2019 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서
2019. 11. 5
갈곶초등학교
【 2019년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】
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 산성비 탐구 여행
학교급 초 대상 학년(군) 5-6학년
중심과목 과학 중심과목 성취기준 영역
[4과17-01]물이 이동하거나 상태가 변하면서 순환하 는 과정을 생명체, 지표면, 공기 사이에서 일어나는 다 양한 현상과 관련지어 설명할 수 있다.
[4과17-02]물의 중요성을 알고 물 부족 현상을 해결하 기 위해 창의적 방법을 활용한 사례를 조사할 수 있다.
[6과08-04]우리 생활에서 산성 용액과 염기성 용액을 이용하는 예를 찾아 발표할 수 있다.
연계과목
실과
연계과목 성취기준 영역
[6실04-07]소프트웨어가 적용된 사례를 찾아보고 우 리 생활에 미치는 영향을 이해한다.
[6실04-08]절차적 사고에 의한 문제 해결의 순서를 생각하고 적용한다.
[6실04-09]프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프 로그래밍 과정을 체험한다.
[6실04-10]자료를 입력하고 필요한 처리를 수행한 후 결과를 출력하는 단순한 프로그램을 설계한다.
[6실04-11]문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정 에서 순차, 선택, 반복 등의 구조를 이해한다.
수학
[6수05-02]실생활 자료를 그림그래프로 나타내고, 이를 활용할 수 있다.
[6수05-03]주어진 자료를 띠그래프와 원그래프로 나타 낼 수 있다.
[6수05-04]자료를 수집, 분류, 정리하여 목적에 맞는 그래프로 나타내고, 그래프를 해석할 수 있다.
연구기간 2019.5.16. ~ 2019.11.30.
연 구 비 일금사백만원(￦4,000,000) 참여연구원 3명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 2명)
연구 수행자에 관한 사항
구분 소속 학교명 담당과목 직위 성명
연구책임자 갈곶초등학교 초등 교사 정현진
공동연구원 효덕초등학교 초등 교사 조정연
공동연구원 청목초등학교 초등 교사 문효신
2019년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아
융합인재교육(STEAM) 교사연구회를 운영한 최종 결과로써 본 보고서를 제출합니다.
2019년 11월 5일
연구책임자 : 정 현 진 (인)
“이 보고서는 2019년도 정부의 재원으로
한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”
목 차
1. 요약문··· 1
2. 서론···
※ 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···
※ 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 ···
나. 연구 수행 결과 ···
1) ···
2) ···
4. 결론 및 제언 ···
※ 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
5. 참고문헌···
[부록]
부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물(교수학습지도안, 교사용 참고자료, 학생용 활동지)
부록2. (학생 산출물, 사진, 수업 영상, 성찰일지, 교사의견, 자체평가 결과 등)
부록3. 회의록 부록4.
(해당 시) 논문 게재, 특허 또는 실용신안 출원 증빙자료 제출
1. 요약문
◦ STEAM 프로그램 개발과 확산을 위한 기본 환경을 조성하고 (과제1) 프로그램 개발 및 적용
◦ ‘산성비 탐구 여행’프로그램을 개발 및 적용하고 (과제2) 프로그램 적용 성과 연구 및 조사
◦ 평가 및 일반화하여 주변에 본 프로그램을 전파하여 과학기술에 대한 학생들의 흥미와 이해를 높이고 융합적 사고와 문제해결력을 배양하는데 목적이 있다.
(과제3) 협력연구 강화 및 확산 실천
STEAM 프로그램
구분
프로그램명 산성비 탐구 여행
학교급 초 대상 학년(군) 5-6학년
중심과목 과학 성취기준 영역[초3-4] 물의 여행 [초5-6] 산과 염기
연계과목 실과
수학
연계과목 성취기준 영역
[초5-6] 기술 시스템 [초5-6] 자료와 가능성
개발결과
주제 연번 차시
(시수) 과목 연계(안)
1 3 과학(2) + 수학(1)
2 4 실과(3) + 수학(1)
3 4 실과(3) + 수학(1)
4 4 과학(2) + 실과(2)
5 3 과학(2) + 수학(1)
적용결과 ◇ 학생들은 코딩과 과학을 실생활의 문제를 중심으로 재미있게 배움 ◇ 학생들은 재미있는 STEAM교육으로 과학과 수학, 코딩에 관심이 갖게 됨
구분 수행 결과
교수학습지도안 개발 차시 총 18차시
수업 적용 일정 2019.6. ~ 2019.8..(파일럿 동아리 학생) 2019.9. ~ 2019.10.(일반학생) (STEAM 수업)수혜학생 수 갈곶초등학교 28명(5학년 전교생)
청목초등학교 30명(5학년 1개반) 학생 태도검사 사전검사 9월 3일, 2개 학급(59명) 실시 완료
사후검사 10월 29일, 2개 학급(59명) 실시 완료
학생 및 교사 만족도조사 10월 29일 실시 완료
교사연구회 STEAM 행사 개최 2019.8.17. ‘STEAM 가족과 함께하는 SW융합캠프’ 운영 2019.10.21. 6교시(14:00~14:40) 수업공개
논문 또는 학술대회 없음
특허출원(국외, 국내) 없음
2. 서론
최근 들어 기후변화로 인해 지구는 많은 몸살을 앓고 있다. 환경오염, 산성비, 미세먼 지, 온실효과 등 지구는 많은 병을 가지고 있으며 그 결과, 우리는 생활하는데 있어 예 전과 다른 불편한 모습을 가지고 있다. 그 중 학생들에게 가장 큰 관심사는 산성비와 미세먼지 일 것이다. 요즘은 비만 오면 학생들은
“산성비다. 맞으면 안돼. 대머리 될거야.”
라며, 서두르며 우산을 찾는다. 또한 미세먼지도 마찬가지이다.
“선생님, 오늘은 밖에 나가서 놀 수 있어요?”
라며, 봄철만 되면 쉬는 시간마다 와서 묻는다. 미세먼지가 많은 날은 강제로 교실이 감옥이 된 셈이다.
학문을 융합한 STEAM교육은 우리의 삶에서 문제점을 찾아 출발해야 한다. 우리 삶 에서 찾은 문제의 해결 과정은 학생들에게 동기의식을 높이고, 책임감을 갖게 해 준다.
그리고 해결 과정에서 주위에서 응원해주는 모습 속에 큰 감동과 성취의식을 느끼게 될 것이다. 이 모든 과정은 삶에서 문제점을 찾고 해결하기 때문이다.
‘산성비 탐구 여행’은 우리들 삶의 골칫거리인 산성비와 미세먼지를 다루는 이야기이 다. 산성비와 미세먼지의 원인과 결과를 알아보고 그것을 해결하기 위한 과정을 학생들 은 탐구해 볼 것이다. 이 과정은 요즘 미래교육의 초점이 되고 있는 코딩을 가지고 해 결하려 한다.
◦ STEAM 프로그램 개발과 확산을 위한 기본 환경을 조성하고 (과제1) 프로그램 개발 및 적용
◦ ‘산성비 탐구 여행’프로그램을 개발 및 적용하고 (과제2) 프로그램 적용 성과 연구 및 조사
◦ 평가 및 일반화하여 주변에 본 프로그램을 전파하여 과학기술에 대한 학생들의 흥미와 이해를 높이고 융합적 사고와 문제해결력을 배양하는데 목적이 있다.
(과제3) 협력연구 강화 및 확산 실천
3. 연구 수행 내용
STEAM 프로그램
구분
프로그램명 산성비 탐구 여행
학교급 초 대상 학년(군) 5-6학년
중심과목 과학 성취기준 영역 [초3-4] 물의 여행 [초5-6] 산과 염기
연계과목 실과
수학
연계과목 성취기준 영역
[초5-6] 기술 시스템 [초5-6] 자료와 가능성
개발결과
주제 연번 차시
(시수) 과목 연계(안)
1 3 과학(2) + 수학(1)
2 4 실과(3) + 수학(1)
3 4 실과(3) + 수학(1)
4 4 과학(2) + 실과(2)
5 3 과학(2) + 수학(1)
적용결과 ◇ 학생들은 코딩과 과학을 실생활의 문제를 중심으로 재미있게 배움 ◇ 학생들은 재미있는 STEAM교육으로 과학과 수학, 코딩에 관심이 갖게 됨
가.가.‘‘산성비 탐구 여행’‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘산성비
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산성비 산성비 산성비 산성비 산성비 산성비 산성비 산성비 산성비 산성비 탐구 탐구 탐구 탐구 탐구 탐구 탐구 탐구 탐구 탐구 탐구 여행̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇
여행여행여행여행여행여행여행여행여행여행’̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇
’’’’’’’’’’프로그램 개발 및 적용프로그램 개발 및 적용① 연구 환경 조성
인적 환경 구성 물적 환경 구성
학생 동아리
운영
가. 동아리 모집 : 본교 4~6학년 15명 구성 나. 운영 시간 : 매주 목요일 14:40~16:40 다. 운영 내용 : 산성비 탐구 여행 프로젝트
학교내
가. 학교텃밭 나. 학교 학생 게시판
다. 아두이노, 소프트웨어 활용 도구, 컴퓨터실
지역 협의체
가. 구성원 : 연구진 3명+참여희망교사
나. 운영시간 : 정기협의때 같이 참여, 워크숍 참여 다. 내용 : 프로그램 개발을 위한 토론 및 토의 중심 협의, 확산을 위한 논의
학교외
가. 진위천 및 진위천 정수장
나. 생태마을, 농업기술센터, 채소 화훼마을
학생동아리 미세먼지 지표식물 정기협의 지역협의체 수업 도구 구성
② 프로그램 개발
프로그램 주제 : 산성비 탐구 여행
1. 우리 삶의 문제거리 산성비와 미세먼지 2. 산성비와 미세먼지 탐구
3. 미세먼지로부터 우리 몸을 보호하는 활동 및 캠페인 활동 4. 산성비로 오염된 토양과 수질 보호하기
5. 환경을 보호하기 위한 우리의 할 일 차시별 주요 내용
문제이해공감(
문제이해공감(3)3) 아두이노 소개(4)아두이노 소개(4) 미세먼지측정기(4)미세먼지측정기(4) 식물에 끼치는 영향(4)식물에 끼치는 영향(4) 캠페인 활동(3)캠페인 활동(3)
⚫산성비의 피해
⚫산성비의 원인
⚫미세먼지 탐구
⚫손세정제 만들기
⚫미세먼지 측정 키트 만들기 소개
⚫아두이노, 오렌지보드 소개
⚫오렌지보드 활용 - RGB LED, LCD 모듈
제어하기
⚫온습도 센서 모듈 제어
⚫미세먼지 센서 제어
⚫미세먼지 측정기 만들 기
⚫미세먼지 측정기 설치
⚫아두이노 자동으로 물주는 식물키우기 키 트 만들고 코딩하기
⚫식물키우기
- 산성비로 키우는 식물 - 일반물로 키우는 식
물
• 산성비와 미세먼지 줄 이기 캠페인 자료 만들기
•키트 알리기
•캠페인 및 홍보 활동
•학생 의식 변화 설문 조사
③ 프로그램 적용
수업 모델 적용
수업 모델 검토
개발전(파일럿스쿨) 개발후
⚫갈곶초 4~6학년 15 명 학생동아리 구성 - 운영 시간 : 매주 목 요일 14:40~16:40 - 운영 내용 : 산성비 탐구 여행 프로젝트
⚫각 학교 고학년 운영 - 5~6학년 1개반 - 각 학교 해당 5,6 학생들에게 적용(갈곶 초, 청목초)
-9-10월 적용
⚫연구원 교차 검토 - 진행중 - 1주제 ↔ 2주제
- 3주제 ↔ 4주제
- 정기협의회를 통한 수업 모델 검토
나.‘나.‘산성비 산성비 산성비 산성비 산성비 산성비 산성비 탐구 여행’산성비 산성비 산성비 산성비 산성비 탐구
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탐구 탐구 탐구 탐구 탐구 탐구 탐구 탐구 탐구 탐구 여행̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇
여행여행여행여행여행여행여행여행여행여행’̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇
’’’’’’’’’’프로그램 수업 평가 방법 개발 및 적용 성과 조사프로그램 수업 평가 방법 개발 및 적용 성과 조사① 프로그램 적용 학생 성취도 평가
수업 모델 분석 수업 모델 검증 수업 성과 분석 및 조사
⚫자료 수집
- 수업 및 평가 녹화, 관찰, 면담, 전문가와의 논 의 기록
⚫자료 분석
- 교차 분석, 다각적 분석, 계속적인 협의
⚫수업 공개를 통한 모델 검증
- 10월 21일 진행 - 공개 수업 후 협 의를 통한 수업 모델 검증
⚫평가모델: STEAM 태도 및 만족도 검사지(창의재단)
⚫학생 태도 및 만족도 조사(전후조사)_사전사후 동일 학생 적용
- 각 학교(갈곶초, 청목초) 해당 5,6학년 학생들에 게 적용
- 사전검사 9월 / 사후검사 10월
⚫교원 만족도 조사(10월)
② 학교생활기록부 기재 예시문
차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구
1~3 /18
상 미세먼지로부터 내 몸을 보호하는 방법을 알고 있으며, 그것을 적극적 으로 실천한다.
체크리스트 체크리스트
중
미세먼지로부터 내 몸을 보호하는 방법은 알고 있으나 실천력이 부족 하다.
손세정제를 적극적으로 만드나 그것이 미세먼지로부터 어떻게 우리 몸 을 보호하는지 알지 못 한다.
하 미세먼지로부터 내 몸을 보호하는 방법을 모르며, 그것의 실천력도 미 흡하다.
4~7 /18
상 순차와 반복을 활용하여 LCD 화면에 보이는 나만의 주차연락처를 코딩 할 수 있다.
산출물
체크리스트 체크리스트
중 순차와 반복을 활용하여 LCD 화면에 보이는 나만의 주차연락처를 코딩 할 수 있으나 정확하지 않다.
하 순차와 반복을 활용한 LCD 화면에 보이는 나만의 주차연락처를 코딩할 수 없다.
8~11 /18
상 미세먼지 측정기의 외부틀을 정확하게 만들며 순차, 반복, 조건을 바탕 으로 프로그램을 작성하여 작동시킬 수 있다.
산출물
체크리스트 체크리스트
중 미세먼지 측정기의 외부틀을 정확하게 만들 수 있으나 순차, 반복, 조 건을 바탕으로 프로그램을 작성하는데 어려움을 느낀다.
하 미세먼지 측정기의 외부틀 만들기와 순차, 반복, 조건을 바탕으로 프로 그램을 작성하는데 어려움을 느낀다.
12~15 /18
상 자동으로 물주는 식물키트를 정확하게 만들고 산성비실험보고서를 구 체적으로 작성하였다.
산출물
체크리스트 체크리스트
중
자동으로 물주는 식물키트는 정확하게 만들 수 있으나 산성비실험보고 서를 구체적으로 작성하지 않았다.
자동으로 물주는 식물키트를 만드는데 어려움을 느꼈으나 산성비실험 보고서를 적극적이고 구체적으로 작성하였다.
하 자동으로 물주는 식물키트 만들기와 산성비실험보고서를 작성하는데 어려움을 느낀다.
16~18 /18
상
미세먼지 프로젝트에 친구들과 적극적으로 협력하여 참여 했으며 이 로 인해 미세먼지와 산성비의 피해와 대처방법에 대해 잘 알고 있습니 다.
자기 평가 자기평가지 중
미세먼지 프로젝트에 친구들과 적극적으로 협력하여 참여 했으나 미 세먼지와 산성비의 피해와 대처방법에 대한 지식과 활용이 미흡합니 다.
하 미세먼지 프로젝트에 소극적으로 참여하여 미세먼지와 산성비의 피해 와 대처방법에 대한 지식과 활용이 미흡합니다.
③ 적용성과
구분 수행 결과
교수학습지도안 개발 차시 총 18차시
수업 적용 일정 2019.6. ~ 2019.8..(파일럿 동아리 학생) 2019.9. ~ 2019.10.(일반학생) (STEAM 수업)수혜학생 수 갈곶초등학교 28명(5학년 전교생)
청목초등학교 30명(5학년 1개반) 학생 태도검사 사전검사 9월 3일, 2개 학급(59명) 실시 완료
사후검사 10월 29일, 2개 학급(59명) 실시 완료
학생 및 교사 만족도조사 10월 29일 실시 완료
교사연구회 STEAM 행사 개최 2019.8.17. ‘STEAM 가족과 함께하는 SW융합캠프’ 운영 2019.10.21. 6교시(14:00~14:40) 수업공개
논문 또는 학술대회 없음
특허출원(국외, 국내) 없음
미세먼지 홍보자료 키트 만드는 중 미세먼지측정키트 설치 손세정제 만들기
다.다.‘‘산성비‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘산성비
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산성비산성비산성비산성비산성비산성비산성비산성비산성비산성비 탐구 탐구 여행’탐구 탐구 탐구 탐구 탐구 탐구 탐구 탐구 탐구 탐구 여행̇ ̇̇ ̇̇ ̇̇ ̇̇ ̇̇ ̇̇ ̇̇ ̇̇ ̇̇ ̇̇ ̇̇ ̇ 여행여행여행여행여행여행여행여행여행여행’̇ ̇ ̇̇ ̇ ̇̇ ̇ ̇̇ ̇ ̇̇ ̇ ̇̇ ̇ ̇̇ ̇ ̇̇ ̇ ̇̇ ̇ ̇̇ ̇ ̇̇ ̇ ̇̇ ̇ ̇’’’’’’’’’’협력연구 강화 및 확산 실천협력연구 강화 및 확산 실천▪ ▪ 사례집 개발 및 배부 학교 홈페이지 탑재
공개수업이나 협의회때 인근교사 를 초청하여 통한 홍보 및 개발 프 로그램 파일 배부
▪ ▪ 정기적 워크숍 월 1회 정기 협의회
▪ 오픈의 날▪
공개수업 후 관련 토론회 일반학생 초청 공개수업 가족과 함께하는 캠프활동
▪ ▪ 찾아가는 연수 지원 스팀에 대한 연수 지원
지산초 찾아가는 연수를 통해 코 딩을 바탕으로 한 스팀 교육 연수
사례집 개발 워크숍 운영 컨설팅 및 자문
수업 모델 수업 가족 캠프 일반학생 초청
공개수업(공기청정기 만들기)
4. 연구 수행 결과
◦총 18차시 ‘산성비 탐구 여행’ STEAM 프로그램 자료 개발
◦실생활의 문제를 해결하는 과정에서 활발한 토의토론 활동이 이루어 짐 ◦STEAM 활동을 통해 과학, 수학, 코딩에 대해 관심이 보이는 학생이 많아짐
5. 결론 및 제언
○ 주제를 바탕으로 여러 가지 소재를 종합하여 학생들에게 제공하니 학생들의 흥미와 관심 이 높아져 수업의 적극성이 높아진 것을 알 수 있음
○ STEAM으로 주제를 구성하려다 보니 아무래도 주제는 실생활과 관련된 주제를 뽑는게 쉬 웠다. 아무래도 사회의 현상이 어느 하나의 요소로 이루어진 것이 아닌 여러 가지 요소가 얽혀져 있기 때문인 것 같다. 실생활과 관련된 교육활동은 학생들에게 ‘왜 공부해야 하는 가?’, ‘무엇을 공부해야 하는가?’라는 교육목적을 분명하게 심어주었으며, 더불어 이 교 육의 필요성을 자연스럽게 알게 해 줌
○ ‘친구들이 제가 만든 미세먼지 측정기를 보고 신기해하며 내년에 같이 해 보고 싶다고 얘기했어요.’
○ 피지컬을 다루는 코딩 활동을 하다보니 섬세한 작업이 필요하다. 특히 점퍼선의 연결이나 코딩의 명령어를 넣는 작업은 작은 오류라도 작동이 안되는 경우가 많아 신경을 많이 써야 한다. 이것을 가르칠 때 교사는 사전 작업을 해보고 코딩과 점퍼선 연결에 익숙해 져야 함.
6. 참고문헌
․코코아팹. 미세먼지 측정기 제작하기
․환경보전협회(2015). 푸른하늘지킴이 학생 워크북. 환경보전협회
․아두이노 식물키트 만들기 https://smartstore.naver.com/domekit
․문택주 외 2명(2017). 수학, 과학이 더 재미있어지는 엔트리 코딩. 영진닷컴
․경기도환경교육센터(2014). 경기도 환경교육 프로그램 모음집. 경기도평생교육진흥원
[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물
산성비 탐구 여행
1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정
연번 차시 (중심과목)
2015 개정 교육과정 성취기준
(연계과목) 성취기준 영역 1 1~3/18 [6과08-04] 우리 생활에서 산성 용액과 염기성 용액을 이용하는 예를 찾아
발표할 수 있다.
* 수학
[초등학교 3-4 학년]
(3) 들이
2 4~7/18 [6실04-09] 프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로그래밍 과정을 체 험한다.
* 수학
[초등학교 5-6 학년]
(4) 규칙성
3 8~11/18 [6실05-07] 여러 가지 센서를 장착한 로봇을 제작한다.
* 수학
[초등학교 5-6 학년]
(4) 규칙성
4 12~15/18 [6과05-03] 생태계 보전의 필요성을 인식하고 생태계 보전을 위해 우리 가 할 수 있는 일에 대해 토의할 수 있다.
* 실과
[초등학교 5-6 학년]
(5) 기술 활용
5 16~18/18 [6과05-03] 생태계 보전의 필요성을 인식하고 생태계 보전을 위해 우리 가 할 수 있는 일에 대해 토의할 수 있다.
* 수학
[초등학교 5-6 학년]
(5) 자료와 가능성
2. STEAM 프로그램 총괄표(총 18차시)
차시 주요내용
1~3 /18
주제(단원)명 문제에 대한 이해 및 공감
본 수업은 프로젝트의 첫 시간으로 산성비의 피해와 원인을 알아보고 그 심각성을 알아보는데 목적이 있다. 이 시간은 전체프로젝트로 보았을 때 프로젝트를 진행하기 위해 학생들에게 호기심과 흥미를 자극하는 시간으로 학 생들이 이 프로젝트를 하는 목적에 대해 알아야 한다.
그래서 공기의 소중함을 느껴보는 반면, 산성비의 피해와 원인도 알아보고 그 주원인 미세먼지와 대기오염에 대해서 세부적으로 알아본다. 또한 학생들에게 직접적인 체험활동으로 손세정제 만들기를 함으로써 학생들이 생 활 속에서 이 프로젝트의 가치를 느껴볼 수 있도록 설계했다.
★ 우리에게 공기는 얼마
나 필요할까? 창
의 적 설 계
창의적 설계
☘ 손세정제 만들기 Ⅰ. 공기의 소중함 느끼기
Ⅱ. 미세먼지와 대기오염 Ⅲ. 산성비의 원인과 피해 Ⅳ. 손세정제 만들기 - 1 분동안 짝과 함께 숨을
몇 번이나 쉬는지 세어보고 공기의 소중함을 느껴본다.
- 손세정제를 만들어 보면서 미세먼 지로부터 우리 몸을 지키기 위한 방법 을 알아보고 미세먼지의 심각성을 느 껴본다.
4~7 /18
주제(단원)명 아두이노 소개
학생들은 미세먼지에 민감하다. 쉬는 시간이나 점심시간에 밖에서 놀 수 있는 것은 미세먼지의 수치에 의해 결 정된다. 학생들은 교사에게
“오늘 미세먼지 어때요?”
라고 항상 물어본다.
학생들도 미세먼지에 의해 자신의 몸을 보호하고 싶으며, 깨끗한 하늘을 보고싶어한다. 이 시간은 ‘미세먼지 키 트’만들기 프로젝트의 첫 번째 단계이다. ‘미세먼지 키트’는 코딩과 피지컬 활동으로 컴퓨터에 여러 가지 프로그램 들이 준비되어야 한다. 이 시간은 그 준비과정이며, 학생들에게 아두이노에 대해 소개하는 시간이 된다.
★ 미세먼지 측정기
창 의 적 설 계
창의적 설계 ☘ 코딩과 피지컬
Ⅰ. 미세먼지 측정기 만들기 소개 Ⅱ. 아두이노, 오렌지보드 소개 Ⅲ. Mblock 소개 및 설치 Ⅳ. 드라이버 설치 및 보드 연결 Ⅴ. RGB LED 모듈, LCD 제어하기 - 매체의 미세먼지 보도가
아닌 보는 상황을 통해 현 재 우리가 살고 있는 곳의 미세먼지를 측정해보고 그 실태를 알아본다.
- 코딩을 통해 내가 원하는 명령어를 넣어보고 LED 와 LCD 를 통해 그 결과를 알아본 다.
8~11 /18
주제(단원)명 미세먼지 측정기
전 시간에 배운 것을 바탕으로 학생들은 직접 코딩과 미세먼지 측정기를 만들어 보는 경험을 해 볼 것이다. 백 문이불여일견이란 말처럼 학생들은 직접 체험해 봄으로써 미세먼지 측정기를 만들어 보는 것에 흥미를 느끼게 되 며, 미세먼지로부터 주위 사람들의 건강을 지키려는 자부심도 느끼게 될 것이다.
코딩이란 작업이 처음에는 생소하고 접하기 쉽지 않은 주제라서 학생들이 많이 혼란스러울 수 있기 때문에 교 사가 제시하는 모델(코딩)을 따라해 보고 그것을 바탕으로 수정하는 작업으로 학생들에게 점진적으로 접근하는 것이 좋을 것이다.
★ 각종 센서
창 의 적 설 계
창의적 설계 ☘ 코딩과 피지컬
Ⅰ. 온습도 센서 모듈 사용 Ⅱ. 미세먼지 센서 사용 Ⅲ. 미세먼지 측정기 만들기 - 센서를 통한 입력의 값이
출력되는 상황을 알아보고 제작해 본다.
- mblock 을 통한 코딩으로 미세먼지 측정기를 만들어보 자.
12~15 /18
주제(단원)명 산성비가 식물에 끼치는 영향
다양한 센서를 바탕으로 설계하는 아두이노 식물키우기 키트는 학생들이 그 동안 배운 엠블럭 코딩을 사용하여 만들 수 있다. 학생들 스스로 실험설계를 하여 산성비로 인해 발생할 수 있는 피해를 알아보는 과정은 학생들에 게 이 프로젝트의 목적을 위한 충분한 공감대를 형성해 줄 수 있을 거라 기대한다. 즉, 프로젝트의 내면화 과정에 중요한 부분인 이 시간은 학생들이 코딩을 하는 쪽보다 실험설계를 바탕으로 산성비가 식물에게 주는 피해를 스 스로 알아보는 과정이 무엇보다 중요하다. 코딩으로 인해 시간을 많이 빼앗긴다면, 교사가 코딩을 제시하여 학생 들에게 따라하게끔 하는 것도 좋을 것이다.
★ 아두이노 식물 키우기
키트 창
의 적 설 계
창의적 설계 ☘ 산성비 피해를 알 수 있
는 실험 Ⅰ. 아두이노 식물 키우기 키트
Ⅱ. 공기정화 식물 키우기 - 산성비로 키우는 식물 - 일반물로 키우는 식물 - 각종 센서를 바탕으로 아두
이노 식물 키우기 키트를 만들 어 보고 배운 mblock 으로 코 딩을 해 본다.
- 산성비의 피해를 들어 본 적 은 있지만, 직접 경험해 보지 않은 학생들에게 놀라운 경험 이 될 것이다.
16~18 /18
주제(단원)명 미세먼지 측정 및 캠페인 활동
학생들이 그 동안 개발해 온 코딩 및 피지컬 기계를 홍보하는 것뿐만 아니라 그것을 통해 실험해 온 결과를 주 위에 알릴 것이다. 학생들의 자신들이 공부해 온 것들이 교과서에만 있는 것이 아니라 우리 주변과 관련되어 있 고, 좋은 방향으로 변화시킬 수 있다는 것을 깨우칠 수 있도록 해야 한다. 그래서 학생들은 배운 것들에 대해 스 스로 동기부여를 하고 피드백을 받을 수 있도록 교사는 적절한 발문과 환경을 마련하는데 유의해야 한다.
★ 미세먼지 및 식물 키
트 창
의 적 설 계
창의적 설계
☘ 캠페인 및 설문활동 Ⅰ. 산성비와 미세먼지 캠페인
- 미세먼지 키트 - 식물 키트
- 학생 의식 변화 설문조사 - 코딩을 통해 만들어 본
키트를 주변에 알리고 설명 해 주는 활동을 통해 그 동 안 배운 것에 보람을 느끼 게 한다.
- 산성비와 미세먼지에 대해 알고 그에 대처하는 우리들의 자세를 주 변에 알리는 활동을 통해 생활태도 를 반성하고 자연을 지키고 보존하 려는 자세를 갖는다.
3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안
중심과목 과학 학교급/학년(군) 5-6 학년
중심과목 성취기준
영역
[초등학교] (8) 산과 염기 중심과목 성취기준
[6과08-04] 우리 생활에서 산성 용액과 염기성 용액을 이용하는 예를 찾아 발표할 수 있다. 주제(단원)명 문제에 대한 이해 및 공감 차시 1~3/18
학습목표
∙ 미세먼지와 대기오염에 대해 알 수 있다.
∙ 산성비의 피해와 원인을 파악할 수 있다.
∙ 손세정제를 만들어 내 몸의 청결을 유지할 수 있다.
연계과목 수학 연계과목
성취기준 영역
[초등학교 3-4 학년] (3) 들이
들이를 나타내는 표준 단위의 필요성을 인식하여 1L 와 1mL 의 단위를 알고, 이를 이용하여 들이를 측정하고 어림할 수 있다.
STEAM 요소
S 대기, 미세먼지, 산성비, 손세정제 만들기 T
E
A 산성비로 인한 피해
M 1L 와 1ml 의 단위로 숨으로 마시는 공기의 양 측정하기
개발 의도 대기오염으로 인해 산성비가 생성되는 과정을 배우고 대기의 소중함을 알아 본다. 그리고 산성비의 원인인 미세먼지를 알고 그것에 대한 대처방법도 알아본다.
본 수업은 프로젝트의 첫 시간으로 산성비의 피해와 원인을 알아보고 그 심각성을 알아보는데 목 적이 있다. 이 시간은 전체프로젝트로 보았을 때 프로젝트를 진행하기 위해 학생들에게 호기심과 흥 미를 자극하는 시간으로 학생들이 이 프로젝트를 하는 목적에 대해 알아야 한다.
그래서 공기의 소중함을 느껴보는 반면, 산성비의 피해와 원인도 알아보고 그 주원인 미세먼지와 대기오염에 대해서 세부적으로 알아본다. 또한 학생들에게 직접적인 체험활동으로 손세정제 만들기를 함으로써 학생들이 생활 속에서 이 프로젝트의 가치를 느껴볼 수 있도록 설계했다.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
★ 우리에게 공기는 얼마나 필요할까? 창
의 적 설 계
창의적 설계
☘ 손세정제 만들기 감 성 적 체 험 Ⅰ. 공기의 소중함 느끼기
Ⅱ. 미세먼지와 대기오염 Ⅲ. 산성비의 원인과 피해 Ⅳ. 손세정제 만들기 - 1 분동안 짝과 함께
숨을 몇 번이나 쉬는 지 세어보고 공기의 소중함을 느껴본다.
- 손세정제를 만들어 보면서 미세먼지로부터 우리 몸을 지키기 위한 방법을 알아보고 미세먼 지의 심각성을 느껴본다.
감성적 체험 학습
과정 교수-학습 활동 학습자료 및 유의점
도입 (10 분)
q 우리에게는 공기가 얼마나 필요할까?(10‘)
∙ 1분 동안 숨을 몇 번이나 쉬는지 짝과 번갈아 가며 측정하기
전개 (100 분)
q 소중한 대기(10‘)
∙ 대기란 무엇인가? ∙ 대기의 구성 요소 q 대기오염과 미세먼지(15’)
q 미세먼지와 산성비(15’)
∙ 이산화황, 이산화질소로 산성비 ∙ 산성비의 피해 q 손세정제 만들기(60’)
∙ 산성비의 원인과 피해 - EBS클립뱅크
-http://clipbank.ebs.co.kr/c lip/view?clipId=VOD_2012 0203_00286
Tip! 손세정제 만들기 -시중에서 구입 정리
(10 분)
q 오늘 배운 내용 정리하기 ∙ 오늘 알게 된 점 정리해 보기 ∙ 다음 차시 및 준비물 안내
중심과목 실과(기술) 학교급/학년(군) 5-6 학년 중심과목
성취기준 영역
[초등학교] (4) 기술 시스템 중심과목 성취기준
[6실04-09] 프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로그래밍 과정을 체험한다.
주제(단원)명 아두이노 소개 차시 4~7/18
학습목표 ∙ 미세먼지 측정기 만들기에 관심이 갖고 적극적으로 참여한다.
∙ 드라이버를 올바르게 설치하고 RGB LED 모듈의 문제를 해결할 수 있다.
연계과목 수학 연계과목
성취기준 영역
[초등학교 5-6 학년] (4) 규칙성
한 양이 변할 때 다른 양이 그에 종속하여 변하는 대응 관계를 나타낸 표에서 규칙을 찾아 설명하고, □, △ 등을 사용하여 식으로 나타낼 수 있다.
STEAM 요소
S 미세먼지
T 아두이노, 오렌지보드, 코딩, RGB LED 모듈, LCD E
A
M Mblock 코딩
개발 의도 학생들이 민감해 하는 미세먼지를 실시간으로 측정할 수 있는 측정기를 만들어보는 활동 의 첫 시간이다. 이 시간은 그 준비단계로 미세먼지 측정기를 만드는 환경설정 단계이다.
학생들은 미세먼지에 민감하다. 쉬는 시간이나 점심시간에 밖에서 놀 수 있는 것은 미세먼지의 수 치에 의해 결정된다. 학생들은 교사에게
“오늘 미세먼지 어때요?”
라고 항상 물어본다.
학생들도 미세먼지에 의해 자신의 몸을 보호하고 싶으며, 깨끗한 하늘을 보고싶어한다. 이 시간은
‘미세먼지 키트’만들기 프로젝트의 첫 번째 단계이다. ‘미세먼지 키트’는 코딩과 피지컬 활동으로 컴퓨 터에 여러 가지 프로그램들이 준비되어야 한다. 이 시간은 그 준비과정이며, 학생들에게 아두이노에 대해 소개하는 시간이 된다.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
★ 미세먼지 측정기 창 의 적 설 계
창의적 설계 ☘ 코딩과 피지컬 감 성 적 체 험 Ⅰ. 미세먼지 측정기 만들기 소개
Ⅱ. 아두이노, 오렌지보드 소개 Ⅲ. Mblock 소개 및 설치 Ⅳ. 드라이버 설치 및 보드 연결 Ⅴ. RGB LED 모듈, LCD 제어하기 - 매체의 미세먼지
보도가 아닌 보는 상 황을 통해 현재 우리 가 살고 있는 곳의 미 세먼지를 측정해보고 그 실태를 알아본다.
- 코딩을 통해 내가 원하는 명령어를 넣 어보고 LED 와 LCD 를 통해 그 결과를 알아본다.
감성적 체험 학습
과정 교수-학습 활동 학습자료 및 유의점
도입 (10 분)
q 미세먼지 측정기 만들기 소개(10)
∙ 오렌지보드, RGB LED모듈, LCD, 온습도센서, 미세먼지 센서
전개 (140 분)
q 아두이노란?(20‘)
∙ 입력, 출력, OS 알아보기 ∙ 하드웨어와 소프트웨어의 차이 ∙ 오렌지보드의 기본 구성 ∙ 아두이노(오렌지보드)로 만들어진 결과물 q 실습 환경 준비하기(40’)
∙ Mblock란? ∙ FTDI 드라이버 설치 ∙ Mblock 프로그램 설치 q RGB LED모듈 제어(40’)
∙ 하드웨어 연결 ∙ 블록 코드 업로드 및 나만의 코드 업로드 q LCD 제어(40’)
∙ 하드웨어 연결 ∙ 블록 코드 업로드 및 나만의 코드 업로드
∙ 오렌지보드 작품(코코아팹) - 미세먼지측정기
- 스마트홈
-https://www.youtube.com/
watch?v=3kMdzUuk8rI
Tip! 미세먼지 키트
-시중(코코아팹)에서 구입 정리
(10 분)
q 과제 해결
∙ 주어준 과제를 해결하는 블록코딩하기 ∙ 다음 차시 및 준비물 안내
중심과목 실과(기술) 학교급/학년(군) 6 학년 중심과목
성취기준 영역
[초등학교] (5) 기술 활용 중심과목 성취기준
[6실05-07] 여러 가지 센서를 장착한 로 봇을 제작한다.
주제(단원)명 미세먼지 측정기 차시 8~11/18
학습목표 ∙ 미세먼지 측정기 만들기에 관심이 갖고 적극적으로 참여한다.
∙ 온습도 센서와 미세먼지 센서를 가지고 미세먼지 측정기를 만들 수 있다.
연계과목 수학 연계과목
성취기준 영역
[초등학교 5-6 학년] (4) 규칙성
한 양이 변할 때 다른 양이 그에 종속하여 변하는 대응 관계를 나타낸 표에서 규칙을 찾아 설명하고, □, △ 등을 사용하여 식으로 나타낼 수 있다.
STEAM 요소
S 미세먼지
T 아두이노, 오렌지보드, 코딩, RGB LED 모듈, LCD E
A
M Mblock 코딩 개발 의도
미세먼지를 측정할 수 있는 미세먼지 측정기를 mblock 을 바탕으로 코딩하여 만드는 작업 이다. 처음 만들어 보는 개발물에 학생들은 많은 호기심을 가질 것이며, 만든 후 학교에서 실용화 됐을 때 학생들은 보람을 느낄 것이다.
전 시간에 배운 것을 바탕으로 학생들은 직접 코딩과 미세먼지 측정기를 만들어 보는 경험을 해 볼 것이다. 백문이불여일견이란 말처럼 학생들은 직접 체험해 봄으로써 미세먼지 측정기를 만들어 보는 것 에 흥미를 느끼게 되며, 미세먼지로부터 주위 사람들의 건강을 지키려는 자부심도 느끼게 될 것이다.
코딩이란 작업이 처음에는 생소하고 접하기 쉽지 않은 주제라서 학생들이 많이 혼란스러울 수 있기 때문에 교사가 제시하는 모델(코딩)을 따라해 보고 그것을 바탕으로 수정하는 작업으로 학생들에게 점진 적으로 접근하는 것이 좋을 것이다.
STEAM 학습 준거
상황 제시 상
황 제 시
★ 각종 센서 창 의 적 설 계
창의적 설계 ☘ 코딩과 피지컬 감
성 적 체 험 Ⅰ. 온습도 센서 모듈 사용
Ⅱ. 미세먼지 센서 사용 Ⅲ. 미세먼지 측정기 만들기 - 센서를 통한 입력
의 값이 출력되는 상 황을 알아보고 제작해 본다.
- mblock 을 통한 코딩으로 미세먼지 측정기를 만들어보 자.
감성적 체험 학습
과정 교수-학습 활동 학습자료 및 유의점
도입 (10 분)
q 미세먼지 측정기 만들 준비하기(10) ∙ mblock 설치 및 작동 확인
∙ 미세먼지 측정기를 만들 수 있는 드라이버 확인
전개 (140 분)
q 온습도 센서 모듈(40‘) ∙ 온습도 센서 모듈 작동 확인
∙ 온습도 센서 코딩 따라하기 및 수정하기 q 미세먼지 센서 모듈(30’)
∙ 미세먼지 센서 모듈 작동 확인
∙ 미세먼지 센서 코딩 따라하기 및 수정하기 q 미세먼지 측정기 하드웨어 조립(40’) ∙ 하드웨어 조립 및 선연결
q mblock 코딩(20’) ∙ 블록 코드 업로드
∙ PPT 및 학습지
Tip! 미세먼지 키트
-시중(코코아팹)에서 구입
정리 (20 분)
q 미세먼지 측정기 설치
∙ 학교에 미세먼지 측정기 설치 ∙ 다음 차시 및 준비물 안내
중심과목 과학 학교급/학년(군) 6 학년 중심과목
성취기준 영역
[초등학교] (5) 생물과 환경 중심과목 성취기준
[6과05-03] 생태계 보전의 필요성을 인 식하고 생태계 보전을 위해 우리가 할 수 있는 일에 대해 토의할 수 있다. 주제(단원)명 산성비가 식물에 끼치는 영향 차시 12~15/18
학습목표 ∙ 다양한 센서를 바탕으로 아두이노 식물키우기 키트를 만들 수 있다.
∙ 산성비와 일반물로 키운 식물의 발육 상태를 체계적으로 측정하여 설명할 수 있다.
연계과목 실과 연계과목
성취기준 영역
[초등학교 5-6 학년] (5) 기술 활용
여러 가지 센서를 장착한 로봇을 제작한다.
STEAM 요소
S 미세먼지, 산성비
T 아두이노, 코딩, 각종 센서 모듈 E
A 생태계의 보전 M Mblock 코딩
개발 의도
미세먼지의 영향으로 발생하는 산성비의 피해를 학생들은 실험을 통해 알아볼 것이다. 이 실험은 자동으로 식물을 키울 수 있는 피지컬(코딩)을 만들어 식물을 자동화시스템에서 키워 볼 것이다. 학생들은 자동화 식물키우기 시스템을 바탕으로 식물의 상태를 점검해 볼 것이며, 그 결과 산성비와 일반물에서 키운 식물의 상태를 비교해 볼 수 있다.
다양한 센서를 바탕으로 설계하는 아두이노 식물키우기 키트는 학생들이 그 동안 배운 엠블럭 코딩을 사용하여 만들 수 있다. 학생들 스스로 실험설계를 하여 산성비로 인해 발생할 수 있는 피해를 알아보는 과정은 학생들에게 이 프로젝트의 목적을 위한 충분한 공감대를 형성해 줄 수 있을 거라 기대한다. 즉, 프로젝트의 내면화 과정에 중요한 부분인 이 시간은 학생들이 코딩을 하는 쪽보다 실험설계를 바탕으로 산성비가 식물에게 주는 피해를 스스로 알아보는 과정이 무엇보다 중요하다. 코딩으로 인해 시간을 많이 빼앗긴다면, 교사가 코딩을 제시하여 학생들에게 따라하게끔 하는 것도 좋을 것이다.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
★ 아두이노 식물
키우기 키트 창
의 적 설 계
창의적 설계 ☘ 산성비 피해를 알 수 있는 실험 감
성 적 체 험 Ⅰ. 아두이노 식물 키우기 키트
Ⅱ. 공기정화 식물 키우기 - 산성비로 키우는 식물 - 일반물로 키우는 식물 - 각종 센서를 바탕
으로 아두이노 식물 키우기 키트를 만들어 보고 배운 mblock 으 로 코딩을 해 본다.
- 산성비의 피해를 들 어 본 적은 있지만, 직 접 경험해 보지 않은 학생들에게 놀라운 경 험이 될 것이다.
감성적 체험 학습
과정 교수-학습 활동 학습자료 및 유의점
도입 (10 분)
q 아두이노 식물키우키 키트 만들 준비하기(10) ∙ mblock 설치 및 작동 확인
∙ 식물키우기 키트를 만들 수 있는 드라이버 확인 ∙ 공기정화 식물키우기 프로젝트 소개
전개 (140 분)
q 아두이노 식물 키우기 키트 하드웨어 만들기(40‘) ∙ 하드웨어 조립 및 선연결
q 코딩 해 보기(30’)
∙ mblock 설치 확인 및 작동 확인 ∙ 블록 코딩 따라 해 보기 및 업로드 q 산성비 실험(20’)
∙ 산성비 실험을 어떻게 할까요?
∙ 실험 관찰을 어게 해야 하고 보고서는 어떻게 작성해야 할까요?
q 식물 키우기 키트 조립 완성 및 설치(50‘) ∙ 키트와 공기 정화 식물 연결 및 작동 확인
∙ PPT 및 학습지
Tip! 아두이노 식물 키우기 키트
-시중에서 구입
정리 (20 분)
q 식물 키우기 키트 설치 ∙ 학교에 식물키우기 키트 설치 ∙ 다음 차시 및 준비물 안내
중심과목 과학 학교급/학년(군) 6 학년 중심과목
성취기준 영역
[초등학교] (5) 생물과 환경 중심과목 성취기준
[6과05-03] 생태계 보전의 필요성을 인 식하고 생태계 보전을 위해 우리가 할 수 있는 일에 대해 토의할 수 있다.
주제(단원)명 미세먼지 측정 및 캠페인 차시 16~18/18
학습목표 ∙ 산성비와 미세먼지를 줄이기 위해 우리들이 해야 할 일을 알 수 있다.
∙ 산성비와 미세먼지를 줄이기 위한 캠페인 자료를 만들고 홍보할 수 있다.
연계과목 수학 연계과목
성취기준 영역
[초등학교 5-6 학년] (5) 자료와 가능성
자료를 수집, 분류, 정리하여 목적에 맞는 그래프로 나타내고, 그래프를 해석할 수 있다.
STEAM 요소
S 미세먼지, 산성비 T
E
A 생태계의 보전 M 통계
개발 의도 미세먼지의 영향으로 발생하는 산성비의 피해를 실험을 통해 알아본 결과를 주위에 홍보 하여 의식과 행동을 변화시킬 수 있는 캠페인 활동에 동참해 본다.
학생들이 그 동안 개발해 온 코딩 및 피지컬 기계를 홍보하는 것뿐만 아니라 그것을 통해 실험해 온 결과를 주위에 알릴 것이다. 학생들의 자신들이 공부해 온 것들이 교과서에만 있는 것이 아니라 우리 주변과 관련되어 있고, 좋은 방향으로 변화시킬 수 있다는 것을 깨우칠 수 있도록 해야 한다.
그래서 학생들은 배운 것들에 대해 스스로 동기부여를 하고 피드백을 받을 수 있도록 교사는 적절한 발문과 환경을 마련하는데 유의해야 한다.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
★ 미세먼지 및 식 물 키트
창 의 적 설 계
창의적 설계 ☘ 캠페인 및 설문활 동
감 성 적 체 험 Ⅰ. 산성비와 미세먼지 캠페인
- 미세먼지 키트 - 식물 키트
- 학생 의식 변화 설문조사 - 코딩을 통해 만들
어 본 키트를 주변에 알리고 설명해 주는 활동을 통해 그 동안 배운 것에 보람을 느 끼게 한다.
- 산성비와 미세먼지에 대해 알고 그에 대처하 는 우리들의 자세를 주 변에 알리는 활동을 통 해 생활태도를 반성하고 자연을 지키고 보존하려 는 자세를 갖는다.
감성적 체험 학습
과정 교수-학습 활동 학습자료 및 유의점
도입 (10 분)
q 캠페인 활동 및 설문조사 안내
∙ 산성비와 미세먼지 ∙ 학생 의식 변화 설문조사
전개 (140 분)
q 자료 수집(40‘)
∙ 산성비와 미세먼지에 관한 일반적인 상식 ∙ 산성비와 미세먼지에 대처하는 우리들의 자세 ∙ 미세먼지 키트와 식물키트 설명 자료
∙ 동아리 활동 안내 자료 q 캠페인 자료 만들기(40’)
∙ 산성비와 미세먼지에 관한 상식, 우리들의 자세 ∙ 미세먼지 키트와 식물키트 설명 자료
∙ 우리들의 약속 10가지 정하기 q 설문 조사 자료 만들기(30’) ∙ 설문 내용 정하기
예시) 산성비와 미세먼지에 대해 많이 알고 있었나요?
예시) 산성비와 미세먼지를 줄이기 위한 활동에 동참하실 건가요?
∙ 학습지
∙ 우드락
∙ 유성매직
∙ 스티커
∙ 삼각대
정리 (20 분)
q 캠페인 자료 설치
∙ 학교에 캠페인 자료 설치
Tip! 캠페인 활동은 3일 정도 진행 하고 그 결과도 학생들에게 홍보한
3. 학생활동지 / 학생참고자료
차시 1~3/18 주제 문제에 대한 이해 및 공감
소중한 대기
Ⅰ
대기란 무엇일까?
지구를 둘러싼 대기층은 지상에서 약 1,000km까지를 의미하지만 대기의 99%는 높이 32km 이내에 분포합니다. 대기는 무색, 무취의 투명한 기체로 지구 중심에서 잡아 당기 는 ( )에 의해 우주로 날아가지 못하고 지구 주위를 에워싸고 있습니다.
대기에는 생물이 살아가는데 있어서 꼭 필요한 성분들을 포함한 다양한 종류의 기 체가 혼합되어 있으며, 대기 중 여러 가지 요소의 상호작용과 대기의 이동에 의해 기 상현상이 일어나게 됩니다.
대기는 무엇으로 구성될까요?
함께 알아봅시다.
다.
① ②
지구 대기 성분에서 가장 많은 부분(78%)을 차지하는 이 기체를 발견한 이후에 많은 과학 자들은 이 기체를 이용하기 위해 연구를 거듭 했습니다. 그 결과 다른 기체들과의 반응을 통 해 비료, 염료 등에 사용되었습니다. 하지만 이 기체의 화합물들은 오염 물질로도 작용하여 산 성비, 스모그 등의 문제를 일으키기도 합니다.
원시시대에는 이 기체가 거의 없었지만 광합성을 할 수 있는 생물의 출현으로 현재는 대기 중에서 두 번째로 많은 기체성분이 되었습니다. 우리의 몸이 정 상적으로 기능을 하려면 이 기체가 16% 이상 존재해 야 합니다. 만약 이 기체가 뇌에 공급되지 않으면 위 험을 알아차리기도 전에 의식을 잃게 되므로, 이것이 적게 포함된 공기를 마시는 것은 매우 위험합니다.
③ ④
대기 중에 아주 적은 양이 존재하지만 이 기체는 지구복사에너지의 일부를 차단하여 지구 온도를 일 정하게 유지하는 이른바 온실효과를 일으킵니다. 또 한 동·식물의 호흡과정에서 발생하며, 물질을 태울 때도 발생합니다. 그런데 인구가 증가하고 산업 혁 명 이후 석탄, 석유 등을 사용하면서 이 기체의 발 생량이 증가하고 있습니다. 이 기체가 급증하면서 가장 이슈가 되고 있는 점은 지구온난화입니다.
이 기체는 산소원자 3개로 이루어져 있습니다.
이 기체가 갖고 있는 강력한 산화력은 하수의 살균, 악취 제거 등에 유용하게 이용되고, 지구 대기 중에 오존층을 형성하여 보호막의 역할도 하지만, 지표면에서는 인간의 건강에 해로운 영향을 미치는 대기오염 물질입니다.
우리에게 필요한 공기
∙ 1분 동안 숨을 몇 번이나 쉬는지 짝과 번갈아 서로 측정해 볼까요?
1) 나의 호흡수: ( ) 회 2) 짝의 호흡수: ( ) 회
∙ 우리는 한번 호흡할 때마다 약 500㎖ 정도의 공기를 들이 마시게 됩니다. 그렇다 면 1분 동안 마시는 공기의 양은 얼마가 될까요?
1L 우유팩으로 환산하면 ( )개 분량으로 대기를 마신다.
대기 오염
Ⅱ
깨끗한 대기와 더러운 대기
대기오염은 왜 일어날까요?
황사, 미세먼지, 스모그, 산성비
① 황사 ② 미세먼지
③ 스모그 ④ 산성비
황사와 미세먼지의 차이
• 황사는 바람에 의해 하늘 높이 올라간 미세한 모래먼지가 대기 중에 퍼져서 하늘을 덮었다 가 서서히 떨어지는 현상 또는 떨어지는 흙모래로 주로 자연적 활동으로 발생. 칼슘, 철분, 알루미늄, 마그네슘 등 토양성분을 주로 포함
• 미세먼지는 주로 연소 작용에 의해 발생하므로, 황산염, 질산염, 암모니아 등의 이온성분과 금속화합물, 탄소화합물 등 유해물질로 이루어짐
대기가 오염되면 어떻게 될까요?
산성비의 원인
① 황산화물 ∎ ∎ 자동차의 엔진에서 고온, 고압의 상태에서 질소와 산소가 반응하면서 생성
② 질소산화물 ∎ ∎ 주로 공장지대나 발전소에서 화석 연료가 연소될 때 발생
미세먼지도 산성비에 영향을 줘요.
• 대기 중 이산화황(SO2) 이나 이산화질소(NO2)가 많이 묻어있는 미세먼지는 산성비를 내리게 해 토양과 물을 산성화 시키고, 토양 황폐화, 생태계 피해, 산림수목과 기타 식생의 손상 등을 일으킬 수 있습니다.
산성비로 인한 피해
대리석 조각상의 피해 산림의 피해
① 산림의 황폐화 ∎ ∎ 물의 산성화, 중금속이온의 용해도 증가로 물고기에 직접 피해를 줌
② 호수의 산성화 ∎ ∎ 강한 부식력으로 금속이나 광물을 녹임
③ 동물의 피해 ∎ ∎ 산성물질의 독성에 의해 나무가 말라 죽음
④ 유적지 피해 ∎ ∎ 먹이 사슬에 따라 중금속 농축
손세정제 만들기
Ⅲ
준비물
컵 1개, 정제수 1개, 에탄올 1개, 글리세린 1개, 향료 1개, 스프레이통 5개, 스포이 드 5개, 나무스틱 5개
주의 사항
1. 눈에 들어가면 물로 즉시 닦아 낸다.
2. 먹으면 안 된다.
3. 용기는 에탄올로 조금 넣어 소독한다.
손세정제 만들기
1. 에탄올로 컵을 소독한 후 정제수 15ml를 넣어준다.
2. 에탄올을 넣는다.
3. 글리세린을 넣는다.
4. 향료를 넣고 저어준다.
5. 스프레이 뚜껑을 열고 에탄올로 소독한다.
6. 스포이드를 이용하여 스프레이 용기에 손소독제를 넣어준다.
7. 잘 분사되는 시험한다.
8. 스티커를 붙인다.
학습지
1. 손소독제에 들어가는 약품은 무엇이며 어떤 작용을 하나요?
2. 에탄올 외에 어떤 소독제들이 있나요?
3. 실험을 통해 느낀 점
차시 4~7/18 주제 아두이노 소개
미세먼지 측정기
Ⅰ
미세먼지 측정기 :
LCD, 온ㆍ습도 센서, 미세먼지센서를 통해 온ㆍ습도 정보 뿐 만 아니라 공기의 미세먼지 농도를 측정해 나타내는 똑똑한 미세먼지측정기미세먼지 측정기 구성
미세먼지센서
미세먼지의 수치측정
RGB LED
미세먼지 오염도의 상태를 색으로 표현 빨간, 노란, 초록, 파 랑색으로 구분
LCD
온도와 습도, 미세먼지 수치를 표시 미세먼지 수치에 따라 이모티콘 변경
미세먼지 측정기 준비
Ⅱ
아두이노란?
오렌지 보드 이탈리아 디자인 전문 학교에서 'IT와 디
자인을 융합한 학생을 만들자'라는 목표
로 마시모 반지(Massimo Banzi)라는 교
수가 기초 기술로 값싸게 기능을 구현할
수 있는 보드는 없을까? 라고 고민을 하
다가 직접 개발하여 탄생한 아두이노
실습환경준비하기
1. mblock2. 실습준비사항
3. 오렌지보드용 드라이버 설치
