2020 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서
2020. 11. 24
유봉여자고등학교
과 제 개 요
과제명 2020년 STEAM 교사연구회 운영(유봉여자고등학교(주관연구기관 기재))
STEAM 프로그램
유형 (유형2) 다양한 교과 간 협동 연구를 통한 STEAM 프로그램 신규 개발 ( √ )
프로그램명 춘천에 운석이 떨어진다면
학교급 고등학교 대상
학년(군) 1학년
중심과목 과학탐구 실험
중심과목 성취기준
영역
[고등학교 1학년] (3) 첨단과학탐구
연계과목
정보 수학 공통과학
국어
연계과목 성취기준
영역
[고등학교 1~3학년] (1) 물질의 규칙성과 결합 [고등학교 1~3학년] (4) 함수
[고등학교 1~3학년] (4) 컴퓨팅시스템 [고등학교 1~3학년] (3) 쓰기 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 유봉여자고등학교 수학 교사 김태석
공동연구원 유봉여자고등학교 과학 교사 신 성
공동연구원 유봉여자고등학교 과학 교사 박주혁
공동연구원 유봉여자고등학교 정보 교사 이성호
공동연구원 유봉여자고등학교 국어 교사 황정열
2020년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아
융합인재교육(STEAM) 교사연구회를 운영한 중간 결과로써 본 보고서를 제출합니다.
2020년 11월 20일
주관연구기관장 : 정성훈 (인) 연구책임자 : 김태석 (인)
한국과학창의재단 이사장 귀하
목 차
1. 요약문··· 5
2. 서론··· 5
※ 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··· 5
※ 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 내 용을 작성합니다.
➀ STEAM 프로그램 개발 및 적용 : 프로그램 개발 중점 사항(어떤 프로그램을 어떻 게 개발하였는지 작성), 교사연구회 운영 및 수업 편성 사례(프로그램 적용시기, 시 간표, 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, 학생 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 ··· 7 나. 연구 수행 결과 ··· 7
4. 결론 및 제언 ··· 7
※ 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 교사
들의 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. (학생 산출물, 사진, 수업 영상, 성찰일지, 교사의견, 자체평가 결과 등) 부록3. 회의록
“이 보고서는 2020년도 정부의 재원으로
한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”
1. 요약문
본 교사 스팀연구는 과학 교과에 대한 과정을 교과서와 병행하여, 학생들이 과정을 이해하는 자료를 직접 제작 및 활동해 봄으로써 공부하도록 기획하였다. 다양한 방법 중에 문제분해와 코딩을 통해 문 제 해결 방법을 고안해 봄으로써 탐구 과정을 이해하도록 하였다. 특히 문제 분해는 뉴스기사에서 발 생하는 정보에서 상황이 무엇을 이야기하는지 해석할 수 있는 수업과 동시에 정보화 시대에 글을 읽 을 수 있는 수업에 기본을 두었다. 운석이 충돌하기까지
(과거) 운석이 충돌하기 전에, 과거엔 어떤 운석충돌이 일어났고 운석이 떨어지는 모습을 상상해 수 업한다. 수학적 표현(그래프)와 google colab 프로그램의 코딩을 통한 수학적 그래프를 그려보는 시간 을 가져 학생들의 컴퓨터 활용 지식을 증가시키면서, 수학적으로 자유낙하를 포물선을 그려본다. 그리 고 이러한 운석이 떨어지는 문제에 대해 정보적으로 해석하는 방법을 배운다. 현대 정보는 너무나도 많은 관계가 얽혀있는데, 주변 관계가 아닌 핵심을 살펴봄으로서, 불순물을 제거한 진짜문제를 알아볼 수 있는 안목을 기른다.
(현재) 운석이 충돌하기 직전과 충돌 후에 가까운 미래를 상상해본다. 충돌을 하게 되면 거대한 열에 너지가 분사하게 되고 분지를 형성하게 되어 사람이 살기엔 너무 뜨거운 환경이 조성된다. 이를 방지 하기보단 운석을 관측시스템의 초음파로 예측하여 경보를 만들어 신속히 대피하는 것이 중요하다. 운 석이 충돌하기 전에 예측을 할 수 있을지 아두이노와 초음파장치를 통해 상상해보고, 운석충돌 후 가 까운 미래에 우리는 전기를 공급하기 태양 에너지를 사용해야할 것이다. 태양에너지를 어떻게 하면 사 용할 수 있을지 직접 설계하여, 실제 태양에너지를 이용한 자신만의 작품을 만들어 본다.
(미래) 거대 운석이 춘천에 떨어진다면 과거 공룡들이 역사적으로 어떤 운명을 했을지 살펴보고, 미 래 디스토피아적 SF영화에 나오는 것처럼 나의 이야기를 완성해본다. 훗날 우리에게 다가올 먼 미래를 가장 먼 과거로부터 과학적 지식을 바탕으로 개연성 있는 릴레이 소설로 구성하였고, 인문학적, 윤리 적 죽음에 대한 생각을 아이들의 시선으로 바라보는 수업을 만들었다.
각 진도는 문어발식으로 각 선생님들이 각자 진행하였다. 수학·과학·정보 교과 내용이 순차적으로 적용될 수 없어, 필요한 내용들을 시기조절 했다. 먼저 체험을 한 후에 기본적인 이론을 가르침으로서 과학, 수학에 관련된 과목의 흥미도를 높이는데 주력하였다. STEAM교과에 관심있어하는 3학년 학생들 을 우선적으로 선별하여 실험적으로 진행해보았고, 부족한 부분들을 보안해 교과 진도에 영향이 적은 1학년들을 대상으로 수업이 진행되었고, 학생들도 즐겁게 수업에 참여하였다.
2. 서론
SF와 영상매체를 많이 본 학생들에게 운석이 떨어지는 현상이 주어졌을 때, 스스로 상상하면서 설계하고 만드는 과정에서 학생들에게 과학적 흥미를 돋게 하도록. 인류의 역사는 인간 소속감을 느 끼는 공동체의 크기가 커져가는 역사를 걸어왔었다. 이러한 대재앙을 예고한 수업을 한다면 아이들 이 교과적인 지식으로 인류애를 편성하는 것이 아닌, 지역 공동체, 더 크게는 인류 전체 소속감을 느끼면서 창의적 설계를 할 수 있게 된다.
이를 통해 ‘춘천에 만약에 운석이 떨어진다면?’이란 상상을 가지고, 운석이 충돌하기 전(과거), 운석이 충돌하기 직전의 상태(현재), 운석이 충돌한 이후(미래)에 대한 상상력을 학생들에게 발현할 수 있는 기회를 줄 수 있도록, 교사들의 주기적인 모임을 통하여 STEAM교육에 대한 과목 간 연계 성을 분석한다.
3. 연구 수행 내용 및 결과
➀ STEAM 프로그램 개발 및 적용에서 처음에는 유튜브에서 ‘알쓸신잡 -SF 작품, '지구 제국'의 등 장을 예고하고 있다?’란 3분 남짓한 영상을 보고 시작한다. 영상의 내용은 인류가 역사적으로 보았을 때, 점점 더 큰 공동체를 가진다는 것이다. 농경사회에서의 소규모 집단에서 현대사회의 정보화, 글로벌 시대로 오면서 학생들에게도 인간의 공동체 역사의 방향성에 대한 수업이 필요하 다는 것을 느꼈다. 이러한 방향성이 나오는 것이 SF영화나 소설인 대중매체이고, 이것 또한 수업 에 적용할 수 있다면 아이들과 교사, 모두 흥미있는 내용의 교과지식을 가르칠 수 있으리라 생각 했다. 그래서 우리는 STEAM 프로그램을‘춘천에 운석이 떨어진다면?’을 제목으로 개발하기 시 작한다. 4월부터 시작한 이 STEAM은 협의회부터 출발한다.
◦ STEAM 프로그램 개발을 위한 협의회
- STEAM 프로젝트 신청을 위한 모임은 4월부터 시작했으며, 그후 점진적으로 만남의 숫자 를 늘려가면서 회의를 하였다.
- STEAM 프로젝트에 개발을 위한 2차 협의회 실시하였다.(2020,05.24) 이때에는 - STEAM 프로젝트에 개발을 위한 2차 협의회 실시하였다. (2020,07.01) 이때에는
- STEAM 프로젝트에 개발을 위한 3차 협의회 실시하였다. (2020.08.03.) 이때에는 자발적으로 참여한 고3학생들을 대상으로 투석기를 만들어 STEAM 수업을 해보고 난 피드백의 내용이 었다.
- STEAM 프로젝트에 개발을 위한 4차 협의회 실시하였다. (2020.10.16.) 이때에는
◦ 연구
- STEAM 교사연구회에는 통합과학, 과학실험, 정보, 수학, 국어 선생님을 모아 운영이 되었 다. 융합할 수 있는 1학년 학생 프로젝트 개발을 하였고, 행성이 떨어졌을 때 어떤 교과적 지식이 중요할지 각 교과서 지식울 정리, 각 연개 과목의 지식을 융합하였다.
- 과학탐구실험과 관련된 내용중에 태양열 단위 등 상식을 벗어난 단위를 알려줘 인류와 자 연이라는 관계를 설명하였다. 그리고 이를 자신의 작품을 통해 에너지를 쓰는 과정을 통해 성취감이 생길 수 있도록 수업방법을 연구하였다. 3D프린터를 통해 작품을 뽑는 학생은 설계도를 정보선생님께 부탁해 뽑도록 지도한다. 매 수업을 하기 전 안전에 대한 주의사항 을 안내하고, 위험물품을 사용시 선생님께 꼭 이야기한 후 활동할 수 있도록 안내한다.
- 정보에 관련된 내용 중에 현재상태와 목표상태를 상황에 적용할 수 있게 러시아에서 운석 이 떨어진 실제 기사를 활용해서 학습지 형태로 실습하게 하였다. 그리고 이 상태들을 운 석이 떨어지는 순간으로 상황을 변환한 뒤, 운석의 형태, 모형 등을 제시하여 현재상태와 목표상태에 적합한 초음파 거리센서와 아두이노를 이용한 운석측정 장치를 만들었다.
- 국어에 관련된 내용 중에 쓰기가 사회적 상호 작용임을 이해하고 글을 쓸 수 있도록 STEAM 교육에서 배웠던 배경지식, 과학적 지식을 바탕으로 개연성 있는 글쓰기를 할 수 있도록 정리할 수 있는 내용을 정리하여 안내한다. 구체적인 상황을 구성하여 그 상황에 맞는 글쓰기 수업을 할 수 있도록 흥미있는 플롯을 던져준다.
- 수학에 관련된 내용 중에 운석의 충돌현상을 수업주제로 음파의 전달 현상을 그래프로 나 타내고 원리를 이해 할 수 있도록 교과적 지식을 간단히 안내 및 전달하였다. 그 다음 google colab을 통해 운석의 충돌 과정을 함수로 나타내고 그 그래프를 컴퓨터를 이용해 그릴 수 있다. 컴퓨터가 작동이 되지 않는 또는 컴퓨터가 모자란 일부 학생들은 옆 친구와
도 지구 평평설을 믿는 학자들이 있다. 따라서 지구평평설에 대한 논리나 생각, 그리고 지 구상에 5차 대멸종과 관련된 ‘심슨 카우치 영상’을 통해 아이들의 흥미있는 수업을 이 끌어갈 수 있도록 하였다.
◦ 시간표
교시 월 화 수 목 금
1교시 (1-10)
(3-2)
과학탐실 물리학Ⅱ
2교시 (1-5)
(1-9)
과학탐실 과학탐실
3교시 (1-8) (1-2)
과학탐실 과학탐실
4교시 (3-1) (3-2) (3-1)
(1-7)
물리학Ⅱ 물리학Ⅱ 물리학Ⅱ 과학탐실
점심 식사
5교시 (3-2) (3-1) (1-3)
물리학Ⅱ 물리학Ⅱ 과학탐실
6교시 (1-4) (1-6)
과학탐실 과학탐실
7교시 (1-1)
과학탐실 과학탐구실험 - 신성
교시 월 화 수 목 금
1교시
(교과1실)
(2-8) 미적분(블럭)
(X) 기하(블럭) (A)
2교시
(교과1실)
(교과1실) (1-8) (2-8)
미적분 (X) 미적분(블럭)
(X) 수학 기하(블럭) (A)
3교시 (교과1실) (교과1실)
미적분 (Z) 미적분 (Y) 4교시 (1-8) (1-8)
수학 수학
점심 식사
5교시 창체 (1-8)
수학
6교시
(교과1실)
창체
(교과1실) 미적분(블럭)
(Z)
미적분(블럭) (Y)
7교시
(교과1실)
(교과1실) 미적분(블럭)
(Z)
미적분(블럭) (Y) 수학 - 김태석
교시 월 화 수 목 금
1교시 (1-6) (1-8) (1-5)
창체(자율) 국어 국어
2교시 (1-6)
(1-5)
국어 국어
3교시 (1-6)
(1-8)
국어 국어
4교시 (1-7)
(1-5) (1-7)
국어 국어 국어
점심 식사
5교시 (1-7)
창체 (1-5)
국어 창체(자율)
6교시 (1-8) (1-8)
창체 (1-7)
국어 국어 국어
7교시 (1-5)
(1-6) (1-6)
국어 국어 국어
국어 - 황정열
교시 월 화 수 목 금
1교시 (1-3) (1-5) (1-8)
통합과학 통합과학 통합과학
2교시
(1-7) (교과2실)
통합과학 지구과학Ⅰ(블 럭) (G) 3교시
(1-2) (교과2실) (교과2실)
(1-4) 통합과학 지구과학Ⅰ(블
럭) (G)
지구과학Ⅰ(블
럭) (F) 통합과학
4교시
(교과2실)
지구과학Ⅰ(블 럭) (F) 점심 식사 5교시 (1-6)
창체 (1-1)
통합과학 통합과학
6교시
(1-9)
창체
(교과2실)
통합과학 지구과학Ⅰ(블
럭) (E)
7교시
(1-10)
(2-2) (교과2실)
통합과학 창체(자율) 지구과학Ⅰ(블
럭) (E) 통합과학 - 박주혁
교시 월 화 수 목 금 1교시
(1-9)메이커
(1-7)메이커 (2-8)
정보 정보 창의경영(블럭)
(B)
2교시
(1-7)메이커 (1-6)메이커 (2-8) (1-7)메이커
정보 정보 창의경영(블럭)
(B) 정보
3교시
4교시
(1-6)교실
수업 (1-10)메이커
(1-9)메이커
정보 정보 정보
점심 식사 5교시 (1-8)메이커
창체 (1-8)메이커 (1-10)메이커
정보 정보 정보
6교시 창체 (1-6)메이커
정보
7교시 (1-10)메이커 (1-9)메이커
(1-8)교실 수업
정보 정보 정보
정보 - 이성호
◦ 대상 학년
- 선행 STEAM수업으로 3학년 20명과 실제 STEAM 수업 1학년 6반~10반(120명)으로 수혜학 생을 편성한다.
➁ STEAM 프로그램 적용 성과 연구 및 조사.
◦ 학교생활기록부
- ‘(정보) 운석이 다가오는 상황을 현재상태와 목표상태로 정의하고 발표했다. 또한 초음파 거리측정 센서와 아두이노로 운석 접근 재난센서를 만들고, 추가적으로 LED까지 추가해 경고등을 적용해 만듦.’
- ‘(과학탐구실험) 디지털 전류계와 전압계를 사용하여 태양전지의 전력을 측정해보고 이를 바탕으로 태양전지를 활용한 장치를 고안하였음. 이후 조원들과 의견 교환을 통해 태양전 지를 이용한 가방형태의 충전기를 제작하였음. 가방 겉면에 태양전지를 부착하고 내부에 USB출력 유닛을 고정 밝은 날 충전기로 사용할 수 있도록 하였음. 이 과정에서 준비물 준 비와 디자인 총괄을 맡았으며 제작을 통해 공학분야에 관심을 갖게 되었음.’
◦ 적용 성과
- 학생 사전 태도검사는 수업 진행중인 10월로 정하였고, 학생 사후 태도검사는 수업이 끝 난 직후인 11월로 진행하였다. STEAM을 중간고사와 기말고사 사이의 수업을 진행하였고, 수행평가와 다른 학력고사가 있는 날을 제외해 STEAM수업을 진행하였다. 한 학생은 ‘평 소에 교과서에 나오는 지식만 겪다가 일어나지 않을 일들을 상상하며 작품을 만드니, 내가 주인공이 된 것 같았다.’라고 말하였다.
➂ STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천.
3학년에게 투석기 관련 제작을 함으로 선행STEAM 수업을 하고, 부족한 내용을 교사회의를 통해 피드백하면서 1학년 학생들과 할 때의 전체적인 난이도, 교사가 해야할 일, 흥미도 증가를
위한 매체 활용 등 고려해야 할 것을 선정했다. 정보를 필수로 듣지만 교과집중제를 진행하고 있는 중에 이미 배운 1~5반까지의 정보과목 시수를 확보하기가 쉽지 않아, 2학기 정보과목을 듣 고 있는 6~10반까지를 수혜학생 타겟을 선정하였다. 수업을 진행 및 완료 후 교사연구를 통한 피드백을 통해 보고 체험할 수 있는 교수학습방법 (글쓰기, 피지컬 컴퓨팅 등)을 통해 활용한다.
국어의 시나리오 교육을 통한 감성적 체험의 완성을 계획하였다.
※ 점심시간 12시 40분부터 1시까지 일주일에 1번씩 만나 서로가 준비한 수업을 브리핑 후 피드백 을 하는 시간을 가진다.
※ 기존 수업에 피로감을 느낀 고3 특성상, 새로운 수업의 욕구가 강한 학생들을 선정하여 STEAM 수업을 체험하게 해보고, 피드백을 받아 검토한다.
※ 기존 ‘3개 학년이 진행’에서 학기집중제로 정보를 배우고 있는 반들이 STEAM에 더 적절하다 고 판단하여 1학년 6반 ~ 10반 학생들로 범위를 좁힘.
STEAM 프로그램
구분
프로그램명 춘천에 운석이 떨어진다면
선행
프로그램명 해당 없음
학교급 고등학교 대상 학년(군) 1학년
중심과목 과학탐구 실험
중심과목
성취기준 영역 [고등학교 1학년] (3) 첨단과학탐구
연계과목
공통과학 수학 정보 국어
연계과목 성취기준 영역
[고등학교 1~3학년] (1) 물질의 규칙성과 결합 [고등학교 1~3학년] (4) 함수
[고등학교 1~3학년] (4) 컴퓨팅시스템 [고등학교 1~3학년] (3) 쓰기
개발계획
주제 연번 차시
(시수) 과목 연계(안)
1 3 수학(2) + 정보(1)
2 4 공통과학(1) + 과학탐구실험(3)
3 3 정보(2) + 국어(1)
개발·적용
현황 10차시 중 9차시 적용 완료
◦프로그램 주제별 프로그램 실시 후 학생 면담 실시 - 1차면담실시 2019. 10. 14 ~ 15
- 2차면담실시 2019. 11. 13.
- 3차면담실시 2019. 11. 20.
◦ 프로그램 10차시 개발, 적용 및 보안 - 1 ~ 3차시 문제의 이해와 함수의 개념
- 4 ~ 7차시 운석의 정의와 태양열판 활용 및 적용 - 8 ~ 10차시 피지컬컴퓨팅과 SF릴레이 소설쓰기
◦ 연구 수행 결과
4. 결론 및 제언
구분 수행 계획
교수학습지도안 개발 차시 총 10차시 예정
수업 적용 일정 2020. 10. 12. ~ 2020. 12. 30.
(STEAM 수업)수혜학생 수 고등학교 1학년 6반~10반(121명) 고3 (20명)
학생 태도검사 사전검사 7월 3학년 16명 신청자 완료 사후검사 11월, 1학년 전체 학급 예정 학생 및 교사 만족도조사 11월, 만족도 조사 예정
교사연구회 STEAM 행사 개최 2020. 10. 11 . ‘STEAM수업 전시행사’ 개최
논문 또는 학술대회 해당 없음
특허출원(국외, 국내) 해당 없음
※ 교사연구회의 전체 회원 사이의 협력적 활동내용
- 1년차부터 10년차까지 다양한 경력의 선생님들이 피드백하는 과정에서 서로간의 교과적 고충과 다양한 지식들을 듣는 과정에서 수업시간에 다른 교과내용을 접목해 흥미도를 올릴 수 있다. 또한 다양한 수업방법을 생각하고 찾아보면서 예상치 못한 상황을 다른 선생님과 의논한다.
※ 교사연구회 참여를 통한 STEAM 프로그램 개발·적용 관련 좋았던 점과 어려웠던 점 - 좋았던 점은 다양한 분야의 교과선생님과 이야기하며 수업에 대한 이야기를 나눌 수 있
었다.
- 아쉬웠던 점은 각자의 교과 시수에 맞춰 진행해야 하는 교과시수, 평가 등 현실적인 어 려움이 있었다.
※ 3학년 STEAM 수업 수혜학생들의 반응
- 좋았던 점은 수업시간에 배웠던 내용을 직접 적용해보면서 개념을 명확히 할 수 있었다.
친구들과 함께 투석기를 만드는 과정이 재밌었고 직접 만든 투석기가 작동하는 모습에 성취감을 느꼈다.
- 아쉬웠던 점은 데이터 수집의 횟수가 부족해서 아쉬웠다. 스스로 투석기를 디자인하고 제작하는 과정이 처음이라 어려움이 있었다.
※ 1학년 STEAM 수업 수혜학생들의 반응
- 좋았던 점은 영화에서 보았던 내용들을 실제 상황이 닥친다는 가정 하에 교과지식과 적 용해 직접 만들어보니 내가 배운 지식이 쓸모있다는 것을 보았다는 반응이 있었다.
- 아쉬웠던 점은 작품과 소설을 만드는데 수업시간이 부족해 방과후에도 만들었어야 했다.
또한 제대로 동작하지 않았을 때나 3D를 출력할 때 피드백을 해줄 선생님이 부족다는 내용이 있었다.
[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물
(프로그램명) 춘천에 운석이 떨어진다면
1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정
연번 차시 (중심과목)
2015 개정 교육과정 성취기준
(연계과목) 성취기준 영역 1 1~3/10 [10수학04-01] 함수의 개념을 이해하고, 그 그래프를 이해한다.
(정보)
[고등학교 1~3학년]]
(3) 문제해결
2 4~7/10
[10과탐03-01] 첨단 과학기술 속의 과학 원리를 찾아내는 탐구 활동을 통해 과학 지식이 활용된 사례를 추론할 수 있다.
[10과탐03-02] 첨단 과학기술 및 과학 원리가 적용된 과학 탐구
활동의 산출물을 공유하고 확산하기 위해 발표 및 홍보할 수 있다.
(통합과학)
[고등학교 1~3학년]
(1) 물질의 규칙성과 결 합
(국어)
[고등학교 1~3학년]
(3) 쓰기
3 8~10/10
[12정보05-03] 문제 해결에 적합한 하드웨어를 선택하여 컴퓨팅
장치를 구성한다.
[12정보05-04] 피지컬 컴퓨팅 장치의 동작을 제어하기 위한 프 로그램을 작성한다.
(국어)
[고등학교 1~3학년]
(3) 쓰기
2. STEAM 프로그램 총괄표(총 10차시)
차시 주요내용
1~3 /10
주제(단원)명 운석이 떨어지는 모습을 함수로 나타내고, 현재상태와 목표상태를 파악한다.
CD 함수의 개념을 이해하기 위해 문제상황의 현재상태와 목표상태를 파악하고, 그래프를 그린다.
ET 자신이 그린 그래프와 현상을 예측한 학습 내용을 발표하고. 파이썬(구글 Colab)을 이용 해 주어진 데이터의 실제 그래프(Scatter)를 확인
4~7 /10
주제(단원)명 운석의 종류와 특징을 알고, 과학실험을 통해 시뮬레이션 해본다.
Co 운석이 떨어지는 과정을 가정하여 과학실험을 통해 그 상황을 스스로 제시해본다.
ET 과학실험에서의 특징을 이해하고, 그 특성을 이용해 운석의 종류와 특징에 대해 파악해본다.
8~10 /10
주제(단원)명 피지컬컴퓨팅과 글쓰기를 통해 충돌 이후의 삶을 생각해본다.
CD 피지컬컴퓨팅을 통해 운석이 떨어지는 상황을 예측하는 시스템을 생각해본다,
ET 운석이 충돌할 경우 미래의 시나리오를 릴레이 소설로 나아가는 장면을 파악해본다.
3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안
중심과목 수학 학교급/학년(군) 고등학교/1 학년
중심과목 성
취기준 영역 [수학] (4) 함수 중심과목 성취 기준
[10수학04-01] 함수의 개념을 이해하고, 그 그래프를 이해한다.
주제(단원)명 1. 함수의 뜻과 그래프 차시 1~2 / 10
학습목표 음파의 전달 현상을 그래프로 나타내고 원리를 이해 할 수 있다.
운석의 충돌 과정을 함수로 나타내고 그 그래프를 그릴 수 있다.
연계과목 정보 연계과목 성취
기준 영역 (정보) [고등학교 1~3학년] (3) 문제해결
STEAM 요소
S 운석 충돌 현상의 원리 이해
T
E
A 모둠별 토론을 통한 효과적 그래프 표현 및 의사소통
M 함수식 계산 및 그래프 도해
개발 의도 자연 현상을 포함한 여러 대응 관계를 표현하는 함수를 이해하고, 그 대수적 조작을 그래 프를 통한 시각적 수단으로 이해하며 실제의 문제를 해결하는데 이용 할 수 있도록 한다.
두 변수 사이의 관계를 파악하는 함수를 파악하고 이를 그래프로 표현하도록 한다.
하나의 변수값이 변함에 따라 함수와 그 그래프의 모양이 어떻게 변할 것인지 예측하도록 한다.
운석이 지구 궤도에 진입했을 때, 그 움직임을 파악하기 위해 어떤 변수를 설정할 것인지 토론해본 다.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
※ 시간에 따른 물체 의 고도를 표로 제시 하고 두 변수 사이의 관계를 표현하는 함 수를 설명한다.
창 의 적 설 계
창의적 설계
※ 공학도구 및 텍스 트 코딩을 통해 그래 프를 시각적으로 표 현한다.
감 성 적 체 험 중력에 의해 낙하하는 운석의 시
간과 고도 데이터를 보고 관계식 을 구한 후, 이를 그래프로 표현 하여 이후의 움직임을 예측한다.
감성적 체험
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 일차함수의 뜻, 함숫값, 도형의 평행이동 개념을 이해하고 있는지 확인한다.
자유낙하하는 물체의 시간에 따른 위치를 사진 촬영을 통해 실험해본다.
M o t i o n Shot
어플리케이 션
전개 (60 분)
CD 중력에 의해 자유낙하하는 물체의 운동에 관한 영상자료를 제시한다. 이후 이 차함수, 포물선과 연결지어 심화 설명한다.
Co 시간과 고도에 관한 데이터를 확인하고 모눈종이와 그래픽 소프트웨어를 이 용하여 데이터 관계를 나타내는 함수식을 구한다.
ET 다른 학생들이 계산한 함수식과 비교한다.
Co 구한 함수식을 나타내는 그래프를 모눈종이 위에 그린다. 이 때, 앞으로의 현 상을 예측하는 부분을 찾아 표시하도록 한다. 학생들이 그린 그래프에서 일대 일함수와 일대일대응이 되도록하는 정의역 범위를 찾는 활동을 한다.
ET 자신이 그린 그래프와 현상을 예측한 학습 내용을 발표한다.
모눈종이
Quick praph 어플리케이 션
정리 (15 분)
ET 파이썬(구글 Colab)을 이용해 주어진 데이터의 실제 그래프(Scatter)를 확인하 고 학생들이 그린 그래프와 비교하도록 한다. 다양한 운석 낙하 현상을 해석 하기 위해 고려해야 할 변수 요소를 생각해본다.
구글 Colab
중심과목 정보 학교급/학년(군) 고등학교/1학년
중심과목 성 취기준 영역
(정보)
[고등학교 1~3학년]]
(3) 문제해결과 알고리즘
중심과목 성취 기준
[12정보03-01] 복잡한 문제 상황에서 문제의 현재 상태, 목표 상태를 이해 하고 목표 상태에 도달하기
위해 수행해야 할 작업을 분석한다.
주제(단원)명 문제의 이해 차시 3 / 10
학습목표
문제의 현재상태를 이해할 수 있다.
문제의 목표상태를 이해할 수 있다.
문제를 파악하여 실전문제에 적용할 수 있다.
연계과목 수학 연계과목 성취
기준 영역 [수학] (4) 함수
STEAM 요소
S 운석 충돌 현상의 원리 이해
T
E
A 연극을 통한 상황 이해
M 함수식 계산을 통한 수칙을 현재상태/목표상태에 투영
개발 의도 운석이 떨어지는 상황을 상상하고, 현재상황과 목표상태 개념에 대해 알아본다. 또한 운 석이 떨어지는 과정을 수학적으로 분석해보는 연습을 해본다.
운석이 떨어지는 모습을 가상으로 설정하여 시뮬레이션하는 모습을 기사로 표현한 것이다.(활동지 1) 문제분해에서 현재상태와 목표상태를 알아보고, 운석이 떨어질 때의 현재상태와 목표상태의 정의를알
아보고, 기사속에서 현재상태와 목표상태를 구별하여 학습해본다.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
※ 운석이 떨어지는 모습을 시물레이션 해본다..
창 의 적 설 계
창의적 설계
※ 기사 속에서 나온 기사 내용을 현재상 태와 목표상태를 통 해 알아보고, 실제 기관의 목표와 비교 해본다.
감 성 적 체 험 정보시간에 소개된 기사를 통해
운석이 떨어지는 모습을 현재상 태와 목표상태를 나눠서 설명해 본다.
감성적 체험
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 정보과목에서의 ‘문제’를 정의해보고, 실생활속 자신들의 문제는 무엇이 있는지 이야기해본다. (운석이 떨어지는 상황을 학생들과 이야기한다.) PPT
전개 (60 분)
CD 크기에 따라 운석이 떨어진다면 어떻게 될지 상상해본다.
Co 1~2 명의 학생 자신의 문제에 따라 현재상태와 목표상태를 구분하여 설명해준다.
ET 자신의 문제를 다른 학생들과 토론하며 비교한다.
Co 가상으로 운석이 떨어지는 모습을 시뮬레이션한 학습지를 나누어주어, 기사속 현재상태와 목표상태를 나누어 설명한다.
ET 자신이 쓴 현재상태와 목표상태를 비교하여 현상을 예측한 학습 내용을 발표한다.
학습지 ( 운 석 충 돌 을 대비해 시뮬레이션 한 기사)
정리
(15 분) ET 실제 선생님이 쓴 내용과 비교하여 현재상태와 목표상태를 비교해본다. 발표
중심과목 통합과학 학교급/학년(군) 고등학교 1학년
중심과목 성취기준
영역
대멸종
기후 변화 및 미래환경
중심과목 성취기준
[10통과07-01] 지질 시대를 통해 지구 환경이 끊임없이 변화해 왔으며 이러 한 환경변화에 적응하며 오늘날의 생 물 다양성이 형성되었음을 추론할 수 있다.
[10통과08-03] 엘니뇨, 사막화 등과 같 은 현상이 지구 환경과 인간 생활에 미치는 영향을 분석하고, 이와 관련된 문제를 해결하기 위한 다양한 노력을 찾아 토론 할 수 있다.
주제(단원)명
대멸종은 끝일까, 시작일까?
기후 변화로 미래환경은 어떻게 변화할까?
차시 4/10
학습목표
과거 운석충돌로 대멸종이 일어나게 된 경위를 이해하고, 현대에 운석이 충돌할 때를 가정하여 현대에 나타날 수 있는 환경변화를 생각할 수 있다.
환경변화에 따라 변한 인간의 미래 삶을 예상할 수 있다.
연계과목 국어, 과학 연계과목
성취기준 영역
(국어)쓰기, (과학)대멸종, 기후 변화 및 미래환경
STEAM 요소
S 운석충돌로 나타날 수 있는 환경변화에 대해 이해한다.
T E
A 운석충돌 시 나타날 수 있는 환경변화를 문학에 녹여 표현해본다.
M 개발 의도
※ 운석충돌 시 일어날 수 있는 환경변화를 파악하고, 운석충돌이 일어났다는 가정으로 나타날 수 있는 환경적 변화를 생각하며 상상력을 기를 수 있다. 또한 이를 글로 표현하여 표현력을 기를 수 있다.
중생대 말기에 일어난 5 차 대멸종을 통해 운석을 통해 일어날 수 있는 환경변화를 확인해보고, 운석충돌에 의해 발생한 환경변화로 일어나는 여러 현상들을 종합해 최종적으로 나타날 수 있는 미래의 모습을 예상해본다. 이를 통해 미래의 모습을 소설, 에세이 등으로 표현하며 표현력을 기른다.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상황 제시
5 차 대멸종을 통해 운석충돌시 나타나는 환경변화를
확인하였다. 이러한 환경변화가 일어날 시 미래의 모습은
어떠한가?
창 의 적 설 계
창의적 설계
운석충돌로 나타날 수 있는 환경변화가 운석충돌이 아닌 지구온난화 등에 의해서도 나타날 수 있으며, 현재의 환경을 지켜야할 필요성을 인식
감 성 적 체 험 운석 충돌시 발생하는 현상 기술
현상들의 연쇄로 나타날 수 있는 환경변화를 고려
감성적 체험
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 5 차 대멸종을 통해 운석충돌시 나타나는 환경변화를 영상으로 보여준다.
동영상 (운석충돌 에 의한 공룡 멸종 영상)
전개 ( 13 분)
CD 운석충돌로 일어날 수 있는 다양한 환경변화와 그에 따른 연쇄를 설명해주고, 공룡이 멸종하게된 원인을 분석해보도록 한다.
Co 5 차 대멸종이 일어난 시기와 현재 시기의 기후 차이를 설명하고, 현대에 운 석충돌로 나타날 수 있는 기후와 환경 변화가 어떨지 질문한다.
CD 현대에 운석충돌이 나타났을 때의 환경변화의 연쇄를 통해 나타날 최종적 미 래 모습을 통해 상상하여 소설 및 에세이의 배경을 설정하게 한다.
ET 앞에서 설정한 배경으로 한 소설 및 에세이를 작성하게 한다.
학습지 기후변화의 요인이 다양하고 서로 연쇄되기에 다양한 상황을 가정할 수 있음을 설명한다.
정리 ( 10 분)
ET 현대의 운석충돌을 배경으로 한 소설 및 에세이를 발표하며 어떠한 점에서 어떠한 환경변화를 표현하였는지 설명한다.
다른 팀의 소설 및 에세이에 배경이 서로 다름이 있을 수 있으며 , 서로의 의견을 부정하지 않도록 주의한다.
중심과목 과학탐구실험 학교급/학년(군) 고등학교/1학년
중심과목 성취기준
영역
첨단 과학 탐구 중심과목
성취기준
[10과탐03-02] 첨단 과학기술 및 과학 원리가 적용된 과학 탐구 활동의 산출 물을 공유하고 확산하기 위해 발표 및 홍보할 수 있다.
주제(단원)명 태양광 발전을 이용한 장치
고안하기 차시 5~7/10
학습목표 태양전지의 전압과 전류 값을 측정하고 발생 전력을 계산할 수 있다.
태양광 발전을 이용한 장치를 고안하고 조원들과 함께 결과물로 완성 할 수 있다.
연계과목 통합과학 연계과목
성취기준 영역
[10통과09-04] 핵발전, 태양광 발전, 풍력 발 전의 장단점과 개선방안을 기후변화로 인한 지구 환경 문제 해결의 관점에서 평가할 수 있다.
STEAM 요소
S 태양전지의 원리 T 태양전지의 연결 E 장치개발
A 예술적 표현 M 생산전력의 계산
개발 의도 태양전지를 활용하여 자신만의 장치를 개발함으로써 공학적 경험을 바탕으로 학생들이 머릿속에 구상한 것을 직접 표현하는 과정을 통해 자신을 표현함.
디지털 전압계와 전류계를 활용하여 태양전지의 전력 및 연결 형태에 따른 전압과 전류의 변화를 측정하고 이를 바탕으로 자신만의 태양전지를 활용한 장치를 고안하고 조원들과 함께 의견을 구체화하여 실제 생활에서 사용 가능한 장치를 제작한다. 이 과정을 통해 진로를 구체적으로 탐색하며 자신만의 장치를 표현하는 과정을 통해 성취감을 느끼도록 한다.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
전기를 마음껏 사용 할 수 없는 상황에서 우리는 어떻게 전기 에너지를 생산할 수 있을까?
창 의 적 설 계
창의적 설계
자신들이 고안한 장치를 소개해보고 서로의 소감을 나눠본다.
감 성 적 체 험 태양전지의 출력을 알아보고
이를 활용할 수 있는 장치를 고안하자
감성적 체험
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 대규모 재해로 인해 발전소로부터 전력공급이 원활하지 못하는 상황이다.
태양전지로부터 전기에너지를 생산, 사용하고자 한다. 에너지 자립마을의 사례를 살펴보자.
에너지 자립마을
동영상
전개 (30 분)
CD 6cm*9cm 크기의 태양전지로 생산할 수 있는 전기에너지를 실험을 통해 계산 해보자. 태양전지를 여러개로 직렬 혹은 병렬연결하며 구체적 데이터를 수집 정리한다. 태양광과 태양전지가 이루는 각도를 달리하며 생산되는 전력의 차 이를 실험을 통해 분석 정리한다.
※ 맑은 경우는 태양광아래서 실험을 진행하며 흐리거나 야외 수업이 어려운 경우 백열등을 사용하여 실험을 진행한다.
정리 (10 분)
차시예고)
태양전지의 출력을 알아보았다. 우리가 태양전지로부터 에너지를 생산 사용하 고자 한다. 자신만의 태양광을 이용한 장치를 고안해 보자.
학습
과정 교수-학습 활동 학습자료
및 유의점 도입
(10 분)
지난 시간 태양전지의 출력을 알아보았다. 실험을 바탕으로 모둠별로 각자 개성이 나타날 수 있는 태양전지를 이용한 장치를 디자인해보자.
전개 (25 분)
CD 조별활동) 태양전지의 크기와 연결 방법 그리고 위치를 고려한 장치를 B4 용지에 디자인해보자.
정리 (15 분)
ET 각 조에서 정리한 내용을 간단하게 발표하고 서로 의견을 교환하는 시간을 갖는다.
중심과목 국어 학교급/학년(군) 고등학교/1학년 중심과목
성취기준 영역
[고등학교] (1) 쓰기 중심과목 성취기준
[10국03-01] 쓰기는 의미를 구성하여 소통하는 사회적 상호 작용임을 이해 하고 글을 쓴다.
주제(단원)명 소통하는 글쓰기 차시 10/10
학습목표
쓰기가 사회적 상호 작용임을 이해하고 글을 쓸 수 있다.
과학적 지식을 바탕으로 개연성 있는 글쓰기를 할 수 있다.
구체적인 상황에 맞게 흥미있는 이야기를 구성할 수 있다.
연계과목 과학, 정보 연계과목
성취기준 영역 지구와 환경, 문제해결과 프로그래밍
STEAM 요소
S 운석이 떨어진 경우 지구 환경에 어떠한 영향을 주는지 생각해본다.
T 충돌 후 쉘터를 만든다면 어떤 기술들이 필요할지 생각해본다.
E 운석 충돌에도 버틸 수 있는 쉘터를 묘사할 수 있도록 공학적으로 안정적인 설계를 생 각해본다.
A 글을 통해 다른 사람들과 소통할 수 있음을 이해하고, 독자가 쉽게 글에 공감할 수 있도 록 과학적 자료가 바탕이 된 글쓰기를 실행한다.
M 글의 소재로 사용된 운석 충돌의 피해량과 규모를 수학적으로 계산해본다.
개발 의도
지금까지의 수업으로 쌓은 배경지식을 최대한 활용하고, 이를 통해 배운 내용을 정리하 면서 동시에 흥미로운 글쓰기를 위해서는 개연성이 반드시 필요함을 스스로 깨닫도록 한다.
STEAM 수업을 들으면서 배운 배경지식들을 최대한 활용 해야함을 깨닫도록 한다.
현실에 일어나지 않은 일을 글로 만들기 위해서는 배경지식에 대한 준비가 필수적임을 설명한다.
배경지식을 바탕으로 모둠원들과 릴레이 글쓰기를 실시하고, 서로의 부분에서 구체적인 수치나 과학 현상이 추가되었을 경우 더욱 현실적인 내용이 됨을 알아본다.
다른 모둠의 글을 읽으면서 자신이 알고 있는 지식이 있는지 찾아보고, 부족한 부분을 배우는 기회로 삼는다.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
지금까지 STEAM 수업 에서 배운 지식을 한 꺼번에 활용할 수 있 는 방법으로 글쓰기가 있음을 설명한다.
창 의 적 설 계
창의적 설계
많은 독자가 흥미를 갖고 읽을 수 있는 글 을 써보는 경험을 하 고, 글을 통해 독자들 과 소통할 수 있음을 인식
감 성 적 체 험 배경지식을 활용한 릴레이 소설
쓰기
감성적 체험
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 ‘운석이 떨어지면 어떻게 될까?’라는 주제로 수업을 하였던 과학, 정 보, 수학 수업의 내용을 정리하여 보여준다.
PPT (수업내용 정리)
전개 ( 30 분)
CD 배경지식을 바탕으로 모둠별로 릴레이 소설쓰기 활동을 한다.
Co 개연성에 대한 설명과 개연성을 높이기 위해서는 사실적 지식이 중요함 을 강조한다.
CD 자신의 내용에 다른 모둠원이 잘 연결하여 완성된 글을 쓸 수 있도록 서 로 소설 속 상황과 인물설정에 대해서 이야기 한다.
ET 완성된 글을 다른 모둠끼리 읽어보고 어떠한 부분이 잘 되었는지 활동지 를 작성해본다.
Tip!
시간 내에 이야 기를 완성하기 위해 적절한 분 량을 제시하고, 소설의 구성단계 를 따를 수 있도 록 첨삭하여준 다.
정리 ( 10 분)
ET 가장 좋은 평가를 받은 모둠의 작품을 함께 보고, 과학적 지식을 바탕으 로 쓸 수 있는 또 다른 주제를 이야기해본다. 지금까지 STEAM 수업을 하면서 느낀 점을 서로 발표해본다.
Tip!
활동지를 정리할 시간을 더 제공 하고, 학생들의 의견을 수렴하여 다음 STEAM 교 육과정에 반영한 다.
4. 학생활동지 / 학생참고자료
차시 1~2 /10
[출처: https://ratel35.tistory.com/313]
차시 정보: 3/10 1. 다음 기사를 보고, 현재상태와 목표상태를 구분해보자.
현재상태
문제 최초의 상태
목표상태
해결하기 위한 상태
러시아 첼랴빈스크에서 난데없는 폭발 사고가 발생한 건 2013년 2월이다.
당시 1천500여명이 다치고 7천200여채의 건물이 부서졌다.
파괴범은 우주에서 날아온 지름 20ｍ급 소행성이었다. 아파트 6층 높이의 운석이 추락하면서 엄 청난 충격을 지구에 안겼다.
가능성이 높은 건 아니지만 `우주 불청객`을 맞을 준비는 언제든 하고 있어야 한다는 경각심을 전 세계에 심어주는 사건이었다.
31일 대전 유성구 한국천문연구원(천문연)에서는 우주물체 추락 상황을 가정한 훈련이 진행됐다.
우주물체가 지구에 진입 후 대전 상공에서 폭발한 뒤 지상에 충돌하는 시나리오였다.
천문연 세종홀 앞 잔디밭과 주차 차량에 운석 추정 우주물체가 떨어진 뒤 주변에 불이 나고 사람 이 다치는 상황을 가상으로 설정했다.
소방관 화재 진압과 부상자 이송에 이어 경찰 폴리스라인까지 설치되자 한국원자력연구원 연구진 이 방재복을 입고 방사성 물질 오염 여부를 살폈다.
추락 우주물체 표면 방사선량률이 일상생활에서 자연스럽게 노출될 수 있는 수준으로 확인되자 우주물체 회수 작업이 이뤄졌다.
평상복 상태의 한국지질자원연구원 연구진은 사진 촬영, 자성 측정, 엑스선 형광 분석기를 이용 한 성분 분석 등을 진행했다. 다음엔 우주물체를 밀봉해 시료 용기로 안전하게 옮겼다.
중간에는 운석을 탐내던 한 시민이 현장에 난입하는 모습이 연출되기도 했다. 그는 운석을 들고 도망치려다 경찰에 제압됐다.
우주물체 추락 재난 현장 훈련은 이번이 처음이다.
구성 자체는 짜임새 있어 보였으나, 상황 자체가 낯선 탓인지 실전 같은 분위기는 찾기 어려웠 다.
과학기술정보통신부 관계자는 "실제로 현장에서는 처음 해보는 만큼 전체적인 절차를 살피고 시 나리오를 보완하는 것에 초점을 뒀다"며 "연구원들이 연구실 밖으로 나와 국민 재산과 생명 보호 에 직접 나선다는 것도 의미가 있다"고 말했다.
차시 4/10
[활동지]
차시 5~7/10
5/10
▶▶ 태양 전지의 연결 방법에 따른 전력 생산량 비교하기 1. 태양 전지의 전류와 전압을 측정하여 전력을 계산해 보자.
전압(V) 전류(mA) 전력(mW)
햇빛이 비추는 실외
햇빛이 잘 들지 않는 실내
2. 태양 전지 여러 개를 직렬과 병렬로 연결할 때 생산되는 전력이 어떻게 달라질까?
전압(V) 전류(mA) 전력(mW)
직렬 연결
2 개 직렬 연결 3 개 직렬 연결
병렬 연결
2 개 병렬 연결 3 개 병렬 연결
3. 태양 전지에서 생산되는 전력을 증가시키려면 태양 전지를 어떻게 연결해야 하는지 실 험 결과를 토대로 설명해 보자.
▶▶ 태양의 고도에 따른 전력 생산량 비교하기
4. 태양의 고도에 따라 태양 전지에서 생산되는 전력을 비교해 보자.
태양 전지와
태양광이 이루는 각 전압(V) 전류(mA) 전력(mW)
90°
60°
30°
6/10
5. 태양광 발전을 이용한 장치를 고안해 보자.
태양 전지의 개수
연결 방법
태양 전지의 위치
태양 전지의 부착 방향
6. 고안한 장치의 밑그림을 그려 보자.
선정한 생각 생각의 구체화
차시 정보: 8~9/10
1. 초음파 거리센서가 어떤 원리로 앞의 물체 거리를 탐지하는지 알아보자.
2. 다음과 같이 아두이노로 코딩해보자.
3. 어떻게 하면 운석이 떨어지는 모습을 측정할 수 있을지 상상해보고 그려보자.
차시 10/10
1. 춘천에 운석이 떨어진 상황에 대해서 배경적 묘사를 해봅시다.
(과학적 지식을 활용하여 자세하게 상황을 묘사해봅시다.)
2. 등장인물의 성격과 직업에 대해서 적어봅시다.
(개성적인 인물을 만들기 위해 직업과 성격을 입체적으로 구성해봅시다.)
3. 1 번과 2 번이 바탕이 되어서 등장인물이 하고자 하는 행동이 무엇인지 글을 써봅시다.
(개연성 있는 글을 쓰기 위해 배경지식을 적극 활용해봅시다.)
4. 위의 문항들을 기초로 이야기의 개요를 친구와 함께 작성해봅시다.
5. 작성한 개요를 바탕으로 모둠원들과 역할을 나누어 소설을 만들어봅시다.
5. 교사자료
차시 4/10
[흥미 유발용 자료]
[지구평면설을 근거로한 5 차 대멸종]
[심슨 카우치 개그 –진화론]
링크 : https://www.youtube.com/watch?v=Ci9jfMvoLb4
<학생들에게 전달할 주의사항>
다른 팀의 소설 및 에세이에 배경이 서로 다름이 있을 수 있으며 ,서로의 의견을 부정하지 않도록 주의한다.
자료출처
차시 10/10
● 소설 예시 [2020/11/11]
춘천에 운석이 떨어진 지 일주일이 지났다. 단순하게 뉴스에서 하는 헛소리라 생각했는데 진짜 운 석은 떨어졌고 밖을 나가는 일조차 어려운 일이 되어버렸다. 분명 대피하는 곳은 어디라고 했는데 현재 내가 있는 곳 문을 여는 일부터가 쉽지 않게 되어버렸다. 다행이라면 다행이라는 것이 나는 살 아 있다는 점이고, 주머니에 펜이 하나 있어 수많은 장부의 한 쪽 구석에 인간으로서의 마지막 글을 적을 수 있다는 것이다. 며칠이 될지 몇 개월이 될지는 모르겠지만, 혹여나 이 금고 안에서 나를 발 견한 사람이 있다면 나에 대한 기록을 여기서 찾아주길 바란다. 빛도 안 들어오는 곳에서 손의 감각 만으로 의지해 쓰는 터라 펜이 나오는지도 알 수 없다. 그저 나와주길 바라고. 이것이라도 안 하면 칠흑에 먹혀버릴 것이 뻔하니 발버둥을 치고 있다. 글을 쓰는 것도 기력이 있을 때나 하는 짓이겠 지...
[2020/11/13]
깜깜하게 아무 것도 안 보이니 그저 대충 지난 날짜를 적고 있다. 지금부터라도 초를 하나씩 말해 볼까 생각도 해봤지만 그러다 미치는 건 시간문제다. 지금 이것도 간신히 내가 인간으로서의 가닥을 잡고있는 마지막 노력이라 생각한다. 예전에 책으로 읽어본 이야기에는 긍정적으로 살라는 말들만 잔뜩 적혀있었다. 인간의 몸은 70%이상이 물이라는데 운석 충돌로 위층의 수도관이 터졌는지 벽을 타고 물이 흐르고 있다. 긍정적이다. 물이 있으니 최소한 며칠은 더 살 수 있을 것이다.
[2020/11/ ]
이 검은 공간은 나에게 시공간이라는 개념을 모두 빼앗아 갔다. 나는 지금 어디 있는지 날짜와 시 간은 어느 것인지 잊은 지 오래다. 운석이 떨어지던 날 은행원인 나는 적어도 금고는 무너지지 않겠 지 라는 생각으로 다른 사람들이 대피할 때 혼자 이곳으로 뛰어 들어왔다. 운석의 충돌량이 몇 메가 톤이라는 말이 들리는데 어디로 피한들 살아나갈 가능성은 제로다. 하지만 나의 선택은 적중했고 벽 두께가 50 센지가 넘는 금속 구조물은 무너지지 않았다. 문제는 나에게는 먹을 것도 없고, 충격에 내 감각기관은 분명 고장이 났다는 사실이다. 고작 주머니의 펜과 이제는 쓸모가 없을지도 모르는 돈다 발들이 전부다. 염소는 종이도 먹고 그런 걸로 봐서는 종이는 생명체에게 큰 문제가 없을 지도 모른 다. 돈이라도 먹으면서 버텨봐야겠다. 죽음을 앞둔 나에게 세상 누구보다 비싼 식탁이 차려질 것이 다.
[2020 ]
분명 11 월에 이런 일이 일어났으니 아직 일 년은 안 지났을 것 같다. 다행히도 돈을 먹는 일은 효 과가 있었다. 분명 먹을 수 있는 것은 아니었지만 뱃속에 무언가 들어간다는 사실이 행복하다. 가끔 돈에 있는 위조 방지 씰이나 바코드 라인이 거슬리기는 하지만, 또 누군가의 손을 거치면서 세균이 득실하겠지만, 분명하게 생존은 그런 것들 보다 더 상위에 있는 것이다. 조금 전부터 계속 속이 쓰리 고 구역질이 난다는 것을 봤을 때 비싼 식사에 대한 혹독한 댓가를 치루는 것이 분명하다. 누군가 나를 발견한다면 내 이빨자국이 선명한 이 돈을 기념품으로 경매에 출품해주길 바란다.
마지막
마지막이라는 날짜를 쓴 이유는 이제 분명히 죽을 것이라 확신하기 때문이다. 그동안 나는 칠흑 속에서 살아왔다. 몸이 기억한다고 나를 보호하기 위해 구석으로 가자는 생각이 든 날이었다. 손끝의 감촉으로 더듬어 가면서 사면을 확인했다. 그리고 내가 있던 곳의 한 면이 없다는 사실을 알게 되었 다. 오래전부터 나는 열린 공간에 있었다. 한 쪽이 열렸음에도 내가 한치 앞도 보지 못한 것은 지독 한 운석 충돌 먼지 때문일 것이다. 이미 햇빛은 안 들어온 지 오래다. 난 죽어있는 공간에서 살려고 해왔던 것인가.
난 이렇게 끝이다.
-> 모둠원들과 개요에 맞춰 각각의 날짜마다 다른 모둠원이 내용을 구성하였고, 짧은 시간 안에 글
6. 차시별 학생 평가기준 및 방법
차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구
1~3 /10
상 두 측정 자료 사이의 대응 관계를 알고 함수로 나타낼 수 있으며 그래프를 보고 올바른 것을 찾을 수 있다.
자기평가 자기/동료평가지(
중 두 측정 자료 사이의 대응 관계를 알고 함수로 나타낼 학생용) 수 있다.
하 두 측정 자료 사이의 대응 그림을 보고 함수인 것을 찾을 수 있다.
4~7 /10
상
첨단 과학기술 및 원리가 적용된 과학 탐구 활동의 산출물을 조사하거나 설계하고, 이를 공유 및 확산하기 위해 발표하고 홍보할 수 있다.
자기평가 폴리커스 관찰평가지 중 첨단 과학기술 및 원리가 적용된 과학 탐구 활동의
산출물을 조사하거나 설계하여 발표할 수 있다.
하 첨단 과학기술 및 원리가 적용된 과학 탐구 활동의 산출물에 대해 발표할 수 있다.
8~10 /10
상 문제 해결을 위한 피지컬 컴퓨팅 장치의 동작을 제어하는 효율적인 프로그램을 작성할 수 있다.
상상속 작품을 현실로 구현
동료평가지 (학생용) 중 피지컬 컴퓨팅 장치의 동작을 제어하는 프로그램을
작성할 수 있다.
하 피지컬 컴퓨팅 장치를 제어하는 명령문을 작성할 수 있다.
가. 자기평가지(1~3차시)
평가방법 평가기준 평가
상 중 하
자기평가
나의 역할은 무엇이었나요?
적극적으로 활동에 참여하였나요?
활동을 통해 수학적, 정보적 흥미를 얻었나요?
현상을 알고리즘으로 표현할 수 있나요?
운석충돌에 대한 현상들을 서로 연관지을 수 있나요?
나. 플리커스 관찰평가지 (4~6차시)
번호 이름
지식 태도
배움과 성장의 기록 운석의 종류와 운석 충돌
시 나타나는 특징들을 이야기 할 수 있다.
운석 충돌 시 나타나는 현상에 관심을 가질 수
있다.
상 중 하 상 중 하
다. 자기평가지(8~9차시)
평가방법 평가기준 평가
상 중 하
자기평가
초음파 거리센서의 개념을 이해했나요?
적극적으로 활동에 참여하였나요?
거리센서에 관련된 코딩을 이해햇나요?
초음파를 통해 물체가 다가오는 활동에 적용할 수 있나요?
라. 자기 동료 평가지 (0차시)
평가방법 평가기준 평가
상 중 하
자기평가
나의 글이 수업 주제에 맞게 작성이 되었나요?
나의 글에 사용된 배경지식은 충분히 객관적인가요?
나의 글은 충분한 개연성을 지니고 있나요?
자신의 글에 대해서 느낀점을 적 어봅시다.
모둠 내 동료평가
글을 읽으면서 지은이가 말하고자 하는 주제를 알 수 있었나요?
글에 사용된 배경지식이 충분해 실제의 사건이라 상상할 수 있는 개연성이 있었나요?
글의 중심사건이 독자의 흥미를 잘 유발하였나요?
상대의 글에 대해서 느낀점을 적 어봅시다.
모둠 간 동료평가
글의 내용을 충분히 이해하고 작성하였나요?
서로의 글에 대한 피드백이 효과적인가요?
작성한 소설에 대한 평가가 객관적인가요?
평가지를 읽고 느낀점을 적어봅 시다.
7. 학교생활기록부 기재 예시
항목 학생부 기재 예시
교과학습발달상황 세부능력 및 특기사항
2020 STEAM 주간 운영(2020.8.10.-14.) 과정에서 투석기를 제작하고 자신이 만든 투석기의 비거리를 30 회 측정한 후 평균 218cm, 분산 292, 표준편차 약 17cm 를 계산함. 이후 200~230cm 사이에 떨어질 확률을 이론적으로 약 62%임을 계산하고, 10 회 투석기를 던저 나온 결과 70%와 비교하여 확인함.
[부록2]
steam 회의 (10월 16일) steam 회의 (7월3일)
정보 활동 수업준비
\
과학탐구실험 – 작품만들기 활동1 (태양열 선풍기)
과학탐구실험 – 작품만들기 활동2 (태양열 풍력발전기)
과학탐구실험 – 작품만들기 활동3 (태양열 가방)
과학탐구실험 – 작품만들기 활동4 (태양열 보온집)
[부록3]
일시 2020년 7월 3일 7교시
연구책임자 김태석 기록자 이성호 장소 메이커실
참가자 3 명 참석
참가자 명단 (학번/이름)
이성호, 박주혁, 황정열 (불참 :신 성, 김태석 - 회의)
회의 목표
- 현실적으로 전체(1,2,3) 학년이 이수하는 것이 가능한가.
- 아이들이 흥미있어할 주제인가.
- 교과과정을 어떻게 설계해야 하는가.
회의내용
- 소재 자체는 참신, 춘천과 운석이라는 테마에서 다양한 교과 엮는 것이 가능할 것이다
(ex, 국어의 경우 춘천에 운석이 떨어지는 릴레이 소설 및 유서쓰기, 또는 지구과학은 다양한 광물, 춘천지역이 실제 운석이 떨어진 것처럼 보인다는 논문까지 수업시간에 소개 가능)
- 전체 학생이 참여한다고 가정했을 때, 고등학교 3학년은 참가에 상당히 부담이 클 것이다. 설정상 대부분 고등학교 1,2학년 교육과정이 있기 때문이다.
- 방안1 : steam 수업주간을 만들기
- 방안2 : 동아리 안에서 steam 동아리 만들기
- 수업설계는 어렵지 않지만, 교육과정을 가볍게 할 수 있는지는 생각해 봐야한다.
- 3D 프린터를 통한 수업도 가능함. (춘천에 운석이 부딪힌 자리 3D프린터로 만들기)
평가 및 보완할 점 - 참석하지 못한 사람들을 위한 회의 내용을 정리해서 쿨 메신저로 전달한다.
차기 활동 계획
- 수학(벡터를 통한 파편의 이동범위 측정) 내용 점검
- 과학(충돌을 표현하는 재료는 무엇이 있을지 제시(3D프린터, 시뮬레이션 등)) 내용 점검
- 프로그램 개요 표를 만든다.
일시 2020년 10월 16일 12:40분 ~ 1시 00분(점심시간)
연구책임자 김태석 기록자 이성호 장소 메이커실
참가자 4 명 참석
참가자 명단 (학번/이름)
이성호, 박주혁, 신성, 김태석 (불참 : 황정열 - 상담기간)
회의 목표 - 교사 연구비 수정
- 추후 수업계획서 작성 및 변경
회의내용
- 10월 23일까지 연구재료비, 사무용품비에서 각 과목당 필요한 비용 정리 및 보고 (김태석 선생님)
- 연구비 변경사항 도표 정리 (참고1)
○ 정보 : 아두이노 키트
○ 사무용품비, 재료비에서 다른 교과도 의견제출 필요
- 2학기 정보과목 학생(1학년 6반~10반) STEAM 연구회 학생용 설문조사 시작 평가 및 보완할
점 - 참석하지 못한 사람들을 위한 회의 내용을 정리해서 쿨 메신저로 전달한다.
차기 활동 계획
- 정보를 제외한 다른 교과서 사무용품비, 재료비에서 의견제출
- 주요과목(수학,과학,정보)은 중간보고서의 수업계획서를 활용. 작성 및 수정 - 견적서 제출(11월 전까지)
