2020 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서
2020. 11.
내동초등학교
【 2020년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】
과 제 개 요
과제명 2020년 STEAM 교사연구회 운영(내동초등학교)
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 방울벌레 소리의 아름다움을 악기로 표현하기
학교급 초등 대상 학년(군) 6학년
중심과목 수학 중심과목
성취기준 영역 [초등학교 5~6학년] (4) 규칙성
연계과목 과학 음악
연계과목 성취기준 영역
[초등학교 3~4학년] (3) 동물의 생활 [초등학교 3~4학년] (8) 소리의 성질 [초등학교 3~4학년] (10) 동물의 한살이 [초등학교 3~4학년] (1) 표현
연구기간 2020.7.20. ~ 2020.11.30.
신청금액 일금사백만원(￦4,000,000)
참여연구원 8명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 7명) 연구 수행자에 관한 사항
구분 소속(학교명) 담당과목 직위 성명
연구책임자 내동초등학교 음악 교사 정소영
공동연구원 서진초등학교 과학 교사 강진기
공동연구원 서진초등학교 음악 교사 이소현
공동연구원 서진초등학교 수학 교사 김민지
공동연구원 서진초등학교 수학 교사 박준홍
공동연구원 서진초등학교 수학 교사 강상이
공동연구원 서진초등학교 수학 교사 박정현
공동연구원 금성초등학교
(진주수학체험센터 파견) 과학 교사 김주연
2020년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 융합인재교육(STEAM) 교사연구회를 운영한 결과로써 본 보고서를 제출합니다.
2020년 11월 20일
주관연구기관장 : 내동초등학교장 강광호 (인) 연구책임자 : 내동초등학교 교사 정소영 (인)
한국과학창의재단 이사장 귀하
“이 보고서는 2020년도 정부의 재원으로
한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”
목 차
1. 요약문··· 1
2. 서론··· 1
가. 연구의 필요성 ··· 1
나. 연구의 목표 ··· 2
3. 연구 수행 내용··· 2
가. STEAM 프로그램 개발·적용 ··· 2
1) 분석(Analysis) ··· 2
2) 설계(Design) ··· 6
3) 개발(Develop) ··· 8
4) 프로그램 실행(Implementation) ··· 8
나. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사(Evaluation) ··· 9
1) STEAM 프로그램 학생 평가 방법 ··· 9
2) STEAM 수업 적용 전·후 학생 태도검사 및 만족도 조사 ··· 12
다. STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천 ··· 15
4. 연구 수행 결과··· 15
5. 결론 및 제언-STEAM 수업 수혜 학생들의 반응(인터뷰) ··· 16
[부록]
부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물
부록2. 주제별 활동사진, 학생 산출물 챠트, 공개수업 시나리오 및 영상 부록3. 회의 사진 및 자문 결과
1. 요약문
본 연구회에서는 창의·융합형 인재 육성을 위하여 2015개정 교육과정의 수학 교 과를 중심(과학, 음악 교과 연계)으로 성취기준 영역 (4) 규칙성에서 5개 성취기준 중 1개인 ‘[6수04-05] 비례배분을 알고, 주어진 양을 비례배분 할 수 있다.’의 교육 시수 를 모두 대체할 수 있는 차시 대체형 과학·예술 융합형 프로그램을 신규 개발하였다.
개발한 STEAM 프로그램은 서진초 6학년 전체 학생(6학급 학생 147명)에게 적용하 였으며 연구원들의 소속교 서진초(실습협력학교)에서 경상남도교육청 초등교육과 추 진 교육실습 협력학교 지원 장학 시 지도교사 대표로 공개수업과 전체 교육실습생 대상 시범수업 및 특강을 실시하였다.
실천하는 환경교사단 우수사례 탑재(경상남도교육청), 정규교육과정 연계 역량중심 프로그램 개발(경상남도교육청 교육연구정보원), 역량중심 프로그램 비대면 자료 개발 (경상남도교육청)로 STEAM 확산 실천을 위하여 노력하였다.
이와 같은 성과를 경상남도교육청 경남수학문화관 진주수학체험센터 ‘체험수학 연계 교직원 연 수’에 우수사례로 12월 중 강의 예정이다.
2. 서론
가. 연구의 필요성
기후변화가 만든 재앙으로 메뚜기 떼는 주요 이슈로 빠지지 않고 있으며, 종 특이 적인 음향을 생성하는 메뚜기목 분류군에서 전통적인 형태 분류와 함께 생물학적 특 성의 하나로 음향 연구를 병행하는 것은 세계적인 추세이기에 이와 관련된 다양한 주제의 STEAM 프로그램이 필요하다.
메뚜기목 울음소리에 대한 학습과 학생의 생태감수성 함양을 위한 목적에 부합하 는 종을 찾기 위해서는 대량사육이 가능하여야 하는데 2019년 7월, 농립축산식품부는 축산법 시행규칙 위임 고시인 「가축으로 정하는 기타 동물」을 개정해 지난 25일부 터 곤충 14종을 가축으로 인정하기로 하였다. 이중 학습·애완용 곤충 8종 중 여치, 왕귀뚜라미, 방울벌레가 있었고 앞으로 사육농가 수가 증가될 것으로 기대된다.
곤충교육산업의 장기적인 발전을 위해서는 사육농가에 대한 지원도 중요하나 교육 현장의 수요가 무엇보다 중요하리라 본다. 이를 위해서는 현장 적합성 높은 교육프로 그램 개발도 병행되어야 한다.
소리곤충 교실사육활동은 시각에 집중되어 있는 관찰활동의 영역을 확대할 수 있 는 기회를 만들고 과학·예술 융합형 프로그램 개발에 다양한 영감을 제공할 것이다.
나. 연구 목표 본 연구회에서는
과학·예술 융합형 프로그램(방울벌레 소리의 발생 원리를 살펴보고, 수치화하여 창 의적으로 표현하는 프로그램)인 ‘방울벌레 소리의 아름다움을 악기로 표현하기’는 공감각적인 세계 속에서 서로 다른 감각을 동원하여 다양한 형질을 탐색하고, 이를 수 치화하여 악기라는 수단으로 표현할 수 있는 창의·융합형 인재를 양성하고자 한다.
서로 다른 교과 간 융합을 바탕으로 현장 적합성 높은 최신 연구 동향과 주요 이 슈를 주제로 한 차시 대체형 STEAM 프로그램을 보급하여 융합인재교육의 학교 현장 정착과 일반화를 위한 기반을 마련하고자 한다.
따라서 이번 연구의 목표는 다음과 같다.
서로 다른 교과 간 융합을 바탕으로 현장 적합성 높은 ‘방울벌레 소리의 아름다 움을 악기로 표현하기’ STEAM 프로그램 개발 및 교원 연구역량 제고
3. 연구 수행 내용
가. STEAM 프로그램 개발·적용
STEAM 프로그램은 ADDIE모형의 절차에 따라 개발하였다. 개발된 프로그램의 타당도를 검증하기 위하여 초등학교에서 융합인재교육을 실시 중인 교사 3명을 대상으로 안면 타당도 검증을 실시하였다. 검증결과 학습 순서 조정 및 학습량 적정화 등의 내용을 수정하였다.
1) 분석(Analysis)
가) 기존 융합인재교육프로그램 분석
융합인재교육(STEAM) 사이트(https://steam.kofac.re.kr/)에 탑재된 STEAM R&E 연구 활동-귀뚜라미 날개 구조 패턴을 이용한 악기 제조와 이 악기 소리의 청소년 인지·정 서적 청감에 미치는 영향(2016)을 분석하였고 이를 수정, 보완하여 초등교육에 적용할 수 있는 교수학습지도안을 제작하고 실제 교육활동에 투입하였다.
상황 제시
○ 교육과정 분석 결과 아래 교과 지도 유의점을 반영하면서 실생활에 교과 지식이 실 제 사용될 수 있는 상황을 제시하였다.
- (수학) 규칙성은 생활 주변에 존재하는 다양한 현상을 탐구하는 데 중요하며 함수 개 념의 기초가 된다. 생활 주변이나 여러 현상에서 찾을 수 있는 규칙이나 두 양 사이 의 대응 관계는 실생활의 복잡한 문제를 해결하는 데 유용하고, 규칙 찾기를 통해 추론 능력을 길렀다.
- (수학) 비율의 의미를 다룰 때 타 교과 및 실생활에 비율이 적용되는 간단한 사례를 사용하였다.
- (과학) 학생들에게 친숙한 소재인 소리의 성질을 탐구함으로써 과학 학습의 즐거움을 인식하도록 하였다. 주위에서 소리를 내는 여러 가지 물체를 관찰하고 소리가 물체 의 진동에 의해 만들어지는 것을 이해하도록 하였다. 또 높낮이나 세기가 다른 소리 를 직접 만들어 내거나, 소리가 멀리 전달되거나 반사되는 현상을 관찰하여 소리의 발생, 소리의 세기, 소리의 높낮이, 소리의 전달을 학습하도록 하였다.
- (음악) 자연의 소리나 주변 환경의 다양한 소리에 대해 살펴보고, 목소리, 악기, 신 체, 물체 등을 이용하여 창의적으로 표현하도록 하였다.
창의적 설계
○ 교실에서 방울벌레 실제 사육을 통해 학생 스스로 도전할 수 있도록 도울 수 있는 아래의 과제를 제시하였다.
- 곤충을 관찰한 파브르 관찰하기
- 방울벌레의 분류학적 위치로 습성과 생태 알아보기 - 방울벌레 생김새와 행동으로 생태 추론하기
- 방울벌레 관찰 계획 세우고 관찰해보기 - 곤충 접사를 위한 사진 촬영 익히기
- 방울벌레 한 살이 관찰 결과를 만화로 표현하기 - 방울벌레 행동에 따른 소리 분석하기
- 방울벌레가 다른 귀뚜라미와 소리가 다른 이유를 발성기관에서 찾아보기 - 소리를 이용한 의사소통의 장·단점 알아보기
- 음과 수의 비례적 관계 이해하기
- 비례식을 활용하여 피타고라스 음계 알아보기 - 비례배분을 이용해 악기 현의 길이 구하기 - 방울벌레 발성 기관과 악기와의 공통점 찾기 - 순정률을 이용하여 다양한 악기 만들기 - 악기로 연습곡 연주하기
- 내가 만든 악기로 방울벌레 소리 표현하기
- 내가 만든 악기로 방울벌레 짝 찾기 과정 체험하기
○ 기존 연구에서는 귀뚜라미 날개 구조의 구조학적 분석 및 이를 이용한 악기를 디자 인하여 귀뚜라미 날개 구조 패턴을 이용한 악기를 제작하였다. 초등 수업에서 차시 대체형으로 제작 가능한 간단한 악기를 찾아 수업에 투입하였다.
감성적 체험
○ 기존 연구에서 제작된 악기로 연주한 음악에 대한 명상 방해, 인지 과제 수행 방해 실험을 하였다. 그 결과, 새롭게 만든 귀뚜라미 악기 소리에 대해 전체적으로 긍정
적인 답변이 부정적이 답변보다 많이 나왔으며 연주된 음악의 음악으로서의 가능성 에 대해서는 긍정적인 반응이 부정적이 반응보다 더 많이 나오기는 하였으나 유보 적인 답변도 상대적으로 비슷하게 나와 새로운 악기로서의 가능성은 더 많은 실험 을 통하여 개선되어야 함을 말함.
- 이번 연구에서는 방울벌레 소리의 원리에 대해 탐구하고 표현해 보는 것과 더불어 소리를 통한 의사소통의 목적이 짝짓기임에 주목하여, 인간도 이성을 유혹하기 위 해 만든 낭만적인 사랑의 노래인 세레나데를 연주하였음을 소개함으로써 방울벌레 울음소리에 의미를 부여하고 방울벌레 울음소리와 세레나데를 비교하였다.
- 눈을 감고 청각에만 의지하여 소리를 내고 있는 악기의 위치를 찾아보는 활동을 통해 방울벌레의 짝 찾기를 간접 체험하고 이를 통해 방울벌레 생태에 공감하고 생태 감수성을 길러 보았다.
○ 관찰 영역에서 탁월한 능력을 발휘했던 파브르와 음의 아름다움을 수로 표현하였던 피타고라스를 모델링하는 과정을 통해 위인에 대한 거리감을 좁힐 수 있는 경험을 제공하였다.
○ 생물의 소리는 여러 가지 기능과 의미가 담긴 일종의 통신 수단인데, 이를 잘 연구 하면 인간 생활에 도움이 되는 자원으로도 개발할 수 있다. 이미 해외 여러 선진국 에서는 생물의 소리를 이용하여 생물다양성 평가와 생태계 모니터링에 활용하고 있 으며 또한 해충 방제나 환경변화를 감지하는 수단으로도 활용하고 있다. 공감각적 인 세계 속에서 서로 다른 감각을 동원하여 다양한 형질을 탐색하는 것은 궁극적으 로 분류의 효율을 극대화하는 작업이라 할 수 있다. 방울벌레 소리 모니터링과 전 문가와 협업을 통해 시민 과학자로서의 경험을 제공하였다.
○ 타 교과와 예술영역에서 기존의 단순하게 조립된 혼합물서의 경험이 아닌 진정한 의미로 용해된 화합물로서의 경험을 가질 수 있도록 하였다.
나) 융합교육프로그램의 개발 방향 설정
구분 개발 방향
교육 목표
주제별 성취기준 관련 학습 목표 설정
▷ 주제1. 방울벌레 한 살이 관찰하기
환경에 적응한 방울벌레 생김새와 생활 방식을 관찰하여 만화로 표현할 수 있다.
▷ 주제2. 방울벌레 소리 탐구하기
방울벌레 행동에 따른 소리와 소리를 이용한 의사소통의 특징을 설명할 수 있다.
▷ 주제3. 피타고라스 음계 알아보기
피타고라스의 음계를 알아보고, 비례배분을 활용하여 악기의 음계를 나타낼 수 있다.
▷ 주제4. 방울벌레처럼 소리내는 악기 만들기
방울벌레의 소리 발생 기관과 악기를 비교하여 설명할 수 있다.
구분 개발 방향
순정률을 이용하여 다양한 악기를 만들어 보고 악기를 통해 방울벌레의 소리 발생 원리를 이해할 수 있다.
▷ 주제5. 음악으로 표현하는 방울벌레 짝짓기
방울벌레 울음소리와 세레나데를 비교하여 공통점을 찾고, 방울벌레 짝 찾기의 의미 를 설명할 수 있다.
교육 내용
설정된 목표와 관련된 관련 단원 내용을 분석하여 교과 간 융합이 가능한 학습 내 용으로 선정
▷ 3학년 음악 1학기 1. 두근두근 열리는 세상 - 우리 주변에서는 무슨 소리가 들리나요? (1차시)
▽(2차시 개발) 주제4. 방울벌레처럼 소리내는 악기 만들기
4-1. 방울벌레 발성 기관과 악기와의 공통점 찾기 4-2. 순정률을 이용하여 다양한 악기 만들기 4-3. 악기로 연습곡 연주하기
▽(1차시 개발) 주제5. 음악으로 표현한 방울벌레 짝짓기
5-1. 내가 만든 악기로 방울벌레 소리 표현하기
5-2. 내가 만든 악기로 방울벌레 짝 찾기 과정 체험하기
▷ 3학년 과학 1학기 3. 동물의 한 살이
- 여러 가지 곤충의 한 살이에는 어떤 특징이 있을까요? (1차시)
▽(9차시 개발) 주제1. 방울벌레 한 살이 관찰하기
1-1. 곤충을 관찰한 파브르 관찰하기
1-2. 방울벌레의 분류학적 위치로 습성과 생태 알아보기 1-3. 방울벌레 생김새와 행동으로 생태 추론하기
1-4. 방울벌레 관찰 계획 세우고 관찰해보기 1-5. 곤충 접사를 위한 사진 촬영 익히기
1-6. 방울벌레 한 살이 관찰 결과를 만화로 표현하기
▷ 3학년 과학 2학기 5. 소리의 성질
- 물체에서 소리가 날 때의 공통점은 무엇일까요? (1차시) - 어떻게 하면 작은 소리나 큰 소리를 낼 수 있을까요? (1차시) - 높은 소리와 낮은 소리를 어떻게 이용할까요? (1차시)
▽(2차시 개발) 주제2. 방울벌레 소리 탐구하기
2-1. 방울벌레 행동에 따른 소리 분석하기
2-2. 방울벌레가 다른 귀뚜라미와 소리가 다른 이유를 발성기관에서 찾아보기 2-3. 소리를 이용한 의사소통의 장·단점 알아보기
▷ 6학년 2학기 4. 비례식과 비례배분
2) 설계(Design)
○ STEAM 준거틀 구성계획
구분 개발 방향
- 비례식을 활용해 볼까요? (1차시)
▽(1차시 개발) 주제3. 피타고라스 음계 알아보기
3-1. 음과 수의 비례적 관계 이해하기
3-2. 비례식을 활용하여 피타고라스 음계 알아보기 3-3. 비례배분을 이용해 악기 현의 길이 구하기
교육 방법
1. 수학 규칙성 영역의 성취기준 ‘[6수04-05] 비례배분을 알고, 주어진 양을 비례 배분 할 수 있다.’ 교육 시수를 모두 대체할 수 있도록 실제 교실 수업에서 적 용 가능한 학습도구 개발
2. 학생 활동 중심으로 다양한 산출물이 제작될 수 있도록 함.
교육 평가
1. STEAM 수업 적용 학생 성취도(지식·기능·태도) 평가 방법을 개발하고, 학교 생활기록부 기재 방법 제시
2. 비례배분을 이용하여 실생활 문제를 해결할 수 있는지 평가될 수 있도록 함.
구분 주요 내용
상황제시
1. 가장 아름다운 소리로 우는 방울벌레의 한 살이와 울음소리에 대한 연구 가 매우 부족하며 환경변화로 인하여 개체수도 급격히 줄어 우리 주위에 서 쉽게 찾아볼 수 없게 되었다.
2. 2019년 7월, 농립축산식품부는 축산법 시행규칙 위임 고시인 「가축으로 정 하는 기타 동물」을 개정해 7월 25일부터 곤충 14종을 가축으로 인정하기로 함. 이중 학습·애완용 곤충 8종 중 여치, 왕귀뚜라미, 방울벌레가 있었다.
사육농가를 통해 공급받아 교실에서 기르면서 관찰이 가능하게 되었다.
3. 종 특이적인 음향을 생성하는 메뚜기목 분류군에서 전통적인 형태 분류와 함 께 생물학적 특성의 하나로 음향 연구를 병행하는 것은 세계적인 추세이다.
4. 방울벌레 사육이 교실에서 충분히 이루어질 수 있으며 소리 관찰을 통해 과학 학습의 또 다른 즐거움을 느껴보고자 한다.
5. 방울벌레 행동에 따라 소리가 달라지는데 날개로 어떻게 한 결과인지 3학 년 때 배운 지식을 적용할 수 있음을 알게 한다.
6. 방울벌레가 날개로 울음소리의 세기와 높낮이를 표현하였듯이 우리도 소 리의 성질을 이해하면 악기를 만들 수 있음을 알게 한다.
7. 방울벌레 소리의 아름다움을 악기로 표현하기 위해 음악과 수학을 연결하 여 생각하게 한다. 고대 그리스시대 세상 만물에서 수의 관계를 이해하려 한 피타고라스를 따라 악기를 제작하도록 한다.
8. 방울벌레가 짝짓기를 위해 만들어내는 아름다운 소리를 표현하기 위해서 는 순정률을 이용하여 소리의 높이를 달리 표현할 수 있는 악기를 제작해 볼 필요가 있음을 알게 한다.
9. 방울벌레가 짝짓기를 위해 울음소리를 내는 것과 사람이 이성의 마음을 얻기 위해 세레나데를 부르는 행동에 유사성이 있음을 발견할 수 있게 한 다. 소리로 동족을 찾아가는 활동을 통해 방울벌레 짝 찾기를 체험하며
구분 주요 내용
방울벌레의 짝 찾기 과정의 어려움과 의미를 느낄 수 있도록 돕는다.
창의적 설계
1. 곤충을 관찰한 파브르 관찰하기
2. 방울벌레의 분류학적 위치로 습성과 생태 알아보기 3. 방울벌레 생김새와 행동으로 생태 추론하기
4. 방울벌레 관찰 계획 세우고 관찰해보기 5. 곤충 접사를 위한 사진 촬영 익히기
6. 방울벌레 한 살이 관찰 결과를 만화로 표현하기 7. 방울벌레 행동에 따른 소리 분석하기
8. 방울벌레가 다른 귀뚜라미와 소리가 다른 이유를 발성기관에서 찾아보기 9. 소리를 이용한 의사소통의 장·단점 알아보기
10. 음과 수의 비례적 관계 이해하기
11. 비례식을 활용하여 피타고라스 음계 알아보기 12. 비례배분을 이용해 악기 현의 길이 구하기 13. 방울벌레 발성 기관과 악기와의 공통점 찾기 14. 순정률을 이용하여 다양한 악기 만들기 15. 악기로 연습곡 연주하기
16. 내가 만든 악기로 방울벌레 소리 표현하기
17. 내가 만든 악기로 방울벌레 짝 찾기 과정 체험하기
감성적 체험
1. 방울벌레 성장 과정에 대한 자료가 매우 부족하기에 우리가 만들어내는 자료는 후속 연구자들에게 그 가치를 인정받을 것이다. 이러한 활동을 통 해 각자가 시민 과학자로서 보람을 느끼게 될 것이다.
2. 3학년 때 배운 교과지식(소리의 성질)을 활용하여 실생활 문제(방울벌레 행동에 따른 소리 분석, 격리 기작으로 소리가 가능한 원인, 의사소통으 로서 소리의 장·단점)를 해결해 보는 기회를 제공한다. 또한 방울벌레가 짝짓기를 위해 길이, 크기, 높이를 달리하여 의사소통함을 확인함으로써 그들의 생태를 음악으로 표현하고자 하는 다음 활동에 대한 도전의식을 가지게 한다.
3. 이전 주제에서 방울벌레 소리 유형별 음의 높이에 차이가 있음을 배웠다.
여기에서 느낄 수 있는 아름다움을 악기로 표현하고자 한다. 이를 위해
‘음’과 ‘수’의 관계에 몰두했던 피타고라스의 연구 결과에 대한 이해 가 필요한데 수학 교과에서 배운 지식을 적용해 보는 경험을 통해 이를 해결해 보는 경험을 가지게 한다.
4. 순정률을 활용하여 소리의 높이를 표현할 수 있는 악기를 제작해 봄으로 써 방울벌레의 아름다운 소리를 표현해보고자 하는 이번 연구 목적을 충 분히 달성할 수 있음을 스스로 느끼도록 한다.
5. 방울벌레의 소리에 대한 관찰과 이론 습득에서 그치지 않고 직접 만든 악 기를 연주하고 방울벌레 유인음을 만드는 활동을 통해 창작과 표현까지 학생활동을 확장한다. 방울벌레와 사람의 행동에서 공통점을 발견하고 방 울벌레가 되어 행동해봄으로써, 방울벌레 같은 작은 생명체의 별것 아닌 듯 보이는 행동도 개체의 생존을 위해 꼭 필요한 힘든 과정이라는 것을 느끼고 모든 생명을 소중히 여기는 마음을 기를 수 있도록 한다.
3) 개발(Develop)
중심과목 수학 성취기준 영역 (4) 규칙성에서 5개 성취기준 중 1개인 ‘[6수04-05] 비 례배분을 알고, 주어진 양을 비례배분 할 수 있다.’의 교육 시수를 모두 대체할 수 있 는 차시 대체형 과학·예술 융합형 프로그램을 개발하였다.
자세한 내용은 <부록 1>에 수록하였다.
STEAM 프로그램
구분
프로그램명 방울벌레 소리의 아름다움을 악기로 표현하기 선행
프로그램명 해당 없음
학교급 초등학교 대상 학년(군) 6학년
중심과목 수학 중심과목
성취기준 영역 [초등학교 5~6학년] (4) 규칙성
연계과목
과학
음악
연계과목 성취기준 영역
[초등학교 3~4학년] (3) 동물의 생활 [초등학교 3~4학년] (8) 소리의 성질 [초등학교 3~4학년] (10) 동물의 한살이 [초등학교 3~4학년] (1) 표현
개발결과
주제 연번
차시
(시수) 과목 연계(안)
1 1~9(9) 과학(9)
2 10(1) 과학(1)
3 11~12(2) 수학(1.5)+음악(0.5)
4 13~14(2) 음악(2)
5 15(1) 음악(1)
적용 결과 ※ 2020. 10. 16. 기준, 15차시 중 15차시 개발 및 적용 완료
4) 프로그램 실행(Implementation)
가) 적용 대상: 서진초 6학년 6학급 학생 149명 나) 적용 시기: 9~10월 중
연계과목인 음악, 과학 교과의 성취기준은 3학년 관련 내용이기에 6학년 수업에 적용 하기 위해 창의적 체험활동(동아리) 시간과 아침 독서활동 시간을 활용하여 적용하였다.
차시 학습 내용 적용 시간
1~3 곤충을 관찰한 파브르 관찰하기 아침 독서 시간
4 방울벌레의 분류학적 위치로 습성과 생태 알아보기 창의적 체험활동(동아리) 5~6 방울벌레 생김새와 행동으로 생태 추론하기 창의적 체험활동(동아리) 7 방울벌레 관찰 계획 세우기와 관찰하기 창의적 체험활동(동아리) 8 곤충 접사를 위한 사진 촬영 익히기 창의적 체험활동(동아리) 9 방울벌레 한 살이 관찰 결과를 만화로 표현하기 창의적 체험활동(동아리)
10
방울벌레 행동에 따른 소리 분석하기
방울벌레가 다른 귀뚜라미와 소리가 다른 이유를 발 성기관에서 찾아보기
소리를 이용한 의사소통의 장·단점 알아보기
창의적 체험활동(동아리)
11~12 음과 수의 비례적 관계 이해하기 수학 6-2 4. 비례식과 비례
나. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사(Evaluation) 1) STEAM 프로그램 학생 평가 방법
기 개발된 STEAM 프로그램의 평가모델* 등을 활용하여 교사연구회에서 개발한 STEAM 프로그램에서 학생 평가 방법을 구안하였다.
* 평가모델 검색: STEAM 사이트(https://steam.kofac.re.kr) 내 기개발된 주제별 프로그램 또는 학교 밖 STEAM의 교사용 자료(평가 계획), STEAM 교사연 구회 결과보고서의 학생 평가 방법 등 참조
본 연구회의 STEAM 프로그램 학생 평가 방법에 대한 예시는 아래와 같으며, 자세 한 내용은 <부록 1>에 수록하였다.
가) 차시별 학생 평가기준 및 방법
차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구
11~12 /15
상 비례배분을 알고, 주어진 길이를 순정률에 따라 비례배분
할 수 있다. 관찰
및 활동지평가
관찰평가지 지필평가지 중 비례배분은 알지만, 주어진 길이를 순정률에 따라 비례배
분 하지 못한다.
하 비례배분을 알지 못한다.
○ 관찰평가지(11~12차시)
시각적 자료를 통해 비례배분을 표현할 수 있도록 하여 학생의 이해정도를 관찰한 다. 순정률을 활용하여 비례배분하여 악기 현의 길이를 구하는 문제해결 과정을 통해 지식과 태도를 평가한다.
번호 이름
지식 태도
배움과 성장의 기록 비례배분을 알고 이
를 활용하여 문제를 해결할 수 있다.
주어진 길이를 순 정률에 따라 비례 배분 할 수 있다.
순정률에 관심을 가지고 적극적으 로 참여한다.
상 중 하 상 중 하 상 중 하
비례식을 활용하여 피타고라스 음계 알아보기
비례배분을 이용해 악기 현의 길이 구하기 배분 13~14
방울벌레 발성 기관과 악기와의 공통점 찾기 순정률을 이용하여 다양한 악기 만들기 악기로 연습곡 연주하기
창의적 체험활동(동아리)
15 내가 만든 악기로 방울벌레 소리 표현하기
내가 만든 악기로 방울벌레 짝 찾기 과정 체험하기 창의적 체험활동(동아리)
○ 지필평가지(11~12차시)
수학과 평가 기준안
단원 4. 비례식과 비례배분 평가방법 서술형
평가영역 규칙성 교과서 쪽수 82-85
학습주제
(평가요소) 비례배분을 이용하여 생활 속 문제 해결하기
성취기준 [6수04-05]비례배분을 알고, 주어진 양을 비례배분할 수 있다.
교과역량 문제해결, 창의융합 정의적
영역평가 과제해결
평가문항
및
예시 답안
평가기준
잘함 ∙ 비례배분의 뜻을 알고, 주어진 양을 정확하게 계산하여 비례배분할 수 있다.(모든 문제 해결)
보통 ∙ 비례배분의 뜻을 알고, 주어진 양을 어느 정도 식으로 나타내어 비례 배분할 수 있다.(일부 문제 해결)
노력 ∙ 비례배분의 의미를 잘 알지 못하여 계산하는데 어려움을 겪는다.(문제 해결에 어려움을 가짐)
수학과 평가지
6학년 반 번 이름 ( )
단원명 4. 비례식과 비례배분
학습주제 비례배분을 이용하여 생활 속 문제 해결하기
1. 42개의 사과를 지수와 효정이가 4 : 3으로 나누어 가진다고 합니다. 각각 몇 개씩 가져야 하는지 알아봅시 다.
(1) 지수와 효정이가 가지게 되는 사과는 각각 전체의 몇 분의 몇인지 다음과 같이 식을 세워 봅시다.
지수 : ＝
효정 : =
(2) 지수이와 효정이는 각각 몇 개씩 가져야 합니까?
지수 : 42× ＝ (개)
효정 : = (개)
2. 피타고라스가 발견한 두 가지 기본 원리와 비례배분을 활용하여 한줄 전자기타를 제작하고자 합니다.
( ) 안에 알맞은 숫자와 음계를 넣으세요.
피에조스피커
현의 길이를 1:1로 나누는 위치에서 연주하면 원래 길이의 한 옥타브 높은 소리가 난다.
현의 길이를 1:2로 나누는 위치에서 연주하면 원래 길이의 완전 5도 높은 소리가 난다.
피에조스피커로부터 현의 길이가 60cm이 위치에서 ‘도’ 음이 난다면 1:1로 나누는 위치인 피에조스피커로부터 ( )cm 인 곳에서는 한 옥타브 높은 ( )음이 난다.
피에조스피커로부터 현의 길이가 60cm이 위치에서 ‘도’ 이 난다면 1:2로 나누는 위치인 피에조스피커로부터 ( )cm 인 곳에서는 완전 5도 높은 ( )음이 난다.
도 피에조스피커
60cm 0cm
그림을 참고하여 계산해 보세요
나) 학교생활기록부 기재 예시
학생생활기록부 기재 예시 자료 기재 상황 예시
수학
비례배분을 알고, 주어진 상황에 비례배분 을 적용할 수 있음.
탐구활동 과정에서 창의적인 사고과정을 통해 수 학적 원리 이해 및 활용 능력이 관찰되어 기술.
피타고라스와 같이 수에서 음악의 아름다움을 찾아 표현
하는 활동에 흥미를 느낌. 성장과정 중심으로 기술
2) STEAM 수업 적용 전·후 학생 태도검사 및 만족도 조사
학생 태도검사는 사전검사와 사후검사 대상을 동일한 학생으로 구성하였으며 ‘한국과 학창의재단’에서 배포한 태도검사와 만족도 조사양식을 이용하여 취합 후 분석을 요청하였다.
가) 적용 대상: 서진초 6학년 6학급 학생 147명
나) 사전검사 적용 시기: 2020. 9. 2.(수) ~ 3.(목) 실시 다) 사후검사 적용 시기: 2020. 11. 9.(월) ~ 13.(금) 실시
학생 태도의 경우 수학흥미, 과학흥미, 수학배려, 과학배려, 수학소통, 과학소통, 수학 유용성, 과학유용성, 수학자아개념, 과학자아개념, 수학자아효능감, 과학자아효능감, 수 학진로선택, 과학진로선택과 같은 14개 영역을 검사하였다. 이 중 아래의 표와 같이 6 개 영역에서 통계적으로 유의하게 나타났다(p<.05). 이는 본 프로그램이 학생들의 태도 에 긍정적 영향을 미친 것으로 볼 수 있다.
영역 시기 N 평균 표준화 편차 t 유의확률
수학흥미 1 147 2.4150 0.79038
-2.706 0.007 2 81 2.7037 0.73492
수학배려 1 147 3.0317 0.56311
-2.350 0.020 2 81 3.2387 0.67337
수학소통 1 146 2.7968 0.65434
-2.901 0.004 2 81 3.0658 0.69606
과학소통 1 147 2.9728 0.58975
-2.321 0.021 2 81 3.1728 0.67928
수학자아개념 1 146 2.5137 0.80931
-2.426 0.016 2 81 2.7840 0.79427
수학진로선택 1 147 2.4626 0.70246
-3.122 0.002 2 81 2.7654 0.69860
P<.05
학생 STEAM(융합인재교육) 태도 사전-사후 검사
학생 만족도의 경우 5점 척도 조사 결과는 만족(3.6), 재미(3.4), 참여(3.8), 수준(2.9, 수가 클수록 어려움), 계속 참여(3.19)로 나타났기에 적절한 수준의 교육으로 학생들의 흥미를 이끌어내었음을 확인할 수 있었다.
STEAM 수업의 ‘만족도’에 대한 추가 질문에 대한 결과는 아래의 표와 같다. 이를 통해 학생들의 만족을 이끌어내었음을 구체적으로 확인할 수 있었다.
문 항 결과
1. 나는 과학 수업이 재밌어졌다. 3.2
2. 나는 과학 수학 학습 내용에 대해 많이 이해하게 되었다. 3.5
3. 나는 과학·수학 공부에 대한 흥미가 생겼다. 3.2
4. 나는 과학기술에 대한 관심이 생겼다. 2.9
5. 나는 과학과 관련된 책이나 글을 읽는 것이 좋아졌다. 2.7 6. 나는 문제해결을 위해 스스로 생각을 하게 되었다. 3.6
7. 나는 다양한 학습 활동을 끝까지 해내게 되었다. 3.4
8. 나는 한 가지 문제를 다양하게 생각해 보았다. 3.5
9. 나는 배운 내용을 실생활과 연결 지으려고 노력하였다. 3.4 10. 나는 문제해결에 여러 과목에서 배운 내용을 동시에 적용하려고 노력하였다. 3.4
11. 나는 적극적이고 활발하게 수업에 참여하였다. 3.6
12. 나는 의견에 대한 근거를 가지고 친구들과 토론하였다. 3.5
13. 나는 다른 친구들에게 나의 생각을 표현하였다. 3.6
14. 나는 다른 친구들의 의견을 잘 들어주고 존중하였다. 3.9 15. 나는 다른 친구들과 협력하는 것이 중요함을 알게 되었다. 3.8
16. 나는 다른 친구들을 배려하는 마음이 생겼다. 3.9
17. 나는 실패하는 것을 두려워하지 않고, 도전하려는 마음이 생겼다. 3.6 18. 나는 과학기술 분야와 관련된 직업에 관심이 생겼다. 2.9
3) STEAM 프로그램 연구 및 적용을 통한 교원 만족도 조사
‘한국과학창의재단’에서 배포한 만족도 조사양식을 이용하여 취합 후 분석을 요청하였다.
가) 적용 대상: 우리 STEAM 교사연구회 회원 8명 나) 적용 시기: 2020. 11. 9.(월) ~ 13.(금) 실시
교사 만족도의 경우 5점 척도 조사 결과는 아래의 표와 같았다. 교사가 생각하는 전 체 프로그램(수업) 내용의 난이도는 2.5(수가 클수록 쉬움)로 학생 결과와 비교했을 때 교사가 생각하는 만큼 어렵게 느끼지 않았음을 알 수 있었다.
STEAM 교육에 대한 인식
문 항 결과
1. STEAM 교육에 대해 잘 알고 있다고 생각하십니까? 4.1 2. 우리나라에서 ‘STEAM 교육’을 적극적으로 도입해야 한다고 생각하십니까? 4.6 3. 앞으로도 지속적으로 STEAM 교육을 실행할 의향이 있으십니까? 4.6
STEAM 교육 필요성/효용성
문 항 결과
1. STEAM 교육을 통해 학생의 통합적 사고를 함양할 수 있다. 4.6 2. STEAM 교육을 통해 학생의 창의성을 함양할 수 있다. 4.6 3. STEAM 교육을 통해 학생의 인성을 함양할 수 있다. 4.6 4. STEAM 교육을 통해 학생들과 즐겁게 수업 할 수 있다. 4.6 5. STEAM 교육을 통해 교사로서 자기발전을 이룰 수 있다. 4.6
본 STEAM 프로그램(수업) 만족도
문 항 결과
1. 교육과정과의 연계성 4.6
2. 주제 및 소재의 참신성 4.6
3. 첨단 과학과의 연계성 4.5
4. 사례 중심의 실생활 활용 4.6
5. 교재 구성 내용 4.6
6. 학생활동 중심의 학생 흥미 유발 4.5
7. 관련 과학기술에 대한 학생 흥미 유발 4.5
8. 관련 과학기술 직업에 대한 학생 관심 유발 4.5
본 STEAM 수업 실행의 어려움
문 항 결과
1. STEAM 교육에 대한 이해 부족 2.5
2. STEAM 수업에 필요한 시간 확보의 어려움 2.6
3. STEAM 수업 효과의 미비로 인한 사기 저하 2.4
4. STEAM 수업 시 목표한 진도 달성의 어려움 2.5
5. STEAM 수업을 실시하면서 업무의 부담이 가중됨 2.8
본 STEAM 교육의 효과
문 항 결과
1. STEAM 교과목에 대한 흥미도가 증가하였다 4.6
2. 해당 중심 교과목 내용에 대한 이해도가 증가하였다 4.6
3. 창의적인 사고력 및 설계 능력이 증진되었다 4.6
4. 융합적 문제해결능력이 향상되었다 4.6
5. 실생활에서 수업시간에 배운 내용을 활용하는 능력이 향상되었다 4.6
6. 수업시간에 학생들의 능동적인 참여가 활발해졌다 4.6
7. 이공계 분야의 진로에 관심이 향상되었다 4.6
8. 타인을 배려하고 협력하며 소통하는 능력이 증진되었다 4.6
다. STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천
1) 교육부와 한국과학창의재단이 주최하는 STEAM 교사연구회 온라인 중간워크숍 참여 및 성과 발표회 등 행사 참여
2) 연구원들의 소속교 서진초(실습협력학교)에서 경상남도교육청 초등교육과 추진 교육실습 협력학교 지원 장학 시 지도교사 대표로 공개수업과 전체 교육실습생 대상 시범수업 및 특강을 실시
3) 실천하는 환경교사단 우수사례 탑재(경상남도교육청), 정규교육과정 연계 역량중 심 프로그램 개발(경상남도교육청 교육연구정보원), 역량중심 프로그램 비대면 자료 개발(경상남도교육청)로 STEAM 확산 실천을 위하여 노력하였다.
4) 이와 같은 성과를 경상남도교육청 경남수학문화관 진주수학체험센터 ‘체험수학 연계 교직 원 연수’ 에 우수사례로 2020년 12월 중 강의 예정
4. 연구 수행 결과
구분 수행 결과
교수학습지도안 개발 차시 총 15차시
수업 적용 일정 2020. 9. 2. ~ 2020. 10. 16.
(STEAM 수업)수혜학생 수 서진초등학교 147명(초등중학교 6학년 전교생)
학생 태도검사
사전검사 9월 2~3일 / 6개 학급(147명) 실시 완료 사후검사 11월 9~13일 / 6개 학급(81명) 실시 완료 학생 및 교사 만족도조사 11월 9~13일 / 6개 학급(69명), 교사 8명 실시 완료
교사연구회 STEAM 행사 개최
- 2020. 11. 경상남도교육청 실천하는 환경교사단 우수사례 탑재 - 2020. 11. 경상남도교육청 초등교육과에 공개수업
- 2020. 11. 교육실습생 대상 수업공개 및 특강
- 2020. 12. 경상남도교육청 경남수학문화관 진주수학체험센터
‘체험수학 연계 교직원 연수’에 우수사례 강의 예정
논문 또는 학술대회 해당 없음
특허출원(국외, 국내) 해당 없음
5. 결론 및 제언-STEAM 수업 수혜 학생들의 반응(인터뷰)
본 연구회에서에서 개발한
과학·예술 융합형 프로그램(방울벌레 소리의 발생 원리를 살펴보고, 수치화하여 창 의적으로 표현하는 프로그램)인 ‘방울벌레 소리의 아름다움을 악기로 표현하기’는 공감각적인 세계 속에서 서로 다른 감각을 동원하여 다양한 형질을 탐색하고, 이를 수 치화하여 악기라는 수단으로 표현할 수 있는 창의·융합형 인재를 양성하고자 하였다.
이를 위하여
첫째, 환경에 적응한 방울벌레 생김새와 생활 방식을 관찰하여 만화로 표현해 보았다.
둘째, 방울벌레 행동에 따른 소리와 소리를 이용한 의사소통의 특징을 확인하였다.
셋째, 피타고라스 음계를 알아보고, 비례배분을 활용하여 악기의 음계를 나타내 보았다.
넷째, 방울벌레의 소리 발생 기관과 악기를 비교하였다. 순정률을 이용하여 다양한 악기를 만들어 보고 악기를 통해 방울벌레의 소리 발생 원리를 이해하였다.
다섯째, 방울벌레 울음소리와 세레나데를 비교하여 공통점을 찾고, 방울벌레가 짝 찾기 에 성공하기까지 겪는 어려움에 공감해 보았다.
그 결과를 알아보기 위하여
학생 태도를 14개 영역을 나누어 사전-사후 검사하였다. 검사 결과 수학흥미, 수학 배려, 수학소통, 과학소통, 수학자아개념, 수학진로선택 6개 영역에서 통계적으로 유의 하게 나타났다(p<.05). 이는 본 프로그램이 학생들의 태도에 긍정적 영향을 미친 것으 로 볼 수 있다.
융합인재교육의 학교 현장 정착과 일반화를 위한 기반을 마련하고자
서로 다른 교과 간 융합을 바탕으로 현장 적합성 높은 최신 연구 동향과 주요 이슈 를 주제로 한 차시 대체형 STEAM 프로그램을 보급하였다.
이를 위하여
첫째, 교육부와 한국과학창의재단이 주최하는 STEAM 교사연구회 온라인 중간워크숍 참여 및 성과 발표회에 행사 참여하였다.
둘째, 연구원들의 소속교 서진초(실습협력학교)에서 경상남도교육청 초등교육과 추진 교육실습 협력학교 지원 장학 시 지도교사 대표로 공개수업과 전체 교육실습생 대상 시범수업 및 특강을 실시하였다.
셋째, 실천하는 환경교사단 우수사례 탑재(경상남도교육청), 정규교육과정 연계 역량중 심 프로그램 개발(경상남도교육청 교육연구정보원), 역량중심 프로그램 비대면 자 료 개발(경상남도교육청)로 STEAM 확산 실천을 위하여 노력하였다.
넷째, 이와 같은 성과를 경상남도교육청 경남수학문화관 진주수학체험센터 ‘체험수학 연계 교직원 연수’ 에 우수사례로 2020년 12월 중 강의 예정이다.
끝으로 STEAM 교사연구회 발전을 위하여
교원 연구역량 제고를 위한 멘토링 서비스가 강화 되기를 바란다.
[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물 (프로그램명) 방울벌레 소리의 아름다움을 악기로 표현하기
1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정
연번 차시 (중심과목)
2015 개정 교육과정 성취기준 (연계과목) 성취기준 영역
1 1~9/15
(과학)
[초등학교 3~4학년]
(3) 동물의 생활 (10) 동물의 한 살이
2 10/15 (과학)
[초등학교 3~4학년] (8) 소리의 성질 3 11~12/15 [6 수 04-05] 비례배분을 알고, 주어진 양을 비례배분 할
수 있다.
(음악)
[초등학교 3~4학년] (1) 표현
4 13~14/15 (과학)
[초등학교 3~4학년] (1) 표현
5 15/15 (수학) [초등학교 3~4학년] (1) 표현
1-1. 교육과정 재구성표
가. 관련 교과 단원별 주제 추출
차시 관련 교과 단원 주제
1~9/15 3학년 과학 1학기 3. 동물의 한 살이
- 여러 가지 곤충의 한 살이에는 어떤 특징이 있을까요? 방울벌레 한 살이 관찰하기
10/15
3학년 과학 2학기 5. 소리의 성질
- 물체에서 소리가 날 때의 공통점은 무엇일까요? - 어떻게 하면 작은 소리나 큰 소리를 낼 수 있을까요? - 높은 소리와 낮은 소리를 어떻게 이용할까요?
방울벌레 소리 탐구하기
11~12/15
6학년 2학기 4. 비례식과 비례배분 - 비례식을 활용해 볼까요?
3학년 음악 1학기 1. 두근두근 열리는 세상 - 우리 주변에서는 무슨 소리가 들리나요?
피타고라스 음계 알아보기
13~14/15 3학년 음악 1학기 1. 두근두근 열리는 세상
- 우리 주변에서는 무슨 소리가 들리나요? 방울벌레처럼 소리내는 악기 만들기 15/15 3학년 음악 1학기 1. 두근두근 열리는 세상
- 우리 주변에서는 무슨 소리가 들리나요? 음악으로 표현하는 방울벌레 짝짓기 나. 주제별 학습 내용
차시 주제 학습 내용
1~9/15 방울벌레 한 살이 관찰하기
- 곤충을 관찰한 파브르 관찰하기
- 방울벌레의 분류학적 위치로 습성과 생태 알아보기
다. 차시별 적용 방법
연계과목인 음악, 과학 교과의 성취기준은 3학년 관련 내용이기에 6학년 수업에 적용 하기 위해 창의적 체험활동(동아리) 시간과 아침 독서활동 시간을 활용하여 적용하였다.
차시 학습 내용 적용 시간
1~3 곤충을 관찰한 파브르 관찰하기 아침 독서 시간
4 방울벌레의 분류학적 위치로 습성과 생태 알아보기 창의적 체험활동(동아리) 5~6 방울벌레 생김새와 행동으로 생태 추론하기 창의적 체험활동(동아리) 7 방울벌레 관찰 계획 세우기와 관찰하기 창의적 체험활동(동아리) 8 곤충 접사를 위한 사진 촬영 익히기 창의적 체험활동(동아리) 9 방울벌레 한 살이 관찰 결과를 만화로 표현하기 창의적 체험활동(동아리)
10
방울벌레 행동에 따른 소리 분석하기
방울벌레가 다른 귀뚜라미와 소리가 다른 이유를 발 성기관에서 찾아보기
소리를 이용한 의사소통의 장·단점 알아보기
창의적 체험활동(동아리)
11~12
음과 수의 비례적 관계 이해하기
비례식을 활용하여 피타고라스 음계 알아보기 비례배분을 이용해 악기 현의 길이 구하기
수학 6-2 4. 비례식과 비례배분
13~14
방울벌레 발성 기관과 악기와의 공통점 찾기 순정률을 이용하여 다양한 악기 만들기 악기로 연습곡 연주하기
창의적 체험활동(동아리) 15 내가 만든 악기로 방울벌레 소리 표현하기
내가 만든 악기로 방울벌레 짝 찾기 과정 체험하기 창의적 체험활동(동아리)
차시 주제 학습 내용
- 방울벌레 생김새와 행동으로 생태 추론하기 - 방울벌레 관찰 계획 세우고 관찰해보기 - 곤충 접사를 위한 사진 촬영 익히기
- 방울벌레 한 살이 관찰 결과를 만화로 표현하기
10/15 방울벌레 소리 탐구 하기
- 방울벌레 행동에 따른 소리 분석하기
- 방울벌레가 다른 귀뚜라미와 소리가 다른 이유를 발성기관에서 찾아보기 - 소리를 이용한 의사소통의 장·단점 알아보기
11~12/15 피타고라스 음계 알아보기
- 음과 수의 비례적 관계 이해하기
- 비례식을 활용하여 피타고라스 음계 알아보기 - 비례배분을 이용해 악기 현의 길이 구하기
13~14/15 방울벌레처럼 소리 내는 악기 만들기
- 방울벌레 발성 기관과 악기와의 공통점 찾기 - 순정률을 이용하여 다양한 악기 만들기 - 악기로 연습곡 연주하기
15/15 음악으로 표현하는 방울벌레 짝짓기
- 내가 만든 악기로 방울벌레 소리 표현하기
- 내가 만든 악기로 방울벌레 짝 찾기 과정 체험하기
2. STEAM 프로그램 총괄표(총 15차시)
차시 주요내용
1~9 /15
주제(단원)명 1. 방울벌레 한 살이 관찰하기 연
계 과 목
과학 성취
기준
[초등학교 3~4 학년] (3) 동물의 생활
[4 과 03-01] 여러 가지 동물을 관찰하여 특징에 따라 동물을 분류할 수 있다.
[4 과 03-02] 동물의 생김새와 생활 방식이 환경과 관련되어 있음을 설명할 수 있다.
[초등학교 3~4 학년] (10) 동물의 한 살이
[4 과 10-02] 동물의 한살이 관찰 계획을 세우고, 동물을 기르면서 한살 이를 관찰하며, 관찰한 내용을 글과 그림으로 표현할 수 있다.
융 합 의 도
귀뚜라미는 야간에 수컷이 소리를 내어 암컷을 유인하고 또 다른 소리로 구애를 하여 짝짓기를 실행한 다. 이 과정을 파브르는 곤충의 입장에서 관찰하였다. 어디에 있을지 모를 상대를 찾아 목숨을 걸고 짝의 소리에만 의지해 떠나는 암컷의 본능에 공감하여 창의적인 방법과 표현으로 기록한 것이다. 3 학년 때 배 운 동물의 생활과 한 살이를 우리가 연구하는 방울벌레의 생태를 기록하는 데 활용할 수 있도록 한다.
Co 상황 제시
가장 아름다운 소리로 우는 방울벌레의 한 살이와 울음소리에 대한 연구가 매우 부족하며 환 경변화로 인하여 개체수도 급격히 줄어 우리 주위에서 쉽게 찾아볼 수 없게 되었다.
2019 년 7 월, 농립축산식품부는 축산법 시행규칙 위임 고시인 「가축으로 정하는 기타 동물」
을 개정해 7 월 25 일부터 곤충 14 종을 가축으로 인정하기로 함. 이중 학습·애완용 곤충 8 종 중 여치, 왕귀뚜라미, 방울벌레가 있었다. 사육농가를 통해 공급받아 교실에서 기르면서 관찰이 가 능하게 되었다.
CD 창의적 설계
1-1. 곤충을 관찰한 파브르 관찰하기
파브르와 같은 위인도 귀뚜라미에 관심을 가지고 관찰 활동(귀뚜라미 굴, 울음소리를 내는 날개, 짝짓기 과정)을 하였다. 파브르 곤충기를 통해 방울벌레 한 살이를 관찰하기 위한 방법을 찾아볼 수 있도록 한다.
1-2. 방울벌레의 분류학적 위치로 습성과 생태 알아보기
방울벌레의 분류학적 위치로 다른 종과 구별할 수 있는 특성을 확인한다. 메뚜기목 무리 에서 같은 아과에 속하는 종들은 습성과 생태가 유사하다. 방울벌레아과의 습성과 생태를 확인한다. 이러한 활동들을 통해 구체적인 관찰 계획을 세우도록 한다.
1-3. 방울벌레 생김새와 행동으로 생태 추론하기
관찰 결과 기록 및 의사소통에 필요한 방울벌레의 부위별 명칭을 알고 생김새와 행동을 세밀화로 그려봄 으로써 섬세한 특징을 관찰하게 한다. 이를 통해 방울벌레가 그렇게 진화하게 된 이유와 생태를 합리적으로 추론할 수 있는 단서를 찾도록 하고 실제 관찰을 통해 확인하도록 함으로써 관찰 활동에 동기를 부여한다.
1-4. 방울벌레 관찰 계획 세우고 관찰해보기
관찰에 익숙하지 못한 학생들에게 방울벌레 한 살이에 끝까지 관심을 가질 수 있도록 관찰 거리를 최대한 많이 찾아보도록 한다. 이를 위해 지금까지 나온 관찰 문제를 여러 기준에 따라 분류해 봄으로써 창의적인 생각을 이끌 어낸다. 끝으로 파브르가 메뚜기목을 관찰하기에 앞서 설정한 관찰 주제들을 살펴 봄으로써 모델링을 시도한다.
1-5. 곤충 접사를 위한 사진 촬영 익히기
태양광이 없는 실내에서 계속 움직이는 곤충을 접사로 촬영하기는 쉽지 않은 일이다. 스마트폰 카메라로 관찰 결과를 기록하기 위한 곤충 접사 방법을 익힘으로써 학생들의 관찰력을 키운다.
1-6. 방울벌레 한 살이 관찰 결과를 만화로 표현하기
파브르 곤충기가 고전으로 인정받는 이유는 관찰 방법과 기록이 창의적이었기 때문이다. 그래서 문학으 로 평가받는다. 우리도 방울벌레 한 살이 관찰 기록을 단순히 보고서로 기록하는 것이 아닌 곤충의 시점 에서 그들의 삶을 공감해 보고 이를 만화로 표현해 봄으로써 파브르와 같은 위인의 활동을 체험해본다.
ET 감성적 체험
방울벌레 성장 과정에 대한 자료가 매우 부족하기에 우리가 만들어내는 자료는 후속 연구자들에게 그 가치를 인정받을 것이다. 이러한 활동을 통해 각자가 시민 과학자로서 보람을 느끼게 될 것이다.
차시 주요내용
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주제(단원)명 2. 방울벌레 소리 탐구하기
연계
과목 과학 성취 기준
[초등학교 3~4 학년] (8) 소리의 성질
[4 과 08-01] 여러 가지 물체에서 소리가 나는 현상을 관찰하여 소리가 나는 물체는 떨림이 있음을 설명할 수 있다.
[4 과 08-02] 소리의 세기와 높낮이를 비교할 수 있다.
융합 의도
방울벌레가 행동에 따라 소리를 다양하게 표현함을 앞선 주제에서 관찰할 수 있다. 이 를 분석하고자 초등학교 3 학년 때 배운 소리의 발생, 세기, 높낮이, 전달을 적용해 보도 록 한다.
이번 주제를 통해 방울벌레가 날개 진동의 크기와 빠르기로 소리의 세기와 높낮이 를 표현하며 경판을 활용한 공명으로 멀리 전달할 수 있음을 확인할 수 있다. 이러한 소리를 이용한 의사소통의 장·단점을 알아보고 방울벌레의 짝짓기 습성과 연관지을 수 있도록 한다.
Co 상황 제시
종 특이적인 음향을 생성하는 메뚜기목 분류군에서 전통적인 형태 분류와 함께 생물학적 특성의 하나로 음향 연구를 병행하는 것은 세계적인 추세이다.
방울벌레 사육이 교실에서 충분히 이루어질 수 있으며 소리 관찰을 통해 과학 학습의 또 다른 즐거움을 느껴보고자 한다.
방울벌레 행동에 따라 소리가 달라지는데 날개로 어떻게 한 결과인지 3 학년 때 배운 지 식을 적용할 수 있음을 알게 한다.
방울벌레가 날개로 울음소리의 세기와 높낮이를 표현하였듯이 우리도 소리의 성질을 이해 하면 악기를 만들 수 있음을 알게 한다.
CD 창의적 설계
2-1. 방울벌레 행동에 따른 소리 분석하기
초등학교 3 학년때 소리의 성질 중 크기는 진폭, 높이는 진동수(주기)에 의해 결정됨을 학 습하였다. 이를 적용하여 방울벌레 행동에 따른 소리를 분석한 선행 연구자의 연구내용을 분석해본다.
2-2. 방울벌레가 다른 귀뚜라미와 소리가 다른 이유를 발성기관에서 찾아보기
메뚜기류의 울음소리는 매우 특징적인 주파수와 리듬을 가지고 있어서 종 간의 잡종 형성 을 막는 격리 기작으로 작용한다.
방울벌레가 다른 귀뚜라미와 소리가 다른 이유를 발성 기관에서 찾아본 선행 연구자의 연 구내용을 분석해본다.
2-3. 소리를 이용한 의사소통의 장·단점 알아보기
반딧불이의 암컷과 수컷은 불빛으로 교신하고, 암컷 나방은 페로몬으로 수컷을 유인한다. 낮에 활동하는 나비들은 눈으로 직접 보면서 짝을 찾고, 더듬이를 맞대어 접촉하며 정보를 공유하는 개미도 있다. 방울벌 레는 소리로 교신한다. 소리를 내는 가장 큰 목적이 이성을 유인하기 위함인데 암컷이 유인하는 다른 종류 들과는 달리 수컷이 암컷을 유인한다. 후각이나 시각 혹은 직접 접촉하는 종류들보다 힘은 들지만 청각으 로 신호를 보내는 일은 방해물을 피해가며 멀리 전파할 수 있고 어둠도 상관없으니 나름의 강점이 많음을 확인해 본다.
ET 감성적 체험
3 학년 때 배운 교과지식(소리의 성질)을 활용하여 실생활 문제(방울벌레 행동에 따른 소 리 분석, 격리 기작으로 소리가 가능한 원인, 의사소통으로서 소리의 장·단점)를 해결해 보는 기회를 제공한다. 또한 방울벌레가 짝짓기를 위해 길이, 크기, 높이를 달리하여 의사소통함 을 확인함으로써 그들의 생태를 음악으로 표현하고자 하는 다음 활동에 대한 도전의식을 가 지게 한다.
차시 주요내용
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주제(단원)명 3. 피타고라스 순정률 알아보기 중
심 과 목
수학 성취
기준
초등학교 5~6 학년] (4) 규칙성
[6 수 04-05] 비례배분을 알고, 주어진 양을 비례배분 할 수 있다.
연 계 과 목
음악 성취
기준
[초등학교 3~4 학년] (1) 표현
[4 음 01-05] 주변의 소리를 탐색하여 다양한 방법으로 표현한다.
융 합 의 도
비례식과 비례배분은 수학 학습의 중요한 기초일 뿐 아니라 일상생활에 밀접하게 연결된다. 피타고라스의 순정률을 활용해 악기의 현의 길이를 구하여 악기를 제작하 는 활동으로 주변 현상을 통해 개념을 이해하고 문제를 해결하도록 하고자 한다.
피타고라스를 스토리텔링으로 풀어서 이해하고 수학적 지식이 유용하게 활용되는 직접적인 경험을 통해 연구 목적을 달성하도록 한다.
직관적으로 개념을 파악할 수 있도록 적절한 시각적 표현을 통해 지도할 필요가 있다. 오선 악보와 수직선을 활용한 수학과 음악의 융합을 통해 비례배분의 개념을 정확하게 이해하도록 한다.
Co 상황 제시
방울벌레 소리의 아름다움을 악기로 표현하기 위해 음악과 수학을 연결하여 생각하게 한 다. 고대 그리스시대 세상만물에서 수의 관계를 이해하려 한 피타고라스를 따라 악기를 제 작하도록 한다.
CD 창의적 설계
3-1. 음과 수의 비례적 관계 이해하기
피타고라스의 이야기를 통해 음과 수의 관계에 대해 생각한다. 현의 길이에 따라 소리의 높낮이가 달라짐을 알고 진동수와 음의 높낮이는 반비례 관계임을 이해한다. 현의 길이를
로 줄이면 한 옥타브 높은 소리가 나며, 현의 길이를
로 줄이면 완전 5 도 높은 소리가 나는 비례적 관계를 이해한다.
3-2. 비례식을 활용하여 피타고라스 음계 알아보기
오선 악보과 수직선을 연결하여 음의 높낮이와 현의 길이 비를 나타낸다. .기본원리를 활 용하여 7음계를 완성하고, 두 음을 골라 두 음 사이의 관계를 비례식으로 나타내 어울리는 음을 수로 표현한다.
3-3. 비례배분을 이용해 악기 현의 길이 구하기
현의 길이를 순정률에 따라 나누어 계산하고자 할 때 비례배분를 이용할 수 있도록 비례 배분을 알아보고 이를 활용해 문제를 해결한다.
ET 감성적 체험
이전 주제에서 방울벌레 소리 유형별 음의 높이에 차이가 있음을 배웠다. 여기에서 느낄 수 있는 아름다움을 악기로 표현하고자 한다. 이를 위해 ‘음’과 ‘수’의 관계에 몰두했던 피타 고라스의 연구 결과에 대한 이해가 필요한데 수학 교과에서 배운 지식을 적용해 보는 경험 을 통해 이를 해결해 보는 경험을 가지게 한다.
차시 주요내용
13~14 /15
주제(단원)명 4. 방울벌레처럼 소리내는 악기 만들기 연계
과목 음악 성취 기준
[초등학교 3~4 학년] (1) 표현
[4 음 01-05] 주변의 소리를 탐색하여 다양한 방법으로 표현한다.
융합의도
방울벌레가 짝짓기를 위해 만들어내는 아름다운 소리는 날개의 떨림과 경판 의 증폭에 의해 만들어짐을 확인하였다.
목적에 따라 크기와 높이가 다른 소리를 만들어내는 방울벌레의 소리를 악기 로 표현하기 위해 ‘음’과 ‘수’의 관계에 대한 피타고라스의 연구 결과인 음률에 대해서도 확인하였다.
순정률을 이용하여 다양한 악기를 만들어 보는 경험을 통해 방울벌레 소리 특징을 보다 정확히 표현해 보고자 한다.
Co 상황 제시
방울벌레가 짝짓기를 위해 만들어내는 아름다운 소리를 표현하기 위해서는 순정률을 이용 하여 소리의 높이를 달리 표현할 수 있는 악기를 제작해 볼 필요가 있음을 알게 한다.
CD 창의적 설계
4-1. 방울벌레 발성 기관과 악기와의 공통점 찾기
방울벌레가 소리를 만들어 내는 과정을 알아보고 소리 발생 원리를 이해한다. 클래식기타 연주 영상을 보고 방울벌레가 소리를 내는 기관과 비슷한 역할을 하는 부분을 연결해 본다.
4-2. 순정률을 이용하여 다양한 악기 만들기
피타고라스의 음률에 따라 관의 길이를 다르게 하여 팬플룻을 만들어 소리 발생 원리를 체 험해 보고, 현의 길이를 조절하여 전자 기타를 만들어보고 방울벌레의 소리 발생 원리를 이 해한다.
4-3. 악기로 연습곡 연주하기
직접 만든 악기로 ‘학교 종’ 등을 연주하며 소리발생 과정을 체험해본다.
ET 감성적 체험
순정률을 활용하여 소리의 높이를 표현할 수 있는 악기를 제작해 봄으로써 방울벌레의 아 름다운 소리를 표현해보고자 하는 이번 연구 목적을 충분히 달성할 수 있음을 스스로 느끼 도록 한다.
차시 주요내용
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주제(단원)명 5. 음악으로 표현하는 방울벌레 짝짓기 연계
과목 음악 성취 기준
[초등학교 3~4 학년] (1) 표현
[4 음 01-05] 주변의 소리를 탐색하여 다양한 방법으로 표현한다.
융합의도
방울벌레 소리의 원리에 대해 탐구하고 표현해 보는 것과 더불어 소리를 통 한 의사소통의 목적이 짝짓기임에 주목해 본다.
인간도 이성을 유혹하기 위해 만든 낭만적인 사랑의 노래인 세레나데를 연주 하였음을 소개함으로써 방울벌레 소리의 아름다움을 표현하기 위해서는 소리의 특성을 이해하는 것만으로는 부족하고 세레나데 곡과 같은 정서를 표현하는 것 이 필요함을 안내한다.
끝으로 방울벌레 짝짓기 과정에서 단순히 아름다운 소리만 탐구하는 것은 미 래세대에 요구되는 창의·융합형 인재가 아니다.
죽음을 무릅쓰고 소리에 의지해 수컷을 찾아 나서는 암컷과 천적에게 위치를 노출되는 두려움을 이겨내는 수컷의 입장에서 죽음의 두려움을 이겨내었던 곤 충의 본능에 공감하였던 파브르와 같은 감수성이 필요하다.
눈을 감고 청각에만 의지하여 소리를 내고 있는 악기의 위치를 찾아보는 활 동을 통해 방울벌레의 생태에 공감해 보는 것으로 융합인재교육프로그램을 마 무리 하고자 한다.
Co 상황 제시
방울벌레가 짝짓기를 위해 울음소리를 내는 것과 사람이 이성의 마음을 얻기 위해 세레나 데를 부르는 행동에 유사성이 있음을 발견할 수 있게 한다. 소리로 동족을 찾아가는 활동을 통해 방울벌레 짝짓기를 체험하며 방울벌레의 짝짓기 과정의 어려움과 의미를 느낄 수 있도 록 돕는다.
CD 창의적 설계
5-1. 내가 만든 악기로 방울벌레 소리 표현하기
방울벌레 소리의 원리에 대해 탐구하고 표현해 보는 것과 더불어 소리를 통한 의사소통의 목적이 짝짓기임에 주목하여, 인간도 이성을 유혹하기 위해 만든 낭만적인 사랑의 노래인 세레 나데를 연주하였음을 소개함으로써 방울벌레 울음소리에 의미를 부여하고 방울벌레 울음소리 와 세레나데를 비교하게 한다.
5-2. 내가 만든 악기로 방울벌레 짝 찾기 과정 체험하기
눈을 감고 청각에만 의지하여 소리를 내고 있는 악기의 위치를 찾아보는 활동을 통해 방울 벌레의 짝 찾기를 간접 체험하고 이를 통해 방울벌레 생태에 공감하고 생태 감수성을 기를 수 있도록 한다.
ET 감성적 체험
방울벌레의 소리에 대한 관찰과 이론 습득에서 그치지 않고 직접 만든 악기를 연주하고 방울벌레 유인음을 만드는 활동을 통해 창작과 표현까지 학생활동을 확장한다. 방울벌레와 사람의 행동에서 공통점을 발견하고 방울벌레가 되어 행동해봄으로써, 방울벌레 같은 작은 생명체의 별것 아닌 듯 보이는 행동도 개체의 생존을 위해 꼭 필요한 힘든 과정이라는 것을 느끼고 모든 생명을 소중히 여기는 마음을 기를 수 있도록 한다.
