2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서

2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서

2021. 11. 15.

빛누리초등학교

“이 보고서는 2021년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

목 차

1. 요약문 ··· 1

2. 서론 ··· 1

3. 연구 수행 내용 및 결과 ··· 2

4. 결론 및 제언 ··· 4

[부록] 부록 1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물 (1주제) 간이 정수기 제작을 통한 메이커교육 STEAM 수업안 ··· 6

(2주제) 자연에서 배우는 생체 모방 활용 메이커교육 STEAM 수업안 ··· 21

(3주제) 환경보호 광고 제작 메이커교육 STEAM 수업안 ··· 44

(4주제) 식물종이 만들기를 통한 메이커교육 STEAM 수업안 ··· 59

(6주제) 자연환경을 고려한 기와집 2D & 3D 전통가옥 만들기 ··· 70

부록2. STEAM 교사연구회 활동 및 사진 ··· 86

부록3. 협의회 운영 관련 증빙 자료 ··· 89

부록4. 전남초등과학교육학회 연구활동 보고서 게재 ··· 92

1. 요약문

본 연구회는 자연환경을 통해 배우며 성장하는 STEAM 프로그램이라는 주제로 2020학년도 STEAM 교사 연구회를 운영하며 자연환경 및 환경문제 해결을 위한 STEAM 수업안으로 개발하고 적용하였다. 이를 위하여 5-6학년 중심으로 (1주제) 작은 생물 (2주제) 간이정수기 설계 (3주제) 생체 모방 프로펠러 (4주제) 환경보호 광고 설계 (5주제) 식물족이 만들기 (6주제) 햇빛을 불러오는 집, 기와집의 STEAM 교수학습과정안을 개발 및 적용하였다.

2021년 본 연구회에서는 자연환경과 관련된 다양한 문제를 해결하는 STEAM 수업을 통해 과학에 대한 흥미를 높이고, 스스로 과학의 유용성을 느끼게 하여 융합적 문제해결력을 길러 주고자 노력하였다. 이 과정에서 연구원들은 학생들의 문제해결 욕구와 필요를 위해 스스로 문제를 풀어가기 위한 메이커교육의 필요성을 느끼게 되었다. 이에 메이커교육과 STEAM 프로그램을 융합하여 자연환경 및 환경 문제에 관한 발전적인 STEAM 수업안으로 개선·발전시켜 학생들이 자연환경을 통해 배우며 성장하는 계기를 마련하고자 노력하였다. 기존 STEAM 수업안 분석, 학생 실태 분석 및 STEAM 적용 수업 방향 모색, 주제 선정 및 연구 과제 설정, STEAM 프로그램 개발을 위한 환경 조성 및 교육과정 분석, 환경 관련 수업안 개선 및 적용 적용을 위한 컨설팅 및 협의회 운영, STEAM 프로그램 적용에 대한 설문조사, 분석 및 평가, STEAM 연구 보고서 작성 및 일반화 자료 보급에 노력하였다.

이 외에도 코로나19 상황에 맞춰 비대면 STEAM 프로그램 개발과 적용을 위해 노력하였으며 2021 온라인 전남과학축전을 통해 STEAM 프로그램 홍보 자료와 체험 영상을 탑재하였으며 학생 가정 및 학교로 탐구꾸러미를 발송하여 비대면 STEAM 프로그램 운영을 지원하였다.

2. 서론

STEAM 교육을 통한 다양하고 질 높은 과학 체험프로그램을 제공함으로써 우리 학생들에게

융합의 미학, 과학의 신비함, 체험의 유용함을 느끼도록 하여 자신이 세상을 바꿀 수 있는 힘의 근원이자 주체임을 깨닫게 하고자 한다. 과학교육의 목표는 자연현상과 사물의 변화에 흥미와 호기심을 가지고 과학의 지식체계를 이해하며 탐구방법을 습득, 올바른 자연관을 갖도록 하는데 있다. 과학교육은 획일성보다는 다양성을 추구해야 하며 아동들이 스스로 자신의 능력에 따라 탐구하고 학습할 수 있도록 교육환경을 체계적으로 조성해 주고 체험중심의 다양한 탐구활동 기회를 제공해 줌으로써 과학의 기본 개념을 스스로 체득하고 누구나 쉽고 친밀하게 다가서는 과학이 되어야한다.

○ 학생이 주체가 되어 실생활의 문제를 스스로 해결할 수 있는 STEAM 수업을 개발·적용하여 학생 주도적인 과학과 중심의 STEAM 프로그램을 운영하고자 한다.

○ 2020년 본 연구회에서는 자연환경과 관련된 다양한 문제를 해결하는 STEAM 수업을 통해

과학에 대한 흥미를 높이고, 스스로 과학의 유용성을 느끼게 하여 융합적 문제해결력을 길러

주고자 노력하였다. 이 과정에서 연구원들은 학생들의 문제해결 욕구와 필요를 위해 스스로

문제를 풀어가기 위한 메이커교육의 필요성을 느끼게 되었다. 이에 본 연구회에서는

메이커교육과 STEAM 프로그램을 융합하여 자연환경 및 환경 문제에 관한 발전적인 STEAM

수업안으로 개선·발전시켜 학생들이 자연환경을 통해 배우며 성장하는 계기를 마련하고자

한다.

3. 연구 수행 내용 및 결과

STEAM 프로그램

구분

프로그램명

메이커교육과 함께하는 STEAM 수업안 개발 및 적용

선행

프로그램명

자연환경을 통해 배우며 성장하는 STEAM 프로그램

학교급

초등학교 대상 학년(군) 5-6학년 목표 수혜학생 수 200명

중심과목

과학 중심과목

성취기준 영역

[초등학교 5~6학년] (5) 생물과 환경 [초등학교 5~6학년] (7) 물체의 운동 [초등학교 5~6학년] (10) 여러 가지 기체 [초등학교 5~6학년] (12) 식물의 구조와 기능 [초등학교 5~6학년] (14) 계절의 변화 [초등학교 5~6학년] (17) 에너지와 생활

연계과목

수학, 실과, 미술, 국어

연계과목 성취기준

영역

[초등학교 5~6학년 수학] (4) 규칙성 [초등학교 5~6학년 실과] (4) 기술 시스템 [초등학교 5~6학년 미술] (2) 표현, (3) 감상 [초등학교 5~6학년 국어] 듣기·말하기(주장과 근거)

개발계획

주제 연번 차시

(시수) 과목 연계(안)

1 3 과학·미술(3)

2 5

3 3 과학·미술(2) + 과학·실과(1)

4 4 과학(1) + 과학·미술(3)

5 3 과학·미술(3)

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 18차시

수업 적용 기간 2021. 6. 1. ~ 2021. 9. 30.

(STEAM 수업) 수혜학생 수 빛누리초등학교 165명(6학년 학생 전체)

학생 태도검사 1차(사전) 검사 7월 12일(월) ~ 7월 16일(금), 6개 학급(168명) 실시완료 2차(사후) 검사 10월 11일(월) ~ 10월 15일(금), 6개 학급(165명) 실시완료 학생 및 교사 만족도조사 10월 11일(월) ~ 10월 15일(금) 실시 완료

논문 게재

* 해당하는 경우만 기입

학회명 2021. 전남초등과학교육학회

게재여부 2021. 7. 31.(토) / 논문 게재 완료 학술대회 참가

* 해당하는 경우만 기입

행사명 해당없음

일자/장소 특허출원(국외, 국내)

* 해당하는 경우만 기입 출원명 해당없음

가. STEAM 프로그램 개발‧적용

(1) 프로그램 개발 내용

- 기존 <자연환경을 통해 배우며 성장하는 STEAM 프로그램> 개선 및 보완 - 자연환경 및 환경문제 관련 STEAM 프로그램과 메이커교육의 융합 모색

- 자연환경에서 아이디어를 찾아 스스로 작품을 구상하고 만드는 메이커교육 구안 - 환경문제 해결을 위한 STEAM 프로그램과 메이커를 통해 구현하는 해결방안 찾기

(2) 프로그램 개발‧적용 결과

교수학습 지도안 개발

차시(시수)

프로그램명 프로그램 주제 운영

대상(학년)

완료 여부

개발 수업적용 학생수

3 간이 정수기 설계 간이 정수기 만들기 6학년 완료 완료 165 5 생체 모방 프로펠러 생체 모방 프로펠러 6학년 완료 완료 165 3 환경보호 광고 설계 환경보호 광고 만들기 6학년 완료 완료 165 4 식물종이 만들기 식물종이 만들기 6학년 완료 완료 165

3 햇빛을 불러오는 집, 기와집

햇빛을 불러오는 집,

기와집 만들기 6학년 완료 완료 165

합계 825

※ STEAM 수업 적용 학생 성취도 평가 방법 개발, 학교생활기록부 기재 방법(부록 참조)

나. 성과 확산 및 실천

(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최

회차 일시 장소 참석대상 주요내용

1차 ‘21. 5. .29.(토) 나주중앙초 STEAM 교사연구회 및 희망교원

- 메이커교육으로 풀어가는 STEAM 프로그램 체험

2차 ‘21. 5. .30.(일) 나주중앙초 STEAM 교사연구회 및 희망교원

- 메이커교육과 연계한 STEAM 프 로그램 개발 방안 협의(온·오프라인 협의 병행)

3차 ‘21. 10. 2.(토) 화순별명교육센터 STEAM 교사연구회 및 희망교원

- 2021. 온라인 전남과학축전 STEAM 프로그램 운영 준비

4차 ‘21. 10. 16.(토) 화순별명교육센터 STEAM 교사연구회 및 희망교원

- 2021. 온라인 전남과학축전 STEAM 프로그램 탐구 영상 및 탐구꾸러미 제작

5차 ‘21. 10. 30.(토) 화순별명교육센터 STEAM 교사연구회 및 희망교원

- 2021. 온라인 전남과학축전 STEAM 프로그램 탐구 꾸러미 제작 및 발송

6차 ‘21. 11. 6.(토) 화순별명교육센터 STEAM 교사연구회 및 희망교원

- STEAM 프로그램 적용 결과 및

발전 방안 협의

(2) STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과

회차 일시 장소 참석자 상호 컨설팅 결과

1차 ’21.4.29.(목)

14:00~17:30 온라인 나은수 교사(연구책임자) - 2021. STEAM 교사연구회 운영 안내 - 2020년 운영 우수사례 공유

2차 ’21.9.14.(화)

16:30~18:00 온라인 이준영 교사(참여연구원) - 2021. STEAM 교사연구회 운영 공유 - 예체능중심활동 STEAM 프로그램 공유

다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사

(1) 수혜학생 태도 조사 및 교원 만족도 조사

구분 수행 결과

(STEAM 수업) 수혜학생 수 빛누리초등학교 165명(6학년 학생 전체)

학생 태도검사

1차(사전) 검사 7월 12일(월) ~ 7월 16일(금), 6개 학급(168명) 실시완료 2차(사후) 검사 10월 11일(월) ~ 10월 15일(금), 6개 학급(165명) 실시완료 교원 만족도조사 10월 11일(월) ~ 10월 15일(금) 실시 완료

(2) 교원 참여 소감

다년간 STEAM 교사연구회 활동에 함께 했던 연구원으로서 코로나19로 인한 상황에서 작년에 이어 올해도 운영에 대해 많은 걱정이 있었다. 하지만 무엇보다도 도시권의 교육적 여건과는 다른 많은 전남의 학생들에게 STEAM 수업은 단순한 과학교육활동 넘어 신나고 즐겁게 다양한 체험을 마음껏 접할 수 있는 좋은 기회 중 하나였기 때문에 STEAM 교사연구회 활동에 대해 기대가 되었으며 많은 아이들이 STEAM 프로그램을 즐겁게 체험해 볼 수 있는 기회를 제공한다는 것에서 긍지를 느낄 수 있었다. STEAM 연구회 활동의 일환으로 2021. 온라인 과학축전 STEAM 프로그램 전개는 온라인 참여 방안 논의 등 모든 과정이 생소하고 어려웠지만, 시간을 거듭하고 준비가 하나하나 이루어져 가면서 우리 전남의 STEAM 교육을 위해 노력하시는 많은 선생님들에 대한 열정과 능력에 감탄하지 않을 수 없었다.

이번 STEAM 교사연구회 활동은 그 성과를 떠나 비대면 교육의 필요성이 강조되는 앞으로의 시대에 과학교육 행사의 방향성을 제시하고 좋은 본보기가 되었을 것이라 생각한다. 비록 다른 지역에 비해 교육적 여건과 환경이 미흡한 지역적 특수성이 있을 수 있지만, 앞으로도 어떤 어려운 상황 속에서도 우리 지역 아이들을 위한 전남의 STEAM 교육은 더욱 빛날 것이라 기대한다.

4. 결론 및 제언

<메이커교육과 함께하는 STEAM 수업안 개발 및 적용> 이라는 주제로 연구회를 운영한 결론 및

제언은 다음과 같다.

마인드가 필요하다.

2) STEAM 교육 교사연구회 조직을 통해 프로그램을 개발하고 운영하는 과정에서 상호간 유기적인 관계 속에 효율적인 교육활동을 위한 다양한 협의회, 세미나 등이 필요하다.

3) 코로나19로 인한 비대면 상황에서도 효율적인 STEAM 프로그램의 개발과 적용 방안을 강구할 필요가 있으며 온라인 협의회 등 다양한 운영 방법에 대한 논의가 필요하다.

나. 메이커교육과 연계한 STEAM 프로그램 교수 학습 과정안 개발·적용 노력

1) STEAM 프로그램 개발 및 적용을 통해 메이커교육과 연계하여 학생들이 창의적 설계에서 제작까지 스스로 문제를 해결하는 능력을 길러줌과 동시에 과학에 대한 흥미와 관심을 높이고자 노력하였다.

2) STEAM 수업과 체험활동을 통해 과학과 다양한 분야로의 확산적 융합 체험의 기회를 제공하고 그 과정에서의 문제해결능력을 평가하고 발전시킬 수 있도록 피드백하였다.

다. STEAM 교육의 일반화 노력

1) 코로나19 상황에 맞춰 비대면 STEAM 프로그램의 개발과 적용을 위해 노력하였다.

2) 2021 전남과학축전에서 STEAM 프로그램 홍보와 학생 체험을 위한 STEAM 프로그램 부스를 운영하였다.

3) 코로나19 상황에 따라 STEAM 프로그램의 체험 기회가 부족한 농어촌의 학생들의 가정 및 학교로 탐구꾸러미를 발송하여 온라인 STEAM 프로그램 운영을 운영하였다.

4) 메이커 교육과 연계하여 STEAM 프로그램을 수정하고 발전시키고자 관련 연수 및 협의회를 운영하여 다양한 STEAM 교육활동에 노력하였다.

주 의 문

1. 본 연구의 주장이나 제언은 연구진의 견해이며, 한국과학창의재단의 공식 입장이 아닙니다.

2. 이 보고서 내용을 대외적으로 공개하거나 발표할 때에는 반드시 한국

과학창의재단과 사전에 상의하여야 합니다.

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

프로그램 명: 간이 정수기 제작을 통한 메이커교육 STEAM 수업안

1. STEAM 프로그램 총괄표

차시 주요내용

1/3

주제(단원)명 간이 정수기 설계하기

학년 과학과 ‘생물과 환경’ 단원을 통해 생물과 생물의 생활에 영향을 미치는 비생물적 환 경 요인을 포함하는 생태계에 대해 이해하고, 지구 생태계를 건강하게 유지할 수 있도록 하 는 마음가짐을 갖도록 한다. 이를 위하여 수질 오염의 심각성을 알고, 오염된 물을 깨끗하게 정화할 수 있는 간이 정수기를 만드는 다양한 방법을 메이커교육을 적용하여 창의적으로 설 계해 본다. 또한, 간이 정수기의 겉면 디자인에 지구 생태계의 중요성이 나타나도록 미술 교 과 활동과 융합하여 수업을 진행한다.

Co 우리 주변에서 오염된 물이 환경에 피해를 주는 예를 이야기해 볼까요?

CD 간이 정수기를 만들 때 사용될 재료와 그 재료의 정수 원리를 토의하기, 정수기의 디자 인을 생각해보기

ET 간이 정수기 경매하고 느낀 점 이야기하기

2~3/3

주제(단원)명 간이 정수기 만들기

간이 정수기 만들기 활동과 환경을 보전하고자 하는 마음을 담은 나만의 환경 선언문 만들 기를 통해 생태계 보전의 필요성을 인식한다. 친구들의 환경 선언문을 읽고 공유하는 과정 을 통해 더 이상 환경이 오염되거나 훼손되지 않도록 생태계 보전을 위해 우리가 할 수 있 는 일에 대해 더 깊게 알아볼 수 있도록 한다.

Co 오염된 물을 어떻게 하면 깨끗하게 만들 수 있을까요?

CD 재료를 선택하여 간이 정수기 만들기, 물이 정화되는 원리 설명하기

ET 간이 정수기를 완성하고 나만의 환경 선언문 만들기 환경 선언문 내용 실천 의지 다지기

2. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/5 학년

중심과목 성취기준

영역

[초등학교] 과학, 생명 중심과목 성취기준

[6과05-03] 생태계 보전의 필요성을 인식 하고 생태계 보전을 위해 우리가 할 수 있는 일에 대해 토의할 수 있다.

주제(단원)명 오염된 물을 치료하자.

간이 정수기 설계하기 차시 1/3

학습목표

◦물이 정화되는 원리를 설명할 수 있다.

◦오염된 물을 깨끗하게 정화할 수 있는 간이 정수기를 설계할 수 있다.

◦수질 오염의 심각성을 알고, 환경 보호를 위해 우리가 할 수 있는 일에 대해 토의할 수 있다.

연계과목 미술 연계과목

성취기준 영역

[6미02-03] 다양한 자료를 활용하여 아이 디어와 관련된 표현 내용을 구체화할 수 있다.

STEAM 요소

S 정수기의 원리

T 다양한 재료를 이용하여 고안하기 E 다양한 재료를 이용하여 제작하기 A 간이 정수기 디자인하기

M

개발 의도

물을 깨끗하게 만들 수 있는 정화 장치를 직접 만들어 봄으로써 물 오염의 심각성과 환경 보존의 중요성을 깨닫게 하고자 한다. 또한 창의적 설계 단계에 과정중심의 평가가 일어날 수 있도록 하였다.

지구상의 공기, 토양, 물 속 등에는 여러 가지 생물이 함께 어울려 깨끗한 환경을 유지하며 살아왔 다. 그러나 인구가 증가하고 산업과 기계 문명이 발달하면서 우리의 환경은 차츰 오염되어 왔고, 최근 에는 환경오염의 정도가 더욱 심해져 여러 가지 사회 문제와 공해를 유발하기에 이르렀다. 생태계 평 형 유지에는 한계가 있어서 이 한계를 넘는 요인이 작용하면 생태계 평형이 깨어진다. 홍수, 산사태, 귀화 동물 등에 의하여 생태계 평형이 깨어지는 경우도 있는데, 이들에 의한 생태계의 붕괴는 일시적 인 것으로 대부분 얼마 지난 후에 다시 회복된다. 그러나 인간에 의한 파괴는 생태계를 황폐화시키고 회복 불능의 상태로 만든다. 특히 환경오염에 의한 파괴는 생태계 평형에 심각한 문제를 일으키고 있 으며 나아가 인간 자신의 삶마저 위협받는 사태에 이르게 된다.

본 주제는 이러한 환경오염에 대한 사태의 심각성을 바탕으로 가장 일상에서 확인하기 용이한 수질 오염의 심각성을 이해하고 이를 보전하기 위해 오염된 물을 정화하는 물 정화 장치를 만들어 보는 활 동을 한다. 물을 깨끗하게 보전하고 아끼려면 물을 정화해야 함을 알고 습득한 정화 원리를 이용하여 간이 정수기를 만드는 활동에 중점을 두었다. 1차시에서는 수질 오염의 심각성을 이해하고 간이 정수 기를 설계(메이커교육활동)하는 활동을 한다. 2∼3차시에서는 설계한 간이 정수기를 직접 만들고 정수 를 해본 뒤, 더 이상 환경이 오염되거나 훼손되지 않도록 환경을 보전하고자 하는 마음을 담은 환경 선언문을 만든다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

동영상 시청을 통해 수질 오염의 심각성 과 물 정화장치의 필요성 느끼기

창 의 적 설 계

창의적 설계 설계한 간이 정수기의 모둠별 상호 평가를 통 해 설계한 간이 정수기 의 부족한 점을 보완하 고, 환경 보존에 대한 중 요성에 대해 생각하기

감 성 적 체 험

<활동 1> 정수기 원리 알아보기

<활동 2> 간이 정수기 설계하기 (메이커교육활동)

<활동 3> 간이 정수기 경매하기

감성적 체험

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (7 분)

▣ 문제상황 알아보기

◦수질 오염 관련 동영상 시청하고 느낀 점 이야기하기

 수질오염 동영상 ( h t t p s :// y o utu.be/Xl5M - Yt l Ph 8 ?li s t=PLcmSYC XIE_ZrHLcc IwGjnQOqSb PTbNM1Y)

 교사의 의 도적 발문을 통해 학생들 이 문제 상황 에 쉽게 접근 할 수 있게 지도한다.

◦어떤 내용의 동영상이었나요?

◦ ^Co 수질오염의 심각성에 대한 내용입니다.

◦ ^Co 사람들의 부주의, 기름 유출, 생활하수의 실태를 보여줍니다.

◦ 우리 주변에서 오염된 물이 환경에 피해를 주는 예를 이야기해 봅시다.

◦ ^Co 생활에서 무심코 사용하는 폐수들이 피해를 줍니다.

◦ ^Co 공장이나 학교 등에서 발생하는 폐수들이 생태계를 파괴합니다.

◦ 수질오염을 개선하기 위한 아이디어를 말해봅시다.

◦ ^Co 수질오염을 시키는 원인을 제거합니다.

◦ ^Co 물을 정화시킵니다.

▣ 학습 문제 확인하기

오염된 물을 깨끗하게 정화할 수 있는 간이 정수기를 설계해 봅시다.

전개 (28 분)

▣ 학습 순서 알기

<활동 1> 정수기 원리 알아보기

<활동 2> 간이 정수기 설계하기

<활동 3> 간이 정수기 경매하기

▣ , , <활동 1> 정수기 원리 알아보기

◦ 정수기는 어떤 역할을 하나요?

- 오염된 물을 깨끗하게 정화하는 역할을 합니다.

◦ 정수기, 정화조가 필요한 까닭은 무엇인가요?

- 오염된 물이 그대로 강이나 바다로 흘러갈 경우 환경이 파괴됩니다.

- 우리 생활에 나쁜 영향을 끼칩니다.

◦ 다른 모둠의 의견과 자신의 모둠의 의견을 비교하며 발표를 듣는다.

 다양한 피해를 알고 그 심각성에 대해 느낄 수 있게 한 다.

▣ <활동 2> 간이 정수기 설계하기(메이커교육활동)

◦ 간이 정수기를 만들 때 사용될 재료를 확인해 봅시다.

- 자갈, 모래: 가라앉는 것 도와주는 작용(침전) - 숯, 활성탄: 오염 물질이 붙게 하는 작용(흡착) - 거즈, 솜, 펠트지: 오염 물질을 거르는 작용(여과)

◦ 효과적인 물 정화 방법을 생각하고 정수 원리를 생각하며 필요한 장치를 창의적으로 설계해 봅시다.

 정수기의 원리에 대해 많이 어려워 하지 않도록 다양한 사례

- 정수 원리와 함께 디자인을 생각하며 설계한다. 간이 정수기를 만들 때 사용될 재료 를 확인해 봅시다.

- 자갈, 모래: 가라앉는 것 도와주는 작용(침전) - 숯, 활성탄: 오염 물질이 붙게 하는 작용(흡착) - 거즈, 솜, 펠트지: 오염 물질을 거르는 작용(여과)

◦ 효과적인 물 정화 방법을 생각하고 정수 원리를 생각하며 필요한 장치를 창의적으로 설계해 봅시다.

- 모둠별로 간이 정수기를 만드는 데 사용될 재료 이외에 필요한 재료와 그 재료의 정 수 원리도 토의한다.

- 정수 원리와 함께 디자인을 생각하며 설계한다.

▣ , , , <활동 3> 간이 정수기 경매하기

◦ 모둠별로 설계한 설계도만을 보고 가장 정수가 잘 될 것 같은 간이 정수기를 선택해 봅시다.

- 자신의 모둠과 비교해보면서 선택한 간이 정수기가 왜 잘 될 것 같은지 이유와 함께 선택한다.

◦ 설계도를 선택하고 보완할 점을 모둠별로 토의해봅시다.

상대방의 의견을 존중하고 배려하는 마음으로 만들 수 있도록 지도한다.

▣ 학습 내용 정리하기

◦ 배운 내용을 토대로 간이 정수기의 정수 원리를 말해봅시다.

정화 장치

오염된 물 ---> 간이 정수기 침전, 흡착, 여과

 환경 보 호 광고 설 계도

 학생들이 다양한 방법 으로 자유롭 게 설계할 수 있도록 지도한다.

정리 (5 분)

▣ 학습을 통해 느낀 점 이야기하기

◦^ET이번 시간 활동을 통해 반성할 점과 다른 모둠에서 본받을만한 점을 말해 봅시다.

- 다양한 재료를 생각했다면 더 좋은 간이 정수기를 만들 수 있었다는 아쉬움이 듭니 다.

- 다른 모둠은 재료뿐만 아니라 디자인도 고려한 점이 본받을 만합니다.

▣ 활동을 통해 느낀 점 이야기하기

- 간이 정수기를 직접 설계해보니 즐겁고 빨리 만들어 보고 싶습니다.

- STEAM 수업은 흥미롭고 즐겁다는 것을 알게 되었습니다.

▣ 차시 예고

◦^CD 간이 정수기를 만드는 수업을 예고한다.

- 오늘 배운 내용을 토대로 간이 정수기를 직접 만들어 보는 활동을 이해한다.

 학생들이 직접 느낀 감정을 들을 수 있도록 한다.

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/5 학년 중심과목

성취기준 영역

[초등학교] 과학, 생명 중심과목 성취기준

[6과05-03] 생태계 보전의 필요성을 인식 하고 생태계 보전을 위해 우리가 할 수 있는 일에 대해 토의할 수 있다.

주제(단원)명 오염된 물을 치료하자.

간이 정수기 만들기 차시 2~3/3 학습목표

• 계획서를 바탕으로 간이 정수기를 만들 수 있다.

• 간이 정수기를 만들고 정화되는 원리를 설명할 수 있다.

• 모둠원과 간이 정수기에 대해 의논하고 상호 협력하여 만들 수 있다.

연계과목 미술 연계과목

성취기준 영역

[6미01-05] 미술 활동에 타 교과의 내 용, 방법 등을 활용할 수 있다.

[6미02-06] 작품 제작의 전체 과정에서 느낀 점, 알게 된 점 등을 서로 이야기 할 수 있다.

STEAM 요소

S 나의 환경 선언문을 통해 환경 보호하는 마음가짐 갖기 T 정화의 원리에 대해 알아보기

E 간이 정수기 만들기 A 간이 정수기 꾸미기 M

개발 의도

물을 깨끗하게 만들 수 있는 정화 장치를 직접 만들어 봄으로써 물 오염의 심각성과 환경 보존의 중요성을 깨닫게 하고자 한다. 또한 창의적 설계 단계에 과정중심의 평가가 일어 날 수 있도록 하였다.

지구상의 공기, 토양, 물 속 등에는 여러 가지 생물이 함께 어울려 깨끗한 환경을 유지하며 살아왔 다. 그러나 인구가 증가하고 산업과 기계 문명이 발달하면서 우리의 환경은 차츰 오염되어 왔고, 최근 에는 환경오염의 정도가 더욱 심해져 여러 가지 사회 문제와 공해를 유발하기에 이르렀다. 생태계 평 형 유지에는 한계가 있어서 이 한계를 넘는 요인이 작용하면 생태계 평형이 깨어진다. 홍수, 산사태, 귀화 동물 등에 의하여 생태계 평형이 깨어지는 경우도 있는데, 이들에 의한 생태계의 붕괴는 일시적 인 것으로 대부분 얼마 지난 후에 다시 회복된다. 그러나 인간에 의한 파괴는 생태계를 황폐화시키고 회복 불능의 상태로 만든다. 특히 환경오염에 의한 파괴는 생태계 평형에 심각한 문제를 일으키고 있 으며 나아가 인간 자신의 삶마저 위협받는 사태에 이르게 된다.

본 주제는 이러한 환경오염에 대한 사태의 심각성을 바탕으로 가장 일상에서 확인하기 용이한 수질 오염의 심각성을 이해하고 이를 보전하기 위해 오염된 물을 정화하는 물 정화 장치를 만들어 보는 활 동을 한다. 물을 깨끗하게 보전하고 아끼려면 물을 정화해야 함을 알고 습득한 정화 원리를 이용하여 간이 정수기를 만드는 활동에 중점을 두었다. 1차시에서는 수질 오염의 심각성을 이해하고 간이 정수 기를 설계하는 활동을 한다. 2∼3차시에서는 설계한 간이 정수기를 직접 만들고(메이커교육활동) 정수 를 해본 뒤, 더 이상 환경이 오염되거나 훼손되지 않도록 환경을 보전하고자 하는 마음을 담은 환경 선언문을 만든다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

‘당신은 이 물을 마실 수 있습니까?‘ 영상을 시청하고 수질 오염의 심각성과 물 정화장치 의 필요성 느끼기

창 의 적 설 계

창의적 설계 제작한 간이 정수기 로 직접 오염된 물 을 걸러봄으로써 성 취감을 맛보고 환경 보존에 대한 중요성 에 대해 생각하기

감 성 적 체 험

<활동 1> 물이 오염된 까닭 알아보기

<활동 2> 정수기 원리 설명하기

<활동 3> 간이 정수기 만들기 (메이커교육활동)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (5 분)

▣ 문제상황 알아보기

◦‘아프리카의 눈물?’ 동영상 시청하기

간이 정수 기를 만드는 방법은 전 차 시에서 공부 하 였 으 므 로 , 물 정화의 필 요성에 대해 더 집중적으 로 학생들이 생각해 볼 수 있도록 한다.

◦함께 본 동영상의 보고 느낀 점을 말해봅시다.

- 물의 소중함을 알게 되었습니다.

◦동영상에서 본 오염된 물이 지금 책상위에 있습니다. 함께 관찰해볼까요?

- 흙탕물은 흙냄새가 나며, 색은 짙은 갈색이다.

- 비눗물은 비누 냄새가 나며, 색은 뿌옇고 미끌미끌하다.

- 기름은 기름 냄새가 나며, 색은 누런색이고 미끌미끌하다.

◦오염된 물을 어떻게 하면 깨끗하게 만들 수 있을지 의논해봅시다.

- 정화장치를 만들어 오염된 물질을 걸러 줄 수 있다.

- 화학약품을 사용하여 섞을 수 있다.

▣ 학습 문제 확인하기

오염된 물을 깨끗하게 정화할 수 있는 물 정화 장치를 만들어 봅시다.

전개 (30 분)

▣ 학습 순서 알기

<활동 1> 물이 오염된 까닭 알아보기

<활동 2> 설계한 정수기가 물을 정화하는 원리 설명하기

<활동 3> 재료를 선택하여 간이 정수기 만들기

▣ <활동 1> 물이 오염된 까닭 알아보기

◦이처렴 오염된 물이 많은 까닭은 무엇일까요?

- 가정에서 오염된 물을 함부로 버리기 때문입니다.

- 공장에서 폐수를 함부로 버리기 때문입니다.

- 축산물, 농산물 등으로 인한 폐수 때문입니다. 등

 다양한 피해를 알고 그 심각성에 대해 느낄 수 있게 한 다.

▣ <활동 2> 설계한 정수기가 물을 정화하는 원리 설명하기

◦모둠별로 설계한 간이정수기 설명하기

◦흙탕물, 비눗물, 기름물을 물 정화 장치로 거른 후 어떻게 달라졌을지 예상해 봅시다.

<선택> 거르기 전 예상

흙탕물 흙 알갱이가 만져지고, 색이 탁하고 냄새가 난다.

흙 알갱이가 없고, 색이 연하 고 냄새가 없어질 것이다.

비눗물 거품이 있고, 비누냄새가 난다.

뿌옇다. 미끌미끌하다.

거품, 색과 냄새가 없어질 것 이다.

기름물 기름이 물 위에 떠있다. 냄새 가 난다.

기름이 없어지고, 색과 냄새도 사라질 것이다.

◦물 정화 장치를 제작할 때 정화의 원리를 발표해봅시다.

- 자갈과 모래는 무거운 알갱이를 가라앉게 해주는 역할을 하여 물을 정화 시킵니다.

- 숯과 활성탄은 오염물질을 붙게 해주는 역할을 하여 물을 정화시킵니다.

- 거즈, 솜, 펠트지는 오염물질을 걸러주는 역할을 하여 물을 정화시킵니다.

 정수기의 원리에 대해 많이 어려워 하지 않도록 다양한 사례 를 보여준다.

3. 학생활동지 / 학생참고자료

차시

1. 간이 정수기 설계하기

학생활동

간이 정수기 메이커활동

※ 정수기에 쓰일 재료에 대해 알아봅시다.

재료 하는 역할 정수 원리

자갈, 모래 가라앉는 것을 도와주는 작용 침전 숯, 활성탄 오염 물질이 붙게 하는 작용 흡착 거즈, 솜, 펠트지 오염 물질을 거르는 작용 여과

※ 나만의 정수기 제품을 설계하고 설계도를 그려봅시다.

▣ <활동 3> 재료를 선택하여 간이 정수기 만들기(메이커교육활동)

◦모둠별로 재료의 특성을 살려 간이 정수기를 만들어 봅시다.

<예시> 간이 정수기 만들기

- 칼로 페트병의 가운데 부분 자르기

- 페트병의 주둥이를 얇은 천으로 감싸고, 고무줄로 감기 - 페트병 주둥이를 페트병 안에 거꾸로 넣기

- 페트병에 작은 자갈·모래·숯·모래·큰 자갈 순서대로 넣기

◦간이 정수기로 물을 정화해 결과를 예상과 비교해 봅시다.

<선택> 거르기 전 예상 결과

흙탕물 흙 알갱이가 만져지고, 색 이 탁하고 냄새가 난다.

흙 알갱이가 없고, 색이 연하고 냄새가 없어질 것 이다.

비눗물

거품이 있고, 비누냄새가 난다. 뿌옇다. 미끌미끌하 다.

거품, 색과 냄새가 없어질 것이다.

기름물 기름이 물 위에 떠있다.

냄새가 난다.

기름이 없어지고, 색과 냄 새도 사라질 것이다.

 칼을 사용 하는 과정에 서 안전에 유 의할 수 있도 록 주의시킨 다.

설계도에서 수정할 부분 이 없으면 간 단하게 점검 하고 제작하 도록 지도한 다.

정리 (5 분)

▣ 학습을 통해 느낀 점 이야기하기

◦모둠별로 만든 간이 정수기를 평가해 봅시다.

- 생각보다 물이 깨끗하게 정화되는 모습이 신기했습니다.

- 여러 재료를 더 빼곡하게 채운 모둠의 정수기가 훨씬 성능이 좋았습니다.

◦오늘 했던 내용을 생각하며 나의 환경 선언문을 만들어보겠습니다.

- 물 오염을 막기 위한 방법을 이야기하며 환경보전의 실천 의지를 다진다.

- 가정에서 오염된 물을 함부로 버리지 않는다.

- 공장에서 폐수를 함부로 버리지 않는다.

- 과학실 폐수를 정화시켜 버린다. 등

활동을 하 면서 느낀점 을 이야기하 면서 서로의 생각을 공유 할 수 있도 록 한다.

차시

1. 간이 정수기 설계하기

학생활동

정수기 보완하기

※ 친구가 정수기에 사용한 재료를 알아봅시다.

재료 하는 역할 정수 원리

가라앉는 것을 도와주는 작용 침전 오염 물질이 붙게 하는 작용 흡착

오염 물질을 거르는 작용 여과

※ 친구의 정수기에서 본 받을 점을 써 봅시다.

차시

2~3. 간이 정수기 만들기

학생활동

나의 환경 선언문 만들기

4. 교사자료

차시

1. 간이 정수기 설계하기

참고자료

네이버 지식백과

1. 수질 오염

자연수역(⾃然⽔域)의 수질이 폐물질(廢物質)의 유입 때문에 오염되는 일.

탄광촌 폐수강원도 정선군 고한읍.

자연수역이라 함은 일반적으로 하천·호수·해역 등과 같이 눈에 띄는 표면수를 가리키며, 폐물질이라 함은 가정폐수·공장폐수 등 문명사회로부터 배출되는 액상폐기물을 가리킨다. 그리고 바람직하지 않게 변한다고 함은 용수(⽤⽔)로서의 가치와 외관이 저하되고, 환경보전 및 국민보건에 역영향을 끼치게 된다는 뜻이다.

오늘날 공업화된 선진 각국에서는 자국 수역의 오염방지, 이미 오염된 수질의 복구를 위하여 연구·

법적규제·시설투자 등을 활발히 하고 있으며, 범지구적인 환경보전을 위하여 국제간의 협력이 진행되 고 있다.

현대적 개념의 수질오염이 문제화된 것은 19세기 후반 영국의 경우가 처음이다. 당시 런던에서는 거듭되는 콜레라 유행에 대한 대책으로 1855년 오물배제법(汚物排除法)을 정하고 하수도에 의한 오물 배출을 촉진시켰다. 그 결과 처리되지 않은 하수가 템스강에 다량으로 방류되어 급속하게 오염되기 시작하였다.

그 대책으로 1876년 하천오염방지법이 공포되었고, 수질보전을 위한 노력이 계속되었다. 기타 선진 각국에서도 산업혁명 후 대단위 공장의 출현과 인구의 도시집중에 따르는 공장폐수·도시폐수 등의 배 출 때문에 자연수역이 오염되기 시작하였고, 19∼20세기에 걸쳐서 수질보전을 위한 노력이 경주되어 오고 있다.

특히 제2차 세계대전 후에는 급속한 인구증가와 공업성장에 따르는 환경파괴, 오염물질 배출 등이 범지구적으로 확대되면서 지구환경보전을 위한 국제적 협력이 필요하게 되었다. 그리하여 1972년 스 톡홀름에서 인간환경문제에 관한 유엔회의가 있었는데 수질보전문제도 이 회의에서 거론되었다. 특히

유조선의 기름 누출로 인한 해양오염은 국제적 문제로서 정부간 해사협의기관 등의 국제기구를 통하 여 규제조약이 조인되고 있다.

한국은 1960년대 초부터 추진된 국가경제개발계획에 따라 많은 공장이 건설되었고, 산업활동이 급 속하게 증가하였으며, 인구의 도시집중도 가속화되었다. 이와 함께 공장폐수와 도시폐수의 배출량도 급속히 증가되어 1960년대 말엽부터는 주요 하천과 연안의 수질오염이 사회문제화되기 시작하였다.

경제개발계획을 계속 추진하면서 수질오염을 비롯한 국토의 환경오염을 최소한의 수준으로 억제하 기 위하여 정부에서는 1963년 공해방지법을 공포하였고, 1964년과 1967년에 그 시행령 및 시행규칙 을 공포하였다.

그러나 이 법은 날로 심화되는 환경오염을 규제하기에는 미흡하였고, 국토오염을 환경보전적 차원 에서 다루기 위하여 1977년 공해방지법을 발전적으로 폐지하고 새로이 환경보전법과 해양오염방지법 등을 공포하였으며 이어서 그 시행령과 시행규칙 등도 공포하였다. 그리고 환경보전업무를 전담할 환 경청(현 환경부)을 발족시켰다. 환경보전법은1990년 환경정책기본법, 대기환경보전법, 수질환경보전법 등으로 개정되었다.

차시

2~3. 간이 정수기 만들기

참고자료

네이버 지식백과

※ 정화 작용

가. 참숯

우리 조상들은 나노 기술을 이용했는데, 천연 제습제로 사용한 숯이 그것이다. 숯은 나무를 태워서 수분이 모두 날아가고 섬유질만 탄소로 남은 다공성 물질이다. 탄소가 약 1마이크로미터 두께로 스펀 지 같은 골격을 하고 있으며, 그 사이사이로 직경이 약 2~5마이크로미터의 빈 공간이 채우고 있다.

참나무 숯 1그램 속에 있는 빈 공간의 표면적은 약 300제곱미터인데, 이것은 한 변의 길이가 4센티미 터인 직육면체 속에 상암 월드컵 경기장이 들어있는 셈이다. 이처럼 작은 기공을 가진 숯은 수분과 작은 먼지를 흡착하는 성질이 뛰어나기 때문에 천연 제습제와 보습제로 사용되기도 한다. 숯은 팔만 대장경을 보존하는 데도 사용되었으며, 현대에는 반도체 공장의 공기 정화와 오염된 물을 정화시키는 첨단 필터로 널리 사용되고 있다.

나. 자정작용

자연에서의 환경오염 물질을 정화하는 작용. 자연 정화 작용이라고도 한다. 물리적·화학적·생물학적 작용이 있다. 물리적 작용은 많은 양의 물과 섞이는 희석, 오염 물질이 가라앉는 침전, 그리고 오염 물질이 걸러지는 여과 등이 있다. 화학적 작용에는 오염 물질의 광분해, 산소와 결합하는 산화 작용, 그리고 중화 등이 있다. 생물학적 작용은 미생물에 의해 오염 물질이 분해되는 것이다. 이는 자연계에 서 오염 물질이 정화되는 데 가장 큰 비중을 차지한다. 그러나 오염이 자정 능력을 넘을 경우에는 자 정 작용이 별 효과가 없다.

다. 흡착제

흡착되는 물질은 피흡착질(adsorbate)이라고 한다. 액체나 유리질도 흡착제가 될 수 있으며, 분자들 이 고체나 액체의 내부까지 녹아 들어가는 현상인 흡수(absorption)와는 구별된다. 표면이 거칠거나 다공성(多孔性:porous)인 경우에는 흡착제의 단위부피(또는 단위무게)에 대한 효과적인 표면넓이(비표 면적)가 크기 때문에 흡착량이 커져 우수한 흡착제가 된다. 흔히 공업적으로 이용되는 흡착제로는 활 성탄·규조토·제올라이트·실리카겔·녹말·벤토나이트·알루미나 등이 있다. 한국에서 전통적인 방법으로 간장을 담글 때 그 속에 띄우는 숯은 불순물을 흡착으로 제거하기 위한 흡착제의 예이다. 흡착제를 쓰는 목적은 불순물(不純物)을 제거하여 물질을 정제하는 것, 색소를 흡착하여 제품으로부터 색을 없 애는 탈색(脫⾊), 습기의 제거, 냄새 제거, 물질의 분리 등이며, 화학반응 물질들을 흡착시킴으로서 반 응을 빠르게 하는 촉매로서의 용도도 중요하다. 크로마토그래피에서도 흡착제가 서로 다른 분자들을 분리하는 역할을 한다. 흡착을 일으키는 양은 일정한 온도에서는 흡착되는 물질의 농도나 압력에 따 라서 증가하는데, 그 정량적인 관계는 여러 가지 흡착등온식(吸着等溫式)으로 나타낸다. 온도가올라가 면 흡착량이 줄어드는 것이 보통이다. 일반적으로 흡착된 물질은 단분자층 이하로 쌓이는 경우도 있 고 다분자층으로 쌓이는 경우도 있다.

5. 차시별 학생 평가기준 및 방법

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구

1/3

상 물이 정화되는 원리를 예를 들어 설명할 수 있다.

지필/관 찰평가

학생 중 물이 정화되는 원리를 설명할 수 있다. 활동지

하 물이 정화되는 원리를 설명하지 못한다.

1/3

상 오염된 물을 깨끗하게 정화할 수 있는 간이 정수기를 설계할 수 있다.

지필/관 찰평가

학생 중 오염된 물을 정화할 수 있는 간이 정수기를 설계할 수 있다. 활동지

하 오염된 물을 정화할 수 있는 간이 정수기를 설계하는데 어려움을 느낀다.

2~3/3

상 간이 정수기 설계도를 바탕으로 모둠원과 협력하여 간이 정수기를 만

들 수 있다. 관찰/산

출물평가 산출물 중 간이 정수기 설계도를 바탕으로 간이 정수기를 만들 수 있다.

하 간이 정수기 설계도를 바탕으로 간이 정수기를 만드는데 어려움을 느낀다.

2~3/3

상 모둠원과 간이 정수기에 대해 의논하는 활동에 적극적으로 참여하여 자신의 의사를 논리적으로 전달한다.

동료/관 찰평가

포트 중 모둠원과 간이 정수기에 대해 의논하는 활동에 참여하여 자신의 의사 폴리오

를 전달한다.

하 모둠원과 간이 정수기에 대해 의논하는 활동에 잘 참여하지 못한다.

가. 과학교과역량에 따른 과정중심평가기준안

교과역량 평가 기준 방법

과학적 탐구능력

생태계 보전의 필요성을 인식하고 생태계 보전을 위해 우리가 할 수 있는 일

을 발표할 수 있다. 실험·실습

환경오염으로 인한 생태계 파괴에 대한 해결 방법을 토의하여 발표할 수 있다. 평가 환경오염으로 인한 생태계 파괴 사례를 말할 수 있다.

과학적 의사소통

능력

간이 정수기의 원리와 실험한 내용을 예를 들어 설명한다.

간이 정수기의 원리를 간단히 설명한다. 관찰평가 간이 정수기의 원리를 설명하지 못한다.

나. 과학과 중심의 교수·학습 활동 및 과정중심평가 계획

학습과정 학습 요소 교수·학습 활동 평가 활동

도입

동기유발 학습문제 알아보기

-사람의 생활이 생태계에 미치는 영향 생각하기 -오염된 물을 깨끗하게 정화할 수 있는

간이 정수기를 설계해 봅시다.

※ 평가 목표 및 채점 기준 제시

전개 학습순서 파악하기

<활동 1> 간이 정수기 설계하기

<활동 2> 간이 정수기 소개하기

<활동 3> 간이 정수기 경매하기

오염된 물을 깨끗하게 정화 할 수 있는 간이 정수기를 설계하고 만들 수 있는가?

정리 학습정리

차시예고

- 학습한 내용 정리하고 발표하기 - 차시 예고

다. 과정중심 평가 문항

평가 장면 안내

본 성취기준은 생태계 보전의 필요성과 생태계 보전을 위한 인간의 노력을 설명할 수 있어야 한 다. 사람의 생활이 생태계에 미치는 영향을 생각하고, 물이 정화되는 원리를 탐구하며, 간이 정수기 를 만들고 간이 정수기의 원리를 설명하는 과정에서 실험ㆍ실습 평가와 관찰 평가를 함께 실시한다.

평가의 유의점

본 성취기준은 생태계 보전의 필요성과 생태계 보전을 위한 인간의 노력을 설명할 수 있어야 하며, 사람의 생활이 생태계에 미치는 영향을 생각하고, 물이 정화되는 원리를 탐구하며, 간이 정수기를 만드 는 활동을 하게 된다. 개인 및 모둠별로 원리를 탐구하고, 간이 정수기를 만들기 위한 재료를 알아보는 동안 학생들의 활동을 관찰하면서 실험ㆍ실습 평가와 관찰평가를 병행하여 실시한다. 또한 간이 정수 기를 만들고 간이 정수기의 원리를 설명(발표)하는 부분에서 관찰평가를 통해 과학적 의사소통능력을 평가하도록 한다.

평가 후 피드백

도달수준 피드백 내용

상

간이 정수기를 만드는 과정을 통해 물의 정화 원리를 알고, 이를 친구들에게 설명할 수 있습니다. 생태계 보전의 필요성을 인식하고 생태계 보전을 위해 우리가 할 수 있는 일 을 발표해 봅시다.

중 간이 정수기를 만드는 과정을 통해 물의 정화 원리를 알았습니다. 환경오염으로 인한 생 태계 파괴에 대한 해결 방법을 토의하여 발표해 봅시다.

하 간이 정수기를 만드는 과정에 흥미 있게 참여하고 있으나 물의 정화 원리에 대해 정확 하게 알아내지 못하였습니다. 물의 정화 원리에 대해 실험을 통해 자세히 알아봅시다.

라. 자기/동료평가지(1~3차시)

평가방법 평가기준 평가

상 중 하

자기평가

물이 정화되는 원리를 잘 알고 있다.

오염된 물을 깨끗하게 정화할 수 있는 간이 정수기를 설계할 수 있 다.

간이 정수기 설계․제작에 열심히 참여하였다.

동료평가 모둠 토론 활동에 적극적으로 참여하였다.

광고가 주는 효과를 알고 효과적으로 광고를 제작하였다.

마. 관찰평가지(1~3차시)

번호 이름

지식 태도

배움과 성장의 기록 물이 정화되는 원리를 설명할

수 있다.

간이 정수기 설계․제작 활동에 적극적으로 참여한다.

상 중 하 상 중 하

바. 포트폴리오 평가지(2차시)

모둠명

평가 영역 평가항목

평가

(매우우수5, 우수4, 보통3, 미흡2, 매우미흡1)

5 4 3 2 1

모둠 별 평가 (25)

주제선정 물의 정화 원리가 적용된 간이 정수기인가?

자료수집 다른 모둠의 간이 정수기를 물의 정화 원리를 적용하여 평가할 수 있는가?

자료정리 자료를 효과적으로 정리하였는가?

발표 정확하고 효과적으로 발표하는가?

모둠별 협동 모둠원끼리 상호협동하는가?

합계

개별 평가

(25)

모둠원(번호) 15 17 20 21

자기평가점수(5) 동료평가점수(10)

체크리스트(10) 합계

종합 평가

(50)

모둠별평가 점수 +개별평가 점수

상(40이상), 중(25이상), 하(25미만)

상 중 상

프로그램 명: 자연에서 배우는 생체 모방 활용 메이커교육 STEAM 수업안

1. STEAM 프로그램 총괄표(총 5차시)

차시 주요내용

1/5

주제(단원)명 자연에서 배우는 생체 모방 기술

학생들은 자연을 활용한 생체 모방 공학이란 무엇인지 알아본다. 자연에서 모방할 수 있는 동 식물의 특징을 파악하고, 이를 활용하여 생체 모방을 이용한 제품을 아이디어 산출 활동을 통해 메이커교육을 적용하여 창의적으로 설계해 본다.

Co 사진을 보고 어떠한 로봇인지 예상해 보기

Co 생체 모방 공학에 대한 의미 알려주기

- ‘자연에서 배운다’ 동영상을 보고, 자연의 신비함과 환경의 소중함 알아보기

CD 사진별로 모둠별 모방 방법에 대하여 이야기하기

CD 모둠별로 이야기한 내용을 참고하여 생체 모방을 이용하여 나만의 제품에 대한 아이디어 를 내보기

- 다양한 동식물의 생체 모방 기술을 살펴보며, 자연의 신비함 느끼기

ET 활동을 하면서 느낀 점 서로 이야기하기

2/5

주제(단원)명 혹등고래 지느러미 모방 프로펠러 메이커 활동

학생들은 혹등고래의 지느러미를 관찰하여 움직임을 응용한 생체 모방 기술을 찾아본다. 그 중 에서 혹등고래 지느러미 프로펠러를 조사하여 그 특징을 알아보고 이를 어떻게 활용할 수 있을 지 실과 교과 활동과 융합하여 진행하고, 프로펠러 메이커 활동을 통해 각 종류별로 떨어지는 시 간을 측정해보돌 수학 교과 활동을 융합하여 수업을 진행한다.

Co 혹등고래 영상을 보고 생체 모방에 대하여 확인하고 혹등고래의 어느 부분을 모방할지 이야기해보기

CD 혹등고래의 지느러미는 왜 다르게 생겼을까요?

- 환경에 적응하기 위해 지느러미의 형태가 어떻게 다른지 알아보기

CD 프로펠러 도안을 제시하고 혹등고래의 지느러미를 응용한 프로펠러 찾아보기

ET 모둠별로 정리한 내용을 전체적으로 종합하기

ET 활동을 하면서 느낀 점 서로 이야기하기

3/5

주제(단원)명 자연 모방 풍차와 날개 메이커 활동

본 주제에서 학생들은 혹등고래 지느러미 프로펠러를 활용하여 나만의 풍차를 제작해본다. 날개 모서리의 모양을 설계하여 제작해보기 위해 실과 교과 활동과 융합하여 진행하고, 풍차 날개의 빠르기를 측정해보는 활동을 진행한다.

Co 어떤 풍차 날개가 가장 효과가 좋을까요?

- 자연의 바람을 이용하여 돌아가는 풍차 날개에 대해 탐색하기

Co 풍차 만들기 키트를 활용하여 풍차 만들기

CD 어떤 모양의 모서리를 만들 수 있을까요?

CD 어떤 방법으로 만들지 생각해보기

CD 자신이 생각한 방법으로 날개 모서리 만들기

CD 친구들과 날개 모서리 모양 비교하기

ET 풍차 날개에 따른 빠르기를 비교하기

ET 활동을 하면서 느낀 점 서로 이야기하기

4/5

주제(단원)명 나만의 프로펠러 메이킹으로 풍차 대회 참여하기

전 차시에 제작한 생체 모방 프로펠러 풍차로 빠르기 대회를 참여한다. 크기와 개수에 따라 풍 차의 빠르기를 비교해보고, 승리한 모둠의 프로펠러의 특징을 파악해보는 활동을 진행한다.

Co 대회에서 승리하기 위해서 어떤 디자인을 활용해야 할까요?

CD 자신의 프로펠러를 어떤 재료를 활용하여 만들 수 있을까요?

CD 크기와 개수는 어떻게 만들지 생각해보기

ET 모둠별로 토너먼트를 진행하여 대표 뽑기

ET 모둠 대표끼리 토너먼트 전을 통하여 승자 가리기

ET 승리한 모둠의 프로펠러는 어떤 특징이 있었습니까?

ET 활동을 하면서 느낀 점 서로 이야기하기

- 혹등고래의 지느러미의 장점을 잘 이용했는지 비교하며 서로 이야기하기

5/5

주제(단원)명 나만의 프로펠러 소개하기

학생들이 지금까지 수행한 메이킹 활동을 바탕으로 제품 광고의 중요성을 인식하고, 자신이 제 작한 혹등고래 지느러미 프로펠러를 소개하는 자료를 제작하여 발표해보는 수업을 진행한다.

Co 제품을 발표하는 동영상을 보고 생각과 느낌 나누기

CD 모둠에서 만든 프로펠러의 특성(자연에서 모방한 특징, 모양, 크기, 소재 등)과 장점을 소 개하는 자료 만들기

CD 모둠별로 만든 프로펠러를 소개하는 발표하기

CD 다른 모둠의 프로펠러를 소개한 내용과 발표한 친구를 칭찬하기

ET 활동을 통해 느낀 점 이야기하기

- 1차시 ‘자연에서 배운다’ 동영상 내용을 되짚어 보며, 지구 환경의 소중함 이야기하기

2. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/5 학년

중심과목 성취기준

영역

[초등학교] 과학, 환경과 생태계 중심과목 성취기준

[6과05-01] 생태계가 생물 요소와 비생 물 요소로 이루어져 있음을 알고 생태 계 구성 요소들이 서로 영향을 주고 받음을 설명할 수 있다.

주제(단원)명 자연에서 배우는 생체 모방 기술 차시 1/5

학습목표 ◦과학의 발전은 자연에서 발견하여 이루어진다는 것을 이해할 수 있다.

◦친구들과 토의할 때 상대방의 의견을 존중하고 배려하는 마음으로 들을 수 있다.

연계과목 연계과목

성취기준 영역

STEAM 요소

S 생체 모방 공학에 대해 알아보기

T 생체 모방을 이용한 제품 아이디어 내기 E

A M

개발 의도

본 주제에서 학생들은 생체 모방 공학이란 무엇인지 알아본다. 자연에서 모방할 수 있는 동식물의 특징을 파악하고, 이를 활용하여 생체 모방을 이용한 제품을 설계하기 위한 아이 디어를 산출할 수 있는 기회를 제공하고자 한다.

인류가 살아가는데 에너지는 반드시 필요하다. 하지만 에너지의 양은 유한하며 소비 에너지는 증가 하고 있어 지속가능한 에너지를 만드는 것이 매우 중요하다. 현재 신재생에너지에 대한 연구는 활발하 게 진행되고 있으며 그 중 하나가 풍력발전이다. 풍력발전은 바람에 의해 프로펠러를 회전시켜 에너지 를 생산하게 된다. 풍력발전의 프로펠러는 바람의 양력에 의해 회전하는데 양력이 클수록 빠른 속도로 회전하게 되고 더 많은 에너지를 얻을 수 있다. 풍력 발전의 프로펠러의 양력을 높이기 위한 방법을 생체 모방을 이용하여 설계하여(메이커교육활동) 융합적 사고력과 문제해결력을 기를 수 있는 기회를 제공한다.

본 주제를 통하여 학생들은 지적 만족감과 열정을 느끼고 제시된 모둠 활동을 통해 배려, 의사결정 력 및 긍정적인 학습 동기, 성취감 중심의 감성적 체험활동을 경험할 수 있다. 모형 제작 활동을 통해 모둠원간의 의사소통과 배려, 협동, 창의성이 길러지리라 기대한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

동영상 자료를 활용 하여 생체모방 로봇에 대해 알아보고 생체 모방 공학이 무엇인지 알아보기

창 의 적 설 계

창의적 설계

나만의 생체 모방 아이

디어를 발표하고 활동을 통해 느낀 점 서로 이야 기하기

감 성 적 체 험

<활동 1> 동식물의 생체 모방 방법 에 대해 알아보기

<활동 2> 생체 모방을 이용하여 나 만의 제품 아이디어 산출하기(메이 커교육활동)

감성적 체험

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료 및

유의점

도입 (5 분)

▣ 문제 상황 알아보기

◦영상을 보고 어떠한 로봇인지 예상해 보기

스티키 로봇 (https://youtu.be / qy 1Z Zt IB P P 0) ,

라이즈 로봇

(https://youtu.be /Sz AjYmoyet g) 관련 영상

학습문제의 의 미를 정확히 파악 할 수 있도록 명 료화한다.

◦ ^Co 첫 번째 로봇은 무엇을 할 줄 아는 로봇일까요?

◦ ^Co 두 번째 로봇은 무엇을 할 줄 아는 로봇일까요?

▣ 학습 문제 확인하기

자연에서 배울 수 있는 생체 모방 공학에 대해 알아봅시다.

전개 (25분)

▣ 학습 순서 알기

<활동 1> 생체 모방의 의미 알아보기

<활동 2> 자연에서 모방 할 수 있는 것 발견하기

<활동 3> 생체 모방을 이용한 제품 아이디어 내기

▣ <활동 1> 생체 모방 공학 이란?

◦생체 모방 공학에 대한 의미 알려주기

◦생체 모방 공학 관련 영상( ‘자연에서 배운다.’ 원더풀 사이언스)을 보고 생체 모방 공학에 대하여 글로 정리하기

◦생체 모방 공학에 대하여 알게 된 점 발표하기

 ‘자연에서 배 운다’ 생체 모방 공학 동영상

 생체 모방 공 학에 대하여 알게 된 점을 이야기 해 보면서 다시 정리해 보는 시간 을 갖는다.

모둠별로 동일 한 동식물 사진을 제시하되, 영상을 보고 배운 내용에 추가하여 배우지 않은 생소한 동식 물에 대하여 상상 력을 발휘하여 모 방을 발견하도록 한다.

 모 둠 별 활 동 지 , 모둠별 동식물 사 진

아이디어 활동 지

▣ <활동 2> 자연에서 모방할 수 있는 것 발견하기

◦ 동식물 사진을 보고 모둠별로 모방할 수 있는 것 토의하기

◦ ^CD 사진별로 모둠별 모방 방법에 대하여 이야기하기

- 도마뱀 중에서 게코(GEKKO)도마뱀의 발바닥을 모방하여 미끄러운 면도 갈 수 있 는 로봇을 만듭니다.

- 상어의 비늘을 이용하여 물속을 빨리 헤엄칠 수 있는 수영복을 만듭니다.

▣ <활동3> 생체 모방을 이용한 제품 아이디어 내기(메이커교육활동)

◦ ^CD 모둠별로 이야기한 내용을 참고하여 생체 모방을 이용하여 나만의 제품에 대한 아 이디어를 내보기

- 생체 모방을 이용하여 제품 아이디어 내기 - 제품 아이디어를 발표해 보기

- 친구들의 아이디어 중에서 좋은 아이디어 뽑기

정리 (10분)

▣ 활동을 통해 느낀 점 이야기하기

◦^ET 활동을 하면서 느낀 점 서로 이야기하기

-활동을 하면서 느낀 점, 알게 된 점, 아쉬운 점 이야기하기

▣ 차시 예고

◦^ET (혹등 고래의 사진을 보여주며)

- 혹등 고래를 생체 모방하여 할 수 있는 것에 대하여 실험해보기

활동을 하면서 느낀 점을 이야기 하면서 서로의 생 각을 공유할 수 있도록 한다.

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/5 학년 중심과목

성취기준 영역

[초등학교] 과학, 힘과 운동 중심과목 성취기준

[6과07-02] 물체의 이동 거리와 걸린 시간을 조사하여 속력을 구할 수 있다.

주제(단원)명 혹등고래 지느러미를 모방한

프로펠러 만들기 차시 2/5

학습목표

◦혹등고래에서 응용한 생체 모방 기술에 대하여 알 수 있다.

◦프로펠러가 땅에 떨어지는 시간을 측정하고 비교할 수 있다.

◦친구들과 토의할 때 상대방의 의견을 존중하고 배려하는 마음으로 들을 수 있다.

연계과목 수학, 실과 연계과목

성취기준 영역

[6수05-01] 평균의 의미를 알고, 주어 진 자료의 평균을 구할 수 있으며, 이 를 활용할 수 있다.

[6실05-04] 다양한 재료를 활용하여 창의적인 제품을 구상하고 제작한다.

STEAM 요소

S 혹등고래 지느러미 관찰하기

T 혹등고래 지느러미를 모방한 프로펠러 찾아보기 E

A

M 3종류의 프로펠러가 떨어지는 시간 측정하기

개발 의도

본 주제에서 학생들은 혹등고래의 지느러미를 관찰하여 움직임을 응용한 생체 모방 기술을 찾아본다. 그 중에서 혹등고래 지느러미 프로펠러를 조사하여 그 특징을 알아보고, 프로펠 러를 제작하여 각 종류별로 떨어지는 시간을 측정할 수 있는 기회를 제공하고자 한다.

인류가 살아가는데 에너지는 반드시 필요하다. 하지만 에너지의 양은 유한하며 소비 에너지는 증가 하고 있어 지속가능한 에너지를 만드는 것이 매우 중요하다. 현재 신재생에너지에 대한 연구는 활발하 게 진행되고 있으며 그 중 하나가 풍력발전이다. 풍력발전은 바람에 의해 프로펠러를 회전시켜 에너지 를 생산하게 된다. 풍력발전의 프로펠러는 바람의 양력에 의해 회전하는데 양력이 클수록 빠른 속도로 회전하게 되고 더 많은 에너지를 얻을 수 있다. 풍력 발전의 프로펠러의 양력을 높이기 위한 방법을 생체 모방을 이용하여 설계하여(메이커교육활동) 융합적 사고력과 문제해결력을 기를 수 있는 기회를 제공한다.

본 주제를 통하여 학생들은 지적 만족감과 열정을 느끼고 제시된 모둠 활동을 통해 배려, 의사결정 력 및 긍정적인 학습 동기, 성취감 중심의 감성적 체험활동을 경험할 수 있다. 모형 제작 활동을 통해 모둠원간의 의사소통과 배려, 협동, 창의성이 길러지리라 기대한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

동영상 자료를 통해 혹등고래 생체 모방에 대해 알아보고, 어느 특징을 모방할지 이야 기해보기

창 의 적 설 계

창의적 설계

모둠별로 정리한 내용을 전체적으로 종합하기

감 성 적 체 험

<활동 1> 혹등고래의 지느러미 관 찰하기

<활동 2> 혹등고래의 지느러미를 모방한 프로펠러 찾아보기(메이커교 육활동)

감성적 체험