한양대학교 산학협력단

분야

□ 학문분야 주제별 융합형

□ 첨단제품 활용형

■ 교과 성취기준 연계형

□ 과학‧인문예술 융합형

□ 유초등 전이단계

학교급

□ 초

□ 중

■ 고

2020년 융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발 최종보고서

과 제 명 연구책임자

아무도 보지 않았던 곳에서 발견한 누구나 아는 사실

- 과학자와 예술가의 유연한 창의도전 자세 익히기 -

현은령

2020. 12. 18.

한양대학교 산학협력단

사업명 2020 융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발 주관

연구기관 한양대학교 산학협력단

사업기간 2020.08.03. ~ 2020.12.18

주관 연구책임자

성명 현은령 전화 02-2220-2602

소속부서

한양대학교 사범대학 응용미술교육과

휴대폰 010-6218-8254

직위(직급) 부교수 E­mail ^pariosa

@hanyang.ac.kr

연구 목표

“현장 적용력이 높은 고교 교과 성취기준 연계형 STEAM 프로그램을 통해 4차 산업혁명을 리드할 미래 창의융합인재 양성”

- 4차 산업혁명시대의 창의융합인재 양성을 위한 국가 교육정책 혁신 노력에 부 응

- 분과주의를 극복한 고등 교과 성취기준 연계형 STEAM 프로그램 개발과 그에 부합하는 수행평가 방법 제시를 통해 융합인재교육의 고등학교 현 장 착근에 기여

- 과학자와 예술가의 유연한 창의도전 자세인‘관찰▶호기심▶응용력▶실 험정신 ▶아이디어에 대한 인내심▶태도함양’의 과정을 통해 감성과 논 리가 어우러진 STEAM프로그램 개발

-‘아무도 보지 않았던 곳에서 발견한 누구나 아는 사실’프로그램을 통해 다학제 간 상보성을 이해하고 실현하는 기회 제공

사업 주요내용

[과제 1] 고교 교과 성취기준 연계형 차시 대체 STEAM 프로그램 개발 = 총 5종(각 4차시, 총 20차시)

– Ⓐ 미술(미술)+과학(과학탐구실험) Ⓑ미술(미술창작)+과학(화학1) Ⓒ미술(미술 창작)+수학(수학 1) Ⓓ 미술(미술창작)+ 국어(언어와 매체) +수학(수학)Ⓔ미술 (미술)+정보(정보)

* 프로그램 확산을 위한 후속대책 추진과제 [과제 2-6]

[과제 2] 대상별 교육교재(워크북) 개발 = 총 5종(각 4차시, 총 20차시) [과제 3] 대상별 지도서(평가방법 및 예시포함) 개발 = 총 5종(각 4차시, 총 20차시)

[과제 4] 대상별 교사용 교수-학습자료(PPT) 개발 = 총 5종(각 4차시, 총 20 차시)

[과제 5] 프로그램 적용학교 운영 : 4개교= 845명(남 196명, 여 649명) 예정

[과제 6] 프로그램 효과성 분석 : 사전사후 – 만족도, 가치 태도, 흥미도 분석 – 각 대상별 STEAM에 대한 만족도, 과학‧기술에 대한 가치태도·흥미 ·자기개

념 측정

[과제 7] SCOPUS(1편), KCI(1편) 및 관련 국제학술대회(2편) Publishing을 통 한 성과 확산

차시 대체형

구분

Ⓐ

상 상 력 으 로 세상을 뛰 어넘은 과 학자와 예 술가

Ⓑ

분 자 세 상 으 로 바꾸는 분자 번역자

Ⓒ

마법의 빛을 밝히는 미스 터리 수학자

Ⓓ

이성과 감성 의 충돌 조 절자

Ⓔ

빅 데 이 터 시 대를 이끄는 준비된 기록 자

2 0 1 5 개 정 교 육 과정 연 계 핵 심 역량

창의적사고 심미적 감성

지식정보처리 창의적 사고

지식정보처리 창의적사고

지식정보처리 의사소통

지식정보처리 자기관리

공동체

대상

선덕고 (1학년 5학급, 170명)

강동고 (2학년 1학급, 20명)

충북여고 (2학년 9학급, 257명)

강동고 (2학년 1학급, 20명)

경기여고 (2학년14학급

, 378명) 적용기

간 2020.8 2020.10 2020.10-11 2020.8-9 2020.8-9 적용과

목*

미술*

>과학탐구 실험

화학 1*

>미술창작

수학 1*

>미술창작

수학*

>미술창작

미술*

>정보

기대효과

“4차 산업혁명을 견인할 창의융합인재 양성을 위한

교과 성취기준 연계형 STEAM 프로그램 확산”

- 미래사회 변화 대응을 위한 교육혁신의 방법적 측면의 실질적 프로 그램 제공

- 교과 성취기준 연계형 STEAM 프로그램 및 평가 방법 제시를 통해 수 업적용의 유연성 가지기

- 분과 교육에 익숙한 고등학교 교사들을 융합교육(STEAM)의 길로 안 내하기

- 아이들 눈에 흥미롭고 매력적인 STEAM 소개하기

“이 보고서는 2020년도 정부(교육부)의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

【 목 차 】

Ⅰ . 과업 달성도 ··· 6

Ⅱ. 프로그램 개발 내용 ··· 6

1. 연구개발의 필요성 ··· 6

2. 추진 전략 방법 및 추진 체계 ··· 12

3. 연구개발의 목표 및 내용 ··· 14

가. 연구개발의 목표 ··· 14

나. 프로그램 구조도 ··· 16

다. 주제선정 배경 ··· 17

라. 프로그램 구성 틀 ··· 19

4. 프로그램 개발 결과 ··· 37

가. 프로그램 총괄표 ··· 37

나. 프로그램 결과물 (별첨 1, 2, 3) ··· 38

5. 연구 수행 일정 ··· 39

6. 연구개발 결과의 활용방안 및 기대성과 ··· 40

7. 시범 적용학교 운영 계획 및 결과 ··· 41

8. 효과성 분석 결과 ··· 42

9. 참고문헌 ··· 63

별첨 1. 학생용 교재(5종 병합)

별첨 2. 교사용 지도서(5종 병합)

별첨 3. 수업용 PPT(5종 병합)

Ⅰ 과업 달성도

연번 과업 달성 지표 실적 목표 달성률(%)

1 프로그램 개발 건 수

5종 5종 100

20차시 20차시 100

2 교사용 지도서 개발 건 수 5종 5개 100

3 교사용 PPT 개발 건 수 5종 5개 100

4 학생용 교재(학생 활동 교구(키트))

개발 건 수 5개 5개 100

5 미디어 콘텐츠 개발 건 수 5개 5개 100

6 수혜학생 수 845명 845명 100

전체 달성률(%) %

Ⅱ ^{프로그램 개발 내용}

1 ^{연구개발의 필요성}

가 . 연구개발의 주요목적 및 내용

Ÿ 연구배경 및 목적

- 4차 산업혁명시대의 융합인재양성을 위한 국가 교육정책 혁신 노력에 부응

- 분과주의를 극복할 수 있는 고등학교 교과 성취기준 연계형 STEAM 프로그램 개발과 이에 대한 구체적이고 다양한 평가방법 제시를 통해 융합인재교육의 학교현장 착근에 기여

Ÿ 연구 주요 구성내용

- 과학자와 예술가의 유연한 창의도전 자세인‘관찰▶호기심▶응용력▶실험정신▶아이디어 에 대한 인내심▶태도함양’과정을 통해 감성과 논리가 어우러진 STEAM 프로그램으로 경험 - 다학제 간 상보성을 이해하고 실현하는 체험 및 실습, 태도 함양 기회 제공

나 . 연구의 중요성 및 필요성

다 . 국내·외 연구동향

§ 4차 산업혁명을 견인할 융합인재양성(아래 표 참조)을 위한 미래사회 대비 교육혁신의 필요성

* 참조 : 한국디자인진흥원(2017). 제 4차 산업혁명 시대 디자인의 역할, 디자인이슈리포트, 4.

§ 분과주의 위주의 경직된 교과과정을 극복하고 현장 적용성을 높인 교과 성취기준 연계형 STEAM 프로그램 개발을 통해 과학‧기술에 대한 가치‧태도의 긍정적 변화유도

§ 2015 개정 고등학교 교육과정의 교과 성취기준과 연계한 STEAM 프로그램 개발 및 효과성 검증을 통해 고등학교 수준의 융합인재교육 실행 타당성과 실효성 확보

§ 미래사회 산업 환경 변화에 대한 대비 필요성 대두(과학기술정보통신부, 2017) - 최근 인공지능(AI), 빅데이터, 로봇공학 등 미래사회를 변화시킬 첨단기술들이 널리 확산되면서 이들을 활용한 사회의 혁신적인 변화에 대한 국민들의 기대가 상승되고 있음.

- 실제로 실감형 가상·증강현실, 자율주행자동차, 3D프린팅 등 혁신적인 기술과 서비스들이 본격적으로 실용화 되면서 우리나라 경제, 의료, 금융, 교육, 안전관리 등과 관련된 실생활 모습은 이미 다양한 변화단계에 진입하고 있음(아래 표 참조).

*참조 : 과학기술정보통신부(2017). 제 5회 과학기술예측조사.

§ 하지만 현재 우리나라의 첨단 과학·기술 교육은 부가가치 및 미래일자리 창출에 집중되어 있는 한계점

*

*미래사회는 모든 직종, 모든 사람이 과학기술과 연관된 삶을 살게 되므로 자기관여적 관점에서 최신첨단과학기술에 대한 기본적 이해와 보편타당한 의사 결정에 대한 합리적 판단 소양을 함양하 는 교육 필요

§ 학생의 흥미와 이해를 높이고, 과학기술 기반의 융합적 사고력과 실생활 문제해결 력을 배양하는 STEAM Literacy 교육 필요

- 4차 산업혁명에서 교사의 역할은‘단순지식의 전달, 문제풀이’등에서 벗어나 보다 폭넓고 복합적인 인지역량을 증진시킬 수 있도록 조력하는 것

- 학생들이 자신의 주변상황 이해와 증거를 기반으로 합리적 의사결정을 할 수 있도록 하여“쉽게 포기하지 않는, 쉽지만 중요한 과학기술 융합교육”으로의 인식 제고 필요

Ÿ 교육수요자 니즈(needs)를 반영한 현장 적용력이 높은 STEAM 프로그램 개발에 대한 교육현장 요구

- 많은 선행연구(박주호, 2014; 이부연, 2016; 양연경, 2015 외)에서 STEAM은 문제해결 능력과 창의적인 사고의 발달에 도움을 준다고 보고 있으나, 학교현장에서는 STEAM 프로그램 숫자의 부족, 평가의 어려움으로 실행 비율 저조

- 특히 다학제적 융합을 강조하는 STEAM의 경우 교과 간 융합수업에 대한 교 사 간 협의 및 조정 부담, 과정 및 결과에 대한 평가의 어려움 등으로 교과별 분과 수업 을 위주로 하는 중·고등학교에서 시행하기 어렵다는 지적(아래 <현실> 부분 참조). - 따라서 특정 교과 및 학년의 성취기준을 중심으로 해당 학년의 타 교과 성취기 준들과 연계하여 교과 간 융합 수업에 적용 할 수 있는 다양한 STEAM 프로그램 및 수행 평가 방법(도구) 개발의 필요성 대두(아래 <개선> 부분 참조).

Ÿ 중·고등학교 교사들을 시의성 있는 STEAM의 길로 안내하여 분과주의 벽 허물기

- 초등학교보다 중·고등학교 교사가 분과주의 특성이 강하며, 교과 간 협력에 대한 개방적 태도가 낮은 경향을 보임(2017 STEAM교육기부활동 보고서, 2018) (아래 <현실> 부분 참조).

- 따라서 분과주의를 넘어 협업하는 STEAM 교육을 통해 다양한 융합 교육 지원 방안 모색 필요(아래 <개선> 부분 참조)

--- <현실> <개선>

(교사A) “STEAM 교육이 좋은 건 알지 만 자체적으로 프로그램을 개발하기 어 렵다고 생각해요. 특히 모든 교과를 융 합해야 한다는 부담감 때문에 선뜻 시도 하기 어렵습니다.”

(교사B) “최근 정시 비중이 높아지면서 수행평가를 실시하는 수업에 대한 부담 이 높아졌어요. 따라서 융합교육을 실 시하게 된다면 하나의 결과물로 융합된 과목의 수행평가가 동시에 이루어질 수 있는 방안이 필요합니다.”

l 학교 현장의 상황에 맞는 다양한 교과기반 형태의 STEAM 프로그 램 개발

l 수업적용이 용이하도록 3차시 내 외의 단기 차시 개발

l 교사용지도서, 학생용 교재, 교사용 PPT, 평가 준거 등 교사의 STEAM 적용 부담을 최소화 할 수 있는 보조자료 제공

* 참조 : 조선일보,“창의·융합형 인재 육성 'STEAM 교육' 실시 5년, 겉핥기식 융합 수업 실망, 사교육 시장만 키웠다”, 2016년 6월 13일자.

(2) 국외

§ 스마트 사회구축을 위한 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 빅데이터, 소셜 네트워크서비스 (SNS), 클라우드(Cloud)등 제4차 산업혁명 시대에 걸맞는 국제적 패러다임 쉬프트 발생

§ 주요 15개국 370개 기업 인사담당 임원들은 다양한 영역간의 이해능력을 기반 으로 한 복합문제해결능력과 인간-사회 간 갈등과 충돌 해결능력인 인문소양소 통능력이 인재채용의 가장 중요한 조건임을 강조(WEF, 2016).

*참조 : World Economic Forum(2016). The Future of Jobs Employers. Skills and Workforce Strategy for the Forth Industrial Revolution.

- 따라서 창의적인 아이디어를 과학, 공학, 기술, 수학, 인문사회, 예술과 연계하여 문제를 해결하는 것이 교육 중점인 STEAM이야 말로 4차 산업시대를 대비한 지구촌 각 나라의 미래 인재육성(아래 각국 사례 참조)을 위해 매우 중요하다고 판단됨.

*

■ 이스라엘예술과학고등학교(Israel Arts and Science Academy), 이스라엘

과학과 예술의 병행, 통합학문적 접근방법 등을 강조하는 교육. 재학생은 약 210 명(과학 2/3, 음악 1/6, 미술 1/6). 과학 전공 학생들은 예술을, 예술 전공 학생들 은 과학을 부전공 하도록 지도

■ DT (Design and Technology), 영국

1975년부터 시작된 영국의 7~16세까지의 의무교육, 매해 새로운 교재와 가이드라 인을 6천 여명의 교사들에게 제공. STEM교육과 연계하여 진행

■ K-12 (from kindergarten to 12th grade), 미국

Design Based Education의 영역에서 생활과 학습의 일체화 추구. 다양한 기업체 와의 파트너십을 바탕으로 국립과학재단(NSF)의 지원을 받아 미국공학교육학회 (ASEE)가 운영

■ 미래를 생각하는 청소년(Ugend Denkt Zukunft), 독일

연방교육연구부와 기업의 적극적인 참여를 바탕으로‘혁신게임(Innovation Play)’

등을 통해 청소년의 창조적 혁신마인드 함양

n Florida Gulf Coast University’s Office of Community Outreach, 미국 - Florida Gulf Coast University와 NAACP가 함께 2주 동안 캠퍼스에서 소외계 층 고등학생을 대상으로 STEM프로그램을 진행함. 본 캠프는 학생들의 수학적 성취를 향상하고 STEM에 대한 지식을 넓혀주며 대학 진학에 대한 기대를 높이 고자 진행 됨. 성취도, STEM에 대한 태도, 대학진학의사 등에 대한 사전·사후 검사를 실시한 결과, 참가자 중 35% 학생이 SAT 점수가 상승하였고, 23% 학생의 ACT 수학점수가 상승함. 또한 STEM에 관한 태도와 대학 진학 의사에 대해서도 긍정적인 변화가 나타남.

n UBMS(Upward Bound Math-Science), 미국

- 저소득층, 농촌지역에 거주하는 학생 등 소외계층 학생들에게 수학과 과학 분야에 서 학위와 경력을 얻을 수 있도록 도와주는 프로그램으로 여름 프로그램(5주간의 영 어, 수학, 과학수업), 상담, 대학 교수 진과의 멘토링 등으로 구성됨. 미국 교육부 소 외계층 대상의 세 개 프로그램에서 시작된 TRIO 프로그램이 8개의 프로그램의 확장 되면서 그 중 이공계 분야와 관련된 프로그램으로 개발된 것이 UBMS(Upward Bound Math-Science)임. 프로그램 운영으로 대학 진학의 꿈을 꾸지 못하던 많은 소외계층 학생들의 대학 진학률이 기존 18%에서 38%로 두 배 가까이 향상되는 효과를 거두었 음. 특히 UBMS의 경우 선호하는 대학교의 진학률 제고에 큰 기여를 함.

.

n GIST(Girls into Science & Technology) Program, 영국

- 영국 멘체스터 지역의 중등학교 10여 군데를 대상으로 공학이나 과학 등의 과목 에서 유독 남학생들에게 편중 되는 현상을 극복하기 위해 여학생의 성취가 미치지 못하는 원인을 규명 하고, 성역할의 고정 관념을 개선하며 여학생들이 갖고 있는 과 학에 대한 태도를 긍정적으로 전환하기 위해 실시. 프로젝트 결과 화학, 물리, 기술 과목에 대한 여학생들의 선택비율이 증가하였으며 과학에 대한 태도도 긍정적으로 변화하였고 여학생들의 과학 관련 직업에 대한 성역할 고정관념이 많이 감소함. 이 후 GIST 프로젝트는 각 국에서 개발된 여학생 친화적인 과학교육프로그램들의 모델 이 됨.

n MESA(Mathematics, Engineering, Science, Achievement) outreach, 미국 - 미국의 캘리포니아를 포함한 8개 주 소외계층과 여학생을 대상으로 실시. 소외계 층학생의 자기효능감, STEM과 공학에 대한 통찰력 향상을 목표로 만들어짐. 인근 대 학의 STEM 분야 전문가와 연계하여 과학, 수학, 공학 분야의 진로 교육에 초점을 두 고 있음. 프로그램은 방과 후에 실시하고 과학과 수학의 지식과 원리를 적용 하여 실제 산출물을 만들어 보는 교육 활동들을 제공하고 있으며 공학 설계를 적용한 대 회도 실시함. 프로그램 참여 학생들을 대상으로 사전·사후 설문조사를 실시한 결과 MESA 프로그램은 공학에 대한 자기효능감과 통찰력 그리고 공학에 대한 흥미에 긍 정적인 영향을 미친 것으로 나타남.

*참조 : 현은령(2013). 생활 속 창의교육 - 금천창의공작플라자 초등학교 프로그램 개발, 한국산업기 술진흥원(KIAT).

이화여자대학교 산학협력단(2018). 2018년 사다리프로젝트 운영결과보고서, 한국과학창의재단

2 추진 전략․방법 및 추진 체계

가 . 추진 전략·방법

나 . 추진 체계

3 연구개발의 목표 및 내용 가 . 연구개발의 목표

1) 정성적 목표

2) 정량적 목표

“학교 현장 적용력이 높은 고등학교 교과 성취기준 연계형 STEAM 프로그램 개발과 효과성 검증을 통한

4차 산업혁명을 리드할 미래 창의융합인재 양성”

▲

“아무도 보지 않는 곳에서 발견한 누구나 아는 사실”

-

▲

‘관찰▶호기심▶응용력▶실험정신▶아이디어에 대한 인내심▶태도함양’의 경험을 통해 감성과 논리가 어우러진 창의융합인재로의 성장

교과 성취기준 연계형 STEAM 프로그램 개발

[과제 1] 교과 성취기준 연계형 차시대체 STEAM 프로그램 개발= 총 5종(각 4차시, 총 20차시) – 고등학교 미술과 성취기준 연계형 차시 대체형(*은 적용교과)

Ⓒ미술(미술창작)+수학(수학 1)*

Ⓓ 미술(미술창작)+ 국어(언어와 매체)*

Ⓔ미술(미술)*+정보(정보)

프로그램 확산을 위한 후속대책 추진

[과제 2] 대상별 교육교재(워크북) 개발 =총 5종(20차시) 개발

[과제 3] 대상별 교사용 지도서(평가방법 및 예시포함) 개발 = 총 5종(20차시) 개발 [과제 4] 대상별 교사용 보조 교수-학습자료(PPT) 개발 = 총 5종(20차시) 개발

[과제 5] 프로그램 적용학교 운영 : 4개교= 845명(남 219명, 여 626명)

[과제 6] 프로그램 효과성 분석 : 사전사후 – 만족도, 가치 태도, 흥미도 분석

– 각 대상별 STEAM 프로그램에 대한 만족도, 과학기술공학에 대한 가치태도·흥미 ·자기개념 측정 등 - 분석도구 : 한국과학창의재단 제공 도구

프로그램 운영 성과평가 및 확산 (R&D성과물)

[과제 7] 논문(2편) 및 관련 국제학술대회(2편) Publishing을 통한 성과 확산

발표예정 등재 학술지

구분 학 술 지 명 발행국가 발 행 기 관

1 SCOPUS Archives of Design Research 대한민국 KSDS

2 KCI 학습자중심교과교육학지 대한민국 학습자중심교과교육학회

1. 투고완료 : Developing a STEAM program that uses data recording on the basis of cognitive information design

2. 투고예정(1월말) : 고교성취기준 연계형 STEAM프로그램 개발 및 적용 효과 발표 학술대회

구분 학술대회명 발 행 기 관

1 학습자중심교과교육학회 학술대회 (2020, 11, 실시간온라인) 학습자중심교과교육학회 학년

고등1-교과연 계차시대체

A.(4차시)

고등2-교과연계 차시대체 B.(4차시)

고등2-교과연계 차시대체 C.(4차시)

고등2-교과연계 차시대체 D.(4차시)

고등1-교과연계 차시대체 E.(4차시)

제 목

“상상력으로 세상을 뛰어넘은

과학자와 예술가” -인식의 확장과 과착적 패러다임의

전환과정 체험하기-

“분자 세상으로 바꾸는 분자

번역자”

-Chemsketch를 활용한 입체구조 분자 시뮬레이션-

“마법의 빛을 밝히는 미스테리

수학자”

-함수식을 이용한 마법진 조명 디자인-

“이성과 감성의 충돌 조절자”

-글과 그림 매체 특성을 이용한 갈등 해소 동화책

제작-

“빅 데이터 시대를 이끄는 준비된 기록자”

-빅 데이터 시대의 정직하고 꾸준한

기록의 중요성- 2015

교육과정 연계 핵심역량

창의적사고, 심미적 감성

지식정보처리, 창의적 사고

지식정보처리, 의사소통

지식정보처리, 의사소통

지식정보처리, 자기관리,

공동체 적용

교과 미술 과학(화학 1) 수학(수학, 수학 I) 국어(언어와

매체) 미술

융합교과 과학탐구실험 미술(미술창작) 미술(미술창작) 미술(미술창작) 정보

대상

선덕고 (1학년 5학급,

170명)

강동고 (2학년 1학급,

20명)

충북여고 (2학년 9학급,

257명)

강동고 (2학년 1학급,

20명)

경기여고 (2학년14학급,

378명) 기간 2020.8 2020.10 2020.10-11 2020.8-9 2020.8-9

나 . 프로그램 구성도

다. 주제 선정 배경

미래사회 변화 대응을 위한 교육혁신의 방법적 측면 제공

- 그동안 STEAM 실행에 있어 가장 큰 문제점은“프로그램 숫자 및 교사의 부족”이란 선입견 존재

- STEAM 교육은 교과 대체형 교육과정 개발이 강조되고 있으나, 현장에서의 관련 교과 간 교사의 협업은 여러 가지 상황으로 어렵다는 의견이 지배적임(특히 중·고 등학교에서 교과 간 융합 수업은 현실적으로 많은 제약이 따르며, 교사 자체가 그 필요성을 느끼지 못하는 경우가 많은 것으로 나타남)

- 따라서 현장에서 적용이 용이한 프로그램 개발 및 교재, 보조자료, 시뮬레이션 등 의 다양한 콘텐츠와 수업부담을 낮춘 단 차시구성, 중심 적용교과의 명확성 등을 제시하여 교사의 실행 부담감을 최대한 낮추는 전략 필요

중·고등학교 교사들을 STEAM 길로 안내하기

- 현재 우리나라 STEAM은‘과학-기술-예술-수학’의 융합이라는 인식이 강해 인 문사회계열 교사의 참여의지가 매우 낮은 상황(2016년 STEAM예비교사 지원센터 운영보고서)

- 대다수의 중등교사가 사범대학 출신의 인문학(교육학)기반의 교사양성 단계를 거쳤 음을 가정할 때 역사, 윤리 등 인문사회계열 학문과 이슈를 포괄할 수 있는 다양

* 하지만 그동안 한국과학창의재단 등 관련 기관에서 많은 STEAM 프로그램을 개발

* 즉, 프로그램 부족이기보다는 현장에 맞는 프로그램개발로의 방향성 수정과 교사 활용도를 높이는 방법적 변화가 필요

한 STEAM프로그램 개발은 미래사회 신기술로 인해 발생 할 수 있는 윤리·도덕 문제해결 능력 함양 등과 같은 측면에서 매우 중요

- 특히, 전 교과를 아우르는 초등교사에 비해 분과주의 특성이 강한 중고등 교사에 게서 STEAM에 대한 부담이 강하게 느껴짐(2017 대학생과 함께하는 STEAM 교육 기부활동 보고서, 2018). 따라서 현장경험이 풍부한 S(과학), T(기술), E(공학), A(인 문/예술), M(수학) 분야 중등교원협동을 통한 STEAM개발과 적용을 통해 중고등학 교에서 분과주의를 넘어 협업하는 융합교육 분위기 조성 필요

미술교과의 성취기준 연계를 통한 과학자와 예술가의 공통점과 상보성 이해하기

- 미술교과는 학년을 아우르는 교육과정 운영이 가능하며, 그 교과 내용이 실생활에서 사람 의 감정, 다문화적 감수성, 과학적 설계 등 매우 다양하게 구성되어 학습자에게 친근하면 서도 몰입 유도가 용이한 교과임.

- 특히, 성취기준에 있어 다양한 교과로 연결되기 쉬울 뿐만 아니라 적용 내용 역시 교사, 학생, 학교 환경에 알맞게 조직화 될 수 있다는 장점이 있음.

- 따라서 본 연구진은 이러한 유연성을 가진 고등학교 미술교과를 중심으로 STEAM 프로그램을 개발하여 다양한 교과와 연결하여 적용시키고자 함.

창의적 주제탐색과 과학·기술적 해결방법을 통해‘창의의 선순환’경험

Ÿ 과학과 예술, 그 출발은 유연한 창의적 도전 자세에 의해서 시작되었다는 것 Ÿ 그 결과물은 실패와 성공의 반복 속에서 탄생한 방법의 산물이라는 것

Ÿ 그 방법은 누구나 수정·보완하여 최선의 방법으로 다시 제시할 수 있다는 것

라 . 프로그램 구성 틀

■ 교사용 지도서(별첨 3 참조)

① 고등학교 A – 교과 성취기준 연계 차시대체형 STEAM 프로그램

○ STEAM 준거틀 구성 및 차시구성 계획

상상력으로 세상을 뛰어넘은 과학자와 예술가

-인식의 확장과 패러다임의 전환과정 체험하기-

○ STEAM 준거틀 구성 및 차시구성 계획

프로그램명

상상력으로 세상을 뛰어넘은 과학자와 예술가

-인식의 확장과 패러다임의 전환과정 체험하기-

적용 학교급

고등학교

1학년 차시 총 4차시

교육목표

01. 우연한 발견으로 이루어진 탐구와 이로 인한 과학적 패러다임의 전환에 대해 설명할 수 있다.

02. 다양한 과학적 탐구방법에 대해 이해하고 과학적 발견과 예술실험 과정의 공통점을 찾을 수 있다.

03. 상상력과 직관이 과학의 발전에 결정적 역할을 했음을 알고 이에 대한 중요성을 인식할 수 있다.

관련교과 과학탐구실험, 미술 연계 핵심역량 창의적사고, 심미적 감성

2015 개정 교육과정 연계

과학 탐구 실험

(내용요소) 우연한 발견, 사고실험, 패러다임의 전환을 가져온 결정적 실험 (성취기준)

[10과탐01-01] 과학사에서 패러다임의 전환을 가져온 결정적 실험을 따라해 보고, 과학의 발전 과정에 대해 설명할 수 있다.

[10과탐01-02] 과학사에서 우연한 발견으로 이루어진 탐구 실험을 수행하고, 그 과정에서 발견되는 과학의 본성을 설명할 수 있다.

미술

(내용요소) 작품 비평 (성취기준)

[12미03-03] 미술 작품 비평의 다양한 관점을 알고 이를 활용하여 작품의 가치를 판단할 수 있다.

내용 및 활동 요약

1차시

▶

2-3차시

▶

3차시

관찰력 · 호기심 응용력 실험정신

아이디어 에 대한 인내심

태도함양

로버트 윌리엄이 허블 망원경을 통해 발견한 우주의 모습을 통해 과학과

증명의 관계 생각해보기

다양한 공감각적 방법을 통해 추상화 감상

및 의미 생각해보기

4차원 공간 상상하기

다른 차원을 표현하는 방식 고민

이론물리 학자의 필요 역량

생각해보 기

상황제시 ▶ 창의적 설계 ▶ 감성적 체험

구분 주요내용

상황 제시

- 로버트 윌리엄이 허블 망원경을 통해 우주의 개념을 확장시킨 사례를 살펴본다.

- 뉴턴과 아인슈타인의 사고 실험을 통해 과학적 패러다임이 바뀐 사례를 살펴본다.

- 과학적 패러다임의 전환에서 ‘상상력과 직관’의 중요성에 대해 생각해본다.

창의적 설계 - 헬렌 켈러가 사물을 인식했을 방식을 추측하며 사물들을 감상한다.

- 공감각이란 무엇인지 이해하고, 추상화 감상을 통해 공감각적 체험을 경험한다.

- 수학에서의 차원이란 무엇인지 알아보고, 고차원에 대해 상상해 본다.

감성적 체험

- 입체파 화가들의 작업에서 영감을 받아 4차원 공간을 다양한 방법으로 표현해본다.

- 자신의 아이디어를 친구들과 공유하고, 다른 친구들의 아이디어에서 새로운 아이디어를 획 득한다.

상황 제시 (관찰력

· 호기심)

차시별 교수·학습 내용

중심 교과

STEAM 과학으로 발견한 새로운 세상 요소

- 기존 과학의 패러다임을 뒤바꾼 발견 사례 살펴보기 -

1차시

w 관찰력 : <아무것도 없는 곳에서 무한한 우주를 발견한 로버트 윌리엄>

- 흥미 유발 : 허블망원경이 촬영한 우주의 다양한 모습 감상하기

※ 영상참고자료 : 가장 넓고 먼 우주를 담다, 허블의 '익스트림 딥필드', 내셔널지오그래픽 https://www.youtube.com/watch?v=godW1WQQ3vY ※ 영상참고자료 : 가장 넓고 먼 우주를 담다, 허블의 '익스트림 딥필드',

내셔널지오그래픽 https://www.youtube.com/watch?v=godW1WQQ3vY

- 허블망원경을 사용해 아무 것도 없는 곳에서 아무도 보지 못한 것을 발견한 과학자 ‘로버트 윌리엄’의 사례 살펴보기

Hubble Ultra Deep Field (NASA)

※ 영상참고자료 : Deep Field: The Impossible Magnitude of our Universe, Eric Whitacre (15분10초부터)

https://www.youtube.com/watch?v=yDiD8F9ItX0

w 호기심 : <과학적 패러다임을 바꾼 뉴턴과 아인슈타인의 사고 실험>

- 중력의 발견과 상대성 이론

- 시간과 공간도 ‘실제로’ 왜곡된다는 아인슈타인의 상대성이론을 어떻게 이해하고 받아들여야 할지 생각해보기

시간과 공간이 연결되어 왜곡되는 모습을 상상해보기

- ‘관찰할 수 없는 것은, 증명할 수 없는 것은 과학적이지 않은 것일까?’에 대해 생각해보기

과학 탐구 실험

S (과학)

A (예술)

창의적 설계 (응용력

· 실험 정신)

차시별 교수·학습 내용

중심 교과

STEAM 세상을 새롭게 보는 눈 요소

- 사물을 인지하는 새로운 방식을 통해 추상화 감상하기 -

2-3 차시

w 응용력 : <헬렌 켈러가 세상을 이해하는 법>

- 보고 듣지 못했던 헬렌 켈러가 사물을 인지하고 세계를 이해하던 과정을 생각해보기

- 곤충이 세상을 바라보는 시각은 사람과 완전히 다름에 대해 배우며 우리의 감각에 대해 생각해보기

- 추상화를 공감각적으로 감상하기

① 하나의 추상화를 감상할 때 여러 가지 음악의 분위기에 따라 추상화가 어떻게 다르게 감상 되는지 체험해보기

② 추상화에서 느껴지는 맛, 냄새, 촉감 상상해보기

미술

S (과학)

A (예술)

M (수학)

- 형상이 전혀 없는 추상화는 왜 만드는 것일지, 추상화의 의미 생각해보기

ü 추상화에서 제목을 붙이지 않는 작품이 많은 이유는 무엇일까?

(무제, Untitled 등의 제목이 붙어있는 이유 추측해보기) w 실험정신 : <고차원의 세상은 어떻게 생겼을까?>

- 소설 「플랫 랜드」를 통해 차원의 개념 생각해보기 (데카르트 좌표계)

0차원 1차원 2차원 3차원 4차원 n차원

점 선 면 입체 ? ...

? ...

- 고차원에서 인식하는 저차원과, 저차원에서 인식하는 고차원의 간극 생각해보기

- 영화 인터스텔라의 한 장면을 보고, 우리가 감각할 수 없는 4차원 공간 상상해보기

감성적 체험 (아이디

어에 대한 인내심 ·

태도함 양)

차시별 교수·학습 내용

중심 교과

STEAM 새로운 차원을 보는 아이디어 발견하기 요소

- 아이디어 공유 및 심화 -

4차시

w 감성적 체험 : <3차원의 존재가 2차원을 인지하는 방법을 통찰했던 입체파 화가들>

- 괴이한 형상을 하고 있는 입체파 화가들의 회화실험을 통해, 인간의 시각이 세상을 감각하는 방법에 대해 생각해보기

ü 이론물리학자들이 탐구하는 차원과 예술가가 탐구하는 차원은 어떤 차이를 가지고 있고, 어떤 공통점을 가지고 있는가?

- 생각했던 4차원 공간에 대한 느낌을 다양한 방법으로 표현해보기 (어떻게 표현하면 좋을지 모둠원들과 이야기해보기)

- 우리가 감각 할 수 없는 4차원 공간을 상상하는 것은 어떤 의미가 있을지 찾아보기 (인식의 확장이 과학의 패러다임 확장에도 큰 영향을 미칠 수 있음을 이해하기)

- 자신의 아이디어를 친구들과 공유해보고, 다른 친구들의 아이디어에서 새로운 아이디어 획득해보기

w 태도함양 : <과학자와 예술가의 유연한 창의도전 자세 익히기>

- 말레비치는 왜 이런 제목을 붙이게 되었을지 다시 한 번 생각해보기 (말레비치에게 ‘4차원’과 ‘검은색’의 의미)

말레비치 作

<축구선수의 회화적 리얼리즘_4차원의 색 덩어리>, 1915

※ 더 학습할 자료 : 아니쉬 카푸어의 반타블랙을 활용한 예술작품이 주는 느낌을 생각해보고, 예술가의 의도 추측해보기

- 언어나 이미지로 표현하기는 어렵지만, 우리의 머릿속에 떠오르는

‘직관적인 무엇’의 가치를 상기해보기

- 이론물리학자는 무엇이며 인류 발전에 어떠한 역할을 했는지 살펴보고, 이론물리학자에게 꼭 필요한 역량은 무엇일지 생각해보기 - 예술가와 과학자 사이의 영향을 주고받은 사례에 대해 더 찾아보기

과학 탐구 실험, 미술

S (과학)

A (예술)

② 고등학교B – 교과 성취기준 연계 차시대체형 STEAM 프로그램

분자 세상으로 바꾸는 분자 번역자

- Chemesketch를 활용한 입체구조 분자 시뮬레이션 -

○ STEAM 준거틀 구성 및 차시구성 계획

프로그램명 분자 세상으로 바꾸는 분자 번역자 - Chemsketch를 활용한 입체구조 분자 시뮬레이션 -

적용

학교급 고등학교 2학년 차 시

총 4차시

교육목표

01. 다양한 형태의 분자 결합구조를 이해할 수 있다.

02. 공유전자쌍과 비공유전자쌍의 반발(전자쌍 반발 원리)에 근거한 결합각에 의해 분자 모양 이 결정됨을 이해할 수 있다.

03. 분자구조 분석 시뮬레이션 프로그램 (Chemsketch)를 통해 분자구조를 창의적 입체 형태 로 제작할 수 있다.

04. 과학자(화학자)가 그래픽 프로그램을 개발하면 벌어질 다양한 상상력의 실현에 대한 의의 를 생각해 볼 수 있다.

관련교과 과학(화학1), 미술(미술 창작) 연계 핵심역량 지식정보처리, 창의적 사고

2015 개정 교육과정 연계

화학1

(내용요소) 공유결합, 전자쌍 반발 이론, 분자구조, 결합각 (성취기준)

[12화학Ⅰ03-06] 전자쌍 반발 이론에 근거하여 분자의 구조를 모형으로 나 타낼 수 있다.

[12화학Ⅰ03-07]

물리적, 화학적 성질이 분자 구조와 관계가 있음을 설명할 수 있다.

미술 창작

(내용요소) 조형, 창의성 (성취기준)

[12미창02-01] 조형요소와 원리를 효과적으로 활용하여 주제를 창의적으로 표현 할 수 있다.

[12미창02-03] 회화, 조소, 디자인, 공예, 영상 등 장르별 표현 매체를 연계 하여 새로운 방법으로 실험할 수 있다.

내용 및 활동 요약

1차시

▶

2-3차시

▶

3차시

관찰력 호기심 응용력 ·실험정신 아이디어에

대한 인내심 태도함양

분자구조 관찰을 통한

연상물체 추측

분자모양에 영향을 미치는 요소 살펴보기

Chemsketch 프로그램의 이해와 활용

창의적인 입체구조 분자모형제작

제작한 분자모형과

연상 되는 대상 공유

무한한 상상력 구현하기 에 대한 의미 탐색

상황제시 ▶ 창의적 설계 ▶ 감성적 체험

구분 주요 내용

상황 제시

- 분자구조 이미지를 보고 연상되는 물체 추측해본다.

- 분자 모양에 영향을 끼치는 요소 알아본다.

- Chemsketch 프로그램으로 연상되는 분자구조를 만들어본다.

창의적 설계

- 공유전자쌍과 비공유 전자쌍의 반발(전자쌍 반발 원리)를 이용하여 일상 속 물체의 형태로 아이디어 스케치해본다.

- Chemsketch 프로그램을 이용하여 스케치 한 분자구조를 입체 구조로 제작해보고 실제 물 체와 비교해본다.

감성적 체험

- 설계한 분자구조를 발표하면서 분자구조의 명칭과 해당 분자구조와 유사한 물체에 대하여 설명한다.

- 자신이 설명한 것과 다른 아이디어에 대해 친구들과 토의해본다.

- 개선 및 발전 가능한 조건에 대해 느낀점을 써본다.

상황 제시 (관찰력

· 호기심)

차시별 교수·학습 내용 중심

교과

STEAM 요소 세밀하게 관찰하기, 분자구조 읽기 - 분자구조를 보고 연상되는 물체 떠올리기 -

1 차시

w 관찰력 : <분자구조와 연상>

- 다음의 분자구조를 보고 연상되는 물체는 무엇인가?

- 분자의 모양에 영향을 미치는 요소는 무엇인가?

: 공유결합과 비공유 전자쌍

w 호기심 : <과학자가 그래픽디자이너로 변신하면 벌어지는 다양한 발견들>

- 분자구조그리기 프로그램(Chemsketch) 이해하기

- 공유결합과 비공유전자쌍이 작용하여 만들어지는 다양한 분자구조 - 다양한 물체를 보고 연상되는 분자의 형태를 간단히 그려보기 : 동물의 달리기, 팔을 벌려있는 사람.

과학 (화학1)

S (과학)

A (예술)

창의적 설계 (응용력

· 실험정

신)

차시별 교수·학습 내용

중심 교과

STEAM 내가 조립하는 세상, 분자구조 디자인 요소

- 분자결합 규칙을 이용하여 새로운 분자결합 구조 만들기 -

2-3 차 시

w 응용력 : <Chemsketch 프로그램의 활용>

w 실험정신 : <Chemsketch을 이용하여 비슷한 분자구조 모양으로 창 의적 설계하기>

- 공유결합과 전자쌍 반발 원리에 의해서 만들어질 분자구조를 이 용 및 일상생활 속에서 발견할 수 있는 물체의 모양으로 스케치

- 스케치한 분자구조를 chemsketch로 입체 형태로 디자인하기 - 디자인 한 분자구조 이미지를 캡처> 비슷한 형태의 물체와 비교

과학 (화학1)

S (과학)

A (예술)

감성적 체험 (아이디

어에 대한 인내심 ·

태도 함양)

차시별 교수·학습 내용 중심

교과

STEAM 요소 소개하고, 같이 생각해보기 - 아이디어 평가 및 리디자인 -

4 차 시

w 아이디어에 대한 인내심 : <피드백을 통한 수정>

- chemsketch로 설계한 분자구조에 대하여 발표하면서 분자구조의 명 칭과 해당 분자구조와 유사한 물체에 관하여 설명하기

- 자신이 이야기한 물체가 아닌 다르게 연상되는 물체가 있는지 토의 - 개선 및 발전 가능한 조건에 대해 느낀점 쓰기

w 태도함양 : <과학자와 예술가의 유연한 창의도전 자세 익히기>

과학 (화학1)

,미술

S (과학)

A (예술)

③ 고등학교C – 교과 성취기준 연계 차시대체형 STEAM 프로그램

마법의 빛을 밝히는 미스테리 수학자

- 함수식을 이용한 마법진 조명 제작하기 -

○ STEAM 준거틀 구성 및 차시구성 계획

프로그램명 마법의 빛을 밝히는 미스테리 수학자

- 함수식을 이용한 마법진 조명 제작하기 - 학교급 고등학교

2학년 차시 총

4차시

교육목표

01. 다양한 함수의 원리를 이해하고 함수식 적용 프로그램을 활용하여 그래프를 표현할 수 있다.

02. 함수 그래프와 조형 요소 중 선과 형을 조합하여 추상적 조형미가 느껴지는 마법진을 표 현할 수 있다.

03. 수학적 원리와 조형적 아름다움을 지닌 자신만의 마법진을 활용해 조명을 제작할 수 있다.

관련교과 수학, 수학I, 미술(미술 창작) 연계 핵심역량 지식정보처리, 의사소통

2015 개정 교육과정 연계

수학

(내용요소) 함수, 유리함수와 무리함수 (성취기준)

[10수학04-01] 함수의 개념을 이해하고, 그 그래프를 이해한다.

[10수학04-04] 유리함수     

  

의 그래프를 그릴 수 있고, 그 그래프의 성질을 이해한 다.

[10수학04-05]무리함수  ^    의 그래프를 그릴 수 있고, 그 그래프의 성질을 이해한 다.

수학I

(내용요소) 지수함수와 로그함수, 삼각함수 (성취기준)

[12수학Ⅰ01-07] 지수함수와 로그함수의 그래프를 그릴 수 있고, 그 성질을 이해한다.

[12수학Ⅰ02-02] 삼각함수의 뜻을 알고, 사인함수, 코사인함수, 탄젠트함수 의 그래프를 그릴 수 있다.

미술 창작

(내용요소) 표현 효과, 매체 활용 (성취기준)

[12미창02-01] 조형요소와 원리를 효과적으로 활용하여 주제를 창의적으로 표현 할 수 있다.

[12미창02-03] 회화, 조소, 디자인, 공예, 영상 등 장르별 표현 매체를 연계 하여 새로운 방법으로 실험할 수 있다.

내용 및 활동 요약

1차시

▶

2-3차시

▶

3차시

관찰력· 호기심 응용력 실험정신 아이디어에

대한 인내심 태도함양

영화 속 마법진들의 모양이 가지는 수학적

원리 파악하기

함수식을 이용하여 그래프와 조형요소 관계성

확인

마법진 조명 아이디어 스케치하기

작품계획서와 작품을 활용해 소통

개선방안 고민해보기

상황제시 ▶ 창의적 설계 ▶ 감성적 체험

구조 주요 내용

상황 제시

- 영화 속에 등장한 마법진의 모양과 미스테리 써클 모양을 통해 수학적 원리 함수에 대해 알 아본다.

- 수학 함수식을 활용해 GSP등 컴퓨터 프로그램에서 다양한 그래프를 제작해본다.

창의적 설계 - 함수식 5개 이상을 활용하고 조형적 요소를 추가하며 작품 계획서를 작성한다.

- 함수식 디자인을 출력하여 투명 필름지에 네임펜으로 아이디어 스케치를 표현한다.

감성적 체험 - 아크릴 판에 아이디어 스케치를 그리고 니들로 긁어 조명을 제작한다.

- 작품 계획서와 작품을 토대로 발표와 소통 후 개선점과 발전 가능성을 작성해본다.

상황 제시 (관찰력

· 호기심)

차시별 교수·학습 내용

중심 교과

STEAM 상상력의 시작, 영화 속에 적용된 수학 요소

- 영화 속 마법진 모양이 가지는 함수 그래프 원리 발견하기 -

1 차시

w 관찰력 : <애니메이션 속 마법진의 모습 탐구>

· 동기유발 발문

- 애니메이션 영화 속의 마법진의 모양 어떤 모양일까?

- 미스테리 써클의 모양은 어떤 원리를 가지고 있을까?

- 수학적 원리 함수

w 호기심 : <수학Ⅰ에서 배운 함수식을 활용해 다양한 그래프 만들기>

- 함수식 적용 컴퓨터 프로그램(GSP, 지오지브라, 알지오매스) 이해

- 다양한 함수식 예시를 통해 프로그램으로 그래프 그리기 - 칸딘스키의 작품, 하트 등을 통한 실습 체험

직선 :        원 :   ^   ^ ^

부등식의 영역 :      ≤  또는      ≥ ,

  ^   ^≤ ^,   ^   ^≥ ^

  

수학

T (기술)

A (예술)

M (수학)

창의적 설계 (응용력

차시별 교수·학습 내용 중심

교과

STEAM 요소 숨어있는 예술, 그래프 속에 그리는 그림 - 함수 그래프를 이용한 마법진 디자인 -

2-3 차

w 응용력 : <나만의 마법진 디자인하기>

- 작품 계획서 작성하기

· 실험

정신) 시

- 조건 : 함수식 5개 이상을 활용한 그래프그리기(컴퓨터프로그램 활용) : 조형 요소 추가 및 삭제에 의한 아이디어 스케치

: 작품 설명

w 실험정신 : <디자인 도안 만들기>

- 함수식 디자인 출력

- 투명 필름지에 네임펜으로 조형요소 추가 및 삭제한 아이디어 스케치 표현하기

<함수식 디자인 도안 예시>

수학, 미술 창작

A (예술)

M (수학)

감성적 체험 (아이디

어에 대한 인내심 ·

태도함 양)

차시별 교수·학습 내용 중심

교과

STEAM 요소 실현되는 아이디어, 마법진 만들기 - 아크릴 조명 제작하기 -

4 차시

w 아이디어에 대한 인내심 : <마법진 조명 디자인 & 리디자인 >

<조명 재료>

- 아크릴판에 마법진 따라 그리기

- 니들을 이용해 마법진 모양에 따라 선을 긁어내기 - 조명 조립 및 수정 리디자인

w 태도함양 <작품 발표 및 공유>

- 작품 계획서와 작품을 활용해 작품에 대해 소통하기 - 개선 및 발전 가능한 조건에 대해 느낀 점 쓰기 - 과학자와 예술가의 유연한 창의도전 자세 익히기

미술 창작

E (공학)

A (예술)

④ 고등학교 D – 교과 성취기준 연계 차시대체형 STEAM 프로그램

이성과 감성의 충돌 조절자

- 글과 그림 매체 특성을 이용한 갈등 해소 동화책 제작 -

○ STEAM 준거틀 구성 및 차시구성 계획

프로그램명 이성과 감성의 충돌 조절자

- 글과 그림 매체 특성을 이용한 갈등 해소 동화책 제작 - 학교급 고등학교

2학년 차시 총 4차시

교육목표

01. 제시된 동화책 매체의 특성을 파악하여 이성(수학적 논리성)과 감성(촉각적 감정 호소)라는 새로운 인지정보전달방식을 이해할 수 있다.

02. 문학 속 갈등 요인을 이성(수학적 논리성)과 감성(촉각적 감정 호소) 입장으로 토론하여 갈등 해소의 시각 정보가 담긴 포스터 동화책을 제작할 수 있다.

관련교과 언어와 매체, 미술(미술 창작) 연계 핵심역량 지식정보처리, 의사소통

2015 개정 교육과정 연계

언어 와 매체

(내용요소) 매체 소통 방식, 매체 언어의 표현 방법 (성취기준)

[12언매03-03] 목적, 수용자, 매체의 특성을 고려하여 다양한 매체 자료를 생 산한다.

[12언매03-04] 매체 언어의 창의적 표현 방법과 심미적 가치를 이해하고 향 유한다.

미술 창작

(내용요소) 표현 주제, 매체의 활용 (성취기준)

[12미창01-02] 자신의 내면, 사회적 현상에 대한 느낌과 생각을 표현 주제로 구체화 할 수 있다.

[12미창02-04] 타 학문과 타 영역과의 융합을 통해 확장되는 표현 매체의 특 징을 알고 활용할 수 있다.

수학

(내용요소) 함수, 집합

[10수학04-01] 함수의 개념을 이해하고, 그 그래프를 이해한다.

[10수학03-01]집합의 개념을 이해하고, 집합을 표현할 수 있다.

내용 및 활동 요약

1차시

▶

2-3차시

▶

4차시

관찰력 · 호기심 응용력 · 실험정신 아이디어에

대한 인내심 · 태도함양

무엇이 빠르게 인지될 수

있을까?

-글과 이미지의 전달력 비교

결과를 말하는 통계!

정보를 보여주는 통계!-통계를

보여주는 시각의 힘

이해도를 높이는 시각 이미지 요소

디자인

정보를 전달하는 통계포스터

디자인

정보를 시각화시킨 통계포스터 발표하기

상황제시 ▶ 창의적 설계 ▶ 감성적 체험

구조 주요 내용

상황 제시

- 2019년 인구주택 총 조사의 글 정보, 표 정보, 이미지 정보를 비교하여 본다.

- 글, 표, 이미지 정보 중 빠르게 인지 되는 분야를 선정하고 그 이유에 대한 자신의 의견 을 제시해본다.

창의적 설계 - 통계의 가치와 의미를 생활 속 통계 데이터를 통해 살표본다.

- 통계를 보여주는 시각의 힘을 이해하고, 효과적으로 데이터를 시각화 할 수 있는 방법적

요소를 설계한다.

감성적 체험

- 이해도를 높이는 포스터를 이미지와 글을 포함하여 표현한다.

- 자신이 생각하는 평가 요소에 맞춰 체크 한 후 다른 친구들의 완성된 통계 포스터를 평가하고 서로의 발전 방향에 대해 제안한다.

상황제시 (관찰력

· 호기심)

차시별 교수·학습 내용

중심 교과

STEAM 무엇이 바르게 인지될 수 있을까? - 글 vs 이미지 - 요소

1 차시

w 관찰력 : <글, 표, 이미지 정보의 비교>

- “2019 인구주택 총조사 정보 ”

=> 어떤 정보가 빠르게 인지 되며, 그 이유는?

=> 글, 표, 이미지가 가지는 장점과 단점 이해하기

w 호기심 : <이미지로 정보화 시키기>

- 글의 내용 표현 요소로 정리하기

: 말친구 => 이성적 관점으로 수학적 논리성을 가지고 갈등을 해소 하는 입장

: 그림친구 => 감성적 관점으로 논리보다는 심리적 마음을 헤아 려 갈등을 해소하는 입장

: 말친구와 그림친구의 입장에서 번갈아 가면서 서로의 관점을 반 박 또는 보완하며 가장 이상적인 갈등 해소 방법을 찾아냄.

: 포스터라는 시각 정보를 통해 정보 전달하기

=> 말친구는 수학의 그래프, 다이어그램을 활용하여 직관적인 정보를 제공

=> 다이어그램 표현 방법 학습

: 막대 그래프, 원 그래프, 집합 등을 활용한 다이어그램 학습

=> 그림친구는 상황 재현, 추상적 율동감 등이 느껴지는 이미 지를 통해 은유적 정보를 제공

* 글과 그림을 활용하여 효과적인 정보의 전달 힘 가지기

미술

A (인문, 미술)

M (수학)

창의적 설계 (응용력 · 실험정신)

차시별 교수·학습 내용

중심 교과

STEAM 결과를 말하는 통계! 정보를 보여주는 통계! 요소

- 이해도를 높이는 시각 이미지 요소를 활용한 포스터 디자인 -

2-3 차 시

w 응용력 : <통계의 가치와 의미>

- 생활 속 통계 자료와 통계 관련 용어 살펴보기 - 수학 속 통계 : 모평균과 표본통계의 이해 - 통계를 보여주는 시각의 힘 이해

: 색이 주는 정보인식 > 형태가 주는 인식 > 크기가 주는 인식

-

<2020년 8월 소비자 물가동향, 통계청>

w 실험정신 : <이해도를 높이는 시각 이미지 요소>

- 아이소타이프와 픽토그램, 다이어그램, 인포그래픽의 이해와 이 를 활용한 리디자인 활동 실험

수학 미술

A (미술)

M (수학)

감성적 체험 (아이디어

에 대한 인내심 · 태도함양)

차시별 교수·학습 내용 중심

교과

STEAM 정보를 전달하는 포스터디자인 – 피드백을 바탕으로 최적의 포스터 제작- 요소

4 차시

w 아이디어에 대한 인내심 : <이해도를 높이는 포스터 표현>

- 다양한 통계를 나타내는 포스터 사례 살펴보기

- 통계 주제를 조사, 주제 설정, 정리, 분석하고 효과적인 이미지로 데이터 시각화 시키기

w 태도함양 : <포스터 결과 발표하고 공유하기>

- 선정된 통계의 내용과 제작한 포스터와의 연관성에 대해 발표하기 : 수학적 논리성과 촉각적 감성 호소의 관점이 맞는지 판단

- 자신이 생각하는 통계 포스터 표현의 목표달성 여부를 생각해보고 목표에 따른 부족한 부분, 우수한 부분 정리하기

- 다른 친구들의 완성된 통계 포스터 평가 및 리디자인 아이디어 제 공하기

- 과학자(인지정보)와 예술가(작가)의 유연한 창의도전 자세 익히기

미술

A (인문, 미술)

M (수학)

⑤ 고등학교E – 교과 성취기준 연계 차시대체형 STEAM 프로그램

빅 데이터 시대를 이끄는 준비된 기록자

- 빅 데이터 시대의 정직하고 꾸준한 기록의 중요성 -

○ STEAM 준거틀 구성 및 차시구성 계획

프로그램명 빅 데이터 시대를 이끄는 준비된 기록자

- 빅 데이터 시대의 정직하고 꾸준한 기록의 중요성 - 학교급 고등학교

1학년 차시 총 4차시 학습목표

01. 다양한 데이터 기록 사례들을 통해 데이터 기록의 영향력을 이해 할 수 있다.

02. 데이터 조작사례를 통해 연구윤리의 중요성을 인식할 수 있다.

03. 자신에게 필요한 데이터 기록방법을 시각화하여 제작할 수 있다.

연계교과 미술, 정보 연계 핵심역량 지식정보처리, 자기관리, 공동체

성취기준

미술

[12미01-04]다양한 직업에서 미술의 활용 사례를 찾아 자신의 진로와 연계할 수 있다.

[12미03-04]미술 작품에 대한 자신의 견해를 관련 자료와 정보 등을 활용하여 논 리적으로 서술할 수 있다.

정보

[12정보02-01] 동일한 정보가 다양한 방법으로 디지털로 변환되어 표현될 수 있음 을 이해하고 정보 활용 목적에 따라 보다 효율적인 방법을 선택한 다.

[12정보02-03] 인터넷, 응용 소프트웨어 등 컴퓨팅 도구를 활용하여 문제 해결을 위한 자료를 수집하고 분석한다.

과학 탐구 실험

[10과탐02-02]영화, 건축, 요리, 스포츠, 미디어 등 생활과 관련된 다양한 분야에 적용된 과학 원 리를 알아보는 실험을 통해 과학의 유용성을 설명할 수 있다.

[10과탐02-05]탐구 활동 과정에서 지켜야 할 생명 존중, 연구 진실성, 지식 재산권 존중 등과 같 은 연구 윤리와 함께 안전 사항을 준수할 수 있다.

[10과탐02-06]과학 관련 현상 및 사회적 이슈에서 과학 탐구 문제를 발견할 수 있다.

내용 및 활동 요약

1차시

▶

2-3차시

▶

4차시

관찰력 · 호기심 응용력 실험정신 아이디어에

대한 인내심 태도함양

데이터 기록의 효과적 사례와 부정적 사례 조사 발표

데이터 기록 방법의 종류의

이해

자신의 데이터 기록지 제작

결과 발표 후 피드백 반영을

통한 보완 및 수정

직업연계 활동 및 데이터 기록 관련 문제에 관한 토론 STEAM

단계 요소 상황제시 ▶ 창의적 설계 ▶ 감성적 체험

구분 주요 내용

상황 제시

- 데이터 기록을 통해 발견된 다양한 사례를 조사한다.

- 데이터 기록이 조작된 사례와 그 결과가 가져온 피해를 찾아본다.

- 조사한 내용을 발표를 통해 친구들과 다양한 사례를 경험한다.

- 데이터가 우리의 삶에 끼치는 영향에 대해 생각해본다.

창의적 설계

- 데이터 기록 방법의 종류를 살펴본다.

- 자신에게 필요한 데이터 요소들의 항목을 정리해본다.

- 정리된 항목을 바탕으로 나만의 데이터 기록지(연구노트)를 제작한다.

- 제작한 데이터 기록지를 커뮤니티에 업로드한다.

감성적 - 자신의 결과물을 공유(발표)하고 피드백 받은 내용을 토대로 수정∙보완한다.

체험 - 데이터를 효과적으로 보여줄 수 있는 데이터 기록지를 체계적으로 작성한다.

- 데이터양의 증가로 인해 발생되는 문제에 대한 해결방법을 토의한다.

상황 제시 (관찰력·

호기심)

차시별 교수·학습 내용 중심

교과

STEAM 요소 데이터가 바꾼 세상, 데이터가 스며든 세상

- 세상을 바꾼 데이터 기록의 사례 살펴보기 -

1차시

w 관찰력 : <데이터 기록을 통한 예술탐구>

- 반 고흐(1853~1890)의 예술적 데이터 기록사례 살펴보기

- 이중섭(1961~1956)의 예술적 데이터 기록사례 살펴보기

w 호기심 <데이터가 가지는 힘>

F 데이터 기록을 통한 먹거리 탐구

- HACCP(Hazard Analysis and Critical Control Point)

Ÿ 동료 화가 베르나르와 동생 테오와 주고받은 편 지에 기록된 작품 일지 살펴보기(참고: 반 고흐, 영혼의 편지, 위즈덤하우스, 2017)

Ÿ 고흐의 창작 과정 기록을 통해 작가의 작품성찰 과 작품과의 상관성 탐색

Ÿ 1930년대까지 반 고흐를 치료한 의사 펠릭스 레의 편지 사례

Ÿ (반 고흐의 귀 모습을 잘라내기 전/후 그림으로 그려놓았음)

- 이중섭이 아내와 가족 에게 보낸 편지 기록 으로 그의 삶과 작품 을 이해하기

Ÿ 식품의 원재료 생산에서 부터 최종소비자가 섭취하기 전까지 각 단계 에서 생물학적, 화학적, 물리적 위해요소가 해당식품에 혼입되거나 오염되는 것을 방지하기 위한 위생관리 시스템

미술

A (예술)

T (기술)

F 데이터 기록을 통한 의학 탐구

- 레오나르도 다빈치의 작품 ‘자궁안의 태아’가 의학에 지식 에 사용되는 사례 소개

- 레오나르도 다빈치의 해부학 업적과 사고

https://synapse.koreamed.org/Synapse/Data/PDFData/0107KJ PA/kjpa-29-35.pdf

- 치과 진료 기록부가 신원 미상 인물을 밝혀내는 사례 소개 F 데이터 기록 및 연구노트의 부재로 일어난 사례

- 황우석 박사의 ‘줄기세포 연구 논문’ 조작 사례(2005) - 윌리엄 서머린의 ‘색칠한 쥐’ 사건(1974)

Ÿ 품질에 대한 높은 신뢰도와 모든 기록둘이 데이터가 축적돼 빅데이터 가 형성되면 품질 예측이 가능해져 예방 차원의 관리를 기대할 수 있음

Ÿ 식품을 만드는 과정에서 생물학적, 화학적, 물리적 위해요인들이 발 생할 수 있는 상황을 과학적으로 분석하고 사전에 위해요인의 발생여 건들을 차단하여 소비자에게 안전하고 깨끗한 제품을 공급하기 위한 시스템적인 규정을 말함.

Ÿ 기록유지가 없는 HACCP 체계의 운영은 비효율적이며 운영근거를 확 보할 수 없기 때문에 HACCP 계획의 운영에 대한 기록의 개발 및 유 지가 요구됨.

Ÿ HACCP 체계에 대한 기록유지 방법 개발에 접근하는 방법 중의 하나 는 이전에 유지 관리하고 있는 기록을 검토하는 것.

Ÿ 가장 좋은 기록유지 체계는 필요한 기록내용을 알기 쉽게 단순하게 통합한 것.

Ÿ 즉, 기록유지 방법을 개발할 때에는 최적의 기록담당자 및 검토자, 기록시점 및 주기, 기록의 보관 기간 및 장소 등을 고려하여 가장 이

해하기 쉬운 단순한 기록서식을 개발하여야

함.(https://www.haccp.or.kr)

연구 성과라고 주장되는 것에 대하여 반박할 연구노트의 부 재로 인하여 연구에 대한 확증이 없어서 문제가 됨 -> 연구 부정행위로 연결됨

Ÿ 색칠한 쥐” 사건으로 불린 미국 내 대중적 주목을 끌었던 최초의 데이터 조작 사건

Ÿ 서머린은 뉴욕에 있는 슬로언 케터링 연구소에서 피부암 연구를