우송고등학교

2018 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 최종보고서

2018. 10. 31.

우송고등학교

과 제 개 요

과제명 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 과학법칙이 알려주는 미세먼지 해결 방법

학교급

대상 학년 (군) 2학년

중심과목 지구과학 중심과목

성취기준 영역 지구과학 1 / 3. 위기의 지구(대기오염)

연계과목

물리 화학 지구과학

미술 국어

연계과목 성취기준 영역

[고등학교 1~2학년]

물리 1 / 4-2 힘과 에너지의 이용(베르누이 법칙) 화학 1 / 3. 아름다운 분자 세계

지구과학 1 / 3. 위기의 지구(대기오염) 미술창작 / 입체표현2

화법과 작문 / 광고와 표현

연구기간 2018.4. . ~ 2018.11.23.

연 구 비 일금사백만원 (￦4,000,000)

참여연구원 6명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 5명) 연구 수행자에 관한 사항

구분 소속 학교명 담당과목 직위 성명

연구책임자 우송고등학교 지구과학 교사 전영석

공동연구원 우송고등학교 물리 교사 송윤영

공동연구원 우송고등학교 화학 교사 전우진

공동연구원 우송고등학교 지구과학 교사 김호영

공동연구원 우송고등학교 국어 교사 백승종

공동연구원 우송고등학교 미술 교사 정진아

2018년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아

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

2018년 10 월 31 일

연구책임자 : 전 영 석 (인)

한국과학창의재단 이사장 귀하

“이 보고서는 2018년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

목 차

1. 요약문

2. 서론

3. 연구 수행 내용

가. 연구 과제 ··· 3

나. STEAM 프로그램 연구 및 적용 ··· 3

다. STEAM 수업평가 방법 개발 및 적용 성과 조사 ··· 3

라. STEAM 협력연구 강화 및 실천 ··· 4

마. STEAM DAY 운영 ··· 4

바. STEAM 프로그램 개요 ··· 4

4. 연구 수행 결과

5. 결론 및 제언

[부록]

-교수학습지도안, 교사용 참고자료, 학생용 활동지 부록2. 학생 산출물, 사진, 수업 영상 ··· 46

1. 요약문

1. 연구 개발 배경 및 목적

STEAM 수업의 매력은 일상생활속의 주제로 상황을 제시하고 학생들이 수업에서 배운 지식을 활 용하는 것에 있다. 2010년 이후 최대의 화두인 미세먼지를 주제로 연구를 진행할 필요가 있다. 실생 활과 연관이 높은 미세먼지에 관한 주제로 과학적 문제 해결력, 창의융합능력, 의사소통 역량을 증진 시키는 STEAM 수업을 개발하였다.

2. 연구 운영 내용 및 운영 성과

미세먼지 해결 방법을 주제로 물리, 화학, 지구과학, 미술, 문학의 관점에서 실생활 현상 이해 및 적용에 대한 수업개발, 학생들에 대한 적용, 수업적용 후 분석하였다.

STEAM 수업의 효과성 검증을 위해 5개반을 대상으로 수업을 실시하고 2개반을 대상으로 STEAM 태도조사, 만족도 조사를 실시하였으며 학생들에게 과학 및 수학, STEAM 교육에 대한 긍 정적인 태도 변화를 가져왔다.

STEAM 수업 연구 역량 강화를 위해 매주 자체 연수 실시, 독서 토론회 실시, 각종 과학체험 페 스티벌참가(국립중앙과학관 사이언스데이 부스 운영, 대전교육과학연구원 부스 운영)하였다.

STEAM 교사 연구회 주관 교내 교원 및 학생 대상 과학 실험 부스 5개 운영, 500여명 학생 참 가하였다.

상황제시 창의적 설계 감성적 체험

중국의 미세먼지 해결을 위한 다양한

아이디어 중 도심 구조물을 활용한 정화 아이디어 소개

베르누이 법칙, 미세먼지의 화학적 분석, 대기오염, 입체표현, 다양한 관점에서의 글 읽기를 통해 미세먼지정화 타워를 디자인 하고 모형을

제작한다

제작한 산출물을 발표하며 다양한 학문적 연구결과를

공유한다

3. 결론 및 제언

연구회참여를 통해 연구원들이 다양한 학생들에게 적용하였다. 대전광역시교육청에서 추진하는 각 종 세미나에 적극적으로 참여하고, STEAM교사연구회 연합워크숍을 운영하여 자료를 공유하였으며 교사간의 화합과 각자의 영역을 다른 학문과 융합적 사고를 할 수 있는 기회가 되었다.

수업을 받는 학생들에게는 융합적인 사고를 통해 실생활 문제해결에 관한 아이디어를 생각하고 정 리하였으며 21세기를 이끌어갈 미래형 인재로써의 꿈과 희망을 갖게 되었다. 현행 교육과정에 제시 된 학습목표에 충실하면서 이를 교과역량과 융합하여 사고할 수 있는 계기를 제공해 주었다. 일방 적인 교사 중심 수업이 아닌 학생들의 창의력을 바탕으로 한 STEAM 융합 수업이 교과 흥미도 및 만족도까지 높여주었다.

연구회 운영의 반성할 점은 수업 나눔에 대한 기회가 많지 않아, 다른 과목에서 이루어지는 학생 들의 배움 과정을 내 교과 수업에서 계열적, 연속적으로 지속시키는 것에 어려움이 있었으며 연구회 전체에서 테마로 제시한 문제해결목표를 달성하기 위한 다양한 방법을 고안하기보다, 스스로가 명세 적인 목표 도달 여부에만 치중하여 본인의 수업 과정과 타 수업 과정의 연계 간에서 학생들 내면에 일어날 수 있는 배움을 면밀하게 바라보지 못한 부분이 있었다. 학생들과 수업 전체의 흐름에서 내 교과와 연관되는 것은 물론 타 교과에서 일어나는 배움에 대해서 지속적으로 점검하고 대화를 해보 는 과정의 개선이 필요했으며 가르치지 않은 것을 학생들이 스스로 배울 수도 있다는 점, 교사가 의 도하지 않은 부분에서 긍정적인 산출물이 나올 수 있다는 가능성을 염두해 두고, 학생 스스로가 경 험을 재구성할 수 있는 기회를 끈기 있게 제공했어야 한다고 생각한다.

2. 서론

가 . 연구의 필요성

STEAM 수업의 매력은 일상생활속의 주제로 상황을 제시하고 학생들이 수업에서 배운 지식을 활용하는 것에 있다 . 2010년 이후 최대의 화두인 미세먼지를 주제로 연구를 진행할 필요가 있다 .

나 . 연구의 목적

실생활과 연관이 높은 미세먼지에 관한 주제로 과학적 문제 해결력 , 창의융합능 력 , 의사소통 역량을 증진시키는 STEAM 수업을 개발하고자 한다. 2009 개정 교육 과정에서 물리 Ⅰ에 추가된 힘의 이용 단원은 돌림힘과 유체역학 내용이 추가되며 많은 학생들이 어려워하는 부분이나 . 실생활에 매우 활동도가 높은 학습 내용이다.

실생활과의 연관성을 고려하였을 때 교육과정 재구성을 통해 학기말 체험활동으로 개발하고자 한다 .

다 . 연구의 범위

베르누이 법칙이 알려주는 미세먼지 해결 방법을 주제로 물리 , 화학, 지구과학,

미술 , 문학의 관점에서 실생활 현상 이해 및 적용에 대한 수업개발, 학생들에 대한

적용 , 수업적용 후 분석.

3. 연구 수행 내용

가. 연구 과제

○ 미세먼지 해결 방법을 주제로 물리, 화학, 지구과학, 미술, 문학의 관점에서 실생활 현상 이해 및 적용에 대한 수업개발, 학생들에 대한 적용, 수업적용 후 분석.

나. STEAM 프로그램 연구 및 적용

○ 베르누이 법칙이 알려주는 미세먼지 해결 방법 지도안 1건 개발 및 적용 - 물리, 화학, 지구과학, 미술창작, 독서와 문법 단원을 융합하여 수업을 개발 - STEAM 프로그램 개요

상황제시 창의적 설계 감성적 체험

중국의 미세먼지 해결을 위한 다양한 아이디어 중 도심 구조물을 활용한 정화 아이디어

소개

베르누이 법칙, 미세먼지의 화학적 분석, 대기오염, 입체표현, 다양한

관점에서의 글 읽기를 통해 미세먼지정화 타워를 디자인 하고

모형을 제작한다

제작한 산출물을 발표하며 다양한 학문적 연구결과를

공유한다

- 상황 제시 : 미세먼지 해결을 위한 다양한 아이디어를 소개하고 그중에서 도심 구조물

을 활용한 미세먼지 정화 아이디어를 설명한다. 물리, 화학, 지구과학, 수학, 미술적 관 점에서 상황을 분석하고 관련 이론을 학습한다.

- 창의적 설계 : 배운 다양한 이론을 바탕으로 미세먼지정화 타워를 디자인하고 모형을 제작한다.

- 감성적 체험 : 실제 제작한 미세먼지정화 타워의 효과성을 측정하고 발표하며 효과적인 구조물의 아이디어를 나눈다.

다. STEAM 수업평가 방법 개발 및 적용 성과 조사

○ 개발 내용의 현장 적용에 대한 시기 및 방법, 적용 후 평가방안

- STEAM 수업의 효과성 검증을 위해 5개반을 대상으로 수업을 실시하고 2개반을 대상으 로 STEAM 태도조사, 만족도 조사를 실시하였다.

- 교육 실시 전·후 설문 결과

설문내용 사전 사후 증감

나는 과학수업 내용이 재미있다. 74% 92% 124%

나는 과학시간에 친구들과 적극적으로 의견을

교환한다. 76% 94% 123%

과학 지식은 일상생활에 도움이 된다. 81% 92% 113%

나는 과학시간에 내 생각을 적극적으로

표현한다. 66% 85% 128%

- STEAM 프로그램 교육을 실시한 165명의 학생중 66명에게 프로그램 교육 결과에 관한 설문을 실시함.

- 과학 및 학교 수업에 대한 긍정적인 대답이 증가함.

라. STEAM 협력연구 강화 및 실천

○ 연구 협력 연구 강화 및 실천

- 과학창의재단 원격연수원 융합과학 및 기타 연수 참가.

- STEAM 수업 연구 역량 강화를 위해 매주 자체 연수 실시, 독서 토론회 실시, 각종 과학체 험 페스티벌참가(국립중앙과학관 사이언스데이 부스 운영, 대전교육과학연구원 부스 운영)

마. STEAM DAY 운영

○ 교내 STEAM DAY 운영

- STEAM 교사 연구회 주관 교내 교원 및 학생 대상 과학 실험 부스 5개 운영, 500여명 학생 참가

바. STEAM 프로그램 개요

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 과학법칙이 알려주는 미세먼지 해결 방법

학교급

대상 학년 (군) 2학년

중심과목 지구과학 중심과목

성취기준 영역 지구과학 1 / 3. 위기의 지구(대기오염)

연계과목

물리 화학 지구과학

미술 국어

연계과목 성취기준 영역

[고등학교 1~2학년]

물리 1 / 4-2 힘과 에너지의 이용(베르누이 법칙) 화학 1 / 3. 아름다운 분자 세계

지구과학 1 / 3. 위기의 지구(대기오염) 미술창작 / 2-2 입체표현

화법과 작문 / 발표와 연설

개발 및 적용계획

주제 연번

차시

(시수) 과목 연계 (안)

1 12 지구과학 (3) + 물리(2) + 화학(1) + 미술창작(4) + 화법과 작문(2)

적용결과 12차시 2학년 5개 학급 적용 완료

주제 과학법칙이 알려주는 미세먼지 해결

방법 관련교과 고등학교 2학년

물리, 화학, 지구과학, 미술창작, 화법과 작문

학습 목표

내용 목표

물1423. 유체에서 아르키메데스 법칙과 파스칼 법칙을 이해하고, 실생활과 산업에 이용됨을 안다.

물1424. 베르누이 법칙을 이용하여 양력과 마그누스 힘을 이해하고, 항공기와 구기 운동에 대한 이용을 안다.

화1306. 탄소 화합물의 다양성과 구조적 특징을 이해한다.

지13102. 다양한 환경오염의 결과로 나타나는 심각한 피해 사례를 조사한다.

미창2-2-1 입체표현의 재료와 용구, 제작 과정 등을 이해하고 적용하기.

미창2-2-2 입체 표현의 특징을 살려 작품을 제작하고 발표하기.

12화작02-06 청자의 특성에 맞게 내용을 구성하여 발표한다.

12화작03-04 타당한 논거를 수집하고 적절한 설득 전략을 활용하여 설득하는 글을 쓴다.

과정 목표

·인간 활동으로 인해 나타난 다양한 환경오염의 심각한 피해 사례와 그에 따른 환경오염의 확산 정도 를 예측하여 제시할 수 있다. 또한 다양한 수준에서 대책을 강구하여 실생활에서 실천할 수 있다.

·유체의 부력을 알고 면적의 크기에 따라 전달되는 힘의 차이를 파스칼 법칙으로 계산할 수 있으며 실생활과 산업에 유체를 이용하여 큰 힘을 얻는 장치의 작동원리를 설명할 수 있다.

·유체가 이동할 때 베르누이 법칙이 적용됨을 수식으로 설명할 수 있으며, 이를 이용하여 양력과 마그누스 힘을 설명할 수 있다.

STE AM 요소

S 베르누이 법칙, 에어로졸, 대류 학습 및 응용하여 공기정화 타워 설계하기 T

E 공기정화 타워 형상, 공기흐름, 필터 형태 구상 및 만들기

A 베르누이 법칙을 이용한 공기정화 타워 만들고, 꾸미기, 사람들의 인식 변화를 위한 작문하기 M 공기 정화량 추정 및 계산하기

개발 의도 환경문제 해결을 위해서 과학적 원리(부력, 베르누이 법칙, 화학 반응식 등)를 배우고 응용하여 실제 계 산을 수행하고 공기정화기 모형을 설계 및 제작하여 과학적 지식을 환경문제 해결에 사용할 수 있다.

1. 환경오염 문제가 심각해지면서 공기오염 문제 해결을 위한 가정용 공기정화기의 설치가 늘고 있다. 중국에서 오는 미세먼지 뿐만 아니라 도심 내부에서도 타이어와 도로의 마찰에 의한 미세먼지 기타 미세먼지를 해결하 기 위한 도심 내부용 공공 미세먼지 정화 장치에 대한 아이디어를 구상한다.

2. 화학의 다양한 탄소화합물의 다양성과 구조적 특징에 대해 배우고 응용한다.

3. 지구과학 내용의 대기오염 부분을 학습하고 만든 타워를 이용한 결과를 측정하고 발표하며 토론한다.

4. 물리 힘의 이용 부분의 부력과 베르누이 법칙을 실생활과 밀접하게 연관지어 실제 계산 및 추정을 하게 해본다.

5. 화법과 작문에서는 제작된 조형물에 대해 소개하는 말하기나 소개글 작성, 혹은 광고 및 홍보책자를 제작한다.

6. 미술창작에서는 환경디자인의 관점에서 설계하고 도심 조형물과 어울리는 방안을 탐구한다.

7. 학생이 직접 설계한 미세먼지 해결 타워를 만들어 보고 스스로 효율성을 계산하고 개선해보는 교육활동을 한다.

STE AM 준거

상황 제시

중국의 미세먼지 해결을 위한 다양한 아이디어 중 도심 구 조물을 활용한 정화 아이디어 소개

감성적 체험

제작한 산출물을 발표하며 다양한 학문적 연구결과를 공유한다.

창의 적 설계

베르누이 법칙, 미세먼지의 화학적 분석, 대기오염, 입체표현, 다양한 관점에서의 글쓰기를 통해 미세먼지정화 타워를 디 자인 하고 모형을 제작한다.

4. 연구 수행 결과

가. 연구 수행 결과

○ 수업 자료 개발 및 운영

- ‘과학 법칙이 알려주는 미세먼지 해결 방법’ 수업 자료 1건 개발, 9월경 개발 완료 - 9월 말 수업 지도안 분석 및 첨삭을 거쳐 10월 2학년 5학급 수업 실시(수혜학생 : 165명)

○ 연구개발에 따른 성과 활용(확산) 방안 및 지역 네트워크 구성 운영

- 중간발표회와 최종발표회에 전원이 참석하고 대전시 융합 교사 연구회 워크샵 참가 및 대전시 고등학교를 대상으로 공개수업을 개최하였으며 교육공동체의 지속 운영과 성과를 확산하여 공유하고 있음.

- 10월 26일 공개 수업시 관내학교 교원 대상 수업 나눔회를 개최하여 제본 인쇄한 산출 물과 개발한 수업 실현 미니팩’을 배포, 공유하였음.

- 11월 6일 대전광역시 교육청에서 주관한 융합인재교사 연구회 워크숍에 참가하여 산출 물을 추가 공유함.

○ 연구 성과

- ‘과학법칙이 알려주는 미세먼지 해결 방법’ 수업 자료 1건 개발 - 개발된 자료 12차시를 실제 수업에 활용하며 수정 개선함 - STEAM DAY를 운영하여 교내 STEAM 수업 분위기 활성화

구분 수행 계획

교수학습지도안 개발 차시 총 12차시

수업 적용 일정 2018.8.16. ~ 2018.10.29.

(STEAM 수업)수혜학생 수 165명(고등학교 2학년 5개반) 학생 태도검사 사전검사 7월 9일 2개 학급(66명,남여1개반)

사후검사 10월 30일, 2개 학급(66명,남여1개반)

학생 및 교사 만족도조사 10월 30일

교사연구회 STEAM 행사 개최 2018.10.26 수업공개

2018.7.16. ‘STEAM 한마당행사’ 개최

논문 또는 학술대회 해당없음

특허출원(국외, 국내) 해당없음

5. 결론 및 제언

- 연구회참여를 통해 연구원들이 다양한 학생들에게 적용하였다. 대전광역시교육청에서 추 진하는 각종 세미나에 적극적으로 참여하고, STEAM교사연구회 연합워크숍을 운영하여 자료를 공유하였으며 교사간의 화합과 각자의 영역을 다른 학문과 융합적 사고를 할 수 있는 기회가 되었다.

- 수업을 받는 학생들에게는 융합적인 사고를 통해 실생활 문제해결에 관한 아이디어를 생각하고 정리하였으며 21세기를 이끌어갈 미래형 인재로써의 꿈과 희망을 갖게 되었 다. 현행 교육과정에 제시된 학습목표에 충실하면서 이를 교과역량과 융합하여 사고할 수 있는 계기를 제공해 주었다. 일방적인 교사 중심 수업이 아닌 학생들의 창의력을 바탕으로 한 STEAM 융합 수업이 교과 흥미도 및 만족도까지 높여주었다.

- 연구회 운영의 반성할 점은 수업 나눔에 대한 기회가 많지 않아, 다른 과목에서 이루어 지는 학생들의 배움 과정을 내 교과 수업에서 계열적, 연속적으로 지속시키는 것에 어 려움이 있었으며 연구회 전체에서 테마로 제시한 문제해결목표를 달성하기 위한 다양 한 방법을 고안하기보다, 스스로가 명세적인 목표 도달 여부에만 치중하여 본인의 수업 과정과 타 수업 과정의 연계 간에서 학생들 내면에 일어날 수 있는 배움을 면밀하게 바 라보지 못한 부분이 있음. 학생들과 수업 전체의 흐름에서 내 교과와 연관되는 것은 물 론 타 교과에서 일어나는 배움에 대해서 지속적으로 점검하고 대화를 해보는 과정이 필 요하다.

- 가르치지 않은 것을 학생들이 스스로 배울 수도 있다는 점, 교사가 의도하지 않은 부분

에서 긍정적인 산출물이 나올 수 있다는 가능성을 염두해 두고, 학생 스스로가 경험을

재구성할 수 있는 기회를 끈기 있게 제공했어야 한다고 생각한다.

[부록1]

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

차시 과목 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준 (연계과목) 성취기준 영역

1~2/12 지구과학

지 13101. 대기 오염, 수질 오염, 토양 오염, 해양 오 염 등 각종 지구 환경 오염이 발생하는 과정을 과학적 으로 설명할 수 있다.

대기 오염 물질 중 미세 먼지 의 발생 과정과 종류, 전파 과정에 대해 설명할 수 있다.

3/12 화학 화 1306. 탄소 화합물의 다양성과 구조적 특징을 설명 할 수 있다.

4~5/12 물리 물1424. 베르누이 법칙을 이용하여 양력과 마그누스 힘

을 항공기와 구기 운동에 적용하여 설명할 수 있다. [중학교 1~3학년] (4) 기하

6~9/12 미술창작

미창221. 입체 표현의 재료와 용구, 제작과정에 따른 표 현의 특징을 이해한다.

미창222. 입체표현의 특징을 살려 창의적으로 표현 할 수 있다.

10~11/12 화법과 작문

12 화작 02-06 청자의 특성에 맞게 내용을 구성하여 발표한다.

12 화작 03-04 타당한 논거를 수집하고 적절한 설득 전략을 활용하여 설득하는 글을 쓴다.

12문학02-06 다양한 매체로 구현된 작품의 창의적 표현 방법과 심미적 가치를 문학 적 관점에서 수용하고 소통 한다.

12/12 지구과학

지 13102. 인간 활동으로 인해 나타난 다양한

환경오염의 심각한 피해 사례와 그 대책을 제시할 수 있다.

[탐구] 도시 내 미세 먼지 저감 장치 발표

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 12차시)

차시 주요내용

1~2/12

주제(단원)명 지구과학1 / 3. 위기의 지구(대기오염)

- ^Co 미세먼지의 심각성과 위험성을 깨닫고 문제 인식을 한다.

3/12

주제(단원)명 화학1 / 3. 아름다운 분자 세계

- ^CD 미세먼지에 관한 화학적 특성에 대해 배운다.

4~5/12

주제(단원)명 4-2 힘과 에너지의 이용(베르누이 법칙)

- ^CD 미세먼지 문제 해결을 위한 다양한 방법중 공기청정기 제작을 위한 물리적 지식을 배운다.

중국에 설치된 대형 미세먼지 타워의 원리, 다양한 공기정화기의 원리를 배운다.

- 유체, 밀도, 부력, 파스칼 법칙, 베르누이 법칙에 대해 학습한다.

6~9/12

주제(단원)명 미술창작 / 2-2.입체표현

- ^CD 오브제와 산업디자인의 개념에 대해 학습한다.

- 다양한 오브제를 활용하여 미세먼지 해결을 위한 공기정화기를 디자인하고 제작한다.

10~11/12

주제(단원)명 화법과 작문 / 광고와 표현

- ^Co 제작된 공기정화기 설치를 촉구하기 위한 설득적 화법 및 작문 - ^CD 설득 전략 및 표현 전략을 학습한다.

12/12

주제(단원)명 지구과학1 / 3. 위기의 지구(대기오염)

- ^ET 제작물을 설득력 있게 발표하고 교사의 피드백을 받으며 확인한다.

- ^CD 프로그램 운영 중 사용된 과학적 개념에 대한 학습한다.

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 지구과학 I 학교급/학년(군) 고등학교 / 2 학년

중심과목 성취기준

영역

지구과학 1 / 3. 위기의 지구 (1) 환경 오염 중심과목 성취기준

지13101. 대기 오염, 수질 오염, 토양 오염, 해양 오염 등 각종 지구 환경 오염이 발생하는 과정을 과학적으로 설명할 수 있다.

주제(단원)명 대기 오염 차시 1~2/12

학습목표 ·대기 오염을 발생시키는 오염물질을 설명할 수 있다.

·대기 오염 물질 중 미세 먼지의 발생 과정과 종류, 전파 과정에 대해 설명할 수 있다.

연계과목 화학 연계과목

성취기준 영역

[화학1] 화1306. 탄소 화합물의 다양성과 구조적 특징을 설명할 수 있다.

STEAM 요소

S 미세 먼지 발생 과정과 미세 먼지 수송 과정 T 도시 내 열섬 현상에 의한 먼지 지붕의 발생 과정 E

A M 개발 의도

미세 먼지의 크기에 따른 분류 기준을 알게 하고, 자연 배출원과 인위적 배출원을 구분하는 능력을 기르는 데 목적을 둠. 또한 미세 먼지의 위험성과 발생, 전파 과정을 과학적으로 해석할 수 있는 역량을 기르려 함

1. 우리나라에 영향을 주는 미세 먼지 발원지의 특징을 알고, 한반도에 도달하는 과정을 설명할 수 있다.

2. 우리나라에 도달한 미세 먼지가 생활에 끼치는 영향을 말할 수 있다.

3. 도심 내 미세 먼지 농도를 높이는 원인에 대해 말할 수 있다.

4. 우리 생활 주변에서 미세 먼지를 줄일 수 있는 방안에 대해 말할 수 있다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

국토교통부와 환경부에서 제시한 미세 먼지 주요

원인 물질의 위험성을 다룬 다큐멘터리 시청

창 의 적 설 계

창의적 설계

미세 먼지의 자연 배출원, 인위적 배출원을 파악

감 성 적 체 험 미세 먼지가 지금보다 심해진다면

우리 인간은 어떻게 진화하게 될지 자유롭게 토의

감성적 체험

중심과목 화학 학교급/학년(군) 고등학교 / 2 학년 중심과목

성취기준 영역

화학1 / 3. 아름다운 분자세계(탄소화합물) 중심과목 성취기준

(화학) 화 1306. 탄소 화합물의 다양성과 구조적 특징을 이해한다.

주제(단원)명 탄소 화합물 차시 3/12

학습목표 ·미세먼지의 정의와 화학적 특성에 대해 설명할 수 있다.

·미세먼지 발생과 관련한 다양한 화학반응식을 해석하고 각각에 대한 해결방안을 말할 수 있다.

연계과목 물리 연계과목

성취기준 영역

[물리1] 1424 베르누이 법칙을 이용하여 양력과 마그누스 힘을 이해하고, 항공기와

구기 운동에 대한 이용을 안다.

STEAM 요소

S 미세먼지의 정의, 미세먼지가 만들어지는 화학반응의 특성 T 미세먼지 발생을 억제할 수 있는 화학적 장치 구상 E 미세먼지 발생을 억제할 화학적 장치 설계

A 미세먼지 발생반응 억제장치의 디자인 구상

M 화학반응속도 계산 및 적절한 기기의 가동시간 산출

개발 의도 환경문제 해결을 위해서 과학적 원리(부력, 베르누이 법칙, 화학 반응식 등)를 배우고 응용하여 실제 계 산을 수행하고 공기정화기 모형을 설계 및 제작하여 과학적 지식을 환경문제 해결에 사용할 수 있다.

1. 미세먼지의 화학적 특성을 소개한다.

2. 미세먼지가 발생할 수 있는 다양한 조건 및 화학반응과 각 화학적 반응에 대해 심층적으로 알아본다.

3. 미세먼지 발생과 관련한 다양한 화학반응을 해석하고 미세먼지가 만들어지는 반응을 억제할 방안을 구상 하게 한다.

4. 구상한 장치의 실현가능성을 화학적으로 검증하고 개선할 방안을 모색한다.

5. 각 조원들이 구상한 장치의 개선할 점을 상호 조언하고 부족한 점을 보완하기 위한 방안을 수립한다.

6. 현재 다양한 분야에서 화학적으로 발생하는 미세먼지를 차단하기 위한 노력들을 소개한다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

◯ 미세먼지가 발생하는 다양한 사례 확인

◯ 미세먼지가 발생할 수 있는 다양한 원인에 대응한 해결방법 확인

창 의 적 설 계

창의적 설계

구상한 산출물을 발표하 며 다양한 학문적 연구결 과를 공유 및 개선방안을 발표 한다.

감 성 적 체 험 미세먼지의 다양한 발생원에 대응한

미세먼지 발생 차단장치 밎 제거장치 고안, 구상한 장치의 실현가능성을 화학적으로 검증

감성적 체험

중심과목 물리 I 학교급/학년(군) 고등학교 / 2학년 중심과목

성취기준 영역

물리 / 4-2 힘의 이용(베르누이 법칙) 중심과목 성취기준

[물리1] 물1424. 베르누이 법칙을 이용하여 양력과 마그누스 힘을 항공기과 구기 운동에

적용하여 설명할 수 있다.

주제(단원)명 유체의 법칙과 이용 차시 4~5/12

학습목표

·유체의 부력을 알고 면적의 크기에 따라 전달되는 힘의 차이를 파스칼 법칙으로 계산할 수 있으며 실생활과 산업에 유체를 이용하여 큰 힘을 얻는 장치의 작동원리를 설명할 수 있다.

·유체가 이동할 때 베르누이 법칙이 적용됨을 수식으로 설명할 수 있으며, 이를 이용하여 양력과 마그누스 힘을 설명할 수 있다.

연계과목 지구과학, 화학, 미술, 문학 연계과목 성취기준 영역

[지구과학1] 13102. 인간 활동으로 인해 나타난 다양한 환경오염의 심각한 피해

사례와 그 대책을 제시할 수 있다.

[화학1] 화1306. 탄소 화합물의 다양성과 구조적 특징을 설명할 수 있다.

[미창222] 입체표현의 특징을 살려 창의적으로 표현할 수 있다.

[12문학02-06] 다양한 매체로 구현된 작품의 창의적 표현 방법과 심미적 가치를

문학적 관점에서 수용하고 소통한다,

STEAM 요소

S 베르누이 법칙, 에어로졸, 대류 학습 및 응용하여 공기정화 타워 설계하기 T

E 공기정화 타워 형상, 공기흐름, 필터 형태 구상 및 만들기

A 베르누이 법칙을 이용한 공기정화 타워 만들고, 꾸미기, 사람들의 인식 변화를 위한 작문하기 M 공기 정화량 추정 및 계산하기

개발 의도

환경문제 해결을 위해서 과학적 원리(부력, 베르누이 법칙, 화학 반응식 등)를 배우고 응용하여 실제 계산을 수행하고 공기정화기 모형을 설계 및 제작하여 과학적 지식을 환경문제 해결에 사용할 수 있 다.

1. 물리 4단원 힘의 이용 부분의 부력과 베르누이 법칙을 실생활과 밀접하게 연관 지어 실제 계산 및 추정을 하게 해본다.

2. 학생이 직접 설계한 미세먼지 해결 타워의 스스로 효율성을 계산하고 개선해보는 교육활동을 한다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

중국의 미세먼지 해결을 위한 다양한 아이디어 중

도심 구조물을 활용한 정화 아이디어 소개

창 의 적 설 계

창의적 설계

자신의 모둠이 고른 문제를 풀고 발표한다.

감 성 적 체 험 베르누이 법칙, 미세먼지의 화학적

분석, 대기오염, 입체표현, 다양한 관점에서의 글쓰기를 통해 미세먼지정화 타워를 디자인 하고

모형의 성능을 계산한다.

감성적 체험

중심과목 미술창작 학교급/학년(군) 고등학교 / 2학년 중심과목

성취기준 영역

미술창작 2-2 입체표현

중심과목 성취기준

미창221. 입체 표현의 재료와 용구, 제작과정에 따른 표현의 특징을 이해한다.

미창222. 입체표현의 특징을 살려 창의적으로 표현할 수 있다.

주제(단원)명

미세먼지를 해결하기 위한 공기정화기 디자인

(입체표현)

차시 ^6-9/12

학습목표 •오브제와 디자인의 개념을 이해하고, 입체표현의 특징을 말할 수 있다.

•다양한 오브제를 활용하여 미세먼지 문제 해결을 위한 공기정화기를 디자인하고 제작할 수 있다.

연계과목 지구과학1, 화학1, 물리1 연계과목

성취기준 영역

[지구과학1] 13102. 인간 활동으로 인해 나타난 다양한 환경오염의 심각한 피해

사례와 그 대책을 제시할 수 있다.

[화학1] 화1306. 탄소 화합물의 다양성과 구조적 특징을 설명할 수 있다.

[물리1] 물1424. 베르누이 법칙을 이용하여 양력과 마그누스 힘을 항공기과 구기 운동에

적용하여 설명할 수 있다.

STEAM 요소

S 베르누이 법칙, 에어로졸, 대류 학습

T 공기정화 타워 형상, 공기흐름, 필터 모형 만들기

E 공기정화 타워 형상, 공기흐름, 필터 모형 구상 및 설계하기

A 베르누이 법칙을 이용한 공기정화기 디자인하고 제작하기, 사람들의 인식 변화를 위한 공기정화기 홍 보물 제작하기

M 공기 정화량 추정 및 계산하기

개발 의도 미세먼지에 대한 환경문제를 인식하고, 학습한 과학적 원리(부력, 베르누이 법칙, 화학 반응식 등)를 응용하여 공기정화기 디자인하고 모형으로 제작하여 환경문제 해결방안을 제시할 수 있다.

•오브제를 활용한 디자인에 대해 학습하고 실생활에 응용할 수 있는 교육활동을 한다.

•미세먼지 환경문제를 공감하여 인식한다.

•문제를 해결하기 위한 디자인을 제시하며 창의적 문제해결능력을 학습한다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

오브제 활용한 디자인의 개념을 바탕으로 미세먼지에 대한 환경문제의 심각성과 해결방안의 필요성 제시

창 의 적 설 계

창의적 설계

공기정화기 디자인 모형을 발표하며 미세먼지에 대한 환경문제의 해결방안

공감 및 평가

감 성 적 체 험 과학적 원리(부력, 베르누이 법칙,

화학 반응식 등)을 응용하여 미세먼지 문제해결을 위한

공기정화기 디자인 구상 미세먼지 공기정화기 디자인 모형

제작

감성적 체험

중심과목 화법과 작문 학교급/학년(군) 고등학교 / 2학년

중심과목 성취기준

영역

화법과 작문 (2) 화법의 원리

중심과목 성취기준

12화작02-06 청자의 특성에 맞게 내용을 구 성하여 발표한다.

12화작03-04 타당한 논거를 수집하고 적절한 설득 전략을 활용하여 설득하는 글을 쓴다.

주제(단원)명 발표와 연설 차시 10-11/12

학습목표 설득하는 말하기에 사용되는 설득 전략과 표현 전략을 말할 수 있다.

적절한 설득전략을 활용하여 공기 청정 타워 건설의 필요성을 말할 수 있다.

연계과목 ^문학 연계과목

성취기준 영역

12문학02-06 다양한 매체로 구현된 작품의 창의적 표현 방법과 심미적 가치를 문학적

관점에서 수용하고 소통한다,

STEAM 요소

S 베르누이 법칙, 에어로졸, 대류 학습

T 공기정화 타워 형상, 공기흐름, 필터 모형 만들기

E 공기정화 타워 형상, 공기흐름, 필터 모형 구상 및 설계하기

A 베르누이 법칙을 이용한 공기정화기 디자인하고 제작하기, 사람들의 인식 변화를 위한 공기정화기 홍 보물 제작하기

M 공기 정화량 추정 및 계산하기

개발 의도 과학적 원리를 청자가 이해하기 쉽게 재구성하고, 제작한 공기정화 타워에 담긴 공학적 의도를 효과적 으로 밝히며, 청자가 환경 사업(공기 정화 타워 건설 등)투자할 수 있게 설득하기

- 과학 / 공학적 내용에 대한 완숙 경험을 정교화하기 위해, 내용을 이해하기 쉽게 재구성한다.

- 청자에게 내용을 효과적으로 전달하기 위한 표현 전략에 대해 학습한다.

- 효과적인 설득 전략을 사용하기 위해, 이성적, 인성적, 감성적 전략에 대해 학습한다.

- 학습한 설득 전략을 바탕으로 청자의 환경 문제에 대한 궁극적 관심을 불러일으키면서, 공기 청정 타워의 필요성을 인식하도록 유도하는 설득하는 말하기를 준비한다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

공기 청정 타워 설치를 유도하기 위한 설득하는

글쓰기 공기 청정 타워 제작 과정 및 의도를 발표

준비 하기

창 의 적 설 계

창의적 설계

- 비판적 듣기

- 표현 방식의 중요성 인식 - 환경 문제의 중요성 확인

감 성 적 체 험 공기 청정 타워에 담긴 원리 이해 확인

감성적 체험

중심과목 지구과학 학교급/학년(군) 고등학교 / 2 학년 중심과목

성취기준 영역

지구과학 1 / 3. 위기의 지구 (1) 환경 오염 중심과목 성취기준

지13101. 대기 오염, 수질 오염, 토양 오염, 해양 오염 등 각종 지구 환경 오염이 발생하는 과정을 과학적으로 설명할 수 있다.

주제(단원)명 06. 환경 위기 극복을 위한 노력 차시 12/12

학습목표

미세 먼지 해결 방안을 제시하고, 과학적 원리를 포함하여 설득력 있게 말할 수 있다.

연계과목 물리, 화학, 미술, 문학 연계과목

성취기준 영역

[물리1] 물1424. 베르누이 법칙을 이용하여 양력과 마그누스 힘을 항공기과 구기 운동에

적용하여 설명할 수 있다.

[화학1] 화1306. 탄소 화합물의 다양성과 구조적 특징을 설명할 수 있다.

[미창222] 입체표현의 특징을 살려 창의적으로 표현할 수 있다.

[12문학02-06] 다양한 매체로 구현된 작품의 창의적 표현 방법과 심미적 가치를

문학적 관점에서 수용하고 소통한다,

STEAM 요소

S 미세먼지 발생의 촉진 과정과 미세먼지 수송 과정 T 도시 내 열섬 현상에 의한 먼지 지붕의 발생 과정 E 도시 내 미세먼지 저감 장치 고안

A 도시 외관을 고려한 미세먼지 저감 장치 제작 M

개발 의도 미세 먼지 피해를 줄일 수 있는 장치를 고안한 후, 제작한 모형에 담겨있는 공학적, 과학적 원리를 설득력 있게 전달할 수 있는 과학적 의사소통 능력을 향상시키려 함.

- 우리나라에 영향을 주는 미세 먼지를 크기에 따라 분류할 수 있다.

- 효과적인 미세 먼지 제거를 위한 방안을 구체적으로 제시할 수 있다.

- 공학적으로 설계된 미세 먼지 저감 장치를 설치하기 위해 다른 사람을 설득할 수 있다.

- 하나의 문제 여러 가지 측면에서 고려하고 해결하는 방법을 터득할 수 있다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

현재까지 진행되어 온 수업에 대한 정리 및

성과 확인

창 의 적 설 계

창의적 설계

발표한 내용에 대한 피드백

감 성 적 체 험 각 조별 도심 내 미세먼지 저감

장치에 담긴 제작 동기와 과학적 개념을 설득력 있는 방식으로 발표

1~2차시

3차시 학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (10 분)

전시 학습 활동 확인 (대기 오염의 정의, 대기 오염 물질의 구분)

활동지 배분 후, 작성 요령에 대해 설명

대기 오염 중 미세 먼지가 우리 건강에 어떤 영향을 미치는지에 대한 동영상 시청 - (뇌까지 영향 미치는 미세 먼지 입증 - https://www.youtube.com/watch?v=-QXZXbIs77E)

미세 먼지 농도가 높을 때 느꼈던 점을 구체적으로 발표

활동지

동영상

전개 (25 분)

학습지와 교재를 이용한 미세 먼지 학습 - 미세 먼지의 개념

- 미세 먼지의 특징

미세 먼지가 더 많이 발생할 때 우리 생활의 변화 양상을 예상, 작성

미세먼지와 황사의 공통점, 차이점을

설명

자유롭게 작성하도록

안내

정리 (15 분)

생활 변화의 모습을 발표

- 즉각적인 피드백을 통해 학생이 가지고 있는 창의적 사고를 자극 - 과학적 개념과 대체적 개념을 찾아내어 이를 수정

미술, 문학 연계 수업에 대한 안내

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료 및

유의점

도입 (10 분)

Co 미세먼지의 생성과정에 대해 발문하기

ET 미세먼지가 만들어질 수 있는 여러 가지 과정에 대한 자신의 생각 말하 기

Co 미세먼지가 발생하는 다양한 사례에 대한 동영상 시청하기

ET 물리적 원인에 의한 것뿐만이 아닌 다양한 화학적 반응을 통해서 미세 먼지가 발생할 수 있음을 알기

동영상

Tip! 미 세 먼 지 를 화학적으로 분석할 수 있는 동영상 자 료 활용

전개 (30 분)

CD 화학적으로 미세먼지가 만들어질 수 있는 여러 가지 상황을 제시한다.

Co 미세먼지가 만들어지는 것과 관련한 화학식을 해석한다.

ET 화학식을 이해하고 미세먼지가 만들어지는 것을 차단하기 위해 어떻게 해야 할지 생각해본다.

CD 화학반응의 생성물질이 인체에 어떠한 영향을 끼치는지 말한다.

4~5차시

6~9차시

학습 교수-학습 활동 학습자료

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (5분)

Co

•중국의 공기정화 타워관련 동영상과 공기청정기 광고를 보며 공기의 흐름을 물리적 으로 계산할 수 있음을 보여준다.

•학습목표를 제시한다.

- 유체의 법칙을 이해하고, 계산 할 수 있다.

- 유체의 법칙을 활용하여 공기정화기를 설계할 수 있다.

동영상, PPT, 활동지

전개 (40분)

CD

•유체의 물리량에 대한 개념을 설명한다

- 밀도, 압력, 부력, 파스칼 법칙, 베르누이 법칙의 개념을 학습한다.

•모둠별 예시 문제 풀이를 지도한다.

- 실내용 공기정화기에 관한 예시문제를 계산한다.

PPT, 활동지

정리 (5분)

ET

•학습 내용을 설명하며 정리한다.

- 유체의 물리량, 유체의 법칙에 대해 문제를 풀어 보며 상기한다.

Co

•차시 예고 및 수업 준비 안내를 한다.

- 베르누이 법칙에 관한 안내를 한다.

PPT, 활동지

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

전개 (45분)

CD

•유체의 물리량에 대한 개념을 설명한다

- 밀도, 압력, 부력, 파스칼 법칙, 베르누이 법칙의 개념을 학습한다.

•모둠별 예시 문제 풀이를 지도한다.

- 실내용 공기정화기에 관한 예시문제를 계산하고 모둠별로 친구들 앞에서 발표한다.

PPT, 활동지

정리 (5분)

ET

•학습 내용을 설명하며 정리한다.

- 유체의 법칙과 이용에 관한 문제를 풀어 보며 상기한다.

Co

•차시 예고 및 다음 수업 안내를 한다.

- 디자인한 공기 정화기 제작을 준비한다.

PPT, 활동지

ET 미세먼지가 인체에 어떠한 영향을 끼치는지 정리하고 화학적으로 미세먼 지를 접근할 수 있으며 미세먼지 저감 장치에 화학반응을 도입할 방법을 구 상한다.

정리 (10 분)

ET 다음차시에 대한 안내 및 미세먼지를 줄이기 위해 산업현장 및 자동차 에 적용하고 있는 화학적 방법에 대한 소개

과정 및 유의점

도입 (5분)

Co

•입체표현 경험을 상기하며 사용한 재료와 작품 질의응답한다.

•다양한 오브제 작품과 입체 디자인 작품을 보며 오브제와 디자인의 개념을 생각해 본다.

•도심 속 미세먼지에 대한 영상을 감상하며 심각성과 문제해결방안을 생각해 본다.

•학습목표를 제시한다.

- 오브제와 디자인의 개념을 이해하고, 입체표현의 특징을 말할 수 있다.

- 다양한 오브제를 활용하여 미세먼지 문제 해결을 위한 공기정화기를 디자인하고 제작할 수 있다.

PPT 자료 동영상

전개 (6차시/

40분)

Co

•오브제, 산업미술인 디자인에 대한 개념을 설명한다 - 마르셀 뒤샹의 작품 ‘샘’를 보며 오브제의 개념 학습한다.

- 제품디자인, 에코디자인 등 산업디자인 작품들을 보며 디자인의 개념, 조건, 방법 학습한다.

•모둠별 디자인 활동 주제를 제시하고 모둠별 브레인스토밍을 지도한다.

- 도심 속 미세먼지를 해결하기 위한 공기정화기의 필요성에 대해 토의한다.

- 미세먼지 공기정화기 디자인에 대해 토의한다.

CD

•모둠별 디자인 활동을 지도한다.

- 실내용 공기정화기를 조사하며 지구과학, 화학, 물리 과목 시간에 학습한 과학적 원리를 응용하여 디자인을 구상한다.

- 도심 속에 적합한 미세먼지 공기정화기 디자인 계획서를 작성한다.

ET

•작성한 공기정화기 디자인 계획을 모둠별로 발표한다.

활동지 스마트기기

전개 (7차시/

40분)

CD

•모둠별 디자인 활동을 지도한다.

- 디자인계획 피드백 활동 후 모둠별 토의를 통해 계획서를 정리 및 수정한다.

- 학습한 과학적 원리(부력, 베르누이 법칙, 화학 반응식 등)을 응용한 공기정화기 디자인의 아이디어 스케치, 설계도를 제작한다.

ET

•작성한 공기정화기 디자인 계획서을 모둠별 발표 후 피드백 활동을 한다.

활동지 스마트기기

전개 (8-9차 시)/40

분)

CD

•모둠별 디자인 활동을 지도한다.

- 오브제 활용하여 미세먼지 공기정화기 모형을 제작 및 완성한다.

ET

•공기정화기 디자인과 활용된 오브제를 모둠별로 발표 후 평가한다

활동지 스마트기기

정리 (5분)

ET

•학습 내용을 설명하며 정리한다.

- 오브제, 디자인의 개념에 대해 문제를 풀어 보며 상기한다.

PPT 자료

10~11차시 블록타임 수업 운영

Co

•차시 예고 및 준비물 안내를 한다.

- 디자인한 공기 정화기를 홍보물 제작을 준비한다.

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료 및

유의점

도입 (5분)

Co

인상 깊은 설득 발표나 연설을 본 기억 회상하기

ET

표현 방식의 중요성 인식

Tip! ( ^Co 상 황 제시, ^CD 창의적 설계,

ET 감성적 체 험)

전개 (45분)

CD

1. 연설에서의 설득 전략 및 표현전략이 설명된 글을 읽는다.

- 인성적 설득 전략 / 이성적 설득 전략 / 감성적 설득 전략

- 표현 전략 (상황 분석, 언어적 표현 전략, 준언어 전략, 비언어적 표현 전략)

CD

2. 조앤 롤링의 ‘실패가 인생에 마침표를 찍지는 않는다’ 연설 영상을 확인한다.

- 연설의 상황과 내용을 정리한다.

- 화자의 설득 전략을 파악한다.

- 화자의 표현 전략을 파악한다.

- ^ET 감명 받는 구절 및 표현을 정리하고 짝과 이야기 해보게 한다.

ET

3. 표현의 효과성을 정리, 평가한다.

- 표현의 중요성 인식

2번 활동시 연 설영상을 사용 할 수 있다.

( 닉 부 이 치 치 , 세바시 영상 활용)

전개 (45분)

Co

1. 공기 청정기 타워 설치에 관한 설득 연설에 필요한 내용을 생성한다.

- 브레인 스토밍, 마인드맵, 내용 구조도 사용 - 과학적 원리를 알기 쉽게 정리한다.

- 설득 연설에 들어갈 이성적, 감성적 설득 전략을 구상한다.

Co

2.설득 연설에 필요한 언어적, 비언어적, 반언어적 표현 전략을 반영하여 초고를 작성한다.

- 문학적 표현 방식을 상기한다.

- 연설문에 들어갈 비언어, 반언어 표현 전략을 준비한다.

CD

3. 설득 연설에 필요한 자료를 제작하기 위한 언어적 문구를 준비한다.

- 미술 수업과 연계

모둠활동

12차시

- 문학적 표현 방식 확인 ( 동음이의어를 사용한 언어 유희적 표현 등 반영) - 브로셔나 리플렛, 홍보지 등을 제작함.

4. 친구들이 작성한 초고를 발표하고 평가한다.

- 평가 기준 제공 - ^ET 배려하는 말하기

정리

(5분) ^ET 다음 차시에 설득 전략을 반영한 설득 연설 준비, 평가 반영한 시연회 안내

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료 및

유의점

도입 (10 분)

전시 학습 활동 확인

- 지구과학, 물리, 화학, 국어, 미술 교과 수업에서 배운 내용을 간단하게 소개

한국과 중국의 대기 오염 심각성을 다룬 영상을 시청

http://news.kbs.co.kr/news/view.do?ncd=4053948&ref=A https://www.youtube.com/watch?v=FypPt-i0xlo

미세먼지에 의한 피해를 줄일 수 있는 구체적인 방안에 대해 자유롭게 발표

조별 발표에 대한 평가 기준과 평가 방법을 구체적으로 소개

동영상, 조별평가지

전개 (30 분)

각 조별 제작한 미세먼지 저감 장치를 직접 나와 발표 (예상시간 3~5 분) - 구상 배경과 장치 속에 담긴 과학 원리, 기대되는 효과를 구체적으로 설명 - 교사에 의한 평가와 동료평가를 병행

발표가 끝날 때마다 내용에 대한 각 교과 담당 교사 별 피드백을 실시

미세먼지 저감장치 모형

저감 장치에 사용 된 과학 원리를 정 확하게 언급함

대체적 개념을 가 지고 있을 때엔 반 드시 이를 수정함

정리 (10 분)

각 조별 발표를 통해 공통적으로 다룬 과학 개념과 독특한 과학 개념을 소개

현대 사회와 융합 과학의 연관성 소개

차시 예고 후 수업 마무리

4. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 1~2/12

1. 동영상 시청

2. 학습 활동

· 미세 먼지의 발생 : 자연적 배출원, 인위적 배출원

· 미세 먼지의 구분 : 미세 먼지(PM-10), 초미세 먼지(PM-2.5)

2) 미세 먼지의 특징 ➀ 미세 먼지의 영향

· 인체 : 호흡기 질환, 폐포 내 미세 먼지 침적, 피부 질환 발생 · 식물 : 잎에 침적되어 식물의 생육활동 저해

· 동물 : 미세 먼지 내 중금속의 생물 농축 발생

· 자연적 발생원 : 모래 먼지, 화산재, 산불에 의한 재 등

· 인위적 발생원 : 화석 연료의 배출 가스, 건축 현장 내 비산 먼지, 황무지의 부유 먼지 등 · 크기에 따른 분류 : 미세 먼지(직경 10





➂ 미세 먼지의 전파 과정

· 황사 발원지 : 중국과 몽골의 사막, 고원지대, 중국 북부의 초원 등

· 유입 경로 : 발원지에서 떠오른 먼지가 상층의 편서풍을 타고 이동하다 한반도 부근에서 하강 기류의 영향으로 지면 부근에 내려오며 유입

지구과학 I 활동지

학습목표

영상 속에서 찾은 것 내가 겪은 것

미세 먼지의 위험성

자유 주제 : 공기 중 미세먼지 농도가 지금보다 더 높아진다면 우리 생활은 어떻게 변할까?

차시 3

활동

미세먼지 발생 상황 정리

0. 모둠 편성

조장 부조장

1. 수업한 내용을 듣고 미세먼지의 발생원인을 차단할 방법을 정리해 봅시다

2. 관심 사례 또는 동영상에 나와 있지 않은 다른 사례들에 대하여 추가 자료를 검색해 보자.

3. 자신만의 아이디어를 구성해 보자.

차시 4~5/12 차시 4~5 힘과 에너지의 이용(유체의 물리학)

학생활동1 미세먼지 타워에 적용가능한 물리 법칙 학습하기 활동

상황제시 동영상 시청 및 정리

0. 모둠 편성

조장 부조장

1. 수업한 내용을 듣고 미세먼지 타워에 적용할 원리를 정리해 봅시다

2. 관심 사례 또는 동영상에 나와 있지 않은 다른 사례들에 대하여 추가 자료를 검색해 보자.

3. 자신만의 아이디어를 구성해 보자.

차시 4~5 힘과 에너지의 이용(유체의 물리학)

학생활동1 미세먼지 타워에 적용가능한 물리 법칙 학습하고 설계도 그리기

토의

모둠 내 사례 공유 및 구체적인 적용 방안 토의하기

•

•

차시 6~9/12

모둠 구성원 학번 / 이름

역 할 (구체적으로 작성하기)

작품명

아이디어 스케치

작품 설명 (작품 제작 의도, 원리

등)

일정계 획

해야 할 일 (순서를

정하고 체계적으 로 기록하기)

날짜 계획

(구체적인 날짜를 정하여 일정 계획하기

작품 제작 설계도

<외 부>

<내 부>

차시 11

차시 12

차시 12 / 12

학습목표 도시 내 미세먼지를 줄일 수 있는 장치에 대해 설명할 수 있다.

과정중심 평가지

학년 반 번 이름: .

1. 자기 평가

※ 자신의 활동을 스스로 평가해 보고, 평가한 내용을 생활기록부 기록에 참고함.

2. 동료 평가

※ 다른 조의 발표를 듣고 이해하고, 분석하는 능력을 생활기록부 기록에 참고함(자기 조는 빈칸으로).

맡은 역할 나의 아이디어?

어려웠던 점 새롭게 알게 된 점

느낀 점 모둠활동 한

나에 대한 평가 상 / 중상 / 중 / 중하 / 하

순 ^{도시,조이름} 내용

1

과학적 개념 1---2---3---4---5

공학적 설계 1---2---3---4---5

심미적 기능 1---2---3---4---5

과학적 의사소통 1---2---3---4---5

총평

2

과학적 개념 1---2---3---4---5

공학적 설계 1---2---3---4---5

심미적 기능 1---2---3---4---5

과학적 의사소통 1---2---3---4---5

총평

3

과학적 개념 1---2---3---4---5

공학적 설계 1---2---3---4---5

심미적 기능 1---2---3---4---5

과학적 의사소통 1---2---3---4---5

총평

4

과학적 개념 1---2---3---4---5

공학적 설계 1---2---3---4---5

심미적 기능 1---2---3---4---5

과학적 의사소통 1---2---3---4---5

총평

5

과학적 개념 1---2---3---4---5

공학적 설계 1---2---3---4---5

심미적 기능 1---2---3---4---5

과학적 의사소통 1---2---3---4---5

총평

6

과학적 개념 1---2---3---4---5

공학적 설계 1---2---3---4---5

심미적 기능 1---2---3---4---5

과학적 의사소통 1---2---3---4---5

총평

5. 교사자료

차시 1~2/12

※미세 먼지의 개념

미세 먼지는 공기 중의 고체상태의 입자와 액적상태의 입자의 혼합물을 말한다. 공기 속에 입자상 물질(고체나 액체 상태)이 떠 있는 상태를 일반적으로 에어로솔(Aerosol)이라 하는데, 통상적으로 먼지라 부른다. 미세 먼지는 인체에 큰 영향을 미치는 물질이다. 이러한 입자들은 자연 배출원 뿐만 아니라 여러 종류의 고정 배출원이나 이동 배출원에서 배출되므로 여러 형태의 모양과 크기를 가지 고 있다. 미세 먼지는 배출원에서 직접 배출되거나 아황산가스나 질소산화물과 같은 기체상 물질에 의해 2차적으로 생성된다. 미세 먼지는 천식과 같은 호흡기계 질병을 악화시키고, 폐 기능의 저하를 초래한다. 또한 미세 먼지는 시정을 악화시키고, 식물의 잎 표면에 침적되어 신진대사를 방해하며, 건축물에 퇴적되어 조각된 유적물이나 동상 등에 부식을 일으킨다.

대기 중에 부유하는 먼지를 호흡할 경우 일부는 기침, 재채기, 섬모운동 등에 의하여 제거되나, 일 부는 폐포 등에 침착되어 인체에 유해한 영항을 나타낸다. 특히 사람이 호흡할 때 입자직경이 10㎛

이하인 미세 먼지들은 호흡기를 통해 폐까지 도달하여 침착될 수 있다고 한다. 폐의 각 부위에 도달 하는 정도는 입자의 크기에 좌우되며, 미세입자일수록 폐 깊숙이 유입될 수 있다. 입자직경이 1㎛

이상의 먼지는 대부분 코나 기도의 점막과 섬모에 걸려 객담으로 배출되나, 입자직경이 0.1~1㎛인 먼지가 폐포 내 침착률이 가장 높아 폐질환을 야기할 수 있다. 미세 먼지는 천식과 같은 호흡기계 질병을 악화시키고, 기침이나 호흡곤란과 같은 호흡기 증상을 증가시키며, 만성기관지염을 유발하고, 폐 기능의 저하를 초래한다. 미세 먼지는 장거리 이동으로 비 또는 눈 속의 중금속 농도를 증가시키 기도 하며, 황산염과 질산염 등의 형태로 된 무기성 미세 먼지는 토양 및 수중 생태계에도 영향을 준다. 미세 먼지는 대기 중에 부유하면서 식물의 잎 표면에 침적되어 잎의 기공을 막고 햇빛을 차단 하여 광합성 동화작용, 호흡작용과 증산작용 등을 저해하여 식물 생육에 악영향을 미친다. 또한 미세 먼지는 대기 중에 부유하면서 빛을 흡수하거나 산란시키기 때문에 태양광선의 투과도를 감소시켜 시 정을 악화시키기도 하고, 가시광선을 산란할 경우 일출이나 일몰 시 멋진 붉은 노을을 만들어 내기 도 한다. 또한 건축물에 퇴적되어 유적물이나 동상 등에 부식을 일으킨다.

※미세 먼지의 발생

자연 발생원은 모래 먼지, 화산재, 산불이 일 때 발생하는 먼지 등이다. 해염 입자 또한 바다 가까 이 있는 지역에는 많은 영향을 미친다. 인위적인 발생의 많은 부분은 연소에 의해 발생한다. 인위적 인 먼지는 화석연료를 사용하는 보일러나 자동차, 발전 시설 등의 배출 가스에 포함된 미세 먼지와 공사장에서 발생하는 비산 먼지, 식물이나 물이 제거된 토지에서 발생하는 부유 먼지 등이 있다. 미 세 먼지는 직접 대기 중에 방출되기도 하며 기체상으로 방출된 기체의 변화에 따라 대기 중에서 입 자로 생성되기도 한다. 국립환경과학원(2006년)의 연구 결과에 따르면, 수도권의 미세 먼지는 자동 차 배출 가스에서 만들어지는 황산염과 질산염, 그리고 중국에서 날아온 2차 생성물 등이 주요 성분 인 것으로 조사됐다. 또 상대 습도가 높아지면 황산염, 질산염 등의 농도가 증가해 가시거리가 악화 하는 것으로 나타났다. 서울시 전농동의 미세 먼지(PM10)는 유기 탄소 화합물 22%, 원소 탄소 8%, 질산염 22%, 황산염 15%, 토양 지각 성분 15%, 기타 18%로 나타났고, 초미세 먼지(PM2.5) 의 경우 미세 먼지에 비하여 황산염과 유기 탄소 화합물의 구성비가 상대적으로 증가하고 토양 지각 성분이 감소하는 특징을 나타냈다고 과학원은 말했다.

자료출처 강원 대기환경 정보 (http://www.airgangwon.go.kr/info_item/) 천재교육 지구과학I 교사용 지도서 p.168, p.171~172

차시 12/12

차시 3 차시

자료출처

차시 4~5/12

1. SBS 뉴스 ‘초대형 공기정화탑’ 내부 들어가보니

https://news.sbs.co.kr/news/endPage.do?news_id=N1004718144

자료출처 SBS 뉴스

https://news.sbs.co.kr/news/endPage.do?news_id=N1004718144

자료출처