2021 STEAM 교사연구회 결과보고서

2021 STEAM 교사연구회 결과보고서

2021. 11.

이화여자대학교 사범대학 부속 이화·금란고등학교

과제명 2021년 STEAM 교사연구회 운영

구분

연구회 구성 유형 (택 1) 프로그램 개발유형 (택 1)

① 융합학습공동체형

( )

1. 자유학기제형 ( )6. 학생 주도 참여형 ( ) 2. 첨단기술 및 ICT 교구 활용형( )7. 고교학점제 기반 학습형 ( ) 3. 온라인 기반 학습형 ( ) 8. 예·체능 중심 활동수업형 ( ) 4. 지역사회 연계형 ( )9. 유·초등 연계형 ( ) 5. 교육소외계층 포용형 ( )^{10. 자율선택형} (학교 자체 개발 프로그램)( )

② 글로벌형

( ○ )

프로그램 정보

프로그램명 고등학교 진로 수업을 위한 STEAM 프로그램

신규 개발 ○ 기 개발

학교급 고등학교 대상 학년(군) 1

중심과목 수학 중심과목 성취기준 영역 [고등학교 1학년] (2) 집합과 함수 연계과목 과학,사회,미술 연계과목 성취기준 영역

[고등학교 1학년] (2) 시스템과 상호작용 [고등학교 1학년] (3) 사회 변화와 공존 [고등학교 1학년] (1) 체험, (2) 표현 연구기간

신청금액

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

구분 소속(학교명) 직위 성명 담당과목

연구책임자 이대부속고등학교 교사 오세준 수학

참여연구원 이대부속고등학교 교사 김정원 과학(지구과학)

참여연구원 이대부속고등학교 교사 김하운 미술

참여연구원 이대부속고등학교 교사 노유진 과학(생명과학)

참여연구원 이대부속고등학교 교사 조아라 사회(윤리)

2021년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 STEAM 교사연구회를 운영한 결과로써 본 보고서를 제출합니다.

2021년 11월 18일

주관연구기관장 :

연구책임자 : 오세준 (서명 또는 인)

한국과학창의재단 이사장 귀하

“이 보고서는 2021년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

목 차

1. 요약문

2. 서론

3. 연구 수행 내용 및 결과

가. STEAM 프로그램 개발‧적용 ··· 04

(1) 프로그램 개발 내용 ··· 05

(2) 프로그램 개발‧적용 결과 ··· 10

나. 성과 확산 및 실천 ··· 11

(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최 ··· 11

(2) STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과 ··· 14

다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사 ··· 15

(1) 수혜학생 태도 조사 ··· 15

(2) 교원 만족도 조사 ··· 16

4. 결론 및 제언

5. 참고문헌

1. 요약문

코로나 19 확산으로 블렌디드 러닝 환경에서 학생들의 학습의욕을 높이며 흥미를 고취시킬 방안이 필요 하다. 또한 위드 코로나에 접어드는 새로운 교육환경에 대한 대비가 필요하다. 이에 본 연구회에서는 학 생들의 학습 의욕과 흥미를 고취시키기 위하여 진로와 관련된 STEAM프로그램을 개발하고 학생들에게 적 용하였다. 진로와 관련된 STEAM프로그램은 주제선정 – 데이터 수집 – 데이터 분석 – 결과해석의 순으로 개발되었다. 데이터를 수집하는 과정에서는 공공데이터 포털 등을 활용하여 빅데이터를 수집하기도 하였 으며, 직접 데이터를 수집하기 위하여 아두이노를 제작하기도 하였다. 데이터를 분석하고 결과를 해석하 는 과정에서는 시각화하여 포스터를 제작하는 활동과 모둠별로 토론을 준비하여 통계데이터를 바탕으로 주장을 하고 반론을 하도록 하였다.

개발 결과는 다음과 같다. 첫째, 진로와 관련된 STEAM프로그램은 학생들의 흥미 향상에 도움이 되었다.

진로와 관련된 프로그램으로 학생 스스로 주제를 선정하는 과정에서 흥미가 향상되었다. 학생들은 희망전 공이 비슷한 친구들과 주제를 선정하기 위하여 자신의 의견을 표현하며, 친구의 의견을 경청하는 과정에 서 교과목에 대한 흥미가 향상되었다. 둘째, 진로와 관련된 STEAM프로그램은 학생들의 문제해결력에 도 움이 되었다. 학생들은 선정한 주제에 맞는 데이터를 수집하기 위하여 공공데이터 포털 혹은 아두이노를 활용하여 데이터를 수집을 계획하는 등 주제에 맞는 데이터를 수집하기 위하여 탐색하는 과정에서 문제 해결력이 향상되었다. 셋째, 진로와 관련된 STEAM프로그램은 학생들의 협력적 활동에 도움이 되었다. 모 든 활동이 모둠별로 진행된 프로그램을 통해서 학생들은 적극적이고 활발하게 수업에 참여하였다.

또한 토론을 준비하는 과정에서 같은 모둠 학생들끼리 협력하였으며, 토론의 자료를 시각화하 면서 자신의 아이디어를 표현하고 다른 친구의 의견을 경청하고 존중하는 등의 효과가 있었다.

다양한 교과목(수학, 과학, 사회, 미술)으로 구성된 교사 연구회 선생님들은 매주 목요일에 모 여서 이번주 STEAM프로그램 적용한 내용을 피드백 받고 다음주 STEAM프로그램의 수업지도 안 및 PPT를 수정하고 구체화하며 교사의 융합적 프로그램 개발 역량이 향상되었다. 연구회 선생님들은 ‘통계를 이용하여 토론하기’활동에서 사회 문제를 바라볼 시각, 사회적 문제를 토론하는 절차 등에 대해서 함께 논의하고 학생들 눈높이에 맞는 프로그램을 개발하기 위하여 주말에도 온라인 도구를 이용하여 자료를 업로드 하고 상호검토하였다. 이 과정에서 창의적 아 이디어들이 많이 나와서 계획에 없는 추가 프로그램을 개발하고 적용하기도 하였다. 아두이노 를 이용하여 미세먼지를 측정하는 프로그램으로 환경, 생명과학, 지구과학, 통합과학, 정보 교 과를 융합하여 학생들에게 만족도가 매우 높았다. 이 프로그램을 준비하기 위하여 교사 연구회 선생님들이 함께 여러차례 수업지도안을 검토하고, 실제 프로그램을 진행할 때도 함께하여 프 로그램이 원활하게 진행될 수 있도록 노력하였다.

1차년도에 개발된 프로그램에 대해서 학생 및 교사의 피드백을 바탕으로 고도화할 계획이다.

주제선정-데이터 수집- 데이터 분석- 결과분석의 과정을 학생 스스로 계획하고 실행하기 위하 여 데이터 분석(통그라미 및 파이썬)에서 공학적 도구를 이용하는 활동을 추가할 것이다. 또한 미세먼지 데이터를 수집하기 위하여 아두이노 장치를 제작하는 활동을 더욱 확대하여 학생들 이 텍스트 코딩으로 프로그래밍 할 수 있게 프로그램을 발전 시킬 것 이다.

2. 서론

코로나 19의 확산으로 전통의 교육 방식의 변화가 일어나고 있으며, 온라인 학습과 오프라인 학습이 병 행되는 블렌디드 러닝이 주목받고 있다. Borba et al. (2016)는 블렌디드 러닝은 온라인 수업과 대면학습을 병행하는 형태로 정의하였다. Marsh and Drexler (2001)는 블렌디드 러닝은 전통의 수업방식과 e-mail, 스 트리밍 미디어, 인터넷을 결합시키는 방식이라고 하였다. Lin, Y. et al(2017)은 블렌디드 러닝은 전통적 수 업인 교실방법에 컴퓨터 시스템의 결합이라고 하였다. 이를 통해서 블렌디드 러닝은 전통의 교수학습 방 법인 대면수업과 실시간 쌍방향 수업, 과제수행 등의 비대면 활동의 결합을 일컫는다고 할 수 있다.

한국은 사회적 거리 두기 1단계 이상이 지속 되었다. 방역당국은 밀집도 2/3 준수하기 위하여 중학생은 3주마다 등교, 고등학교 1, 2학생은 격주 등교를 실시를 권고하고 있다. 그 결과 한국에서는 온라인 수업 과 등교수업을 병행하는 블렌디드 러닝은 일반적인 형태의 교육으로 자리잡고 있다.

한편 중국 코로나 19 이전부터 블렌디드 러닝을 준비해왔다. 한 예로 ‘인터넷+’는 온라인 교육 플랫 폼을 활용하고 교사의 교육 방식을 개선하며 학생의 온/오프라인(O2O)을 학습과 결합함으로써 학생들이 다양하고 즐겁게 공부할 수 있도록 하여 수업의 정밀화와 개인화를 구현하며 블렌디드 러닝을 추구해 왔 다. (中国教育部, 2018)

세계 각국은 디지털 교육(독일), 가정 기반 학습(싱가포르), 가정 학습(일본)등 용어의 차이만 있을 뿐 원격 수업을 통해 학교 폐쇄로 인한 교육 붕괴를 극복하려 노력하고 있다. (김현설, 2020) <그림1>은 학교 폐쇄기간동안 다양한 교육을 실시 하는 방법에 대한 UN의 설문조사 결과이다. 라디오·텔레비전·우편·

온라인 등 다양한 매체를 활용하여 초·중등교육을 진행하며 오프라인 수업과 온라인 수업을 병행하고 있음을 확인할 수 있다.

<그림 1> 학교 폐쇄기간 동안 교육방법(김현설, 2020)

2020년 코로나 19로 인하여 개학이 연기되며 학습결손이 있었다. 또한 온라인 개학으로 전면 온라인 수 업이 도입되면서 학생들의 학력격차가 확대될 것이라는 우려가 있었으며, 이는 1년뒤 데이터로 확인 가능 하였다. 서울교육정책연구소에서는 코로나 19 전후의 중학교 학업성취 등급 분포를 분석한 결과 중학교

중위권 학생이 과목별로 감소하였음을 [표1]처럼 확인하였다.

수학과목에서 중위권 학생의 비율은 감소하였으며 하위권 학생의 증가로 이어졌으며 잠재적 수학 학습 을 포기한 학생이 증가했음을 의미한다. 황지현 외(2020)는 수학 학습에 대해 부정적 인식이 강한 학생들 이 수학 학습 포기를 할 가능성이 높다고 가정하고, 이들의 부모의 교육 수준, 학교 숙제, 사교육, 가정 자원, 학교 소속감, 집단 괴롭힘, 성취도에 대해 기술통계, 카이제곱검정, ANOVA 분석 실시하였다. 학생 들은 적절한 가정 자원과 학교 자원의 부족으로 인해 성취도를 향상시키지 못할 수 있는데, 가정 자원의 부족으로 인한 반복된 실패를 경험할 경우와, 사교육을 받은 등의 노력에도 불구하고 성취도에서 향상이 일어나지 않을 때 부정적인 태도를 형성하게 될 수 있다고 결론을 내렸다.

이에 근거하면 코로나 19로 인한 학교 자원의 부족으로 성취도 향상시키지 못할 수 있었으며, 갑작스러 운 원격수업으로 가정 자원의 부족으로 인하여 수학에 대한 부정적인 태도를 형성하며 중위권 비율의 학 생이 감소하였다고 추론할 수 있다.

2020년 수학교육 실태조사에서는 초중고 학생들의 수학에 대한 흥미, 자신감, 가치인식, 태도 지수를 조 사하여 [표2]처럼 정리하였다. 초등학교, 중학교에 비해 고등학교 학생들이 흥미, 자신감, 가치, 학습 의욕 이 낮음을 확인할 수 있다.

구분 흥미 자신감 가치 학습

의욕

초등학교 64.7 68.6 79.7 77.1

중학교 59.4 60.4 70.0 71.4

고등학교 56.3 54.7 65.9 67.0

계 59.3 60.0 70.3 70.9

[표 2] 수학 정의적 영역 지수 조사 (한국과학창의재단, 2021)

블렌디드 러닝 환경에서 학생들의 학습의욕을 높이며 흥미를 고취시킬 방안이 필요하다. 또한 위드 코 로나에 접어드는 새로운 교육환경에 대한 대비가 필요하다. 이에 본 연구회에서는 학생들의 학습 의욕과 흥미를 고취시키기 위하여 진로와 관련된 STEAM프로그램을 개발하고 학생들에게 적용하였다. 구체적인 연구 질문은 3가지이다.

첫째, 진로와 관련된 STEAM프로그램은 학생들의 흥미 향상에 도움이 되는가?

둘째, 진로와 관련된 STEAM프로그램은 학생들의 문제해결력에 도움이 되는가?

셋째, 진로와 관련된 STEAM프로그램은 학생들의 협력적 활동에 도움이 되는가?

교과 중위권 비율(%)

2018 2019 2020

국어 58.24 56.49 49.35

수학 44.44 43.59 34.19

영어 44.13 42.56 35.14

[표 1] 연도별 학교수준 중위권 비율 분석 결과(서울교육 정책연구소, p17)

3. 연구 수행 내용 및 결과

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 고등학교 진로 수업을 위한 STEAM 프로그램

선행

프로그램명 해당없음

학교급 고등학교

대상 학년(군)

목표 수혜학생 수

중심과목 수학

중심과목

성취기준 영역

연계과목

과학 사회 미술 기술 환경 정보 과학탐구실험

생명과학

연계과목 성취기준 영역

[고등학교 1학년] (2) 시스템과 상호작용 [고등학교 1학년] (3) 사회 변화와 공존 [고등학교 1학년] (1) 체험, (2) 표현 [고등학교 1학년] (5) 기술의 활용 [고등학교 1학년] (3) 환경탐구 [고등학교 1학년] (5) 컴퓨팅시스템 [고등학교 1학년] (1) 역사속의 과학탐구 [고등학교 1학년] (2) 사람의 물질대사

개발계획

주제 연번 차시

(시수) 과목 연계(안)

1 10 수학(1) + 미술(1) + 과학(1) + 사회(1)+기술(1) 2 4 환경(2) + 정보(1) + 생명과학(1)

3 3 미술(2) + 수학(0.5) + 사회(0.5)

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 15차시

수업 적용 기간 2021.08.25. ~ 2021.11.17.

(STEAM 수업) 수혜학생 수 이화여자대학교 사범대학 부속 이화,금란고등학교 (고등학교 1,2학년 전교생 717명 )

학생 태도검사

1차(사전) 검사 7월 9일~8월 26일, 11개 학급(252명) 실시완료 2차(사후) 검사 10월 7일~21일, 6개 학급(146명) 실시완료 학생 및 교사 만족도조사 10월 21일 실시 완료

논문 게재

학회명 학습자 중심 교과 교육학회

게재여부 12월 심사 목표

가. STEAM 프로그램 개발‧적용

(1) 프로그램 개발 내용 ① 프로그램 개발 중점사항

- 진로를 탐색하기 위하여 관심 있는 주제를 선정하고 찬성 및 반대 측면으로 토론을 준 비하기 위하여 데이터를 수집하고, 실제 토론을 실시하며 공동체 역량 및 자기관리 역량을 목 표로 함.

- 빅데이터, 인공지능의 미래 사회를 준비하기 위하여 빅데이터를 수집하고 자신의 주장 을 정당화하기 위한 근거자료로 활용하기 위하여 정리함으로써 지식 정보 처리역량을 키울 수 있도록 한다. 다양한 희망전공을 가진 친구들과 토론할 주제를 정하며, 사회의 변화와 공존을 학습하며, 지속가능한 발전을 위한 상호작용을 바탕으로 다양한 시각으로 데이터를 바라볼 수 있게 한다. 토론을 준비하기 위하여 토론개요서, 입론서 등을 작성하며, 토론을 진행하면서 자신의 주장을 명확하게 표현하면서도 상대측 주장을 경청하며 의사소통 역량을 함양할 수 있 게 한다. 또한 비판적 사고 및 창의적 사고를 바탕으로 상대측 주장을 반론하며 창의적 사고 역량을 향상할 수 있게 한다.

② 프로그램 총괄표

차시 주요내용

1~10/

17

주제(단원)명 빅데이터를 활용한 희망전공에 관련된 주제 토론

고등학교 「수학」의 (4) 함수, 「통합과학」의 (2) 시스템과 상호작용, 「통합사회」 (3) 사회 변화와 공존, 「기술 · 가정」의 (5) 기술의 활용, 「미술」 (3) 표현을 연계하여 빅데이터를 근거로

희망전공에 관련된 주제를 토론함으로써, 문제에 대해 탐구함으로써 공동체 역량, 자기관리 역량, 의사소통 역량, 창의적 사고 역량을 기를 수 있도록 한다.

Co

(상황 제시)

⦁ 빅데이터, 인공지능 등의 기술 변화가 이끌 미래에 대해 이해하고, 자신이 필요한 데이터를 수집하고 처리하는 것의 중요성을 이해한다.

CD

(창의적 설계)

⦁ 1 차시 : 관심있는 주제를 선정하여 국가통계포털 사이트에서 필요한 정보를 획득할 수 있는 방법을 설계한다.

⦁ 2 차시 : 문제를 인식하고 해결하는 과정을 체험하며, 데이터를 바탕으로 주장을 검증하는 과정을 이해한다.

⦁ 3 차시 : 6 개 영역으로 제시된 분야에 대해서 토론할 주제를 선정한다.

⦁ 4 차시 : 마인드 맵으로 토론할 주제에 대해서 다양한 의견을 정리한다.

⦁ 5 차시 : 통계자료를 바탕으로 기사 제목을 작성하고 분석하며 통계로 주장을 정당화하는 과정을 이해한다.

⦁ 6 차시 : 토론 개요서를 작성하면서 자신의 주장에 대한 근거에 관련된 자료를 찾는다.

⦁ 7 차시 : 토론 흐름표를 작성하면서 토론의 규칙과 절차를 이해하고 토론을 준비한다.

⦁ 8 차시 : 모둠별로 통계데이터 수집하고 수집된 자료를 시각화하여 주장의 근거를 효과적으로 표현한다.

⦁ 9~10 차시 : 토론을 하면서 정리한 자신의 의견을 표현하고 상대방의 의견을 경청하며 논리적으로 반박하는 경험을 하며 의사소통역량, 논리적 사고력을 향상한다.

발언 토론절차 역할자 시간 발언자 및 활동 내용

차시 주요내용 순서

① 토론 준비 사회자 3분 • 찬성과 반대 측의 팀 구성원을 소개하고, 토 론의 논제와 토론의 규칙을 설명한다.

②

입론 (주장펼치기)

A팀

제1토론자 3분 • 각 팀에서 한 명씩 찬성/반대에 해당하는 자 기 팀의 입장을 개진한다. 2~3개 정도의 주장과 각각의 주장에 대해 근거와 사례들도 1~3개 정 도로 제시한다.

③ B팀

제1토론자 3분

④ 작전타임 1분 • 찬성 측과 반대 측 조장을 중심으로 반론의 목록을 작성한다.

⑤

교차조사

A팀

제2토론자 3분

• 상대방 논의의 허점을 중심으로 질의응답한 다.

* 교차조사 : 교차조사는 상대측이 말한 내용 중에서 논리상 문제가 있는 것을 부각시키기 위해 질문·대답을 하는 과정이다. 상대측이 말한 내용에 근거가 부적절하다든지, 인과관 계나 추론에 오류가 있다는 것을 입증할 수 있도록 질문해야 한다.

⑥ B팀

제2토론자 3분

⑦

반론

A팀

제2토론자 3분

• 상대방 의견에 대해 반박 논리를 전개한다.

* 반론: 반론에서는 상대측의 주장에 담긴 허점 을 찾아 논박하고, 자신의 주장이 타당한 이 유를 요약하여 말하는 과정이 이루어져야 한 다. 반론은 자신들에게 유리한 논증을 중심으 로 시작하는 것이 좋다. 반론은 논점의 주요 부분을 포괄하고 논쟁이 어떻게 진행되었는 가 하는 데서 시작할 수도 있고, 새 논증을 제시할 수도 있다.

⑧ B 팀

제2토론자 3분

⑨ 작전타임 1분 • 찬성 측과 반대 측 조장을 중심으로 반론의 목록을 작성한다.

⑩

교차조사

A팀

제3토론자 3분

• 상대방 논의의 허점을 중심으로 질의응답한 다.

* 교차조사 : 교차조사는 상대측이 말한 내용 중에서 논리상 문제가 있는 것을 부각시키기 위해 질문·대답을 하는 과정이다. 상대측이 말한 내용에 근거가 부적절하다든지, 인과관 계나 추론에 오류가 있다는 것을 입증할 수 있도록 질문해야 한다.

⑪ B팀

제3토론자 3분

⑫

반론

A팀

제3토론자 3분

• 상대방 의견에 대해 반박 논리를 전개한다.

* 반론: 반론에서는 상대측의 주장에 담긴 허점 을 찾아 논박하고, 자신의 주장이 타당한 이 유를 요약하여 말하는 과정이 이루어져야 한 다. 반론은 자신들에게 유리한 논증을 중심으 로 시작하는 것이 좋다. 반론은 논점의 주요 부분을 포괄하고 논쟁이 어떻게 진행되었는 가 하는 데서 시작할 수도 있고, 새 논증을 제시할 수도 있다.

⑬ B 팀

제3토론자 3분

⑭

요약

A팀

제1토론자 3분 • 그동안 내세운 주장과 상대방의 입장에 대한 반박을 정리하여 요약 발표한다. 이때, 상대 측

⑮ B팀 3분

차시 주요내용

ET

(감성적 체험)

⦁ 다른 모둠의 토론을 참관하는 학생들은 참관록을 작성하면서 주장과 근거를 이해한다.

항목 점수

1. 논제를 충분히 분석하였는가? [논제 이해]

2. 주장에 일관성이 있는가? [주장의 일관성]

3. 주장을 뒷받침하는 이유와 근거가 주장과 관련성이 있는가?

[관련성]

4. 주장과 이유, 이유와 근거의 연결이 논리적이고 설득력이 있 는가? [타당성]

5. 인용된 정보의 내용과 출처가 정확한지, 권위를 인정할 수 있 는 자료인가? [신뢰성]

6. 내용이 공평하며 도리에 맞는가? [공정성]

7. 근거를 다양하고 풍부하게 제시하였는가? [근거의 풍부성]

8. 논리적인 오류나 허점이 존재하는가? [논리성]

9. 정해진 시간을 지켰는가? [규칙 준수]

10. 정해진 순서를 지켜서 작성했는가? [규칙 준수]

⦁ 마인드 맵을 그리면서 모둠 친구들의 생각을 이해하며, 자신의 시각을 확장해나간다.

제1토론자 보다 주장이 더 효과적이었음을 드러내는 통계 자료들을 활용한다.

⑯ 정리 사회자 3분

(나) 아두이노를 활용한 미세먼지 측정과 해결방법에 대한 논의 ① 프로그램 개발 중점사항

- 코딩 능력보다는 문제해결 능력에 초점을 맞춰 현재 심각한 대기오염 문제로 대두되고 있는 미세먼지 문제를 해결하기 위해 자료를 수집하여 이를 정보로 만들고, 자료를 단순화하여 문제해결의 실마리를 찾는 창의력을 키우고자 함.

- 삶에서 직면하게 되는 여러 가지 문제를 해결하기 위하여 다양한 정보와 자료를 수집, 분석, 평가, 선택하고 적절한 매체를 활용하여 지식과 정보를 효과적으로 처리함으로써 합리적 으로 문제를 해결하는 능력을 키울 수 있도록 한다. 여러 가지 사회 문제 중 최근 심각한 대기 오염 문제로 대두되고 있는 미세먼지에 대해 탐구하고, 학생들이 하루 중 오랫동안 머무는 교 실에서 직접 코딩한 아두이노를 활용하여 미세먼지 농도를 측정함으로써 미세먼지의 심각성에 대해 깨닫도록 한다. 더 나아가 공동체 의식과 책임감을 가지고 개인적, 지역적, 국가적, 세계 적 차원의 문제해결 방법에 대해 토의하도록 한다.

② 프로그램 총괄표

차시 주요내용

11~14 /17

주제(단원)명 아두이노를 활용한 미세먼지 측정과 해결 방법에 대한 논의

고등학교 「환경」의 (3) 환경 탐구, 「정보」의 (5) 컴퓨팅 시스템, 「과학탐구실험」 (1) 역사 속의 과학 탐구, 「생명과학Ⅰ」의 (2) 사람의 물질대사를 연계하여 미세먼지 문제에 대해 탐구함으로써 문제 해결 역량과 정보 처리 역량을 기를 수 있도록 한다.

Co

(상황 제시)

⦁ 미세먼지의 정의와 발생 메커니즘에 대해 이해하고, 미세먼지가 인체에 미치는 영향에 대해 조사한다.

CD

(창의적 설계)

⦁ 11 차시 : 아두이노와 미세먼지 센서를 이용하여 미세먼지 측정기를 제작하고, 프로그램 구현을 위해 알고리즘을 작성한다.

⦁ 12 차시 : 제작한 미세먼지 측정기로 교실 내 미세먼지의 농도를 측정하고, 변인을 조작하여 미세먼지의 농도 변화를 측정한다.

⦁ 13 차시 : 미세먼지를 줄이기 위한 개인적, 지역적, 국가적 차원의 문제해결 방법에 대해 토의한다.

⦁ 14 차시 : “우리나라의 미세먼지 기준을 강화해야 한다. vs. 우리나라 상황에 맞게 현행 유지해야 한다.”에 대한 토론을 진행한다.

ET

(감성적 체험)

⦁ 교실 내 미세먼지의 농도 측정을 통해 미세먼지의 심각성을 깨닫는다.

⦁ 개인적 차원뿐만 아니라 지역적, 국가적, 세계적 차원의 문제해결 방법에 대해 토의함으로써 공동체 의식과 책임감을 함양한다.

(다) 시각화를 통해 자신의 생각 표현하기 ① 프로그램 개발 중점사항

- 우리 사회의 다양한 쟁점에 관심을 두는 데서 나아가, 관련 데이터를 수집하고, 주장의 근거가 되는 통계자료, 그래프, 인포그래픽 등을 활용하는 방식을 배움. 다양한 교과의 활동을 융합하여, 자기 생각을 논리적이고 구체적으로 전달하는 방식을 개발하며 심미적 감성 역량 및 공동체 역량을 함양함.

- 사회 쟁점과 관련된 문헌, 기사 등 주장의 근거가 되는 자료를 수집, 선별하도록 돕고 데이터의 표현 방식을 데이터와 그래프로 나누어 보고 각 방식의 장단점을 생각해보도록 하며 시각화의 종류, 목적, 장점을 설명하고, 활동의 최종 목적인 포스터 제작에 대해 안내함. 올바 른 데이터의 활용을 잘못된 예시로 살펴보고 데이터에 적합한 시각화의 방식을 고민하며, 수집 한 데이터를 바탕으로 그래프와 인포그래픽을 제작하도록 안내하여 자신의 의도와 목적에 맞 는 포스터를 제작하도록 함. 활동 중간중간 학생들과 피드백을 통해 의도와 목적에 맞는 포스 터를 제작할 수 있도록 도움.

② 프로그램 총괄표

차시 주요내용

15~17 /17

주제(단원)명 시각화를 통해 자신의 생각 표현하기

고등학교 「미술」의 (2) 디자인과 생활, 「통합사회」의 (3) 사회 변화와 공존, 「생활과 윤리」

(1) 현대의 삶과 실천 윤리, 「확률과 통계」의 (3) 통계를 연계하여 시각화를 통해 자신의 생각을 표현하며 공동체 역량 및 의사소통역량을 기를 수 있도록 한다.

Co

(상황 제시)

⦁ 학생들이 사회적 쟁점에 대해 비판적으로 사고하고 입장을 정리하는 등 스스로 과제를 설정하도록 함.

⦁어떻게 하면 나의 의견을 효과적으로 전달할 수 있을까?

- 조마다 다루고 있는 사회적 쟁점만큼 학생들의 의견이 다양함을 설명한다.

- 근거 자료를 효과적으로 제시하면 나의 주장에 힘이 실릴 수 있음을 설명한다.

CD

(창의적 설계)

⦁ 15 차시 : 인포그래픽의 목적에 대해 토의하며 자료를 보기 좋게 표현하는 데 초점을 맞추다 보면 데이터보다 이미지가 눈에 띄게 되고, 의도가 왜곡되기도 함을 이해하고 각각의 인포그래픽이 어떻게 개선하면 좋은지 토의한다.

⦁ 16 차시 : 포스터의 내용과 형식(시각적 요소_색깔, 이미지, 인포그래픽 등)을 연관되게 표현하면 완성도 높은 결과물을 제작한다.

⦁ 17 차시 : 문헌, 통계자료 등을 수집, 활용하여 쟁점에 대한 입장과 주장을 뒷받침 하는 자료로 활용함. 데이터를 시각화하고 인포그래픽으로 제작해 포스터를 제작한다.

ET

(감성적 체험)

⦁ 자료의 수집과정에서 우리 사회에 관심을 둠. 쟁점에 대한 자신의 의견을 구체적으로 정리함. 다른 학생들의 진행 과정을 보며 다양한 사회적 쟁점, 윤리적 문제들에도 관심을 둠.

(2) 프로그램 개발‧적용 결과

교수학습 지도안 개발

차시(시수)

프로그램명 프로그램 주제

운영 대상(학

년)

완료 여부

개발 수업적용 학생수

10 진로와 STEAM 통계로 파악하는 나의 진로 1,2학년 완료 완료 717

4 환경과 STEAM 아두이노를 활용한 미세먼지 측정 1학년 완료 완료 21

3 시각화와 STEAM 시각화를 통해 자신의 생각 표현하기 1,2학년 완료 적용중 717

합계 1,455

나. 성과 확산 및 실천

(1) 교사연구회 STEAM 행사 ① 행사 개요 및 진행

교사연구회에서 개발한 프로그램을 확산하기 위하여 소속학교 선생님들을 대상으로 3차 례 공개 설명회를 진행하였으며, 매 행사마다 다양한 교과(수학, 과학, 사회, 체육, 제2외국 어)의 10명 이상의 선생님들께서 참석하셔서 프로그램의 내용을 이해하고 공유하는 시간 을 가짐. 또한 매주 개발된 수업 지도안, 활동지, PPT를 소속학교 선생님들과 공유하면서 수업시간에 바로 사용하실 수 있게 안내해 드림. 차시별로 다양한 질의(실제 운영 할 때 주의할 점, 도입하는 방법, 필요한 재료)에 대한 답변을 드리며 프로그램 확산 및 실천을 위해 노력함.

회차 일시 장소 참석대상 주요내용

1차 ‘21. 05. 09. 1학년 8반 소속학교 선생님 - STEAM 교사연구회 활동 및 개발예정 안내

2차 ‘21. 08. 25. ^TEAMS 소속학교 선생님 - STEAM 교사연구회 빅데이터 활용 자료 안내

3차 ‘21. 08. 31. ^TEAMS 소속학교 선생님 - 공공데이터 활용 사례 지도안 및 활동지 안내

4차 ‘21. 09. 02. 진선미홀 소속학교 선생님 - 빅데이터를 활용한 희망전공에 관련된 주제 토론 프로그램 전체 개요 설명회 5차 ‘21. 09. 05. TEAMS 소속학교 선생님 - 공공데이터를 활용한 자료의 수집 자료 안내

6차 ‘21. 09. 12. TEAMS 소속학교 선생님 - 주제선정 및 모둠구성 활동 개발 자료 안내

7차 ‘21. 09. 16. 진선미홀 소속학교 선생님 - 시각화를 통해 자신의 생각 표현하기 프로그램 전체 개요 설명회

8차 ‘21. 09. 23. TEAMS 소속학교 선생님 - 마인드 맵으로주체 구체화 개발 자료 안내

9차 ‘21. 09. 28 TEAMS 소속학교 선생님 - 통계로 주장 정당화하기 지도안 및 활동지 안내

10차 ‘21. 10. 20. TEAMS 소속학교 선생님 - 토론개요서 지도안 및 활동지 안내

11차 ‘21. 10. 2. TEAMS 소속학교 선생님 - 시각화 지도안 및 활동지 안내

12차 ‘21. 11. 3. TEAMS 소속학교 선생님 - 토론 절차 소개 및 개요서 지도안 안내

13차 ‘21. 11. 10. TEAMS 소속학교 선생님 - 온라인 토론 포스터 작성 지도안 안내

14차 ‘21. 11. 12 온라인 학부모

- 학부모 수업공개의 날

- 모둠별 온라인 토론 준비 활동

데이터 선정 – 정리 – 시각화 – 발표 역할수행

② 학생 성취도 평가기준 및 방법

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구

1~2/17

상 국가통계포털 사이트에서 필요한 정보를 획득할 수 있고, 데 이터를 바탕으로 주장을 검증할 수 있음.

관찰 및

산출물평가 관찰평가지

중 국가통계포털 사이트에서 필요한 정보를 획득할 수 있지만, 데이터를 바탕으로 주장을 검증하는 데 어려움이 있음.

하 국가통계포털 사이트에서 필요한 정보를 획득하는데 어려움 이 있으며, 데이터를 바탕으로 주장을 검증할 수 없음.

3~4/17 상

토론주제를 정하고, 마인드 맵을 작성하고는 과정에서 모둠 원들과 토의(토론)를 통해 문제를 잘 해결하고, 동료 평가에 서 ‘우수’를 받음.

모둠별 토의(토론)평

가

자기/동료평 가지 (학생용) 중

토론주제를 정하고, 마인드 맵을 작성하고는 과정에서 모둠 원들과 토의(토론)를 통해 문제를 잘 해결하고, 동료 평가에 서 ‘보통’을 받음.

하

토론주제를 정하고, 마인드 맵을 작성하고는 과정에서 모둠 원들과 토의(토론)가 잘 이루어지지 않았거나 동료 평가에서

‘미흡’을 받음.

5~8/17 상

토론의 규칙과 절차를 이해하고, 토론 개요서 및 흐름표를 작성하면서 주장을 정당화 하는 근거를 찾고 이를 탁월하게 표현할 수 있음.

관찰 및

산출물평가 관찰평가지

중

토론의 규칙과 절차를 이해하고, 토론 개요서 및 흐름표를 작성하면서 주장을 정당화 하는 근거를 찾고 이를 표현할 수 있음.

하

토론의 규칙과 절차를 이해하고, 토론 개요서 및 흐름표를 작성하면서 주장을 정당화 하는 근거를 찾고 이를 표현하는 데 어려움이 있음.

9~10/1 7

상

입론, 교차조사, 반박의 절차에 맞게 참여하며 자신의 의견 을 논거 바탕으로 주장할 수 있으며 토론을 하는 태도가 매 우 우수함.

관찰 및 산출물평가

토론 평가채점기준 중 입론, 교차조사, 반박의 절차에 맞게 참여하며 자신의 생각

을 바탕으로 주장할 수 있으며 토론을 하는 태도가 우수함.

하

입론, 교차조사, 반박의 절차에 맞게 참여하며 자신의 의견 을 논거 바탕으로 주장할 수 있으며 토론을 하는 데 어려움 을 겪음.

11~12/

17

상 주어진 시간 동안 아두이노를 블록 코딩을 통해 제어하고, 연역적 탐구 과정에 따라 정확하게 탐구를 수행할 수 있음.

관찰 및

산출물평가 관찰평가지

중 충분한 시간이 주어졌을 때, 아두이노를 블록 코딩을 통해 제어하고 연역적 탐구 과정에 따라 탐구를 수행할 수 있음.

③ 학교생활기록부 기재 방법(예시)

하 아두이노를 블록 코딩을 통해 제어하고, 연역적 탐구 과정 에 따라 탐구를 수행하는 데 어려움이 있음.

13~14 17

상 모둠원들과 토의(토론)를 통해 문제를 잘 해결하고, 동료 평 가에서 ‘우수’를 받음.

모둠별 토의(토론)평

가

자기/동료평 가지 (학생용) 중 모둠원들과 토의(토론)를 통해 문제를 해결하고, 동료 평가에

서 ‘보통’을 받음.

하 모둠원들끼리 토의(토론)가 잘 이루어지지 않았거나 동료 평 가에서 ‘미흡’을 받음.

15~17 17

상

주제선정, 자료수집, 자료정리, 발표, 모둠별 협동의 항목에 서 ‘우수’를 받았으며, 자기평가, 동료평가, 체크리스트 점수 가 ‘우수’함을 받음.

모둠별 평가 개인별 평가

포토폴리오평 중 가

주제선정, 자료수집, 자료정리, 발표, 모둠별 협동의 항목에 서 ‘보통’을 받았으며, 자기평가, 동료평가, 체크리스트 점수 가 ‘보통’을 받음.

하

주제선정, 자료수집, 자료정리, 발표, 모둠별 협동의 항목에 서 ‘미흡’을 받았으며, 자기평가, 동료평가, 체크리스트 점수 가 ‘미흡’을 받음.

항목 학생부 기재 예시

창의적 체험활동상황

(진로) 진로희망을 기반으로 한 통계로 토론하기 활동에서 사형제도 존폐와 관련한 사회적 이슈에 관심을 가짐. 사형제도 폐지 후 살인율 추이 및 사회적 비용의 변화, 사형제도에 대한 국민의 인식도와 관련한 통계 데이터를 조사하 여 정리함. 객관적이고 신뢰할 수 있는 통계자료를 근거로 하여 우리나라와 다른 나라의 사형제도 폐지 전·후의 올바르게 이해하고 비교 분석하여 포스터 를 구상함. 이를 바탕으로 사형제도 폐지와 관련한 찬성과 반대 중 어느 주장 이 더 합당한지 입장을 선택하여 토론을 준비함. 토론을 준비하는 활동에서 통계 자료에 흥미를 느끼며 주제와 관련한 통계적 문제해결 과정을 모둠원에 게 설명하며 내용을 공유하는 등 적극적으로 모둠 활동에 참여함.

교과학습발달상황 세부능력 및 특기사항

(통합사회) 아동성착취범과 관련한 범죄인 인도법과 관련한 토론을 진행한 후, 디지털 교도소의 등장 배경과 문제점에 대해 추가로 탐구하여 모둠원들과 내 용을 공유함. 특히나 새로운 사회적 이슈와 관련하여 문제점을 발견하거나 개 선방안을 제시함에 있어서 합리적인 시각을 지님이 인상적임. 예를 들어, ‘악 성’ 범죄자 기준의 모호성, 무죄 추정원칙에 반하는 위험성, 범죄를 억제하는 예방과 관련한 통계자료를 중심으로 디지털 교도소가 공익성을 인정받을 수 있는지에 대해 검토함. 이를 바탕으로, 진화된 사적 제재보다는 국민 참여 재 판의 활성화가 재판에 대한 민주적 정당성을 제고할 뿐만 아니라, 국민의 법 감정과 상이한 판결을 내리는 사법부의 신뢰도를 높일 수 있음을 논리적으로 도출해냄이 인상적임. 더불어 범죄자의 죄질에 부합하는 형벌체계를 구축하고, 확실하게 입증된 범죄자의 정보를 정확하게 공개하는 등의 사회적 제도가 뒷 받침되어야 함을 제안함.

교과학습발달상황 (통합사회) 범죄인 인도법과 관련한 토론을 진행함에 있어서 동아리원들에게

(2) STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과

회차 일시 장소 참석자 상호 컨설팅 결과

1차 ’21.5.31.(월)

16:30~18:00 온라인 노유진 교사(참여연구원) - 오리엔테이션 2차 ’21.7.15.(목)

16:30~18:00 온라인 노유진 교사(참여연구원) - starT프로그램 안내 - 진행상황 점검 3차 ’21.9.14.(화)

16:30~18:00 온라인 김정원 교사(참여연구원) - 글로벌 형에 맞게 고도화 필요 세부능력 및 특기사항

정부 정책과 법률 간의 관계에 대한 객관적인 정보를 제공하는 역할을 함이 인상적임. 예를 들어, 범죄인 인도 불허 사태와 관련하여 범죄인 인도의 현황 과 관련한 통계자료 및 관련 헌법 조문을 조사하며 법률 제정 및 개정을 통 한 정부 정책 현실화에 대해 동아리원들이 논의할 수 있게 도움을 줌. 더불어 자료를 조사하고 분석하여 토론 주제와 관련한 문제를 논리적으로 해결하는 능력이 뛰어남을 보여줌. 더불어 기본소득제와 관련한 토론활동에 있어서 제 도의 배경과 개념, 발전과정, 국내외 사례를 폭넓게 조망하여 이를 바탕으로 긍정적 측면과 부정적 측면을 균형 있게 정리했으며, 탐구 결과를 활용하여 우리나라 서울시와 경기도 청년수당의 실현가능성 및 재원마련, 중앙정부와 지자체간 권한에 대해 모둠원들에게 구체적인 수치와 이해하기 쉬운 어휘로 선택하여 제시함.

창의적 체험활동상황

(진로) 현재 심각한 대기오염 문제로 대두되고 있는 미세먼지 문제를 탐구하 기 위해 자료를 수집하여 이를 정보로 만들고, 자료를 단순화하여 문제 해결 의 실마리를 찾는 문제 해결 능력을 보여줌. 특히, 아두이노를 활용한 미세먼 지 측정기를 블록코딩을 통해 제어하는 등 우수한 알고리즘적 사고를 보여주 었으며, 미세먼지 농도에 영향을 미치는 요인에 대한 가설을 세우고 가설을 검증하는 연역적 탐구 과정에 따라 탐구를 수행함. 이를 통해 미래 사회에서 직면할 수 있는 여러 가지 문제를 지혜롭게 해결해 나갈 것으로 판단됨.

교과학습발달상황 세부능력 및 특기사항

(확률과 통계)자신의 진로 및 일상생활과 연계된 탐구 주제를 선정하고, 통계 자료를 수집하여 문제를 해결하는 과정에 주도적으로 참여함. 자료의 특성에 맞는 그래프와 그림 문자를 활용해 데이터를 효과적으로 시각화함. 프로젝트 단계에서 탐구의 동기, 과정, 결론을 담아 완성도 높은 토론 포스터를 제작하 고 자신의 생각을 효과적으로 발표함.

교과학습발달상황 세부능력 및 특기사항

(미술) 학습 목표를 명확히 이해하고 설명하였으며, 탐구 문제를 해결하기 위 해 신뢰성 있는 통계자료를 수집, 가공, 분석하는 모둠 활동을 주도함. 스스로 아이디어를 낼뿐만 아니라 다른 사람의 생각과 말을 경청하고 수렴하여 탐구 과정에 반영하였으며, 적절한 자료를 이용한 발표로 자신의 생각을 논리적으 로 표현함.

교과학습발달상황 세부능력 및 특기사항

(통합과학) 실현 가능한 탐구 문제를 선정하였고, 이를 해결하기 위해 자율적 으로 탐구 방법과 절차를 계획할 수 있음. 적절한 통계자료를 검색, 수집하고, 주도적으로 표현활동에 참여함. 이를 통해 실생활의 문제와 그 해결방법을 모 색할 수 있음. 학습 전반에 걸쳐 자신의 활동과 결과를 반성하고 평가할 수 있음.

다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사

(1) 수혜학생 태도 조사

(가) 수혜 학생의 수 : 2학년 366명, 1학년 351명 총 717명 (나) 학생 사전 태도 검사

- 검사시기 : 7월 9일~8월 26일 - 대상 : 총 11개 학급 252명

(1학년 공통과정 2개학급, 2학년 인문사회 선택과목 중심의 3개 학급, 2학년 수학,과학 선택과목 중심의 6개 학급)

(다) 학생 사후 태도 검사

- 검사시기 : 10월 7일~10월 21일 - 대상 : 총 6개 학급 146명

(1학년 공통과정 2개학급, 2학년 수학,과학 선택과목 중심의 4개 학급) (라) 대상 선정 이유

2학년 수학,과학 선택과목 중심의 6개 학급을 선택한 이유는 STEAM프로그램에서 수학, 과학의 비중이 높기에 선택하였으며, 2학년 인문,사회 선택과목 중심의 3개 학급은 STEAM프로 그램에서 사회교과도 사회적 문제를 바라보는 시각 등 의미 있게 적용되고 있어 검사 대상으 로 선정하였습니다. 1학년 2개 학급을 선택한 이유는 STEAM프로그램이 진로를 탐색하는 과정 에서 의미 있는지 확인하기 위함이었습니다.

(마) 적용 성과

- 학생1 인터뷰 및 소감문

- 학생 2 인터뷰 및 소감문

코로나 이전에는 미세먼지 농도와 황사 여부를 확인하며 마스크를 썼지만 코로나 확산 이 후 미세먼지 농도와 상관없이 매일 마스크를 쓰게 되면서 자연스레 미세먼지에 대한 나의 관심도 줄어들었다. 이번 기회를 통해 미세먼지의 심각성을 다시 인지할 수 있어 좋았다.

또한 평소 컴퓨터 프로그래밍 분야에 대한 꿈을 키우며 매체로만 접했던 아두이노를 직접 만져볼 수 있어 뜻깊은 경험이었다. 코딩에 대한 지식이 부족해 아직 코드를 짜는 것은 무 리였지만 코딩과 프로그래밍에 대한 지식이 더 많아지면 내가 직접 짠 코드로 아두이노를 실행 시키고 싶다.

처음에 아두이노를 활용한 미세먼지키트 만들기 활동에 신청한 이유는, 환경문제에 관심이 있기 때문이다. 평소에 핸드폰 어플인 미세미세와 네이버 날씨의 미세먼지 측정이 각각 다 른 것을 보고, 측정방법과 측정할 위치 선정에 대해 궁금해했었다. 따라서 선생님께서 수업 초반에 보여주신 특수카메라로 본 미세먼지 측정 관련 영상이 흥미롭게 다가왔다. 아두이노 에 대해 처음엔 잘 알지 못했지만, 작은 컴퓨터라는 말을 듣고 신기하다고 생각했다. 접하 기 어려웠던 아두이노를 활용할 기회를 학교에서 누릴 수 있어 의미있다고 생각했다. 미세 먼지 측정의 키트를 만드는 것이 생각보다 쉬워서 놀랐고, 프로그램을 집어넣을 때 mBlock 을 이용한 것이 흥미로웠다. 초등학교 때 배웠던 스크래치 같은 형식의 명령어를 통해서 미 세먼지 측정 프로그램을 실행시킬 수 있다는 것이 신기했고 우리 삶과 코딩이 밀접해있고

(2) STEAM 수업 적용 후 학생 및 교사 만족도 조사 관련 내용 (가) 학생 만족도 조사결과

학생 만족도 조사 결과 문제해결을 위해 스스로 생각을 하게 되며, 다양한 학습 활동을 끝까 지 해내게 되고, 한 가지 문제를 다양하게 생각해보며, 배운 내용을 실생활과 연관 지으려고 노력하는 등 문제해결에 여러 과목에서 배운 지식을 동시에 적용하는 능력이 향상되었다는 응 답이 높았다. 이를 통해 STEAM프로그램은 문제해결력 향상 및 융합하는 역량향상에 도움이 된다고 판단할 수 있다.

학생들은 적극적이고 활발하게 수업에 참여하며 논리적으로 토론하였으며, 자신의 아이디어를 표현하고 다른 친구의 의견을 경청하고 존중하였다. 특히 다른 친구들과 협력하는 것의 중요성 을 생각하고, 다른 친구들을 배려 하는 경험을 통해서 STEAM프로그램이 융합지식뿐 아니라 협력적 사고, 모둠활동에서도 효과적이었다는 것을 확인할 수 있었다.

(나) 교사 만족도 조사결과

코딩은 생각보다 복잡하지 않을 수도 있다는 것을 느꼈다. 또한 미세먼지로 인한 피해를 막 기 위해선 국민들에게 정확한 미세먼지 정보 전달이 필요하다고 생각했다. 일정한 장소와 정확한 측정방법을 통해 오류 없는 측정이 이루어져야 한다고 생각한다.

순번 항목 점수

Q52_1 나는 과학 수업이 재미있어졌다. 3.558621

Q52_2 나는 과학‧수학 학습 내용에 대해 많이 이해하게 되었다. 3.648276 Q52_3 나는 과학·수학 학습에 대한 흥미가 생겼다. 3.565517 Q52_4 나는 과학기술에 대한 관심이 생겼다. 3.62069 Q52_5 나는 과학 관련 책이나 글을 읽는 것이 좋아졌다. 3.62069 Q52_6 나는 문제해결을 위해 스스로 생각을 하게 되었다. 3.786207 Q52_7 나는 다양한 학습 활동을 끝까지 해내게 되었다. 3.827586 Q52_8 나는 한 가지 문제를 다양하게 생각해보았다. 3.862069 Q52_9 나는 배운 내용을 실생활과 연관 지으려고 노력하였다. 3.82069 Q52_10 나는 문제해결에 여러 과목에서 배운 지식을 동시에 적용하려고 노력하

였다. 3.806897

Q52_11 나는 적극적이고 활발하게 수업에 참여하였다. 3.931034 Q52_12 나는 친구들과 논리적으로 토론하였다. 3.903448 Q52_13 나는 다른 친구들에게 나의 아이디어를 표현하였다. 3.965517 Q52_14 나는 다른 친구들의 의견을 경청하고 존중하였다. 4.144828 Q52_15 나는 다른 친구들과 협력하는 것의 중요성을 생각하는 마음이 생겼다. 3.97931 Q52_16 나는 다른 친구들을 배려하는 마음이 생겼다. 3.965517 Q52_17 나는 실패하는 것을 두려워하지 않고, 도전의식이 생겼다. 3.689655 Q52_18 나는 과학기술 분야와 관련된 직업에 대한 관심이 생겼다. 3.717241

순번 항목 점수

Q22_01 1) 교육과정과의 연계성 4.666667

Q22_02 2) 주제 및 소재의 참신성 4

Q22_03 3) 첨단 과학과의 연계성 4.333333 Q22_04 4) 사례 중심의 실생활 활용 4.333333

Q22_05 5) 교재 구성 내용 4.333333

Q22_06 6) 학생활동 중심의 학생 흥미 유발 5

교사 만족도 조사 결과 학생활동 중심의 학생 흥미 유발에서 5점으로 학생 만족도 조사와 같 이 학생 활동 중심의 다양한 프로그램이 효과를 발휘했다고 판단할 수 있다. 또한 교육과정과 연계성이 높은 것으로 파악되어 교육과정과 연관된 활동이었음을 확인할 수 있었으며, 과학과 연관, 과학기술 및 과학기술 직업에 대한 학생 흥미와 관심을 유발하는 프로그램이었다고 평가 할 수 있다.

4. 결론 및 제언

이 연구는 진로와 관련된 STEAM프로그램을 개발하고 학생들에게 적용하여 학생들의 흥미 향 상, 문제해결력, 협력적 활동에 도움이 되는지 연구하였다. 연구의 결과를 요약하면 다음과 같 다.

첫째, 진로와 관련된 STEAM프로그램은 학생들의 흥미 향상에 도움이 되었다. 진로와 관련된 프로그램으로 학생 스스로 주제를 선정하는 과정에서 흥미가 향상되었다. 학생들은 희망전공이 비슷한 친구들과 주제를 선정하기 위하여 자신의 의견을 표현하며, 친구의 의견을 경청하는 과 정에서 교과목에 대한 흥미가 향상되었다. 둘째, 진로와 관련된 STEAM프로그램은 학생들의 문 제해결력에 도움이 되었다. 학생들은 선정한 주제에 맞는 데이터를 수집하기 위하여 공공데이 터 포털 혹은 아두이노를 활용하여 데이터를 수집을 계획하는 등 주제에 맞는 데이터를 수집 하기 위하여 탐색하는 과정에서 문제해결력이 향상되었다. 셋째, 진로와 관련된 STEAM프로그 램은 학생들의 협력적 활동에 도움이 되었다. 모든 활동이 모둠별로 진행된 프로그램을 통해서 학생들은 적극적이고 활발하게 수업에 참여하였다. 또한 토론을 준비하는 과정에서 같은 모둠 학생들끼리 협력하였으며, 토론의 자료를 시각화하면서 자신의 아이디어를 표현하고 다른 친구 의 의견을 경청하고 존중하는 등의 효과가 있었다.

가. 교사연구회의 전체 회원 사이의 협력적 활동 내용

다양한 교과목(수학, 과학, 사회, 미술)으로 구성된 교사 연구회 선생님들은 매주 목요일에 모여서 이번주 STEAM프로그램 적용한 내용을 피드백 받고 다음주 STEAM프로그램의 수업지 도안 및 PPT를 수정하고 구체화하였습니다. 사회선생님과 수학선생님은 ‘통계를 이용하여 토 론하기’ 활동에서 사회 문제를 바라볼 시각, 사회적 문제를 토론하는 절차 등에 대해서 함께 논의하고 학생들 눈높이에 맞는 프로그램을 개발하기 위하여 주말에도 TEAMS를 활용하여 자 료를 업로드 하고 상호검토하였습니다. 미술선생님께서는 시각화 파트를 담당하시면서 학생들 의 활동을 시각화하여 공유할 수 있는 수업 및 지도안을 작성해주셨습니다. 또한 코티칭 활동 으로 사회 선생님과 함께 시각화 수업에 참가하셔서 모둠별로 지도하셨습니다. 또한 과학선생 님께서는 진로와 관련된 다양한 자료를 공유해주시면서 프로그램을 고도화 할 수 있게 해주셨 습니다. 함께 활동하면서 다양한 교과의 특성을 이해하며 융합적인 수업을 개발하는 뜻깊은 시 간이었습니다.

Q22_07 7) 관련 과학기술에 대한 학생 흥미 유발 4.333333 Q22_08 8) 관련 과학기술 직업에 대한 학생 관심 유발 4.333333

나. 교사연구회를 통해 참여 교사들의 STEAM 수업 역량 증가 내용

과학선생님께서는 STEAM교사 연구회 활동을 하시면서 계획에 없는 추가 프로그램을 개발 하셨습니다. 아두이노를 이용하여 미세먼지를 측정하는 프로그램을 환경, 생명과학, 지구과학, 통합과학, 정보 교과를 융합하는 프로그램으로 학생들에게 만족도가 매우 높았습니다. 이 프로 그램을 준비하기 위하여 교사 연구회 선생님들이 함께 여러차례 수업지도안을 검토하고, 실제 프로그램을 진행할 때도 함께하여 프로그램이 원활하게 진행될 수 있도록 노력하였습니다.

다. 제언

블렌디드 러닝에서 교사의 역할에 변화가 필요하다. 홍효정, 이재경(2016)은 교수자는 퍼실리 테이터로 역할을 하며 수업을 설계하고 학생들에게 교사 실제감을 줄 수 있어야 한다고 하였 다. 홍선주 외(2016)는 테크놀리지 발전에 따라 학생은 학습시간과 내용을 자기주도적으로 선 택할 수 있게 되며, 교사는 학생에게 학습을 안내하는 멘토로서 역할을 요구받고 있다고 하였 다. 홍선주 외(2017)는 교사는 디지털 기기를 활용할 수 있는 역량, 지식 전달자에서 학습조력 자로서의 역할을 수행해야 한다고 하였다.

기존의 오프라인 중심의 교육과정을 블렌디드 러닝에 맞게 교육과정을 재구성할 수 있는 역 량과 교사 실제감을 주기 위한 의사소통 역량 및 상호작용역량이 필요하다.

코로나 19로 인하여 원격수업이 본격적으로 도입되면서 학생과 교사는 스마트폰, 테블릿 PC, 컴퓨터를 이용한 학습에 익숙하다. 기존의 교실에서 구현하기 힘들었던 디지털 도구를 기반으 로 한 수학 학습이 가능해졌다. 블렌디드 수업의 확산은 수업의 설계 방법의 변화를 요구하고 있다. 사실 코로나 19 이전에도 디지털 도구의 활용에 대한 연구는 활발히 이루어 졌으며, 디 지털 도구의 활용은 교수·학습 방법의 변화를 이끌어 왔었다. Remillard (2016)는 디지털 도구 는 학생들에게 풍부한 학습 기회를 제공하는 수업의 설계를 가능하게 한다고 하였다. Elise Lockwood(2020)는 조합적 사고의 일반화 과정을 지도할 때, 파이썬을 이용하여 탐구 중심으로 지도할 수 있음을 설명하였다. 김예미, 고호경 허난(2020)는 중학교 1학년 소인수분해 단원을 파이썬을 활용한 학생 탐구 중심의 학습 자료를 만들었으며, 파이썬 코드를 실행하기 전 학생 스스로 탐구할 수 있도록 하였다. 최인용(2020)은 마인크래프트 게임을 하며 학생 스스로 탐구 하며 수학을 학습하는 자유학기제 프로그램을 개발하였다. Drijvers, P., Doorman, M., Boon, P., Reed, H., & Gravemeijer, K.(2010)는 디지털 도구의 활용한 수학 수업을 할 때, 교사는 어떤 교수 전략을 사용하는지 분석하고 전통적 방식의 수업에서 사용하는 교수 전략과 차이점을 분 석하였다. 같은 학년, 같은 내용을 지도하는 교사들은 온라인 수업 영상을 준비하기 위해서는 협업이 중요해지며 공동 수업을 설계 해야할 필요가 증가하였다. Gueudet(2016)는 프랑스 교사 들이 함수 단원을 공동 설계하는 과정을 연구하며 모듈화 및 상호작용을 증진시킬 수 있음을 제안하였다. 여기서 상호 작용은 교사와 교사 사이의 상호작용을 의미한다. 한편 블렌디드 수 업은 피드백을 효과적 유지할 수 할 수 있다. Bates(2017)는 교사의 필요와 행동에 기반한 맞춤 식 교육 피드백이 가능한 것을 디지털 도구의 장점으로 언급하였다.

1차년도에 개발된 프로그램에 대해서 학생 및 교사의 피드백을 바탕으로 고도화할 계획입니 다. 주제선정-데이터 수집- 데이터 분석- 결과분석의 과정을 학생 스스로 계획하고 실행하기 위하여 데이터 분석(통그라미 및 파이썬)에서 공학적 도구를 이용하는 활동을 강화할 계획입니 다. 또한 미세먼지 데이터를 수집하기 위하여 아두이노 장치를 제작하는 활동을 더욱 확대하여 학생들이 텍스트 코딩으로 프로그래밍 할 수 있게 프로그램을 발전 시킬 수 있을 것입니다.

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대한민국 정책위키 – 미세먼지 종합대책.

통계청 블로그.