장승초등학교

2020 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2020. 11.

장승초등학교

【 2020년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】

과 제 개 요

과제명 2020년 STEAM 교사연구회 운영(장승초등학교)

STEAM 프로그램

유형

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

(유형2) 다양한 교과 간 협동 연구를 통한 STEAM 프로그램 신규 개발 ( √ ) (유형3) StarT 프로그램 수행을 통한 STEAM 프로그램 신규 개발 ( )

프로그램명 초등학교 과학 (5~6학년) 온도와 열 수업용 STEAM 프로그램

학교급

^초

대상 학년(군)

^5~6학년

중심과목

과학

중심과목

성취기준 영역

[초등학교 5~6학년] 과학 – 온도와 열

연계과목

수학 미술 실과

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 5~6학년] 수학 – 직육면체

[초등학교 5~6학년] 미술 – 생활 속의 디자인 [초등학교 5~6학년] 실과 – 기술 활용

연구기간 2020.7.20. ~ 2020.11.30.

신청금액 일금사백만원(￦4,000,000)

참여연구원 5명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 4명)

연구 수행자에 관한 사항

구분 소속(학교명) 담당과목 직위 성명

연구책임자 장승초등학교 과학 교사 김정민

공동연구원 장승초등학교 실과 교사 김혜선

공동연구원 장승초등학교 실과 교사 노우상

공동연구원 장승초등학교 미술 교사 손성민

공동연구원 장승초등학교 수학 교사 김인하

2020년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아

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

2020년 11월 19일

주관연구기관장 : 최성춘 (인) 연구책임자 : 김정민 (인)

한국과학창의재단 이사장 귀하

“이 보고서는 2020년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

목 차

1. 요약문

··· 1

2. 서론

··· 1

3. 연구 수행 내용 및 결과

··· 1

가. 연구 수행 내용 ··· 1

1) STEAM 프로그램 개발 및 적용 ··· 1

2) STEAM 수업 평가 방법 개발 및 적용 성과 조사 ··· 3

3) STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천 ··· 3

4) STEAM 프로그램 계획대비 변경 사항 ··· 4

나. 연구 수행 결과 ··· 4

1) 연구 수행 결과 ··· 4

2) 만족도 조사 결과 ··· 5

4. 결론 및 제언

··· 9

5. 참고문헌

··· 11

[부록]

부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물 부록2. 학생 산출물

부록3. 회의록

1. 요약문

2. 서론

3. 연구 수행 내용 및 결과

가. 연구의 필요성

◦ 4차 산업혁명 시대를 맞이하여 각광을 받고 있는 3D프린터를 초등학교 교육과정에 어 떻게 하면 활용할 수 있는지 살펴볼 필요성이 있음.

◦ 첨단과학기술 분야로 일컫는 3D프린터의 활용을 통해 학생들이 과학기술에 대한 흥미 와 이해를 높이고 과학기술 기반의 융합적 사고력과 실생활 문제해결력을 함양함.

◦ ‘단열이 잘 되는 나만의 집 만들기’ 프로젝트 프로그램 개발을 통해 3D프린팅을 활용 한 학생의 흥미와 창의성을 극대화할 수 있는 STEAM의 교육 목표를 달성하고자 함.

나. 연구의 목표

◦ 3D프린팅과 교과 학습을 연계하여 학생들의 첨단과학기술에 대한 흥미와 이해 고취 ◦ 3D프린터를 활용한 ‘나만의 집 만들기’ 프로젝트로 과학기술 기반의 융합적 사고력 및

실생활 문제 해결력 함양

◦ 3D프린터와 3D펜을 이용하는 창의적, 감성적 융합(STEAM) 프로그램 개발 및 적용

가. 연구 수행 내용

1) STEAM 프로그램 개발 및 적용 ◦ 프로그램 개발 중점사항

- 과학 교과의 일상생활에서 단열이 이용되는 예를 알아보는 성취기준을 달성하기 위 해 ‘단열이 잘 되는 나만의 집 만들기’라는 프로젝트 학습을 계획함.

- 수학 교과의 입체 도형의 내용과 미술 교과의 생활 속의 디자인의 내용을 바탕으로

‘단열이 잘 되는 나만의 집 만들기’프로젝트 학습을 수행함.

- 학생들이 구상한 ‘단열이 잘 되는 나만의 집’을 3D모델링(틴커캐드)를 이용하여 실제 구현할 수 있도록 하고 그것을 3D프린터로 출력하고 3D펜으로 보완하여 추후 단열과 관련된 실험을 학생들이 수행하도록 함.

4차 산업혁명 시대를 맞이하여 각광을 받고 있는 3D프린팅 기술과 교과 학습을 연계하여

‘단열이 잘 되는 나만의 집 만들기’ 프로젝트 프로그램 개발하여 학생들이 첨단 과학기술

기반의 융합적 사고력 및 실생활 문제 해결력 함양하도록 한다. 과학 교과를 중점으로 하

여 수학, 미술, 실과 교과의 내용을 융합하여 창의적, 감성적 융합(STEAM) 프로그램을 개발

하고 그것을 본교 5학년 학생들 143명에게 적용하여 학생의 흥미와 창의성을 기를 수 있

는 STEAM의 교육 목표를 달성하고자 한다.

- 교과서에서 제시한 동일한 형태의 집이 아닌 학생이 3D모델링을 통해 자신이 직접 디자인 한‘단열이 잘 되는 나만의 집’으로 단열이 잘 되는 집의 조건을 찾는 과정에서 단열의 개념과 원리를 이해함.

STEAM 프로그램

구분

프로그램명

초등학교 과학 (5~6학년) 온도와 열 수업용 STEAM 프로그램

선행

프로그램명

^해당없음

학교급

^초등학교

대상 학년(군)

^5~6학년

중심과목

과학

중심과목

성취기준 영역

[초등학교 5~6학년] 과학 – 온도와 열

연계과목

수학 미술 실과

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 5~6학년] 수학 – 직육면체

[초등학교 5~6학년] 미술 – 생활 속의 디자인 [초등학교 5~6학년] 실과 – 기술 활용

개발계획

주제 연번

차시

(시수) 과목 연계(안)

1 4 과학(2) + 수학(1) + 미술(1) 2 7 과학(1) + 실과(5) + 미술(1)

3 6 과학(5) + 수학(1)

개발·적용

현황

※ 2020. 10. 30. 기준, 16차시 중 16차시 개발 및 16차시 적용 완료

◦ 교사연구회 운영 및 수업 편성 사례

- 프로젝트 주제를 중심으로 과학, 수학, 미술, 실과, 창체 교과 시간의 융합을 통한 STEAM 교육을 위한 교육과정 시수 확보

- 교육과정 분석을 통해 STEAM 교육이 필요한 교과의 단원 및 차시를 추출하여 실생 활 문제를 바탕으로 프로그램을 재구성

- 실생활과 관련된 문제를 감성적이고 창의적으로 해결할 수 있는 융합적 사고력 중심 의 프로젝트를 16차시로 운영

- 연구회 회원들이 STEAM 교육에 관한 연수를 이수하고 연구회 회원들 간에 전문적학 습공동체를 운영하여 학생의 특성과 수준을 고려한 STEAM 교육 프로그램을 개발하고 그것을 교수․학습에 적용

- 기존의 개발된 STEAM 프로그램의 분석을 통한 학생들의 수준에 맞는 STEAM 교육 프로그램의 교수학습 과정안을 16차시별로 개발 및 적용

구분 수업 편성 사례

프로그램 적용 시기 2020. 6. 30. ~ 2020. 10. 30.

시간표 과학, 수학, 미술, 실과 등의 교과 시간을 적절히 배정

대상학년 전체 학생 수 장승초등학교 143명(초등학교 5학년 전체)

(STEAM 수업)수혜학생 수 장승초등학교 143명(초등학교 5학년 전체)

2) STEAM 수업 평가 방법 개발 및 적용 성과 조사 ◦ STEAM 수업 적용 학생 성취도 평가 방법 개발

- 기존의 개발된 다양한 STEAM 프로그램 평가 방법 분석을 통한 학생들의 수준에 맞 는 과정 중심의 평가안 개발하고 그것을 실제 수업에 적용

- 차시별 중점이 되는 교과를 기준으로 성취기준을 정하고 그에 맞는 평가 방법을 연 구회 회원들 간의 협의를 통해 결정함.

- 평가 방법에 맞는 평가도구(관찰평가지, 포트폴리오 평가지, 자기/동료 평가지)를 만 들고 STEAM 프로그램 수업 상황에서 그것을 적극적으로 활용함.

◦ 학교생활기록부 기재 방법(예시) 제시

- 각 차시별 교과별 성취기준을 바탕으로 STEAM 프로그램 수업 상황에서 학생들이 나 타낼 수 있는 발달 사항에 대해 교과학습발달상황 세부능력 및 특기사항 항목에 관한 학생부 기재 예시를 연구회 회원들 간의 협의를 통해 결정함.

- 차시별 학습 목표를 바탕으로 STEAM 프로그램 수업 상황에서 학생들이 나타낼 수 있는 행동 사항에 대해 행동 특성 및 종합의견에 관한 학생부 기재 예시를 연구회 회 원들 간의 협의를 통해 결정함.

◦ STEAM 프로그램 적용 성과

- 초등학교 저학년이 3D모델링(틴커캐드) 프로그램을 활용하여 자신이 구상한 내용을 입체로 구현하는데 많은 어려움이 있다고 생각하여 초등학교 고학년(5학년)으로 연구의 대상을 정함.

- 장승초등학교 5학년 중 STEAM 연구 회원이 담임을 맡고 있는 31명을 대상으로 7월 에 사전 검사, 11월에 사후 검사를 실시하였으며 코로나19로 인해 대면 수업이 어려워 진 관계로 온라인(구글폼즈)을 활용하여 ‘단열이 잘 되는 나만의 집’ 프로그램에 대한 학생의 태도를 파악함.

◦ STEAM 수업 적용 후 학생 및 교사 만족도 조사

- ‘단열이 잘 되는 나만의 집’ 프로그램이 끝나고 장승초등학교 5학년 중 STEAM 연구 회원이 담임을 맡고 있는 31명을 대상으로 11월에 학생 만족도 조사를 온라인(구글폼 즈)을 활용하여 실시함.

- ‘단열이 잘 되는 나만의 집’ 프로젝트 진행 후 STEAM 연구회 회원 5명을 대상으로 11월에 교사 만족도 조사를 온라인(구글폼즈)을 활용하여 실시함.

3) STEAM 협력 연구 강화 및 확산 실천

◦ STEAM 교육에 대한 교사들의 전문성 신장

- STEAM 교육과 관련한 다양한 연수를 교사들에게 안내하여 교사들이 적극적으로

STEAM 교육에 참여할 수 있도록 유도

- STEAM 관련한 전문적학습공동체를 활성화하여 실제 교사들이 수업에서 활용할 수 있는 STEAM 수업의 체험 기회를 제공

◦ STEAM 교사연구회 주최 행사 운영

- 2020년 11월 12일 장승초등학교 정보융합실에서 ‘장승 STEAM-SW행사’를 개최하여 학생들의 창의·융합적 사고력과 실생활 문제해결력을 함양

- 학생 스스로 햄스터 로봇 케이스를 3D모델링을 통해 구상하고 그것을 3D프린터로 출력한 후 예술적 감성을 반영하여 자신만의 햄스터 로봇 케이스를 제작

- 자신이 만든 햄스터로봇 케이스를 햄스터로봇에 장착하고 햄스터 로봇 축구를 해보 며 학생들의 컴퓨팅 사고력을 신장

4) STEAM 프로그램 계획대비 변경 사항

- 코로나19로 인하여 등교 대면 수업이 이루어지기 힘든 상황에서 학생들이 온라인을 통해 프로젝트를 수행하였음.

- 경기 e학습터(가정에서 온라인 학습)를 통해 학생들이 과학 교과의 단열의 개념과 원 리, 수학 교과의 입체 도형, 미술 교과의 생활 속의 디자인, 실과 교과의 기술 활용, 창 체의 3D모델링(틴커캐드)를 학습하고 ‘단열이 잘 되는 나만의 집’을 스스로 3D 입체로 제작해볼 수 있게 함.

- ‘단열이 잘 되는 나만의 집’을 실제로 확인하기 위해 실험을 위한 꾸러미를 학생 개 개인에게 나누어주어 가정에서 실험을 설계하고 수행해보도록 함. 또한 실험 결과를 정 리해보고 그 결과를 통해 학생들이 단열이 잘 되는 조건을 스스로 찾아보게 함.

나 . 연구 수행 결과 1) 연구 수행 결과

- STEAM 교사연구회에서 개발한 ‘단열이 잘 되는 나만의 집’프로젝트 수업을 수행하고

연구회 회원들이 수업한 내용에 대해 반성회를 거쳐 프로젝트에 대한 개선점을 논의를 해볼 수 있도록 한다. 또한 프로젝트 관련 최종 성과물을 연구책임자의 개인 SNS에 올 려 누구든지 활용해 볼 수 있도록 한다.

장승 STEAM-SW행사

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 16차시

수업 적용 일정 2020. 6. 30. ~ 2020. 10. 30.

(STEAM 수업)수혜학생 수 장승초등학교 143명(초등학교 5학년 전체)

학생 태도검사 사전검사 7월 7일, 1개 학급(31명) 실시 완료 사후검사 11월 6일, 1개 학급(31명) 실시 완료

학생 및 교사 만족도조사 11월 13일 실시 완료

교사연구회 STEAM 행사 개최 2020.11.12. ‘장승 STEAM-SW행사’ 개최

논문 또는 학술대회 해당 없음

특허출원(국외, 국내) 해당 없음

2) 학생 및 교사 만족도 조사 결과 ◦ STEAM 만족도 검사지(학생)

- STEAM 수업의 만족에 대한 설문으로 31명 중 “매우 그렇다”로 응답한 학생이 15명,

“대체로 그렇다”로 응답한 학생이 12명, “보통이다”로 응답한 학생이 4명으로 응답자 중 87%가 STEAM 수업에 대해 만족하는 것으로 나타났다.

- STEAM 수업의 재미에 대한 설문으로 31명 중 “매우 재미있다”로 응답한 학생이 11

명, “대체로 재미있다”로 응답한 학생이 15명, “보통이다”로 응답한 학생이 4명, “전혀 재미없다”로 응답한 학생이 1명으로 응답자 중 83.8%가 STEAM 수업에 대해 흥미를 가 지는 것으로 나타났다.

- STEAM 수업 활동의 참여도에 대한 설문으로 31명 중 “매우 그렇다”로 응답한 학생

이 13명, “대체로 그렇다”로 응답한 학생이 14명, “보통이다”로 응답한 학생이 3명, “대 체로 그렇지 않다”로 응답한 학생이 1명으로 응답자 중 87%가 STEAM 수업에 대해 흥 미를 가지는 것으로 나타났다.

- STEAM 수업의 내용 수준에 대한 설문으로 31명 중 “매우 쉽다”로 응답한 학생이 3

명, “대체로 쉽다”로 응답한 학생이 15명, “보통이다”로 응답한 학생이 11명, “대체로 어 렵다”로 응답한 학생이 2명으로 응답자 중 58%가 STEAM 수업의 내용 수준에 대해 쉽 다고 인식하는 것으로 나타났다.

- STEAM 수업이 다른 수업과의 차이점을 묻는 설문으로 31명 중 “수학, 과학, 실과 등

여러 과목을 연결해 배울 수 있다.”로 응답한 학생이 8명, “학생들 중심의 활동이 많고,

선생님의 설명은 많지 않다.”로 응답한 학생이 6명, “친구들과 협력해서 수행하는 모둠

별 활동이 많다.”로 응답한 학생이 2명, “스스로 생각하고 학습해야 한다.”로 응답한 학

생이 12명, “과학, 수학 수업 시간에서 배운 내용이 실제 생활에서 어떻게 활용되는지

알 수 있다.”로 응답한 학생이 2명, “과학기술과 관련된 직업 정보를 얻을 수 있다. ”로

응답한 학생이 1명으로 STEAM 수업과 다른 수업의 차이점을 인식하는 것으로 나타났 다.

- STEAM 수업에서 가장 좋았던 것에 대한 설문으로 “수학, 과학, 실과 등 여러 과목을

연결해 배울 수 있다.”로 응답한 것이 12건, “학생들 중심의 활동이 많고, 선생님의 설 명은 많지 않다.”로 응답한 것이 7건, “친구들과 협력해서 수행하는 모둠별 활동이 많 다.”로 응답한 것이 6건, “스스로 생각하고 학습해야 한다.”로 응답한 것이 9건, “과학, 수학 수업 시간에서 배운 내용이 실제 생활에서 어떻게 활용되는지 알 수 있다.”로 응 답한 것이 0건, “과학기술과 관련된 직업 정보를 얻을 수 있다. ”로 응답한 것이 2건으 로 STEAM 수업에서 가장 좋았던 것으로 인식한다고 응답하였다.

- STEAM 수업의 어려움에 대한 설문으로 31명 중 “선생님께서 설명하는 내용이 너무

어렵다.”로 응답한 학생이 2명, “수업 시간 동안 해결해야 하는 문제가 너무 어렵다.”로 응답한 학생이 6명, “모둠 활동을 하면서 친구들과 의견 충돌이 발생한다.”로 응답한 학 생이 3명, “조사, 실습, 만들기 등 수업 시간에 할 것이 많아 시간이 부족하다.”로 응답 한 학생이 16명, “기타(온라인 수업이 너무 많다. 등)”로 응답한 학생이 4명이 STEAM 수업의 어려움에 대해 인식하는 것으로 나타났다.

- 앞으로의 STEAM 수업의 참여도에 대한 설문으로 31명 중 “매우 그렇다”로 응답한

학생이 13명, “대체로 그렇다”로 응답한 학생이 14명, “보통이다”로 응답한 학생이 3명,

“대체로 그렇지 않다”로 응답한 학생이 1명으로 응답자 중 87%가 STEAM 수업을 앞으 로도 계속 하고 싶어 하는 것으로 나타났다.

- STEAM 수업의 만족도 문항에 대한 응답은 다음과 같다.

문 항

전혀 그렇지

않음 그렇지

않음 보통 그렇다 매우 그렇다

(1) 나는 과학 수업이 재밌어졌다. 0 2 1 6 22

(2) 나는 과학 수학 학습 내용에 대해 많이 이해하게 되었다. 0 0 2 16 13 (3) 나는 과학·수학 공부에 대한 흥미가 생겼다. 0 1 3 13 14

(4) 나는 과학기술에 대한 관심이 생겼다. 0 0 5 5 21

(5) 나는 과학과 관련된 책이나 글을 읽는 것이 좋아졌다. 1 0 3 8 19 (6) 나는 문제해결을 위해 스스로 생각을 하게 되었다. 0 0 4 10 17 (7) 나는 다양한 학습 활동을 끝까지 해내게 되었다. 0 1 0 10 20 (8) 나는 한 가지 문제를 다양하게 생각해 보았다. 0 1 3 9 18 (9) 나는 배운 내용을 실생활과 연결 지으려고 노력하였다. 0 1 4 8 18 (10) 나는 문제해결에 여러 과목에서 배운 내용을 동시에 적용하려고 노력하였다. 0 1 1 12 17

(11) 나는 적극적이고 활발하게 수업에 참여하였다. 0 1 3 7 20

(12) 나는 의견에 대한 근거를 가지고 친구들과 토론하였다. 3 3 3 7 15 (13) 나는 다른 친구들에게 나의 생각을 표현하였다. 1 4 3 8 15 (14) 나는 다른 친구들의 의견을 잘 들어주고 존중하였다. 1 0 4 10 16 (15) 나는 다른 친구들과 협력하는 것이 중요함을 알게 되었다. 1 0 2 7 21 (16) 나는 다른 친구들을 배려하는 마음이 생겼다. 1 0 3 7 20 (17) 나는 실패하는 것을 두려워하지 않고, 도전하려는 마음이 생겼다. 0 2 2 7 20 (18) 나는 과학기술 분야와 관련된 직업에 관심이 생겼다. 1 2 1 9 18

◦ STEAM 수업 수혜 학생들의 반응(인터뷰)

- “단열이 잘 되는 집을 스스로 만들어 볼 수 있어서 좋았습니다. 3D모델링을 통해 내 가 머릿속으로 생각한 집을 만들 수 있다는 점이 놀라웠고 3D프린터로 그것을 출력할 수 있다는 점에서 매우 신기했습니다.” (5학년 김○)

- “3D프린터로 뽑은 나만의 집으로 실험을 할 수 있어서 재미있었습니다. 다양한 재료 를 가지고 단열이 잘 되는 방법을 찾아가는 과정이 즐거웠고 집 이외의 다른 단열 제 품도 만들고 싶어졌습니다.” (5학년 김○○)

- “단열이 잘 되는 나만의 집을 만들기 위해 과학, 수학, 미술, 실과 등 여러 과목을 넘 나들며 수업을 받으니 처음에는 기존의 수업과는 달라 당황하였습니다. 하지만 단열이 잘 되는 집을 찾아가는 과정 속에서 단열에 대한 이해가 잘 되었고 나중에는 그 방법 을 직접 찾게 되어 매우 기뻤습니다.” (5학년 권○○)

◦ STEAM 만족도 검사지(교사)

- STEAM 교육의 인식에 대한 설문으로 “매우 그렇다”로 응답한 교사가 3명, “그렇다”

로 응답한 교사가 1명, “보통”으로 응답한 교사가 1명으로 응답자 중 80%가 STEAM 교 육에 대해 잘 인식하는 것으로 나타났다.

- STEAM 교육의 목표로 무엇을 중점에 두어야 하는지에 대한 설문으로 “과학, 기술,

공학, 예술, 수학 분야의 융합적 지식과 개념을 이해하고 실생활 문제 및 문제해결에 활 용”으로 응답한 교사가 3명, “과학, 기술, 공학 등에 대한 흥미와 호기심을 기르고 긍정 적인 태도를 함양”으로 응답한 교사가 1명, “종합적인 문제해결과 창의적 사고 및 설계 방법을 학습하고 다양한 가치 창출에 기여”로 응답한 교사가 1명으로 나타났다.

- STEAM 수업에서 가장 중점을 두어야 한다고 생각하는 것에 대한 설문으로 “창의적 설계”로 응답한 교사가 2명, “감성적 체험”으로 응답한 교사가 2명, “내용 융·통합”으로 응답한 교사가 1명으로 나타났다.

- 우리나라에서 STEAM 교육을 적극적으로 도입해야 한다는 설문으로 “매우 그렇다”로

응답한 교사가 4명, “그렇다”로 응답한 교사가 1명으로 응답자 중 100%가 우리나라에 서 STEAM 교육을 적극적으로 도입해야 한다고 생각하였다.

- 앞으로 계속 STEAM 교육을 실행할 의사가 있느냐는 설문으로 “매우 그렇다”로 응답

한 교사가 4명, “그렇다”로 응답한 교사가 1명으로 응답자 중 100%가 앞으로 계속 STEAM 교육을 실행할 의사가 있다고 생각하였다.

- STEAM 교육의 필요성에 대한 응답은 다음과 같다.

문항 그렇지^전혀 않다

그렇지 않은 편이다

보통

이다 그런

편이다 매우 그렇다

(1) STEAM 교육을 통해 학생들에게 통합적인 사고를 함양시킬 수 있다 1 4 (2) STEAM 교육을 통해 학생들에게 창의성을 함양시킬 수 있다 1 4 (3) STEAM 교육을 통해 학생들에게 인성을 함양시킬 수 있다 1 4 (4) STEAM 교육을 통해 학생들과 즐겁게 수업 할 수 있다 1 4 (5) STEAM 교육을 통해 교사로서의 자기발전을 이룰 수 있다 1 4

- STEAM 프로그램(수업) 만족도에 관한 응답은 다음과 같다.

문항 만족하지 ^전혀

않음

만족하지

않음 보통 만족함 매우 만족함

(1) 교육과정과의 연계성 1 4

(2) 주제 및 소재의 참신성 1 4

(3) 첨단 과학과의 연계성 1 4

(4) 사례 중심의 실생활 활용 1 4

(5) 교재 구성 내용 2 3

(6) 학생활동 중심의 학생 흥미 유발 1 4

(7) 관련 과학기술에 대한 학생 흥미 유발 1 4

(8) 관련 과학기술 직업에 대한 학생 관심 유발 1 4

- 전체 프로그램(수업) 내용의 난이도에 대한 설문으로 “보통”으로 응답한 교사가 5명 으로 나타났다.

- STEAM 수업 준비 과정에서 가장 어려웠던 사항에 대한 설문으로 “수업 내용의 융합 및 통합”으로 응답한 교사가 3명, “실제 수업에서 창의적 설계 과정”으로 응답한 교사가 2명으로 나타났다.

- STEAM 수업을 실행하는 데 있어 어떻게 느끼는지에 대한 응답은 다음과 같다.

(다음 긍정정도에 따라 √표해 주시기 바랍니다) ^{그렇지전혀} 않다

그렇지 않은 편이다

보통

이다 그런

편이다 매우 그렇다

(1) STEAM 교육에 대한 이해 부족 2 2 1

(2) STEAM 수업에 필요한 시간 확보의 어려움 2 1 1 1 (3) STEAM 수업 효과의 미비로 인한 사기 저하 3 1 1

(4) STEAM 수업 시 목표한 수업진도 달성에의 어려움 3 1 1 (5) STEAM 수업을 실시하면서 업무의 부담이 가중됨 3 1 1

- STEAM 수업을 통해서 학생들은 어느 정도로 변화되었다고 생각하는지에 대한 응답

은 다음과 같다.

4. 결론 및 제언

(다음 긍정정도에 따라 √표해 주시기 바랍니다) 그렇지^전혀 않다

그렇지 않은 편이다

보통 이다 그런

편이다 매우 그렇다

(1) STEAM 교과목에 대한 흥미도가 증가하였다 1 4

(2) 해당 중심 교과목 내용에 대한 이해도가 증가하였다 1 4

(3) 창의적인 사고력 및 설계 능력이 증진되었다 1 4

(4) 융합적 문제해결능력이 향상되었다 1 4

(5) 실생활에서 수업시간에 배운 내용을 활용하는 능력이 향상되었다 1 4

(6) 수업시간에 학생들의 능동적인 참여가 활발해졌다 1 4

(7) 이공계 분야의 진로에 관심이 향상되었다 1 4

(8) 타인을 배려하고 협력하며 소통하는 능력이 증진되었다 1 4

- 학교 현장에서 STEAM 수업을 성공적으로 실행하기 위해 중요한 것에 대한 설문으로

“STEAM 교육에 대한 교사 스스로의 의지와 열정이 있어야 한다”으로 응답한 교사가 3 명, “STEAM 교육을 성공적으로 실시하기 위한 체계적인 지원체계가 있어야 한다”으로 응답한 교사가 2명으로 나타났다.

◦ STEAM 수업 수혜 학생들의 반응(자기 피드백)

- “온라인으로 주로 수업이 운영되어 학생들끼리 상호작용을 통해 창의석 설계 과정이 많이 부족했다. 온라인으로도 창의적 설계가 운영될 수 있는 방안을 찾도록 할 필요성 이 있다.” (교사 김○○)

- “코로나 때문에 온라인으로 학습이 이루어지다 보니 STEAM의 교육목표를 달성하는 것이 어려웠다.” (교사 노○○)

◦ 교사연구회 참여를 통한 STEAM 프로그램 개발·적용 관련 좋았던 점

- 교사 연구회 회원들의 STEAM 역량 강화에 많은 도움이 되었음. 교사 연구회 회원들 이 각자 STEAM 기초 및 심화 연수, 워크숍 등에 참여함으로써 STEAM 교육에 대한 이 해를 넓힐 수 있었고 ‘단열이 잘 되는 나만의 집’라는 프로젝트를 개발하는데 필요한 역량을 기를 수 있는 계기가 되었음.

- 교사 연구회 회원이 아닌 일반 교사들의 STEAM 교육에 대한 흥미와 관심을 높임으 로써 STEAM 교육의 확대에 기여함. 교사 연구회에서 개발한 프로젝트 프로그램을 일반 교사들에게 공유함으로써 STEAM 교육에 대한 일반 교사들의 편견을 없애고 나아가 STEAM 교육이 자신들의 수업에서도 충분히 가능하다는 인식을 심어줌.

◦ 교사연구회 참여를 통한 STEAM 프로그램 개발·적용 관련 아쉬운 점

- 코로나19로 인해 대면 수업이 이루어지기 힘든 상황에서 기존에 계획했던 프로젝트

수업의 방향이 많이 달라져 아쉬움이 큼.

- 학생의 창의적 설계가 이루어지기 위해 교사의 즉각적인 피드백이 나와야 함에도 불 구하고 코로나19로 인해 그러지 못한 상황에 대한 아쉬움이 큼.

- 학생의 감성적 체험을 위해 프로젝트 학습 과정에서 학생 상호 간의 의사소통이 중 요했으나 온라인 환경에서 이루어지는 상호작용은 제한이 많아 학생들의 감성적 체험 을 기대하기 어려움.

◦ 교사연구회의 전체 회원 사이의 협력적 활동 내용

- 학생들이 3D모델링을 활용하여 3D프린터를 통해 과연 무엇을 만들어내야 수업에 효 과적으로 활용할 수 있을지 연구회 회원들과 STEAM 프로그램 개발 단계부터 적용하기 까지 지속적으로 협의를 함.

- 코로나19로 인해 기존의 계획했던 대면 수업에서 온라인으로 수업의 방향을 변화할 수 있도록 연구회 회원들과 그 방안에 대해 논의하였으며 개발하고 적용한 프로그램을 주변 학교에 확산할 수 있도록 연구회 회원들과 잘 알고 있는 교사들 중 희망하는 교 사를 대상으로 수업 협의에 참여할 수 있게 하여 수업에 대한 성과를 공유할 수 있게 함.

◦ 교사연구회를 통해 참여 교사들의 STEAM 수업 역량 증가 내용

- 초․중등학교 STEAM 프로그램(수업) 만족도 설문 조사를 진행하면서 교사연구회 회원 들의 의견을 자유롭게 들어본 결과 교사 자신들의 STEAM 수업에 대한 역량이 많이 증 가된 점을 알 수 있었음.

- 연구회에 참여한 교사들 중 처음에는 STEAM의 의미에 대해 모르는 교사들도 많았으 며 상황 제시, 창의적 설계, 감성적 체험에 대해 이해하지 못하는 교사들도 많았음.

- 하지만 교사들이 STEAM과 관련한 프로젝트 수업을 계획하고 준비하며, 실제 수업을 해보고 그에 맞는 평가를 해보며 자신들의 STEAM과 관련된 수업 역량이 많이 달라진 것을 깨닫게 됨.

◦ STEAM 교사연구회와 해당 STEAM 수업 프로그램 발전을 위한 개선 방안

- 교사연구회 회원들 간 구상한‘단열이 잘 되는 나만의 집’프로젝트는 올해 코로나19

가 이렇게 장기간 지속될지 모르고 대면 수업 상황을 가정하고 계획하였음. 하지만 비

대면 온라인 수업이 이루어지며 기존에 계획했던 프로젝트 수업의 방향이 STEAM 교수

학습 준거의 3가지 요소를 달성하기 위해 많이 어긋나 있다는 것을 깨닫게 됨. 예를 들

어, STEAM 교수학습 준거 중 하나인 창의적 설계가 이루어지기 위해선 학생의 협력이

필수적이나 코로나19로 인해 비대면 수업이 이어지는 상황에서 실시간으로 학생들 간

의 협력이 이루어지기 힘들었고 그 결과 창의적 설계에 대해 어려움을 호소하는 학생

들이 간혹 발생하였음. 이에 비대면 상황에서 실시간 의사소통을 원활하게 할 수 있는

방안에 대해 찾을 필요성이 생겼고 추후 이러한 점에 대해 연구회 회원들 간의 논의를

5. 참고문헌

계속해볼 예정임.

◦ 기타 사항 및 시사점

- 교사연구회 회원들 간 구상한‘단열이 잘 되는 나만의 집’프로젝트는 올해 코로나19 가 이렇게 장기간 지속될지 모르고 대면 수업 상황을 가정하고 계획하였음. 하지만 비 대면 온라인 수업이 이루어지며 기존에 계획했던 프로젝트 수업의 방향이 STEAM 교수 학습 준거의 3가지 요소를 달성하기 위해 많이 어긋나 있다는 것을 깨닫게 됨. 예를 들 어, STEAM 교수학습 준거 중 하나인 창의적 설계가 이루어지기 위해선 학생의 협력이 필수적이나 코로나19로 인해 비대면 수업이 이어지는 상황에서 실시간으로 학생들 간 의 협력이 이루어지기 힘들었고 그 결과 창의적 설계에 대해 어려움을 호소하는 학생 들이 간혹 발생하였음. 이에 비대면 상황에서 실시간 의사소통을 원활하게 할 수 있는 방안에 대해 찾을 필요성이 생겼고 추후 이러한 점에 대해 연구회 회원들 간의 논의를 계속해볼 예정임.

임찬묵(2017). 초등학교 3D프린터를 활용한 통합형 로봇 모델 구안. 금산동초등학교 원재필(2015). 아두이노와 3D프린터를 활용한 로봇 융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발. 포항제철동초등학교 이성규(2015). 디자인학습과 첨단과학기술(3D프린터)을 융합한 STEAM 프로그램 개발. 산청초등학교 정호찬(2015). 3D프린트를 활용한 STEAM 프로그램 개발. 삼방초등학교

김효정(2017). 창의융합교육을 위한 3D프린터 활용방안에 대한 연구. 이화여자대학교(한국연구재단)

김효정(2018). 4차 산업혁명을 주도할 창의융합인재 양성을 위한 3D프린터 활용방안 연구. 이화여자대학교(한국연구재단)

이희명(2016). 창의력 배양을 위한 3D프린터를 활용한 기초디자인 교육 모델 개발. 영남대학교(한국연구재단)

김하림(2013). STEAM 교육形 초등학교 디자인교육프로그램 개발: 과학 및 예술을 중심으로. 경북대학교(한국연구재단)

원효헌(2016). STEAM 교육이 창의성 향상에 미치는 효과. 부경대학교(한국연구재단)

박영신(2016). 컴퓨팅 사고 실천을 통한 STEAM 프로그램의 활성화. 조선대학교(한국연구재단)

조향숙(2012). 현장 적용 사례를 통한 융합인재교육(STEAM)의 이해. 한국교육개발원

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

(프로그램명) 초등학교 과학 (5∼6학년) 온도와 열 수업용 STEAM 프로그램

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역

1 1~3 /16

[6과01-03] 고체 물질의 종류에 따라 열이 전도되는 빠르기를 관찰을 통해 비교하고 일상생활에서 단열을 이용하는 예를 조사할 수 있다.

[6과01-04] 액체나 기체에서 대류 현상을 관찰하고 대류 현상에서 열 의 이동을 설명할 수 있다.

(수학)

[초등학교 5~6학년]

(2) 직육면체와 정육면체 (미술)

[초등학교 5~6학년]

(2) 표현 2 4~10

/16 [6실05-04] 다양한 재료를 활용하여 창의적인 제품을 구상하고 제작한다.

(미술)

[초등학교 5~6학년]

(3) 감상

3 11~16 /16

[6과01-03] 고체 물질의 종류에 따라 열이 전도되는 빠르기를 관찰을 통해 비교하고 일상생활에서 단열을 이용하는 예를 조사할 수 있다.

[6과01-04] 액체나 기체에서 대류 현상을 관찰하고 대류 현상에서 열 의 이동을 설명할 수 있다.

(실과)

[초등학교 5~6학년]

(5) 기술 활용

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 16차시)

차시 주요내용

1~3 /16

주제(단원)명 입체 도형을 활용한 단열이 잘 되는 나만의 집 디자인하기 ‘에너지 제로 하우스’가 단열이 어떻게 가능한지 자신의 생각을 정리하기 단열의 개념과 원리를 알아보고 단열이 잘 되는 방법 찾아보기

입체도형(직육면체 및 정육면체 등)을 통한 나만의 집 형태를 창의적으로 구상하기 단열의 원리를 이용한 실생활 사례를 찾고 학생 서로의 아이디어를 공유하기

※ 과학 교과의 일상생활에서 단열이 이용되는 예를 알아보는 성취기준을 달성하기 위해

‘단열이 잘 되는 나만의 집 만들기’라는 프로젝트 학습을 계획하였다. 단열의 원리를 이용한 실생활의 사례를 학생들이 찾아보면서 서로의 아이디어를 공유하고 그 과정에서 단열의 개념 및 원리를 자세히 알아볼 수 있게 한다.

※ 수학 교과의 ‘직육면체’ 단원에 나오는 입체 도형(직육면체 및 정육면체 등)의 내용을 알아보며 단열이 잘 되는 나만의 집을 입체적으로 만들기 위한 기초적인 구상을 하게 한다. 아울러 미술 교과의 ‘생활 속에 디자인’ 단원에 나오는 창의적으로 다자인하기의 내용을 활용하여 집의 기능과 모양을 생각하여 나만의 집을 창의적으로 디자인할 수 있게 한다.

4~10 /16

주제(단원)명 3D 모델링을 활용하여 단열이 잘 되는 나만의 집 만들기 3D 프린터를 이용해 만들어진 실제 집을 살펴보기

3D 모델링을 활용하여 디자인한 단열이 잘 되는 나만의 집을 만들기 및 수정하기 3D 펜을 이용하여 출력된 3D 프린터로 만들어진 단열이 잘 되는 나만의 집을 꾸미기

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

3D 프린터 및 3D 펜으로 만든 단열이 잘 되는 나만의 집을 발표, 공유 및 보완하기

※ 실과 교과의 ‘기술 활용’ 단원에서 학생들이 3D 모델링으로 설계한 단열이 잘 되는 나만의 집을 구현할 수 있도록 하고 3D 프린터를 통해 그것을 출력하게 하여 자신이 구상한 나만의 집을 직접 확인해볼 수 있도록 한다. 또한 3D 펜으로 출력된 단열이 잘 되는 나만의 집을 추가로 꾸밀 수 있도록 한다. 마지막으로 학생 스스로 만든 집을 서로 발표 및 공유할 수 있게 하고 서로 나눈 의견을 추후 자신의 집을 수정 및 보완하는데 활용할 수 있게 한다.

11~16 /16

주제(단원)명 단열이 잘 되는 나만의 집 선발 대회 단열이 잘 되는 나만의 집을 선발하기 위한 주의사항 알아보기

주어진 실험 재료를 이용하여 단열이 잘 되는 나만의 집을 만들기 위한 실험 설계하기 시간이 지날수록 변화하는 나만의 집 안의 온도를 측정하여 실험 결과지에 기록하고 관련된 실험 보고서를 작성하기

가장 단열이 잘 되는 나만의 집을 선발하기

모둠별로 만든 단열이 잘 되는 나만의 집의 특징을 찾고 자신들이 만든 기존의 집을 수정 및 개선하기

※ 실과 교과의 ‘기술 활용’ 단원에서 학생들이 3D 프린터와 3D 펜을 이용하여 만든 단열이 잘 되는 나만의 집으로 과학 교과의 ‘온도와 열’ 단원에 나오는 주어진 재료를 활용한 단열 실험을 수행하게 한다. 주어진 시간 내에 단열이 가장 잘 되는 나만의 집을 만든 모둠을 선발하도록 하고 그 특징에 관해 학생들이 공유하여 자신들이 기존에 만든 집을 수정하고 보완하여 개선해볼 수 있도록 한다.

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/5~6 학년

중심과목 성취기준

영역

[초등학교 5~6 학년]

과학 – 온도와 열

중심과목 성취기준

[6 과 01-03] 고체 물질의 종류에 따라 열이 전도되는 빠르기를 관찰을 통해 비교하고 일상생활에서 단열을 이용하 는 예를 조사할 수 있다.

[6 과 01-04] 액체나 기체에서 대류 현 상을 관찰하고 대류 현상에서 열의 이 동을 설명할 수 있다.

주제(단원)명 입체 도형을 활용한 단열이 잘 되는

나만의 집 디자인하기 차시 1~3/16

학습목표

1. 단열과 관련된 실생활의 사례를 학생들이 찾아보면서 단열의 개념 및 원리를 이해할 수 있다.

2. 입체 도형(직육면체 및 정육면체 등)의 구성요소와 성질 알아보기 및 겨낭도를 이해할 수 있다.

3. 집의 기능과 모양을 생각하여 나만의 집을 창의적으로 디자인할 수 있다.

연계과목 수학, 미술 연계과목

성취기준 영역

[초등학교 5~6 학년] (2) 직육면체와 정 육면체

[초등학교 5~6 학년] (2) 표현

STEAM 요소

S 단열의 개념 및 원리 알아보기

T 스마트 기기를 활용하여 결과물 온라인으로 공유하기 E 나만의 집을 입체적으로 만들기 위한 기초적인 구상하기

A 집의 기능과 모양을 생각하여 나만의 집을 창의적으로 디자인하기

M 입체 도형(직육면체 및 정육면체 등)의 구성요소와 성질 알아보기 및 겨낭도를 이해하기

개발 의도

학생들이 다양한 단열의 원리가 적용된 집을 살펴보며 그러한 집들은 과연 어떻게 단열이 가능한지 생각해보도록 한다. 또한 단열이 잘 되는 나만의 집을 만들기 위해 입체 도형(직육면체 및 정육면체 등)에 대한 기본적인 이해를 토대로 하여 창의적으로

자신들의 생각을 발현할 수 있게 한다.

본 차시의 교수·학습 내용에 대해 설명하면 다음과 같다.

우선 상황 제시 과정에서 학생들이 다양한 단열의 원리가 적용된 집을 살펴보며 그러한 집들은 과연 어떻게 단열이 가능한지 자신의 생각을 정리해보도록 한다. 또한 학생들이 자신의 생각을 구체화하기 위해 스마트 기기를 활용하여 우리 생활 속에서 단열의 원리를 사용한 다양한 사례와 단열이 잘 되는 방법을 찾아보도록 하고, 조사한 내용을 간단한 보고서로 작성하게 하여 학생들의 수업에 대한 몰입을 이끌어 내도록 한다.

다음으로 창의적 설계 과정에서 학생들이 단열이 잘 되는 나만의 집을 만들기 위해 입체 도형(직육면체 및 정육면체 등)에 대한 기본적인 이해를 바탕으로 학생 스스로 집의 형태에 대해 구상할 수 있도록 한다. 또한 학생들이 집의 형태를 단순하게 생각하는 것을 방지하기 위해 집의 기능과 모양을 토대로 하여 단열이 잘 되는 집에 대해 창의적으로 자신들의 생각을 발현할 수 있게 한다.

마지막으로 감성적 체험 과정에서 학생들이 스마트 기기를 활용하여 단열의 원리를 이용한 실생활의 사례를 찾는 과정에서 학생 서로의 아이디어를 공유할 수 있도록 하고 그 과정에서 학생들이 수업에 대해 더 열중할 수 있도록 한다. 또한 학생들이 창의적인 나만의 집을 구상하는 과정에서 자신이 생각했던 내용을 되돌아볼 수 있게 하였다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

○ 다양한 단열의 원리가 적용된 집을 살펴보며 단열이 어떻게 가능한지 생각해보기

창 의 적 설 계

창의적 설계

○ 학생 서로의 아이디어를 공유하기

○ 자신이 생각했던 내용을 되돌아보기

감 성 적 체 험

○ 학생 스스로 단열이 되는 집의 형태에 대해 구상하기

○ 단열이 잘 되는 집에 대해 창의적으로 자신들의 생각을 발현하기

감성적 체험

학습

과정 교수-학습 활동

학습자료 (◯^자) 및 유의점(◯^유)

도입 (10 분)

○ 단열이 어떻게 가능한지 자신의 생각 정리하기

‘에너지 제로 하우스’를 보고 에너지 제로 하우스의 개념 및 원리 알아보기

‘에너지 제로 하우스’가 단열이 어떻게 가능한지 학생들이 자신의 생각을 표현하고 서로 의견을 공유하는 과정에서 단열의 개념 및 원리를 이해하도록 한다.

○ 고체, 액체, 기체에서의 열의 이동 알아보기

‘경기 E 학습터’의 고체, 액체, 기체에서의 열의 이동과 관련한 내용을 바탕으로 물체 간 열의 이동 원리에 대해 알아보기

- 고체에서의 열의 이동 알아보기

- 고체 물질의 종류에 따라 열이 이동하는 빠르기 알아보기 - 액체에서의 열의 이동 알아보기

- 기체에서의 열의 이동 알아보기

◯^자동영상 (에너지 제로

하우스, 고체,액체,기

체 에서의 열의 이동),

활동지

◯유‘에너지 제 로 하우스’원 리가 영상에 서 제시되기 전 학생들에 게 발문하여 단열의 개념 과 원리에

○ 공부할 문제 확인

입체 도형을 활용한 단열이 잘 되는 나만의 집 디자인하기

대해 생각해 보게 한다.

전개 (100 분)

○ 활동 1. 우리 생활 속의 단열 알아보기 실생활 속의 단열이 활용된 사례 알아보기

- ‘사이언스레벨업 – 패시브 하우스는 어떤 방법으로 에너지를 절약할까요?’

과학 퀴즈 풀어보기

- 실생활 속에서 단열이 활용된 사례 정리해보기

‘사이언스레벨업 – 패시브 하우스는 어떤 방법으로 에너지를 절약할까요?’

과학 퀴즈를 학생이 풀어봄으로써 단열을 실제 이용하는 사례를 접하도록 하고 단열의 원리까지 이해할 수 있도록 한다.

◯자사이언스 레벨업 과학퀴즈,

활동지

○ 활동 2. 단열이 잘 되는 방법 찾아보기 단열의 개념과 원리 이해하기

- 스마트 기기(태블릿 pc, 스마트폰 등)를 이용하여 단열의 개념과 원리에 대해 알아보기

단열이 잘 되는 방법 찾아보기

- 실생활에서 단열을 이용하는 사례를 조사하기 ▸유리창에 뽁뽁이 붙이기

▸창문이나 문의 틈을 문풍지로 잘 막기

▸보온병, 이중 유리창, 건물 외벽, 방한복, 피자 배달 가방 등 - 단열이 잘되는 방법 찾아보기

▸열을 차단하는 성질이 뛰어난 재료(단열재)를 사용한다.

▸두 물질 사이에 공기층을 만든다.

▸공기에 직접적으로 드러나는 부분을 줄인다.

스마트 기기를 활용하여 자신이 찾은 다양한 자료(동영상, 사진 등)를 활용하 여 보고서로 작성하고 온라인상에 탑재하도록 한다.

- 단열이란 두 물질 사이에서 열의 이동을 줄이는 것을 말한다.

- 전도, 대류, 복사를 통해 열의 이동이 이루어지는데 열의 이동을 막는 것은 불가능하므로 열이 이동하는 속도와 정도(열전도율)를 낮춘다.

◯자스마트 기기, 활동지

◯유단열이 잘 되는 방법을 찾아보며 필 요한 재료는 무엇이 있을 지 생각해보 게 한다.

○ 활동 3. 단열이 잘 되는 나만의 집의 형태에 대해 알아보기 직육면체, 정육면체의 특징 및 성질 알아보기

- 직육면체, 정육면체 교구를 이용하여 구성 요소의 수, 면의 모양, 특징에 대해 알아보기

- 실생활에서 직육면체 모양과 정육면체 모양 찾아보기

- 직육면체, 정육면체의 성질을 알아보고, 직육면체, 정육면체에서 평행한 면과 수직인 면을 찾아보기

- 직육면체, 정육면체의 겨냥도 알아보기

집의 기능과 모양을 토대로 집의 형태를 구상하기 - 단열이 잘 되는 집을 만들기 위한 집의 모양을 생각하기

- 입체도형의 가로, 세로, 높이의 수치를 정하여 집의 도안을 그리기

◯자스마트 기기

◯유입 체 도 형 의 양감을 고려하여 집 의 형태를 구상하게 한 다.

집의 기능과 모양을 토대로 하여 단열이 잘 되는 집에 대해 창의적으로 자 신들의 생각을 표현할 수 있도록 한다.

○ 활동 4. 단열이 잘 되는 나만의 집 디자인하기 단열이 잘 되는 나만의 집 디자인하기

- 단열이 잘 되는 조건을 생각하여 나만의 집을 디자인하기 - 디자인한 결과를 패들렛에 올려 친구들과 공유하기

- 다른 학생들의 결과물을 보고 디자인한 단열이 잘 되는 나만의 집을 수정하기

단열이 잘 되는 집을 찾기 위해 기존의 입체 도형뿐만 아니라 다양한 입체 도형을 생각하여 디자인해볼 수 있도록 한다.

◯자스마트 기기, 활동지

◯유패들렛에 자신의 디자인한 결과물을 올려 다양한

학생들이 의견을 나누어볼 수 있도록 한다.

정리 (10 분)

○ 활동 결과물 공유하기 조사한 내용 공유하기

- 단열을 이용한 사례, 단열이 잘되는 방법 등을 공유하기 - 공유를 통해 새롭게 알게 된 점 정리하기

온라인을 통한 결과물 공유로 짧은 시간에 서로의 의견을 좀 더 자유롭게 나누게 한다.

◯자스마트 기기

◯유보고서의 평가보다 자신이 더

알게 된 점을 정리하는

시간이 되도록 한다.

중심과목 실과 학교급/학년(군) 초등학교/5~6 학년 중심과목

성취기준 영역

[초등학교 5~6 학년]

실과 – 기술 활용

중심과목 성취기준

[6 실 05-04] 다양한 재료를 활용하여 창의적인 제품을 구상하고 제작한다.

주제(단원)명 3D 모델링(틴커캐드)을 활용하여

단열이 잘 되는 나만의 집 만들기 차시 4~10/16

학습목표

1. 3D 모델링(틴커캐드)를 활용하여 디자인한 단열이 잘 되는 나만의 집을 만들 수 있다.

2. 3D 펜을 이용하여 출력된 3D 프린터로 만들어진 나만의 집을 꾸밀 수 있다.

3. 3D 프린터 및 3D 펜으로 만든 단열이 잘 되는 나만의 집을 발표하고 친구들과 그 결과물을 공유할 수 있으며 부족한 점은 보완할 수 있다.

연계과목 수학, 미술 연계과목

성취기준 영역

[초등학교 5~6 학년] (2) 직육면체와 정 육면체

[초등학교 5~6 학년] (2) 표현

STEAM 요소

S

T 3D 프린터의 개념 및 원리 알아보기

E 3D 모델링을 통해 구상한 단열이 잘 되는 나만의 집을 표현하기 A 3D 펜을 이용하여 3D 프린터로 출력된 나만의 집을 꾸미기 M 입체 도형(직육면체 및 정육면체 등)의 겨낭도 이해하기

개발 의도

학생들이 3D 프린터의 개념과 그것이 작동하는 원리를 이해하게 함으로써 자신이 구상한 나만의 집이 실제 입체로 구현될 수 있다는 것을 알게 한다. 또한 학생들이

3D 모델링(틴커캐드)을 활용하여 이미 구상한 단열이 잘 되는 나만의 집을 만들어 볼 수 있도록 하고 3D 펜으로 그것을 꾸며볼 수 있도록 한다. 마지막으로 학생들이 만든 결과물에 대해 서로의 의견을 공유할 수 있도록 하고 그것을 바탕으로 추후 자신의 집을 수정하고 보완하는데 활용할 수 있게 한다.

본 차시의 교수·학습 내용에 대해 설명하면 다음과 같다.

우선 상황 제시 과정에서 학생들이 3D 프린터를 이용해 만들어진 실제 집을 살펴보며 3D 프린터가 무엇인지 알아보게 한다. 학생들이 3D 프린터의 개념과 그것이 작동하는 원리를 이해하게 함으로써 자신이 구상한 나만의 집이 실제 입체로 구현될 수 있다는 것에 호기심을 갖도록 한다.

다음으로 창의적 설계 과정에서 학생들이 3D 모델링(틴커캐드)를 활용하여 이미 구상한 단열이 잘 되는 나만의 집을 만들 수 있도록 한다. 입체 도형(직육면체 및 정육면체 등)의 겨낭도를 바탕으로 학생들의 머릿속에 있는 단열이 잘 되는 집을 여러 입체 도형을 활용하여 구현할 수 있도록 한다.

또한 3D 프린터로 출력된 단열이 잘 되는 나만의 집 입체물을 3D 펜을 이용하여 꾸밀 수 있도록 한다.

마지막으로 감성적 체험 과정에서 학생들이 3D 프린터로 만들고 3D 펜으로 보완한 단열이 잘 되는 나만의 집을 촬영하여 구글 프리젠테이션에 올려 학생 서로의 의견을 공유할 수 있도록 한다. 또한 친구들이 서로 나눈 의견을 댓글로 달게 하여 추후 자신의 집을 수정하고 보완하는데 활용할 수 있도록 한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

○ 3D 프린터를 이용해 만들어진 실제 집을 살펴보기

창 의 적 설 계

창의적 설계

○ 학생 서로의 의견을 공유하기

○ 친구들이 서로 나눈 의견을 댓글로 달기

감 성 적 체 험

○ 3D 모델링(틴커캐드)를 활용하여 이미 구상한 단열이 잘 되는 나만의 집을 만들기

○ 3D 펜을 이용하여 출력된 단열이 잘 되는 나만의 집을 꾸미기

감성적 체험

학습

과정 교수-학습 활동

학습자료 (◯^자) 및 유의점(◯^유)

도입 (40 분)

○ 3D 프린터의 개념 및 원리 알아보기

‘건물 뼈대가 뚝딱…3D 프린터로 집 만든다.’를 보고 3D 프린터에 대해 알아보기

- 3D 프린터란 무엇인지 알아보기

- 3D 프린터와 잉크젯 프린터의 차이점 알아보기 - 3D 프린터의 활용 분야 살펴보기

- 3D 프린터로 출력되기까지의 과정 이해하기 - 3D 프린터의 원리와 용어 알아보기

학생들이 3D 프린터의 개념과 그것이 작동하는 원리를 이해하게 함으로써 자신이 구상한 나만의 집이 실제 입체로 구현될 수 있다는 것을 알게 한다.

○ 공부할 문제 확인

3D 모델링(틴커캐드)을 활용하여 단열이 잘 되는 나만의 집 만들기

◯자동영상 (건물 뼈대가

뚝딱…3D 프린터로 집

만든다 / YTN 사이언스)

◯유3D 프린터 와 관련한 안 전 사 항 ( 화 상 및 환기 등)을 학생들 에게 반드시 언급한다.

전개 (200 분)

○ 활동 1. 3D 모델링(틴커캐드)으로 단열이 잘 되는 나만의 집을 만들기

3D 모델링(틴커캐드)를 활용하여 이미 구상한 단열이 잘 되는 나만의 집을 만들기

- 3D 모델링(틴커캐드) 가입하고 시작하기

- 3D 모델링(틴커캐드) 기본 기능 익히기(화면 시점 조작, 도형 이동, 도형 삭제, 도형 크기 바꾸기 및 회전, 기본 도형 수정하기, 도형 복사 및 더하기, 구멍 도형 및 빼기, 도형 정렬 및 좌우 뒤집기)

- 3D 모델링(틴커캐드) 심화 기능 익히기(투명 도형 활용, 눈금자와 작업 평면 활용, 모서리 둥글리기, 셀처럼 만들기, 패턴 만들기)

- 준비된 단열재를 보고 모델링 한 나만의 집으로 단열 실험을 하기 위한 조건 생각해보기

준비된 단열재 : 우드록, 색점토, 뽁뽁이, 가위, 칼, 목공용 풀, 셀로판테이프, 손난로, 알코올 온도계, 초시계, 나만의 재료

- 준비된 단열재를 탐색한 후 3D 모델링(틴커캐드)으로 입체도형(반구, 육각기둥, 직육면체 등)을 활용해 단열이 잘 되는 나만의 집을 모델링 하기

- 손난로와 알코올 온도계가 들어갈 공간과 단열 실험을 위한 집 내부의 공간을 남겨두고 모델링 하기

나만의 집으로 단열 실험을 하기 위해 손난로 및 알코올 온도계가 들어갈 공간은 통제변인이므로 같은 크기로 만들 수 있게 한다.

◯자스마트 기기

◯유1 2 세 이 하 어린이들은 부 모 님 의 전자 메일을 통해 확인 이메일을 받 아 야 하 는 번 거 로 움 이 있기 때문에 일반 계정 사용자가 [ 초 대 코 드 생 성]을 통해 쉽게 학생 들이 사용할 수 있도록 한다.

○ 활동 2. 3D 펜을 이용하여 단열이 잘 되는 나만의 집을 꾸미기 3D 펜을 활용하여 출력된 단열이 잘 되는 나만의 집을 꾸미기 - 3D 펜에 대해 알아보기

- 3D 펜의 구조 이해하기

- 3D 펜의 사용 방법 파악하기(선 그리기, 모양 칠하기, 모양 붙이기) - 3D 펜의 사용 시 주의할 점 알아보기

- 3D 펜으로 기본 형태 만들기(기초 배우기, 단면 만들기, 여러 가지 만들기) - 3D 프린터로 출력된 단열이 잘 되는 나만의 집을 3D 펜을 이용하여 꾸미고 보완하기

◯자3D 펜, 3D 펜 도안

◯^유필 라 멘 트 노즐이 뜨거 우니 학생이 손으로 직접 만지지 않게 한다.

3D 펜으로 3D 프린터로 출력된 나만의 집을 보완하는 과정에서 3D 프린터 출력물을 수정 및 보완할 수 있도록 하고 필라멘트를 녹여서 만들어진 플라스틱도 단열재로 이용할 수 있도록 한다.

○ 활동 3. 단열이 잘 되는 나만의 집에 대한 서로의 의견 공유하기

3D 프린터로 만들고 3D 펜으로 보완한 단열이 잘 되는 나만의 집에 대한 서 로의 의견 공유하기

- 3D 프린터로 만들고 3D 펜으로 보완한 단열이 잘 되는 나만의 집을 사진 또는

동영상으로 촬영하기

- 촬영한 단열이 잘 되는 나만의 집을 구글 프리젠테이션에 올리기

- 서로 만든 작품을 보며 구글 프리젠테이션에 좋은 점, 아쉬운 점, 개선할 점에 대해 댓글로 달기

- 서로 만든 작품을 보며 댓글을 단 것을 바탕으로 친구의 작품 평가하기 - 친구들이 단 댓글을 확인하고 자신이 만든 단열이 잘 되는 나만의 집을 어떻 게 수정할지 구상하기

댓글에 좋은 점, 아쉬운 점, 개선할 점에 이외에도 자유롭게 자신의 생각을 표현할 수 있도록 한다.

◯자활동지, 스마트

기기

◯유구글에 로 그인하기 어 려운 학생들 은 로그인 하지 않고 댓글을 달 수 있게 한 다.

정리 (40 분)

○ 단열이 잘 되는 나만의 집 수정 및 전시하기

친구들이 단 댓글을 바탕으로 나만의 집이 단열이 잘 되도록 모델링을 수정 하고 자신의 작품을 전시하기

- 친구들이 단 댓글을 바탕으로 나만의 집이 단열이 잘 되도록 모델링을 수정하기 - 수정한 모델링 한 내용을 사진 또는 영상으로 촬영하여 구글 프리젠테이션에 전시하기

- 다른 친구들이 전시한 내용을 살펴보고 자신의 의견을 댓글로 달기

구글 프리젠테이션의 메모 기능을 활용하여 서로의 생각을 확인할 수 있도록 하고 자신의 생각을 정교화나갈 수 있도록 한다.

◯자스마트 기기

◯유전시한 내 용을 감상하 면서 다른 시각에서 바 라볼 수 있 도록 생각의 창을 열어 준다.

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/5~6 학년

중심과목 성취기준

영역

[초등학교 5~6 학년]

과학 – 온도와 열

중심과목 성취기준

[6 과 01-03] 고체 물질의 종류에 따라 열이 전도되는 빠르기를 관찰을 통해 비교하고 일상생활에서 단열을 이용하 는 예를 조사할 수 있다.

[6 과 01-04] 액체나 기체에서 대류 현 상을 관찰하고 대류 현상에서 열의 이 동을 설명할 수 있다.

주제(단원)명 단열이 잘 되는 집 만들고 실험하기 차시 11~16/16 학습목표

1. 단열이 잘 되는 집을 만들 수 있다.

2. 단열이 잘 되는지 실험을 설계하고 수행할 수 있다.

3. 단열이 잘 되는 집의 특징을 찾고 나만의 집을 수정할 수 있다.

연계과목 연계과목

성취기준 영역

STEAM 요소

S 단열의 개념과 원리 알기

T 스마트 기기를 활용하여 보고서 작성 및 결과 공유하기 E 단열이 잘 되는 재료를 활용하여 집 만들기

A 디자인과 기능을 고려한 생활 속 단열 제품 알아보기, 작품 전시회 M

개발 의도

학생들이 단열과 관련된 실생활 사례를 살펴보고 단열의 원리를 이해하고 나아가 단열이 잘 되는 재료를 찾을 수 있도록 한다. 학생들이 보온병을 만들어보고 그것으로 사전 실험을 해보며 단열에 대한 이해를 심화 시키고 나아가 자신이 활용할 단열 방법과 다양한 재료를 이용하여 단열이 잘 되는 나만의 집을 만들어보게 한다. 또한 실제 자신이 만든 집이 단열이 잘 되는지 실험을 스스로 설계해보고 수행하도록 하고 결과 보고서를 작성하게 한다. 마지막으로 학생들이 실험 결과를 공유하고 그 내용을 바탕으로 자신의 집에 부족한 점을 수정하고 보완해보도록 한다.

본 차시의 교수·학습 내용에 대해 설명하면 다음과 같다.

우선 상황 제시 과정에서 교사는 단열과 관련된 실생활 사례들을 제시하여 학생들이 단열의 원리와 단열이 잘 되는 재료에 대해 탐색하고 그것에 대해 정리해보게 한다. 학생들이 단열이 되는 개념과 원리를 이해함으로써 자신이 구상한 나만의 집에 단열 재료는 무엇이 필요한지 생각해보게 한다.

다음으로 창의적 설계 과정에서 학생들이 보온병을 만들어보고 실험을 해보는 활동을 통해 단열 제품을 직접적으로 만들고 체험할 수 있는 기회를 가져본다. 그리고 자신이 활용할 단열 방법을 생각하고 다양한 재료를 이용하여 단열이 잘 되는 나만의 집을 구상하고 만들어보도록 한다. 나아가 자신이 만든 집이 단열이 잘 되는지 알아보기 위한 실험을 스스로 설계해보고 수행하도록 한다.

실험을 수행하고 측정된 집 내부의 온도 변화 값을 통해 결과 보고서를 작성하게 한다. 온도 변화 값이 가장 적은 집을 단열이 잘 되는 집으로 선정하여 학생들이 그 집의 특징을 찾아보는 활동을 통해 단열의 개념과 원리를 공고히 할 수 있게 한다.

마지막으로 감성적 체험 과정에서 학생들이 실험 결과를 공유하고 그 내용을 바탕으로 자신이 만든 단열이 잘 되는 나만의 집에 부족한 점을 수정하고 보완할 수 있도록 한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

○ 단열과 관련한 실생활 사례 확인하기

창 의 적 설 계

창의적 설계

○ 실험결과 발표하기

○ 작품 전시회

감 성 적 체 험

○ 간이 보온병 만들기

○ 단열이 잘 되는 나만의 집 만들기

○ 단열 정도 실험하기

○ 나만의 집 수정하기

감성적 체험