2018 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서
2018. 11. 1
부여초등학교
“이 보고서는 2018년도 정부의 재원으로
한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”
목 차
1. 요약문··· 1
2. 서론··· 2
3. 연구 수행 내용 ··· 2
가. 융합인재교육(STEAM) 개발 방향 ··· 2
나. STEAM 프로그램 연구 및 적용 ··· 3
다. [개 선] 프로그램① 자율주행 쇼핑카트 만들기 ··· 3
라. [개 발] 프로그램② 나는야 환경지킴이 ··· 6
마. [개 발] 프로그램③ 사각형으로 공간 꾸미기 ··· 9
4. 연구 수행 결과 ··· 14
4. 결론 및 제언 ··· 15
5. 참고문헌··· 18
[부록] 부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물 ··· 1
1. [개 선] 프로그램① 자율주행 쇼핑카트 만들기 ··· 1
2. [개 발] 프로그램② 나는야 환경지킴이 ··· 19
3. [개 발] 프로그램③ 사각형으로 공간 꾸미기 ··· 37
과 제 개 요
과제명 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영
STEAM 프로그램
구분
프로그램명 SW교육과 IㆍDㆍEㆍA STEAM 프로그램 개발 및 적용
학교급 초등학교 대상 학년(군) 5~6학년
중심과목 실과 중심과목
성취기준 영역 [초등학교] (4) 기술시스템
연계과목
수학 과학 사회 미술
연계과목 성취기준 영역
초등학교 5~6학년
<과학> (1)온도와 열 (7)물체의 운동 (13)전기의 이용
초등학교 5~6학년
<수학> (1)수와 연산 (3)측정 (4)규칙성
초등학교 5~6학년
<사회> (10)환경 문제와 지속가능한 환경 초등학교 5~6학년
<미술> (1)체험 (2)표현 연구기간 2018.4. . ~ 2018.11.23.
연 구 비 일금사백만원(￦4,000,000)
참여연구원 6명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 5명) 연구 수행자에 관한 사항
구분 소속 학교명 담당과목 직위 성명
연구책임자 부여초등학교 초등 수석교사 이학구
공동연구원 부여초등학교 초등 교사 장용택
공동연구원 부여초등학교 초등 교사 이철규
공동연구원 부여초등학교 초등 교사 이은철
공동연구원 충화초등학교 초등 교사 정웅기
공동연구원 세도초등학교 초등 교사 박준배
2018년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아
융합인재교육(STEAM) 교사연구회를 운영한 최종 결과로써 본 보고서를 제출합니다.
2018년 10월 31일
연구책임자 : 이 학 구 (인)
1. 요약서
1. 연구 주게
SW교육과 연계한
I· D · E· A STEAM 프로그램 개발 및 적용
2. 연구 목적
◦ 다른 교과와의 자연스러운 융합을 모색하며 문제상황제시-창의적설계-감성적 체험의 각 요소가 생동하는 「STEAM-SW교육 프로그램」을 개발하여 적용
◦ 현장에서 잘 활용할 수 있는 방안과 프로그램을 일반화 할 수 있는 연구를 진 행하여 STEAM-SW교육이 확산되는 계기를 마련
3.연구 수행 내용
순 구분 프로그램맹 차시
개선 및 개발내용
교육과정 지도안 교사
자료
학생 자료
평가 방법 1 개선 자율주행 쇼핑카트
만들기 8 O O O O
2 개발 나는야
환경지킴이! 4 O O O O O
3 개발 사각형으로
공간 꾸미기 7 O O O O O
4.연구 수행 결과
STEAM 태도 검사 결과 STEAM 만족도 검사 결과
제언 ◦ SW-STEAM 교육 관련 지속적인 연구 추진 필요
◦ SW-STEAM 수업을 위한 스마트교실 구축 등의 교육환경 개선 필요
2. 서론
가. 교사연구회의 목표
◦융합인재교육(STEAM)이 지향하는 가치와 방향성을 잘 보전하고 다른 교과와의 자연스러운 융합을 모색하며 문제상황제시-창의적설계-감성적 체험의 각 요소가 생동하는 「STEAM-SW교육 프로그램」을 개발하여 적용
◦교육 현장의 STEAM교육과 SW교육에 대한 요구를 이해하고, 현장에서 잘 활용 할 수 있는 방안과 프로그램을 일반화 할 수 있는 연구를 진행하여 STEAM-SW 교육이 확산되는 계기를 마련
◦무엇보다 학생들이 즐겁게 탐구하고 도전하고 문제 해결과정에서 성취를 경험하면서 미래의 세상에 필요한 것을 찾아내는 능력이 자신들에게 있음을 깨닫는 기회 제공 나. 연구방침
◦ 월 2회 정기적인 회의를 통해 교사 연구활동 전개
◦ 연구 내용은 초등학교 SW-STEAM 교수ㆍ학습자료 개발
◦ 학기별 2회 공개수업을 통해 교수·학습자료 검증 및 보완
3. 연구 수행 내용
가 융합인재교육 (STEAM) 개발 방향
SW교육과 연계한
I· D · E · A STEAM 프로그램 개발 및 적용
학생이 문제 해결의 필요성을 구체적으로 느낄수 있는
상황제시
학생 스스로 문제해결방법을 찾아가는
창의적 설계
학생이 문제를 해결하였다는
성공의 경험
I nterest (흥미)
학생들의 발달수준에 맞는 흥미로운 상황 제시
D esign (설계)
문제상황을 해결하기 위한 창의적 설계
E valuate (평가)
STEAM 수업 평가 방 법 개발 및 학교생활 기록부 기재예시방법 개발
A lgorism (CT)
SW교육과 연계한
융합인재교육 수업안
개발
나 STEAM 프로그램 연구 및 적용
◦
I·D·E·A
STEAM 프로그램 구분STEAM 프로그램
구분
프로그램명 SW교육과 연계한
I·D·E·A
STEAM 프로그램 개발 및 적용학교급 초등학교 대상 학년(군) 5~6학년
중심과목 실과 중심과목
성취기준 영역 [초등학교] (4) 기술 시스템
연계과목
수학 과학 사회 미술
연계과목 성취기준 영역
초등학교 5~6학년
<과학> (1)온도와 열 (7)물체의 운동 (13)전기의 이용
초등학교 5~6학년
<수학> (1)수와 연산 (3)측정 (4)규칙성
초등학교 5~6학년
<사회> (10)환경 문제와 지속가능한 환경 초등학교 5~6학년
<미술> (1)체험 (2)표현
개발계획
주제 연번
차시
(시수) 과목 연계(안)
1 4 과학(2)+실과(2)
2 4 수학(3)+미술(3)
개선계획 3 8 과학(2)+실과(3)+미술(1)+창체(2) 적용
결과
◦ 5~6학년 2개반 108명 융합수업 전개
◦ 융합수업 관련 3개 프로젝트 수업 전개
◦
I·D·E·A
STEAM 프로그램 개발내용순 구분 프로그램맹 차시
개선 및 개발내용
교육과정 지도안 교사
자료
학생 자료
평가 방법 1 개선 자율주행 쇼핑카트
만들기 8 O O O O
2 개발 나는야
환경지킴이! 4 O O O O O
3 개발 사각형으로
공간 꾸미기 7 O O O O O
프로그램① 자율주행 쇼핑카트 만들기 개 선
가 기존 프로그램 개요
나 개선 프로그램 개요
개선의 주안점
기존 프로그램 미래 직업 연계형으로 자율주행자동차 전문가가 되어보는 고 등학교 학생 대상으로 개발된 프로그램이다. 개선 프로그램은 자율주행 자동 차를 소재로 초등학고 고학년 학생에게 적용해 볼 수 있도록 하였다. 구체적 인 개선 사항은 다음과 같다.
㉠ 기존 프로그램은 아두이노에 여러 가지 센서를 연결하여 직접 자율주행자 동차를 디자인하고 제작하는 활동이 중심이다. 개선프로그램은 자율주행자 동차를 소재로 하되 초등학교 학생의 수준과 교육과정을 고려하여 자율주 행자동차의 원리를 이해한 후 이를 다른 사물에 적용하는 아이디어를 산출 하는 활동이 주가 된다.
㉡ 자율주행자동차와 관련된 수많은 내용 중 센서의 종류와 기능에 주목하여 5학년 과학과 교육과정 중 우리 몸의 감각기관과 연계하였다.
㉢ 스크래치나 엔트리 등의 블록형 프로그래밍 언어를 활용하여 자율주행차 의 센서가 작동하는 방식을 이해하고 우리의 감각기관과 연결 지어 활동할 수 있도록 하는데 주안점을 두었다.
㉣ 자율주행자동차를 제작하여 주행하는 대신 이미 센서가 장착된 완성형 로봇 을 이용하여 센서의 작동원리와 자율주행의 작동 방법을 이해하도록 하였다.
㉤ 학습자의 탐색 활동과 디자인 및 제작 활동 시간을 충분히 주기 위하여 8차시로 편성함 프로그램명 2016년 주제별 프로그램 - 설계기반 미래 유망직종-
혁신기술 전문가 편(고등학교) - 자율주행자동차 전문가
학교급 고등학교
차시 6차시
차시구성
(1차시) 자율주행 자동차의 이해 (2차시) 자율주행 자동차 부품의 이해 (3차시) 자율주행 자동차 회로도
(4차시) 자율주행 자동차의 설계 및 제작하기 (5차시) 자율주행 자동차 시험 주행
(6차시) 자율주행 자동차 완성 및 발표 (사후활동) 생각 되돌아보기
교육과정 연계
･과학 : 정보통신과 신소재
･기술 : 기술혁신과 설계
･미술 : 분석과 적용 주요 내용
구성
･자율주행자동차의 작동 원리 설명하기
･자율주행자동차구성을 위한 센서 요소를 분류하여 설명하기
･자율주행자동차를 설계, 제작, 주행하는 방법을 창의적으로 고안하기
상황제시 자율주행자동차의 영웅 되기 프로젝트 : 사람을 대신할 수 있고 위험으로부터 안전하게 사람을 보호하는 자율주행차 제작하기
산출물 다양한 자율주행 자동차
프로그램명 자율주행 쇼핑카트 만들기
(주율주행 연구센터의 연구원이 되어 자율주행 제품 설계하기)
학교급 초등학교
차시 8차시
차시구성
(1차시) 상황제시 : 자율주행 기술에 도전하라!
(2-3차시) 햄스터로봇으로 자율주행 체험하기
(4-5차시) 자율주행 연구개발 센터의 연구원이 되어 제품 개발하기 (6차시) 자율주행 제품 제안서 중간 발표하기 및 상호 평가하기 (7-8차시) 자율주행 제품 제안서 완성하고 전시하기
교육과정 연계
･실과 : 생활과 기술(기술과 발명의 기초, 창의적인 제품 만들기)
･실과 : 생활과 정보(정보 기기)
･과학 : 우리 몸의 구조와 기능
･미술 : 주제표현(재미있는 발상과 표현의 발견)
･창체 : 코딩교육
교육과정 성취기준
과목 교육과정 성취기준
과학 [6과16-03] 감각 기관의 종류, 위치, 생김새, 기능을 알고 자극이 전 달되는 과정을 설명할 수 있다.
실과
[6실04-04] 수송과 수송 수단의 의미를 알고, 수송 수단의 기본 요 소를 설명한다.
[6실04-07] 소프트웨어가 적용된 사례를 찾아보고 우리 생활에 미치 는 영향을 이해한다.
[6실04-08] 절차적 사고에 의한 문제 해결의 순서를 생각하고 적용 한다.
[6실05-03] 생활 속에 적용된 발명과 문제해결의 사례를 통해 발명 의 의미와 중요성을 이해한다.
미술
[6미02-02] 다양한 발상 방법으로 아이디어를 발전시킬 수 있다.
[6미02-03] 다양한 자료를 활용하여 아이디어와 관련된 표현 내용을 구체화할 수 있다.
[6미02-06] 작품 제작의 전체 과정에서 느낀 점, 알게 된 점 등을 서로 이야기할 수 있다.
창체 프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로그래밍 과정을 체험한다.
주요 내용 구성
･자율주행자동차의 원리 이해하기
･자율주행자동차의 장착 센서의 종류와 기능알기
･우리 몸의 감각기관과 센서의 종류와 기능을 연관 지어 이해하기
･자율주행의 원리를 적용하여 실생활의 아이템에 적용하기
･자율주행 제품 개발하고 발표하기
상황제시
･문제의 출발 : 자율주행자동차의 기술을 자동차가 아닌 다른 사물에 접목하면 어떤 변화가 생길까?
･이마트에 자율주행 쇼핑카드가 생기는데, 자율주행의 원리와 센서의 종류와 기 능을 이해하고 자율주행 연구센터 연구원이 되어 제품을 설계하고 발표해보자.
산출물 자율주행 원리를 적용한 다양한 제품의 아이디어와 설계도
평가방법
㉠ 평가기준 및 평가방법
㉡ 학교생활부 기록 방안 : 평가지, 관찰일지, 성찰일지, 산출물 등을 종합하여 생활기록부 수행평가란에 기재
평가기준 평가방법
다양한 센서의 종류와 기능을 설명할 수 있는가? 관찰평가 생활 속 문제를 해결하기 위해 센서를 선택하여 제품을 설계
할 수 있는가? 상호평가
문제를 해결하기 위하여 호기심을 가지고 적극적으로 참여
하며 협력하였는가? 상호평가
자료를 정리하여 말할 내용을 체계적으로 구성하여 효과적으
로 발표할 수 있는가? 상호평가
프로젝트 과정에 성실하게 참여하는가? 자기 평가
제품 제작의 전체 과정에서 느낀 점, 알게 된 점 등을 이야기
할 수 있는가? 자기평가
효과분석 2018년 STEAM 교육 태도조사지(학생용)과 만족도 조사지(학생용) 활용
프로그램② 나는야 환경 지킴이!
개 발
가 개발 프로그램 개요
적용 권장 학년 3~4학년
총 수업시수 4차시
관련 과목 과학, 미술, 도덕, 사회
학습 목표
가. 환경 문제를 합리적으로 해결하기 위한 탐구 능력 및 사회참여 능력을 기른다.
나. 우리 생활에서 식품포장 쓰레기 배출을 줄일 수 있는 방법을 생 각하고 실천하는 습관을 기른다.
차시 학습 주제 &
STEAM 단계 주요 내용 STEAM
요소
1
일회용품 쓰레기 줄이기
일회용품 쓰레기 줄이기
· ‘일회용품 없이 주말 살아보기 체험’ 이야기 나누기 · 코에 플라스틱 빨대 박힌 거북이 영상시청
· 일회용품 쓰레기를 줄일 수 있는 방법 이야기하기
2~3
식품포장 쓰레기를 줄일 수 있는 나만의 친환경
식기 만들기
나만의 친환경 식기 만들기
· 일회용 식품포장재를 줄일 수 있는 용품 알아보기 · 아이디어 나누기
· 나만의 친환경 식기 창의적 설계하기 · 친환경 식기 만들기
4
나만의 아이디어 홍 보 및 소개하기
나만의 아이디어 홍보 및 소개하기 · 작동 원리 및 구조 소개하기
· 직접 사용 후 좋은 점, 보완해야 할 점 등을 친구와 이야기하기 · 자신의 아이디어 홍보 자료 만들기
산출물 자율주행 원리를 적용한 다양한 제품의 아이디어와 설계도
평가방법
㉠ 평가기준 및 평가방법
㉡ 학교생활부 기록 방안 : 평가지, 관찰일지, 성찰일지, 산출물 등을 종합하여 생활기록부 수행평가란에 기재
평가기준 평가방법
다양한 센서의 종류와 기능을 설명할 수 있는가? 관찰평가 생활 속 문제를 해결하기 위해 센서를 선택하여 제품을 설계
할 수 있는가? 상호평가
문제를 해결하기 위하여 호기심을 가지고 적극적으로 참여
하며 협력하였는가? 상호평가
자료를 정리하여 말할 내용을 체계적으로 구성하여 효과적으
로 발표할 수 있는가? 상호평가
프로젝트 과정에 성실하게 참여하는가? 자기 평가
제품 제작의 전체 과정에서 느낀 점, 알게 된 점 등을 이야기
할 수 있는가? 자기평가
효과분석 2018년 STEAM 교육 태도조사지(학생용)과 만족도 조사지(학생용) 활용
나 개발 프로그램 내용
◦ 프로그램 과정
과정 내용
설계 원칙과
설계 과정 - 구성주의와 그 실천적 모델인 PBL을 수업모형으로 STEAM 교육프로그램 개발
문제개발
- 상황제시, 창의적 설계, 감성적 체험을 아우를 수 있도록 활동을 구조화 - 상황 안에서 명확한 목표를 향해 작은 활동들을 엮어가며 각 단원의 주제
가 자연스럽게 드러나는 문제
- 학습자들이 충분히 상황에 몰입하여 자기주도적으로 활동에 참여할 수 있 을 정도의 매력적이고 신선한 주제를 담은 문제
- 해결방안이 다양하게 나올 수 있는 비구조적인 문제 개발 교수 - 학습
과정 설계
- 일련의 학습 활동에서 학습자들이 창의성을 발현할 수 있도록 설계
- 동료 학습자와 의사소통을 통한 문제 해결이 자연스럽게 이루어질 수 있도 록 설계
학습 환경 설계 - 실제 세계의 경험을 통해 학습자가 스스로 지식을 구성할 수 있도록 하는 학습 환경 조성
활동지 개발 - 자기주도적 학습, 성찰적 학습, 팀별 협력학습을 도울 수 있는 활동지 개발
검토 - STEAM 교육 프로그램의
준거틀
요소
상황제시 전체 프로그램을 아우르는 상황 제시, 자연스러운 융합
창의적 설계 학습자 중심, 학생 자신의 아이디어 발현, 자기문제화 학습 방법, 과정활동 중심, 다양한 산출물, 협력 학습
◦ STEAM 과목 요소
과목 학습 요소 관련 성취기준
과학 물질 [4과01-04] 여러 가지 물질을 선택하여 다양한 물체를 설계하고 장단점을 토의할 수 있다.
미술 체험 [4미01-04] 미술을 자신의 생활과 관련지을 수 있다.
표현 [4미02-04] 표현 방법과 과정에 관심을 가지고 계획할 수 있다.
도덕 자연보호
[4도04-01] 생명의 소중함을 이해하고 인간 생명과 환경 문제 에 관심을 가지며 인간 생명과 자연을 보호하려는 태도를 가진다.
사회 생산
[4사04-03] 자원의 희소성으로 경제활동에서 선택의 문제가 발생함을 파악하고, 시장을 중심으로 이루어지는 생산, 소비 등 경제활동을 설명한다.
◦ STEAM 학습 준거
구분 주요 내용(& 관련 차시)
상황 제시
1차시에서는 우리가 무심코 버린 식품포장 쓰레기, 특히 플라스틱 쓰레기가 지구환경을 오염시키고 고통 받는 동물의 영상을 시청함으로써 자연과의 유대감 을 형성하고 이러한 현실이 결코 먼 미래나 남의 이야기가 아닌 우리와 밀접한 연관이 있음을 인식할 수 있도록 하였다.
또한 가정에서 발생하는 식품포장 쓰레기를 살펴보고, 고장과 나라마다 다른 분리수거 기준을 비교하여 가장 효율적인 분리수거 기준을 살펴보면서 식품포장 쓰레기 처리 방법에 흥미를 가진다.
창의적 설계
2~3차시에서는 식품포장 쓰레기를 줄일 수 있는 에더블 스푼 등을 고안하고 제작한다. 물질이 가지는 성질을 활용하여 다양한 기능을 하는 물체를 창의적으 로 설계하고, 이렇게 설계된 물체의 장점과 단점을 선택한 물질의 성질 관점에 서 생각해 보게 한다.
또한 생활 속에서 표현 주제를 찾거나 관찰과 상상을 통해 표현 주제를 탐색 할 수 있는 발상 능력과 작품 제작에 대한 기본적인 이해를 바탕으로 표현 재료 와 용구의 사용법 등을 익혀 기초적인 제작 능력을 기른다. 이를 위해 다양한 방식으로 주제를 풍부하게 떠올리고 표현 계획을 세울 수 있으며, 표현 의도에 적합한 조형 요소를 탐색하고, 기본적인 재료와 용구를 활용하여 자유롭게 작품 을 제작하는 데 중점을 둔다.
감성적 체험
1차시에서는 주말동안 일회용품을 사용하지 않고 생활해 본 후 체험 경험을 나눔으로써 우리가 얼마나 많은 일회용품을 사용해 왔는지, 또한 이것을 대체한 방법을 통해 문제를 해결하면서도 삶의 질을 향상시킬 수 있음을 느끼게 한다.
4차시에서는 자신이 구조를 설계하고 제작한 친환경 식기를 직접 구현하면서 성취감과 성공의 기쁨을 느낀다. 주변의 생활 용품 등에서 미술과 관련된 것들 을 조사･수집･분류하고, 의견을 나누는 과정을 통해 미술이 우리 삶과 밀접하게 관련되어 있음을 이해하도록 지도한다.
프로그램③ 사각형으로 공간 꾸미기 개 발
가 개발 프로그램 개요
적용 권장 학년 5~6학년
총 수업시수 7차시
관련 과목 수학, 미술
학습 목표
가. 다양한 사각형의 성질을 파악하여 소프트웨어를 활용하여 다양 한 사각형을 그릴 수 있다.
나. 우리 생활 주변의 공간을 아름답게 꾸미려는 마음을 갖고, 공간 을 꾸민다.
차시 학습 주제 &
STEAM 단계 주요 내용 STEAM
요소
1~2
‘다양한 사각형’을 활용한 생활 공간
꾸미기
· 목표 설정하기 · 다양한 사각형 알기
· 우리 주변의 다양한 사각형 찾아보기
· 생활 주변의 자투리 공간 찾고 디자인 방향 정하기
3~4
사각형의 성질 알고, 다양한 사각형 그리기
· 지난 시간에 찾은 다양한 사각형 살펴보기 · 다양한 사각형을 그리기 위한 요소 생각하기
· 다양한 사각형의 성질 알고, 다양한 모양의 사각형 그리기 · 규칙을 정해서 사각형 그리기(엔트리)
· 모둠별로 어떻게 무늬를 꾸밀지 디자인 계획 세우기 안내
5~6
사각형을 이용한 창의적인 무늬
꾸미기
· 모둠별로 디자인 계획 세우기
· 사각형을 이용하여 창의적인 무늬 만들기 · 모둠 작품 만들기
· 모둠별 토의하기
나 개발 프로그램 내용
◦ 프로그램 과정
과정 내용
설계 원칙과
설계 과정 - 구성주의와 그 실천적 모델인 PBL을 수업모형으로 STEAM 교육프로그램 개발
문제개발
- 상황제시, 창의적 설계, 감성적 체험을 아우를 수 있도록 활동을 구조화 - 상황 안에서 명확한 목표를 향해 작은 활동들을 엮어가며 각 단원의 주제
가 자연스럽게 드러나는 문제
- 학습자들이 충분히 상황에 몰입하여 자기주도적으로 활동에 참여할 수 있 을 정도의 매력적이고 신선한 주제를 담은 문제
- 해결방안이 다양하게 나올 수 있는 비구조적인 문제 개발 교수 - 학습
과정 설계
- 일련의 학습 활동에서 학습자들이 창의성을 발현할 수 있도록 설계
- 동료 학습자와 의사소통을 통한 문제 해결이 자연스럽게 이루어질 수 있도 록 설계
학습 환경 설계 - 실제 세계의 경험을 통해 학습자가 스스로 지식을 구성할 수 있도록 하는 학습 환경 조성
활동지 개발 - 자기주도적 학습, 성찰적 학습, 팀별 협력학습을 도울 수 있는 활동지 개발
검토 - STEAM 교육 프로그램의
준거틀
요소
상황제시 전체 프로그램을 아우르는 상황 제시, 자연스러운 융합
창의적 설계 학습자 중심, 학생 자신의 아이디어 발현, 자기문제화 학습 방법, 과정활동 중심, 다양한 산출물, 협력 학습 감성적 체험 Hands-on, 성공의 경험, 새로운 도전 요소, 자기 평가
◦ STEAM 과목 요소
과목 학습 요소 관련 성취기준
수학
도형
[4 수 02-03]교실 및 생활 주변에서 지각인 곳이나 서로 만나 지 않는 지선을 찾는 활동을 통해 직선의 수직관계와 평행 관계를 이해한다.
도형
[4 수 02-10]여러 가지 모양의 사각형에 대한 분류 활동을 통 하여 직사각형, 정사각형, 사다리꼴, 평행사변형, 마름모를 알 고, 그 성질을 이해한다.
미술
체험 [4미01-04] 미술을 자신의 생활과 관련지을 수 있다.
체험 [4미02-04] 표현 방법과 과정에 관심을 가지고 계획할 수 있다.
산출물 사각형 무늬를 이용한 공간 꾸미기
평가방법
㉠ 평가기준 및 평가방법
㉡ 학교생활부 기록 방안 : 평가지, 관찰일지, 성찰일지, 산출물 등을 종합하여 생활기록부 수행평가란에 기재
평가기준 평가방법
사각형의 특징을 잘 알고 있는가? 관찰평가
생활 속 사각형의 무늬를 찾고 활용할 수 있는가? 상호평가 문제를 해결하기 위하여 호기심을 가지고 적극적으로 참여
하며 협력하였는가? 상호평가
사각형의 무늬를 활용하기 위하여 소프트웨어를 잘 활용할 수
있는가? 상호평가
프로젝트 과정에 성실하게 참여하는가? 자기 평가
제품 제작의 전체 과정에서 느낀 점, 알게 된 점 등을 이야기
할 수 있는가? 자기평가
효과분석 2018년 STEAM 교육 태도조사지(학생용)과 만족도 조사지(학생용) 활용
STEAM 교사 연구회 주요활동 가 교사 연구회 주요활동 내용
구분 일정 장소 내용(참여자)
연구회 세미나 및
워크숍
2018.04.27 부여초등학교 융합인재교육 STEAM 교사연구회 씨앗워크숍
2018.07.17 부여초등학교 융합인재교육 STEAM 교사연구회 중간 중간평가 워크숍
2018.11.13.
(예정) 부여초등학교 융합인재교육 STEAM 교사연구회 최종평가 워크숍
공개수업
2018.06.22. 부여초등학교 3학년 2반
햄스터 자율주행 자동차 시뮬레이션 하기( 이OO)
2018.10.2. 부여초등학교
4학년 5반 자율 주행 자동차의 이해(장OO) 2018.10.2. 부여초등학교
5학년 1반 오조봇으로 자율주행 체험 (이OO) 2018.10.4. 부여초등학교
5학년 1반 자율주행 자통차 제품 구상(이OO) 2018.10.10. 충화초등학교
3학년 1반 자율주행 제품 개발하기(정OO) 2018.10.11. 세도초등학교
3학년 1반 자율주행 제품 완성·전시하기 (박OO) SW-STEAM
교육 부스 운영
2018.10.19. 충남과학
창의축전 탈출방지 스마트보안 시스템 부스운영 인근지역
교원대상 SW교육 역량강화 연수
2018.9 .17 . 부여초등학교 프로그래밍 응용( 이OO)
2018.9.18. 부여초등학교 로봇제어(정OO)
전문성 신장을 위한 연수 참여
2018.7.31.
~8.3.
한국과학
기술원 2018년 융합인재교육 심화연수(이OO )
2018.8.17.
~8.19.
한국교원
대학교 2018년 융합인재교육 기초연수(장OO)
2018.10.20. 한국과학 기술회관
2018년 융합인재교육 기초과정 연수 최종 성과 발표( 장OO)
전문성 신장을 위한 자체 연수 운영
2018.4.18. 부여초등학교 융합교육수업의 실제(차OO)
2018.9.11. 부여초등학교 엔트리프로그래밍 응용(정OO)
2018.9.27. 부여초등학교 오조봇활용 소프트웨어 교육(이OO)
나 교사 연구회 주요활동 장면
[선도그룹 워크숍]
융합인재교육 STEAM 교사연구회 씨앗워크숍(04.27.)
융합인재교육 STEAM 교사연구회 중간평가 워크숍(07.17.) [STEAM 교육 공개수업]
STEAM 공개수업
햄스터 자율주행 시뮬레이션(06.22.)
STEAM 공개수업
오조봇으로 자율주행 체험(10.2.)
STEAM 공개수업 자율주행 자동차의 이해(10.2.)
STEAM 공개수업
자율주행 제품 완성·전시하기(10.11.) [지역 교원 대상 SW교육 연수 실시]
프로그래밍 응용(9.17.) 로봇제어(9.18.)
[융합교육 성과 확산을 위한 SW-STEAM 부스 운영]
SW-STEAM 교육 부스 운영1(10.19~21) SW-STEAM 교육 부스 운영2(10.19~21)
[전문성 신장을 위한 자체연수 운영]
융합교육수업의 실제(4.18.) 엔트리 프로그래밍 응용(9.11.)
오조봇 활용 소프트웨어 교육(9.27.) 컴퓨팅 사고력 중심 교수 학습(10.1.)
4. 연구 수행 결과
가 STEAM 태도 검사 및 만족도 조사 결과
◦ STEAM 태도 검사 및 만족도 조사 결과
항목 질문내용 사전 사후
1 (STEAM 태도검사지 문항1, 문항14)
나는 수학과 과학 과목에 대한 흥미와 관심이 높아졌다. 76.8 81.3
2
(STEAM 만족도검사지 문항9-10)
나는 문제를 해결할 때 여러 과목에서 배운 내용을 동시에 적용하려고 노력한다.
86.06 91.97
3
(STEAM 만족도검사지 문항9-6, 문항 9-7)
나는 문제해결을 위해 스스로 생각하고, 활동에 끝까지 참여하여 해내게 되었다.
76 79.82
4
(STEAM 태도검사지 문항12, 문항32)
나는 다른 친구들과 의견을 나누고, 협력하는 것이 중요함을 알게 되었다.
81 84.86
5 (STEAM 태도검사지 문항9, 문항36)
나는 과학, 수학 분야와 관련된 직업에 대한 관심이 생겼다. 74.51 79.92
6 (STEAM 만족도검사지 문항9-9)
나는 배운 내용을 실생활과 연결 지으려고 노력하였다. 82.79 85.09
7
(STEAM 만족도검 사지 문항6, 문항7) STEAM 수업이 좋은 점은 무엇입니까?
수학, 과학, 실과 등 여러 과목을 연결시켜
배울 수 있어서 6.54 14.64
학생 중심의 활동이 많아서 22.47 18.46
친구들과 협력해서 수행하는 모둠별 활동이 많아서 24.21 23.23
스스로 생각하고 학습해야 하기 때문 10.16 5.17 과학, 수학 수업시간에 배운 내용이 실제 생활에서
어떻게 활용되는지 알 수 있어서 15.32 20.47 과학기술과 관련된 직업 정보를 얻을 수 있어서 12.67 10.42
기타 8.63 7.61
8 (STEAM 만족도검사지 문항8)
나는 앞으로도 STEAM 수업을 지속적으로 참여하고 싶다. 76.54 81.28
나 STEAM 태도검사 세부 문항별 결과분석
◦ STEAM 태도 검사 결과 : STEAM 수업에 대한 흥미도 변화 (STEAM 태도검사지 문항1, 문항14)
나는 수학과 과학 과목에 대한 흥미와 관심이 높아졌다.
0 20 40 60 80 100
흥미도 관심도
81.3 79.92
76.8 74.51
사전 사후
- 학생들의 수학 과학 과목에 대한 흥미도와 관 심도를 설문조사 한 결과, STEAM 수업 후 흥미 도는 4.5%p, 관심도는 5.41%p 증가했음을 알 수 있었다. STEAM 수업이 학생들의 흥미도와 관심 도에 긍정적인 영향을 미친 것으로 분석된다.
◦ STEAM 만족도 검사 결과 : STEAM 수업에 대한 융합적 소양 변화 (STEAM 만족도검사지 문항9-10)
나는 문제를 해결할 때 여러 과목에서 배운 내용을 동시에 적용하려고 노력한다.
0 20 40 60 80 100 120
융합적소양 91.97 86.06
사전 사후
- 학생들의 융합적 소양(문제 해결에 있어서 여 러 과목의 배운 내용을 동시에 적용)에 대한 설문 조사 결과 STEAM 수업 후 5.91%p 증가했음을 알 수 있었다. STEAM 수업이 학생들의 융합적 소양에 긍정적인 영향을 미친 것으로 분석된다.
◦ STEAM 만족도 검사 결과 : STEAM 수업에 대한 자기주도적 학습능력 변화 (STEAM 만족도검사지 문항9-6, 문항 9-7)
나는 문제해결을 위해 스스로 생각하고, 활동에 끝까지 참여하여 해내게 되었다.
0 20 40 60 80 100
자기주도적학습능력 79.82 76
사전 사후
- 학생들의 자기주도적 학습능력 신장에 대한 설문조사 결과, STEAM 수업 후 3.82%p 증가했 음을 알 수 있었다. STEAM 수업이 학생들의 자 기주도적 학습능력 신장에 긍정적인 영향을 미친 것으로 분석된다.
◦ STEAM 태도 검사 결과 : STEAM 수업에 대한 의사소통능력 변화 (STEAM 태도검사지 문항12, 문항32)
나는 다른 친구들과 의견을 나누고, 협력하는 것이 중요함을 알게 되었다.
0 20 40 60 80 100
의사소통능력 84.86 81
사전 사후
- 학생들의 의사소통능력 신장에 대한 설문조사 결과, STEAM 수업 후 3.86%p 증가했음을 알 수 있었다. STEAM 수업이 학생들의 의사소통능력 신장에 긍정적인 영향을 미친 것으로 분석된다.
◦ STEAM 만족도 검사 결과 : STEAM 수업에 대한 실생활연계성 변화 (STEAM 만족도검사지 문항9-9)
나는 배운 내용을 실생활과 연결 지으려고 노력하였다.
0 20 40 60 80 100
실생활연계성 85.09 82.79
사전 사후
- 학생들의 실생활연계성(배운 내용을 실생활과 연결 시키려는 노력)에 대한 설문조사 결과, STEAM 수업 후 2.3%p 증가했음을 알 수 있었 다. STEAM 수업이 학생들의 실생활 연계성에 긍 정적인 영향을 미친 것으로 분석된다.
◦ STEAM 태도 검사 결과 : STEAM 수업에 대한 참여지속성 변화 (STEAM 만족도검사지 문항8)
나는 앞으로도 STEAM 수업을 지속적으로 참여하고 싶다.
0 20 40 60 80 100
참여지속성 81.28 76.54
사전 사후
- 학생들의 지속적 참여여부에 대한 설문조사 결과, STEAM 수업 후 4.74%p 증가했음을 알 수 있었다. STEAM 수업이 학생들의 참여지속성에 긍정적인 영향을 미친 것으로 분석된다.
다 STEAM 만족도 검사 결과분석
◦ STEAM 만족도 검사 결과
(STEAM 만족도검사지 문항6, 문항7) STEAM 수업이 좋은 점은 무엇입니까?
0 5 10 15 20 25 30
사전 사후
8.63 7.61
12.67
10.42 15.32
20.47
10.16
5.17 24.21
23.23 22.47
18.46
6.54
14.64
1 2 3 4 5 6 7
1. 여러 과목을 연결시켜서 배울 수 있어서 5. 배운 내용의 실제 생활 활용을 알 수 있어서 2. 학생 중심의 활동이 많아서 6. 과학기술과 관련된 직업 정보를 얻을 수 있어서 3. 친구들과 협력하는 모둠활동이 많아서 7. 기타
4. 스스로 생각하고 학습하기 때문
- 학생들이 STEAM 수업이 좋은 이유를 설문 조사한 결과, 가장 큰 변화를 나타낸 항목은 여러 과목을 연결시켜서 배울 수 있어서(+8.1%p), 배운 내용의 실제 생활 활용을 알 수 있어 서(+5.15%p), 스스로 생각하고 학습하기 때문(-4.99%p) 순으로 나타났다.
분석해보면 STEAM 수업을 통해 여러 과목을 연결시켜서 배우는 융합적 소양 측면과 배운 내용을 실생활과 연결 짓는 실생활연계성 측면에서는 학생들이 많은 관심과 흥미를 가지면서 긍 정적인 영향을 미친 것으로 해석되지만 스스로 생각하고 학습하는 자기주도적 학습능력 측면에 서 학습부담 및 학생 개개인의 개인차 등의 원인으로 부정적인 영향을 미친 것으로 나타났다.
5. 결론 및 제언
2015 개정교육과정에서는 바른 인성을 갖춘 창의융합형 인재를 추구하고 있으며 이는 핵심 역량에 서도 강조하고 있다. 본 연구는 융합인재교육이 지향하는 가치와 방향성을 보전하며 STEAM-SW교육 프로그램을 개발 및 적용하여 창의융합형 인재육성을 추구하고 소프트웨어 교육을 강화하는 교육과정
에 충실히 부합하고자 하였다. 또한 I·D·E·A STEAM (Interest 흥미, Design 설계, Evaluate 평가, Algorism CT) 프로그램으로 과제를 설정하고 연구를 진행하였다. 개선 1개, 개발 2개, 총 3개 주제 의 16차시 수업 진행후 STEAM 태도검사 및 만족도 조사를 실시하였다.
개선 프로그램에서는 기존의 고등학교 학생을 대상으로 개발된 자율주행자동차 전문가 프로그램을 초등학교 고학년 수준으로 개선하여 적용하였으며, 스크래치나 엔트리 등의 블록형 프로그래밍 언어 를 활용하여 우리의 감각기관과 연결 지어 활동하였다.
수업 적용 후 STEAM 태도검사 및 만족도 조사 결과 흥미도, 융합적 소양, 자기주도적 학습능력, 의사소통능력, 실생활 연계성, 참여 지속성 등의 문항에서 에서 긍정적 결과를 도출하였으며 이는 본 연구의 프로그램이 STEAM 수업에 성공적 경험과 확산의 기회를 제공하였음을 알 수 있다.
본 연구의 제언은 다음과 같다.
첫째로 SW-STEAM 교육 수업 적용시 교실의 무선인터넷 구축망 미비, 스마트패드의 부족 등 기타 컴퓨터 활용 여건이 조성되지 않아 수업 진행시 어려움이 많았다. 학생들이 자율주행 자동차를 코딩 하여 작품을 만들때도 프로그램이 잘 작동되지 않아 시간이 지체되는 경우가 많았다. 따라서 본 수업 이 원활하게 진행되기 위해서는 무선인터넷 환경 구축, 충분한 수의 스마트 패드 보유 등 교실의 교 육환경 개선이 필요하였다.
둘째로 2015 교육과정에서 SW교육이 강조되고 있고, SW교육과 연계한 융합교육을 실시할 때 교육 적 효과적이다는 것이 여러 연구결과에서 드러났다. 따라서 코딩과 타교과를 융합하는 수업 연구 및 실천이 필요하다. 이를 위해서는 융합교육 교사연구회의 확대 지정 및 예산 지원을 늘려야 한다고 판 단된다.
5. 참고 문헌
교육과학기술부(2015). 과학과 교육과정, 교육과학기술부.
교육과학기술부(2015). 미술과 교육과정, 교육과학기술부.
교육과학기술부(2015). 수학과 교육과정, 교육과학기술부.
교육과학기술부(2015). 창의적 체험활동 교육과정,
교육과학기술부. 권순범(2012), STEAM기반 융합학습이 초등학생의 창의성 인성에 미치는 영향.
권영걸 외(2010). 디자인(초등학교 5, 6학년 창의적 재량활동 교재).
교육과학기술부(2010). 손에 잡히는 창의적 체험활동(초등학교).
교육과학기술부. 김경자, 김아영, 조석희(1998). 창의적 문제해결력 신장을 위한 교육과정 개발: 개념 모형 개발, 교육 과정연구.
김수환, 한선관(2012). Computational Thinking 향상을 위한 디자인기반 학습. 한국정보교육학회 논 문지 제16권 제3호, pp319-326. 김진수(2012),
STEAM 교육론. 양서원. 류미영(2015). 컴퓨팅 사고(CT) 기반의 융합교육 프로그램 개발: 초등 수학 교과를 중심으로. 경인교육 대학교 교육전문대학원 석사학위 논문.
박종서(2013), 자연에서 배우는 디자인 꼴 좋다, 디자인 하우스 박혜원,
신영준(2012). 융합인재교육(STEAM)을 적용한 과학수업을 적용한 과학수업이 자기효능감, 흥미 및 과학 태도에 미치는 영향.
안준별(2015). 디자인기반 학습을 활용한 초등 피지컬컴퓨팅 교육 프로그램 개발. 경인교육대학교 교 육전문대학원 석사학위 논문.
개선 프로그램
1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정
연번 차시 (중심과목)
2015 개정 교육과정 성취기준
(연계과목) 성취기준 영역
1 1/8 [6실04-04] 수송과 수송 수단의 의미를 알고, 수송 수단의 기본 요소를 설명한다.
[6과16-03]우리 몸의 구조와 기 능
2 2~3/8
[6실04-07] 소프트웨어가 적용된 사례를 찾아보고 우리 생활에 미치는 영향을 이해한다.
[6실04-08] 절차적 사고에 의한 문제 해결의 순서를 생각하고 적용한 다.
[6과16-03]우리 몸의 구조와 기 능
3 4~5/8 [6과16-03] 감각 기관의 종류, 위치, 생김새, 기능을 알고 자극이 전달 되는 과정을 설명할 수 있다.
[6실05-03]기술 활용
[6미02-02]표현 [6미02-03]표현 4 6/8 [6미02-06] 작품 제작의 전체 과정에서 느낀 점, 알게 된 점 등을 서로
이야기할 수 있다.
5 7~8/8 [6실05-07] 여러 가지 센서를 장착한 로봇을 제작한다. [6미02-03]표현
2. STEAM 프로그램 총괄표(총 8차시)
차시 주요내용
1/8
주제(단원)명 자율주행
자율주행 쇼핑카트를 만들기에 앞서, 자율주행의 의미와 레벨 표준에 대한 이해가 우선되어야 한 다. 이를 토대로 학생들은 자신들이 만들 자율주행 쇼핑카드의 레벨을 설정하고, 해당 레벨의 자율 주행을 구현하기 위해 필요한 요소들을 찾아낼 필요가 있음을 인식한다.
Co 자율주행 자동차 기술의 발전과 현 수준에 대한 관련 기사를 소개
Co 자율주행 레벨 표준에 대해 살펴보고 다양한 생활제품에 자율주행 기술을 접목하여 새로 운 제품을 만들어 줄 것을 제안
CD 자율주행 기술이 접목된 발명품에 대해 알아보고 아이디어 찾기
2~3/8
주제(단원)명 햄스터로봇으로 자율주행 체험하기
자율주행 쇼핑카트가 올바르게 역할을 수행하기 위해서는 절차적 사고에 따른 알고리즘의 설정과 자율적으로 판단하기 위한 센서의 작동이 필수적이다. 햄스터 로봇을 구동하며 이동의 알고리즘과 더불어 수행 과정에 필요한 센서의 종류와 각 상황에 적합한 센서값을 확인하며 센서를 체험한다.
Co 내가 원하는 움직임을 어떻게 설명해야 정확할까?
Co 햄스터로봇은 어떤 센서를 가지고 있을까?
CD 센서의 값을 다양하게 바꿔가며 햄스터 로봇을 움직여보기
ET 모둠원과 함께 햄스터로봇의 움직임을 관찰하고 제품 구상을 위한 논의하기
4~5/8
주제(단원)명 자율주행 연구원이 되어 자율주행 제품 개발하기
감각 기관의 종류와 기능을 중심으로 자극이 전달되는 과정을 이해하고, 생활 속에 적용된 발명과 문제해결의 사례를 통해 센서가 적용된 독창적인 자율주행 제품을 다양한 발상 방법을
프 로 그 램 ①
자율주행 쇼핑카트 만들기
3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안(1/8)
중심과목 실과 학교급/학년(군) 초등학교/5 학년
중심과목 성취기준
영역
[6 실 05-03]기술 활용 중심과목 성취기준
[6실04-04] 수송과 수송 수단의 의미를 알고, 수송 수단의 기본 요소를 설명한 다.
[6실05-03] 생활 속에 적용된 발명과 문제해결의 사례를 통해 발명의 의미와 중요성을 이해한다.
주제(단원)명 생활과 기술 차시 1/8
학습목표 ￭ 자율주행의 의미를 알고 자율주행에 필요한 요소를 설명할 수 있다.
￭ 자율주행차의 기술에 대해 이해하고 자율주행 기술이 접목된 발명품을 조사할 수 있다.
연계과목 과학 연계과목
성취기준 영역 [6과16-03]우리 몸의 구조와 기능
STEAM 요소
S 감각 기관의 종류와 기능을 알고 자율주행자동차의 센서의 종류와 기능에 대해 설명하기 T 자율주행 레벨 표준의 의미와 각 레벨에 필요한 기술에 대해 알아보기
E A M
개발 의도
자율주행 쇼핑카트를 만들기에 앞서, 자율주행의 의미와 레벨 표준에 대한 이해가 우선되어야 한다. 이를 토대로 학생들은 자신들이 만들 자율주행 쇼핑카드의 레벨을 설정하고, 해당 레벨의 자율주행을 구현하기 위해 필요한 요소들을 찾아낼 필요가 있음을 인식한다.
현재 자율주행의 기준은 총 6 단계로 분류되어 있다. 자율주행 쇼핑 카트를 온전히 저 기능에 맞출 순 없지만 인간의 개입 정도에 따라 레벨이 분류되어 있는 만큼 어느 정도의 자동화를 이루는지를 확인할 수 있을 것이다. 따라서 자율주행 쇼핑카트를 만들기에 앞서 레벨 표준에 대한 이해가 우선되어야 한다. 이 를 토대로 학생들은 자신들이 설정한 레벨 표준에 따라 달라지는 쇼핑카트의 움직임을 인식하고, 해당 레벨의
활용하여 구체화 하도록 한다.
Co 생활 속 자율주행 제품에 사용된 센서의 종류를 알아보기
CD 다양한 생활 용품에 센서를 장착한 제품을 구상하고 설계하기
CD 생활 용품에 창의적인 아이디어를 구체화하여 표현하기
ET 제품 구상 후 느낀 점 발표하기
6/8
주제(단원)명 자율주행 제품 계획서 중간발표 및 상호평가하기
자율주행 제품에 대한 아이디어를 기능과 디자인을 중심으로 발표하고, 평가 기준에 따라 상호평가 하도록 한다.
ET 아이디어를 구체화한 제품의 기능과 디자인에 대해 발표하고, 제품 계획서에 대해 상호평가하기
7~8/8
주제(단원)명 자율주행 제품 계획서 완성하고 전시하기
자율주행 제품의 기능과 디자인의 측면에서 센서의 역할을 중심으로 계획서를 수정 보완하고, 자율주행 제품 계획서를 최종 발표 후 전시하도록 한다.
CD 제품에 대한 상호평가를 바탕으로 계획서를 수정 보완하여, 센서를 이용한 자율주행 제품 계획서 완성하기
ET 자율주행 제품 계획서 최종 발표 및 전시하기
차 시 별 수 업 지 도 안 (1/8)
개선 프로그램
기능을 구현하기 위해 필요한 요소들을 확인하는 활동을 한다.
STEAM 학습준거
상황 제시
상 황 제 시
Co 자율주행 기술 개 발에 관련 뉴스를 소개
Co 자율주행 연구개발 센터 연구원의 역할을 부여받고 다양한 생활 제품에 자율주행 기술 을 접목하여 새로운 제 품을 만들어 줄 것을 제안
창 의 적 설 계
창의적 설계
감 성 적 체 험
CD 자율주행 기술이 접목된 발 명품에 대해 알아보고 아이디어 찾기
감성적 체험 학습
과정 교수-학습 활동 학습자료
및 유의점
도입 (5 분)
Co
- 자율주행차의 도심 첫 주행 테스트 뉴스 소개
- 자율주행 개념 이해하기: 운송수단을 운전자가 직접 운전하지 않고 스스로 판단하 여 목적지에 도착하게 하는 것
-뉴스(동영상) https://yo utu.be/4KJ nktFUETg
Tip! 생활 과 밀접한 관련이 있 음을 강조 한다.
전개 (30 분)
Co
-문제 상황 제시
자율주행 기술은 이미 다양한 생활 분야에 응용되고 있습니다. 최첨단 기술과 센서로 구현한 자율주행 기술을 다른 곳에 적용해 보면 어떨까요? 여러분의 생 활 속에서 활용할 수 있는 창의적인 제품 아이디어를 모아주세요. 여러분의 생 각으로 더 편한 미래 생활을 경험할 수 있습니다.
자율주행 연구개발 센터의 연구원 여러분! 더 편리한 생활을 위한 자율주행에 도전해 봅시다~
Co 자율주행 레벨 표준 알아보기
- 미국 자동차기술협회의 자율주행 레벨 표준 알아보기 Q. 레벨에 따른 차이점은 어떤 것들이 있을까요?
Q. 우리 주변의 자율주행 기능을 가진 제품들은 어디에 해당할까요?
Co 센서 알아보기
- 자율주행자동차에 필요한 센서 알기
Q.차선을 벗어나지 않거나 장애물을 피하려면 어떠한 센서가 필요할까?
CD 자율주행 레벨에 따른 쇼핑카트 아이디어 생성하기 - 자율주행 레벨에 따른 사람의 개입 수준 생각하기 - 자율주행 기술을 적용할 쇼핑카트 아이디어 생성하기
- 상 황 제 시 PPT
Tip! 센서의 명칭과 기 능을 정확 히 몰라도 비슷한 말 로 표현할 수 있도록 한다.
Tip! 창의적 인 생각과 표현이 허 용되는 자 유로운 분 위기를 조 성한다.
정리 (5 분)
ET 자율주행의 조건과 필요 요소 알아보기 우리 주변 사례들에서 자율주행의 요소 찾아보기
Q. 우리 주변에 자율주행으로 볼 수 있는 것들은 무엇일까요?
Q. 어떤 기능으로 인하여 자율주행으로 볼 수 있을까요?
중심과목 실과 학교급/학년(군) 초등학교/5 학년
중심과목 성취기준
영역
[6 실 04-08]기술 시스템 중심과목 성취기준
[6실04-07] 소프트웨어가 적용된 사례 를 찾아보고 우리 생활에 미치는 영향 을 이해한다.
[6실04-08] 절차적 사고에 의한 문제 해결의 순서를 생각하고 적용한다.
주제(단원)명 생활과 기술 차시 2~3/8
학습목표
￭ 절차적 사고에 친구들과 햄스터로봇의 이동 절차를 설명할 수 있다.
￭ 프로그램의 센서값을 바꿔가며 햄스터로봇의 센서를 경험할 수 있다.
￭ 햄스터로봇의 움직임을 관찰하고 조종하며 아이디어 구상할 수 있다.
연계과목 과학 연계과목
성취기준 영역 [6과16-03]우리 몸의 구조와 기능
STEAM 요소
S 감각 기관과 햄스터로봇의 센서의 종류와 특징을 비교하기 T 프로그램의 센서값을 바꿔가며 햄스터로봇의 센서를 경험하기 E 햄스터로봇의 움직임을 관찰하고 조종하며 아이디어 구상하기 A
M
개발 의도
자율주행 쇼핑카트가 올바르게 역할을 수행하기 위해서는 절차적 사고에 따른 알고리즘의 설정 과 자율적으로 판단하기 위한 센서의 작동이 필수적이다. 햄스터 로봇을 구동하며 이동의 알고리 즘과 더불어 수행 과정에 필요한 센서의 종류와 각 상황에 적합한 센서값을 확인하며 센서를 체 험한다.
최적의 판단을 내리기 위하여 주변 상황을 정확하게 파악할 수 있는 센서가 중요하다. 센서의 역할과 중요성을 깨닫기 위하여 햄스터로봇의 센서값을 변화시키며 구동해 본다. 이를 통해 센서의 역할을 체험 해보고 더 나아가 센서가 우리 생활 여러 제품에 사용되었을 때의 좋은 점과 생활 모습의 변화를 생각해 본다.
STEAM 학습준거
상황 제시
상 황 제 시
Co 각종 움직임들을 절차적 사고를 통해 단 계적으로 분리하기
Co 햄스터로봇은 어 떤 센서를 가지고 있을 까?
창 의 적 설 계
창의적 설계
ET 모둠원과 함께 햄 스터로봇의 움직임을 관찰하고 제품 구상을 위한 논의하기
감 성 적 체 험
CD 나의 생각을 알고리즘으로 표 현하고 작동 확인하기
CD 센서의 값을 다양하게 바꿔가 며 햄스터 로봇을 움직여보기
감성적 체험
차 시 별 수 업 지 도 안 (2~3/8)
개선 프로그램
학습
과정 교수-학습 활동 학습자료
및 유의점
도입 (5 분)
Co 절차적 사고와 알고리즘 알아보기
Q : 아이들의 생각대로 샌드위치가 만들어졌을까요?
Q : 엉뚱한 샌드위치가 만들어진 이유가 무엇일까요?
Q : 내 생각대로 샌드위치를 만들려면 어떻게 설명해야 할까요?
- 동 영 상 https://
youtu.be /GrsqZS DMKO4
전개 (30 분)
Co 절차적 사고에 따라 친구들과 움직이기
- 시작 지점에서 출발하여 목적지에 찾아가려는 친구에게 길을 안내하기 - 활동지의 지시 명령어만을 활용하여 길 안내하기
- 절차적 사고에 따라 단계를 분류하여 정리하기 - 정리한 내용을 알고리즘으로 만들어 생각 나누기 - 친구들의 알고리즘에 따라 길을 찾아가고 오류 찾아보기
Co 햄스터로봇 움직이며 센서의 종류와 기능 알아보기
- 햄스터로봇의 전방거리센서, 가속도 센서, 바닥(라인)센서, LED 등을 미리 준비된 프로그래밍을 연결하여 확인해 봅시다.
햄스터로봇의 센서 이해하기
CD ET 주어진 프로그래밍의 센서값을 바꾸어 가며 여러 가지 동작 조작하기 - 프로그래밍의 센서값을 바꿔가며 각각의 센서를 작동 시켜 보세요.
Tip! 움직임 에 대한 명 확한 지시 가 있도록 학 생 들 의 알 고 리 즘 을 피드백한다.
- 햄 스 터 로 봇 세트 - 스 마 트 폰 , 프 로 그 래 밍 앱 ( 로 보 이 드)
Tip! 로보이 드 앱과 햄 스 터 로 봇 을 한 대씩 연 결한다.
Tip! 미 리 코딩된 프 로 그 래 밍 을 준 비 하 여 센서의 기 능 체험하 는데 중점 을 두도록 한다.
정리 (5 분)
CD 각종 센서를 우리 주변의 사물에 장착한다면 어떤 변화가 생길까?
- 주변의 익숙한 사물, 자신이 빈번하게 사용하든 사물들에 주의를 기울여, 그 사물들에 센서를 부착하였을 때 일어날 수 있는 일과 생활의 변화를 생각해 봅시다.
Tip! 다 음 차시와 연 결성에 유 의하여 발 문한다.
중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/5 학년 중심과목
성취기준 영역
[6 과 16-03] 우리 몸의 구조와 기능 중심과목 성취기준
[6 과 16-03] 감각 기관의 종류, 위치, 생김새, 기능을 알고 자극이 전달되는 과정을 설명할 수 있다.
주제(단원)명 자율주행 연구원이 되어 자율주행
제품 개발하기 차시 4~5/8
학습목표
※ 감각 기관의 종류와 기능을 알고 자극이 전달되는 과정을 적용하여, 센서를 활용한 자율주행 제품을 구상하고 설계할 수 있다.
※ 생활 속에 적용된 발명과 문제해결의 사례를 통해 제품을 설계할 수 있다.
※ 다양한 발상 방법을 활용하여 아이디어를 구체화하여 표현할 수 있다.
연계과목 실과, 미술 연계과목
성취기준 영역
[6실05-03]기술 활용 [6미02-02]표현 [6미02-03]표현
STEAM 요소
S 우리 몸의 감각 기관을 이해하고, 제품에 활용된 센서의 종류와 기능에 대한 설명 나타내기 T
E 센서를 활용한 자율주행 제품을 구상하고 설계하기
A 자율주행 제품에 대한 다양한 아이디어를 구체화하여 표현하기 M
개발 의도 우리 몸의 감각 기관을 이해하고, 센서를 활용한 자율주행 제품을 구상하도록 한다.
감각 기관의 종류와 기능을 중심으로 자극이 전달되는 과정을 이해하고, 생활 속에 적용된 발명과 문제해결의 사례를 통해 센서가 적용된 독창적인 자율주행 제품을 다양한 발상 방법을 활용하여 구체화 하도록 한다.
자율주행 제품을 설계할 때 자율주행에 필요한 센서의 기능을 우리 몸의 감각 기관과 비교하며 알아볼 수 있도록 한다. 그리고 센서의 기능을 활용하여 자율주행 제품을 구상함에 있어 실생활에 사용되는 다양한 제품을 창의적으로 떠올려 볼 수 있도록 한다. 또한 자율주행 제품 구상에 있어 디자인의 조건도 고려하여 심미적인 아름다움도 느낄 수 있도록 한다.
STEAM 학습준거
상황 제시
상 황 제 시
생활 속 자율 주행 제 품에 사용된 센서의 종 류 알아보기
창 의 적 설 계
창의적 설계
생활 용품에 창의적인 아이디어를 구체화하여 표현하기
감 성 적 체 험 다양한 생활 용품에 센서를 장착
한 제품을 구상하고 설계하기
감성적 체험
차 시 별 수 업 지 도 안 (4~5/8)
개선 프로그램
학습
과정 교수-학습 활동 학습자료
및 유의점
도입 (10 분)
Co 생활 속 자율주행 제품에 사용된 센서의 종류 알아보기
- 우리 생활 주변에서 다양한 제품에 센서가 활용되고 있음을 알고 그 외의 제품에 여러 가지 센서가 활용 될 수 있음을 확인하기
동영상자료
‘알아서 따라오는
스마트 캐리어’
https://w ww.youtub e.com/wat ch?v=yroQ LWYuP44
전개 (60 분)
CD 다양한 생활 용품에 자율주행 센서를 장착한 제품을 구상하고 설계하기 -아이디어 구상하기(자율주행 관련 센서의 종류 및 기능을 중심으로 구체화) -아이디어 스케치하기
-디자인의 조건: 실용성, 심미성, 경제성, 독창성 고려하기 -설계한 제품에 대한 설명서 작성하기
-활용한 센서의 종류와 기능, 활용방법, 작동 방법, 사용자 맞춤형 등 필요한 내용 을 체계적으로 작성하기
Tip! 다양한 생 활 용 품 에 자 율 주 행 과 관련된 센 서가 활용 될 수 있음 을 충분히 생각해 보 도록 하고, 기능과 함 께 디자인 의 조건을 고 려 하 여 구 상 하 도 록 안내한다.
정리 (10 분)
ET 제품 구상 후 느낀 점 발표하기
- 센서를 활용한 자율주행 제품을 구상하면서 알게 된 점, 재미있었던 점, 어려웠던 점 등을 발표한다.
중심과목 미술 학교급/학년(군) 초등학교/5 학년 중심과목
성취기준 영역
[6미02-06] 표현 중심과목
성취기준
[6미02-06] 작품 제작의 전체 과정에서 느낀 점, 알게 된 점 등을 서로 이야기 할 수 있다.
주제(단원)명 자율주행 제품 계획서 중간발표 및
상호평가하기 차시 6/8
학습목표 ※ 자율주행 제품 계획서를 기능과 디자인을 중심으로 발표하고 평가 기준에 따라 상호평가 할 수 있다.
연계과목 연계과목
성취기준 영역
STEAM 요소
S 자율주행과 관련된 센서가 기능적으로 적절하게 적용되었는지 상호평가하기 T
E
A 디자인한 제품의 기능과 디자인에 대해 발표 후 제품에 대해 상호평가하기 M
개발 의도 자율주행 제품에 대한 아이디어를 기능과 디자인을 중심으로 발표하고, 평가 기준에 따라 상호평가 하도록 한다.
자율주행 제품에 대한 아이디어를 친구들에게 발표한다. 중간발표를 통하여 친구들이 구상한 다양한 자율주행 제품들의 특징을 비교해보고 개선할 점을 찾아 의견을 제시할 수 있도록 한다. 이러한 상호평가의 과정을 거치며 자신의 작품 계획서에서 수정, 보완해야할 점을 찾아 최종 작품계획서를 완성 할 수 있도록 한다.
STEAM 학습준거
상황 제시 상
황 제 시
다양한 스마트폰의 기 능과 디자인을 비교해 보고 개선할 점 생각해 보기
창 의 적 설 계
창의적 설계 아이디어를 구체화한
제품의 기능과 디자인 에 대해 발표하고, 제 품 계획서에 대해 상호 평가하기
감 성 적 체 험 감성적 체험
학습
과정 교수-학습 활동 학습자료
및 유의점
도입 (5 분)
Co 다양한 스마트폰의 기능과 디자인을 비교해보고 개선할 점 생각해 보기
- 평소에 사용하는 스마트폰에서 편리한 점과 불편한 점을 생각해보고, 불편한 점의 개선 방안 생각해보기
학습자료 자율주행
제품 계획서
전개 (35 분)
ET 자율주행 쇼핑카트 계획서 중간발표 및 의견 제시하기 - 자율주행 쇼핑카트 계획서 발표하기
- 궁금한 점 질문하기
- 친구들이 구상한 자율주행 쇼핑카트 계획서의 다양한 특징을 비교해 보고, 개선할 점을 찾아 의견 제시하기
Tip! 자율주 행 제품 계 획서 내용 을 미리 숙 지하고 자 료를 활용 하여 발표 할 수 있도 록 한다.
정리 (5 분)
ET 자율주행 쇼핑카트 계획서 되돌아보기
-센서를 활용한 자율주행 쇼핑카트을 구상하면서 알게 된 점, 재미있었던 점, 어려 웠던 점 등을 발표한다.
