2020년 자원재활용 STEAM 교사연구회 운영(인천왕길초 교내형 연구회)

2020 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2020.11

인천왕길초등학교

과 제 개 요

과제명

2020년 자원재활용 STEAM 교사연구회 운영(인천왕길초 교내형 연구회)

STEAM 프로그램

유형

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

프로그램명

실생활 문제해결 프로젝트형 STEAM 프로그램

학교급 초등학교 대상 학년(군) 5~6학년군

중심과목

과학

중심과목 성취기준 영역

[초등학교 5학년 2학기] 2. 생물과 환경 [초등학교 6학년 2학기] 1. 전기의 이용

연계과목

국어 사회 실과 수학

연계과목 성취기준 영역

[국어] [초등학교 5학년 2학기] 5. 여러 가지 매체자료 [사회] [초등학교 5학년 2학기] 2. 인권 존중과 정의로운 사회 [실과] [초등학교 6학년 2학기] 4. 생활 속 자원관리 [수학] [초등학교 6학년 2학기] 5. 직육면체

연구기간

2020.7.20. ~ 2020.11.30.

신청금액

일금사백만원(￦4,000,000)

참여연구원

13명 (연구책임자: 1명, 지도위원: 2명, 공동연구원: 8명, 외부자문위원 2명)

연구 수행자에 관한 사항

구분 소속(학교명) 담당과목 직위 성명

연구책임자 인천왕길초등학교 전과목 교사 변윤섭

지도위원 인천왕길초등학교 교장 노승근

지도위원 인천왕길초등학교 교감 김명옥

공동연구원 인천왕길초등학교 전과목 교사 이창섭

공동연구원 인천왕길초등학교 전과목 교사 한은주

공동연구원 인천왕길초등학교 음악,도덕 교사 서영신

공동연구원 인천왕길초등학교 전과목 교사 박경화

공동연구원 인천왕길초등학교 전과목 교사 박찬영

공동연구원 인천왕길초등학교 전과목 교사 이지은

공동연구원 인천왕길초등학교 음악,도덕 교사 유능한

공동연구원 인천왕길초등학교 전과목 교사 이정아

외부자문위원 경인교육대학교

부설초등학교 전과목 교사 이경윤

외부자문위원 인천송원초등학교 전과목 교사 안진

2020년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 융합인재교육 (STEAM) 교사연구회를 운영한 결과로써 본 보고서를 제출합니다.

2020년 11월 20일

연구책임자 : 변윤섭 (인)

한국과학창의재단 이사장 귀하

2020년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

1. 요약문(Abstract)

본 연구는 미래지식기반사회에서 필요한 창의적 성향 신장과 지속가능한 환경을 위하여 자원재활용 STEAM 프로그램을 개발하였다.

자원재활용 STEAM 프로그램 개발을 위해 2009 개정 교육과정에서 내용을 선정한 후 STEAM 프로 그램을 개발하였다. 개발한 시안은 5학년 10차시 6학년 17차시 프로그램을 완성하였다. 학생들과 교 사들의 STEAM에 대한 효과를 검증하기 위하여 자체 설문지 (내용 타당성이 입증된 설문지)를 이용 하였으며, 또한 학생들의 창의적 성향 변화를 알아보기 위해 사전․사후 검사와 학생들의 수업 활동지 자료, 학생 산출물 자료를 수집하여 분석 자료로 활용하였다.

STEAM에 대한 효과는 사전 사후 설문지를 통해 진행하였으며, 그 결과 교사 학생 모두 STEAM 교 육에 대한 인식도 및 만족도, 과학 및 STEAM 교육에 대한 정의적 측면 모두 향상되는 유의미한 결 과를 얻었고 본 연구 결과는 다음과 같다.

첫째, 지속가능한 환경 교육과 미래역량 향상을 위해 제공한 프로그램을 통하여 여러가지 생각의 도구들을 익힘으로서 통합적이고 종합적인 사고 능력을 기를 수 있었으며, 초등학교 5~6학년 학생들을 다양한 교육방법을 활용하여 창의적 성향이 향상되는 STEAM 교육을 전개할 수 있었다.

둘째, 본 연구에서 개발한 STEAM 프로그램은 창의적 성향의 하위영역인 ‘동기’, ‘호기심’, ‘인내심’ ‘자 신감’, ‘모험심’의 모든 영역을 향상시키는데 효과가 있었다. 환경에 대한 높은 관심, 다양한 해결방법 이 있는 ‘창의적 설계’, ‘감성적 체험’ 단계에서 느낄 수 있는 기쁨과 성취감으로 인해 ‘창의적 성향’

의 하위요인 모두가 향상되었다.

셋째, 전 교과 교과목별 학습 요소 추출을 통한 STEAM 교수-학습 과정안 개발 및 적용으로 교사 및 학생들의 융합인재교육에 대한 인식을 내면화하고 실천의지를 갖게 하였다.

넷째, 창의적 설계를 통한 감성적 체험을 느낌으로써 과학 교과에 대한 태도가 긍정적으로 변화되 었다.

2. 서론

[들어가며]

‘코로나 이전으로 돌아갈 수 없다.’ COVID-19 발생 이후 이 말처럼 전 세계인이 공감하고 실제로 체 감하고 있는 말은 없을 것이다.

코로나는 빠르게 우리의 일상을 파괴하고 사회를 변화시켰다. 사회적 거리두기에 따라 거리엔 사람이 다니지 않고 많은 가게는 문을 닫았다. 기업들이 재택근무를 시행하면서 대면 회의는 사라지고 원격 화 상회의가 보편화 됐다. 학생들은 학교에 등교하지 못 했고 이에 교사들은 빠르게 원격 수업을 위한 준 비를 해야 했다. 누구나 ‘미래엔 이러지 않을까?’ 하고 상상했던 것들이 빠르게 우리 일상이 되었다.

간단하게 생각해보면 이처럼 코로나 이전으로 돌아갈 수 없음은 학교, 교육 현장 역시 이전과 같을 수 없음을 의미한다. 이것은 단지 대면 수업과 화상 수업을 두고 하는 이야기만은 아니다. 어쩌면 수업 방 식의 문제는 매우 사소한 문제이다. 더욱 중요한 것은 학교가 어떤 가치를, 어떤 역량을 학생들에게 길 러줘야 하는지, 무엇을 더 비중 있게 다뤄야 하는지를 결정하는 것이다.

기존의 학교에서 가르치던 지식, 추구하는 역량이 쓸모없는 것은 아니겠지만 그것만으로는 우리 사회 가 직면한 문제를 해결하기 역부족이라는 것을 느낀다. 특히 코로나 이후에 새로운 전염병이 발생할지 도 모른다는 불안감, 코로나와 같은 전염병이 인간의 무분별한 생태계 파괴와 환경오염에 대한 경고일 지도 모르는 다는 위기의식이 이런 생각에 힘을 실어준다.

특히 학교가 주목해야 할 것은 ‘환경’이다. 환경 문제는 COVID-19보다 더 큰 파괴력과 파급력을 가지 고 인류를 위협할 잠재적 요인이자 현실이다. 서울대 소비 트렌드 분석 센터의 ‘트렌드 코리아 2019’에 서 2019년의 트렌드로 필환경(Green Survival)을 꼽았다. 그동안 환경을 보호하는 태도, 방식은 친환경 으로 많이 불렸다. 소비자들도 어느 정도 환경에 대한 경각심을 가지면서 이왕이면 친환경 제품을 사고 보다 환경에 도움 되는 방식으로 소비 방식을 전환했다. 하지만 친환경의 패러다임 안에서는 이것은 어 디까지나 개인의 선택이고 호불호의 문제, 선택하면 좋지만 강요할 수 없는 문제였다. 시대의 흐름이 반 영되는 학교 교육에서도 이에 발맞춰 학생들에게 환경의 중요성과 환경 보호의 필요성에 대해 가르쳤지 만 친환경이라는 관점을 넘을 순 없었고 이로 인해 여러 문제점이 있었다. 하지만 이제 우리 사회는 필 환경 시대로 전환해야 할 국면에 놓였다. 필환경 시대에서 환경은 이제 선택의 문제가 아니라 생존을 위해 필수적인 실천의 문제인 것이다.

2015년 파리기후협정에서 지구 평균 온도가 산업화 이전에 비해 2도 이상 오르지 않도록 각 나라가 스스로 온실가스 배출 목표를 정해 실천하자는 것에 만장일치로 동의했다. 이는 각 국의 이해관계를 떠 나 환경문제가 매우 심각한 현실임을 보여준다.

이러한 파리기후협정 이후 발표된 IPCC 1.5도 특별보고서는 지구 평균 온도를 2도 이내로 억제하는 것은 충분하지 않으며 2도가 아닌 1.5도 이내로 억제해야 함을 시사한다. IPCC 1.5도 특별보고서 및 NASA 등 다양한 연구기관의 발표를 보면 자료마다 미세하게 다르지만 산업화 이후 인간의 활동으로 인해 약 1℃ 정도의 지구 평균 기온이 상승했다는 점을 알 수 있다.(자료1) 또한 현재와 같은 추세로 이 산화탄소 배출량이 계속 증가하면 2030년쯤에는 1.5℃를 넘을 것으로 전망된다. 그리고 이 보고서에서 1.5℃는 첫 번째 임계점으로 우리가 이전과 같은 생활을 할 수 없는, 비가역적인 상황을 불러올 것으로 보고 있다. 제한적인 오버슛(일시적으로 특정 온도를 초과하는 것)이 아닌 완전히 1.5℃를 넘었을 때 발 생할 상황에 대해 간단히 소개하면 먼저 지구상의 산호초의 70~90%가 소멸할 것으로 전망되며 더불어 연구된 105,000개의 생물종 가운데 곤충의 6%, 식물의 8%, 그리고 척추동물의 4%가 기후 지리적 분포 범위의 절반 이상을 잃을 것으로 전망된다. 이 외에도 다양한 기후모델 시나리오에서 이대로 기후 변화 를 방치할 경우 인류가 더 이상 지구에서 생존할 수 없음을 보여준다. 지구의 기온 상승을 억제하기 위

해서는 이산화탄소 배출량을 2030년까지 2010년 대비 최소 45% 절감해야 하며 2050년에는 넷제로에 달성해야 한다. 다행히도 이 보고서가 나온 이후 유럽연합 차원의 협약 등을 통해 이산화탄소 배출량을 제한하고자 하는 각 국의 시도가 있기에 그리 비관적이지만은 않지만 이러한 노력이 성과를 발휘하기 위해서는 막대한 투자와 일반 시민들의 인식의 변화와 실천이 중요하다.

다행히도 환경에 대한 문제의식은 많은 사람들이 공유하고 있다. 하지만 불행히도 실천으로 이어지지 는 않는 것처럼 보인다. 한국피앤지-자원순환사회연대의 설문조사 결과를 보면 응답자의 95.5%가 ‘환경 오염과 쓰레기 문제가 심각한 수준’이라고 응답하였다. 또한 친환경 제품에 대한 구입의향은 응답자의 82.2%가 있는 것으로 나타났다.(자료2) 하지만 실제 구매로 이어진 비율은 25.5%에 불과했다. 또한 환 경을 보호하기 위한 기초적인 실천(장바구니 사용, 일회용품 사용 줄이기 등)은 10%~50%에 머무르고 있으며 올바른 분리수거 방법에 대해 잘 알고 있다고 응답한 비율도 31%밖에 되지 않았다.

이러한 문제점의 원인 중 하나로 현재 학교의 환경교육을 꼽을 수 있다. 환경교육의 목적, 목표는 실생 활의 환경문제를 해결하는 것이다. 하지만 2019년 차기 교육과정에서의 환경교육 강화전략 연구(이선경 외, 2019)와 제2회 생태전환교육포럼에서 이선경 교수님의 발표에서 지적한 것처럼 현재 교육과정 내의 환경교육은 환경지식이 대부분을 차지한다. 그러나 환경문제는 단일한 지식만으로 해결할 수 있는 문제 가 아니다. 환경문제는 실생활의 여러 맥락과 요인들이 얽혀있고 이런 환경문제 해결을 위해서는 다양 한 측면(기술적, 공학적, 과학적, 사회적 등)의 문제해결능력을 요구한다. 그렇기에 단일한 교과를 통한 접근이 아닌 다양한 교과의 융합적 접근이 필요하다. 그리고 이는 STEAM 교육이 추구하는 방향과 완 전히 일치한다. 또한 ‘감성적 체험, 창의적 설계를 근간으로 하는 STEAM 교육의 지향점은 환경감수성 을 근간으로 하고, 환경문제 해결을 지향하는 환경교육과 맥락적으로 소통한다’(이성희, 2012)

따라서 환경오염의 원인과 심각성을 아는 것, 정해진 체험 프로그램에 형식적으로 참여하는 것에 국한 되는 것이 아니라 실생활 맥락 속에서 능동적으로 문제를 해결해 보는 경험을 STEAM 교육을 통해 학 생들에게 제공해야 한다. 환경오염, 생태계, 생물, 지구온난화, 원자력, 에너지 등 STEAM 교육에서 주 로 다루는 주제가 환경과 직·간접적으로 연관되는 것은 우연이 아니다. 2019년 차기 교육과정에서의 환 경교육 강화전략 연구(이선경 외, 2019)에서도 환경교육을 강화하기 위한 모델로써 STEAM과 SSI를 언 급한다.

2015 교육과정에서 말하는 STEAM 교육은 21세기 사회를 위한 창의융합적인 인재를 양성하기 위해 적합한 교육방식이다. 그리고 이러한 STEAM 교육을 통해 기르고자 하는 역량으로 흔히 4C가 많이 소 개된다. 그리고 이러한 4C-STEAM 교육이 지향하고 있는 인재는 ‘다양한 분야의 융합에 대한 전문성과 창의성을 갖추고, 삶을 즐기며 타인을 배려하고, 타인과 소통하는 인재’다.(2013, 강민정)

4C 역량은 보다시피 기본적으로 타인과의 관계를 바탕으로 문제해결력, 창의성을 신장하는데 목표가 있다. 허나 앞으로 21세기는 인간과의 관계보다는 인간과 환경, 인간과 AI 등 새롭게 주목받는 관계가 떠오른다. 그러나 기존 4C의 역량은 환경교육에서 환경과의 관계에 바로 적용하기 어려운 지점이 있다.

특히 환경 문제를 다루고 실천하기 위해서는 기후위기, 지구온난화, 쓰레기 등 문제에 민감하게 반응하 고 관심을 기울이는 환경감수성(Environmental Sensitivity)과 환경문해력(Environmental Literacy) 역량이 무엇보다 중요하다. 환경 교육을 STEAM으로 구현하기 위해서는 이 외에도 사회 책무성 등 환 경교육과 직접적으로 연관이 있는 몇 가지 역량을 중심으로 4C-STEAM에서 ECO-STEAM으로 새롭게 정비할 필요가 있다. ECO-STEAM 교육은 환경문제에 대해 책무성을 갖고 실천적이고 능동적으로 반응 할 수 있는 교육적 방안이 될 수 있다.

[참고 자료 1]

[참고 자료 2]

[연구회의 목표]

◦ 과학과 타 과목과의 융합을 통한 통합적 STEAM 프로그램 개발 및 적용

◦ STEAM 교육을 통하여 실생활 문제에 대한 해결 능력 향상과 다양한 메이킹 과정을 경험하여, 과학적·인문학적 소양을 갖춘 융합인재 육성

◦ STEAM 교육을 통한 실생활문제를 해결하기 위한 발명과 SW프로그래밍, 미디어, 3D 프린팅 활동을 통한 문제 해결 Solution 도출

◦ 연구자의 전문성을 발휘한 STEAM 자료제작 및 보급, 연수, 수업, 캠프 등으로 STEAM

연구 거점 학교로서의 역할 수행

3. 연구 수행 내용 및 결과

1) 수업 프로그램 적용

가) 적용 대상 : 인천왕길초등학교 5학년 40명, 6학년 40명, 총 80명 나) 방법 : 자원재활용 융합인재교육(STEAM) 프로그램 운영

(1) 자원재활용 STEAM 관련 교과(수학, 과학, 실과, 예술)에 대해 20% 운영 - 수학 및 과학 중심 주제

(2) 주제에 적합한 프로그램 및 수업모델 적용

(3) 통합 차시별 학습 목표에 맞는 창의적 사고기법 적용

(4) 자원재활용 & 발명중심의 환경 STEAM 교수․학습 과정안 개발 및 적용 (5) 학년별 주제 중심 교과 융합 STEAM 프로그램 적용 및 학년별 개선사항 도출

<표 1> STEAM 프로그램 운영 내용

교재분석 프로그램

개발 프로그램 적용 프로그램

결과 분석

개선사항 도출

주제 도출, 수업모델 분석

첨단기술 적용, 창의성 기법, 창의인성 요소,

STEAM 요소

10~11월 프로그램 적용

자원재활용 STEAM 프로그램 및 수업 과정안 분석

프로그램별 적용 후 개선사항

도출

무조건 만나봅시다. 점심시간에 아아들고 저희반으로 오셔요.

학생들이 좋아하고 교과 성취기준도 달성할 수 있는 프로젝트형 프로그램을 개발합시다.

아무거나 좋아요. 뭐라 안 할테니까 머릿속에 드는 생각 무엇이든지 이야기하세요.

제가 칠판에 잘 정리할께요.

주중에는 학생들 등교하니까 주말에 모여서 토해봅시다.

포스트코로나 시대에 유의미한 자원재활용 스팀프로그램에 대해서 자유롭게 이야기 나눠봅시다.

기존의 미래역량 4C는 지금의 코로나 시대에서는 맞지 않는 것 같아요. 무언가 구체적이고 미래 지향적인 키워드를 생각해봅시다.

교육과정을 파헤쳐 봅시다.

아이들이 좋아할 빅아이디어 주제를 정하고 그것과 관련된 교과와 성취기준 들을 추출해봅시다.

복잡하긴 하지만 자주 모여서 토론 하고 칠판에 낙서하니 보이지 않던 것이 이제는 조금씩 손에 잡히는 느낌입니다.

2) STEAM 수업 프로그램 효과 검증

STEAM 교육 프로그램과 체험활동 중심의 STEAM 교육에 대한 만족도와 효과성을 알아보기 위하여 다 음과 같이 학생, 교사, 학부모를 대상으로 자체 제작한 설문지를 사용하여 사전ㆍ사후를 비교 분석하였다.

가) 조사 목적

1) 융합 교육에 대한 이해도 2) 융합교육의 필요성 인식 정도 3) 융합 교육에 대한 인지 변화 관찰 4) 학교 교육의 주안점 파악 나) 검증 내용 및 방법

<표 2> STEAM 수업 프로그램 효과 검증 내용

구분 설문 내용 방 법 대 상 시 기 비고

사전 조사

스팀교육에 대한 이해 및 인지도, 과학에 대한 흥 미와 스팀 적용력, 스팀교육과 관련된 능력, 스팀교 육이 필요한 항목과 시간 등

설문지

5~6학년 학생,

교사

2020.9

사후 조사

스팀교육에 대한 이해 및 인지도, 과학에 대한 흥미 및 관련 능력, 스팀교육과 일반교육의 차이, 흥미도, 창의성, 전반적인 만족도 등

설문지

5~6학년 학생,

교사

2020.11

3) 융합인재교육(STEAM) 프로그램이 창의적 성향 미치는 영향 효과 검증

가) 연구 절차

STEAM 프로그램을 적용하기 전에 사전 검사를 하고 적용 후에 사후 검사를 하여 개발한 STEAM 프로그램의 효과를 분석함. 연구 문제에 따른 분석은 사전․사후 검사와 학습과정중에 나타나는 특성을 바탕으로 학생들의 창의적 성향을 분석함.

나) 연구 대상

본 연구의 대상은 인천시 소재 W초등학교 5~6학년 학생 80명이다. 이들은 STEAM 프로그램을 접해본 적이 없거나, 접해봤더라도 깊이 있게 배운 경험이 없는 학생들로, 연구대상으로 선정된 학생 들은 사회 경제적 수준 및 학력수준이 중위층에 속하는 학생들이다.

다) 연구 방법

본 연구는 STEAM 프로그램 개발을 위해 2009 개정 교육과정에서 내용을 선정 한 후 자원재활용 중심의 STEAM 프로그램을 개발함. 그리고 학생들의 창의적 성향 변화를 알아보기 위해 사전․

사후 검사와 학생들의 수업 활동지 자료, 학생 산출물 자료를 수집하여 분석 자료로 활용함.

특히 자원재활용 STEAM 프로그램이 창의적 성향에 미치는 영향을 알아보기 위하여 단일 집단 전후검사 설계(one-group pretest-posttest design)로 수행

<표 3> 연구 방법

집단 사전 처치 사후

실험집단 O1 X1 O2

O1 : 창의적 성향 검사

X1 : 첨단기술 중심의 STEAM 프로그램 적용 수업(총 16차시 프로그램) O2 : 창의적 성향 검사, 학생들의 인식 설문조사

본 연구를 위한 수업을 진행하고 2020년 10월부터 11월까지 6주간에 걸쳐 적용함. 개발된 자원재활 용 STEAM 프로그램이 창의적 성향에 미치는 효과를 알아보기 위한 프로그램 적용한 기간은 다음과 같 음.

<표 4> 실험 기간

프로그램 주제 실험 처치기간

자원재활용 STEAM 프로그램 2020년 10월 ~ 2020년 11월

라) 창의적 성향 검사를 대상 학생들의 창의적 성향 변화를 검증하기 위하여 사전, 사후 검사도구 로 활용하여 비교분석을 실시함. 본 검사 도구는 객관식 문항으로 이루어져 있으며, 동기, 인내, 호기 심, 모험심, 자신감의 5개 영역을 통하여 학생들의 창의적 성향을 분석함. 본 연구에서는 초등 5~6학 년 수준에서 단위 시간 내에 실시할 수 있으며 창의적 성향 검사도구의 요인들의 내적일관성 신뢰도 는 Chronbach α 계수로 .850에서 .861 사이였고, 도구 구성 요인간의 상관관계가 .512 ~ .707까지

4) 자원재활용 STEAM 교육에 대한 정의적인 측면

<표 9> STEAM 교육에 대한 정의적 측면 검증 결과

실태조사 결과 STEAM 교육은 꼭 필요하다고 생각하는 학생들은 많았으며 흥미와 실천적인 측면 면에서도 크게 증가하였다. 즉 우리 주변의 다양한 과학적 체험과 연관 지어 체험 중심, 감성적 체험 을 맛볼 수 있는 자원재활용 STEAM 프로그램 적용 후 과학에 대한 흥미와 실천의지를 가지는 학생 들이 크게 늘어났음을 알 수 있다.

STEAM교사연구회에서 운영한 ‘자원재활용 STEAM 교육 프로그램’에 대한 만족도 조사에서 학생․교 사의 만족도가 전반적으로 높게 나왔다. 특히 학생들의 만족도가 매우 높게 나왔다는 사실에서 학교 교육 속에서 STEAM 교육을 통해 학생들의 융합적 사고와 창의성을 함양 및 신장시키는데 큰 역할 을 할 수 있음을 사사한다.

대상 문항 내 용 10월 평균 11월 평균

학생

6 STEAM 교육은 꼭 필요하다. 2.5 4.6

7 (STEAM 교육을 통해)첨단 기술과 발명중심의

STEAM 교육에 흥미가 생겼나요? - 4.8

8 집이나 가정에서 창의적 문제해결을 위한 실천을 하

고 있습니까? 3.5 4.6

높은 값으로 정적인 상관을 유지하는 것으로 나타나 평가 척도가 양호한 것으로 나타남. 본 검사 도 구의 5개 요인별 35개 검사문항은 아래 표와 같음.

<표 5> 창의적 성향 검사지 구성

요인 문항번호 문항수

인내 01, 05, 10, 11, 16, 21, 26, 30, 32, 35 10 동기 04, 07, 12, 15, 17, 20, 25, 34 8

호기심 02, 06, 13, 18, 22, 29 6

모험심 03, 08, 09, 14, 23, 24, 28 7

자신감 19, 27, 31 ,33 4

계 35

마) 자료 처리 및 분석

‘창의적 성향 검사(CPI-C)지’를 사용하여 t-test를 실시하였으며, SPSS 18.0 for windows 통계 프로그램을 사용함.

5) 자원재활용 융합인재교육(STEAM) 프로그램이 창의적 성향 미치는 영향 효과 검증 가. 창의적 성향(CPC-I) 검사 결과

<표 10> CPC-I 창의적 성향 검사 결과(N=100)

*p < 0.5

CPC-I 창의적 성향 검사 결과, 평균 값의 경우 사전 3.75점에서 사후 4.45 점으로, 학생들의 창의 적 성향은 0.7점 정도 상승하였으며 이는 통계적으로 유의미한 상승이다 (p<0.5). 따라서 본 프로그 램은 초등학생들의 창의적 성향을 향상시키는데 효과적이라고 판단될 수 있다. 창의적 설계 단계에서 첨단기술을 중심으로 과학, 기술, 공학, 수학, 예술의 영역을 융합하여 창의적 산출물을 내는 과정에 서 창의적 성향이 향상된 것으로 나타났다.

검사요인 구분 M SD t p

전체

사 전 3.75 0.59

-6.563 0.018^*

사 후 4.45 0.45

나. 창의적 성향(CPC-I) 하위 요인 분석

<표 11> CPC-I 창의적 성향 동기 요인 검사 결과 (N=100)

검사요인 구분 M SD t p

동 기

사 전 3.89 0.59

-4.742 0.012^*

사 후 4.51 0.41

*p < 0.5

동기 영역에서는 3.89에서 4.51로 평균값이 0.62상승하였으며 통계적으로 유의미한 것을 확인할 수 있었다 (p<0.5). 동기란 과제 해결을 외부적인 보상에 의해 진행되는 것이 아니라 그 과제를 해결 함으로써 오는 기쁨 때문에 마음에서 우러나와 자발적으로 해결하려는 성향으로(신문승, 2010) 참신 한 문제상황제시 단계의 실생활과 관련된 문제로 스스로 문제를 해결하고자 하는 의지가 많이 향상된 것을 수업 프로그램 과정 중 관찰할 수 있었다.

<표 12> CPC-I 창의적 성향 호기심 요인 검사 결과 (N=100)

검사요인 구분 M SD t p

호기심 사 전 4.02 0.63

-4.911 0.016^*

사 후 4.48 0.49

*p < 0.5

호기심 영역에서는 사전에 4.02에서 4.48로 평균값이 상승하였다(p<0.5). 호기심 이란 주변의 사 물이나 현상에 대해 의문과 관심을 가지려는 성향으로, 요즈음 학생들의 최대 관심사인 스마트기기가 어떠한 원리로 구성되어 있는지에 대한 관심이 호기심에 영향을 주었으며, 첨단 기술 중심으로 창의

적 설계 단계에서 창의적인 아이디어가 다양하게 나오기 위해서 주변사물에 대한 세밀한 관찰과 관심 을 갖도록 지도하면서 호기심 영역이 신장된 것으로 분석된다.

<표 13> CPC-I 창의적 성향 인내심 요인 검사 결과 (N=100)

검사요인 구분 M SD t p

인내심

사 전 3.65 0.85

-6.954 0.021^*

사 후 4.23 0.67

*p < 0.5

인내심 영역에서는 사전에 3.65에서 4.23으로 평균값이 상승하였다(p<0.5). 인내심은 어려움이 있 더라도 과제를 끝까지 해내려는 성향으로, 본 프로그램에서 다양한 문제들을 접하고, 그 문제들을 창 의적인 방법으로 해결함으로써 느낄 수 있는 성취감과 감성적 체험의 기쁨으로 인하여, 인내심 영역 이 높아진 것으로 분석된다.

<표 14> CPC-I 창의적 성향 자신감 요인 검사 결과 (N=100)

검사요인 구분 M SD t p

자신감

사 전 3.72 0.67

-5.894 0.036^*

사 후 4.3 0.54

*p < 0.5

자신감 영역에서는 사전에 3.72에서 4.3으로 평균값이 상승하였다(p<0.5). 자신감이란 주어진 과 제에 대해 스스로 해결할 수 있다고 믿는 마음과 자신의 창의적 능력과 존재에 대해 긍정적으로 생각 하려는 성향으로 본 프로그램의 문제상황을 적극적으로 해결해 나가는 경험과 창의적 설계를 통하여 다양한 문제해결방법이 있음을 깨달아 긍정적인 생각으로 연결되어 자신감영역이 향상된 것으로 수업 중 관찰되었다.

<표 15> CPC-I 창의적 성향 모험심 요인 검사 결과 (N=100)

검사요인 구분 M SD t p

모험심

사 전 3.94 0.62

-4.521 0.015^*

사 후 4.51 0.40

*p < 0.5

모험심 영역에서는 사전에 3.94에서 4.51로 평균값이 상승하였다(p<0.5). 모험심 은 실패나 좌절을 두려워하지 않는 성향과 호기심이 있는 과제에 대해서는 어떠한 위험이 따르더라도 해결해야 한다고 생각하는 성향으로, 창의적 설계 단계에서 여러 문제해결방법이 실패를 거듭했으나, 실패 요인을 분 석하고, 그 요인을 제거 및 수정하는 과정을 통하여 실패나 좌절을 두려워 하지 않는 모습이 수업중

4. 연구 수행 요약

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시

5학년 10차시 6학년 17차시 합계 총 27차시

수업 적용 일정 2020. 10. ~ 2020.11.

(STEAM 수업)수혜학생 수 인천왕길초등학교 5~6학년 80명

학생 태도검사

사전검사 10월, 2개 학급(40명) 실시 완료

사후검사 11월, 2개 학급(40명) 실시 완료

교사연구회 STEAM 행사 개최 2020.11.18. ‘STEAM 개발자료’ 나눔 워크샵 및 연수

논문 또는 학술대회 해당 없음

특허출원 (국외, 국내) 해당 없음

관찰되어 ‘모험심’ 향상에 영향을 끼친 것으로 분석된다.

5개의 모든 하위영역의 평균점수가 상승하였고 통계적으로 유의미한 것으로 나타남으로써, 본 프로 그램은 창의적 성향의 전반적 하위요소를 전반적으로 신장시킨다고 볼 수 있다.

5. 결론 및 제언

본 연구는 자원재활용 STEAM 교육 프로그램을 개발하여 적용함으로써 5~6학년 학생들의 창의적 성향을 연구하여 융합적 사고를 필요로 하는 미래를 책임지는 글로벌 리더를 육성하는데 그 목적이 있다. 첨단 기술 과 발명중심의 STEAM 교육 프로그램을 개발․적용한 결과는 다음과 같다

첫째, 융합형 교육을 통해 창의적으로 사고하는 데 필요한 여러 가지 생각의 도구들을 익힘으로서 통합적 이고 종합적인 사고 능력을 기를 수 있었으며, 초등학교 5~6학년 학생들을 다양한 교육방법을 활용하여 창의적 성향이 향상되는 STEAM 교육을 전개할 수 있었다.

둘째, 본 연구에서 개발한 STEAM 프로그램은 창의적 성향의 하위영역인 ‘동기’, ‘호기심’, ‘인내심’ ‘자신감’,

‘모험심’의 모든 영역을 향상시키는데 효과가 있었다. 첨단 기술에 대한 높은 관심, 다양한 해결방법이 있는

‘창의적 설계’, ‘감성적 체험’ 단계에서 느낄 수 있는 기쁨과 성취감으로 인해 ‘창의적 성향’의 하위요인 모두 가 향상되었다.

셋째, 전 교과 교과목별 학습 요소 추출을 통한 STEAM 교수-학습 과정안 개발 및 적용으로 교사 및 학생 들의 융합인재교육에 대한 인식을 내면화하고 실천의지를 갖게 하였다.

넷째, 창의적 설계를 통한 감성적 체험을 느낌으로써 과학 교과에 대한 태도가 긍정적으로 변화되었다.

본 연구는 과학과 기술, 공학, 예술에 대한 호기심과 탐구 흥미 유발 및 융합적 소양을 갖춘 자원재활용 환 경 인재 양성을 위해 STEAM 교사 연구회에서 자원순환 중심의 STEAM 프로그램을 개발․적용한 결과를 중 심으로 향후 STEAM 교육에 대한 제언은 다음과 같다.

첫째, STEAM 교육 프로그램을 적용하기 위해서는 블록타임제나 교육과정 재편성이 요구되므로 각급 단위 학교에서 STEAM교육 활성화를 위해 교육과정 편성 지침이나 자료 제공이 이루어져야 할 것이다. 지금의 STEAM 교육의 최소 시수 확보로는 매우 미흡함으로 실제 우수 STEAM 수업 프로그램 적용 학교교육과정 등을 공유할 필요가 있는 것이다.

둘째, 프로그램에 적용된 기술의 범위가 제한적임으로 최근에 개발된 다양한 자원순환 기법을 적용한 STEAM프로그램에 대한 후속연구가 필요하다.

셋째, 본 연구의 STEAM 교육 프로그램은 초등학교 고학년을 대상으로 한 것으로 저․중학년이 활용하기에 는 어려움이 있다. 따라서 중학년 및 저학년에게도 적용될 수 있는 첨단기술 중심의 STEAM 프로그램 개발 이 필요하다.

넷째, STEAM 교육은 반드시 창의적 산출물이 꼭 필요한 것은 아니다. 새로운 산출믈을 반드시 만들어야 된다는 생각은 교사와 학생들에게 수업의 부담감을 줄 수 있으므로 STEAM 수업을 통해 새롭게 알게 된 아 이디어 역시 창의적 산출물로 간주해도 무방할 것이다.

5. 참고문헌

교육부(2015). 5～6학년군 5-1 과학 교과서, 5-1 과학 지도서 교육부(2015). 5～6학년군 5-2 과학 교과서, 5-2 과학 지도서 교육부(2015). 5～6학년군 6-1 과학 교과서, 6-1 과학 지도서 교육부(2015). 5～6학년군 6-2 과학 교과서, 6-2 과학 지도서

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붙임 STEAM 프로그램 자원재활용 STEAM 프로그램

-

폐건전지와 재활용품을 활용하여 움직이는 장난감 만들기

-

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역 1 1~2/10 [6과06-03] 폐건전지 및 과도한 일회용품 사용으로 일어난 환경오염을

파악하고 환경오염이 생물에 미치는 영향을 조사할 수 있다.

[국어]

[초 5학년]

5.여러가지매체자료

2 3~4/10 [6실02-09] 올바른 쓰레기 분리배출방법 알아보기

[국어]

[초 5학년]

2.지식이나 경험을 활용해요 3 5~6/10 [6과05-03] 단원 도입 활동으로 ‘바람으로 움직이는 종이 자동차 경주하기’

활동을 통해 학생들이 물체의 운동과 빠르기에 관심을 가지기

[실과]

[초 5학년]

5. 수송과 생활

4 7~8/10 [6실02-03] 다양한 재활용품을 활용하여 움직이는 장난감 만들기

[미술]

[초 5학년]

미술에 과학원리더하기

5 9~10/10 [6과08-04] 일정한 거리를 이동한 장난감의 빠르기 비교하는 방법 알아보기

[수학]

[초 5학년]

6. 평균과 가능성

2. STEAM 수업지도안

가. 수업 주제 및 주제 제작 의도

프로그램명

폐건전지와 재활용품을 활용하여 움직이는 장난감 만들기

적용학년/시기

5학년/ 10~11월

관련과목

국어, 사회, 과학, 실과, 수학, 미술

관련 첨단기술 관련 직업(진로)

선정이유

올 초부터 계속되고 있는 코로나 19사태로 지난해 말부터 정부가 추진했던 재활용 정책 도 차질을 빚고 있다. 지난해 말 정부는 커피숍과 패스트푸드점 매장내에서 일회용품 사용 을 금지했지만 코로나 19로 인해 수도권에서는 매장 사용이 금지되고, 수도권 외 지역에서 는 감염 위험을 줄이기 위해 일회용 컵과 비닐 등의 사용이 급격하게 늘어나고 있다. 뿐만 아니라 코로나로 인해 택배 물량이 높아지면서 포장박스 등 종이류 발생량은 하루 평균 29.3% 늘어난 889톤을 기록했다. 모바일 장보기는 물론 외식시장에서도 포장, 배달 주문 이 급증하였다. 이는 감염 위험을 낮추고 간편하다는 장점이 있지만 포장재를 비롯해 1회 용 플라스틱 등 쓰레기도 덩달아 느는 심각한 문제를 야기한다.

이번에는 폐건전지에 대해 알아보자. 우리 일상생활에서 건전지는 벽시계, TV리모콘, 장 난감 등 가정 곳곳에서 사용하고 있으나 수명이 다한 후에는 집안에 방치되거나 일반 쓰레

기봉투에 버려 처리되는 경우가 많다. 하지만 건전지는 1회용이 아니며 전문시설을 거치면 100%재활용이 가능하다. 하지만 많은 사람들이 이 사실을 모르며 재활용 방법에 대해 잘 알지 못해서 그냥 쓰레기통에 버리는 경우가 많다.

하지만 다 쓴 건전지 속에는 아연, 이상화망간, 흑연, 염화암모늄, 니켈, 카드뮴 등등 많 은 화학 물질이 남아있다. 폐건전지를 분리수거 하지 않고 아무 생각없이 쓰레기통에 버릴 경우 건전지가 쓰레기와 함께 땅에 묻히게 되고 건전지 속에 남아있는 화학물질과 중금속 이 땅 속으로 스며들어가 지하수를 오염시키고 땅을 황폐화 시킬 수 있다. 건전지가 녹이 슬거나 변형이 심한 경우에는 매립이나 소각을 하게 되는데 소각을 할 때 생기는 오염물질 인 중금속이 대기중에 증발되면 대기오염을 유발하는 원인이 된다.

또한 방치된 폐건전지는 우리의 건강도 위협할 수 있다. 동전전지라고도 불리는 ‘수은 전 지’에는 0.1g~0.5g의 수은이 함유되어 있는데 수은이 인체에 다량 흡입, 접촉되면 수은 중독이 일어날 수 있다. 만약 수은 중독을 제때 응급처치 하지 않으면 사망에 이를 수도 있다. 건전지 속의 카드뮴은 ‘이타이이타이병’을 유발하는 원인이기도 하다. 일본에서 처음 으로 발견된 이 병은 카드뮴에 의해 생가는 공해병으로 알려져 있는데 뼈가 점점 물러지며 조금 움직이는 것만으로도 골절이 일어나는 고통을 겪게 된다.

이렇게 폐건전지는 많은 위험성을 가지고 있지만 이를 올바른 방법으로 수거하여 재활용 하면 철,아연,니켈 등 유용한 금속자원을 회수할 수 있는 소중한 자원이기도 한다. 이에 많 은 시도에서는 폐건전지를 수거하는 많은 캠페인을 진행하고 있다. 보령시에서는 폐건전지 를 가져오면 새 건전지로 교환해주고 있으며 성남시에서는 폐건전지를 종량제 봉투로 교환 해주는 캠페인을 하고 있다.

우리 생활 속에서 익숙하고 많이 사용하는 건전지임에도 불구하고 많은 학생들이 건전지 를 어떻게 재활용 해야하는지, 폐건전지를 분리수거 하지 않고 일반 쓰레기와 같이 버리면 어떠한 위험이 있는지 잘 알지 못한다.

포스트 코로나 시대에 업사이클링 및 자원재활용 교육은 필수불가결하다. 이 프로그램에 서는 재활용품을 단순히 분리해서 버리는 것으로 끝나는 것이 아니라 재활용품에 디자인 또는 활용도를 더하여 재활용품의 가치를 높여 새로운 제품, 장난감으로 탄생시키고자 한 다. 이와 함께 폐건전지의 재활용 방법과 함께 집에 있는 폐건전지를 활용하여 움직이는 장난감을 만들어보고자 한다. 이러한 프로그램을 통해 학생들은 자원 재활용 및 업사이클 링에 대해 깊이 있게 생각하게 되고 자신들이 살아가고 있는 환경의 소중함에 대해 다시 한번 느낄 수 있는 계기가 될 것이다.

나. 교육과정 분석

1) 교과별 관련 내용 추출

학년 융합 주제

(차시) 소주제

(차시) 교과 학년(단원) 주요 학습 활동

5

폐건전지와 재활용품을

활용한 움직이는

장난감 만들기 (총 10차시)

환경오염의 심각성과 환경보전(2차시)

과학 5-2

2. 생물과 환경

⚫ 폐건전지 및 과도한 일회용품 사용 으로 일어난 환경오염을 파악하고 환경 오염이 생물에 미치는 영향을 조사할 수 있다.

국어

5. 여러 가지 5-2 매체자료

⚫ 폐건전지로 발생할 수 있는 환경문 제 및 환경오염의 심각성에 대한 자료 를 찾아보고 주요내용 정리하기

⚫ 과도한 일회용품 사용으로 인해 발 생하는 환경문제 및 환경오염의 심각성 에 대한 자료를 찾아보고 주요내용 정 리하기⚫ 환경오염의 심각성에 대해 깨닫고 환경 보전에 대해 자신의 다짐을 글과 그림으로 표현하기

2. 지식이나 경험을 5-2 활용해요

⚫ 사용한 건전지를 처리했던 자신의 경험을 떠올려보기

⚫ 일회용품을 사용했던 경험 떠올리고 일회용품의 과도한 사용으로 인해 생기 는 피해 떠올리기

사회 5-1

2. 인권 존중과 정의로운 사회

⚫ 우리나라 국민으로써 지켜야 하는 의무 중 ‘환경 보전의 의무’에 대해 생각해보기

올바른 재활용 알아보기방법 (2차시)

실과 5-2

4. 생활 속 자원관리

⚫ 환경오염을 최소화 하기 위해 올바 른 재활용이 필요함을 깨닫기

⚫ 재사용과 재활용 용어 알고 재사용 과 재활용 방법 알아보기

⚫ 업사이클링에 대해 알아보기

⚫ 올바른 쓰레기 분리배출방법 알아보 기

국어

2. 지식이나 경험을 5-2 활용해요

⚫ 쓰레기를 분리수거 했던 경험을 떠 올리고 자신이 올바르게 분리수거 했는 지 반성 및 성찰하기

5. 여러 가지 5-2 매체자료

⚫ 버려진 물건이 새로운 가치로 다시 태어나는 업사이클링에 대한 다양한 사 진, 사례등을 찾아보기

⚫ 업사이클링, 재활용, 재사용을 통해 얻을 수 있는 다양한 이점에 대한 자료 찾아보기

움직이는 장난감계획 (2차시)세우기

과학 5-2

4. 물체의 운동

⚫ 단원 도입 활동으로 ‘바람으로 움직 이는 종이 자동차 경주하기’ 활동을 통 해 학생들이 물체의 운동과 빠르기에 관심을 가지기

⚫ 바람으로 움직이는 것 뿐만 아니라 태엽, 풍선, 전동 자동차 등 움직이는 장난감에 대해 계획 세우기

실과 5-2

5. 수송과 생활

⚫ 다양한 재활용품 중 자신이 활용할 재료를 선택하여 움직이는 장난감 구상 해보기⚫ 수송수단의 기본요소를 알아보고 수 송수단의 기본요소를 적용한 움직이는 장난감 구상하기

미술

미술에 과학원리 5-2 더하기

⚫ 수학과 과학의 원리를 활용한 미술 작품을 감상하고 움직임을 어떻게 표현 했는지 찾아 이야기하기

⚫ 미술 작품에 과학의 원리를 활용하 여 움직임이 드러나는 장난감 계획해보 기

폐품으로 작품 5-2 만들기

⚫ 정크아트에 대한 개념을 알고 정크 아트의 다양한 예시를 보며 재활용품을 활용하여 만들 장난감 생각해보기

2) STEAM 과목 요소

○ S: 5학년 2학기 과학: 2. 생물과 환경, 4. 물체의 운동 ○ T/E: 5학년 2학기 실과: 4. 생활 속 자원관리, 5. 수송과 생활

○ A: 5학년 2학기 미술: 미술에 과학원리 더하기. 폐품으로 작품 만들기 ○ M : 5학년 2학기 수학: 5. 직육면체 6. 평균과 가능성

다. 학습 목표 1)

내용 목표

- 재활용품과 폐건전지를 활용하여 나만의 창의적인 장난감을 만들 수 있다.

- 다양한 일회용품의 올바른 재활용 방법을 알고 실천할 수 있다.

2) 과정 목표

- 쓰레기와 관련된 다양한 사진이나 신문기사를 제시하여 학생들이 쓰레기의 심각성을 깨달아 쓰 레기를 줄이고 분리배출 해야 겠다는 생각을 스스로 하고, 가정이나 학교에서 지속적으로 실천 할 수 있다.

- 쓰레기를 줄이고 분리배출하는 방법과 더불어 환경을 보호할 수 있는 방안에 대해서도 함께 생 각할 수 있다.

- 버려진 물건이 새로운 가치로 다시 태어나는 업사이클링에 대해 예를 들어 설명해주고, 이를 통 해 얻을 수 있는 다양한 이점에 대해 안다.

수학 5-2

5. 직육면체

⚫ 입체도형에 대한 공간감각 키우기

⚫ 자신이 만들 장난감의 겨냥도, 전개 도 그려보기

움직이는 장난감 만들기 (2차시)

실과 5-2

5. 수송과 생활

⚫ 다양한 재활용품을 활용하여 움직이 는 장난감 만들기

⚫ 수송수단의 기본요소를 적용한 움직 이는 장난감 만들기

미술

미술에 과학원리5-2 더하기

⚫ 미술 작품에 과학과 수학의 원리를 활용하여 움직임이 드러나는 장난감 만 들기

폐품으로 작품5-2 만들기

⚫ 다양한 재활용품을 활용하여 움직이 는 장난감 만들기

장난감으로 만든 시합하기(2차시)

과학 5-2

4. 물체의 운동

⚫ 일정한 거리를 이동한 장난감의 빠 르기 비교하는 방법 알아보기

⚫ 일정한 시간동안 이동한 장난감의 빠르기 비교하는 방법 알아보기

수학 5-2

6. 평균과 가능성

⚫ 자신이 만든 장난감의 속력의 평균 구해보기⚫ 속력이 가장 빠른 장난감을 만든 사 람 찾아보기

미술 5-2

나도 미술 평론가 ⚫ 서로가 만든 장난감을 보고 생각, 느낌 나누기

국어 5-2

4. 겪은 일을 써요

⚫ 재활용품과 폐건전지를 활용한 움직 이는 장난감을 만들어 본 소감을 적어 보고 환경보호의 필요성 느끼기

라. 차시별 지도 계획

차시 과목 융합주제 소주제 학습내용

1~2

과학, 국어, 사회

폐건전지와 재활용품을 활용하여 움직이는 장난감 만들기

환경오염의 심각성과 환경보전

 폐건전지를 올바르게 분리수거 하지 않음으로써 발생하는 환경오염 알아보기

 과도한 일회용품 사용으로 발생하는 환경오염 알아보기

 환경오염이 생물에 미치는 영향 알아보기

,  과도한 일회용품 사용과 올바르지 않은 폐건전지 처리로 인해 발생하는 환경문제 자료와 매체 찾아보기

 과도한 일회용품 사용과 올바르지 않은 폐건전지 처리로 인해 발생한 환경문제를 글과 그림으로 표현하기

 환경오염의 심각성에 대해 깨닫고 환경보전에 대해 자신의 다 짐을 글과 그림으로 표현하기

Co 헌법에 제시된 의무 중 하나인 ‘환경 보전의 의무’에 대해 생각 해보기

Tip! 쓰레기와 관련된 다양한 사진이나 신문기사를 제시하여 학생들 이 쓰레기의 심각성을 깨달아 쓰레기를 줄이고 분리배출해야겠다는 생각을 스스로 하고, 가정이나 학교에서 지속적으로 실천할 수 있도 록 지도한다.

3~4 실과, 국어

폐건전지와 재활용품을 활용하여 움직이는 장난감 만들기

올바른 분리배출

방법 알아보기

 업사이클링으로 만든 다양한 제품에서 과학적 원리 발견하기

,  올바른 쓰레기 분리배출방법 알아보기

,  재사용과 재활용 용어 알고 재사용과 재활용 방법 알아보기

 업사이클링 제품을 구상해보고 그림으로 그려보기

Co 환경오염을 최소화하기 위해 올바른 분리배출이 필요함을 깨닫기

Tip! 쓰레기를 줄이고 분리배출하는 방법과 더불어 환경을 보호할 수 있는 방안에 대해서도 함께 생각할 수 있도록 지도한다.

Tip! 버려진 물건이 새로운 가치로 다시 태어나는 업사이클링에 대 하여 예를 들어 설명해주고, 이를 통해 얻을 수 있는 다양한 이점에 대해 지도한다.

5~6

과학, 실과, 미술, 수학

폐건전지와 재활용품을 활용하여 움직이는 장난감 만들기

움직이는 장난감 계획

세우기

 ‘바람으로 움직이는 종이 자동차 경주하기’ 활동을 통해 학생들이 물체의 운동과 빠르기에 관심가지게 하기

 바람으로 움직이는 것 뿐만 아니라 다양한 과학적 원리를 활용한 움직이는 장난감 만들기 계획하기

,  수송수단의 기본요소를 알아보고 수송수단의 기본요소를 적용 한 움직이는 장난감 구상하기

,  다양한 재활용품 중 자신이 활용할 재료를 선택하여 움직이는 장난감 구상해보기

 수학과 과학의 원리를 활용한 미술작품을 감상하고 움직임을 어떻게 표현했는지 찾아 이야기하기

 미술 작품에 과학의 원리를 활용하여 움직임이 드러나는 장난 감 계획해보기

 정크아트에 대한 개념을 알고 정크아트의 다양한 예시를 보며 재활용품을 활용하여 만들 장난감 생각해보기

 자신이 만들 움직이는 장난감의 겨냥도, 전개도 그려보기

Tip! 재활용품을 활용하여 수송수단의 기본요소를 충족한 장난감을 만들어보게하는데 만든 장난감이 단순히 놀이를 위한 장난감이 아니 라 과학적 원리를 체험할 수 있는 수업도구로서 느낄 수 있도록 지도 한다.

7~8 실과, 미술

폐건전지와 재활용품을

움직이는 장난감

 과학의 원리를 활용하여 움직임이 드러나는 장난감 만들기

,  수송수단의 기본요소를 적용한 움직이는 장난감 만들기

바. 차시별 교수학습과정

활용하여 움직이는 장난감 만들기

만들기

,  다양한 재활용품을 활용하여 움직이는 장난감 만들기

,  미술작품에 과학과 수학의 원리를 활용하여 움직임이 드러 나는 장난감 만들기

Tip! 학생들이 자신의 창의성을 발휘하여 움직이는 장난감을 만들 수 있도록 한다.

9~10

과학 수학 미술 국어

폐건전지와 재활용품을 활용하여 움직이는 장난감 만들기

만든 장난감으로

시합하기

 일정한 거리를 이동한 장난감의 빠르기 비교하는 방법 알아보기

 일정한 시간동안 이동한 장난감의 빠르기 비교하는 방법 알아보기

 자신이 만든 장난감의 속력의 평균 구해보기

 속력이 가장 빠른 장난감을 만든 사람 찾아보기

 서로가 만든 움직이는 장난감을 보고 생각, 느낌 나누기

Co 재활용품과 폐건전지를 활용한 움직이는 장난감을 만들어 본 소간을 적어보고 환경보호의 필요성 느끼기

과목

국어, 과학, 사회

수업차시

1~2/10

대주제/

소주제

폐건전지와 재활용품을 활용한 움직이는 장난감 만들기/ 환경오염의 심각성과 환경보전

학습목표

환경오염의 심각성을 알고 환경 보전의 필요성을 느낄 수 있다.

수업전략

^{수업 모형 학습 형태}

프로젝트 수업 협동학습

학습과정 (시간) 교수 ‧ 학습 활동 학습자료(♣) 및

유의점(◈)

,, 환경오염의 심각성 알아보기

Co 코로나 19로 인해 배달 및 택배 배송이 증가하면서 일회용품 사용이 늘어났다는 뉴스 및 신문기사 살펴보기

T: 제시한 뉴스 및 신문기사에서는 어떤 문제점을 지적하고 있습 까?

S: 코로나 19로 인해 배달과 택배 배송이 늘어나면서 플라스틱과 더불어 종이상자 등 일회용품의 사용이 급격하게 늘어나고 있 다고 하였습니다.

T: 이러한 일회용품의 사용이 늘어나면 어떠한 문제가 발생하게 될 까요?

S1: 쓰레기가 점점 많이 생긴다면 더 이상 쓰레기를 매립할 곳이 없어 쓰레기 대란이 생기게 될 것입니다.

S2: 환경오염이 심각해져 많은 생물들과 더불어 우리가 살아가는 데 많은 어려움이 생기게 될 것입니다.

Co 올바르지 않은 폐건전지 재활용으로 인해 발생하는 환경문제 살펴보기

T: 폐건전지를 올바른 방법으로 재활용하지 않는다면 어떠한 문제 가 발생했습니까?

S1: 건전지 속에 남아있는 화학물질과 중금속이 땅 속으로 스며들어가 지 하수를 오염시키고 땅을 황폐화 시킬 수 있습니다.

S2: 건전지를 일반쓰레기로 분류하여 버리면 소각을 하게 되는데 소각을 할 때 생기는 오염물질인 중금속이 대기중에 증발되면 대기오염을 유발 하는 원인이 됩니다.

T: 여러분은 건전지를 사용한 후에 어떻게 처리합니까?

S1: 처리하는 방법을 몰라 쓰레기통에 버렸습니다.

S2: 분리수거를 할 때 폐건전지 수거함이 있는 것을 보고 그 곳에 건전지를 버렸습니다.

Co 과도한 일회용품의 사용과 올바르지 않은 건전지의 재활용으 로 인해 발생할 수 있는 문제점 조사해보기

T: 선생님이 제시한 문제점 외에 과도한 일회용품의 사용과 폐건전 지를 올바르게 재활용하지 않아 발생할 수 있는 문제점에 대해 모둠별로 조사해봅시다.

S: 모둠별로 조사한 후에 학습지에 정리한다.

 과도한 일회용품 사용과 올바르지 않은 폐건전지 처리로 인해 발 생한 환경문제를 글과 그림으로 표현하기

Co 환경 보전을 위한 자신의 다짐을 글과 그림으로 표현하기

T: 여러분이 조사한 것처럼 환경오염으로 인해 발생하는 문제는 매 우 심각합니다. 우리는 환경이 더 이상 오염되지 않게 노력해야 합니다. 환경보전을 위한 여러분의 다짐을 글과 그림으로 표현 해봅시다.

S: 환경보전을 위한 자신의 다짐을 글과 그림으로 표현해본다.

T: 여러분이 표현한 내용을 다른 학생들에게 보여주며 발표해봅시 다.

S: 저는 우리가 살아갈 환경에 대해 책임감을 가지고 아껴쓰고 소 중히 여겨야 한다는 표어와 함께 그림을 그려보았습니다.

T: 오늘 여러분이 느끼고 배운 내용을 바탕으로 다음 시간에는 올 바른 재활용 방법에 대해 알아보겠습니다.

지도상의 유의점

⦁ 쓰레기와 관련된 다양한 사진이나 신문기사를 제시하여 학생들이 쓰레기의 심각성을 깨달아 쓰레기를 줄이고 분리배출해야겠다는 생각을 스스로 하고, 가정이나 학교에서 지속적으로 실천 할 수 있도록 지도한다.

과목

실과, 국어

수업차시

3~4/10

대주제/

소주제

폐건전지와 재활용품을 활용한 움직이는 장난감 만들기/ 올바른 분리배출 방법 알아보기

학습목표

업사이클링을 알고 올바른 분리배출을 실천할 수 있다.

수업전략

^{수업 모형 학습 형태}

프로젝트 수업 협동학습

학습과정 (시간) 교수 ‧ 학습 활동 학습자료(♣) 및

유의점(◈)

,, 업사이클링으로 만든 제품 살펴보기

Co 버려진 물건이 새로운 가치로 다시 태어나는 업사이클링 작품 을 제시하기

T: 화면에 제시된 사진을 봅시다. 이것은 무엇인가요?

S: 버려진 방수포와 폐비행기 부품으로 만든 가방입니다.

T: 맞습니다. 이렇게 버려진 물건에 새로운 아이디어를 더해 재활 용하는 차원을 넘어 제품의 쓰임새를 훌륭한 방법으로 변환시 켜 가치를 높이는 것을 ‘업사이클링’ 이라고 합니다.

, 환경오염을 최소화하기 위해 올바른 분리배출이 필요함을 깨 닫기

Co 올바른 쓰레기 분리배출 방법 알아보기

T: 우리는 생활하면서 많은 쓰레기를 만들어냅니다. 환경오염을 최 소하기 위해 어떻게 해야합니까?

S: 쓰레기를 버리기 전에 다시 사용하거나 다른 용도로 쓸 수 있는 물건이 있는지 살펴본 후 재사용이 불가능한 것들만 분리배출 해야 합니다.

T: 여러분은 쓰레기를 분리배출해본 적이 있나요? 쓰레기는 어떻게 분류할 수 있나요?

S: 폐기용 쓰레기, 음식물 쓰레기, 재활용 쓰레기 등으로 나눌 수 있습니다.

T: 지난시간에 학습한 폐건전지는 어떻게 재활용을 해야할까요?

S: 지정된 전용 수거함에 버려야합니다.

Co 재활용과 재사용 방법 알아보기 T: 재사용과 재활용이란 무엇일까요?

S: 재사용이란 사용한 물건을 가공과정 없이 다시 사용하는 것이고 재활용이란 가공을 거쳐 다시 사용할 수 있는 물건으로 만들어 내는 것입니다.

T: 재사용과 재활용을 적절하게 사용하면 어떤 점이 좋을까요?

S: 자원낭비를 막고 환경을 보호할 수 있습니다.

,, 업사이클링 제품을 구상하여 그림으로 그려보기

T: 여러분이 주변에 버려지거나 쓸모없게 된 제품에 새로운 가치 를 부여하여 완전히 새로운 물건으로 구상해봅시다. 구상한 내용 을 학습지에 그림과 글로 표현해봅시다.

S: 저는 버려진 현수막으로 에코백을 만드는 것을 구상해 보았습 니다.

지도상의 유의점

⦁쓰레기를 줄이고 분리배출하는 방법과 더불어 환경을 보호할 수 있는 방안에 대해서도 함께 생각할 수 있도록 지도한다.

⦁버려진 물건이 새로운 가치로 다시 태어나는 업사이클링에 대하여 예를 들어 설명해주고, 이 를 통해 얻을 수 있는 다양한 이점에 대해 지도한다.

⦁ 학생들이 업사이클링 제품을 다양하게 구상할 수 있도록 다양한 예시와 발문을 제시한다.

사. 평가 계획

차시 평가 기준 방법

1~2

과도한 일회용품의 사용과 올바르지 않은 건전지의 재활용으 로 인해 발생할 수 있는 문제점을 다양한 매체를 활용하여 조 사할 수 있는가?

관찰평가

환경오염의 심각성을 깨닫고 환경 보전을 위한 자신의 다짐을 글과 그

림으로 잘 표현할 수 있는가? 동료평가, 관찰평가

차시 평가 기준 방법

3~4

올바른 분리배출의 방법을 알고 실천할 수 있는가? 관찰평가

자신의 독창성을 발휘하여 업사이클링 제품을 구상할 수 있는가? 동료평가, 관찰평가

아. 활동 모습

자원재활용 STEAM 프로그램

-

환경을 생각하는 재활용 자동차 만들기 프로젝트

- 1. 수업지도안

가. 수업 주제 및 주제 제작 의도

프로그램명

지구촌 환경문제를 해결하는 방법을 찾아보고, 환경을 생각하는 재활용 자동차 만들기 프로젝트

적용학년/시기

6학년/ 9월 (과학 1. 전기의 이용 단원을 중심으로)

관련과목

과학, 사회, 수학, 미술

관련 첨단기술

① 전류와 자기장의 변화에 따라 만들어 보는 전기

② 구리선과 자석을 이용한 스피커

③ 호모폴라 전동기와 전동기

④ 모터와 전기를 활용한 친환경 자동차

관련 직업(진로)

자동차 디자이너, 과학자, 전기기사, 친환경 에너지 관련분야

선정이유

1970년대 13만 대, 1997년 말 1,000만 대, 2016년 말 2,180만 대,

2015년 기준 교통수송 분담률, 자동차 73.8% 로 지속적으로 늘어나고 있는 우리나라 자동 차 수 (출처 : 프레시안, 미세먼지는 재난이다)

대기오염의 주범이자 미세먼지를 발생시키는 자동차 배기가스, 이를 해결하기 위해 등 장한 것이 친환경 자동차입니다.[출처] 친환경 자동차|작성자 KPRC

휘발유 자동차 1대를 전기자동차로 대체하면 연간 최대 2.3t의 이산화탄소 감소

= 소나무 350그루를 심는 것과 비슷한 효과 + 연간 대기오염물질 0.3t 감소 (출처 : 부산일보, [부산을 전기자동차 도시로] ②. '미세먼지 도시' 오명 씻자 )

그럼 친환경 자동차를 이용하면 어떤 효과가 있을까요? 전기차 1대를 보급하면 연간 휘발유 1,250L 절약하게 됩니다. 오염물질 피해 비용과 연료 소비 절감액을 합친 사회적 편익 1조 9,108억 원 발생이 되구요, 앞으로는 더 이상 화석 연료로 움직이며 대기오염을 시키는 주범이 되는 탄소가스는 부단한 과학발전에 의해 전기가, 수소차, 하이브리드차로 바꾸어 지고 있습니다.

이 프로젝트를 통하여 학생들은 전기가 어떻게 생성되며 어떻게 활용하면 좋을지 알아 보고, 환경을 생각하는 올바른 방법을 탐색하게 되는데 그 목적이 있습니다. 재활용 전기 자동차를 만들며 원의 넓이를 이해하고 아름다운 자동차를 만들면서 디자인의 중요성도 알 아나가는 의미 있는 프로젝트 수업을 꾀하고자 이 재활용 전기 자동차를 선택하게 되었으 며, 실질적으로 안전한 장소에서 타고 다니며 활용할 수 있도록 의도하였습니다.

여기에 과학, 수학, 미술, 사회 단원을 재구성하여 융합교육이 될 수 있도록 하였으며 실 제 로 만 들 어 보 면 서 성 공 의 기 쁨 을 함 께 나 눌 수 있 도 록 하 였 습 니 다 .

나. 교육과정 분석

1) 교과별 관련 내용 추출

2) STEAM 과목 요소

○

S

: 6학년 2학기 과학 1. 전기의 이용

○ T/E: 6학년 2학기 과학 1. 전기의 이용 – 전기 회로를 활용해 작품만들기 ○ A : 6학년 2학기 미술 10. 편리하고 아름다운 디자인

○ M : 6학년 2학기 수학 5. 원의 넓이

학년 융합 주제

(차시) 소주제

(차시) 교과 학년(단원) 주요 학습 활동

6

지구촌 환경문제를

해결하고, 환경을 생각하는

재활용 자동차 프로젝트 (총 17차시)

환경문제와 전기 기초

(4차시)

사회 (2)

6-2 2-3. 지속가능한

지구촌

§ 지구촌의 환경문제를 해결하기 위한 노력 찾기 (P 142~146)

과학

(2) 1. 전기의 이용

§ 전기 자동차 전구에 불이 켜지게 하 려면 어떻게 해야 하는지 알아보기 (P 10~13)

환경을 생각하는 전기자동차

구상하기

(4차시)

수학

(1) 5. 원의 넓이 § 자동차 바퀴 만들기를 위한 원의 지 름과 넓이 구해보기 (P 90~93)

사회 (1)

6-2 2-3. 지속가능한

지구촌

§ 환경을 생각하는 올바른 방법과 합리 적인 소비 생활 알아보기 (P 147)

과학

(2) 1. 전기의 이용

§ 전지의 직,병렬 연결 방법에 따라 자 동차의 전구의 밝기는 어떻게 달라지 는지 알기 (P 12~17)

전기를 이용하여 쓰임새에

맞게 자동차 디자인하기

(5차시)

과학

(3) 1. 전기의 이용

§ 전류가 흐르는 전선주위에서 나침반 바늘은 어떻게 되는지 탐색하기

(P 18~19)

§ 전자석은 어떤 성질이 있을지 실험해 보기 (P 20~23)

미술 (2)

6-2 10. 편리하고 아름다운 디자인

§ 생활용품의 쓰임새와 목적을 파악하고 자동차 디자인을 아름답게 해보기

(P 54~55) 회로를

이용한 아름다운 디자인의

자동차 완성하기

(4차시)

과학

(2) 1. 전기의 이용 § 전기 회로를 이용해 전기 자동차 작 품 완성하기 (P 26~27)

미술 (2)

6-2 10. 편리하고 아름다운 디자인

§ 디자인 과정에 따라 편리하고 아름답 게 자동차를 디자인하여 완성하기 (P 56~57)