한국과학창의재단 이사장 귀하

(1)

2020 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2020. 11.

성수초등학교

(2)

【 2020년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】

과 제 개 요

과제명 2020년 STEAM 교사연구회 운영(성수초등학교)

STEAM 프로그램

유형

(유형1) STEAM 프로그램 개선 및 보완을 통한 확산 모델 개발 ( ) - 선행 프로그램명:

(유형2) 다양한 교과 간 협동 연구를 통한 STEAM 프로그램 신규 개발 ( √ ) (유형3) StarT 프로그램 수행을 통한 STEAM 프로그램 신규 개발 ( )

프로그램명 나만의 해 시계

학교급 초 대상 학년(군) 6학년

중심과목 과학 중심과목

성취기준 영역 [초 5~6학년] 태양계와 별

연계과목

음악 미술 실과

연계과목 성취기준 영역

[초 6학년] 음악/표현 노랫말 바꾸기 [초 6학년] 미술/표현 구체화하기 [초 6학년] 실과/기술 시스템 연구기간 2020.7.20. ~ 2020.11.30.

신청금액 일금사백만원(￦4,000,000)

참여연구원 5명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 4명) 연구 수행자에 관한 사항

구분 소속(학교명) 담당과목 직위 성명

연구책임자 성수초등학교 과학 교사 이동문

공동연구원 곡선초등학교 음악 교사 석철호

공동연구원 석수초등학교 미술 교사 김만홍

공동연구원 마장초등학교 수학 교사 전미환

공동연구원 성남서중학교 과학 교사 박혜나

2020년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아

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

2020년 11월 10일

주관연구기관장 : 성수초등학교장 (인) 연구책임자 : 이 동 문 (인)

한국과학창의재단 이사장 귀하

(3)

“이 보고서는 2020년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

(4)

목 차

1. 요약문··· 1

2. 서론··· 1

3. 연구 수행 내용 및 결과··· 2

가. 연구 수행 내용 ··· 2

나. 연구 수행 결과 ··· 2

4. 결론 및 제언 ··· 3

[부록]

부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

(5)

1. 요약문

초등학교 과학 5~6학년군의 계절의 변화 영역을 기반으로 [초 6학년] 음악과의 표현 노 랫말 바꾸기, 미술과의 표현 구체화하기, 실과과의 기술 시스템료 영역을 연계하여 제작한 프로그램이다.

과학과를 기반으로 계절별 기온과 밤낮의 길이 변화를 관찰 및 모형실험을 하여 태양의 고도가 높을수록 기온이 높아진다는 것을 이해할 수 있도록 한다. 또한, 지구 모형을 이용 하여 위도에 따른 고도와 그림자의 길이를 조사하고, 지축이 기울어졌을 때와 기울어지지 않았을 때의 지구본을 광원 주위를 회전하면서 태양의 고도 변화를 조사하여 계절이 생기 는 원인을 이해하는.활동으로 구성되어 있다.

본 프로그램을 통해 학생들은 낮과 밤의 변화 및 계절의 변화에 대한 원리를 이해한 후 시간에 따라 그림자의 위치와 길이가 변한다는 원리를 이용하여 학생들 스스로 해시계를 고안하여 만들고, 실제로 해시계를 통하여 시각을 측정하는 활동을 통해 우리 생활과 관련 된 계절의 변화에 대해 관심을 갖고 이와 관련된 원리를 이용환 기구 등을 창의적으로 활 용하려는 태도를 가졌다.

2. 서론

◦연구의 필요성

우리는 계절 속에서 살고 있다. 많은 학생들이 지구와 태양 사이의 거리가 변하기 때문에 계절이 변한다고 믿고 있다. 하지만 지구와 태양의 거리는 큰 영향을 주지 못한다. 또 낮의 길이와 기온의 변화는 계절 변화의 현상이다. 지구는 자전축이 기울어진 채 자전하면서 태양 주위를 공전하게 된다. 이 현상은 태양의 남중 고도를 변화시키고 계절의 변화를 만들어 낸 다. 이와 같은 계절 변화의 원인을 학생들이 과학, 기술, 미술, 수학을 통해 탐구할 수 있을 것이다.

◦연구의 목적

본 프로그램은 자연 현상의 관찰에 있어 시간적인 제약이 크고, 지구의 공전이나 자전축 과 같이 눈으로 직접 관찰이 어려운 추상적인 개념이 대부분이기 때문에 모형실험이나 역할 놀이와 같은 학습방법을 활용하고자 한다. 먼저 계절별 기온과 밤낮의 길이 변화를 살펴본 다. 그리고 관찰 및 모형실험을 하여 태양의 고도가 높을수록 기온이 높아진다는 것을 이해 할 수 있도록 한다. 또, 지구 모형을 이용하여 위도에 따른 고도와 그림자의 길이를 조사하 고, 지축이 기울어졌을 때와 기울어지지 않았을 때의 지구본을 광원 주위를 회전하면서 태 양의 고도 변화를 조사하여 계절이 생기는 원인을 이해하게 한다. 해시계 만들기는 시간에 따라 그림자의 위치와 길이가 변한다는 원리를 이용하여 학생들 스스로 해시계를 고안하여 만들고, 실제로 해시계를 통하여 시각을 측정해 보도록 지도하며, 조상들의 슬기를 인식하도

(6)

3. 연구 수행 내용

◦연구과제

1) 연구과제 1: 계절 변화 관련 프로그램 적용을 위한 환경 조성 2) 연구과제 2: 계절 변화 관련 프로그램 개발

3) 연구과제 3: 계절 변화 관련 프로그램 적용 및 자료 검증

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 나만의 해 시계

선행

프로그램명 해당없음

학교급 초 대상 학년(군) 6학년

중심과목 과학 중심과목

성취기준 영역 [초 5~6학년] 계절의 변화

연계과목

음악 미술 실과

[초 6학년] 음악/표현 노랫말 바꾸기 [초 6학년] 미술/표현 구체화하기 [초 6학년] 실과/기술 시스템

개발결과

주제 연번

차시

(시수) 과목 연계(안)

1 3 음악(1) + 과학(2)

2 5 과학(5)

3 4 미술(1) + 실과(1) + 과학(2) 적용 결과 ※ 2020. 9. 20. 기준, 12차시 중 12차시 적용 완료

4. 연구 수행 결과

구분 수행 계획

교수학습지도안 개발 차시 총 12차시 개발 완료

수업 적용 일정 2020. 9. 28. ~ 2020. 11. 15.

(STEAM 수업)수혜학생 수 성수초, 곡선초 632명(초 5, 6학년) 예정

학생 태도검사

사전검사 10. 4, 4개 학급(100명) 실시 사후검사 11. 10, 4개 학급(100명) 예정 학생 및 교사 만족도조사 11. 10

교사연구회 STEAM 행사 개최 2020. 10. 13. 5~6교시 수업공개 2020. 11. 4. ‘STEAM 세미나행사’ 개최 논문 또는 학술대회 해당 없음

특허출원(국외, 국내) 해당 없음

(7)

5. 결론 및 제언

본 프로그램을 통해 학생들은

1) 지구본 자전축과 전등을 이용한 실험으로 계절 변화의 원인을 설명할 수 있다.

2) 계절에 따른 태양의 남중 고도, 기온, 밤낮의 길이 변화를 설명할 수 있다.

3) 나만의 개성을 살린 해시계를 디자인하고 제작할 수 있다.

4) 앙부일구, 24절기와 계절 음식을 통해 조상의 슬기를 깨달아 전통문화에 대한 자긍심 을 기를 수 있다.

5) 계절이 바뀌는 현상과 이유에 관심을 갖고 이를 창의적으로 이용하려는 태도를 기른다.

기대효과로는

1) 2015 개정 교육과정의 6학년 현장 적용에 대비한 현장 맞춤형 STEAM 교육 자료를 개발함으로써 학교 현장에서 재가공 없이 직접 정규교과 시간에 활용할 수 있도록 한다.

2) 개발된 STEAM 프로그램을 통해 교과에서 추구하는 성취기준과 관련지어 통합된 학 습목표를 추출함으로써 진정한 융합인재교육(STEAM)을 실현한다.

3) STEAM 교육 관련 국내 우수 프로그램을 분석하고 세계 STEAM의 교육 리소스를 조사 및 연구하여 과학·기술·공학 교육과정에 적용할 수 있는 프로그램을 개발하여 현 장 적용률을 높인다.

(8)

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

(프로그램명) 나만의 해 시계

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역

1 1~3/12 [6과14-01] 하루 동안 태양의 고도, 그림자 길이, 기온을 측정하여 이들

사이의 관계를 찾을 수 있다.

(과학) [초등학교 5~6학년] (하) 계절의 변화

2 4~8/12

[6과14-02] 계절에 따른 태양의 남중 고도, 낮과 밤의 길이, 기온 변화 를 설명할 수 있다.

[6과14-03] 계절 변화의 원인은 지구 자전축이 기울어진 채 공전하기

때문임을 모형실험을 통해 설명할 수 있다.

3 9~12/12 [6과14-03] 계절 변화의 원인은 지구 자전축이 기울어진 채 공전하기

때문임을 모형실험을 통해 설명할 수 있다.

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 12차시)

차시 주요내용

1~3/12

주제(단원)명 태양의 발걸음

Co 계절에 따라 달라지는 것 알아보기

Co 계절에 어울리게 노래 가사 바꾸기

CD 태양고도 측정기 제작 및 측정을 통한 3요인 간의 상관관계 알아보기

4~8/12

주제(단원)명 태양의 리듬 찾기

Co 계절별 태양의 남중 고도 예상하기

CD 계절별 태양의 남중 고도 관찰하기

CD 계절별 태양의 남중고도 변화를 구체적으로 설명하기

CD 계절별 태양의 남중고도 알아보기

CD 계절에 따라 기온이 달라지는 이유 알아보기

CD 전통 속에 숨은 과학의 원리 알기

CD 계절 변화의 원인에 대한 가설 수립하기

CD 가설 검증하기 위한 설계하기

CD 자전축의 기울기를 달리하여 태양의 남중 고도와 그림자의 길이 측정하기

ET 실험 결과를 통해 가설 검증 및 일반화하기

ET 뉴질랜드의 계절 변화 알아보기

ET 개념 정리하기

9~12/12

주제(단원)명 장영실 따라잡기

Co 앙부일구 살펴보기

CD 나만의 해시계 디자인 계획 세우기

ET 나만의 해시계 디자인 발표하기

ET 나만의 해시계 만들기

ET 완성된 해시계 발표 및 상품화하기

(9)

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/6 학년

중심과목 성취기준

영역

[초 5~6학년] 계절의 변화 중심과목 성취기준

[6과14-01] 하루 동안 태양의 고도, 그림자 길이, 기온을 측정하여 이들 사 이의 관계를 찾을 수 있다.

주제(단원)명 계절과 태양의 고도, 그림자,

기온의 관계 차시 1~3/12

학습목표

• 계절의 특징을 이해하고, 태양의 고도에 따른 그림자의 길이, 기온과의 관계를 설명할 수 있다.

• 태양고도 측정기를 창의적으로 설계하고 이를 활용할 수 있다.

• 계절 변화에 흥미와 호기심을 가지고, 모둠원과 협동하여 태양의 고도에 따른 그림자 의 길이와 기온의 관계를 탐구하려는 자세를 갖는다.

연계과목 음악 연계과목

성취기준 영역 [초 6학년] 음악/표현 노랫말 바꾸기

STEAM 요소

S • 계절에 따라 달라지는 것 T

E • 태양고도 측정기 만들기 A • 계절 송 만들기

M • 태양고도, 그림자 길이, 온도의 상관관계

개발 의도

• 계절에 따라 달라지는 것 알아보기

• 계절에 어울리게 노래 가사 바꾸기

• 태양고도 측정기 제작 및 측정을 통한 요인간의 상관관계 알아보기

• 사계절의 특징을 이해하고, 태양의 고도에 따른 그림자의 길이와 기온과의 관계가 변화됨을 이해 하고, 이를 실제 실험을 통해 알아보기 위해 태양고도 측정기를 창의적으로 설계하고 이를 활용해 본다. 모둠원들끼리 협동하며 계절 변화에 흥미와 호기심을 갖고, 태양 고도에 따른 그림자의 길이 와 기온의 관계를 탐구한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

• 계절의 특징 알아보 기

창 의 적 설 계

창의적 설계

• 노래 가사를 계절의 변화와 관련 지어 바 꿔 부르기

• 계절변화 카드 맞추 기 게임하기

감 성 적 체 험

• 태양의 고도 개념 이해 및 하 루 동안의 변화 예상하기

• 태양고도 측정기 만들어 실험 하기

• 태양의 고도와 그림자의 길이, 온도 간의 상관관계 설명하기

• 태양이 남중할 때 기온이 가장 높지 않은 이유 파악하기

감성적 체험

(10)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (10 분)

Co 동기유발

- 계절 변화 동영상과 그림자놀이 동영상을 감상하고, 계절과 태양의 움직임과의 관계를 생각해보도록 한다.

Co 공부할 문제 알아보기

계절과 태양의 고도, 그림자, 기온의 관계를 알아보자.

• 계절 변 화 동영상, 그림자놀이 동영상

전개 (100 분)

CD 계절의 특징 알아보기

- 교과서에 제시된 사계절의 모습을 살펴보고 계절마다 기온과 태양의 위치, 그림자의 길이를 서로 비교하여 계절의 특징을 파악하도록 한다.

Tip! 계절의 변화에 대한 서로의 생각을 다양하게 공유하도록 한다.

ET 가사 바꿔 부르기

- 개사 활동지의 노래 가사를 계절의 특징에 맞게 모둠별로 바꿔보는 활동을 통해 계절의 특징에 흥미를 갖도록 한다.

ET 계절 변화 게임하기

- 게임을 통해 계절의 특징에 따라 자연 현상을 분류하는 데 흥미를 갖도록 한다.

CD 태양고도측정기 만들고, 태양의 고도와 그림자의 길이, 온도 간의 상관관계 설명 하기

- 태양고도측정기를 모둠별로 제작하고, 한 시간 단위로 태양의 고도와 그림자의 길이, 기온을 측정한 후 관찰결과를 정리하여, 이 3요인 간의 상관관계를 파악하 도록 한다.

- 태양의 ‘남중 고도’ 개념을 이해할 수 있도록 한다.

Tip! 관찰 전 실험 결과를 예상해보게 하여 실제 실험 결과와 비교해보도록 한다.

• 개사 활 동지

• 게임 규 칙 변화를 통해 흥미 를 높인다.

• 나무젓가 락, 누름못, 종이판지, 실, 각도기, 자, 가위, 온 도계

정리 (10 분)

ET 태양이 남중할 때 기온이 가장 높지 않은 이유 파악하기

- 실험관찰의 ‘태양의 고도’와 ‘기온’ 그래프를 비교하고 태양이 남중할 때와 기온이 가장 높을 때가 차이가 나는 이유를 생각하여 발표해보도록 한다.

(11)

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/6 학년 중심과목

성취기준 영역

[6과14-02] 계절에 따른 태양의 남중 고도, 낮과 밤의 길이, 기온 변화를 설 명할 수 있다.

주제(단원)명 계절에 따른 태양의 남중고도 차시 4/12

학습목표

• 월별 태양의 남중고도 변화를 그래프로 나타낼 수 있다.

• 계절에 따른 태양의 남중 고도 변화를 여러 가지 방법으로 설명할 수 있다.

• 서로 협력하며 자신이 맡은 역할을 책임감 있게 해결할 수 있다.

연계과목 연계과목

성취기준 영역

STEAM 요소

S • 계절에 따른 태양의 남중고도 변화 T

E A

M • 계절에 따른 태양의 남중고도 변화를 그래프로 나타내기

개발 의도

• 계절별 태양의 남중 고도 예상하기

• 계절별 태양의 남중 고도 관찰하기

• 계절별 태양의 남중고도 변화를 구체적으로 설명하기

• 계절에 따라 그림자 길이가 다름을 이해하고, 월별로 태양의 남중고도가 달라짐을 그래프로 나타내 도록 한다. 학생들은 태양의 남중고도가 가장 높은 절기와 가장 낮은 절기는 무엇이고, 계절에 따라 태양의 남중고도는 어떻게 달라지는지 여러 가지 방법으로 설명해 보도록 한다.

상황 제시

상 황 제 시

창 의 적 설 계

감 성 적 체 험

• 계절별 태양의 남중 고도 예상 하기

• 계절별 태양의 남중 고도 관찰 하기

• 계절별 태양의 남중고도 변화 를 구체적으로 설명하기

감성적 체험

(12)

학습

및 유의점

도입 (5 분)

Co 동기유발

- 계절에 따라 그림자 길이가 다른 그림을 보고, 그 이유를 생각해 보도록 한 다.

계절에 따른 태양의 남중고도를 알아보자.

• 계절에 따라 그림 자 길이가 다른 그림

전개 (30 분)

CD 계절별 태양의 남중고도를 예상하기

- 태양의 남중 고도란 무엇인지 말해 보도록 한다.

- 계절에 따라 남중고도가 어떨지 그 이유와 함께 예상해 보도록 한다.

- 남중고도가 높은 순서를 예상하여 정리하도록 한다.

CD 계절별 태양의 남중 고도를 관찰하기

- 그림과 자료를 통해 계절별 태양의 남중고도를 관찰해 보도록 한다.

- 학생들이 예상한 태양의 남중 고도의 변화를 확인하고, 그래프를 그리는 활 동을 통해 관찰결과를 정리해 보도록 한다.

Tip! 계절별 그림자의 길이 변화나 학생의 경험과 관련된 다양한 질문을 통해 학생들의 예상을 돕는다.

• 자, 모눈 중이

• 실물화상 기

정리 (5 분)

CD 계절별 태양의 남중고도 변화를 구체적으로 설명하기

- 태양의 남중고도가 가장 높은 절기와 가장 낮은 절기는 무엇이고, 계절에 따 라 태양의 남중고도는 어떻게 달라지는지 설명해 보도록 한다.

- 예습적 과제인 24절기 학습지 내용을 참고하여 설명해 보도록 한다.

- 다음 달에는 이번 달과 비교하여 태양의 남중고도가 어떻게 변할지 설명해 보도록 한다.

Tip! 설명할 때는 구체적인 근거를 들도록 하고, 학생들 간의 다양한 질의응답을 할 수 있도록 한다.

Tip! 모둠별로 서로 도와가며 설명하는 기회를 갖게 한다.

• 24절기 학습지

• 실물화상 기

(13)

[6과14-02] 계절에 따른 태양의 남중 고도, 낮과 밤의 길이, 기온 변화를 설 명할 수 있다.

주제(단원)명 계절에 따라 기온이 변하는 이유 차시 5~6/12

학습목표

• 계절에 따라 기온이 변하는 이유를 이해할 수 있다.

• 통합적인 사고력을 이용하여 태양의 남중고도와 기온의 관계를 설명할 수 있다.

• 실험 설계와 실험 활동 속에서 서로 배려하고 협동하는 마음을 갖고 적극적으로 참여 할 수 있다.

STEAM 요소

S • 계절별 태양의 남중고도 알아보기 T • 전통 속에 숨은 과학의 원리 E

A

M • 종이 판지의 기울기에 따른 온도 변화

개발 의도

• 계절별 태양의 남중고도 알아보기

• 계절에 따라 기온이 달라지는 이유 알아보기

• 전통 속에 숨은 과학의 원리 알기

• 계절에 따라 기온이 변하는 이유를 종이 판지의 기울기에 따른 온도 변화를 통해 실험해본다. 이 를 통해 태양의 남중고도와 기온의 관계를 설명할 수 있으며 전통가옥(한옥)의 처마와 햇빛과의 관 계를 통하여 조상들의 지혜를 느껴보도록 한다.

상황 제시

상 황 제 시

• 계절별 태양의 남중 고도 알아보기

창 의 적 설 계

• 전통 속에 숨은 과 학의 원리 알고 우리 조상들의 지혜 느끼 기

감 성 적 체 험

• 계절에 따라 기온이 달라지는 이유 알아보기

감성적 체험

(14)

학습

및 유의점

도입 (5 분)

Co 동기유발

- 뉴스 일기예보 동영상을 통해 계절에 따라 기온이 달라지는 이유에 대해 흥 미를 갖도록 한다.

계절에 따라 기온이 변하는 이유를 알아보자.

• 뉴스 일 기예보 영 상

전개 (70 분)

Co 계절별 태양의 남중고도 알아보기

- 전 차시에 학습한 계절별 태양의 남중고도에 대하여 복습해 보도록 한다.

CD 계절에 따라 기온이 달라지는 이유 알아보기

- 가설을 세우고, 이를 검증하기 위해 종이 판지의 기울기를 다르게 하여 온도 를 측정해 본다.

- 종이 판지의 기울기에 따른 온도 변화에 대해 알아보고 처음 세운 가설을 확 인해 본 후 실험을 통해 알게 된 내용을 정리해 보도록 한다.

ET 전통 속에 숨은 과학의 원리 알기

- 전통가옥(한옥)의 처마와 햇빛과의 관계를 통하여 조상들의 지혜를 느껴보도 록 한다.

Tip! 실험을 통해 아이들이 통합적 사고력을 이용하여 계절에 따라 기온이 달라지는 이 유를 알 수 있도록 한다

Tip! 오개념 예방을 위해 종이 판지의 기울기 외에 다른 조건은 모두 동일하게 유지하 도록 한다.

정리 (5 분)

ET 모둠활동 반성하기

- 계절에 따라 기온이 변하는 이유를 알아보는 실험에서 잘된 점과 아쉬웠던 점을 발표하도록 한다.

Tip! 실험 설계와 협동의 중요성을 깨닫도록 한다.

(15)

[6과14-03] 계절 변화의 원인은 지구 자전축이 기울어진 채 공전하기 때문 임을 모형실험을 통해 설명할 수 있다.

주제(단원)명 계절 변화의 원인 차시 7~8/12

학습목표

• 자전축이 수직일 때와 기울어져 있을 때의 남중고도의 변화를 계절의 변화와 관련지 어 설명할 수 있다.

• 계절 변화의 원인을 다양한 각도로 접근하여 가설 설정 및 실험 설계하고 그 결과에 따라 가설을 수정할 수 있다.

• 계절 변화에 대해 호기심과 탐구하는 자세를 가지고, 모둠원과 협동하여 실험에 적극 적으로 참여하는 자세를 지닌다.

STEAM 요소

S • 계절 변화의 원인 T

E • 뉴질랜드의 계절 변화 A

M • 자전축의 기울기를 달리하여 태양의 남중 고도와 그림자의 길이 측정하기

개발 의도

• 계절 변화의 원인에 대한 가설 수립하기

• 가설 검증하기 위한 설계하기

• 자전축의 기울기를 달리하여 태양의 남중 고도와 그림자의 길이 측정하기

• 계절의 변화가 생기는 이유에 대해 가설을 세워 자전축의 기울기를 달리하여 태양의 남중 고도와 그 림자의 길이를 측정한다. 실험 과정에서 태양의 남중 고도의 변화 관찰에 초점을 맞추도록 하며, 태양의 남중 고도 변화를 계절 변화와 관련지어 실험 결과를 도출한다. 실험 결과를 통해 가설을 검증하고 일반화한다.

상황 제시

상 황 제 시

창 의 적 설 계

• 뉴질랜드의 계절 변 화 알아보기

• 개념 정리하기

감 성 적 체 험

• 계절 변화의 원인에 대한 가설 수립하기

• 가설 검증하기 위한 설계하기

• 자전축의 기울기를 달리하여 태양의 남중 고도와 그림자의 길이 측정하기

• 실험 결과를 통해 가설 검증 및 일반화하기

감성적 체험

(16)

학습

및 유의점

도입 (5 분)

Co 동기유발

- ‘남극의 눈물’ 동영상을 시청하며, 만약 계절의 변화가 일어나지 않고 한 계 절만 계속된다면 어떤 일들이 일어날지 상상하여 말해보고 계절 변화에 대한 관심을 갖도록 한다.

계절 변화의 원인을 알아보자.

Tip! 빈칸 채우기 전략으로 공부할 문제의 핵심 낱말을 완성한다.

Tip! 동영상을 통해 학습 동기를 유발한다.

• ‘남극의 눈물’ 동 영상

전개 (70 분)

CD 계절 변화의 원인에 대한 가설 수립하기

- 계절의 변화가 생기는 이유에 대해 가설을 세워보게 한다.

CD 가설 검증하기 위한 설계하기

- 가설 검증하기 위한 변인 통제를 하고, 가설을 입증할 수 있는 실험 설계하 도록 한다.

CD 자전축의 기울기를 달리하여 태양의 남중 고도와 그림자의 길이 측정하기 - 실험에서 태양의 남중 고도의 변화 관찰에 초점을 맞추도록 하며, 태양의 남

중 고도 변화를 계절 변화와 관련지어 실험 결과를 도출하게 한다.

CD 실험 결과를 통해 가설 검증 및 일반화하기

- 실험 결과와 자신이 세운 가설을 비교하여 보고, 실험 결과를 통해 계절 변 화의 원인을 일반화 및 지구본의 위치에 따른 계절을 정리해 보도록 한다.

ET 뉴질랜드의 계절 변화 알아보기

- 남반구에 위치한 뉴질랜드의 남중 고도를 통해 우리나라의 계절과 비교하여 남반구와 북반구의 계절은 서로 반대임을 인식하게 한다.

Tip! 오개념 예방을 위해 전등과 지구본의 거리를 일정하게 유지시키며, 지구 가 공전하고 있음을 주지시킨다.

• 준비물을 미리 제시 하여 학생 스스로 실 험을 구안 할 수 있도 록 한다.

정리 (5 분)

ET 개념 정리하기

- 개념 정리를 통해 계절 변화의 원인을 알고 계절에 따른 지구본의 위치를 다 시 한 번 인식하게 한다.

Tip! 실험 설계와 협동의 중요성을 깨닫도록 한다.

(17)

[6과14-03] 계절 변화의 원인은 지구 자전축이 기울어진 채 공전하기 때문 임을 모형실험을 통해 설명할 수 있다.

주제(단원)명 나만의 해시계 만들기 차시 9~12/12

학습목표

• 여러 해시계를 관찰하고 나만의 해시계를 만들 수 있다.

• 창의적인 요소와 미적인 요소를 고려하여 나만의 해시계를 만들 수 있다.

• 서로 배려하고 협력하며 나만의 해시계를 만드는 활동에 적극적으로 참여하고, 자신 이 맡은 여할을 책임감 있게 해결할 수 있다.

연계과목 미술

실과

[초 6학년] 미술/표현 구체화하기 [초 6학년] 실과/기술 시스템

STEAM 요소

S • 앙부일구 원리 T • 나만의 해시계 만들기 E

A • 완성된 해시계 상품화하기 M

개발 의도

• 앙부일구 살펴보기

• 나만의 해시계 디자인 계획 세우기

• 나만의 해시계 디자인 발표하기

• 나만의 해시계 만들기

• 완성된 해시계 발표 및 상품화하기

• 앙부일구 모양을 관찰하고, 그것을 이루고 있는 구성 요소를 찾는다. 이를 통해 숨겨진 과학적 원 리를 추리해 보도록 한다. 앙부일구 모형을 참고로 하여 자신만의 해시계를 디자인하여 보도록 한 후 재료, 방법 등을 모둠 친구들과 함께 고민해 보도록 한다. 인터넷 검색을 통해 다양한 시계의 원 리를 참고 할 수 있는 기회를 가질 수 있도록 한다. 해시계 디자인을 발표하고, 디자인의 장점과 단 점을 찾아보도록 한 후, 도출된 장점과 단점을 바탕으로 해시계 디자인을 보완하도록 한다. 다양한 재료를 이용하여 해시계를 만들어 보도록 한다.

상황 제시

상 황 제 시

• 앙부일구 살펴보기 창 의 적 설 계

• 완성된 해시계 발표 및 상품화하기

감 성 적 체 험

• 나만의 해시계 디자인 계획 세 우기

• 나만의 해시계 디자인 발표하 기

• 나만의 해시계 만들기

감성적 체험

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학습

및 유의점

도입 (5 분)

Co 동기유발

- 생활 속에서 시각을 알 수 있는 방법을 생각해보고, 옛날 사람들이 시각을 알 수 있었던 방법에 대해 이야기를 나눈 후, 장영실과 앙부일구에 대해 소개 하며 동기유발을 하도록 한다.

나만의 해시계를 만들어 보자.

Tip! 앙부일구를 소개하면서 학생들이 직접 해시계를 만들어 보고 싶은 생각이 들 수 있도록 교사가 분위기를 조성한다.

• 장영실, 앙 부 일 구 소개 ppt

전개 (30 분)

Co 앙부일구 살펴보기

- 앙부일구 모양을 관찰하고, 그것을 이루고 있는 구성 요소를 찾는다. 이를 통 해 숨겨진 과학적 원리를 추리해 보도록 한다.

CD 나만의 해시계 디자인 계획 세우기

- 앙부일구 모형을 참고로 하여 자신만의 해시계를 디자인하여 보도록 한 후 재료, 방법 등을 모둠 친구들과 함께 고민해 보도록 한다. 인터넷 검색을 통해 다양한 시계의 원리를 참고 할 수 있는 기회를 가질 수 있도록 한다.

ET 나만의 해시계 디자인 발표하기

- 해시계 디자인을 발표하고, 디자인의 장점과 단점을 찾아보도록 한 후, 도출 된 장점과 단점을 바탕으로 해시계 디자인을 보완하도록 한다.

CD 나만의 해시계 만들기

- 다양한 재료를 이용하여 해시계를 만들어 보도록 한다.

Tip! 앙부일구 모형을 살펴보면서 과학적 원리를 찾을 수 있도록 하고, 잘 찾기 못할 경우 힌트를 제공하여 학생들이 성공적 경험을 할 수 있도록 한다.

• 앙부일 구 모형

• 학습지

∘ 창의적 으로 디자 인 계획을 세울 수 있도록 격 려한다.

• 만들기 재료

정리 (10 분)

ET 완성된 해시계 발표 및 상품화하기

- 해시계를 소개하고, 홈쇼핑과 같은 방법으로 자신의 제품의 장점을 설명하고, 우수 상품을 선발해 보도록 한다.

Tip! 활동 결과에 대한 충분한 격려와 보상이 있도록 한다.

(19)

4. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 1~3/12

학생활동지 계절에 따라 달라지는 것

반 번 이름 :

1.‘모둠별로 계절을 하나 선택하여, ‘파랑새의 봄’노래 가사를 그 계절에 어울리게 바꿔 써 봅시다.

①

②

③

④

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차시 4/12

학생활동지 태양의 리듬 찾기

반 번 이름 :

1.‘절기이름을 순서대로 모두 찾아 쓰고 절기에 대한 설명을 자 세하게 쓰세요.

계절 2012년도 절기 이름 및 설명 쓰기

봄

2.4( 입춘 ) 3.5( ) 3.20( ) 4.20( 곡우 )

봄이 시작하는 때

여름

5.5( ) 6.5( 망종 ) 6.21( ) 7.22( )

여름이 시작하는 때

가을

8.7( 입추 ) 9.7( ) 9.22( 추분 ) 10.23( )

가을이 시작하는 때

겨울

11.7( ) 12.7( 대설 ) 12.21( ) 1.19( 대한 )

겨울이 시작하는 때

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차시 9~12/12

학생활동지 나만의 해시계 만들기

반 번 이름 :

1.앙부일구에 담겨있는 과학적 원리를 찾아보세요.

2. 해시계 디자인을 계획해 보세요.

사용할 재료

구상한 모양

장점

보완할 점

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5. 교사자료

차시 1~3/12

1. 계절 가. 봄

춘계(春季), 춘기(春期)라고도 한다. 기상학에서는 북반구는 3월, 4월, 5월의 석 달, 남반구는 9월, 10월, 11월을 봄이라 한다. 천문학에서는 춘분(북반구의 경우 약 3월 21일 경)에서 하지(약 6월 21일 경)까지를 봄이라 한다. 절기로는 입춘(2월 4 일 경)에서 입하(5월 5일 경)까지를 봄이라 한다.

나. 여름

하계(夏季), 하기(夏期), 하절(夏節), 여름철이라고도 한다. 기상학에서는 북반구는 6월, 7월, 8월의 석달, 남반구는 12월, 1월, 2월을 여름이라 한다. 천문학에서는 하 지(북반구의 경우 약 6월 21일 경)에서 추분(약 9월 23일 경)까지를 여름이라 한다.

절기로는 입하(5월 5일 경)에서 입추(8월 8일 경)까지를 여름이라 한다.

다. 가을

추계(秋季), 추기(秋期), 오추(梧秋)라고도 한다. 기상학에서는 북반구는 9월, 10월, 11월의 석 달, 남반구는 3월, 4월, 5월의 석 달을 가을이라 한다. 천문학에서는 추분 (북반구의 경우 약 9월 23일 경)에서 동지(약 12월 21일 경)까지를 가을이라 한다. 절 기로는 입추(8월 8일 경)에서 입동(11월 7일 경)까지를 가을이라 한다.

라. 겨울

겨울철, 동계(冬季), 동절(冬節), 동기(冬期)라고도 한다. 기상학에서는 북반구는 12 월, 1월, 2월의 석 달, 남반구는 6월, 7월, 8월의 석 달을 겨울이라 한다. 천문학에서는 동지(북반구의 경우 약 12월 21일 경)에서 춘분(약 3월 21일 경)까지를 겨울이라 한다.

절기로는 입동(11월 7일 경)에서 입춘(2월 4일 경)까지를 겨울이라 한다.

2. 태양의 고도

태양의 고도는 태양의 높이를 나타 내기 위한 것으로, 태양이 지표면과 이 루는 각을 말한다. 태양의 고도는 막대 와 그림자의 끝을 실로 연결한 후 지 표면과 이루는 각을 측정하여 구할 수 있다. 지구의 자전으로 태양의 고도는 하루 동안 달라지게 된다. 태양의 고 도는 오전에 점점 높아지며, 낮 12시 30분경에 최고점에 달한다.

자료출처 위키피디아 ‘계절’

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차시 4/12

1. 태양의 남중 고도

태양의 남중 고도는 태양이 남쪽 하늘에 있을 때의 고도를 말하며, 태양의 고도가 가장 높은 때이다. 태양의 남중 고도는 낮 12시 30분경에 그림자의 길이가 가장 짧 을 때 측정할 수 있다. 계절마다 태양의 남중 고도는 달라지는데, 여름에 가장 높고 겨울에 가장 낮다. 또한, 측정하는 지역의 위도에 따라 태양의 남중 고도가 달라지 며, 그 날의 적위 값과 그 지역의 위도를 알면 이론적으로 구할 수도 있다.

<그림 1>태양의 남중고도의 변화 2. 절기

우리 조상들은 달의 운동을 이용한 음력을 주로 사용하였다. 그러나 음력은 계절 의 변화를 제대로 나타내지 못하는 단점이 있었기에, 절기를 도입하여 사용하였다.

절기는 태양이 1년 동안 지나는 길을 24등분한 것으로, 계절을 세분화한 것이다.

24절기의 명칭은 계절의 변화와 기후의 특징을 담고 있다.

봄

2.4( 입춘 ) 3.5( 경칩 ) 3.20( 춘분 ) 4.20( 곡우 ) 봄이 시작하는 때 개구리가 깨어난다. 밤낮의 길이가 동일.

낮이 길어진다.

농사를 위한 비가 내린다.

여름

5.5( 입하 ) 6.5( 망종 ) 6.21( 하지 ) 7.22( 대서 ) 여름이 시작하는 때 씨뿌리기 시작

낮이 가장 길고 남중 고도가 가장

높은 날

더위가 가장 심하다.

가을

8.7( 입추 ) 9.7( 백로 ) 9.22( 추분 ) 10.23( 상강) 가을이 시작하는 때 이슬이 내린다. 밤낮의 길이가 동일

밤이 길어진다. 서리가 내린다.

겨울

11.7( 입동 ) 12.7( 대설 ) 12.21( 동지 ) 1.19( 대한 ) 겨울이 시작하는 때 큰 눈이 내린다.

밤이 가장 길고 남중고도가 가장

낮은 날

한겨울의 추위

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차시 5~6/12

1. 한옥의 처마에 담긴 과학

한옥은 초보적인 과학지식을 활용해서 햇빛을 집안 깊숙이 끌어들여 즐기고 그 온기를 온몸으로 받아들이게 만들어졌다. 그 비밀은 처마 길이에 있다. 지구는 23.5 도 기울어져 있기 때문에 북반구에서 해는 여름에 높이 뜨고 겨울에 낮게 뜬다. 그 러므로 여름에는 햇빛이 처마에 가려져 방까지 들어오지 못하지만 태양의 고도가 낮아지는 겨울에는 점심에도 햇빛이 집 안 깊숙하게 들어와 방을 따뜻하게 해 준다.

<그림1> 겨울의 한옥의 모습

이를 땅 위에 서 있는 집을 기준으로 바꿔 얘기하면, 여름에는 햇빛이 수직에 가 깝게 내리 쬐고 겨울에는 낮은 각도로 완만하게 비춘다. 이 두 각도 사이에 창을 내 면 여름에 귀찮은 햇빛을 물리칠 수 있고 겨울에 고마운 햇빛을 끌어들일 수 있다.

한옥의 방들은 대부분 깊이가 깊지 않아서 햇빛이 방 끝까지 기분 좋게 들어온다.

이는 온도와 소독 모두에서 유리하다. 대청도 마찬가지이다. 겨울, 햇빛은 아침 10 시쯤 대청의 마당 쪽 끄트머리부터 조금씩 기어들어오기 시작해서 오후 4시쯤이면 대청 안쪽 끝에 정확히 닿는다. 햇빛이 귀한 한 겨울에 햇빛은 무려 6시간 동안이 나 대청 속을 골고루 비추며 가득 머물다 돌아간다. 햇빛이라는 덧없는 자연요소를 오래 머물도록 붙잡아두는 지혜이다.

자료출처 http://navercast.naver.com/contents.nhn?contents_id=2901』

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차시 7~8/12

1. 계절 변화가 생기는 이유

계절의 변화는 지구의 자전축이 기울어져 태양 주위를 공전하기 때문에 일어나는 현상이다. 만약 지구의 자전축이 기울어져 있지 않거나, 지구의 자전축이 기울어진 채 자전만 한다면 계절의 변화는 일어나지 않는다. 자전축의 기울기와 공전으로 인 하여 햇빛이 지표면에 내리쬐는 각도(태양의 고도)와 시간(낮의 길이)이 달라진다.

또한, 태양의 고도가 낮다는 것은 햇빛이 비추는 시간도 짧다는 것을 의미한다. 하 짓날의 낮 시간은 서울의 경우 약 14시간 30분 정도이며, 동짓날은 약 9시간 40분 밖에 되지 않는다.

많은 학생들이 지구와 태양 사이의 거리가 변하기 때문에 계절이 변한다고 믿고 있다. 하지만 지구와 태양의 거리는 큰 영향을 주지 못한다. 태양의 겉보기 크기를 조사한 결과 1년 동안 3%정도 밖에 변하지 않으며, 거리에 따른 태양 에너지의 차 이도 7%정도 밖에 되지 않는다고 한다. 또한, 지구와 태양 사이의 거리가 가장 가 까운 때는 여름이 아니라 겨울이다. 즉, 지구와 태양 사이의 거리는 계절에 주는 영 향이 아주 미미하기 때문에 계절을 결정하는 요인이 될 수 없다.

2. 스텔라리움 프로그램을 활용한 계절의 변화 교육

계절의 변화는 1년 동안의 오랜 관찰이 필요하기 때문에 학생들이 계절 변화의 현상을 이해하는 데 어려움이 있다. 이를 보완해 줄 수 있는 것이 스텔라리움 (stellarium)프로그램을 활용한 교육이다. 스텔라리움은 일반 가정에서 컴퓨터를 이 용하여 천문 현상을 사실적으로 보여주는 천체 투영관이라고 할 수 있다. 이 프로그 램은 오픈소스로 스텔라리움 웹사이트나 일반 포털 검색 사이트에서 받아서 쓸 수 있으며, 한글 패치를 업데이트할 수 있다.(http://www.stellarium.org)

스텔라리움은 시간과 장소를 자유롭게 바꿀 수 있기 때문에 3단원에서 다루어지 는 다음의 자연 현상을 구현할 수 있다.

가. 하루 동안 태양의 고도 변화

나. 계절에 따른 태양의 남중 고도 변화

다. 계절에 따라 해가 뜨고 지는 시각 및 위치 변화(극지방 포함) 라. 남반구에서의 태양의 남중 고도, 해가 뜨고 지는 시각의 변화

자료출처 초등학교 교사용 지도서 과학

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6. 차시별 학생 평가기준 및 방법

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구

1~3 /12

상

계절의 특징을 이해하고, 태양의 고도에 따른 그림자 의 길이, 기온과의 관계를 설명할 수 있으며 태양고 도 측정기를 창의적으로 설계하고 이를 활용할 수 있다.

모둠별 실험평가 자기/동료평가지 (학생용) 중

계절의 특징을 이해하고, 태양의 고도에 따른 그림자 의 길이, 기온과의 관계를 설명할 수 있으나 태양고 도 측정기를 창의적으로 설계하지 못하고 이를 활용 할 수 없다.

하

계절의 특징을 이해하지 못하고, 태양의 고도에 따른 그림자의 길이, 기온과의 관계를 설명할 수 없으며 태양고도 측정기를 창의적으로 설계하고 이를 활용 할 수 없다.

4 /12

상 월별 태양의 남중고도 변화를 그래프로 나타낼 수 있고, 계절에 따른 태양의 남중 고도 변화를 여러 가 지 방법으로 설명할 수 있다.

관찰 및

산출물평가 관찰평가지

중 월별 태양의 남중고도 변화를 그래프로 나타낼 수 있으나 계절에 따른 태양의 남중 고도 변화를 여러 가지 방법으로 설명할 수 없다.

하 월별 태양의 남중고도 변화를 그래프로 나타낼 수 없고, 계절에 따른 태양의 남중 고도 변화를 여러 가 지 방법으로 설명할 수 없다.

5~6 /12

상 계절에 따라 기온이 변하는 이유를 이해할 수 있고, 통합적인 사고력을 이용하여 태양의 남중고도와 기 온의 관계를 설명할 수 있다.

관찰 및

중 계절에 따라 기온이 변하는 이유를 이해할 수 있으 나 통합적인 사고력을 이용하여 태양의 남중고도와 기온의 관계를 설명할 수 없다.

하 계절에 따라 기온이 변하는 이유를 이해할 수 없고, 통합적인 사고력을 이용하여 태양의 남중고도와 기 온의 관계를 설명할 수 없다.

7~8 /12

상

자전축이 수직일 때와 기울어져 있을 때의 남중고도 의 변화를 계절의 변화와 관련지어 설명할 수 있고, 계절 변화의 원인을 다양한 각도로 접근하여 가설 설정 및 실험 설계하고 그 결과에 따라 가설을 수정 할 수 있다.

관찰 및

중

자전축이 수직일 때와 기울어져 있을 때의 남중고도 의 변화를 계절의 변화와 관련지어 설명할 수 있으 나 계절 변화의 원인을 다양한 각도로 접근하여 가 설 설정 및 실험 설계하고 그 결과에 따라 가설을 수정할 수 없다.

하

자전축이 수직일 때와 기울어져 있을 때의 남중고도 의 변화를 계절의 변화와 관련지어 설명할 수 없고, 계절 변화의 원인을 다양한 각도로 접근하여 가설 설정 및 실험 설계하고 그 결과에 따라 가설을 수정 할 수 없다.

9~12 /12

상 여러 해시계를 관찰하고 창의적인 요소와 미적인 요 소를 고려하여 나만의 해시계를 만들 수 있다.

산출물평가 자기/동료평가지

(학생용) 중 여러 해시계를 관찰하고 창의적인 요소와 미적인 요

소 중 한가지를 고려하여 나만의 해시계를 만들 수 있다.

하 여러 해시계를 관찰하고 창의적인 요소와 미적인 요 소를 고려하여 나만의 해시계를 만들 수 없다.

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7. 학교생활기록부 기재 예시

항목 학생부 기재 예시

교과학습발달상황 세부능력 및 특기사항

(과학) 계절에 따라 기온이 변하는 이유를 이해할 수 있고, 통합적인 사고력을 이 용하여 태양의 남중고도와 기온의 관계를 설명할 수 있다.

(음악) 노래 가사를 계절의 특징에 맞게 모둠별로 바꿔보는 활동을 통해 계절의 특징에 흥미를 갖는다.

(미술) 재료등을 고려한 자신만의 해시계를 창의적으로 디자인하고 제작 할 수 있다.

(실과) .해시계를 소개하고, 홈쇼핑과 같은 방법으로 자신의 제품의 장점을 설명 하고, 우수 상품을 선발해 보도록 한다.

행동특성 및 종합의견

수업 활동에서 배운 과학 원리를 일상생활에서 적용하고자 하는 태도를 기르며 전기의 성질을 이용한 다양한 활동을 통해 성취감을 느끼고, 모둠원에 대한 배려 와 협동, 자신의 역할에 대한 책임감을 갖는다.