2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서

(1)

2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서

2021. 11.

세명고등학교

(2)

과제명 2021년 STEAM 교사연구회 운영

구분

연구회 구성 유형 (택 1) 프로그램 개발유형 (택 1)

① 융합학습공동체형

(

○

)

1. 자유학기제형

( )

6. 학생 주도 참여형

( )

2. 첨단기술 및 ICT 교구 활용형

( )

7. 고교학점제 기반 학습형

( ○ )

3. 온라인 기반 학습형

( )

8. 예·체능 중심 활동수업형

( )

4. 지역사회 연계형

( )

9. 유·초등 연계형

( )

5. 교육소외계층 포용형

( )

^{10. 자율선택형} (학교 자체 개발 프로그램)

( )

② 글로벌형

( )

StarT 프로그램 참여를 통한 프로그램 개발

프로그램 정보

프로그램명 고등학교 과학 및 수학을 기반한 미술 수업용 STEAM 프로그램

신규 개발

○

기 개발

학교급 고등학교 대상 학년(군) 2학년

중심과목 미술 중심과목 성취기준 영역

[고등학교 1~3학년] 미술창작

12미창 01-05

아이디어를 스케치,모델링 등으로 시각화 할 수 있다

연계과목

수학 한국지리 지구과학 세계사

연계과목 성취기준 영역

수학 : 2. 삼각함수의 활용 한국지리 : 01. 자원의 특성과 지속가능한 이용 지구과학 : 좌표계

세계사 : 오늘날의 세계 21세기 인류가 직면한 과제들

연구기간 2021.4.29. ~ 2021.11.30.

신청금액 일금사백만원(￦4,000,000)

참여연구원 총 5

명 (연구책임자: 1명, 참여연구원

: 4명) 연구 수행자에 관한 사항

구분 소속(학교명) 직위 성명 담당과목

연구책임자 세명고등학교 교사 이상원 수학

참여연구원 세명고등학교 교사 박시영 지리

참여연구원 세명고등학교 교사 박희무 지구과학

참여연구원 세명고등학교 교사 임병용 역사

참여연구원 세명고등학교 교사 최수진 미술

2021년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 STEAM 교사연구회를 운영한 결과로써 본 보고서를 제출합니다.

2021년 11월 19 일

주관연구기관장 : 권 순 형 (직인)

연구책임자 : 이 상 원 (서명 또는 인)

(3)

“이 보고서는 2021년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

(4)

목 차

1. 요약문

··· 01

2. 서론

··· 01

3. 연구 수행 내용 및 결과

··· 02

가. STEAM 프로그램 개발‧적용 ··· 02

(1) 프로그램 개발 내용 ··· 02

(2) 프로그램 개발‧적용 결과 ··· 02

나. 성과 확산 및 실천 ··· 04

(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최 ··· 04

(2) STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과 ··· 04

다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사 ··· 04

(1) 수혜학생 태도 조사 ··· 04

(2) 교원 만족도 조사 ··· 04

4. 결론 및 제언

··· 05

(5)

- 1 -

1. 요약문

2025년 고교학점제 전면 도입으로 인하여 학생들의 교과 선택이 자신의 적성과 진로에 집중 하여 선택함으로 경험하지 못한 분야에 대한 지식이 상대적으로 부족한 상태에서 종합적인 사 고와 문제해결에 대한 종합적 역량 개발이 필요하다는 판단으로 교과 융합적 개념들을 수업화 하려는 노력으로 수업 프로그램 개발을 진행하여 학생들의 성취도 변화에 대한 연구를 수행하 였음.

각 학생들의 관심과 적성분야가 다름에 따라 같은 내용의 수업에 대한 표출 응용 방법과 어 느 분야에 대한 역량과 수업 만족도가 있었는지에 대한 연구를 진행하여 결과를 도출하였음.

고교 교육과정에서 진행하고 있는 수업량 유연화에 따른 학교별 융합교과 수업진행 프로그램 에 적용하려고 하였음.

태양광 전지에 대한 지식은 과학 분야의 물리학적 전문지식이 필요하나 탄소 제로를 위한 국 제적 협력이 증가하는 요즘 신재생에너지에 대한 관심과 환경보존과 에너지에 대한 사회적 이 슈들이 인류학적으로 접근하는 요즘 이것이 사회교과 과학교과 인문교과 및 미술교과에서 다 양하게 주제로 융합될 것이라는 연구교사 선생님들의 의견에 따라 수업 내용을 개발 적용하려 하였음.

각 교과에서 기존 성취도를 이용하여 교과 본연의 색깔을 유지하여 수업하였고 태양광 전지 에 대한 동일된 주제를 수학, 과학, 역사, 지리, 미술 과목에서 바라보는 시각으로 수업을 진행 하여 학생들의 수업 효과를 연구하였음.

2. 서론

◦ 창의융합 교육활동의 이론적 배경과 수업 기반 활동 체계 정립

- 미래교육 패러다임의 변화를 받아들이고 단위학교에서 진행시킬 교육과정 내용을 개발함.

- 학생들의 종합적인 사고력 함양을 위한 프로그램 개발 및 여러 교과 영역의 내용들을 융합한 수업모형을 개발함.

◦ 학생들의 학력신장과 연구 및 탐구 능력 향상을 위한 기본 지식 배양과 실험 실습 기회 제공을 교육과정 연구가 필요함.

- 과학과 수학의 이론을 미술교과에 융합한 개념 발전과 이를 실생활에서 적용된 부분을 정 리하고 관련 교과에 적용시켜 수업 설계에 적용한다.

- 향후 4차 산업시대에 필요한 융합형 인재양성을 위한 중등교육에서의 교육과정의

내용을 개발하고자 함.

(6)

3. 연구 수행 내용 및 결과

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 10차시

수업 적용 기간 2021.10 .4 . ~ 2021. 11. 19.

(STEAM 수업) 수혜학생 수 세명고등학교 192명(고등학교 2학년 전교생) 학생 태도검사 1차(사전) 검사 7월 00일, 6개 학급(200명) 실시완료

2차(사후) 검사 11월 22일, 8개 학급(192명) 실시예정 학생 및 교사 만족도조사 11월 15일 까지 실시 완료

논문 게재

* 해당하는 경우만 기입

학회명 게재여부 학술대회 참가

* 해당하는 경우만 기입

행사명 일자/장소 특허출원(국외, 국내)

* 해당하는 경우만 기입 출원명

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 고등학교 과학 및 수학을 기반한 미술 수업용 STEAM 프로그램 선행

프로그램명 “해당 없음

학교급 고등학교 대상 학년(군) 2학년

목표 수혜학생 수 192명

중심과목 미술 중심과목 성취기준 영역

[고등학교 1~3학년] 미술창작

12미창 01-05

연계과목

수학 한국지리 지구과학 세계사

연계과목 성취기준 영역

수학 : 2. 삼각함수의 활용

한국지리 : 01. 자원의 특성과 지속가능한 이용 지구과학 : 좌표계

세계사 : 오늘날의 세계 21세기 인류가 직면한 과제들

개발계획

주제 연번 차시

(시수) 과목 연계(안)

1 2 물리(2) + 수학(1)

2 2 미술 + 세계사

3 2 미술+ 한국지리

4 2 미술 + 과학

5 2 미술+ 세계사+지리+수학

(7)

- 3 -

가. STEAM 프로그램 개발‧적용

(1) 프로그램 개발 내용

(가) 일상에서 항상 접하는 태양 빛의 에너지 활용에 대한 과정에 대한 과학적 수학적 원리를 이해하고 에너지 관련 세계적인 역사와 사회적인 관점을 분석하며 산업에 응용하고 적용하여 디자인에 대한 지식을 얻고 스스로 디자인하는 실습을 하는 과정의 학습 프로그램을 개발함.

(나) 당초 12차시의 수업시간을 계획하였으나, 10차시로 수정변경함. STEAM 교과 이론 융합은 10차시로 진행하고 그 이후는 미술 창작 교과시간에 수행평가로 진행할 진도계획표의 변경에 따라 수정함.

(2) 프로그램 개발‧적용 결과

교수학습 지도안 개발

차시(시수)

프로그램명

프로그램 주제

운영

대상(학년

)

완료 여부

개발 수업적용 학생수

1,2 에너지 변천사 에너지와 역사 2 완료 완료 192

3,4 에너지와 생활 지리학에서의 에너지 2 완료 완료 192 5,6 태양광 전지

물리적 탐구와 수학적 해

석 2 완료 완료 192 7,8 태양과 천체

고도와 위도로 태양을해석함.

2 완료 완료 192 9,10 에너지와 디자인

태양에너지 구조물 디자인

2 완료 완료 192

합계 960

(3) STEAM 수업 적용 학생의 학교 생활기록부 기재 방법

교육과정 수업량 유연화에 따른 수업 운영을 적용하여 개인별 교과 세특사항에 입력

- 본교의 프로그램은 수학+과학+지리+역사+미술 등 융합교과 이기 때문에 학생이 STEAM

프로그램 수업에 참여하여 작성한 결과지 또는 수행평가 결과물을 바탕으로 그 학생의

수업 참여에서 나타난 역량들을 종합적으로 기록할 수 있음

(8)

나. 성과 확산 및 실천

(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최

회차 일시 장소 참석대상 주요내용

1차 ‘21.8.27 . 온라인 2학년전체 - STEAM 융합수업에 대한 설명

2차 ‘21.12.27.-29. 교내 1층 전체학생 - 태양에너지 구조물 디자인 전시 - STEAM 관련 홍보

(2) STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과

회차 일시 장소 참석자 상호 컨설팅 결과

1차 ’21.6.30.(수) 14:00~16:30

충청북도 자연과학 교육원

이상원 교사(연구책임자) - 각 학교 연구 진행 과정 공유 - 본교 연구 컨설팅 받음

2차 ’21.7.15.(목)

16:30~18:00 온라인 이상원 교사(연구책임자) - 연구 진행시 문제점 해결방법 상의-

다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사

(1) 수혜학생 태도 조사 2학년 6반 박철환 인터뷰

- 자신은 인문사회계열의 진로를 희망하는 학생이지만 과학분야에 평소 관심이 있었고 진로 변경도 고민하는 시기에 융합교과 수업을 미술 수업시간에 듣게 되었고 신재생 에너지와 관련된 사회적 이슈를 배우며 인류가 삶을 영위하여 나아갈 때는 여러 가지 사 회 보장적 장치인 법, 규법, 나라 등의 사회적 분야와 그 사회적 분야를 발전시킬 교육, 과학 분야의 발전등에 대하여 고민하는 계기가 되었고 수능 시험을 준비하는 경주마 같 은 자신의 고등학교 생활에서 신선한 분야의 수업을 받게 되었고 다양한 분야의 지식이 자신이 전공할 영역에 기본적으로 필요하다고 느낌.

(2) 교원 만족도 조사

STEAM 교사 연구회 참여 교사 의견 수렴

- 2021학년도 시간표 작성상 공교롭게도 학생들에게 STEAM 프로그램을 정규교과 수업시 간에 적용하는 행운을 얻은 것에 대하여 기쁨을 감추지 못함.

- 2022학년도에는 각 교과의 칸막이를 걷어내고 학생들에게 융합교과 수업을 진행할수 있을지 확신하지 못하는 안타까움이 생김

- 입시를 벗어난 자유로운 성취도 개발과 수업개발에 흥미와 만족도를 갖음.

(9)

4. 결론 및 제언

◦STEAM 교사 연구회의 경험이 쌓이면서 각자의 역할과 프로그램 개발 계획에

수준이 높아지고 적당한 범위 내에서 적용할 학년을 결정하고 파악하는데 쉽게 진행하였음

◦교사연구회 참여를 통한 STEAM 프로그램 개발·적용 관련 좋았던 점과 어려웠던 점 - STEAM 프로그램 개발·적용을 위하여 몇 개 반을 선정하여야 하는데 연구원들이 수업이 있는 반들이 같아야 교무업무 행정적으로 어려움이 없는데 그렇치 못하여 steam 적용 수업은 여러가기 절차을 거쳐서 시간을 마련하는 어려움이 있었지만 여러 교과 선생님들과 자주 상의를 하고 학생들을 여러 각도에서 바라보게 되는 계기가 마련하였음. 교과과 융합하는 것이 목적이 아니고 여러 방향에서 교육을 보고

새로운 아이디어가 나오는 것들이 큰 성과였음.

◦ STEAM 교사연구회와 해당 STEAM 수업 프로그램 발전을 위한 개선 방안 - 코로나 19로 인한 내부적 어려움이 있어 빠른 진행이 안되어 유감.

발생할 어려움을 효과적 으로 개선할 노력이 부족하여 다음 연구가 주어진다면 더 나은 연구진행과 개발이 이루워 질것으로 자신함.

- 학교 교육과정운영 계획에tj 진행할 수 있도록 연구회 지정 날짜를 전년도에 진행하였으면 하는 건의를 드립니다.

주 의 문

1. 본 연구의 주장이나 제언은 연구진의 견해이며, 한국과학창의재단의 공식 입장이 아닙니다.

2. 이 보고서 내용을 대외적으로 공개하거나 발표할 때에는 반드시 한국

과학창의재단과 사전에 상의하여야 합니다.

(10)

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

프로그램 명: 고등학교 과학 및 수학을 기반한 미술 수업용 STEAM 프로그램

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역

1 1~2/10 [12한지05-01] 자원의 특성과 공간 분포를 파악하고, 이의 생산과 소비에 따 른 문제점 및 해결 방안에 대해 모색한다.

[고등학교 2학년]

한국지리, 세계사

2 3~4/10 [12세지03-05] 세계 주요 에너지 자원의 특성과 분포 특징을 조사하고, 에너 지 생산 및 그 수요의 지역적 차이에 따른 국제적 이동 양상을 분석한다.

[고등학교 2~3]

세계지리

3 5~6/10 12수학Ⅰ02-03]

사인법칙과 코사인법칙을 이해하고, 이를 활용할 수 있다.

[고등학교 2,3 학년]

물리학Ⅰ, 지구 과학Ⅱ 4 7~8/10 [12미창 01-05 ]

5 9~10/10 [12미창 01-05 ]

아이디어를 스케치,모델링 등으로 시각화 할 수 있다 수행평가진행

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- 2 -

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 10차시)

차시 주요내용

1~2 /10

주제(단원)명 에너지 발달의 변천 세계사 + 자원문제와 지속가능한 이용

세계사와 지리 과목을 융합하여 수업을 전개함. 에너지의 변천에 대한 역사와 우리나라 자원에 관한 이론적인 부분을 학습한다.

Co, ET : 에너지고갈, 환경문제 및 이상기온에 따른 날씨변화 영상

CD : 재생에너지 관련 상황 학습, 지속가능한 에너지 찾기 등 시간을 가짐

3~4 /10

주제(단원)명 주요 에너지 지원의 분포와 국제 이동

세계지리 과목과 융합 주제로 수업을 전개함.

지리적 일반성과 보편적 원리에 대해 배우는 것이 중요한 부분이므로 탐구 수업이 유용할 수 있다. 에너지 자원의 국제 이동을 일으키는 주요 요인은 무엇인가? 등을 탐구 문제로 설정할 수 있다.

5~6 /10

주제(단원)명 태양광 전지의 물리적 해석과 수학적 표현의 의미 전달

태양광 전지의 이론적 배경을 설명하는 수업 전개 Co, ET :태양광 전지의 메카니즘 영상 시청 CD : 수학적 원리를 파악하는 활동을 가짐

7~8 /10

주제(단원)명 리터오브라이트 제작 기술과 원리 이해

에코디자인과 적정기술을 이해하고 태양광 에너지를 활용한 적정기술인 리터오브라이트를 디자인 하고 제작 해보기

9~10 /10

주제(단원)명 산업디자인의 세계사 + 디자인

태양광 에너지를 활용한 사례를 조사하고 탐색하여 이를 바탕으로 태양광 에너지를 사용하는 공공시설물을 디자인 해보기

CD : 미술 창작 교과 수행평가 영역에 포함하여 진행함.

(12)

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

1,2 차시

중심과목 한국지리 학교급/학년(군) 고등학교/2 학년 ※ 적용 대상 중심과목

성취기준 영역

[고등학교] 경제활동의 지역구조 지속 가능한 환경

중심과목 성취기준

[12한지05-01] 자원의 특성과 공간 분포를 파악하고, 이의 생산과 소비에 따른 문제점 및 해결 방안에 대해 모색한다.

주제(단원)명 자원 문제와 지속가능한 이용 차시 1~2/10

학습목표

자원의 생산 및 소비에 따른 문제를 파악하고, 지속 가능한 이용 방안을 제시할 수 있다.

신재생 에너지의 개발 및 이용 확대, 자원 재활용에 대한 사례를 제시할 수 있다.

신재생 에너지 생산과 소비에는 어떤 특징이 있는지 설명할 수 있다.

연계과목 지구과학 연계과목

성취기준 영역

[중학교 1~3학년] 사회

[고등학교] 주요 에너지 자원과 국제 이동

STEAM 요소

S T E A M 개발 의도

※ (개발 의도 및 교수·학습 내용 상세설명)

• 자원 및 다양한 산업에 대한 사실적 지식을 가지고 있는지를 파악할 수 있는 토론이나 보고서 쓰기, 발 표 등을 통하여 해당 주제와 관련한 문제 해결력이나 지리적 사고력, 종합 능력 등을 평가할 수 있다.

• 에너지 자원의 생산과 소비와 관련한 다양한 양상의 문제는 정확한 근거에 기반한 교수･학습이 이루어 질 수 있도록, 관련된 사례의 정확성과 공정성을 검토할 필요가 있다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

※ 자원의 지속 가능한 이용

※ 신ㆍ재생 에너지의 분포

※ 신ㆍ재생 에너지의 생산 원리

창 의 적 설 계

창의적 설계

ㆍ에너지의 역사 ㆍ에너지와 기후 변화 ㆍ신ㆍ재생 에너지

현황

ㆍ신재생 에너지 정책 ㆍ신재생 에너지

프로젝트

감 성 적 체 험 현대사회와 에너지 → 생활을

바꾸는 신ㆍ재생 에너지 → 세상을 바꾸는 신ㆍ재생 에너지 → 신ㆍ재생와 에너지 정책 → 신ㆍ재생와 에너지와 국제 관계

감성적 체험

(13)

- 4 - 학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 ( 10 분)

Co ^ET

• 우리 주변의 신재생 에너지 종류와 특징에 대하여 조사한다.

• 신ㆍ재생 에너지의 생산 원리에 대하여 탐구하여 발표한다.

https://www.youtube.com/watch?v=ncB7xe4Ur2w

동영상 다큐 S 프라 임.

Tip!

내일을 비추 는 신ㆍ재생 에너지

전개 ( 30 분)

• 우리나라의 자원문제에 대하여 문제점을 파악한다.

• 우리 나라 에너지 소비량과 에너지 해외 의존도를 분석한다.

• 우리나라의 신•재생 에너지의 공급 비중을 분석하여 설명할 수 있다.

- 우리나라 에너지 자원의 문제점은 자원의 해외 의존도가 높다는 특징이 있다 - 화석에너지의 해외 의존도가 점점 증가하고 있는 상황이다.

- 대책 : 해외 에너지 개발에 참여하고, 에너지 절약형 산업을 육성하고, 신ㆍ재생 에너지 개발에 노력을 기울인다.

• 우리나라 에너지 자원의 수업 의존도를 분석한다.

• 1차 에너지 대비 신•재생 에너지의 생산량의 변화를 분석한다.

- 1 차 에너지 대비 신•재생 에너지의 생산량이 빠르게 증가하고 있으나 아직은 미미한 수준

• ‘한국지리 교 과 서 128~129’

• 지리부도 활용

• 유튜브 활용

• 다음 지도

(14)

- 우리나라의 신•재생 에너지 생산의 분포에 대하여 분석하고 어떠한 특징이 있는지 발표한다.

- 태양과 발전과 태양열 발전의 원리의 차이 태양광은 탱양의 빛을 전기 에너지 변환

태양열은 태양의 열을 기계 에너지로 변환하고 이것을 다시 전기 에너지로 변환 - 태양광 발전과 태양열 발전의 사례 찾아보기

• 형성평가

1. 태양광 발전의 입지 조건은 기후적으로 어떻게 되는가?

2. 태양광 발전의 입지 조건에 과거에는 어떤 산업이 발달하였겠는가?

• 답 1. 소우지

(15)

- 6 - 3,4 차시

중심과목 세계지리 학교급/학년(군) 고등학교/2-3 학년 ※ 적용 대상 중심과목

[고등학교] 세계의 인문환경과 인문 경관

[12세지03-05] 세계 주요 에너지 자원의 특성과 분포 특징을 조사하고, 에너지 생산 및 그 수요의 지역적 차이에 따른 국제적 이 동 양상을 분석한다.

주제(단원)명 주요 에너지 지원의 분포와 국제

이동 차시 3~4/10

학습목표

주요 에너지 자원의 분포와 이동을 설명할 수 있다.

신재생 에너지의 개발 및 이용 확대, 자원 재활용에 대한 사례를 제시할 수 있다.

신재생 에너지 생산과 소비에는 어떤 특징이 있는지 설명할 수 있다.

연계과목 지구과학, 한국지리 연계과목

[중학교 1~3학년] 사회

[고등학교] 통합사회 미래와 지속 가능한 삶

STEAM 요소

S ※ S(과학), T(기술), E(공학), A(인문‧예술), M(수학) 중의 한 부분이 반드시 반영되어야 함 T

E ※ 전기공학, 전기 에너지

A ※ 인문, 사회, 예술 등 모든 Arts 포함 M

개발 의도 ※ (개발 배경과 목적(의도) 요약) 2~3 줄

• 에너지 문제는 경제, 정치, 사회 문제가 긴밀하게 연계되어 있다는 종합적인 관점에서 출발하며, 에너지 를 둘러싼 여러 쟁점들이 발생한다.

• 이 단원에서는 지리적 일반성과 보편적 원리에 대해 배우는 것이 중요한 부분이므로 탐구 수업이 유용 할 수 있다. 에너지 자원의 국제 이동을 일으키는 주요 요인은 무엇인가? 등을 탐구 문제로 설정할 수 있다.

• 이 단원은 세계시민으로서의 가치･태도 및 문화 다양성을 수용할 수 있는 소양을 갖게 하는 데에 학습 의 주안점이 있는 단원이다. 따라서 인간과 자연의 공존과 지속가능성을 추구하는 생태적 관점과 세계 시민으로서의 문화적 소양을 함양해 가고 있는지를 측정하는 것이 평가의 핵심이 된다.

상황 제시

상 황 제 시

※ 자원의 지속 가능한 이용

※ 신ㆍ재생 에너지의 분포

※ 신ㆍ재생 에너지의 생산 원리

창 의 적 설 계

창의적 설계 ㆍ주요 에너지 자원 ㆍ에너지와 기후 변화 ㆍ세계의 신ㆍ재생

에너지 현황 ㆍ세계의 신ㆍ재생

에너지 개발 ㆍ세계의 신ㆍ재생

에너지 프로젝트 ㆍ신재생 에너지와

공존

감 성 적 체 험 주요 에너지 자원의 분포와

국제 이동 → 자원민족주의

→ 자원문제 해결 방안 → 신ㆍ재생와 에너지 개발과 이용 → 신ㆍ재생와 에너지와 국제 관계 → 신ㆍ재생와 에너지 공존

감성적 체험

(16)

학습

및 유의점

도입 ( 10 분)

Co ^ET

• 신•재생 에너지 종류와 특징에 대하여 조사한다.

• 세계 전력 생산에서 신•재생 에너지가 차지 하는 비중을 분석한다.

https://www.youtube.com/watch?v=Jno8O7JiHEM https://www.youtube.com/watch?v=i8XGzmoA3dI

동영상 중국 신•재생 에너지 세계 의 굴뚝 오명 벗는다.(KBS 글로벌 리포 트)

Tip!

• 유튜브 활용

전개 ( 30 분)

• 지구의 위도별 일사량의 차이를 바탕으로 계절 별 낮의 길이를 분석한다.

• 위도별 강수량과 증발량을 조사하여 탐구 분석한다.

• 사막의 형성 원인을 탐구하여 분석 설명할 한다.

• 사막에 발달할 수 있는 신•재생 에너지가 무엇인지 파악하고 입지의 장점과 단점을 파악한다.

• 주요 에너지 자원의 발전 단가 변화를 조사하여 탐구 분석한다.

• 세계지리 교 과 서 96-99

한국에너지공 단-신재생에 너지센터http:

//www.knrec.

or.kr/knrec/i ndex.asp

에 너 지 신산업 http://www.e nergynewbiz.

or.kr/main

• 지리부도 활용

(17)

- 8 -

• 세계의 국가별 신•재생 에너지의 공급 비중량 비중을 분석하면 ?

- 세계의 여러 국가는 자국에 자연환경 및 인문환경을 고려하여 개발에 유리한 신•

재생 에너지를 생산 공급하고 있다.

- 태양광 에너지가 우리 생활에 활용되는 사례를 조사하기

- 세계 여러 지역에서 태양광 발전의 입지하기 유리한 곳을 찾아보자

정리 ( 10 분)

• 형성평가

1. 세계적으로 태양광 발전의 입지에 유리한 기후는?

2. 7 월에 지구에서 가장 많이 태양을 받는 위도는?

3. 사막은 태양광 발전의 입지에 유리한 장소이다. 세계적인 사막이 형성되는 원인을 4 가지 서술 하시오.?

- 답: 아열대 고압대 아래, 대륙내부, 한류가 흐르는 대륙서안, 탁월풍의 바람 그늘 지역

• 답 1. 건조기후 및 지중해성기후 2. 북회귀선 (북위 23.5°) 3. 전라남도

(18)

5~6/10 차시

중심과목 수학 학교급/학년(군) 고등학교/2 학년 ※ 적용 대상 중심과목

[고등학교] 삼각함수 사인 코사인 법칙

12수학Ⅰ02-03]

사인법칙과 코사인법칙을 이해하고, 이를 활용할 수 있다.

주제(단원)명 삼각함수를 이용한 면적구하기 차시 5~6/10

학습목표 § 중심각의 크기를 호도법으로 나타낸 부채꼴의 호의 길이와 넓이를 구할 수 있다.

연계과목 지구과학, 물리학 연계과목

[고등학교] 물리학Ⅰ :물질의 전기적 특징 지구과학Ⅱ: 행성의 운동

STEAM 요소

S 타원인 지구에 빛이 비추는 각과 양에 대한 지구학적 수학적 원리를 파악한다.

T 태양광 전지에 대한 물리학적 원리를 파악한다.

E A

M 삼각함수를 이용하여 햇빛이 비추는 면적을 구하여 본다 개발 의도

• 지구에 도달하는 태양의 빛의 양을 계산 할 수 있는가? 또 계절에 따라 시간에 따라 태양의 고도에 따라 태양 빛의 양은 어떻게 달라 질수 있는가를 따저 보는 학습지도안 개발.

• 지구에 도달하는 태양광은 어떻게 전기를 이르켜 에너지로 쓸수 있는가에 대한 학습지도안

상황 제시

상 황 제 시

※ 태양 빛이 비추는 양을 계산하기

※ 계절별 지구의 공전에 따른 변화

※ 삼각함수 및 적분 을 이용한 면적 계산 구상

창 의 적 설 계

ㆍ지구과학적 접근 ㆍ물리학적 접근 ㆍ태양전지의 물리적 과학적 원리 접근

감 성 적 체 험 지구에 들어오는 태양의 양을

계산 하기 위하여 위도에 따른 태양빛이 비추는 면적 을 계산해 보기

감성적 체험

(19)

- 10 - 학습

및 유의점

도입 (10 분)

Co ^ET

낮의 길이는 겨울에 짧고 여름에 길다.

즉 일조시간은 겨울에 짧고 여름에 길다.

일사량을 일조시간과 고도에 의해 결정된다.

겨울에 일조시간이 짧고 남중고도가 낮고 여름에 일조시간이 길고 남중고도가 높다.

고도가 높을수록 단위시간(1 초) 동안에 단위면적(1 ㎠)에 가장 많은 에너지가 도달 된다.

햇빛에 수직인 면에 빛이 도달되게 한다면 단위시간 동안에 최대의 에너지를 얻을 수 있다.

그럴려면 ‘90-남중고도’의 경사를 갖도록 태양전지판을 설치하면 된다.

동영상

Tip!

전개 (35 분)

1. 적도 좌표계에서 태양의 적위에 대해 알아보자.

2. 하짓날과 동짓날 태양의 남중고도에 대해 알아보자.

3. 하짓날과 동짓날에 설치할 태양전지판과 지표면의 경사각에 대해 알아보자.

동짓날 하짓날

학생활동[햇빛에 수직인 면과 지표면과 의 경사를 태양전지판의 합리적 설치를 위한 그림을 그려보자]

학생활동

[그림을 보고 적위가 무엇인지 쓰고, 하지점과 동지점의 적위를 써보자]

학생활동

[그림을 보고 우리나라(제천)의 여름철 태양의 남중고도를 구해보자]

정리 (5 분)

ET 여름철과 겨울철 등 계절에 따라 지표면(수평면)에 대한 경사각을 조절해가면서 설치(또는 자동)하는 것이 가장 효율적이다.

(20)

7~10/10 차시

중심과목 미술 학교급/학년(군) 고등학교/2 학년

영역

표현계획 중심과목

성취기준

12미창 01-05

아이디어를 스케치,모델링 등으로 시각 화 할 수 있다

주제(단원)명 16. 디자인의 시각으로 차시 4 차시

학습목표 -공공미술과 공공디자인을 이해하고 태양광을 활용한 공공시설물을 디자인할 수 있다.

-적정기술과 에코디자인을 이해하고 리터오브라이트를 디자인 할 수 있다.

연계과목 지구과학,지리,역사,수학 연계과목

성취기준 영역

STEAM 요소

S

T 리터오브라이트 제작 기술과 원리 이해

E 태양광 에너지 사용 범위와 실생활에 적용한 사례 이해 A 자신의 아이디어를 디자인으로 표현

M

개발 의도

※ (개발 배경과 목적(의도) 요약) 2~3 줄

태양광 에너지와 태양전지의 원리를 이해한 후 이를 바탕으로 미술 분야에서 활용한 사례를 탐색하고 직접 디자인하면서 예술적 창의성과 기술적 창조력을 갖추도록 하기 위해 수업을 계획하였다

태양광 에너지와 태양광 전지에 관한 타 분야의 수업을 듣고 이를 활용하여

1.에코디자인과 적정기술을 이해하고 태양광 에너지를 활용한 적정기술인 리터오브라이트를 디자인 하고 제작 해보기

2.태양광 에너지를 활용한 사례를 조사하고 탐색하여 이를 바탕으로 태양광 에너지를 사용하는 공공시설물을 디자인 해보기

상황 제시

상 황 제 시

-태양광 에너지를 활용한 건축물을 본 경험을 회상하기 -리터오브라이트를

제작해서 기부하고 싶은 공공단체 생각해보기

창 의 적 설 계

-태양광 에너지 활용 공공 시설물·건축물 디자인하기

-리터오브라이트 다자인 및 제작하기

감 성 적 체 험 -태양광 공공 시설물·건축물

디자인 하기

-리터오브라이트(리터 페트병 등)디자인 하기

(21)

- 12 - 9~10차시

학습

및 유의점

도입 ( 10 분)

동기유발

학습목표

경험 나누기

태양광을 활용한 제로에너지 건축물 관련 유튜브 영상 감상하기

학습목표를 함께 읽고 명확하게 인지하기

태양광을 활용한 건축물을 본 경험이 있는지 생각해보고 주변 친구들과 이야기해보기

자신의 경험과 친구들의 경험을 참고하여 아이디어 탐색 활동지 작성하기

동영상 출처 https://w ww.youtub e.com/wat ch?v=Dv8 ppuZwsbc 활동지

전개 1 ( 25 분)

공 공 미 술 과 공공디 자인 이해 하기

-교사가 소개하는 태양광이 활용된 다양한 건축물이나 시설물을 주의 깊 게 보고 관찰하기

-교사는 공공미술과 공공디자인의 정의에 대해 알리고 방금 소개한 예시 사례에서 공공시설물과 공공건축물을 찾아보도록 유도하기

학생은 공공미술과 공공디자인에 대해 올바르게 이해하고 예시 사례에서 공공건축물이나 공공시설물을 찾아보기

-우리 주변의 공공건축물이나 공공시설물 중 태양광을 활용하면 효율적인 공공건축물이나 공공시설물이 있을지 주변 친구들과 토의하기

-토의한 내용을 바탕으로 아이디어 탐색 활동지 작성하기

활동지

전개 2 (15 분)

아 이 디 어 스케치 제 작하기

-교사는 태양광을 활용한 공공시설물을 디자인 할 것임을 다시 한 번 알 리고 우수한 예시 작품을 보여주기

학생은 교사가 제시하는 예시 작품을 주의 깊게 관찰하기

-작품을 디자인 하기 위한 관련 정보를 인터넷을 활용해 찾아보고 아이디 어를 모색하기

-표현 계획 활동지에 아이디어 스케치 제작하기

아이디어 스케치를 하는 과정에서 주변 친구들과 이야기하며 아이디어를 점검 및 발전 시키기

활동지 채색도구

전개 3 (40 분)

작품 제작 하기

-표현 계획 활동지에 그린 아이디어 스케치를 바탕으로 작품 제작하기 활동지 채색도구

(22)

-자신의 작품에 대해 주변 친구들에게 설명하고 친구들의 작품 설명을 경 청하기

-작품 최종 마무리 후 제출하기

정리 ( 10 분)

수업을 마치며 – 성찰적 글쓰기 활동

수업을 진행하면서 학습하는 동안 자신이 느낀점과 부족한 점 등을 성찰 하며 자유로운 형식으로 글쓰기 활동 진행하기

자신이 사용한 재료와 용구와 주변 정리하기 만족도 조사하기

수업 마치기

학습

및 유의점

도입 ( 5 분)

전 시 학 습 확인

동기유발

학습목표

지난시간까지 태양광 에너지를 활용한 공공디자인 작품을 제작했죠?

공공미술이란?

태양광 에너지를 활용해 공공시설물을 제작해 효율성을 높이기도 하지만, 캄캄한 어둠을 밝혀 많은 이들에게 삶 속의 빛을 주는 사례도 있습니다 리터오브라이트 관련 유튜브 영상 감상하기

학습목표를 함께 읽고 명확하게 인지하기

동영상 출처 https://w ww.youtub e.com/wat ch?v=DWE 9l4JwqhU

전개 ( 40

분)

에 코 디 자 인 이해하 기

적 정 기 술

교사는 에코디자인이란 무엇이며 다양한 에코디자인 사례를 소개한다

교사는 적정기술이란 무엇이며 적정기술을 기반으로 하는 에너지 변환 사

동영상 리 터 오 브 라 이트 제작

(23)

- 14 - 제 작 과 정

이 해 하 고 제작하기

교사는 제작과정 영상을 보여주며 추가적인 내용을 설명하고 학생은 제작 과정 영상을 주의 깊게 보고 이해한 후 리터오브라이트를 제작한다 -교사는 순회지도하며 어려움을 겪고 있는 학생에게 도움을 제공한다

정리 ( 5 분)

내가 만든 리터오브라이트를 기부하고 싶은 공공단체나 지역 등을 고민해 보고 활동지 제작하기

자신이 사용한 재료와 용구와 주변 정리하기 만족도 조사하기

수업 마치기

활동지

(24)

4. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 5~6/10

동짓날 하짓날

(25)

- 16 - 차시

기준점

⦁천정과 천저

⦁천구의 북극과 남극

⦁북점과 남점

⦁동점과 서점

기준선

⦁천구의 적도

⦁시간권

⦁지평선

⦁수직권

⦁자오선

남쪽 자오선 북쪽 자오선

제천에서의 태양(천체)의 일주운 동 경로는 적도와 나란하고, 지평 선과는 90-φ의 경사를 갖는다.

(26)

차시 7~10 차시

학생 활동지 1 차시-2 차시 1.공공미술이란?

2.공공디자인이란?

3.우리 주변의 공공건축물이나 공공시설물 중 태양광을 활용하면 효율적인 공공건축물이나 공공시설물이 무엇이 있을까? 그 이유는?

4.다른 친구들의 의견은?

5.아이디어 스케치를 제작해보자 3 차시

1.에코디자인이란? 에코디자인 사례 조사하여 적어보기

2.적정기술이란? 적정기술 기반으로 에너지를 변환한 사례 조사하여 적어보기

3.내가 만든 리터오브라이트를 기부하고 싶은 공공단체/국가/우리나라 지역 등을 선정하여 그 이유를 적어보기

(27)

- 18 -

5. 교사자료

차시 지평면에서 수직권을 따라 천체까지 측정한

각도이며, 하루 중 오전에는 점점 증가하다 가 남중할 때 최고점을 찍고 다시 낮아진다.

자료출처

(28)

차시 5~6/10

적위는 천구의 적도면을 기준으로 시간 권을 따라 천체(태양)까지 측정한 각도 이다(0°~±90°).

하지점은 +23.5°, 동지점은 _23.5°이다.

h=90-37+23.5=76.5

동짓날 하짓날

(29)

- 20 - 차시

자료출처 비바샘

(30)

차시

태양에너지는 크게 빛에너지와 열에너지로 나뉘는데 그중 태양의 빛에너지를 이용해서 전 기를 생산하는것이 바로 태양전지입니다.

태양전지의 전원인 빛에너지는 무공해이며 고갈될 염려가 전혀 없으므로 매우 훌륭한 에너 지원입니다.

태양전지의 발전원리는 아래 그림과 같이 반도체에 빛을 쏘이면 전자와 정공이 발생하여 + 전극과 - 전극이 형성되고 그 전극이 외부회로와 접속되어 있으면 전류가 흐르게 됩니다.

이것이 태양전지가 직접 빛을 전기로 변환시키는 기본원리 입니다. 이 원리를 반도체의 광 전효과라고 부릅니다[출처] [한국태양광연구소] 태양전지의 원리와 특성|작성자 한국신재생 산업

자료출처 https://blog.naver.com/korearicompany/222139763845

(31)

- 22 -

6. 차시별 학생 평가기준 및 방법

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구

1~4 /10

상 신재생 에너지에 관한 자기 의견을 제시하고 에너지에 따른 사회적 변화를 설명할 수 있다.

모둠별 토론평가 자기/동료평가지 (학생용) 중

하

5~6/10

상 삼각함수를 계산 할 수 있다. 계절에 따른 태양광이 비추는 면적을 구할 수있다.

모둠별 토론평가 자기/동료평가지 (학생용) 중

하

7 차시- 8 차시

상

공공미술과 공공디자인을 올바르게 이해하고 자신만의 태양광 에너지 활용 공공 시설물·건축물을 창의적으로 디자인 하였다.

관찰 및 산출물

평가 관찰평가지

중

공공미술과 공공디자인을 이해하고 자신만의 태양광 에너지 활용 공공 시설물·건축물을 디자인

하였다.

하

공공미술과 공공디자인을 부분적으로 이해하고 자신만의 태양광 에너지 활용 공공 시설물·건축물

디자인이 미흡하였다.

9 차시 - 10 차시

상 에코 디자인과 적정기술을 올바르게 이해하고 리터오브라이트를 완성도 높게 제작하였다.

관찰 및 산출물

평가 관찰평가지

중 에코 디자인과 적정기술을 이해하고 리터오브라이트를 제작 하였다.

하 에코 디자인과 적정기술을 부분적으로 이해하고 리터오브라이트 제작이 다소 미흡하였다.

가. 자기/동료평가지(1~6차시)

평가방법 평가기준 평가

상 중 하

자기평가

나의 역할은 무엇이었나요?

적극적으로 활동에 참여하였나요?

모둠 내 동료평가

모둠 활동에 적극적으로 참여하였나요?

모둠의 구성원 간 의사소통은 잘 되었나요?

모둠 간 동료평가

자기 모둠에서 한 활동을 잘 표현하였나요?

문제해결에 창의적인 아이디어를 잘 표현하였나요?

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7. 학교생활기록부 기재 예시

항목 학생부 기재 예시

교과학습발달상황 세부능력 및 특기사항

(미술) (수학)

개인별 세부능력 특기사항

태양광 전지의 원리를 파악하기 위하여 모둠활동에서 반도체의 전기적 특성을 조사하여 발표하고 태양광 자동차 모형을 직접 만들어 태양광 에너지로 동력을 얻는 과정을 직접 체험하며 신재생 에너지에 대한 관심을 가지고 미래에 닥쳐올 환경오염과 에너지 부족에 대한 해결책에 대한 자신의 의견을 발표함. 태양의 고도에 때라 태양광의 세기에 대하여 조사하고 태양광을 이용한 주택과 여러 모형에 대한 디자인을 하여보며 다각적으로 분석하여 융합하는 능력을 기름.

행동특성 및 종합의견

창의적 체험활동상황 (동아리)

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- 24 -

[부록2]

1. 태양광 자동차 모형 만들어 실험하기

2. 모둠활동 및 평가

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