빅 데이터와 행복한 우리 동네 함 남 우

(1)

2019EAA0008 분야 및 학교급 학문분야 주제별 융합형 - 초중

2019년 융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발 최종 보고서

과 제 명 연구책임자

빅 데이터와 행복한 우리 동네 함 남 우

2019. 12.

기 관 명 : 인천대학교

(2)

“이 보고서는 2019년도 교육부의 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

"This work was supported by Korea Foundation for the Advancement of Science and Creativity(KOFAC) funded by

Korea government(MOE)."

* 본 연구의 내용은 연구팀의 의견이며, 교육부와

한국과학창의재단의 공식적인 견해와는 다를 수 있습니다 .

(3)

제 출 문

한국과학창의재단 이사장 귀 하

본 보고서를 “2019년 융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발”의 최종보고서로 제출합니다.

2019년 12월 01일

○ 주관연구기관명 : 인천대학교

○ 연 구 기 간 : 2019년 6월 20일~2019년 12월 31일

○ 주관연구책임자 : 함 남 우

○ 참여연구원

․연 구 원 : 윤 덕 한

․연 구 원 : 원 기 재

․연 구 원 : 황 영 미

․연 구 원 : 박 은 희

․연 구 원 : 고 준 석

․연 구 원 : 임 예 은

․연 구 원 : 이 진 수

․연 구 원 : 문 기 열

(4)

보고서 초록

과제번호 2019EAA0008 연구기간

2019년 6월 20일~2019년 12월 31일

연구사업명 2019년 융합인재교육프로그램(STEAM) 프로그램 개발

연구과제명

(한글) 빅 데이터와 행복한 우리 동네 (영문) Big Data and Happy Our Neighborhood

연구책임자

(연구기관명) 함남우

(인천대학교)

참 여

연구원수 총 9명 연 구

용역비 5,000천원

요 약 문 보고서 면수

97

본 연구는 빅 데이터를 테마로 빅 데이터와 행복한 우리 동네라는 주제로 초등 학교 및 중학교 학생용 융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발에 관한 연구이다.

연구를 위한 프로그램은 학문분야 주제별 융합형으로 개발되었으며 초등학교 학생들의 차시대체 수업용 프로그램과 중학교 학생들의 자유학기제용 및 차시 대체 수업용 프로그램으로 개발되었다. 실생활에 관련된 빅 데이터 관련 5가지 주제(빅 데이터를 통한 우리 동네 즐거운 동네 만들기, 빅 데이터를 통한 우리 동네 아이 보호하기, 빅 데이터를 통한 우리 동네 미래직업 탐구하기, 빅 데이 터를 통한 우리 동네 축제 만들기, 빅 데이터를 통한 우리 동네 생태하천 가꾸 기)를 이용하여 학교 급별 학생들의 수준과 수업 적합성을 고려하여 제작되었 다. 4차 산업혁명시대의 핵심 요소인 빅 데이터가 우리 사회에서 핵심 화제로 부각된 시점에서 2015 개정 교과 교육과정상의 빅 데이터와 관련된 단편적인 내용을 극복하고 학생들에게 빅 데이터를 효과적으로 교육시켜 학생 스스로 계 획하고 학습하며 창의력과 문제해결력을 신장시킬 수 있는 프로그램으로 개발 하였다. 단순 지식 보다는 상상력, 과정, 감성적 기능이 더 중요시되는 시대로 의 교육적 패러다임 전환이 이루어지고 있는 시점에서 수학, 과학, 기술, 예술 을 배우는 것에서 한걸음 더 나아가 이들 지식을 융합하고 통합하는 능력을 기 르기 위한 교육이 필요하다는 것을 개발된 프로그램의 학교 현장 적용 과정을 통하여 확인하였다.

색인어

한글

빅 데이터, 데이터 마이닝, 우리 동네, 생태 하천, 창의성, 생체 인식, 미래 직업, 축제

영어

Big Data, Data Mining, Our Neighborhoods, Ecological Rivers, Creativity, Biometrics, Future Jobs, Festivals

(5)

요 약 문

Ⅰ. 제 목

빅 데이터와 행복한 우리 동네

Ⅱ. 연구의 목적 및 필요성

가. ICT 기술의 발전과 함께 등장한 스마트 기기의 확산, 소셜네트워크서비스(SNS)의 활성화, 사물인터넷(IoT)의 보급 등으로 인해 빅 데이터 기반은 더욱 확대되고 있 으며, 이들로부터 생성되는 방대한 양의 데이터들을 저장하고 처리하는 기술 또한 진보 나. 원유를 어떻게 가공하느냐에 따라 만들어낼 수 있는 제품의 종류가 무궁무진하듯이,

21세기의 원유라고 정의되고 있는 빅 데이터는 어떻게 활용하느냐에 따라 이전에는 미처 발견하지 못했던 수많은 새로운 가치들을 창조

다. 현대 사회에서는 단지 과학의 요소뿐만 아니라 과학의 요소들을 어떻게 연관시키 고 통합시키는가의 여부가 중요한 산업 경쟁력의 조건이므로 과학, 기술 지식의 내용을 배우는 것에서 한걸음 더 나아가 이들 지식을 융합하고 통합하는 능력을 기르기 위한 교육 필요

나. 학생이 주체가 되어 스스로 계획하고 학습하며 미래를 개척할 수 있는 능력을 키울 수 있는 새로운 교육 프로그램의 필요성 대두

다. 단순 지식 보다는 상상력, 과정, 감성적 기능이 더 중요시되는 시대로의 교육 패러다임의 전환이 이루어지고 있어 창의력, 상상력, 문화예술교육이 융합되는 새로운 교육프로그램 필요

라. 과학이 어려운 과목이라는 인식이 팽배해 있어 역량이 뛰어난 학생이 이공계로의 진학 기피 현상이 여전히 존재하고 있어 우수 과학기술 인재의 육성에 어려움 존재

Ⅲ. 연구의 내용 및 방법

가. 연구내용

1) 학문분야 주제별 융합형 프로그램 개발 : 초등학생용

구분 수업대체용

적용프로그램

빅 데이터를 통한 우리 동네 아이 보호하기

(3차시)

빅 데이터를 통한 우리 동네

즐거운 동네 만들기(3차시)

미래직업 탐구하기(3차시)

빅 데이터를 통한 우리 동네 축제

만들기(3차시)

프로그램

교사용 지도서 1종 학생용 활동지 1종 교사용 수업 PPT 1종

교사용 지도서 1종 학생용 활동지 1종 교사용 수업 PPT 1종 대상 학년 초등학교 2학년 초등학교 3학년 초등학교 5학년 초등학교 6학년

2) 학문분야 주제별 융합형 프로그램 개발 : 중학생용

구분 자유학기제용 및 수업 대체용

적용프로그램 빅 데이터를 통한 우리 동네 생태하천 가꾸기 (10차시)

프로그램

대상 학년 1~2학년

나. 연구방법

1) 인문사회, 예술 분야의 소양과 수・과학 분야를 융합할 수 있는 학문분야 주제별 융합형 프로그램을 제작한다.

2) 학생들의 다학제적, 간학제적으로 관련 학문 분야를 활용하여 자기 자신, 공동체, 사회가 직면한 문제를 해결할 수 있는 융합적 역량을 가진 인재로 성장할 수 있 도록 학문분야 주제별 융합형 프로그램을 제작한다.

3) 학생들이 기존의 학문체계를 토대로 실험정신과 개척정신을 발휘하는 창의적인 사람 으로 성장하는 데 도움이 되는 학문분야 주제별 융합형 프로그램을 제작한다.

4) 자신에 대한 바른 정체성과 타인과 사회에 대한 배려, 사회적 책무의식을 가진 학생으로 성장하는 데 도움이 되는 학문분야 주제별 융합형 프로그램을 제작한다.

5) 고등학생용 프로그램인 경우 인공지능과 빅 데이터가 4차 산업혁명 시대의 핵심 이슈가 되는 산업이라는 사실을 프로그램을 통해 경험하고 이를 바탕으로 자신의 진로설계에 이용할 수 있도록 학문분야 주제별 융합형 프로그램을 제작한다.

6) 본 학문분야 주제별 융합형 프로그램 개발 연구의 적절한 진행과 산출 결과의 효 과적인 적용과 보급을 위해는 연구책임자를 중심으로 수학, 물리, 화학, 생명과학, 미술, 건축, 융복합, 공학 분야의 연구자와 교육과정 및 영재교육 전문 연구진이 자신의 분야를 중심으로 학제 간 융합형 STEAM 교육과정 내용을 구성한다.

7) 프로그램 개발에 참여한 연구원들이 상호 유기적 관계를 통해 내용 개발에 다양한 시각의 방안들을 구축할 수 있도록 추진체계를 구성한다.

8) 연구 진행의 신뢰와 타당성을 위해 STEAM 교과 관련 교수, 영재교육 교수를 중심 으로 자문진을 구성하여 운영한다.

(6)

- 3 -

<학문분야 주제별 융합형 프로그램 제작 과정>

프로그램 개발 주제 선정 (빅 데이터와 행복한 우리 동네)

주제별 수학․과학적 학습 요소 추출

교과 간・교사 간 협동 시스템 개발 및 구축

빅 데이터와 행복한 우리 동네 융합 아이템 개발

교수학습 자료 형태 고안

학문분야 주제별 융합형 프로그램 개발

학문분야 주제별 융합형 프로그램 수업 투입

교사 대상 면담

학생 사전사후 검사 (학문분야 주제별 융합형

프로그램의 적합성 판별)

학교(학문분야 주제별 융합형 프로그램의

효과성 자문)

환류 분석

수정 및 보완

5. STEAM 프로그램 개발 결과 가. 프로그램 개발 방향

1) 중학교 자유학기제와 초등학교에서 시행될 새로운 교육과정을 위한 현장 적용성 높은 융합인재교육(STEAM) 프로그램을 개발 및 적용한다.

2) 인문사회, 예술 분야의 소양과 수・과학 분야를 융합할 수 있는 학문분야 주제별 융합형 프로그램을 제작한다.

3) 학생들의 다학제적, 간학제적으로 관련 학문 분야를 활용하여 자기 자신, 공동체, 사회가 직면한 문제를 해결할 수 있는 융합적 역량을 가진 인재로 성장할 수 있 도록 학문분야 주제별 융합형 프로그램을 제작한다.

4) 학생들이 실험정신과 개척정신을 가지고 기존의 학문체계를 토대로 새로운 것을 발명, 개발할 수 있는 창의적인 사람으로 성장하는 데 도움이 되는 학문분야 주 제별 융합형 프로그램을 제작한다.

5) 자신에 대한 바른 정체성과 타인과 사회에 대한 배려, 사회적 책무의식을 가진 학생 으로 성장하는 데 도움이 되는 학문분야 주제별 융합형 프로그램을 제작한다.

- 4 - 나. 프로그램 구성 틀

1) 교사용 교재 교재구성

목차(안) 구성 내용

프로그램 사용안내 - 프로그램의

특징

▶ 프로그램에 대한 소개

- 학생 참여를 기반으로 하는 협력 중심 학문분야 융합형 탐구 활동 프로그램 으로 실생활 맥락에서 학생들이 마주하는 문제에 대해 과학적으로 탐구하 고 경험하는 기회를 제공함으로써 발견의 즐거움, 탐구의 기쁨 등 과학의 즐 거움과 유용성을 느낄 수 있도록 한다는 취지의 프로그램 특성 소개

▶ 프로그램의 특징 소개

- 빅 데이터와 관련된 생활 주변의 소재를 도입하여 학생들의 흥미와 관심 을 높이고, 직접적인 참여를 이끌어내고자 하였으며 학생 스스로 문제를 인식 하고 관련 자료를 수집하며 관찰하고 분석하는 과정을 통해 사회 속에서 과 학의 중요성과 역할을 이해하도록 하여, 평생학습 역량을 기를 수 있도록 한다는 취지의 프로그램 특징 소개

프로그램 사용안내 - 프로그램

사용방법 안내

▶ 교사용 프로그램

- 학교현장에서 교사가 손쉽게 사용하실 수 있도록 자세하고 쉽게 안내 - 각 주제별로 앞쪽에 ‘차시별 활동 흐름’을 한눈에 알아보기 쉽도록 표로 제시 - 수업지도안 및 수업활동 내용에 을 제시하여 적용 시 주의할 점 등을

상세히 안내

▶ 학생용 프로그램

- 차시 대체용 교수학습 프로그램 및 자유학기제용 교수학습 프로그램 명시 - 학교 사정에 따라 프로그램을 전체 또는 차시(부분) 등을 선택적으로 활용

교육과정 연계

▶ 2015 개정 교육과정 연계

- 프로그램 적용에 관련된 교과목 내용 요소 및 성취수준 기술

주제 개요 ▶ 프로그램 기획 취지 설명

학습 목표 ▶ 프로그램을 이용해 수업을 진행할 시 STEAM과 관련된 수업 목표 기술 STEAM

과목 요소 ▶ 프로그램에서 STEAM과 관련된 과목 요소 기술

융합인재교육 (STEAM) 학습준거

▶ 상황제시 : 차시별 상황제시 학습 준거 제시

▶ 창의적 설계 : 차시별 창의적 설계 학습 준거 제시

▶ 감성적 체험 : 차시별 감성적 체험 학습 준거 제시 융합인재교육

(STEAM) 활동 안내

▶ 차시별 프로그램 운영 시 학생들의 지식과 경험을 확대할 수 있는 활동 안내

차시별

활동 흐름 ▶ 차시별 학습목표 및 주요 내용 소개

(7)

2) 학생용 교재 교재구성

목차(안) 구성 내용

생각 열기

▶ 도입

- 학습 주제 제목과 주제를 드러낼 수 있는 자료 제시 제목 아래 주제목표 제시

- 학습 전체 상황을 아우를 수 있는 상황 제시

- 학생들이 겪어 보았을 만한, 자기 문제로 느낄 수 있는 상황(일상생활 과 연계)을 이야기로 제시

- 이야기를 듣고 떠오르는 생각, 궁금한 점, 도전해보고 싶은 내용, 공부해 보고 싶은 내용을 정리해 볼 수 있는 학습지 제시(필요한 경우)

→ 창의적 설계 전 단계

생각 키우기

▶ 전개

- 학습과 관련된 학습지 제시 - 창의적 설계에 해당하는 내용

생각 다지기 ▶ 정리

- 학습을 정리하는 단계로 서로의 창의적인 생각 나누기 평가 계획

▶ 수행․관찰 평가 계획

평가영역 평가항목 평가 척도

상 중 하

창의적 설계 과제 설계

도전 과제 해결 감성적 체험

집중과 끈기 흥미와 참여도

창의성

▶ 수행․관찰 평가 기록지 평가

영역

번호이름

창의적 설계 감성적 체험

창의성에 관련된 과제

수행에서의 창의적 설계

예술에 관련된 과제

수행에서의 창의적 설계

집중과 끈기

흥미와 참여도 창의성

학생 자기/동료 평가 계획

평가방법 평가 영역 평가기준 평가 척도

상 중 하

자기평가 감성적 체험 창의적 설계 동료평가 창의적 설계

다. 프로그램 총괄표

프로그

램명 학년 구분 소요시간 수업 개요

(학생활동 내용) 수업 목표 관련 교과 평가 준비물

빅 데이터를

통한 우리 동네

아이 보호하기

초등 학교 2학년

1차시 준비 5분

우리 마을의 위험요소 찾기

• 동네에서 안전하게 생활하기 위하 여 필요한 데이터를 분류하고 시각 화할 수 있다.

슬기로운 생활

수행관찰평가 자기, 동료평가

인터넷(지도), 사진(등굣길:

횡단보도, 주차된 차, 교통봉사대), 우리 동네 지도(종이), 빅

데이터 자료(안전 관련하여 분석된 시각화 자료) 수업 40분

2차시 준비 5분

우리 마을 위험요소 표현하기

•‘인공지능(AI)은 우리를 지배할 수 있을까?’에 대해 토론할 수 있 다.

• 자신의 의견을 드러내며 다른 사 람과 소통할 수 있다.

수학

이동수단 카드, 영상(빅 데이터 유용성), 단어주사위 수업 40분

3차시 준비 5분

우리 마을 안전하게 생활하기

• 우리 동네에서 안전하게 생활하기

위한 안내책(리플렛)을 만들 수 있다. 안전한 생활

교통안전 자료 (영상, 동화책, 안전카드), 북아트 수업 40분 양식

빅 데이터를 통한 우리 동네 즐거운

동네 만들기

1차시 준비 5분

우리 동네에서 할 수 있는 놀이

찾기

• 나와 친구들이 경험했던 놀이를 바 탕으로 우리 동네에서 할 수 있는 놀이를 찾아보고, 그 결과를 함께 나눌 수 있다.

• 친구들과 함께 나눈 ‘놀이와 관 련된 자료’를 나누고 정리할 수 있다.

• 자료를 나누면서 새로운 관점을 찾고, 빅 데이터란 무엇인지 생각 해 볼 수 있다.

수학

인터넷 통계 자료, 신문기사, 동영상 자료, PPT 수업 40분

2차시 준비 5분

우리 동네를 즐겁게 할 수 있는

놀이 특징 찾기

• 빅 데이터 기술인 ‘연관어 분석’

을 알 수 있다.

•‘연관어 분석’을 활용하여 함께 할 수 있는 놀이, 재밌는 놀이의 특징을 찾을 수 있다.

도덕 국어

포스트잇, 영상(빅 데이터 유용성), 모둠 칠판, 보드마카,

모드마카 지우개 또는 모둠활동판(4절

도화지 등) 수업 40분

3차시 준비 5분

우리 동네 즐거운 놀이 만들기

• 빅 데이터 기술인 ‘워드 클라우드’

특징을 알 수 있다.

• 우리 동네 즐거운 동네 만들기 아이 디어를 산출물로 제작할 수 있다.

미술 과학

포스트잇, 영상, PPT, 모둠 활동지 수업 40분

빅 데이터를

통한 우리 동네 미래직업 탐구하기

1차시 준비 5분

미래직업 알아보기

• 시대에 따라 다양한 직업이 생기 고 있음을 알 수 있다.

• 빅 데이터를 이해하고 현대 사회에 어떻게 활용되고 있는지 알 수 있다.

실과

인터넷(소래 습지 공원 지도), 사진(소래염전). 빅

데이터 자료 수업 40분

2차시 준비 5분

우리 동네 미래직업 찾아보기

• 우리 동네 관련 자료를 통해 가능 한 것 같은 미래직업을 찾고 시각 화할 수 있다.

수학

우리 동네 관련 빅 데이터 자료.

데이터 마이닝 워드 클라우드, 직업카드,

허니컴보드 수업 40분

3차시 준비 5분

우리 동네 미래직업 소개하기

• 우리 동네 미래직업 소개를 위한 인포그래픽을 만들 수 있다. 미술

다양한 인포그래픽 자료, 이젤 패드 수업 40분

(8)

- 7 - 프로그

램명 학년 구분 소요시간 수업 개요

(학생활동 내용) 수업 목표 관련 교과 평가 준비물

빅 데이터를

통한 우리 동네 축제

만들기 초등 학교 6학년

1차시 준비 5분

빅 데이터로 우리 동네 축제에

다가가기

• 빅 데이터의 개념과 빅 데이터의 활용에 대해 이해한다.

• 다양한 자료와 정보의 수집방법을 이해하고, 데이터 자료를 토대로 축제의 주제를 선정할 수 있다.

실과 수학 국어

인터넷, 컴퓨터, 학생용 활동지 수업 40분

2차시

준비 5분 빅 데이터 분석으로 지역축제 탐구하기

• 빅 데이터 마케팅에 대한 탐색 및 데이터를 분석하여 활용하는 방안 을 탐구할 수 있다.

실과 수학 국어

인터넷, 학생용 수업 40분 활동지

3차시 준비 5분

우리가 만들어가는 우리 동네 축제

• 우리 동네 축제 만들기 제안서 작 성을 위해 다양한 자료와 정보를 수집, 정리, 분석, 활용하고, 자료와 정보를 효과적으로 처리할 수 있다.

• 데이터 분석을 활용하여 우리 동네 축제 제안서를 작성할 수 있다.

수학 국어 미술

인터넷, 학생용 활동지 수업 40분

빅 데이터를

통한 우리 동네

생태하천 가꾸기

중학교 1~2학년

1차시 준비 5분

micro:bit로 무엇을 할 수 있을까?

• micro:bit를 이해하고 사물인터넷에 활용할 수 있다.

• 우리 동네 하천의 수질을 측정하기 위한 micro:bit의 기본 활용 능력을 갖춘다.

정보

인터넷, 컴퓨터, 학생용 활동지, micro:bit 보드, USB 케이블 수업 45분

2차시

준비 5분 우리 동네 하천의 물은 얼마나

맑을까?

• micro:bit를 이용하여 우리 동네 하천의 탁도를 측정하고 Data Mining을 할 수 있다.

정보 수학 사회

인터넷, 컴퓨터, 학생용 활동지, micro:bit 보드, 탁도센서, 점퍼

케이블 수업 45분

3차시

준비 5분 우리 동네 하천에는 어떤 생물이 살고

있을까?

• 자연관찰 프로젝트를 통해 우리 동네 하천에 사는 생물들에 대해 알아보기

정보 과학 사회

무선 인터넷, 스마트폰, 학생용 수업 45분 활동지

4차시

준비 5분 하천에서 측정한 데이터를 시각화해

봐요.

• 우리 동네 하천에서 수집된 수질 측정 데이터의 시각화를 통해 정 보를 효과적으로 전달한다.

정보 수학 미술

5차시

준비 5분 우리 동네 하천을 생태 지도로

그려봐요.

• 생태정보를 담은 우리 동네 하천의

생태지도를 그릴 수 있다. 과학 사회 미술

6차시

준비 5분 우리 동네 생태하천에서는 무엇을 할까요?

• WiFi Sensing 기술을 통해 생태하 천을 찾아오는 사람을 확인할 수 있다.

• 다양한 시각화 기법을 통해 빅 데 이터를 표현할 수 있다.

국어 수학 정보 미술 과학

인터넷, 컴퓨터(노트북),

학생용 활동지 수업 45분

7차시

준비 5분 누가 우리 동네 생태하천을 찾아올까요?

• 얼굴인식 기술을 통해 생태하천을 찾아오는 사람을 확인할 수 있다.

• 걸음걸이 인식 기술을 통해 생태 하천을 찾아오는 사람을 확인할 수 있다.

국어 수학 과학 기술가정

8차시

준비 5분 우리 동네 생태하천을 멋있게

디자인해 보자!

• 공공 디자인을 적용하여 생태하천을 디자인 할 수 있다.

• 생태하천에 들어갈 시설에 유니버설 디자인을 적용해 디자인 할 수 있 다.

국어 수학 미술 과학

9~10 차시

준비 5분 우리 동네 생태하천 다리를 만들어

보자!

• 공공 디자인을 적용한 생태하천 다리를 디자인 할 수 있다.

• 다리에 가해지는 힘을 분산시킬 수 있는 방법을 설명할 수 있다.

국어 수학 정보 미술 과학 기술가정

- 8 -

라. 프로그램 개요(예시)

1) 초등학교 차시대체용 프로그램명 : 빅 데이터를 통한 우리 동네 아이보호하기

가) 주제개요

어린이는 신체적으로 키가 작고 어른에 비해 시야가 좁기 때문에 위험한 상황 에 노출되기 쉽지만 어디서 소리가 나는지 금방 깨닫기 어려워 위험을 알리는 소리를 듣고 안전한 쪽으로 피하기가 어려운 경우가 많다. 또한 어린이는 어른 과 다른 생각이나 판단을 하는 경우도 종종 있다. 가령 차량의 움직임 여부를 잘 판단하지 못한다거나, 자신이 운전자를 볼 수 있으면 운전자도 자신을 볼 수 있을 것이라 여기고 차가 멈춰줄 것이라고 판단하는 것들이 이에 해당한다.

이러한 부분에서 학생들이 안전하게 학교생활을 하며 등하교를 하기 위해서는

사전에 해당되는 내용과 절차를 이해하고 미리 실천해 보는 경험이 필요하다고

생각한다. 그래서 학교와 동네에서 생활하면서 자신이 가지고 있는 기존의 경험

을 글과 그림으로 함께 파악하고 다른 학생들과 공유하여 우리 동네의 정확한

실태를 파악하는 부분이 필요하다. 이러한 과정에서 동네의 모습을 보다 더 자

세하게 관찰할 수 있으며, 관찰하는 과정에서 탐구하는 능력도 기를 수 있다고

생각된다. 또한 우리 동네의 모습뿐만이 아니라 다양한 동네에서 일어나는 일에

대한 정보를 파악하고 분석하는 과정이 필요한데 이 때 사전에 분석한 안전사고

와 관련된 빅 데이터 활용이 필요하다. 안전과 관련된 빅 데이터를 같이 탐색하

고 학생 수준에 맞는 분석을 통하여 내 삶에서 직접 적용할 수 있는 부분을 찾

는 과정이 필요하다고 판단된다. 그리고 빅 데이터 분석과 같은 경험을 실제 수

학 시간 분류하기 및 표와 그래프로 나타내기 주제와 연계하여 ‘내가 컴퓨터가

되어 빅 데이터 분석하기’ 하는 가상의 경험을 하고 이를 통하여 빅 데이터의

간단한 원리를 이해하고 빅 데이터의 특징을 파악하는 기회를 가질 수 있다고

생각된다. 나아가 이렇게 파악한 정보를 머리로만 기억하는 것이 아니라 실제

현장에서 또는 실제 현장과 유사한 상황을 가정하여 표현하고 실천하는 활동을

통하여 정말 생활 속에서도 학생들이 우리 동네에서 안전하게 생활할 수 있는

능력을 키워줄 것이라 판단된다.

(9)

나) STEAM 준거틀

주제

학습 목표

내용 목표

• 나와 우리가 겪은 사실을 바탕으로 우리 동네 위험요소를 찾고 공유할 수 있다.

• 빅 데이터를 활용하여 얻게 된 정보와 우리 동네 정보의 같은 점과 다른 점을 찾고 우리 동네의 위험요소를 예측할 수 있다.

• ‘내가 만약 컴퓨터가 되어’ 빅 데이터를 분석 하는 과정을 구체물을 활용하여 위험이 되는 것과 그렇지 않은 것으로 분류할 수 있다.

• 빅 데이터로 분석한 내용을 다양한 방법으로 분석하는 것처럼 분류한 내용을 바탕으로 표나 그래프로 표현할 수 있다.

• 빅 데이터의 특징을 찾고 장점을 파악할 수 있다.

• 알게 된 우리 동네 위험 요소를 바탕으로 안전하게 생활하기 위한 방법을 탐색할 수 있다.

• 탐색한 방법을 실제 생활에서 실천할 수 있는 방법 찾고 실천할 수 있다.

라) 평가 계획

○

수행⋅관찰 평가 계획

○

수행⋅관찰 평가 기록지

평가 영역

번호 이름

창의적 설계 감성적 체험

우리 마을의 위험요소

찾기

집중과 끈기 흥미와

참여도 창의성

평가

영역 평가항목 평가 척도

상 중 하

창의적 설계

우리 마을의 위험요소

찾기

빅 데이터와 자신의 경험을 활용하여 우리 마을에서 위험한 요소를

찾고 이유를 설명함

자신의 경험을 통하여 우리 마을에서 위험한

요소를 찾음

우리 마을에 위험한 요소가 무엇인지 찾지

못함

학생들이 자주 사용하는 교통수단 정보를 수집하여 그래프로

정확히 표현함

학생들이 자주 사용하는 교통수단 정보를 보고

그래프로 표현함

학생들이 자주 사용하는 교통수단 정보를 보고

이해하지 못함

우리 마을 지도에서 위험한 곳에 발생할 수

있는 사고를 예측하고 대처법을 설명함

우리 마을 지도에서 위험한 곳에 발생할 수

있는 사고를 예상함

마을 지도에서 위험한 곳을 찾지 못하고 대처법을 생각하지 못함

평가

영역 평가항목 평가 척도

우수함 다소 노력이 필요함 많은 노력이 필요함

감성적 체험

집중과 끈기

과제에 대한 집중력이 좋으며 과제를 끈기 있게

해결함

과제에 대한 집중력은 있으나 끈기가 부족함

과제에 대한 집중력과 끈기가 부족함

흥미와 참여도

새로운 내용을 배우고 싶어 하며 도전 과제 해결을 위해 적극적으로

참여함

새로운 내용에 대해 약간의 흥미가 있으며 도전 과제 해결 과정에

어려워하지만 참여함

새로운 내용에 대해 흥미가 거의 없으며 도전

과제 해결 과정에 거의 참여하지 않음

창의성

문제를 해결하는 과정에서 유창성, 융통성,

독창성, 정교성이 두드러지게 나타남

문제를 해결하는 과정에서 유창성, 융통성, 독창성, 정교성이 가끔씩

나타남

문제를 해결하는 과정에서 유창성, 융통성,

독창성, 정교성이 거의 나타나지 않음

(11)

○

학생 자기/동료 평가 계획

평가 방법

평가

영역 평가기준 평가 척도

상 중 하

자기 평가

감성적 체험

즐거운 마음으로 적극적으로 활동에 참여하였는가?

다른 학생에게 위험요소와 관련된 의견을 묻고 답하였는가?

창의적 설계

빅 데이터에 의한 정보와 생활 속 경험으로 알게 된 정보를 적절히 활용하여 문제 를 해결하였는가?

우리 동네 위험요소를 그래프나 단어구름의 방법을 활용하여 정확하게 표현하였는 가?

동료 평가

창의적

설계 친구가 만든 안내책을 읽어보고 추가하면 좋을 아이디어를 제공하였는가?

Ⅳ. 연구 결과

본 프로그램을 적용하기 이전에 실시한 설문을 통해 수학 과학 과목에 대한 학생들의 인식은 어려운 과목이라는 것을 확인하였다. 수학 과학 과목에 대한 이러한 인식은 그동안 뛰어난 역량을 갖춘 학생들의 이공계로의 진학 기피 현상을 초래하는 한 요인 으로 작용하기도 하였다. 그동안 수학, 과학 성적이 OECD 상위권에 위치하고 있으나 수학, 과학에 대한 흥미도나 학습 동기가 하위권에 머물러 있어 이를 개선하기 위해 창의·인성, 감성·예술이 과학, 수학과 융합되는 새로운 형태의 교육 프로그램의 중 요성이 대두되어 왔다. 현대 사회에서는 단지 과학의 요소뿐만 아니라 과학의 요소들 을 어떻게 연관시키고 통합시키는가의 여부가 중요한 산업 경쟁력의 조건이므로 과 학, 기술 지식의 내용을 배우는 것에서 한걸음 더 나아가 이들 지식을 융합하고 통합 하는 능력을 기르기 위한 교육이 필요하다는 것을 개발된 프로그램의 학교 현장 적용 과정을 통하여 확인하였다. 4차 산업혁명시대의 핵심 요소인 인공지능과 빅 데이터가 우리 사회에서 핵심 화제로 부각된 것은 최근의 일이다. 따라서 교과 교육과정을 통 해 인공지능과 빅 데이터가 사회에 미치는 중요성을 학생들에게 교육하는 프로그램은 거의 없었다고 해도 과언이 아니다. 2018학년도부터 중, 고등학교 학생들에게 적용되 는 2015 개정 교육과정상에서도 이에 대한 내용은 많이 부족한 상태이다. 2015 개정 교육과정상의 인공지능과 빅 데이터와 관련된 단편적인 내용을 극복하고 학생들에게 인공지능과 빅 데이터를 효과적으로 교육시켜 학생이 주체가 되어 스스로 계획하고 학습하며 미래를 개척할 수 있는 능력을 키울 수 있는 새로운 교육 프로그램의 필요 성 대두되고 있다. 본 연구에서는 이를 바탕으로 인공지능과 빅 데이터에 대한 중학 교 자유학기제용 및 수업대체용과 고등학생 수업대체용 프로그램을 개발하게 되었다.

이는 단순 지식 보다는 상상력, 과정, 감성적 기능이 더 중요시되는 시대로의 교육 패 러다임의 전환이 이루어지고 있는 상황에서 창의력, 상상력, 문화예술교육이 융합되는 새로운 교육프로그램으로 적용될 수 있을 것이다.

Ⅴ. 기대효과

1. 학생 측면

빅 데이터와 관련된 학문분야 주제별 융합형 STEAM 프로그램을 통해 학생들에게 다 음과 같은 변화를 유발시킬 수 있을 것이라고 판단된다.

가. 창의력과 문제해결력을 향상시킬 수 있다.

나. 우리 주변에서 쉽게 접하는 문제를 해결할 때 융합적 사고를 촉진할 수 있다.

다. 협동 정신을 함양하고 서로를 존중하고 배려하는 인성을 기를 수 있으며, 더불 어 생각하고 행동하는 일의 가치를 촉진할 수 있다.

라. 사회 속에서 접하는 문제를 자연스럽게 융합적 사고를 통해 능동적으로 해결 할 수 있는 역량을 배양할 수 있다.

마. 학생들의 융합적 사고 능력이 향상되고, 협력 학습을 통해 더불어 생각하는 인 성을 기를 수 있다.

바, 과학적 탐구과정과 의사소통의 과정을 촉진할 수 있다.

사. 전문가와의 소통을 통한 활동으로 자신의 진로와 연계된 구체적 방향을 선택 할 수 있다.

2. 교사 측면

빅 데이터와 관련된 학문분야 주제별 융합형 STEAM 프로그램을 통해 교사에게 다음 과 같은 역량을 향상시키는데 도움이 될 것이라고 기대한다.

가. 수학과 과학에 대한 STEAM 교육을 정확히 이해하고, 이를 수행할 수 있는 마 인드를 가지게 될 수 있다.

나. 기존의 단순하게 조립된 혼합물로서의 교수학습 자료가 아닌, 진정한 의미로 용 해된 화합물로서의 교수학습 자료를 개발함으로써 교수-학습 자료 개발 능력을 기를 수 있다.

다. 적극적인 교과 간 학문적, 활동적 교류를 통해 공교육의 발전을 위한 교류 관계 를 가지고, 이를 통한 양성적 이점을 인정하여 더욱 활발한 교사 활동을 기대해 볼 수 있다.

라. 교사 자원을 하나로 묶을 수 있는 여건과 방법 제시를 통해 시너지 효과를 만 들 수 있으며 공교육을 더욱 내실 있게 다질 수 있는 환경을 조성시킬 것으로 기대할 수 있다.

(12)

목 차

1. 연구 개요

··· 1

2. 연구 개요

가. 연구의 중요성 및 필요성 ··· 1

나. 국내외 연구현황 ··· 2

3. 연구의 목표

가. 정성적 목표 ··· 5

나. 정량적 목표 ··· 6

4. 연구 내용 및 방법

가. 연구내용 ··· 6

나. 연구방법 ··· 7

다. 연구 추진일정 ··· 8

5. STEAM 프로그램 개발 결과

가. 프로그램 개발 방향 ··· 9

나. 프로그램 구성 틀 ··· 10

다. 프로그램 총괄표 ··· 12

라. 프로그램 개요 ··· 14

6. 시범 적용 학교 운영 결과

가. 시범 적용 학교 운영 총괄표 ··· 46

나. 시범 적용 만족도 조사 결과 ··· 46

다. 시범 적용 태도 검사 결과 ··· 46

라. STEAM 프로그램 운영이 학교 현장에 미친 영향 ··· 48

7. 연구의 의의 및 기대성과

가. 연구의 의의 ··· 49

나. 기대성과 ··· 50

8. 참고문헌

··· 51

[붙임] 최종 결과물 시범학교 운영 결과 ··· 53 [별첨] 최종 결과물 (프로그램별 교사용 지도서, 학생용 활동지, 교사용 PPT 및 첨부자료)

- 1 -

1. 연구 개요

본 프로그램은 빅 데이터에 관련된 중학교 자유학기제 및 초등학교 차시대체형 융 합인재교육(STEAM) 프로그램 개발 및 적용에 관한 연구이다. 프로그램 개발은 학생들이 인문사회, 예술 분야와 수・과학 분야를 융합할 수 있도록 하고 간학제 적으로 여러 학문 분야를 활용하여 자기 자신, 공동체, 사회가 직면한 문제를 해 결할 수 있는 융합적 역량을 가진 인재로 성장할 수 있도록 학문분야 주제별 융 합형 프로그램을 제작한다.

2. 연구의 필요성

가. 연구의 중요성 및 필요성

1) ICT 기술의 발전과 함께 등장한 스마트 기기의 확산, 소셜네트워크서비스 (SNS)의 활성화, 사물인터넷(IoT)의 보급 등으로 인해 빅 데이터 기반은 더욱 확대되고 있으며, 이들로부터 생성되는 방대한 양의 데이터들을 저장하고 처리 하는 기술 또한 진보

2) 원유를 어떻게 가공하느냐에 따라 만들어낼 수 있는 제품의 종류가 무궁무진 하듯이, 21세기의 원유라고 정의되고 있는 빅 데이터는 어떻게 활용하느냐에 따라 이전에는 미처 발견하지 못했던 수많은 새로운 가치들을 창조

3) 현대 사회에서는 단지 과학의 요소뿐만 아니라 과학의 요소들을 어떻게 연관 시키고 통합시키는가의 여부가 중요한 산업 경쟁력의 조건이므로 과학, 기술 지식의 내용을 배우는 것에서 한걸음 더 나아가 이들 지식을 융합하고 통합 하는 능력을 기르기 위한 교육 필요

4) 학생이 주체가 되어 스스로 계획하고 학습하며 미래를 개척할 수 있는 능력을 키울 수 있는 새로운 교육 프로그램의 필요성 대두

5) 단순 지식 보다는 상상력, 과정, 감성적 기능이 더 중요시되는 시대로의 교육 패러다임의 전환이 이루어지고 있어 창의력, 상상력, 문화예술교육이 융 합되는 새로운 교육프로그램 필요

6) 과학이 어려운 과목이라는 인식이 팽배해 있어 역량이 뛰어난 학생이 이공계

로의 진학 기피 현상이 여전히 존재하고 있어 우수 과학기술 인재의 육성에

어려움 존재

(13)

나. 국내외 연구현황

1) 국내

가) 창의적 융합인재를 양성하기 위해 STEAM 교육 강화

(1) 과학기술에 대한 흥미와 이해를 높이고 통합적 사고와 문제해결 능력을 배양할 수 있도록 학습내용을 핵심역량 위주로 재구조화

(2) 체험․탐구활동 및 과목 간 연계를 강화하고 예술적 기법을 접목할 것과 수학・과학 교과별 교육과정 개정 시 반영

나) 융합적 소양(STEAM Literacy)을 갖춘 인재를 양성하는 교육의 필요성의 대두 STEAM 교육 총론 연구에서 창의적 설계(Creative Design)와 감성적 체험

(Emotional Touch)을 통해 과학기술과 관련된 다양한 분야의 융합적 지식, 과정, 본성에 대한 흥미와 이해를 높여 창의적이고 종합적으로 문제를 해결할 수 있는 방안 제시

다) 2011년 STEAM 교육 정책의 도입과 한국과학창의재단의 사업 관리・수행 2011년에 전국의 초․중등학교를 대상으로 16개의 연구(시범)학교와 47개의

교사연구회에서 시범적으로 운영

라) 2012년 국가과학기술심의위원회 심의를 거쳐서 ‘제2차 과학기술 인재 육성․지원 기본계획(2011~2015)’을 위한 2012년도 실행계획 확정

(1) 초․중등 분야에서는 ‘STEAM 리더 스쿨’ 80개 학교를 지정하여 운영 함으로써 2012년부터는 STEAM 교육의 확대를 위한 기반을 마련 (2) 융합형 과학교과서와 STEAM 콘텐츠를 개발․ 보급하고, 30개교에 미래형

과학 교실인 스마트 교실을 구축

(3) STEAM 사업의 2차년도인 2012년에 STEAM 교사 연구회를 대폭 확대하여 15 개를 선정함으로써 초․중등학교의 STEAM 교육을 2011년보다 3배 규모로 확대 마) 2012년 한국과학창의재단 STEAM 교육의 정책 사업 발표

(1) 전국에서 초등학교 42개, 중학교 25개, 고등학교 13개로 총 80개교의 STEAM 리더스쿨 운영(STEAM 리더스쿨은 S, T, E, A, M에 관련된 교과 시간의 20% 이내에서 STEAM 교육과정을 편성하여 운영하고, 월 1회의 STEAM 창의적 체험활동을 운영한 다음 일반화의 시사점을 모색) (2) STEAM 교사연구회 150개 지원(STEAM 교사연구회는 교사와 과학기술 및

예술 전문가로 구성하여 현장 적용성이 높은 수업 모델을 개발하며 전 문가의 협력 및 자문을 받는 구조로 설계)

(3) STEAM R&E 지원(STEAM R&E는 과학중점학교, 과학고, 과학영재학교를 대상으로 학생들이 실생활에서 스스로 문제를 찾아 연구를 하는 과제로

설계되었고, 과제당 1,000 만원 이내로 지원)

(4) 교사들을 대상으로 한 다양한 STEAM 연수 프로그램 운영(STEAM 개념 전파를 위한 원격연수, 시·도 교육청에서 실시하는 STEAM 수업역량 배양을 위한 기초연수, 첨단과학교사연수센터와 연계되어 운영하는 심화 연수 진행

2) 국외 가) 미국

(1) 미연방교육부 2010 교육기술계획(National Education Technology Plan) 수립 및 대통령 과학기술자문위원회의 미국 초중고생들의 과학, 기술, 공학, 수학 (STEM) 교육 향상을 위한 계획 공표

(2) “Educate to Innovate” 노력의 한 부분으로 아이들과 학생들에게 발 명과 발견의 놀라움에 대한 메시지를 주거나 교사 지원 커뮤니티를 만 들고, 과학적 탐구와 도전을 위한 게임을 설계하는 등 미디어, 인터렉 티브 게임, hands-on 러닝, 커뮤니티 자원봉사 등의 분야에서 공공기업과 사기업의 역량을 충분히 이끌어낸 다양한 시범사업을 계획

(3) STEM 교사 10만 명을 육성하고 IT 활용을 통한 교육환경 혁신, STEM 중점 학교 1,000개 조성 등이 추진 및 연방정부의 전폭적인 재정 지원 (4) 국립과학재단(NSF)에서 운영하는 대학교 STEM 프로그램(TUES, Transf

orming Undergraduate Education in STEM)을 통해 대학교 STEM 교육을 개선하려 하고 있으며 새로운 문제 해결 방식을 이용하여 대학교 교육의 변화를 위해 노력

(5) 대학교 STEM 교육에 관련하여 ‘Making a Case for Case Studies’의 프로젝트가 Mississippi 대학에서 진행되었으며, 교수 기술에 관련하여

‘Community Building in the Geosciences’, ‘ Innovative Approaches to Chemistry’, ‘Supporting Leadership Development’ 등의 프로젝 트가 TUES의 지원을 받아 진행

(6) K-12 STEM 교육 개혁 제안에서 유능한 STEM 교사들의 특성으로 학 생들의 지적 호기심을 충족시켜줄 수 있는 전공 분야 및 STEM 분야에 대한 전문적 지식이 필수이며, 단순한 문제해결 또는 단답형 답변보다는 원리를 꿰뚫는 통찰력(insight)을 제공할 수 있는 능력이 필요하다고 강조 (7) NSTA(National Science Teacher Association)의 STEM 및 STEAM 관련

워크숍과 프로그램 개발에 대한 발표 활성화

(가) Mentoring STEM middle School Teachers(중학교 교사들에게 STEM

교육을 지도함으로써 교사들이 직접 학생들을 가르칠 수 있는 모델을

개발)

(14)

- 4 -

(나) A New Model in STEM Preparation for Elementary Education(초등학교 에서 STEM을 지도할 때 도움이 되는 교수모형을 개발하여 제시) (다) Engineering the Future: A Practical Approach to STEM for High Sc

hool Students(초, 중, 고등학교 학생 교육 프로그램, 교사 연수 프로 그램 등을 다양하게 제시)

나) 영국

(1) 2002년부터 공교육과 접목하여, ‘크리에이티브 파트너십(CP)’ 프로그램을 추진. 과학과 혁신에 대한 틀 계획을 수립하여 STEM 교육에만 3억 5000만 파운드 지원

(2) 과학기술정책 및 과학교육개혁 정책 추진

(가)‘과학과 혁신을 위한 기본틀 2004-2014’을 통해 영국이 세계 수준의 선도자 역할을 수행하기 위해서는 STEM 교육 정책이 필요함을 표명 (나) 과학 영역 초·중등학교 및 대학교육 교원의 질 향상, 과학 영역 고등 학교 졸업자격(GCSE)의 질적 향상 및 양적 증가, 대학교육에서 과학, 공학, 기술을 전공으로 선택하는 학생 수 확대, 연구개발 직종을 추 구하는 우수학생들의 비율 확보, 대학 교육에서 과학, 공학, 기술을 전공하는 소외 계층의 비율 확보 등을 제안

(3) 영국 교육기술부(DfES)의 STEM 정책 강화 (가) 우수한 인재들을 STEM 영역으로 유입

(나) 대중의 STEM 소양을 증진(학습자와 학습을 제공하는 학교, 대학, 직장 등에 가장 강력한 영향을 주는 방향에 중점을 두며, 핵심 자료를 효 과적으로 전달할 수 있는 교육네트워크를 통해 구현

(4) The National HE STEM Programme 프로그램

대학교 학부과정에서 STEM관련 과목의 활성화를 위해 2009년에 시작 되었으며, 특히 물리학, 화학, 공학 및 수학과목을 집중 육성하기 위해 영국 잉글랜드 고등교육재정심의회(HEFCE, Higher Education Funding Council for England)와 영국 웨일즈 고등교육재정심의회(HEFCW, Higher Education Funding Council for Wales)가 공동으로 3년간 약 2,100만 파운드의 예산 출자

다) 프랑스

(1) 라맹알라빠뜨(La main à la pâte) 프로그램

(가) 학생들이 호기심, 창의성, 비판적 자세를 기르게 하는 것을 목표로, 조사, 탐구활동, 실험과 추론, 토론 등의 과정을 수행할 수 있도록 실험 자료와 도구, 그리고 교사연수 프로그램을 제공

- 5 -

(나) 프랑스 교육의 지향점을 보여주는 대표적인 체험형 과학교육 프로그램 으로 1996년에 프랑스 과학한림원, 프랑스국립교육학 연구소 및 프랑스 교육부가 함께 개발해 처음 실시한 이후 2002년 프랑스 교육부의 과학교육 개혁 과정에서 학교 교육에 정식으로 도입되어 현재 프랑스 초등부 과학활동 교사 중 30% 이상이 이 프로그램을 과학수업에 활용 (다) 국가적인 지원 속에서 문화예술 단체와의 협력을 통해 문화예술

프로그램의 지원

(2) 학교 밖에서 문화예술교육을 매개로 학교와의 연계를 찾으려는 문화기반 시설들의 적극적인 노력

(가) 질 높은 현대미술 전시 및 학교-지역연계 교육프로그램을 적극적으로 진행하고 있는 르플라토(Le Plateau)

(나) 영화와 전시를 매개로 하는 다양한 어린이 청소년 대상 교육 프로그램을 기획 운영하는 시네마테크 프랑세즈

(다) 오감을 활용한 음악관련 전시를 교육프로그램과 연계해서 진행하는 시테드라뮤직(Cité de la musique 음악박물관)

(라) 학교-예술가 연계 및 협력 프로그램을 국내・외적으로 기획하고 있는 움직임과 이미지의

(마) 예술연구교육센터(Maison du Geste et de l'Image - Centre de reche rche et d'éducation artistique)

(바) 멀티미디어 창작/교육센터 르퀴브(Le Cube)(프로그램 기획담당자의 전문성과 문화예술 관련 단체들의 적극적인 협력을 통해 학생들의 문화예술 분야의 융합교육을 이루어 나가기 위한 다양한 프로그램을 제공)

3. 연구의 목표 가. 정성적 목표

1) 학생들의 다학제적, 간학제적으로 관련 학문 분야를 활용하여 자기 자신, 공동체, 사회가 직면한 문제를 해결할 수 있는 융합적 역량을 가진 인재로 성장할 수 있도록 학문분야 주제별 융합형 프로그램 제작

2) 학생들이 실험정신과 개척정신을 가지고 기존의 학문체계를 토대로 새로운 것을 발명, 개발할 수 있는 창의적인 사람으로 성장하는 데 도움이 되는 학 문분야 주제별 융합형 프로그램 제작

3) 자신에 대한 바른 정체성과 타인과 사회에 대한 배려, 사회적 책무의식을

가진 학생으로 성장하는 데 도움이 되는 학문분야 주제별 융합형 프로그램

제작을 제작

(15)

4) 중학생용인 경우 빅 데이터가 4차 산업혁명 시대의 핵심 이슈가 되는 산업이 라는 사실을 프로그램을 통해 경험하고 이를 바탕으로 자신의 진로설계에 이용할 수 있도록 학문분야 주제별 융합형 프로그램 제작

나. 정량적 목표

1) 중학교 자유학기제와 초등학교에서 시행될 새로운 교육과정을 위한 현장 적용성 높은 융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발 및 적용

가) STEAM 수업 모델 유형에 따른 수업 프로그램 연구⋅개발 및 적용 나) STEAM 교육의 효과 및 만족도 검증

다) STEAM 분야 진로 지도에 기여할 수 있는 프로그램 및 교재 개발 2) 수학-과학-미술-국어 교사가 팀을 이루어 중학교 자유학기제용 1주제 선정,

초등학교용 4주제 선정, 총 5주제의 프로그램 개발

3) 각 학교별, 주제별 3차시 및 10차시 현장 적용을 통한 문제점 발견 및 해결 방안 모색

4) 인문사회, 예술 분야의 소양과 수⋅과학 분야를 융합할 수 있는 학문분야 주제별 융합형 프로그램 제작

4. 연구내용과 연구방법

가. 연구내용

1) 학문분야 주제별 융합형 프로그램 개발 : 초등학생용

구분 수업대체용

적용프로그램

(3차시)

즐거운 동네 만들기(3차시)

미래직업 탐구하기(3차시)

빅 데이터를 통한 우리 동네 축제

만들기(3차시)

프로그램

교사용 지도서 1종 학생용 활동지 1종 교사용 수업 PPT 1종 대상 학년 초등학교 2학년 초등학교 3학년 초등학교 5학년 초등학교 6학년

2) 학문분야 주제별 융합형 프로그램 개발 : 중학생용

구분 자유학기제용 및 수업 대체용

적용프로그램 빅 데이터를 통한 우리 동네 생태하천 가꾸기 (10차시)

프로그램

대상 학년 1~2학년

나. 연구방법

1) 인문사회, 예술 분야의 소양과 수⋅과학 분야를 융합할 수 있는 학문분야 주제별 융합형 프로그램을 제작한다.

2) 학생들의 다학제적, 간학제적으로 관련 학문 분야를 활용하여 자기 자신, 공동체, 사회가 직면한 문제를 해결할 수 있는 융합적 역량을 가진 인재로 성장할 수 있도록 학문분야 주제별 융합형 프로그램을 제작한다.

3) 학생들이 기존의 학문체계를 토대로 실험정신과 개척정신을 발휘하는 창의 적인 사람으로 성장하는 데 도움이 되는 학문분야 주제별 융합형 프로그 램을 제작한다.

4) 자신에 대한 바른 정체성과 타인과 사회에 대한 배려, 사회적 책무의식을 가진 학생으로 성장하는데 도움이 되는 학문분야 주제별 융합형 프로그램을 제작한다.

5) 학생들의 다학제적, 간학제적으로 관련 학문 분야를 활용하여 자기 자신, 공동체, 사회가 직면한 문제를 해결할 수 있는 융합적 역량을 가진 인재로 성장할 수 있도록 학문분야 주제별 융합형 프로그램을 제작한다.

6) 중학생용 프로그램의 경우 빅 데이터가 4차 산업혁명 시대의 핵심 이슈가 되는 산업이라는 사실을 프로그램을 통해 경험하고 이를 바탕으로 자신의 진로설계에 이용할 수 있도록 학문분야 주제별 융합형 프로그램을 제작한다.

7) 본 학문분야 주제별 융합형 프로그램 개발 연구의 적절한 진행과 산출 결 과의 효과적인 적용과 보급을 위해는 연구책임자를 중심으로 수학, 물리, 화학, 생명과학, 미술, 건축, 융복합, 공학 분야의 연구자와 교육과정 및 영 재교육 전문 연구진이 자신의 분야를 중심으로 학제 간 융합형 STEAM 교 육과정 내용을 구성한다.