까치울초등학교

2019 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2019. 11. 15.

까치울초등학교

【 2019년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】

과 제 개 요

과제명

2019년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영

STEAM 프로그램

구분

유형

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

Upcycling Reaction(재활용품을 이용한 체인리액션)

학교급 초등학교 대상 학년(군) 5~6학년군 중심과목 ^실과

(정보)

중심과목 성취기준 영역

[초등학교 5~6학년] (4) 기술 시스템 (5) 기술 활용 연계과목 ^사회 _미술 연계과목

성취기준 영역

[초등학교 5~6학년] (6) 우리나라의 경제 발전 [초등학교 5~6학년] (1) 체험 (2)표현 연구기간

2019.5.16. ~ 2019.11.30.

연 구 비

일금사백만원(￦4,000,000)

4명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 3명)

연구 수행자에 관한 사항

구분 소속 학교명 담당과목 직위 성명

연구책임자 까치울초등학교 초등 교사 송해남

공동연구원 까치울초등학교 초등 교사 정유진

공동연구원 청암초등학교 초등 교사 서정원

공동연구원 문발초등학교 초등 교사 이정원

2019년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아

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

2019년 11월 15일

연구책임자 : 송해남 (인)

“이 보고서는 2019년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

목 차

1. 요약문

2. 서론

가. 연구의 필요성

나. 연구의 목표

3. 연구 수행 내용 및 결과

가. STEAM 프로그램 개발 및 적용 ··· 2 나. STEAM 수업 평가 방법 개발 및 적용 성과 조사 ··· 4 다. STEAM 협력연구 강화 및 확산실천 ··· 7

4. 연구 수행 결과

5. 결론 및 제언

6. 참고문헌

[부록]

부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물 부록2. 수업 사진 및 영상

부록3. 연구회 협의 과정 부록4. 논문 게재 증빙자료

1. 요약문

2. 서론

가. 연구의 필요성

STEAM은 과학(Science), 기술(Technology), 공학(Engineering), 예술(Arts), 수학 (Mathematics)의 첫 글자를 따온 것으로 여러 교과 간의 통합과 실생활과의 관련성을 강조하는 교육이다. 2015 개정 교육과정에서는 SW 교육을 필수로 도입하였으며 그 과 정에서 여러 교과와 통합, 연계하여 지도할 수 있음을 시사한 바 있다.

사회는 급변하고 있으며 전형적인 사고와 틀에 박힌 풀이로는 미래를 예측하기 어렵 다. 교육도 마찬가지로 일차원적인 지식 전달이 아닌 고차원적인 융합적 사고력을 함 양할 수 있는 환경을 조성하는 것에 중점을 두어야 한다.

본 연구회에서는 이러한 시대적 요구에 부응하여 실과, 기술을 중심으로 프로그램을 개발하였으며 그 과정에서 STEAM 준거에 맞게 직접 도구를 제작할 수 있도록 하여 메이커 교육의 효과를 노리고자 한다. 또한 도구는 재활용 자원만을 이용하여 제작하 도록 하여 지속가능한 발전에 대한 관심도 증대시켜 업사이클링을 체험해볼 수 있도록 할 것이다. 기술과 사회, 실생활까지 아우르는 경험을 통해 융합적 사고력을 함양할 수 있는 프로그램을 개발하고 적용하고자 한다.

많은 학생들이 환경 보호의 중요성을 교과서를 통해 배우고는 있지만 환경 보호에 도움이 될 만한 산출물을 제작하거나 실제로 환경 보호에 도움이 되는 행동을 실천 에 옮기는 수업은 많지 않다.

이에 이 프로그램은 피지컬 컴퓨팅 기술로 버려지는 재활용 자원을 활용한 체인리 액션 작품을 제작함으로써 학생들이 직접 환경 보호를 실천해볼 수 있는 경험을 제 공하는 것에 중점을 두었다.

즉, 재활용 자원의 가치를 인식하고 과학과 기술을 체험해 볼 수 있는 프로그램을 개발, 적용해보고자 한다.

◦ LEGO WEDO와 재활용 자원을 이용한 STEAM 프로그램 개발 (실과, 사회, 미술, 기술 포함)

◦ 6학년 실과 교과를 중심으로 개발하였으며, 경기도 4개 학교 6학년, 영재학급, SW 동아리 등 폭 넓은 적용

◦ 개발 프로그램을 활용한 STEAM 교육의 확산 실천 및 교사의 연구 기회 증대

◦ 실제 교육 현장에 적용이 가능한 학습 자료 배포

3. 연구 수행 내용

나. 연구의 목표

◦ STEAM 준거에 기반을 둔 발명 및 메이커 교육 프로그램 개발 및 적용

◦ 재활용 자원에 대한 학생들의 인식 제고 및 지속가능한 발전 교육 프로그램 개발 및 적용

◦ 미래 산업의 핵심이 될 업사이클링에 참여하며 실생활의 연장선에서 가치를 재인 식하는 학습 경험 제공

◦ 수혜 학생에게 융합적 지식, 소프트웨어를 활용한 문제 해결 경험 및 성공의 경 험 기회 제공

가. STEAM 프로그램 개발 및 적용

1) 프로그램 개발 중점 사항

업사이클링은 현재 세대뿐만 아니라 미래 세대를 위한 제품의 활용을 지향한다. 환 경을 보호하고자 하는 흐름의 일환으로 지속가능 디자인은 그 중요성이 계속 강조되 어왔다. 다음 세대를 이끌어 갈 아동들은 지속가능한 디자인 중 하나이자, 미래 산업 의 핵심인 업사이클링을 학습하고 익힐 필요가 있다. 학생들은 재활용이 아니라 진정 성과 지속가능한 발전의 가치를 담은 업사이클링에 참여하며 가치의 재인식을 학습할 수 있다. 업사이클링을 디자인으로만 보면 미술과 학습요소로 볼 수 있지만 ‘지속가능 한 발전’의 연장선에 놓여있으므로 사회과, 과학과 등 다양한 교과에서 지도될 수 있 으며, 융합교육을 실시할 수도 있다.

이에 단순히 재활용품을 새롭게 디자인하는 미술과 학습이나, 지속가능한 발전에만 집 중한 사회과 학습보다는 재활용품, 폐품에 실제적으로 새로운 가치를 부여하면서 학생들 이 전달하고 싶은 가치를 담을 수 있는 융합(STEAM) 활동안을 구상하였다.

폐품으로 컴퓨터와 컴퓨터를 연결하는 제품을 만들고, 이것들을 모두 연결하여 학급을

하나로 이어주는 체인 리액션을 진행한다. 폐품은 한낱 플라스틱, 나무조각이 아니라 컴퓨

터와 컴퓨터를 연결해주는 새로운 가치를 지닌 제품이 된다. 학생들은 피지컬 컴퓨팅 방법

을 학습하여 체인리액션을 설계하고, 체인리액션을 통하여 지속가능한 발전의 가치를 전

달할 수 있을 것이다.

2) 프로그램 구성을 위한 교사연구회 운영

추 진 일 정

3월 4월 5월 6월 7월 8월 9월 10월 11월 비고

연구착수 ○

STEAM 프로그램

연구 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

전국 워크숍 참석 ○

태도검사(사전) ○ ○ ○ ○

중간보고서 제출 ○

STEAM 프로그램 적용 ○ ○ ○ ○ ○

STEAM 설명회 개최 ○

태도검사(사후) ○

결과보고서 제출 ○

성과발표회 참석 ○

3) 개발 프로그램 개요

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 Upcycling Reaction(재활용품을 이용한 체인리액션) 학교급 초등학교 대상 학년 (군) 5~6학년군

중심과목 실과

(정보) 성취기준 영역 [초등학교 5~6학년] (4) 기술 시스템 (5) 기술 활용 연계과목 사회

미술

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 5~6학년] (6) 우리나라의 경제 발전 [초등학교 5~6학년] (1) 체험 (2)표현

개발결과

주제 연번

차시

(시수) 과목 연계 (안)

1 2 사회(1) + 실과(1)

2 7 실과(8)

3 3 실과(1) + 미술(2) 적용결과 프로그램 적용결과 융합인재 소양 증대 4) 프로그램 적용 시기와 방법

가) 중심단원인 실과는 교과서마다 구성이 다르므로 적용 학급별 상황을 고려하여 프로그램 적용 시기를 배분한다.

나) 핵심 교구인 LEGO WEDO 2.0과 노트북, 무선 인프라 활용에 있어 적용 학급 별 상황을 고려하여 프로그램 적용 시기를 배분한다.

다) 프로그램 적용 시에는 연속적인 수업 시수 배정으로 수업 흐름이 유연하게 흘 러가도록 블록 수업을 적용한다.

경기도 S초 영재학급 까치울초등학교 문발초등학교 청암초등학교

6~8월 7~9월 7~9월 8~10월

나. STEAM 수업 평가 방법 개발 및 적용 성과 조사 1) 평가

- 기존 과정 평가를 적용하되 여러 수행평가 방식을 각각의 차시에 적절하게 적 용함. (토의평가, 자기/동료 평가, 포트폴리오 평가, 산출물 평가, 구술 평가, 체크 리스트)

- 각각의 차시별 평가 외에도 상황제시-창의적 설계-감성적 체험을 아우르며 지 식과 내용, 기능, 기술, 정의적 측면, 의사소통 면을 평가하는데 중점을 둠.

2) 수업적용을 통한 학생들의 현장 반응 확인

A: 업사이클링 체인리액션을 설계할 때는 모둠 친구들과 생각이 안 맞아서 다투기도 했 지만, 나중에는 그런 부분이 성공을 하는데 도움이 된 것 같고, 또 마지막에 성공했을 때 교실 전체에서 환호성이 나왔고 심장이 터질 만큼 좋았다.

B: 나는 뒤쪽 모둠이라 앞에서 자꾸 연결에 실패할 때 우리까지 오지도 못하고 끝날까 봐 걱정했다. 설계할 때까지만 해도 그림으로 그린 것이 실제로 가능할지 의문이었는데 결국에 체인리액션에 성공하자 너무 놀랐고 성공하지 못할 것이라 생각했었기 때문에 우리 모두가 함께 성공했다는 것에 기뻤다.

C: 업사이클링 할 때 칼을 다룰 때에는 하마터면 다칠 뻔했다. 그래도 쓰레기로 이렇게 멋진 작품을 만들 수 있다는 것이 신기했다. 필통이나 화분을 만드는 것보다 이렇게 체 인리액션으로 멋진 작품을 만드는 것이 훨씬 더 멋진 일이라고 생각한다.

D: 평소에 레고를 좋아해서 자주 가지고 놀았었는데 레고 위두로 처음 해보는 것들을 많이 해볼 수 있어서 좋았다. 마치 내가 레고 전문가가 된 것 같은 기분이 들었다. 마지 막에 성공했을 때에는 친구들과 같이 환호성을 질렀고, 너무 기뻤다.

E: 처음에 레고 위두에 대해 배울 때는 너무 어려웠다. 하지만 모둠 친구들이 도와줘서 체인리액션에 성공할 수 있었다. 마지막에 성공했을 때는 완전 뿌듯하고 행복했다.

F: 업사이클링 체인리액션을 통해 색다른 경험을 해보아서 좋았고, 코딩이 얼마나 좋은 것인지 느낄 수 있었다. 완성했을 때 뭔가 감동적이었고, 위대한 작품을 만들었다는 생 각이 들었다.

G: 처음에는 성공할 수 있을까? 라는 생각에 마음이 답답했는데 우리 모둠이 실패하면

반이 실패하는 것이라 집중해서 섬세하게 끝까지 노력했다. ‘고생 끝에 낙이 온다.’는

말을 이럴 때 쓴다는 생각이 들었다. 마지막에 체인리액션을 시도할 때는 손에 땀까지

났다. 성공했을 때에는 마치 축제가 열린 것처럼 신나고 좋았다!

3) 프로그램 적용 성과 - 융합 소양(4C)검사

가) 사전 검사 기간 : 프로그램 적용 직전(학급별 상이) 나) 분석 인원 : 부천 까치울초등학교 6학년 54명

나) 학생 선정 이유 : 프로그램 수혜 학생 중 6학년 학급 단위 분석을 진행함.

SW 동아리 및 영재 학급은 5-6학년이 섞여 있어 동질성을 높이고자 6학년 학급 단위로 분석하였으며 연구책임자의 학교에서 주 진행됨.

다) 사후 검사 기간 : 프로그램 적용 직후(학급별 상이) 라) 융합 소양 검사 결과

< 까치울초등학교 6학년 융합 인재소양에 대한 사전 사후 검증 >

대응 N M SD t p

사전 54 3.6993 .63477

4.720 .000^***

사후 54 4.0624 .57832

* : p<.05, ** : p<.005, *** : p<.001

→ 융합인재소양의 사전 평균은 3.6993이었으나 사후에는 4.0624점으로 크게 상승하였으며,

p값은 0.000으로 유의미한 차이를 보였다.

4) 개발 프로그램의 평가에 따른 학교생활 기록부 기재 방법

항목 학생부 기재 예시

교과학습발달상황 세부능력 및 특기사항

(과학) 환경오염으로 인한 생태계 파괴 사례를 이해하며, 지속가능한 발전을 위해 인간이 할 수 있는 일에 관한 토의에 참여할 수 있음.

(실과) 절차적 사고를 바탕으로 문제를 해결하며, 프로그래밍 요소와 구조를 활용하여 센서를 장착한 로봇을 만들 수 있음.

(미술) 여러 가지 생활 용품을 수집하여 쓸모와 아름다움을 생각하여 작품을 만들 수 있으며, 서로의 작품에서 생활용품의 쓸모와 아름다움에 관하여 이야기할 수 있음.

(수학) 실생활 문제에서 수학적 규칙성을 찾아낼 수 있으며, 다양한 수학적 사고력과 이해력이 요구되는 문제를 여러 가지 자료를 이용하여 해결할 수 있음.

(사회) 환경과 우리의 생활과의 관계를 이해하고 필요성을 설명할 수 있으며, 다른 사람들과 협력하여 토의를 통해 지구촌 문제 해결 방법을 찾을 수 있음.

행동특성 및 종합의견 주어진 과제를 해결하기 위해 자기 주도적으로 활동에 임하며 모둠별 협동 학습에서 책임감 있게 자신의 역할을 잘 수행하고 창의적인 문제 해결력이

→ 융합인재소양 4개의 하위 영역인 융합, 창의, 배려, 소통에서 모두 큰 유의미한 향상을

보였다. 피지컬 컴퓨팅 교구와 오프라인을 모두 설계해야하는 체인 리액션 수업에서는 기존

의 교과 지식과 실생활 지식을 충분히 이끌어낼 필요가 있었으며, 학생들이 가지고 있는 지

식을 연결하고 융합할 수 있도록 긍정적인 영향을 미쳤다. 또한 서로의 의견을 나누고 협동

적으로 문제를 해결하는 과정에서 일반적인 수업에 비해 더 많은 배려와 소통이 생겼다. 오

프라인 설계를 친구들과 함께하고 오류를 서로 수정하는 과정에서 독창적인 아이디어를 산

출해내는 능력, 창의 영역의 향상도 나타났다.

다. STEAM 협력연구 강화 및 확산실천

1) 개발된 STEAM 프로그램을 활용한 도 내 워크샵 및 연수 실시(10월)

2) 학술지 게재 신청(10월)

- 교육논총에 학술지 게재 신청하였으며 결과를 기다리고 있음.

뛰어남.

3 ) 학생 교육 사례 UCC 제작하여 공유

4 ) 개발 STEAM 프로그램 워크북 형태 구성 및 배포

5) 담당 학교 간, 교사 간 다양한 프로그램 소개 및 성과 공유(7월, 10월 )

6) 성과 발표회 참여예정 (11월) ◦ 변경사항

- 체인리액션에 필수적인 교수학습도구인 LEGO WEDO의 해외 배송일정으로 당

초 예정보다 수업 및 행사 시기가 미루어짐.

4. 연구 수행 결과

◦연구 수행 결과

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 12차시

수업 적용 일정 2019. 05 . 16 . ~ 2019. 10 . 30 . (STEAM 수업)수혜학생 수 총 114명(연구책임자 6학년 전체 2학급 56명,

공동연구원 학급 및 영재 학급 58명) 학생 태도검사 사전검사 6~8월 44명 완료, 9월 70명 완료

사후검사 10월 내 114명 완료 학생 및 교사 만족도조사 10월 30일 실시 완료

교사연구회 STEAM 행사 개최 2019.10.17. 1교시(09:10~09:50) 수업공개 2019.10.11. ‘STEAM 성과발표회 및 교사연수’ 개최 논문 또는 학술대회 교육논총 학회 게재 신청완료

특허출원 (국외, 국내) 해당 없음

◦ 프로젝트 형태로 학생의 흥미 증대 및 성공의 경험 제공

- STEAM 준거에 따른 수업안 개발 및 다양한 교육의 융·통합(메이커 교육, 지속 가능한 발전 교육, 업사이클링 경험, SW 교육 등)으로 학생의 흥미도 증대

- 실생활과 관련된 수업 내용과 성공의 경험 제공으로 호기심 및 만족감 향상 ◦ 융합인재소양(4C)의 증가

- 기존의 교과 지식과 실생활 지식의 융합 경험 제공

- 서로의 의견을 나누고 협동하며 문제를 해결하는 과정에서 배려와 소통 형성 - 설계와 제작을 통한 창의력 향상

◦ STEAM 프로그램의 필요성 인식 및 확산

- 교사의 STEAM 프로그램에 대한 필요성 인식 및 가치 공유 - 교사의 전문성 향상 및 피지컬 컴퓨팅에 대한 이해도 증가

5. 결론 및 제언

과학과 기술의 발전으로 인하여 사람들의 생활이 편리해지고 삶의 질이 향상되었지 만 자원의 유한성과 처리 문제로 인하여 환경오염의 문제는 점점 심각해지고 있다. 이 러한 문제를 해결하기 위하여 자원을 재활용 또는 재사용하고, 지속가능한 개발을 위 한 다양한 노력을 하고 있다. 학교 현장에서도 아이들이 직접 과학과 기술의 발전에 따른 환경오염 문제를 직접 느끼고, 문제를 해결하기 위하여 아이들 스스로 할 수 있 는 일이 무엇이 있을지 찾아보는 활동과 이를 실천할 수 있는 창의적 설계 과정을 할 수 있는 프로그램을 개발하고자 하였다. 프로그램 운영을 위하여 교육과정과 연계하고

‘LEGO WEDO 2.0'라는 피지컬컴퓨팅 교구를 재활용품과 함께 활용할 수 있도록 하였

으며, 상황제시부터 설계, 제작, 감성적 체험에 이르기까지 STEAM 교육과정에 적용하

였다.

프로그램을 개발, 적용하는 과정에서 학생들은 피지컬 교구의 센서와 모터를 활용하 여 프로그래밍 결과를 바로 확인하고 오류와 수정을 통해 활동에 흥미와 관심을 가지 고 적극적인 참여를 이끌어낼 수 있었다. 다양한 교과와 연계, 융합하여 이루어진 주제 및 프로그램이었기 때문에 학습자 발달 수준에 맞는 활동을 구성하고 적용할 수 있다 는 장점이 있었다. 또한, 혼자서 문제를 해결하는 것이 아니라 서로의 프로그램을 연결 하여 결과를 도출하는 과정에서 서로 의사소통하고 협력하여 문제를 해결하고, 프로젝 트를 완성하여 더 높은 성취도를 느낄 수 있었다. STEAM 연구회 교사들은 프로그램 을 구성하는 과정에서 상황제시부터, 창의적 설계, 감성적 체험까지 어떤 활동을 학생 들에게 어떻게 적용하는 것이 교육의 효과를 극대화 할 수 있을지 끊임없이 고민하고 공유하였으며, 다양한 지역 및 환경의 아이들에게 적용한 결과를 통해 부족한 부분은 수정하여 보완하여 새롭게 적용하면서 완성도 높은 프로그램을 개발할 수 있었다.

하지만 교사 입장에서 프로그램 적용을 위하여 스마트패드나 노트북, 무선 인터넷 등 교육을 하기 위한 인프라가 구축되어 있어야 하며, 피지컬 컴퓨팅 교구와 창의적 설계를 위한 다양한 재활용품을 준비하는데 많은 노력을 요구하였다. 학생들 입장에서 는 처음 경험하는 피지컬 컴퓨팅 교구와 프로그래밍을 연결하여 설계하고 제작하는 과 정에서 어려움을 느끼는 학생들이 있었고, 문제를 해결하면서 서로의 의견이 맞지 않 아 프로젝트를 완성하는데 어려움을 느끼기도 했다. 또한, 민감한 센서와 작은 변수에 도 피지컬 컴퓨팅이 작동하지 않거나 오류가 발생하는 경우 문제 해결을 위하여 많은 시간을 소비하는 문제점이 있었다.

이러한 다양한 문제를 해결하기 위하여 서로 다른 지역에 있는 교사들이 서로의 교 육현장에 찾아가 프로그램 활동을 지원하였다. 창의적 설계 과정에서 여러 개의 팀을 골고루 지원을 하거나 보조할 수 없었기 때문에 서로의 협조를 통해 보다 완성도 있는 프로젝트를 만들고자 하였다. 학생들이 의사소통하고 협력하여 문제를 해결할 때 어려 움이 있어도 여러 명의 교사가 한 팀에 집중하여 의견을 조율하거나 중재하는 데 도움 을 주면서 학생들도 문제 해결에서 느끼는 어려움을 많이 줄일 수 있었다. 학생들뿐만 아니라 STEAM 연구회 교사들도 협력적 의사소통을 통해 함께 문제를 해결해 나간 것 이다. 학생들은 기초적인 프로그래밍 교육부터, 피지컬 컴퓨팅 교구의 센서와 모터 등 의 기능을 익히는 교육과정을 구성하여 프로젝트를 실행함에 있어 어려움을 줄일 수 있었다.

여러 가지 문제를 해결하면서 결과적으로 학생들은 환경 오염 문제를 직접 느끼고

(상황제시), 문제를 해결하기 위한 방법을 찾고, 기본적인 프로그래밍 기능을 익히며,

설계 및 제작 (창의적 설계) 하였다. 프로그램 결과의 오류를 수정, 보완하고 공유하는

과정 (감성적 체험)을 통해 학생들이 사회의 문제를 자신의 문제로 인식하고 실천할 수

있는 실천 의지를 가질 수 있게 되었다는 교육적 효과를 얻을 수 있었다. 이러한 결과

6. 참고문헌

교육부(2015), 소프트웨어 교육 운영 지침.대구:KERIS

김명중, 이태욱(2014), 레고 위두를 활용한 소프트웨어 교육프로그램 개발. 국컴퓨터교육학회 학술발 표대회논문집.

미래인재연구소(2015), 이슈리포트.

백윤수 외(2011), 우리나라 STEAM 교육의 방향. 학습자중심교과연구.

유선화(2018), 레고 위두를 활용한 STEAM 프로그램이 초등학생의 컴퓨팅 사고력에 미치는 영향. 서 울교육대학교 교육대학원.

는 융합소양 검사 및 학생들의 태도, 만족도 검사를 통해 확인할 수 있었다. STEAM

교육 연구회 교사들은 프로그램 개발, 적용 과정에서 온라인, 오프라인(수업 활동 지

원, 협의회) 등을 통해 효과적인 STEAM 교육을 위한 수업 역량을 향상 시킬 수 있었

다. 결과 공유 및 교육 현장의 여러 교사들을 대상으로 성과 발표회를 하면서 STEAM

교육 활동을 확산하기 위한 노력을 하였고, 이런 과정에서 STEAM 교육에 대한 이해

와 필요성을 인식하고 가치를 공유하며 전문성을 신장시킬 수 있었다. STEAM 프로그

램을 개발, 적용하는 데 교사나 학생들이나 많은 어려움이 있을 수 있으나, 이러한 어

려움을 함께 극복하고 STEAM 교육 활동과 관련된 연구가 계속 이루어진다면 교사,

학생의 관점에서 더욱 매력적인 교육 활동을 할 수 있을 것이라 기대한다.

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

Upcycling Reaction (재활용품을 이용한 체인 리액션)

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역

1 1~2/12

[6사 06-04] 광복 이후 경제 성장 과정에서 우리 사회가 겪은 사회 변동 의 특징과 다양한 문제를 살펴보고, 더 나은 사회를 만들기 위하여 해결 해야 할 과제를 탐구한다.

[6실 05-08] 생활 속의 농업 체험을 통해 지속 가능한 생활을 이해하고 실천 방안을 제안한다.

(실과)

[초등학교 5~6학년]

(4) 기술 시스템 (5) 기술 활용

(사회) [초등학교 5~6학년] (6) 우리나라의 경제 발전

2 3~9/12

[6실 04-09] 프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로그래밍 과정을 체험한다.

[6실 04-09] 자료를 입력하고 필요한 처리를 수행한 후 결과를 출력하는 단순한 프로그램을 설계한다.

[6실 04-10] 문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정에서 순차, 선택, 반복 등의 구조를 이해한다.

[6실 05-03] 생활 속에 적용된 발명과 문제 해결의 사례를 통해 발명의 의미와 중요성을 이해한다.

[6실 05-04] 다양한 재료를 활용하여 창의적인 제품을 구상하고 제작한 다.

(실과)

[초등학교 5~6학년]

(4) 기술 시스템 (5) 기술 활용

3 10~12/12

[6실 05-04] 다양한 재료를 활용하여 창의적인 제품을 구상하고 제작한 다.

[6미 01-05] 미술 활동에 타 교과의 내용, 방법 등을 활용할 수 있다.

[6미 03-04] 다양한 자료를 활용하여 아이디어와 관련된 표현내용을 구 체화할 수 있다.

(실과)

[초등학교 5~6학년]

(4) 기술 시스템 (5) 기술 활용

(미술)

[초등학교 5~6학년]

(1) 체험 (2)표현

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 12차시)

차시 주요내용

1~2 /12

주제(단원)명

Needs for Cycling

● 환경오염 실태 조사하기

- 환경오염으로 인한 동물들의 피해 사례 보기

- 환경오염 실태를 조사하고 환경오염이 발생하게 된 원인 이해하기 - 환경오염의 심각성 느끼기

● 지속가능한 발전에 대한 이해

- 미래세대 게임을 통한 자원의 유한성 알기 - 무분별한 자원 사용으로 인한 문제점 인식하기

- 앞으로 자원을 함부로 사용하였을 때 발생할 문제 예상하기

● 환경을 보호하면서 자원을 아끼며 생활할 수 있는 방법 토의하기 - 환경 보호를 위하여 우리가 할 수 있는 일 찾아보고 토의하기 - 자원을 아끼기 위하여 우리가 할 수 있는 일 찾아보고 토의하기

- 토의 결과를 한 문장으로 정리하여 공유하고 가장 좋은 해결방법을 찾기 (‘재활용품 활 용하기’)

3~9 /12

주제(단원)명

Up to Cycling

<탐색>

● 스크래치 프로그램 이해

- 스크래치 프로그램의 인터페이스 및 블록 이해 및 활용하기 - 순차, 반복, 선택 구조에 대한 이해하기

- 체인리액션에 블록 명령어를 어떻게 활용할 수 있을지 생각하기

● 피지컬컴퓨팅의 이해

- 레고위두와 스크래치 연결하기 - 센서 및 모터의 활용방안 생각하기

- 체인리액션에 센서와 모터를 어떻게 활용할 수 있을지 생각하기

● 재활용품을 활용한 장난감 만들기

- 체인리액션에 필요한 물건을 만들 때 재활용품을 어떻게 활용할 수 있을지 토의하기 - 레고위두와 함께 활용할 수 있는 재활용품 준비물 파악하기

- 재활용품을 활용한 물건을 디자인하여 공유하기

<설계>

● 폐품을 이용한 업사이클링 체인리액션 프로젝트 계획세우기 - 브레인스토밍으로 토의하여 스토리 만들기

- 토의를 바탕으로 디자인 저널 제작하기 - 공유 및 피드백 주고받기

● 폐품을 이용한 업사이클링 체인리액션 프로젝트 제작 - 모둠별 업사이클링 체인리액션 프로젝트 제작하기 - 전체 업사이클링 체인리액션 프로젝트 연결하기

10~12 /12

주제(단원)명

Upcycling Reaction

● 체인리액션 프로젝트 준비 및 연결하기

- 앞 뒤 모둠에게 체인리액션 프로젝트 설명하기 - 발생하는 오류 수정 및 프로젝트 보완하기(디버깅)

● 팀별 체인리액션 소개 및 다른 팀 프로젝트 확인하기 - 우리 팀 프로젝트 소개, 다른 팀 프로젝트 확인하기 - 다른 팀이 제안한 내용 바탕으로 프로젝트 수정하기

● 체인리액션 프로젝트 발표하기 - 전체 체인리액션 연결, 촬영하기 - 활동 소감 공유하기

● 업사이클링 리액션 UCC 제작하기

- 업사이클링 필요성, 효과를 홍보하기 위한 UCC 스토리보드 작성 - UCC 발표 및 활동 소감 공유하기

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

➊ 상황제시(1~2차시)

중심과목 실과 학교급/학년(군) 초등학교/6 학년

중심과목 성취기준

영역

[초등학교 5~6학년] (5) 기술 활용 중심과목 성취기준

[6실 05-08] 생활 속의 농업 체험을 통 해 지속 가능한 생활을 이해하고 실천 방안을 제안한다.

주제(단원)명 Needs for Cycling 차시 1~2/12 학습목표 환경오염 실태를 조사하고 친환경, 지속가능한 발전의 필요성을 알 수 있다.

연계과목 사회 연계과목

성취기준 영역 [초등학교 5~6학년] (6) 우리나라의 경제 발전

STEAM 요소

S 친환경, 지속가능한 발전에 대한 이해 T

E

A 환경오염 실태 조사하기

M 한정된 자원의 활용 (통계 및 자원 부족 이해)

개발 의도

학생들이 문제를 인식하고 내면화 할 수 있도록 하는 데에 중점을 두어 개발하였다. 문제 인식을 통하여 재활용의 필요성과 중요성을 느끼고 이를 실천할 수 있는 방법을 스스로 탐색하면서 업사이클링 체인리액션을 준비하는 단계이다.

환경오염 문제, 자원 고갈 문제 등은 학생들이 평소에 도덕 시간, 창의적 체험 활동 시간에 이미 학 습할 수 있는 사례이다. 하지만 단순히 교사가 상황을 제시하여 문제의 심각성을 느끼기 보다는 학생 들이 놀이 활동을 통해 자원 고갈에 대해 체감하고, 그 심각성을 직접 조사하는 과정을 통해 문제의 심각성을 느낄 수 있도록 활동을 구성하였다.

도입 단계에서 교사가 먼저 제시한 영상을 통해 학습할 내용에 대한 관심을 갖도록 하고 영상의 내 용을 함께 공유하면서 문제 상황에 대한 자신의 경험이나 배경 지식에 대해 이야기하며 우리가 현재 상황에서 직면하고 있는 문제임을 깨닫도록 하였다. 전개 단계에서 교사가 제시한 영상과 관련하여 학 생들이 직접 관련된 문제와 객관적인 통계 자료를 조사하여 정리하고, 이를 공유하도록 하였다. 또한 미래세대게임 (놀이 활동)을 통해 자원을 함부로 사용하였을 때 어떤 결과가 나왔는지 직접 알아보도 록 하고, 왜 그런 결과가 나왔는지를 알아보는 과정을 통해 자원의 소중함을 알 수 있도록 하였다. 마 지막 단계에서 교사가 제시한 영상과 학생들이 직접 조사한 자료, 미래세대 게임을 통해 친환경, 지속 가능한 개발에 대해 토의하는 활동을 통해 자신의 생각과 느낌을 공유한다. 업사이클링 체인리액선을 위한 상황제시를 위하여 친환경, 지속 가능한 개발을 위하여 우리가 직접 실천할 수 있는 일이 무엇이 있을지 포스트잇에 써서 비슷한 내용끼리 분류하도록 한다. 학생들의 의견 중에 가장 좋은 해결방법이 무엇인지, 현실적으로 실천 가능한 일이 무엇인지 선택하도록 하여 분리수거, 재활용 등의 단어를 활 용하여 ‘재활용품을 사용하여 물건을 다시 사용하면 자원을 아끼고 환경도 보호 할 수 있다.’라는 주제 로 실천의지를 다지고 업사이클링 체인리액션을 위한 준비를 하며 활동을 마무리 한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시 상

황 제 시

‣ 환경오염의 심각성 느끼기

창 의 적 설 계

창의적 설계

‣ 환경을 보호하고 자원을 아낄 수 있는 방법 토의하기

감 성 적 체 험

‣ 환경오염 실태 조사 및 지속가능한 발전의 필요성 알기

감성적 체험 학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 ( 15

분)

Co

바다 생물의 사진을 보고 생각 나누기

T. 제시된 사진은 어떤 사진일까요?

T. 이 사진들을 보고 자신의 생각이나 느낌을 발표해봅시다.

T. 동물들에게 이러한 일들이 생기는 이유는 무엇일까요?

Co

인간이 지구를 파괴하는 과정 영상 보고 환경오염이 심각한 지구 모습 상상하기

T. 영상의 내용은 무엇이었나요?

T. 영상을 보고 가장 기억에 남는 장면은 무엇인가요?

T. 앞으로 우리가 살아갈 지구는 어떤 모습일지 상상해봅시다.

㉶ 플라스 틱을 삼킨 바다 생물 사진

㉶

https://www .youtube.co m/watch?v=

uhuHdomyD f4

(인간이 지 구를 파괴 하는 과정 3분 만에 보기)

전개 ( 50 분)

CD

환경오염 실태 조사하기

T. 동영상, 뉴스 기사, 이미지 검색 등을 통하여 우리나라 및 세계의 환경 오염 실태를 조사해봅시다.

T. 구체적이고 객관적인 통계 자료를 함께 조사해봅시다.

T. 조사한 내용을 학습지에 정리하여 공유해봅시다.

CD

미래세대 게임하기

▸ 게임 규칙

- 불투명 주머니에 흰 돌 20개, 바구니에는 검은 돌 50개를 담는다.

- 팀별로 지속가능판과 보드마카, 지우개를 준비한다.

- 흰 돌은 사용가능한 자원, 검은 돌은 사용 불가능한 자원을 의미

㉶ 학습지1

✪ 컴퓨터 나 스마트 패드를 활 용하여 동 영상, 뉴스 자료를 조 사한다. 학 생들이 자 유롭게 돌 아다니면서 다른 모둠 의 조사 내

- 검은 돌만 뽑으면 생존 불가능

▸1세대 게임(1900~1930년대)

- 인간이 자원에게 영향을 주기 시작한 시기

- 흰 돌을 1개 뽑으면 검은 돌 1개를 주머니에 넣는다.(자원: 폐기물 = 1:1)

▸ 2세대 게임(1940~1960년대) - 더욱 강화된 인간의 영향력

- 흰 돌을 1개 뽑으면 검은 돌 2개를 주머니에 넣는다.(자원: 폐기물 = 1:2)

▸ 3세대 게임(1970~현재) - 매우 심각해진 인간의 영향력

- 흰 돌을 1개 뽑으면 검은 돌 3개를 주머니에 넣는다.(자원: 폐기물 = 1:3) - 단, 재활용이 가능해서 뽑은 흰 돌의 1/2(버림)은 다시 주머니에 넣는다.

용을 함께 공유할 수 있도록 한 다.

㉶ 바둑알, 지속가능점 수판, 지우 개, 보드마 카, 포스트 잇, 바구니, 불투명주머 니

㉶ 학습지2

✪ 게임의 승패보다는 게임을 하 는 이유를 생각할 수 있도록 하 며 게임에 서 의미하 는 것이 무 엇인지 생 각해볼 수 있도록 한 다.

정리 (15 분)

ET

친환경, 지속가능한 발전에 대해 토의하기 (15‘)

T. 환경오염 실태를 공유하고 자신의 생각이나 느낌을 모둠별로 이야기해 봅시다.

- 동물들이 불쌍해보였습니다.

- 환경오염이 너무 심각하여 이 문제를 해결해야 할 것 같습니다.

T. 미래세대게임을 하고 난 후 자신의 생각이나 느낌을 모둠별로 이야기해 봅시다.

- 자원이 너무 없어서 게임이 힘들었습니다.

- 자원을 많이 활용하면 나중에 사용할 자원이 없어질 것 같다는 생각이 들었습니다.

T. 환경오염 실태 조사와 미래세대게임을 통해 우리가 환경을 보호하고 자 원을 아끼기 위하여 앞으로 할 수 있는 일은 무엇이 있을지 모둠별로 토의

㉶ 학습지3

✪ 활동을 통해 친환 경, 지속가 능한 발전 의 필요성 을 알 수 있도록 토 의를 진행 한다.

➋ 창의적 설계-탐색(3~5차시)

하여 포스트잇에 써서 붙여봅시다. (비슷한 내용끼리는 묶습니다.) - 분리수거를 잘 하고 재활용합니다.

- 환경을 보호할 수 있는 물건을 사용합니다.

- 물건을 아끼고 재활용하여 사용합니다.

- 쓰레기를 함부로 버리지 않습니다.

T. 모둠에서 적은 내용 중 가장 좋은 해결방법을 한 가지씩 선택을 하고 다른 모둠이 적은 방법을 함께 읽어보면서 가장 좋은 해결방법이 무엇일지 스티커를 붙여보고 실천해봅시다.

- 재활용품을 사용하여 물건을 다시 사용하면 자원을 아끼고 환경도 보호 할 수 있습니다.

중심과목 실과 학교급/학년(군) 초등학교/6 학년

중심과목 성취기준

영역

[초등학교 5~6학년] (4) 기술 시스템 (5) 기술 활용

중심과목 성취기준

[6실 04-09] 자료를 입력하고 필요한 처 리를 수행한 후 결과를 출력하는 단순한 프로그램을 설계한다.

[6실 05-04] 다양한 재료를 활용하여 창 의적인 제품을 구상하고 제작한다.

주제(단원)명 Up to Cycling 차시 3~5/12

학습목표 -기초적인 프로그래밍(순차, 반복, 조건 등)을 익히고 피지컬컴퓨팅을 이해할 수 있다.

-체인리액션에 활용가능한 재활용품을 탐색할 수 있다

연계과목 연계과목

성취기준 영역

STEAM 요소

S

T 프로그래밍 도구의 활용, 기초적인 프로그래밍 이해 E 레고 위두의 활용

A 재활용품의 활용 M

개발 의도

창의적 설계 중 탐색 단계에 해당하는 3~5 차시에서는 학생들의 아이디어를 업사이클링 체인리액션으로 구현하기 위해 필요한 기본 기능으로서 스크래치와 레고위두에 대해 탐색 하고 이를 통해 설계 단계에서 하게 될 프로젝트 활동에 대한 초석을 다진다.

창의적 설계 중 탐색 단계에 해당하는 3~5 차시에서는 학생들의 아이디어를 업사이클링 체인리액션 으로 구현하기 위해 필요한 기본 기능을 탐색한다. 도입 단계에서는 체인리액션이 무엇인지 흥미를 가 질 수 있도록 기존에 개발된 체인리액션 영상을 시청하고 이것을 심화하여 업사이클링과 연계하기 위 해 환경에 관하여 이야기를 나눈다. 이러한 단계를 통해 학생들은 설계 단계에서 하게 될 프로젝트 활 동에 대해 안내받게 된다.

전개 단계에서는 체인리액션을 구현하기 위해 알고 있어야 할 기본 SW 기능인 프로그래밍 언어와 피지컬 컴퓨팅의 기본 기능을 익힌다. 프로그래밍 언어는 초등학생 수준에 맞는 블록형/교육형 프로그 래밍 언어인 스크래치 프로그램을 활용한다. 가장 기초적인 인터페이스 및 블록에 대해 탐색하고 활용 해보고 명령을 내리기 위해 익혀야 할 구조들(순차, 반복, 선택)을 짧고 간단하지만 재미있는 예제들로 익혀본다. 나아가 이러한 명령들을 어떻게 체인리액션에 적용할 것인지 생각해본다. 프로그래밍 언어 를 익힌 후에는 온라인 세계와 현실 세계를 이어줄 장치로서 피지컬 컴퓨팅에 대해 알아본다. 체인리 액션은 프로젝트 참여자들이 여러 대의 컴퓨터가 연결되어 작동할 수 있도록 협업하는 활동이기 때문 에 피지컬 컴퓨팅 교구 중에서도 센서, 모터를 모두 갖춘 레고위두를 선택하였다. 레고위두와 컴퓨터 를 연결해보고 입력과 출력 장치들의 종류를 알아본다. 이 때 교사의 설명보다는 학생들이 직접 센서 와 모터의 값과 구현되는 결과를 확인해볼 수 있도록 활동지를 구성하였다. 마지막 정리 단계에서는 체인리액션에 활용할 수 있는 재활용품을 탐색한다. 학생들은 앞서 전개 단계에서 센서와 모터를 활용 했을 때의 결과를 눈으로 확인했기 때문에 이전보다 훨씬 더 다양하고 교육 의도와 근접한 아이디어 를 낼 수 있다. 재활용품을 활용하여 만들 수 있는 것들을 다양하게 그림으로 나타내고 공유해보면서 설계 단계에서 진행될 프로젝트에 대한 기대를 갖고 수업을 마무리 한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

‣ 체인리액션이란 무엇일까?

‣ 체인리액션에 필요한 피지컬 컴퓨팅 학습 동기 유발하기

창 의 적 설 계

창의적 설계

‣ 재활용품을 이용한 체인리액션 상상 및 구성하기

감 성 적 체 험 ‣ 프로그래밍 언어 익히기

‣ 피지컬컴퓨팅 이해하기 ‣ 체인리액션 활용 방안

탐색하기

감성적 체험 학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (10 분)

CD

피지컬컴퓨팅 체인리액션 살펴보기

- 체인리액션이란 무엇일까요?

- 영상에서 볼 수 있는 것들을 발표해봅시다.

- 지난 시간에 배운 친환경, 지속가능한 개발과 어떤 관련이 있을까요?

㉶

https://yout u.be/SV9zEs MMKZQ

✪ 체인리 액션이 무 엇인지 흥 미를 갖도 록 하고 1 ~ 2 차 시 에 학습한 내 용과의 연 관성을 이 해 하 도 록 발문한다.

전개 ( 90 분)

CD

스크래치 프로그램에 대한 이해 (40‘)

T. 스크래치 프로그램이 무엇인지 알아봅시다.

- 스크래치 웹사이트 접속 (구글 크롬 사용) - 만들기->한국어로 변경

T. 스크래치 프로그램에서 볼 수 있는 것들은 무엇일까요?

- 어떤 종류의 블록이 있는지 살펴보기 T. 순차 구조에 대해 알아봅시다.

- 블록 이동 및 블록을 연결하는 순서 이해하기

- 블록 순서에 따른 결과를 비교해보고 결과가 다른 이유를 이야기하기

㉶ 학습지1

✪ 정답을 제 시 하 기 보다 학습 자 스스로 찾 아 보 고 생각해 볼 수 있도록 발 문 하 고 생각할 수 있는 시간 을 준다. 순 차, 반복, 선택 구조 에 대한 이 해를 바탕 으로 체인 리 액 션 에 활용할 수 있음을 깨 달을 수 있 도록 다음 활동과 연 계한다.

T. 반복 구조에 대해 알아봅시다.

- 반복되는 블록은 찾아보기 - 반복되는 블록의 횟수 이해하기

- 반복하기 블록을 사용하여 블록코드를 짧게 만들기

T. 선택 구조에 대해 알아봅시다.

- 무작위로 스프라이트가 움직이다가 벽에 닿으면 (0,0)의 위치로 돌아가도 록 하려면 어떤 블록을 사용해야 할까요? (만약 ~ 라면)

- 빈 칸의 육각형 모양에 들어갈 블록을 찾아서 블록을 완성해보고 결과를 확인해봅시다.

CD

피지컬컴퓨팅 이해하기 (50‘)

T. 센서, 엑츄에이터, 마이크로컨트롤러에 대해 알아봅시다.

- 센서 : 거리감지 센서와 기울임 센서를 마이크로컨트롤러에 연결하여 사용

㉶ 학습지2

✪ 체인리 액션 프로 젝트를 위 한 기초 단 계로 학습 자가 어려 워 하는 부 분은 시범

<거리감지 센서와 기울임 센서>

- 엑츄에이터 : 한쪽방향으로 움직이는 DC모터

<위두2.0 미디움모터>

- 마이크로컨트롤러 : 센서와 엑츄에이터에 프로그램된 내용을 전달, USB 를 통해 컴퓨터와 연결하고 센서와 엑츄에이터를 연결

<위두2.0 스마트허브>

T. 스크래치 3.0과 연결해봅시다.

- 센서의 최소값과 최대값을 바꿔가며 알게 된 내용과 체인리액션에 어떻 게 활용하면 좋을지 생각하기

- 모터의 방향과 파워를 바꾸면서 알게 된 내용과 체인리액션에 어떻게 활 용하면 좋을지 생각하기

을 보여주 고 따라할 수 있도록 한다. 그리 고 난 후 학습자 스 스로 생각 해보고 각 각의 교구 를 어떻게 활용할 수 있을지 생 각해볼 수 있도록 한 다.

정리 (20 분)

CD

체인리액션에 활용할 수 있는 재활용품 탐색하기 (20‘) T. 우리 주변에서 재활용할 수 있는 물건들을 생각해봅시다.

- 페트병, 알루미늄 캔, 종이 상자, 유리 등

T. 센서와 모터 등을 사용하면서 재활용품을 어떻게 활용할 수 있을지 알 아봅시다.

- 재활용품을 사용하여 움직이는 장난감 만들기

T. 페트병, 캔, 종이 상자 등을 활용하여 만들 수 있는 것들을 다양하게 그 림으로 나타내고 공유해봅시다.

㉶ 학습지3

✪ 1~2차시에 배운 내용을 바탕으로 재 활용품을 활 용하여 장난 감을 만들어 보고 이를 활용하여 체 인 리 액 션 을 할 수 있음 을 이해한다.

다음 차시의 설계를 위하 여 다양한 방법으로 재 활용품을 어 떻게 활용할 수 있을지, 어떤 준비물 이 필요할지 생각해볼 수 있도록 한다.

➌ 창의적 설계-설계(6~9차시)

중심과목 실과 학교급/학년(군) 초등학교/6 학년

중심과목 성취기준

영역

[초등학교 5~6학년] (4) 기술 시스템 (5) 기술 활용

중심과목 성취기준

[6실 04-09] 자료를 입력하고 필요한 처 리를 수행한 후 결과를 출력하는 단순한 프로그램을 설계한다.

[6실 05-04] 다양한 재료를 활용하여 창 의적인 제품을 구상하고 제작한다.

주제(단원)명 Up to Cycling 차시 6~9/12

학습목표 -폐품을 이용한 업사이클링 체인 리액션 프로젝트를 계획할 수 있다.

연계과목 연계과목

성취기준 영역

STEAM 요소

S 전기의 작용, 자유 탐구 T 소프트웨어 기술

E 센서 공학 A 리싸이클 아트 M

개발 의도

STEAM 수업 단계 중에서도 가장 핵심이 되는 산출물이 만들어지는 단계로서 아이디어 창출을 위해 다양한 디자인 사고 기법을 활용하였다. 최종 업사이클링 체인리액션을 완성 하여 지속 가능한 개발에 참여하는 메이커로서의 성취감을 느낄 수 있도록 구성하였다.

창의적 설계 중 설계 단계에 해당하는 6~9 차시는 STEAM 수업 단계 중에서도 가장 핵심이 되는 산 출물이 만들어지는 단계이다. 앞서 탐색 단계에서 익힌 프로그래밍 언어와 피지컬 컴퓨팅에 대한 기본 기능을 토대로 학생들의 아이디어를 직접 구현하기 위해 다양한 디자인 사고 기법을 활용한다. 이 단 계는 크게 계획하기와 제작하기로 나누어 수업이 진행된다.

계획하기 중 도입 단계에서는 동영상을 활용하여 전시학습 상기를 간단하게 진행하여 전개 단계에 더 많은 시간을 할애할 수 있도록 교육안을 구성하였다. 전개 단계에서는 폐품을 활용한 업사이클링 체인리액션 프로젝트의 계획을 세운다. 학생들의 아이디어 창출이 가장 필요한 부분으로서 아이디어를 발산해낼 수 있도록 브레인스토밍, 토의를 바탕으로 한 디자인 저널 제작 등의 디자인 사고 기법을 활 용한다. 브레인스토밍의 경우 초등학생들이라는 점을 감안하여 너무 광범위한 주제를 던져주기 보다는 몇 가지 배경의 예시를 제시하고 그 안에서 자유롭게 아이디어를 낼 수 있도록 구성하였다. 디자인 저 널 역시 학생들의 생각이 현실적으로 구현될 수 있도록 하는 연결 장치로서 적절한 안내가 되어 있는 구체적인 활동지를 활용하였다. 이로써 학생들은 자신의 생각을 펼치기 위해 필요한 요소들을 생각해 보고 이를 온라인 세계에서 어떠한 구조와 명령으로 나타내어야 하는지 더욱 쉽게 이해할 수 있다. 마 지막으로 정리 단계에서는 서로 공유 하고 피드백을 주고받으며 다음 시간에 제작하게 될 프로그램을 수정, 보완한다.

제작하기 중 도입 단계에서는 제작에 들어가기에 앞서 이전에 제작한 모둠의 디자인 저널을 확인하 고 역할을 분담한다. 또한 노트북과 레고위두를 설치하여 준비한다. 모둠별로 센서와 액츄에이터를 이 용하여 오프라인 환경에서의 레도위두 부품이 온라인 환경의 스크래치로 이어지게 만드는데 이 때 교 사는 순회 지도를 통해 학생들이 제작 시 겪는 어려움에 도움을 줄 수 있다. 최종적으로는 업사이클링 체인리액션의 목표를 달성하기 위해 여러 모둠의 프로젝트를 연결하고 이로써 전체 업사이클링 체인 리액션을 완성한다. 정리 단계에서는 활동 소감을 발표하고 테스트와 수정, 보완 작업을 통해 지속 가 능한 개발에 참여하는 메이커로서의 성취감을 확인한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시 상

황 제 시

‣ 체인리액션 학습 문제 제시

창 의 적 설 계

창의적 설계 감

성 적 체 험 ‣ 폐품을 이용한 업사이클링

체인리액션 프로젝트 설계 및 제작하기

감성적 체험 학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 ( 5 분)

CD

전시 학습 상기

- 지금까지 우리가 배운 것들을 바탕으로 앞으로 어떠한 프로젝트를 하게 될지 동영상 으로 확인해봅시다.

㉶ 동영상-WeDo스 크래치 https://www.youtube.

com/watch?v=4iBDo WXXSQY

전개 ( 70 분)

CD

브레인스토밍으로 토의하여 스토리 만들기 - 주어진 배경 중 한 가지를 선택하여 봅시다.

우주공간

사막 바다

- 선택한 배경(혹은 소주제)를 이용하여 업사이클링 체인리액션 프로그램을 설계해봅시 다.

- 우리 모둠의 프로그램에 들어가게 될 요소에 대해 포스트잇에 적어보고 토의롤 통해 추려내어 봅시다.

- 추려낸 요소들을 이용하여 간단한 스토리를 만들어봅시다.

CD

토의를 바탕으로 디자인 저널 제작하기

- 우리 모둠이 선택한 배경과 스토리에 어울리는 업사이클링 프로그램을 코딩하기 위

㉶ 포스트잇, 활동지

✪ 지도안에 제시된 배경은 스크래치 3.0 라이브러리에 탑재 되어있는 배경들로, 실제 수업에서는 학 생들의 흥미를 고려 하여 다른 배경을 제시하거나 새로운 범주의 소주제를 제 시할 수 있다.

✪ 우리가 선택한 배경과 어울리는 사 물, 인물 등에 대해 최대한 많은 것들을 떠올릴 수 있게 한 다.

㉶활동지,노트북,레 고위두

✪ 디자인저널 활동 가이드를 제시하여 스프라이트별로 프 로그래밍 할 명령어 들이 잘 정리될 수

해 디자인 저널을 제작해봅시다.

필요한 요소(스프라이트, 배경 등) 마인드맵으로 정리하기

움직임 그림으로 표현 후 조건과 행동 정해주기

조건 행동

예) 마우스를 클릭 아래로 떨어진다.

순서도와 알고리즘으로 표현하기

대상 알고리즘

계속 반복하기

( ) 만약에 ( )라면 ( ) ( ) 했을 때 실행 ( )

있도록 한다.

✪ 노트북으로 스크 래치 화면을 켜놓을 수 있도록 허용하여 스크래치 명령블록 과 레고위두 부품들 을 참고하여 디자인 저널을 작성할 수 있도록 한다. 이 때 노트북으로 본 학습 문제 외에 다른 것 에 집중하지 않도록 순회 지도한다.

㉶ 실물화상기

✪ 허용적인 분위기 를 조성하여 교사, 학생 모두 자유롭게 각 모둠의 계획에 대해 피드백을 주고 받을 수 있도록 한 다.

CD

공유 및 피드백 주고받기

- 우리 모둠의 스토리보드와 디자인저널을 공유하고 질의응답을 받아봅시다.

정리 (5 분)

CD

공유 및 피드백 주고받기

- 친구들과 선생님의 피드백을 참고하여 우리 모둠의 스토리보드와 디자인저널을 수정 하여 봅시다.

- 다음 시간에는 폐품 준비물을 직접 가져와 프로그래밍을 시작해봅시다.

✪ 계획한 내용이 수정될 경우 폐품 준비물을 잘 챙겨올 수 있도록 한 번 더 안내한다.

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점 도입

( 5 분)

CD

전시 학습 상기

- 지난 시간에 정리한 디자인저널을 모둠끼리 살펴보며 준비물과 역할분담을 확인해봅 시다. 프로젝트를 제작하기 위해 노트북과 레고위두를 설치하여 준비해봅시다.

㉶활동지,노트북,레 고위두,폐품

전개 ( 70 분)

CD

모둠별 업사이클링 체인리액션 프로젝트 제작하기 (60′)

- 스크래치를 열고 지난 시간에 계획한 디자인저널을 참고하여 프로그래밍을 해봅시다.

- 레고위두를 연결하여 입출력을 확인해가면서 프로그램을 완성해봅시다.

㉶활동지,노트북,레 고위두,폐품

✪ 프로젝트 제작 중 겪는 어려움을 잘 해결할 수 있도 록 순회지도를 통해 도움을 주도록 한다.

- 센서와 액츄에이터를 이용하여 오프라인 환경에서의 레고위두 부품이 온라인 환경의 스크래치로 이어지게 해봅시다.

㉶멀티탭,노트북,레 고위두,폐품

✪ 넓은 공간을 확 보하고 멀티탭을 이 용해 여러 모둠의 프로젝트가 잘 연결 되도록 한다.

➍ 감성적 체험(10~12차시)

CD

전체 업사이클링 체인리액션 프로젝트 연결하기 (10′) - 여러 모둠의 체인리액션 프로젝트를 연결해봅시다.

정리 (5 분)

CD

소감 공유하기 (5′)

- 선생님, 친구들과 오늘 활동의 소감을 공유해봅시다.

- 다음 시간에는 전체 프로젝트를 테스트 해보고 수정할 사항을 고쳐보는 시간을 가져 봅시다.

중심과목 실과 학교급/학년(군) 초등학교/6 학년

중심과목 성취기준

영역

[초등학교 5~6학년] (5) 기술 활용 중심과목 성취기준

[6실 05-04] 다양한 재료를 활용하여 창의적인 제품을 구상하고 제작한다.

주제(단원)명 UpCycling Reaction 차시 10~12/12

학습목표 -업사이클링 체인 리액션 프로젝트를 수정 보완하여 발표할 수 있다.

-업사이클링의 효과, 필요성을 홍보하는 UCC를 만들 수 있다.

연계과목 미술 연계과목

성취기준 영역 [초등학교 5~6학년] (1) 체험 (2)표현

STEAM 요소

S 친환경, 지속가능한 발전에 대한 이해

T 프로그래밍 도구의 활용, 소프트웨어 기술 이해 E 레고 위두의 활용

A 창의적 제품 구상, 재활용 자원 활용, 아이디어의 표현, 영상 제작 및 아이디어의 표현 M 한정된 자원의 활용 (통계 및 자원 부족 이해)

개발 의도

학생들이 설계한 업사이클링 체인리액션의 오류를 줄이고 완성도를 높여 준비한 프로젝트 를 발표할 수 있도록 수업을 구성하였다. 프로젝트 발표 후 업사이클링의 필요성과 효과 를 알릴 수 있는 UCC 영상을 제작하여 환경 보호의 마음가짐을 가질 수 있는 감성적 체 험이 이루어질 수 있도록 하였다.

업사이클링 체인리액션 프로젝트가 성공하기 위해서는 '프로그램 설계' 부분과 '공학적 설계' 부분 이 두 부분의 오류가 없어야 한다. 그래서 10-11 차시에서는 본격적인 수업이 시작되면 온라인 상의 프로그램 설계에서 오류가 없는지 확인하고, 공학적 설계 부분에서는 모터, 센서 연결과 폐품과의 연결에서 발생하는 오류가 무엇인지 확인하는 시간을 갖는다.

디버깅 작업 후 각 팀에서 완성한 업사이클링 체인리액션 프로젝트를 간단히 소개하고 연결 시 주의할 점을 확인한 다음, 모든 팀의 프로젝트를 하나로 연결한다. 자신의 것만 잘 한다고 해서 프로젝트가 완성되는 것이 아니기 때문에 이 단계에 접어들면 팀 간 연결에서 발생하는 오류를 줄이기 위해 서로 다른 팀의 의견을 적극 반영하여 수정하여야 한다. 이 때 교사는 학생들이 자유로운

분위기에서 서로의 의견을 교환할 수 있는 분위기를 조성해주어야 한다.

완성된 프로젝트를 발표하는 동안 팀별로 영상을 찍을 수 있도록 하여 이 때 촬영한 영상은 12 차시에 UCC 제작에 활용한다. 업사이클링 체인리액션의 성공 경험을 다른 사람들과도 함께 나눌 수 있도록 UCC 를 제작하여 환경 보호의 필요성을 널리 알릴 수 있도록 한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시 상

황 제 시

‣ 체인리액션 프로젝트 준비 및 연결(수정, 보완)

창 의 적 설 계

창의적 설계

‣ 업사이클링 체인리액션 UCC 제작하기

감 성 적 체 험

‣ 학급 전체 체인 리액션 연결하여 발표, 촬영하기

감성적 체험 학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (5 분)

Co

체인리액션 영상 감상하기 (5′)

- 영상 속 체인리액션이 어떤 원리로 이뤄지고 있나요?

- 영상을 보고 어떤 생각이 들었나요?

- 지난 시간에 만든 체인리액션 프로젝트가 제대로 작동하는지 확인해 봅 시다.

㉶

https://youtu.be/SV9z EsMMKZQ

✪ 다른 학생들이 체인리액션에 성공 한 영상을 도입부에 보여줌으로써 활동 에 참여하는 학생들 역시 성공하고 싶다 는 마음이 들게끔 분위기를 조성한다.

✪ 제작과정을 영상 으로 촬영해두고 마 지막 차시에 UCC 제작 때 활용할 수 있도록 한다.

전개 ( 60 분)

CD

체인리액션 프로젝트 준비하기(모둠) (10′) - 피지컬 컴퓨팅을 위한 ‘프로그램 설계’ 부분 준비

① 저장해 둔 스크래치 프로그램이 제대로 작동하는지 확인 - 피지컬 컴퓨팅 작품을 연결하기 위한 ‘공학적 설계’ 부분 준비 ① 센서가 잘 감지가 되는지 확인하기

② 액츄에이터가 작동하는 적절한 센서값을 찾았는지 확인하기 ③ 엑츄에이터가 잘 작동되는지 확인하기

㉶ 레고위 두, 컴퓨터, 모둠별 업 사 이 클 링 물품

✪ 움직이는 원리 를 떠올리며 구상하 도록 한다.

✪ 업사이클링 설계 시 생활 속에서 쉽 게 구할 수 있는 장 치로 구현하도록 한 다.

✪ 처음 시작은 센 서이고 제일 마지막

CD

체인리액션 프로젝트 연결하기(학급) (10′)

- 프로젝트 연결 시 겹치는 앞 뒤 모둠에게 설계의 중점, 움직이는 방식 에 대해 소개해 봅시다.

- 모둠별로 준비한 프로젝트를 앞 뒤 모둠의 프로젝트와 연결해 봅시다.

- 모둠끼리 연결하여 체인리액션을 실행할 때 주의할 점은 무엇일까요?

CD

발생하는 오류 수정 및 프로젝트 보완하기(모둠)(10′) - 잘 실행이 되지 않는다면 수정할 점을 찾아 보완해봅시다.

- 잘 된 점과 아쉬웠던 점을 공유해 봅시다.

CD

우리 팀 체인리액션 프로젝트 소개하고 다른 팀 체인리액션 프로젝트 확인하기(10′)

- 우리 팀이 만든 프로젝트를 학급 전체 학생들 앞에서 소개해 봅시다.

- 프로젝트를 진행하면서 가장 중요하게 생각했던 점, 발생했던 오류와 극 복한 과정 등을 발표해 봅시다.

- 다른 팀은 어떤 프로젝트를 제작했는지 확인해 봅시다.

- 다른 팀의 프로젝트 중 궁금한 점, 인상적인 내용과 기능, 개선할 점은 무엇인지 발표해 봅시다.

CD

다른 팀의 의견을 반영하여 프로젝트 수정 및 보완하기(10′) - 다른 팀이 제안해 준 내용 중 반영할 수 있는 내용을 수정해봅시다.

- 수정한 내용을 적용했을 때에도 프로젝트가 잘 작동하는지 확인합니다.

ET

체인리액션 프로젝트 발표하기 (10′)

- 모둠별로 준비한 프로젝트를 연결하여 전체 체인 리액션을 발표해 봅시 다. (촬영도 함께)

- 체인리액션 프로젝트 발표할 때 주의할 점은 무엇이 있을까요?

에 작동하는 것은 엑츄에이터 인 점을 고려하도록 강조한 다.

✪ 프로젝트가 제대 로 작동하지 않을 때 인내심을 가지고 끝까지 해낼 수 있 다고 격려하고, 학 생들이 수행하는 과 정에서 끝까지 성취 하고자 하는 마음을 가질 수 있도록 꾸 준히 피드백을 준다.

㉶ 활동지

✪ 발표 시 동료 평 가 및 자기 성찰을 통해 생각의 확산 및 다양한 감성적 체험이 일어날 수 있도록 분위기를 조 성한다.

✪ 다른 팀에서 제 안한 모든 의견을 반영하기 보다는 가 장 효과적이라고 생 각되는 1~2가지의 의견을 반영하여 더 나은 프로젝트를 제 작해본다.

✪ 체인리액션을 발 표할 때 그 과정을 영상으로 촬영해두 어 시간이 지난 후 에도 학생들이 감상 할 수 있도록 한다.