포은초등학교

2020 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2020. 11.

포은초등학교

【 2020년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】

과 제 개 요

과제명 2020년 STEAM 교사연구회 운영(포은초등학교)

STEAM 프로그램

유형 (유형3) StarT 프로그램 수행을 통한 STEAM 프로그램 신규 개발 ( √ )

프로그램명 태양광 섬! 연대도의 비밀

학교급

^초

대상 학년(군)

^5~6학년군

중심과목

^과학

중심과목 성취기준 영역

[6과05-03]

생태계 보전의 필요성을 인식하고 생태계 보전을 위해 우리가 할 수 있는 일에 대해 토의할 수 있다.

연계과목

국어 사회 실과

연계과목 성취기준 영역

가. 듣기, 말하기 다. 쓰기

아. 통일 한국의 미래와 지구촌의 평화 마. 기술활용

연구기간 협약체결일 ~ 2020.11.30.

신청금액 일금사백만원(￦4,000,000)

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

구분 소속(학교명) 직위 성명 연락처 E-mail

연구책임자 포은초등학교 교사 방장혁

공동연구원 포은초등학교 교사 김강록

공동연구원 포은초등학교 교사 강세정

공동연구원 포은초등학교 교사 김신아

공동연구원 포은초등학교 교사 김유정

공동연구원 포은초등학교 교사 김희진

2020년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 STEAM 교사연구회를 운영하고자 본 신청서를 제출하며,

연구 (사업)를 수행함에 있어 관계규정과 제반사항을 준수할 것을 확약합니다.

2020년 11월 18일

주관연구기관장 : 포은초등학교장 (인) 연구책임자 : 방 장 혁 (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

··· 2

가. 연구 수행 내용 ··· 2

나. 연구 수행 결과 ··· 3

4. 결론 및 제언

··· 3

[부록]

부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물 부록2. 학생 산출물, 사진, 성찰일지

1. 요약문

2. 서론

◦우리 주변에서 일어나는 문제를 인식하고 해결하는 과정을 통해 과학 탐구에 대한 의지와 긍정적인 인식을 높인다.

◦스스로 과학을 탐구하고 언어로 표현하는 활동을 통해 과학적 의사소통 능력을 높인다.

◦인류가 당면한 문제에 공감하고 이를 적극적으로 해결하려는 태도를 기른다.

지속가능발전교육을 주제로 STEAM교육과정을 운영한다. 과학, 기술, 수학, 공학, 예술 교과가 자연 스럽게 융합된 실생활의 문제 상황을 해결하는 활동을 통하여 실생활 문제 해결력을 신장한다.

1

과학에 흥미·동기부여를 증진시킨다. 문제 해결에서 오는 성공의 경험 누적, 문제 해결의 피드백 과정을 통해 새로운 도전에 대한 희망을 갖고, 과학기술 분야에 대한 흥미·동기부여를 증진시켜 후에 이공계 진로에 관심을 갖게 한다.

2

지속가능 발전교육에 대한 필요성, 중요성을 인식한다. 단순한 개발과 과학의 발전만을 추구하는 것이 교육의 지향점이 아니라 지키는 것, 회귀하는 것의 중요성 또한 인식할 수 있는 계기를 만든다.

3

우리 생활에 필요한 대부분의 가전제품은 전기로 움직입니다. 그런데 전기가 어떻게 생산되 는지는 그다지 관심이 없습니다. 마치 하늘에서 내리는 빗물처럼 사람의 노력이나 수고로움 없 이 자연스럽게 주어지는 것으로 여기기도 합니다. 하지만 어느 순간부터 전기생산으로 인해 사용되는 화석연료 때문에 아파하는 지구를 걱정하게 되고 조금 더 탄소 발생을 줄여 환경 을 보호하면서 우리에게 필요한 전기를 생산하는 방법을 찾기 시작하고 오랜 세월동안 과학자 들은 전기를 친환경적으로 생산하기 위한 고민을 하였습니다. 물의 위치에너지를 이용하는 수 력발전, 바람이나 땅의 온도를 이용하는 풍력발전과 지열발전, 태양열을 이용한 태양열발전 등 친환경 기술을 활용하여 전기를 생산하였지만 문제는 비용과 전기생산량이었습니다.

대한민국은 4계절이 뚜렷합니다. 아니 초등학교에서 4계절이 뚜렷하다고 학생들은 학습합니

다. 그래서 비가 적당히 오지만 특정 시기에 몰려 있어 1년 대부분의 날씨가 맑고 화창한 해

를 볼 수 있습니다. 태양.. 우리에겐 아주 중요하고 큰 영향을 주는 존재입니다. 이에 화창한

날 우리를 비추는 태양빛에 주목하게 됩니다. 대한민국 경상남도 통영시에서 멀리 떨어져 있

지 않는 연대도는 태양광만을 이용하여 전기를 생산하고 생산된 전기를 사용하고 있습니다. 태양

광을 이용해 필요한 전기를 충분히 생산하면서도 지구를 건강하게 지키는 그곳.. 우리의 프로젝

트는 여기서 시작하게 됩니다.

3. 연구 수행 내용

※ 2020년 STEAM 교사연구회의 과제(➀, ➁, ➂) 현재 수행 현황 및 내용 작성 ➀ STEAM 프로그램 개발 및 적용

- STEAM 프로그램 주제 선정(태양광의 섬 연대도의 비밀)

- ESD 관련 연수 및 교사 역량 강화, 주제 선정을 위한 컨설팅 개최(2회) ➁ STEAM 프로그램 적용 성과 연구 및 조사

- 학생 STEAM 관련 사전/사후 조사 활용(STEAM 선도학교 및 교사연구회 실태 조사 활용) - STEAM 프로그램 수업 일지 작성 및 반성

- StarT 프로젝트 개발 및 유튜브 제작 ➂ STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천 - 2020 교내 STEAM 체험 개최(11. 26~27) - StarT 프로젝트 참여

※ 프로그램 개발 중점사항(어떤 프로그램을 어떻게 개발하였는지 작성)

➀ 프로그램 개발 개요

- StarT 프로젝트의 맞는 주제 선정: 세계인들이 공감할 수 있으면서도 대한민국의 독특한 정서가 표현될 수 있도록 주제를 선정(경상남도 통영 근처 연대도를 주제로 선정)

- StarT에 프로젝트의 맞는 차시 계획: 5~8차시의 짧지만 모두가 실행할 수 있는 프로젝트 계획, 세계에 모두 있는 과목 선정, 과학 중심의 실생활 관련 내용 설정, 지구촌의 이슈를 반영

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 태양광 섬 연대도의 비밀

선행

프로그램명 해당없음

학교급 초등학교 대상 학년(군) 5~6학년

중심과목 과학 중심과목

성취기준 영역 [초등학교 5~6학년] 마. 생물과 환경

연계과목

국어 사회 실과 미술

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 5~6학년] 가. 듣기·말하기, 다. 쓰기

[초등학교 5~6학년] 아.

통일 한국의 미래와 지구촌의 평화

[초등학교 5~6학년] 마. 기술활용

[초등학교 5~6학년] 나. 표현

개발결과

주제 연번

차시

(시수) 과목 연계(안)

1 1(1) 국어(1)

2 2(1) 과학(1)

3 3~4(2) 과학(2)

4 5~7(3) 과학(1) + 사회(1) + 실과(1)

적용 결과 ※ 2020. 11. 19. 기준, 7차시 중 7차시 개발 및 7차시 적용 완료

4. 연구 수행 결과

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 7차시

수업 적용 일정 2020. 10. 26. ~ 2020. 11. 13.

(STEAM 수업)수혜학생 수 포은초등학교 170명(5학년 2개반, 6학년 4개반)

학생 태도검사 사전검사 10월 6개 학급(170명) 실시 완료

사후검사 미실시

학생 및 교사 만족도조사 11월 실시 예정

교사연구회 STEAM 행사 개최 2020. 10. 30. 5,6교시(13:00~14:10) 수업공개 2020.11. 26.~27. ‘STEAM 부스 체험행사’ 개최

논문 또는 학술대회 해당 없음

특허출원(국외, 국내) 해당 없음

2021 StarT 프로그램 참가 예정

5. 결론 및 제언

좋았던 점

- 학생들에게 다양한 주제에 대한 학습 경험을 제공할 수 있었음

- 문제 상황을 제시하고 스스로 내적동기를 가지고 학습에 몰입하도록 하여 효과적인 수업 진행이 가능했음

- 교사연구회를 조직할 때 교육과정 재구성이나 STEAM 교육에 관심이 있는 교사들이 모여서 STEAM 프로그램을 개발하므로 서로 의견을 존중하는 분위 기 속에서 다양한 아이디어를 떠올리고, 모을 수 있었음

- STEAM 교육에 대하여 좀 더 깊이 있는 이해를 하는 데 도움이 되었고, 나의 수업을 반성해볼 수 있는 동시에 새로운 방법을 적용해 볼 수 있었음

- 학생들뿐만 아니라 회원들과 준비하는 과정에서, 그리고 학생들에게 적용해 보면서 교사인 연구자 스스로에게도 배우는 점들이 많았음

어려웠던 점

- 정규 수업시간을 활용해 수업을 하니 교과 진도와 병행하는 것이 좀 어려웠음 - 성취기준을 중심으로 수업을 구성하여도 교과서 속 내용을 완전히 배제할 수 없으므로 수업 시수가 모자란다고 느낌

- 교사연구회 활동 자체도 처음인 선생님들이 많아 체계적으로 조직하고 실제 적이고 효율적으로 운영하는 것이 어렵고 근무 시간 내에 수업 준비, 업무를 하면서 교사연구회 활동을 하려니 선생님들이 모이는 시간, 협의하는 시간이 절대적으로 부족했음

- 어떻게 하면 제대로 된 STEAM 프로그램을 개발할 수 있는 가에 대한 고민이

많았고, 연구자의 기본 배경 지식과 경험으로는 다양한 프로그램 주제를 이끌

어 내는 데 어려움이 있음

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

태양광 섬! 연대도의 비밀

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역 1 1/7 [6국02-01]읽기는 배경지식을 활용하여 의미를 구성하는 과정임을 

이해하고 글을 읽는다. 나. 읽기

2 2/7 [6과02-01]태양이 지구의 에너지원임을 이해하고 태양계를 구성하는 태양과

행성을 조사할 수 있다. 나. 태양계와 별

3 3~4/7

[6

과

17-02]

자연 현상이나 일상생활의 예를 통해 에너지의 헝태가 전환됨 을 알고

,

에너지를 효율적으로 사용하는 방법을 토의할 수 있다

.

[초등학교] 더.

에너지와 생활

4 5~7/7

[6

과

17-02]

자연 현상이나 일상생활의 예를 통해 에너지의 형태가 전환됨을 알고

,

에너지를효율적으로 사용하는 방법을 토의할 수 있다

.

[초등학교] 더.

에너지와 생활

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 7차시)

수업주제 태양광 섬 연대도의 비밀을 파헤쳐라!

차시 주요내용

1 /7

주제명 태양광 섬 연대도의 비밀

책 ‘태양광 섬 연대도의 비밀’ 온 책 읽기 후 연대도에서는 태양광을 어떻게 활용하는지에 대해 토론하기

2 /7

주제명 자연친화적인 에너지의 근원 태양!

환경보호를 위한 다양한 에너지 중 태양에너지가 우리에게 어떤 도움을 주는지 확인하기 (빛과 열로 나누어 학생들과 우리 생활에 미치는 영향을 파악하기)

3~4 /7

주제명 태양 E 를 우리가 전기로 쓸 수 있다고?

태양에너지 이용과 관련하여 4 개의 영역을 설정하여 로테이션 학습하기 학습영역: 다양한 에너지의 종류 확인하기(과학 시간 학습한 내용 확인하기) 실험영역: 전기 발생 확인 장치를 통해 태양빛이 전기를 생산하는지 확인하기 조사&발표: 우리나라의 태양광 이용 사례 조사&발표하기

창작영역: 태양광 자동차 레이싱 경주하기

5~7 /7

주제(단원)명 태양광 에너지를 활용한 미니하우스 만들기

태양광 에너지를 활용하여 각종 전자기기가 작동되는 미니하우스를 직접 제작하면서 환경을 보호하면서 우리의 삶을 영위할 수 있는 방법 찾기

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

<1차시>

중심과목 국어 학교급/학년(군) 초등학교/5~6 학년군

중심과목 성취기준

영역

나. 읽기

^중심과목

성취기준

[6국02-01]읽기는 배경지식을 활 용하여 의미를 구성하는 과정임을  이해하고 글을 읽는다.

주제(단원)명 태양광 섬 연대도의 비밀 차시 1/7

학습목표 책 「태양광 섬 연대도의 비밀」을 읽고 태양광을 어떻게 활용하는지 설명할 수 있다.

연계과목 과학 연계과목

성취기준 영역

나. 태양계와 별

STEAM 요소

S 태양광 에너지에 대해 알아보기 T

E

A 책「태양광 섬 연대도의 비밀」 읽기, 태양광이 활용되는 사례 토론하기 M

개발 의도

우리나라에서 쓰이는 전기 생산 발전량의 비율에 대해 이야기하고, 신재생 에너지만으 로 살고 있는 섬을 언급하며 책을 도입한다. 책을 읽고, 책 내용을 파악하기 위해 알게 된 점, 궁금한 점, 느낀 점을 적은 후 친구들과 이야기해보고, 태양광의 활용 사례를 모둠별 로 조사 및 토론한 후 친구들과 공유하는 것으로 차시를 마무리한다.

본 차시는 전(全)차시를 아우르며 흐름을 알려주는 차시로, 책 「태양광 섬 연대도의 비밀」을 읽고, 신재생 에너지인 태양광 에너지만으로 미래의 우리의 집(에코 하우스)에서 사용하는 모든 전기를 만들 고 그 속에서 생활할 수 있음을 암시한다. 거의 신재생 에너지만으로 전기를 만들어 생활하는 연대도 의 사람들의 이야기를 극대화하기 위해 동기유발로 우리나라에서 쓰이는 전기 생산 발전량의 비율에 대해 이야기하고, 신재생 에너지만으로 살고 있는 섬을 언급하며 책을 도입한다. 책을 읽고, 책 내용을 파악하기 위해 알게 된 점, 궁금한 점, 느낀 점을 적은 후 친구들과 이야기해보고, 태양광의 활용 사례 를 모둠별로 조사 및 토론한 후 친구들과 공유한 후 본인이라면 태양광 에너지를 어떤 상황에 적용해 보고 싶은지를 생각해보고 친구들과 한 번 더 공유하는 것으로 차시를 마무리한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

• 우리나라 전기 생산 발전량 비율 보기

• 신재생 에너지의 종 류 알아보기

창 의 적 설 계

창의적 설계

• 우리 생활에서 태양 광 에너지를 적용해 보고 싶은 상황 발 표하기

감 성 적 체 험

• 책「태양광 섬 연대도의 비밀」

읽기

• 태양광의 활용 사례 조사 및 토론하기

감성적 체험

<2차시>

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/6 학년

중심과목 성취기준

영역

나. 태양계와 별 중심과목

성취기준

[6과02-01]태양이 지구의 에너지원임을 이 해하고 태양계를 구성하는 태양과 행성을 조사할 수 있다.

주제(단원)명 자연친화적인 에너지의 근원, 태양! 차시 2/7 학습목표 태양이 우리 생활에 미치는 영향을 설명할 수 있다.

연계과목 국어 연계과목

성취기준 영역

가. 듣기·말하기

STEAM 요소

S 태양이 우리 생활에 미치는 영향 분류하기 T

E 연대도에서 태양광을 활용해 에너지를 얻는 방법 알기 A

M

개발 의도

환경보호를 위한 다양한 에너지 중 태양에너지를 생각하면 떠오르는 것을 자유롭게 브레인스토밍 한 후, 다양한 의견을 빛과 열로 분류하고 그 중에 긍정적, 부정적 영향으로 재분류하여 생활 속에서 태양에 밀접한 영향을 받고 있음을 알게 한다.

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 ( 5 분)

Co 우리나라에서 쓰이는 전기 생산 발전량의 비율을 보며 동기유발 하기 - 우리나라의 전기 생산 발전소에는 어떤 것이 있을지 이야기 나누기

- 2004 년부터 새롭게 생긴 신재생 에너지의 종류에 무엇이 있을지 이야기 나누기

Co 신재생 에너지만으로 전기를 만들어 생활할 수 있을까?

- 책 도입하기

자료[발전원별 발전량]

Tip! 우리나라 는 기력 발전소 전기 생산 발전량 이 많음을 강조해 연대도 이야기를 극대화시킨다.

전개 (30 분)

CD 책 「태양광 섬 연대도의 비밀」 읽고 내용 파악하기 - 짝꿍과 번갈아 소리 내어 읽기

- 알게 된 점, 궁금한 점, 느낀 점 포스트잇에 적고 칠판에 붙이기 - 반 친구들과 함께 이야기 나누기

CD 태양광의 활용 사례 조사 및 토론하기

- 모둠별로 조사 및 토론한 결과를 ‘잼보드’에 올려 친구들과 공유하기

책「태양광 섬 연 대도의 비밀」, 포 스트잇, 태블릿 PC

Tip! 연대도에 서뿐만 아니라 우 리 생활에서도 어 떻게 활용하는지 다양하게 찾아보 고 토론하게 한다.

정리 ( 5 분)

ET 우리 생활에서 태양광 에너지를 적용해 보고 싶은 상황 발표하기 - 태양광 에너지 설치 장소 및 적용 방법에 대해 적고 칠판에 붙이기

허니콤보드, 보드 마카

본 차시는 태양이 우리에게 미치는 영향을 브레인스토밍 활동을 통해 의견을 모으고 이것이 태양의 빛 과 열 중 무엇 때문에 발생하는지 나누어 본다. 또한 태양이 우리에게 긍정·부정적인 영향을 주는 것 으로 재분류하여 4 가지 분류요소를 이용하여서 분류활동을 한다. 끝으로 학습한 내용을 토대로 태 양을 한 문장으로 표현하기 활동을 통해 마무리 한다. 이를 통해 태양은 우리의 삶에 밀접하게 관여한 다는 것을 인지시키고자 한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

-연대도에서는 태양광 을 어떻게 활용하고 있는지 퀴즈 풀기 -태양이 우리 생활에 는 어떤 영향을 주고 있는지 관심 갖게 하 기

창 의 적 설 계

창의적 설계

-태양을 한 문장으로 정의하며 우리 생활 속 태양이 어떤 의미 를 가지는지 스스로 정리하기

감 성 적 체 험 -태양하면 떠오르는 것 자유롭게

적어보기

-태양에 관련된 내용을 빛과 열 의 관점으로 분류하기

-태양이 우리에게 주는 영향을 긍정적 관점과 부정적 관점으로 분류하기

감성적 체험

학습 과정

교수-학습 활동

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

학습자료 및 유의점

도입 ( 7 분)

Co 책 ‘태양광 섬 연대도의 비밀’과 관련하여 퀴즈 풀기

- 연대도에서 태양광을 어떻게 활용하는지에 대한 퀴즈 맞히기 - 태양광이 연대도에 미치는 영향 파악하기

책

Tip! 책 내용 중 태양광과 관련 된 부분에 집중하 여 퀴즈를 풀어 보고 이야기 나눈 다.

전개 (25 분)

CD ‘태양’하면 떠오르는 것

- ‘태양’하면 떠오르는 것 모둠별 브레인스토밍하기 - 작성한 내용 모둠칠판에 모으기

- ‘태양’하면 떠오르는 것 중 과학적 내용 찾아보기

- ‘태양’하면 떠오르는 것 중 태양이 우리 생활에 영향을 미치는 것 찾아보기

CD 태양이 우리 생활에 미치는 영향

- 태양이 우리 생활에 미치는 영향 알아보기

- 태양이 우리 생활에 미치는 영향을 빛과 열의 관점에서 분류하기 - 분류한 내용 칠판에 모으고 발표하기

CD 태양의 긍정 또는 부정적 영향 찾기 - 태양이 우리에게 주는 긍정적 영향 찾기 - 태양이 우리에게 주는 부정적 영향 찾기 - 분류한 내용 칠판에 모으고 발표하기

모둠 칠판 학습지

Tip! 추상적인 내용이나 동화, 만화에서의 표현 도 자유롭게 제시 하도록 한다.

허니콤보드

Tip! 태 양 의 긍정적 영향 중 에너지와 관련 된 부분에 초점 을 둔다.

정리 (8 분)

ET 태양이란?

- 태양을 한 문장으로 정의하기 - 태양에게 전하는 메시지

- 작성한 내용 친구들과 공유하기

학습지

<3~4차시>

학습 과정

교수-학습 활동

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

학습자료 및 유의점

도입 (15 분)

Co 동영상 [해와 바람 신재생에너지편]을 보며 동기유발 하기 - 신재생에너지에 대해 이야기 나누기

Co 로테이션 학습 방법 설명하기 - 영영별 활동 방법 설명하기 - 영역별 활동 장소 안내하기 - 모둠별 활동 영역 순서 안내하기

동영상 [해 와 바람 신 재생에너지 편]

전자칠판

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/6 학년

중심과목 성취기준

영역

[초등학교] 더. 에너지와 생활 중심과목 성취기준

[6

과

17-02]

자연 현상이나 일상생활의 예 를 통해 에너지의 헝태가 전환됨을 알고

,

에너지를 효율적으로 사용하는 방법을 토의할 수 있다

.

주제(단원)명 5. 에너지와 생활 차시 3~4/7

학습목표 태양(빛)에너지가 다른 에너지의 형태로 전환됨을 알고, 에너지를 효율적으로 사용하는 방법을 토의할 수 있다.

연계과목 미술 연계과목

성취기준 영역

[초등학교] 나. 표현

STEAM 요소

S 에너지의 종류 알아보기, 태양광 패널을 이용한 전기발생확인장치 실험 T

E 태양광자동차 경주

A 나만의 태양광 자동차 꾸미기, 조사 결과 공유 M

개발 의도

태양이 정말 전기에너지로 변할 수 있는 것일까? 환경이 더욱 중요해지는 요즘,

재생에너지의 하나인 태양 에너지를 실험을 통해 직접 확인해보고 이를 실생활에 어떻게 적용하면 효율적인지 토의해보고자 개발하였다.

환경이 더욱 중요해지는 요즘, 재생에너지의 하나인 태양 에너지를 직접 확인해본다. 본 수업은 학습, 실험, 조사·발표, 창작 영역으로 나눈 로테이션 수업으로 진행한다. 학습 영역에서는 에너지의 종류를 퀴즈를 통해 알아보고, 실험 영역에서는 태양광과 전구의 빛이 태양광 패널을 비추게 되면 패널에서 전기가 생겨난다는 사실을 실험을 통해 확인한다. 조사·발표영역에서는 다양한 참고서적을 이용하여 현재 우리가 태양광을 사용하고 있는 사례를 조사하여 발표한다. 창작영역에서는 태양광 자동차를 직 접 만들고, 빛을 비추어 경주를 해 보면서 패널에서 생겨난 전기를 직접 사용해보는 활동을 한다. 활 동을 마친 후, 모둠별 로테이션학습의 결과를 서로 공유하며 수업을 마무리한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

- 태양에너지가 전기에너지로 전환될 수 있음을 알아보기 - 신재생에너지로서

태양의 가치 알아보기 창 의 적 설 계

창의적 설계

- 빛으로 전기를 생산할 수 있음을 확인하기 - 태양광자동차를 만들어

시합하기

- 태양광에너지가 사용되 는 사례를 찾아보고 활 용방법에 대해 토의하기

감 성 적 체 험 - 에너지란 무엇일까?

- 빛이 정말 전기에너지로 변할 수 있을까?

- 태양에너지를 어떻게 더 효율적으 로 사용할 수 있을까?

- 태양광 자동차가 잘 움직이려면 어떻게 해야 할까?

감성적 체험

<5~7차시>

모둠 영역 활동 순서

시작 끝

1,2 조사・발표→ 실험→ 창작→ 학습

3,4 실험→ 창작→ 학습→ 조사・발표

5,6 창작→ 학습→ 조사・발표→ 실험

7,8 학습→ 조사・발표→ 실험→ 창작

전개 (60 분)

학습 영역( ^CD ) 실험 영역(^CD ) 조사·발표 영역( ^CD ) 창작 영역(^CD )

15 분 타이머, 활동지 [실험 영역]

전기발생확인 장치, 백열등, LED 전구 [조사·발표영역]

참고서적, 노 트북

[창작 영역]

태양광자동차 [에너지의 종류

QUIZ TIME!]

- ‘다양한 에너지의 종 류’ 문제 확인하기 - 모둠별로 문제 선

택 후 상대 모둠 에게 문제 제시, 상대 모둠은 정답 맞추기

- 틀린 문제는 활동 지에 정리

[빛으로 전기를 생산할 수 있다고?]

-‘전기발생확인장치’

를 태양빛이 비치 는 곳에 두고 장치 가 작동하는지 확 인하기

-‘장치’를 태양빛이 비 치지 않는 곳에 두고 전기 확인하기

[태양광을 활용한 우리나라의 모습]

- 참고서적을 이용 해 태양광을 우리 나라에서 어떻게 활용하고 있는지 조사하기

- 조사 결과를 ‘잼보드’

에 올려 공유하기

[태양광 자동차 만들어서 레이싱을!]

- 모둠별로 태양광 자 동차 1대 만들기 - 완성한 태양광 자

동차로 다른 모둠 과 경주하기

정리 (5 분)

ET 로테이션 학습 결과 정리하기

- 학습 영역에서 틀렸던 문제 설명하기

- 조사·발표 영역 결과물(잼보드) 확인하고 생각 나누기

전자칠판

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/5~6 학년군

중심과목 성취기준

영역

[초등학교] 열과 에너지 중심과목 성취기준

[6과17-02]자연 현상이나 일상생활의 예를 통해 에너지의 형태가 전환됨을 알고, 에너지를효율적으 로 사용하는 방법을 토의할 수 있다.

주제(단원)명 태양광 미니하우스 만들기 차시 5~7/7

학습목표 태양광 에너지를 효율적으로 사용하는 친환경 미니하우스를 만들 수 있다

.

연계과목 수학, 미술, 실과 연계과목

성취기준 영역

[초등 5~6학년군] 수학 규칙성과 대응 [초등 5~6학년군] 미술 표현 영역

[초등 5~6학년군] 실과 발명과 문제해결 영역

STEAM 요소

S 빛에너지가 전기에너지로 변환됨을 알기

T 태양광 패널, 인버터, 전자제품을 연결하여 전기가 흐르도록 하기 E 태양광을 전기에너지로 변환 시키는 방법 알기

A 살기에 편안하고 쾌적한 태양광 미니하우스 디자인하기

M 전자제품을 가동시키기 위해 필요한 전력량을 규칙과 대응을 통해 구하기

개발 의도 5~7 차시는 ‘태양광 섬 연대도의 비밀을 파헤쳐라!’의 마지막 수업차시이다. 학생들이 태양광 에너지를 활용하여 환경을 보호하는 마음을 가지면서, 동시에 우리의 삶도 영위할 수 있는 방법을 고찰해보고자 이 수업을 개발하였다.

이번 차시는 ‘태양광 섬 연대도의 비밀을 파헤쳐라!’의 마지막 수업차시이다. 본 수업은 1~4 차시에서 학 습한 내용을 총체적으로 활용하여, 태양광을 활용하는 미니하우스를 직접 제작한다. 활동의 성격상 3 차시를 연 달아서 수업한다. 먼저 활동 1 에서는 태양광 패널로 전기를 만드는 원리를 알아보고, 태양광을 활용하는 미니 하우스를 설계한다. 이때 태양광을 잘 모을 수 있는 곳을 찾는 것에 주안점을 둔다. 활동 2 에서는 설계도를 토 대로 태양광 미니하우스를 직접 제작한다. 이 때는 태양광 에너지로 집에서 쓸 수 있는 전자기기가 작동되 도록 미니하우스를 직접 제작하는데 초점을 둔다.

활동 3 에서는 태양광 미니하우스의 전자제품을 직접 가동해보고, 수정·보완한다. 전자기기가 작동되지 않

학습 과정

교수-학습 활동

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

학습자료 및 유의점

도입 (10 분)

Co 동영상 [집에서 에너지 모아요, 미니태양광]을 보며 동기유발 하기 - 가정에 미니 태양광 판넬을 설치한 사례를 동영상으로 살펴보기 - 가정에서 태양광 에너지를 사용하면 어떤 점이 좋을지 발표하기

동영상

Tip! 에 너 지 절약 측면에 서 좋은 점을 생각해보도록 유도한다.

전개 (100 분)

CD 태양광 미니하우스 설계 하기

- 태양광 패널로 가정에 전기가 공급되는 과정 알아보기

- 태양광패널, 인버터, 전자기기를 연결하여 전기가 잘 생산되는지 테스트해보기 - 태양광 미니하우스에서 태양광 패널을 설치할 위치 정하기

- 살기에 편안하고 쾌적한 환경이 되기 위해 적절한 공간 디자인 하기

CD 태양광 미니하우스 제작 하기

- 설계한 내용에 따라 태양광 미니하우스 제작하기

- 실제로 태양광 미니하우스에 빛을 모은 후, 전자기기들을 작동시켜보기

CD 태양광 미니하우스 보완 하기

- 전자기기가 작동하지 않을 시 해결방법을 찾고, 보완하기

CD 태양광 미니하우스 집들이 하기

- 모둠별 태양광 미니하우스에 방문해보기

- 모둠별 태양광 미니하우스의 좋은 점, 아쉬운 점을 발표하기

설계학습지, 태양광 패널, 컨버터, 생활전기제 품(전구 등)

종이로 된 미 니 하 우 스 , 채색도구

정리 (10 분)

ET 태양광 에코하우스 설계&제작 후 소감 나누기

- 줄줄이 발표로 ‘알궁나(알게된 점, 궁금한 점, 나의 생각·느낌)’ 발표하기

ET 앞으로 나의 에너지 생활 다짐하기

- 앞으로 내가 생활에서 어떻게 에너지를 활용할지 포스트잇에 적기 - 모든 학생들의 포스트잇을 모아 다짐나무를 완성하고, 학급에 게시하기 - 나의 에너지 생활 다짐에 따라 실천하기

Tip! 줄 줄 이 발표로 모두의 생각을 공유한 다.

포스트잇 다짐나무그림 았을 때 문제점을 해결할 수 있도록 교사의 도움이 필요하다. 활동 4 에서는 모둠별로 제작한 태양광 미 니하우스를 서로 소개하는 집들이 시간을 가진다. 이 활동을 통해서 학생들이 태양광 에너지를 활용하여 환 경을 보호하는 마음을 가지면서, 동시에 우리의 삶도 영위할 수 있는 방법을 고찰해보는 시간을 가질 수 있도록 한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

·가정에 미니 태양광 판넬을 설치한 사례를

동영상으로 살펴보기

·가정에서 태양광 에너지를 사용하면

좋은 점 발표하기 창 의 적 설 계

창의적 설계 ·태양광 미니하우스 집들이하기

·태양광 에코하우스 설계&제작 후 소감

나누기

·나의 에너지 생활 다짐하기

감 성 적 체 험

·태양광 미니하우스 설계 하기

·태양광 미니하우스 제작 하기

·태양광 미니하우스 보완 하기

감성적 체험

4. 학생활동지 / 학생참고자료

(※ 필요 시 추가 가능)

차시 2/7

차시: 2/7

태양은 우리 생활에 어떤 영향을 주고 있을까?

학년 반 번 이름:

◎ ‘태양’하면 떠오르는 것 자유롭게 적어보기

---자-르-는-선--- ◎ ‘태양’이란?

‘태양’은 ______________________이다.

왜냐하면

______________________________________ 때문이다.

[활동설명]

1. 1번 칸에 나의 생각을 적고 모둠 칠판에 붙입니다.

2. 모둠 칠판에 붙어 있는 다른 모둠원의 활동지를 가져와 2번 칸에 나의 생각을 적습니다.

(단, 한 장의 종이에 같은 의견이 두 번 적혀있으면 안됩니다.)

3. 위의 단계를 반복해 5칸이 모두 차면 활동지의 의견을 모둠 칠판에 정리합니다.

1

2

3

4

5

차시 3~4/7 - 학생 활동지

- 자기 평가지

알게 된 점이나 더 알고 싶은 점, 혹은 느낀 점에 대해 자유롭게 적어봅시다.

:

-학생 활동용 보조 자료

[직렬연결] [병렬연결]

[전압측정]

☞ +, -를 꼭 확인하고 연결하세요.

☞기기의 스위치는 반드시 [DCV] 범위에서만

움직이세요. (2.5, 10 두 가지 중 한 가지를 선택해서 사용하세요.)

☞ 위 사진을 잘 보고 측정 범위에 맞는 측정값을 읽어봅시다.

차시: 5~7/7

태양광 미니하우스 만들기 –설계하기-

학년 반 번 이름:

태양광 패널로 가정에 전기가 공급되는 과정 알아보기 STEP 1

▶ ▶

태양광 미니하우스 설계 하기 STEP 2

<설계 조건>

1. 태양광 미니하우스에서 태양광 패널을 설치할 위치 정하고, 설계도에 나타내시오.

2. 살기에 편안하고 쾌적한 환경이 되기 위해 적절한 공간을 만드시오.

6. 차시별 학생 평가기준 및 방법

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구

1/7

상 태양광 섬 연대도의 비밀 책 내용을 읽고 태양광을 어떻게 활용하는지 설명할 수 있다.

모둠별 토론평가 자기/동료평가지 (학생용) 중 태양광 섬 연대도의 비밀 책 내용을 읽고 태양광을

어떻게 활용하는지 인지하지만 설명하지 못한다.

하 태양광 섬 연대도의 비밀 책 내용을 읽고 태양광을 어떻게 활용하는지 인지하지 못한다.

2/7

상 태양이 (우리에게) 주는 영향을 이해하고, 이를 빛과 열로 구분하여 설명할 수 있다.

모둠별 토론평가 자기평가

자기/동료평가지 (학생용) 중 태양이 (우리에게) 주는 영향을 이해하고, 이를 빛과

열로 구분된다는 것을 알 수 있다.

하 태양이 (우리에게) 주는 영향을 이해하고, 이를 빛과 열로 구분하여 알지 못한다.

3~4/7

상 태양(빛)에너지의 형태가 전환되어 전기가 발생함을 이해하고 활용할 수 있다.

관찰평가 관찰평가지

중 태양(빛)에너지의 형태가 전환되어 전기가 발생함을 이 해할 수 있다.

하 태양(빛)에너지의 형태가 전환되어 전기가 발생함을 이 해하지 못한다.

5~7/7

상 태양에너지를 효율적으로 활용할 수 있는 집을 잘 구성하 고 만들 수 있다.

관찰평가 관찰평가지

중 에너지를 효율적으로 활용할 수 있는 집을 구성할 수 있다.

에너지를 활용하는 집을 구성하고 만들 수 있다.

하 에너지를 효율적으로 활용할 수 있는 집을 구성하여 만들지 못한다.

7. 학교생활기록부 기재 예시

항목 학생부 기재 예시

행동특성 및 종합의견

STEAM 수업에 적극적으로 참여하고 학습 활동을 끝까지 완수해내려 노력하 며 전 차시에 있어서 성취가 우수함. 특히 실생활에 적용할 수 있는 과학 기술 에 깊은 관심을 가지고 수업 시간에 열정적으로 참여함.

STEAM 수업 중에 자기 생각을 적극적으로 잘 드러내고 이해력과 논리적 사 고력이 좋아 과학 원리에 흥미를 가지고 잘 이해함. STEAM 수업시간에 적극적 으로 참여하며 대답과 발표를 자신감 있는 목소리로 크게 함.

STEAM 수업에 흥미와 열정이 있어, 앞으로 과학 관련 분야에서의 발전이 기 대됨. 학습 활동을 끝까지 완수하려고 노력하는 점이 칭찬할만함. 조용한 편이 지만 생각이 깊으며 주변 친구들의 입장을 잘 헤아려 말하고 행동하여, STEAM 수업 중 모둠활동 시 배려를 잘 하는 아이로 학급 내 신망이 두터움.

[부록2]

<수업을 위한 일지>

프롤로그

우리 생활에 필요한 대부분의 가전제품은 전기로 움직입니다. 그런데 전기가 어떻게 생산 되는지는 그다지 관심이 없습니다. 마치 하늘에서 내리는 빗물처럼 사람의 노력이나 수고로움 없이 자연스럽게 주어지는 것으로 여기기도 합니다. 하지만 어느 순간부터 전기 생산으로 인해 사용되는 화석연료 때문에 아파하는 지구를 걱정하게 되고 조금 더 탄소 발생을 줄여 환경을 보호하면서 우리에게 필요한 전기를 생산하는 방법을 찾기 시작하고 오랜 세월동안 과학자들은 전기를 친환경적으로 생산하기 위한 고민을 하였습니다. 물의 위치에너지를 이용하는 수력발전, 바람이나 땅의 온도를 이용하는 풍력발전과 지열발전, 태양열을 이용한 태양열발전 등 친환경 기술을 활용하여 전기를 생산하였지만 문제는 비용과 전기생산량이었습니다.

대한민국은 4계절이 뚜렷합니다. 아니 초등학교에서 4계절이 뚜렷하다고 학생들은 학습 합니다(요즘은 봄과 가을이 순식간에 지나갑니다). 그래서 비가 적당히 오지만 특정 시기에 몰려 있어 1년 대부분의 날씨가 맑고 화창한 해를 볼 수 있습니다. 태양.. 우리에겐 아주 중요하고 큰 영향을 주는 존재입니다. 이에 화창한 날 우리를 비추는 태양빛에 주목하게 됩니다. 대한민국 경상남도 통영시에서 멀리 떨어져 있지 않는 연대도는 태양광만을 이용하여 전기를 생산하고 생산된 전기를 사용하고 있습니다. 태양광을 이용해 필요한 전기를 충분히 생산하면서도 지구를 건강하게 지키는 그곳.. 우리의 프로젝트는 여기서 시작하게 됩니다.

Day-1

학생들과 함께 '태양광 섬 연대도의 비밀'이라는 책을 통해 이곳에서 어떻게 태양광을 이용해 전기를 생산하고, 생산된 전기를 살고 있는 주민들이 어떻게 사용하는지 알아봅니다.

<연대도의 비밀: 연대도는 육지에서 생산된 전기를 끌어와서 쓸 만큼의 전깃줄을 연결하기 힘든곳에 위치해있고 화석연료를 이용한 발전소를 그곳에 건설할 수 있는 공간이 부족하 였습니다. 이에 우연한 기회로 태양광만을 활용해 전기를 생산하는 섬이 되었고 이곳 모든 집든은 태양광으로 만든 전기를 사용합니다.>

이러한 이유로 마늘, 시금치 농사를 짓고 있는 한 할머니는 태양광 전기를 이용해 전기밥솥 으로 밥을 짓고, 냉장고에 음식을 보관할 수 있고 어두운 밤 집 앞을 환하게 밝히는 가로등 에도 낮에 생산한 태양광 전기를 이용합니다. 또한 어부인 한 할아버지는 태양광 전기를 이용하여 전기온수기를 설치해 밤마다 따뜻한 물을 이용할 수 있다고 합니다. 학생들과 연대도에 관한 이야기를 함께 나누면서 태양광을 활용할 수 있다는 것에 대한 관심을 가지게 만듭니다.

Day-2

인간의 무지와 무관심으로 편하게 사용하였던 전기로 인해 지구에 있는 화석연료를 쓸수록

지구는 더욱 아프게 되었습니다. 이것을 구체적으로 확인하기 위해 먼저 학생들은 화석연료를

캐기위해 지구를 파괴하는 예, 그동안 전기를 생산하기 위해 화석연료가 얼마나 많은 탄소배출을

하며 이것이 지구온난화에 어떠한 영향을 미치는지 파악하여 지구 생태계를 위험에 빠뜨

리게 되는지 조사해봅니다. 또한 인터넷을 활용하여 우리나라에서 화석연료를 이용하여

생산되는 전기가 전체 전기 생산량에서 얼마만큼을 차지하는지 인터넷을 통해 알아보고

수학에서 배운 그래프를 이용하여 도식화 해봅니다. 그래서 매년 얼마나 많은 화석연료가

전기 생산을 위해 소비되는지 파악하여 사태의 심각성을 깨닫는 시간을 가지게 됩니다.

Day-3

이제 지구를 아프지 않게 하면서 전기를 생산하는 방법으로 태양이 해답이라는 것을 알게된 학생들이지만 사실 태양에 대해서도 큰 관심을 가지지 않고 살았습니다. 아침에 자고 일어 나면 '태양이 떠있네'라는 생각과 함께 반복되는 일상속에서 살고 있고 '태양은?' 하고 질문을 한다면 '태양아래에 있으면 밝고 뜨거워요'라고 본인이 느낀 것을 단순히 이야기합니다.

이것은 태양이 빛과 열로 구성되어 있고 이것이 우리의 삶에 영향을 준다는 것을 잘 파악 하지 못한다는 뜻이기도 합니다. 태양광 발전이 열이 아닌 빛을 이용하는 만큼 열과 빛을 분리하여 사고할 수 있는 방향을 제시하기 위해 태양에너지를 생각하면 떠오르는 것을 자유 롭게 브레인스토밍 한 후, 다양한 의견을 빛과 열로 분류하고 그 중에 긍정적, 부정적 영향 으로 재분류하여 생활 속에서 태양에 밀접한 영향을 받고 태양빛을 다양한 방식으로 이용 하고 이것을 가지고 전기를 생산할 수 있다는 것을 인식합니다. 끝으로 학습한 내용을 토대로 태양을 한 문장으로 표현하기 활동을 통해 태양에 대한 긍정적인 인식과 함께 우리의 삶에 밀접하게 관여한다는 것을 인지시키고자 합니다.

Day-4

우리 생활에 밀접한 영향을 주는 태양에 대해 알게된 학생들은 실제로 태양광을 통해 에너지가 생산되는지, 생산된 전기를 어떻게 이용할 수 있는지에 대해 학습하게 됩니다. 먼저 태양빛이 비치는 창가에서 태양광 패널을 비추어 패널에서 생기는 전기를 확인하는 실험을 하게 됩니다.

생성되는 전기는 양을 전압으로 표시해주는 화면을 통해 나타나고, 프로펠러를 강하게 돌아 가게 하며 큰 소리의 알람이 울리게 됩니다. 이것을 보면서 학생들은 전선을 연결하지 않은, 건전지를 넣지 않은 기기에서 전기가 생성되어 작동됨을 확인하게 됩니다. 마찬가지로 태양광처럼 빛을 내는 백열전구 아래에 태양광 패널을 비추게 되면 패널에서 전기가 생겨 난다는 사실을 같은 방법을 활용하여 확인합니다. 교실에서 한참 실험이 진행되는 동안 몇몇의 학생들은 교실 옆 복도에서 태양광 자동차를 직접 제작하여 인공적인 빛을 비추어 태양광 자동차가 작동하는지 확인하게 됩니다. 이것은 태양광을 이용해 생산된 전기를 우리가 실생활에서 어떻게 활용할 수 있을지 자동차 레이싱을 하면서 간접적으로 경험하게 됩니다.

또한 교실의 다른 곳에서는 다양한 참고서적을 이용하여 현재 우리나라에서 태양광을 사용 하고 있는 사례를 직접 조사해보고 발견한 결과를 칠판과 연결된 컴퓨터에 작성하여 실시간 으로 공유합니다. 모든 학생들이 3가지 활동을 로테이션하면서 모두 경험할 수 있도록 교사는 타이머를 화면에 보이도록 하여 활동 시간을 제한하게 됩니다.

Day-5

태양광을 통해 전기를 생산할 수 있고 이것을 활용할 수 있다는 것을 알게된 학생들은

최종적인 프로젝트 과제로서 직접 태양광을 활용한 에코하우스를 제작합니다. 에코하우스는

태양광을 활용하여 전기를 생산하고 이 전기를 활용하여 집 내부의 모든 전기기구가 작동

하는 친환경 집을 의미합니다. 실제로 지붕을 만들고 벽돌을 쌓아 집을 지을 수 없기 때문에

교실에서 종이를 이용해서 작은 인형이 살 수 있는 정도의 크기로 집을 제작하고 여기에

외벽에 그림을 그리고 색칠을 하여 외부를 꾸미고 마치 누군가 진짜로 살 수 있을 것 같이

그럴듯하게 내부를 꾸밉니다. 그리고 지붕에 태양광 패널을 설치하여 집 안에 있는 작은

가전기기(예를들면 미니 선풍기, 미니 가습기, LED 조명 등)를 작동할 수 있도록 환경을

만들어줍니다. 이것은 단순히 학생들이 집을 만드는 경험에 그치지 않고 프로젝트를 수행

하면서 쌓아온 지식을 외부로 표출하는 과정이며 에코하우스 완성을 통해 프로젝트에 대한

성공경험과 성취감을 느끼도록 하는 중요한 과정입니다.

Day-6

태양광에 대해서 알게되었고 태양광을 활용한 에코하우스 만들기에도 성공한 학생들은 이제 태양광을 이용해서 전기를 마음껏 쓰는 세상을 만드는 것이 아니라 친환경적으로 전기를 생산하면서 또한 전기를 아낄 수 있는 방법에 대한 연구를 몰두하게 됩니다. 전기를 절약 하는 습관이야말로 이번 프로젝트에서 학생들이 가져야 할 가장 큰 수행 목표이기 때문입니다.

가정에서, 학교에서 전기를 아낄 수 있는 다양한 방법을 조사하고 실천 할 수 있는 실질 적인 계획을 세워 평소 생활속에서 습관을 가져 프로젝트가 끝이 나더라도 앞으로도 늘 친환경적으로 전기를 생산하면서 전기를 아껴쓰는 것이 지구를 위한 일임을 깨닫게 됩니다.

<활동 사진>

태양광 섬 연대도의 비밀 글을 읽고 느낀 점 알아보기 내용 분류하기

태양이 우리에게 주는 영향 태양이 우리에게 주는 영향 태양이 우리에게 주는 영향

책을 읽고 조사하기 책을 읽고 조사하기 잼보드로 공유하기

백열등을 이용한 태양전지 실험

백열등을 이용한 태양전지

실험 태양광을 이용한 실험

밝기 비교하기 태양광 자동차 만들기 태양광 자동차 만들기