“이 보고서는 2014년도 정부(교육부)의 재원으로

“이 보고서는 2014년도 정부(교육부)의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

STEAM 교사연구회 중간보고서

Ⅰ. 서 론

1. 연구의 필요성과 목적

지금 교육은 패러다임의 혁신적 전환기에 와 있고, 그 변화는 사회로부터 그 요구를 받고 있다.

현 교육의 패러다임의 변화는 융합인재교육(STEAM)에 집중되어 있다고 해도 과언이 아니다.

현행 융합인재교육(STEAM)에서는 21세기에서는 사람이 중심이 되는 사회, 즉 감성을 가지고 있 는 창조적 지식인의 사회로의 변화가 이루어질 것이다. 따라서 창조와 문화의 시대로 수평 통합적 교육으로의 전환은 반드시 필요하다. 미래의 혁신은 무에서 유를 창조하는 것이 아니라 기존의 지 식을 새롭고 조화롭게 융합하는 것이 관건이므로, “융합적 사고”는 필수적인 능력이 볼 수 있다. 이 런 융합적인 시대를 선도할 인재는 과학기술 지식뿐만이 아니라 상상력과 예술적 감성까지 아우를 수 있는 능력을 겸비한 사람이어야 한다. 하지만 현재 이루어지고 있는 융합인재교육의 방향성과 그 실태는 하나의 문제 상황에서 발생한 측면을 간학문으로 연결하는 데에만 급급해하고 있다. 또 한 거기에는 학생들의 가상적 체험과 상황적 설계만을 단순히 연결시켜 단편적인 요소가 반영된 교 육 연구가 진행될 뿐이다. 본 연구에서는 바로 교육 상황의 전반적인 창의적 설계와 각 영역에서의 세부적인 상황 설계가 하나의 스토리로서 연계가 되어야 한다는 점을 강조할 것이다. 이렇게 되었 을 때 학생들의 실제 생활 관련하여 창의적 설계와 감성적 체험이 효과적으로 반영된 융합인재교육 이 이루어질 수 있을 것이다.

더불어 현 스마트 교육에 대한 욕구는 최근 소셜네트워크(SNS), 클라우딩 컴퓨터 등 IT기술의 발 전과 스마트 기기의 급속한 확산에 따른 개인 특성에 맞는 차별화되고 창의적인 학습 수요가 증가 되고 있다는 점에서 찾아볼 수 있으며, 특히 PISA 2009 DRA(디지털 읽기 소양 평가)에서 우리나 라가 OECD 국가 중 1위를 달성하는 등 디지털 사회에 이미 준비된 우리 학생들의 미래를 위한 교 육 패러다임의 전환이 요구되고 있음을 알 수 있다.

교육에서의 이러한 패러다임의 변화는 따로 갈 수 없고 함께 추구해나가야 하는 시대적 현실임이 분명하다. 이런 논의의 결과 본 연구회에서는 아래와 같은 목표를 가지고 연구를 진행해보고자 한 다.

■ ‘자전거와 환경’을 주제로 학생들의 감성적 체험과 창의적 설계가 거시적이고 미시적인 영역 으로 동시 진행될 수 있도록 한다.

■ ‘자전거와 환경’과 연관된 문제 상황을 스토리텔링으로 전환하여 전체적인 이야기가 될 수 있도록 구성한다.

■ ‘자전거와 환경’과 연관된 상황과 그 상황을 해결해나가기 위해 방법적 측면의 간학문적 통

합(Interdisciplinary Integration)과 내용적 측면의 주제망형(Webbed)을 연계하여 개발할 수 있도 록 한다.

■ ‘자전거와 환경’과 연관된 문제 상황을 스마트 교육과 연관 지어 다양한 콘텐츠의 활용과 함 께 직접 CRM(예시 : 스마트폰 어플, SNS, 블로그 등)을 개발 및 홍보해 보는 공학 기반적 설계를 할 수 있도록 한다.

2. 용어의 정의

가. 융합인재교육(STEAM)

융합인재교육(STEAM)은 다양한 분야의 융합적 내용을 창의적 설계(Creative Design)와 감성적 체험(Emotional Touch)으로 경험함으로써 과학기술과 관련된 다양한 분야의 융합적 지식, 과정, 본성에 대한 흥미와 이해를 높여 창의적이고 종합적으로 문제를 해결할 수 있는 융합적 소양 (STEAM Literacy)을 갖춘 인재를 양성하는 것이다.

- 창의적 설계

창의적 설계(Creative Design)는 학습자들이 주어진 상황에서 지식, 제품, 작품 등과 같은 산출 물을 구성하기 위하여 창의성, 효율성, 경제성, 심미성 등을 발현하여 최적의 방안을 찾아 문제를 해결하는 종합적인 과정이다.

창의적 설계 과정은 학습자가 개인의 삶에서 필요와 가치를 찾고, 학습자 스스로의 문제로 받아 들여 ‘설계 작업’을 수락하는 것으로부터 출발하며, 학습활동과 구체적이며 실질적인 관계 설정을 통한 자기주도적 학습을 의미한다.

- 감성적 체험

감성적 체험(Emotional Touch)은 학습자들이 학습에 대해 긍정적 감정을 느끼고 성취의 기쁨과 실패의 가치를 경험하게 하는 다양한 활동들이 포함된다.

학습에 대한 흥미, 자신감, 지적 만족감, 성취감 등을 느껴 학습에 대한 동기유발, 욕구, 열정, 몰 입의 의지가 생기고 개인, 타인 및 공동체와의 관계, 자연과 문화 등의 의미를 발견하여 선순환적 인 자기주도적 학습이 가능하게 하는 모든 활동과 경험을 의미한다.

- 내용 통합

내용 통합은 두 개 이상의 교과 내용이 유기적으로 통합하는 것을 의미한다. 다만, 내용 통합의 용이성을 위하여 다음과 같은 유형으로 구분할 수 있다. 예를 들면, 유형 A는 과학(S)과 기술(T) 포함하는 모든 분야 또는 내용, 유형 B는 과학(S)과 기술(T)을 동시에 모두 포함하는 분야 또는 내 용, 유형C는 과학(S), 기술(T), 공학(E), 예술(A), 수학(M)의 모든 내용이 서로 연관되어 제시된 STEAM 분야 또는 내용으로 구분된다.

한편 보다 확대된 내용통합으로, 과학(S)과 기술(T)를 제외한 모든 분야의 내용이 유기적으로 통 합하는 확장형 유형이 있다. 융합인재교육(STEAM)의 확장형 유형은 과학 또는 기술의 분야가 반드 시 포함되지 않더라도, 두 개 이상의 내용이 통합되어 감성적 체험과 창의적 설계와 융합되는 것을 의미한다.

나. 스마트(SMART) 교육

개인의 취향과 적성에 따라 프로그램을 선택 및 활용할 수 있는 교육이라고 할 수 있다. 이에 따 라 스마트 교육은 21세기 학생들의 학습 역량을 강화하기 위해서 도입하게 된 지능형 맞춤 학습 체제로 교육환경, 교육내용, 교육방법 및 평가 등의 교육체계를 스마트세대에 맞게 새롭게 혁신하는 것을 말한다.

다. 주제중심형 수업 모델형

융합인재교육 관련 교과를 중심으로 교육과정에 제시된 단원과는 별도로 새로운 주제 중심으로 교육과정을 재구조화하여 새로운 차시를 구성하고 이를 바탕으로 구조화한 지도계획에 따라 지도하 는 것을 의미한다.

라. 간학문적 접근

두 개 이상의 학문이 개념, 방법, 절차 등에서 유사성이 발견되어 그 공통분모에 의해서 결합되 거나 상호 관련시키는 방법이다.

마. 스토리텔링

스토리텔링은 ‘이야기를 들려주는 활동, 이야기가 담화로 변하는 과정’이라는 사전적 의미를 지닌 다. 방법론적으로 스토리텔링이란 스토리북을 보조적인 수단으로 사용하면서 특정 청자나 청중에게 이야기의 구성 요소와 이미지를 전달하기 위해 언어와 음성, 신체, 그리고 기타 보조수단을 사용하 는 의사소통기술이다. 교육의 관점에서 스토리텔링은 화자의 음성과 행위를 사용해서 청자에게 이 야기라는 소재를 전달하는 과정에서 청자와 화자간의 상호작용을 통해 사건과 사물에 대한 이해를 구축하는 활동(National Council of Teachers of English, 1992)로 간주한다. 교실상황에서의 스 토리텔링이란 학생들에게 학습할 언어 및 문화 자료를 이야기를 통해 제시하는 수업방식으로, 이야 기를 들려주는 것뿐만 아니라, 이야기를 보다 효과적으로 전달하고, 학생들이 쉽게 이해할 수 있도 록 돕는 제반 활동까지를 포함한다.

3. 연구의 범위

본 연구의 적용대상 및 범위는 1학년으로 구성된 과학(울산 현대청운고)동아리, 1~2학년으로 구 성된 융합교육 토론(대구 청구고)동아리, 1~2학년으로 구성된 영자신문동아리(대구 영진고)가 연합 하여 연구주제와 관련하여 간학문적인 통합 하에 실시한다.

Ⅱ. 이론적 배경

1. 관련 이론 탐색

가. 융합인재교육(STEAM)의 개념

STEAM은 과학의 Science, 기술의 Technology, 공학의 Engineering, 예술의 Arts 그리고 수학 의 Mathematics의 이니셜을 이용하여 만든 용어로 미국의 STEM 교육과정에 Arts가 통합된 교육 과정을 의미한다. Yakman(2008)은 STEAM 교육을 첫째, 과학, 기술, 공학, 수학 각 학문이 해당 분야의 기준과 실제에 맞춰 다른 분야를 포함하는 교육이며, 둘째, 의도적으로 과목 자체 또는 교 수학습의 실제에 포함된 통합교육으로 보고 있다.

나. 융합인재교육(STEAM)의 각 영역의 정의 및 기능

STEAM 각 영역의 개념은 문대영(2008)의 STEAM 통합 접근의 개념 모형에 예술(Arts) 영역을 추가하여 다음과 같이 제시하였다.

Science

개념 과학이란 인류가 경험주의와 방법론적 자연주의에 근거하여 실험을 통해 얻 어낸 자연계에 대한 지식

탐구 방법

￭ 기초탐구(관찰, 분류, 측정, 예상, 추리)

￭ 통합문제(문제인식, 가설설정, 변인통제, 자료해석, 결론도출, 일반화) 지식

구조와 영역

￭ 물리학(운동과 에너지), 화학(물질)

￭ 생물학(생명), 지구과학(지구와 우주)

Technology

개념 자연 세계의 산물을 인간에게 유용하게 변환하여 만드는데 필요한 수단과 방 법 및 시스템과 과정을 다루는 학문

탐구 방법

￭ 원리와 과정의 탐구

￭ 시스템의 개선, 수단과 방법의 개선

￭ 기술적 문제 해결, 제작과 평가 지식

구조와 영역

￭ 제조 기술, 건설 기술, 수송 기술

￭ 정보통신기술, 생물 기술

Engineering

개념 자연 세계의 산물을 인간에게 유용하게 변환시키기 위하여 과학적 원리와 기 술적 방법을 응용하여 제품과 공정을 설계하고 개발하는 학문

탐구 방법

￭ 요구 조사, 설계(design), 모델링(modeling), 시작품(prototype) 제작

￭ 테스트와 피드백 지식

구조와

￭ 기계․자동차․조선․항공․우주 공학

￭ 금속․재료공학, 컴퓨터 공학

다. 융합인재교육의 필요성

교육패러다임의

전환

⇒

￭ 21세기는 사람이 중심이 되는 사회 즉, 감성을 지닌 창조지식인의 사회로의 진화

￭ 미래사회는 ‘창의력과 상상력 교육’과 문화예술교육이 절대적으로 중 요

￭ 단순지식보다 상상력, 과정, 감성적 기능이 더 중요해지는 시대

￭ 따라서, 창조와 문화의 시대로 수평 통합적 교육으로 전환

예술과

창의성

․ 인성

․ 감성

⇒

￭ 예술교육은 여섯 가지 능력(디자인, 스토리텔링, 조화, 공감, 놀이, 의미)과 더불어 타인과 조화로운 창조적 인성의 형성 효과(Daniel Pink)

￭ 예술교육에서 활용하는 각종 상상의 도구들은 창의성 교육 차원에서 유용

￭ 예술교육의 힘은 관찰, 상상, 창의, 표현, 구성, 통합(이대영, 2010)

￭ 과학자들은 관찰에 있어서의 미술 교육의 중요성을 강조 (예, 보어-원자 모형, 파인만-다이어그램)

￭ 음악, 미술, 무용, 연극, 말하기와 글쓰기를 통해서 자신의 ‘생각’을 스스로 디자인하도록 도와주어야하고, 타인의 ‘경향’을 이해하려 노력하 는 것이 교육의 핵심

￭ 예술교육은 다른 사람/사물과의 질서와 관계를 읽어내고, 자신의 감 정이입을 통해 세상과 대화를 나누는 데 유용

영역 ￭ 전기․전자․정보통신 공학, 환경 에너지 공학

Arts

개념 미적 가치를 가진 객관적인 대상을 창작하는 인간의 활동을 다루는 학문

탐구 방법

￭ 디자인

￭ 스토리텔링, 글쓰기

￭ 조화, 공간, 놀이, 의미

￭ 시, 회화, 조작, 음악, 무용 지식

구조와 영역

￭ 미적 체험, 표현, 감상,

￭ 가창, 기악, 창작

Mathematics

개념 숫자와 기호를 사용하여 수량, 도형과 구조, 공간, 변화 및 그것들의 관계를 다루는 학문

탐구

방법 ￭ 계산, 측정, 추론, 논리와 이론화, 문제해결 지식

구조와 영역

￭ 수와 연산, 문자와 식,

￭ 기하와 도형, 측정, 함수, 확률과 통계

라. 융합인재교육의 추구

소통

(Communication) + 지식 및 개념의 융합

(Convergence) + 창의성

(Creativity) + 배려 (Caring)

융합인재교육은 창의적 설계(Creative Design)와 감성적 체험(Emotional Touch)을 통해 과학기 술과 다양한 분야의 융합적 지식, 과정, 본성에 대한 흥미와 이해를 높여 창의적이고 종합적으로 문제를 해결할 수 있는 융합적 소양(STEAM Literacy)을 갖춘 인재를 양성하는 교육이다.

마. 융합인재교육에 포함되어야 할 내용

한양대학교 융합인재교육 수업 모델 연구단이 제시한 융합인재교육에 포함되어야할 내용은 다음 과 같다.

바. 각국의 융합인재교육

1) 미국의 STEM 교육

미국에서는 STEAM 교육이 등장하기 전에 초중등교육에서 STS 통합교육, MST 통합교육 등이 강조되어 왔다. 최근 미국의 교육개혁 어젠더는 21세기의 기본 요소인 과학, 기술, 공학, 수학의 STEM 분야에 관한 교양 시민이 되기 위한 요구에 대응하는 것이라고 하였다. 미국의 STEM 교육 선구자는 버지니아 공대의 샌더스 교수인데, 2005년에 미국 Virginia Tech에서는 이미 대학원에 STEM 교사 양성 과정을 설치하여 새로운 모델의 교사 양성을 하고 있다.

• 융합인재양성을 위한 다양한 분야의 지식을 아우를 수 있는 능력의 인재 육성

• 적시 교육(Just In Time Education & Learning) 추구

• 과학기술을 통합적이며 전체적인 시각에서 볼 수 있는 능력(통합적인 사고)

• 타 분야와의 소통 능력 배양

• 과학기술공학과 사회시스템과 체계적이고 전략적으로 연계한 과학교육

• 미래를 예측하고 이에 대비한 과학기술공학인재 양성과 미래직업탐색을 교육

• 글로벌에서 활동하고 기여하는 과학기술 글로벌 리더를 위한 교육

• 융합인재교육의 핵심인 과학기술공학의 체계적인 연계, 통합 및 융합 개념 반영

• 창의적인 공학설계교육 개념 및 융합기반 학습 개념 도입

• Story-telling에 기반한 체계적인 개념 이해와 연계를 위한 융합인재교육 및 교재 개발

• 발산적 사고를 위한 과학기술공학에 대한 다양성 교육 및 교재 개발

• 다양한 창의기법 도입과 창의적인 학습 도구 활용

• 과학기술공학 인성 및 윤리 교육

Sanders(2009)는 통합적 STEM 교육(integrative STEM education)이란 STEM 과목 중에서 둘 또는 그 이상 과목 사이에서 교수 학습을 탐색하는 접근 방법이라고 하였고, Sanders와 Wells(2010)는 STEM 교육의 핵심 전략은 기술/공학 설계라고 하였다.

미국에서 사용하고 있는 STEM 관련 교재 등은 대부분이 기술교육학자들이 주도적으로 개발한 것이며, 이 교재의 내용에는 과학, 기술, 수학, 공학적 내용 요소가 모두 포함되어 있다.

2) 이스라엘, 핀란드의 STEAM 교육

이스라엘은 예술과 과학교육의 통합을 위해 1990년 과학예술영재학교(JASA)를 설립하였다. 과학 또는 시각예술 영역에 재능을 지닌 학생을 선발하여 교육하는 등 STEAM교육을 영재교육 분야로 확장하고 있다. 또한 과학 전공 학생들은 예술을, 예술 전공 학생들은 과학을 부전공하도록 하여 과학기술의 전문적인 면과 예술의 창조적인 면이 연계된 창의적인 융합교육을 선도하고 있다.

핀란드는 2002년부터 ‘LUMA 프로젝트’를 실시하고 있다. 고등학교의 수학, 과학 선택 학생 수 가 대학 수요에 부족하고 물리, 화학, 생물 학습이 부진한 점에 착안하여 1996년 교육부에서 LUMA Joint National Action을 마련하였으며 기업 연계 등을 통한 대대적인 투자를 추진하였다.

우수 이공계 진학생 양성을 위해 2004년 헬싱키 대학에 ‘초중등학교-대학-산업체’를 연계하는 중앙 조직체「LUMA center」를 출범시키는 등 과학과 수학교육의 중요성을 강조하고 있다.

사. 스마트교육(SMART)

1) 스마트교육의 개념

2000년대까지 일반적으로 사용하던 폰이 피처폰(Feature Phone)이었다. 주로 전화, 문자, 사진 및 동영상 촬영을 하여 보관하는 기능 정도가 포함된 핸드폰이다. 하지만 2010년 처음 한국에 스 마트폰이 소개된 이후로 급속하게 스마트폰(Smart Phone)이 확산되고 있다. 스마트폰은 기존의 피 쳐폰이 가지고 있던 기능 이외에도 인터넷, SNS, 지리정보서비스 및 다양한 앱 등을 사용하여 내 손안에 작은 컴퓨터를 가지고 다님으로써 새로운 혁신을 주도하게 되었다. 많은 사람들이 웹 2.0시 대의 개방, 공유, 협업의 트랜드에 맞게 변화되고 사회제도 뿐만 아니라, 정치지형마저도 변화시키 는 일종의 정보 소용돌이 속에 있다고 해도 과언이 아니다.

교육에 있어서도 이전 교육은 기존의 있는 것을 활용하는데 머무른다고 하면 스마트 교육은 개인 의 취향과 적성에 따라 프로그램을 선택 및 활용할 수 있는 교육이라고 할 수 있다. 이에 따라 스 마트 교육은 21세기 학생들의 학습 역량을 강화하기 위해서 도입하게 된 지능형 맞춤 학습 체제로 교육환경, 교육내용, 교육방법 및 평가 등의 교육체계를 스마트세대에 맞게 새롭게 혁신하는 것을 말한다.

Self-directed (자기 주도적)

(과거) 교사 주도적인 교육과정 구성

→ 학생 스스로 학습을 계획하고 수행하는 ‘자기 주도적 학습 지향’

Motivated (과거) 정형화된 교과서 강의식 수업

① S : Self-Directed - 자기주도적 학습

￭ 지식생산자 : 지식 수용자에서 지식의 주요 생산자로 학생의 역할이 변화하고, 교사는 지식 전달 자에서 학습의 조력자(멘토 또는 코치)로 변화한다.

￭ 지능화 : 온라인 성취도 진단 및 처방을 통해 스스로 학습하는 체제가 된다.

② M: Motivated - 흥미

￭ 체험 중심 : 이전의 정형화된 교과 지식 중심에서 체험을 기반으로 지식을 재구성할 수 있는 교 수-학습 방법을 강조한다.

￭ 문제해결 중심 : 창의적 문제해결과 과정 중심의 개별화된 평가를 지향한다.

③ A : Adaptive - 수준과 적성

￭ 유연화: 교육체제의 유연성이 강화되고 개인의 선호 및 미래의 직업과 연계된 맞춤형 학습을 구 현한다.

￭ 개별화: 학교가 지식을 대량으로 전달하는 장소에서 수준과 적성에 맞는 개별화된 학습을 지원하 는 장소로 진화한다.

④ R : Resource free - 풍부한 자료

￭ 오픈마켓 : 클라우드 교육서비스를 기반으로 공공기관, 민간 및 개인이 개발한 풍부한 콘텐츠를 교육에 자유롭게 활용한다.

￭ 소셜네트워킹 : 집단지성, 소셜러닝 등을 활용한 국내외 학습자원의 공동 활용과 협력학습을 확 대한다.

⑤ T : Technology embedded - 정보기술 활용

￭ 개방화 : 정보기술을 통해 언제, 어디서나 원하는 학습을 할 수 있고, 수업 방식이 다양해져 학습 선택권이 최대한 보장되는 교육환경이 된다.

(학습흥미) → 다양한 엑티비티, 콘텐츠를 활용한 ‘체험 기반의 창의적 학습 지향’

Adaptive (수준과 적성)

(과거) 1과목 단일 과정의 획일적 수업

→ 학생 개별의 수준과 적성을 고려한 ‘유연하고 개별화된 학습 지향’

Resource Enriched (풍부한 자료)

(과거) 서책형 교과서 위주의 교육

→ 디지털 콘텐츠 및 온라인 학습과정을 활용한 ‘풍부한 교육 콘텐츠 활용 학습 지향’

Technology Embedded (정보기술활용)

(과거) 교실&집으로 국한된 교육 기회

→ 언제 어디서나 동일한 학습 환경 조성의 ‘기술 기반의 학습 지향’

2) 스마트 교육 및 디지털 교육의 태동 배경

① 융복합환경의 지속적인 발전

IT 인프라의 발전으로 학문 간의 융·복합을 통하여 새로운 산업 및 수요 창출을 하여 정보 기술 의 융합화 및 클라우드 컴퓨팅 환경으로의 변화 등 새로운 형태의 세상으로 바뀌고 있다. 미국의 10대기업에 이미 IT기업이 많이 포함된 것은 이전의 일이 아니며 기술집약적 산업에서 이제는 정보 집약적인 산업으로의 이동 및 기존에 흘려버렸던 데이터를 재가공하여 새로운 중요한 정보를 생산 하고 이것을 산업에 연결시키는 노력들이 활발하게 이루어지고 있다.

예를 들면 검색과 뉴스, 블로그를 제공해주던 구글은 스마트폰의 기반이 되는 Android운영체제 를 선보이고 또한 교사들을 위해서 모든 작업을 온라인에서 하며 서로 협업이 가능한 Google for Educators 서비스와 같은 것을 제공해주는 등 다양한 형태로 서비스의 한계를 넘어서고 있다.

교육분야에서도 기존의 PC기반에서 테블릿 PC, 스마트폰과 같은 모바일 장치로 급속도로 변화하 고 있어서 언제(Any time), 어디서나(Any where), 어떤 장치로(Any Devices)도 인터넷과 교육 자 료에 접근할 수 있는 형태로 변모하고 있으며 교육 분야에서도 융·복합 콘텐츠 출현이 가속화되고 있다. 그 예로 2012년 1월에 애플사가 발표한 텍스트, 음성, 동영상, Interactive 3D까지 포함된 새로운 디지털교과서를 들 수 있다.

② 정보기술을 활용한 창의적인 학습사회로의 전개

정보기술의 발전에 따라 사회전반에 정보기술의 활용이 일상생활화 되어 정보를 활용하고 처리하 는 능력이 상승하게 되었다. 행정안전부의 통계에 따르면 1인 인터넷 이용현황을 보면 1주일에 평 균 5.4일, 매일 이용하는 비율은 46.3%에 해당하고, 원하는 정보 검색 능력이 2009년 70.7%에 서 2010년 80.6%, 검색정보의 목적에 맞는 활용 능력이 2009년에는 68.6%에서 2010년에는

78.4%로 나타났다.

Wikipidia, Facebook, 트위터와 같은 웹 2.0의 공유, 개방, 협력의 기반아래 등장한 소셜미디어 의 사용으로 새로운 지식을 생산하는 순환구조 속에서 창의성을 발현이 극대화되어가며 정보미디어 의 개인화 또한 빠른 속도로 진행되고 있다. 이전에는 이메일이나 메신저와 같은 개인적인내용을 개인화된 공간에서 커뮤니케이션할 수 있는 도구들이 사용되었다면 이제는 개인적인 내용을 공개적 인 환경에서 서로 이야기할 수 있으며 나눌 수 있는 블로그, 페이스북, 트위터등이 널리 사용됨에 따라 소셜미디어를 통한 학습인 소셜러닝이 주목을 받게 되는 등 지능화 및 네트워크화로 다양한 기술간 서비스간 융, 복합을 통해 다양한 학습 내용 및 방법이 출현하게 되었다.

아. 스토리텔링 교육

Changer & Harrison은 스토리텔링에 대하여 다음과 같이 구체적으로 언급하고 있다.

첫째, 스토리텔링은 상호예술적인 수행 예술 형태이다. 화자와 청자가 긴밀한 관계를 유지하는 하나의 상호작용이다.

둘째, 스토리텔링은 상호창조적인 과정이다. 화자는 이야기만을 말하지만 청자는 화자의 말하기와 자신의 경험, 믿음에 기초하여 상상 속에서 이야기의 모든 것을 생각해낸다.

셋째, 스토리텔링은 선천적이고 개인적이고 해설적이고 인간에게만 유일한 것이다.

넷째, 스토리텔링은 과정이고 내용을 공유하고 해석하고 제안하는 매개체이며, 청중에게 이야기의 의미를 전달하는 매개이다. 스토리텔링은 자연스럽고 경험적이고 청자와 화자 사이의 역동적인 상 호작용이기 때문이다. 즉, 유의미하고 풍부한 언어상황을 이야기(Story)를 매개로 다양한 기법을 적 용하여 학생들에게 제시하여 학습에 흥미를 느끼게 하고 그들의 상상력을 불러 일으켜 사고를 확장 시키는 방법이다.

또한 손정은 다음과 같이 정의하고 있다.

첫째, 스토리텔링은 상호작용적인 수행 예술 형태이다. 화자와 청자 사이의 직접적인 상호작용은 스토리텔링의 기본적인 요소이다. 청자는 화자의 말과 행동에 반응을 보이고 화자는 종합적으로 구 두적, 혹은 비구두적인 피드백을 사용하고, 즉흥적으로 목소리와 톤을 바꾸거나, 청중들의 필요에 맞게 이야기의 속도를 조절한다. 그래서 스토리텔링은 하나의 상호작용이라고 할 수 있다.

둘째, 스토리텔링은 상호창조적인 과정이다. 스토리텔링 청중들은 시청자가 TV 프로그램의 내용 을 시청하는 것처럼 화자가 이야기하는 것을 수동적으로 받아들이지 않는다. 화자가 무대장치나 이 야기의 역사적 시간과 관계가 있는 배경 같은 구체적인 상황을 제공하지는 않아도, 청자는 화자의 이야기와 자신의 경험에 기초하여 이런 것들을 상상한다. 또한 스토리텔링은 화려한 무대장치나 의 복과 같은 현란한 소품을 필요로 하지 않고, 단지 이야기책만으로도 진행이 가능하다. 그러므로 스 토리텔링이 수업현장에서 실질적으로 사용되어 질 수 있는 수업 기술이 될 수 있다.

셋째, 스토리텔링은 인간생활의 본질을 전한다. 이야기는 사건, 경험, 일상적인 생활의 작은 일부 터 인간의 본성까지의 개념을 평가하고 해석하기 위한 제1위 수단이며, 인간 의사소통의 본질적이 고 기초적인 형태이다.

넷째, 스토리텔링은 내용을 공유하고, 제안하며 청중에게 이야기의 의미를 전달하는 매개체이다.

왜냐하면 스토리텔링은 자연스럽고 경험적이며, 청자와 화자 사이의 역동적인 상호작용이 이루어지 기 때문이다.

자. 융합인재교육에 관한 선행 연구의 분석

차. 선행 연구의 시사점

이론적 배경 및 선행 연구를 분석한 결과 우리 연구회의 연구 주제 해결을 위한 시사점은 다음과 같다.

① 교육의 전반적 모습도 과학적 ․ 기술적 ․ 공학적 ․ 예술적 ․ 수학적 요소가 하나의 주제로 통합 되는 주제 중심의 통합 교육의 모습을 보이고 있으며, 이에 따라 융합인재교육을 위한 제반 여건 조성이 필요하다.

② 융합인재교육이 초․중학생들의 학습동기 유발에 긍정적 영향을 미치며, 교과간의 융합을 통한 교수․학습과정을 통해 창의적 문제해결 능력 및 비판적 사고능력이 향상된다.

연구자 연구 시기 주제 주요 내용

강지연 2011

수․과학 영재 학생 대상 예술교 육 프로그램 실시에 대한 학 생, 학부모, 교사의 인식

￭ 예술교육 프로그램의 내용에 대한 영재학생 및 학부모의 흥미를 바탕으 로 한 요구 분석

￭ 수․과학영재기관에서의 예술교육 프 로그램 실시 방법에 대한 의견

대구북동

중학교 2011

융합인재교육 프로젝트 구안적 용을 통한 창의적 문제해결력 신장

￭ STEAM 교육이 중학생들의 학습동 기 유발에 미치는 영향

￭ 교과간의 융합을 통한 교수학습과정 을 통해 창의적 문제해결 능력 및 사 고능력이 향상됨.

대구교대

부설초교 2011

교육과정 재구조화를 통한 융 합인재교육 수업모델 개발 및 적용 방안 탐색

￭ 교육과정 재구조화를 통한 융합인재 교육 수업모델 개발 및 적용 방안 탐색

권순범 외 2011

STEAM을 기반으로 한 로봇활 용 초등학생 대상 학습프로그 램 개발

￭ STEAM을 기반으로 교육과정 융합 을 통해 교육용 로봇활용 초등학생 대 상 학습프로그램 개발

이효녕 2011 창의적 융합 인재 양성을 위한

STEAM 교육 ￭ 미국의 STEM 교육 사례 소개

홍병선 2009 융합교육 활성화를 통한 대학 교육경쟁력 강화 방안 연구

￭ 대학교육에 대한 사회적 요구와 융 합교육

￭ 국내․외 대학 융합 전공교육 사례 분 석

￭ 융합교육을 위한 교과목 개발

③ 예술 영역(인문 영역의 확대)의 감수성과 통찰력은 과학 이론이나 개념을 유연하게 연결하거 나 창의적으로 변환하는 데 도움을 준다.

④ STEAM의 준거틀에도 하나의 이야기적 맥락이 필요하다. 상황을 제시하는 측면에서 그치는 것이 아니라 문제 상황을 방법적인 측면에서 간학문적으로 접근해나가며, 내용적인 측면에서 스토 리텔링 차원으로 문제 상황을 해결해 나가는 방식이 이루어져야 학생들의 진정한 감성적 체험이 이 루어질 수 있을 것이다.

⑤ 일반계의 교육과정에 적합한 융합인재교육 교육 프로그램에 대한 선행 연구 및 벤치마킹할 연 구결과가 필요하다.

이상에서 살펴 본 선행 연구들을 바탕으로 일부 과목이나 영역이 아닌 실생활에서 도출할 수 있 는 학습 주제를 바탕으로 교육과정에서 주제를 추출한 후 재구조화하여 자연스럽게 융합될 수 있도 록 하였다. 또한 어떠한 수업을 주제를 도입한다 할지라도 동일한 방법으로 진행할 수 있는 스토리 텔링적 연구가 필요함은 물론 선행 연구에서 이루어진 다양한 형태의 주제 중심 통합 프로그램을 참고하여 우리 연구회 실정에 맞는 새로운 융합인재교육 수업 모델을 개발하는 데에 활용하고자 하 였다.

2. 실태 분석

가. SWOT 분석

융합인재교육에 관한 교육 외적인 환경과 연구회 내부의 역량을 다음과 같은 강점, 약점, 기회, 위협 요인 으로 SWOT 분석을 실시하였다. 본 연구회의 경우 5개 학교의 동아리가 연합하여 R&E 형태로 프로젝트가 진행되는 STEAM R&E 동아리이다. 따라서 학생들의 지적 능력이 우수하며 특히 국어 및 사회, 과학과 수학 에 대한 관심과 탐구 능력이 뛰어나고 교과별 전문가 집단이 구축되어 있다. 또한 전문 교과의 심도 있는 학 습과 더불어 R&E 활동, 각종 프로젝트 활동, 인문 및 자연 과학 관련 대회 등 다양한 탐구활동 기회가 제공 된다. 다만 그동안 융합인재교육에 대한 교사, 학생, 학부모의 인식이 낮고, 이를 구체적으로 지도할 수업자료 가 부족한 것으로 보인다.

내 부 역 량

강점(S) 약점(W)

￭ 우수한 교사진과 신뢰 있는 사제관계

￭ 첨단기자재 확보 및 대학 협력 구조

￭ 학생들의 높은 지적 능력 및 탐구 능력

￭ 다양한 탐구 프로그램 운영

￭ 학부모, 학생들이 교사의 창의적 수업 방법 을 신뢰

￭ 학생들의 새로운 교육에 대한 요구

￭ 연합동아리라는 단점 하에 정기적 모임의 횟수 부족

￭ 수학 ․ 과학 교사를 중심으로 한 교육활동 운영으로 인한 인문, 예술과목 교사의 참여 기 회 부족

￭ 학생들의 학업 및 교사들의 업무 과중에 따른 부담감

￭ 융합인재교육 관련 자료 및 교육 경험 부 족

￭ 새로운 융합인재교육 기법 및 수업모델 탐색 필요

나. SWOT 분석을 통한 시사점

1) 융합인재교육 교육에 대한 긍정적인 관심이 학생들의 융합인재교육 활동에 대한 적극적인 탐 구와 바른 태도 형성으로 이어질 수 있도록 교육 환경을 최적화해야 한다.

2) 교사들의 융합인재교육에 대한 필요성 인식이 구체적으로 학교 현장에서 실천될 수 있도록 각 종 연수를 통한 융합인재교육에 대한 이해도를 제고하여 효과적인 융합인재교육 수업 모델을 개발 할 수 있도록 노력해야 한다.

3) 교사들은 각 교과별 수업전문가 집단으로 구성되어 있고, 학생들은 호기심과 탐구 능력이 뛰 어나며, 학부모는 교사의 창의적인 수업 방법에 대해 신뢰를 보이고 있는 우리학교 실정을 감안하 여 수업 및 R&E 활동, 창의적 체험활동, 동아리 활동 등 다양한 장면에서 적용 가능한 수업 모델 을 개발하여 적용함으로써 학생들의 창의적 설계(Creative Design)와 감성적 체험(Emotional Touch)이 가능하도록 한다.

4) 학생들의 감성적 체험(Emotional Touch) 확대를 위한 다양한 인문적, 예술적 활동에의 참여 기회가 필요하다.

5) 학생들에게 다양한 체험활동을 경험하기 위해서는 다른 기관과의 연대가 필요하고, 지역사회 를 위한 노력이 필요하며, 학생의 인성교육이나 체험활동에 학부모의 참여를 적극 유도할 필요가 있다. 효과적인 융합인재교육을 위하여 가정-학교-지역 사회가 연계된 융합인재교육 수업 모델을 개 발․적용할 수 있도록 구안하여야 한다.

6) 첨단 기자재 및 각종 실험실이 잘 완비되어 있으므로 시설과 기자재의 활용을 극대화하고, 더불 어 폭넓은 인문, 예술적 경험을 할 수 있는 체험의 장을 마련할 수 있도록 하여야 한다.

외 부 환 경

기회(O) 위협(T)

￭ R&E 동아리의 특성상 학구적이고 창의적 체험활동에 대한 적극성을 보여줌

￭ 유능하고 의욕이 넘치는 교사와 학생들이 자발적으로 모인 그룹

￭ 외국의 교육과정에 대한 관심과 흥미가 높 아

￭ 입학사정관제에 따른 자기주도적학습 강조

￭ 과학기술교육을 국가적으로 강조하는 추세

￭ 정기 모임의 활동으로 인한 교육과정을 운 영하는 시간의 부족

￭ 새로운 교육과정에 대한 인식도 낮음

￭ 학부모들의 융합인재교육에 대한 이해 및 인식 부족

￭ 사회 및 학생, 학부모의 학교에 대한 가시 적 성과 및 다양한 요구 사항 증대

Ⅲ. 연구의 설계

1. 대상 및 기간

가. 운영대상 : 1학년으로 구성된 과학(물리 구상우 ­ 울산 현대청운고)동아리, 1~2학년으로 구 성된 수학(수학 김정섭­ 대구 청구고) 동아리, 1~2학년으로 구성된 융합교육 토론(국어 및 사회 정 대호 ­ 대구 청구고) 동아리, 1~2학년으로 구성된 E.P.(English Presentation 남형진 ­ 대구 영진 고) 동아리 학생들을 대상으로 한다.

나. 운영기간 : 2013.05.01.~2013.12.31.(8개월)

2. 연구 계획

단계 추진 과제 추 진 내 용

2014년

5 6 7 8 9 10 11 12

계획

시범 운영 실행 계획

수립

연구 분과 조직 및 업무분장 확정 →

각 분과 구성 및 모형 확립 → → → 선행 연구 및 이론적 배경 고찰 → → → 실태 분석 및 기초 조사 → → →

준비

연수 STEAM 입문/기초/심화 연수 → → → → → → →

협의회

연구분과 협의 및 모형, 수업 설계 논의

/교과별 프로그램에 관한 회의

→ → → → → → →

실행

프로그램의 전개

교수․학습 모형에 근거한 수업개발 → → → → → → →

개발된 수업 차시 및 평가 실시 → → →

교수학습모형 투입 후 사후검사

창의성 및 문제해결력

측정을 위한 사후검사 → → →

평가

평가 분석 연구 성과 분석 및 평가 → →

보고서 작성 최종 보고회 및 보고서 작성 → →

관리 연구진행관리 연구진행관리 → → → → → → → →

3. 연구세부일정

일 정 수행내용

추 진 일 정

비고 5월 6월 7월 8월 9월 10월 11월 12월

파이오니아 초청 특강 ￭ ￭

교과연구회 초청 특강 ￭

지도안 분석 세미나 ￭ ￭ ￭ ￭ ￭ ￭ ￭

융합인재 시범학교 방문 ￭ ￭

그린에코 로드투어 프로젝트 ￭ ￭ ￭ ￭ ￭ ￭ ￭

그린에코 로드투어 포트폴리오 ￭ ￭ ￭ ￭ ￭ ￭ ￭

그린에코 로드투어 매거진 제작 ￭ ￭

그린에코 로드투어 페이퍼 제작 ￭ ￭

학생, 학부모, 교사가 함께하는

그린에코 로드투어 캠프 ￭ ￭

그린에코 로드투어 발표회 ￭ ￭

STEAM 교과별 기초자료 마련 ￭ ￭ 자전거와 바퀴에 관한

융합인재교육 자료개발 ￭ ￭

자전거의 재질과 디자인과 관한

융합인재교육 자료개발 ￭ ￭

내 몸에 맞는 자전거 설계 및 제작 ￭ ￭

내 몸에 맞는 자전거를

지오지브라로 프로그램화하기 ￭ ￭

내 몸에 맞는 자전거의

효율성에 관한 연구보고서 ￭ ￭

자전거와 환경을 고려한 대구시 자전거 인프라 구축방안에 대한

연구보고서

￭ ￭ ￭ ￭ ￭

외국의 선행연구 사례 세미나 ￭ ￭ ￭ ￭ ￭ ￭ ￭ ￭

정기 회의록 작성 ￭ ￭ ￭ ￭ ￭ ￭ ￭ ￭

각 교과별 연구일지 작성 ￭ ￭ ￭ ￭ ￭ ￭ ￭ ￭

연구보고서 및 수업지도안 ￭ ￭ ￭ ￭ ￭ ￭ ￭ ￭

4. 연구원 편성표

연구책임자 ․ 연구책임자 1 명

․ 공동연구원 5 명

․ 자문위원 1 명 구 상 우

(계 7 명)

과학 및 공학 부문 인문사회 및 예술 부문

연 구 원 : 김 상 오 연 구 원 : 정 대 호

연 구 원 : 김 정 섭 연 구 원 : 남 형 진

연 구 원 : 김 준 우

Ⅳ. 연구의 실제

1. 융합인재교육(STEAM) 연구를 위한 환경 조성

연구주제에 대한 이해 증진을 위하여 융합인재교육 연구학교 워크숍 방문 및 공개수업 참여를 통 하여 다른 학교나 연구회에서 실시하고 있는 프로그램의 운영방안 및 실행에 대하여 정기적으로 검 토, 벤치마킹을 실시하며, 연구회 내 정기협의회를 통해 프로그램의 운영 및 실제에 대하여 정기점 검을 실시하였다.

가. 융합인재교육(STEAM) 연구를 위한 조직 및 계획 구성

교사 기초, 심화 연수 STEAM실

STEAM INFO STEAM R&E

● 교사 전문성 향상

→ 자료, 한국과학창의재단 연수 참여

● 학생 및 학부모 이해

→ 연수

→ 가정통신문

→ 홈페이지 탑재

● 교사연구회 운영

→ 협의회

→ STEAM 전문가와의 세미 나 및 자문

● STEAM실 구성

→ 과학실, 수학실, 정보실, 도서실

→ 장비, 도구, 재료, 자료 수 집

→ 토의 및 토론 장소 제공

● STEAM INFO 구성

→ 과학실 및 도서실 내부, 각종 게시판 활용

→ 프로젝트 소개 및 안내, 전시

● STEAM R&E 동아리 운 영

→ 현대청운고+청구고+영진 고

→ 연합동아리 운영

● R&E 멘토-멘티

→ 개별 교사당 학생 3명 이 상

(과학, 공학, 수학, 사회, 국 어, 영어)

→ 자문위원 교수에 자문(메 일 및 면대면 인터뷰 실시)

나. 융합인재교육 전국 워크숍 참석 - 일시 : 2014.06.11.(수) - 장소 : aT센터

- 주최 및 주관 : 한국과학창의재단

다. 융합인재교육 권역별 워크숍 참석 - 일시 : 2014.07.11.(금)

- 장소 : 부산 명진초등학교

- 주최 및 주관 : 한국과학창의재단, 울산광역시교육청, 부산광역시교육청, 경상남도교육청

라. 융합인재교육 연수 참여

- 과정명 : 융합인재교육 기초연수

- 연수기간 : 2014.05.07.~2014.05.26.

- 연수기관 : 한국과학창의재단 원격교육연수원

- 과정명 : 융합인재교육 심화연수

- 연수기간 : 2014.07.28.~2014.11.01.

- 연수장소 : KAIST

- 연수기관 : 한국과학창의재단, KAIST 영재교육센터

마. 연구회 내 정기협의회 실시 - 일시 : 매달 각 1회

- 장소 : 학교별 연구실

- 협의내용 : 교과별 STEAM 주제 추출, 교수․학습 프로그램 개발 및 적용, 각종 자료 구입

연번 협의일시 장소 협의내용 비고

1 2014.05.23 경북대학교 물리교육연구실

￭ 연구 조직 확인 및 업무 분장

￭ 연구회 내 계획에 관한 업무 협의

￭ 교과별 교수․학습 프로그램 개발에 안내 2 2014.06.20 청구고등학교

수학실

￭ 연구계획서 및 예산수정

￭ 교과별 교수․학습 프로그램 개발 협의

3 2014.07.11 청구고등학교 수학실

￭ 연구회 운영과 창체형 교육과정 편성을 위한 사전 협의회

￭ 교과별 교수․학습 프로그램 개발 검토

4 2014.08.08 현대청운고 과학실

￭ 각 교과별 교수․학습 프로그램 개발에 관한 검 토

￭ 간학문적인 방법으로 교과를 융합시키기 위한 교육과정 수합 및 검토 1차

5 2014.09.26 청구고등학교 수학실

￭ 각 교과별 교수․학습 프로그램 개발에 관한 검 토 및 적용에 관한 검토

￭ 간학문적인 방법으로 교과를 융합시키기 위한 교육과정 수합 및 검토 2차

6 2014.10.24 청구고등학교 수학실

￭ 각 교과별 교수․학습 프로그램 개발에 관한 검 토 및 적용 후 1차 피드백

￭ 교과별 활동지 및 교수․학습 도움자료에 관한 발표 및 협의

7 2014.11.21 청구고등학교 수학실

￭ 각 교과별 교수․학습 프로그램 개발에 관한 검 토 및 적용 후 2차 피드백

￭ 교과별 활동지 및 교수․학습 도움자료에 관한 발표 및 협의

￭ 활동에 관한 교사별, 학생별 만족도 조사에 관한 피드백

2. 개발 프로그램 제시

가. 교과별 주제 중심 융합인재교육 교수․학습 프로그램 개발 모형

융합인재교육 수업모형 개발을 위해 그림과 같이 융합인재교육 학습요소 분석 및 교육과정 병합

→ 융합인재교육 학습 모델 개발 → 융합인재교육 교수․학습안 작성 → 융합인재교육 지도방법 및 자료 개발과 같은 개발 절차에 따라 설계하였다.

융합인재교육 학습요소분석

융합인재교육 학습모델개발

↙ ↘

- 교육과정 분석

- 융합인재교육 학습 요소 선정 및 분석

- 교육과정 재구조화

- 수업모형 이론 검토

- 융합인재교육에 적합한 학습 모델 개발

융합인재교육 수업모델 개발 설계

- 융합인재교육 교육 교수 학습안 작성 및 수업 적용

- 수업 적용을 위한 융합인재교육 지도 방법 및 자료 개발 - 학교 현장 리소스 제공

↖

작성

융합인재교육 지도방법 및

자료 개발

↗

나. STEAM 준거틀

그린에코 로드투어 프로젝트(Green Eco Road Tour Project)

- 대구지역 신천, 금호강, 낙동강 일대의 자전거를 통한 생태탐방 투어 환경체험 프로젝트 -

상황제시

출퇴근 시간의 교통체증과 대기오염의 관계, 사패산 터널, 은평새길, 평창터 널 등의 도로 공사 현장과 환경파괴 논란 등의 사진 및 동영상, 기사 등을 통해 우리 주변에서 일어나는 심각한 환경 문제에 대해 생각해보게 함으로써 학생 본인의 문제임을 깨달을 수 있도록 한다.

창의적 설계

1. 자전거의 물리적 설계를 할 수 있도록 한다.

2. 인간의 체형에 적합한 편안하고 안전한 자전거를 설계하도록 한다.

3. 자전거의 원 운동과 관련한 수학적인 원리를 찾을 수 있도록 한다.

4. 자전거의 작동 원리를 수학적으로 해석하고 설계할 수 있도록 한다.

5. 자전거와 환경과 관련한 문제를 법적으로 해결할 수 있는 방안을 만들어 본다.

6. 자전거의 환경과 관련한 문제를 찾고 그에 대한 해결방안(경제 및 환경)을 만들어 보도록 한다.

7. 모바일 SNS 및 인터넷 블로그 등을 활용하여 환경 문제에 대한 심각성을

다. STEAM 준거틀에 의한 월별 계획

알리고 홍보할 수 있도록 한다.

감성적 체험

학생 스스로가 환경 문제에 대해 생각해보고 자전거와 연관시켜 그 해결 방 안을 찾아보며, 창의적으로 설계하는 활동을 통해서 소중한 자연 환경을 지키 는 일에 기여한다는 마음을 갖게 한다. 또, 우리가 학습한 내용을 바탕으로 해결책을 찾음으로써 우리가 학습하는 교과가 우리 생활에 꼭 필요하다는 마 음을 갖게 한다. 나아가, 우리를 둘러싸고 있는 지구의 환경을 앞장서서 지키 는 글로벌 환경 리더가 될 수 있도록 한다.

일시

STEAM 교과별 활동 운영계획

5~6월

▪자전거의 운동▪

S, T, E

▶ 선행연구를 조사해보고 이를 바탕으로 주제와 관련된 개발 가능 한 물리 프로그램에 대한 수업연구 기초자료를 마련함.

- 자전거의 운동을 속도와 가속도, 뉴턴의 운동법칙, 각운동량 보존 법칙 등과 관련지어 분석 및 접근할 수 있도록 창의적 설계를 위 한 기초자료를 마련 및 개발하도록 함.

S ▶ 자전거와 생태환경과 관련한 수업연구 기초자료를 마련함.

M

▶ 자전거에 관한 수학적 요소를 찾아 연구 자료를 마련함.

- 사이클로이드 곡선, 원의 운동과 톱니바퀴 등

▶ 자전거의 평균 속력 구하기에 관한 수업연구 기초자료를 마련함.

▶ 자전거의 작동 원리를 지오지브라로 표현하기 위한 수업연구 기 초자료를 마련함.

▶ 사이클로이드 곡선에 대한 구조적 설계를 위하여 수업연구 기초 자료를 마련함.

▶ 톱니바퀴의 작동 원리 연구 및 두 개의 톱니바퀴에 관계 수업연 구 기초자료 마련하기

A

▶ 자전거와 환경을 법과 정책적인 측면에서 해결할 수 있는 수업연 구 기초자료를 마련함.

▶ 자전거와 환경에 관련한 경제적학 손실과 효율의 가치에 대하여 수업연구 기초자료를 마련함.

7~8월

S, T, E

▪자전거의 바퀴▪

▶ MTB, 사이클 등의 바퀴를 관찰한 후 차이점을 비교 분석하고 과 학적 원리를 탐구할 수 있도록 함.

- 압력, 힘과 에너지 등에 관련한 물리학적 자료

S ▶ 자전거의 바퀴와 생태환경과의 연관성에 대해 탐구할 수 있도록 함.

- 저탄소 및 친환경 에너지 등에 관련하여

M

▶ 사이클로이드 곡선 직접 그려 볼 수 있도록 함.

- 바퀴의 크기와 사이클로이드 곡선과의 관계 파악

▶ 경사도와 자전거의 최적화된 기어(톱니바퀴의 관계)를 탐구할 수 있도록 함.

▶ 바퀴의 회전 수와 최적 운동 효과의 관계를 탐구할 수 있도록 함.

E, A ▶ 자전거와 바퀴에 관련한 경제적 효율에 대한 탐구할 수 있도록 함.

A

▶ 자전거와 환경을 법과 정책적인 측면에서 해결할 수 있는 방안을 마련함.

- 자전거와 환경을 고려한 대구시 자전거 인프라 구축 방안 설계 방 안 - ①

9월

S, T, E

▪자전거의 재질과 디자인▪

▶ 자전거의 재질을 분석해보고, 재질의 특성에 대해 재료공학적으로 분석할 수 있는 자료에 대해 탐구할 수 있도록 함.

- 알루미늄, 티타늄, 카본 등

M ▶ 자전거의 재질과 속력과의 상관관계를 지오지브라 프로그램을 통 해 3차원화 시키도록 함.

S, E, A ▶ 자전거의 디자인들을 조사해보고, 이들 자전거의 디자인이 물리 및 구조 공학적으로 어떤 장점이 있는지를 탐구할 수 있도록 함.

S, A

▶ 자전거의 재질과 디자인이 생태환경에 미치는 영향관계를 탐구할 수 있도록 함.

▶ 자전거의 재질과 디자인이 가지고 있는 경제적 효율에 대해 탐구 할 수 있도록 함.

A

▶ 자전거와 환경을 법과 정책적인 측면에서 해결할 수 있는 방안을 마련함.

- 자전거와 환경을 고려한 대구시 자전거 인프라 구축 방안 설계 방 안 - ②

10월

S, T, E

▪내 몸에 맞는 자전거 설계하기▪

▶ 자전거의 운동, 바퀴, 재질, 디자인 등을 고려하여 나만의 자전거 를 설계해보고 모형을 제작할 수 있도록 자료를 개발함.

M, E, T

▶ 내 몸에 맞는 자전거 설계를 지오지브라 프로그램으로 구체화할 수 있도록 함.

▶ 내 몸에 맞는 자전거가 수학적 원리에 따른 효율성을 바탕으로 계산될 수 있도록 수치화함.

A ▶ 내 몸에 맞는 자전거가 가지고 있는 경제적 효율에 대해 보고서 를 작성할 수 있도록 함.

3. 프로그램 적용 사례

가. 차시별 계획 총괄표 A

▶ 자전거와 환경을 법과 정책적인 측면에서 해결할 수 있는 방안을 마련함.

- 자전거와 환경을 고려한 대구시 자전거 인프라 구축 방안 설계 방 안 - ③

11월

S, T, E

▪내 몸에 맞는 자전거 설계하기▪

▶ 내 몸에 맞는 자전거를 설계한 뒤 적용해 본 뒤 Feedback을 통 해 프로그램을 개선할 수 있도록 함.

M, T, E

▶ 내 몸에 맞는 자전거를 설계한 뒤 개발한 프로그램을 적용해보고 설문조사와 자문을 바탕으로 1차 수정함.

▶ 수정된 내 몸에 맞는 자전거 설계를 지오지브라 프로그램으로 구 체화할 수 있도록 함.

A ▶ 수정된 내 몸에 맞는 자전거가 가지고 있는 경제적 효율에 대해 보고서를 작성할 수 있도록 함.

A

▶ 자전거와 환경을 법과 정책적인 측면에서 해결할 수 있는 방안을 마련함.

- 자전거와 환경을 고려한 대구시 자전거 인프라 구축 방안 설계 방 안 - ③

STEAM

요소 차시 학습주제 학습내용 2009

개정교육과정

상황

제시 1~2

생태 환경 보전 필요성과 배경

 -> 창의적체험활동에 관한 부분

생태 환경 보전의 사회적 관점과 환경적 관점의 영역

환경, 사회

자전거에 대하여

 -> 창의적체험활동에 관한 부분

자전거가 가지고 사회적 관점과 환경적 관 점

환경, 사회

창의적 설계

3~4 그린에코 로드투어 프로젝트 설계하기



생태 및 환경의 관점에서 프로젝트를 설 계

- 프로젝트 주제 및 활동 내용을 학생들 스스로 설계 및 유도하기

과학

­ 인류의 건강과 과 학 기술, 에 너 지 와 환경

5~6 내게 맞는 자전거 디자인하기



자전거의 물리적, 공학적 특징을 살펴보 면서 프로젝트를 실행하기 가장 적합한

기 술 ‧ 가 정

­ 기술 혁 신과 설계

나. 그린에코 로드투어 프로젝트 월별 운영계획 ­ 진로와 연관한 창의적 체험활동 자전거를 찾아보고 설계하기

1) 자전거와 운동

2) 자전거와 바퀴 그리고 기어

7 수학적으로

접근하기



지오지브라를 활용한 자전거의 원리 탐 색 및 표현하기

1) 사이클로이드 곡선 ­ 원의 운동과 톱니바퀴

2) 바퀴와 관련하여 지오지브라로 표현 하기

수학

8 경제학적 관점의 해결방안 찾아가기



자전거와 환경의 경제적 관점의 해결방 안을 설계 후 발표하기

환경, 사회

9 정책적 관점의 해결방안 찾아가기



자전거와 환경의 정책적 관점의 해결방 안을 설계 후 발표하기

환경, 사회

감성적 체험

10~11 매거진, 페이퍼, e-book 제작

 -> 창의적체험활동에 관한 부분 팀을 나누어서 매거진, 페이퍼, e-book 제작

12 발표 및 홍보

 -> 창의적체험활동에 관한 부분

모둠별 발표와 장점과 개선할 점에 대 해 토론 및 홍보하기

일시

운영계획(2014년)

→ 차시별 계획 총괄표에서 1,2,10,11,12차시에 해당하는 활동

5월

￭ 사업 선정 후 프로그램 준비

￭ 교사 및 학생 오리엔테이션

￭ 프로그램을 위한 교육기자재 마련

6~7월

￭ Green Road Tour 코스 1~4

￭ 구글맵을 활용한 정보 업데이트

￭ 환경 블로그 및 SNS 게시판 업데이트

￭ 그린에코 로드투어 일기 쓰기

￭ 그린에코 로드투어 포트폴리오 만들기

8~9월

￭ Green Road Tour 코스 1~4

￭ 구글맵을 활용한 정보 업데이트

￭ 환경 블로그 게시판 업데이트

￭ 그린에코 로드투어 일기 쓰기

다. 그린에코 로드투어 코스 소개

￭ 그린에코 로드투어 포트폴리오 만들기

10~11 월

￭ Green Road Tour 코스 1~4

￭ 구글맵을 활용한 정보 업데이트

￭ 환경 블로그 게시판 업데이트

￭ 그린 로드 투어 일기 쓰기

￭ 그린 로드 포트폴리오 만들기

￭ 학생, 학부모, 교사가 함께하는 그린 로드 투어 캠프

12월

￭ Green Road Tour 코스 1~4

￭ 구글맵을 활용한 정보 업데이트

￭ 환경 블로그 게시판 업데이트

￭ 그린 로드 투어 일기 쓰기

￭ 그린 로드 포트폴리오 만들기

￭ 환경프로젝트 발표회 실시

￭ 2회 그린에코 로드투어 매거진 제작 및 각급 학교에 전달 및 홍보

￭ 2회 그린에코 로드투어 페이퍼 제작 준비

1코스 신천둔치 및 금호강 2코스 안심, 팔현습지 3코스 하중도

4코스 달성습지 및 강정고령보 기획1 낙동강길 코스 기획2 영천별빛공원 코스

1) 코스 1 ­ 신천둔치 및 금호강 코스

신천은 대구 중심을 흐르는 강으로 대구 시민들이 친숙하게 다가가고 휴식과 운동을 즐기는 공간 이기도 하다. 복잡한 도심을 관통하여 흘러가면서 시원한 분수가 하늘높이 솟구치는 강 신천, 이런 신천은 상동교에서 침산교까지 많은 시민들이 다양한 모습으로 이용하고 있다. 자전거를 타다가 쉬 고 싶으면 아무 곳이나 자전거를 세우고 벤치에 앉아 강물을 바라볼 수 있는 곳! 그런 곳이 신천이 고 그 곳 자전거길이다.

2) 코스 2 ­ 안심 및 팔현습지 일대

동촌 지하철역에서 2번 출구로 나오면 동촌유원지에 집입할 수 있다. 동촌역에는 실내 자전거 주 차장도 있고, 자전거 수리센터도 있어 자전거를 안전하고 보관할 수도 수리할 수도 있다. 금호강 둑에서는 금호강과 동촌유원지가 시원하게 한 눈에 들어온다. 강과 동촌유원지 전경은 아름답고 고 즈녘한 분위기를 만들어 낸다. 강둑에서 계단을 따라 둔치로 내려서면 넓은 잔디밭과 체육시설, 그 리고 강을 따라 곧게 쭉 뻗은 자건거길과 보행자 길을 만날 수 있게 된다. 그리하여 이 코스의 백 미인 동촌유원지와 보도교를 즐길 수 있게 된다.

∎ 안심습지 : 안심습지는 대구광역시 동구 금강동 옆의 늪을 말한다. 인접지역보다 강폭이 넓은 금호강에 직선 제방을 쌓음으로써 금호강 일부가 분리되어 형성된 배후습지이다. 넓은 의미에서 안 심습지는 그 옆의 금호강 일대를 포함한다.

안심습지의 금호강 제방에 올라서면 금호강의 확 트인 전경이 한눈에 들어온다. 여름철 강 물위 를 노랗게 덮고 있는 노랑어리연꽃과 더불어 울창한 버드나무와 갈대와 그 사이로 흐르는 물줄기와 새들이 어우러져 있는 모습을 보면 감탄하지 않을 수 없게 된다.

안심습지는 우포늪과 같이 전형적인 늪의 특징을 알 수 있는 좋은 장소로서 물옥잠, 노랑어리연, 자라풀, 마름, 생이가레, 줄, 부들, 갈대, 버드나무 등과 같은 각종 습지식물과 개개비, 덤불해오라 기, 쇠말닭, 물닭, 백로류 등과 같은 새들은 쉽게 관찰할 수 있다. 특히 겨울이면 가창오리, 원앙, 큰고니, 쇠부엉이, 수리부엉이, 흰꼬리수리 등 많은 종류의 희귀종과 수천마리의 오리류 들과 고슴 도치, 너구리, 고라니, 수달 등의 포유류들도 만날 수 있다.

3) 코스 3 ­ 하중도 일대

하천이 구불구불 흐르다가 흐르는 속도가 느려지거나 유로가 바뀌면 퇴적물을 하천에 쌓아 놓게 된다. 이러한 과정이 계속 일어나면 하천 바닥에 퇴적물이 쌓이고 하천 한가운데 섬으로 남게 된 다. 보통 큰 하천의 하류에 잘 생기는데, 낙동강 하류에 있는 삼각주는 대부분 하중도로 이루어지 고, 한강의 미사리·석도(⽯島)·밤섬·여의도·난지도 등도 하중도에 속한다.

하중도는 하천의 유량과 유속에 따라 쉽게 없어지거나 생겨나며, 비교적 규모가 큰 곳은 농경지 가 되거나 취락이 들어선다. 미사리 선사시대 주거지는 대표적인 예이다.

4) 코스 4 ­ 달성습지 및 강정고령보 일대

달성습지는 대구광역시 달서구 성서공단 지역난방공사 서쪽에 위치한 낙동강과 금호강, 진천천, 대명천이 합류하는 지역에 있는 총 면적 약 8,000㎡의 하천습지를 말한다. 달성습지는 보기 드문 범람형 습지로 습지식물을 잘 볼 수 없지만 강수량이 적은 해, 습지 여러 곳에서 부엽식물들과 다 양한 수생식물들을 볼 수 있다.

달성습지는 홍수로 인해 많은 영양물질이 토양 속에 쌓여 사계절 외래 식물들의 천국이라 할 수 있다. 봄이면 강 유역 전체를 갓꽃이 노랗게 물들이고, 여름이면 기생초가, 억새와 갈대가 온 습지 를 뒤 덮을 10월말경 달성습지에는 수천마리의 겨울철새들과 물수리, 흰꼬리수리, 큰말똥가리, 쇠 부엉이, 잿빛개구리매 등과 가끔 황새와 호사비오리도 도래하며, 달성습지의 진객인 흑두루미, 재두 루미 수천마리가 온 하늘을 맴돌다 미쳐 내려앉을 곳을 찾지 못하고 거의 전부가 일본 이즈미로 떠 난다. 습지를 다니다 보면 너구리, 족제비, 수달은 가끔 볼 수 있고 고라니는 자주 만나게 된다.

달성습지는 국제자연보호연맹(IUCN)에 달성습지라는 이름으로 등록될 만큼 1980년대에는 천연 기념물 제228호이면서 국제보호조류인 흑두루미 수천마리가 찾아오고 400여 마리가 월동할 정도 로 습지로서 보전가치가 높은 지역이었지만, 전이지역 및 완충지역의 무분별한 개발로 생태계가 많 이 훼손되었다. 대구광역시에서는 2004년부터 훼손된 생태계를 복원하기 위한 인공습지인 개방형 과 폐쇄형습지를 조성하였다. 개방형 인공습지는 봄에 흰뺨검둥오리들의 산란장이 되고 겨울철 물 수리들의 사냥터가 되며, 여름 홍수 시 폐쇄형 습지엔 많은 물고기와 수서곤충들이 갇혀 여름철새 인 백로류와 나그네 새인 도요새류들의 이동시기에 훌륭한 쉼터와 먹이를 제공한다.

5) . 기획 1 ­ 낙동강 자전거길 코스

6) 기획 2 ­ 영천별빛마을 코스

경북 영천시에 위치한 별빛마을에 가보면 모든 가로등에 갓을 씌어 놨다. 인근에 위치한 보현산 천문대의 관측률을 높이기 위해 설치했다지만 이 때문에 마을의 밤하늘은 더욱 영롱하게 빛나는 것 같다. 이곳 별빛마을은 매년 4월∼5월에 열리는 영천보현산별빛축제의 무대가 되는 곳이다.

2012년 문화체육관광부와 한국관광공사가 선정한 ‘한국인이 꼭 가 봐야 할 한국관광 100선’에 포함될 만큼 수려한 자연경관과 아름다운 농촌 전경을 그대로 간직한 영천 별빛마을에 들어서면 멀 리 산 정상에 보현산 천문대가 눈에 들어오고 소달구지가 들녘을 누비는 양지·절골같은 마을을 따 라 가다보면 담벼락에 그려진 알락달록 마을벽화를 만날 수 있다. 이들 농촌마을은 여유를 잃고 사 는 현대인들이 한 번쯤 성찰의 시간을 가져볼 만한 느림의 미학을 깨닫게 한다. 또한, 보현산 일원 에 넓게 펼쳐진 ‘보현산하늘길’ 과 별빛마을의 논두렁길, 마을 안길, 자작나무·소나무·밤나무 등 숲길 을 있는 그대로 활용하여 조성된 ‘보현산 별빛 누리길’은 도시민들에게 치유와 휴식을 선사한다.

라. 학생활동 사진자료

1. 서재억새공원에서 환경 및 생태 자료조사 2. 안심습지에서 환경 및 생태 자료조사

3. 팔현생태습지에서 환경 및 생태 자료조사 4. 팔현생태습지에서 자저건 정책 자료조사

5. 청구고등학교 내에서 홍보계획 수립 활동 6. 대구지역 역사문화 로드투어 활동 실시

7. 강정고령보 일대에서 자전거 정책 조사 8. 강정고령보의 일대 환경 및 생태 자료 조사

마. 교수학습과정안

그린에코 로드투어 프로젝트 설계하기

과목 과학 수업차시 3~4

단원 (2) 인류의 건강과 과학 기술, (3) 에너지와 환경, 환경 프로젝트

교육과정

2009개정교육과정_제 2부. 과학과 문명_(2) 인류의 건강과 과학 기술

② 식량 자원의 지속적인 개발 및 확보와 관련하여 생태계와 생물 다양성의 가치를 이해하고, 종자은행의 중요성을 이해하며, 물의 소독, 살균, 세제의 사용이 인간 수 명의 증가와 건강의 증진에 기여한 바를 이해한다.

2009개정교육과정_제 2부. 과학과 문명_(3) 에너지와 환경

⑤ 화석 연료의 사용을 산화와 환원 과정으로 이해하고, 화석 연료의 과다 사용에 따른 지구 온난화와 기후 변화를 이해한다.

2009개정교육과정_(1) 환경 프로젝트

① 이 과목의 내용과 관련된 탐구 프로젝트 주제를 탐색하고 선정하는 활동을 통하 여 자기 주변 지역의 환경 문제를 인식하고 환경 문제에 대한 감수성을 증진시킨다.

② 자신이 선정한 탐구 프로젝트 주제에 대한 계획을 수립하고 실행함으로써 기획력 과 의사 결정력, 문제 해결력을 기르고, 자기 주변 지역의 환경 문제 해결에 적극적 으로 참여한다.

③ 환경 탐구 프로젝트의 수행 과정과 결과를 발표하고 종합적으로 평가함으로써 의 사소통 능력과 발표력을 기르고, 자기 탐구 프로젝트를 개선하는 기회를 갖는다.

학습목표 ① 그린에코 로드투어 프로젝트를 창의적으로 설계할 수 있다.

② 우리 주변의 생태와 환경에 관심을 갖는 태도를 지닌다.

학습과정 교수 ‧ 학습 활동 준비물

도입 (10분)



Co 생태 환경 보전의 중요성을 알릴 수 있는 방법이 무엇이 있을지 고민해본다.

학습활동 (70분)



CD 모둠별로 우리 주변에 있는 하천이나 강 주변의 생태 및 환경과 관련된 주제를 선정하고, 자전거로 탐방 계획을 창의적으로 설계한 다.

노트북이나 테블릿 pc 와 같은 스 마트 기기 마무리

(20분)

ET 모둠별로 설계한 계획을 발표하고, 다른 모둠과 의견을 교류한 다.

프레젠테이션 자료 지도상의

유의점

모둠별 주제는 모둠에서 협의해서 정할 수 있도록 하며, 되도록 다른 모둠과 주제가 겹치지 않도록 한다.

자전거와 지속가능발전

과목 과학, 기술‧가정 수업차시 5~7

단원 (3) 에너지와 환경, (3) 기술 혁신과 설계

교육과정

2009개정교육과정_(3) 에너지와 환경

⑧ 태양, 풍력, 조력, 파력, 지열, 바이오 등의 재생 에너지, 핵융합이나 수소와 같은 새로운 에너지 자원에 대해 알고, 에너지 자원의 활용을 지속 가능한 발전의 관점에서 이해한다.

2009개정교육과정_(3) 기술 혁신과 설계

② 공학 설계를 위한 기초적인 제도 방법, 제도 통칙, 투상법 등을 이해하고, 이를 토대로 창의적 제품을 구상하고 설계할 수 있으며, 간단한 창의 공학 설계 프로젝트를 수행할 수 있다.

학습목표 ① 지속 가능 발전에 대해서 말할 수 있다.

② 자전거와 지속 가능 발전을 결합할 수 있다.

학습과정 교수 ‧ 학습 활동 준비물

도입 (10분)



Co 현재 가장 많이 사용하고 있는 에너지원인 화석연료의 사용과 그로 인한 폐해에 대해서 이야기해 본다.

프레젠테이션 자료

학습활동 (60분)



CD Jigsaw모형을 활용하여 태양, 풍력, 압전소자, 열전소자 등으로 주제를 가지고 전문가 집단 학습을 형성하여 각 주제에 대해 학습한다.

CD 원래 모둠으로 돌아가 지속 가능 발전을 접목한 자전거를 창의 적으로 디자인한다.

노트북이나 테블릿 pc 와 같은 스 마트 기기, 전지

마무리 (70분)

ET 지속 가능 발전을 접목한 자전거를 제작하며, 제작한 자전거에

대해서 소개하고, 다른 모둠과 의견을 교류한다. 제작품

지도상의 유의점

프로젝트에 활용할 수 있는 실용성과 경제적 관점에서의 효율성, 디자인 등을 고려 하여 디자인할 수 있도록 한다.

주제 : 자전거와 신재생에너지

일시 년 월 일 모둠 반 번호 성명

1

1. 신재생에너지란?

신재생에너지의 정의 :

신재생에너지의 종류 :

2. 신재생에너지의 종류에 따른 특성을 살펴보자.

☞ [협동학습] Jigsaw 모형

① 1번 학생은 태양 에너지, 2번은 풍력 발전, 3번은 압전소자, 4번은 열전소자의 전문가집단으로 이동한다.

② 전문가집단 모임에서 자신이 맡은 주제의 특성에 대해 다른 학생들과 협동하여 조사한다.

③ 원래 모둠으로 돌아가서 자신이 학습한 주제에 대해 모둠원들에게 설명해준다.

나의 신재생에너지 주제 :

나의 신재생에너지의 특징에 대해 조사해보자.

3. 다른 모둠원의 발표를 경청하고, 특징을 요약 정리해 보자.

신재생에너지의 종류 특 징

4. 각각의 신재생에너지를 자전거에 어떻게 활용할 수 있을지 적어보자.

신재생에너지와 자전거

태양 풍력 압전소자 열전소자

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➜ 이를 토대로 신재생에너지를 접목한 친환경 자전거를 설계해보자.