2017 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서
2017. 11. 30.
【 2017년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】
프로그램 구분
□ 초 ■ 중 □ 고
학년(군) (1학년)
개선 신규
□ 일반주제 □ 일반주제
■ 우대주제 (자유학기)
■ 우대주제 (자유학기) 연구제목 STEAM「공감, 공학, 공동체」에 스며들다.
연구기간 2017. 4. 20. ~ 2017. 11. 30.
연구비 금사백만원(4,000,000원)
연구 책임자
소속 천안여자중학교
성명 황 주 연
참여 연구원 우훈명, 김희원, 이현정, 김동일
상기과제를 수행한 결과로써 본 보고서를 제출합니다.
2017년 11월 30일
연구책임자 : 황 주 연 (인)
한국과학창의재단 이사장 귀하
이 보고서는 2017년도 정부의 재원으로
한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임
목 차
I. 요약문 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 1
II. 서론 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 3
1. 연구의 필요성 및 목적 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 3
2. 연구의 목표 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 5
3. 세부 추진계획 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 6
4. STEAM 준거 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 9
5. 이론적 배경 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 11
III. 연구 추진 내용 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 18
1. 프로그램 적용 계획 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 18
2. 프로그램 적용 일정 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 19
3. 연구 조직 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 20
4. 적용을 위한 환경 조성 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 22
Ⅳ. 연구 추진 결과 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 24
1. 개발 프로그램 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 24
2. 수업 평가 방법 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 32
3. 교육과정 연계성(성취 기준) · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 34
4. 프로그램 효과 검증 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 36
5. 프로그램 효과 검증 결과 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 40
Ⅴ. 결론 및 제언 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 41
[부록] 부록1. 현장 적용 결과 요약 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 42
부록2. 활동 자료 및 교사의견 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 43
부록3. 회의록 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 48
[붙임] 붙임1. 수업지도안 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 54
붙임2. 정산보고서 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 67
I. 요약문
1. 주제 선정 이유
◦ 최근 여러 장소의 어린이 보호구역에서 각종 사고가 늘면서 사회적 관심이 높아지고 있음.
◦ 실생활의 문제 상황을 STEAM 교육과정의 문제 상황으로 가져옴으로써 학 습자의 수업 집중도가 높아지고 수업 과정에 몰입할 수 있게 됨.
◦ 직업적 환경과 관련성이 깊은바 학생들의 진로-직업 탐색 능력을 신장 시 킬 수 있음. (자유학기 및 자유학기-연계학기 적용 가능)
◦ 수학, 공학, 물리, 생물, 음악, 구조역학, 과학적 실험 등 다양한 STEAM요 소를 발견할 수 있는 바 이를 STEAM적용 사례로 이용하여 STEAM교육에 접목시킬 수 있음.
2. 실천 과제
3. 수업 과정 평가
구분
종류 평가 활동 평가 방법(도구) 평가 내용
평가 1 상황 제시 자기평가 문제의 이해
평가 2 창의적 설계 관찰평가
자기평가 구성력, 아이디어
평가 3 감성적 체험 자기평가
동료평가 기능성, 심미성, 창의성
피드백 계획
평가 1 : 평가 기준을 미리 제시하여 학습 몰입도를 증가 시킨다.
평가 2 : 자신이 활동에 성실하게 참여하였는지의 여부에 대한 평가를 실시하되 스스로의 부족한 점 과 잘한 점을 찾아보도록 한다.
평가 3 : 부족한 부분은 보완 할 수 있는 기회를 준다.
4. STEAM으로 변화된 모습 가. 사후 학생 설문 결과
Ÿ 여성은 이공계 직업에서 성공할 수 있다고 생각한다.
Ÿ 나는 수학 ․ 과학 ․ 기술을 좋아한다.
Ÿ 나는 풀리지 않는 문제를 해결하고 싶어 한다.
Ÿ 나는 이공계 전공이나 직업 선택을 고려하고 있다.
Ÿ 나는 여러 방면으로 실험하는 것을 좋아한다.
나. 학생의 변화 모습
Ÿ 이공계 관련 업종에서 여성이 성공할 수 없다는 편견이 줄고 많은 학생들이 성공 할 수 있다는 자신감을 갖게 되었다.
Ÿ 풀리지 않는 문제를 해결하고자 하는 의욕이 생겼다.
Ÿ 다양한 방법으로 실험하고 응용하는 자세가 생겼다.
Ÿ 스스로 미래를 설계하고 실천해 나가기 시작하였다.
Ⅱ. 서론
1. 연구의 필요성 및 목적 가. 연구의 필요성
1) 지식기반사회에서의 지식 창조를 위한 문제 해결 중심 교육 요구
◦ 오늘날 지식이 가치창출의 원천이 되면 끊임없이 새로운 지식이 쏟아져 나오고 또한 끊임없이 새로운 지식을 쏟아내어야 살아갈 수 있게 됨
◦ 문제해결과정을 통해 실제로 사용되는 학문의 이해도를 높일 수 있고, 이 를 통해 STEAM 교육의 감성적 체험을 확립할 수 있음
◦ 사회적 문제 상황에서 해결방법을 창의적으로 설계하여 해결하는 수업과 정은 STEAM의 교육 방법과 크게 다르지 않음
2) 이론에서 실전 중심 STEAM 교육으로의 흐름 전환
◦ 최근 사회에서 일어나는 현상은 하나의 학문으로는 해결하기 힘든 경우가 많다. 이로 인해 국가에서도 STEAM 교육으로의 패러다임을 전환하려는 노력이 엿보인다.
◦ STEAM 교육은 분권화된 교육과정이 아닌 융합하여 무엇인가 새로운 것 을 창조하여 창조적이고 역동적인 교육과정이다.
◦ STEAM은 실천적이고 감성적인 교육을 이루고 학습자의 계속적인 탐구 동기를 자극하는 교육과정이다.
3）자유학기제를 고려한 융합교육프로그램 개발과 적용이 필요
◦ 현재 중학교 교육과정은 과학, 기술, 공학, 예술, 수학 교과가 엄격하게 분 리되어 있어 현실세계의 복합적인 상황과 상호 연관성이 결여되어 있는 실정
◦ 문제중심학습은 학생들이 배운 과학, 기술, 공학, 예술, 수학 이론과 내용 의 통합적 이해를 바탕으로 프로젝트를 계획하고 조사와 탐구 활동을 통 해 흥미롭고 자기주도적인 학습 과정을 진행
◦ 융합교육프로그램을 통한 자유학기제 교육과정의 다학문적 교과 흥미를 이끌어 다양한 분야의 진로 선택을 확대할 수 있음
◦ 따라서 사회적 문제를 해결 하는 융합인재교육 기반의 공학 프로젝트를
개발할 필요가 있음
나. 연구의 목적
이 연구는 STEAM 교육 프로그램을 개발하는데 목적이 있으며, 그 구체적인 목적은 다음과 같다.
◦ 국내․외 STEAM 교육 관련 프로그램을 고찰하여 시사점을 도출한다.
◦ 과학, 기술, 공학, 예술이 융합된 STEAM 교육과정을 분석한다.
◦ 분석한 교육과정을 토대로 학교 현장에서 수업 가능한 공감 STEAM 프로 젝트를 개발하고 적용한다.
◦ 개발한 STEAM 기반 공학 프로젝트를 토대로 교사와 학생용 교재 및 지 도안, 교구를 개발한다.
◦ 최근 필요한 공학·디자인에 여학생들의 감성이 필요함을 인지시키고 창 의적인 활동을 통해 이공계 진로 탐색에 자신감을 갖도록 한다.
다. 연구의 개요
융합인재교육(STEAM) 프로그램 중 학문분야 주제별 융합형 프로그램을 기반으
로 4차 산업혁명의 시대의 경쟁력을 키워나가고자 하고, 생명 존중과 과학기술 발
달의 양립을 위한 사회적 공학 분야의「공감, 공학, 공동체」융합인재교육
(STEAM) 프로그램을 통해 우리 사회가 나아갈 방향을 짚고 나아가 미래 직업의
선택을 위한 자기주도적 진로 탐색 능력을 양성하고자 한다.
2. 연구의 목표
가. 문제 상황 몰입과 창의적 설계 확대를 위한 주제 선정
1) 중학생 수준의 주제
◦ 2015개정교육과정 및 중학생 수준 및 흥미에 적합한 주제를 선정함 ◦ 학습자의 지적, 정신적, 신체적 발달 수준에 적합
2) 현재 이슈가 되고 있는 주제
◦ 현재 일상생활에서 이슈가 되고 있는 문제를 기반으로 선정 ◦ 사회적 문제 상황에 몰입하도록 하여 수업의 학습 동기를 유발함
나. 공감, 공학, 공동체가 융합된 프로젝트 개발 <연구 산출물>
1) 실제 수업에 적용 가능한 STEAM 프로젝트 개발
◦선정된 주제의 STEAM으로 구현 가능한 프로젝트 개발
2) 한양대학교 STEAM 수업모델 연구단의 모델 개발 주요 요소 고려(6-Factor)
F1. 창의성에 기반한 STEAM에 대한 통합적이고 융합적 사고를 위한 교육 F2. 융합시대에서 필요한 시대정신 반영
F3. 빠른 과학기술의 변화와 발전을 빠르게 과학교육 현장에 도입하고 적용하는 적시교육 F4. 미래를 예측하고 이에 대비한 과학기술공학인재 양성과 미래직업탐색을 위한 교육
F5. STEAM교육의 효율성과 창의성 및 흥미를 유발하기 위한 다양하고 창의적 수업 방법론 도입 F6. 과학 기술 공학적 행위에 대한 의미와 가치 및 도덕적 기준과 규범을 터득하도록 교육
3) 효과적인 프로그램 운영을 위한 콘텐츠 개발
◦ 차시별 교육 자료, 교사용 지도서, 교사 및 학습자 교재, 교구 개발
다. 자유학기제에 적합한 STEAM 공학 프로젝트 운영 방안 제시
1) 자유학기제 운영계획에 실행 가능하도록 구성
◦ 자유학기제 교육과정을 고려한 STEAM 교육 운영방안을 제시 2) 학교 환경의 실행 가능성 고려
◦ 일반적인 중학교 과학실, 기술실 등을 고려한 학교 환경 내의 실습 활동
의 실행 가능성을 고려
3. 세부 추진계획
가. 연구 방향 및 내용 설정
1) 문헌 연구는 "STEAM「공감, 공학, 공동체」에 스며들다."로 다음과 같은 내 용을 대상으로 함
◦ 교육과정기반 프로젝트의 교육 관련 사례 분석 ◦ STEAM 교육 동향 및 사례 분석
◦ 국내․외 통합교육, 교수설계, 교육 자료의 문헌을 통한 연구 동향과 시사 점 도출
2) STEAM 기반 자유학기제 진로 향상 프로젝트 개발
◦ 공학의 문제 해결법과 수학의 분석적 방법을 통해 융합적 사고를 촉진할 수 있고 창의적 설계 능력을 채워줄 수 있음
◦ 이 연구는 STEAM을 통하여 진로 능력 신장 프로젝트를 개발하여 학교현 장에서 활용할 수 있도록 하며, 자유학기제 프로그램 및 방과후 프로그램 을 운영
◦ 실생활에서 발견할 수 있는 지식과 원리를 중심으로 주제를 선정
◦ 프로젝트 수행 과정을 통해 인성을 기르면서 수학, 과학 원리에 기술적 활용과 공학적 문제 해결 능력, 창의력을 향상시킴
◦ 과학(Science), 기술(Technology), 예술(Arts), 수학(Mathematics) 분야의 교 사와 진로 상담 분야 교사, STEAM 내용 전문가 집단을 구성하여 이론과 실천에 충실
3) 문제해결과정 콘텐츠 및 교구 개발
◦ 교과 지식, 원리 그리고 지식정보화 사회에 적응할 수 있는 내용의 컨텐 츠를 제작
◦ 과학(Science), 기술(Technology), 예술(Arts), 수학(Mathematics), 진로진학, 인문학 분야의 교사 간 지속적인 협의와 자문위원의 피드백 과정
◦ 학교 환경에서 실행 가능하도록 개방적이고 실제적 콘텐츠 개발
나. 연구 내용 및 범위
연구의 내용 연구의 범위
연구방향 및 내용 설정
ㅇ 문헌연구 및 국내․외 사례 수집
ㅇ 전문가 협의회 : 각 교과별 교사(연구진), 교육학 전문가(자문위원), STEAM 내용 전문가(자문위원)로 구성하여 연구방향 논의
⇩
프로젝트 과제선정
ㅇ 교과별 내용 분석, 예비 주제 선정 ㅇ 주제 선정 준거
(수준 적합성, 현실 세계와의 관련성, 실습활동 실행 가능성, STEAM 관련성)
ㅇ STEAM 기반 프로젝트 프로그램 과제 2가지 선정
⇩
STEAM 프로젝트 개발
ㅇ 교육 목표 설정
ㅇ 프로그램의 활동 분석 및 세부 활동 명료화 ㅇ 교육 프로그램의 학습내용 선정 및 조직 ㅇ 교육 프로그램의 내용 구성
⇩ 프로그램 콘텐츠 개발
ㅇ 교육 프로그램의 내용 작성
ㅇ 교육자료, 교수자 지도안, 학습자용 자료 개발
⇩
프로그램 운영 ㅇ 운영(자유학기제 및 연계학기)
⇩
프로그램 평가 ㅇ 교육 프로그램의 평가(학생 및 전문가 집단) ㅇ 수정 및 보완
⇩
보고서 작성 ㅇ 개발 프로그램의 평가 및 개선 방안 마련 ㅇ 모듈 개발 및 보고서 작성
[그림] 연구내용 및 범위
다. 연구 개발 과정 개요
이 연구의 목적을 달성하기 위한 STEAM 기반 공감, 공학, 공동체 프로젝트 연구와 개발의 기본 흐름은 다음과 같이 수행된다.
연구의 흐름 연구/개발 참여
교사연구회의 조직과 설계 : 연구계획서 작성
•전문 연구개발/자문팀 조직 (전문가)
•연구 개발을 위한 기본 연구 계획 수립 - 워크샵
연구/개발의 설계 및 구체화 • 연구개발팀
교육 프로그램 개발을 위한 전략 탐색 및 개발 • 연구개발팀
• 제1차 자문위원회
국내외 문헌 수집 및 분석
• 국내 자료 수집 • 국외 자료 수집 • 연구개발팀
교육 프로젝트 프로그램 주제 개발 • 연구개발팀
• 제2차 자문위원회
STEAM「공감, 공학, 공동체」에 스며들다. • 연구개발팀
교육 프로그램 초안 • 연구개발팀
교육 프로그램 컨텐츠 개발 전략 구안 및 개발 • 콘텐츠 개발팀
교육 프로그램의 타당화
• 운영 • 타당성 평가
• 자문을 통한 피드백
교육 프로그램 최종안 개발 • 연구개발팀
보고서 제작 • 연구개발팀
[그림] 연구개발 과정의 흐름
4. STEAM 준거 가. 상황 제시
우리 인류는 문제 상황을 해결하면서 지속적으로 발달해 왔다. 이러한 문제 상황은 우리로 하여금 상황에 몰입하도록 만들어 준다. 듀이는 현재 상황과 성 공적 상황 사이의 간격을 문제로 인식하였다. STEAM 프로그램의 문제도 이와 대동소이하다. 실제적인 문제 상황을 제시하여 학습자에게 동기를 부여하고 이 는 창의적 설계의 모태가 된다.‘STEAM「공감, 공학, 공동체」에 스며들다.’의 문제 상황은 아래와 같다.
◦ 상황 제시 : 이제 중학교 2학년이 된 길동이!! 인근 초등학교에 갓 입학 한 여동생과 등교하기로 약속했기에 동생의 손을 꼭 붙잡고 한걸음, 한걸 음 걸어가고 있다. 동생의 얼굴에는 설레임이 가득 차 보인다. 부푼 기대 감을 갖고 등교하는 첫째 날, 건너편 초등학교로 가기위해 오래 걸리지 않을 횡단보도를 천천히 건너기 시작했다. 하지만 그것도 잠시, 갑자기 경 적을 울리며 지나가는 자동차에 둘은 깜짝 놀라 뒷걸음질 치게 되었다.
동생의 얼굴은 설레임에서 두려움으로 변하였고 길동이도 놀램을 감출길 이 없었다. 그 이후로 둘은 횡단보도를 건널때마다 떨림이 찾아온다고 말 한다. 떨림보다는 편안함으로 횡단보도를 건너게 할 수는 없을까?? 여러분 이 직접 어린이 보호구역 설계자가 되어 위의 문제를 해결해 보자.
나. 감성적 체험
STEAM 프로그램을 구성함에 있어 감성적 체험은 매우 중요한 역할을 한다.
감성적 체험을 통해 학습자는 학습 동기와 긍정적 자아 효능감을 갖는다. 이는 다음에 해결해야 할 문제에 대한 자신감과 긍정적인 효과를 발휘한다.
◦ 모듈 제작의 결과물 발표로 긍정적 자아개념을 형성한다. (성공적 경험) ◦ 학습자가 연합하여 문제를 해결함으로써 친밀감을 갖는다. (사회적 경험) ◦ 실패와 성공을 하는 문제해결과정 속에서 값진 성취를 얻는다. (문제해결
과정의 흥미)
◦ 공학 설계자 및 과학자가 된 모습을 가정하고 프로젝트를 설계, 해결해 나감으로 현실적인 성공적 경험을 제공한다. (학습자 몰입)
◦ 모듈 및 콘텐츠를 제작하고 실제 상황과 유사한 실험을 통해 효과를 증명 한다. (성공적 경험)
다. 창의적 설계
21세기는 지식정보화 사회로 정보가 새로운 가치를 창출한다. 이에 적절한 교 육과정이 STEAM 교육과정이다. STEAM 프로그램을 구성하여 문제 상황 해결을 위한 창의적 설계를 함으로써 문제해결력과 창의력을 함양한다.
◦ 어린이 보호 구역에 적용 가능한 문제 해결 방법을 설계 한다.
◦ 파동 변화를 지속적으로 관찰 할 수 있는 실험을 구상한다.
◦ 문제 상황을 비판적 사고로 분석한 후 발산적 사고로 문제 해결을 한다.
◦ 도로 바닥면에 수학적 도형을 사용하여 효과적인 바닥 무늬를 설계 한다.
◦ 다양한 방면에서 문제를 개선할 수 있는 창의적 설계를 한다.
◦ 다양한 도로 부속물과 소리, 주파수의 탐구 실험을 통해 문제를 해결할 수 있는 적합한 아이디어를 탐색한다.
◦ 실제 도로 기술을 분석하고 관찰, 분류하여 문제 해결을 위한 방법을 강 구한다.
◦ 우리 주변의 문제를 해결하기 위하여 자기주도적으로 문제해결방법을 설 계한다. (자기주도적 문제해결방법 설계)
◦ 이 프로젝트는 배려와 공감이라는 마음 위에 효과적으로 문제를 줄일 수
있는 방법을 공학적으로 사고하여 해결함으로 스스로 문제 해결 과정을
통제한다. 그리고 여러 번의 시행착오를 통해 성공적 경험을 겪는 체험
프로젝트이다.
5. 이론적 배경
가. STEAM(융합인재교육) 개요
STEM 통합교육은 최근에 미국의 학교교육에서 시작된 통합교육의 방법이다.
기존의 통합교육 방법으로는 STS 교육, MST 교육 등이 있었다. 그러나 미국은 2003년 이후 PISA 성적에서 과학, 수학 등의 점수가 다른 국가에 비하여 하위 권을 차지하게 됨으로써 근본적인 대책을 강구하고자 하였으며, 그 방법으로 등 장한 것이 STEM 통합교육이다. 미국에서는 과학기술 경쟁력 향상을 위하여 STEM 통합교육에 대한 정부의 지원이 적극적이며 2011년 정부 예산이 4조원 정보에 이르고 있다(Business-Higher Education Forum [BHEF], 2010; 김진 수, 2011a).
STEM 통합교육은 과학(Science), 기술(Technology), 공학(Engineering), 수 학(Mathematics) 과목 또는 내용을 통합적으로 가르치고자 하는 것이다. 미국 에서는 최초로 Virginia Tech에서 처음으로 대학원 기술교육 전공과정에 통합적 STEM 교육 전공과정(Integrative STEM)을 개설하면서 본격적으로 프로그램 개발에 관련된 논의가 시작되었다. 마찬가지로 영국에서도 STEM 통합교육에 관련된 국가적인 정책을 세우고 이를 체계적으로 교육하고자 하는 움직임이 있 다(한국과학기술부, 2007). STEM 통합교육은 과학, 수학, 공학, 기술 등 과목 의 흥미와 학생들의 기술적 소양을 높이기 위한 대안적 교육이며 나아가 여러 교과에서 활용할 수 있는 맥락적 지식 및 실생활 문제해결력의 증진을 지향하고 있다(김진수, 2011b).
STEAM 통합교육은 기존의 과학기술을 강조하는 STEM 교육에 예술(Arts) 내용을 추가하여 교육하기 위한 한국 정보의 교육 정책이다. 김진수(2011a)는 STEAM 통합교육에 대해 아래와 같이 제시하였다.
과학기술과 예술을 융합한 교육을 함으로써 국가 과학기술 경쟁력 향상에
도움이 될 것이라 판단하며 STEAM에서의 Art(예술)란 좁은 의미로는 디자인
중심의 미술 및 음악을 생각할 수 있지만, 넓은 의미에서의 예술이란 fine arts
의 미술 외에도 liberal arts의 인문 교양 분야, language arts의 언어 소통 분야
까지도 모두 포함할 수 있으며(p.399), STEM 교육에 예술(Arts)을 포함한
STEAM 교육을 함으로써 실생활과의 관련성을 더욱 높일 수 있고 흥미도 높아
지는 수업을 할 수 있다(Yakman & Jinsoo Kim, 2007; 김진수, 2011a)고 하였
다.
김진수(2011a)는 Yakman(2007)이 개발한 STEAM 피라미드 모형을 한글로 번역하였다. 과학(Science)의 내용 영역은 물리, 화학, 생물, 지구과학, 생화학으 로 보았으며, 기술(Technology) 내용 영역은 제조 기술, 생산 기술, 농업, 통신 기술, 수송 기술, 산업 공예, 동력 및 에너지, 정보 기술로 보았다. 또한 공학 (Engineering) 내용 영역은 전기, 컴퓨터, 화공, 항공, 기계, 산업, 재료, 해양, 환경, 유체, 토목으로 보았으며, 수학(Mathematics) 내용 영역은 대수학, 기하 학, 삼각법, 미적분학 이론으로 보았으며, 예술(Arts) 내용 영역은 물리적, 미술, 언어, 교양, 철학, 심리학, 역사로 보았다. 이러한 내용의 STEAM 통합교육에 의하여 결국은 전인 교육(holistic)을 할 수 있다는 것이다(Yakman & Jinsoo Kim, 2007; 김진수, 2011a). 이 연구에서는 [그림]과 같이 번역 일부를 수정하 였다. 예술(Arts) 내용 영역인 물리적, 미술, 언어, 교양, 철학, 심리학, 역사를 체육, 미술/수공예, 언어, 교양으로 수정하였고 교양에 사회학, 교육학, 철학, 심 리학, 역사학이 포함되도록 수정하였다.
Holistic STE@M
STEM A
과학 기술 공학 수학 예술
물리 화학 생물 지구과학 생화학
제조기술 생산기술 농업 통신기술 수송기술 산업공예
동력 및 에너지
정보기술
전기 컴퓨터 화공 기계 항공 재료 산업 환경 해양 토목 유체
대수학 기하학 삼각법 미적분학 이론
체육 미술/수공예 언어 교양
사회학 교육학 철학 심리학 역사학
생애 1차 변천
2차
전문
전체
통합
다학문
학문 영역
내용 영역
[그림] STEAM 교육의 피라미드 모형 출처 : G. Yakman & Jinsoo Kim(2007). 수정
국내외 STEM 통합교육 또는 STEAM 통합교육 연구 사례는 다음과 같다.
Sanders(2006)는 Technology teacher education conference에서 STEM 교육 의 정당성, STEM 교육 프로그램의 구성, STEM 교육의 개발과 보급에 대해 분 석하였고 2007년에는 Wells와 공동으로 STEM 교육의 필요성을 역사적․이론적․
경제적․정치적 배경 측면에서 연구하였다. 2009년에는 The Technology
Teacher에 'STEM, STEM Education, STEM mania'를 발표하여 통합적 STEM 교육을 소개하였다(배선아, 2009). STEAM 교육에 관한 최초의 논문은 Yakman, 김진수(2007)가 2007년 10월에 국제학술대회에서 발표한 논문이다.
이 논문에서는 한국에서 인기 있는 정신 스포츠 종목 중의 하나인 바둑(Baduk) 을 주제로 하여 STEAM 통합교육의 방법을 제시하였다.
[그림] 문대영의 STEM 통합 접근 모형
출처 : 문대영(2009). STEM 통합 접근의 사전 공학 교육 프로그램 모형 개발.
문대영(2008)은 초․중등 교육과정과 공학 교육 관련 문헌을 토대로 모형을 설 계하고 공학 교육 분야 전문가를 대상으로 타당도를 검증하여 [그림]와 같은 STEM 통합 접근 모형을 설계하였다. 이 모형은 교과의 내용 지식 부분과 탐구 방법을 통합하여 조망하는 데 시사점이 되었다.
최유현, 문대영, 강경균, 이진우, 이주호(2008)는 'STEM 기반 발명영재교육
프로그램 개발과 적용 효과'에 대한 연구를 수행하였다. 이 연구는 STEM 기반
의 발명영재교육 프로그램을 개발하고 그 효과를 알아보기 위해 수행되었다. 특
히 개발한 STEM 기반의 발명영재교육 프로그램은 Renzulli의 심화학습 3단계
와 문대영(2008)의 'STEM 통합 접근의 사전 공학 교육 프로그램 모형 개발' 연구에 의해 소개된 STEM 통합접근 모형을 기반으로 하였다.
배선아(2009)는 '공업계열 전문계 고등학교 전기․전자․통신 분야의 활동 중심 STEM 교육 프로그램 개발'에 대한 연구를 수행하였다. 이 연구는 전문계 고등 학교 교육 현장에 적용할 수 있는 STEM 교육 프로그램을 개발하였다는데 의의 가 있다(송정범, 2010, pp. 21-24).
송정범(2010)은 STEM 통합 교육을 위한 교실 친화적 로봇교육 모형 및 프 로그램 개발에 관한 연구에서 초등학교 수준에서 로봇이라는 주제를 중심으로 STEM 통합 교육을 하였다. STEM 통합 교육을 통해 학생들의 수학과 과학에 대한 태도가 향상되었다고 제시하였다.
나. STEAM(융합인재교육) 모형
국내에서는 김진수(2008)가 미국의 STEM 교육의 등장 배경과 국내 도입 필 요성을 소개하며, STEM 교육 모형을 설계하여 소개하였다. 특히 STEM 교육 모형은 기존 학문 통합 유형 분류 모형인 다학문, 간학문, 탈학문 통합교육 모형 을 기본으로 하여 STEM 통합교육 모형을 설계하였다.
김진수(2011a)는 여기에 예술(Arts)을 추가하여 [그림]와 같은 STEAM 통합 모형을 구안하였다. <모형 1>의 기술(T) 과목이 중심에 있는 이유는 STEM 통합 교육을 할 때 활동 중심의 수업을 하기 위해서는 기술 과목 중심의 수업이 유리하기 때문이며, <모형 1>을 연계형(connection), <모형 2>를 통합형 (integration), <모형 3>을 융합형(fusion 또는 conergence)으로 명칭을 정하였 다.
T
S E
M A
M
A
T
E S
STEAM
<모형 1>다학문, 연계형 <모형 2>간학문, 통합형 <모형 3>탈학문, 융합형 [그림] STEAM 교육을 위한 '김진수의 통합 유형'
출처 : 김진수(2011a). STEAM 교육을 위한 큐빅 모형. p.130
다. 창의적 STEAM 교육의 큐빅 모형
김진수(2011a)는 초중등학교의 창의적 STEAM 교육을 위한 프로그램을 개발 하기 위해서는, 우선 STEAM 교육의 이론 정립과 이론적 모형이 있어야 하고 STEAM 교육의 표준이 개발된 후, 수업 모형 개발 및 수업용 프로그램 개발이 진행되어야 한다고 하였다. 이에 통합교육 과정 이론, STEM 교육과 STEAM 교육 및 창의성 교육에 관한 문헌 연구를 바탕으로 STEAM 교육을 위한 '김진 수의 큐빅 모형(Jinsoo Kim's Cubic Model)을 구안하였다. 이 큐빅 모형은 X축 은 학문의 통합 방식에 따라 다학문적 통합, 간학문적 통합, 탈학문적 통합으로 분류한 것이고, Y축은 학교급에 따라 초등학교, 중학교, 고등학교, 대학교로 분 류한 것이며, Z축은 통합의 요소에 따라 활동 중심, 주제 중심, 문제 중심, 탐구 중심, 흥미 중심, 경험 중심, 기능 중심, 개념 중심, 원리 중심으로 분류한 것이 다. 그리고 이 모든 STEAM 통합교육은 창의성을 기를 수 있는 환경을 가질 수 있도록 캡슐로 둘러싸고 있다(p.132).
구안한 모형에 대해 타당성을 확립하기 위해 연구자는 STEAM 분야의 교수 진과 교사들을 상대로 워크숍을 통하여 수정하고 한국연구재단의 STEM 교육 국가프로젝트 연구진들을 대상으로 세미나를 통해 수정하였으며, 교육학 분야의 통합 교육 전문가와 창의성 전문가인 교육학박사들로부터 자문은 받아 모형을 수정하였다. 이처럼 전문가와 관련자들로부터 의견을 받아 수정하여 [그림]과 같이 최종 모형을 확정하였다.
이 큐빅 모형의 특징은 STEAM 통합 교육이 초중등교육에서 고등교육까지 적용할 수 있도록 학교급 간을 분류하였고, Z축의 통합 요소도 9가지로 폭넓게 제시함으로써 모든 과목에서 적용이 용이하도록 하였다. 그리고 큐빅 전체를 창 의성의 캡슐을 씌워 창의성을 기를 수 있는 환경을 구성하도록 제안하였다.
[그림] 창의적 STEAM 교육을 위한 '김진수의 큐 빅 모형'
출처 : 김진수 (2011).
STEAM 교육을 위한 큐빅 모형.
p.133
라. STEAM 수업 전략 모형
최유현(2012)은 STEAM 수업 설계 및 전략을 위한 IDEATE 모형을 제안하 였다. 수업 설계의 기초, 주제, 전략단계와 수업실행, 학습자 보고, 교사의 수업 과 성찰의 단계를 제시하였다. 최유현의 IDEATE 모형의 특징은 체크리스트의 형태로 이루어져 교수자가 쉽게 계획할 수 있다는 점과 STEAM 수업을 위한 수업설계와 문제 설계를 모두 제시한다는 점이다. IDEATE 모형은 아래 표와 같다.
단계 설계 절차
주요 산출몰/활
동
Ⅰ.수업의 기초 설계 단계
I
dentification1. 통합 교육의 목표 설정하기
□ 창의적(창조적) 사고 중심 □ 융합적 지식의 창출 중심
□ 실용적 문제해결력 중심 □ 배려의 협력적 소통 중심 2. 통합 유형 선정하기
□교과기반 유형 __□과학 □공학/기술 □예술 □수학
□교과통합 유형 __□STEAM 통합
□STEAM 통합 + [ ] 교과
□RST(공학기술제품)기반 유형 __□과학 □예술 □수학
□기타 [ ]
3. 적용할 수업 구체화하기
□ 창의적 체험활동 □ 동아리 활동
□ 방과후 교육활동 □ 기관 연계 활동
□ 기타 ( )
4. 학습자 특성 조사하기
학교급 : □초, □중, □고 학년 : [ ]학년
학생 특성 : ( )
지역 특성 : □대도시, □중소도시, □군단위, □읍면단위 5. 가용한 인적/물적 자원 및 공간 확인하기
S T E A M 수업의 목 표, 내용, 범위 설계
Ⅱ.수업 주제 설계 단계
D
esigning1. STEAM 학습 주제 구상하기
2. 통합 교과의 핵심개념(keywords), 내용과 범위 구체화하기 3. 잠정적 주제 진술 및 주제 목표 설정하기
4. 주제를 시나리오로 만들기 5. 주제를 구체적으로 진술하기 6. 주제를 학습 문제로 개발하기 7. 문제의 프레임을 구상하기
8. 문제 상황 및 제시할 문제를 설계하기
주제 설계 문제 설계 문제 상황 [학습 문제 미션지]
Ⅲ.수업 전략 설계 단계
E
xploring1. STEAM 학습 절차 설정하기 : 창의적 설계 절차 [모형 A]
□ 지식 산출 모형 [탐구]
□ 제품 산출 모형 [문제해결]
□ 작품 산출 모형 [예술표현]
□ STEAM 문제해결 모형 - [모형 B]
□ 기타 [ ]
2. 학습 활동 설계하기
□ I 정보수집하기 □ E 실험하기 □ C 토론하기
□ G 설계하기 □ S 문제해결하기 □ C 계산하기
□ R 조사하기 □ F 예측하기 □ P 발표하기
□ A 평가하기 □ 기타[ ]
3. 학습 평가 전략화하기 [평가 설계자료 A, B]
4. 교수-학습 과정안 작성하기 5. 학습자를 위한 학습 자료 만들기 6. 교사를 위한 교수 자료 만들기
수업 전략 설계
교 수 - 학 습 과정안 평가 기준 및 자료 교사용 교 수 자료 학생용 학 습 자료
Ⅳ.수업 실행
A
pplying1. 학습자의 지식 탐구/ 문제 해결
2. 교사의 학습 안내, 교수, 지식 구성 촉진
수업 전략 의 적용
Ⅴ. 학습자 보고 및 발표
T
ouring1. 학습자의 지식 탐구/ 문제 해결 결과의 발표와 공유 2. 문제해결 결과의 토론 및 피드백
문 제 해 결 결과의 발 표
Ⅵ. 교사의 수업 성찰
E
valuation1. 수업 설계 및 전략의 평가와 성찰 2. 수업 실행 과정 평가와 성찰 3. 수업 설계 개선점 도출 및 타 적용
설 계 안 과 실행 과정 의 평가
Ⅲ. 연구 추진 내용
1. 프로그램 적용 내용
가. 적용 대상
◦ 천안여자중학교 학생 중 STEAM 분야와 이공계 진로 탐색 분야에 관심 있는 학생을 선발하여 동아리 구성
◦ 천안여자중학교 2학기에 자유학기제 교육과정이 적용됨에 따라 1학년 학생 (총215명)을 대상으로 STEAM 프로그램 적용
◦ 천안교육지원청 부설 영재교육원의 과학반 학생 8명을 대상으로 심화프로 그램에 적용
나. 적용 시기
◦ 2017년 5월 ~ 2017년 11월 적용
순 시기 운영 장소
1 5월 사전 홍보 및 STEAM의 이해 천안여자중학교
2 6월 동아리 모집, 수업 내용 공개 천안여자중학교
3 6월 ~ 7월 자율 프로그램를 통한 운영
(1차 프로젝트) - 일반 ESD 융합교육실
4 9월 ~ 11월 자율 프로그램를 통한 운영
(1차 프로젝트) - 심화 천안교육청 영재원
5 9월 ~ 11월 교과 내 프로그램 적용
(2차 프로젝트) -일반 일반 교실
6 11월 모듈, 보고서 제작 및 발표 천안여자중학교
다. 적용 방법
1) 운영 형태
◦자율 프로그램를 통한 적용(6월 ~ 7월) 8일 × 2시간 = 16시간
◦교과 내 프로그램을 통한 적용(9월 ~ 11월) 10주 × 2시간 = 20시간
2) 운영 장소
◦ 천안여자중학교 ESD 융합교육실, 기술실, 과학실, 다목적 학습실 3) 수업 모형
◦ PBL 학습, 직소 2 협동합습 모형, TGT 모형
2. 프로그램 적용 일정
일 정 수행내용
추 진 일 정
5월
비고
1~2주 5월
3~4주 6월 7월 8월 9월 10월 11월
1~2주 11월
3~4주 연구 설계
연구팀 조직 연구 설계 연구 방향 워크숍
이론 탐색 문헌연구 및 사례수집
연구팀 협의회
프로젝트 주제 선정
교과별 내용분석 과정 선정 주제 선정 준거 주제 선정
협의회 및 자문위원회
프 로 그 램 개 발
차시별 목표설정 프로그램 활동 분석 학습 내용 선정 및 조직 프로그램 초안 개발 협의회 및 자문위원회 프로그램 내용 구성
프로그램 콘텐츠 개발
프로그램 내용 작성 교육자료 개발
교수자, 학습자 자료 개발
협의회 및 자문위원회
프로그램 운영
수업 운영
팀 티칭, 블록 타임
피드백, 평가
협의회 및 자문위원회 수정 및 보완
최종안 개발
최종 프로그램 개발 최종 컨텐츠 개발 보고서 작성 공모전 참여
연구진도(%) 5 10 25 25 10 10 5 5 5
※ 주요결과물
모형 ➜
주제 2가지 ➜
프로그램 초안 ➜
프로그램 내용 ➜
프로그램 컨텐츠 ➜
프로그램 운영 결과 ➜
프로그램 수정 및 보완 ➜
최종 프로그램 ➜
컨텐츠 (교육자료, 교사용 학습자용 자료) ➜
보고서 작성 ➜
3. 연구 조직
가. 연구팀 편성표
나. 역할 분담
연구와 개발을 위하여 기본적으로 교과별 교사 중심의 연구 개발팀과 콘텐츠 개발팀 작업을 수행하며 그 과정에서 자문 위원회를 구성하여 운영
연구 책임자
황주연 (천안여자중학교)
연구 개발 자문위원회
연구팀장
황주연 (천안여자중학교)
자문위원장 : 이승재 교수 자문위원 : 전문가 2인
• 프로그램 개발 분과
활동 주제 (과학) 이현정, 김희원 (기술/공학) 황주연 (예술) 김동일 (수학) 우훈명
프로그램 전략
(과학) 이현정, 김희원 (기술/공학) 황주연 (예술) 김동일 (수학) 우훈명 • 수업 운영
(과학) 이현정, 김희원 (기술/공학) 황주연 (예술) 김동일 (수학) 우훈명
• 프로그램 개발 모형 자문 • 교육 프로그램, 콘텐츠 자문
콘텐츠 개발
개발팀장 : 황주연 (천안여자중학교) • 자료개발 분과
도입 황주연
전개 (과학) 이현정, 김희원 (기술/공학) 황주연 (예술) 김동일 (수학) 우훈명
정리 황주연
협의 / 조정
[그림] 연구팀의 기본 조직도
4. 적용을 위한 환경 조성
가. 융합인재교육(STEAM)을 위한 전문성 강화
1) STEAM 교육의 이해와 전문성 향상을 위한 교사 연수 실시
◦ STEAM 교육에 대한 교사의 인식과 프로그램 개발과 적용에 대한 교사 연수를 연 3회 실시
순 실시일 연 수 주 제 장소
1 5월 25일 STEAM 교육과정 개론
(교사 전문성 향상을 위한 교육) STEAM실 2 7월 13일 STEAM의 실제와 적용
(자유학기제와 병행) STEAM실
3 11월 9일 STEAM 수업 결과 보고 및 컨설팅 STEAM실
2) 학생과 학부모 대상 STEAM 이해 연수 및 홍보
◦ 학부모를 대상으로 하는 연수 계획을 수립하여 연수 실시
순 실시일 연 수 주 제 장소
1 5월 중
수업공개의 날 STEAM 수업의 실제 교실
2 11월 중
수업공개의 날 STEAM 수업 운영 실제와 피드백 교실
◦ SNS를 통한 홍보
3) 인근 학교 교원를 대상으로 STEAM 교육 공동체 운영
순 실시일 연 수 주 제 장소
1 2017. 11. 3 STEAM 수업 방법과 평가 다목적실
2 2017. 11. 7 STEAM 교육과정과 2015개정교육과정 다목적실
◦ 공문을 통해 교육공동체 모집, 성과 공유 및 확산
나. 교사연구회 운영
1) 상설 협의회 실시 - 온라인, 오프라인 병행
2) 충남과학교육원 부설 영재교육원(4권역), 교과교사연구회 및 STEAM 학술대
회 발표를 통해 자문 및 컨설팅, 성과 확산
다. 융합인재교육(STEAM)실 및 STEAM Info 구성
1) STEAM 교육 실행을 위한 융합인재교육(STEAM)실을 구성 ◦ 과학실을 이용하여 실험, 분석, 측정 장비를 활용
◦ 기술실을 이용하여 제도 장치, 공구 및 머신, 음향장비, 영상매체를 활용 ◦ 정보실을 이용하여 학생용 컴퓨터, 프린터를 제공하고 학생들이 컴퓨터와
정보검색을 활용한 정보 및 자료 수집을 할 수 있게 함.
◦ 학생들의 모둠별 프로젝트 토의를 활발하게 할 수 있도록 ESD실을 개방함
2) STEAM 교육 홍보 및 안내를 위한 STEAM Info 구성
◦ 과학실 앞 복도를 활용하여 STEAM 소개 및 안내 자료 게시하는 STEAM Info 공간으로 활용
◦ 기술실 게시판을 STEAM Info로 구성하여 학생들의 STEAM 프로젝트 결 과 보고서를 전시
라. 융합인재교육(STEAM)의 날 (6월 17일)
융합인재교육의 날을 선정하여 프로그램을 소개하며 홍보함
마. 융합인재교육(STEAM) 동아리 운영
이공계 진로에 관심 있는 학생을 대상으로 동아리를 구성하여 STEAM 소통 및 심화활동, 대회참여
1) STEAM과 공학에 관심 있는 학생 모집 2) 방과후 프로그램을 이용하여 운영
3) 창의력 및 융합적 사고를 요하는 대회에 참여하여 감성적 체험 극대화
바. 융합인재교육(STEAM) 연구회와 자유학기제 융합교육팀 연계
1) 스팀 연구회를 통해 개발된 프로그램을 자유학기제 융합교육팀에 소개하여 자유학기제와 스팀 교육과정이 잘 접목되어 업그레이드 되도록 함
2) 자문위원 교수와 전화를 주고받으며 의문점을 질의하고 도움을 받으며 심도
깊은 탐구가 이루어질 수 있음
Ⅳ. 연구 추진 결과
1. 개발 프로그램
(1) 어린이 보호 구역의「공감, 공학, 공동체」프로젝트 가. 프로그램의 주제
1) 주제 선정이유
◦ 최근 여러 장소의 어린이 보호구역에서 각종 사고가 늘면서 사회적 관심이 높아지고 있음.
◦ 실생활의 문제 상황을 STEAM 교육과정의 문제 상황으로 가져옴으로써 학 습자의 수업 집중도가 높아지고 수업 과정에 몰입할 수 있게 됨.
◦ 직업적 환경과 관련성이 깊은바 학생들의 진로-직업 탐색 능력을 신장 시 킬 수 있음. (자유학기 및 자유학기-연계학기 적용 가능)
◦ 수학, 공학, 물리, 생물, 음악, 구조역학, 과학적 실험 등 다양한 STEAM요 소를 발견할 수 있는 바 이를 STEAM적용 사례로 이용하여 STEAM교육에 접목시킬 수 있음.
어린이 교통사고 사망, 10건중 1건 스쿨존 발생
등록 2017-03-07 10:00:00
【서울=뉴시스】임종명 기자 = 어린이 교통사 망사고 중 학교 앞 보호구역(스쿨존) 내에서 발생하는 사고가 전체의 10분의 1 수준인 것 으로 나타났다.
경찰청은 7일 어린이집과 초등학교가 개학하 는 신학기를 맞아 3월 한 달간 어린이 교통안 전 대책을 추진한다고 밝혔다.
경찰에 따르면 지난해 전체 어린이 교통사고
발생 건수는 1만1264건이다. 이 가운데 사망자는 71명이다. 학교 앞 등 보호구역에서 발생 한 어린이 교통사고는 480건으로 사망자는 8명으로 집계됐다.
전체 어린이 교통사고 사망자 대비 보호구역 내 교통사고 사망자 비율이 11.3% 수준에 이 른다.
지난해 발생한 어린이 교통사망사고를 유형별로 살펴보면 보행 중 사고를 당한 경우가 35 명, 차량승차 중이 31명, 자전거 이용 중이 5명이었다.
출처 :
http://www.newsis.com/view/?id=NISX20170307_0014747599&cID=10201&pID=10200
2) 주제를 STEAM으로 다가가는 공감, 공학, 공동체 프로젝트로 정함
◦ 현재 어린이 보호구역과 관련하여 다각도로 문제점을 분석해보고 관찰함.
◦ 공학의 효율성을 인간 존중의 감성과 융합하여 문제해결에 접근함.
◦ 도로 표면 무늬 만들기, 감성적 안전 구조물 설계, 인지 공학적 아이디어 탐색 등 다양한 해결 방법을 고려해보고 문제해결체험을 구축함.
◦ 창의적 설계 : PBL 문제해결, 과학적 실험 기반 프로젝트 학습을 기반으 로 운전자의 주의력 향상을 위한 방안을 창의적으로 설계함 (주파수 변화 에 따른 주의력 변화 실험, 도로 인공구조물 창의적 설계, 바닥면과의 마 찰에 따른 소리 변화 탐색)
◦ 다방면 STEAM 요소(파동의 원리, 공학적 문제해결 방법, 음악 소통, 힘의 원리, 도형의 특성 등)의 종합적인 학습 내용을 포함.
◦ 이를 통해 건설 공학, 음악, 과학, 기술, 사회학, 수학에 대한 관심과 흥미 를 높이고 문제를 해결하는 과정을 통해 다양한 진로를 체험함.
◦ 사회적 문제에 대한 관심과 흥미를 높이고 인간, 과학기술, 환경을 다양하 게 생각하는 공동체 의식과 공감하는 마음을 갖게 함.
나. 프로그램의 교육목표
1) 주변에서 쉽게 일어나는 문제를 발견하여 기존 지식을 활용, 발상의 과정을 찾아 적용하여 융합적 사고력을 키운다.
◦ PBL문제해결과정을 적용하여 최근 사회적으로 이슈가 되고 있는 어린이 보호구역 문제를 해결할 수 있는 방안을 건설 구조적, 음악적, 물리적, 수 학적 측면에서 고안
◦ 주어진 조건하에서 설계 및 제작을 통해 문제해결력과 공학 설계 능력 향 상, 조작력과 표현력 향상
◦ 어린이 보호 구역과 관련된 문제의 해결에는 과학기술적 측면 외에도 사 회, 환경을 더불어 생각하는 공동체 의식 고취
◦ 인간을 수단으로만 생각하지 않는 인간중심적 사고를 함양하고 이웃을 배 려하는 마음을 갖춤
◦ 안전사고 발생 시 대처 방안 매뉴얼을 숙지하고 이론적 학습뿐 아니라 실 제적 안전의식을 고취
2) 최종 목표
◦ 창의적 문제해결방법을 통해 현실적인 문제를 해결함으로 감성적 체험과 창의적 설계라는 STEAM 교육을 실현
◦ 프로젝트 과정을 통해 과학, 기술, 공학, 수학, 예술 영역의 소양을 함양하
여 미래사회에 대처할 수 있는 능력과 태도 지님
◦ 인간, 과학기술, 환경과 더불어 사는 사회를 살아가기 위해 필요한 이해와 배려의 마음가짐을 지님
◦ 최근 필요한 공학·디자인에 여학생들의 감성이 필요함을 인지시키고 창의 적인 활동을 통해 이공계 진로 탐색에 자신감을 가짐
다. 프로그램의 흐름도
라. 프로그램 개요
단계 주제 차시 학습내용 STEAM 학습형태
1 어린이 보호구역이란? 1-2
(2)
탐색하기
1. 대한민국 어린이 보호구역 자료 탐색 2. 세계 여러 나라의 어린이 보호구역 분류 3. 다른 나라의 어린이 보호구역 대비책 분석
S, T, A 개별 활동
2 프로젝트 만나기 3
(1)
프로젝트 만나기 1. 사전 검사 2. 모둠 구성하기 3. 동기유발
4. 프로젝트 제시 및 과정 안내하기
E, A 모둠 활동
3
도로 구조물의 이해 4
(1)
도로는 어떻게 만들어질까요?
1. 도로의 구조 알아보기
2. 도로 안전 장치(방지턱, 감속재)의 종류 조사하기 3. 우리나라 도로 구성 재료 탐색하기
T, E 모둠 활동
실습 활동
음악과 소음 5
(1)
인간의 감수성을 자극하는 음악이란?
1. 인간의 주의를 끌만한 음악 탐색 2. 소음과 음악에서의 주의력 차이 탐색
E, A 모둠 활동
실습 활동
진동수에 따른 소리발생의 원리
6-7 (2)
도로 바닥에서 발생하는 진동수의 효과는?
1. 여러 가지 바닥면의 특성과 주파수의 차이 2. 바닥 재질이 달라졌을 때의 주파수 차이 조사 3. 진동수 변화에 따른 속도 변화
S, M 모둠 활동
실습 활동
수학 도형의 이해 8
(1)
바닥면에 사용가능한 도형은 어떠한 것이 있나?
1. 각각의 도형의 특징 분석 2. 도형에 따른 주파수 차이 탐색
S, M 모둠 활동
실습 활동
4 프로젝트 계획 세우기 9
(1)
프로젝트 계획을 세워볼까요?
1. 프로젝트 파악하기 2. 모둠 역할 분담하기 3. 활동 계획 세우기 4. 진행 일정표 작성하기
E, A 모둠 활동
실습 활동
5
어린이 보호구역 방안 탐색, 설계하기
10 (1)
안정적인 우리의 보호구역을 설계해 볼까요?
1. 자료 수집 및 분석하기 2. 설계하기
S, T, M, E 모둠 활동
실습 활동
중간 발표하기 11
(1)
함께 생각해 볼까요?
1. 모둠 프레젠테이션 준비 2. 발표하기
3. 모둠 의견 교환
A 모둠 활동
발표
모듈 제작하기 12
(1)
안전한 보호구역 모듈을 제작해 볼까요?
1. 제작하기 T, E 모둠 활동
실습 활동
6 효과 검증 13
(0.5)
효과가 얼마나 차단될까?
1. 라인트레이서 프로그램을 통한 시뮬레이션 T, M, E 모둠 활동
실습 활동
7 결과 발표하기 13
(0.5)
함께 이야기해 볼까요?
1. 모둠 프레젠테이션 준비 2. 발표하기
3. 모둠 의견 교환
A 모둠 활동
발표
8 관련 직업 탐색
(커리어패스)
14 (1)
관련된 직업에는 어떤 것들이 있을까요?
1. 소리 연구가, 도로 시공 기술사, 수학자, 과학 자, 안전 관리사 등 직업 탐색
2. 커리어 패스 포트폴리오 제작
S, T, A 개별 활동
<표 > 프로그램 개요
(2) 다문화 픽토그램과 미래형 주거공간의 만남 가. 프로그램의 주제
1) 주제 선정 이유
◦ 최근 다양한 문화에 적용 가능한 과학기술이 주목을 받고 있으며 과거에서 현재, 미래에 이르기까지 지속적 실용 기술이 관심을 받고 있음.
◦ 다문화 사회의 취지인 배려하는 마음과 효율성을 추구하는 픽토그램을 융 합하여 미래형 주택에 접목시킴.
◦ 이를 통해 「공감, 공학, 공동체」 문제 상황을 인식하여 창의적 프로그램 설계, 성공적 감성적 체험으로 STEAM 교육과정에 접근함.
◦ 다문화 픽토그램과 미래형 주거공간의 만남은 과학, 수학, 공학, 사회학에 대한 내용을 중심으로 다양한 학문을 융합 적용함. 이를 STEAM적용 사례 로 이용하여 STEAM교육에 적절히 활용할 수 있음.
2) 주제를 통한 효과
◦ 대주제인 STEAM 「공감, 공동체, 공학」에 스며들다. 의 내용을 수업에 적 용하고 학습자는 사회적, 환경적, 과학적으로 종합적 사고함.
◦ 학습자는 배려하는 마음을 기반으로 하여 실질적이고 효율적인 픽토그램을 제작하고 미래형 주거공간을 설계함으로써 문제해결력 및 고등 사고력이 신장되고, 표준화, 설계, 보완을 위한 의견 조정 과정에서 의사소통능력 신 장 및 협동심 향상 가능.
◦ 미래지향적인 과학기술을 STEAM 발상으로 접근하고, 다문화 픽토그램 및 모듈러 시스템을 통해 해결해 봄으로써 학습자는 흥미로운 문제 상황 인식 과 창의적 설계, 성공적인 감성적 체험을 할 수 있게 됨.
◦ 여러 활동을 통해 스스로 진로를 개척하려는 마음을 갖게 되어 자기주도적 진로 의식을 함양함.
◦ 사회적 문제에 대한 관심과 흥미를 높이고 더불어 사는 마음을 함양함.
나. 프로그램의 교육목표
1) 다문화 사회에서의 인문학적 소양과 미래지향적 주거공간의 과학기술적 소 양의 접목에 영감을 얻어 프로그램을 진행함으로써 STEAM 프로그램의 몰입 도를 높이고, 학습자에게 배운 지식을 실생활에 활용하는 교육을 안내하여 학습 전이를 높임. 문제를 과학, 수학, 공학적으로 해결함으로써 융합적 사 고력을 신장함.
◦ 최근 드러나고 있는 사회적 문제를 인지하여 사회적 관심도를 높임.
STEAM 교육과정에서 강조하는 문제 상황에 대한 집중도가 높아짐. 이는 전체적인 STEAM 교육과정 운영에서 긍정적인 영향을 끼침.
◦ 효과적인 미래형 주거 공간 구성을 위한 과학적 실험과 다문화 픽토그램 표준화 시스템을 설계하기 위한 기술적, 합리적 방안 탐색을 위한 공학적 사고를 융합하여 방안 고안
◦ 주어진 조건하에서 제작을 통해 문제해결력과 공학 설계 능력 향상, 조작 력과 표현력 향상
◦ 다문화 픽토그램 표준화라는 새로운 아이디어를 탐색하고 이를 구체화시켜 특허출원을 해봄으로써 긍정적 감성적 체험을 함
2) 최종 목표
◦ 시스템 공학의 창의적 문제해결방법을 통해 현실 적인 문제를 해결함으로 감성적 체험과 창의적 설계라는 STEAM 교육을 실현
◦ 프로젝트 과정을 통해 과학, 기술, 공학, 수학, 예술 영역의 소양을 함양하 여 미래사회에 대처할 수 있는 능력과 태도 지님.
◦ 더불어 사는 사회를 살아가기 위해 필요한 이해와 배려의 마음가짐을 지님.
◦ 최근 강조되고 있는 감성 공학에 사회에서 얻는 영감이 필요함을 인지시키
고 다양한 관찰과 창의적인 활동을 통해 자기주도적 진로 탐색에 자신감을
가짐.
다. 프로그램의 개요
단계 주제 차시 학습내용 STEAM 학습형태
1
다문화 사회와 미래형 주거공간의
이해
1 (1)
알아보기
1. NIE를 통해 다문화 사회에 대한 이해 2. 미래형 주거 공간 이해(모듈러, 시스탬 공간) 3. 브레인 스토밍을 통한 픽토그램 아이디어 탐색
S, T, E, A 개별 활동
2 프로젝트 만나기 2
(1)
프로젝트 만나기 1. 사전 검사 2. 모둠 구성하기 3. 동기유발
4. 프로젝트 제시 및 과정 안내하기
E, A 모둠 활동
3
픽토그램 기술 접근 3
(1)
픽토그램 기술로 해결 할 수 있는 문제는 뭘까요?
1. 다문화 사회로 가기 위한 문제 분류하기 2. 다양한 언어를 함축적으로 담기 위한 방안 연구 3. 픽토그램 문제 결정
S, T, M 모둠 활동
미래형 주거 공간 기술 접근
4 (1)
미래형 주거공간은 어떻게 만들어질까요?
1. 미래형 주거 공간의 특성 알아보기
2. 도형의 조합에서 얻는 효과적 공간 활용 탐구
S, T, A, M 모둠 활동
4 프로젝트 계획 세우기 5
(1)
프로젝트 계획을 세워볼까요?
1. 프로젝트 파악하기 2. 모둠 역할 분담하기 3. 활동 계획 세우기 4. 진행 일정표 작성하기
T, E, A 모둠 활동
실습 활동
5
프로그램 설계 6
(1)
문제해결 프로그램을 설계해 볼까요?
1. 자료 수집 및 분석하기 2. 설계하기
S, T, M, A 모둠 활동
실습 활동
중간 발표하기 7
(1)
함께 생각해 볼까요?
1. 모둠 프레젠테이션 준비 2. 발표하기
3. 모둠 의견 교환
A 모둠 활동
발표
시스템 제작하기 8
(1)
시스템 모듈을 제작해 볼까요?
1. 제작하기 T, E 모둠 활동
실습 활동
6 효과 검증 9
(0.5)
문제 해결 여부?
1. 시스템 시뮬레이션 T, M, E, A 모둠 활동
실습 활동
7 결과 발표하기 9
(0.5)
함께 이야기해 볼까요?
1. 모둠 프레젠테이션 준비 2. 발표하기
3. 모둠 의견 교환
A 모둠 활동
발표
8
사회복지사, 건축가, 시스템 공학자, 산업디자이너 등
관련 직업 탐색
10 (1)
관련된 직업에는 어떤 것들이 있을까요?
1. 관련 직업 탐색
2. 직업 커리어 패스 포트폴리오 제작 3. 사후 검사
S, T, A 개별 활동
<표 > 프로그램 개요
