한국과학창의재단 이사장 귀하

(1)

2020 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2020. 11. 17.

석사초등학교

(2)

【 2020년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】

과 제 개 요

과제명 2020년 STEAM 교사연구회 운영(석사초등학교)

STEAM 프로그램

유형 (유형2) 다양한 교과 간 협동 연구를 통한 STEAM 프로그램 신규 개발 ( √ ) 프로그램명 초등학교 블록과학놀이를 적용한 블랜디드 STEAM교육 프로그램

학교급 초등학교 대상 학년(군) 3~4학년군, 5~6학년군 중심과목 수학

과학

중심과목 성취기준 영역

[초등학교 3~4학년] (3) 측정 [초등학교 5~6학년] (4) 물체의 운동

연계과목

수학 실과 미술

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 5~6학년] (5) 자료의 가능성 [초등학교 5~6학년] (5) 기술활용 [초등학교 5~6학년] (2) 표현 연구기간 2020.7.20. ~ 2020.11.30.

신청금액 일금사백만원(￦4,000,000)

참여연구원 5명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 4명) 연구 수행자에 관한 사항

구분 소속(학교명) 담당과목 직위 성명

연구책임자 석사초등학교 담임 교사 이형구

공동연구원 만천초등학교 담임 교사 윤소희

공동연구원 석사초등학교 담임 교사 홍승기

공동연구원 성림초등학교 과학 교사 조광근

공동연구원 성원초등학교 담임 교사 이재준

2020년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아

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

2020년 11월 17일

주관연구기관장 : 석사초등학교장 (인) 연구책임자 : 이형구 (인)

한국과학창의재단 이사장 귀하

(3)

“이 보고서는 2020년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

(4)

목 차

1. 요약문··· 1

2. 서론··· 1

3. 연구 수행 내용 및 결과··· 3

4. 연구 수행 결과 ··· 4

가. 프로그램 적용 결과 개요 ··· 4

나. 수행결과의 검증 ··· 21

5. 결론 및 제언 ··· 24

6. 참고문헌··· 27

[부록]

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

부록2. 수업사진

(5)

1. 요약문

본 연구는 2015 개정교육과정 과학과 교육과정의 핵심개념 및 내용 요소의 연계 성을 중심으로 하여 즐겁고 심도 있는 과학과 교수학습 프로그램을 개발하기 위하 여 과학적·기계적 요소와 공학적·소프트웨어 교육적 요소들을 실제 구동 원리와 비 슷한 형태로 구현할 수 있는 블록을 수업 교구로 반영하여 교육 내용을 재구성하 고, 이를 STEAM 교수학습 플립러닝 자료로 제작하고 교수학습 활동에 반영하여, 블렌디드 STEAM 교육 프로그램을 개발하였다. 이를 통하여, 과학 기술 및 기초과 학 기반의 지식을 쌓고, 융합적 사고력과 문제해결력을 기르며, 효율적인 과학교 육 프로그램을 개발하는데, 목적을 두고 진행하였다.

2. 서론

가. 교사 연구회 목표

1) STEAM 교육을 위한 교육과정 분석을 통해 주제 설정 및 교육 환경 조성 2) 브릭과 유튜브와 같은 학생 친화적인 플랫폼을 활용하여 플립러닝 기반의 융

합 수업 자료를 개발

3) 연구 개발 프로그램을 일반화하여 4차 산업혁명 시대를 이끌어갈 창의·융합형 인재 육성에 기여

나. 연구의 필요성

- 블록과학놀이를 적용한 블랜디드 STEAM교육 프로그램 개발 및 적용 연구의 필 요성은 다음과 같다.

1) 다양한 환경 문제로 블렌디드 교육 및 플립러닝에 대한 사회적 요구 대두

2) 학생들의 흥미와 심도있는 탐구에 관심을 갖게 해줄 수 있는 블록교구와 유튜 브(Youtube) 플랫폼의 활용으로 학교현장의 교수학습 개선에 기여

3) 블렌디드 교육을 주제로 학습자 중심 프로그램의 개발, 적용 과정에서 다양한 수업 방법을 구안하여 학생들의 핵심역량 함양

다. 연구의 목적

-『블록과학놀이를 적용한 블랜디드 STEAM교육 』라는 주제로 초등과정 STEAM교 육 프로그램을 개발하는 목적은 다음과 같다.

1) STEAM교육을 위한 교육과정 분석을 통해 주제 설정 및 교육 환경 조성

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3) 연구 개발 프로그램을 일반화하여 4차 산업혁명 시대를 이끌어갈 창의·융합형 인재 육성에 기여

라. 세부 추진목표

1) 2015 개정교육과정 분석을 통한 연계 주제 및 성취기준 설정

가) 2015 개정교육과정 초·중 과학과 교육과정 분석을 통한 연계 과정 추출 나) 영역별 교수학습 내용 및 차시 구성

2) 블록과 플립러닝을 활용한 과학과 교수학습 프로그램 개발 가) 블록과 플립러닝을 활용한 과학과 교수학습 과정안 구안 나) 수업 활용 교수 및 플립러닝 교수학습 자료 제작

3) 개발 프로그램 효과성 검증 및 공유·확산

가) 개발 교수학습자료 시범 적용 및 적합성 점검 나) 연구회 자체 평가회 실시

다) 연구성과 공휴 및 확산

마. 연구 진행 세부 과정

구분 월별 계획

7월 8월 9월 10월 11월 12월

연구회 운영 방향설정(워크숍) 2015 개정교육과정 분석 영역별 교수 학습 내용 및 차시구성

시범 운영 대상 학급 선정 과학과 교수학습과정 구안 블록 교수학습교구 제작

플립 러닝 자료 제작 개발 교수학습 자료 시범 운영 중간점검 및 중간 워크숍 참가 개발 프로그램 적용 학급 사전 사후 검사

개발 프로그램 수정 보완 운영 결과 평가회

운영 결과 분석 및 운영 보고서작성 운영 결과 자료 제작

개발자료 공유 및 운영결과의 일반화

* COVID-19로 인 한 사 회 적 거 리 두 기 적 용 시 기 에 는 ZOOM을 활 용 한 원 격 화 상 회 의 및

(7)

3. 연구 수행 내용

◦ 연구의 내용 및 범위

- 본 연구의 목적을 달성하기 위한 연구 내용 및 범위는 다음과 같다.

1) 2015 개정 교육과정의 성취기준 및 다양한 수업 사례 분석을 통해 STEAM 프로 그램 개발 방향 설정

2) 브릭과 유튜브 플립러닝 기반의 교수학습자료 개발시

Bergmann

과

Sams(2012)

이 제시한 플립러닝 기본 수업 절차를 기본 초안으로 사용

3) 기존 교과에 STEAM 요소를 반영해 교육과정을 재구성, 이를 뒷받침하는 자료 제 작

4) 5학년 학급 2개 반, 6학년 학급 2개 반, 3학년 학급 1개 반을 선정하여 사전, 사후 검사를 실시하고 양적 연구를 통해 개발 프로그램의 효과 검증

※ 3학년 담임교사와 6학년 과학 전담 교사가 5학년 수업을 적용하기 어려운 점이 있어

3~4학년군과 5~6학년군의 연계 가능한 STEAM 프로그램을 개발함.

5) 본 연구를 통해 개발된 STEAM 프로그램의 일반화 및 교사 연수를 통해 확산

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 블록과학놀이를 적용한 블랜디드 STEAM교육 프로그램 선행

프로그램명 해당 없음

학교급 초등학교 대상 학년(군) 3~6학년 목표 수혜학생 수 150명 중심과목 과학 중심과목

성취기준 영역

[초등학교 3~4학년] (9) 물체의 무게 [초등학교 5~6학년] (7) 물체와 운동 [초등학교 5~6학년] (17) 에너지와 생활 연계과목

수학 실과 미술

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 5~6학년] (5)자료의 가능성 [초등학교 5~6학년] (5)기술활용 [초등학교 5~6학년] (2) 표현

개발계획

주제 연번

차시

(시수) 과목 연계(안)

1 1-2(2) 수학(1) + 과학(1) 2 3-4(2) 과학(1) + 수학(1) 3 5-6(2) 과학(1.5) + 실과(0.5) 4 7-8(2) 과학(2) + 실과(1) 5 9-10(2) 과학(1) + 미술(2) 개발·적용

현황 ※ 2020. 9. 22. 기준, 10차시 중 10차시 개발

(8)

4. 연구 수행 결과

에 대한 흥미도에 대하여 분석해 보고자 한다.

가. 본 연구를 통해 개발된 STEAM 교육 프로그램을 STEAM 교육 교사연수 및 강 원 지역 과학관 프로그램에 적용하여 보다 많은 초등교육현장에 확산될 수 있도록 한다.

나. 『블록과학놀이를 적용한 블랜디드 STEAM교육 프로그램』을 심화시켜 영재교육 프로그램에 적용하여 보고, 결과에 대한 피드백을 통해 프로그램이 다양한 교육 활동에 적용될 수 있도록 한다.

다. 학교에서의 다양한 교수학습 방법에 대한 사례를 제시함으로써 향후 블랜디드 러닝(

blended learning)

의 방향 설정에 기여한다.

가. 프로그램 적용 결과 개요

나. 수행 내용

1) 2015 개정교육과정 분석을 통한 연계 주제 및 성취기준 설정

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 10차시

수업 적용 일정 2020. 10. 5. ~ 2020. 10. 30.

(STEAM 수업)수혜학생 수 춘천 과학교실학급, 춘천 영재학급 30명 적용 완료 석사초, 성원초, 만천초, 우석초 92명 적용 예정

학생 태도검사 사전검사 9월 23일, 2개 학급(50명) 실시 완료 사후검사 11월 13일, 2개 학급(50명) 실시 완료

학생 및 교사 만족도조사 11월 13일 실시 완료

교사연구회 STEAM 행사 개최 코로나-19로 인하여 미정

논문 또는 학술대회 해당 없음

특허출원(국외, 국내) 해당 없음

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역 1 1~2/10

[4수03-03] 길이를 나타내는 새로운 단위의 필요성을 인식하여 1mm와 1km의 단위를 알고, 이를 이용하여 길이를 측정하고 어림할 수 있다.

(과학) [초등학교 5~6학년] 힘과 운동

2 3~4/10 [4과09-04] 간단한 저울을 설계하여 제작하고 그 결과 물을 평가할 수 있다.

(실과) [초등학교 5~6 학년] 기술 활용/혁신 (수학) [초등학교 5~6

(9)

2) STEAM 프로그램 총괄표(총 10차시)

3 5~6/16 6과07-02] 물체의 이동 거리와 걸린 시간을 조사하여 속력을 구할 수 있다.

(실과) [초등학교 5~6 학년] 기술 활용/혁신 (수학) [초등학교 5~6 학년] 양의 측정

4 7~8/10 [6과07-01] 일상생활에서 물체의 운동을 관찰하여 속 력을 정성적으로 비교 할 수 있다.

(실과) [초등학교 5~6 학년] 기술 활용/혁신 (수학) [초등학교 5~6 학년] 양의 측정

5 9~10/1 0

[6과17-02] 자연 현상이나 일상생활의 예를 통해 에너지 의 형태가 전환됨을 알고, 에너지를 효율적으로 사용하 는 방법을 토의할 수 있다.

(실과) [초등학교 5~6 학년] 기술 활용/혁신

차시 주요내용

1~2 /10

주제(단

원)명 바퀴를 이용한 거리측정기

거리를 어림하고 확인하는 작업을 통해 길이에 대한 양감을 기르는 활동을 하지만 실생활에는 자로 측정하기 어려운 곡선의 개념이 많지만 이를 측정 하는 방법이 제시되어있지 않다. 바퀴를 이용한 거리측정기를 제작하여 다 양한 곡선의 길이를 측정하여 보고 상황에 맞게 기어비를 변경하여 목적에 맞게 변형시킬 수 있는 능력을 기를 수 있다.

Co 구불구불한 길의 길이는 어떻게 잴 수 있을까요?

CD 바퀴를 이용한 거리측정기 설계하고 만들어 보기, 상황에 맞는 기어를 선택하여 거리 측정하기

ET 공정한 게임 구성, 거리측정기의 가독성, 디자인 평가

3~4 /10

주제(단

원)명 도르레의 원리를 이용하여 만든 나만의 낚싯대

기계적 구성이 가능한 브릭을 활용하여 낚싯대를 설계하여 제작하고 놀이 를 꾸며보는 활동은 실생활과 연계된 활동이라는 측면에서 과학적으로 문 제를 해결하는 능력을 알아보는 데 적합한 주제라고 할 수 있다. 놀이를 통하여 도르레의 원리를 알아보고, 이를 응용하여 공정한 게임을 설계해 봄으로써 과학적 사고력과 문제해결력, 과학적 의사소통 능력을 기를 수 있다.

Co 어떤 낚싯대가 무거운 물고기를 쉽게 잡을 수 있을까요?

(10)

5~6 /10

주제(단

원)명 브릭을 활용한 나만의 카트 만들기

본 활동은 카트의 원리를 이해하고 나만의 창의적인 카트를 제작하는 것 을 목표로 한다. 학생들은 브릭을 이용하여 카트를 제작한 후 바퀴의 크기, 경사로의 각도, 무게에 변화를 주어 실험을 하게 된다. 그 후 실험 결과를 바탕으로 속력이 빠른 나만의 카트를 제작하고 친구들에게 소개한다. 이 과정을 통해 학생들은 창의적 사고력을 기르고 실험을 설계하며 변인 통제 를 비롯한 과학적 탐구 과정을 익히게 된다.

Co 어떤 카트가 빠르게 달릴 수 있을까요?

CD 창의적인 카트를 설계하고 만들어 보기

ET 카트의 디자인 설계

7~8 /10

주제(단

원)명 기어비와 마찰력의 원리를 이해하고 나만의 자동차를 만들어보자 본 활동은 기어비의 원리를 이해하고 나만의 창의적인 자동차를 제작하 는 것을 목표로 한다. 학생들은 브릭을 이용하여 자동차를 제작한 후 기어 에 물려있는 바퀴의 크기, 기어의 크기, 무게에 변화를 주어 다양한 조건에 서 실험을 한다. 그 후 실험 결과를 바탕으로 이동거리가 가장 길고 미션 을 수행할 수 있는 카트를 제작하고 친구들에게 소개한다. 이 과정을 통해 학생들은 창의적 사고력을 기르고 실험을 설계하며 변인 통제를 비롯한 과 학적 탐구 과정을 익히게 된다.

Co 카트보다 발전된 자동차를 만들 수는 없을까?

CD 기어비를 이용한 창의적인 자동차 제작하기

ET 공정한 게임 구성, 디자인 평가

(11)

3) 블렌디드 교수학습 설계

- 각 영역별 교수학습과정 차시별 구성

- 각 차시별 수업모형 및 학습방법 설정 (원격수업 + 등교수업) - 원격수업용 영상자료 제작 및 안내 (유튜브 업로드)

- 교사용 수업 안내 자료 구성(수업전 자료, 본 수업) - 수업 시 활용할 수 있는 학생 학습 활동지 수록 가) 원격수업용 제작 영상자료

9~10 /10

주제(단

원)명 에너지 전환 과정 탐구하기 (5.에너지와 생활)

생활에서 에너지에 대한 흥미와 호기심을 갖고, 에너지가 필요한 까닭과 에너지를 얻는 방법을 알 수 있도록 한다. 우리 주변에서 이용하는 에너지 형태를 알아보고, 주변의 여러 가지 예에서 에너지 전환과정을 탐구한다.

이러한 개념을 바탕으로 브릭과 기계장치를 활용해 풍차를 만들어보고 다 양한 현상을 에너지 관점에서 자신의 언어로 표현해 볼 수 있도록 한다.

그리고 더 나아가 에너지를 효율적으로 이용하는 방법을 제시할 수 있도록 한다.

Co 구덩이 속 보물상자를 쉽게 들어올릴 수 있는 방법 고민해보기(스토리텔링)

CD 가장 효과적으로 에너지를 전환시킬 수 있는 풍차 시스템 구성하기

ET 자신의 느낌과 생각을 브릭 및 기계장치를 활용하여 창의적으로 표현, 서로의 풍차 시스템 공유하기

주요내용

▶ 브릭을 활용하여 굴렁쇠 측정기 만들기

▶ 다양한 크기의 기어를 활용하여 같은 거리를 측정해보고 비교하기

▶ 상황에 따라 알맞은 기어의 크기 찾아보기

▶(심화) 거리측정기의 한 바퀴의 길이를 측정 후 실제 곡선주로의 길이 측정해보 기

(12)

주요내용

▶ 브릭을 활용하여 자석 낚싯대 만들기

▶ 자석 낚싯대를 활용한 낚시 놀이 방법

▶ 브릭을 활용하여 움직이는 자석 자동차 만들기

▶ 자석 자동차를 활용한 놀이 방법 [ https://youtu.be/XTSrb93bujM ]

(13)

주요내용

▶ 브릭을 활용하여 창의적인 카트 만들기

▶ 경사로의 각도에 따른 카트의 속력 알아보기

▶ 경사로에서 카트의 무게에 따른 속력 알아보기

▶ 바퀴의 크기에 따른 속력 알아보기

(14)

주요내용 ▶ 기어비의 개념과 원리 이해하기

▶ 기어를 활용하여 속력이 가장 빠른 자동차를 만드는 방법 이해하기

(15)

주요내용 ▶ 에너지의 개념과 종류, 전환 이해하기

▶ 레고브릭을 활용하여 효율적인 풍차를 만드는 방법 이해하기

(16)

나) 블렌디드 교수학습과정안 구안

교과 과학/수학/기술 학교급

/학년군

초등학교/3~4학년군 중학교/1~3학년군

성취기준영역 힘과 운동

주제(단원)명) 굴렁쇠 측정기로 알아보는

기어비의 원리 시량 2차시

학습목표 ▶다양한 크기의 기어를 활용하여 굴렁쇠 측정기를 만들어 보고 기어비 의 원리를 이해할 수 있다.

수업 전 과제 (플립러닝

자료)

▶ 플립러닝 영상을 보고 브릭조립순서 알아보기

▶ 우리 주변에서 기어비가 사용되는 예 조사하기 수업활동 간 준비물

교사용 준비물

관련 동영상 및 사진자료, 레고브릭

학생용 준비물

레고브릭, 활동지, 필기도구

학습과정 학습요소 교수·학습 활동 자료(☆)

유의점(★) 교실 수업

준비 (수업 전)

학습 분위기 조성 (10분)

□ 사전 과제 플립 러닝(동영상 보기)

⦁우리 주변에 기어가 사용되는 예를 알아보기

⦁용도에 따른 다양한 크기의 기어 알아보기

<사전과제>

동영상을 시청하고 댓글을 통해 궁금한 점을 사전에 물어볼 수 있도록 한다.

학습 준비도 확인 및 문제

제시

도입 (5분)

□ 동영상 내용 확인

⦁사전 플립러닝 자료의 댓글 중 학생들의 궁금한 점을 확인

□ 학습목표 확인

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다양한 크기의 기어를 활용하여 굴렁쇠 측정기를 만들어보자.

□ 학습활동 안내하기

<활동1> 바퀴를 이용한 거리측정기 만들기

<활동2> 기어의 크기와 회전수의 관계 알아보기

<활동3> 다양한 곡선의 길이 측정하기

문제해결 활동

활동 1 (25분)

□ 활동 1: 바퀴를 이용한 거리측정기 만들기

⦁플립러닝자료를 활용하여 굴렁쇠 측정기 만들기

⦁자신의 굴렁쇠 측정기에 사용한 기어의 크기와 이유를 친구들과 공유하기

☆레고과학교구, 스 마트패드

★사전과제를 통해 제작시간 및 설명시 간을 단축하여 운영 한다.

활동 2 (20분)

□ 활동 2: 기어의 크기와 회전수의 관계 알아보기

⦁기어 변경하는 방법 익히기

⦁기어의 크기를 바꿔가며 같은 거리를 측정하며 회전수 비교하기

⦁거리에 따라 어떤 크기의 기어를 활용해야할지 생각하기

★간단한 크기별 기 어 사진을 보며 기 어의 크기가 바뀔 때 회전수가 변하는 이유를 생각한다.

★ P P T 사 진 자 료 를 활용하여 퀴즈형식 으로 수업을 진행한 다.

활동 3 (25분)

□ 활동 3: 다양한 곡선의 길이 측정하기

⦁같은 기어를 활용하여 서로 다른 곡선의 길이 측정하여 회전수 비교하기

⦁회전수를 단위로 곡선의 길이 비교하기

⦁한 바퀴당 길이를 cm로 전환하여 실제 곡선의 길이 측정하기

☆30cm자, 다양한 길이의 곡선주로

★주어진 곡선의 길 이에 따라 적당한 크기의 기어를 사용 하도록 지도한다.

정리 및 평가

정리 (5분)

□ 학습내용 정리하기

⦁기어의 크기가 다양한 이유는 무엇일까요?

⦁상황에 따라 기어의 크기를 바꿔야하는 이유는 무엇일까요?

⦁오늘의 탐구활동을 정리하여 발표하기

⦁동료 평가하기

(18)

교과 과학 학교급

/학년군 초등학교/3~4학년군

성취기준 영역

전기와 자기

(자기) 성취기준

[4과02-03] 일상생활에서 자석이 사용되는 예를 조사하고, 자석의 성질과 관련지어 그 기능을 설 명할 수 있다.

→[4과02-03] 일상생활에서 자석이 사용되는 예 를 조사하고, 자석의 성질과 관련지어 장난감을 만들고, 그 기능을 설명할 수 있다.

학습주제

자석의 성질을 이용한 장난 감을 계획하여 만들고 소개 하기

차시 10~11차시/12차시

학습목표 ▶ 자석을 이용한 장난감 만들기 활동에 즐겁게 참여할 수 있다.

▶ 자석을 이용하여 창의적으로 장난감을 만들 수 있다.

수업 전 과제 (플립러닝자

료)

▶ 플립러닝 영상을 보고 자석 장난감 만들기의 예 알아보기

▶ 플립러닝 영상을 통해 장난감을 활용한 놀이의 예 알아보기 수업활동 간 준비물

교사용 준비물

학생용 준비물

레고브릭, 자석, 활동지, 필기도구

유의점(★)

교실 수업 준비 (수업 전)

학습 분위기 조성 (10분)

⦁자석과 브릭을 활용하여 장난감 만들기의 예 학 습하기

⦁자석의 성질을 이용한 장난감을 만들 때 필요한 준비물 알아보기(모둠별)

https://youtu.be/XTSrb93bujM

<사전과제>

동영상을 시청하 고 댓글을 통해 궁금한 점을 사 전에 물어볼 수 있도록 한다.

제시

도입 (5분)

⦁사전 플립러닝 자료의 댓글 중 학생들의 궁금한 점을 확인

□ 학습주제 확인

자석의 성질을 이용한 장난감을 계획하여 만들고 소개하기

<활동1> 자석과 브릭을 이용한 장난감 계획하기

<활동2> 자석과 브릭을 이용한 장난감 만들고 놀이 구안하기

<활동3> 장난감 및 놀이 발표회하기

☆ 레고 과학 교구 , 스마트패드

★사전과제를 통

(19)

활동 1 (20분)

□ 활동 1: 자석과 브릭을 이용한 장난감 만들기 계획하기

⦁(모둠활동) 자석의 성질을 이용한 장난감 만들기 계획하기

- 자석의 어떤 성질을 이용하여 장난감을 만들 것인지 생각하기

- 브릭을 활용하여 어떤 기계적 요소를 사용할 것인지 생각하기

- 자신들이 만들 장난감 설계도 구상하기

해 제작시간 및 설명시간을 단축 하여 운영한다.

★다양한 장난감 을 구안 할 수 있도록, 자석장난 감의 예를 다양 하게 보여준다.

활동 2 (30분)

□ 활동 2: 자석과 브릭을 이용한 장난감 만들고 놀 이 구안하기

⦁(모둠활동) 자석의 성질을 이용하고, 브릭을 활용 하여 자석 장난감 만들기

- 자석장난감 만들기

- 우리 모둠이 만든 장난감의 장점과 단점을 정 리하고 수정할 부분 찾기

- 완성된 장난감의 가지고 놀이를 구성하며 수정 할 부분 찾기

- 장난감 수정하고 놀이 구안 완성하기

☆ 레고 과학 교구 , 스마트패드, 노트 북

★장난감의 장점 과 단점, 놀이방 법등을 구글공유 프레젠테이션 등 을 이용하여 쉽 게 구성할 수 있 도록 한다.

활동 3 (20분)

□ 활동 3: 장난감 및 놀이 발표회 하기

⦁ 자석 장난감 발표회 하기

⦁ 다른 모둠 자석 장난감의 특징, 장단점, 자석의 어떤 성질을 이용하였는지 정리하기

⦁ 자기평가/동료평가

- 오늘 활동에 대한 자기 평가 하기

- 자석을 이용한 장난감의 개발 및 놀이 구안에 대한 동료평가

☆구글 프리젠테 이션

★ 다른 모둠의 질문 및 장단점 에 대한 이야기 를 듣고, 자신들 의 장난감을 어 떻게 수정할 것 인가에 대한 계 획을 정리할 수 있도록 지도한 다.

정리 (5분)

⦁오늘의 탐구활동을 정리하여 발표하기

⦁활동지 회수

⦁다음차시예고

(20)

교과 과학/수학/기술 학교급

성취기준영역 힘과 운동

주제(단원)명) 브릭으로 직접 만들며

알아가는 카트의 원리 시량 2차시

학습목표 ▶다양한 카트를 만들어 보고 활용하여 카트의 원리를 이해할 수 있다.

수업 전 과제 (플립러닝

자료)

▶ 플립러닝 영상을 보고 브릭조립순서 알아보기 수업활동 간 준비물

교사용 준비물

학생용

준비물 레고브릭, 활동지, 필기도구

유의점(★) 교실 수업

준비 (수업 전)

학습 분위기 조성 (10분)

⦁플립러닝 영상을 보고 카트 만드는 법 알아보 기

★<사전과제>

동영상을 시청하고 댓글을 통해 궁금한 점을 사전에 물어볼 수 있도록 한다.

학습 준비도 확인 및 문제 제시

도입 (5분)

⦁사전 플립러닝 자료의 댓글 중 학생들의 궁금 한 점을 확인

□ 학습목표 확인

여러 가지 방법으로 카트를 제작해보고 카트의 원리를 알아보자.

<활동1> 브릭을 활용하여 카트 만들기

<활동2> 다양한 조건으로 실험하기

<활동3> 나만의 창의적인 카트 제작하기

활동 1 (15분)

□ 활동 1: 브릭을 활용하여 카트만들기

⦁설계도를 활용하여 카트 만들기

⦁제작된 카트의 구조에 대해 친구들과 이야기하 기

☆레고과학교구, 스 마트패드

★사전과제를 통해 제작시간 및 설명시 간을 단축하여 운영 한다.

(21)

성취기준

영역 물체의 운동 성취기준 [6과07-02] 물체의 이동거리와 걸린 시간을 조사하여 속력을 구할 수 있다.

학습주제 자동차의 속력에 영향을 주

인 요인 파악하기 차시 2차시

학습목표 ▶기어비와 마찰력의 원리를 이해하고 나만의 자동차를 만들 수 있다.

료)

▶ 기어비의 원리 이해하기

▶ 레고 브릭을 이용해 자동차를 만드는 방법 이해하기 수업활동 간 준비물

교사용 준비물

온라인 자료(동영상), 레고에 듀케이션(시범용), 빗면

학생용 준비물

레고에듀케이션(모둠별 1세 트), 활동지, 필기도구 및 네 임펜

활동 2 (15분)

□ 활동 2: 다양한 조건으로 실험하기

⦁바퀴의 크기에 변화를 주어 실험 진행하기

⦁무게에 변화를 주어 실험 진행하기

⦁경사의 각도에 변화를 주어 실험 진행하기

⦁실험 결과 정리하기

★실험의 변인 통제를 학생들 스스로 할 수 있 도록 유도한다.

☆활동지

활동 3 (30분)

`□ 활동 3: 나만의 창의적인 카트 제작하기

⦁실험한 내용을 바탕으로 나만의 창의적인 카트 설계하기

⦁설계한 내용을 바탕으로 카트 제작하기

⦁내가 제작한 카트 발표하기

정리 (5분)

⦁조건에 변화를 주었을 때 카트의 속력은 어떻게 변하나요?

⦁오늘의 탐구 활동을 정리하여 발표하기

⦁자기 평가 및 동료 평가하기

(22)

학습과정 학습요소 교수·학습 활동 자료(☆) 유의점(★)

교실 수업 준비 (수업 전)

학습 분위기 조성 (10분)

□ 온라인 학습

⦁기어비의 원리 알기

⦁브릭과 기계장치를 활용해 자동차 만드는 과정 알아보기

☆온라인 학습동 영상

★오프라인 수업 전 온라인 학습 동영상을 시청하 여 에너지의 기 본 개념을 이해 하고 학습활동에 대한 흠미 유발

제시

도입 (5분)

□ 동기유발

⦁기어가 없는 자동차가 아닌 발전된 자동차를 만 들 수는 없을까?

□ 학습문제 제시

▶ 기어의 비율을 알고 자동차의 속력에 영향을 주 는 것은 무엇이 있는지 알아봅시다.

☆PPT

□ 학습활동 안내

<활동1> 브릭을 활용하여 자동차 만들기

<활동2> 다양한 조건으로 실험하기

<활동3> 창의적인 자동차로 거리측정 및 미션수행

활동 1 (20분)

□ [활동1] 브릭을 활용하여 자동차 만들기

⦁설계도를 활용하여 자동차 만들기

⦁제작된 자동차의 구조에 대해 친구들과 이야기하 기

☆레고과학교구, 스마트패드

★사전과제를 통 해 제작시간 및 설명시간을 단축 하여 운영한다.

활동 2 (25분)

□ [활동2] 다양한 조건으로 실험하기

⦁기어가 맞물리는 바퀴의 크기와 종류에 변화를 주어 실험 진행하기

⦁무게에 변화를 주어 실험 진행하기

⦁기어비의 변화를 주어 실험 진행하기

⦁실험 결과 정리하기

☆다양한 크기의 기어, 바퀴

★실험 전 결과 를 예상해 보도 록 한다.

(23)

성취기준 영역

열과 에너지

(에너지 전환) 성취기준

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

학습주제 에너지 전환 과정 탐구하기

(5.에너지와 생활) 차시 2차시

학습목표

▶ 자연 현상이나 우리 생활에서 에너지의 형태가 바뀌는 예를 찾을 수 있 다.

▶ 에너지의 형태가 전환됨을 알고 에너지가 전환되는 과정을 탐구할 수 있 다.

료)

▶ 에너지의 종류와 에너지 전환 개념 이해하기

▶ 레고 브릭을 이용해 풍차를 만드는 방법 이해하기 수업활동 간 준비물

교사용 준비물

온라인 자료(동영상), 레고에 듀케이션(시범용), 이젤패드, 용수철 저울

학생용 준비물

레고에듀케이션(모둠별 1세 트), 활동지, 필기도구 및 네 임펜

활동 3 (20분)

□ [활동3] 창의적인 자동차로 거리 측정 및 미션 수행

⦁실험한 내용을 바탕으로 나만의 창의적인 자동차 설계하기

⦁설계한 내용을 바탕으로 자동차 제작하기

⦁제작한 자동차로 거리 측정 및 미션수행하기

☆학습지, 레고 과학교구

정리 (10분)

□ 학습내용 정리

⦁ 오늘의 탐구활동을 정리하여 발표하기

⦁ 동료 평가하기

☆학습지, 레고 과학교구

(24)

학습과정 학습요소 교수·학습 활동 자료(☆) 유의점(★)

교실 수업 준비 (수업 전)

학습 분위기 조성 (10분)

□ 온라인 학습

⦁에너지의 의미와 종류 알아보기

⦁에너지의 전환과정 알아보기

⦁브릭과 기계장치를 활용해 풍차 만드는 과정 알 아보기

☆온라인 학습동 영상

★오프라인 수업 전 온라인 학습 동영상을 시청하 여 에너지의 기 본 개념을 이해 하고 학습활동에 대한 흠미 유발

제시

도입 (5분)

□ 동기유발

⦁오래된 광산 근처의 깊은 구덩이 속에서 발견된 보물상자를 쉽게 들어올릴 수 있는 방법 고민해보기

□ 학습문제 제시

▶ 자연 현상이나 우리 생활에서 에너지의 형태 가 바뀌는 예를 찾아봅시다.

▶ 에너지의 형태가 전환됨을 알고 에너지가 전 환되는 과정을 탐구해 봅시다.

☆PPT

□ 학습활동 안내

<활동1> 에너지의 종류와 에너지 전환의 알아보기

<활동2> 나만의 풍차 시스템 제작하기

<활동3> 에너지의 효율적인 사용법 제안하기

활동 1 (10분)

□ [활동1] 에너지의 형태가 바뀌는 예 찾아보기

⦁자연현상이나 우리 생활에서 에너지가 전환되는 예 찾아보기

⦁자연현상이나 우리 생활 속 다양한 예를 찾아 에 너지 전환 과정 설명하기

☆PPT

★주변의 다양한 예를 자유롭게 발표할 수 있는 분위기 조성을 통해 학생들이 에너지와 에너지 전환의 개념에 쉽게 다가갈 수 있도록 유도

활동 2 (35분)

□ [활동2] 나만의 풍차시스템 제작하기

⦁브릭과 기계장치를 활용해 풍차 만들기

⦁풍차의 안전장치(래칫)의 역할과 원리 탐구

⦁가장 효과적으로 에너지를 저장하고 방출하는 풍 차 시스템 탐구하기

- 돛의 재료, 모양, 넓이에 따라 풍력에너지를 모 으는 것에 관한 효과성 탐구

- 최대 들어올릴 수 있는 브릭의 수 측정하기 - 용수철 저울을 통해 힘 측정하여 비교하기

⦁효과적인 풍차 시스템 아이디어 공유하기

☆ 레 고 에 듀 케 이 션

★브릭을 통해 풍차 제작 시, 핵 심 조립부분 외 장치는 온라인 동영상 방법 그 대로 만들지 않 고 창의적으로 만들 수 있도록 유도

(25)

나. 수행결과의 검증 1) 연구 방법 가) 연구 대상자

본 연구에서는 강원도에 위치하는 1개 초등학교 3학년 1개반, 5학년 1개반 을 대상으로 선정하였다. 3학년 학생 27명, 5학년 학생 22명을 대상으로 STEAM 태도 검사지를 실시하였다.

나) 연구 절차

초등학교 5학년 학생 46명, 3학년 학생 27명을 대상으로 한국과학창의재단 에서 제공한 STEAM 태도 사전 검사지를 실시하였다. 사전검사 후 STEAM 프로그램을 진행하였으며 프로그램을 마친 후 STEAM 태도 사후 검사지와 STEAM 만족도 검사를 실시하였다.

다) 측정 도구

STEAM 프로그램이 STEAM 태도와 만족도에 미치는 영향을 알아보기 위해 한국과 학창의재단에서 제공한 STEAM 태도 검사지를 사용하였다. STEAM 태도 검사지는 과학, 수학과 관련된 흥미 요인 10문항, 배려 요인 6문항, 소통 요인 6문항, 유용성 /가치인식 요인 6문항, 자아개념 요인 4문항, 자아효능감 요인 4문항, 이공계진로선 택 요인 4문항인 총 40문항으로 이루어져 있다.

활동 3 (20분)

□ [활동3] 에너지의 효율적인 사용법 제안하기

⦁우리 학교에서 에너지를 효율적으로 이용하는 예 를 조사하기

⦁에너지를 효율적으로 이용하는 방법을 토의해 새 로운 아이디어 제안하기

⦁우리 학교의 에너지 사용 실태를 이젤패드를 통 해 글과 그림으로 표현하기

⦁우리 학교의 에너지 사용실태 발표하기

☆이젤패드, PPT

★모둠별 의견공 유가 자유롭게 이루어질 수 있 는 환경 구성

정리 (10분)

□ 학습내용 정리

⦁에너지의 의미와 우리 주변의 에너지 종류

⦁자연현상이나 우리 생활 속 에너지 전환과정의 예

⦁풍차 시스템에서 에너지 전환과정 및 효과적인 시스템

⦁에너지의 효율적인 사용법

☆PPT

(26)

2) 연구결과

가) STEAM 태도 결과

STEAM 태도 검사지를 활용해 사전, 사후 검사를 진행한 뒤 대응표본 t-검정 을 이용해 결과를 분석하였다.

변인 구인 수학에 관한

태도 문항 수

과학에 관한

태도 문항 수 계

STEAM 태도

흥미 5 5 10

배려 3 3 6

소통 3 3 6

유용성/가치인식 3 3 6

자아개념 2 2 4

자아효능감 2 2 4

이공계 진로 선택 2 2 4

구인 시기 N 평균 표준화

편차 F 유의확률 t 유의확률

(양측) 수학흥미 1 61 2.3344 0.79977 1.431 0.234 1.019 0.311

2 49 2.1714 0.87464 　　

과학흥미 1 61 2.7541 0.65767 0.054 0.817 0.709 0.480 2 49 2.6653 0.64600 　　

수학배려 1 61 3.0519 0.56070 0.007 0.933 0.871 0.385 2 49 2.9592 0.54701 　　

과학배려 1 61 3.1694 0.51863 0.014 0.906 1.229 0.222 2 49 3.0476 0.51370 　　

수학소통 1 61 2.7268 0.65690 0.017 0.897 1.312 0.192 2 49 2.5646 0.62806 　　

과학소통 1 61 3.0164 0.62190 0.096 0.757 1.436 0.154 2 49 2.8503 0.57760 　　

수학유용성 1 61 3.1858 0.81995 0.000 0.990 0.357 0.722 2 49 3.1293 0.83282 　　

과학유용성 1 61 3.0765 0.62478 0.058 0.810 0.769 0.444 2 49 2.9864 0.59301 　　

(27)

대략적인 결과를 보았을 때 모든 문항에서 t 값의 유의확률이 0.05보다 큰 결과를 얻게 되어서 통계적으로 유의미한 결과를 얻지는 못하였다. 1차에 참여하였지만 2차 에는 참여하지 못한 학급이 평소 수학, 과학에 대해 긍정적인 반응을 보였던 학급이 었기 때문에 설문조사 결과에서 전체적인 평균값이 조금 하락하였다. 그러나 설문에 모두 참여한 학급만을 비교해보면 항목 대부분에서 평균이 상승한 것을 알 수 있었 다.

수학자아개념 1 61 2.3689 0.85587 0.201 0.655 1.365 0.175 2 49 2.1429 0.87202 　　

과학자아개념 1 61 2.5820 0.75377 0.271 0.604 0.138 0.890 2 49 2.5612 0.81415 　　

수학자아효능감 1 61 2.6557 0.84922 0.074 0.786 0.996 0.322 2 49 2.4898 0.89262 　　

과학자아효능감 1 61 2.7951 0.69748 0.115 0.736 0.767 0.445 2 49 2.6939 0.67559 　　

수학진로선택 1 61 2.5984 0.83576 0.033 0.857 1.505 0.135 2 49 2.3571 0.83541 　　

과학진로선택 1 61 2.6885 0.70807 0.198 0.657 0.257 0.797 2 49 2.6531 0.73033 　　

(28)

5. 결론 및 제언

가. 결론

본 연구에서는 초등학교 블록과학놀이를 적용한 블렌디드 STEAM 교육 프로그램을 제작하 였다. STEAM 교육 프로그램 운영 계획을 수립하고, 적용하여 본 프로그램이 초등학생들의 과학 관련 태도에 어떤 영향을 미치는지 알아보고자 하였다.

초등학교 블록과학놀이를 활용한 블렌디드 STEAM 교육 프로그램은 초등학생들의 과학 에 대한 태도 향상에 효과적이었다. 흥미, 배려, 소통, 자아효능감, 이공계 진로선택에 대해 정(+)적인 결과가 나타났으며 이로 인해 STEAM 프로그램이 학생들의 정의적 영역에 긍정 적인 영향을 미친다는 사실을 알 수 있었다. 또한 과학과 관련된 문항에서 매우 유의미한 결과를 보였는데 이는 개발된 STEAM 프로그램이 과학을 중심으로 다른 교과와 융합하였다 는 점에서 이러한 결과를 얻은 것으로 사료된다.

결론적으로 개발된 STEAM 수업은 관련 지식을 습득하게 할 뿐만 아니라 미래 사회의 핵 심역량인 문제해결력, 의사소통능력 등을 가지게 한다. 또한 교과에 흥미를 갖게 하여 학생 들이 긍정적이고 지속적으로 학습할 수 있도록 한다는 점에서 큰 의의가 있다.

수업을 마친 뒤 학생들은 아래와 같은 반응을 보여 본 STEAM 교육 프로그램이 전반적으 로 학생들의 과학에 대한 관심과 흥미를 이끌었고 만족도가 높았음을 알 수 있다.

- 자동차의 속력이 빠르게 하려면 어떻게 해야하는지 알게 되었다.

- 자동차를 직접 만들어보고 시합을 하는 것이 재미있었다.

- 친구들과 함꼐 자동차를 만들어서 좋았다.

- 친구들과 함께할 수 있어서 재미있었고 스스로 문제를 해결할 수 있는 능력이 조금이 라도 길러진 것 같다.

- 거리 측정기 활동이 재미있었다.

- 다음에 또 하고 싶다.

○ 연구성화 공유 및 확산

- 강원도 과학교과 연구회 및 춘천권역 과학교과연구회 워크숍을 활용한 개발과제 발표회

- 강원도 테마연수를 통한 개발과제 소개 및 연수 - 초등/중등 영재교육원 과학 영재수업 적용

강원도 과학교과 연구회 및 춘천권역 과학교과연구회 워크숍을 활용한 개발과제 소개

(29)

영재교육원 과학영재 수업 적용

(30)

강원도 테마직무연수를 과정 소개 및 연수활동

나. 제언

1) 과학에 대한 태도

과학에 대한 태도 검사에서 유용성/가치인식과 자아개념의 경우 유의미한 차이를 얻지 못하였으나 평균값이 증가되었다는 점에서 긍정적인 효과를 확인하였고 유사한 STEAM 수 업을 지속적으로 수행할 경우 유의한 효과를 얻을 수 있을 것이라 생각된다. 학생들은 STEAM 수업에 흥미, 재미와 같은 긍정적인 태도를 보인 것뿐만 아니라 STEAM 수업을 통 해 관련된 지식을 익히고 문제해결력을 길렀음을 알 수 있다.

2) 교육자료의 보급성

해당 STEAM 교육 프로그램에서 사용한 교구인 레고 테크닉 시리즈가 가격이 비싼 편이 라, 기존의 학교 예산으로 구매하기 힘들 수 있어, STEAM 선도학교 등의 다양한 사업을 통 해 교구 구입을 할 필요가 있다. 교구만 구매가 되면 본 연구회에서 제작한 프로그램의 지 도안 및 활동지를 활용하여, 효과적인 신재생에너지 STEAM 수업이 효율적으로 이루어질 수 있다.

3) 프로그램의 운영

효과적인 수업운영을 위해 학년 초에 학교 내 STEAM 교사 협의체가 구성되고, 바쁜 학 교 일정 속에서도 교사 간 긴밀한 협조에 노력하여야 하며, 대외 공개수업을 활성화하여 좋

(31)

6. 참고문헌

교육과학기술부, 융합인재교육 추진성과 보고(2011). 융합인재교육 2011년 성과발표회 자료집, 10-25, COEX.

교육과학기술부, 한국과학창의재단(2012). 손에 잡히는 STEAM 교육.

김진수, STEAM 교육론. (양서원, 2012).

장진경(2014). 융합인재교육 프로그램이 초등학생의 창의성에 미치는 효과. 석사학위논문, 대구 교육대학교.

한국과학창의재단(2011). 2009 개정 교육과정에 따른 과학과 교육과정 연구

(32)

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

초등학교 블록과학놀이를 적용한 블랜디드 STEAM교육 프로그램

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역

1 1~2/10

[4수03-03] 길이를 나타내는 새로운 단위의 필요성을 인식하여 1mm 와 1km의 단위를 알고, 이를 이용하여 길이를 측정하고 어림할 수 있 다.

(과학)

[초등학교 5~6학년]

힘과 운동

2 3~4/10 [4과09-04] 간단한 저울을 설계하여 제작하고 그 결과물을 평가할 수 있다.

(실과)

기술 활용/혁신 (수학)

[초등학교 5~6 학년]

양의 측정

3 5~6/16 [6과07-02] 물체의 이동거리와 걸린 시간을 조사하여 속력을 구할 수 있다.

(실과)

양의 측정

4 7~8/10 [6과07-01] 일상생활에서 물체의 운동을 관찰하여 속력을 정성적으로 비교 할 수 있다.

(실과)

양의 측정

5 9~10/10 [6과17-02] 자연 현상이나 일상생활의 예를 통해 에너지의 형태가 전환 됨을 알고, 에너지를 효율적으로 사용하는 방법을 토의할 수 있다.

실과)

기술 활용/혁신

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 10차시)

차시 주요내용

1~2 /10

주제(단원)

명 바퀴를 이용한 거리측정기

거리를 어림하고 확인하는 작업을 통해 길이에 대한 양감을 기르는 활동을 하지만 실생활에 는 자로 측정하기 어려운 곡선의 개념이 많지만 이를 측정하는 방법이 제시되어있지 않다.

바퀴를 이용한 거리측정기를 제작하여 다양한 곡선의 길이를 측정하여 보고 상황에 맞게 기 어비를 변경하여 목적에 맞게 변형시킬 수 있는 능력을 기를 수 있다.

Co 구불구불한 길의 길이는 어떻게 잴 수 있을까요?

CD 바퀴를 이용한 거리측정기 설계하고 만들어 보기, 상황에 맞는 기어를 선택하여 거리 측정하기

ET 공정한 게임 구성, 거리측정기의 가독성, 디자인 평가

(33)

/10

명

기계적 구성이 가능한 브릭을 활용하여 낚싯대를 설계하여 제작하고 놀이를 꾸며보는 활동 은 실생활과 연계된 활동이라는 측면에서 과학적으로 문제를 해결하는 능력을 알아보는 데 적합한 주제라고 할 수 있다. 놀이를 통하여 도르레의 원리를 알아보고, 이를 응용하여 공정 한 게임을 설계해 봄으로써 과학적 사고력과 문제해결력, 과학적 의사소통 능력을 기를 수 있다.

Co 어떤 낚싯대가 무거운 물고기를 쉽게 잡을 수 있을까요?

CD 창의적인 낚싯대 설계하고 만들어 보기

ET 공정한 게임 구성, 낚싯대, 공정한 게임, 디자인 평가

5~6 /10

주제(단원)

명 브릭을 활용한 나만의 카트 만들기

본 활동은 카트의 원리를 이해하고 나만의 창의적인 카트를 제작하는 것을 목표로 한다.

학생들은 브릭을 이용하여 카트를 제작한 후 바퀴의 크기, 경사로의 각도, 무게에 변화를 주 어 실험을 하게 된다. 그 후 실험 결과를 바탕으로 속력이 빠른 나만의 카트를 제작하고 친 구들에게 소개한다. 이 과정을 통해 학생들은 창의적 사고력을 기르고 실험을 설계하며 변 인 통제를 비롯한 과학적 탐구 과정을 익히게 된다.

Co 어떤 카트가 빠르게 달릴 수 있을까요?

CD 창의적인 카트를 설계하고 만들어 보기

ET 카트의 디자인 설계

7~8 /10

주제(단원)

명 기어비와 마찰력의 원리를 이해하고 나만의 자동차를 만들어보자

본 활동은 기어비의 원리를 이해하고 나만의 창의적인 자동차를 제작하는 것을 목표로 한 다. 학생들은 브릭을 이용하여 자동차를 제작한 후 기어에 물려있는 바퀴의 크기, 기어의 크 기, 무게에 변화를 주어 다양한 조건에서 실험을 한다. 그 후 실험 결과를 바탕으로 이동거 리가 가장 길고 미션을 수행할 수 있는 카트를 제작하고 친구들에게 소개한다. 이 과정을 통해 학생들은 창의적 사고력을 기르고 실험을 설계하며 변인 통제를 비롯한 과학적 탐구 과정을 익히게 된다.

Co 카트보다 발전된 자동차를 만들 수는 없을까?

CD 기어비를 이용한 창의적인 자동차 제작하기

ET 공정한 게임 구성, 디자인 평가

9~10 /10

주제(단원)

명 에너지 전환 과정 탐구하기 (5.에너지와 생활)

생활에서 에너지에 대한 흥미와 호기심을 갖고, 에너지가 필요한 까닭과 에너지를 얻는 방 법을 알 수 있도록 한다. 우리 주변에서 이용하는 에너지 형태를 알아보고, 주변의 여러 가 지 예에서 에너지 전환과정을 탐구한다. 이러한 개념을 바탕으로 브릭과 기계장치를 활용해 풍차를 만들어보고 다양한 현상을 에너지 관점에서 자신의 언어로 표현해 볼 수 있도록 한 다. 그리고 더 나아가 에너지를 효율적으로 이용하는 방법을 제시할 수 있도록 한다.

Co 구덩이 속 보물상자를 쉽게 들어올릴 수 있는 방법 고민해보기(스토리텔링)

(34)

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 수학 학교급/학년군 초등학교/3~4학년군

중심과목

성취기준영역 측정 중심과목

성취기준

[4수03-03] 길이를 나타내는 새로운 단 위의 필요성을 인식하여 1mm와 1km의 단위를 알고, 이를 이용하여 길이를 측정하고 어림할수 있다.

주제(단원)명) 바퀴를 이용한 거리측정기 차시 2차시

학습목표 ▶ 바퀴와 기어를 활용하여 상황에 맞는 거리측정기를 만들 수 있다.

연계과목 과학 수학

연계과목

성취기준영역 [초등학교5~6학년] 힘과 운동

STEAM 요소

S • 기어비를 이용해 거리에 따라 다른 기어를 사용

• 힘과 운동

T • 기어의 목적과 기계의 구성 E • 거리 측정기 구상 및 제작

A • 설계 및 제작: 측정한 거리의 가독성 향상을 위한 디자인 설계 M • 자를 이용할 수 없는 거리 측정

• 곡선에서의 속력 측정을 위한 거리 측정

개발의도

거리를 어림하고 확인하는 작업을 통해 길이에 대한 양감을 기르는 활동을 하지만 실생활 에는 자로 측정하기 어려운 곡선의 개념이 많지만 이를 측정하는 방법이 제시되어있지 않 다. 바퀴를 이용한 거리측정기를 제작하여 다양한 곡선의 길이를 측정하여 보고 상황에 맞게 기어비를 변경하여 목적에 맞게 변형시킬 수 있는 능력을 기를 수 있다.

￭ 전체적인 수업의 흐름

[플립러닝] 거리측정기의 원리 알아보기

[플립러닝] 플립러닝 영상을 보고 브릭조립순서 알아보기

· 브릭을 활용하여 거리측정기 만들기

· 기어의 크기가 달라지면 회전수는 어떻게 변할까?

· 자신의 거리측정기를 활용하여 곡선 길이 맞춰보기

￭ 수업활동 간 준비물

· 교사용 준비물: 관련 동영상 및 사진자료, 레고브릭

· 학생용 준비물: 레고브릭, 활동지, 필기도구

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

· 구불구불한 길의 길 이는 어떻게 잴 수 있을까요?

창 의 적 설 계

창의적 설계

· 공정한 게임 구성

· 거리측정기의 가독성, 디자인 평가

감 성 적 체 험

· 바퀴를 이용한 거리측정기 설 계하고 만들어 보기

· 상황에 맞는 기어를 선택하여 거리 측정하기

(35)

학습

과정 교수-학습 활동 _{및 유의점(★)}^{학습자료(☆)}

분위기 조성 및

도입 (15분)

⦁브릭을 활용한 거리측정기 만드는 순서 알기

□ ^Co 동기유발

⦁ 구불구불한 길의 길이는 어떻게 재야할까요?

□ 공부할 문제

바퀴를 활용한 거리측정기를 만들어보자

<사전과제>

동영상을 시청하 고 댓글을 통해 궁금한 점을 사 전에 물어볼 수 있도록 한다.

전개 (65 분)

□ ^CD 활동 1: 브릭을 활용하여 거리측정기 만들기

⦁ 플립러닝자료를 활용하여 거리측정기 만들기

⦁ 거리측정기의 사용방법 모둠별로 이야기하기

□ ^CD 활동 2: 기어의 크기가 달라지면 회전수는 어떻게 변할까?

⦁ 기어의 크기를 변경해가며 같은 거리를 측정 해보고 회전수의 차이 비교하기

⦁ 기어의 크기와 회전수의 관계 알아보기

⦁ 상황에 따라 적합한 기어의 크기 알아보기

□ ^CD ^ET 활동 3: 무엇이 더 길까?

⦁ 완성된 거리측정기로 제시되는 두 개의 구불구불한 길의 길이 비교하기

⦁ 구불구불한 길의 길이 측정하기 게임 진행하기

☆레고과학교구, 스마트패드

★사전과제를 통 해 제작시간 및 설명시간을 단축 하여 운영한다.

☆다양한 크기의 기어, 직선 도로

★결과를 예상하 고 측정하는 활 동이 자연스럽게 연결될 수 있도 록 안내한다.

☆구불구불한 도 로

정리 (10 분)

□ ^ET 학습내용 정리하기

⦁ 오늘의 탐구활동을 정리하여 발표하기

⦁ 동료 평가하기