 이 분야와 관련 있는 직업을 발표해보고 친구들과 공유하자.

나의 의견 친구들의 의견

2. 꿈 탐색 활동지에서 조사한 자신을 가장 감동 시킨 연구자 및 창업기업가에 대한 사례를 발표해보고 친구 들과 공유하자.

3. 꿈 탐색지에서 조사한 이 분야와 융합하여 새로운 융합 전공 분야에 대해 발표해보고 친구들과 공유하고, 각자가 제시한 융합전공 분야 중 토의를 통해 함께 한 가지만 정리해보자.

4. 3에서 정한 함께 만든 새로운 융합 전공과 관련 있는 연구 주제 및 창업 아이디어를 제시하고 서로의 주 제에 대한 타당성을 토의해 보자.

(27)

8. 창의․융합형 미래 과학기술인재들의 꿈 탐색(Yellow Dream) & 꿈 소통(Green Dream) 활동지 꿈 설계 계획서

Blue Dream Plan

창의․융합형 STEAM Activity 푸른 꿈 설계를 위한 체험 활동!

( )학년 ( )반 이름 ( )

푸른 꿈 설계 체험 계획 꿈 체험

연구기관명 및 연구자 꿈 체험 내용 (구체적 연구 분야)

꿈 체험 조사 내용 (연구 주제) 질문할 내용

비고

꿈 설계 활동지 Blue Dream

Design

창의․융합형 STEAM Activity

나의 꿈을 푸르게!

( )학년 ( )반 이름 ( )

푸른 꿈 설계 체험 결과

꿈 체험 연구기관명 및 연구자

꿈 체험 내용 (구체적 연구 분야)

꿈 설계 및 창업 아이디어에

도움을 받은 내용 꿈 설계 활동을

통해 새롭게 알게 된

내용 관련 사진

(28)

9. 개발된 프로그램의 적용

‘미지의 세계, 나노과학!’에 대한 프로그램을 적용하여 수업을 실시하는 모습과 학생들의 학습 결과물에 대한 산출물을 이용하여 함께 공유하고 평가하는 산출물 대회를 실시하였다.

학습 결과물로 개발된 보고서와 프리젠테이션 프로그램으로 작성한 발표 자료를 작성하여 발표하 여 산출물 대회의 형식으로 동료 평가와 교사 평가를 실시하여 창의융합적 역량을 평가하여 하였 다. 또한 융합 분야에 대한 지신의 꿈을 탐색하고 설계하는 과정으로 진행하여 꿈을 키워가는 진 로 활동으로 STEAM Acivity 프로그램을 마무리 하였다.

가. 교수-학습 활동 실시: Co-teaching(화학전공 + 생명과학), Team-teaching 1) 1학년- 최재규, 김윤동, 박진희, 김영수, 강주원, 이유라

연 번

수업

차시 내용 담당교사 화학

반 내용 담당교사 바이오반

1 2

오리엔테이션, 사전검사

강주원 소강당

이유라 소강당

2 2

아름다운 바이오 화학 (나노12)

박진희

김윤동 화학실

아름다운 바이오 화학 (영양소 여행12)

김영수

최재규 생물실

3 2

김영수

최재규 생물실

박진희

김윤동 화학실

4 2

박진희

김윤동 생물실

아름다운 바이오 화학 (산염기 평형12)

최재규

김영수 화학실

5 2

최재규

김영수 화학실

박진희

김윤동 생물실

6 3

아름다운 바이오 화학 (좋은 소화제123)

김윤동

박진희 생물실

최재규

김영수 화학실

7 3

최재규

김영수 화학실

김윤동

박진희 생물실

8 2 산출물 발표대회 최재규, 김윤동, 박진희, 김영수, 강주원, 이유라

(29)

2) 2학년 - 안선경, 이팔홍, 신동선, 조규갑, 이희수 연

번 수업차시 내용 담당교사 화학

반 내용 담당교사 바이오반

1 2

안선경 소강당

이희수 소강당

3 2

이팔홍

신동선 2-2

안선경

조규갑 2-3

4 2

안선경

조규갑 2-2

신동선

이팔홍 2-3

5 2

신동선

이팔홍 2-2

안선경

조규갑 2-3

6 3

이팔홍

안선경 2-2

신동선

조규갑 2-3

7 3

신동선

조규갑 2-2

이팔홍

안선경 2-3

8 2 산출물 발표대회 안선경, 이팔홍, 신동선, 조규갑, 이희수

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● [개발 프로그램 3] ●

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