새금초등학교

2018 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2018. 10. 31.

새금초등학교

【 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】

과 제 개 요

과제명 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영

STEAM 프로그램

구분

프로그램명

초등학교 6학년 과학 (2) 생물과 환경 수업용 STEAM 프로그램 주제: 첨단과학기술 기반 진로설계 STEAM 프로그램 개발

학교급 초등 대상 학년 (군) 6학년

중심과목 과학 중심과목 성취기준 영역

[초등 6학년]

(2) 생물과 환경

⑦⓼⓽⓾⑪ 인간생활이 생태계에 미치는 영향을 알 수 있다.

연계과목

실과 미술 사회 수학

연계과목 성취기준 영역

[초등 6학년]

(4) 생활과 전기·전자

①②③④⑤⑥ 전기·전자제품의 기능과 원리를 이해 하고, 간단한 전자제품을 제작할 수 있다.

[초등 6학년]

(2) 소통과 디자인

③④⑤ 다양한 생활 속 디자인 제품을 관찰하고 제작할 수 있다.

[초등 6학년]

(3) 우리나라와 이웃 나라의 교류

[초등 6학년]

(4) 비율 그래프

연구기간 2018.4.협약일 ~ 2018.11.23.

연 구 비 일금사백만원 (￦4,000,000)

참여연구원 4명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 3명)

연구 수행자에 관한 사항

구분 소속 학교명 담당과목 직위 성명

연구책임자 새금초등학교 과학 교사 김춘호

공동연구원 새금초등학교 미술 교사 노희경

공동연구원 안산신길초등학교 음악 교사 강미은

공동연구원 화성예원초등학교 체육 교사 이상용

2018년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아

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

2018년 10월 31일

연구책임자 : 김 춘 호 (인)

한국과학창의재단 이사장 귀하

“이 보고서는 2018년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

목 차

1. 요약문(Abstract)

··· 1

2. 서론

··· 1

가. 연구의 필요성 ··· 1

나. 연구의 목적 ··· 2

다. 연구의 범위 ··· 2

3. 연구 수행 내용

··· 3

가. 프로그램 개발 절차 ··· 3

나. 진로연계 STEAM 수업모형 구안 및 적용 ··· 3

다. 수업프로그램 개발의 실제 ··· 4

라. 프로그램 적용 및 효과성 검증 ··· 5

마. 프로그램 공유 및 확산 ··· 5

4. 연구 수행 결과

··· 6

가. 연구 수행 결과 ··· 6

나. STEAM수업 만족도 결과 ··· 6

5. 결론 및 제언

··· 7

가. 결론 ··· 7

나. 제언 ··· 7

6. 참고문헌

··· 7

[부록]

부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물 ··· 8

부록2. 학생활동 사진 ··· 38

부록3. 회의록 ··· 43

1. 요약문

2. 서론

가. 연구의 필요성

최근 연이은 미세먼지 공습에 교육부는 각 학교에 공기청정기를 설치하는 등의 ‘학교 고농 도 미세먼지 대책’을 발표한 데 이어, 3년 내 모든 유치원·초등학교·특수학교 교실에 환기설비 나 공기청정기 등 정화장치를 설치하겠다고 발표했다. 이어 서울시교육청도 뒤늦게 지난 6일 올해 상반기 모든 초등학교 돌봄교실과 단설유치원 21곳에 공기정화장치를 설치하겠다는 계획 을 발표했다. 이처럼 미세먼지를 줄이기 위한 다양한 방법들이 제시되고 개선을 위한 노력을 기울이고 있지만 정작 학생들은 미세먼지의 원인이나 농도, 인체에 미치는 영향 등에 대한 정 확한 인식조차 부족한 상황이다. 이에 본 연구회에서는 미세먼지에 관한 STEAM프로그램 개 발 및 적용을 통해 학생들이 미세먼지에 대한 올바른 지식과 관점을 갖고 이를 창의적 설계과 정을 통해 해결해 볼 수 있도록 프로그램을 개발 및 구안하였다.

‘미세먼지 너에 대해 알고 싶어!’ 프로그램은 미세먼지 마인드맵 제작 활동을 통해 학생들이 미세먼지의 심각성과 우리 생활에 미치는 영향을 스스로 확인해 보고 이를 바탕으로 앞으로의 프로젝트 수행을 위한 계획을 수립해 볼 수 있도록 계획되어졌다. ‘㎛(마이크로미터)의 세계 로...’에서는 미세먼지를 측정하는 기본 단위를 알아보고, 머리카락의 굵기와 상대적 크기를 비 교해 봄으로써 미세먼지 입자가 얼마나 미세하고 그것으로 인해 우리의 건강에 어떤 영향을 미치는지에 대해 알아볼 수 있도록 수업을 구성하였다, 5,6차시 ‘푸른 하늘 지킴이!’ 프로그램 은 우리가 생활하는 공간의 공기 질을 미세먼지 측정기를 이용해 직접 측정해 보고 결과를 분 석해 봄으로써 공간별 미세먼지의 원인을 예측하고 개선할 수 있는 방법을 학생 스스로 찾아 볼 수 있도록 하였으며, ‘DIY 공기청정기 개발 프로젝트!’에서는 공기청정기의 작동 원리를 탐 색해 보고, 기존 공기청정기를 대체할 수 있는 값싸고 실용적인 공기청정기를 설계 및 제작하 는 활동으로 학생들이 공기청정기 제작 엔지니어로써의 진로교육과 연계해 볼 수 있도록 활동 중심으로 수업을 구성하였다.

이러한 수업 활동을 통해 본 연구회에서는 실생활의 다양한 문제를 학생 스스로 융합적인 관점에서 탐구하고 해결해 볼 수 있는 계기를 마련해 줌으로써 과학, 기술, 공학과 관련한 다 양한 분야의 일과 직업과 관련한 미래의 꿈을 키울 수 있게 해 주고자 한다.

- 미세먼지에 대한 관심과 해결에 대한 필요성이 증가함에 따라 이와 관련한 기술과 공학이 접목된 STEAM 프로그램 개발의 필요성 증가

- 미세먼지와 관련한 STEAM 프로그램을 개발함으로써 실생활의 다양한 문제를 학생 스스로 융합적인 관점에서 탐구하고 해결할 수 있는 기반마련의 필요성 증대

- 미세먼지 STEAM 프로그램을 교육과정과 연계시켜 줌으로써 학교교육현장에서 수업시간에

활용 가능한 콘텐츠로써의 프로그램 개발의 필요성 증대

나. 연구의 목적

다. 연구의 범위

- 미세먼지 관련 우수 콘텐츠와 이와 관련한 교육과정을 분석·선별해,

- 국내 교육과정과 교실에 적합한 교수-학습 지도안과 수업자료를 개발하여,

- 교실 현장에 투입 및 검증해 봄으로써, 현장 적용성이 높은 STEAM 프로그램을 개발 및 보급하고자 한다.

○ 연구의 범위와 내용

- 프로그램 개발의 범위: 미세먼지와 관련된 STEAM 프로그램을 개발하되 관련 교과 및 단 원과의 연계성이 크고 학교 현장에서 쉽게 활용할 수 있는 교수-학습 자료를 개발한다.

- 프로그램 적용 및 검증의 범위: 개발된 프로그램은 연구회 소속 교사가 속한 학생을 대상 으로 적용해보고, 문제점과 개선점을 연구회 워크숍 등을 통해 확인하고 수정하도록 한다.

<표 1> 연구의 실행 범위

연구의 실행 범위 연구에 활용할

과학·기술·공학 관련 콘텐츠

∙ 공기청정기 제작을 위한 기술이론 및 관련 콘텐츠

연구 관련 콘텐츠와 연계할 교육과정 및 관련단원

∙ 2009 개정교육과정 / 초등 6학년 (2) 생물과 환경

∙ 2009 개정교육과정 / 초등 6학년 (4) 생활과 전기·전자

∙ 2009 개정교육과정 / 초등 6학년 (2) 소통과 디자인

∙ 2009 개정교육과정 / 초등 6학년 (3) 우리나라와 이웃 나라의 교류

∙ 2009 개정교육과정 / 초등 6학년 (4) 비율 그래프 개발 프로그램 검증 방식 ∙ 교육과정 재구성을 통해 교과 및 창·체 수업에 적용 및 검증

수업 활용 시간 ∙ 블록타임제로 수업을 구성함 프로그램 적용 교사 및

대상학생

∙ 연구회 소속 교사가 각 학급에 소속되어 있는 학생들을 대상으로 프로그램을 적용하고, 검증함

수업 자문 ∙ 연구회 회원, 자문 위원을 대상으로 한 수업공개 워크숍 등을 통해 연구의 질 확보

- 수업 프로그램 효과 검증의 범위: STEAM 수업 전과 후의 학생들의 태도, 흥미도, 상호작 용 등의 변화를 질적·양적 방법을 통해 검증하도록 한다.

<표 2> 수업 프로그램 효과 검증의 범위

자료 수집 ∙ 수업 전과 후에 1회씩 수집

자료 수집 내용

- 과학과 수학에 대한 흥미도 - 과학과 수학에 대한 태도 - 학생-학생 상호작용

자료 수집 방법

∙ 과학과 수학에 대한 흥미도 흥미도 측정 도구를 이용한 학생 설문법 ∙ 과학과 수학에 대한 태도 태도 측정 도구를 이용한 학생 설문법

∙ 학생-학생 상호작용 관찰자 참여 연구

(직접관찰법과 수업녹화관찰법)

3. 연구 수행 내용

가. 프로그램 개발 절차

프로그램 개발 절차는 계획, 실행, 수정보완, 심화정착, 일반화의 5단계로 나누어 추진 일정 을 고려해 아래와 같이 실행하였다.

<표 3> 연구의 절차 및 추진 일정 수행내용 일 정

추 진 일 정

3월 4월 5월 6월 7월 8월 9월 10월 11월 비고

연구착수

○

STEAM 프로그램 연구

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

전국 워크숍 참석

○

태도검사(사전)

○ ○

중간보고서 제출

○

STEAM 프로그램 적용

○ ○

STEAM 워크숍 개최

○

태도검사(사후)

○

결과보고서 제출

○

성과발표회 참석

○

나. 진로연계 STEAM 수업모형 구안 및 적용

⎆ 진로연계 STEAM 수업모형 탐색

희망학교 신청 및 대상교 선정‘FLOW 수업 모형’ 분석을 통해

과학 속 진로교육 실천 방법 탐색 희망학교 신청 및 대상교 선정과학과 교육과정 분석을 통한 교과서 속 진로 요소 추출

희망학교 신청 및 대상교 선정‘STEAM 수업모형’을 중심으로 진로체험 수업요소 투입 STEAM으로 열어가는

진로체험 수업 모형 구안 및 적용

[그림 1] STEAM으로 열어가는 진로체험 수업 모형 이론 적용 계획

⎆ 진로연계 STEAM 수업모형 구안 및 적용 <표 4> STEAM 속 진로체험 수업모형

학습단계 STEAM 수업모형 교과 관련 진로체험 요소 투입 STEAM 속 진로체험 수업모형 구안 배움

열기

상황제시 상황제시

학습문제 확인 학습문제 확인

배움 활동

기초 개념 확인하기 기초 개념 확인하기

창의적 설계하기 ☜ 창의적 설계하기 창의적 설계하기

배움 다지기 ☜ 과학 속 진로 찾기 STEAM 속 진로 찾기 배움

정리 감성적 체험하기 ☜ 꿈 지도 그리기 꿈 지도 그리기

재구성 근거

⎆ ‘창의적 설계하기’를 ‘창의적 설계하기’와 ‘STEAM 속 진로 찾기’로 왜 재구성 했나요?

‘창의적 설계하기’는 STEAM의 학습준거 틀 중에 하나로 학생 스스로 문제해결을 위한 구체적인 방 법을 생각해보고 해결과정을 창의적으로 설계해 보는 과정을 의미하는 것으로 이를 ‘창의적 설계하기’

와 ‘STEAM 속 진로 찾기’로 재구성함으로써 설계와 체험 중심의 진로 탐색이 이뤄지도록 하였다.

다. 수업프로그램 개발의 실제

⎆ STEAM 프로그램 개발 방향

- 끊임없이 질문하고, 서로 논의할 수 있는 과학적 의사소통 과정을 강조한 프로그램 구안 - 협동적 배움을 중시하는 모둠별 협력학습이 강조된 프로그램 개발

- 정답을 찾기보다 찾아가는 과정과 사고과정에 중점을 둔 프로그램 개발

- 사회·문화적인 배경, 예술적 지식, 기술적, 공학적 지식, 수학적 사고 등이 자연스럽게 융 합된 프로그램 구안

- 해당 분야의 전문 지식을 학생들이 간접 체험해 보고 해당 분야의 꿈을 키워볼 수 있는 계 기가 될 수 있는 수업프로그램 구안

⎆ STEAM 프로그램 개발의 실제

<표 5> STEAM 프로그램 개발의 실제

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 초등학교 과학 (2) 생물과 환경 수업용 STEAM 프로그램

학교급 초등학교 대상 학년(군) 6학년

중심과목 과학 성취기준 영역

[초등 6학년] (2) 생물과 환경

⑦⓼⓽⓾⑪ 인간생활이 생태계에 미치는 영향을 알 수 있다.

연계과목

실과 미술 사회 수학

연계과목 성취기준 영역

[초등 6학년] (4) 생활과 전기·전자

①②③④⑤⑥ 전기·전자제품의 기능과 원리를 이 해하고, 간단한 전자제품을 제작할 수 있다.

[초등 6학년] (2) 소통과 디자인

③④⑤ 다양한 생활 속 디자인 제품을 관찰하고 제작할 수 있다.

[초등 6학년] (3) 우리나라와 이웃 나라의 교류 [초등 6학년] (4) 비율 그래프

개발결과

주제 연번 차시

(시수) 과목 연계(안)

1 3 과학(2) + 사회(1)

2 1 과학(0.5) + 수학(0.5)

3 2 과학(1) + 수학(1)

4 6 과학(1) + 실과(3) + 미술(2)

적용결과

2018.03.01.~2019.02.28. 경기도교육청 STEAM교육 교과특성화 학교에 선정되어, 정규 및 방과 후 시간에 실시되는 STEAM교육 특성화 시간을 이 용해 개발한 수업 프로그램을 적용

적용

형태 수업 적용 대상·시기·방법

교과 통합 기본 과정반

‣ 창의지성 교육과정 재구성을 통해 정규 교과시간을 이용해 운영

‣ 새금초등학교 6학년 3개반 102명을 대상으로 운영

‣ 2∼3시간 블록타임제로 수업시간을 재구성해 유연한 STEAM수 업 진행

특성 화반

‣ 반별 과학 기술 수학 정보화 관련 특기 소질 재능이 있는 학생들을 대상으로 첨단과학, 로봇과학, 생명과학, 정보과학 등 다양한 분야 에 과학교육 활동에 참여 할 수 있도록 함

‣ 주당 160분을 기본으로 시간을 배당, 6학년 20명 정원으로 운영 하되 저소득층, 소외계층의 학생 중 과학 분야에 재능을 보이는 학 생을 담임 추천 하에 우선적으로 선발함

라. 프로그램 적용 및 효과성 검증

⎆ 수업프로그램 적용

: 본 연구회에서 개발한 프로그램은 본 연구회 소속 교사가 지도하는 학생들을 대상으로 적 용되어졌다. 또한 프로그램 검증을 위해 경기도교육청 STEAM 교사연구회 연합워크숍을 통해 프로그램을 소개하였다.

<표 6> 개발 프로그램 적용 사례

구분 개발 프로그램 적용 사례

수업 적용사례 워크숍 적용사례

적용대상 (적용학생수)

본 교사연구회 교사 지도 학급 (1개교 학생 102명)

경기도교육청 STEAM 교사연구회 연합워크숍

적용시기

/장소 ‣ 2018. 9월 / 새금초 ‣ 2018. 10월 / 새금초

⎆ 효과성 검증 방법

- 수업 프로그램 효과 검증 대상 : 새금초등학교 학생 102명 - 검증 기간

· 사전 검증 : 2018년 04월 · 사후 검증 : 2018년 10월 - 검증 자료의 종류 및 수집 방법

<표 7> 검증 자료의 종류 및 수집 방법 STEAM 수업 전과 후의 과학과 수학에 대한 흥미도 변화

흥미도 측정 도구를 이용한 학생 설문법 학생 면담법

STEAM 수업 전과 후의 과학과 수학에 대한 태도 변화

태도 측정 도구를 이용한 학생 설문법 학생 면담법

- 검증 자료 분석 방법

<표 8> 검증 자료의 분석 방법 양적연구방법에 따른 분석

(SPSS를 통한 통계처리)

‣ 흥미도 측정 도구를 이용한 학생 설문자료

‣ 태도 측정 도구를 이용한 학생 설문자료

마. 프로그램 공유 및 확산

⎆ 워크숍을 통한 프로그램 공유 및 확산 ‣ 일시/장소: 2018.10.24. / 새금초

‣ 경기도교육청 소속 경기 STEAM교육 선도 교원이 중심이 된 교사연구회 지역 클러스터를 조직하여 클러스터 교사연구회 합동 워크숍을 실시해 교사연구회 개발 프로그램에 대한 정보 를 공유하고 질적으로 검증받도록 함

⎆ 교사 연수를 통한 프로그램 공유 및 확산

‣ 일시/장소: 2018.9.8./대웅경영개발원, 2018.9.15./경기과학고 ‣ STEAM교육 교사 연수를 통해 개발 프로그램을 발표함

⎆ STEAM 교사연구회 성과발표회를 통한 프로그램 공유 및 확산 ‣ 일시/장소: 2018.11.21. / The K 호텔

‣ STEAM 교사연구회 성과발표회를 통해 개발 프로그램을 발표함

4. 연구 수행 결과

나. STEAM수업 만족도 결과

⎆ STEAM수업 만족도 검증 결과

STEAM수업 전후 만족도 검증을 해 본 결과 아래와 같은 결과를 얻을 수 있었다.

<표 10> STEAM수업 만족도 검증 결과 (N=102)

번호 문항 매우

그렇다 그렇다 보통

이다

그렇지 않다

전혀 그렇지

않다

1 나는 과학 수업이 재밌어졌다. 31 42 17 11 1

2 나는 과학 수학 학습 내용에 대해 많이 이해하게 되었다. 21 56 15 9 1 3 나는 과학·수학 공부에 대한 흥미가 생겼다. 25 45 18 12 2

4 나는 과학기술에 대한 관심이 생겼다. 28 37 21 13 3

5 나는 과학과 관련된 책이나 글을 읽는 것이 좋아졌다. 27 45 15 11 4 6 나는 문제해결을 위해 스스로 생각을 하게 되었다. 31 44 17 9 1 7 나는 다양한 학습 활동을 끝까지 해내게 되었다. 24 51 16 10 1

8 나는 한 가지 문제를 다양하게 생각해 보았다. 22 56 14 8 2

9 나는 배운 내용을 실생활과 연결 지으려고 노력하였다. 48 42 12 · · 10 나는 문제해결에 여러 과목에서 배운 내용을 동시에 적

용하려고 노력하였다. 45 30 16 11 ·

11 나는 적극적이고 활발하게 수업에 참여하였다. 48 21 19 14 ·

12 나는 의견에 대한 근거를 가지고 친구들과 토론하였다. 45 23 23 10 1 13 나는 다른 친구들에게 나의 생각을 표현하였다. 25 30 31 15 1 14 나는 다른 친구들의 의견을 잘 들어주고 존중하였다. 27 28 37 10 · 15 나는 다른 친구들과 협력하는 것이 중요함을 알게 되었다. 29 32 30 10 1

16 나는 다른 친구들을 배려하는 마음이 생겼다. 21 49 21 9 2

17 나는 실패하는 것을 두려워하지 않고, 도전하려는 마음

이 생겼다. 23 46 20 12 3

18 나는 과학기술 분야와 관련된 직업에 대한 관심이 생겼다. 25 44 19 13 1

⎆ STEAM수업 만족도 검증 결과에 대한 시사점

STEAM 수업 전후 만족도를 분석해 본 결과 과학에 대한 도전의식, 자신감, 학습의욕, 관 심, 협력, 배려, 의사소통 등 과학과 전반에 걸쳐 학생들이 긍정적으로 변하고 있음을 볼 때, STEAM 수업이 단순한 재미를 넘어서 과학에 대한 긍정적인 관점을 학생들에게 심어주고 이 를 바탕으로 과학과 관련된 다양한 일과 직업에 대한 관심과 꿈을 심어 줄 수 있는 마중물이 될 수 있음을 알 수 있었다.

가. 연구 수행 결과

<표 9> 연구 수행 결과

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 12차시

수업 적용 일정 2018. 8. 21. ~ 2018. 10. 18.

(STEAM 수업)수혜학생 수 새금초등학교 102명

학생 태도검사 사전검사 5월 17일, 3개 학급(102명) 실시 완료 사후검사 10월 25일, 3개 학급(102명) 실시 완료 학생 및 교사 만족도조사 10월 27일 실시 완료

교사연구회 STEAM 행사 개최 2018. 9월 24일 수업공개

2018. 10월 24일 ‘STEAM 수업 나눔’ 개최

논문 또는 학술대회 해당 없음

특허출원(국외, 국내) 해당 없음

5. 결론 및 제언

6. 참고문헌

한국과학창의재단, 서울교육대학교(2016). 콜록콜록 미세먼지가?!. 거목문화사.

교육부, 한국과학창의재단(2016). 모바일 테크놀리지와 야외조사활동.

남준희, 김민재(2017). 굿바이 미세먼지. 한티재.

김동환(2018). 오늘도 미세먼지 나쁨. 휴머니스트.

가. 결론

연구 결과 다음과 같은 결론을 얻게 되었다.

1) STEAM을 중심으로 한 과학과 교육과정 재구성을 통하여, 교과서 속에 숨겨진 일과 직업의 세계를 실생활과 연계시켜 보다 흥미롭고 체계적인 과학교육이 이뤄질 수 있다.

2) 실생활과 연계된 체험중심의 STEAM 프로그램 실천을 통해 최첨단 과학, 기술, 공학에 대 한 학생들의 흥미를 높이고, 분절화 된 교과 교육과정의 틀에서 벗어나 보다 폭 넓고 융 합적인 교육이 이뤄질 수 있다.

3) STEAM 수업을 통해 학생들의 과학기술에 대한 자기 주도적 탐구력 및 창의력의 신장 뿐 만 아니라 과학과 관련된 일과 직업에 대한 미래의 꿈을 키워줄 수 있는 계기가 될 수 있다.

4) STEAM 프로그램은 학생의 창의적 사고력 및 문제해결력 신장에 효과가 높은 것으로 나 타나 학생들의 융합적 사고력을 신장시킨다.

5) STEAM 프로그램 개발 및 적용을 통한 교육활동은 융합교육(STEAM)의 필요성 및 중요 성에 대해 공감하고 확산하는 계기가 되었다.

나. 제언

1) 일반 학교에서 융합교육(STEAM)을 쉽게 적용할 수 있도록 다양한 『STEAM 수업모델 및 교육과정이 재구성된 프로그램』의 개발 및 보급이 필요하다.

2) 융합교육(STEAM)을 위해 창의성을 향상시킬 수 있는 다양한 창의성 향상 융합교육 (STEAM) 프로그램의 개발 및 보급이 필요하다.

3) 다양한 융합교육(STEAM) 교사 연수와 교사 연구회 활동에 지원이 필요하다.

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

초등학교 과학 (6) 생물과 환경 수업용 STEAM 프로그램

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역

1 1~3/12

[6과05-01] 생태계가 생물 요소와 비생물 요소로 이루어져 있음을 알고 생태계 구성 요소들이 서로 영향을 주고받음을 설명할 수 있다.

[6과05-02] 비생물 환경 요인이 생물에 미치는 영향을 이해하여 환경과 생물 사이의 관계를 설명할 수 있다.

[6과05-03] 생태계 보전의 필요성을 인식하고 생태계 보전을 위해 우리 가 할 수 있는 일에 대해 토의할 수 있다.

[초등 6학년 2학기 사회] (3) 우리나라 와 이웃 나라의 교 류

2 4/12 [6과05-02] 비생물 환경 요인이 생물에 미치는 영향을 이해하여 환경과 생물 사이의 관계를 설명할 수 있다.

[초등 6학년 1학기 수학] (5) 원의 넓이 3 5~6/12 [6과05-02] 비생물 환경 요인이 생물에 미치는 영향을 이해하여 환경과

생물 사이의 관계를 설명할 수 있다.

[초등 6학년 2학기 수 학] (4) 비율 그래프

4 7~12/12

[6실05-04] 다양한 재료를 활용하여 창의적인 제품을 구상하고 제작할 수 있다.

[6실05-06] 생활 속에서 로봇 활용 사례를 통해 작동 원리와 활용 분야 를 이해할 수 있다.

[초등 6학년 미술] (2) 소통과 디자인 [초등 6학년 2학기 과 학] (2) 생물과 환경

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 12차시)

차시 주요내용

1~3 /12

주제(단원)명 미세먼지 너에 대해 알고 싶어!

Co 미세먼지 관련 다섯 고개 퀴즈 풀기 - 미세먼지 관련 다섯 고개 퀴즈 풀기

CD 미세먼지 마인드맵을 작성해 봄으로써 우리 생활에 미치는 영향 확인하기 - 모둠별로 미세먼지를 주제어로 마인드맵 작성하기

- 모둠별로 작성한 마인드맵 공유하기

- 발표결과를 바탕으로 비슷한 키워드 분류하기

ET 프로젝트 수행을 위한 창의적 설계 과정 수립하기

- 마인드맵 결과를 중심으로 다음 학습을 위한 미세먼지 해결 전략 수립하기

Tip! 미세먼지와 관련해 실생활에서 겪고 있는 불편함을 중심으로 다양한 생각을 나누고 모둠 별로 마인드맵을 작성할 수 있도록 한다.

4/12

주제(단원)명 ㎛(마이크로미터)의 세계로...

Co ㎛(마이크로미터)의 세계로...

- 미세먼지의 크기를 나타낼 때 어떤 단위를 사용하나요?

- 미세먼지는 보통 공기 중에 크기가 10㎛ 이하인 물질을 말하는데, 1㎛를 ㎝로 나타내면 몇

㎝정도 될까요?

CD 미세먼지의 크기 알아보기

- 머리카락(약 70 ㎛) 단면의 지름과 미세먼지(약 10 ㎛), 초미세먼지(약 2.5 ㎛) 단면의 크기 비 교하기

- 미세먼지, 초미세먼지와 머리카락 단면의 상대적 크기를 모눈종이에 그려보기 - 실제 머리카락 하나를 때서 미세먼지, 초미세먼지의 크기 예측해 보기

- 1 ㎛는 몇 ㎝인지 단위로 환산해 보기(1 ㎛ = 1/10000 ㎝)

ET 미세먼지의 크기와 미세먼지가 건강에 미치는 영향 조사해 보기

- 미세먼지의 크기와 미세먼지가 건강에 미치는 영향의 상관관계 이야기 해 보기 - 미세먼지로부터 건강을 지키기 위한 방법 이야기 해 보기

Tip! 미세먼지와 머리카락의 상대적 크기를 비교할 뿐만 아니라 실제 머리카락의 크기를 확인 해 봄으로써 미세먼지의 실제 크기를 예측해 볼 수 있도록 한다.

5~6 /12

주제(단원)명 푸른 하늘 지킴이!

Co 미세먼지의 농도 확인하기

- 한국환경공단(http://www.airkorea.or.kr) 우리 학교 주변 실시간 대기정보 확인하기 - 우리 학교 주변 대기 상태가 어떤가요?

- 미세먼지의 농도를 나타내는 단위를 알고 있나요?

CD 미세먼지 측정기를 이용해 미세먼지 측정하기 - 미세먼지 측정기의 기본 사용방법 익히기

- 미세먼지 수치에 따른 공기오염지도 작성방법 정하기

- 학교건물지도, 주변지도를 이용해 모둠별 미세먼지 측정 장소 선정하기 - 공간별 미세먼지 측정하기

- 모둠별 미세먼지 지도 작성하기

- 미세먼지 측정 데이터와 지도를 분석해 공간별 미세먼지 원인 분석하기 - 학교 내 공기질 개선을 위한 방법 협의하기

ET 미세먼지 측정과정 및 결과 반성회

- 학교 내 미세먼지 측정 및 분석과정의 성공경험, 문제점 등 나누기

Tip! 미세먼지 측정결과도 중요하지만 과제 수행 과정 속에서 다른 모둠과의 차이점 문제점 등을 확인 해 볼 수 있도록 한다.

7~12 /12

주제(단원)명 DIY 공기청정기 개발 프로젝트!

Co 학교 내 미세먼지를 줄일 수 있는 방법 협의하기 - 공기 질을 개선할 수 있는 방법이 없을까요?

- 공기청정기는 어떤 원리로 작동할까요?

- 공기청정기를 우리가 직접 만들 수는 없을까요?

CD1 공기청정기 들여다보기

- 공기청정기 분해하기(기본 부품 탈부착)

- 공기청정기 부품 살펴보기(본체, 필터, 팬, 센서 등) - 각 부품이 하는 역할 작성해 보기

- 공기청정기가 공기를 정화하는 원리를 작성한 후 발표하기

CD2 공기청정기 개발 프로젝트

- 시중에 나와 있는 공기청정기 부품을 대체할 수 있는 부품 검색하기 - 제작할 공기청정기 설계도 작성하기

- DIY 공기청정기 부품 준비하기 - DIY 공기청정기 제작하기

CD3 DIY 공기청정기 성능 테스트

- 미세먼지 측정기로 기존 DIY 공기청정기의 공기정화 능력 테스트하기

ET DIY 공기청정기 제품 시연회

- 시중에 판매되는 공기청정기와 내가 만든 DIY 공기청정기의 장·단점 파악하기 - 내가 만든 DIY 공기청정기 제품 광고 제작 및 발표하기

Tip! 미세먼지 측정결과도 중요하지만 과제 수행 과정 속에서 다른 모둠과의 차이점 문제점 등을 확인 해 볼 수 있도록 한다.

3-1. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/6 학년

중심과목 성취기준

영역

[초등학교] (2) 생물과 환경 중심과목 성취기준

[6과05-01] 생태계가 생물 요소와 비생 물 요소로 이루어져 있음을 알고 생태 계 구성 요소들이 서로 영향을 주고받 음을 설명할 수 있다.

[6과05-02] 비생물 환경 요인이 생물에 미치는 영향을 이해하여 환경과 생물 사이의 관계를 설명할 수 있다.

[6과05-03] 생태계 보전의 필요성을 인 식하고 생태계 보전을 위해 우리가 할 수 있는 일에 대해 토의할 수 있다.

주제(단원)명 미세먼지 너에 대해 알고 싶어! 차시 1~3/12

학습목표 미세먼지 마인드맵을 작성해 봄으로써 인간생활이 생태계에 미치는 영향을 알 수 있다.

연계과목 사회 연계과목

성취기준 영역

[초등 6학년 2학기 사회]

(3) 우리나라와 이웃 나라의 교류

STEAM 요소

S 마인드맵 작성을 통해 비생물적 환경 요인(미세먼지)이 우리 생활에 미치는 영향 알아보기 T

E

A 미세먼지 피해를 줄이기 위해 이웃 나라들과 어떤 협력을 해야 하는지 토론하기 M

개발 의도

본 프로그램은 미세먼지 마인드맵 제작 활동을 통해 학생들이 미세먼지의 심각성과 우리 생활에 미치는 영향을 스스로 확인해 보고 이를 바탕으로 앞으로의 프로젝트 수행을 위한 계획을 수립해 볼 수 있도록 개발하였다.

미세먼지가 사회곳곳에 엄청난 갈등과 피해를 주고 있다. 특히 성장기의 어린 학생들에 대한 피해의 심각성은 최근 교육활동을 저해하는 가장 큰 문제가 되고 있다.

일선 학교에는 실외활동 자제에 따른 아이들의 불만과 성화에 못 이겨 해결방안을 찾아달라는 요청이 빗발치고 있다.

최근까지만 해도 미세먼지 농도가 조금만 높아도 학생들의 야외 체육활동 요청에 못 이겨 체육활동을 일부 허용하여 수업을 했지만, 올해부터는 강화된 기준치와 더불어 매뉴얼화된 미세먼지 대책으로 야 외 체육활동은 엄두도 못 내고 있는 실정이다. 그렇다보니 학생들의 쌓이는 스트레스는 나날이 높아지 고 있는 실정이다.

이러한 학교현장의 현실에 실내 공기 청정기 설치, 마스크 착용, 체육활동의 경우 실내체육관 확장 등 다양한 방안이 제시되고 있지만 정작 피해의 당사자인 학생들은 그 심각성을 인지하지 못하는 경우가 많다. 이에 본 연구회에서는 미세먼지 마인드맵 제작 활동을 통해 학생들이 미세먼지의 심각성과 우리 생활에 미치는 영향을 스스로 확인해 보고 이를 바탕으로 미세먼지 해결을 위한 창의적 전략을 모색해 보고자 프로그램을 구안하였다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

⦁미세먼지 관련 다섯 고개 퀴즈 풀기

- 운동장에 왜 아무도 없을까요?

- 2.5㎛와 10㎛은 무엇 을 뜻할까요?

창 의 적 설 계

창의적 설계

⦁프로젝트 수행을 위 한 창의적 설계 과정 수립하기

감 성 적 체 험

⦁미세먼지 마인드맵을 작성해 봄으로써 미세먼지가 우리 생활 에 미치는 영향 확인하기

감성적 체험

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (10 분)

 미세먼지 너에 대해 알고 싶어!

Co 미세먼지 관련 다섯 고개 퀴즈 풀기

- 5장의 사진을 차례대로 보고 무엇에 관한 내용인지 발표해 봅시다.

- 정답은 모둠별로 두 번 밖에 말할 수 없으니 신중하게 발표하세요.

- 미세먼지 관련 다섯 고개 퀴즈 풀기

- 운동장에는 왜 아무도 없을까요?

(운동회가 끝나서 집에 갔나 봐요.) - 2.5㎛와 10㎛는 무엇을 뜻할까요?

(원의 지름을 나타내는 거 같아요.) -세 번째 사진은 어디의 모습인가요?

(OO 건물을 보니 서울인거 같아요.)

❍ 미 세 먼 지 관련 사진 5 장

Tip! 미 세 먼 지와 관련된 자료를 보고 학생들이 해 결해야할 과 제에 대한 문 제 상황을 스 스로 탐색해 볼 수 있도록 한다.

전개 (100 분)

CD 미세먼지 마인드맵을 작성해 봄으로써 미세먼지가 우리 생활에 미치는 영향 확 인하기

- 스마트폰(컴퓨터실)을 이용해 미세먼지에 대한 자료 수집 및 분류하기 - 모둠별로 미세먼지를 주제로 마인드맵 작성하기

- 모둠별로 작성한 마인드맵 공유하기(Smart View, 미라캐스트 등의 기능 활용)

- 미세먼지 키워드 빙고게임(모둠활동)

❍ 모둠별 스 마트폰(노트북, 데스크탑), 4 절 도화지, 매 직, 네임펜, 빙고게임판

Tip! 미 세 먼 지와 관련해 실 생 활 에 서 겪고 있는 불 편함을 중심 으로 다양한 생각을 나누 고 모둠별로 마 인 드 맵 을 제작해 볼 수 있도록 한다.

- 발표결과를 바탕으로 미세먼지 관련 공통된 키워드 분류하기 (미세먼지의 원인, 문제점, 우리생활에 미치는 영향 등)

정리 (10 분)

ET 프로젝트 수행을 위한 창의적 설계 과정 수립하기

- 마인드맵 결과를 중심으로 다음 학습을 위한 미세먼지 해결 전략 수립하기 - 미세먼지의 개념(미세먼지의 정의, 크기, 단위, 기준 등) 파악 전략

- 미세먼지의 원인 탐색

- 실내외 미세 먼지 측정 및 개선 방법 탐색 - 공기청정기의 작동원리 이해 및 제작 탐색 - 미세먼지가 건강에 미치는 영향 확인 등

Tip! 다 음

차시 학습을 위한 문제 상 황을 확인하 고 이를 중심 으로 탐구과 정을 창의적 으로 설계 해 볼 수 있도록 한다.

3-2. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/6 학년

중심과목 성취기준

영역

[초등학교] (2) 생물과 환경 중심과목 성취기준

[6과05-02] 비생물 환경 요인이 생물에 미치는 영향을 이해하여 환경과 생물 사이의 관계를 설명할 수 있다.

주제(단원)명 ㎛(마이크로미터)의 세계로... 차시 4/12

학습목표 미세먼지의 단위를 알아보고, 상대 크기를 모눈종이에 그려봄으로써 미세먼지의 크기가 건 강에 미치는 영향을 예측 할 수 있다.

연계과목 수학 연계과목

성취기준 영역 [초등 6학년 1학기 수학] (5) 원의 넓이

STEAM 요소

S 미세먼지의 크기가 건강에 미치는 영향 예측해 보기 T

E A

M ㎛(마이크로미터) 단위와 ㎝ 단위와의 관계 이해하기

개발 의도

본 프로그램은 미세먼지를 측정하는 기본 단위를 알아보고, 머리카락의 굵기와 상대적 크 기를 비교해 봄으로써 미세먼지 입자가 얼마나 미세하고 그것으로 인해 우리의 건강에 어 떤 영향을 미치는지에 대해 알아볼 수 있도록 프로그램을 구안하였다.

미세먼지는 사람의 눈에 보이지 않을 정도로 작은 먼지 입자다. 국립환경과학원과 환경부 자료에 따르 면 미세먼지가 증가할수록 천식, 폐질환 등 질병이 급격히 증가한다고 발표했다. 일반적인 먼지는 코 털이나 기관지 점막에서 대부분 걸러져 배출되지만 미세먼지(PM10)는 코, 구강, 기관지에서 걸러지지 않고 몸에 축척되고 기관지에 쌓이면 가래가 생기고 기침이 잦아진다. 또 기관지 점막이 건조해지면서 세균이 쉽게 침투, 만성 폐질환이 있는 사람은 폐렴과 같은 감염성 질환에 취약해진다. 초미세먼지 (PM2.5)는 협심증, 뇌졸중 등 심혈관질환의 원인이 되고 그 농도가 ㎥당 10 ㎍ 증가하면 심혈관과 호 흡기 질환자의 사망률이 12% 높아진다고 미국암학회에서 발표했다. 이밖에 알레르기 비염 환자의 경 우 미세먼지가 코 점막을 자극해 증상을 악화시킨다. 두피에 미세먼지가 섞인 눈을 맞으면 모낭 세포 의 활동력이 낮아져 모발이 가늘어지거나 쉽게 부러지고 작은 자극에도 쉽게 빠진다. 이처럼 미세먼지 는 우리의 건강에 치명적인 위협을 주고 있으며, 이러한 위협으로부터 학생들이 건강한 생활을 할 수 있도록 본 프로그램을 구안하였다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

⦁ ㎛ (마 이 크 로 미 터 ) 의 세계로...

- 미세먼지의 크기를 나타낼 때 어떤 단위를 사용하나요?

- 미세먼지는 보통 공 기 중에 크기가 10㎛

이하인 물질을 말하는 데, 10㎛를 ㎝로 나타 내면 몇 ㎝정도 될까 요?

창 의 적 설 계

창의적 설계

⦁미세먼지의 크기와 미세먼지가 건강에 미 치는 영향 조사해 보기 - 미세먼지로부터 건강 을 지키기 위한 방법 이야기 해 보기

감 성 적 체 험

⦁미세먼지의 크기 알아보기 - 머리카락(약70㎛) 단면의 지름 과 미세먼지(약10㎛), 초미세먼지 (약2.5㎛) 단면의 크기 비교하기 - 미세먼지, 초미세먼지와 머리카 락 단면의 상대적 크기를 모눈종 이에 그려보기

감성적 체험

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (5 분)

Co ㎛(마이크로미터)의 세계로...

- 미세먼지의 크기는 어느 정도 될까요?

- 미세먼지의 크기를 나타낼 때 어떤 단위를 사용하나요?

(2.5㎛, 10㎛라고 써 있어요.)

- ㎛는 마이크로미터라고 읽는데, ㎛의 길이는 어느 정도 될까요?

- 미세먼지는 보통 공기 중에 크기가 10㎛ 이하인 물질을 말하는데, 10㎛를 ㎝로 나타내면 몇 ㎝정도 될까요?

Tip! ㎛ ( 마 이크로미터) 단위의 크기 에 관심을 갖게 함으로 써 문제해결 을 위한 상 황을 제시하 도록 한다.

전개 (30 분)

CD 미세먼지의 상대적 크기 알아보기

- 머리카락(약 70 ㎛), 적혈구(약 7 ㎛) 단면의 지름과 미세먼지(약 10 ㎛), 초미세먼 지(약 2.5 ㎛) 단면의 크기 비교하기

물질 단면의 지름 (㎛)

머리카락 70

적혈구 7

미세먼지 10

초미세먼지 2.5

- 머리카락, 적혈구, 미세먼지, 초미세먼지 단면의 상대적 크기를 모눈종이에 그려 비교해 보기(모눈 한 칸의 크기: 2 ㎛)

- 실제 머리카락 하나를 뽑아 미세먼지, 초미세먼지의 실제 크기 예측해 보기 - 적혈구는 혈액의 성분으로 우리 몸에 산소를 공급하는데, 적혈구의 크기와 비슷 한 미세먼지나 초미세먼지가 건강에 미칠 수 있는 영향 예측해 보기

- 1 ㎛는 몇 ㎝인지 단위로 환산해 보기(1 ㎛ = 1/10000 ㎝)

❍ 모눈종이, 컴퍼스, 연필

Tip! 미세먼 지와 머리카 락의 상대적 크기를 비교 할 뿐만 아 니라 실제 머 리 카 락 의 크기를 확인 해 봄으로써 미 세 먼 지 의 실제 크기를 예측해 볼 수 있도록 한다.

정리 (5 분)

ET 미세먼지와 관련된 영상을 보고 미세먼지가 건강에 미치는 영향 이야기 해 보기

- 미세먼지가 태아의 건강에 미치는 영향 이야기 해 보기 - 미세먼지로부터 건강을 지키기 위한 방법 이야기 해 보기

❍미세먼지가 태아에 미치 는 영향 관련 기사 출처 (https://se arch.naver.

com/searc h.naver?wh ere=video&

sm=tab_ju m&query=

%EB%AF%B 8%EC%84%

B8%EB%A8

%BC%EC%

A7%80%EA

%B1%B4%E A%B0%95)

3-3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/6 학년

중심과목 성취기준

영역

[초등학교] (2) 생물과 환경 중심과목 성취기준

[6과05-02] 비생물 환경 요인이 생물에 미치는 영향을 이해하여 환경과 생물 사이의 관계를 설명할 수 있다.

주제(단원)명 푸른 하늘 지킴이! 차시 5~6/12

학습목표 학교 내 공간별 미세먼지 농도를 측정해 보고, 측정 데이터와 지도를 분석해 미세먼지의 원 인을 예측할 수 있다.

연계과목 수학 연계과목

성취기준 영역 [초등 6학년 2학기 수학] (4) 비율 그래프

STEAM 요소

S 공간별 미세먼지 농도를 측정하고, 데이터를 분석해 미세먼지의 발생원인 예상해 보기 T

/E 미세먼지 측정기의 기본 사용법을 알아보고 미세먼지 측정하기 A

M 한국환경공단의 ‘동네 실시간 대기정보 확인하기’에 접속해 우리 학교 주변 대기 상태와 관련된 데이터를 분석하고 해석하기

개발 의도

본 프로그램은 우리가 생활하는 공간의 공기질을 미세먼지 측정기를 이용해 직접 측정해 보고 결과를 분석해 봄으로써 공간별 미세먼지의 원인을 예측하고 개선방법을 학생 스스 로 찾아볼 수 있도록 프로그램을 구안하였다.

한국환경공단의 ‘우리 학교 주변 대기정보 확인하기’에 접속해 보면 우리 학교 주변 대기 상태와 관련 된 다양한 데이터와 자료들이 제공되고 있지만 정작 자료를 좀 더 체계적으로 이해하고 분석하려는 노 력은 부족한 실정이다. 이에 본 연구회에서는 휴대용 미세먼지 측정기를 활용하여 학생들이 생활하는 학교 속 다양한 공간의 공기질을 학생들이 직접 조사해보고, 한국환경공단에서 제공하는 공기질 기준 표와 비교해 학교의 공기질 상태를 확인해 봄으로써 공간별 미세먼지의 원인을 예측해 볼 수 있도록 하였다. 더불어 공기질을 개선할 수 있는 다양한 전략을 세워 볼 수 있도록 하여 미래 공기질 개선과 관련된 다양한 일과 직업에 대한 이해와 꿈을 키워 볼 수 있도록 본 프로그램을 구안하였다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

⦁미세먼지의 농도 확 인하기

- 우리 학교 주변 대기 상태가 어떤가요?

- 미세먼지의 농도를 나타내는 단위를 알고 있나요?

창 의 적 설 계

창의적 설계

⦁미세먼지 측정과정 및 결과 반성회

- 학교내 미세먼지 측 정 및 분석과정의 성공 경험, 문제점 등 나누 기

감 성 적 체 험

⦁미세먼지 측정기를 이용해 미 세먼지 농도 측정하기

- 학교건물지도, 주변지도를 이 용해 공간별 미세먼지 측정하기 - 미세먼지 지도 작성하기 - 미세먼지 측정 데이터와 지도 를 분석해 공간별 미세먼지의 원 인 분석하기

- 학교 내 공기질 개선을 위한 방법 협의하기

감성적 체험

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (10 분)

Co 우리 학교 주변 미세먼지 농도 확인하기

- 한국환경공단(http://www.airkorea.or.kr) 우리 학교 주변 실시간 대기정보 확 인하기

- 우리 학교 주변 대기 상태가 어떤가요?

- 어느 정도 수치를 나타내야 대기 상태가 좋을까요?

- 미세먼지의 농도를 나타내는 단계 표시를 본 적이 있나요?

❍ 모둠별 스 마트폰( 노트 북, 데스크탑)

Tip! 우 리 학교 주변 실시간 대기 정보를 확인 해 봄으로써 미세먼지 농 도의 장소, 시간에 따른 변화를 확인 해 볼 수 있 도록 한다.

전개 (60 분)

CD 우리 학교 미세먼지 농도 측정하기 - 미세먼지 측정기 기본 사용방법 익히기

- 학교건물지도, 주변지도를 이용해 모둠별 미세먼지 측정 장소 선정하기 - 공간별 미세먼지 측정하기(모둠활동)

장소 미세먼지농도(㎛) 초미세먼지농도(㎛)

보건실 25 13

- 미세먼지 측정 데이터를 이용해 미세먼지 지도 작성하기(모둠, 전체활동)

- 미세먼지 등급의 필요성 이해하기

- 측정한 미세먼지 수치에 따른 미세먼지 등급 정하기

예보구간 등급

좋음

보통 나쁨

매우나쁨

예측농도 (㎍/㎥, 1일)

PM10 0∼30 31∼80 81∼150 151 이상

PM2.5 0∼15 16∼35 36∼75 76 이상

예측농도

(ppm,1시간) O3 0∼0.030 0.031∼0.090 0.091∼0.150 0.151 이상

❍미 세 먼 지 측정기, 교 내지도

❍ 미 세 먼 지 등급 출처:

http://www.ai rkorea.or.kr/

dustForecast

Tip! 미세먼 지 측정결과 도 중요하지 만 과제 수 행 과정 속 에서 다른 모둠과의 차 이점 문제점 등을 확인 해 볼 수 있 도록 한다.

- 미세먼지 측정 데이터와 지도를 분석해 공간별 미세먼지 원인 분석하기 - 학교내 공기질 개선을 위한 방법 협의하기

정리 (10 분)

ET 미세먼지 측정과정 및 결과 반성회

- 학교 내 미세먼지 측정 및 분석과정의 성공경험, 문제점 등 나누기 - 프로젝트 과정 및 결과 반성하기

3-4. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 실과 학교급/학년(군) 초등학교/6 학년

중심과목 성취기준

영역

(4) 생활과 전기·전자 중심과목 성취기준

[6실05-04] 다양한 재료를 활용하여 창 의적인 제품을 구상하고 제작할 수 있 다.

[6실05-06] 생활 속에서 로봇 활용 사 례를 통해 작동 원리와 활용 분야를 이 해할 수 있다.

주제(단원)명 DIY 공기청정기 개발 프로젝트! 차시 7~12/12

학습목표 학교 내 미세먼지를 줄일 수 있는 방법을 협의해 보고, 나만의 공기청정기를 제작 할 수 있다.

연계과목 미술/과학 연계과목

성취기준 영역

[초등 6학년 미술]

(2) 소통과 디자인 [초등 6학년 2학기 과학]

(2) 생물과 환경

STEAM 요소

S 학교 내 미세먼지를 줄일 수 있는 방법 탐색하기

T 공기청정기의 작동 원리를 이해하고, 다양한 부품을 활용해 DIY 공기청정기 제작하기 E

A 내가 만든 DIY 공기청정기 제품 광고 영상 제작 및 발표하기 M

개발 의도

본 프로그램은 공기청정기의 작동 원리를 탐색해 보고, 다양한 부품을 활용해 나만의 DIY 공기청정기 제품을 제작하고 그 장점과 실용성을 광고로 제작 및 발표할 수 있도록 프로그램을 개발하였다.

본 프로그램은 공기청정기의 작동 원리를 알아보고, 공기청정기를 직접 제작해 보는 활동에 초점을 맞 춰 프로그램을 개발하였다. 첫 번째 활동으로는 기존 공기청정기를 간단하게 분해해 조립되어 있는 부 품을 살펴보고 각 부품이 하는 역할을 확인해 봄으로써 학생 스스로 공기청정기의 정화 원리 뿐만 아 니라 제작의 가능성을 열어 볼 수 있도록 하였다. 두 번째 활동으로는 기존 공기청정기를 대체할 수 있는 값싸고 실용적인 부품을 조사해 보고, 공기청정기를 설계 및 제작하는 활동으로 학생들이 공기청 정기 제작 엔지니어로써의 진로교육과 연계해 볼 수 있도록 활동을 구성하였다. 세 번째 활동은 제작 한 DIY 공기청정기의 성능을 미세먼지 측정기를 이용해 직접 테스트 해 봄으로써 제작한 제품의 가치 를 확인해 볼 수 있도록 수업을 구성하였다.

감성적 체험 단계에서는 DIY 공기청정기 제품의 장점과 실용성을 광고로 제작해 봄으로써 제품의 가 치를 올리기 위해 광고가 하는 역할을 확인해 볼 수 있도록 프로그램을 구안하였다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

⦁학교 내 미세먼지를 줄일 수 있는 방법 협 의하기

- 공기 질을 개선할 수 있는 방법이 없을까요?

- 공기청정기는 어떤 원리로 작동할까요?

- 공기청정기를 우리가 직접 만들 수는 없을까 요?

창 의 적 설 계

창의적 설계

⦁DIY 공기청정기 제 품 시연회

- 내가 만든 DIY 공기 청정기 제품 광고 영상 제작 및 발표하기

감 성 적 체 험

⦁공기청정기 들여다보기

- 공기청정기가 공기를 정화하는 원리 알아보기

⦁공기청정기 개발 프로젝트 - 제작할 공기청정기 설계도 작 성하기

- DIY 공기청정기 제작하기

⦁DIY 공기청정기 성능 테스트 - 미세먼지 측정기로 기존 DIY 공기청정기의 공기정화 능력 테 스트하기

감성적 체험

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (10 분)

Co 학교 내 미세먼지 관련 기사 보기

- 학교 내 체육관의 공기상태가 어땠나요?

(건물 외부보다 미세먼지 농도가 더 높았어요.) - 실내 공기 질을 개선할 수 있는 방법이 없을까요?

(실내에서도 미세먼지 마스크를 착용해요.) (공기청정기를 설치해요.)

- 공기청정기는 어떤 원리로 작동할까요?

(필터를 사용해서 공기를 깨끗이 해요.)

- 공기청정기를 우리가 직접 만들 수는 없을까요?

(공기청정기를 만들어 봐요.)

❍학교 내 미세먼지 관련 기사 출처:

http://new s.kbs.co.kr /news/vie w.do?ncd=

3412079&r ef=A

Tip! 실 내 공기 질을 개선할 수 있는 방법을 협의해 보 고, 공기청 정기 제작이 필요함을 확 인할 수 있 도록 한다.

전개 (160 분)

CD1 공기청정기 들여다보기(전체활동) - 공기청정기 분해하기(기본 부품 탈부착)

- 공기청정기 부품 살펴보기(본체, 필터, 팬, 센서 등)

- 각 부품이 하는 역할 이야기 해 보기

- 공기청정기가 공기를 정화하는 원리 알아보기

CD2 공기청정기 개발 프로젝트(모둠활동)

- 시중에 나와 있는 공기청정기 부품을 대체할 수 있는 부품 검색하기 (유튜브 등을 이용해 다양한 DIY 공기청정기 제작 방법 탐색하기) - DIY 공기청정기 설계도 작성하기

- DIY 공기청정기 부품 준비하기

❍ 공 기 청 정 기, 자동차 에어컨용 필 터, 크기가 다른 포장 박 스, 욕실환풍 기, 연결 스 위치, 글루건, 전기테이프, 니퍼, 가위, 디자인 도구

Tip! 기 존 공 기 청 정 기 를 직접 분 해해 봄으로 써 공기청정 기의 작동 원리를 보다 쉽게 이해할 수 있도록 한다.

Tip! 유튜브 를 이용해 공 기 청 정 기 개발과 관련 된 다양한 아 이 디 어 를

- DIY 공기청정기 제작하기

- 미세먼지 측정기로 기존 DIY 공기청정기의 공기정화 능력 테스트하기

얻고 이를 활용해 나 만의 공기 청정기를 설 계 및 제작 해 볼 수 있 도록 한다.

Tip! 전 기 배선과 관련 해 합선 등 의 위험이 있으므로 교 사가 직접 절 연 테 이 프 사용 등의 과정을 확인 할 수 있도 록 한다.

정리 (70 분)

ET DIY 공기청정기 제품 시연회

- 시중에 판매되는 공기청정기와 내가 만든 DIY 공기청정기의 장·단점 파악하기 - 내가 만든 DIY 공기청정기 제품 광고 제작 및 발표하기(스마트폰 앱 이용)

Tip! 동영상 제작 스마트 폰 앱을 이 용해 내가 만든 공기청 정기의 장점 이 부각될 수 있도록 광고를 제작 하도록 한 다.

4. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 1~3/12

〓 미세먼지를 주제로 마인드맵을 작성하시오.

미세먼지

차시 1∼3/12

〓 미세먼지 키워드 빙고게임

차시 4/12

〓 미세먼지와 초미세먼지의 크기를 머리카락, 적혈구 단면의 크기와 비교하여 그려보시오.

물질 단면의 지름 (㎛)

머리카락 70

적혈구 7

미세먼지 10

초미세먼지 2.5

( 모눈 한 칸의 크기: 2 ㎛)

차시 5~6/12

〓 우리학교 미세먼지 농도를 측정해 보고 미세먼지 지도를 그려보시오.

① 우리학교 미세먼지 농도(모둠활동)

장소 미세먼지농도(㎛) 초미세먼지농도(㎛) 장소 미세먼지농도(㎛) 초미세먼지농도(㎛)

② 미세먼지 기준 세우기(모둠활동)

미세먼지 등급(출처: http://www.airkorea.or.kr/dustForecast )

예보구간 등급

좋음

보통 나쁨

매우나쁨

예측농도 (㎍/㎥, 1일)

PM10 0∼30 31∼80 81∼150 151 이상

PM2.5 0∼15 16∼35 36∼75 76 이상

예측농도

(ppm,1시간) O3 0∼0.030 0.031∼0.090 0.091∼0.150 0.151 이상

③ 우리학교 미세먼지 지도

5층

서 쪽 계 단

5-1 5-2 5-3

중 앙 계 단

5-4 체육실

동 쪽 계 단

느티나무관

복도 복도 복도

4층

4-4 4-3 4-2 4-1 방과후교실 어학실

복도 복도 복도

3층

2-1 2-2 2-3 3-3 3-2 3-1 6-1 6-2 6-3

복도 복도 복도

2층

1-1 1-2 1-3 1-4 돌봄 교실

돌봄

교실 보건실 돌봄

교실 2-4

복도 복도 복도

1층

자람반 발간실 행정실 교장실 유치원

복도 복도 복도

운동장

차시 7~12/12

〓 DIY 공기청정기 설계도를 그려보시오.

① 재료

② 작동원리

③ 설계도

5. 교사자료

차시 1~3/12

〓 다섯 고개 퀴즈 사진

차시 1~3/12

〓 다섯 고개 퀴즈 사진

차시 1~3/12

〓 다섯 고개 퀴즈 사진

차시 1~3/12

〓 미세먼지 마인드맵을 작성 활동 결과

차시 1~3/12

〓 미세먼지 마인드맵을 작성 활동 결과

차시 1~3/12

〓 미세먼지가 우리 건강에 미치는 영향

∎ 미세먼지의 위해성

TV 나 신문, 인터넷에서 날씨예보와 함께 미세먼지 예보도 전해주는 시대가 되었다. 세계보건기구 (WHO)가 미세먼지를 1 군(Group 1) 발암물질로 분류하는 등 국민의 우려가 크기 때문이다.

먼지 대부분은 코털이나 기관지 점막에서 걸러져 배출 된다. 반면 미세먼지(PM10)는 입자의 지름이 사람 머리 카락 굵기의 1/5~1/7 정도인 10μm 이하로 매우 작아 코, 구강, 기관지에서 걸러지지 않고 우리 몸속까지 스 며든다.

만약 미세먼지의 농도와 성분이 동일하다면 입자크기 가 더 작을수록 건강에 해롭다. 같은 농도인 경우 PM2.5 는 PM10 보다 더 넓은 표면적을 갖기 때문에 다 른 유해물질들이 더 많이 흡착될 수 있다. 또한 입자크기가 더 작으므로 기관지에서 다른 인체기관으 로 이동할 가능성도 높다.

일단 미세먼지가 우리 몸속으로 들어오면 면역을 담당하는 세포가 먼지를 제거하여 우리 몸을 지키 도록 작용하게 되는데, 이때 부작용인 염증반응이 나타난다. 기도, 폐, 심혈관, 뇌 등 우리 몸의 각 기 관에서 이러한 염증반응이 발생하면 천식, 호흡기, 심혈관계 질환 등이 유발될 수 있다.

노인, 유아, 임산부나 심장 질환, 순환기 질환자들은 미세먼지로 인한 영향을 일반인보다 더 많이 받 을 수 있으므로 각별히 주의하여야 한다.

∎ 미세먼지와 호흡기질환

기관지에 미세먼지가 쌓이면 가래가 생기고 기침이 잦아지며 기관지 점막이 건조해지면서 세균이 쉽 게 침투할 수 있어, 만성 폐질환이 있는 사람은 폐렴과 같은 감염성 질환의 발병률이 증가하게 된다.

질병관리본부에 따르면, 미세먼지(PM10) 농도가 10μ g/m3 증가할 때마다 만성 폐쇄성 폐질환으로 인한 입 원율은 2.7%, 사망률은 1.1% 증가한다.

특히, 미세먼지(PM2.5) 농도가 10μg/m3 증가할 때마 다 폐암 발생률이 9% 증가하는 것으로 나타났다. 따라 서 호흡기 질환자는 우선 미세먼지에 장시간 노출되지 않도록 주의하는 것이 가장 중요하다. 만성 폐쇄성 폐 질환(COPD) 환자는 미세먼지 농도가 ‘나쁨’ 이상인 날

부득이하게 외출할 때에는 치료약물(속효성 기관지 확장제)을 준비하는 것이 좋다.

또한, 만성 호흡기 질환자가 마스크를 착용할 경우 공기순환이 잘 되지 않아 위험할 수 있다. 그러므 로 식품의약품안전처에서 인증한 보건용 마스크 착용 여부를 사전에 의사와 상의하는 것이 바람직하 고, 마스크 착용 후 호흡곤란, 두통 등 불편감이 느껴지면 바로 벗어야 한다. 미세먼지가 건강에 미치 는 영향은 최대 6 주까지 지속될 수 있다. 미세먼지에 노출된 후 호흡곤란, 가래, 기침, 발열 등 호흡기 증상이 악화될 경우에는 병원에 가는 것이 좋다.

자료출처 [네이버 지식백과] 우리 건강에 미치는 영향 (미세먼지, 도대체 뭘까?, 2016. 4., 환경부)

차시 5~6/12

〓 미세먼지 대처 요령

∎ 미세먼지 예보등급 및 행동요령

※ 민감군 : 어린이, 노인, 천식 같은 폐질환 또는 심장질환자

∎ 미세먼지 높은 날 건강 생활 수칙

- 등산, 축구 등 실외활동을 자제하고, 어린이, 노약자, 호흡기 및 심폐질환자는 가급적 실외활동 자제 - 학교나 유치원에서는 체육활동 시 실내수업으로 대체 권고

- 실외 활동 시에는 마스크, 모자 등 착용 - 창문을 닫고, 빨래는 실내에서 건조

- 세면을 자주하고, 흐르는 물에 코를 자주 세척 - 가급적 대중교통을 이용하고, 야외 바비큐 등 자제

예보구간 등급

좋음

보통 나쁨

매우나쁨

예측농도 (㎍/㎥, 1일)

PM10 0∼30 31∼80 81∼150 151 이상

PM2.5 0∼15 16∼35 36∼75 76 이상

예측농도

(ppm,1시간) O3 0∼0.030 0.031∼0.090 0.091∼0.150 0.151 이상

행동요령 (미세먼지)

민감군

실외활동 시 특별히 행동에 제약은 없으 나 몸 상태에 따라 유의하여 활동

장시간 또는 무리한 실외활동 제한, 특 히 천식환자는 실외 활동 시 흡입기를 더 자주 사용할 필 요가 있음

가급적 실내 활동만 하고 실외 활동 시 의사와 상의

일반인

장시간 또는 무리한 실외활동 제한, 특히 눈이 아프거나, 기 침, 목의 통증으로 불편한 사람은 실외 활동을 피해야 함

장시간 또는 무리한 실외 활동제한, 기 침이나 목의 통증 등이 있는 사람은 실외활동을 피해야 함

행동요령 (오존)

민감군

실외 활동 시 특별 히 행동에 제약을 받을 필요는 없지만 몸 상태에 따라 유 의하여 활동

장시간 또는 무리한

실외활동 제한 가급적 실내 활동

일반인

장시간 또는 무리한 실외활동 제한, 특 히 눈이 아픈 사람 은 실외활동을 피해 야 함

실외활동을 제한하 고 실내생활 권고

자료출처 http://www.airkorea.or.kr/dustForecast