“이 보고서는 2018년도 정부의 재원으로

(1)

2018 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2018. 10.

배명중학교 융합교육교사연구회

(2)

【 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】

과 제 개 요

과제명 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 중학교 과학 수업용 STEAM 프로그램 개발과 적용

학교급 중학교 대상 학년(군) 전 학년

중심과목 과학 중심과목 성취기준 영역

[중학교 1~3학년] (15)열과 우리생활 (18)기권 과 날씨 (20)자극과 반응 (24) 과학기술과 인 류 문명

연계과목

수학 기술·

가정

연계과목 성취기준 영역

[중학교 1~3학년] 수학/(4)기하/평면도형, (5) 확률과 통계

[중학교 1~3학년] 기술의 세계/(5)에너지와 수 송기술 (6)생명기술과 미래 기술

연구기간 2018.4.5. ~ 2018.11.23.

연 구 비 일금사백만원(￦4,000,000) 참여연구원 6명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 5명)

연구 수행자에 관한 사항

구분 소속 학교명 담당과목 직위 성명

연구책임자 배명중학교 과학 교사 박지영

공동연구원 배명중학교 과학 교사 박안서

공동연구원 배명중학교 과학 교사 김원정

공동연구원 배명중학교 과학 교사 정해림

공동연구원 배명중학교 수학 교사 이 삭

공동연구원 배명중학교 기술·가정 교사 최은성

2018년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아

융합인재교육(STEAM) 교사연구회를 운영한 중간 결과로써 본 보고서를 제출합니다.

2018년 10 월 30 일

연구책임자 : 박지영 (인)

(3)

“이 보고서는 2018년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

(4)

목 차

1. 요약문··· 1

2. 서론··· 1

3. 연구 수행 내용 ··· 3

가. 연구 수행 개요 ··· 3

나. 차시별 프로그램 적용 방법 ··· 3

다. 평가 방법 ··· 3

1) 학생 평가방법 ··· 3

2) 프로그램 효과성 검증 ··· 3

4. 연구 수행 결과 ··· 3

가. 과학 학습에 대한 태도 조사 결과 ··· 4

나. STEAM 수업 만족도 조사 결과 ··· 5

다. STEAM 프로그램에 대한 분석 ··· 6

라. STEAM 협의체와 교사 네트워크(공개수업 등) 활동 ··· 7

마. STEAM 교사연구회 운영 발전 과정 및 자체 평가 ··· 7

5. 결론 및 제언··· 7

6 참고문헌··· 8

[부록] 부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물 (수업지도안) ··· 9

○ 1. 기체를 눈으로 보아요. ··· 9

○ 2. ‘쇼트닝 장갑 만들기 ··· 21

○ 3. 온난화! 지구를 지켜요 ··· 32

○ 4. 눈 아는 만큼 보인다. ··· 44

○ 5. 보이지 않는 세계, 나노의 세계 ··· 57

부록2. 학생 산출물, 사진, 스팀수업 공개 및 세미나 개최 결과, 자체평가 결과 ··· 71

부록3. 회의록 ··· 72

[붙임]

붙임1. 정산보고서 ···별첨

(5)

1. 요약문

본 연구회는 2015 개정교육과정에 따라 중학교 1,2,3학년 교과간 STEAM 프로그램 개발 및 적용에 관한 연구를 통하여 중학교 학생들에게 적용 가능한 프로그램을 알아보고자 하였다. 새 롭게 개발된 프로그램을 교과시간 외 창의적 체험활동 시간에 적용하여 교육과정의 융통성을 발휘할 수 있도록 하였다. 또한 과학과 수학, 기술 교과 교사들의 교육 연구 활동을 통해 교과 간 융합 시너지 효과와 생활 속의 문제점을 다양한 각도로 고민하고 생각하는 귀중한 시간이 되었 다. 그리하여 학생들의 과학에 대한 흥미를 높여 학습동기를 높일 수 있으며, 문제를 해결하는 활동 중심의 수업이 되어 창의성을 기를 수 있었다. 또 교사들은 STEAM 본래의 의미를 살린 교수-학습 과정안을 개발하는 과정을 통해 단순히 과학에 기술과 수학 등의 요소만 기계적으 로 연결 하는 것이 아니라 왜 과학에 이들을 통합해야 하는지에 대한 고민과 수업의 적용 방 향에 대해 생각하는 기회를 가질 수 있다.

2. 서론

가. 연구의 필요성

◦과학을 포함한 교과 수업에 흥미와 관심을 느끼지 못하는 학생들의 수업 참여도 향상

◦STEAM 교육 사례 및 자료 분석을 통한 STEAM연구 토대 마련

◦과학을 기술 공학적 연계성과 함께 예술적 소양 능력을 지닌 SMART 한 인재양성이 필요

◦융합적 사고와 문제해결력 함양 STEAM 프로그램 개발을 통한 교육방법 개선이 필요

나. 연구의 목적

◦융합인재 교육(STEAM)을 위하여 전문적인 지식을 습득하고 융합인재 교육 환경 조성

◦자유학기제 분석 및 적용할 창의적 융합인재 프로그램 개발 및 적용

◦자유학기제에 프로그램을 적용 후 학생의 만족도, 태도의 변화 효과성 검증

◦2015 개정 교육과정에 따른 STEAM 수업 프로그램 개발 및 확산

다. 연구의 범위

◦대상: 배명중학교 전 학년

◦시기: 2018.4월~11월

◦방법: 수업 시간(자유학기활동 포함) 및 창의적체험활동 시간(동아리활동, 방과후학교)

(6)

3. 연구 수행 내용

가. 연구 수행 개요

프로그램명 중학교 과학 수업용 STEAM 프로그램 개발과 적용

학교급 중학교 대상 학년(군) 전 학년

중심과목 과학 중심과목 성취기준

영역

[중학교 1~3학년] (4)기체의 성질 (10)태양계 (15)열 과 우리생활 (18) 기권과 날씨 (20)자극과 반응 (24) 과학기술과 인류 문명

연계과목

수학 기술·

가정

연계과목 성취기준 영역

[중학교 1~3학년] 수학(3)함수(5) 확률과 통계 [중학교 1~3학년] 기술의 세계/(5)에너지와 수송기 술 (6)생명기술과 미래 기술

개발내용

주제 연번 차시

(시수) 과목 연계(안)

1 2 과학(1.5) + 수학(0.5)

2 3 과학(2) + 기술·가정(0.5) + 수학(0.5)

3 3 과학(2) + 기술·가정 (1)

4 3 과학(2) + 기술·가정(1)

5 4 과학(2) + 기술·가정(2)

계 15 과학(9.5), 기술·가정 (4.5), 수학(1.0)

나. 차시별 프로그램 적용 방법

프로그램명 [교육과정 성취기준]

개발 차시별 내용 적용

대상 적용 시기 적용 방법

차시 내용

1. 기체를 눈으로 보아요.

[9과04-03] [9수03-03]

1 보일의 법칙과 함수 1학년

1학급 2018.10월 수업시간 2 생활용품 제작

2. ‘쇼트닝 장갑만들기 [9과15-03] [9수05-03]

1 열 전도

2학년

1학급 2018.9월

수업 시간 및 방과후학교

2 장갑제작

3 감성적 체험

3. 온난화! 지구를 지켜요 [9과18-01]

1 기권과 온난화

2학년 2학급

2018.7월~

10월

수업시간 및 동아리 활동 2 온난화 대책

3 생활 속 지키기

4. 눈 아는 만큼 보인다.

[9과20-01] [9기가05-06]

1 시각 이해

3학년

동아리 2018.10월 동아리 활동 2 시각의 문제

3 생활 속 발명품제작 5. 보이지 않는 세계, 나노

의 세계

[9과24-02][9기가04-06]

1~2 나노물질의 이해

3학년 2학급

2018.10월

~ 11월

수업시간 3~4 나노건물 모형제작

(7)

다. 평가 방법 1) 학생 평가방법

프로그램은 학생들이 프로그램 진행 과정 중의 태도와 산출물 중심의 평가가 위주로 평가하 고, 평가 결과는 학생생활기록부에 서술형으로 기록한다. 교사의 과정 평가와 함께 프로그램 종료 후 학생들 스스로 알게 된 점, 더 알고 싶은 것, 생각의 변화나 깨달은 점 등을 작성하게 하여 교사가 미처 파악하지 못한 학생들의 지적, 태도 변화를 파악하여 평가 내용을 입력하는 데 이를 참고로 할 수도 있다.

2) 프로그램 효과성 검증 가) 검증 계획

우리는 과학중심의 프로그램을 적용한 후 STEAM 프로그램 효과를 과학에 대한 흥미 변화 검사와 과학학습에 대한 태도변화 검사, 그리고 STEAM 프로그램에 대한 만족도 학생 설문지 결과를 통해 분석하였다. STEAM 수업의 취지에 대한 오리엔테이션과 함께 STEAM 태도 사전 조사를 실시하고, 마지막 시간에 STEAM 태도 사후 조사와 만족도 조사를 실시하였다. 조사 결 과는 한국창의재단에서 배부한 엑셀 파일에 입력하였고, 연구 결과를 논하기 위해 필요한 몇 가지 항목만 통계를 내서 사용하였다.

나) 검증 도구 및 방법

5월부터 11월까지 실시한 STEAM 프로그램 개발 및 적용이 동아리학생들의 과학태도 및 탐 구능력에 어떤 영향을 주었는지 알아보기 위하여 표 와 같은 방법으로 조사 분석하였다.

검증 내용 사용 도구 처리 방법 실시 시기

전 후

과학학습에 대한 태도 변화 창의재단설문지 전․후 비교 6월 11월 STEAM 프로그램에 대한 만족도 창의재단설문지 백분율(%) ․ 10월

4. 연구 수행 결과

구분 추정 성과(목표)

교수학습지도안 개발 차시 총 18차시

수혜학생 수 120명(중학교 6개 학급)

학생 태도검사 사전검사 4월, 8개 학급(249명) 1,2학년 3개 반, 3학년 4개 반 사후검사 10월, 3개 학급(60명)

교사연구회 STEAM 행사 10월, 11월 2회 개최

논문 또는 학술대회 한국과학창의재단 성과발표회 참가

(8)

가. 과학 학습에 대한 태도 조사 결과

STEAM 수업이 과학 태도 변화에 어떤 영향을 미치는가를 알아보기 위하여 한국과학창의재단 의 과학 태도 검사 도구를 이용해 검사를 한 결과 다음과 같다.

1학년 N1=62, 2학년 N2=69, 3학년 N3=118 (단위: %)

표를 분석한 결과 대부분 본교 학생들은 과학에 대해 긍정적인 태도를 보이고 있으나 1 학년에서 3학년으로 갈수록 과학에 대한 긍정적 생각이 줄어들고 있다. 또 과학이 쉽다고 생 각하는 학생이 45%로 과학이 어렵다고 생각하는 학생 55%보다 적었다. 과학과 관련된 직업 에 관심이 있는 학생과 없는 학생이 49:50으로 비슷한 경향이 보였다. 이는 남자 중학교 학

문 항

전혀 동의하지 않음

동의하지

않음 동의함 매우

동의함 1 2 3 계 ^{1 2 3} 계 ^{1 2 3} 계 ^{1 2 3} 계 1 나는 과학 수업 내용이 재미있다. 0 15 9 8 8 17 25 19 45 45 43 44 47 23 22 29 4 과학 관련 직업을 갖는 것은 멋진 일이다. ^{3 10 10} 8 ^{16 21 16} 17 ^{35 44 44} 42 ^{45 25 30} 32 5 나는 과학 공부 하는 것이 즐겁다. 2 10 14 10 15 23 31 24 53 46 38 44 31 20 17 21 6 과학 내용을 이해할 자신이 있다. 5 10 14 10 13 22 35 26 45 43 37 41 37 25 14 23 7 나는 과학 관련 정보나 책을 찾아 읽는 것을 즐긴

다. ^{6 14 21} 16 52 42 32 40 24 29 29 28 18 14 18 17

8 나는 과학을 좋아한다. 2 16 15 12 24 23 27 25 40 42 39 40 34 19 19 23 10 나는 과학 관련 활동(과학관 견학, 과학 행사 참여,

과학 관련 글 읽기)이 재미있다. ^{0 13 13} 10 ^{29 28 36} 32 ^{39 41 36} 38 ^{32 19 15} 21 11 나는 과학 실험 기자재를 다른 친구와 사이좋게 나

누어 사용한다. ^{0 1 8} 4 16 7 14 12 39 49 46 45 45 42 33 39 12 과학 시간에 모둠 활동을 할 때 친구들과 의견을

교환하는 것은 중요하다. ^{0 1 7} 4 2 7 8 6 42 40 53 46 56 51 32 44 13 과학 공부를 하는 것은 고등학교나 대학교에서 공

부하는데 도움이 된다. ^{2 1 7} 4 ^{5 13 16} 13 ^{42 43 41} 42 ^{52 43 36} 42 20 나는 과학 시간에 의견을 주장할 때 다른 친구의 입

장도 고려한다. ^{2 6 8} 6 2 4 11 7 52 60 56 56 45 29 25 31 24 나는 과학이 쉽다고 생각한다. 11 28 30 25 35 28 29 30 35 31 29 31 18 13 13 14 26 나는 과학 시간에 친구의 발표를 주의 깊게

듣는다. ^{2 9 10} 8 ^{10 10 17} 13 ^{53 46 51} 50 ^{35 35 22} 29

29 과학은 다른 교과를 공부하는데 도움이 된다. ^{5 13 13} 11 ^{18 17 30} 23 ^{53 51 36} 44 ^{24 19 22} 22 30 나는 과학 내용에 대한 이해가 빠르다. 3 16 18 14 32 26 40 34 47 43 25 35 18 15 18 17 31 과학 지식은 일상생활에 도움이 된다. 0 13 11 9 15 9 17 14 40 46 46 45 45 32 26 32 35 과학 문제를 잘 풀 수 있다는 자신이 있다. 8 19 22 18 37 26 33 32 39 41 30 35 16 13 15 15 36 과학과 관련된 직업에 관심이 있다. 15 26 22 21 32 23 31 29 26 32 29 29 27 19 17 20 37 나는 과학 시간에 내 생각을 적극적으로 표현한다. 3 10 18 12 34 31 32 32 37 41 31 35 26 18 19 20

(9)

나. STEAM 수업 만족도 조사 결과

STEAM 수업 만족도를 알아보기 위해 2학년 2개 학급을 대상으로 한국과학창의재단의 수업 만족도 조사 결과는 다음과 같다.

2학년 N=45 (단위:%)

문 항

전혀 그렇지

않다

그렇지 않은 편이다

보통 이다

그런 편이다

매우 그렇다 1 나는 과학 수업이 재미있어졌다 6.7 6.7 13.3 20.0 53.3 2 나는 과학·수학 학습 내용에 대해 많이 이해하게 되었다 6.7 0.0 20.0 20.0 53.3 3 나는 과학·수학 학습에 대한 흥미가 생겼다 2.2 6.7 6.7 33.3 51.1 4 나는 과학기술에 대한 관심이 생겼다 0.0 6.7 13.3 26.7 53.3 5 나는 과학 관련 책이나 글을 읽는 것이 좋아졌다 6.7 0.0 46.7 13.3 33.3 6 나는 문제해결을 위해 스스로 생각을 하게 되었다 0.0 6.7 20.0 20.0 53.3 7 나는 다양한 학습 활동을 끝까지 해내게 되었다 2.2 0.0 24.4 13.3 60.0 8 나는 한 가지 문제를 다양하게 생각해보았다 0.0 6.7 20.0 13.3 60.0 9 나는 배운 내용을 실생활과 연관 지으려고 노력하였다 0.0 0.0 33.3 20.0 46.7

10 나는 문제해결에 여러 과목에서 배운 지식을 동시에 적용

하려고 노력하였다 2.2 11.1 26.7 20.0 40.0

11 나는 적극적이고 활발하게 수업에 참여하였다 6.7 6.7 26.7 6.7 53.3 12 나는 친구들과 합리적으로 토론하였다. 0.0 6.7 13.3 26.7 53.3 13 나는 다른 친구들에게 나의 아이디어를 표현하였다 2.2 11.1 13.3 20.0 53.3 14 나는 다른 친구들의 의견을 경청하고 존중하였다 0.0 2.2 17.8 13.3 66.7 15 나는 다른 친구들과 협력하는 것의 중요성을 생각하

는 마음이 생겼다 6.7 6.7 13.3 6.7 66.7

16 나는 다른 친구들을 배려하는 마음이 생겼다 13.3 6.7 6.7 6.7 66.7 17 나는 실패하는 것을 두려워하지 않고, 도전의식이 생겼다 6.7 0.0 20.0 6.7 66.7 18 나는 과학기술 분야와 관련된 직업에 대한 관심이 생겼다 0.0 20.0 6.7 13.3 60.0 steam 수업의 민족도를 조사한 결과 많은 학생들이 과학 수업이 재미있어하고, ‘실패하는 것을 두려 워하지 않고, 도전의식이 생겼다’는 학생이 많다는 것은 STEAM 수업이 단순히 지식의 융합을 너머 정서적인 면도 향상시킴을 알 수 있다. 그러나 배려하는 마음이 생겼다는 학생이 66.7%인 반면 그렇지 않다는 학생도 20%나 되어 배려심과 같은 정서적 면을 향상시키는 수업방법이 필요하다.

결국 STEAM 교육 자체에 대해서는 긍정적으로 생각하며 STEAM 수업을 창의성과 문제해결력을 기른다 고 생각하여 과학 교과에 대한 관심과 흥미가 상승되었으며 다양한 모둠 활동을 통해 구성원 사이의 의 견 교환과 상호작용, 협력의 필요성을 느끼게 하는 기회가 되었다.

(10)

다. STEAM 프로그램에 대한 분석

1. 기체를 눈으로 보아요.

장점

보일의 법칙을 실험을 통해 이해하고, 수학적으로 분석 하여 융합적 사고력를 높인다.

학생들이 눈에 보이지 않는 기체의 압력을 체험하고, 발표함으로써 과학에 대한 흥미 와 호기심을 가진다.

문제점 교과내 융합으로 일부 학생들이 수학과 과학에 대한 흥미가 오히려 낮아질 수 있음.

2. 쇼트닝 장갑 만들기

장점

학생들의 관심이 많은 스마트폰과 관련된 활동이라 동기부여가 잘 된다.

설문조사에서 실험, 스마트폰 클리너 만들기 및 용기 디자인까지 다양한 활동 이 고르게 배치되어 있어 여러 가지 경험을 할 수 있다.

주어진 시간에 따라 차시 조절이 용이하다.

문제점

세균 박멸 원리 실험 과정이 단순하여 다소 지루하게 느껴질 수 있다.

( 삼투 현상을 관찰하는 과정을 학생들이 힘들어 함)

84% 에탄올 수용액을 70% 에탄올 수용액으로 희석하는 과정을 일반적인 중학 교 1학년 학생들은 잘 이해하지 못하는 경향이 있다.

3. 온난화! 지구를 지켜요

장점

 기권의 의미를 알고, 온난화, 황사 등 우리생활과 밀접한 문제를 찾아 개선하는 의 지를 가지게 되었다.

지구를 지키는 활동이 학생들이 할 수 있는 작은 실천이 큰 의미로 다가와서 학생들 이 자존감을 키우고, 교실 환경부터 개선하여 홍보효과가 있었다.

문제점  식물의 효과나 환경 지킴이 활동은 그 효과를 눈으로 보는데 시간이 많이 걸려 수 업 활동 내용이 어떤 결과를 가져오는지 궁금해 하는 경우가 있었다.

4. 눈, 아는 만큼 보인다.

장점

시각에 대한 다양한 활동을 통해 눈에 대해 몰랐던 현상을 이해하고, 눈의 소중함을 일깨우는 시간이 되었다.

시각약자인 노인과 맹인 등을 위해 학생으로서 할 수 있는 아이디어를 찾는 과정에 서 우리가 더불어 사는 일원임을 알 수 있다.

문제점

많은 활동을 하다 보니 시간이 부족하고, 단편적인 현상을 이해하고 그 원리를 찾는 데 어려움이 있었다. 특히, 3D프린터의 조작과 실행은 시간이 많이 걸려 동아리나 방 과후 시간을 이용하여야 했다.

5.보이지 않는 세계 나노의 세계

장점

 나노공학의 사례를 통해 드론, 무인자동차, 로봇 등 첨단과학에 대한 이해를 높이는 시간이 되었다.

 나노물질 외에 우리 주변에서 볼 수 있는 재료를 이용하여 학생들의 창의성을 발휘 하는 물품을 설계할 수 있었다.

 생활에서 나노 공학을 이용하여 랜드 마크를 설계하는 작업은 발명교실이나 무한상

(11)

라. STEAM 협의체와 교사 네트워크(공개수업 등) 활동 가) STEAM 선도교사단 연수 및 교사 심화연수 참가 (1) 일시: 2018. 9.7.(금)~9.8.(토) 및 10.27.(토) 09:00~20:00 (2) 장소: 서울시교육청 및 대전 카이스트 (성과발표회) 나) STEAM 협의체 스팀연구회 참가

(1) 일시/장소 : 2018.8.7.(화) 13:00~21:00, 아주중학교 및 양주시 (2) 참석자: 연구회원 전원

마. STEAM 교사연구회 운영 발전 과정 및 자체 평가

동일한 학교 교사를 중심으로 구성된 연구회였기 때문에 협의나 적용이 더 쉬웠던 것으로 판단된다. 프로그램 적용 결과 STEAM 수업에 대한 학생들의 반응이 호의적임을 알 수 있었 다. 그리고 자료를 개발하여 공개하고 수업공개를 통해 피드백을 받음으로써 수업방법의 개선 에 많은 도움을 받은 것으로 나타났다. 또한 수업과정에서 학생들이 흥미를 가지고 열심히 참 여하는 모습을 보면서 앞으로 수업의 방향이 한 과목 위주로만 수업을 하는 것 보다는 가능하 면 타 교과와의 연계성을 찾고 협의를 통해 STEAM 교수학습지도안을 작성・적용한다면 수업 효과의 극대화를 가져올 것으로 판단하고 있다. 그리고 앞으로도 이런 기회를 계속 유지하면 서 교사수업 전문성 신장에 도움을 받기를 바라고 있다.

5. 결론 및 제언

가. 결론

본 연구회에서는 수업에 적용 가능한 STEAM 교육 프로그램을 개발하고 실제로 적용하여 교 육한 결과 현재까지의 결과를 볼 때 다음과 같은 결론을 얻을 수 있다.

첫째, 과학, 기술, 공학, 예술, 수학의 융합된 교육을 받게 하여 사고의 단평성이 아닌 다양한 분야로 접근할 수 있는 통론에 대한 개념을 습득하게 할 수 있는 능력을 기를 수 있었다.

둘째, 다양한 분야의 지식을 통합하여 사고하고 해결할 수 있는 능력을 키울 수 있었다.

셋째, 조직적이고 창의적인 수업을 통하여 학생들의 창의성과 표현력이 증가하였다.

나. 제언

1) STEAM 교육의 확산을 위해서는 융합인재교육의 필요성과 교육적 효과에 대한 지속적인 홍보가 필요하다.

2) 스팀수업은 자유학기제에 적용한 결과 학생들의 태도변화에 많은 도움을 주었으므로 앞 으로 steam 수업이 확대되어야 한다고 생각한다.

3) 학생들의 공학적 활동을 위한 재료 구입과 교실 환경의 조성을 위한 예산 지원이 필요 하며 이공계로의 학생인도야 말로 미래 인재대국을 이루는 지름길임을 확신한다.

4) STEAM 교육이 학교현장에 정착되기 위해서는 교육프로그램을 지속적으로 개발하여 보 급하고 교육과정 특히 진도에 자유로울 수 있는 방법이 필요하다.

(12)

6. 참고문헌

○ 최민수 외 (2018) 4차 산업 수업혁명(with STEAM 교육 & Maker 교육) 다빈치booKs.

○ 서울특별시교육청(2016). 핵심역량 신장을 위한 융합·성장평가 프로그램 고안.

○ 김동렬(2016). 차별화된 과학수업 전략. 신정. pp.20-28.

○ 차윤경외(2014) 융복합교육의 이론과 실제

○ 서울특별시과학전시관(2014). 융합과학 교수학습지도자료.

○ 서울특별시교육청(2013). STEAM 학교교육과정 및 수업시수 모형.

○ 김진수(2013) STEAM 교육론 양서원

○ 백윤수, 박현주, 김영민, 노석구, 이주연, 정진수, 최유현, 한혜숙, 최종현 (2012). 융합인재교 육(STEAM) 실행 방향 정립을 위한 기초연구. 한국과학창의재단 연구보고 2012-12.

○ 강성주 외(2012). 과학영재들을 위한 창의적 탐구활동 프로그램(I) 북스힐.

○ 권난주·안재홍(2012). 융합 및 통합과학교육관련 국내 연구동향 분석. 한국과학교육학회지, 32(2), pp.265-278.

○ 백윤수, 박현주, 김영민, 노석구, 박종윤, 이주연, 정진수, 최유현, 한혜숙 (2011). 우리나라 STEAM 교육의 방향. 학습자중심교과교육연구, 11(4), 149-171.

○ 이효녕(2011). 창의적 융합 인재 양성을 위한 STEAM 교육 : 미국의 사례를 중심으로

○ 교육과학기술부 한국과학창의재단(2011). 융합인재교육(STEAM) 파이오니어 양성과정 연수.

(13)

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

Ⅰ. 기체를 눈으로 보아요.

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정 ※  : 과학,  : 기술, : 공학, : 예술,: 수학

차시 과목 교육과정 성취기준 STEAM 프로그램 성취

목표/요소

1~2/4

과학

[9과04-03] 기체의 압력과 부피의 관계를 입자 모형으 로 해석하고, 이와 관련된 실생활의 예를 찾을 수 있다.

[9과04-04] 기체의 온도와 부피의 관계를 입자 모형으 로 해석하고, 이와 관련된 실생활의 예를 찾을 수 있다.

 기체의 온도, 압력과 부피 사 이의 상관관계를 안다.

수학 [9수03-03] 정비례, 반비례 관계를 이해하고, 그 관계를 표, 식, 그래프로 나타낼 수 있다.

 기체의 온도, 압력과 부피 사 이의 관계를 정비례/반비례 관 계로 나타낸다.

정보 [9정02-03] 실생활의 정보를 표, 다이어그램 등 다양한 형태로 구조화하여 표현한다.

 주어진 자료를 표로 정리하 고 그래프로 그릴 수 있다.

3/4

과학 [9과04-03] 기체의 압력과 부피의 관계를 입자 모형으 로 해석하고, 이와 관련된 실생활의 예를 찾을 수 있다.

 압력과 부피 간의 반비례 관계를 이용하여 에어로켓을 설계하고 제작한다.

기술·

가정

[9기가04-01] 생산 기술이 인간 생활에 유용한 산출물 을 만들어 내는 것을 이해하고 하위 요소인 재료, 설계, 공정을 설명한다.

 다양한 재료를 이용하여 목적한 기능을 발휘할 수 있는 도구를 제작한다.

4/4

과학 [9과04-04] 기체의 온도와 부피의 관계를 입자 모형으 로 해석하고, 이와 관련된 실생활의 예를 찾을 수 있다.

 온도와 부피 간의 정비례관 계를 이용하여 오줌싸개 인형 장난감을 설계하고 제작한다.

기술·

가정

[9기가04-01] 생산 기술이 인간 생활에 유용한 산출물 을 만들어 내는 것을 이해하고 하위 요소인 재료, 설계, 공정을 설명한다.

 다양한 재료를 이용하여 목적한 기능을 발휘할 수 있는 도구를 제작한다.

(14)

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 4차시)

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 과학 학교급/학년(군) 중학교/1학년

중심과목 성취기준

영역

[중학교] (4) 기체의 성질

[9과04-03] 기체의 압력과 부피의 관계를 입자 모형으로 해 석하고, 이와 관련된 실생활의 예를 찾을 수 있다.

[9과04-04] 기체의 온도와 부피의 관계를 입자 모형으로 해 석하고, 이와 관련된 실생활의 예를 찾을 수 있다.

주제(단원)명 IV. 기체의 성질 2. 기체의 부피 변화 차시 1~2/4

학습목표

• 정비례와 반비례 관계를 이해하고 그래프로 나타낸다.

• 기체의 온도, 압력과 부피 사이의 비례관계를 이해한다.

• 기체의 온도, 압력과 부피 사이의 비례관계를 그래프로 나타낸다.

연계과목 수학, 정보 연계과목 성취기준 영역 [중1 수학] (3) 함수 / [중1 기술] (2) 자료와 정보

STEAM 요소

S 기체의 온도, 압력 및 부피 사이의 관계를 이해할 수 있다.

T 다양한 도구를 이용하여 과학 이론을 실증할 수 있는 실험을 설계할 수 있다.

E 다양한 자료를 표, 다이어그램, 그래프 등 다양한 형태로 구조화하여 표현할 수 있다.

A -

M 서로 비례/반비례 하는 수치들을 정리하고 그래프로 나타낼 수 있다.

개발 의도 기체의 성질에 대한 실험을 직접 설계 및 수행하고, 측정결과를 수학적으로 분석한다.

기체의 온도, 압력, 부피 사이의 관계를 확인할 수 있는 실험을 설계하고 수행한다. 이 과정에서 다양한 도구들의 성질을 파악하고 유기적으로 결합하는 기술, 공학적인 능력을 기른다.

차시 주요내용

1~2 /4

주제(단원)명 기체의 온도, 압력과 부피 사이의 관계를 그래프로 나타내기

Co 일차함수를 그래프로 나타내는 방법 및 정비례/반비례 관계를 이용하여 기체의 온도, 압력 및 부피 사이의 관계를 스프레드시트로 이용해 그려보자.

CD 눈금이 그려진 주사기와 압력계, 물이 들어간 비커, 핫플레이트 등의 실험도구를 이용하여 온도와 압력 변화에 따른 기체의 부피 변화를 어떻게 확인할 수 있을지 실험을 설계해본다.

3/4

주제(단원)명 에어 로켓 멀리 날리기

Co 기체의 압력과 부피 사이의 관계를 이용한 에어로켓을 직접 만들어 멀리 날려보자.

CD 어떻게 하면 더욱 멀리 날아갈 수 있을지를 생각해보고, 설계에 반영하여 실제 멀리 날아갈 수 있도록 만든다.

ET 미적 디자인을 고려하여 에어 로켓을 만들 수 있도록 한다.

4/4

주제(단원)명 오줌싸개 인형이 오줌을 멀리 싸게 만들기

Co 뜨거운 물, 차가운 물, 뜨거운 물에 교대로 담그면 오줌을 싸기 시작하는 오줌싸개 인형의 원리를 이해하고, 오줌을 멀리 쌀 수 있게 만들어보자.

CD 다양한 방법을 이용하여 오줌싸개 인형이 오줌을 멀리 쌀 수 있도록 설계해보고, 실제로 적용할 수 있는 방법을 뽑아 적용해본다.

(15)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입- 문제 인식 (5분)

• ^Co (시연 실험) 감압기를 이용하여 압력을 낮추었을 때 마시멜로우 과자가 부풀어 오르는 것을 보여준다.

• ^Co (시연 실험) 찌그러진 페트병을 뜨거운 물에 넣었을 때 부풀에 오르는 것을 보여준다.

 : 압력이 변했을 때의 부피와, 온도가 변했을 때의 부피 사이의 관계를 정비례/반비례로 간단히 묘사해 보도록 한다.

활동지, 감압기, 전기포트,

페트병

전개 (75분)

• ^Co (자료 분석) 기체의 압력, 온도 및 부피 사이의 관계를 수치로 나타낸 표를 제시하고, 해당 표를 그래프로 나타내도록 한다.

 : 정비례 관계와 반비례 관계를 그래프로 나타내 봅시다.

• ^Co ,^CD (실험 설계) 눈금이 그려진 주사기, 압력계, 비커, 핫플레이트 등의 실험 도구를 제시하고, 기체의 압력, 온도, 부피 사이의 관계를 확인할 수 있는 실험을 직접 설계하고 수행하도록 함.

 : 기체의 압력, 온도, 부피 사이의 관계를 나타낼 수 있는 실험을 설계 - 실험 도구의 사용법을 모르는 경우 간략하게 해설

다양한 도구를 이용하여 기체의 압력, 온도, 부피 사이의 관계를 확인하는 실험을 자유롭게 탐색하고 설계하도록 한다.

활동지, 주사기, 압력계, 핫플레이트

, 비커, 스탠드, 온도계 등

정리 (10분)

• ^CD (자신이 설계한 실험을 발표) 자신이 설계한 실험을 친구들에게 발표한다.

 : 자신이 설계한 실험을 발표해 봅시다.

(16)

중심과목 과학 학교급/학년(군) 중학교/1학년 중심과목

성취기준 영역

[9과04-03] 기체의 압력과 부피의 관계를 입자 모형으로 해석하고, 이와 관련된 실생활의 예를 찾을 수 있다.

주제(단원)명 IV. 기체의 성질

2. 기체의 부피 변화 차시 3/4

학습목표 • 기체의 압력과 부피 사이의 관계를 이용하여 에어로켓을 설계, 제작하고 발사할 수 있다.

연계과목 기술·가정 연계과목

성취기준 영역 (4) 기술 시스템

STEAM 요소

S 기체의 압력과 부피 사이의 관계를 이해할 수 있다.

T 로켓 제작을 통해 공기저항, 양력 등 항공기술에 대해 이해할 수 있다.

E 주어진 재료를 창의적으로 활용하여 목표를 성취할 수 있는 도구를 제작할 수 있다.

A 로켓을 창의적이고 아름답게 디자인 할 수 있다.

M -

개발 의도 에어로켓 장난감을 제작하여 기체의 압력과 부피 사이의 관계를 이해한다.

기체에 가해지는 압력이 변화함에 따라 부피가 변화하는 현상을 이용하여 로켓을 쏘아 보내는 에어로켓 장난감을 직접 제작하는 것을 통해 기술, 공학적인 능력을 키운다. 또한 로켓을 설계, 디자인하면서 예술, 심미적인 능력 역시 기를 수 있다.

학습

및 유의점

• ^Co (에어로켓 시연) 미리 제작해둔 에어로켓 모형을 보여주고, 실제로 발사하는 장면을 보여준다.

• ^Co (에어로켓 원리 설명) 압력 변화에 따른 부피 변화가 로켓을 밀어내는 추진력이 된다는 것을 이해한다.

에어로켓 모형

전개 (30분)

• ^Co (재료 소개) 에어로켓을 제작하기 위한 재료를 소개한다.

 : 주어진 재료를 이용하여 에어로켓을 제작할 거예요.

• ^CD (에어로켓 제작) 페트병, 셀로판지, 고무호스, 테이프 등을 이용하여 나만의 에어로켓을 디자인 및 제작한다.

 : 에어로켓을 만들어 봅시다. 창의적으로 디자인 하되, 어디까지나 ‘잘 날아갈 수 있도록’ 하는 것에 중점을 두세요.

- 에어로켓이 잘 날기 위해서는 어떠한 모양을 해야 하는지 생각해보도록 한다.

다양한 모양으로 디자인하고, 만든 에어로켓을 서로 비교해 보도록 한다.

1.5L 페트병, 고무찰흙, OHP 필름, 셀로판지, PVC 파이프, 절연테이프 , 고무호스

정리 (10분)

• ^CD (에어로켓 발사) 자신이 만든 에어로켓을 실제 발사해 보고, 친구들의 작품과 비교한다.

 : 에어로켓을 직접 날려보고, 누구의 에어로켓이 제일 멀리, 제일 잘

제작한 에어로켓

(17)

중심과목 과학 학교급/학년(군

) 중학교/1학년

영역

[9과04-04] 기체의 온도와 부피의 관계를 입자 모형으로 해석하고, 이와 관련된 실생활의 예를 찾을 수 있다.

주제(단원)명 IV. 기체의 성질

2. 기체의 부피 변화 차시 4/4

학습목표 • 기체의 온도와 부피 사이의 관계를 이용하여 오줌싸개 인형을 설계, 제작할 수 있다.

연계과목 기술·가정 연계과목

성취기준 영역 (4) 기술 시스템

STEAM 요소

S 기체의 온도와 부피 사이의 관계를 이해할 수 있다.

T

E 주어진 재료를 창의적으로 활용하여 목표를 성취할 수 있는 도구를 제작할 수 있다.

A 오줌싸개 장난감을 창의적이고 아름답게 디자인 할 수 있다.

M -

개발 의도 오줌싸개 장난감을 제작하여 기체의 온도와 부피 사이의 관계를 이해한다.

기체의 온도가 변화함에 따라 부피가 변화하는 현상을 이용하여 물줄기를 뿜어내는 오줌싸개 인형을 구상하고 제작하는 것을 통해 기술, 공학적인 능력을 키운다. 또한 인형을 설계, 디자인하면서 예술, 심미적인 능력 역시 기를 수 있다.

학습

및 유의점

• ^Co (오줌싸개 인형 시연) 모형으로 판매되고 있는 토기 오줌싸개 인형이 물을 내 뿜는 실험을 시연한다.

 : 오줌싸개 인형이 오줌을 싸게 만들어 볼 겁니다.

뜨거운 물과 차가운 물에 번갈아가며 담그는 순서를 정확하게 설명한다.

• ^Co (오줌싸개 인형에 대한 궁금증 유발)

 : 오줌싸개 인형은 어떻게 물을 내 뿜을 수 있는 걸까요? 뜨거운 물과 차가운 물을 사용하는 순서와 관련이 있어요. 한번 생각해 봅시다.

토기 오줌싸개 인형

전개 (30분)

• ^Co (재료 소개) 오줌싸개 인형을 제작하기 위한 재료를 소개한다.

 : 주어진 재료를 이용하여 오줌싸개 인형을 제작할 거예요. 인형에 구멍이 몇 개 뚫려있는지 잘 관찰해 보세요.

토기 오줌싸개 인형을 동시에 제공하여, 오줌싸개 인형의 원리를 직접 탐구하며 제작할 수 있도록 한다.

• ^CD (오줌싸개 인형 제작) PET병, 셀로판지 등을 이용하여 나만의 오줌싸개 인형을 디자인 및 제작한다.

 : 오줌싸개 인형을 만들어 봅시다. 어떻게 하면 물줄기를 더 멀리 오래 내보낼 수 있을까요?

- 오줌싸개 인형의 물줄기가 멀리 뿜어져 나가기 위해서는 어떻게 해야 하는 지 생각해보도록 한다.

다양한 방식을 많이 시도해 보도록 한다.

토기 오줌싸개 인형, PET병, 테이프, 송곳, 비커, 전기포트, 사인펜, 셀로판지 등

정리 (10분)

• ^CD (오줌싸개 인형 시연) 자신이 만든 오줌싸개 인형을 친구들의 작품과 비교한다.

 : 만든 오줌싸개 인형을 직접 시연해 보고, 누가 물줄기를 더 멀리 보낼 수 있는지 비교해 봅시다.

제작한 인형

(18)

4. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 1/4

작성자 1학년 반 번 이름 : 일시 201 년 월 일 요일 ( )교시

주제 정비례와 반비례

탐구 목표

• 정비례와 반비례 관계를 이해하고, 여러 수치들 간의 관계가 정비례관계인지 반비례관계인지 분석할 수 있다.

• 주어진 표를 이용하여 그래프를 그릴 수 있다.

I. 정비례와 반비례 1. 정비례

· 한 쪽의 숫자가 커질 때, 다른 쪽의 숫자가 일정한 비율로 커지는 관계 예 1) 자전거의 수와 자전거 바퀴의 수 사이의 관계

자전거(대

) 1 2 3 4 5 6 7

바퀴(개) 2 4 8 12

2. 반비례

· 한 쪽의 숫자가 커질 때, 다른 쪽의 숫자가 일정한 비율로 작아지는 관계 예 2) 과자의 양이 일정할 때,

과자를 나누어 먹는 사람의 수와 한 사람이 먹는 과자의 양 사이의 관계 100개의 과자가 있을 때.

먹는 사람의 수(명) 1 5 10 20 50 100

한 명이 먹는 양(개) 100 10 2 1

II. 그래프 그리기

<예 1. 자전거> <예 2. 과자 나누어 먹기>

(19)

차시 2/4

주제 기체의 온도, 압력과 부피 사이의 관계

탐구

목표 • 기체의 온도, 압력과 부피 사이의 관계를 알아보는 실험을 직접 설계한다.

준비물 압력계, 주사기, 고무관, 핫플레이트, 비이커, 스탠드, 온도계, 고무마개 등 I. 실험 설계

1. 기체의 압력과 부피 사이의 관계를 알아보는 실험을 설계해 보자.

내가 사용한

도구

실험 설계

실험 도구 그림으로 표현하기 실험 과정 글로 표현하기 1.

2.

3.

4.

2. 기체의 온도와 부피 사이의 관계를 알아보는 실험을 설계해 보자.

내가 사용한 도구

실험 설계

실험 도구 그림으로 표현하기 실험 과정 글로 표현하기 1.

2.

3.

4.

(20)

차시 2/4

탐구

목표 • 기체의 온도, 압력과 부피 사이의 관계를 알아보는 실험을 직접 설계한다.

준비물 압력계, 주사기, 고무관, 핫플레이트, 비이커, 스탠드, 온도계, 고무마개 등

II. 실험 결과

1. 기체의 압력과 부피 사이의 관계

압력을 변화시키면서 기체의 부피 변화를 관찰하고 기록한다.

기체의 압력 기체의 부피

2. 기체의 온도와 부피 사이의 관계

온도를 변화시키면서 기체의 부피 변화를 관찰하고 기록한다.

기체의 온도 기체의 부피

3. 그래프로 나타내기

<기체의 압력과 부피 사이의 관계> <기체의 온도와 부피 사이의 관계>

(21)

차시 3/4

탐구 목표

• 기체의 압력과 부피 사이의 관계를 이용하여 에어로켓을 설계, 제작하고 발사할 수 있다.

준비물 1.5L 페트병, 고무찰흙, OHP 필름, 셀로판지, PVC 파이프, 고무호스, 절연테이프, 셀로판테이프 등

내가 만들고 싶은 에어로켓 설계

(22)

차시 4/4

탐구 목표

• 기체의 압력과 부피 사이의 관계를 이용하여 에어로켓을 설계, 제작하고 발사할 수 있다.

준비물 PET병, 테이프, 송곳, 비커, 전기포트, 사인펜, 셀로판지 등

내가 만들고 싶은 오줌싸개 인형 설계

(23)

5. 교사자료

6. 차시별 학생 평가기준 및 방법

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구

1/4 상

주어진 자료를 분석하여 기체의 온도 및 압력과 부피 사이의 관계를 정확하게 그래프로 나타내고, 이를 통해 각각의 비례/반비례 관계를 파악할 수 있다.

보고서 평가 보고서 중 주어진 자료를 이용하여 기체의 온도 혹은 압력과 부피

사이의 관계를 수치에 부합하게 그래프로 나타낼 수 있다.

하 주어진 자료를 이용하여 그래프를 그릴 수 있다.

2/4 상

다양한 도구를 적절히 활용하여 기체의 온도 및 압력과 부피 사이의 관계를 측정할 수 있는 실험을 설계하고 수행하고, 이를 통해 기체의 온도, 압력, 부피 사이의 관계를 묘사할 수

있다. 관찰 및

보고서 평가

관찰평가지 보고서 중 다양한 도구를 적절히 활용하여 기체의 온도 혹은 압력과

부피 사이의 관계를 나타내는 실험을 수행할 수 있다.

하 주어진 도구를 활용하여 실험을 수행할 수 있다.

3/4 상

다양한 재료를 이용하여 창의적이고 기능적인 에어로켓을 제작할 수 있고, 이를 통해 기체의 압력과 부피 사이의 관계를 이해할 수 있다.

산출물평가 산출물 중 다양한 재료를 이용하여 창의적이고 기능적인 에어로켓을

제작할 수 있다.

하 주어진 재료를 활용하여 에어로켓을 제작할 수 있다.

4/4 상

다양한 재료를 이용하여 창의적이며 미적으로 뛰어난

오줌싸개 인형을 제작할 수 있고, 기체의 온도와 압력 사이의 관계를 이용한 오줌싸개 인형의 원리를 이해할 수 있다.

산출물평가 산출물 중 다양한 재료를 이용하여 창의적인 오줌싸개 인형을 제작할

수 있다.

하 주어진 재료를 활용하여 오줌싸개 인형을 제작할 수 있다.

가. 보고서 평가지 (1차시)

평가방법 평가기준 평가

상 중 하

보고서 평가

· 정비례와 반비례 관계를 이해하고 표를 채울 수 있다.

· 자료에 맞게 정비례 관계를 나타내는 그래프를 그릴 수 있다.

· 자료에 맞게 반비례 관계를 나타내는 그래프를 그릴 수 있다.

차시 3/4

3차시 에어로켓 제작 참고자료 :

http://www.waterrocket.com/rochaik-8.htm , https://brunch.co.kr/@evergreenkyj/136 차시 4/4

4차시 오줌싸개 인형 제작 참고자료

http://sciencelove.com/990 , http://sciencelove.com/2215

(24)

나. 보고서 및 관찰 평가지 (2차시)

상 중 하

보고서 평가

· 기체의 압력과 부피 사이의 관계를 나타내는 실험을 설계하고 수행할 수 있다.

· 기체의 온도와 부피 사이의 관계를 나타내는 실험을 설계하고 수행할 수 있다.

· 실험을 수행한 결과를 표로 정리할 수 있다.

· 실험 결과를 그래프로 나타낼 수 있다.

관찰 평가

· 자신이 설계한 대로 실험 장치를 구성할 수 있다.

· 구성한 실험 장치를 가지고 자신이 계획한 대로 실험을 수행할 수 있다.

· 실험안전에 유의하여 안전하게 실험을 수행한다.

다. 산출물 평가지 (3차시)

상 중 하

산출물 평가

· 제작 순서를 지켜 작품을 잘 만들었다.

· 작품을 자신의 미적 기준을 활용하여 아름답게 꾸몄다.

· 발사 후 비행하여 주어진 과녁에 근접하게 착륙한다.

라. 산출물 평가지 (4차시)

상 중 하

산출물 평가

· 제작 순서를 지켜 작품을 잘 만들었다.

· 작품을 자신의 미적 기준을 활용하여 아름답게 꾸몄다.

· 적절한 디자인으로 물줄기를 멀리까지 쏘아 보낼 수 있다.

7. 학교생활기록부 기재 예시

항목 학생부 기재 예시

교과학습발달상황 세부능력 및 특기사항

(과학) 기체의 성질 단원에서 스스로 실험을 설계, 수행하면서 이론을 직접 확인해 보았으며, 에어로켓 및 오줌싸개 인형 장난감을 창의적으로 제작하는 것을 통해 현실 세계를 관찰하여 기체의 온도, 압력, 부피 간의 관계를 체득함.

(수학) 과학 과목과 연계하여, 실험과 에어로켓 제작 등을 통해 기체의 온도, 압력 및 부피 사이의 관계에서 정비례 및 반비례 관계가 성립한다는 것을 학습함.

(기술) 과학 과목과 연계하여, 로켓이나 실험기기 등을 스스로 제작, 구성함.

행동특성 및 종합의견

과학, 수학, 기술 과목을 융합하여, 에어로켓 및 오줌싸개 인형 장난감등을 스스로 제작하면서 과학과목의 기체의 성질, 수학과목의 정비례와 반비례 등의 개념을 스스로 탐구하고 체득함.

(25)

Ⅱ. 쇼트닝 장갑 만들기

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정 ※  : 과학,  : 기술, : 공학, : 예술,: 수학

차시 과목 교육과정 성취기준 STEAM 프로그램 성취 목표/요소

1~2

과학 [9과141-3] 피부 감각기의 구조와 기능을 설명할 수 있다.

 추위에 강한 동물의 특징 설명하기

미술 [8미]디자인의 원리를 생각하고 실용성을 바탕에

둔 색과 형태로 생활용품을 꾸밀 수 있다.  색과 형태로 장갑 모양 제작 기술

· 가정

[9기212-3]생활 속의 제품의 문제를 확산적 사고 기법, 수렴적 기법을 활용하여 창의적으로 해결할 수 있다.

/ 생활 속 문제를 찾아 아이디어 구상하기,

비닐봉지 밀봉기 다루기

3

과학 [9과05-03] 상태 변화가 일어날 때의 온도 변화에

대한 자료를 해석할 수 있다.  어는점 내림 설명하기

수학 [9수4031] 중앙값, 최빈값, 평균의 의미를 이해하고, 이를 구할 수 있다.

 모둠별 데이터 평균값 구하기

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 3차시) ※ ^Co 상황제시 ^CD 창의적 설계 ^ET 감성적 체험

차시 학습 내용

1 차시

소주제 정온동물과 변온동물의 차이 알기, 체온 유지 방법 알기

Co 변온동물과 정온동물의 예를 알아보고 체온을 유지하는 여러 가지 방법을 알아본다.

지구상에서 가장 추위에 강한 동물은 무엇일까?

CD 기존 장갑의 특징을 이해하고 자신만의 벙어리장갑을 직접 디자인할 수 있다.

Tip! 장갑의 크기는 자기 손 크기보다 10mm 이상 크도록 구상한다.

2 차시

소주제 쇼트닝 장갑 만들기

Co 쇼트닝은 장갑의 빈 공간이 없도록 충분히 넣는다.

CD 평소 본인이 좋아했던 그림이나 글귀를 적은 장갑을 디자인 한 다.

Tip! 비닐봉지 밀봉기는 2~3초 정도 꾹 누른 후 사용하면 작동이 잘 된다.

ET 미적 디자인을 고려한 장갑을 제작할 수 있도록 한다.

장갑 디자인

3 차시

소주제 장갑별 방한 한계 시간 측정 및 평균값 계산, 모둠별 데이터 분석

Co 장갑별 방한 한계 시간 측정 : 학생별로 맨손, 1 회용 비닐장갑, 고무장갑, 쇼트닝 장갑을 각각 끼고 방한 한계 시간을 측정한다.

CD 얼음물의 온도를 더 낮출 수 있는 방법을 알아보자.

Tip! 맨손으로 방한 한계 시간을 측정하는 학생은 무리하게 임무를

수행하여 동상에 걸리지 않도록 해야 한다. 방한 한계 시간 측정

(26)

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

주제

‘쇼트닝 장갑 만들기’를 통한 융합적 창의력 키우기 수업 모델

연구

나만의 쇼트닝 장갑 만들기 디자인하기 나만의 쇼트닝 장갑 만들기 디자인하기 나만의 쇼트닝 장갑 만들기 디자인하기

날 짜 년 월 일 모둠명

이 름

장갑 디자인의 예)

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[활동지2]

탐 구 실 험 보 고 서

실험날짜 날씨 온도

2018 년 월 일 요일 。C 평 가

제 2 학년 반 번 ( 조) 이름 : ( )

제목 탐구 쇼트닝으로 장갑을 만들 수 있을까?

목 표

◦ 쇼트닝으로 나만의 개성 있는 장갑을 만들 수 있다.

◦ 장갑별 방한 한계 시간을 측정하여 쇼트닝 장갑의 방한 능력을 알 수 있다.

준 비 물

•쇼트닝 •지퍼백 •1회용 숟가락 •청테이프 •휴지 •얼음 •드라이아이스 •가위 •굵은 소금 •1회용 비닐장갑 •고무장갑 •수건 •투명테이프 •비닐봉지 밀봉기 •수조(대) •온도계 •초시계

과 정

준비물 점검 및

실험 방법 숙지 조별 실험 실험결과

기록 및 정리

활

동

및

결

과

[실험1] 쇼트닝 장갑 만들기

1. 우선 A4 용지에 초안을 디자인 해본 후, 지퍼백에 네임펜의 색깔을 다양하게 사용하여 재미있고 아름다운 장갑을 만들 수 있도록 한다.

2. 비닐봉지밀봉기, 가위, 투명테이프 등을 사용하여 지퍼백을 장갑 모양으로 2개 만든다.

이 때 한 개는 나머지 하나 보다 약간 크게 만든다.

3. 모양이 완성된 지퍼백 장갑에 1회용 숟가락을 이용하여 쇼트닝을 충분히 집어넣는다.

4. 다른 지퍼백 장갑을 1.의 지퍼백에 집어넣고, 입구를 청테이프나 비닐봉지밀봉기를 이용 하여 밀봉한다. (손 주위에 균일하게 편다.)

※ 주의 : 비닐봉지 밀봉기를 다를 때는 화상을 입지 않도록 주의한다.

(31)

활

동

및

결

과

[실험2] 장갑별 방한 한계 시간 측정하기

1. 수조에 드라이아이스와 얼음을 넣은 물을 준비하여 온도계를 넣고 처음 물의 온도를 측정한다.

2. 쇼트닝장갑을 낀 학생과 1회용 비닐장갑을 낀 학생, 고무장갑을 낀 학생, 아무것도 끼 지 않은 학생이 동시에 얼음물에 손을 넣고 손을 꺼낼 때까지 소요되는 시간을 측정한 다. 한 명씩 임무를 바꿔가며 얼음물에서 견딜 수 있는 한계 시간을 측정하자.

※ 주의 : 한계 시간을 측정할 때는 동상이 걸리지 않도록 무리하게 하지 않는다.

구분

1차 한계 시간

2차 한계 시간

3차 한계 시간

4차

한계 시간 평균 시간 온도: ℃ 온도: ℃ 온도: ℃ 온도: ℃ 온도: ℃ 쇼트닝 장갑을

낀 학생 비닐장갑을

낀 학생 고무장갑을

낀 학생 맨손 학생

3. 각 모둠별 결과를 분석하여, 쇼트닝 장갑의 성능을 종합평가한다.

4. 결과정리

1) 위의 실험 결과를 토대로 지방의 양과 보온과의 관계를 설명하시오.

2) 이 실험에서 변인이 될 수 있는 요인을 찾아보자.

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5. 교사자료 교사용 평가자료

가. 평가 목표

활동에 적용되는 과학적 원리의 이해 및 적용과 과학적 창의성의 발현 및 인성의 함양이 이루어졌는 지 평가한다.

나. 평가 요소

- 활동에 필요한 과학적 원리를 충분히 이해하여 적용하였는가?

- 활동에서 과학적 창의성을 적절히 발현하였는가?

- 활동에서 기대하는 인성 함양이 이루어졌는가?

다. 평가 영역

평가

영역 평가 기준

평가 척도

참 잘했어요 좋아요 더 노력해요 미제출

3 2 1 0

교과 학습 목표

• 활동에 필요한 과학적 원리 를 바르게 설명하고 적절하게 활용할 수 있다.

사전 활동 본 활동

• 활동에 활용되는 기구나 재료 의 특성을 이해하고 바르게 활 용할 수 있다.

사전 활동 본 활동

창의 교육 목표

• 활동 과정에서 흥미와 호기심을 가지고 적극적으로 활동하였는가?

• 주제와 관련하여 제시된 활동 이외의 변 형된(새로운) 방식의 활동을 제안하고 실 현하는가?

인성 교육 목표

• 활동 과정에서 자신의 역할에 충실하며, 모둠원들을 충분히 배려하는가?

• 활동 과정에서의 주의 사항이나 규칙을 준수하고, 타인의 타당한 의견을 수용하는 태도를 보이는가?

교사 의견

합 산

라. 평가 유의점

- 교사는 활동의 전 과정을 관찰하고 평가척도와 서술형을 적절하게 활용하여 기록한다.

- 창의적인 면과 인성적인 면이 골고루 반영될 수 있도록 전 과정에 걸쳐 관찰한다.