세종고등학교

(1)

2019 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2019. 11.

세종고등학교

(2)

과 제 개 요

과제명 2019년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영

STEAM 프로그램

구분

유형 (유형2) 다양한 교과 간 협동 연구를 통한 STEAM 프로그램 신규 개발 ( √ ) 프로그램명 과학 융합 STEAM 프로그램 개발

학교급

고

대상 학년(군)

1~3학년

중심과목

과학

중심과목

성취기준 영역

^{전 영역}

연계과목

수학, 정보,

역사

연계과목

성취기준 영역

^{전 영역}

연구기간 2019.5.16. ~ 2019.11.30.

연 구 비 일금사백만원(￦4,000,000) 참여연구원 6명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 5명)

연구 수행자에 관한 사항

구분 소속 학교명 담당과목 직위 성명

연구책임자 세종고등학교 정보 교사 정상수

공동연구원 세종고등학교 물리 교사 김도영

공동연구원 세종고등학교 물리 교사 임정환

공동연구원 세종고등학교 지구과학 교사 김현철

공동연구원 세종고등학교 수학 교사 양영규

공동연구원 세종고등학교 역사 교사 김준기

2019년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아

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

2019년 11월 15일

연구책임자 : 정 상 수 (인)

(3)

“이 보고서는 2019년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

(4)

목 차

1. 요약문

··· 1

2. 서론

··· 1

※ 서론에는 연구(회)의 필요성 및 연구(회) 목표 등의 내용을 작성합니다.

(교사연구회 참여를 통한 STEAM 프로그램 개발·적용 취지와 목적 등)

3. 연구 수행 내용 및 결과

··· 1

※ 연구 추진 내용 및 결과에는 ① STEAM 프로그램 개발 및 적용, ② STEAM 수업 평가 방법 개발 및 적용 성과 조사, ③ STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천 등의 내용 을 작성합니다.

➀ STEAM 프로그램 개발 및 적용 : 프로그램 개발 중점 사항(어떤 프로그램을 어떻게 개발하였는지 작성), 교사연구회 운영 및 수업 편성 사례(프로그램 적용시기, 시간표, 대상학년 전체 학생 수, 수혜학생 수 명시)

➁ STEAM 수업 평가 방법 개발 및 적용 성과 조사 : STEAM 수업 적용 학생 성취도 평가 방법 개발, 학교생활기록부 기재 방법(예시) 제시, 적용 성과 (수혜 학생 수, 학 생 사전·사후 태도 검사 시기 및 대상 선정 이유 명시, 학생 인터뷰 내용 등), STEAM 수업 적용 후 학생 및 교사 만족도 조사 관련 내용

➂ STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천 : STEAM 교사연구회(또는 소속 학교) 주최 행사 자료 등 제출

※ 당초 계획 대비 변경된 사항이 있는 경우 사유와 함께 기입

가. 연구 수행 내용 ··· 1 나. 연구 수행 결과 ··· 3

4. 결론 및 제언

··· 4

※ 결론 및 제언에는 기타 사항 및 시사점을 작성합니다.

-교사연구회 참여를 통한 STEAM 프로그램 개발·적용 관련 좋았던 점과 어려웠던 점 - 교사연구회의 전체 회원 사이의 협력적 활동 내용, 교사연구회를 통해 참여 교사들

의 STEAM 수업 역량이 증가 내용 및 설명 제시

-STEAM 교사연구회와 해당 STEAM 수업 프로그램 발전을 위한 개선 방안 -기타 사항 및 시사점

[부록]

부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물(교수학습지도안, 교사용 참고자료, 학생용 활동지)

부록2. 사진 및 수업 장면

(5)

1. 요약문

본 교사 STEAM연구회는 역사, 수학, 과학(물리, 지구과학), 정보 교사가 모여 “미지의 세계를 탐사하라”라는 주제로 미지의 세계를 탐사하기 위한 다양한 과정을 학생들이 이 해하고 다양한 과목을 융합해야 함을 이해하도록 기획하였다. 또한 하나의 프로젝트에서 한명이 아닌 다양한 분야의 전문가들이 필요하고 개인은 프로젝트의 진행에서 하나의 전 문가로 참여할 수 있고 다른 전문가들을 존중하고 신뢰해야 한다는 것을 이해하도록 기 획하였다. 프로그램은 미지의 세계를 탐사하라는 활동에 대해 탐험과 과학적 이론에 대 해 일어났던 역사인 문제, 우주선과 로봇에 대한 비용적인 문제, 물리학적인 문제, 미지 의 세계에 대한 정보, 인류가 아닌 로봇활용, 인문학적 요소 등에 대한 내용을 포함하여 구성하였다.

강의식 수업보다는 학생 스스로 생각할 수 있도록 다양한 영상자료와 실험을 구성하여 적용하였다.

연구회에 참여한 교사들은 자신이 지도하는 교과가 아닌 다른 교과의 내용을 이해하려 고 노력하였고 융합을 필요성을 이해하였다.

2. 서론

3. 연구 수행 내용

◦ 2015 개정 교육과정에서 과학중심인문융합 교육과정 운영에 따른 융합교육프로그 램 개발

- 과학, 수학, 정보, 역사 과목을 융합을 통합 프로젝트 모형 개발 ◦ 프로젝트형 협동학습 모형 개발

- 과학, 수학, 정보, 역사 교사의 주기적인 모임을 통합 STEAM교육에 대한 과목 간 연계성을 토론

◦ 현재 실시되고 있는 정규교과 과정과 비교과활동의 STEAM교육 현황을 분석 - 현재까지 진행되었던 STEAM교육 분석

- 과학·수학·정보 융합교육 분석

◦ 융합 교수 자료 개발을 통한 교사 능력 함양

➀ STEAM 프로그램 개발 및 적용

◦ STEAM 프로그램 개발을 위한 협의회

- STEAM 교사 연구회 신청을 위한 2차 협의회 실시(2019. 4. 15.) - STEAM 프로젝트에 개발을 위한 3차 협의회 실시 (2019. 5.15.) - STEAM 교육 자문위원 위촉 및 자문 실시 (2019. 7. 4.)

- 자문 후 STEAM 프로그램 구성을 위한 4차 협의회 실시 (2019. 7. 4.)

- 자문 후 STEAM 프로그램 구성을 위한 5차 협의회 실시 (2019. 7. 5.)

(6)

- 프로그램 개발을 위한 6차 협의회 실시(2019. 7. 26.) - 프로그램 적용을 위한 7차 협의회 실시(2019. 10. 11.) - 프로그램 적용을 위한 8차 협의회 실시(2019. 10. 30.)

◦ 연구

- 물리, 지구과학, 정보, 역사, 수학을 융합할 수 있는 학생 참여형 프로젝트 개 발

- 미지의 세계를 탐사할 때 필요한 융합 교과 지식 정리 - 과학 기술의 발전에 따른 역사적 상황 정리

◦ 연구 계획 변경

- 전문가 자문을 통해 물리, 지구과학, 정보, 역사, 수학을 융합할 수 있는 주 제 변경 필요성 인지

- 연구회 참여 교사 및 자문위원과의 상호 통의를 통해 학생을 위한 참여형 융 합 프로젝트 선정

- 프로그램명 : 미지의 세계를 탐사하라.

- 대상 학생 변경 : 3학년 수시 및 수능으로 프로젝트 참여가 현실적으로 불가 능하여 1, 2학년 학생 대상으로 실시

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 고등학교 수업용 STEAM 프로그램 선행

프로그램명 해당 없음

학교급 고등학교 대상 학년(군) 1 ~ 2학년 중심과목 통합과학 중심과목

성취기준 영역 [

고등학교] 물리 Ⅰ역학과 에너지

연계과목

물리 지구과학

세계사 수학 정보

연계과목 성취기준 영역

[

고등학교] 물리 Ⅰ역학과 에너지 [고등학교] 물리 Ⅲ 파동과 정보통신 [고등학교] 수학 Ⅰ 연립이차방정식

[고등학교] 정보 Ⅲ. 문제해결과 프로그래밍 [고등학교] 세계사 Ⅴ. 서양 국민 국가의 형성과 산업화

[고등학교] 지구과학 Ⅴ. 행성

개발결과

주제 연번

차시

(시수) 과목 연계(안)

1 3 과학사(0.5) + 세계사(2) + 통합과학(0.5) 2 3 수학(0.5) + 지구과학(2) + 통합과학(0.5)

3 3 통합과학(1) + 수학(2)

4 3 통합과학(1) + 물리(2)

5 3 통합과학(1) + 물리(1) + 정보(1)

6 3 통합과학(1) + 정보(2)

적용 결과 18차시 중 15차시 적용 완료

(7)

4. 연구 수행 결과

◦ 프로그램 18차시 개발, 적용 및 보안 - 1 ~ 3차시 과학혁명

- 4 ~ 6차시 태양계의 특징과 외계 행성계 탐사 - 7 ~ 9차시 스페이스X 프로젝트

- 10 ~ 12차시 우주선의 운동 예측 - 13 ~ 15차시 물리학과 센서

- 16 ~ 18차시 미지의 세계를 탐사하는 로봇

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 18차시 예정

수업 적용 일정 2019. 10. 25. ~ 2019. 11. 30.

(STEAM 수업)수혜학생 수 세종고등학교 18명(1, 2학년 희망자)예정 학생 태도검사 사전검사 10월 25일, 실시 완료

사후검사 11월 12일, 실시 완료

학생 및 교사 만족도조사 11월 30일 예정

교사연구회 STEAM 행사 개최 2019. 11. 26. 6교시(14:40~15:30) 수업공개

논문 또는 학술대회 해당 없음

특허출원(국외, 국내) 해당 없음

◦프로그램 주제별 프로그램 실시 후 학생 면담 실시 - 1차면담실시 2019. 10. 25 ~ 26.

- 2차면담실시 2019. 11. 1 ~ 2.

- 3차면담실시 2019. 11. 8 ~ 9.

- 4차면담실시 2019. 11. 15.

(8)

5. 결론 및 제언

※ 교사

◦학생들과 다양한 주제로 여러 교과와 융합하여 학생의 학습 동기를 부여한 점이 좋았다.

◦하나의 주제를 주제로 여러 교과 선생님들과 융합수업을 할 수 있어서 학생뿐 아니라 교사 에게도 의미 있는 시간이었다.

◦전공과목만이 아니라 다른 과목과 융합하여 공통의 주제로 수업을 진행하면서 학습 주제에 대한 시야를 넓힐 수 있는 기회가 되었다.

◦ ‘미지의 세계의 탐험하라’란 주제의 방향성을 제시하기 위한 수업 구조화에 대한 아이디아 탐구가 힘들었다.

※ 학생

◦자신의 진로에 대해 생각해 볼 수 있는 기회가 되어 좋았다.

◦내용 전달이 아닌 실생활과 진로와 연계된 내용이라 적극적으로 수업에 참여하였다.

◦강의 잘하시는 선생님들이 STEAM수업을 해주셔서 감사했다.

◦과목간의 융합에 대해 이해하였고 하나의 문제를 해결하기 위해 다양한 관점과 다양한 분 야의 지식이 필요하다는 것을 알게 되었다.

◦한 가지의 과목이 아니라 여러 가지 과목을 하나의 주제로 수강하면서 하나의 주제에 대해 다양한 관점이 존재한다는 것을 알게 된 계기가 되었다.

◦다양한 과목을 학습하는 이유를 알게 되었고 프로젝트를 할 때 다양한 분야의 전문가들이 필요하고 협업이 중요하다는 것을 이해하였다. 뿐만 아니라 한 프로젝트에 참여하는 각각 의 사람들의 전문성이 중요해지고 있다고 생각이 들었으며 프로그래밍 부분에 대한 전문가 가 되고 싶다고 생각하였다.

※ 교사연구회의 전체 회원 사이의 협력적 활동 내용

◦타 교과와 단원간의 연계에 있어서 교과의 내용과 특성을 살리면서 연구하기 위해서는 초 임교사들의 어려움이 있다. 명확한 이해와 깊이 있는 연구가 밑거름이 되어야하기에 많은 협의가 필요했다.

※ 기타 사항 및 시사점

◦실제 연구사례가 공유되고 있지만 STEAM에 대하여 아직 잘 모르는 교사들이 있다. 많은 분들이 참여할 수 있도록 많은 홍보와 사례집 발간 등 함께 공유될 수 있도록 노력하였으 면 한다.

◦교과서를 개발하는 단계에서부터 STEAM에 대해 고민하였으면 좋겠다.

(9)

붙임 STEAM 프로그램

(프로그램명) 고등학교 수업용 STEAM 프로그램

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역 1 1~3/16

[

세

1251]

과학 혁명과 계몽사상으로 말미암은 유럽 사회의 변화를

설명할 수 있다

.

[고등학교 공통과학]

(3) 역학적 시스템 2 4~6/16

[12

지과Ⅰ

05-05]

외계 행성의 탐사 방법을 이해하고

,

지금까지 발견된

외계 행성계의 특징을 설명할 수 있다

.

(3) 역학적 시스템 3 7~9/16

[10

수학

01-13]

미지수가

2

개인 연립이차방정식을 풀 수 있다

.

곡선으로 둘러싸인 도형의 넓이를 구할 수 있다

.

(3) 역학적 시스템

4 9~12/16

[12

물리Ⅰ

01-02]

뉴턴 운동 법칙을 이용하여 직선상에서 물체의 운동을

정량적으로 예측할 수 있다

.

[12

물리Ⅰ

01-09]

모든 관성계에서 빛의 속도가 동일함을 알고 시간 지연

,

길이 수축

,

동시성과 관련된 현상을 설명할 수 있다

.

5 13~15/16

[12

물리Ⅰ

01-02]

뉴턴 운동 법칙을 이용하여 직선상에서 물체의 운동을

정량적으로 예측할 수 있다

.

[12

물리Ⅰ

03-02]

파동의 전반사 원리를 이용한 광통신 과정을 설명할 수 있다

.

6 16~18/18

[12

정보

04-09]

다양한 학문 분야의 문제 해결을 위한 알고리즘을 협력하여 설계한다

.

[12

정보

05-03]

문제 해결에 적합한 하드웨어를 선택하여 컴퓨팅 장치를 구성한다

.

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 18차시)

차시 주요내용

1~3 /18

주제(단원)명 과학혁명

Co 르네상스 이후 17 세기에 등장한 과학혁명의 전개 과정을 소개하고, 뉴턴의 일화를 통해 과학혁명에 대한 역사적 판단을 해 본다.

CD 과학혁명 시기 새로운 과학적 발견이 이후의 역사적 전개에 어떤 영향을 미쳤는지 탐구하고 발표한다.

ET 과학혁명이 불러 온 유럽 사회의 인식 변화를 당시 사료를 통해 추체험해 본다.

4~6 /18

주제(단원)명 태양계의 특징과 외계 행성계 탐사

Co : 태양계와 지구의 형성 과정 및 각 태양계의 특성 제시하기

CD : 태양계 행성의 지표와 대기 상태를 고려하여 외계 행성계 탐사 방법 설계하기

ET : 지구라는 행성의 소중함과 아름다움 깨닫기

7~9 /18

주제(단원)명 스페이스 X 프로젝트

Co : 일론 머스크가 최고 경영자로 있는 스페이스 X 의 개발자가 되어 여러 가지 상황

CD : 경제수학의 관점에서 고등학교 수학의 미지수가 2 개인 연립방정식을 푸는 개념을 이용하여 스페이스 X 의 예산을 집행하는 활동하기

(10)

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안수업지도안 가. 1-3차시

ET : 지구탈출속도를 계산하는 과정에서 여러 가지 함수의 개형을 그려보는 활동하기

10~12 /18

주제(단원)명 물리학과 우주선

Co 지구를 탈출하기 위해 우주선에 필요한 요소들 제시

CD 지구를 탈출학리 위한 창의적 우주선 설계하기

ET 학습한 과학적 원리가 실제 유용하게 적용됨을 확인하기

13~15 /18

주제(단원)명 물리학과 센서

Co : 태양계와 지구의 형성 과정 및 각 태양계의 특성 제시하기

CD : 태양계 행성의 지표와 대기 상태를 고려하여 외계 행성계 탐사 방법 설계하기

ET : 같은 조원(또는 다른 조)의 의견 공유, 물리학 센서 활용 로봇 설계의 장・단점 비교, 존중하는 자세 학습하기

16~18 /18

주제(단원)명 미지의 탐사로봇 만들기

Co : 미지의 세계를 탐사할 로봇 만들기

CD :중첩 제어 구조 및 피지컬 교구를 이용하여 로봇을 구현하기

ET : 미지의 행성을 탐험할 로봇 디자인하기

중심과목 세계사 학교급/학년(군) 고등학교/1~2 학년

중심과목 성취기준

영역

[고등학교] (5) 서양 국민 국가의 형성과 산업화

세1251. 과학 혁명과 계몽사상으로 말미 암은 유럽 사회의 변화를 설명할 수 있 다.

주제(단원)명 과학혁명 차시 1~3/16

학습목표

1. 17

세기 과학혁명의 전개 과정을 설명할 수 있다

.

2.

과학혁명 시기 과학적 발견이 미친 영향을 역사적 전개 과정과 연계하여 발표할 수 있다

. 3.

과학혁명 이후 유럽 사회의 인식 변화를 상상하여 글로 쓸 수 있다

.

연계과목 통합과학 연계과목

성취기준 영역 [고등학교] (3) 역학적 시스템

STEAM 요소

S 과학사 T

E

A 인문, 역사 M

개발 의도

역학적 시스템의 본격적인 등장은 17 세기 과학혁명 때부터이다. 르네상스 이후 축적된 지식 및 관찰과 탐구 정신은 과학적 발견뿐만 아니라 유럽 사회의 인식 변화에도 큰 영향을 미쳤다. 사료를 바탕으로 이러한 변화상을 추론하게 하고자 본 수업을 구상하였다.

- 역학적 시스템은 뉴턴의 만유인력 법칙을 시작으로 하여 체계적으로 정비되었다. 이러한 뉴턴의 업적은 17 세기 과학혁명이라는 시대적 발전 과정에서 등장한 것이었다. 과학혁명은 르네상스를

(11)

전후한 유럽 사회의 지식 축적 및 관찰과 탐구의 학문적 자세가 확산되면서 등장한 시대 사조였다. 이처럼 과학 이론의 등장은 역사적 시대상과 밀접한 연관이 있다. 본 수업은 둘을 연관성을 사료를 통해 밝히고, 추체험의 과정을 통해 둘이 서로에게 미친 영향을 학생들이 직접 탐색하는 기회를 제공하고자 한다. 1 차시는 과학혁명의 전개 과정을 살펴보고, 2 차시는

과학혁명이 역사 전개에 미친 과정을 탐구해보며, 3 차시는 과학혁명이 유럽 사회의 인식을 어떻게 변화시켰는지 사료를 바탕으로 상상하여 글로 써 볼 수 있는 활동으로 구성하였다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

과학혁명이 등장한 배경과 전개 과정을 소개함.

과학혁명 당시 뉴턴 의 업적을 소개하고 그에 대한 평가를 내 리를 활동을 전개함.

창 의 적 설 계

창의적 설계

과학혁명이 유럽 사 회를 어떻게 변화시켰 고, 당대 유럽인들의 인식을 어떻게 변화시 켰는지를 사료를 바탕 으로 상상해 봄.

감 성 적 체 험 과학혁명 당시 과학적 발견이

이후 역사 전개에 어떤 영향을 미쳤는가를 탐구해 봄.

특히 역학적 시스템이 산업혁명 의 발전 과정과 어떤 연관성이 있는지 추론해 봄.

감성적 체험

학습 과정

교수-학습 활동(1 차시)

※ STEAM 학습 준거 표시( ^Co 상황 제시, ^CD 창의적 설계, ^ET 감성적 체험)

학습자료 및 유의점

도입 (5 분)

Co 과학혁명 이후 변화한 유럽 사회의 모습을 담은 영상 자료를 제시하고 발문한다.

- 17 세기 과학혁명을 이끈 인물들은 유럽에 어떤 변화를 가져왔을까요?

ET 과학의 발전에 따라 유럽 사회가 어떤 변화를 겪었을지 상상하고 간단히 발표 하게 한다.

동영상

전개 (40 분)

Co 과학혁명의 배경을 역사적 상황과 연관하여 설명한다.

- 르네상스 이후 지식의 축적, 관찰과 탐구의 자세 확산 등

Co 과학혁명을 대표하는 학자들과 그들의 업적을 소개한다.

- 코페르니쿠스, 갈릴레오, 하비 등

ET 천동설을 우주의 원리로 생각했던 당시 사람들에게 지동설이 어떤 충격을 줬을 지 상상하여 발표하게 한다.

Co 뉴턴의 일생과 과학적 업적을 ‘만유인력의 법칙’을 중심으로 소개한다.

ET 뉴턴에 대한 상반된 평가를 제시하고 모둠별로 토의 활동을 통해 뉴턴에 대한 평가 활동을 진행한다.

학습지 (상반된 평 가 관련)

정리

(5 분) ^Co 과학혁명의 배경과 전개 과정을 정리한다. 차시예고를 하고 수업을 마친다.

학습 과정

학습자료 및 유의점 도입

(5 분)

Co 산업혁명 시기 증기기관의 등장과 산업의 발전상을 사료를 통해 확인하고 발문 한다.

동영상

(12)

나. 4-6차시

- 산업혁명과 17 세기 과학혁명은 어떤 연관성이 있을까요?

ET 과학혁명이 이후 유럽의 발전에 미친 영향이 무엇일지 생각해보게 한다.

전개 (40 분)

Co 모둠을 구성하게 하고, 토의 주제를 발표한다.

- 17 세기 과학혁명이 없었다면 일어나지 않았을 역사적/과학적 사건들은?

CD 토의 주제를 바탕으로 모둠별 토의 활동을 전개한다.

- 과학혁명의 전개 과정과 직접 관련 있는 역사적 사건을 소재로 토의하게 한다.

- ‘만유인력의 법칙’을 중심으로 한 역학적 시스템을 중심으로 토의를 이끈다.

- 과학혁명과 산업혁명의 연관성을 바탕으로 토의를 전개하도록 이끈다.

ET 토의 결과를 모둠별로 발표한다.

Tip! 모둠원 간 균등한 발언 기회 및 역할 분 담 강조 세계사 교 과서 학습지

정리 (5 분)

Co 토의 결과를 바탕으로 17 세기 과학혁명 및 역학적 시스템의 정립이 가지는 중 요성을 정리한다.

학습 과정

학습자료 및 유의점

도입 (5 분)

Co 과학실험에 매료된 근대 유럽인의 일화를 소개하며 발문한다.

- 과학혁명과 역학적 시스템의 정립이 근대 유럽인들의 인식을 어떻게 바꾸었을까요?

학습지

전개 (40 분)

Co 과학혁명 이후 근대 유럽인의 인식을 드러내는 사료를 제시한다.

CD 토의 주제를 바탕으로 모둠별 토의 활동을 전개한다.

- 과학혁명이 유럽인들의 삶과 인식을 어떻게 바꾸었을까요?

CD 토의 결과를 종합하여 ‘과학혁명 이후 근대 유럽인’의 시각에서 일기 쓰기 활동 을 전개한다.

- 과학혁명 전후의 생활상 및 인식의 변화가 드러나도록 쓸 것을 지도한다.

- 역학적 시스템의 정립이 유럽인의 인식을 어떻게 바꾸었을지 상상하여 쓸 수 있 도록 지도한다.

ET 일기를 모둠원들과 교환하여 읽고 감상을 공유한다.

Tip! 시대적 배경을 고 려한 글쓰 기가 될 수 있도록 지 도

정리

(5 분) ^Co 과학혁명이 불러 온 유럽 사회의 변화를 정리하고, 그 소감을 발표하게 한다.

중심과목 지구과학Ⅰ 학교급/학년(군) 고등학교/1~2 학년

중심과목

성취기준 [12 지과Ⅰ 05-05] 중심과목 성취기준

외계 행성의 탐사 방법을 이해하고, 지금까지 발견된 외계 행성계의

(13)

영역 특징을 설명할 수 있다.

주제(단원)명 태양계의 특징과 외계 행성계 탐사 차시 4~6/16

학습목표

1.

태양계의 형성과정을 이해하고

,

이와 연관지어 태양계 행성을 물리적 특성에 따라 분류할 수 있다

.

2.

행성의 대기를 이루는 원소를 이탈속도와 연관지어 설명할 수 있다

.

3.

태양계 행성들의 물리적 특성을 고려하여 외계 행성계 탐사 방안을 설계할 수 있다

.

연계과목 공통과학, 수학 연계과목

성취기준 영역 ^[고등학교 공통과학] (3) 역학적 시스템

STEAM 요소

S 태양계 형성과정, 지구형 행성과 목성형 행성 T 외계 행성계 탐사 방법

E A

M 탈출속도 계산

개발 의도 생명체가 존재하는 유일한 행성인 지구의 소중함을 알고, 인류가 우주에 진출하기 위한 탐사 방법 설계를 태양계 행성들을 기준으로 알아봄으로써 창의력을 기르고자함.

- 태양계 형성과정과 연관 지어 태양계 행성들의 특징을 이해하고, 이를 바탕으로 외계 행성의 지표, 대기 상태 등을 추론하는 활동을 통해 창의성을 기를 수 있도록 한다.

- 추론한 외계 행성을 탐사할 수 있는 방법에 대해 설계하는 과정을 스팀 요소에 맞게 진행한다.

상황 제시

상 황 제 시

태양계에서 지구에만 생명체가 존재하는 이유가 무엇일까?

인류는 우주에 진출할 수 있을까?

창 의 적 설 계

외계 행성계 탐사 방법 고안하기

감 성 적 체 험 태양계의 형성 과정 이해하기

행성의 특징 이해하기

탈출속도 계산을 통해 행성의 대기 상태 유추하기

감성적 체험

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점 도입

(30 분) ^Co 태양계 형성 과정 이해하기 동영상

전개 (100 분)

Co 태양계 행성들의 특징 조사하기 - 지구형 행성과 목성형 행성 구분하기 - 각 행성의 지표 상태, 내부구조 파악하기

- 탈출속도를 계산하여 각 행성의 대기 성분 추론하기

CD 행성에 생명이 살 수 있는 조건이 무엇인지 조사하기

CD 외계 행성계 탐사 방법 설계하기

- 지구에서 외계 행성계를 발견할 수 있는 방법 이해하기 - 외계 행성계를 직접 탐사할 수 있는 방법 설계하기

(14)

다. 7~9차시

정리

(20 분) ^ET 외계 탐사 방법 설계안 발표하기

중심과목 수학 학교급/학년(군) 고등학교 1~2 학년

영역

[10 수학 01-13] 중심과목

성취기준

[10 수학 01-13] 미지수가 2 개인 연립이차방정식을 풀 수 있다.

곡선으로 둘러싸인 도형의 넓이를 구할 수 있다.

주제(단원)명 스페이스 X 프로젝트 차시 7~9/16

학습목표

1.

스페이스

X

제작에 필요한 인건비와 원자재 비용을 미지수로 두고 연립방정식을 세우고 풀 수 있다

.

2.

지구탈출속도를 계산하고 여러 가지 함수의 그래프를 그리고 적분을 이용하여 스페이스

X

의 이동거리를 계산한다

.

연계과목 수학, 경제수학, 공통과학 연계과목 성취기준 영역

[10수학01-13] (바) 여러 가지 방정식과 부등식

[12수학Ⅱ03-05] (다) 정적분의 활용 [고등학교 공통과학] (3) 역학적 시스템

STEAM 요소

S 지구탈출속도를 계산한다.

T 스페이스 X 에 필요한 원자재를 조사한다.

E

A 연구원의 인건비는 얼마로 책정할 것인지 고려한다.

M 연립방정식과 적분의 개념을 활용한다.

개발 의도

미지의 영역을 탐구하는 과정에서 일론머스크의 입장에서 스페이스X를 기획하고 실현하 는 과정을 따라해보는 활동을 한다. 이를 통해서 여러 가지 개념을 실제적인 문제해결에 적용하고 그 유용성을 실제적으로 느낀다.

미지의 영역 탐구라는 주제에 걸맞게 과정에서 일론 머스크의 입장에서 우주왕복선 스페이스X를 기 획, 발사하는 과정을 모델링하고 직접 기획해보는 활동을 한다. 이를 통해서 수학, 물리, 지구과학, 경제 등 여러 교과의 개념을 실제적인 문제해결에 적용한다. 서로 다른 과목의 지식을 연결하고 융합 하는 활동을 통해서 학습의 동기를 유발하고 활동 자체에 내재된 재미를 구제적으로 느낀다. 스페이 스X의 최고경영자의 입장에서 로켓제작에 필요한 원자재 가격과 인건비를 고려하여 연립방정식을 세 우고 푸는 활동을 한다. 로켓이 제작된 이후에는 지구탈출속도를 기준으로 스페이스X가 대류권 밖으 로 나가는데 까지 걸리는 시간과 이동거리를 이용하여 함수의 그래프를 그리고 적분을 사용한다.

상황 제시

상 황 제 시

※ 스페이스 X 의 총 예산을 펀딩하기 위해 필요한 예산을 기획해보는 활동.

※ 스페이스 X 를

창 의 적 설 계

창의적 설계 ※ 실제로 기업가가 되보는 활동에서 기업가가 가져야 할 비젼과 사고를 간접체험 한다.

감 성 적 체 험 일론 머스크의 입장에서

스페이스 X 프로젝트를 기획하고 실행해 옮기는 활동

(15)

발사하는 과정에서 지구탈출속도를 기반으로 대류권을 벗어나기 까지 걸리는 시간과 함수를 예상하는 활동.

감성적 체험

학습

및 유의점

도입 (25 분)

Co 엘런 머스크의 일대기와 그가 기획하고 실현한 스페이스 X 프로젝트에 대해 이야기 한다.

⚫엘론 머스크와 그의 비젼에 대하여 이야기하기 ➀ 기업가 정신이란 무엇인가?

➁ 프로젝트를 시작한 후 17년 동안에 다른 사람들이 모두 실패할 것이라 말했 지만 포기 하지 않고 프로젝트를 실현 시킨 이유는 무엇일까?

동영상

전개 (100 분)

CD 학습목표 제시

1. 스페이스X 제작에 필요한 인건비와 원자재 비용을 미지수로 두고 연립방정식 을 세우고 풀 수 있다.

2. 지구탈출속도를 계산하고 여러 가지 함수의 그래프를 그리고 적분을 이용하여 스페이스X의 이동거리를 계산한다.

CD 차시 소개

: 본 차시에서 학습할 내용에 대해 설명한다.

배움1 미지수가 2개인 연립방정식을 이용하여 프로젝트의 예산을 집행한다.

배움2 지구탈출속도를 구하고, 스페이스x가 대류권을 벗어나기 까지 걸리는 시간을 계산한다.

ET

프로젝트 예산 세우기

ET 프로젝트를 성사시키기 위해 고려해야 할 변인들은 무엇이 있는지 찾는다.

⚫시간은 얼마나 걸리는지?

⚫인원은 얼마나 필요한지

⚫필요한 원자재에는 무엇이 있고 얼마나 필요한지

ET 변인 2개를 설정하고 계획한 펀딩 금액에 맞게 방정식을 세운다.

Co

지구탈출속도 계산하고 대류권 벗어나는데 걸리는 시간 구하기

■ 지구탈출속도 식에 상수 값을 대입하여 지구탈출속도를 구한다.

활동지

(16)

라. 10~12차시

물체가 천체와의 중력을 이겨내고 무한히 멀어질 수 있는 최소한의 속도를 탈출 속도라 한다. 각 종 저항을 무시하고, 천체와 물체 사이의 중력 외에 다른 외력이 작용하지 않는다고 가정하자.

이론적으로 거리가 무한대일 때 위치 에너지는 0이다.

그러므로

가 되어 천체의 질량과 반지름에서 탈출 속도를 구할 수 있다. 지구에선 초속 11.19km, 달에서는 초속 2.37km, 목성에서는 초속 61.5km이다.

CD 대류권(지표면으로부터 약 11km) 벗어날 때 까지 걸리는 시간 계산하기 ⚫ 알고있는 함수 식을 사용하여 스페이스x가 대류권을 탈출하기 까지 걸리는 시간을 정하고 시간과 속력그래프를 사용하여 알고 있는 함수를 대입하여 지표면 에서 대류권을 벗어나기 까지 예상되는 함수의 그래프를 찾는다.

⚫적분을 통해서 대류권까지 벗어나는데 걸리는 시간과 일치하는지 확인한다.

정리 (25 분)

Co 수학, 물리, 지구과학의 개념이 문제해결에 어떻게 적용이 되었는지 정리한다.

ET 자기평가를 통해서 수업활동을 성찰한다. 활동지

중심과목 물리학Ⅰ 학교급/학년(군) 고등학교/1~2 학년

영역

[고등학교] Ⅰ 역학과 에너지 중심과목 성취기준

[12 물리Ⅰ01-02] 뉴턴 운동 법칙을 이용하여 직선상에서 물체의 운동을 정량적으로 예측할 수 있다.

주제(단원)명 우주선의 운동 예측 차시 10~12/18

학습목표

1. 뉴턴 운동 법칙을 이용하여 지구를 탈출할 수 있는 우주선의 속도를 계산할 수 있다.

2. 미지의 행성을 탐사하기 위해 해결해야할 다양한 문제들 알고 해결 빙안을 제시할 수 있다.

연계과목 수학 연계과목

성취기준 영역

STEAM 요소

S 물리학(탈출속도, 상대성 이론)

T 기술(지구를 벗어나기 위한 우주선에 고려되어야할 기술) E

A 미술(지구를 벗어나기 위한 우주선의 모양) M 수학(지구를 벗어나기 위한 우주선의 최소속도)

개발 의도 지구가 아닌 다른 행성을 찾아 떠날 때 필요한 기본원리를 바탕으로 실제 우주선에 고려 해야할 다양한 요소들을 고민해 본다.

1. 우주선이 지구를 떠나 행성을 여행하기 위해 필요한 기본 과학 원리에 대해 알아본다.

2. 실제 로켓의 운동을 설명하는 방정식으로부터 실제 우주선(로켓)이 고려해야할 다양한 요소들에 대해 이해한다.

3. 우주의 특성으로부터 상대성 이론, 스윙바이 등의 물리학 이론을 바탕으로 실제 우주선의 운동을 예상해볼 수 있다.

(17)

마. 13~15차시

중심과목 물리학Ⅰ 학교급/학년(군) 고등학교/1~2 학년

영역

[고등학교] Ⅰ역학과 에너지 [고등학교] Ⅲ 파동과 정보통신

[12물리Ⅰ01-02] 뉴턴 운동 법칙을 이 용하여 직선 상에서 물체의 운동을 정 량적으로 예측할 수 있다.

[12물리Ⅰ03-02] 파동의 전반사 원리를 이용한 광통신 과정을 설명할 수 있다.

주제(단원)명 물리학과 센서 차시 13~15/20

학습목표 1. 물리학 이론이 활용되는 센서의 종류를 알고, 그 원리를 설명할 수 있다.

2. 물리학 이론이 활용되는 센서를 응용하여 탐사 로봇의 구조를 설계할 수 있다.

연계과목 정보, 공통과학 연계과목

성취기준 영역

[고등학교] Ⅲ 문제해결과 프로그래밍 [고등학교 공통과학] (3) 역학적 시스템

STEAM 요소

S 역학, 파동

T 알고리즘, 프로그래밍 E

A M STEAM

학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

미지의 행성을 여행하기 위한 우주선이 가져야할 요소들을 고민한다.

창 의 적 설 계

과학적 원리를 바탕으로 제작된 우주선을 통해 과학 학습의 유용성을 인식한다.

감 성 적 체 험 미지의 행성을 여행하는

우주선이 가져야할 요소들을 고민하여 설계한다.

감성적 체험 학습

및 유의점 도입

(20 분)

Co 영화 ‘인터스텔라’의 한 장면을 제시하고 지구를 탈출하기 위한 우주선의 특징

들에 대해 발문한다. 동영상

전개 (120 분)

CD 지구(행성)을 탈출하기 위한 우주선이 가져야할 특징들에 대해 모둠 토의 실시 - 연료, 속도, 모양 등

Co 인공위성을 예로 들며 지구 주위를 공전하는 물체의 특징을 안내하고 이에 대 해 발문한다.

CD 인공위성이 가져야할 특징들에 대해 모둠 토의를 실시한다.

ET 우주선이 가져야할 특징들을 과학적 원리를 바탕으로 교사가 제시한다.

정리

(10 분) ^ET 학습한 과학적 원리가 실제 우주선에 적용됨을 확인하기

(18)

바. 16~18차시

개발 의도 물리학에서 학습한 이론을 토대로 활용 가능한 센서를 탐구하고 미지의 우주를 탐사하는 로봇에 활용할 센서를 선택 및 적용하는 과정을 수행

※ (개발 의도 및 교수·학습 내용 상세설명)

1. 물리학 이론이 적용되는 센서(역학, 파동)의 종류 학습을 통해 실생활에 적용되는 물리학을 이해한 다.

2. 다양한 센서를 이용하여 미지의 행성을 탐구하는 로봇의 구조를 설계하고, 이를 프로그래밍 할 수 있다.

3. 이론으로 설계한 센서가 실제에 적용될 경우 발생하는 문제점을 인지하고, 이를 대처&보완하는 역 량을 기른다.

상황 제시

상 황 제 시

다양한 물리학 센서의 종류를 안내하고, 직접 작동해보며 원리를 이해한다.

창 의 적 설 계

설계한 로봇의 구조를 상호 토론 및 피드백 과정을 통해 보완한다.

감 성 적 체 험 미지의 행성을 탐구하는 로봇에

적용 될 물리학 센서를 선택하 고, 로봇의 구조를 설계한다.

감성적 체험 학습

및 유의점

도입 (20 분)

Co 무엇이 있을지 모르는 미지의 행성, 로봇이 탐사할 경로는 어떤 환경으로 구성 되었으며 장애물이 있을지도 모르는 상황을 제시한다.

ET 실습을 진행할 조 구성 및 자기소개를 하고, 각자의 역할을 선정한다.

PPT 동영상

전개 (100 분)

로봇에 사용 될 센서의 종류와 관련된 물리학 이론을 소개하고, 각 센서별 활용 방 법을 안내하고, 세부적인 설계 및 구조, 활용 방법은 토의를 통해 결정하도록 한다.

Co 미지의 행성에 존재할 환경은 어떤 것이 있을까?

CD 물리학 센서를 활용하여 로봇의 구조적 설계 시 고려해야할 사항은 무엇일까?

ET 같은 조원(또는 다른 조)의 설계의 장・단점은 무엇이며, 채택하고자 하는 근거 는 무엇인지 밝힌다.

PPT 동영상

판서

정리 (30 분)

ET 조별 토의 이후 센서의 장단점을 고려하여 미지의 행성 탐사에 적합한 로봇 구

조를 설계하고 그 결과를 발표 및 공유한다. PPT

중심과목 정보 학교급/학년(군) 고등학교/1~2 학년

영역

[고등학교] Ⅳ. 프로그래밍 [고등학교] Ⅴ. 컴퓨터 시스템

[12

정보

04-09]

다양한 학문 분야의 문제 해결을 위한 알고리즘을 협력하여 설계 한다

.

[12

정보

05-03]

문제 해결에 적합한 하드 웨어를 선택하여 컴퓨팅 장치를 구성한 다

.

(19)

학습 과정

교수-학습 활동

학습자료 및 유의점 도입

(20 분)

Co 미지의 행성을 탐사하는 다양한 로봇을 소개한다.

ET 실습을 진행할 조 구성 및 자기소개를 하고, 각자의 역할을 선정한다.

PPT 동영상

전개 (100 분)

미지의 세계에서 발생 할 수 있는 다양한 상황을 정리한다.

Co 미지의 상황에서 발생할 수 있는 문제는 무엇이 있을까?

CD 물리에서 배운 센서 중 무슨 센서로 문제 발생을 확인할 수 있을까?

CD 문제를 확인하고 어떤 방법으로 그 문제를 해결 할 수 있을까?

CD 로봇이 문제를 해결할 수 있도록 로봇 프로그램을 한다.

ET 로봇을 어떻게 디자인하여야 미지의 세계를 탐사할 때 유리할까?

컴퓨터 및 로봇

정리 (30 분)

ET 미지의 세계를 표현한 곳에서 로봇을 작동시켜 로봇이 잘 작동하는지 확인하

자. 문제가 발생하면 문제를 해결하는 방법을 토의하자. 실습 매트

주제(단원)명 프로그래밍 차시 15~18/18

학습목표 1. 다양한 학문 분야의 문제 해결을 위한 알고리즘을 협력하여 설계할 수 있다.

2. 문제 해결에 적합한 하드웨어를 선택하여 컴퓨팅 장치를 구성할 수 있다.

연계과목 공통 과학 연계과목

성취기준 영역 ^[고등학교 공통과학] (3) 역학적 시스템

STEAM 요소

S 역학, 파동

T 알고리즘, 프로그래밍 E

A 로봇 디자인 M 수치 계산

개발 의도 다양한 학문 분야에 문제 해결을 위한 알고리즘을 협력하여 설계하고 피지컬 교구를 이용하여 로봇을 구현할 수 있다.

※ (개발 의도 및 교수·학습 내용 상세설명)

1. 다양한 학문 분야의 문제 해결을 위한 알고리즘을 협력하여 설계할 수 있다.

2. 다양한 센서를 이용하여 미지의 행성을 탐구하는 로봇의 구조를 설계하고, 이를 프로그래밍 할 수 있다.

3. 문제 해결에 적합한 하드웨어를 선택하여 컴퓨팅 장치를 구성할 수 있다.

상황 제시

상 황 제 시

미지의 세계를 탐사하는 로봇

창 의 적 설 계

미지의 세계를 탐사하 는 로봇을 적합한 모 양

감 성 적 체 험 미지의 행성을 탐구하는 로봇을

프로그래밍을 통해 구현

감성적 체험

(20)

4. 학생활동지

차시 1~3/18

(21)

차시 1~3/18

(22)

차시 3~5 /18

※과학 개념 이해를 위한 개념 요소

대단원 소단원 필요 개념 요소

1, 태양계의 형성

(1) 태양계의 구성

(2) 태양계의 특징 타원, 녹는점, 규산염 물질

(3) 태양계의 형성 과정 성운설, 각운동량보존법칙, 수소 핵 융합

2. 태양계 행성의 특징

(1) 지구형 행성과 목성형 행성 특징 비교

행성질량, 표면온도, 내부구조 및 대 기 상태

(2) 지구형 행성과 목성형 행성의 생 성 환경

태양으로부터의 온도분포, 응집 및 구성 물질

3. 행성의 대기 성분

(1) 각 행성의 특징

(2) 행성의 대기 탈출 속도, 기체 분자의 운동

4. 외계 행성계 탐사

(1) 식 현상을 이용한 방법 식현상, 행성의 공전

(2) 중심별의 시선 속도를 이용한 방법 공통질량중심, 도플러 효과

(3) 미세 중력 렌즈 현상 만유인력, 중력 렌즈

(4) 외계 생명체 탐사 생명가능지대

(23)

차시 7~9/18

[활동1] 영상을 보고 기업가 정신과 엘론 머스크의 비젼에 대해 이야기한다.

[활동2] 프로젝트 예산 세우기

■ 프로젝트를 성사시키기 위해 고려해야 할 변인들은 무엇이 있는지 찾는다.

⚫시간은 얼마나 걸리는지?

⚫인원은 얼마나 필요한지?

⚫필요한 원자재에는 무엇이 있고 얼마나 필요한지?

■ 변인 2개를 변수

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로 설정하고 계획한 펀딩 금액에 맞게 방정식을 세운다.

[활동3] 지구 대류권을 탈출하는데 걸리는 시간을 구한다.

물체가 천체와의 중력을 이겨내고 무한히 멀어질 수 있는 최소한의 속도를 탈출 속도라 한다. 각 종 저항을 무시하고, 천체와 물체 사이의 중력 외에 다른 외력이 작용하지 않는다고 가정하자.

이론적으로 거리가 무한대일 때 위치 에너지는 0이다.

그러므로

(24)

차시 13~15/18

[활동1]

각 센서의 명칭을 적고, 각 센서를 로봇탐사에 적용할 경우 예상되는 장점(Plus), 단점(Minus)을 적어 주세요.

명칭:

P:

M:

명칭:

P:

M:

명칭:

P:

M:

명칭:

P:

M:

명칭:

P:

M:

명칭:

P:

M:

명칭:

P:

M:

명칭:

P:

M:

명칭:

P:

M:

명칭:

P:

M:

(25)

차시 16~18/18

[활동1]

미지의 세계을 조사하기 위해 로봇을 보냈습니다. 로봇에게 생길 수 있는 문제는 어떤 것들이 있을 까요? 조별 토의를 통해 상황을 적어주세요.

■ 문제 1 :

■ 문제 2 :

■ 문제 3 :

[활동2] 상황을 인지하기 위해서는 어떤 센서가 필요한지 적어주세요.

■ 문제 1에 필요한 센서와 해결 방안 :

[활동3] 미지에 세계에서 주어지는 조건을 보고 로봇 조립과 프로그래밍을 통해 로봇을 제 작해보세요.

문제 1 : 바닥이 빨강색이면 뜨거운 곳이니 바로 장소를 이동해주세요.

문제 2 : 앞에 물체가 있으면 피해주세요.

문제 3 : 모둠별로 상황 1가지 선택해 주세요.

조별 선택 상황 :

(26)

5. 교사자료

차시 7~9/18

◎ 대류권의 정의

대류권은 지표면(0km)에서 시작하며, 약 11km까지이다. 열대지방의 경우는 고도 16-18 km 까지 이고, 극지방에서는 감소해서 10 km 이내이기도 하다. 이 층은 전체 대기 질량의 약 75~90%를 차 지한다. 일반적으로 제트기는 대류권의 최상부에서 비행한다. 대류권의 위 층은 성층권이다

◎스페이스 x는 무엇인가

2002년 5월 6일 엘론 머스크가 설립한 미국의 민간 우주기업. ISS 보급 및 상용 인공위성 발사를 주 업무로 하며, 차후 화성 유인 탐사 및 정착을 목표로 하고 있다. 대외적으로는 스페이스 X(SpaceX)라는 명칭으로 널리 알려져 있으나, 공식적인 기업명은 'Space Exploration Technologies Corporation'이다.

정부 기관의 담당이던 우주항공산업을 민간 벤처기업이 하면 어떨까?'하는 엘론 머스크의 발상에 서 시작되었다. 재사용 로켓을 개발하여 로켓 발사비용을 기존의 10분의 1 수준으로 줄이겠다는 것 이 주된 기술 개발 방향. 우주 정거장 보급 프로젝트에 선정되어 대규모 투자를 받아 현재에 이르 고 있다.

◎지구탈출속도 정의

물체가 천체와의 중력을 이겨내고 무한히 멀어질 수 있는 최소한의 속도를 탈출 속도라 한다. 각종 저항을 무시하고, 천체와 물체 사이의 중력 외에 다른 외력이 작용하지 않는다고 가정하자. 이론적 으로 거리가 무한대일 때 위치 에너지는 0이다.

그러므로

자료출처 https://namu.wiki/w/%ED%83%88%EC%B6%9C%20%EC%86%8D%EB%8F%84

(27)

차시 13~15/18

Ultrasonic sensor 초음파 센서

Touch sensor 접촉 센서

Light and color sensor 조도 및 색 감지 센서

Gyro sensor 기울어짐 센서

Infrared sensor 적외선 센서

Sound sensor 소리 센서

Color sensor RGB 센서

Temperature sensor 온도 센서

Rfid sensor 무선인식 센서

Magnet sensor 자기 센서

자료출처 https://www.lego.com/

(28)

6. 차시별 학생 평가기준 및 방법

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구

1~3 /16

상 과학 혁명과 계몽사상의 영향으로 유럽에 나타난 변화를 사례를 들어 설명할 수 있다.

관찰 및 산출물평가 / 포트폴리오 평가

관찰평가지 / 포트폴리오

평가지 중 과학 혁명과 계몽사상이 유럽 사회에 미친 영향을

설명할 수 있다.

하 과학 혁명과 계몽사상이 유럽 사회를 변화시켰음을 안다.

4~5 /16

상

태양계와 각 행성의 특징을 탈출 속도와 관련지어 지구형 행성과 목성형 행성으로 구분하여

이해하고, 외계 행성계 탐사 방법을 태양계 행성의 물리적 특성과 연계하여 설계할 수 있다.

관찰 평가 교사 관찰 중 태양계와 행성의 특징을 이해하고, 외계 행성계 평가지

탐사 방법을 고안할 수 있다.

하 태양계와 행성의 특징, 외계 행성계 탐사 방법을 이해한다.

7~9 /18

상 연립방정식을 세우고 해를 찾아냈는가, 시간과 속도 함수를 적절히 예측하였는가.

모둠별 토론평가 자기/동료평가지 (학생용) 중

연립방정식을 세우고 해를 찾는 활동 및 시간과 속도 함수를 예측하는 활동 중 한 가지만 적절히 수행 하였는가.

하 모둠활동에 참여 하였는가.

10~12/

18 상

지구의 탈출속도를 설명하고 실제 계산할 수 있으며, 우주선이 행성을 탐사하는데 필요한

요소들에 대해서 설명할 수 있다. 교사, 자기, 동료평가지

교사관찰평가지 자기, 동료평가지 중 지구의 탈출속도를 알고 우주선이 행성을

탐사하는데 필요한 요소를 안다.

하 과학적 원리가 적용되는 사례를 안다.

13~15 /18

상

다양한 물리학 샌서의 종류를 알고, 이에 적용되는 물리학 이론을 설명할 수 있으며 이를 적용한 탐사 로봇 구조를 설계할 수 있다.

모둠별 토론평가

교사평가지 자기/동료평가지

(학생용) 중 다양한 물리학 센서의 종류를 알고, 이에 적용되는

물리학 이론을 설명할 수 있다.

하 다양한 물리학 센서의 종류를 안다.

16~18 /18

상 센서를 이용하여 상황에 따른 적절한 행동을 할 수 있도록 로봇을 코딩 할 수 있다.

관찰 평가 교사 관찰 중 센서를 이용하여 상황에 따른 적절한 행동을 할 수 평가지

있다.

하 적절한 상황에 따라 필요한 센서를 선택할 수 있다.

(29)

가. 산출물평가지(1차시)

번호 이름

지식

태도 배움과 성장의 기록

17세기 과학혁명의 전개 과정을 설명할 수 있다.

상 중 하 상 중 하

※ 평가 노하우: 학습지의 탐구 문제의 성취 여부를 바탕으로 평가 등급을 매긴다.

나. 관찰평가지(2차시)

모둠 모둠원

지식

태도 배움과 성장의 기록 과학혁명 시기 과학적 발견이 미친

영향을 역사적 전개 과정과 연계하여 발표할 수 있다.

과학혁명과 역사적 사건의

연관성

과학혁명과 과학사적 발전의

연관성

상 중 하 상 중 하 상 중 하

※ 평가 노하우: 모둠 활동을 세분화하여 관찰한 후, 모둠 활동 참여도와 결과물 산출의 기 여도를 기준으로 평가 등급을 매긴다.

다. 포트폴리오 평가지(3차시)

모둠명 / 학번·이름 /

평가 영역 평가항목

평가

(매우우수10, 우수8, 보통6, 미흡4, 매우미흡2)

10 8 6 4 2

모둠별 평가

(30)

주제이해 토의 주제를 이해하고 모둠 활동에 참여하 였는가?

발표 토의 주제에 부합하여 자신의 의견을 조리 있게 발표하였는가?

모둠별 협동 모둠활동에서 타인의 의견을 경청하고 이 해하기 위해 노력하였는가?

합계 개별

평가 (70) 일기 쓰기

모둠원(번호) 1 2 3 4

소재 선정(20) 시대적 배경(20)

주제 의식(30) 합계 종합

평가

모둠별평가 점수 +개별평가 점수

(30)

※ 평가 노하우: 일기의 내용이 학습주제와 연관되었는지를 중심으로 평가 기준을 적용한 다.

라. 관찰평가지(4~6차시)

번호 이름

지식 탐구 태도

배움과 성장의 기록 태양계

형성과정과 행성의 특징을 설명할 수

있다.

외계 행성계 탐사 방법을 설계할 수

있다.

하나뿐인 지구의 소중함을

느낄 수 있다.

상 중 하 상 중 하 상 중 하

4차시 5차시 6차시 4차시 5차시 6차시 4차시 5차시 6차시

※ 평가 노하우: 지구과학Ⅰ성취기준에 근거하여 과학적 개념의 이해 정도와 수행 정도를 관찰하여 평가한다.

마. 자기/동료평가지(7~9차시)

(100)

상(80이상), 중(60이상), 하(40미만)

상 중 상

평가방법 평가기준 평가

상 중 하

자기평가 나의 역할은 무엇이었나요?

적극적으로 활동에 참여하였나요?

모둠 내 동료평가

모둠 활동에 적극적으로 참여하였나요?

모둠의 구성원 간 의사소통은 잘 되었나요?

모둠 간 동료평가

자기 모둠에서 한 활동을 잘 표현하였나요?

문제해결에 창의적인 아이디어를 잘 표현하였나요?

(31)

바. 교사, 자기/동료평가지(10~12차시)

평가방법 평가기준 평가

상 중 하

교사평가 과학적 원리를 이해하려는 노력을 보이고, 학습에 열의를 보이는가?

모둠별 협동 학습에 성실히 참여하였는가?

자기평가

탈출속력을 계산하기 위한 물리학적 이론을 알고 있는가?

탈출속력을 실제로 계산할 수 있고 이를 다양한 행성에 적용할 수 있는가?

행성을 탐사하는 우주선이 고려해야 할 요소들을 말할수 있는가?

사. 교사평가지, 자기/동료평가지(13~15차시)

평가방법 평가기준 평가

상 중 하

교사평가

탐구 주제에 적합한 센서를 선택하고, 이를 설명할 수 있는가?

모둠원끼리 서로 배려하고 협력하여 로봇 구조를 설계하였는가?

모둠별 협동 과정을 통해 발표 자료를 제작하고 발표하는 활동에서 전하고자 하는 메시지는 제대로 전달하였는가?

자기평가

나의 임무는 무엇이었으며, 적극적으로 수행하였나요?

적극적으로 활동에 참여하였나요?

물리학 이론을 잘 이해하였고, 센서를 설명할 수 있나요?

(32)

아. 관찰평가지(15~18차시)

번호 이름

지식 태도

배움과 성장의 기록 센서를 이용하여

상황에 따른 적절한 행동을 할 수 있도록 로봇을 코딩 할 수 있다.

모둠활동에 적극적으로 참여한다.

상 중 하 상 중 하

16차시 17차시 18차시 16차시 17차시 18차시 16차시 17차시 18차시

※ 평가 노하우: 정보 성취기준에 근거하여 프로그래밍과 문제해결 정도를 관찰하여 평가한

다.

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[부록2]

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