동신초등학교

2019 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2019. 11. 15

동신초등학교

【 2019년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】

과 제 개 요

과제명

2019년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영

STEAM 프로그램

구분

유형

(유형1) STEAM 프로그램 개선 및 보완을 통한 확산 모델 개발 ( ) - 선행 프로그램명:

(유형2) 다양한 교과 간 협동 연구를 통한 STEAM 프로그램 신규 개발 ( √ )

초등학교 과학 (5) 생물과 환경 STEAM 프로그램

-하늘 우러러 한 점 티끌 없는 세상 만들기-

학교급 ^초등 대상 학년(군) 5학년(6학년-2015 개정 교육과정 적용으로 인한 결손과정 보충)

중심과목 ^과학 중심과목

성취기준 영역

[초등학교 5~6학년] (5) 생물과 환경

연계과목

실과,미술 ,수학,국 어, 과학

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 5~6학년] (3) 측정

[초등학교 5~6학년] (12) 식물의 구조와 기능

[초등학교 5~6학년] (2) 가정생활과 안전, (5)기술활용 [초등학교 5~6학년] (2) 표현

[초등학교 5~6학년] (1) 듣기 말하기

2019.5.16. ~ 2019.11.30.

연 구 비

일금사백만원(￦4,000,000)

참여연구원 5명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 4명) 연구 수행자에 관한 사항

구분 소속 학교명 담당과목 직위 성명

연구책임자 동신초 미술 교사 김윤주

공동연구원 괴정초 국어 교사 백희정

공동연구원 응봉초 실과 교사 채인석

공동연구원 동신초 과학 교사 이유정

공동연구원 부민초 수학 교사 김슬기

2019년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아

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

2019년 11월 15일

연구책임자 : 김윤주

“이 보고서는 2019년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

목 차

1. 요약문

2. 서론

3. 연구 수행 내용 및 적용

4. 연구 수행 결과

5. 결론 및 제언

6. 참고문헌

[부록]

부록2. 학생 산출물 및 수업 적용 장면 ··· 50

부록3. 회의록 ··· 54

1. 요약문

최근 기술발달 혁신으로 제품을 개발하기까지 많은 비용이 들던 과거와 달리 아이디어만 있으면 누구나 제품을 개발할 수 있는 4차 산업혁명 시대가 도래하고 있다. 새로운 창작도구 발전, 공유를 핵심으로 하는 온라인 커뮤니티 활성화, 크라우드 펀딩 등 새로운 자금 조달 방법으로 개인의 메이 커 활동이 활발하게 번지고 있다. 이는 미국 메이커스페이스, 일본의 오타쿠 문화가 대표적 사례다.

이에 미국, 영국, 일본, 중국 등에서는 공교육 기관을 통해 초보 메이커인 학생들이 창의적 메이커로 성장하기 위한 교육 방안을 구체적으로 도모하고 있으며 우리나라 또한 이에 맞추어 2016년 2월 과 학교육종합계획을 발표하면서 중점방향을 ‘과학교육을 통한 미래세대를 위한 핵심역량 강화’에 두었 다. 이를 위해 모든 학생들이 과학을 ‘스스로’, ‘즐겁게’, 학습하고 도전하는 과학적 태도를 함양할 수 있도록 프로젝트 기반의 창작 제작 교육, 즉 메이커 교육을 지원한다고 발표하였다. 이는 2015 개정 교육과정에서 추구하는 창의융합형 인재 양성과 일맥 상통하며 창조적 역량을 갖춘 미래 인재 양성 을 위해 메이커 활동이 교육 제도에 포함되어 진행될 필요성이 있다. 허나 실지로 메이커 교육은 교 과 교육과정 기반하에 체계적인 범주가 아닌 교과 교육과정 외에서 이루어지고 있는 것이 사실이다.

이러한 메이커 교육은 메이킹이 가지고 있는 핵심 역량인 ‘메이킹 능력, 메이킹 마인드, 협력, 시각 적 사고, 인간 중심, 관찰을 통한 통찰, 종합적 사고 등’이 ‘상황제시-창의적 설계-감성적 체험’ 단계 로 대변되는 융합인재교육의 활동 범주에서 가장 잘 발휘될 수 있다.

따라서 초등학교에서부터 융합적 소양의 기회가 중요하며 이는 메이킹을 기반으로 하는 창의융합 교육의 실현이 필요하다. 즉 인문학적 소양을 갖고 다양한 정보처리역량에 기반하여 실생활 문제에 필요한 도구를 다각적으로 설계, 제작할 수 있어야 한다. 이 속에서 서로 협력하고 의사소통하며 그 과정에서 과학과 기술(공학) 분야에 대한 자신감을 가지도록 하는 것이 중요하다.

즉 실제로 일어날 수 있는 문제상황에서 자신이 상상한 ‘상상을 현실로’ 만드는 ‘즐거운 메이킹 경 험’을 통하여 ‘창의융합적 사고’가 길러지도록 해야 한다. 이를 위해서는 자신의 생각을 메이킹 해볼 수 있는 경험이 필수적이며 시너지 효과를 위해서는 과학과 연계된 환경과의 개념을 심어주어야 하 며, 이는 우리 사회가 따뜻하게 발전할 수 있는 올바른 과학적 태도이기 때문이다.

이에 최근 사회문제로 대두된 미세먼지발생의 경우 실생활 속 문제로 다루어 볼 수 있는 좋은 제 재다. 어느 누구도 미세먼지로 인한 환경적 측면에서 벗어날 수 없으므로 이에 대한 깊은 고민이 필 요하며 그 고민을 통해 해결책을 미래사회 주역인 아이들이 고민해보고 앞으로의 환경 보호와 과학 발전 관계에 대한 깊은 통찰력을 가지도록 할 필요성이 있다.

따라서 본 연구에서는 5, 6학년을 대상으로 하여 새롭게 본 학년에 도입될 2015 개정 교육과정 속 에서 적용할 수 있는 식물을 주제로 하여 환경오염에 관련하여 생각해보고 이를 미세먼지 로 인한 공기 오염을 연계시키는 메이킹 활동 기반의 융합인재교육 수업 프로그램을 개발하여 적용하고자 한다. 또한 이를 통해 미래 메이커로서의 역량을 함양할 수 있도록 구성하고자 한다.

본 프로그램 참여를 통해 학생들은 모두 다음과 같은 성장을 하였다.

첫째, 학생들은 학년 수준에 맞는 식물 주제의 프로그램과 미세먼지 해결 프로젝트 적용을 통해 과 학 발전과 환경 보존의 중요성을 인식하고 이를 도서 연계로 자기주도적인 해결방법을 경험해 봄으 로써 융합적 사고의 기반이 다져지는 계기가 되었다.

둘째, 메이킹 중심의 프로그램 적용으로 미래 메이커로서의 역량 기반을 쌓게 되었다.

셋째, 다양한 학생참여 중심의 프로그램 적용으로 책임감과 자존감 형성이 이루어지게 되었다.

향후 본 프로그램은 진로탐색과 연계하여 학생들의 다양한 제품 아이디어를 실제로 상용화 할 수 있도록 함으로써 꿈을 디자인하도록 방안을 연구한다면 더욱 효과적일 것이다.

2. 서론

◦ 지역의 토양, 대기오염사례를 통한 메이킹 기반의 환경생태 프로그램 개발 및 연구 ◦ 개발 프로그램 적용 및 효과성 검증

◦ 개발 프로그램 확산 및 일반화

3. 연구 수행 내용 및 적용

가. STEAM 프로그램 개발 및 적용

1) 개발 기본 방향

- 2015 개정 교육과정의 핵심 역량 및 성취기준을 적용한 STEAM 수업 개발 - 각 교과별 교과 핵심 역량 연계한. 교과별, 단원별 재구성한 교육과정 편성 - 수국을 토대로 토양의 성분 측정과 연계한 메이킹 경험 중심 수업 개발 - 대기환경오염을 주제로 한 메이킹 기반 수업 개발

- 여름 스팀 캠프와 연계한 본 프로그램의 심화 적용

2) 개발 수업 프로그램 개요

가) 대상 : 5학년, 6학년(2015 개정 적용으로 인한 결손과정 보충) 나) 대주제 : 하늘 우러러 한 점 티끌 없는 세상 만들기

다) 융합 개요 : 주제 융합

: 최근 들어 환경오염은 실생활에서 바로 체감할 수 있을 만큼 생활에 큰 변화를 가져왔다. 특히 대기 오염의 경우 외출시 마스크를 필수품으로 챙겨다니며 등하교시 민감 군학생의 경우 출석인정결석으로 인정될 만큼 사회적 이슈로 떠오르고 있음에서 잘 알 수 있다. 따라서 이러한 학생들의 생활에 직접적으로 영향을 끼치는 환경오염 사례를 통 하여 지역사회의 환경오염 실태를 조사하고 직접적인 실험 설계를 통하여 해결 방안을 고민하여 보게 하였다. 이러한 해결방안을 고민하고 이를 공유함으로써 팅커링 과정을 거 쳐 직접적으로 제품을 설계하고 제작하는 메이킹 활동을 연계함으로써 미래 메이커로서 의 기초 경험을 가지게 하였다.

이를 위해 두 가지 관점에서 접근하고자 한다.

먼저 토양의 상태에 따라 색깔이 변하는 수국을 문제 상황으로 하여 우리 지역의 토양 상태를 조사하고 분석해보고자 한다. 그리고 수국을 모티브로 하여 일상용품 및 제품설 계와 제작으로 다양한 메이킹 경험을 갖게 한다.

이러한 경험을 바탕으로 우리 생활 속에서 바로 체감되는 갈수록 심해지는 미세먼지

상황을 고찰하여 보게 한다. 이의 원인과 실태를 분석하고 관련 실험을 통하여 해결방안

을 고민해 보게 한 후 동료와의 팅커링 과정을 통해 창의적 제품 설계와 제작으로 메이

커로서의 기초를 쌓게 한다. 뿐만 아니라 2015 개정 교육과정의 핵심역량을 포함하여 각 차시별 활동의 성격과 연계하여 6대 핵심역량에 맞게 구성한다.

또한 이러한 구성된 수업 프로그램의 심화 효과를 위해 수업과 함께 다양한 캠프 활동 을 활용하고자 한다.

본 주제는 5학년 대상 주제 프로그램이나 2019학년도 2015 개정 교육과정의 5,6학년 적 용으로 6학년의 (5)생물과 환경 성취 영역에서 결손과정이 발생하므로 6학년까지 대 상으로 주제를 적용하여 운영하였다.

라

) 관련 성취영역 및 관련 성취기준 분석(차시배정)

3) 개발 수업 프로그램 내용

교과 성취영역 성취기준

과학

(5)생물과 환경

[6과05-02] 비생물환경 요인이 생물에 미치는 영향을 이해하여 환 경과 생물 사이의 관계를 설명할 수 있다.

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

(12)식물의 구조와 기능

[6과12-02] 식물의 전체적인 구조 관찰과 실험을 통해 뿌리, 줄기, 잎, 꽃의 구조와 기능을 설명할 수 있다.

실과

(2)가정생활과 안전 [6실02-05] 바느질 기초를 익혀 간단한 수선에 활용한다.

(5)기술활용 [6실05-04] 다양한 재료를 활용하여 창의적인 제품을 구상하고 제작한다.

미술 (2)표현 [6미02-02] 다양한 발상방법으로 아이디어를 발전시킬 수 있다.

국어 (1)듣기말하기 [6국01-02] 의견을 제시하고 함께 조정하며 토의한다.

수학

(3)측정 [6수03-02] 어림값을 구하기 위한 방업으로 올림,버림,반올 림의 의미와 필요성을 알고 이를 실생활에 활용할 수 있다.

(5)자료와 가능성

[6수05-05] 실생활에서 가능성과 관련된 상황을 ‘불가능하 다’,‘~아닐 것 같다’, ‘반반이다’, ‘~일 것 같다’,

‘확실하다’ 등으로 나타낼 수 있다.

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 초등학교 과학 (5) 생물과 환경 STEAM 프로그램 -하늘 우러러 한 점 티끌 없는 세상 만들기-

학교급 초등학교 대상 학년 (군) 5학년

중심과목 과학 성취기준 영역 [초등학교 5~6학년] (5) 생물과 환경

연계과목

수학 과학 실과 미술 국어

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 5~6학년] (3) 측정

[초등학교 5~6학년] (12) 식물의 구조와 기능 [초등학교 5~6학년] (2) 가정생활과 안전, (5)기술활용 [초등학교 5~6학년] (2) 표현

[초등학교 5~6학년] (1) 듣기 말하기

개발결과

주제연번 차시 (시수) 과목 연계 (안)

1 2 과학(1) + 미술(1)

2 3 과학(1) + 실과(1.5) + 국어(0.5)

3 3 과학(1) + 미술(2)

4 2 과학(1) + 수학(0.5) +국어(0.5)

5 2 과학(1) + 실과(1)

6 3 과학(1.5) + 실과(1) + 미술(0.5) 적용결과 총 6개 주제 16차시 개발 적용

나) 차시별 개발 내용 및 적용

차시 주요내용

1~2/16

주제명 변덕쟁이 꽃의 비밀 핵심역량 지식정보처리역량

심미적 감성 역량

• 색이 다른 수국의 원인을 토양의 성질과 연계, 설명하고 식물 색소 활용 작품을 설계, 제 작할 수 있다.

Co

-수국의 비밀 찾아보기

CD

- 수국색이 다른 이유 찾아보기 - 실험 설계, 실행하기

- 수국색 비밀 알아보기

ET

- 안토시아닌 색소 염색 제품 만들고 발표회하기 - 학교 화단 토양 예상하기

3~5/16

주제명 변덕쟁이 꽃의 비밀 탐색 작전 핵심역량 의사소통역량

공동체역량

• 토양분석을 통해 우리 지역의 토양지도를 만들 수 있다.

<상황제시>

- 우리 지역 토양 실태 예상하고 토의하기 - 토양 지도 만들기 위해 필요한 내용 알아보기

<창의적 설계>

- 드론 탐색하기

- 드론 촬영과 토양 채집 계획 세우기

- 학교 전경 촬영하기

- 주변 토양 채집하고 토양 지도 만들기

<감성적 체험>

- 토양 보호 위해 실천 캠페인 제작, 전시 - 느낀점 발표하기

6~8/16

주제명 변덕쟁이 꽃으로 메이킹하기 핵심역량 자기관리역량

• 수국을 활용한 다양한 일상용품을 메이킹할 수 있다.

<상황제시>

- 양안시차 활용한 수국 사진 살펴보고 수국 활용한 일상용품 사진 탐색하기

<창의적 설계>

- 3D펜, 레진공예, 은점토 공예 방법 알아보기 - 수국 활용한 생활용품 설계하기

<감성적 체험>

- 수국 일상용품 제작하고 발표회하기 - 토양오염에 대한 생각 나누기

9~10/1 6

주제명 하늘 우러러 한 점 티끌없는

세상만들기 1 핵심역량 창의적 사고역량

• 생활 속 미세먼지 실태와 원인을 알아보고 미세먼지상황도를 제작할 수 있다.

<상황제시>

- 미세먼지 뉴스 기사 보기(2018년도 과학계 10대 이슈 1위는? )

<창의적 설계>

- 미세먼지 파헤치기 미션 수행

- 집안에서 발생하는 미세먼지 실험 통해 실태 분석하기 - 미세먼지 상황도 제작 방법 의논하기

<감성적 체험>

- 미세먼지 상황도 제작하기

- 미세먼지 실태와 원인 모둠별 발표하기

11~12/

16

주제명 하늘 우러러 한 점 티끌없는

세상만들기 2 핵심역량 창의적 사고역량

• 생활 속 미세먼지를 차단하기 위한 장치를 알아보고 설계, 제작할 수 있다.

<상황제시>

- 미세먼지 사진 및 관련 제품 판매량 알아보기

<창의적 설계>

- 일상에서 미세먼지 발생상황 알아보고 실험 통해 확인하기 - 미세먼지 차단 장치 조사하기

- 미세먼지 마스크 설계하기

<감성적 체험>

- 미세먼지 마스크 제작하고 산출품 발표하기

13~16/

16

주제명 미세먼지 극복 메이킹하기 핵심역량 창의적 사고역량

<상황제시>

- 00가족 하루동안 미세먼지노출 알아보기 - 내가 생각하는 미세먼지 노출 장소 Top3

<창의적 설계>

나. STEAM 수업 평가 방법 개발

1) 수업 적용 학생 성취도 평가 방법 개발 학생부 기재 방법

- 각 주제별 학습 목표를 중심으로 성취도를 평가하고 아래와 같이 평가기준 및 평가 방법과 도구를 개발하였다. (상세 내용은 부록 1의 6번 항 참고)

2) 학교생활기록부 기재 방법(예시)

다. STEAM 수업 적용 성과

1) 수혜 학생

- 총 140명 (5학년 전체(4학급) 총 87명, 5학년 동아리 10명, 5학년 영재학급 20명, 6학 년 2개학급 43명)

- 공기청정기의 원리 알아보기

- 선풍기 활용한 실내 공기 청정 실험하기 - 휴대용 공기청정기 고안하기

<감성적 체험>

- 휴대용 공기청정기 제작하고 산출물 발표회 하기

- 미세먼지를 해결하기 위한 개인, 사회, 국가적 대책법 돌아가며 말하기 기법 활용하여 의 견 정리하여 이야기 나누기(전체 차시 마무리)

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구

1~2 /16

상 색이 다른 수국의 원인을 설명하고 식물 색소 활용 작품을 창의적으로 설계, 제작할 수 있다.

모둠별 토론평가 자기평가지 중 색이 다른 수국의 원인을 설명하고 식물 색소 활용

작품을 설계, 제작할 수 있다.

하 색이 다른 수국의 원인을 단순하게 설명하고 식물 색소 활용 작품을 대략적으로 설계, 제작한다.

항목 학생부 기재 예시

교과학습발달상황 세부능력 및 특기사항

(과학) 비생물적 요인인 미세먼지와 대기 오염이 우리 생활에 미치는 영향을 이해하고 이를 해결하기 위한 실천 방안을 제시함.

(실과) 미세먼지 차단에 필요한 다양한 제품을 디자인하고 설계하여 창의적을 제작할 수 있음.

행동특성 및 종합의견 스팀 활동에 적극적으로 참여하며 토양 및 대기 오염의 심각성과 살태에 관심을 갖고 협동하여 문제를 해결하기 위한 자세를 가짐.

창의적 체험활동상황 (동아리) 미세먼지 실태와 심각성을 이해하고 관련 활동에 적극적으로 참여하여 실천 의지를 보임.

2) 적용 검사 시기 및 방법

3) 검사 대상 선정

- 5학년 전체(4개) 학급 중 2개 학급, 6학년 2개 학급 적용 대상 전체 선정

- 선정이유 : 5,6학년 적정 비율 구성 위해 5학년 2개반 표본 선정

4) 적용 성과 조사 및 핵심 역량 연계 방법

방법 검증자료내용 시기 연계 핵심 역량

검사지

과학,수학 흥미 및 태도 창의적 문제해결력 만족도 검사

6월 - 10월 6월 - 10월 6월 - 10월

지식정보처리역량 창의적 사고역량 자기관리역량

- 스팀 프로그램 적용에 따른 학생 평가 방법

방법 검증자료내용 시기 연계 핵심 역량

설문지

수업만족도

수업분석법에 따른 관찰 면담 - 교사 협의회 활용

10월 6월~10월 6월~10월

심미적감성역량 의사소통역량 공동체역량

라. STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천

구분 사전검사 사후검사 태도(만족도)

검사 시기 6.24~6.28 10.28~11.1 10.28~11.1

검사 방법 설문지 및 엑셀 온라인 해당없음

검사 대상 5학년 2개학급 6학년 2개학급 5학년 2개학급, 6학년 2개학급

1) 교사 네트워킹 형성

⚫ 연구회 내 자체 세미나 및 협의회 9건 실시 ・워크숍 2회

- 관내 희망 교사 대상 1회 (6.29)

- 서부 지구 관내 희망교사 대상 1회(11.4)

・협의회 3회 (7.8, 8.3, 11.4)

・연구회 자체 세미나 2회 실시(6.19, 11.1)

・연구회 회원 대상 체험 연수 3회 (7.10, 9.21, 11.4)

- 메이커 관련 연수(7.10) : 연구회 회원 5명, 관내 희망교사 6명 총 11명 - 보드게임 연수(9.21) : 연구회 회원 3명(김**, 김&&, 이##)

- 메이커 관련 연수(11.4) : 회원 5명, 관내 희망교사 및 연구사 8명 총 13명

⚫ 연구회 회원 대상 도서 활용한 주제 연구

⚫ 프로그램 및 노하우 공유 – 온라인 매체 통한 수시 협의 강화

⚫ 프로그램 개발에 따른 지속적인 협의체에 의한 피드백 통한 프로그램 개선

4. 연구 수행 결과

⚫ 연구회 주관 융합 수업 공개 실시 ・일시 : 6월 29일

- 주제 : 메커니컬 핸드 만들기 (공개 대상 : 학부모 및 교사 총 17명) ・일시 : 9월 21일

- 주제 : 태양계 모형 만들기 (공개 대상 : 학부모 및 교사 총 15명)

2). 교육공동체(지역사회 및 학부모) 네트워킹 형성

⚫ 학부모 총회를 활용한 스팀 교육 홍보 및 연수 1회 (19. 3. 20)

⚫ 공개수업을 통한 스팀 교육에 대한 인지도 제고 (19. 6. 29, 19. 9. 21)

⚫ 메이커야 놀자 부스 운영을 통한 스팀-메이커 교육 홍보 (19. 8. 30)

가. 연구 수행 결과 개요

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 16차시

수업 적용 일정 2019. 7 . 22 . ~ 2019. 10 . 30 .

(STEAM 수업)수혜학생 수 동신 64, 괴정42, 응봉초 44 , 총 150명 학생 태도검사 사전검사 6월 24일~6월28일, 82명 실시

사후검사 10월28일~11월 1일, 82명 실시

학생 및 교사 만족도조사 11월 1일 실시 완료

교사연구회 STEAM 행사 개최

2019. 6. 29. 1~2교시(09:00~10:30) 수업공개

2019. 8. 30. (10:00~17:00) 메이커랑 놀자 -스팀 메이커 부스 운영 2019. 9. 21. 5교시(11:50~12:30) 수업공개

2019.11.4. 스팀메이커 캠프 실시‘‘만들며 융합하며 놀자’

나. 연구 수행 결과

1) 수학과학적 흥미 태도 검사

2) 스팀 수업 만족도

스팀 수업을 실시하고 난 후 만족도 조사 결과는 아래와 같다.

스팀수업만족도 스팀수업 흥미도 스팀수업참여도 스팀수업내용수준

스팀수업에 77%의 학 생이 매우 높은 만족도 를 보였다.

스팀 수업이 재미있었 는지에 84%의 학생이 높은 만족도를 보였다.

스팀수업에 적극적으로 참여했는지 대해 90%

학생이 긍정적이었다.

스팀수업의 내용수준은 대체로 무난하다는 반 응이 대부분이었다.

기존수업과 차이점 스팀수업 좋은점 어려웠던 점 지속적 수업여부

기존 수업과 스팀 수업 의 차이점으로 29%의 학생들이 여러과목과의 연계를 들었고 다음으 로 과학,수학 내용이 실 생활에 연계되어 적용 된다는 점을 들었다.

스팀 수업이 좋은 점으 로는 선생님의 설명이 많지 않고 학생 중심 활동이 많다는 점이 제 일 높았고 다음으로 여 러과목이 연계되어 배 울 수 있다는 점이었다.

스팀 수업을 하면서 가 장 어려웠던 점으로는 모둠간의 활동을 하면 서 있었던 충돌을 들었 고 활동을 수행하기 위 한 시간 부족이 그다음 을 이었다.

앞으로 스팀 수업을 지 속적으로 하고 싶은가 에 대해선 대부분의 학 생들이 지속 의지를 보 여주었다.

본 프로그램을 실시하기 전과 실시

하고 난 후 온라인 설문 조사를 통해

검사한 수학과학적 흥미 태도 검사를

T검증을 실시한 결과에 따라 학생들

의 스팀 태도 점수가 통계적으로 유의

미하게 변화했음을 알 수 있다.

5. 결론 및 제언

가. 교사연구회 참여를 통한 STEAM 프로그램 개발․적용 관련

- 학교마다 STEAM 수업에 대한 이해도와 선호도가 매우 달라 작년도 새로 부임하여 STEAM 프로그램 적용에 대한 교사, 학부모 인식 개선에 매우 큰 어려움을 겪어 동아 리 모집 및 해당 학급 모집에 큰 어려움을 겪었다. 1년간 지속적으로 운영한 결과 STEAM에 대한 인식 확대로 학교 특색사업과 연계하여 운영하게 되었으며 다양한 스팀 체험활동을 전 학교 차원에서 실시할 수 있게 되었다.

- 그러한 결과로 점차적인 인식 변화가 나타났으며 학생들에게도 스팀에 대한 다양한 참 여의지를 이끌어 낼 수 있었다.

나. 교사연구회 협력적 활동 내용 및 수업 역량 증가 내용

- 수년간 같이 연구해본 연구회 소속 교사들의 역량과 협조가 문화적, 환경적 배경이 다 른 다양한 학교에서 본 스팀프로그램 개발과 연구가 이루어지고 이를 각 학교에 적용 하여 본 후 상호간 토의로 학교간 차이에 따른 프로그램의 개선점을 찾고 응용할 수 있었던 점이 발전적이었다.

다. STEAM 수업 수혜 학생들의 반응

라. STEAM 교사연구회와 해당 STEAM 수업 프로그램 발전을 위한 개선 방안 모든 과목 , 모든 영역에서 필수는 독서이다. 융합인재교육에서 가장 근본은 융합걱 사고력과 소양이며 모든 학문을 아울러 적용해 볼 수 있는 융합적 사고력은 독서에서 나온다 . 한 장르에 국한된 독서가 아닌 다양한 영역의 독서로 융합적 소양의 기본을 구 축할 수 있으며 이러한 다양한 독서를 통해 학문간 , 교과간 융합 아이디어와 융합적 사 고력이 생성된다 . 그 과정에서 학생 개인이 가진 소질과 흥미에 따른 각 전문 영역에 대한 소양이 쌓이게 되며 이러한 개개인의 역량을 협동과 토의를 통해 다양한 설계 아 이디어나 창작 아이디어가 나오게 된다 . 또한 대부분 학교에서 특색사업 혹은 중요하 게 여기는 기본 영역이 독서이다 . 따라서 이러한 독서교육과 연계하여 융합적 사고력 확산이 가능하도록 수업 프로그램의 적용이 필요하다 . 특히 최근 2015 개정 교육과정내 한학기 한권 읽기 와 연계하여 융합도서를 개발하고 이를 기반으로 하여 스팀 수업을 적용할 수 있도록 한다면 교육과정 내 스팀 교육의 실천이 자연적으로 이루어질 수 있 을 것이다 . 따라서 주제에 따른 학년별 융합도서 개발이 필요하며 이 과정에서 역동적 인 실천을 위해 메이킹 기반의 실천적 활동의 구성이 필요할 것이다 .

마. 기타 사항 및 시사점

수년간 지속적으로 스팀 수업을 구상하고 실시해본 결과 학생들은 스팀 수업을 매우 좋아하고 신기해하며 즐겁게 참여한다 . 특히 자신의 생각에 의해 창의적 산출물이 제작 된 것을 보면 그 과정에서 비록 어려웠다고 할지라도 매우 뿌듯해 하며 자랑스러워 한 다 . 그리고 그러한 경험을 통해 창의적 사고와 협동적 인성이 향상되는 것을 많이 보았 다 . 또한 이공계 계열에 대한 직업적 선호도가 우호적으로 변화되는 사례도 많이 보았 다 . 그러나 이러한 스팀 수업을 설계하고 이를 활발하게 적용하기 위한 교사의 어려움 은 매우 크다 . 특히 교육과정 내에 재구성하여 편성, 운영하는 수고 또한 번거롭다. 또 한 학교마다 실정과 형편이 달라 같은 스팀 수업이라 할지라도 실시에 매우 쉽거나 혹 은 아주 어려운 경우가 생길 수 있다 . 따라서 기존 교육과정 속에 자연스럽게 스며 들 어 올 수 있어서 학기 초 교육과정 재구성시 스팀 수업의 재구성이 자동적으로 설계 될 수 있도록 하는 시스템이 필요하다 .

- 대부분의 학교에 공통으로 쉽게 접근할 수 있도록 주변에서 쉽게 구할 수 있고 교사의 준비가 최소한으로 이루어 질 수 있는 스팀 수업 프로그램의 개발과 확산이 필요하다 . - 또한 앞으로 스팀 수업 프로그램 개발시 메이킹을 활용할 수 있되 주제에 따른 저, 중,

고학년 별로 실시할 수 있도록 디지털 메이킹 연계한 스팀수업을 개발하는 방안의 지

속적 연구가 필요하다 .

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

(프로그램명) 초등학교 과학 (5)생물과 환경 STEAM 프로그램

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역 1 1~2/16 [6과12-02] 식물의 전체적인 구조 관찰과 실험을 통해 뿌리, 줄기, 잎, 꽃의 구

조와 기능을 설명할 수 있다.

(미술)[초등학교 5~6학년]

(2) 표현

2 3~5/16 [6과05-03] 생태계 보전의 필요성을 인식하고 생태계 보전을 위해 우 리가 할 수 있는 일에 대해 토의할 수 있다.

(실과)[초등학교 5~6 학년]

(5) 기술활용

(국어)[초등학교 5~6 학년]

3 6~8/16 [6미02-02] 다양한 발상 방법으로 아이디어를 발전시킬 수 있다. (과학)[초등학교 5~6 학년]

(5)생물과 환경

4 9~10/16 [6과05-02] 비생물환경 요인이 생물에 미치는 영향을 이해하여 환경 과 생물 사이의 관계를 설명할 수 있다.

(수학)[초등학교 5~6 학년]

(5)자료와 가능성

(국어)[초등학교 5~6 학년]

5 11~12/16 [6실02-05] 바느질의 기초를 익혀 간단한 수선에 활용한다. (과학)[초등학교 5~6 학년]

(5) 생물과 환경

6 13~16/16 [6실05-04] 다양한 재료를 활용하여 창의적인 제품을 구상하고 제작 한다.

(과학)[초등학교 5~6 학년]

(5) 생물과 환경

(미술)[초등학교 5~6학년]

1-1. 교육과정 재구성표 가. 절차

융합주제 추출 활동내용 선정 교육과정 재구성 자료개발 및 적용

▪계열성 있는 융합주제 추출 5~6학년 중심 창의적 사고 향상 및

지식 내용 중심

▪교육과정 분석

▪소주제 선정

▪관련 교과,단원 선정

▪주요 학습 내용 선정

▪교육과정 재구성 통 한 STEAM 시수 확보

▪진도표 및 교수 ․ 학습 안 작성

▪STEAM 지도 방법 및 자료 개발

▪STEAM 수업실제 적용

나. 주제 예시(일부)

주제명 활동내용 교과 차시 재구성 내용

미세먼지 극복 메이킹 활동

▪환경과 생물 –미세먼지 발생 과학 1.5

프로젝트, 일일 블록타임

▪내가 생각하는 휴대용 공기 청정기 디자인하기 미술 0.5

▪세상에 하나뿐인 공기청정기 만들기 실과 1

합 계 3시간

다. 실제 운영(일부)

월 주제 학습유형 교과 및 단원(주제) 주요내용 스팀요소 차시

9

미세 먼지 극복 메이

킹 활동

프로젝 트 학습

과 학

2. 생물과 환경 ▪환경과 생물

–미세먼지 발생 실험하기

-미세먼지 발생 원인과 해결법 토의

▪내가 생각하는 휴대용 공기 청정기 디자인하기

- 새롭게 생각하기(PMI, 스캠퍼) - 설계하기

▪세상에 하나뿐인 공기청정기 만들기 -팅커링하며 제작하기

-산출물 갤러리 워킹 발표하기 -환경보호 캠페인 문구 만들어 전시 -자기평가, 상호 평가하기

S+A+T+E

+M 3

보충

미술

8. 생활 속의 디자 인

10.시시각각 변화 하는 풍경

실과

6. 나의 진로 탐색 3. 창의적인 의생 활의 실천

가) 단원 내 스팀 주제 해당 내용 및 성취기준

단원명 주제 해당 교육과정 내용 성취기준

1) 5학 년 (2).

생물과 환경

6) 비생물 요소는 생물에 어떤 영향을 주는지 알아보기

[6과 05-02] 비생물 환경 요인이 생물에 미치는 영향을 이해하여 환경과 생물 사이의 관계를 설명할

2) 환경오염이 생물에 주는 영향 알아보기

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

9) 생태계 보전을 위한 캠페인 도구 만들기

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

차시별 제시 내용 주제 선정 재구성시 수업형태 평가방법

1차시 생태 빙고 놀이 하기

1차시 생태 빙고 놀이로 생태계 알아

보기 토의토론 관찰

2차시 생태계에 대해 알아보기

3차시 생물 요소를 어떻게 분류할 수 있는지

알아보기 2차시 생물요소 분류 방법 알아보기 탐구 서술

4차시 생태계 구성하는 생물은 어떤 먹이 관

계를 맺고 있는지 알아보기 4~5차시 생태계 먹이관계 및 유지 방법 탐구하기 탐구 수행 5차시 생태계는 어떻게 유지되는지 알아보기 6차시 생물은 환경에 어떻게 적응되는지

알아보기 토의토론 상호

7차시 환경오염이 생물에 주는 영향 알아

보기 토의토론 서술

6차시 비생물 요소는 생물에 어떤 영향을 주 는지 알아보기

7차시 생물은 환경에 어떻게 적응되는지 알

아보기 8차시 생태계 보전 위한 캠페인 도구 제

작하기 토의 수행

8차시 환경 오염이 생물에 주는 영향 알아보

기 9~10차시

과학(1.5) 미술(0.5) 실과(1.0)

[미세먼지 극복 메이킹]

세상에 하나뿐인 휴대용 공기청

정기 만들기 프로젝트 수행,동료,자기 9차시 생태계 보전을 위한 캠페인 도구 만들

기 -1-

10차시 생태계 보전을 위한 캠페인 도구 만들 기 -2-

12차시 생물과 환경에서 배운 내용 정

리하기 토의토론 상호평가, 서술

11차시 생물과 환경에서 배운 내용 정리하기

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 16차시)

차시 주요내용

1~2/1 6

주제(단원)명 변덕쟁이 꽃의 비밀 핵심역량 지식정보처리역량

심미적 감성 역량

• 토양의 성질에 따라 꽃색이 바뀌는 수국을 주제로 하여 차시를 융합하였다. 먼저 초록이 가 가져온 같은 포기의 수국이 산성과 염기성 배양토에 따로 심었을 때 수국꽃색이 달라지 는 상황 제시로 문제해결의지를 가지도록 하였다. 이의 해결을 돕기 위해 식물 및 꽃의 구 조와 기능을 알아보고 이를 수국과 관련지어 특징적인 점을 관찰하여 보도록 함으로써 교육 과정내 (12) 식물의 구조와 기능 내용 영역의 성취기준 [6과 12-02]과 연계하여 탐구할 수 있도록 하였다. 그리고 한 장소에서 심겨진 수국의 색깔이 변하는 원인을 토양 성질과 연계 하여 토양의 성질을 찾아내는 실험을 실시하고 그 원인을 과학적으로 증명하게 하였다. 이 때 안토시아닌 색소에 대해 자세히 탐구하고 이를 활용한 창의적인 제품을 제작하는 경험을 갖도록 한다. 특히 안토시아닌 색소를 활용하여 지시약으로 천연 염색 무늬를 미술과 표현 영역의 [6미02-02]과 관련지어 창의적으로 꾸며 볼 수 있도록 융합하였다.

• 색이 다른 수국의 원인을 토양의 성질과 연계, 설명하고 식물 색소 활용 작품을 설계, 제 작할 수 있다.

Co

-수국의 비밀 찾아보기

CD

- 수국색이 다른 이유 찾아보기 - 실험 설계, 실행하기

- 수국색 비밀 알아보기

ET

- 안토시아닌 색소 염색 제품 만들고 발표회하기 - 학교 화단 토양 예상하기

3~5/1 6

주제(단원)명 변덕쟁이 꽃의 비밀 탐색 작전 핵심역량 의사소통역량, 공동 체역량

• 우리 지역의 토양 실태를 예상하여 토양 지도를 만들기 위한 토의 활동에서 시작하여 과 학과 성취기준 [6과05-03]를 중심으로 토양지도를 만들어 보는 활동을 실시하도록 하였다.

이를 통해 생태계 보전의 필요성을 인식하고 생태계 보전을 위해 할 수 있는 일을 토의하고 실천 캠페인으로 연계, 마무리하도록 한다. 특히 학교 주변 토양 지도를 만들기 위해 드론을 활용하여 전경을 촬영하고 이를 자료화 하여 토양 지도 기초를 만들고 직접 흙을 채취하여 토양을 분석하여 색깔별로 나타내어 시각화 할 수 있도록 한다.

• 토양분석을 통해 우리 지역의 토양지도를 만들 수 있다.

<상황제시>

- 우리 지역 토양 실태 예상하고 토의하기 - 토양 지도 만들기 위해 필요한 내용 알아보기

<창의적 설계>

- 드론 탐색하기

- 드론 촬영과 토양 채집 계획 세우기 - 학교 전경 촬영하기

- 주변 토양 채집하고 토양 지도 만들기

<감성적 체험>

- 토양 보호 위해 실천 캠페인 제작, 전시

- 느낀점 발표하기

6~8/1 6

주제(단원)명 변덕쟁이 꽃으로 메이킹하기 핵심역량 자기관리역량

• 양안 시차를 활용한 수국 사진과 수국을 활용한 다양한 일상용품 사진 제시를 통해 여러 가지 공예방법에 대한 동기를 가지도록 상황을 설계하였다. 본 수업외 창체 시간을 활용한 3D펜, 레진, 은점토 공예 등의 다양한 아날로그 메이킹 방법을 알아보고 이러한 과정을 통 하여 미술과 성취기준인 [6미02-02]에 기반하여 다양한 발상 방법으로 자신이 구상한 아이 디어를 발전시키도록 설계하였다. 특히 이러한 과정에서 개인별, 모둠별 팅커링 과정을 통해 창의적 아이디어를 산출하여 작품으로 설계,제작될 수 있도록 하여 보다 적극적인 메이킹 활동이 이루어질 수 있도록 하였다.

• 수국을 활용한 다양한 일상용품을 메이킹할 수 있다.

<상황제시>

- 양안시차 활용한 수국 사진 살펴보고 수국 활용한 일상용품 사진 탐색하기

<창의적 설계>

- 3D펜, 레진공예, 은점토 공예 방법 알아보기 - 수국 활용한 생활용품 설계하기

<감성적 체험>

- 수국 일상용품 제작하고 발표회하기 - 토양오염에 대한 생각 나누기

9~10/

16

주제(단원)명 하늘 우러러 한 점 티끌없는 세상만들기 1 핵심역량 창의적 사고역량

• 2미세먼지로 인해 마스크를 항상 구비해다닐 정도로 일상이 되어버린 대기오염의 심각성 을 인식하도록 하기 위해 영국 초등생의 사례와 우리나라 2018, 2019년 과학기술계의 10대 뉴스 중 1,2위가 미세먼지 관련 사안이라는 것을 알게 하여 문제 상황을 구성하였다. 이러한 문제 상황 제시를 통해 집안에서의 미세먼지 발생에 대해 알아보게 한다. 이러한 미세먼지 로 인한 대기오염 문제를 과학과 (5)생물과 환경 영역에서 [6과05-02] 성취기준을 연계하여 좀더 고민하도록 하기 위해 우리 학교 주변의 미세먼지 상황도를 제작, 분석하게 융합하였 다. 이를 통해 환경문제에 대한 인지도를 높이고 비생물 환경 요인이 생물에 미치는 영향 을 이해하고 환경문제에 대한 심각성을 깨닫도록 하여 실천의지를 가질 수 있도록 차시를 개발하였다.

• 생활 속 미세먼지 실태와 원인을 알아보고 미세먼지상황도를 제작할 수 있다.

<상황제시>

- 미세먼지 뉴스 기사 보기(2018년도 과학계 10대 이슈 1위는? )

<창의적 설계>

- 미세먼지 파헤치기 미션 수행

- 집안에서 발생하는 미세먼지 실험 통해 실태 분석하기 - 미세먼지 상황도 제작 방법 의논하기

<감성적 체험>

- 미세먼지 상황도 제작하기

- 미세먼지 실태와 원인 모둠별 발표하기

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

11~12 /16

주제(단원)명 하늘 우러러 한 점 티끌없는 세상만들기 2 핵심역량 창의적 사고역량

• 미세먼지가 매우나쁨인 날의 사진과 미세먼지 차단 제품의 판매량을 나타내는 그래프를 제시하여 미세먼지 문제가 우리의 일상생활이 되어 버린 대기오염의 심각성을 인식하도록 상황을 제시하였다. 이러한 상황을 해결하기 위해 일상생활에서 미세먼지가 발생하는 상황 을 모둠별로 토의하고 모기약 스프레이를 통해 간단한 실험으로 확인하도록 하여 과학과 (5) 생물과 환경 영역과 연계되도록 하였다. 생활 속에서 미세먼지를 차단하기 위한 다양한 제품을 살펴보고 실과 교육과정내 (2) 가정생활과 안전 영역의 [6실02-05] 성취기준을 융합 하여 미세먼지 차단마스크를 설계, 제작하도록 융합활동을 구성하였다. 또한 작품 발표를 칭 찬 릴레이식으로 실시하여 인성적 측면을 고려하였다.

• 생활 속 미세먼지를 차단하기 위한 장치를 알아보고 설계, 제작할 수 있다.

<상황제시>

- 미세먼지 사진 및 관련 제품 판매량 알아보기

<창의적 설계>

- 일상에서 미세먼지 발생상황 알아보고 실험 통해 확인하기 - 미세먼지 차단 장치 조사하기

- 미세먼지 마스크 설계하기

<감성적 체험>

- 미세먼지 마스크 제작하고 산출품 발표하기

13~16 /16

주제(단원)명 미세먼지 극복 메이킹하기 핵심역량 창의적 사고역량

• 00가족이 하루동안 미세먼지에 노출되는 상황을 살펴보고 내 상황과 연계하여 내가 생각 하는 미세먼지 노출 Top3를 정하게 하여 친구들과 비교해 보게 하여 과학과 (5) 생물과 환 경 영역의 [6과05-03]과 연계지었다. 생활 속 미세먼지를 없애는 방법을 다각도로 고민하게 한 후 공기 청정기 원리를 알아보고 일상용품 메이킹 사례를 통해 메이킹 의지를 가지게 하 였다. 필터사용에 대한 유의점을 환기하고 실제로 휴대용 공기청정기를 설계, 제작하도록 함 으로써 실과 (5) 기술활용 영역에서의 [6실05-04] 성취기준과 관련짓고, 이를 통하여 생활속 미세먼지에 대한 해결책을 찾아보도록 구성하였다. 특히 마무리 단계에서 개인적, 사회적, 국가적 대책방법에 대한 의견을 교환하여 본 주제에 대한 차시 마무리를 연결지으며 대기오 염에 대한 심각성을 인식하여 생활 속 실천 자세를 가지도록 본 융합수업을 개발하였다.

• 생활 속 미세먼지를 없애는 방법을 알아보고 관련장치를 고안, 만들 수 있다.

<상황제시>

- 00가족 하루동안 미세먼지노출 알아보기 - 내가 생각하는 미세먼지 노출 장소 Top3

<창의적 설계>

- 공기청정기의 원리 알아보기

- 선풍기 활용한 실내 공기 청정 실험하기 - 휴대용 공기청정기 고안하기

<감성적 체험>

- 휴대용 공기청정기 제작하고 산출물 발표회 하기

- 미세먼지를 해결하기 위한 개인, 사회, 국가적 대책법 돌아가며 말하기 기법 활용하여 의 견 정리하여 이야기 나누기(전체 차시 마무리)

<1~2차시>

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/5,6 학년 중심과목

성취기준 영역

[초등학교] (12) 식물의 구조와 기능 중심과목 성취기준

[6과12-02] 식물의 전체적인 구조 관찰 과 실험을 통해 뿌리, 줄기, 잎, 꽃의 구 조와 기능을 설명할 수 있다.

주제(단원)명 변덕쟁이 꽃의 비밀 차시 1~2/16

학습목표 색이 다른 수국의 원인을 토양의 성질과 연계하여 설명하고 식물 색소 활용 작품을 설계, 제작할 수 있다.

연계과목 미술 연계과목

성취기준 영역

[초등학교 5~6학년] (2) 표현

STEAM 요소

S 식물의 뿌리, 줄기, 잎, 꽃의 구조와 기능, 수국꽃의 구조와 기능 T 염색방법 알고 손수건 제작하기

E 안토시아닌 색소와 지시약 반응 원리 이해하기

A 염색 및 매염제에 대해 알고 자연의 아름다움 표현하기 M 염색에 필요한 재료 양 측정에 필요한 연산

개발 의도

초록이가 가져온 수국꽃색 변화 상황을 통해 서로 다른 수국꽃이 심겨진 토양의 성질 실험을 통해 원인을 찾아내게 하고, 안토시아닌 색소로 염색하고 산성, 염기성 지시약으로 무늬를 창의적으로 꾸며보게 하는 작품을 만들도록 차시를 개발하였다

6~7월에 볼 수 있는 수국색의 변화를 통해 교육과정내 (12) 식물의 구조와 기능 내용과 연계하여 생 각하도록 수업 차시를 융합하여 구성하였다. 초록이가 가져온 같은 포기의 수국이 산성과 염기성 배양 토에 따로 심었을 때 수국꽃색이 달라지는 상황 제시로 문제해결의지를 가지도록 하였으며 이를 위해 식물 및 꽃의 구조와 기능을 알아보게 하였다. 그리고 수국꽃과 관련지어 특징적인 점을 관찰하여 보 도록 함으로써 교육과정내 (12) 식물의 구조와 기능 내용의 성취기준 [6과 12-02]과 연계하여 탐구할 수 있도록 하였다. 그리고 한 장소에서 심겨진 수국의 색깔이 변하는 원인을 토양 성질과 연계하여 토 양의 성질을 찾아내는 실험을 실시하고 그 원인을 과학적으로 증명하게 하였다. 이 때 안토시아닌 색 소에 대해 자세히 탐구하고 이를 활용한 창의적인 제품을 제작하는 경험을 갖도록 한다. 특히 안토시 아닌 색소를 활용하여 지시약으로 천연 염색 무늬를 미술과 표현 영역의 [6미02-02]과 관련지어 창의 적으로 꾸며 볼 수 있도록 융합활동을 구상하였다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

♣ 색이 다른 수국을 살 펴보기

-‘초록이의 이야기’듣 기

(변덕쟁이 꽃, 수국) -문제점 찾기

-토의를 통해 이유 추측 하기

창 의 적 설 계

창의적 설계

♣ 제품 발표회 하기

♣ 초록이 문제 해결하 기

감 성 적 체 험

♣ 수국에 대해 알아보기 -식물과 꽃의 구조와 기능 알기 -수국의 생김새와 구조 알기 -수국 심겨진 토양 성분 예측하기 -가설세우고 실험계획하기 -실험수행하고 결과 토의하기

♣식물 색소 추출 염색제품 만들기 -안토시아닌 색소 알아보기 -안토시아닌 색소 추출법 알기 -염색하고 지시약 통해 무늬꾸미기

감성적 체험

학습 교수-학습 활동 학습자료

과정 및 유의점

도입 (15 분)

Co 융합도서 <지구,불편한 진실><수염없는 고양이>에서 인상깊은 한문장 말하기

Co 색이 다른 수국을 살펴보고 차이점 찾기 - 초록이의 이야기 듣기

- 어떤 문제가 생겼나요?

- 문제를 해결하기 위해선 어떻게 하면 좋을지 토의하고 모둠별로 발표해 봅시다.

- 같은 곳에서 자란 수국의 색이 다른 이유를 찾아 보려면 어떻게 하면 좋을까요?

Co 학습목표 제시

• 색이 다른 수국의 원인을 토양의 성질과 연계하여 설명하고 식물 색소 활용 작품 을 설계, 만들 수 있다.

변덕쟁이 꽃, 수국의 비밀은?

수국 화분을 가져와 두 포기로 나누어 각각 화분에 심었어. 수국을 심을 때 흙 속에 한쪽은 계란 껍질을 섞었고 다른 화분은 백반을 조금 섞어서 심었어. 그런 데 똑같은 수국을 나눠 심었는데 이렇게 서로 다른 색으로 꽃이 피지 뭐야? 왜 이럴까?

*프리젠테이 션

* 붉은 색과 푸른색 수국 화분, 다양한

수국 사진

Tip! 한 장소 에서 여러 가 지 색의 수국 을 통해 주변 환경과 연계성 을 추측하도록 한다.

전개 (60 분)

CD 수국 색이 다른 이유 찾아보기 위한 실험 설계, 탐구하기 - 가설을 정해 봅시다.

Co 수국에 대해 알아보기

- 우리가 흔히 알고 있는 식물의 구조에 대해 알아 봅시다.

- 꽃의 구조와 기능에 대해 이야기해볼까요?

- 수국의 생김새와 구조에 대해 자세히 살펴봅시다.

- 두 수국이 심겨져 있는 화분의 토양의 성질은 어떠할지 예상해 봅시다.

- 두 토양의 성질을 알아보기 위한 실험 방법과 순서를 정해 봅시다.

CD 모둠별 실험 설계, 실행하기

- 실험 결과를 살펴보고 수국의 색깔 변화 원인을 토의해 봅시다.

Co 수국 색 비밀 알아보기

- 안토시아닌 색소란 무엇인지 살펴봅시다.

- 지시약에는 어떤 것들이 있는지 알아보고 색깔 변화를 실험해 봅시다.

CD 안토시아닌 색소 염색 제품 만들기

- 안토시아닌 색소는 어떤 식물에 많이 들어 있는지 알아봅시다.

- 안토시아닌 색소를 추출하려면 어떻게 해야 할까요?

-

수국의 색은 토양의 성질에 따라 달라질 것이다.

1. 색이 다른 수국의 흙 채집, 꽃이 아직 피지 않은 수국 흙 채집 2. 흙과 물 섞기

3. 거름 장치 만들고 거르기

4. 리트머스 종이 이용하여 성질 측정하기 5. 결과 토의하기

*학습지

*색이 다른 수국 화분 2 개, 꽃이 피 지 않은 수 국 화분 1 개

* ( 모 둠 별 ) 250ml 비커 6 리 트 머 스 종 이, 깔대기 3, 거름종이, 스 탠드 3, 집게 3,

Tip! 리 트 머 스 종이 대 신 지시약 활용도 무방

*검정콩 추 출물, 구연 산 , 베 이 킹 소 다,스포이드 2, 샬레 2

* 면 손 수 건 , 검정콩 추출 물, 구연산용 액 , 베 이 킹 소 다용액, 백반 용액, 스포이 드 2

정리 (5 분)

ET 제품 발표회 하기

ET 초록이의 문제 해결하기

- 초록이의 문제를 해결하는 방안을 이야기해 봅시다.

- 실험한 토양 성질을 생각하며 꽃이 피지 않은 화분의 수국 색깔은 어떠할지 추 측해봅시다.

- (과제제시) 다음 시간에는 학교에 피어 있는 수국 살펴보고 토양 성분이 어떠 할지 생각해오도록 합시다.

*융 합 도 서 읽어오기

4. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 1~2/16

1. 꽃의 구조와 기능 알아보기 기능은?

2. 수국의 비밀 찾기

3. 수국 색의 변화 원인 찾기

4. ( ) 이란 ?

5. 용액의 성질

-( ) : 신맛, 물에 녹아 전류 흐르게, 예)

-( ) : 쓴맛, 물에 녹아 전류 흐르게, 단백질 녹이는 성분, 미끈거림 예)

6. 지시약

이름에서 알아보는 수국 특징

수국의 꽃, 암술, 수술, 꽃받침 수국에서 볼 수 있는 곤충은?

수국의 번식 방법

지시약 산성 중성 염기성

리트머스

검은콩

7. 염색

8. 느낀 점

천연염색 화학염색

과정 염액추출-염색-수세-매염-수세-건조

장점

단점

5. 교사자료

차시 1~2/16

1. 꽃의 구조와 기능

2. 수국

꽃의 색으로 토양의 ph 농도를 확인할 수 있다. 산성토에서는 파란색, 중성토에서는 흰색, 염기성토에는 분홍색으로 꽃이 피는데 꽃대가 올라오면 색이 정해졌기 때문에 꽃색깔이 잘 바뀌지 않는다. 한 포기에서 갈라져 자라며 어린 가지는 녹색으로 굵다. 잎은 마주나며 긴 타원형이고, 끝이 뾰족하며 가장자리에 삼각형 모양의 예리한 톱니가 있다. 잎은 약간 두꺼 운 편이며 가을에 잎을 떨군다. 꺾꽂이, 옮겨심기로도 잘 자라며 초여름에 가지 끝에서 둥 근 모양인 꽃차례를 이루어 꽃이 핀다. 수술과 암술은 퇴화하여 작고 열매는 생기지 않으며 흔히 알고 있는 꽃잎은 실제로 꽃받침이다. 하지만 야생형 수국은 열매를 맺는다. 꽃이 예 쁘므로 관상용이나 장식용으로 쓰이며 꽃은 약으로 쓴다. 뿌리의 할로푸지논은 여러가지 자 가면역 질환의 진행을 억제하는 성분이라고 한다.

산수국 혹은 수국차라 부르는 특정 수국 잎은 말려서 차로 만들며 단맛이 나므로 감로차 혹은 이슬차라고 하나 너무 많이 마시면 담석이 생길 수 있다. 수국차는 단맛이 나도 당이 흡수되지 않고 오히려 혈당이 낮아지는 효과까지 있어 당뇨환자에 좋은 차라고 한다.

3. 안토시아닌과 지시약 가. 안토시아닌

꽃이나 과일등이 다양한 색을 가질 수 있도록 해주는 색소로 식물체 안에서 여러 금속 이 온과 반응해 다양한 색깔을 만들어낸다. 수소 이온의 농도, 즉 pH 에 따라 색이 바뀐다. 중 성일 때 보통 짙은 보라색 또는 진청색이다. 산성이 강할 수록 자주색, 빨강색 등 붉은 계 열의 색을 띠며 염기성이 강할 수록 파란색, 초록색, 노란색 등 푸른 계열의 색을 띤다. 이 러한 성질을 이용해 식물에서 안토시아닌을 추출해 천연 지시약으로 쓰기도 한다. 특히 수 국이 대표적인 반응을 보인다.

나. 지시약 : 수용액의 PH 에 따라 색깔이 달라지는 물질로 산성이나 염기성을 구별하는데 쓰이며 여기서는 산성으로 구연산, 염기성으로 베이킹소다를 활용하였다.

4. 천연염색과 화학염색

수국 꽃받침 수국꽃

천연염색 화학염색

과정 염액 추출-염색-수세-매염-수세-건조 합성염색원료-염색-수세-건조

장점 은은한 색, 건강에 좋다. 색감이 분명하고 화려하다,가격이 싸다

단점 시간이 걸린다, 가격이 높다 건강에 좋지 않다.

자료출처

1. 구글 이미지,

2. http://blog.daum.net/_blog/BlogTypeView.do?blogid=0BiOT&articleno=17205211 3. 위키백과

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/5,6 학년 중심과목

성취기준 영역

[초등학교] (5) 생물과 환경 중심과목 성취기준

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

주제(단원)명 변덕쟁이 꽃의 비밀 탐색 작전 차시 3~5/16

학습목표 토양 분석을 통해 우리 지역의 토양지도를 만들 수 있다.

연계과목 실과 수학

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 5~6학년] (5) 기술활용 [초등학교 5~6학년] (3) 측정

STEAM 요소

S 생태계 보전의 필요성, 토양의 성질, 드론에 작용하는 힘의 원리 T 토양 지도 만들기, 생태 보호 캠페인, 드론으로 촬영하기

E 토양 지도 설계하기, 생태 보호 캠페인 설계하기, 드론으로 주변 사진 촬영 계획하기 A 토양 지도 꾸미기

M 가능성과 관련된 상황 나타내기

개발 의도

우리 학교 주변을 드론으로 촬영하여 주변 지도 자료를 확보하고 이를 활용하여 토양지도 를 만들어 봄으로써 생태계 보전의 필요성을 인식하고 우리가 할 수 있는 일을 실천 캠페 인으로 연계하여 실천 의지를 다질 수 있도록 차시를 개발하였다.

전차시에 학습한 주제와 연계하여 학생들이 늘 접하지만 주위깊게 보지 않는 우리 학교 주변 지역의 토양 실태를 예상하도록 수국꽃색의 변화와 연계하여 우리학교 주변 토양의 상태를 한눈에 알아볼 수 있도록 하는 미션 수행의 상황을 제시하여 문제 해결해 나가도록 구성하였다. 토양 지도를 만들기 위 해 드론으로 주변 촬영을 실시하고 이를 바탕으로 하여 토양 지도의 기본을 제작하고 모둠별 토의로 써 과학과 성취기준 [6과05-03] 연계하여 토양지도를 만들어 보는 활동을 실시하도록 융합하였다. 이 러한 활동을 통해 생태계 보전의 필요성을 인식하고 생태계 보전을 위해 할 수 있는 일을 토의하고 실천 캠페인으로 연계, 마무리할 수 있도록 차시를 개발하였다. 특히 학교 주변 토양 지도를 만들기 위해 드론을 활용하여 전경을 촬영하고 이를 자료화하여 토양 지도 기초를 만들도록 한다. 그리고 직 접 흙을 채취하여 지시약을 활용하여 토양을 분석하고 이 결과를 토양지도에 적, 녹, 청의 색깔별로 나타내어 시각화할 수 있도록 하여 창의적 산출물이 이루어질 수 있도록 활동을 고안하였다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

♣ 드론 활용 기사보기 -드론 활용 경험 나누기 -드론으로 찍은 학교 사 진 보며 수국꽃색과 연 계한 이야기 나누기

♣ 미션! 우리학교 토양 파헤치기 제시하기 -토양실태 예측하기

창 의 적 설 계

창의적 설계

♣환경 보호 실천 캠페 인 하기

-실천 캠페인 문구제작 하기

-전시하기

-느낀 점 발표하기 -예상과 실제의 차이점 이야기하기

-토양의 성질을 바꾸기 위한 방법 토의하기

감 성 적 체 험

♣ 드론 탐색하기

-드론의 역사, 움직이는 원리, 사용 법 알아보기

-드론 촬영과 토양 채집에 대한 역 할 분담 계획 세우기

♣ 토양 성질 실험하기

-토양 지도 기본 제작과 실험하기

♣ 토양지도 만들기

-실험 결과 응용하여 토양 분석 지 도 제작하기

-토양 성질에 따른 색깔 표시하기 -토양 지도 발표하기

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 ( 15 분)

Co 드론 활용 분야에 대한 뉴스 기사 보기 - 드론을 활용해본 경험 이야기하기

- 드론으로 찍은 우리 학교 사진 보며 수국꽃색과 연계하여 이야기 나누기

- 우리 학교 전경 사진 보며 토양 실태 예측하기

- 학교 토양 지도 만들기 위해 필요한 내용 이야기 나누기

• 토양분석을 통해 우리지역 토양지도를 만들 수 있다.

미션 ! 우리학교 토양의 상태 파헤치기

이전 시간에 변덕쟁이인 수국꽃의 비밀을 살펴보았다. 이를 참고하여 우리 학교 주변의 토양은 어떠한지 한눈에 알아볼 수 있도록 하는 미션을 수행하시오.

뉴스기사, 드론으로 찍은 학교

전경사진

Tip! 창체시 간을 활용한 드론의 사전

활동이 병행되어진다

면 심화있는 학습이 가능하다

전개 (90 분)

Co 드론 탐색하기

-드론의 역사에 대해 간략히 알아봅시다.

-드론이 움직이는 원리를 다음 영상을 통해 찾아봅시다. (사이트활용) -드론 사용법을 살펴봅시다.

-드론으로 촬영할 부분을 의논하여 역할을 정해봅시다 -어느 곳의 토양을 누가 채집해 올건지 계획을 세워 봅시다.

CD 드론으로 학교 촬영하기

-드론을 이용하여 학교 전경을 촬영하여 봅시다.

-역할을 나누어 학교 주변 토양을 채집하여 옵시다.

ET 서로 찍은 영상을 살펴보고 토양 성질 실험하기 - 토양지도 만들기에 응용할 점을 토의해 봅시다.

- 학교 주변 지역에서 각각 채집해온 토양의 성질을 지시약으로 확인해 봅시다.

CD 학교 지도 만들기

-드론으로 찍은 영상을 살펴 봅시다. 영상을 참고하여 우리 학교 주변의 지도를 그려 봅시다.

-실험 결과를 토대로 하여 학교 토양 성분 분석 지도를 색깔별로 표시하여 완성 하여 봅시다.

ET 완성 지도 발표하기

- 완성한 지도를 전시하여 봅시다

1. 채집해온 각각의 토양을 비커에 담고 물과 섞는다.

2. 비커에 해당 지역의 이름을 기입한다.

3. 만들어진 흙탕물을 거른다.

4. 걸러진 맑은 물에 지시약을 떨어뜨려 토양의 성질을 확인한다.

* 프 리 젠 테 이션 자료

* UCC:교사 용참고자료 내 사이트

Tip! 사전 계 획을 통해 드 론 촬영 부분 과 토양 채집 지역을 선정 하고 역할을 정하여 수행 하도록 한다.

*드론 4 대

* 비 커 100ml 5, 거 름 장 치 , 지시약 혹 은 리트머 스종이

*8 절 도화 지, 색연필, 사인펜

정리 (15 분)

ET 환경 보호를 위한 실천 캠페인 하기

- 이전 과학 시간에 만들었던 실천 캠페인에 문구를 정하여 완성하여 봅시다.

- 완성한 캠페인 문구를 전시하고 갤러리 워킹하여 봅시다.

- 여러분이 예상한 점과 실제 조사 후 차이점을 말해 봅시다.

- 토양상태를 바꾸게 하려면 어떻게 하면 될지 생각하여 발표해 봅시다.

- 여러분이 읽은 융합도서에서 오늘 공부한 내용과 관련 내용을 말해봅시다.

Tip! 토양 지 도 하단에 캠 페 인 문 구 를 전시하고 갤 러리 워킹하 면서 포스트 잇을 활용, 느 낀점을 나눈 다.

3. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 3~5/16

1. 우리 학교 주변의 토양 조사하기 예상

조사 방법

표시 방법 산성 - 염기성 - 중성 -

4. 교사자료

차시 3~5/16

1. 드론

가. 드론의 다양한 활용 분야 뉴스 :

나. 드론이 움직이는 원리 동영상

https://www.bing.com/videos/search?q=%eb%93%9c%eb%a1%a0+%ec%9b%90%eb%a6%ac&&view=detail

&mid=41E2E7DBDEFB6EFEEE2D41E2E7DBDEFB6EFEEE2D&&FORM=VRDGAR

다. 드론이란 ‘무인비행기’로 항공기의 한 종류이다. 초창기에는 벌이 윙윙거린다는 사 전적 의미에서 출발하였으나 현재는 무인으로 원격 비행이 가능한 기체를 의미한다.

라. 역사

시초는 니콜라 테슬라에서 시작하여 100여년의 역사를 가지고 있다. 드론 개발의 계기 는 무기 개발이 목적이었으며 테슬라가 1900년대 자신이 고안한 무선 통신 원리를 이 용, 원격 조종한다면 인명피해가 획기적으로 줄 것이라는 생각에서 출발하였다. 미국에 서는 이를 바탕으로 제 1차 세계대전에 무인 항공기 케터링 버그를 발명하였으며 나무 로 제작하여 성공률은 매우 낮았으나 드론의 첫 시작이라는 점에서 의미가 크다.

마. 드론에 작용하는 힘 – 양력, 중력, 추력, 항력, 외력 등 비행기와 동일하다.

바. 드론의 사용 용도 – 군사용, 공공분야(교통정체, 산림보호, 교통위반사례 적발, 해수욕 장 인명피해 예방등), 농업분야(방제작업등), 방송 및 영화 활용, 산업 및 물류 배송용, 취미용 등

2. 드론 조작 용어 가. 스로틀 – 상승, 하강 나. 피치 – 전진, 후진 다. 요우 - 회전 라. 롤 – 왼쪽, 오른쪽

자료출처 JD – Kit 설명서 내

아두이노 드론(만들고 코딩하고 날리기 입문편)