융합 인재교육 [ STEAM ]
교육과정 편성②
고등학교 교육과정 ( 시간표 ) 설계 사례
4
융합인재교육 수업 유형
1
교육과정 설계 방향
2
STEAM 수업 설계 과정
3
수업 시연
5
개 요
6 제언
과학과 중심의 설계 시수 확보 융합인재교육 학습준거 틀 반영
기본 설계 방향
수업 형태 설계 방향
주제 중심 교과연계
STEAM 수업 프로젝트 학습 협동 학습
• 주제선정
• 전체 16 차시 내외 구 성
• STEAM 관련 교과
• 창의적 체험활동 ( 동아리 , 자율 )
• 상황제시
• 창의적 설계
• 감성적 체험
교육과정 설계 방향
교과협의회 구성
교육과정 분석
주제 선정
교육과정 재구성
시간표 편성 수업적용
효과검증
STEAM 수업 설계 과정
개요
STEAM 관련 교과 ( 과학 , 수학 , 기술가정 ,
예체능 등 )
교사들로 협의회 구성 효과적인적용을 위해 동일 학년 교과 지도교사로 구성
STEAM 수업에 관심이 있고 열의가
있는 교사들로 STEAM 교과 협의회
구성하기
교과 협의회 구성
STEAM 수업 설계 과정
교육과정 분석
STEAM 수업 설계 과정
교육과학기술부 교육과정 교과서 정보 서비스를 이용하여 관련 교과 교육과정 검색
http://cutis.mest.go.kr
STEAM 수업 설계 과정
< 교육과정 >→< 자료실 > 에 찾고 싶은 교과를 입력하고 검색
교육과정에 대해 더 자세하게 알고 싶다면 『교육과정해설서』 검색
⇨
주제 설정을 위한 내용 요소 분석
STEAM 수업 설계 과정
적용 대상 학년에 적합한 교육 과정 내용 요소 분석 ( 예 : 10 학년 과학 )
영 역 내용 요소
우 주 와 생 명
우주의 기원과 진화
우주의 기원 우주의 팽창 , 허블의 법칙 , 선스펙트럼 , 우주의 나이 빅뱅과 기본입자 기본입자 , 양성자 , 중성자 , 원자핵의 형성
원자의 형성 수소와 헬륨 원자 , 우주배경복사
별과 은하 별의 탄생과 진화 , 무거운 원소의 합성 , 은하의 구조 , 성간 화합물 , 공유 결합 , 반응속도
태양계와 지구
태양계의 형성 태양계 형성 과정 , 태양 에너지 , 지구형 행성 , 목성형 행성
태양계의 역학 케플러의 법칙 , 뉴턴의 운동법칙 , 행성의 운동 , 지구와 달의 운동 , 자전 , 공전 행성의 대기 탈출속도 , 행성 대기의 차이 , 분자 구조와 성질
지구 지구의 진화 , 지구계 , 지구의 원소 분포 , 지자기
생명의 진화
생명의 탄생 원시 지구 , 화학 반응과 화학적 진화 , 탄소 화합물 , 생명의 기본 요소 , DNA, 단백질 , 세포막의 구조
생명의 진화 원시 생명체의 탄생 , 광합성과 대기의 산소 , 화석 , 지질 시대 , 원핵세포 , 진핵세포 , 생물의 다양 성
생명의 연속성 유전자와 염색체 , 유전 암호 , 세포 분열 , 유전자의 복제와 분배 , 생식을 통한 유전자 전달
과 학 과 문 명
정보통신과 신소 재
정보의 발생과 처리 정보의 발생 , 센서 , 디지털 정보처리 정보의 저장과 활용 저장 매체 , 디스플레이 , 정보 처리의 응용
반도체와 신소재 반도체 특성 , 반도체 소자 , 고분자 소재 광물 자원 광물의 유형 , 생성과정 , 탐사 , 활용
인류의 건강과 과학기술
식량자원 육종 , 비료 , 식품 안전 , 생태계와 생물 다양성
과학적 건강관리 영양 , 물질대사 , 질병과 면역 , 물의 소독 , 세제 , 천연 및 합성 의약품 , 건강검진 첨단 과학과 질병치료 첨단 영상 진단 , 암의 발생과 진단 , 치료
에너지와 환경
에너지와 문명 에너지의 종류 보존 전환․ ․ , 에너지보존 법칙 , 에너지 효율 , 화석 연료
탄소 순환과 기후변화 지구 에너지의 균형 , 온실 효과와 기후 변화 , 탄소 순환 , 광합성과 이산화탄소의 환원 에너지 문제와 미래 에너지 자원의 생성과 고갈 , 신재생에너지 , 핵에너지 , 지속가능 발전과 에너지
STEAM 수업 설계 과정
기초 수학 , 수학 1 교육 과정 내용 요소
영 역 내용 요소
수와 식의 계산
수와 연산
문자의 사용과 식의 계산 다항식의 계산
방정식과 함수
일차방정식과 일차함수 이차방정식과 이차함수
피타고라스 정리와 삼각비
피타고라스 정리 삼각비
영 역 내용 요소
다항식
다항식의 연산 나머지 정리 인수분해
방정식과 부등식
복소수와 이차방정식 이차방정식과 이차함수 여러 가지 방정식 여러 가지 부등식
도형의 방정식
평면 좌표 직선의 방정식 원의 방정식 도형의 이동 부등식의 영역
교육과정 재구성 및 시간표 구성
학 반 월 화 수 목 금
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 1-1 국어 수학 국어 체육 영어 기가 영어 기가 체육 진로 사회 과학 창체 사회 과학 사회 수학 영어 기가 과학 사회 수학 국어 미술 미술 수학 사회 국어 과학 사회 영어 미술 1-2 사회 수학 국어 사회 영어 미술 영어 과학 기가 체육 진로 사회 창체 미술 미술 사회 수학 영어 과학 사회 과학 수학 기가 체육 국어 수학 기가 국어 사회 국어 영어 과학 1-3 기가 체육 수학 과학 국어 과학 사회 체육 사회 영어 국어 수학 창체 과학 영어 국어 사회 미술 미술 사회 진로 사회 영어 기가 수학 영어 국어 과학 사회 미술 수학 기가 1-4 과학 사회 수학 미술 사회 국어 국어 진로 과학 영어 기가 수학 창체 사회 영어 기가 체육 국어 사회 사회 국어 체육 영어 과학 수학 영어 미술 미술 기가 사회 수학 과학 1-5 미술 미술 수학 과학 사회 과학 사회 국어 기가 영어 미술 수학 창체 기가 영어 사회 국어 과학 사회 국어 체육 과학 영어 사회 수학 영어 진로 기가 체육 사회 수학 국어 1-6 한국 영어 음악 진로 수학 기가 과학 영어 수학 국어 체육 한국 창체 음악 국어 영어 국어 과학 기가 체육 영어 기가 한국 수학 한국 과학 한국 수학 음악 국어 한국 과학 1-7 한국 영어 과학 국어 수학 음악 기가 영어 수학 한국 국어 한국 창체 한국 국어 영어 음악 체육 한국 기가 영어 음악 체육 수학 국어 한국 과학 수학 과학 진로 과학 기가 1-8 체육 과학 한국 기가 한국 과학 과학 국어 한국 수학 음악 영어 창체 국어 과학 수학 한국 기가 영어 수학 기가 국어 음악 영어 한국 진로 국어 음악 수학 영어 체육 한국 1-9 과학 기가 한국 과학 음악 국어 체육 국어 한국 수학 기가 영어 창체 한국 과학 수학 진로 음악 영어 수학 과학 한국 국어 영어 한국 음악 체육 국어 수학 영어 기가 한국 1-10 기가 한국 국어 과학 한국 진로 한국 음악 과학 수학 국어 영어 창체 과학 국어 수학 기가 한국 영어 수학 체육 기가 한국 영어 음악 체육 과학 한국 수학 영어 음악 국어
창의적 체험활동만 활용할 경우
STEAM 수업 설계 과정
창의적 체험활동만 활용할 경우 차시별 운영 방안
1차시 2차시 3차시 4차시 5차시 6차시 7차시 8차시 9차시 10차 시
수학 1 1-1 1-2 1-3 1-4 1-5 1-6 1-7 1-8 1-9 1-10
수학 2 1-10 1-1 1-2 1-3 1-4 1-5 1-6 1-7 1-8 1-9
과학 1 1-9 1-10 1-1 1-2 1-3 1-4 1-5 1-6 1-7 1-8
과학 2 1-8 1-9 1-10 1-1 1-2 1-3 1-4 1-5 1-6 1-7
과학 3 1-7 1-8 1-9 1-10 1-1 1-2 1-3 1-4 1-5 1-6
과학 4 1-6 1-7 1-8 1-9 1-10 1-1 1-2 1-3 1-4 1-5
기술가정 1 1-5 1-6 1-7 1-8 1-9 1-10 1-1 1-2 1-3 1-4
기술가정 2 1-4 1-5 1-6 1-7 1-8 1-9 1-10 1-1 1-2 1-3
예체능 1 1-3 1-4 1-5 1-6 1-7 1-8 1-9 1-10 1-1 1-2
예체능 2 1-2 1-3 1-4 1-5 1-6 1-7 1-8 1-9 1-10 1-1
STEAM 관련 교과 교사 배치가 필요
STEAM 수업 설계 과정
교과 수업 시간과 병행할 경우
시간
요일 1 2 3 4 5 6 7
월 국어 수학 국어 체육 영어 기 가․
화 영어 기 가 ․ 체육 진로 사회 과학 창체
수 사회 과학 사회 수학 영어 기 가 ․ 창체
목 과학 사회 수학 국어 미술 미술
금 수학 사회 국어 과학 사회 영어 미술
STEAM 관련 교과 시간 조사
총 17 시간 중 STEAM 수업 가능 시간 확보 체험활동을 위한 블록 수업 가능 시간 확보
STEAM 수업 설계 과정
• Co-work 을 위한 수업을 위해 교육과정 진도 조정이 필요
시간표 및 교육과정 재편성
• 효과적인 적용을 위해 블럭수업을 위한 시간표 조정 필요
• STEAM 주간을 지정해서 특정기간에 집중 진행하는 것도 가능
STEAM-Day 나 STEAM 주간 운영
• 과학의 달 행사와 마찬가지로 STEAM-day 운영 가능
• 학기별 집중 수업 대상 과목의 경우 교육과정 재편성이 필요
STEAM 수업 설계 과정
STEAM 수업 설계 과정
STEAM 수업지도안 작성을 위한 학습 구현 방향
고등학교 교육과정 ( 시간표 ) 설계 사례
• 적용 대상 : 고등학교 1 학년 (10 학년 )
적용 및 개발 의도
• 수능 입시 대상 과목이 아니라 수업 적용에 비교적 자유로움
• 이스라엘 학교에서 실시하는 프로젝트 학습 사례를 참고하여 제작하였음
착안점
• 주제 중심 프로젝트 학습을 기반으로 하는 협력 학습
• 미국 일리노이주 영재학교 협력학습 (Co-work) 수업 방식에서 착안
• 융합형 ‘과학’ 과목 적용 대상 학년 과목 도입 취지와 유사
고등학교 교육과정 ( 시간표 ) 설계 사례
구 분 창체 위주형 (A 형 ) 교과 병행형 (B 형 ) 운영시간 가능시간 운영가능시간 가능시간 운영가능시간 비고
교 과
수학 4 . 4 1
과학 4 . 4 2
기술ㆍ가정 2 . 2 1
미술 3 . 3 2
창의적 체험활동
자율활동 1 1 1 1 매주 창체
1시간 활
진로교육 1 1 1 . 용
동아리활동 1 . 1 .
봉사활동 . . . .
계 17 2 17 7
교육과정 설계의 실제
• 창의적 체험활동 위주 (A) 형과 교과 병행형 (B) 의 운영 가능 시간 분석
• 교과 병행형 (B) 으로 운영
고등학교 교육과정 ( 시간표 ) 설계 사례
교과 연계 STEAM 수업 주제 선정
• 교과와 연계된 STEAM 교사 협의회를 통해 주제 선정
• 교과 내용 요소 분석
선정 주제 : 3D 점토 에니메이션 제작
• 실생활과 밀접하게 관련되고 학생들에게 상황제시가 쉬운 주제로 선정
관련교과 지도 내용 비고
수학 생활 속의 황금 비율
과학
3D입체 영화의 원리
- 시각의 발생 , 빛의 혼합 , 스마트폰 및 디지털 카메라 활용법 등
물리 , 화학 ,
생명과학
기술 · 가정 에니메이션 제작 과정의 이해 6T에 대한 이해
국어 시나리오 제작 미술 클레이 아트 제작
전교과 발표
고등학교 교육과정 ( 시간표 ) 설계 사례
• 단계별 활동 내용
단계 활동내용 관련교과 소요시간 비고
창의적 설계
인체의 황금비 수학 1~2
3D입체 영화의 원리
-시각의 발생 , 빛의 혼합 , 스마트폰 및 디지털카메라 활용 등
과학 4~6
에니메이션 제작 과정의 이해 기술 · 가정 1~2
시나리오 제작 과정의 이해 국어 1
클레이 아트의 이해 미술 1
감성적 체험
시나리오 제작 국어 2 창체 시간
및
휴일 활용
가능
점토 인형 제작 미술 2
3D에니메이션 제작 과학 2~4
편집 및 더빙 전교과 1
평가 발표 전교과 1
시수 계 18~22
고등학교 교육과정 ( 시간표 ) 설계 사례
• 적용 대상 : STEAM 프로그램 적용 학생
수업 프로그램의 효과 검증
• 대조군과 실험군의 유의적 차이를 분석
• 수업 이해도 증가
시사점 도출
• 학생 참여도 증가 기대
• 수업에 대한 만족도 긍정적 효과 제고
• 학생 태도 , 흥미도 , 창의성 , 인지능력 등의 항목을 사전 사후 검사를 실시
수업 시연 소개 (10 학년 )
수업 시연
주 제 명
3D 입체 에니메이션 제작적용 학년 / 시기
1 학년 1 학기 / 5 월적용 모형
프로젝트 학습 , 주제중심 학습 , 협동 학습차시 단계 소주제 주요 내용 관련 교
과
1 주제탐색 입체 사
진 제작
상황 제시 3D 입체 사진과 동영상 감상
기술 가정 창의적 설계 ( 학습활
동 )
입체 사진의 제작 과정 이해하기 활동 : 입체 사진 만들기
감성적 체험 나만의 입체 사진 만들기
2-4
창의적 설계 와 감성적 체험
정보의 발생과
처리
상황 제시 정보의 발생과 처리
창의적 설계 ( 학습활 과학 동 )
활동 1 : 스마트폰 활용하기 활동 2 : 빛의 합성
활동 3 : 정보의 저장
감성적 체험 디지털 카메라를 이용한 Science Art 작품 만들기
5-6
창의적 설계 와 감성적 체험
인체의 황금비
상황 제시 인체의 황금비
수학 창의적 설계 ( 학습활동 ) 활동 1 : 자신의 얼굴에서 황금비 찾기
활동 2 : 인체의 황금비 찾기
감성적 체험 생활이나 자연 속의 황금비 찾기
7-9
창의적 설계 와 감성적 체험
점토인형 만들기
상황 제시 점토 인형 만들기
미술 창의적 설계 ( 학습활동 ) 활동 1 : 스케치
활동 2 : 점토 인형 만들기 감성적 체험 나만의 점토 인형 만들기
9-10
창의적 설계 와 감성적 체험
시나리오 제작
상황 제시 시나리오 제작법
국어 창의적 설계 ( 학습활동 ) 활동 1 : 나는 시나리오 작가
감성적 체험 나만의 시나리오 제작하기
11-15
창의적 설계 와 감성적 체험
에니메이션 제작
상황 제시 에니메이션 제작
관련 교과 및 창체 창의적 설계 ( 학습활동 ) 활동 1 : 팀별 에니메이션 제작
감성적 체험 에니메이션 제작
16-18 발표 팀별 에니메이션 작품 감상 전 교과
수업 시연
10 학년 - 수업시연 : 활동 1
과 학
3D 입 체 영상
10 학 년
3D입체 사진 만들기
STEAM 3D 입체 영상 만들기
상황제시 : 3D 입체 영상은 어떻게 만들어 질 까 ?
창의적 설계: 3D입체 영상 감상 나만의 3D 입체 사진 만들기
감성적 체험: 3D입체 사진 만들기 활동을 통해 성취감과 성공의 경험을 느낀다 .
TIP☞ 3D 동영상은 인터넷을 이용하여 찾고 저작 권
에 문제가 되지 않도록 한다 .
TIP☞ 3D입체 사진 만들기 프로그램을 사전에 다 운
받아서 사용한다 .
TIP☞ 프린터로 출력해서 나누어 주면 좋다 .
[황금비 찾기 준비 물 ]
• 적청안경
• 인터넷
• 칼라프린터
수업 시연
• 수업시연 개요
10 학년 - 수업시연 : 활동 1
수업 시연
• 수업시연 준비물 : 적청안경 , 칼라프린터 , 입체 사진 , 폰
프로그램은 무료 소프트웨어를 다운받으시면 됩니다 .
http://www.stereoscopy.com/ 에 들어가서 좌측 메뉴의 Download 에 들어 가서 Anaglyph Maker (Version 1.08) 라는 프로그램을 다운받으시면 됩 니다 .
10 학년 - 수업시연 : 활동 1
수업 시연
프로그램 다운로드 후 anamk108.zip 를 클릭하여 AnaMaker.exe 를 클릭
1. 사진을 한번 찍고 , 5cm 정도 이동하여 또 한번 찍고 저장 2. Load Left Image 를 클릭하
고 왼쪽 사진을 저장
3. Load Right Image 를 클릭 후 오른쪽 사진을 저장
4. Make 3D Image 를 클릭하면 입체 사진 완성
10 학년 - 수업시연 : 활동 1
수업 시연
창의적 설계 및 감성적 체험 : 나만의 3D 입체 사진 만들기 1. 사람의 얼굴에 초점을 맞춥니다 .
2. 사진을 오른쪽에서 한번 왼쪽에서 한번 찍어 저장합니다 . 3. 사진파일을 3D 프로그램을 사용하여 합성합니다 .
4. 적청으로 합성된 사진을 컬러프린트로 출력합니다 .
5. 프린트된 사진을 3D( 적청 ) 안경으로 보며 관찰합니다 . 6. 얼굴 사진에서 황금비를 찾아봅니다 .
수업 시연 장면 : STEAM 원격 연수 수업 장면
10 학년 - 수업시연 : 활동 2
수학 인체의 황금비
10 학 년
황금비를 찾아라
STEAM 인체 속 황금비 찾기
상황제시 : 인체에 숨어 있는 황금비는 무엇일 까 ?
창의적 설계 : 인체 속 황금비 찾기 생활속의 황금비 찾기
감성적 체험 : 황금비 찾기 활동을 통해 성취감과 성공의 경험을 느낀다 .
TIP☞ 길이를 정확하게 잴 수 있는 도구를 사용한 다 .
자보다는 버어니어 캘리퍼스를 사용한다 . TIP☞ 얼굴 속의 황금비를 먼저 찾아보고 , 인체의 황금비를 찾아본다 .
TIP☞ 생활 속의 황금비 찾기는 주변에서 쉽게 찾 을
수 있는 소재를 선택한다 .
[황금비 찾기 준비 물 ]
• 자
• 버어니어 캘리퍼스
• 마이크로미터
수업 시연
• 수업시연 개요
10 학년 - 수업시연 : 활동 2
수업 시연
• 수업시연 준비물 : 폰 , 자 , 마이크로미터 , 버어니어 캘리퍼스
10 학년 - 수업시연 : 활동 2
수업 시연
(□∼ 발 바 닥 길 이 )÷(□∼ 머 리 끝 길 이 )=1.618
팔등신 황금비 계산의 인체 기준점은 ?
다빈치의 인체비례도
“ 인체는 비례의 모범형이다 . 팔이나 다리 를 뻗으면 완벽한 기하학적 형태인 정사각 형과 원에 딱 들어맞기 때문이다 .”
10 학년 - 수업시연 : 활동 2
수업 시연
얼굴에 새겨진 황금비
아름다움의 기준은 시대마다 달라진다 . 보름달처럼 푸짐한 얼굴을 아름답다고 여긴 적이 있는 반면 , 요즘엔 이목구비가 뚜렷하고 갸름한 얼굴을 미인이라고 부른다 . 하지만 변 하지 않는 아름다움의 비율이 있다 . 바로 아름답고 소중한 비율이란 뜻의 ‘황금비’다 . 선분 AB 를 긴 쪽 (AG) 과 짧은 쪽 (GB) 두 부분으로 나눌 때 AB 와 AG 의 비율과 AG 와 GB 의 비율을 같게 하는 점은 한 점밖에 없다 . 이 지점이 정확하게 황금비를 나타낸 다 .
10 학년 - 수업시연 : 활동 2
수업 시연
인체의 황금비
우리 몸으로 보았을 때 아름답다고 느끼는 몸매를 가진 팔등신 미인에게도 황금비가 숨어 있 다 . 배꼽을 기준으로 배꼽 위부터 머리끝까지의 길이와 배꼽 아래에서 발바닥까지의 길이가 1 대 1.618 에 해당한다 .
10 학년 - 수업시연 : 활동 2
수업 시연
수업 시연 장면 : STEAM 원격 연수 수업 장면
활동 방법 : 30cm 자나 버어니어캘리퍼스를 이용하여 얼굴 속의 황금비 찾기
< 활동예시 >
두 눈동자를 이은 선에서 앞니 끝 사이의 거리와 앞니 끝에서 턱 끝까지의 거리가 황금비
코의 중심선에서 눈 바깥쪽까지의 거리와 한쪽 눈의 가로 길이도 황금비다 .
창의적 설계가 이루어질 수 있도록
교사의 세심한 사전 설계가 필요함
학습의 결과보다는 학생들의 성취감 증진 학습 몰입경험에 중점을 두고 지도하기
학습과정에서 경쟁보다는 협력을
할 수 있는 수업이 이루어질 수 있도록
지도하기
지도상의 유의점
수업시연
제언
사전 인프라 구축 및 제반 여건 조성이 필요
STEAM 교육 프로젝트 팀 구성 - 관련 교과 중심 교수요원 , 운영 요원 , 학생 대표 STEAM 교육에 대한 교사 , 학생 , 학부모 연수 실시
- 전문가 초청 특강 , 지속적인 자체 연수 ( 관리자 연수가 가장 절 . STEAM 실 ) 교육을 위한 교육과정 내 시간 확보
- 관련 교과 ( 수학 , 과학 , 기술ㆍ가정 , 예체능 ) 는 20% 이내로 STEAM 수업 모델 적용
- 창의적 체험활동 시간은 필요에 따라 범교과 형태의 블록제로 운영
지역사회와의 연계 강화
- 창의적 전문가의 수업 참여 : 과학자 , 음악가 , 건축가 , 디자이너 등 전 문가들
교사들의 업무 부담 경감을 위한 지원 - 업무 분석을 통한 학교업무 명확화
- 교무업무 전담팀을 구성 , 교무행정업무를 지원하고 교사의 수업준비 시간 확 보
제언
STEAM 참여 교사의 의지가 중요
교사가 즐거워야 학생도 즐겁 다
“ 영재보다 뛰어난 사람은 천재이다 .
천재보다 뛰어난 사람은 노력하는 사람이다 .
노력하는 사람보다 뛰어난 사람은 즐기는 사람이다 .”
STEAM 수업은 지도교사의 역량에 따라 성패가 좌우
