옥길중학교

(1)

2019 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2019. 11. 15

옥길중학교

(2)

【 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 ( √ ) 프로그램명 우드버닝펜을 활용한 나만의 별자리 만들기

학교급 중학교 대상 학년(군) 3학년

중심과목 과학 중심과목 성취기준 영역

[중학교 1~3학년] (21) 외권과 우주개발

[9과21-01] 하늘에서 별의 위치를 확인하고, 계절에 따라 관측할 수 있는 별자리가 다름을 안다.

연계과목 기술 미술

연계과목 성취기준 영역

[중학교 1~3학년] (5) 에너지와 수송기술 [중학교 1~3학년] (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 옥길중학교 과학 노정욱 노정욱

공동연구원 옥길중학교 기술 교사 이건전

공동연구원 옥길중학교 미술 교사 조수산나

공동연구원 옥길중학교 음악 교사 오은경

공동연구원 옥길중학교 과학 교사 김효은

2019년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아

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

2019년 11월 15일

연구책임자 : 노 정 욱 (인)

(3)

“이 보고서는 2019년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

(4)

목 차

1. 요약문

··· 1

2. 서론

··· 2

3. 연구 수행 내용 및 결과

··· 2

가. 연구 수행 내용 ··· 2

(프로그램 개발 및 적용, STEAM 수업 평가 방법 개발 및 적용 성과 조사, STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천)

4. 연구 수행 결과

가. 요약 ··· 5

나. 활동사진 ··· 5

5. 결론 및 제언

··· 6 (교사연구회의 좋았던 점과 어려웠던 점, 교사연구회의 협력적 활동,

STEAM 수업 역량 증가 활동)

[부록]

부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물 부록2. 학생 활동 사진 및 학생 결과물 사진 부록3. 회의록

(5)

1. 요약문

- 본 프로그램은 옥길중학교 3학년 재학생을 대상으로 한 과학-미술-기술 교과간은 융합을 통한 별자리 무드등 개발 프로그램이다 .

- 밤하늘에 떠있는 별자리에 대한 의문에서 시작하여 기존의 별자리가 아 닌 새로운 별자리를 학생들이 창의적으로 만들어 보게 한다 .

- 단순히 별들을 이어 별자리만 만들어보는 것에 그치지 않고 이를 직접 나무판에 버드우닝펜을 활용하여 창의적으로 제작한다 .

- 자신이 제작한 별자리 판에 LED등을 설치하여 별자리 무드등을 제작함 으로써 감성적인 체험을 경험하게 한다 .

① 상황제시

영국의 천문학자들이 모인 천문학회에서 요즘 어린이들을 위한 새로운 별자리를 고안함 .

이를 토대로 자신만의 별자리를 만들어 보는 시간을 가져보고 이를 무드등으로 제작해보는 시간을 가져보게 한다 .

② 창의적 설계

새로운 별자리를 창의적으로 만들어보고 이를 나무판에 우드버닝펜을 활용하여 제작하

고 또 기술 ·가정 시간에 태양광전지를 활용하여 무드등으로 사용할 수 있게 전기회로

를 제작 ·설계한다.

(6)

③ 감성적 체험

학생들이 만든 결과물을 유투브에 제작하여 업로드 하게 하여 결과물을 함께 공유한 다 .

2. 서론

4차 산업혁명과 2015개정교육과정에 부합되는 융합형 인재를 양성하기 위해 STEAM융합 프로그램을 개발하고 적용하여 옥길중학교 학생들이 미래형 인재로 도약할 수 있게 한다.

◦ 실재 문제는 한 특정한 교과의 지식만으로 해결할 수 없다. 따라서 다양한 교과의 지 식을 활용하여 해결할 수 있어야 한다.

◦ 지식의 양은 방대하여 모든 것을 다 암기하는 것은 불가능 하다. 따라서 지식을 암기 하기보다 활용할 수 있는 능력을 길러야 한다.

◦ 과학기술의 발달 속에서 인간다움을 유지하기 위한 인간의 본성인 의사소통, 협업 능 력을 배양한다.

◦ 각 교과에 대한 전문인 양성보다는 각 교과에 흥미와 소양을 지닌 인재를 양성한다.

3. 연구 수행 내용

가 . STEAM 프로그램 개발 및 적용

① STEAM 프로그램 적용시기

과목 적용시기 프로그램 개발

과학 9월 1~2주

7월~8월

미술 9월 3주~ 10월 2주

기술·가정 10월 2주~10월 4주

대표 제출자 이름 유투브 동영상 링크

구유나

https://youtu.be/RDV2ZhqqpZ8

박시현

https://youtu.be/OxtgnS9kIqE

이진영

https://youtu.be/LJox3aQZ_0w

안소윤

https://youtu.be/Ayw5qF1tU6Y

이다빈

https://youtu.be/uV-IfHFaUMg

이연주

https://youtu.be/DXbwlgjeILA

(7)

② STEAM 프로그램 내용 요약

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 우드버닝펜을 활용한 나만의 별자리 만들기 선행

프로그램명 해당없음

학교급 중학교 대상 학년(군) 3학년

중심과목 과학 중심과목

성취기준 영역 [중학교 1~3학년] (21) 외권과 우주개발 연계과목 미술

기술

연계과목 성취기준 영역

[중학교 1~3학년] (2) 표현

[중학교 1~3학년] (4) 제조 기술과 자동화

개발계획

주제 연번

차시

(시수) 과목 연계(안)

1 2 과학

2 4 미술

3 4 기술

개발·적용

현황 6학급(중학교 3학년, 173명) 프로그램 적용 완료 나 . STEAM 수업 평가 방법 개발 및 적용 성과 조사

① 수업 평가 방법

- QR코드를 활용한 정성적 평가(교사연구회 자체 내에서 수업에 대한 학생 만족 도 조사 - 개방형 질문)

② 창의과학재단에서 제시한 설문 조사

대상 학년 대상 수 대상 시기

사전조사 중학교 3학년 173명 9월 1주

사후조사 중학교 3학년 173명 10월 4주

③ 중학교 3학년 대상 선정 이유

- 미술-과학-기술·가정 교과를 모두 배우는 학년으로 선정

- 전기 회로를 만드는 데 전기회로를 배운 3학년이 적합하다 생각함.

- 버닝우드펜으로 인한 안전사고 예방을 위해 중학교 3학년으로 선정함.

- 3학년 전체학급으로 STEAM 프로그램을 개발 적용 하였으나 참여한 담임교사

(8)

학급 2학급만을 사전검사와 사후검사를 실시함.

다. 당초 계획대비 변경된 사항 ◦ 주제 변경 내용

◦ 변경 사유

- STEAM 선도학교로 기존에 해왔던 STEAM 프로그램 및 새로 시도할 STEAM 프로그램 에 대한 계획이 있었으며 이 중 한가지로 STEAM 교사연구회를 신청하였었음.

- STEAM 융합수업에 관심 있는 선생님들로 구성하고 협의하는 과정에서 다양한 선생 님들의 의견을 반영하고 수용할 수 있는 주제로 변경하고 새로운 프로그램을 개발하기 로 협의 하였음.

- 겹치는 학년과 교과(음악 1~2학년, 미술 2~3학년)의 공통점이 찾기가 어려웠음.

라 . STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천

부천과학교사 연구회에 STEAM 융합수업 사례발표 및 경기도 STEAM 열매공유 워크 숍에 참가하여 본 프로그램 수업사례를 발 표 함 .

부천과학교사 연구회 발표

별자리 무드등

당초 계획 주제 변경된 주제

팝업북으로 제작하는 멸종위기 생물 도감 !

및 캠페인 우드버닝펜을 활용한 나만의 별자리 만들기

(9)

4. 연구 수행 결과

가 . 연구 수행 결과 - 요약

구분 수행 계획

교수학습지도안 개발 차시 총 10차시 예정

수업 적용 일정 2019.09.02. ~ 2019.10.11.

(STEAM 수업)수혜학생 수 옥길중학교 173명(중학교 3학년 전교생) 예정 학생 태도검사 사전검사 9월 17일, 2개 학급(58명) 실시 완료

사후검사 10월 , 2개 학급(58명) 실시 완료

학생 및 교사 만족도조사 10월 예정

교사연구회 STEAM 행사 개최

2019. 9. 25. 3교시(13:30~14:15) 수업공개 2019. 10. 30. ‘STEAM 전학공 학교내 축제’

2019. 12. 24. ‘동아리 발표회 STEAM 부스운영’ 예정

논문 또는 학술대회 해당 없음

특허출원(국외, 국내) 해당 없음

나. STEAM 교사 연구회 모임 계획 및 일정

STEAM융합수업 사례발표1(기술·가정) STEAM융합수업 사례발표2(미술)

협의 일시 협의 내용 비고

1차 협의회 6월 27일 (목) 교사 연구회 계획 세우기 2차 협의회 7월 20일 (토) 융합 주제 선정 및 재료 선정 3차 협의회 8월 19일 (월) 교과 진도 운영계획 세우기

(교육과정 재구성) 4차 협의회 8월 26일 (월) 재료 선정 및 기자재 구입 5차 협의회 9월 18일 (수) STEAM 수업 중간 점검 및

피드백

6차 협의회 9월 23일 (월) STEAM 수업 중간 점검 및 피드백

(10)

5. 결론 및 제언

7차 협의회 11월 넷 째 주 STEAM 융합수업 평가회 계획 수업 사례

발표 10월 8일 (금) STEAM교육협의체 열매공유 워크숍 수업사례발표

교내 STEAM

행사 개최 10월 30일 (수)

전문적 학습공동체 시간에 융합수업 사례 발표 및 STEAM

프로그램 체험하기

◦교사연구회 참여를 통한 STEAM 프로그램 개발·적용 관련 좋았던 점과 어려웠던 점

좋았던 점 어려웠던 점

-자체 개발한 프로그램을 통한 교사의 자존감 상승 -같은 학교 내 구성원으로 조직함에 따른 동료애 형성

-학교내 수업에 대한 고민도 함께 이야기할 수 있는 수업친구 형성

-학생들의 수업에 대한 만족도 상승 -교사와 학생간의 상호 신뢰감 형성

-구성원간의 바쁜 스캐쥴로 인해 협의 일정 날짜 를 정하는데 많은 어려움이 있음.

-교구 구입에 대한 예산 부족 -각 교과에 대한 이해부족 -STEAM에 대한 이해부족

-실질적인 프로그램 적용에 대한 어려움(교육 과정 편제상)

◦ 교사연구회의 전체 회원 사이의 협력적 활동 내용

STEAM교사연구회와 함께하는 STEAM 활동 연수 사진1 STEAM교사연구회와 함께하는 STEAM 활동 연수 사진2

- 이외에도 경기도융합과학교육원에서 주관하는 STEAM 기초 연수과정 함께 참가

◦ 교사연구회를 통해 참여 교사들의 STEAM 수업 역량 증가 내용 및 설명 제시 -STEAM 전문적 학습 공동체를 통한 다양한 STEAM 활동 제공(교사대상)

-STEAM에 대한 이해 부족과 과학교과 중심이라는 교사들의 편견을 없애기 위해

끊임없는 STEAM활동 및 연수 함께 참여

(11)

-각 교과에 대한 어려움과 서로에 대한 교과의 이해에서 시작

-모든 교과는 서로 연결되어 있으며 교사의 이해에서 STEAM융합 수업의 필요함을 느끼고 함께 프로그램 개발하고 수업에 적용함.

-각 교과간의 연계를 통해 함께 수업하고 있음을 깨닫고 교사의 수업에 대한 자존 감 상승

-학생들의 수업만족도로 인한 교사의 자신감 상승 및 내년도 참여 의사 표현

◦ STEAM 수업 수혜 학생들의 반응(인터뷰)

- 그래도 별자리 우드버닝도 해보고 특별한 경험이여서 나쁘지 않았다."

- 전기 회로는 정말 너무 어렵고 살면서 한 수행평가 중 가장 어려웠다

- 기술이라는게 생각보다 복잡해서 당황하고도 했지만 막상 해보니까 재미있어서 좋았다 다시 한번 해보고싶은 경험이였다

- 만드는 것이 흥미도 있고 재밌어서 다음에도 더 하고 싶은 생각이 들었다!!

- 처음에 이걸 해야한다 했을때 정말 어렵겠다 이걸 잘할수있을까 걱정이 많이 들었는데 내가 그나마 쉬운 조장을 맡아서 그런지 아니면 그냥 조원이 열심히 해줘서인지 순탄하게 잘 만 들고 꾸며서 만들고 나서 보니 정말 뿌듯하고 생각보다 엄청 어렵진 않네 라고 느꼈다 우 리모둠원들한테 정말 고맙다

◦ STEAM 교사연구회와 해당 STEAM 수업 프로그램 발전을 위한 개선 방안

- 떠오르는 아이디어와 사업금으로 내려오는 예산간의 격차가 너무 커 학교 예산을 많이 사용 함. → 교구구입비로 더 많은 지원이 필요해 보임(학급수 고려).

- 자문위원을 위촉하는 데 어려움이 있음 → 자문위원단을 재단차원에서 멘토형식으로 연결시 켜주었으면 좋겠음.

◦ 기타 사항 및 시사점

- 프로그램을 개발하고 적용하는 데 많은 어려움이 있었지만 그만큼 보람을 느낄 수 있었던 기회였음.

- 학생과 교사 모두가 만족할 기회였음. (교사의 노력은 힘들었지만)

- 현실적인 적용과 활성화를 위해 교육과정 자체의 큰 개혁이 필요해 보임.(현재의 교육과정

에서는 큰 어려움이 있음 → 수업시수 및 장소 확보가 어려움)

(12)

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

과학-미술-기·가 별을 품은 밤(자신만의 별자리 무드등 만들기)

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2009 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역 1 1~2/10 [9과21-01] 하늘에서 별의 위치를 확인하고, 계절에 따라 관찰할 수 있

는 별자리가 다름을 안다.

2 3~6/10 [미9212] 주제의 특징, 의도, 목적을 나타낼 수 있는 표현 방법을 탐색 하여 표현할 수 있다.

(과학)

[중학교 1~3학년]

(21) 외권과 우주개발 3 7~10/10

[기9251-1.] 에너지의 생산과 이용, 동력 기관의 기초 원리를 설명할 수 있다.

[기9251-2.] 신재생 에너지의 종류 및 특징을 설명할 수 있다.

(과학)

[중학교 1~3학년]

(21) 외권과 우주개발

1-1. 교육과정 재구성표

성취기준 적용시기

과학(1~2차시)

[9과21-01] 하늘에서 별의 위치를 확인하고, 계 절에 따라 관찰할 수 있는 별자리가 다름을 안 다.

9월 1~2주

미술(3~6차시) [미9212] 주제의 특징, 의도, 목적을 나타낼 수 있는 표현 방법을 탐색하여 표현할 수 있다.

9월 3주 ~ 10월 2주

주당 1시수로 오래 걸림

기술·가정(7~10차시)

[기9251-1.] 에너지의 생산과 이용, 동력 기관의 기초 원 리를 설명할 수 있다.

[기9251-2.] 신재생 에너지의 종류 및 특징을 설명할 수 있다.

10월 2주 ~10월 4주

미술과 진도운영계획 기술·가정 교과 진도운영계획

(13)

- 교과간 융합요소와 공통된 단원을 사전에 협 의하여 정함.

- 2학기 개학 전 STEAM프로그램 적용을 위해 진도운영계획을 조율함

- 미술교과 수업시수가 주당 1시수로 오래 소 요됨.

- 추석연휴로 인한 재료구입 지연으로 기술·가 정교과의 계획이 연기 됨.

- 중간 진도점검을 하며 수업을 진행함.

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 10차시)

차시 주요내용

1~2 /10

주제(단원)명

(21) 외권과 우주개발

Co

다양한 별자리를 보여주고 별자리에 얽힌 신화 이야기를 통해 학생들의 흥미를 유발한다.

CD

- 별자리 속 별의 역할과 기능에 대해 학생들이 탐구한다.

- 밤하늘의 다양한 별을 보고 자신만의 별자리와 스토리를 만들어 본다.

ET

자신만의 별자리와 스토리를 서로 공유한다.

3~6 /10

주제(단원)명 Ⅲ. 주제와 의도

Co

나무 판을 우드 버닝펜으로 태워 다양한 예술작품을 만들 수 있음을 보여주어 학생들의 흥미를 이끈다.

CD

자신만의 다양한 별자리 및 스토리를 나무판에 우드버닝펜을 활용하여 제작한다.

ET

제작한 작품을 전시와 함께 소개한다.

7~10 /10

주제(단원)명

(4) 제조 기술과 자동화

Co

차세대 신재생 에너지로 태양에너지를 활용한 건축물 및 다양한 용도를 소개하여 학생들의 흥미를 유발한다.

CD

태양전지 및 전기 회로를 별자리 나무판에 창의적으로 설계하게 한다.

ET

완성된 태양광 별자리 무드등을 전시 및 소개 한다.

과학과 진도운영계획

(14)

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 과학 학교급/학년(군) 중학교/3 학년

중심과목 성취기준

영역

[중학교] (2) 표현 중심과목 성취기준

[9

과

21-01]

하늘에서 별의 위치를 확인 하고

,

계절에 따라 관측할 수 있는 별자 리가 다름을 안다

.

주제(단원)명 외권과 우주 개발 차시 10 차시

학습목표

1. 계절에 따라 관측할 수 있는 별자리가 다름을 활용하여 자신만의 별자리를 만들 수 있다.

2. 우드버닝펜을 활용하여 자신만의 별자리를 창의적으로 표현할 수 있다.

3. 신재생에너지를 활용한 전기회로를 스스로 설계하여 무드등을 제작할 수 있다.

4. 과학·기술·미술의 지식을 융합하여 활용할 수 있다.

연계과목 기술

미술

연계과목 성취기준 영역

[중학교 1~3학년] (2) 표현

[중학교 1~3학년] (4) 제조 기술과 자동화

STEAM 요소

S 계절에 따른 별자리와 그 원인 및 별자리의 역할에 대해 학습한다.

T 신재생에너지인 태양전지를 활용하여 전기회로를 설계한다.

E

A 자신만의 별자리 이야기를 작성한다.

버닝우드펜을 활용하여 자신만의 별자리를 나무판에 창의적으로 표현한다.

M

개발 의도

과학시간에 배우는 별자리를 그냥 단순히 암기하는 것이 아닌 자신이 태어난 달의 별자리 와 스토리를 함께 학습한 뒤 우주에 무수히 많은 별을 토대로 상상력을 동원하여 새로운 별자리를 스토리와 함께 만들어봄으로써 별에 대한 관심을 가지게 한다. 또 이를 무드등 으로 제작하는 과정에서 미술 및 기술 교과와 융합하여 다양한 지식을 활용하게 하고 작 품 제작 및 과정을 통해 학생들에게 감성적인 체험을 경험하게 한다.

밤하늘에 떠있는 수많은 별자리와 그에 얽힌 설화들...

수많은 별들을 다른 시각에서 바라보면 다른 별자리도 충분히 만들 수 있을 것 같다. 따라서 과학시간 에 밤하늘에 떠있는 수많은 별을 스텔라리움 프로그램을 활용하여 관찰하고 자신만의 별자리와 이야 기를 제작하게 한다. 그리고 제작한 별자리와 이야기 줄거리는 우드버닝펜을 활용하여 제작한 후 별의 위치에 LED 등을 활용하여 무드등으로 제작한다. 무드등 제작시 전기회로를 학생들이 직접 설계하게 해보게 하고 신재생에너지인 태양전지를 활용하게 하여 에너지를 절약을 실생활에 적용해 보게 하고 자신이 만든 작품을 전시·소개함으로써 성공경험의 기회를 제공한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

1. 다양한 별자리 및 이야기를 소개하고 하늘에 떠있는 수많은 별들에 대해 소개한다.

2. 다양한 예술작품을 표현하는 방법 중 버닝우드펜을 활용한 예술 작품을 보여준다.

3. 신재생에너지를 활용한 지속가능한 작품들을 보여준다.

창 의 적 설 계

창의적 설계

자신의 별자리와 스토리를 제작하고 이를 무드등으로 제작하여 활용하게 한다.

감 성 적 체 험 1. 많은 별들을 창의적으로

연결하여 별자리를

만들어본다.(이야기도 함께 제작)

2. 우드버닝펜을 활용하여 자신의 별자리와 이야기 줄거리를 간략하게 표현한다.

3. 태영전지와 LED 를 활용하여 전기회로도를 설계하게 한다.

감성적 체험

(15)

(1~2차시)

(3~6차시)

(7~10차시) 학습 과정

교수-학습 활동

※ STEAM 학습 준거 표시(

^Co

상황 제시,

^CD

창의적 설계,

^ET

감성적 체험)

학습자료 및 유의점

도입 (10 분)

Co

자신의 탄생일에 탄생 별자리를 볼 수 있을까? 질문하여 별자리에 대하여 흥미 롭게 접근할 수 있도록 한다. 별자리를 구성하는 별들은 같은 시선방향에 위치할 뿐 서로 수십 광년 떨어져 있다는 사실을 소개하며 흥미를 유발한다.

동영상 스텔라리움

Tip!

자 신 의 별자리와 그 에 얽힌 신화 를 학생들이 미리 찾아보 게 한다.

전개 (35 분)

CD

- 밤하늘에서 1 년 내내 볼 수 있는 별자리와 계절에 따라 달라지는 별자리가 있음을 알고, 협동학습을 통해 그 원인을 탐구한다.

- 옛날 사람들은 별의 무리를 보고 왜 이름을 붙였을까? 질문하여 학생들의 다양한 생각을 들어본 후 별자리의 좌표로서의 역할을 이끌어 낸다.

- 별자리를 구성하는 별의 이름과 특징에 대해 학생들이 탐구한다.

- 스텔라리움을 통해 오늘밤에 뜰 별들을 살펴보고 자신만의 별자리와 스토리를 짓게 한다.

스마트폰

정리 (45 분)

ET

옛 사람들이 같은 별의 무리를 보면서 서로 다른 이름을 지었듯이 우리도 별의 무리를 보고 자신만의 별자리 이름과 그에 관한 이야기를 만들어 본 후 공유한다.

모둠토의 학습

학습 과정

^Co

상황 제시,

^CD

창의적 설계,

^ET

감성적 체험)

학습자료 및 유의점

도입 (10 분)

Co

다양한 예술작품을 표현하는 방법에 대해 소개하고 우드버닝펜을 활용하여 제작 한 다양한 제품을 소개한다.

PPT

Tip!

우 드 버 닝펜 활용시 안전에 유의 하도록 안전 교육 철저히 실시

전개 (125 분)

CD

버닝 우드펜을 활용하여 창의적인 나만의 별자리를 제작한다.

1 차시- 과학시간에 제작한 별자리 이야기를 요약정리 하여 한 문구로 표현하게 한다.

- 나무판에 제작할 별자리와 문구를 창의적으로 설계하게 한다.

2~3 차시 – 나무판에 버닝 우드펜을 활용하여 나만의 별자리 및 문구를 제작한다.

학습지 안전 교육 철저

정리

( 45 분)

^ET

버닝 우드펜을 활용하여 제작한 나만의 별자리를 나무판을 전시 및 소개한다.

학습 과정

^Co

상황 제시,

^CD

창의적 설계,

^ET

감성적 체험)

학습자료 및 유의점 도입

( 15 분)

Co

신재생에너지를 활용한 지속가능한 건축물 및 다양한 작품을 통해 신재생에너지 의 중요성 및 활용방안에 대해 학생들에 생각해보게 한다.

동영상, 발표 전개

(120 분)

CD

태양전지 및 LED 를 활용하여 무드등을 설계 및 제작한다.

1 차시 – 별의 위치에 맞게 전기회로도를 설계하게 한다.

2~3 차시 – 설계도에 맞게 나만의 별자리 무드등을 제작한다.

정리

(45 분)

^ET

나만의 별자리 무드등을 전시 및 소개한다.

(16)

4. 학생활동지 / 학생참고자료

별자리 디자인 우드버닝

아이디어 스케치 ♥

3 학년 반 번, 이름:

☺ 나만의 별자리를 디자인해봅시다~

어떤 컨셉으로 디자인할지 생각해보고 적어봅니다^^

‣

컨셉:

‣

구도:

‣

컬러계획:

☺

컨셉에 어울리는 아이디어 스케치를 한 후, 우드버닝을 해봅시다~

(예시)

(17)

2019학년도 2학기 태양광 별자리 무드등 만들기 3학년 반 조

1. 문제 확인 [조장]

^학번이름

내 방은 낮에는 창문을 통해 빛이 들어와 괜찮은데 밤이 되면 너무 어두 워서 고민이다. 특히 잠을 자다가 화장실에라도 가려고 하면 테이블이나 책상 모서리, 바닥에 떨어진 물건 등에 부딪히거나 밟아서 화들짝 놀라곤 한다. 전선 배선까지 새로 해서 편하게 해 보려고 하니 전기료나 비용도 문제지만 관련되어 할 일의 규모가 커지게 되어 더 고민이 되었다.

그러다가 공원에서 야간에 불이 켜지는 태양광 조명등을 알게 되었고, 여기에 쓰인 ‘에너지 도둑 회로

¹⁾

’를 활용하면 저렴하고 간단하게 조명을 만들 수 있다는 사실을 알게 되었다. 낮 동안의 태양 에너지를 활용하여 야간에 자동으로 켜져서 은은하게 빛나는 나만의 무드등을 제작해보자.

◎ 현재의 문제 상황 정리하기

①

②

③

1) 에너지 도둑 회로(=쥴 도둑[Joule Thief]회로) : 적은 양의 전압을 사용 가능한 전압으로 승압해 주어 남아있는 전 력을 모두 소비할 수 있게 해주는 회로.

전 세계적으로 화석에너지를 벗어나 신재생에너지를 이용하려는 노력의 일환으로 태양전지 를 이용하여 일상생활에 사용하려는 시도는 오래전부터 이뤄져 왔으나 태양 전지 자체도 가 격이 비싸지만, 낮의 전기를 저장하여 필요한 시간대에 사용하기 위해 쓰이는 2차 전지도 필요하여 비싼 비용으로 인해 널리 사용하기에 곤란한 문제가 있다. (LED를 켜기 위해 필요 한 전압이 1.62~3.17V 가량이므로 배터리가 최소 2개(1.2V×2=2.4V)는 필요하며, 이에 따라 3V정도의 태양전지도 함께 필요하므로 널리 쓰기에는 비용이 많이 들었다.) 이를 트랜지스 터 1개와 코일을 이용한 쥴 도둑회로를 이용하면 1.2V 베터리 1개만으로 가능하게 만든 것.

[회로출처] http://www.evilmadscientist.com/2007/weekend-projects-with-bre-pettis-make-a-joule-thief/

우리 팀 구성원

학번 이름 역할

조장 : 회의 운영, 재료 등

디자인국장 : 디자인, 설계

기술국장 : 기능 설계

자료국장 : 기록, OPP

(18)

2. 대안 탐색 및 선정 [조장]

^학번이름

◎ 대안이 갖추어야 할 조건과 해결 방법에는 어떤 것들이 있을까?

①

②

③

◎ 역할 분담 회의 :

재료 받아오기, 재료 관리, 사진 촬영, UCC 영상 편집, UCC 영상 올리기, 뒷정리 및 정돈, 보고서 기록, 안전 지킴이, 회의 진행, 자료 찾기, 기술 자문, 보고서 작성 확인 및 제출 등

▷팀원 1 :

▷팀원 2 :

▷팀원 3 :

▷팀원 4 :

◎ 완성품 평가하기 :

구분 질 문

^모둠원1

( )

모둠원2

( )

모둠원3

( )

모둠원4

( )

창의성 창의적인 아이디어가 반영되었는가?

^상₍₃₎^{・ 중}₍₂₎^{・ 하}₍₁₎ ^상₍₃₎^{・ 중}₍₂₎^{・ 하}₍₁₎ ^상₍₃₎^{・ 중}₍₂₎^{・ 하}₍₁₎ ^상₍₃₎^{・ 중}₍₂₎^{・ 하}₍₁₎

실용성 계획된 기능에 부합하는 기능을 갖추고 있는가?

^상₍₃₎^{・ 중}₍₂₎^{・ 하}₍₁₎ ^상₍₃₎^{・ 중}₍₂₎^{・ 하}₍₁₎ ^상₍₃₎^{・ 중}₍₂₎^{・ 하}₍₁₎ ^상₍₃₎^{・ 중}₍₂₎^{・ 하}₍₁₎

심미성 완성품은 미적으로 우수한 특성을 가지고 있는가?

^상₍₃₎^{・ 중}₍₂₎^{・ 하}₍₁₎ ^상₍₃₎^{・ 중}₍₂₎^{・ 하}₍₁₎ ^상₍₃₎^{・ 중}₍₂₎^{・ 하}₍₁₎ ^상₍₃₎^{・ 중}₍₂₎^{・ 하}₍₁₎

성실성 성의 있고 짜임새 있게 제작되었는가?

^상₍₃₎^{・ 중}₍₂₎^{・ 하}₍₁₎ ^상₍₃₎^{・ 중}₍₂₎^{・ 하}₍₁₎ ^상₍₃₎^{・ 중}₍₂₎^{・ 하}₍₁₎ ^상₍₃₎^{・ 중}₍₂₎^{・ 하}₍₁₎

합계

◎ 우리 모둠의 잘한 점과 부족했던 점, 수정하면 좋을 점을 적어봅시다.

⃝ 잘한 점 :

⃞ 부족했던 점 :

⃟ 수정하면 좋을 점 :

■ ● ◆ ▲ ▼ ◀ □ ○ ◇ △ ▽ ◁ ￭ •  ▴ ▾ ◂  ◦ ◊ ▵ ▿ ◃ ▪ ∙     ▫ ∘    

◎ 개인별 활동 평가 방법

모든 실습 활동이 끝나고 난 후에만 평가한 내용이 인정됩니다.

개인별 활동 평가는 1번씩만 참여하며, 비밀 평가를 원칙으로 합니다.

오른쪽의 QR코드 또는 http://bit.ly/FEED2ME 으로 접속하여 해 주세요.

※ 개인별 활동 평가는 모든 모둠원이 개별적으로 진행해야 하며, 실습이 끝나는 주까지 개별적으로 진행하시면 됩니다.

T E C H N O L O G Y E D U C A T I O N F O R M A K E R S

(19)

3. 디자인 및 설계 [디자인국장]

^학번이름

◎ 우리팀의 태양광 무드등의 특징

(어두워졌을 때 켜지는 것 이외의 특징)

◎ 디자인 아이디어 결정 회의

(마인드 맵으로 기록)

(20)

◎ 스케치 하기 (치수 기재)

◎ 필요 부품도 그리기 (치수 기재)

(21)

4. 기반 기술 조사 [기술국장]

^학번이름

◎ 쥴 도둑 회로의 동작 원리 및 유의사항?

◎ 전기·전자 부품의 이해 (p.196~199 및 인터넷 검색)

전기전자부품 그림 기호 설명/기능

태양광 부스터 제어칩

(QX5252F IC)

QX5252F TO-94

SB AT 1

BA T 2

VS S 3

LX 4

▷기능(function) 요약 :

▷단자별 역할: (1)

SBAT

: , (2)

_BAT

: , (3)

VSS

: , (4)

LX

:

▷동작 전압 : . V ~ . V

▷출력 전류 : mA ~ mA

▷베터리 과방전 보호 : 보호 / 비보호

▷태양전지 쇼트 보호 다이오드 : 유 / 무

고정 저항기

▷하는 일 :

인덕터

(Inductor)

일반적인 인덕터 형태 엑셀형 인덕터

▷하는 일 :

발광다이오드

(LED)

+ -

▷하는 일 :

▷동작 전압(백색) : . V ~ . V

▷소모 전류(백색) : mA ~ mA

스위치

▷하는 일 :

(22)

◎ 인터넷에서 QX5252F IC의 데이터 시트를 찾아 단자의 역할을 찾아 적어보자.

1번 단자 : 2번 단자 : 3번 단자 : 4번 단자 :

◎ 데이터 시트를 참고하여 회로도를 그려보자.

◎ 브래드 보드에 회로를 참조하여 적절히 배선할 위치를 정해 보자.

A B C D E F G H I J

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

(23)

5. 기록(오픈포트폴리오 제작) [자료국장]

학번 이름

◎ 오픈포트폴리오 영상 제작에서 가장 중요한 점은 무엇인가요?

◎ 오픈포트폴리오의 제작 컨셉은 무엇인가요?

◎ 제작 단계별로 기록해야 할 내용들을 적어 봅시다.

투입 ➜ 과정 ➜ 완성

↑

피드백

◎ 제작 과정에서 발생했던 문제점에는 어떤 것이 있었고, 또 어떻게 해결했나요?

(24)

◎ UCC의 스토리 라인의 구성은 어떻게 할 계획인가요? (얼굴이 나오지 않게 촬영!!)

■ ● ◆ ▲ ▼ ◀ □ ○ ◇ △ ▽ ◁ ￭ •  ▴ ▾ ◂  ◦ ◊ ▵ ▿ ◃ ▪ ∙     ▫ ∘    

◎ OPP(오픈포트폴리오) UCC 유튜브 등록 및 제출 방법

1) 동영상 제작 ➜ 2) 유튜브에 동영상 업로드

(동영상 등록시 ‘일부공개’ 선택)

➜ 3) 유튜브 영상의 URL 주소를 복사 ➜ 4) 오른쪽의 QR코드 또는 http://bit.ly/OKIL-LIGHT 으로 접속하여 링크 기재하기

※ 자신이 올린 동영상을 못 찾는 경우 먼저 컴퓨터에서 유튜브에 로그인 한 후 오른쪽 위쪽 구석의 동그란 그림(자신의 프로필 이미지)을 눌러 ‘YouTube 스튜디오’를 선택한 후, 왼쪽이 메뉴들 중에서 ‘동영상’을 선택하여 찾을 수 있습니다.

T E C H N O L O G Y E D U C A T I O N F O R M A K E R S

#1 #2 #3

➜ ➜

#4 #5 #6

➜ ➜ ➜

#7 #8 #9

➜ ➜ ➜

#10 #11 #12

➜ ➜ ➜

(25)

5. 교사자료

차시 1~2/10

과학과 상황제시 참고 자료(읽을 거리)

영국의 천문학자들이 판타지 소설이자 영화의 주인공 해리포터와 은퇴한 육상 황제 우사인 볼트 등 오늘날 유 명한 인물들에서 영감을 얻어 새로운 별자리들을 만들어냈다.

영국 일간 텔레그래프 등 현지언론은 12일(현지시간) 영국 청소년 과학교육 행사인 ‘빅뱅 페어’ 측이 영국 버밍 엄대의 천문학 연구팀과 협력해 아동·청소년들에게 별에 관심을 두게 하기 위한 프로젝트 ‘룩 업 투 더 스타스’

를 위해 새로운 별자리들을 고안했다고 전했다.

이번에 제안된 별자리는 모두 8개로 노벨평화상 수상자 말랄라 유사프자이의 책(2월), JK 롤링의 소설 속 등장 인물 해리포터의 안경(3월), 동물학자 데이비드 아텐버러의 고래(4월), 우주비행사 팀 피크의 우주선(4월), 장거 리 육상 스타 모 패러의 하트 세리머니 포즈(6월), 테니스 여제 세레나 윌리엄스의 라켓(9월), 단거리 육상 황

제 우사인 볼트의 번개 세리머니 포즈(11월), 영국 아동작가 마이클 본드의 페딩턴 베어(12월)가 있다.

새로운 별자리들을 고안한 이유로 빅뱅 페어 측은 “더 많은 젊은이에게 우주에 관심을 두게 하기 위해”라고 말 했다. 또한 기존 별자리는 황도 십이궁을 비롯해 고대 그리스 신화와 로마 신화의 등장인물들에 기초한 것이므 로 “기존 별자리들이 오늘날 아이들에게 꼭 밤하늘을 봐야겠다는 생각이 들게 하고 있다고 보기 어렵다”고 지

적했다.

실제로 빅뱅 페어 측이 인용한 한 조사에서는 7~19세 청소년의 29%가 고전 별자리를 하나도 알아볼 수 없다 고 답한 것으로 나타났다. 또 아동의 72%는 밤에 별자리를 찾아본 적이 한 번도 없다고 답했다.

새로운 별자리들을 고안한 연구팀을 이끈 엠마 윌릿 연구원은 “다양한 연령층의 사람들에게 이런 새로운 별자

•

(26)

리가 우주와 천문학에 관심을 두게 하는 계기가 되길 진심으로 기대한다”고 말했다.

[기술가정 교과 회로 재료 사진]

•

(27)

[미술 교과 버닝우드펜 활용용도 예시]

자료출처

[출처: 서울신문에서 제공하는 기사입니다.]

https://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20171214601009#csidxaef0dcf55198fe7bd

4f99770252516e

(28)

6. 차시별 학생 평가기준 및 방법

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구

1~2 /10

상

일 년 내내 볼 수 있는 별자리와 계절별 별자리 및 그 원인을 알고 자신만의 별자리와 이야기를 창의 적으로 설계하였다.

관찰 및 산출물평가

자기/동료평가지 (학생용), 관찰평가지 중 계절별 별자리와 그 원인을 알고 자신만의 별자리

와 스토리를 제작하였다.

하 여러 가지 별자리를 알고 자신만의 별자리와 스토 리를 제작하였다.

3~7 /10

상

주제의 특징, 의도, 목적에 적합한 표현방법을 탐색 하여 자기만의 방식으로 별자리 디자인을 표현할 수 있다.

관찰 및 산출물평가

아이디어스케치 활동지, 관찰평가지 중 주제의 특징, 의도, 목적에 적합한 표현방법을 탐색

하여 표현할 수 있다.

하 주제의 특징, 의도, 목적에 맞는 표현 방법을 탐색 하고 표현하는 데 어려움이 있다.

7~10 /10

상 신재생에너지를 활용하여 전기회로를 창의적으로

설계할 수 있다. 관찰 및

산출물평가

모둠내/모둠간 평가지(학생용),

관찰평가지 중 신재생에너지를 활용하여 전기회로를 설계할 수 있다.

하 신재생에너지를 활용한 전기회로를 연결지을 수 있다.

가. 자기/ 동료평가지 1) 자기/동료평가지(1~2차시)

평가방법 평가기준 평가

상 중 하

자기평가

작품 활동에 적극적으로 참여하였나요?(적극성) 자신의 아이디어가 창의적이라고 생각하나요?(창의성) 과학적 사실과 일치하는가?(지식)

동료평가

동료의 작품이 창의적이라고 생각하나요?(창의성) 작품 제작활동에 성실히 참여하였는가?(성실성) 과학적 사실과 일치하는가?(지식)

(29)

2) 자기/동료평가지(3~6차시)

평가방법 평가기준 평가

상 중 하

자기평가

작품 활동에 적극적으로 참여하였나요?(적극성) 자신의 아이디어가 창의적이라고 생각하나요?(창의성) 기기를 활용하는데 있어 충분히 협력적이었는가?(협력성) 수업 내용이 포함되게 설계되었는가?(지식)

동료평가

동료의 작품이 창의적이라고 생각하나요?(창의성) 작품 제작활동에 성실히 참여하였는가?(성실성)

기기를 활용하는데 있어 충분히 협력적이었는가?(협력성) 수업 내용이 포함되게 설계되었는가?(지식)

※ 평가 노하우:

① 창의성 : 동료의 작품과 자신의 작품을 비교하여 비슷한 점과 다른 점이 무엇인지 또 우수 한 점과 미흡한 점이 무엇인지 집중하여 살펴보게 한다.

② 협력성 : 기기를 활용하는 데 있어 혼자 자신의 작품 제작에 몰두한 나머지 동료를 배려하 지 못 한 점이 있는지에 대해서도 냉철하게 평가하게 한다.(불편한 점이 없었다면 상, 가끔 불편하였다면 중, 너무 불편하였다면 하)

3) 모둠간 평가지(4~10차시)

구분 질 문

^모둠원1

( )

모둠원2

( )

모둠원3

( )

모둠원4

( )

창의성 창의적인 아이디어가 반영되었는가?

^상₍₃₎^{・ 중}₍₂₎^{・ 하}₍₁₎ ^상₍₃₎^{・ 중}₍₂₎^{・ 하}₍₁₎ ^상₍₃₎^{・ 중}₍₂₎^{・ 하}₍₁₎ ^상₍₃₎^{・ 중}₍₂₎^{・ 하}₍₁₎

실용성 계획된 기능에 부합하는 기능을 갖추고 있는가?

^상(3)

・ 중

(2)

・ 하

(1)

상

(3)

・ 중

(2)

・ 하

(1)

상

(3)

・ 중

(2)

・ 하

(1)

상

(3)

・ 중

(2)

・ 하

(1)

심미성 완성품은 미적으로 우수한 특성을 가지고 있는가?

^상₍₃₎^{・ 중}₍₂₎^{・ 하}₍₁₎ ^상₍₃₎^{・ 중}₍₂₎^{・ 하}₍₁₎ ^상₍₃₎^{・ 중}₍₂₎^{・ 하}₍₁₎ ^상₍₃₎^{・ 중}₍₂₎^{・ 하}₍₁₎

성실성 성의 있고 짜임새 있게 제작되었는가?

^상(3)

・ 중

(2)

・ 하

(1)

상

(3)

・ 중

(2)

・ 하

(1)

상

(3)

・ 중

(2)

・ 하

(1)

상

(3)

・ 중

(2)

・ 하

(1)

합계 4) 모둠내 평가지(4~10차시)

조장 디자인국장 기술국장 자료국장

역할 수행 ^상₍₃₎^・ ^중₍₂₎^・ ^하₍₁₎ ^상₍₃₎^・ ^중₍₂₎^・ ^하₍₁₎ ^상₍₃₎^・ ^중₍₂₎^・ ^하₍₁₎ ^상₍₃₎^・ ^중₍₂₎^・ ^하₍₁₎ 모둠활동 참여도 ^상₍₃₎^・ ^중₍₂₎^・ ^하₍₁₎ ^상₍₃₎^・ ^중₍₂₎^・ ^하₍₁₎ ^상₍₃₎^・ ^중₍₂₎^・ ^하₍₁₎ ^상₍₃₎^・ ^중₍₂₎^・ ^하₍₁₎ 결과물의 완성도 ^상₍₃₎^・ ^중₍₂₎^・ ^하₍₁₎ ^상₍₃₎^・ ^중₍₂₎^・ ^하₍₁₎ ^상₍₃₎^・ ^중₍₂₎^・ ^하₍₁₎ ^상₍₃₎^・ ^중₍₂₎^・ ^하₍₁₎

나. 관찰평가지(공통)

번호 이름

지식 창의성 태도

배움과 성장의 기록 관련 교과 지식이

충분히 반영되었는가?

작품이 창의적이게 설계되었다.

작품제작에 성실히 참여하였다.

상 중 하 상 중 하 상 중 하

(30)

※ 평가 노하우: 태도부분에서 작품제작에 성실히 참여하였으며 다른 동료원들 동안 충분히 배려하였으면 상, 자신의 작품 제작에만 성실하였으면 중, 자신의 작품 제 작에도 성실하지 않았으면 하를 부여한다.

7. 학교생활기록부 기재 예시

항목 학생부 기재 예시

교과학습발달상황 세부능력 및 특기사항

(미술) 과학-기술교과와 융합하여 이야기가 있는 별자리를 버닝우드펜을 활용하여 작품을 설계·제작하였음.

(과학) 계절에 따른 별자리를 알고 밤하늘에 떠있는 별을 연결 지어 창의적으로 새로운 별자리를 만들어보는 시간을 가져봄.

(기술·가정) 과학-미술교과와의 융합 수업으로 우드버닝펜을 활용한 별자리 무드등을 태양광에너지를 활용하여 설계·제작하였음.

(31)

[부록2]

기술시간 실습 모습 기술시간 실습 모습

미술시간 설계도 예시 미술시간 실습 모습

기술 태양광전지를 활용한 전기회로도 완성 모습