2018 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서
2018.11.23.
서울신북초등학교
【 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】
과 제 개 요
과제명 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영
STEAM 프로그램
구분
프로그램명 신북 태양광 발전소를 활용한 메이커 교육
학교급 초등학교 대상 학년(군) 3,4,5,6학년 중심과목 과학
중심과목 성취기준
영역
초6(17)에너지와 생활
연계과목
수학 과학 실과 미술 국어
연계과목 성취기준
영역
초3,4과학(13)식물의 한 살이,(1)물질의 성질
초5,6과학(1)온도와열(12)식물의 구조와기능(14)계절의변화 초3,4수학(2)도형,(3)측정
초5,6수학(2),도형,(3)측정,(4)규칙성 초3,4미술(1)체험(2)표현
초5,6미술(1)체험(2)표현 연구기간 2018.4.5. ~ 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 서울신북초등학교 과학 교사 맹정영
공동연구원 서울신북초등학교 국어 교감 황혜정
공동연구원 서울신북초등학교 과학 교사 박수임
공동연구원 서울신북초등학교 미술 교사 신명주
공동연구원 서울신북초등학교 과학 교사 이효진
공동연구원 서울신북초등학교 수학 교사 박지은
2018년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아
융합인재교육(STEAM) 교사연구회를 운영한 중간 결과로써 본 보고서를 제출합니다.
2018년 11월 23일
연구책임자 : 맹정영 (인)
“이 보고서는 2018년도 정부의 재원으로
한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”
목 차
1. 요약문··· 1
2. 서론··· 1
3. 연구 수행 내용 및 결과··· 2
가. 연구 대상 및 기간 ··· 2
나. 연구팀 조직 ··· 2
4. 연구 수행 결과··· 3
가. 교사연수 ··· 4
나. 프로그램 개발 ··· 5
다. 전시회 및 결과보고회 ··· 6
라. 수행결과표 ··· 6
마. 학생 설문 결과 ··· 7
바. 학부모 설문 결과 ··· 10
5. 결론 및 제언 ··· 12
6. 참고문헌··· 14
[부록]
부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물
(교수학습지도안, 교사용 참고자료, 학생용 활동지) 부록2. 활동 모습 사진
1. 요약문
4차 산업혁명시대에 이르러 또 다시 새로운 교육패러다임에 대한 요구가 제기되는데, 이에 대한 방안 의 하나가 바로 ‘메이커운동(Maker Movement)’과 같이 시작된 ‘메이커교육(Maker Education)’이다.
메이커교육은 민주적 정신, 자발적인 공유와 개방, 메이커스페이스, 실패를 넘어선 지속적 인내, 사 회 정의를 위한 실천적 참여 등을 강조한다. 특히 강조되는 과정은 다양한 실패의 경험과 이를 극복 하는 경험을 통하여 이루어지는 ‘순환적인’ 학습과정이다. 다시 말해 무언가를 제작하고 활동을 마치 는 것이 아니라 기존의 제작 과정 및 결과에 대한 반성을 바탕으로 하여 새로운 것에 도전하는 순환 적인 구조를 가진다. 즉, 메이커교육은 일회성으로 제작하고 마치는 활동으로 이루어지지 않고 지속 적이고 순환적으로 새로운 제작 활동을 반복하는 특징을 가지게 되는데(강인애 외, 2017) 그 중에서 태양광을 활용한 메이커 활동으로 친환경과 접목된 연구를 실행하며 생태 시민성 향상을 위한 주제로 선택하게 되었다.
2. 서론
가. 연구의 필요성
우리나라는 신에너지 및 재생에너지 개발·이용·보급 촉진법 제 2조의 규정에 의거하여 신·
재생에너지를 기존의 화석연료를 변화시켜 이용하거나 햇빛·물·지열·강수·․ 생물 유기체 등을 포 함하는 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지로 정의하고 있다.
현재 우리가 사용하는 에너지의 대부분은 사용함에 따라 점점 줄어드는 화석 연료 등의 재 생 불가능한 에너지로써 이들은 회복하는데 시간이 많이 걸리고 환경적으로 많은 피해를 주고 있다. 경제적 ․ 국가적 손실을 예방하고 에너지 자립을 위해서 신재생에너지를 개발하고 이용 할 수 있는 기반을 조성해야 한다.
그중 태양광 발전은 태양전지 등을 이용해 태양의 빛 에너지로부터 전기를 얻는 시스템을 말한 다. 반도체로 만들어진 태양전지에 빛에너지가 투입되면 전장의 이동이 일어나서 전류가 흐르고 전기가 발생하는 원리를 이용한 것이다. 공해가 없고 반영구적인 태양에너지를 활용한 생활용품이 일상화 될 수 있는 환경을 넓혀가고 인식을 제고할 수 있는 기회로 이 수업이 사용되길 바라면서 이 수업을 기획해보았다.
나. 연구의 목적
첫째, 태양에너지를 활용한 주제 중심 STEAM‧메이커 프로젝트 프로그램을 개발한다.
둘째, STEAM‧메이커 프로그램 적용을 통해 생태시민성을 갖춘 미래인재 역량을 기른다.
셋째, STEAM‧메이커 프로그램 일반화를 통해 STEAM‧메이커교육에 대한 인식을 확산한다.
3. 연구 수행 내용
가. 연구 대상 및 기간
1) 연구 대상: 서울신북초 4학년(21명), 5학년(26명), 6학년(22명) 2) 연구 기간: 2018년 4월 ~ 10월
3) 변경 사항: 학생 발달 수준에 맞춘 프로그램 운영을 위하여 연구대상 학년을 3-6학년에서 4-6학년으로 변경함.
나. 연구팀 조직
지도위원: 외부 관련 STEAM‧메이커 전문 컨설팅 위원
연구 기획 학습지도 환경조성 및 자료
-연구기획 -문헌연구
-정보수집 및 분석 -과제 수행 추진 -운영 결과 분석 및 평가
-태양에너지 관련 교육과정 편성․운영 -교재 연구 및 교육과정 분석 -태양에너지 관련 활용 교수․학습 전개 -수업 공개
-학생의 변화 관찰, 체크리스트 정리
-행사 연수 교육 추진 -환경조성 및 관리 -실내외 환경 조성 -자료제작
-가정통신문 발송
황OO, 맹OO, 박OO 박OO, 신OO, 이OO, 맹OO 신OO, 이OO, 황OO
4. 연구 수행 결과
가. 교사연수 및 포럼 1) 전문가 컨설팅 장학
STEAM·메이커교육에 관한 교사 전문성 신장과 효과적인 STEAM‧메이커교육 프로그램 개 발을 위하여 STEAM·메이커 연수에 참여하고, 수업 내용 선정 및 프로그램 개발에 적용하였다.
구분 날짜 활동 내용 강 사
전문가 컨설팅
5.29.(화) 6.14.(목)
미래 사회와 직업 세계의 변화에 대비한 메이커교육, 메이커 교육 관련 정보공유
김OO
(서울구현초 교사)
6.25.(월) 에너지 이야기-기후변화, 학교 환경교육 윤OO
(서울대학교환경대학원 교수)
7.24.(화) 신재생에너지 활용 미래직업교육 역량강화방안 김OO
(서울명덕초 교사)
10.16.(화) STEAM교육의 수업 및 평가 방안‘섭(수업) 블레스유: 학교에서 맛있게 STEAM’
한OO
(전주화정초 교사)
운 영 성 과
전문가 지도·조언
▫구산초 김OO 선생님: 메이커 강의를 통해 메이커 교육에 대한 이해도가 높아 졌으며, STEAM·메이커교육의 정의를 명확하고 구체적으로 설정하도록 조언
▫한OO 서울대교수님: 에너지와 기후 변화의 관계를 이해하고 학교에서의 환경 교육의 중요성을 인식하는 계기가 됨. 미세먼지 문제, 태양광에너지 활용 수업의 필요성과 아이디어를 공유하게 된 기회였음
▫명덕초 김OO 선생님: 신북태양광발전소 활용 수업 아이디어와 활동 방법, 연구 내용에 대한 지도 조언 및 서울시 환경연구원과의 연계를 추진하여 주심
▫화정초 한OO 선생님: STEAM·메이커수업에서의 수업방안과 평가 방법 활용 기법을 강의해주심으로 과정중심평가와 STEAM·메이커수업의 아이디어 얻음
수업 적용
- 무한상상!3DAYS: 학생들의 다양한 아이디어와 창의성, 메이킹 시도 기회 제공 - 전기회로도 개념을 메이커교육으로 익혀보는 나만의 수면등 만들기 수업 설계 - 미세먼지 등의 인과관계를 고려한 신북태양광발전소 발전량 빅데이터 분석 수업 설계 - STEAM·메이커수업에서의 과정중심평가 방안으로 크라우드펀딩을 활용하기
2) 일반화를 위한 포럼 실시
STEAM‧메이커 교육활성화 방안 포럼 1차
포 럼 개 요
∙일시: 2018.7.24.(화) 15:00-17:40
∙장소: 본교 6-1교실
∙대상: 서울시교육청 초등교원 및 본교 교원
∙강사1: 신북초 교감 황OO - 실생활 연계 STEAM‧메이커교육의 이해 및 개발 프로그램 안내
∙강사2: 명덕초 교사 김OO - 신재생에너지활용 미래직업교육 역량강화 방안
∙플로어 토론 : 활성화 방안 관련 토론
포럼 계획 포럼활동 1 포럼활동 2 포럼활동 3
포 럼 결 과
포럼반응
STEAM‧메이커교육에 대한 열정이 넘치는 교사들의 모임이었다. 타학교에서 오 신 선생님들의 질문과 관심에 STEAM‧메이커교육의 밝은 미래를 볼 수 있었다.
본교 선생님들에게는 새로운 수업방법에 대한 이해를 제고하는 시간이었다.
포럼제언
김OO 선생님께서 주신 태양광발전소 황용 방안과 태양에너지 관련한 신재생 에너 지에 대해 좀더 연구하여 실생활 연계한 STEAM‧메이커교육을 통해 우리 아이들 이 생태 시민성을 더욱 함양할 수 있는 수업 방법 개발의 필요성을 느낀다.
STEAM‧메이커 교육활성화 방안 포럼 2차
포 럼 개 요
∙일시: 2018.10.16.(화) 15:00-17:40
∙장소: 본교 6-1교실
∙대상: 서울시교육청 초등교원 및 본교 교원
∙강사1: 신북초 교감 황OO - 실생활 연계 STEAM‧메이커교육 수업방법 및 평가를 위한 프로그램 개발
∙강사2: 전주화정초 교사 한OO - 섭[수업] 블레스유 “학교에서 맛있는 STEAM”
∙플로어토론 : STEAM‧메이커교육에서의 수업방법 및 과정중심평가 방안 모색
포럼 계획 포럼활동 1 포럼활동 2 포럼활동 3
포 럼 결 과
포럼반응
STEAM‧메이커교육에서 어려움을 느꼈던 과정 중심평가의 방법을 고민하고 개 발을 위한 다양한 방안을 모색할 수 있는 시간이었다. 또한 STEAM‧메이커 수업을 어렵게 여기던 선생님들의 고민이 조금 해결된 시간이었다.
포럼제언 STEAM‧메이커교육에서 효과적인 평가 방안으로 크라우드 펀딩을 제안한다.
나. 프로그램 개발
1) 태양에너지를 활용한 주제 중심 STEAM‧메이커 프로젝트 프로그램 개발
STEAM 프로그램
구분
프로그램명 신북 태양광 발전소를 활용한 메이커 교육
학교급 초등학교 대상 학년(군) 4,5,6학년
중심과목 과학 중심과목
성취기준 영역 초6(17)에너지와 생활
연계과목
수학 과학 실과 미술 국어
연계과목 성취기준 영역
초3,4과학(13)식물의 한 살이,(1)물질의 성질
초5,6과학(1)온도와열(12)식물의 구조와기능(14)계절의변화 초3,4수학(2)도형,(3)측정
초5,6수학(2),도형,(3)측정,(4)규칙성 초3,4미술(1)체험(2)표현
초5,6미술(1)체험(2)표현
개발계획
주제 연번 차시
(시수) 과목 연계(안)
1 3 과학(2) + 수학(1)
2 2 수학(2) + 과학(1)
3 8 과학(2) + 수학(1) + 실과(2) +미술(1) 4 3 과학(2.5) + 미술(1) + 수학(0.5) 다. 전시회 및 결과 보고회
STEAM‧메이커 결과보고회 및 작품전시회
개 요
∙STEAM‧메이커교육 작품전시회: 2018.10.26.(금) - 10.30.(화) 6-1교실 및 복도
∙STEAM‧메이커교육 결과보고회: 2018.10.26.(금) 15:30-16:40 과학실
프로젝트수업 결과물 나만의 수면등 3DAYS 활동 결과물 생태도시만들기
교실 녹색커튼 모형 메이커괴짜축제 목걸이 4D프레임 키네틱아트 전시회 관람 모습
보고회 개회 여름캠프‧3DAYS 운영 결과 발표 프로젝트수업 운영 결과 발표 무학년제전문가수업 운영 결과 발표
결 과
발표회 반응 학생들의 다양한 체험 결과물을 공유하며 높은 흥미를 불러 일으켰다.
발표회 제언 연구 결과의 학교 내외 공유를 통해 STEAM‧메이커교육을 확산할 필요가 있다.
라. 수행결과표
구분 수행 결과
교수학습지도안 개발 차시 총 16차시
수업 적용 일정 2018. 4. 2. ~ 2018. 10. 31.
(STEAM 수업)수혜학생 수 서울신북초등학교 636명(3-6학년 전교생) 학생 태도검사 사전검사 4월 30일, 5개 학급(115명) 실시 완료
사후검사 10월 중, 5개 학급(115명) 실시
학생 및 교사 만족도조사 10월 26일 완료
교사연구회 STEAM 행사 개최
1. 수업나눔 5회 실시 : 2018.4.18./6.19./7.3./9.18./10,16.
2. 여름방학 캠프‘ 빛과번쩍생태마을 만들기 실시 : 2018.8.16.~17.
3. 스팀 3DAYS 운영 : 2018.9.19./10.10./10.17.
4. 2018서울학생메이커 괴짜축제 부스 운영: 2018.10.12.~13.
5. ‘STEAM Week’ 개최: 2018.10.22.~26.
논문 또는 학술대회 해당 없음
특허출원(국외, 국내) 해당 없음
마. 학생 설문 결과 1) 사전 사후 태도 변화
정의적 영역인 태도에 대해 동일한 학생을 대상으로 동일한 검사지를 활용하여 프로젝트 이전과
후 어떻게 변화하였는지 검사하였다. 문항은 모두 40문항이고 각 문항의 응답 결과 척도는 모두 1점 (전혀 그렇지 않다)에서 4점(매우 그렇다)이다. 학생들의 사전 사후 태도를 분석하기 위해 이 연구에서는 t-검정을 실시한 후, 각 문항의 척도별 응답 인원수를 비교분석하였다. 다음 표 Ⅳ-2는 t-검정을 실시 한 결과이다.
< t-검정 결과>
상관계수 검정
상관관계 유의확률 t 유의확률
.640 .000 -.684 .495
사전 사후 태도 검사에 대한 t-검정 결과 유의확률 .495, t값 -.684로 아쉽게도 유의미한 결과는 나오지 않은 것으로 나타났다. 다만 유의확률 .000, 상관관계 .640으로 양(+)의 상관관계가 있는 것으로 나타났다.
그리하여 사후와 사전의 평균값의 차가 +0.1 이상인 항목을 선별하였다. 그리고 선별한 문항을 비슷한 것끼리 묶으니 책, 태도, 직업 세 영역으로 나뉘었다.
<영역별 사전-사후 태도 변화 분석: 관심도>
영역 항목 사전 평균 사후 평균
관심도 나는 과학 관련 정보나 책을 찾아 읽는 것을 즐긴다. 2.67 2.84 나는 수학 관련 정보나 책을 찾아 읽는 것을 즐긴다. 2.47 2.58
그래프와 해석
관심도과 관련된 항목을 분석한 결과, 수학과 과 학에 대한 흥미도가 높아져 관련 정보나 책을 스스로 찾아 읽게 되었다고 볼 수 있다.
<영역별 사전-사후 태도 변화 분석: 학문을 대하는 태도>
영역 항목 사전 평균 사후 평균
학문을 대 하는 태도
나는 수학시간에 친구들과 적극적으로 의견을 교환한
다. 2.92 3.06
나는 과학이 쉽다고 생각한다. 2.98 3.10
나는 과학 내용에 대한 이해가 빠르다. 3.20 3.38
나는 과학 문제를 잘 풀 수 있다는 자신이 있다. 2.96 3.15 그래프
학문을 대하는 태도와 관련된 항목을 분석한 결 과, 과학에 대한 자신감이 생겼으며 수업시간에 적극적으로 내 생각을 표현하고 친구들과 의견 교 환을 하고 의견을 주장할 때 다른 친구의 입장도 고려하는 등 학습 태도면에서 긍정적인 효과가 있 었다고 볼 수 있다.
<영역별 사전-사후 태도 변화 분석: 진로탐색>
영역 항목 사전 평균 사후 평균
진로탐색
4. 과학 관련 직업을 갖는 것은 멋진 일이다. 3.20 3.30 9. 수학과 관련된 직업에 관심이 있다. 2.40 2.73 19. 수학 관련 직업을 갖는 것은 멋진 일이다. 3.27 3.38 36. 과학과 관련된 직업에 관심이 있다. 2.72 2.94
그래프
진로탐색과 관련된 항목을 분석한 결과, 수학, 과학에 대한 자신감으로 수학, 과학 관련 직업 에 관심을 갖고 관련 직업을 갖는 것을 멋진 일이라 생각하게 되었다고 볼 수 있다.
2) 참여한 STEAM·메이커수업에 대한 만족도
학급 내외에서 진행된 다양한 프로젝트가 모두 종료된 후, 연구 대상 학생들을 대상으로 프로그 램에 대한 만족도를 검사하였다. 문항은 STEAM·메이커수업 만족도 8문항과 생태시민성 만족도 4문 항으로 모두 12문항이고 각 문항의 응답 결과 척도는 모두 1점(전혀 그렇지 않다)에서 5점(매우 그 렇다)이며 응답 비율로 정리하였다.
<표 Ⅳ-6> 학생 STEAM·메이커수업 만족도 1 N=114
설문 내용 매우
그렇다
대체로
그렇다 보통이다
대체로 그렇지 않다
전혀 그렇지
않다
STEAM·메이커수업에 만족하십니까? 51% 23% 21% 3% 2%
STEAM·메이커수업은 재미있었나요? 48% 20% 23% 6% 3%
STEAM·메이커수업 활동에 적극적으로 참여하였
나요? 48% 26% 17% 7% 2%
STEAM·메이커수업의 내용 수준은 어떠하
다고 생각합니까? 16% 32% 45% 6% 1%
앞으로도 STEAM·메이커수업을 지속적으로
받고 싶습니까? 45% 20% 22% 8% 5%
STEAM·메이커수업에 대한 만족도, 흥미도, 참여도 및 지속성에 대한 만족도는 높은 편이나 수업 내용 수준은 어렵다는 의견이 많았다. 이는 융합교육으로 실시하는 수업임에도 불구하고 활 동시간이 충분하지 못하여 활동에 어려움을 느낀 학생이 많았다는 것을 알 수 있다. 향후에는 학 생들의 활동 시간을 좀 더 충분히 확보할 필요가 있다.
<학생 STEAM·메이커 만족도 2> N=114
설문 내용 1순위 2순위 3순위 4순위 5순위 6순위
전에 받았던 수업과 이 번에 참여한 STEAM·메 이커수업의 가장 큰 차 이점은 무엇이라고 생 각하는지 한 개만 고르 세요.
친구들과 협력 해서 수행하는 모둠별 활동이 많다.
수학, 과학, 실 과 등 여러 과 목을 연결시켜 배울 수 있다.
과학, 수학 수 업시간에서 배 운 내용이 실제 생활에서 어떻 게 활용되는지 알 수 있다.
과학기술과 관 련된 직업 정보 를 얻을 수 있 다.
학생들 중심의 활동이 많고, 선생님의 설명 은 많지 않다.
스스로 생각하고 학습해야 한다.
STEAM·메이커수업에서 좋았던 점을 가장 좋은 것부터 순서대로 표시 해주세요.
친구들과 협력 해서 수행하는 모둠별 활동이 많다.
수학, 과학, 실 과 등 여러 과 목을 연결시켜 배울 수 있다.
학생들 중심의 활동이 많고, 선생님의 설명 은 많지 않다.
과학기술과 관련 된 직업정보를 얻을 수 있다.
과학, 수학 수 업시간에 배운 내용이 실제 생 활에서 어떻게 활용되는지 알 수 있다.
스스로 생각하고 학습해야 한다.
STEAM·메이커수업 중 가장 어려웠던 점은 무 엇인지 한 개만 고르세 요.
조사, 실습, 만 들기 등 수업 시간에 할 것이 많아 시간이 부 족하다.
모둠 활동을 하 면서 친구들과 의견 충돌이 발 생한다.
선생님께서 소개 해 주시는 내용 이 너무 어렵다.
수업 시간 동안 에 해결해야 하 는 문제가 너무 어렵다.
STEAM·메이커수업에서 학생들은 친구들과의 협력하는 모둠활동에 대한 만족도가 매우 높으 며, 수학과 과학 등 여러 과목을 연결시켜 학습하면서 실생활 중심의 수업에 대한 중요도를 인식 하고 있다는 것도 알 수 있다. 또한 위에서 언급한대로 STEAM·메이커수업 중 활동 시간 부족을 가장 큰 어려움으로 생각했다.
<학생 생태시민성 만족도> N=118
설문 내용 그렇다매우 대체로 그렇다 보통이다 그렇지 않다대체로 그렇지 않다전혀 나는 생태문제를 해결하기 위해 스스로 생각
하게 되었다. 26 28 29 12 5
나는 생태문제를 해결하기 위해 여러 과목에서
배운 내용을 동시에 적용하려고 노력하였다. 20 30 31 13 6
나는 생활하면서 인간과 동식물과의 관계를 생
각하게 되었다. 42 28 20 6 4
나는 실패하는 것을 두려워하지 않고 생태문제
해결에 도전하려는 마음이 생겼다. 42 26 20 7 5
학생들의 생태시민성에 대한 만족도 결과를 보면 인간과 동식물과의 관계를 생각하고 생태문제 해 결에 도전하려는 마음 생성은 높은 결과가 나왔으나 생태문제를 스스로 생각하고, 배운 내용을 적용하는 부분에 대한 만족도는 다소 낮게 나왔다. 이는 초등학생 수준에서 생태문제를 스스로 생각하고 배운 지식 을 적용하는 면에서 자신감이 떨어지고 있음을 나타내며 학생들의 생태시민의식을 좀 더 함양시켜 줄 필요성이 요구되는 부분이다.
3) 학생 소감문 분석
<표 Ⅳ-9> 학생 소감문 분석 결과
대상 소감
학생1 아침마다 소시지와 메추리알을 먹으니 좋았다. 그리고 팀과 함께 협동을 해서 작품을 만드니 더 쉽게 할 수 있었다. 실제로 우리 마을을 신재생 마을로 만들고 싶다.
학생2 스팀메이커 캠프를 통해서 우리나라의 미래를 생각해 보았다. 잘하면 우리나라도 다 른 멋진 친환경 나라들처럼 멋있고 환경오염이 없는 나라가 될 수도 있을 것 같다.
학생3
만드는 중간에도 싸우고 말다툼도 했지만 생각보다 멋있는 작품이 만들어 져서 오히 려 그런 다툼 덕분에 더 좋은 작품이 나왔다는 생각이 들었고, 그로 인해 나의 창의 력도 높아진 것 같아 정말 기분이 좋았다.
학생4 VR에 대해 자세히 알게 되었고, 앞으로 좀 더 다양하게 체험하고 싶고, 더 많이 알고 싶어졌다.
학생5 신문을 만드는 원리가 신기했다. 앵커가 되어 방송을 중계하는 게 너무 재미있었다.
다음에 또 오고 싶다.
학생6
쓰레기 분리수거를 잘 해서 버려야겠다. 또 쓰레기를 많이 버리지 않아서 지구를 지 켜야겠다. 집에 태양광 패널을 설치해 전기를 아끼고 소중히 여겨야 겠다. 집에 있는 화분에 식물을 심어야겠다.
학생7
처음에는 이게 뭐지 하는 마음으로 갔는데 활동을 하다 보니 재미있었고, 다음에 또 이런 기회가 생기면 또 하고 싶다. 활동은 기대했던 것 이상으로 재미있었고 태양열 로 할 수 있는 것이 정말 많다는 것을 알았다.
학생8
스팀메이커 활동을 하게 되어서 우리나라의 과학이 발전 되었다는 사실을 알게 되었 고 지구온난화를 줄여야겠다는 생각도 했다. 다음에 이런 기회가 있다면 또 신청해야 겠다. 그리고 즐겁고 재미있었다.
학생들은 무학년으로 실시한 STEAM·메이커 여름캠프나 3DAYS 같은 활동에 대한 만족도가 높
았다. 기본적인 원리만 안내 받고 창의적으로 작품을 만들며 발표하고 공유하면서 피드백까지 거치는 일련의 과정을 통해 학생들은 스스로가 성장했다고 느끼고 있다. 또한 체험중심 STEAM·메이커활동 과 수업 중 이루어진 프로젝트 활동을 통해서도 신재생마을이나 태양광 발전, 지구온난화 등의 측면에서 생태시민의식이 높아졌음을 알 수 있다.
바. 학부모 설문 결과 1) 설문조사 결과
<학부모 설문 분석 결과 1> N=114
설문 내용 매우
그렇다
대체로
그렇다 보통이다
대체로 그렇지 않다
전혀 그렇지
않다
STEAM·메이커활동에 대하여 만족하십니까? 51% 49% 0% 0% 0%
STEAM·메이커활동 자녀의 협력적 학습 태도 향상
에 도움이 되었나요? 49% 44% 7% 0% 0%
STEAM·메이커활동으로 자녀가 주변의 문제나 사
물에 대하여 더 관심을 가지게 되었나요? 41% 52% 7% 0% 0%
STEAM·메이커활동 자녀가 어떤 문제에 대하여 다 양한 시각에서 융합적으로 접근하는 능력이 향상되 었나요?
29% 56% 15% 0% 0%
STEAM·메이커활동으로 자녀의 생태시민(인간, 사 회 자연의 관계를 살펴 생태적으로 건전하게 생활 할 수 있는 시민)의식이 향상되었나요?
37% 54% 7% 2% 0%
앞으로도 STEAM·메이커 수업을 지속적으로 받고
싶습니까? 49% 46% 5% 0% 0%
<학부모 설문 분석 결과 2> N=114 설문 내용 1순위 2순위 3순위 4순위 5순위 6순위
STEAM·메이 커 활 동 에 서 중 요 하 다 고 생 각 하 시 는 순서대로 적 어주세요
① 수학, 과학, 실과 등 여러 과목을
연결시켜 배울 수 있다. 19% 17% 12% 29% 17% 7%
② 학생들 중심의 활동이 많고, 선
생님의 설명은 많지 않다. 7% 24% 17% 10% 19% 24%
③ 친구들과 협력해서 수행하는 모
둠별 활동이 많다. 17% 24% 40% 10% 5% 2%
④ 스스로 생각하고 학습해야 한다. 33% 12% 12% 28% 10% 5%
⑤ 과학, 수학 수업시간에서 배운 내용이 실제 생활에서 어떻게 활용 되는지 알 수 있다.
17% 21% 12% 17% 30% 2%
⑥ 과학기술과 관련된 직업 정보를
얻을 수 있다. 7% 2% 7% 6% 19% 60%
학부모들은 STEAM·메이커활동 프로그램에 대하여 높은 만족도를 보였으며, 특히 협력적 인 학습 태도 향상에 도움이 되었고, 학생들이 주변의 문제나 사물에 대하여 더 관심을 가지 게 되었다고 생각하고 있음을 알 수 있다. 자녀의 융합적 사고력 향상에 대한 만족도가 다소 낮은 결과가 나왔으나 앞으로도 STEAM·메이커 수업을 지속적으로 받고 싶다는 의견이 95%
에 달하는 것으로 보아 STEAM·메이커 수업에 대한 기대가 높음을 알 수 있다.
학부모들은 STEAM·메이커활동에서 가장 중요하게 생각하는 것으로 스스로 생각하고 학습 하는 능력, 수학, 과학, 실과 등 여러 과목을 연결시켜 배우는 것을 꼽았으며 과학기술과 관련 된 직업 정보에 대한 중요도가 가장 낮았다. 이는 초등학교에서는 STEAM·메이커활동이 진로 교육보다는 학습습관 및 학습능력 향상 면에 더 큰 의미를 두고 진행되어야 함을 시사한다.
2) 학부모 소감문 분석
STEAM·메이커활동 활동 후 자녀의 모습을 지켜보며 느낀 부모님의 소감은 다음과 같다.
<표 Ⅳ-12> 학부모 소감문 분석 결과
대상 소감
학부모1 자율적이고 자유로운 사고의 발전에 도움 되는 내용으로 더 발전시켜 주시기를 부탁드립니다.
학부모2 수업 내용과 좀 더 자세히 연결 활동이 이루어지면 좋겠습니다.
학부모3 다양한 과정과 더 많은 활동 기회가 주어졌으면 좋겠습니다.
학부모4 수업이 내년에도 계속 지속되었으면 하는 바람입니다. 아이도 너무 좋아하고 생각 할 수 있는 힘을 키운 것 같습니다.
학부모5 일반적인 수업과 달라서 좋았으며, 특히 학생메이커 괴짜축제에 참여하여 부스운영도 하고 다양한 체험을 하여 다음에도 이런 교육이 계속 이루어지면 좋겠습니다.
학부모들은 일반적인 수업과는 다른 형태와 방법으로 운영한 STEAM·메이커 프로그램을 통 하여 학생들의 자유로운 사고를 발전시키고 다각적으로 생각할 수 있는 힘을 길러주었다고 평가 하였으며 앞으로도 이런 프로그램이 지속되기를 원하였다. 다양한 체험학습 및 메이커활동이 이루 어졌음에도 좀 더 많은 기회가 제공되기를 바라고 있었다.
5. 결론 및 제언
가. 결론
본 연구는 태양에너지를 활용한 주제 중심 STEAM·메이커교육 프로그램을 통한 생태시민교육 활성화 방안을 모색하는데 목적이 있다. STEAM·메이커 교육 프로그램을 개발·운영하며 다음과 같은 교육적 효과를 거두었다.
첫째, 실생활 연계 STEAM·메이커 교육프로그램을 적용한 결과 학생들의 과학적 성취도와 흥미도가 모두 성장하였다. 또한 학생들은 실생활의 문제를 인식하고 해결하는 과정을 융합적 으로 교육받음으로 생태시민교육을 경험하고 스스로 수업 요소에 대한 지식을 구축하고 문제를 해결해 나갈 수 있는 능력과 태도가 신장되었다. 또한 이 과정에서 타인을 배려하고 소통하며 협 력적 태도로 작업하는 능력이 향상되었다. 이러한 연구의 성과는 사전·사후 검사지로 T검정을 한 결과 양의 상관 관계로 확인할 수 있었다.
둘째, 실생활 연계 STEAM·메이커교육 프로그램을 개발하고 학교 현장에 보급 및 확산하여 학 교 교육력을 제고하였다. 본 연구팀은 기존의 STEAM 교육에 머물지 않고 메이커교육 학습기법과 생태시민성요소를 적용한 STEAM·메이커교육 프로그램을 개발하였고, 교원학습공동체를 운영하 며 프로그램을 수정·보완하며 프로그램을 완성했다. 다양한 연수와 열정적인 협의회, 포럼, 작품 전시회, 결과발표회 등을 통해 여러 가지 자료를 수집하고 공유하였으며 일반 교사들과 개발한 수업 방법과 학습자료를 나누었고, 과정중심 평가 방안을 함께 고민하였다. 방과후 수업 형태의 캠프, 3DAYS와 같은 특별프로그램을 일반 학생에게 확대·적용하며 일반화를 꾀하였다. 또한, 학생들은 무학년제 전문가집단 활동, 메이커 괴짜축제, 생존캠프, 추수한마당과 같은 활동을 경험하며 작품 을 설명하고 STEAM·메이커 교육을 통해 창작한 수업결과물을 다른 학생들과 나누며 프로그램 확산을 위한 노력을 했다.
셋째, 교사, 학부모, 학생의 STEAM·메이커 교육에 대한 이해와 학습방법에 대한 인식을 향상시 켰다. 교사들은 수업공개와 자료공유 및 연수를 통해 실생활 연계 STEAM·메이커 교육에 대한 필요성을 느끼고 수업활동에 관한 아이디어를 얻었다. 학생들은 생태 환경에 대한 프로젝트 주제의 수업과 체험활동에 흥미를 갖고 참여하였고, 친구와 선·후배가 함께 이루어가는 과정의 즐거움과 성취감 을 얻었다.
나. 제언
본 연구팀이 개발한 STEAM·메이커 교육 프로그램을 일반화하여 적용하기 위해서 다음과 같은 제언을 하고자 한다.
첫째, STEAM·메이커 교육 프로그램을 일반화하기 위해서는 교사동아리(교원학습공동체)를 활성화하여 운영해야 한다. 본 연구팀이 개발한 프로그램을 각 학교의 실정에 맞게 구현하기 위 해서는 교사들의 자료 공유 및 연구 활동을 통해 해당 학생들의 특성을 고려한 프로그램이 적용되 어야 한다.
둘째, 본 연구팀의 프로그램은 3, 4, 5, 6학년 위주로 구안된 것이기 때문에 1, 2학년에 적용하기 위해서는 학년에 따라 교육과정을 재구성해야 한다. 또한, 2015 교육과정에서는 변경 된 교육과정의 내용에 따라 프로그램의 내용을 수정·보완할 필요가 있다.
셋째, 원활한 프로그램 운영을 위해서 STEAM 교육을 위한 교육과정 시수 증감이 교육과 정 계 획 단 계 에 서 이루어져야 한다. 본 연구팀도 교육과정을 재구성하여 STEAM·메이커 교육 프로그램을 운 영 하였지만, 협력형 STEAM 프로그램의 성격상 실제로 수업활동에 적용 하는 과정에서 사전에 확보한 시수가 다소 부족했다.
넷째, 본 프로그램의 특성을 잘 살려 학교교육에 적용하기 위해서는 협력학습과 STEAM교육에 관한 교사 연수를 실시해야 한다. 본 프로그램은 수업활동에 STEAM·메이커 교육 협력기법이 적용 되어 있는데 이것을 실현하기 위해서는 협력학습에 대한 이해 및 협력학습 기법의 현장적용 능력 이 필요하다. 협력학습과 STEAM교육 연수를 통해 교사의 전문성이 신장되면 프로그램 실현에 도움 이 될 것이다.
6. 참고문헌
【 참고 문헌 】
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경희대학교 교육대학원 석사학위 논문
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환경부(2017). 체험환경교육의 이론과 실제.
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Löwy, M.(2005). What is ecosocialism?. Capitalism, Nature, Socialism,.16(2), 5-24.
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【 참고 사이트 】 기후변화교육센터 http://educenter.kcen.kr/
한국환경교육협회 http://www.greenvi.or.kr/
메이커교육실천, http://www.makered.or.kr/
[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물
신북 태양광 발전소를 활용한 메이커 교육
1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정
연번 차시 (중심과목)
2015 개정 교육과정 성취기준
(연계과목) 성취기준 영역
1 1~3/16
[6 과 17-02] 자연 현상이나 일상생활의 예를 통해 에너지의 형태가 전환됨을 알고, 에너지를 효율적으로 사용하는 방법을 토의할 수 있다.
[5~6 학년] 실과 2) 가정생활과 안전
2 4~5/16
[4 수 05-03] 여러 가지 자료를 수집, 분류, 정리하여 자료의 특성에 맞는 그래프로 나타내고, 그래프를 해석할 수 있다.
[6 수 05-04] 자료를 수집, 분류, 정리하여 목적에 맞는 그래프 로 나타내고 , 그래프를 해석할 수 있다.
[5~6 학년] 과학 6) 지구와 달의 운동
3 6~13/16
[6 과 17-02] 자연 현상이나 일상생활의 예를 통해 에너지의 형태가 전환됨을 알고, 에너지를 효율적으로 사용하는 방법을 토의할 수 있다.
[5~6 학년] 과학 13) 전기의 이용 [5~6 학년] 실과 5) 기술활용 [5~6 학년] 미술 2) 표현
4 14~16/16
[6 사 08-05] 지구촌의 주요 환경문제를 조사하여 해결 방안을 탐색하고, 환경문제 해결에 협력하는 세계시민의 자세를 기른 다.
[6 사 08-06] 지속가능한 미래를 건설하기 위한 과제(친환경적 생산과 소비 방식 확산, 빈곤과 기아 퇴치, 문화적 편견과 차 별 해소 등)를 조사하고, 세계시민으로서 이에 적극 참여하는 방안을 모색한다.
[5~6 학년] 과학 17) 에너지와 생활
2. STEAM 프로그램 총괄표(총 16차시)
차시 주요내용
1~3 /16
주제(단원)명 난 니가 필요해; 태양에너지
Co ET 폭염의 추억 속으로 돌아가 보기
- 이번 폭염으로 어떤 행동까지 해 보았는지 이야기 나누기
Co ET 기후변화와 관련된 영상, 기사 감상하기
- 기후변화로 인한 실생활 문제에 대해 생각해보고, 문제 상황을 인식
Co CD ET 기후변화를 일으킨 원인에 대해 생각해보기
- 기후변화를 일으키는 이산화탄소 배출, 온실가스에 대해 이야기 나누기
Co CD ET 태양에너지 니가 필요해-만능 영구 태양에너지 활용법 - 친환경적인 에너지, 신재생에너지에 대해 알아보기
Co CD ET 공동체 놀이-마시멜로 챌린지
- 팀별로 스파게티 면, 마시멜로를 이용하여 마시멜로 챌린지 활동을 통해 팀별 협력심을 기르기
Co CD ET 태양열조리기로 음식 조리하기
- 태양열조리기의 원리 알고, 태양열조리기를 이용하여 소시지 및 메추리알 굽기
Co ET 태양에너지를 활용한 도시 만들기에 도전하는 연구원 되기
- 폭염으로 더운 날들을 보냈지만, 이러한 태양을 이용하여 사업을 하는 사람을 소개하기
4~5 /16
주제(단원)명 신북 태양광 발전소 탐구
Co 신북 태양광 발전소 살펴보기
- 태양광 발전의 이용 실태(정문 게시판, 물레방아, 충전기 등) - 학교 태양광 발전 용량 계산해 보기
CD 태양광 발전량을 알아볼 수 있는 방법 찾기 - 모둠별로 발전량 측정 방법 설계하기
ET 측정한 태양광 발전량을 표와 그래프로 나타내고 알 수 있는 점 공유하기 - 측정한 자료를 바탕으로 하여 알게 된 점 발표하기
Tip! 스마트폰 앱 활용(DayGram, Days Photo journal 등) 방법 안내
CD 태양광 발전량을 늘릴 수 있는 방법 찾기
6~13 /16
주제(단원)명 태양광 발전을 이용한 용품 만들기
Co 에너지가 일시적으로 부족해진 상황과 대체에너지 종류 살펴보기
CD 태양에너지를 사용하는 물품 만들기 - 태양광 가로등 만들기
- 태양광 자동차 만들기 - 태양광 온실 만들기 - 태양광 주택 만들기
ET 만든 작품을 미적으로 꾸미고 서로의 작품에 대한 의견 공유하기
14~16 /16
주제(단원)명 빛과번쩍 생태도시 만들기
Co 태양에너지 활용 제품 및 친환경 도시 사례 살펴보기 - 태양에너지 활용 아이디어 찾아 정리하기
CD 태양에너지를 활용 생태도시 만들기 - 태양에너지 활용 생태도시 구상하기 - 생태도시 제작하기
ET 생태도시에 반영한 아이디어 발표하고 상호평가하기
3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안 3-1. 1~3차시 수업 지도안
중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교학교/ 3~학년
중심과목 성취기준
영역
17) 에너지와 생활 중심과목 성취기준
[6 과 17-02] 자연 현상이나 일상생활의 예를 통해 에너지의 형태가 전환됨을 알고, 에너지를 효율적으로 사용하는 방법을 토의할 수 있다.
주제(단원)명 난 니가 필요해; 태양에너지 차시 1~3/16
학습목표 1. 기후변화를 일으킨 원인에 대해 생각해 본다, 2. 신재생에너지의 필요성과 종류를 알 수 있다.
연계과목 실과 연계과목
성취기준 영역
[5~6 학년] 실과 2) 가정생활과 안전
STEAM 요소
S 기후변화의 원인 및 신재생에너지 알기 T 태양열 조리기의 원리 알기
E 태양열 조리기로 음식 조리하기 A 균형감을 살리는 마시멜로 탑 쌓기 M
개발 의도
우리나라는 신에너지 및 재생에너지 개발·이용·보급 촉진법 제 2 조의 규정에 의거하여 신·재생에너지를 기존의 화석연료를 변화시켜 이용하거나 햇빛·물·지열·강수·․ 생물 유기체 등을 포함하는 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지로 정의하고 있다.
현재 우리가 사용하는 에너지의 대부분은 사용함에 따라 점점 줄어드는 화석 연료 등의 재 생 불가능한 에너지로써 이들은 회복하는데 시간이 많이 걸리고 환경적으로 많은 피해를 주 고 있다. 경제적 ․ 국가적 손실을 예방하고 에너지 자립을 위해서 신재생에너지를 개발하고 이용할 수 있는 기반을 조성해야 한다.
그중 태양광 발전은 태양전지 등을 이용해 태양의 빛 에너지로부터 전기를 얻는 시스템을 말한다. 반도체로 만들어진 태양전지에 빛에너지가 투입되면 전장의 이동이 일어나서 전류 가 흐르고 전기가 발생하는 원리를 이용한 것이다. 공해가 없고 반영구적인 태양에너지를 활용한 생활용품이 일상화 될 수 있는 환경을 넓혀가고 인식을 제고할 수 있는 기회로 이 수업이 사용되길 바라면서 이 수업을 기획해보았다.
이 프로젝트 수업은 기후변화와 태양에너지에 대해 알아보는 차시이다. 미리 학습했던 내 용을 교사가 실생활 문제와 연결지어주고, 학습에 대한 동기를 부여하도록 기획되었다. 이 때, 환경오염이 덜하고, 무한한 태양에너지를 활용하는 방향으로 학생들을 이끌어가는 것이 중요하다.
STEAM 학습준거
상황 제시
상 황 제 시
- 폭염의 추억 되살려보기
창 의 적 설 계
창의적 설계
- 공동체 놀이 - 태양열조리기로 음식
조리해 먹기
감 성 적 체 험 - 기후변화의 원인 생각하기
- 태양에너지 활용법 생각하기 - 태양에너지를 활용한 사업
구상하기
학습
과정 교수-학습 활동 학습자료
및 유의점 도입
(10 분)
Co ET 폭염의 추억 속으로 돌아가 보기
이번 폭염으로 너무 더워서 어떤 행동까지 해보았는지 이야기를 나누어 보기
학생들이 자유 롭게 서로의 경 험을 공유
전개 (30 분)
Co CD ET 공동체 놀이-마시멜로 챌린지
팀별로 스파게티 면, 마시멜로를 이용하여 마시멜로 챌린지 활동을 통해 팀별 협력 심을 기른다.
팀별 스파게티 면 20줄, 마시 멜로 1개, 실 2m, 종이테이 프 1m
전개 (20 분)
Co ET 기후변화와 관련된 영상, 기사 감상하기
기후변화로 인한 북극곰의 모습을 담은 영상 시청하고, 여름철에 지속된 폭염에 대 한 기사 읽기
기후변화로 인한 실생활 문제에 대해 생각해보고, 문제 상황을 인식한다.
기후변화를 실생활의 심각한 문제로 인식할 수 있게 한다.
Co CD ET 기후변화를 일으킨 원인에 대해 생각해보기
기후변화를 일으키는 이산화탄소 배출, 온실가스에 대해 이야기를 나눈다.
여름철에 정전이 많이 일어나는 기사를 접하고, 올바른 에너지 사용, 친환경적 에너 지는 없는지에 대해 생각해본다.
기후변화라는 사회적 문제를 에너지 문제와 관련지을 수 있도록 지도한다.
Co CD ET 태양에너지 니가 필요해-만능 영구 태양에너지 활용법
학생들의 발표내용을 바탕으로 친환경적인 에너지에서 신재생에너지에 대한 내용을 알아본다.
신재생에너지 중에서 가장 잠재량이 많은 에너지에 대한 질문을 해서 태양에너지에 관심을 갖게 한다.
꺼지지 않는 발전소, 무한건전지와 같이 흥미를 줄 수 있는 내용을 제시하면 서 태양에너지에 관심을 갖도록 지도한다.
영상자료, 사 진자료
전개 (20 분)
Co CD ET 태양열조리기로 음식 조리하기
태양열조리기의 원리를 설명해 주고, 태양열조리기를 이용하여 소시지 및 메추리알 굽기를 한다.
조리된 소시지 및 메추리알은 학생들 간식으로 활용한다.
태양열조리기, 소시지, 메추 리알
정리 (40 분)
Co ET 태양에너지를 활용한 일상용품 만들기에 도전하는 사업가 되기
폭염으로 더운 날들을 보냈지만, 이러한 태양을 이용하여 사업을 하는 사람을 소개 한다.
아이언맨의 현실판이라는 점을 이야기해주며, 태양에너지 사업에 관심을 갖고 수업에 빠져들게 만든다.
다음 프로젝트 로 이어질 수 있도록 한다.
3-2. 4~5차시 수업 지도안
중심과목 수학 학교급/학년(군) 초등학교학교/ 3~학년
중심과목 성취기준
영역
5) 자료와 가능성 중심과목
성취기준
[4 수 05-03] 여러 가지 자료를 수집, 분류, 정리하여 자료의 특성에 맞는 그래프로 나타내고, 그래프를 해석할 수 있다.
[6 수 05-04] 자료를 수집, 분류, 정리하여 목적에 맞는 그래프로 나타내고 , 그래프를 해석할 수 있다.
주제(단원)명 신북 태양광 발전소 탐구 차시 4~5/16
학습목표
3. 태양광 발전량의 관측 계획을 세우고 관측한 자료를 수집, 분류, 정리하여 알맞은 그래프로 나타내고, 그래프를 해석할 수 있다.
4. 하루 동안 태양의 위치가 달라지는 것을 알고, 태양의 위치와 태양광 발전량과의 관계를 설명할 수 있다.
연계과목 과학 연계과목
성취기준 영역
[5~6 학년] 과학 6)지구와 달의 운동
STEAM 요소
S 태양의 위치 및 날씨(온도, 미세먼지)에 따른 태양광 발전량 비교하기 T 태양광 발전기의 원리 알기
E 태양광 발전기를 이용하여 전자제품 작동시키기
A ‧
M 태양광 발전량의 변화를 표와 그래프로 나타내기
개발 의도
학교에 태양광 발전 패널이 2 곳에 설치되어 있는데, 설치되어 있는 태양광 발전의 이용 현황 을 알아 본다, 태양광 발전량을 누가 관측하여 태양광 발전의 효율을 높일 수 있는 방안을 생각 해 보게 하여 신재생에너지의 효율성에 관심을 갖도록 한다.
본교에는 태양광 패널이 2 곳에 설치되어 있다. 학생들은 등‧하굣길에 태양광 패널을 보면서 지나치지만 태양광 발전에 의해 생긴 전기가 어떻게 이용되고 있는지 잘 모른다. 학교에 설치되 어 있는 태양광 발전소에 관심을 가지고 태양광 발전에 영향을 미치는 요소가 무엇인지, 어떻게 하면 같은 조건에서 더 많은 발전을 할 수 있을지, 태양광 발전을 실생활에 이용할 수 있는 쉬 운 방법 등을 생각하게 하며 생활밀착형 태양광 발전 수업이 되도록 한다.
태양광 발전량 관측 방법은 모둠별로 토의를 통해 결정하도록 한다, 예를 들면 매일 일정한 시 간에 측정할 수도 있고, 하루 동안의 변화를 측정할 수도 있다. 변인으로 날씨(구름량), 온도, 습도, 미세먼지 등 다양한 기상요소를 비교할 수 있다. 또한 날짜별 변화를 스마트폰 앱을 활용 하여 누적할 수 있는 방법도 제시한다.
관측한 태양광발전량의 분석을 통해 어떤 환경이 태양광 발전을 하기에 최적의 조건이 되는지 생각해보고 태양광 발전의 효율을 높일 수 있는 방법도 찾아보게 한다.
STEAM 학습준거
상황 제시
상 황 제 시
- 학교 태양광발전소를 이용하는 모습 알아 보기
창 의 적 설 계
창의적 설계 - 학교 태양광발전소를 이용하여 전자제품 충전하기
- 태양광발전 효율 높 일 수 있는 방법 생 각하기
감 성 적 체 험 - 태양광발전량 관측할 요소 찾기
- 스마트폰 앱을 활용하여 자료 누가 기록 방법 찾기
- 자료를 분석하여 표와 그래프 로 나타내고 분석하기
학습
과정 교수-학습 활동 학습자료
및 유의점
도입 (10 분)
Co 학교 태양광발전소를 이용하는 모습 알아보기
- 학교 정문 앞에 설치 된 2 개의 태양광 발전 패널(하이브리드 태양광 발전소, 다 목적 태양광 발전소)에 대해 알아보기
- 패널 크기와 발전량 계산해 보기
ET 학교 태양광발전소를 이용하여 전자제품 충전하기
- 다목적 태양광 발전소의 용도 알고 소규모 전자제품(핸드폰, 손선풍기 등) 직접 충전해 사용해 보기
전개 (30 분)
CD 태양광 발전량 측정할 요소 찾기
- 모둠별로 태양광 발전량을 어떻게 측정할지 결정하기
- 매일 일정한 시간(점심시간인 12 시 30 분경)에 측정할 수도 있고, 하루동안 매 시간마다 측정할 수도 있음.
- 측정할 때 함께 측정할 기상 요소(기온, 날씨 상태, 미세먼지, 습도 등) 결정하기
CD 스마트폰 앱을 활용하여 자료 누가 기록 방법 찾기
- 날짜별 측정을 할 때 스마트 폰 앱을 활용하여 누가 기록 할 수 있음을 안내함.
- 1 Second Everyday, Photos 365, DayGram, Days Photo journal 등 다양한 앱을 소개하고 학생들이 신중하게 선택하도록 안내함.
Tip! 스마트폰 앱을 사용할 때는 기록할 때만 전원을 켜도록 한다.
ET 태양광 발전량 측정을 하며 태양의 위치 변화에 따른 일사량 변화 느끼기
CD 자료를 분석하여 표와 그래프로 나타내고 분석하기 - 모둠별로 수집된 자료를 바탕으로 표와 그래프로 정리하기
- 정리된 표와 그래프를 분석하여 태양광 발전량에 영향을 미치는 요소 분석하기
* 스 마 트 폰 앱 중에는 유 료 앱 도 있 으 므 로 앱 선택에 신 중 하 도 록 한다.
Tip! 발전량
측정은 일 정한 기간 을 제시한 다.
정리 (40 분)
ET 분석한 자료를 표와 그래프를 활용하여 발표하기 - 모둠별 발표하기
- 다른 모둠의 발표를 들으면서 궁금한 점 질문하기
ET 태양광 발전 효율 높일 수 있는 방법 생각하기
- 태양광 발전의 효율을 높일 수 있는 방법을 마인드 맵으로 정리하기
Tip! 모둠별
평가를 통 해 자기평 가 및 동료 평가를 실 시한다.
3-2. 6~13차시 수업 지도안
중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교학교/ 4~6 학년
중심과목 성취기준
영역
17 에너지와 생활 중심과목
성취기준
[6과17-02]자연 현상이나 일상생활의 예를 통해 에너지의 형태가 전환됨을 알고, 에너지를 효율적으로 사용하는 방 법을 토의할 수 있다.
주제(단원)명 태양광 발전 용품 만들기 차시 6~13/16
학습목표
6~7. 태양광 가로등을 만들 수 있다.
8~9. 태양광 자동차를 만들 수 있다.
10~11. 태양광 온실을 만들 수 있다.
12~13. 태양광 다목적 주택을 만들 수 있다.
연계과목 실과, 미술 연계과목
성취기준 영역
[5~6학년] 실과 5) 기술활용 [5~6학년] 미술 2) 표현
STEAM 요소
S 에너지 형태 전환 알기
T 태양광 전지와 전기회로의 원리 알기
E 태양광 패널을 이용하여 만든 물품 작동시키기 A 만든 물품 미적으로 꾸미기
M 태양광 자동차 경주 대회를 통해 속도 비교하기
개발 의도
앞서 살펴본 태양광 발전 패널의 크기를 작게 하여, 학생들이 손으로 직접 조작활동을 할 수 있도록 수업을 구성하였다. 이 과정에서 태양에너지가 빛과 운동 에너지 등으로 전환 되는 것을 직접 관찰하고, 태양광 발전을 좀 더 가까이 체험하여 흥미를 갖도록 한다.
앞 차시에서 본교에 설치된 태양광 패널을 활용한 학습을 하였다. 이번 단계에서는 태양 광 패널을 눈으로만 보거나 숫자로 관측하는 것이 아니라, 크기가 작은 패널을 활용하여 작 동하는 물품을 직접 만들고 조작할 수 있는 활동을 구성하였다. 우선 가장 만들기 쉬운 태 양광 가로등을 만든다. 이 과정에서 학생들은 기초적인 전기회로의 원리도 익히게 된다. 둘 째, 다음으로 가로등보다 좀 더 복잡한 물품인 태양광 자동차를 만든다. 이 때 학생들은 태 양광 패널과 함께 발전된 에너지를 저장할 수 있는 전지, 좀 더 복잡한 회로를 학습한다.
셋째, 태양광 온실을 만들어 태양광 에너지를 열로 활용하고, 패널을 통해 빛으로 바꾸는 과정 학습한다. 넷째, 태양광 주택을 만들어 태양광 에너지가 다른 에너지로 바뀌는 것과 함께 사물 인터넷을 학습한다.
학습은 모두 모둠의 형태로 이루어지며, 교사의 도움은 최소로 받으면서 스스로 회로를 연결하고 잘못된 부분은 의논하여 고칠 수 있도록 한다.
STEAM 학습준거
상황 제시
상 황 제 시
-에너지가 일시적으로 부족해진 상황과 대체에너지 종류 살펴보기
창 의 적 설 계
창의적 설계
-서로의 물품을 더 보 완할 수 있는 아이디 어 나누기
감 성 적 체 험 -태양광 가로등 만들기
-태양광 자동차 만들기 -태양광 온실 만들기 -태양광 다목적 집 만들기
<6~7차시 지도안: 태양광 가로등 만들기>
학습과정 교수 ․ 학습 활동 학습자료 및 유의점
도입 (10 분)
Co ET 가로등이 꺼진 어두운 길 걷기 상상하기
전기수급 문제로 가로등이 꺼진 날, 어두컴컴한 길을 나홀로 걷는다면? 상상한 내용 을 자유롭게 발표한다.
학생들이 자유롭게 서 로의 상상을 공유
전개 (50 분)
Co ET 태양광 가로등 키트 살펴보기(10분)
태양에너지 가로등을 만드는 키트를 모둠원이 함께 살펴보며 제작 과정을 스스 로 알아낸다.
Tip! 되도록 학생들이 스스로 알아내도록 격려하고 지켜보나 +, -극 등 매우 기초적인 내용을 전혀 모르는 학생들에게 간략히 설명해준다.
Co Cd ET 태양광 가로등 기본 구조 만들기(20분)
모둠원이 협동하여 가로등 키트로 기본 구조를 만든다. 다 만든 모둠은 교사와 함께 직사광선에 두고 제대로 작동하는지 확인한다.
Tip! 작동이 안 되는 모둠은 학생들이 의논하여 스스로 문제점을 찾고, 고치도 록 격려한다.
Co Cd ET 태양광 가로등 꾸미기(20분)
작동에 성공한 모둠은 가로등의 기능과 미적 측면을 더 높일 수 있도록 다양한 재료를 활용, 가로등을 꾸민다.
Tip! 허용적인 분위기를 통해 다양한 아이디어를 적용하도록 한다.
키트 팀별 1세트
정리 (20 분)
Co ET 우리가 만든 태양광 가로등의 장점과 단점 이야기 나누기(20분) 우리가 만든 태양광 가로등의 장점과 단점에 대해 이야기 나누고, 더 나은 제품 을 위한 아이디어를 모아본다.
Tip! 다음 차시에 만들 태양광 자동차를 언급하여 다음 차시로 흥미와 관심이 이어지도록 한다.
