한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임

2017 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2017. 11. 30.

경상고등학교

이 보고서는 2017년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임

목 차

1. 요약문

··· 1

2. 서론

··· 1

가. 연구의 필요성 ··· 1

나. 연구의 목적 ··· 1

다. 연구의 범위 ··· 1

3. 연구 추진 내용 및 결과

··· 2

가. 연구 추진 내용 ··· 2

1) 연구 추진 과제 ··· 2

2) 연구 추진 과제의 방법 및 절차 ··· 2

나. 연구 추진 결과 ··· 5

1) STEAM 프로그램 개선,개발(교육과정 성취기준), 적용(대상, 수, 시기, 방법) 내용· · 5

2) STEAM 프로그램 활동 학생 만족도 조사··· 8

3) STEAM 협의체와 교사 네트워크(공개수업, 컨설팅 참석) 활동··· 9

4) 교사연구회 운영 발전 과정 및 자체 평가··· 10

4. 결론 및 제언

··· 11

5. 참고문헌

··· 12

[부록]

부록1. 현장적용 결과 요약 ··· 13

부록2. 학생산출물, 사진, 교사의견 ··· 14

부록3. 회의록 ··· 16

[붙임]

붙임1. 수업지도안 ··· 17 붙임2. 정산보고서

2017년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

1. 요약문

과학중점학교인 본교에서는 정규교과·비교과체험활동에 STEAM형 프로그램을 적용시켜 STEAM형 프로그램을 활성화시켜 학생들의 과학에 대한 흥미와 관심을 유도하여 이공계 발전을 선도할 수 있 는 창의적이고 융합적인 사고를 가진 민주시민을 육성하고자 한다.

2. 서론

가. 연구의 필요성

본교는 과학중점학교로서 인근 일반계 고등학교에 비하여 과학교육에 대한 학생들과 학부모들의 관심도가 높으며 2009년에 과학중점학교로 선정된 이후 축적된 경험들을 통하여 다양한 STEAM교육 프로그램들을 실시하고 있다. 이 프로그램들의 운영을 통하여 미래의 과학자로서 갖추어야 할 과학적 사고력, 과학적 탐구 능력, 과학적 문제 해결력, 과학적 의사소통 능력, 과학적 참여와 평생 학습

능력 등의 핵심 역량을 키우는데 집중하고 있다.

나. 연구의 목적

1) 정규교과 과정과 비교과체험활동의 STEAM 교육 현황을 분석한다.

2) 정규교과 과정과 비교과체험활동을 통한 STEAM 교육 활성화 방안을 모색한다.

3) 정규 및 비교과체험활동을 통한 STEAM 교육이 어느 정도의 효과가 있는지 알아보고 효과를 높일 수 있는 방안을 연구한다.

4) 정규 및 비교과체험활동의 STEAM 교육을 통해 학생 스스로 과학적인 태도와 창의적인 사고를 증진할 수 있는 교육과정과 교육프로그램 운영을 도모한다.

5) 본교에서 운영하는 STEAM 교육과 연계하여 개인별 프트폴리오를 구성하고 효과적인 관리체계를 갖춘다.

다. 연구의 범위

지역사회에서 선도적인 역할을 할 수 있는 과학 인재 육성을 위하여 본교와 지역 사회의 자원을 활용한 특색 있는 과학중점학교의 운영이 필수적이라는 사실을 인식하고 주변의 자원을 활용한 본교의 정규교과 과정과 비교과활동을 통한 STEAM교육의 현황을 분석하고 이 결과를 바탕으로 STEAM교육 활성화 방안을 모색해 보고자 한다.

3. 연구 추진 내용 및 결과 가. 연구 추진 내용

1) 연구 추진 과제

가) 연구 과제 1

나) 연구 과제 2

2) 연구 추진 과제의 방법 및 절차

학생들의 교과, 비교과 활동을 지역 사회와 연계시켜서 진행하기 위해서 선행되어야 할 연구가

각종 활동들이 이루어질 수 있는 관련 기관을 조사하는 것이다. 따라서 학교 주변에서 그러한 역량을 가진 기관들을 찾아보았다.

정규교과 과정을 통한 STEAM 교육의 활성화 방안

∙ 과학교양, 과학융합, 과제연구(R&E), 과학사 및 과학철학 교과수업을 통한 STEAM 교육

∙ 과학·수학동아리 중심의 STEAM 교육

비교과체험활동을 통한 STEAM 교육의 활성화 방안

∙ 이공계 진로탐색을 위한 교수초청 과학특강

∙ 과학융합(이공계 학생들에게 들려주는 인문학 이야기) - 인문학서당, 행복한 부자학교 강연

∙ 경상 토요 Science fun&FUN Day(과학실험인증제)

∙ MBL을 이용한 창의과학교실 및 교사 MBL 연수

∙ 융합인재교육(STEAM) R&E 활동(한국과학창의재단 주관)

∙ 찾아가는 Science Lab(실험재능기부)

∙ 기타 비교과 체험활동

- 2017학년도 창의융합과학교실

- 2017학년도 동계방학 중 Science Explorer

기관명 가능 활동 정규교과 비교과 활동

경북대학교

과제연구 멘토링 전공 관련 체험 활동 교수 초청 이공계 진로

특강

과학교양, 과학융합, 과제연구 (R&E), 과학사 및

∙ 이공계 진로탐색을 위한 교수 초청 과학특강

∙ 경북대 전공체험학습 프로그램

∙ 교내 과제연구(R&E)

∙ 과학융합(이공계 학생들에게

<표1> 학교 주변의 교과, 비교과 활동이 가능한 기관, 관련된 정규 교과 및 비교과 활동

학교 주변의 교과, 비교과 활동이 가능한 기관과 관련된 정규 교과 및 비교과 활동

과학철학, 과학 ․ 수학 동아리활동

들려주는 인문학 이야기)

- 인문학서당, 행복한 부자학교 강연

∙ 융합인재교육(STEAM) R&E 활동(한국 과학창의재단 주관)

영남대학교

전공 관련 체험 활동 과학 연구실 체험 활동

∙ 이공계 진로탐색을 위한 교수 초청 과학특강

∙ 교내 과제연구(R&E)

∙ 융합인재교육(STEAM) R&E 활동(한국 과학창의재단 주관)

대구가톨릭대학교 계명대학교 대구대학교

DGIST 전공 관련 체험 캠프 대구과학고

전공 관련 석학 강의 연구 시 필요한 최첨단

기기 활용 대구 관내 중학교 찾아가는 Science Lab(실

험재능기부) ∙ 찾아가는 Science Lab(실험재능기부)

국립 대구과학관 전공 관련 체험 활동

∙ 기타 비교과 체험활동

- 2017학년도 동계방학 중 Science Explorer

- 2017학년도 겨울방학 창의과학교실

경북 테크노 파크 청년 창업 관련 체험

∙ 교내 과제연구(R&E)

∙ 융합인재교육(STEAM) R&E 활동(한국 과학창의재단 주관)

한국 뇌연구원

전공 관련 체험 활동

전공 관련 체험 활동

∙ 교내 과제연구(R&E)

∙ 융합인재교육(STEAM) R&E 활동(한국 과학창의재단 주관)

∙ 교내 과제연구(R&E)

∙ 융합인재교육(STEAM) R&E 활동(한국 과학창의재단 주관)

대구경북 연구원 스마트 드론 기술센터

한국진로직업연구원 교통시스템연구소 자동차부품연구원

대구경북본부 대구창조경제혁신센터

한국염색기술연구소

대구시 과학교육원 실험 재능 기부 각종 체험 활동

∙ 교내 과제연구(R&E)

∙ 융합인재교육(STEAM) R&E 활동(한국 과학창의재단 주관)

∙ 찾아가는 Science Lab(실험재능기부) 대구 박물관 각종 체험 활동 ∙ 교내 과제연구(R&E)

대구 중앙도서관 과학 관련 주제 강연 ∙ 이공계 진로탐색을 위한 교수

가) 프로그램 운영 계획

<표2> STEAM 프로그램 운영 계획 (금요일의 과학터치)

초청 과학특강

∙ 교내 과제연구(R&E)

∙ 융합인재교육(STEAM) R&E 활동(한국 과학창의재단 주관)

국립대구기상과학관

전공 관련 체험 활동

∙ 교내 과제연구(R&E)

∙ 융합인재교육(STEAM) R&E 활동(한국 과학창의재단 주관)

대구환경공단 두산 엔진,

두산 중공업 전공 관련 체험 (공장 견학)

∙ 교내 과제연구(R&E)

∙ 융합인재교육(STEAM) R&E 활동(한국 과학창의재단 주관)

대구 3공단 성서공단

구분 프로그램명 일시(시간) 장소 대상

안내(교내) 비교과체험활동 사전교육 3.10(1) 희원관(강당) 1학년

강연(교내) 이공계 진로탐색을 위한 교수초청 과학특강

4∼11월(30) (3시간/회, 연

10회)

제2시청각실 〃

〃 환경·과학 교육특강 연중(2/회) 시청각실 1,2학년

〃 과학기술앰배서더 초청강연 10월(2) 〃 희망자

강연(교외) 대구과학축전 특별강연 9.2(2) EXCO 〃

〃 금요일에 과학터치 3~12월(2/회) 대구시립중앙도서관 1,2학년

〃 노벨과학상 수상자 연구업적

해설 초청강연 참가 11월(2) 제2시청각실 과학

중점반

대회(교내) 과학·수학경시대회 4월(2) - 희망자

〃 ESD 생활실천 우수사례 공모전 6월(2) - 〃

〃 ESD 환경·과학 주제발표대회 9월(4) 제2시청각실 동아리

대회(교외) 대구광역시교육청 과학탐구 실험대회 5월(3) 대구광역시과학교육원 희망자

〃 대구광역시교육청 과학전람회 5월(3) 〃 〃

〃 대구광역시과학동아리 발표대회 8.19(3) 〃 동아리

〃 대구광역시교육청 발명품 경진대회 4월(3) 〃 희망자

실험(교내) Open LAB(열린실험실) 체험활동 4월∼11월(1/회) 과학실험실 및 CRC 1,2학년

실험(교외) 경북대 연구체험 활동 4월, 9월(3/회) 대학실험실 희망자

경북대 과학동아리와 함께하는

STEAM 탐구활동 7월(4) 경북대 화학관 동아리

영남대 생명과학 실험캠프 7월(4) 영남대 생명과학실험실 희망자

체험(교내) 교내동아리활동 발표회(종합전) 11.23~24(6) 희원관 동아리

〃 『과학 생각열기』프로젝트 탐구활동 6월(4) 과학실험실 〃

〃 지구살리기 환경캠페인 연중(1/회) - 1,2학년

체험(교외) 과학융합 비교과체험학습 4.7(7) 국립대구과학관 1학년

나. 연구 추진 결과

1) STEAM 프로그램 개선,개발(교육과정 성취기준), 적용(대상, 수, 시기, 방법) 내용

가) STEAM 프로그램 개선 프로그램의 교육과정 성취수준, 적용 내용, 학생 평가 방법과 학교생활 기록부 기재 방안

〃 국립고흥(김제) 비교과체험활동 8.23~24(10) 국립고흥(김제)청소년센터 〃

〃 과학·수학동아리 체험학습 연중(2/회) 동아리별 체험장소 동아리

〃 대구과학축전(과학싹잔치) 참가 9.2~3(2) EXCO 1,2학년

〃 대학(연구기관)과 연계한

동아리체험학습 연중(2/회) 동아리별 계획 동아리

〃 국립환경과학원,

환경시설관리공단 연중(3/회) 〃 〃

〃 대구과학싹잔치 부스운영 9.2~3(4-16) EXCO 1,2학년

〃 두산기업 및 우포늪생태습지 탐방 7월(4) - 동아리

캠프(교내) 토요 Science fun&FUN 캠프 4∼7월(12)

(매주 토요일) 과학실험실 1학년

〃 Science Magic 캠프 연중(3/회) 〃 1,2학년

겨울방학 창의과학교실 12~1월(6) 〃 희망자

캠프(교외) 국립대구과학관 창의과학캠프 7월(4) 국립대구과학관 〃

〃 경북대 나노(Nano) 과학실험 캠프 8월(4) 나노과학분석실험실 동아리

〃 1일 과학자 체험의 날 8월(4) 경북대 생물관 〃

〃 그린 힐링(Green Healing) 탐구 캠프 10월(4) - 〃

〃 미리 가보는 대학실험실 탐방 연중(3/회) 경북대 화학관 희망자

프로그램 구분

□ 초 □ 중 ■ 고 ■ 일반주제

기존 STEAM 프로그램 개선

□ 우대주제

기존 STEAM

프로 그램 개선

기존 프로그램 명

반응 속도와 온도의 관계 (1차시) 화학 반응의 빠르기

(2차시) 화학반응의 빠르기는 어떻게 나타낼 수 있을까?

(3차시) 농도는 반응 속도에 어떤 영향을 미칠까?

(4차시) 온도는 반응 속도에 어떤 영향을 미칠까?

(5차시) 촉매는 반응 속도에 어떤 영향을 미칠까?

(6차시) 보충 ․ 심화학습

교육과정 성취기준

화2402. 화학 반응 속도를 반응 물질의 농도로 표현할 수 있음을 설명할 수 있다.

화2404. 반응 속도가 온도에 따라 민감하게 변한다는 사실을 이해한다.

화2406. 촉매를 이용해서 에너지 장벽의 크기를 변화시켜 반응 속도를 변화시킬 수 있음을 이해하고, 촉매의 종류를 설명할 수 있다.

미적2322. 함수의 그래프의 개형을 그릴 수 있다.

나) STEAM 프로그램 개선 프로그램의 교육과정 성취수준, 적용 내용, 학생 평가 방법과 학교생활 기록부 기재 방안

개선 중점내용

화학 실험을 통하여 얻은 결과를 통하여 화학 반응 속도에 영향을 미치는 요인을 찾는 것도 매우 의미 있다. 그 관계를 이끌어내는 과정에서 관련된 수식을 미적분의 도함수의 활용 내용을 적용하여 그래프의 개형을 직접 그려서 살펴보는 것도 의미가 있다고 생각한다.

내용의 수준은 화학 Ⅱ, 미적분 Ⅰ, Ⅱ의 내용 수준이다. 수업시간을 교육과정 재구성을 통하여 수학과 화학 수업을 블록타임제로 배정하여, 먼저 미적분의 도함수를 이용한 그래프 개형 그리는 내용을 학습하고, 화학 실험을 통하여 화학 반응 속도에 영향을 미치는 요소들에 대한 관계식을 찾아낸 다음 그래프로 직접 표현해보는 방식이다.

평가는 미적분과 화학의 성취기준에 따른 평가 항목을 협의를 거쳐 리스트로 작성하여 실시한다.

수업 계획은 다음과 같다.

(1차시) 도함수의 활용 Ⅰ (2차시) 도함수의 활용 Ⅱ

(3차시) 화학 반응 속도에 영향을 미치는 요인 실험 (4차시) 화학 반응 속도에 영향을 미치는 요인 결과 발표 프로그램 적용대상 경상고등학교 2 학년 90 명

경상여자고등학교 2 학년 50 명 (총합 140 명) 적용시수 학생당 평균 3 시간 (프로그램 총 4 시간)

적용일정 8월 2주 ∼ 8월 3주

학생 평가 계획 및 학생부 기재

방안

평가는 미적분과 화학의 성취기준에 따른 평가 항목을 협의를 거쳐 리스트로 작성하여 실시한다.

(예) 화학 반응 속도에 영향을 미치는 요인을 찾아내는 수업에서 온도, 농도, 촉매에 따른 화학 반응 속도를 도함수의 활용 개념을 활용하여 그래프로 나타내어 잘 설명함.

프로그램 구분

□ 초 □ 중 ■ 고

■ 일반주제

신규 STEAM 프로그램 개발

□ 우대주제 신규

STEAM 프로 그램 개발

프로그램 명 세계 화산, 지진 지도 만들기

교육과정 성취기준

[12

지과Ⅰ

01-03]

판을 움직이는 맨틀의 상부 운동과 플룸에 의한 구조 운동을 구분하 여 설명할 수 있다

.

[12

지과Ⅰ

01-03]

판을 움직이는 맨틀의 상부 운동과 플룸에 의한 구조 운동을 구분하 여 설명할 수 있다

.

[9

정

03-01]

실생활 문제 상황에서 문제의 현재 상태

,

목표 상태를 이 해하고 목표 상태에 도달하기 위해 수행해야 할 작업을 분석한다

. [9

정

03-02]

문제 해결에 필요한 요소와 불필요한 요소를 분류한다

. [9

정

03-03]

논리적인 문제 해결 절차인 알고리즘의 의미와 중요성을 이해하고 실생활 문제의 해결과정을 알고리즘으로 구상한다

.

[9

정

03-04]

문제 해결을 위한 다양한 방법과 절차를 탐색하고 명확하 게 표현한다

.

개발 중점내용

본 STEAM 교사 연구회는 과학, 정보 과목을 담당하는 교사들로 구성되어 있다. 따라서 과학, 정보 과목의 교과 내용 요소들에 대하여 교육과정 재구성을 논의하던 중 지구과학 I 교과의 지진과 화산, 정보 교과의 엔트리 프로그램 수업 내용의 융합을 시도해 보고자 했다.

지 진 , 화 산 , 엔 트 리 프 로 그 램 을 이 용 한 정 보 표 현 의

알 고 리 즘 을 학 습 한 다 . 그 후 에 세 계 곳 곳 에 서 발 생 한 지 진 과 화 산 에 대 한 정 보 들 을 엔 트 리 프 로 그 램 을 이 용 하 여

표 현 하 기 위 해 디자인, 내용, 모둠별 활동 수행에 맡게 될 역할을 분담한다. 모둠별로 완성된 지진, 화산 지도를 발표하고 공유하는 것으로 모든 수업이 마무리 끝나게 됨.

프로그램 적용대상 경상고등학교 2 학년 60 명 경상여자고등학교 1 학년 60 명 경북여자고등학교 1 학년 60 명

(총합 180 명)

적용시수 학생당 평균 4 시간 (프로그램 총 24 시간)

적용일정 9월 1주 ∼ 9월 3주

학생 평가 계획 및 학생부 기재

방안

연구회 교사, 평가 영역 전문가들과의 협의를 통해서 교사 평가, 동료 평가에 대한 항목들을 만든다. 교사는 수업 중, 후의 학생의 변화를 수시로 기록하고, 학생들은 모둠 활동 중, 후의 활동 상황을 상세히 기록한다.

교사, 동료 학생들의 기록, 활동 전, 후에 학생들에게 설문조사를 통하여 변화된 점을 도출한다. 그 내용을 학생부에 과목별 세부특기사항에 기록한다.

(예) 엔트리 프로그램을 활용한 세계 지진, 화산 지도 만들기 활동에서 지진, 화산에 대한 자료 수집의 역할을 맡아 관련 서적, 사진, 동영상의 다양한 매체들을 활용하여 적극적으로 활동에 임함. 이를 통해 문제 해결을 위해 필요한 자료 조직 능력, 동료와의 협업 능력이 향상됨.

2) STEAM 프로그램 활동 학생 만족도 조사

1, 2학기 1번씩 창의재단으로부터 받은 URL에 접속하여 온라인을 통한 조사를 진행하였고, 정규교과와 비교과 활동이 끝난 뒤 설문지를 통하여 학생 STEAM 태도와 프로그램에 대한 만족도를 조사하였다.

▲[그림 1] 이공계 진로 • 진학 특강 만족도 조사 ▲ [그림 2] 창의융합과학 탐구캠프 만족도 조사

▲ [그림 3] 경상 토요 Science fun&FUN Day 만족도 조사 ▲ [그림 4] 교내 과제연구(R&E) 만족도 조사

3) STEAM 교사연구회 협의체와 지역 네트워크(공개수업, 컨설팅 참석) 활동 가) 공개수업

(1) 일시 : 2017. 9. 12. (화) 11:30~12:20(4교시) (2) 장소 : 경상고 3층 CRC실

(3) 수업 발표 교사 : 경상고 이석천

(4) 수업 주제 : 엔트리 프로그램을 활용한 세계 지진, 화산 지도 만들기 나) 협의회

(1) 일시 : 2017. 9. 12. (화) 12:20~13:20 (2) 장소 : 경상고 3층 CRC실

(3) 참석자 : 대구광역시교육청 담당 장학사, 경상고 교감, 연구회 회원 (4) 협의 내용 : 공개수업에 대한 피드백, STEAM 교사연구회 일정

다) STEAM 교사연구회 컨설팅 참석

(1) 일시 : 2017. 7. 13. (목) 16:00~18:00, 9. 28. (목) 16:30~18:30 (2) 장소 : 대구남산초등학교 발명교실

(3) 참석자 : 대구광역시교육청 담당 장학사, STEAM 교사연구회 컨설턴트, STEAM 교사연구회원 (4) 컨설팅 내용 : STEAM 교사연구회원 역량강화 연수, STEAM 교수학습방법 연수, 중간발표회, 중간보고서 컨설팅

▲ [그림 5] 공개수업 연구회 회원 참관록 ▲ [그림 6] 공개수업 연구회 회원 참관록

4) 교사연구회 운영 발전 과정 및 자체 평가 가) 교사연구회 운영 발전 과정

<표3> 교사연구회 운영 일정

일 자 활동 내용 비 고

2017.4월 2017년 STEAM 교사연구회 모집 신청(계획서 작성 제출)

05.09 연구회원 및 STEAM탐구활동 학생모임(연구일정 협의) 경상고 과학실험실

05.11. 선도그룹 워크숍 참가(연세대학교) 한국과학

창의재단

05.13. STEAM 교사연구회 회원 사전 모임 경북여고

정보실

05.15. 지도교수님 자문 및 연구협의회 회원전원

05.20. 과학&정보융합 학생 탐구활동(STEAM 학생수업 적용) 경상여고 수업분석실

06.01. 연구회원 회의(3명)- 일정 협의 경상고

과학실험실

06.17. 연구회원 회의(3명)-수업지도안 작성 토론 〃

07.01 연구회원 회의(3명)-STEAM 탐구활동 토론 〃

07.09. 연구회원 회의(2명)-방학중 일정 협의 〃

07.12 협의회-STEAM 연구주제 토론 경상여고

수업분석실 07.13. 지역네트워크 자료수집을 위한 출장(이석천)

07.29. STEAM 탐구활동 학생대상 의견 교환 경상고

과학실험실 08.09. 연구회원 회의(2명)-수업공개 수업지도안 작성 토의 경상고

CRC실

08.21. 협의회(3명)-수업공개 방향 토의 경북대

화학관 08.22

-09.07. 지역네트워크 정보교환을 위한 선진연구회 활동탐방(6회)

09.12. 대구지역 STEAM 교사연구회 수업공개 경상고

CRC실

09.25. 연구회원 회의(2명)-수업지도안 자료정리 토의 경북대학교

화학관 10.14.

-10.15. STEAM 교사연구회 워크숍 국립

대구과학관 11.06 STEAM 교사연구회 성과발표회 참가 및 연구보고서 작성 관련 협의 경상고

CRC실 11.24. STEAM 교사연구회 성과발표회 참가

11.30. 최종보고서 및 정산결과보고서 제출

나) 자체평가

지역 사회의 자원을 활용한 특색 있는 정규교과, 비교과체험활동 운영을 위한 STEAM형 프로 그램 개발과 운영을 위하여 연구회 연구원들이 열정적으로 관련 기관에 대한 조사를 하고, 기 존의 프로그램 개선과 신규 프로그램 개발에 필요한 의사소통의 원활함을 위해 정기적 인 협의회를 개최하였다. 그 결과 STEAM형 프로그램에 대한 학생들의 긍정적인 인식을 확산 시키는데 일조했다고 평가한다.

4. 결론 및 제언

조사한 기관들과 연계하여 지속적으로 정규교과과정, 다양한 비교과체험활동들을 운영한 결과, STEAM형 과제연구, 동아리 활동들이 계속 증가하고 있는 추세에 있었다. 따라서 학생들의 과학교과 에 대한 흥미도가 높아지는 것을 확인하였으며, 학생들이 과학교과의 필요성, 유용성에 대한 긍정적 인 인식이 확산되고 있음을 알 수 있었다.

경북대 과학교육연구소와 MOU를 체결하여 각종 전공 관련 체험, 이공계 진로탐색을 위한 교수 초청 과학특강 월 1회 개최, 대학생들과 연계한 STEAM R&E 활동, 교수님과 함께하는 1일 과학자 체험, 나노 과학캠프 등 다양한 STEAM형 활동이 진행되었다. 여기에 올해는 대구경북과학기술원(DGIST)과 MOU를 체결하였다. 1학년 학생들의 비교과체험활동, 방학 중 전공 관련 체험활동을 실시하였다. 또한 국립 대구과학관과 연계하여 주문식 진로 맞춤형 창의융합과학 캠프 개최, 명사초청 과학특강을 개최하 는 등 지역 사회의 다양한 자원들을 활용한 STEAM 교육이 진행되었다. 이러한 지속적인 노력은 2009 개정 교육과정에서 요구되는 과학적 소양의 함양과 2015 개정 교육과정에서 요구되는 과학과 핵심 역량(과학적 사고력, 과학적 탐구능력, 과학적 문제 해결력, 과학적 의사소통 능력, 과학적 참여와 평생 학습 능력 등)을 기르는 소중한 기회가 되었다.

이러한 학생 중심의 다양한 프로그램 운영으로 전문적이고 심도 있는 교육의 기회를 제공함으로써 자신의 진로를 고려하여 학생부종합전형으로 대학을 진학하는데 유익한 프트폴리오 자료로 활용될 것이며, 인문 사회적 소양과 과학적 창의력을 겸비한 융합형(STEAM형) 인재 육성에 기여할 수 있을 것으로 확신한다.

▲ [그림 7] STEAM 교사연구회 세미나(연수회) ▲ [그림 8] STEAM 교사연구회 세미나(연수회)

5. 참고문헌

가. 강순나, 송낙현, 이경영, 이은정 외 (2017). 2017학년도 학교생활기록부 기재요령 중·고등학교. 교육부, 대구광역시교육청

나. 2017 STEAM 선도그룹 씨앗워크숍 책자. 교육부, 한국과학창의재단, 부산대학교, 연세대학교 다. 이태욱, 박수인 김완섭, 강석철, 이용준, 이혜경, 장현영, 김병노. 고등학교 지구과학 I 교과서 (2011). 교학사

라. 중등 교실 속 융합인재교육(STEAM)(2013). 대구광역시과학교육원 마. 차근차근 따라하며 배우는 엔트리 프로그래밍 www.entry.org 제공

[부록1] 현장적용 결과 요약

<STEAM 프로그램(수업) 현장적용 요약>

구분 STEAM

프로그램명 적용 학교명 적용

학년 적용 교과(시수) 적용 기간 수혜 학생 수

개선 화학 반응과 함수의

그래프

경상고 2 과학(2)+수학(2) 8.21~9.8 90

경상여고 2 과학(2)+수학(2) 8.21~9.8 50

개발 세계 화산, 지진 지도 만들기

경상고 2 과학(3)+정보(2) 10.10~10.27 60

경상여고 1 과학(3)+정보(2) 10.10~10.27 60

경북여고 1 과학(3)+정보(2) 10.10~10.27 60

[부록2] 학생산출물, 사진, 교사의견

▲ [그림 9] 공개수업 모습 ▲[그림 10] 공개수업 모습

▲ [그림 11] 공개수업 모습 ▲ [그림 12] 공개수업 후 산출물

▲ [그림 13] STEAM 프로그램 운영 ▲ [그림 14] STEAM 프로그램 운영

▲ [그림 15] STEAM 프로그램 운영 ▲ [그림 16] STEAM 프로그램 운영

▲ [그림 17] 공개수업 참관록 ▲ [그림 18] 공개수업 참관록

▲ [그림 19] 공개수업 참관록 ▲ [그림 20] 공개수업 참관록

[부록3] 회의록

일 시 장 소 참가자 협의내용

5월 9일 경상고 과학실험실 STEAM탐구활동

참여학생, 연구회원 연구 일정 및 연구주제 설명 5월 13일 경북여고 정보실 연구회원 연구 일정, 연구주제 세부사항 토의 5월 15일 경북대 화학관 이광필교수,

연구회원

교수님 자문(이광필교수님)

STEAM 연구 주제 적용 및 활동 범위 협의

6월 1일 경상고 과학실험실 연구회원

연구 일정 협의

기존(신규) 보고서 STEAM 프로그램 내용과 주제 선정 협의

6월 17일 경상고 과학실험실 연구회원 STEAM 프로그램 지도안 작성 토론 7월 1일 경상고 과학실험실 연구회원 STEAM 프로그램 수업지도안 작성,

STEAM 탐구활동 운영 토론 7월 9일 경상고 과학실험실 연구회원 여름 방학중 활동 및 일정 논의 7월 12일 경상여고 수업분석실 연구회원 STEAM 연구주제 수정 보완에 관한 협의 7월 29일 경상고 과학실험실 STEAM탐구활동

참여학생, 연구회원

STEAM 탐구활동 참여학생 대상 프로그램 참여 및 역할 업무 분담

8월 9일 경상고 CRC실 연구회원 STEAM 프로그램 수업공개 지도안 수정 및 피드백

8월 21일 경북대 화학관 이광필교수, 연구회원

수업공개 방향 토의,

지역네트워크 정보교환을 위한 선진연구회 탐방 일정 조율

9월 12일 경상고 CRC실

대구광역시교육청 담당 장학사, 경상고 교감, 연구회 회원

대구지역 STEAM 교사연구회 수업 공개(경상고) 및 협의회

9월 25일 경북대 화학관 이광필교수,

연구회원 수업지도안 수정 및 자료정리 협의 10월

14일~15일 국립 대구과학관

국립 대구과학관 전해진 교육실장,

연구회원

STEAM 교사연구회 워크숍 연구주제에 관한 세미나 및 의견교환

최종보고서 작성에 대한 업무 분담 11월 4일 경북대 화학관 이광필교수,

연구회원

지도교수님 면담

(최종보고서 정리 및 향후 일정 논의) 11월 6일 경상고 CRC실 연구회원 STEAM 교사연구회 성과발표회 참가 및

최종 결과보고서 작성 관련 협의

[붙임1] 수업지도안

1. 프로그램 개요

주제

세계 지진, 화산 지도 만들기

관련교과

고등학교 1학년 과학, 정보

학습 목표

내용 목표

• 판의 운동에 의해 발생되는 발산 ․ 수렴 ․ 보존형 경계의 특성과 각 경계에서 발달되는 지형 및 지각 변동을 설명할 수 있다.

• 정보 표시 알고리즘을 구상하고 구현할 수 있다.

과정

목표

• 지진과 화산 표시 알고리즘을 구상하여 설명할 수 있다.

STEA M 요소

S

발산 ․ 수렴 ․ 보존형 경계의 특성과 각 경계에서 발달되는 지형 및 지각 변동 T 정보 표시 알고리즘 구상

E

지진, 화산 지역 지도 다자인 구상　

A 지진, 화산 지역 지도 다자인 구상 M 지진, 화산의 진도, 규모 계산

개발 의도

지진, 화산 활동이 세계적으로 이슈가 되고 있는 상황에서 정확한 정보를 전달할 수 있는 능력을 기를 수 있다.

본 STEAM 교사 연구회는 과학, 정보 과목을 담당하는 교사들로 구성되어 있다. 따라서 과학, 정보 과목의 교과 내용 요소들에 대하여 교육과정 재구성을 논의하던 중 지구과학 I 교과의 지진과 화산, 정보 교과의 엔트리 프로그램 수업 내용의 융합을 시도해 보고자 했다.

지진, 화산, 엔트리 프로그램을 이용한 정보 표현의 알고리즘을 학습한다. 그 후에 세계 곳곳에서 발생한 지진과 화산에 대한 정보들을 엔트리 프로그램을 이용하여 표현하기 위해 디자인, 내용, 모둠별 활동 수행에 맡게 될 역할을 분담한다. 모둠별로 완성된 지진, 화산 지도를 발표하고 공유하는 것으로 모든 수업이 마무리 끝나게 된다.

STEA M 준거

상황 제시

• (동영상 시청 후) 지진, 화산 활동이 지속적으로 일어나는 상황을 대처하기 위해서 우리는 어떻게

해야할까? 감성

적 체험

․ 모둠별로 만들었던 지진, 화산 지도에 대한 개선할 점 발표

․ 지진, 화산 지도처럼 우리가 실생활에서 꼭 알려줬으면 하는 정보들 찾기 창의

적 설계

• 지진, 화산 정보를 알리는 데 필요한 정보 선정하기

• 정보 표현 알고리즘을 활용하여 표현하기

2. 교육과정

차시 과목 교육과정 성취기준 STEAM 프로그램 성취

목표/요소

1 과학

[12

지과Ⅰ

01-03]

판을 움직이는 맨틀의 상부 운동과 플룸에 의 한 구조 운동을 구분하여 설명할 수 있다

.

초등학교 3~4학년군의 ‘지표의 변화’, 지층과 화석 , 화산과 지진’과 연계하여 판 의 경계 특성 이해하기

2~5

과학

[12

지과Ⅰ

01-03]

판을 움직이는 맨틀의 상부 운동과 플룸에 의

한 구조 운동을 구분하여 설명할 수 있다

.

 초등학교 3~4학년군의 ‘지표의 변화’, 지층과 화석, 화산과 지진’과 연계하여 판의 경계 특성 이해하기

 [9정보03-01] 실생활의 다양한 문제 상황을 분석하여 문제의 현재 상태와 목표 상태를 명확히 정의하고, 현재 상태에서 목표 상태에 도달하기 위해 수행 할 작업의 종류와 순서를 구체적으로 파악할 수 있어야 한다.

•[9정보03-02] 문제 상황에 제시된 다양한 요소들을 분석하여 목표 상태에 도달하기 위해 필수적인 요소를 찾을 수 있어야 한다.

•[9정보03-03] 알고리즘의 중요성을 인식하고 실생활에서 발생하는 문제의 해결 과정을 알고리짐으로 구상하여, 논리적인 문제 해결 방법을 탐색하는 기반을 마련할 수 있어야 한다. 알고리즘의 이론적 이해보다는 실생활 문제의 해결 과정을 절차적이고 명확하게 수립할 수 있어야 한다.

정보

[9

정

03-01]

실생활 문제 상황에서 문제의 현재 상태

,

목표 상태를 이해하고 목표 상태에 도달하 기 위해 수행해야 할 작업을 분석한다

.

[9

정

03-02]

문제 해결에 필요한 요소와 불필요 한 요소를 분류한다

.

[9

정

03-03]

논리적인 문제 해결 절차인 알고리 즘의 의미와 중요성을 이해하고 실생활 문제의 해결과정을 알고리즘으로 구상한다

.

[9

정

03-04]

문제 해결을 위한 다양한 방법과 절 차를 탐색하고 명확하게 표현한다

.

3. 차시별 계획 총괄표

4. 학생 평가계획

차시 학습 내용

1차시

소주제

판의 경계

Co 최근에 우리 나라에서 일어난 지진은 어떻게 일어난 것일까?

- ‘세계 곳곳에서 일어나는 지진과 화산’ 동영상을 시청한다.

Co (동영상 시청 후) 지진과 화산은 어떤 원리로 일어나는 것일까?

Co 판구조론에 대하여 학습한 내용을 발표한다.

2~3 차시

소주제

엔트리 프로그램을 이용한 정보 표현 알고리즘 학습

Co 엔트리 프로그램 사용법에 대한 학습

4~5 차시

소주제

세계 지진, 화산 지도 만들기

CD 세계 곳곳에서 일어나는 지진, 화산 지도 만들기 디자인 회의

CD 지진, 화산 지도 제작 및 발표, 반성

연번 평가 기준 방 법

1 발산 ․ 수렴 ․ 보존형 경계에서 나타는 지각 변동의 특징을 설명할 수 있는가? 수행 평가

2 엔트리 프로그램의 다양한 기능들을 사용하여 정보들을 표현했는가?

모둠 내 평가 모둠 간 평가 산출물 평가

3 산출물 제작 과정에 적극적인 태도로 임하는가? 관찰 평가

모둠 내 평가

5. 학교 생활기록부 기재 방안

6. 차시(단계)별 교수 학습 과정

소주제 세계 지진, 화산 지도 만들기 차시

4~5차시

과목 (단원)

고등학교 1학년 정보 (문제 해결과 프로그래밍) 고등학교 2학년 지구과학 Ⅰ (고체지구)

교육

과정

2015 개정 교육과정

학습

목표

• 지진과 화산 표시 알고리즘을 구상하여 설명할 수 있다.

• 판의 경계에서 일어나는 지질 현상을 판의 운동과 관련지어 설명할 수 있다.

학습

과정 교수학습 활동 준비물

도입 (5분)

 판의 경계에서 일어나는 여러 가지 지각 변동  엔트리 프로그램 관련 학습내용 상기

Co 활동지를 통한 문제 상황 제시

동영상 PPT

전개 (35분)

CD 세계 지진, 화산 지도 만들기 디자인 회의 진행

Tip! 학생들이 모둠 활동에서 맡은 역할을 명확하게 인식할 수 있도록 지도

Tip! 교사는 순회 지도를 통하여 학생들의 활동 지원

학생활동지

정리

(10분)

디자인 회의를 진행한 결과를 간단하게 발표 하드보드지 매직

지도상 유의점

Tip! 교사가 엔트리 프로그램을 사용하여 표현한 정보에 대한 예시 제시

Tip! 학생들이 모둠 활동에서 맡은 역할을 명확하게 인식할 수 있도록 지도

Tip! 교사는 순회 지도를 통하여 학생들의 활동 지원

Tip! 학생들이 자신의 생각과 다른 의견을 접했을 때 개방적인 자세로 받아들 일 수 있도록 활동 전 지도

구분 번호 평가도구 학생생활기록부 기재 방안

형성 평가

1 엔트리 프로그램에 그림, 문자, 소 리 삽입해보는 과제 제시

활동 전, 중, 후 과제물의 수행정도, 문제 해결 방식, 변화된 점을 교사의 관찰, 학생들의 발표를 통하여 공유하여 교사가 기록 2 판의 경계를 제시하고 판의 경계

의 특징을 말하기 총괄

평가 1 활동 전, 중, 후 과제물들을 발표하 고 포트폴리오로 제출하여 평가

7. 학생 학습·활동지

차시

4~5

학생활동1

세계 지진, 화산 지도 만들기

< 상황 제시 >

지난해 4월, 일본의 구마모토현에서 강진이 발생하여 많은 피해가 있었다. ‘불의 고리’라고 불리는 지역에서 지진과 화산활동이 계속되고 있어 이 지역에서도 이러한 피해를 입지 않을 까 불안해하고 있다. 여기에 지난해 9월, 경주에서 규모 5이상의 지진이 발생하였고 여진이 현재까지 이어지고 있다. 이러한 상황에서 기상청에서 세계의 지진과 화산의 상황을 파악하기 위하여 세계 지진, 화산 지도 제작 요청이 들어왔다.

경주에서 일어난 지진에 대한 뉴스(출처 : YTN뉴스)

모둠 별로 세계 지진, 화산 지도를 제작하기 위한 회의를 하고, 지도를 제작해보고자 한다.

마지막으로 만든 결과를 함께 시연하고 정리하는 시간을 가진다.

< 지도 제작 진행 조건 >

1. 모든 조원들이 지도 제작에 참여해야 한다.

2. 모든 조원들이 자신이 맡은 역할과 조사한 내용에 대하여 충분히 알고 있어야 한다.

3. 조사한 내용은 출처를 정확하게 밝혀야한다.

8. 참고자료

차시

1~5

참고자료

① 강순나, 송낙현, 이경영, 이은정 외 (2017). 2017학년도 학교생활기록부 기재요령 중•고 등학교. 교육부, 대구광역시교육청

② 2017 STEAM 선도그룹 씨앗워크숍 책자. 교육부, 한국과학창의재단, 부산대학교, 연세대학교

③ 이태욱, 박수인 김완섭, 강석철, 이용준, 이혜경, 장현영, 김병노. 고등학교 지구과학 I 교과서 (2011). 교학사

④ 중등 교실 속 융합인재교육(STEAM)(2013). 대구광역시과학교육원 ⑤ 차근차근 따라하며 배우는 엔트리 프로그래밍 www.entry.org 제공