2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서

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2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서

2021. 11.

성원초등학교

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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 블렌디드 러닝을 위한 탐구 중심 STEAM 프로그램

신규 개발 ○ 기 개발

학교급 초등 대상 학년(군) 3-4학년군, 5-6학년군

중심과목 과학 중심과목

성취기준 영역 [초등학교 5~6학년] (17) 에너지와 생활

연계과목 사회, 실과, 미술

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 5~6학년] (5)기술활용 [초등학교 5~6학년] (8)통일 한국의 미래와 지구촌의 변화 <지속가능한 지구촌>

[초등학교 5~6학년] (2) 표현

연구기간 2021.4.29. ~ 2021.11.30.

신청금액 일금사백만원(￦4,000,000)

참여연구원 총 3명 (연구책임자: 1명, 참여연구원: 2명) 연구 수행자에 관한 사항

구분 소속(학교명) 직위 성명 담당과목

연구책임자 성원초등학교 교사 이재준 과학, 사회, 실과

참여연구원 성원초등학교 교사 심정섭 과학, 수학

참여연구원 노천초등학교 교사 박승현 실과, 미술

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

2021년 11월 18일

주관연구기관장 : 성원초등학교장 (서명/인)

연구책임자 : 이 재 준 (서명/인)

한국과학창의재단 이사장 귀하

(3)

“이 보고서는 2021년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

(4)

목 차

Ⅰ. 요약문

··· 01

Ⅱ. 서론 ··· 01

1. 연구의 필요성 ··· 01

2. 교사연구회 목표 ··· 02

3. 연구 진행과정 ··· 02

Ⅲ. 연구 수행 내용 및 결과 ··· 03

1. 연구 내용 ··· 03

2. 프로그램 개발 ‧ 적용 ··· 04

3. 프로그램 개발‧적용 현황 ··· 04

4. STEAM 교사연구회 교사 설문에 대한 분석 ··· 05

Ⅳ. 연구 수행 내용 및 결과 ··· 06

1. STEAM 프로그램 총괄표 ··· 06

2. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안 ··· 08

3. 차시별 학생 평가기준 및 방법 ··· 29

Ⅴ. 연구 수행 내용 및 결과 ··· 30

1. 기대성과 ··· 30

2. 성과 확산 및 실천 ··· 30

3. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사 ··· 31

4. STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과 ··· 31

Ⅵ. 연구 수행 내용 및 결과 ··· 32

1. 연구에 대한 결론 ··· 32

2. 교사연구회 협력적 활동 ··· 32

3. 교사연구회 참여 간 좋았던 점과 어려웠던 점 ··· 32

Ⅶ. 참고문헌 ··· 33

[부록1] 블렌디드러닝 자료 ··· 34

[부록2] 수업 사진 및 학생 산출물 ··· 36

[부록3] 회의록 ··· 38

(5)

Ⅰ 요약문

본 프로그램은 과학 기술을 기반으로 한 융합적 사고력을 기르고, 실생활에서 겪는 문제를 해결할 수 있는 문제해결력을 배양할 수 있는 수업을 설계하고 적용하기 위해 개발되었다. 학생들은 학교에서 배우는 내용이 실생활과 긴밀하 게 연결되어 있다는 것을 깨달을 수 있는 경험을 제공하여 학습동기를 일깨우 기 위해 본 프로그램을 개발하고 적용하고 했다.

코로나 19로 인해 학교 현장에 온라인 수업이 도입되고, 학교에 확진자 발생 등 다양한 변수들로 인해 온라인 수업과 등교 수업을 병행해야 하는 현실에서 본 프로그램의 개발은 의미가 있다고 볼 수 있다.

본 프로그램은 학생들이 삶과 밀접한 에너지 및 환경 문제에 관심을 갖게 하 여, 사회 문제에서 과학의 중요성 인식하게 하고, 환경 문제를 주제로 한 프로 그램의 개발, 적용 과정에서 다양한 수업 방법을 구안하여 학생들의 핵심역량 함양할 수 있도록 하였다.

이를 위해 본 STEAM 교사연구회는 STEAM을 위한 다양한 교과의 교육과정 분석을 하여 주제 설정 및 교육 환경을 조성했고, 본 연구를 통해 개발된 STEAM 프로그램을 일반화하여 4차 산업혁명 시대를 이끌어갈 창의·융합형 인재를 육성할 수 있도록 의도하였다.

Ⅱ ^{서 론}

1. 연구의 필요성

가. 교육 환경의 변화로 블렌디드 교육에 대한 사회적 요구 대두

나. 학생들이 삶과 밀접한 에너지 및 환경 문제에 관심을 갖게 하여, 사회 문 제에서 과학의 중요성 인식

다. 환경 문제를 주제로 한 프로그램의 개발, 적용 과정에서 다양한 수업 방법

을 구안하여 학생들의 핵심역량 함양

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2. 교사연구회 목표

가. STEAM 교육을 위한 교육과정 분석을 통해 주제 설정 및 교육 환경 조성 나. 블렌디드 러닝 기반의 STEAM 수업 자료를 개발

다. 본 연구를 통해 개발된 STEAM 프로그램을 일반화하여 4차 산업혁명 시대 를 이끌어갈 창의·융합형 인재 육성에 기여

3. 연구 진행과정

구분 월별 계획

5월 6월 7월 8월 9월 10월

교사연구회 운영 방향설정

2015 개정교육과정 분석

과학과 교수학습과정 구안

온라인 수업 자료 제작

개발 교수학습 자료 시범 운영

중간점검 및 중간 워크숍 참가

개발 프로그램 적용 학급 사전 사후 검사

개발 프로그램 수정 보완

운영 결과 평가회

운영 결과 분석 및 운영 보고서작성

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Ⅲ 연구 수행 내용 및 결과

1. 연구 내용

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 블렌디드 러닝을 위한 탐구 중심 STEAM 프로그램 선행

프로그램명 해당없음

학교급 초등학교

대상 학년(군) 초등학교 5,6학년

목표 수혜학생 수 80명

중심과목 과학 중심과목 성취기준 영역

[초등학교 5~6학년] (17) 에너지와 생활 [초등학교 5~6학년] (13) 전기의 이용

연계과목

사회 실과 미술

연계과목 성취기준 영역

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

[초등학교 5~6학년] (8)통일 한국의 미래와 지구촌의 변화 <지속가능한 지구촌>

개발계획

주제 연번 차시

(시수) 과목 연계(안)

1 3 과학(2) + 실과(1)

2 4 과학(2) + 사회(2)

3 3 과학(2) + 사회(1)

4 2 과학(1) + 미술(1)

합계 12

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 12차시

수업 적용 기간 2021. 09. ~ 2021. 10.

(STEAM 수업) 수혜학생 수

- 성원초등학교 101명(4학년 2개 학급, 6학년 2개 학급) - 노천초등학교 7명 (5학년 1개 학급)

- 춘천교육지원청 영재교육원 초등과학학급 학생 (20명) 학생 태도검사

(창의재단 설문지)

1차(사전) 검사 7월, 5개 학급(108명) 실시완료(성원초, 노천초) (온라인검사) 2차(사후) 검사 10월, 5개 학급(108명) 실시완료(성원초, 노천초) (온라인검사)

학생 및 교사 만족도조사 11월 실시 완료

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2. 프로그램 개발 ‧ 적용

가. 기존 교과에 STEAM 요소를 반영해 교육과정을 재구성하고 이를 뒷받침하 는 자료 제작

나. 4차 산업혁명 시대의 학교교육에 적합한 STEAM 교육 프로그램을 개발·

적용

다. 블렌디드러닝을 활용한 과학과 교수학습 프로그램 개발

3. 프로그램 개발‧적용 현황

교수학습 지도안 개발

차시(시수)

프로그램명 프로그램 주제 운영

대상(학년)

완료 여부

개발 수업

적용 학생수

1~2 전기는 어디에서 왔을까?

- 전기와 관련된 경험 공유

- 전자기학 역사 탐구

4,5,6학년 완료 완료 108명

3~5 전기는 어떤 성질이 있을까?

- 전기의 성질 탐구 - 전기의 성질과 관련된

실험

4,5,6학년 완료 완료 108명

6~7 에너지는 왜 필요할까?

- 에너지가 없다면?

- 에너지가 필요한 까닭과 얻는 방법 탐구 - 에너지의 종류 탐구 - 에너지의 전환과정

탐구

4,5,6학년 완료 완료 108명

8~10 신재생에너지 탐구

- 신재생에너지 탐구 - 신재생에너지 제품

제작하기

4,5,6학년 완료 완료 108명

11-12 탄소발자국과 그린시티

- 탄소발자국 탐구하기

- 그린시티 꾸미기 4,5,6학년 완료 완료 108명

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4. STEAM 교사연구회 교사 설문에 대한 분석

본 STEAM 교사연구회 참여 교사의 프로그램 개발 및 만족도에 관한 설문 결과를 살펴보면 다음과 같다.

본 프로그램 연구에 참여한 교사들은 STEAM에 대한 지식 및 소양을 전반적으로 함양한 것 으로 보인다. 그리고 STEAM을 위한 자료가 확산, 보급된다면 학교 현장에서 충분히 활용될 수 있을 것으로 생각하고 있다. 학교 현장에서 일반 수업에 STEAM을 반영하여 적용하는 경 우에 학생들이 수업에 대한 이해도가 높아졌다고 판단했다. 그리고 STEAM을 창의적 체험활 동 등과 연계하여 적용할 필요가 있다고 판단하고 있다. STEAM 프로그램을 구상할 때, 학생 들의 흥미와 관심을 끌 수 있는 주제를 선정하였고, 본 프로그램을 통해 학생들의 의사소통 능력이 향상되었다고 판단했다. 이번에 STEAM 교사연구회에서 고안한 STEAM 프로그램은 수준을 조정하여 기존 학년 외에 다른 학년군으로도 일반화하여 적용할 수 있다고 판단하였 다. 따라서 추가적인 연구가 필요해 보인다.

설문 문항 ^전혀그렇_{지 않다} ^그렇지않_다 ^보통이다 ^그렇다 _그렇다^매우

1 STEAM의 의미를 알고 있다. 0 0 0 2 1

2 STEAM 수업의 전문성 신장을 위한 연수 및 자료

가 충분히 제공된다. 0 0 0 1 2

3 기존 보급된 STEAM 자료에 만족하며 다양한 자료

를 학교 현장에 충분히 활용할 수 있다. 0 0 0 2 1

4 STEAM은 한 교과를 지도할 때 보다 학생들이 더

이해하기 쉽다. 0 0 1 1 1

5 학교 현장에 적응할 수 있는 STEAM 프로그램을

개발하였다. 0 0 0 2 1

6 학생들의 관심과 흥미를 반영하는 주제에 초점을

둔 STEAM 교수학습 자료를 제작하여 활용하였다. 0 0 0 2 1

7 창체 융합형 STEAM 프로그램을 통해 학생들이 과

제에 대한 흥미 및 집착력을 향상시킬 수 있다. 0 0 0 2 1

8 STEAM은 의사소통, 협동학습 능력을 향상시키는

데 도움이 된다. 0 0 0 1 2

9 교사 연구회에서 개발한 STEAM 프로그램

은 다른 학년군에 일반화할 수 있다. 0 0 1 1 1

10 STEAM에 대해 대체로 만족하며 기회가 되면

다시 STEAM 교사 연구회원으로 활동하겠다. 0 0 0 2 1

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Ⅳ STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

프로그램 명 : 블렌디드 러닝을 위한 탐구 중심 STEAM 프로그램

1. STEAM 프로그램 총괄표(총 12차시)

차시 주요내용

1~2 /12

주제(단원)명 전기는 어디에서 왔을까?

전기제품 없는 생활 체험을 통해 전기의 필요성과 전기의 중요성을 느끼게 함.

전기에 대한 호기심을 갖게 하고, 전기의 중요성을 알게 함. 워드클라우드(빅데이터 관련) 프로그램을 통해 전기를 절약하고, 환경문제 없이 발전할 수 있는 방법에 대해 의견을 내고 공유함. 발전과정에서 발생하는 환경문제 해결방법과 전기를 절약할 수 있는 방법 모색함.

Co 전기가 없는 생활 체험해보기 / 전기의 필요성 느끼기

CD 다양한 입장에서 전기 문제 해결방법 모색하기

ET 모둠별로 자료 조사하고 발표하기 / 공유하기

3~5 /12

주제(단원)명 전기와 자기는 어떤 성질이 있을까?

전기에 대해 탐구를 본격적으로 하는 과정으로 전기의 성질과 관련된 실험을 통해 전기의 성질과 원리에 대해 알아볼 수 있는 차시임. 그리고 실험을 통해 알게 된 전기의 성질과 원리를 통해 제품을 만들어 보는 활동을 함.

Co 자이로드롭을 이용해 전기와 자기의 관계에 관심 갖기

CD 나만의 전기제품 제작하기/ 제품을 통해 전기를 절약할 수 있는 방법 고안하기 /전기의 성질을 탐구할 수 있는 실험 설계하기

ET 작품 소개 및 공유하기 (크라우드 펀딩)

6~7 /12

주제(단원)명 에너지는 왜 필요할까?

에너지가 없다면 어떻게 될지 상상해보는 활동을 통해 학생들이 에너지에 관심을 갖고 탐구동기를 유발함. 활동은 패들렛을 활용하여 실시간 아이디어를 공유하는 방식으로 진행함. 에너지가 필요한 까닭과 에너지를 얻는 방법 알아보기 및 에너지가 없을 때 어려움을 생각해보기 활동을 함. 실시간 퀴즈 플랫폼(띵커벨)을 통해 에너지와 관련된 문제를 풀며 에너지에 대해 정리함. 경험을 통해 우리

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차시 주요내용

주변에서 다양한 형태의 에너지 찾아보는 활동을 하고, 화면에 제시된 사진을 보고 에너지 형태를 찾아봄. 에너지 하베스팅에 대해 탐구하고, 우리 주변에서 사용 가능성 탐구함. 모닥불의 에너지는 무엇으로부터 왔을지 생각하며, 태양광 해파리로 에너지 전환과정과 우리가 이용하고 있는 에너지의 전환과정 탐구함.

Co 에너지의 필요성 인식하기

CD 에너지가 없다면 어떻게 될지 상상해보고 창의적인 의견 내기 / 태양광 해파리 제작 및 에너지 전환과정 탐구하기/ 우리 주변에서 다양한 형태의 에너지 찾아보기

ET 에너지가 없다면 어떻게 될지 상상해보고 발표 및 공유하기

8~10 /12

주제(단원)명 신재생에너지 탐구 및 활용제품 제작하기

신재생에너지의 종류를 알아보고, 신재생에너지 발전의 원리를 조사, 발표하여 공유함. 모둠별 협력을 통해 각 에너지를 조사 발표하여 다양한 신재생에너지를 알 수 있게 함.

Co 신재생에너지를 이용한 발전 현황 알아보기

CD 신재생에너지를 이용한 제품 만들기

ET 발표자료를 친구들과 협력하여 제작하여 다른 친구들과 공유하기

11~1 2 /12

주제(단원)명 탄소발자국과 그린시티

탄소발자국과 관련된 활동을 통해 본인이 생각하기에 가장 좋은 발전 방법은 무엇이 있을지 생각하고, 워드클라우드 프로그램을 통해 실시간 공유함. 모둠별로 신재생에너지로 운영되는 마을을 제작해보고 친구들과 공유함.

Co 탄소발자국 알아보기(온라인 수업)

CD 모둠별 신재생에너지로 운영되는 그린시티를 제작하기

ET 완성한 그린시티 발표 및 공유

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2. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 과학 학교급/학년(

군) 초등학교/ 4~6학년

중심과목 성취기준

영역

전기의 이용 중심과목

성취기준

[6과13-03] 전기를 절약하고 안전하게 사용하는 방법을 토의할

수 있다.

주제(단원)

명 전기는 어디에서 왔을까? 차시 1~2/12

학습목표 전기의 필요성을 알고 전기 부족 문제를 이해할 수 있다.

연계과목 사회 연계과목

성취기준 영역

[초등학교5~6학년] (7) 세계의 여러 나라들

STEAM 요소

S 전기의 원리 및 생성과정 T

E 발전소의 종류와 발전과정

A 전기 관련 조사자료 및 연구내용 발표하기 M 발전소의 전력생산 자료 비교

개발 의도

전기제품 없는 생활 체험을 통해 전기의 필요성과 전기의 중요성을 느끼게 함.

전기에 대한 호기심을 갖게 하고, 전기의 중요성을 알게 함.

워드클라우드(빅데이터 관련) 프로그램을 통해 전기를 절약하고, 환경문제 없이 발전할 수 있는 방법에 대해 의견을 내고 공유함. 발전과정에서 발생하는 환경문제 해결방법과 전기를 절약할 수 있는 방법 모색함.

￭ 전기가 없는 생활 체험해보기 / 전기의 필요성 느끼기

￭ 다양한 입장에서 전기 문제 해결방법 모색하기

￭ 모둠별로 자료 조사하고 발표하기 / 공유하기

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

전기제품 없는 생활 체험을 통해 전기의 필요성과 전기의 중요성을 느끼게 함

창 의 적 설 계

창의적 설계

모둠별로 자료 조사하고 발표하기 /

감 성 적 체 험 다양한 입장에서 전기 문제

해결방법 모색하기

감성적 체험

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학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (20 분)

￭ ^Co 전기제품 없는 생활 체험에 대해 이야기하기

(해당 수업 전 시간까지 학교에서 전기제품 없이 생활해보는 시간을 가짐.)

- 전기가 없는 상황을 직접 체험해보고 문제점 찾기 - 전기가 없는 상황을 체험하고 느낀 점 이야기하기 - 전기가 없다면 생기는 문제점 찾아보기

￭ 학습목표 제시

전기의 필요성을 알고 전기 부족 문제를 이해할 수 있다.

￭ 활동안내

- 활동 1 : 전기의 생성원리 이해하기 - 활동 2 : 우리나라의 발전소 알아보기

- 활동 3 : 다양한 입장에서 에너지 문제 해결하기

수업 전 학생들이 학교에서 전 기 없이 생활 해보는 시간 을 갖도록 한 다.

전개 (40 분)

￭ ^CD 활동 1: 전기의 생성 원리 이해하기

- 전기의 생성과정을 이해하고 발전소의 원리 알아보기

· 전기의 생성과정과 발전소의 원리 알아보기

￭ ^CD 활동 2: 우리나라와 다른 나라의 발전소 알아보기

- 국내외 발전소 현황 조사하기 (화력발전소, 수력발전소, 원자력발전소)

· 모둠별로 우리나라의 대표적인 발전소 중 1 가지를 인터넷을 이용해 조사하고 발표하기

￭ ^CD 활동 3: 다양한 입장에서 에너지 문제 해결하기

- 우리나라의 에너지 문제를 이해하고 해결하기 위한 방법을 찾아보기

· 조사한 내용을 바탕으로 우리나라의 에너지 문제 알아보기

· 모둠별로 환경부, 기업, 시민단체 등 다양한 입장에서 에너지 문제를 해결할 수 있는 방안 찾아보기

한국전 력공사(hom e.kepco.co.

kr) 등의 홈페이지를 이용할 수 있도록 한다

정리 (20 분)

￭ ^ET 정리하기

- 모둠별로 해결방안 발표하고 아이디어 공유하기

· 모둠별로 정리한 에너지 해결 방안 발표하고 느낀 점 이야기하기 - 학습내용 정리하기

서로의 아이디어를 존중하고 비난하지 않는 태도를 갖도록 한다.

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영역

전기의 이용 중심과목

성취기준

[6과13-04] 전자석을 만들어 영구 자석과 전자석을 비교하고 일상생활에서 전자석이 사용되는

예를 조사할 수 있다.

주제(단원) 명

전기와 자기는 어떤 성질이

있을까? 차시 3~5/12

학습목표 전기와 자기의 다양한 성질을 알고 나만의 전기 제품을 만들 수 있다.

연계과목 실과 연계과목

성취기준 영역 [초등학교5~6학년] (5) 기술 활용

STEAM 요소

S 전기와 자기의 성질

T 피지컬컴퓨팅 교구(메이키메이키) 활용하기 E

A 나만의 전기 제품 디자인하기 M

개발 의도

전기의 다양한 성질을 실험을 통해 알고 이를 통해 학생들이 전기라는 개념에 흥미를 갖게 함. 자이로드롭의 원리를 통해 전기와 자기가 밀접한 관련이 있음을 인식하고 둘의 관계를 이용한 다양한 실험을 통해 자신만의 전기 제품을

디자인하고 제작하는데 중점을 둠. 작품을 소개하는 활동에서는 크라우드 펀딩을 통해 학생들의 관심을 높이고 상호평가가 이루어질 수 있도록 함.

￭ 자이로드롭을 이용해 전기와 자기의 관계에 관심 갖기

￭ 나만의 자이로드롭 설계 및 제작하기

￭ 나만의 전기제품 설계 및 제작하기

￭ 제품을 통해 전기를 절약할 수 있는 방법 고안하기

￭ 작품 소개 및 공유하기 (크라우드 펀딩)

상황 제시

상 황 제 시

자이로드롭을 이용해 전기와 자기의 관계에 관심

갖기

창 의 적 설 계

작품 소개 및 공유하기 (크라우드 펀딩)

감 성 적 체 험 나만의 자이로드롭 설계

및 제작하기 / 나만의 전기제품 설계 및

제작하기

감성적 체험

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학습

및 유의점

도입 (20 분)

￭ ^Co 자이로드롭을 타 본 경험 공유하기

- 하늘 높이 올라간 자이로드롭은 어떻게 지상에서 안전하게 속도를 줄일 수 있을까?

- 브레이크가 고장나면 자이로드롭은 위험하지 않을까?

전기와 자기의 다양한 성질을 알고 나만의 전기 제품을 만들 수 있다.

￭ 활동안내

- 활동 1 : 나만의 자이로드롭 만들기 - 활동 2 : 전기와 자기의 관계 알기 - 활동 3 : 나만의 전기제품 만들기 - 활동 4 : 크라우드 펀딩하기

자이 로드롭을 타 본 경험을 자 연스럽게 적 용하여 전기 와 자기의 관 계에 대해 파 악하도록 한 다.

전개 (80 분)

￭ ^CD 활동 1: 나만의 자이로드롭 만들기 - 자이로드롭의 낙하 원리에 대해 탐구하기 - 전기와 자기의 성질 탐구하기

- 나만의 자이로드롭 제작하기

￭ ^CD 활동 2: 전기와 자기의 관계 알기

- 전자기 과학사에서 역사적으로 중요한 실험을 통해 전기와 자기의 관계 탐구하기

가. ‘외르스테드’ 실험하기

• 전기회로를 구성하여 도선 주변의 나침반의 바늘의 변화 확인하는 실험

• 전기회로를 만들고 에나멜선을 감은 못에 전기를 통할 때와 통하지 않을 때 클립이 붙는지 확인하는 실험

나. ‘패러데이’ (호모폴라 전동기) 실험

• 네오디뮴 자석을 붙인 건전지 위에 감은 에나멜선을 올려 회전하는 방향을 확인하는 실험

다. 구리용수철 실험

• 구리용수철 속에 양쪽의 극에 네오디뮴 자석을 붙인 건전지를 넣어 움직임을 관찰하는 실험

라. 메이키메이키를 활용한 도체 부도체 실험

• 본인이 설계한 메이키메이키에 다양한 재료를 연결해 태블릿에

자이 로드롭을 제 작할 때 학생 들에게 자율 성을 부과하 되, 전기와 자기의 관계 를 이용하여 제작하도록 지도한다.

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입력여부를 확인해 도체, 부도체 여부 예상 및 확인하기

￭ ^CD 활동 3: 나만의 전기제품 만들기

- 앞의 활동에서 발견한 원리를 바탕으로 나만의 전기제품 설계 및 디자인하기

￭ ^ET 활동 4: 크라우드 펀딩하기

- 제작한 전기제품을 홍보하는 영상 만들기 - 크라우드 펀딩 활동을 통해 상호 평가하기

정리 (20 분)

- 전기와 자기의 성질 정리하기 - 활동하면서 느낀 점 공유하기

서로 의 아이디어 를 존중하고 비난하지 않 는 태도를 갖 도록 한다.

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영역

에너지와 생활 중심과목

성취기준

[6과17-01] 생물이 살아가거나 기계를 움직 이는 데 에너지가 필요함을 알고, 이때 이 용하는 에너지의 형태를 조사할 수 있다.

[6과17-02] 자연 현상이나 일상생활의 예를 통해 에너지의 형태가 전환됨을 알고, 에 너지를 효율적으로 사용하는 방법을 토의 할 수 있다.

주제(단원)

명 에너지는 왜 필요할까? 차시 6~7/12

학습목표 에너지의 필요성과 에너지의 전환과정에 대해서 알고 에너지를 효율적으로 사용하는 방법을 토의할 수 있다.

STEAM 요소

S 에너지의 전환과정 탐구하기 T 에너지 하베스팅 기술 이해하기 E 에너지를 효율적으로 사용하는 방법 A

M

개발 의도

에너지가 없다면 어떻게 될지 상상해보는 활동을 통해 학생들이 에너지에 관심을 갖고 탐구동기를 유발함. 활동은 패들렛을 활용하여 실시간 아이디어를 공유하는 방식으로 진행함. 에너지가 필요한 까닭과 에너지를 얻는 방법 알아보기 및 에너지가 없을 때 어려움을 생각해보기 활동을 함. 실시간 퀴즈 플랫폼(띵커벨)을 통해 에너지와 관련된 문제를 풀며 에너지에 대해 정리함. 경험을 통해 우리 주변에서 다양한 형태의 에너지 찾아보는 활동을 하고, 화면에 제시된 사진을 보고 에너지 형태를 찾아봄. 에너지 하베스팅에 대해 탐구하고, 우리 주변에서 사용 가능성 탐구함. 모닥불의 에너지는 무엇으로부터 왔을지 생각하며, 태양광 해파리로 에너지 전환과정과 우리가 이용하고 있는 에너지의 전환과정을 탐구함.

￭ 에너지의 필요성 인식하기

￭ 에너지가 없다면 어떻게 될지 상상해보고 창의적인 의견 내기 / 태양광 해파리 제작 및 에너지 전환과정 탐구하기/ 우리 주변에서 다양한 형태의 에너지 찾아보기

￭ 에너지가 없다면 어떻게 될지 상상해보고 발표 및 공유하기

상황 제시

상 황 제 시

에너지의 필요성 인식하기

창 의 적 설 계

네너지가 없다면 어떻게 될지 상상해보고 발표 및

감 성 적 체 험 에너지가 없다면 어떻게 될지

상상해보고 창의적인 의견 내기 / 태양광 해파리 제작 및 에너지

전환과정 탐구하기/ 우리 주변에서 다양한 형태의 에너지

찾아보기

감성적 체험

(18)

학습

및 유의점

도입 (20 분)

￭ ^Co 에너지가 없는 상황 상상해보기

- 텔레비전 리모컨에 전지를 넣지 않으면 어떻게 될까?

- 우리가 음식을 먹지 않으면 어떻게 될까?

- 우리 주변의 여러 상황을 살펴보고, 각 상황에서 필요한 에너지를 얻는 방법을 탐구하기

에너지의 필요성과 에너지의 전환과정에 대해서 알고 에너지를 효율적으로 사용하는 방법을 토의할 수 있다.

￭ 활동안내

- 활동 1 : 에너지가 필요한 까닭과 에너지를 얻는 방법 알아보기 - 활동 2 : 태양광 해파리 제작 및 에너지 전환과정 탐구하기 - 활동 3 : 우리 주변에서 에너지의 형태가 바뀌는 예 찾아보기 - 활동 4 : 에너지를 효율적으로 사용하는 방법을 토의

에너 지가 없는 상 황과 전기가 없는 상황이 다름을 구분 하도록 지도 한다. 그리고 전기에너지도 에너지의 한 종류임을 인 식시킨다.

전개 (40 분)

￭ ^CD 활동 1: 에너지가 필요한 까닭과 에너지를 얻는 방법 알아보기 - 휴대 전화에 에너지가 부족할 때 필요한 에너지는 어떻게 얻을 수

있을까?

- 자동차는 에너지가 없다면 어떻게 될까?

- 사과나무는 에너지가 왜 필요하고, 필요한 에너지를 어떻게 얻을까?

￭ ^CD 활동 2: 태양광 해파리 제작 및 에너지 전환과정 탐구하기 - 태양광 해파리로 에너지 전환 과정 알아보기

- 태양광 해파리를 움직이게 한 에너지 전환 과정을 이야기하기

￭ ^CD 활동 3: 우리 주변에서 에너지의 형태가 바뀌는 예 찾아보기 - 에너지의 형태가 바뀌는 예를 찾아 그 과정을 이야기해보기 - ‘에너지 전환’이라는 용어의 개념 정리하기

- 자연 현상이나 우리 생활의 다양한 예를 찾아 에너지 전환 과정을 설명하기

￭ ^CD 활동 4 : 에너지를 효율적으로 사용하는 방법 토의 - 에너지를 효율적으로 이용하는 예 조사

- 에너지를 효율적으로 이용했을 때 좋은 점 알기 - 에너지를 효율적으로 사용하는 방법 토의하기

기상 상황이 좋 지 않을 때 에는 태양 대신 전등 (150W 열 전구)을 이 용해 실내에 서 태양광 해파리의 움 직임을 관찰 해 볼 수도 있다.

정리 (20 분)

- 에너지가 필요한 까닭과 에너지를 얻는 방법 정리하기 - 에너지를 효율적으로 사용하는 방법 정리하기

- 활동하면서 느낀 점 공유하기

(19)

영역

성취기준

주제(단원) 명

신재생에너지 탐구 및 활용제품

제작하기 차시 8~10/12

학습목표 신재생에너지의 종류를 알아보고, 신재생에너지 발전의 원리를 조사, 발표할 수 있다.

STEAM 요소

S 신재생에너지 탐구하기 T

E 신재생에너지를 활용한 제품 만들기 A

M

개발 의도

에너지 소비의 증가로 인해 인류는 지구 온난화, 사막화, 해수면 상승 등의 여러 가지 환경문제에 직면하게 되었다. 이러한 에너지 문제를 인식하고, 화석 연료를 대체할 수 있는 신ㆍ재생 에너지 교육을 할 필요성을 느끼고 존 신재생에너지 교 육에 기술, 사회와 같은 현실적인 문제를 수반하여 STEAM 교육에서 신재생에너 지 교육이 나아갈 방향을 탐색하고자 했다.

￭ 신재생에너지를 이용한 발전 현황 알아보기

￭ 신재생에너지를 이용한 제품 만들기

￭ 발표자료를 친구들과 협력하여 제작하여 다른 친구들과 공유하기

상황 제시

상 황 제 시

신재생에너지를 이용한 발전 현황 알아보기

창 의 적 설 계

발표자료를 친구들과 협력하여 제작하여 다른

친구들과 공유하기

감 성 적 체 험 신재생에너지를 이용한

제품 설계 및 제작하기

감성적 체험

(20)

학습

및 유의점

도입 (20 분)

￭ ^Co 신재생 에너지 종류 탐구

- 우리 주변 속 신재생에너지는 무엇이 있을까?

(모둠별로 태블릿 PC 를 활용하여 검색 및 탐구) - 신재생 에너지라고 부르는 에너지들의 공통점 찾기

신재생에너지의 종류를 알아보고, 신재생에너지 발전의 원리를 조사, 발표할 수 있다.

￭ 활동안내

- 활동 1 : 신재생 에너지 조사하기 - 활동 2 : 조사내용 발표하기

- 활동 3 : 신재생 에너지 제품 제작하기

전개 (40 분)

￭ ^CD 활동 1: 신재생 에너지 조사하기

- 우리나라의 신재생에너지를 이용한 발전 현황 알아보기

- 우리 주변에서 신재생에너지로 사용될 수 있는 것에는 어떤 것이 있을지 조사 해보기

- 모둠 별로 신재생 에너지를 선택하여 특징과 장단점, 이용현황 등을 조사하여 발표자료 제작하기

￭ ^CD 활동 2: 조사내용 발표하기

- 구글링을 통해 조사하고 제작한 자료를 이용하여 친구들에게 발표하기

- 세계의 신재생에너지 발전과 비교하여 우리나라에서 이용할 수 있는 신재생 에너지는 어떤 것이 있을지 생각하기

￭ ^CD 활동 3: 신재생 에너지 제품 제작하기 - 신재생에너지 활용 제품 사례 탐구하기 - 나만의 제품 설계 및 제작하기

- 제작 작품의 상호 평가를 통해 재설계 및 제작하기

정리 (20 분)

- 신재생 에너지 실태조사 및 정리하기 - 서로 작품 공유하기

(21)

영역

성취기준

주제(단원)

명 탄소발자국과 그린시티 차시 11-12/12

학습목표 탄소발자국의 의미를 알고 그린시티를 설계할 수 있다.

STEAM 요소

S 탄소발자국 탐구하기 T

E 친환경 그린시티 기술 A

M

개발 의도

제품을 생산할 때 발생되는 이산화탄소의 총량을 탄소 발자국으로 표시하게 하는 데에서 유래한 탄소발자국의 개념에 대해 탐구한다. 이러한 과정을 통해 학생들이 자연스럽게 환경에 대해 관심을 갖고 앞에서 학습한 내용을 바탕으로 그린시티를 설계해보는 과정을 갖고 전체적인 수업을 정리한다.

￭ 탄소발자국 알아보기(온라인 수업)

￭ 모둠별 신재생에너지로 운영되는 그린시티를 제작하기

￭ 완성한 그린시티 발표 및 공유

상황 제시

상 황 제 시

탄소발자국 알아보기(온라 인 수업)

창 의 적 설 계

완성한 그린시티 발표 및 공유

감 성 적 체 험 모둠별 신재생에너지로

운영되는 그린시티를 제작하기

감성적 체험

(22)

3. 교사자료

차시 3~5/12

(23)

차시 3~5/12

(24)

차시 3~5/12

(25)

차시 3~5/12

(26)

차시 3~5/12

(27)

차시 3~5/12

(28)

차시 11~12/12

(29)

(30)

(31)

(32)

출처 자체 제작 후 e 학습터 탑재

(33)

3. 차시별 학생 평가기준 및 방법

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구

1~2 /12

상

전기를 절약하고 안전하게 사용하는 방법에 대 해 잘 설명하고, 전기의 대하여 조사하여 토의 할 수 있다.

모둠별 토론평가 관찰평가지 중 전기를 절약하고 안전하게 사용하는 방법에 알

고, 전기의 대하여 조사하여 토의할 수 있다.

하 전기를 절약하고 안전하게 사용하는 방법에 아 는데 어려움이 있다.

3~5 /12

상

전기와 자기가 관련 있음을 알고 전자석을 만 들어 영구 자석과 전자석을 비교하고 일상생활 에서 전자석이 사용되는 예를 조사할 수 있다.

관찰 및

산출물평가 수행평가지

중 전기와 자기가 관련 있음을 알고 전자석을 만 들어 영구 자석과 전자석을 비교할 수 있다.

하 전기와 자기가 관련 있음을 아는데 어려움이 있다.

6~7 /12

상

생물이 살아가거나 기계를 움직이는 데 에너지 가 필요함을 설명할 수 있고, 이때 이용하는 에너지의 형태를 조사하여 토의할 수 있다.

모둠별 토론평가 관찰평가지 중

생물이 살아가거나 기계를 움직이는 데 에너지 가 필요함을 알고, 이때 이용하는 에너지의 형 태를 조사하여 토의할 수 있다.

하 생물이 살아가거나 기계를 움직이는 데 에너지 가 필요함을 아는데 어려움이 있다.

8~10 /12

상 신재생에너지의 종류를 알고, 신재생에너지를 이용한 발전 원리를 설명할 수 있다.

관찰 및

산출물평가 관찰평가지

중 신재생에너지의 종류를 알고, 신재생에너지를 이용한 발전 원리를 이해할 수 있다.

하 신재생에너지의 종류와 원리에 대해 이해하는 데 어려움이 있다.

11~12 /12

상 탄소발자국의 개념을 알고 이를 이용한 그린시 티를 제작하여 설명할 수 있다.

관찰 및

산출물평가 관찰평가지

중 탄소발자국의 개념을 알고 이를 이용한 그린시 티를 제작할 수 있다.

하 탄소발자국의 개념을 활용한 그린시티를 제작 하는데 어려움이 있다.

(34)

Ⅴ 성과 확산 및 실전

1. 기대성과

가. 환경을 주제로 한 탐구 중심 STEAM 프로그램의 적용은 초등학생들의 기 초과학 및 신재생에너지에 대한 소양, 컴퓨팅사고력을 향상시킬 것이다.

나. 4차 산업혁명 시대의 학교교육에 적합한 STEAM 교육 프로그램을 개발·

적용함으로써 학생들이 수업에 보다 능동적이고 자율적으로 참여하게 될 것이다.

다. 본 프로그램에 창의(Creativity), 소통(Communication), 융합(Convergence), 배려(Caring)의 핵심 역량의 영역의 내용을 포함시킴으로써, 학생들이 창의 력, 문제해결능력, 의사소통 능력을 함양하는데 도움이 될 것이다.

라. 창의적 설계과 감성적 체험을 기본으로 하는 다양한 교육활동으로, 학생 들은 과학에 대한 흥미와 이해를 높일 수 있고, 창의적이고 종합적으로 문 제를 해결할 수 있는 창의융합능력을 갖추게 할 것이다.

2. 성과 확산 및 실천

가. 교사연구회 STEAM 행사 개최

회차 일시 장소 참석대상 주요내용

1차 5월 성원초등학교 연구회 회원 및

동료교사

- 성원초등학교 과학 행사 주간에 STEAM 나눔 행사

2차 10월 교실 연구회 회원 및

동료교사

- STEAM 연구회 개발 프로그램을 활용한 수업 공개

나. STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 참여

회차 일시 장소 참석자 상호 컨설팅 결과

1차 ’21.5.31.(월)

16:30~18:00 온라인 이재준 교사(연구책임자)

- 강원 지역 내 STEAM교사연구회 책임자들과 주제 공유

- 연구회를 운영하면서 어려운 점 공유 및 상호 컨설팅을 통해 해결 2차 ’21.7.15.(목)

16:30~18:00 온라인 이재준 교사(연구책임자) - 연구회 진행상황 파악 및 문제점 공유 및 상호 컨설팅을 통해 해결

(35)

3. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사

◦ 수혜학생 태도 조사

구분 조사 시기 내용

1차(사전)검사 ’21. 07. 05. ~ ’21. 07. 15.

- 2개 학교, 5개 학급(108명) 실시 완료

- 4학년 학급 2개반, 5학년 학급 1개반, 6학년 2개반

2차(사후)검사 ’21. 10. 01. ~ ’21. 10. 21. - 10월, 5개 학급(108명)

4. STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과

회차 일시 장소 참석자 상호 컨설팅 결과

1차 ’21.5.31.(월)

16:30~18:00 온라인 이재준 교사(연구책임자) - STEAM 방향 및 정책 공유

- STEAM 사례 공유 및 상호 컨설팅

2차 ’21.7.15.(목)

16:30~18:00 온라인 이재준 교사(연구책임자)

- 강원지역 내 STEAM 교사연구회와 연구주제 공유 및 교사연구회 운영 노하우 공유

구분 수행 계획

수혜학생 수 - 4학년 학급 2개반, 5학년 학급 1개반, 6학년 2개반 (108명) - 춘천교육지원청 과학 영재학급 (20명)

논문 또는 학술대회 해당 없음

특허출원(국외, 국내) 해당 없음

(36)

Ⅵ 결론 및 제언

1. 연구에 대한 결론

가. 본 연구는 블렌디드 러닝을 위한 탐구 중심 STEAM 프로그램을 제작하였다. STEAM 프 로그램 운영 계획을 수립하고, 적용하여 본 프로그램이 초등학생들의 과학 관련 태도에 어떤 영향을 미치는지 알아보고자 하였다.

나. 블렌디드 러닝을 위한 탐구 중심 STEAM 프로그램은 초등학생들의 과학에 대한 태도 향 상에 효과적이었다. 흥미, 배려, 소통, 자아효능감, 이공계 진로선택에 대해 긍정적인 결 과가 나타났다. 본 STEAM 프로그램이 학생들의 정의적 영역에 긍정적인 영향을 미친다 는 사실을 알 수 있었다.

다. 결론적으로 블렌디드 러닝을 위한 탐구 중심 STEAM 프로그램은 단순 지식 습득을 넘 어 미래 사회의 핵심역량인 문제해결력, 의사소통능력 등을 가지게 한다고 볼 수 있다.

그리고 학생들이 교과에 흥미를 갖고, 앞으로 지속적으로 학습할 수 있도록 유도한다는 점에서 큰 의의가 있다고 볼 수 있다.

2. 교사연구회 협력적 활동

가. 본 STEAM 연구회는 개발한 프로그램을 적용할 학생들이 과학과 수학, 기술에 흥미를 가지고 도전할 수 있는 동기를 만들어내기 위해 노력하였다. 학생들이 프로그램 참여를 통해 유의미한 변화를 경험할 수 있는 활동에 대해서도 고민하며 학생들이 코로나 상황 속에서도 즐겁게 학교 생활을 할 수 있도록 연구하였다.

나. 코로나19로 인해 수업이 어려운 상황에서도 학생들의 참여를 이끌어 낼 수 있는 방법에 대해 지속적으로 생각해 보고, 효과적으로 블렌디드 러닝을 위한 환경 조성 및 프로그램 개발을 위해 힘썼다. 온라인 수업과 오프라인 수업을 병행하면서 변화할 미래의 교육의 모습 대해 깊게 생각해 볼 수 있었다.

3. 교사연구회 참여 간 좋았던 점과 어려웠던 점

가. STEAM 프로그램을 고안 및 개발하면서 주변 현상에 대해 다양한 시각으로 접근할 수 있었고, 이로 인해 교과 간 융합에 대한 이해도가 넓어 질 수 있었다. 본 프로그램을 개 발하면서 다양한 분야의 지식을 접할 수 있었다. 학생들의 융합적 사고능력과 문제해결 력 향상을 위해 수업에 대한 상호 컨설팅 및 피드백을 할 수 있었다.

나. 개발한 STEAM 프로그램을 정규 교육 과정에 적용할 수 있는 방안에 대해 토의하면서, 실제 현장에서 STEAM 프로그램을 적용하기 위해서는 교사의 사전 준비 시간이 많이 필 요함을 느끼게 되었고, STEAM 프로그램을 적극적으로 활용하기 위해서는 수업 계획과 적용 및 평가 단계까지 고려한 유기적인 활동으로 연계할 필요가 있다는 사실을 깨닫게 되었다.

(37)

Ⅶ 참고문헌

교육과학기술부, 융합인재교육 추진성과 보고(2011). 융합인재교육 2011년 성과발표회 자료집, 10-25, COEX.

교육과학기술부, 한국과학창의재단(2012). 손에 잡히는 STEAM 교육.

김진수, STEAM 교육론. (양서원, 2012).

백지원(2015). 스마트교육을 기반으로 한 신ㆍ재생에너지 영역 디지털교과서 개발. 석사학위논 문, 한국교원대학교 교육대학원.

에너지경제연구원(2015). 에너지통계월보, 31(9), 9-11.

장진경(2014). 융합인재교육 프로그램이 초등학생의 창의성에 미치는 효과. 석사학위논문, 대구 교육대학교.

한국과학창의재단(2011). 2009 개정 교육과정에 따른 과학과 교육과정 연구

(38)

[부록1] 블렌디드러닝 자료

(39)

(40)

[부록2] 수업 사진 및 학생 산출물

(41)

(42)

[부록3] 회의록

1차 회의록

회의일시 2021. 9. 8.

회의목적 STEAM 역량 향상 및 프로그램 개발 방향 협의

참석자 이재준, 심정섭, 박승현

회의내용

1. STEAM의 대한 이해

- STEAM 관련 자료 탐색을 통해 STEAM 이해도 점검 - 다양한 STEAM 사례 탐구를 통한 연구원 역량 강화

2. STEAM 사례 공유

- 연구원 별 다양한 사례 공유

3. STEAM 대상 학생 점검 - 적용 가능 학급 및 학생 점검

- 성원초, 노천초, 춘천교육지원청 영재교육원 초등과학반 - 4,5,6학년 학생 108명

(43)

2차 회의록

회의일시 2021. 9. 29.

회의목적 STEAM 적용방안 협의/ 블렌디드러닝에 대한 이해

회의내용

1. STEAM 자료 점검

- STEAM 프로그램 진행을 위한 자료 점검

2. 블렌디드 러닝의 대한 이해

- 블렌디드 러닝 자료 탐색을 통해 블렌디드 러닝 이해도 점검 - 다양한 블렌디드 러닝 사례 탐구를 통한 연구원 역량 강화

3. 블렌디드 러닝 사례 공유 - 연구원 별 다양한 사례 공유

(44)

3차 회의록

회의일시 2021. 10. 7.

회의목적 설문지 적용 및 프로그램 운용방안

회의내용

1. 학생 설문지 점검 - 설문 문항 점검

- 학생들의 설문 문항 이해도 점검

2. 물품 구입 내용 점검

- 프로그램 내 수업 재료 구입 및 참고 문헌 검토

3. 프로그램 관련 자료 확보

- 프로그램 관련 자료 및 학생 활동지, 결과지 작성 지도 방법 협의

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4차 회의록

회의일시 2021. 11. 08.

회의목적 연구 결과 분석 방안 협의

회의내용

1. STEAM 프로그램 적용결과 협의

- STEAM 프로그램 적용 간 어려운 점 및 좋았던 점 협의 - 추가 연구방향 협의

2. 연구결과 분석 - 학생 만족도 분석

- 블렌디드 러닝 자료 확산 가능성 분석 - 교사 만족도 검사 및 결과 분석

3. 보고서 작성 협의

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2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서