프로그램 개발 최종 보고서

(1)

BD20010001 분야 및 학교급 학문분야 주제별 융합형 - 초중 *

2019년 융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발 최종 보고서

과 제 명 연구책임자

특허정보활용 플러스 솔루션 태 진 미

2019. 12.

기 관 명 :

(2)

“이 보고서는 2019년도 정부(교육부)의 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

* 본 연구의 내용은 연구팀의 의견이며, 교육부와

한국과학창의재단의 공식적인 견해와는 다를 수 있습니다 .

(3)

제 출 문

한국과학창의재단 이사장 귀 하

본 보고서를 “2019년 융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발”의 최종보고서로 제출합니다 .

2019년 12월 4일

○ 주관연구기관명 : 숭실대학교 산학협력단

○ 연 구 기 간 : 2019.06.20.~2019.12.31.

○ 주관연구책임자 : 태 진 미(숭실대학교)

○ 참여연구원

․연 구 원 : 이경표(한국발명진흥회)

․연 구 원 : 박정미(세종 새롬고등학교)

․연 구 원 : 이화정(서울 동자초등학교)

․연 구 원 : 강원정(서울 봉현초등학교)

․연 구 원 : 김승혁(경기 평동초등학교)

․연 구 원 : 임재철(부산 장산중학교)

․연 구 원 : 이윤형(경남 진주동중학교)

․연 구 조 원 : 이은혜(숭실대학교)

․연 구 조 원 : 방승연(숭실대학교)

(4)

보고서 초록

과제번호 2019EAA0009 연구기간 2019.06.20.~12.31 연구사업명 2019년 융합인재교육프로그램(STEAM) 프로그램 개발

연구과제명 (한글) 특허정보활용 플러스 솔루션

(영문) Plus solution utilizing patent information(Kipris) 연구책임자

(연구기관명) 1 참 여

연구원수 총 9명 연 구

용역비 50,000천원

요 약 문 보고서 면수

이 보고서는 한국과학창의재단의 지원을 받아 수행한 2019년 STEAM 교육 프로그램 개발 연구 보고서임 . 학문분야 주제별 융합형 프로그램 개발의 일환으로

‘특허정보활용 플러스 솔루션’이라는 주제 하에 본 연구팀은 초등용 3종, 중등용 2종 프로그램을 개발하였음 . 연구개발의 목표는 다음과 같음.

첫째 , 교과서에서 배운 지식이 지식재산의 창출과도 연결됨을 특허정보를 통해 실제 확인할 수 있도록 플러스 솔루션 방법을 친근하게 제시함 .

둘째 , 특허정보를 활용해 실생활의 다양한 문제해결의 새로운 접근 방식에 대 한 도전감을 높여 창의 융합적 사고와 문제해결력 , 실행역량을 배양하는 교수 학습 지도안을 연구 개발함 .

셋째 , 현장 적용 및 효과 검증, 보완을 통한 프로그램 개발의 완성도를 제고 함 . 본 연구팀은 융합인재교육(STEAM)의 개념과 기준에 맞는 프로그램으로 차 시대체형 4종(초3종, 중1종), 각 3차시와 자유학기제형 1종(중1) 8차시 총 20차 시의 프로그램을 개발하였다 . 프로그램 구성은 다음과 같음.

차시대체형 자유학기제형

초등1∼2 초등3∼4 초등5∼6 중학교 중학교

3차시 3차시 3차시 3차시 8차시

마스크를 부탁해

자석에 아이디어를

더하면

화분의 품격 특허, 과학을 GET하다

특허정보 활용 생활용품의

무한변신

연구개발한 프로그램을 시범적용한 결과 학생 및 교사 만족도가 높은 것을 확인하였으 며 , 효과적인 교수학습을 위해 필요한 부분은 검토를 거쳐 수정 보완하였음.

색인어 (각5개 이상)

한글 융합인재교육 , 창의성, 특허정보검색, 창의적 문제해결력 , 핵심역량 영어 STEAM, Creativity, Kipris,

Creative problem solving, Core competence

(5)

요 약 문

Ⅰ. 제 목

“특허정보활용 플러스 솔루션”

Ⅱ. 연구의 목적 및 필요성

이 연구는 초중등교육현장에서 창의융합인재 육성을 위해 효과적으로 적용할 수 있도 록 교육과정과 잘 연계된 차시대체형 STEAM 교육 프로그램을 개발하는 것을 목적으 로 하였음. 그간 많은 프로그램이 개발되었으나 학생들이 실생활문제해결을 지식재산 의 창출과 연결해보는 교육 콘텐츠는 매우 부족한 실정임. 따라서 본 연구팀은 다음과 같은 연구개발 목표를 설정하고 연구를 수행하였음.

◌ 교과서에서 배운 지식이 지식재산의 창출과도 연결됨을 특허정보를 통해 실제 확인 할 수 있도록 플러스 솔루션 방법을 친근하게 제시

◌ 특허정보를 활용해 실생활의 다양한 문제해결의 새로운 접근 방식에 대한 도전감을 높여 창의 융합적 사고와 문제해결력, 실행역량을 배양하는 교수학습 지도안의 연구 개발

◌ 현장 적용 및 효과 검증, 보완을 통한 프로그램 개발의 완성도 제고

Ⅲ. 연구의 내용 및 방법

본 연구팀이 수행한 연구개발의 내용 및 방법은 다음과 같음.

◌ 융합인재교육(STEAM)의 개념과 기준에 맞는 프로그램 개발: 차시대체형 4종(초3종, 중 1종) 각 3차시, 자유학기제형 1종(중1) 8차시 총 20차시를 개발함.

차시대체형 자유학기제형

초등1∼2 초등3∼4 초등5∼6 중학교 중학교

3차시 3차시 3차시 3차시 8차시

마스크를 부탁해

자석에 아이디어를

더하면

화분의 품격 특허, 과학을 GET하다

특허정보 활용 생활용품의

무한변신

◌ 교재 인쇄본: 교사용(5종)/학생용(5종) 교재 인쇄본 제출

◌ 교사용 수업 PPT, 미디어 콘텐츠 각 1종 제작 제출

◌ 시범적용: 500명 이상. 활용만족도 및 과학흥미도 조사 증빙자료 제출

◌ 최종보고서(연구개발 과정 및 결과, 평가, 보완 사항 수록 내용) 제출

(6)

- 전자파일(hwp, ppt, pdf) 형태로 제출함.

◌ 평가방법의 구체적인 예시: 평가기준표, (수행, 관찰) 평가지

◌ 진로 탐색 도움자료(교실 게시용 PPT/ 읽기자료)

◌ 저작물 확보 리스트 제출

Ⅳ. 연구 결과

본 연구를 통해 초등3종과 중학생용 2종 등 5개의 프로그램과 영상자료를 포함한 교 수학습자료를 최종 개발 완료하였음. 개발한 프로그램을 시범적용한 후 수정이 필요한 부분을 보완하였음. 실험처치 후 만족도를 조사한 결과 수업을 수혜하였던 초,중등 학 생 및 교사들에게서 높은 만족도를 확인하였음. 효과검증에서 큰 변화를 확인하지는 못했으나 전반적으로 매우 유용하고 흥미로운 프로그램이라는 피드백을 수렴하였음.

Ⅴ. 기대효과

본 프로그램은 다음과 같은 측면에서의 효과를 기대할 수 있을 것으로 전망함.

◌ 학생: 특허정보활용을 통해 일상에서의 문제해결 및 지식재산창출로의 관심과 흥미, 자기 주도적 문제해결력과 협업능력 향상에 기여

◌ 교사: 학생들의 창의적 발상 촉진 전략으로서의 특허검색 활용 효과

◌ 교육적 효과: (국민의 지식재산 창출 역량강화는 국가경쟁력 강화의 중요한 전략이 될 수 있으므로) 4차산업혁명시대, 초중등 학생들이 일상에서의 문제해결을 새로운 지식재산으로까지 확장하는 실천적 창의융합역량 체화에 기여할 것으로 기대됨.

(7)

목 차

제 1 장. 연구 개발의 필요성

··· 8

가. 연구개발의 개요 ··· 8

나. 연구의 중요성 및 필요성 ··· 8

다. 국내 ‧ 외 연구동향 ··· 12

제 2 장 연구의 목표

가. 정성적 목표 ··· 15

나. 정량적 목표 ··· 15

제 3 장 연구 방법 및 추진체계

가. 추진전략 방법 ··· 17

나. 추진체계 ··· 24

다. 연구 추진 일정 ··· 25

제 4 장 STEAM 프로그램 개발 결과

가. 주제 선정 배경 ··· 26

나. 프로그램 구성 틀 ··· 27

다. 프로그램 총괄표 ··· 29

라. 프로그램 개요 ··· 29

제 5 장 시범 적용 학교 운영 결과

가. 시범 적용 학교 운영 총괄표 ··· 56

나. 시범 적용 만족도 조사 결과 ··· 57

다. 내용타당도 검사 결과 ··· 108

라. STEAM 프로그램 운영이 학교 현장에 미친 영향 ··· 116

제 6 장 연구의 의의 및 기대성과

가. 연구의 의의 및 활용방안 ··· 124

나. 기대성과 ··· 124

제 7 장 참고문헌

··· 125

시범 적용학교 운영 결과 ··· 127

부 록 ··· 131

(8)

1. 연구 개발의 필요성

연구개발의 개요

가

단순히 아이디어를 떠올리는 수준의 창의성 교육을 넘어 일상의 문제해결이 지식재산으 로까지 연결되는 것을 경험하는 것은 실천적 문제해결력 향상에 큰 도움이 됨. 따라서 본 연구는 학생들의 발달특성을 고려해 특허검색활용의 전략을 구체적으로 개발해 관심분 야 ‘선행기술조사’의 필요성을 인식하고 기존의 특허에 아이디어를 추가해 플러스솔 루션을 시도하도록 프로그램을 개발하였음.

연구의 중요성 및 필요성

나

(1) 산업경제에서 지식경제로 글로벌 경제의 패러다임이 급속하게 전환됨에 따라 지식재산 집약산업의 경제기여도가 지속적으로 증가하고 있음.

- 2014년 미국의 경우 지식재산집약산업이 약 2,790만개 일자리 창출. 미국 내 총 고용의 18.2%와 미국 GDP의 38.2%를 차지(USPTO & ESA, 2016)한 것으로 보고되고 있음

- EU 내에서는 8,200만개의 일자리로 총 고용의 38.1%와 EU GDP의 42%를 차지하는 것 으로 보고되고 있음(EPO & EUIPO, 2016)

(2) 창의성 교육의 패러다임 변화: 개인 역량→ 집단 상호작용의 중요성

- 개인 수준에서 새로운 아이디어를 떠올리는 것을 넘어 집단 상호작용이 창의성 계발에 매우 중요하다는 견해들이 증가하였음.

- Osborn(1953)은 ‘브레인스토밍(두뇌 폭풍)’이라는 아이디어 생산 기법을 제시하였는 데, 이 사고기법은 집단 상호작용의 중요성을 강조한 사례라고 볼 수 있음. 즉, 혼자 생각 하는 것보다 떠오르는 다양한 아이디어를 최대한 많이 생산하고 여러 사람들이 누군가의 아이디어에 추가적 아이디어를 산출할 수 있게 허용하는 과정에서 창의적 아이디어가 더 확장될 수 있음을 보여 줌.

- 개인수준의 아이디어보다 기존의 아이디어에 추가적 아이디어(플러스 솔루션)를 도출하 게 할 경우 초기의 아이디어보다 훨씬 발전된 산출물을 생산할 수 있다는 연구보고가 많

(9)

이 있음(Taylor, Berry, & Block, 1958. Sawyer 외, 2012 재인용)

(3) 체계적 관점에서의 창의성: 개인, 분야, 영역의 상호작용

- Rogoff(1990)는 창의적 과정을 사회문화적 틀에서 설명하였음. 즉, 기존제도에서 이미 가용한 기술을 바탕으로 구축되므로 어떤 의미에서 창의적인 생각은 곧 ‘기존의 생각을 재형성’하는 것으로 보아야한다고 했음.

- Csikszentmihalyi(1998)는 창의성의 체계모델을 제안하였음. 창의성의 체계는 개인, 사회 제도 또는 분야, 문화적 상징체계 또는 영역의 세 가지 요소를 포함하는 ‘사회적 체계’

로 보아야 함. 한편 그간 국내에는 개인의 발산적 사고 중심의 창의교육이 주요했음.

즉, 최근의 창의성 연구는 순수하게 개인적 차원에서 분석하고 계발하려던 접근에서 점차 로 사회적 차원과 연계해 계발하려는 사회적 접근이 시도되고 있다고 볼 수 있음.

- 현재 창의성 연구자들은 개인적 요인과 사회적 요인이 창의적 과정에서 어떻게 결합하 는지에 대해 아직까지 명확하게 밝혀내지는 못했으나 창의성을 발휘할 분야에 대한 이해 가 깊을 때 그렇지 않은 경우에 비해 훨씬 의미 있는 창의적 성과를 도출할 수 있다는 점 에 대해서는 공감하고 있음.

(4) 선행기술조사 역량 강화 필요성

- 창의적 산출과 수행력은 가지고 있는 지식과 관계가 있음.

- 이전에 없던 것을 독창적으로 만드는 것도 창의성이지만, 기존의 것을 새롭게 해석하고 새로운 활용을 확장하는 것 역시 창의성 교육에서 매우 중요함.

- 미래사회 핵심역량 중 지식정보처리역량이 크게 강조되고 있는데, 기존의 선행기술을 조사하고 그 기술을 활용해 창의적 아이디로 활용하는 경험을 제공할 필요가 있음.

이러한 맥락에서 선행기술을 조사하고 활용함으로써 자신의 창의적 아이디어를 확장하는 경험과 능력의 강화는 매우 중요하고 필요함.

(5) 실행 역량 강화 필요성

- 창의적 아이디어 수준에서 머물지 않고 그 아이디어가 일상의 문제를 해결하는 실질적 지식재산으로 활용될 수 있도록 실행력을 높이는 교육이 요구됨.

- 학생들이 자신의 생각을 아이디어로 생성하는 것까지는 어느 정도 교육이 보편화되었 음. 한편 자신의 아이디어를 구체적 문제해결로 실행해 산출물을 만들고 ‘지식재산으로 연결해보는 경험’은 부재한 경우가 많음

- 처음부터 기발한 아이디어를 만들어내는 것은 어렵게 느껴질 수 있으나, 기존의 제품 속에 녹아있는 아이디어를 분석하고 그 아이디어에 살짝 개선의견을 추가하는 것은 크게 어렵지 않으므로 창의적 실행 역량 강화에 크게 기여할 것으로 전망함. 한편 특허검색자 료의 용어 이해가 어려울 수 있으므로 발달수준을 고려한 교수자료의 개발이 요구됨.

(10)

(6) 특허 정보: 각국의 특허청에서 발간하는 특허공보를 의미함. 특허공보 에는 공개특허공보와 등록특허 공보가 있음.

- 공개특허공보: 세상에 정보를 공개하지만 특허권을 받을지는 아직 모르는 상태 - 등록특허공보: 특허내용에 대한 등록이 결정된 상태를 말함

※ 공개특허공보들 중 등록이 결정된 경우만이 등록특허정보이므로 등록특허공보는 공개 특허공보보다 양이 훨씬 적음. 만일 특허정보의 활용을 주목적으로 한다면 공개특허정보가 훨씬 많고 다양하므로 공개특허정보를 활용하는 것이 유리함. 반면에 권리적인 면에 초점 을 두어 참고하려한다면 등록특허정보를 활용하는 것이 효과적임.

(7) 한국 특허공보의 내용은 다음과 같음.

구분 내용

서지사항

내용 이용자가 특허정보를 찾을 때 사용하는 서지 정보를 수록 구성

발명자, 출원인, 특허권자, 대리인, 심사관, 출원번호, 공개번호, 등록번호, 우선권 주장번호, 출원 일자, 공개일자, 공고일자, 등 록일자, 우선권주장일, 국제특허분류 등

명세서

내용 발명의 상세한 설명, 특허 청구범위를 수록

구성

‘발명의 상세 설명’은 새롭게 개발된 기술을 다른 연구자들 이 편리하고 유용하게 활용하게 하는 것이 목적임. 학술논문과 유사한 모습이지만 발명의 목적(발명이 속하는 기술분야, 그 분 야의 종래기술, 발명이 이루고자 하는 기술적 과제로 구성됨)과 발명의 구성(과제 해결을 위한 기술적 수단, 기능 및 작용, 실 시 예를 적도록 함)과 발명의 효과 등 세 부분으로 구성됨.

‘특허 청구범위’는 특허권자가 독점권을 가지는 기술의 범위 를 나타내는 기능을 가짐.

(8) 주요국가의 특허청에서는 출원된 발명 관련 문헌에 대한 정보를 특허 공보에 게재하고 있음. 예를 들어 인용문헌 항목에 리스트만 나열하기도 하는데, 여기서의 인용문헌이란 학술논문의 참고문헌과는 다른 속성이 있 음.

- 학술논문에서 기재하는 참고문헌의 경우 그 논문이 쓰여 질 때 또는 해당 연

구수행 과정에서 저자가 참고했던 논문이나 참고서적 등을 말함. 그에 비해 특

허정보에서의 인용문헌은 출원자가 기재하는 것이 아니고 해당 특허 관련 기술

(11)

분야에서 수년간 특허 심사 경험을 가졌던 심사관들이 출원된 기술의 특허에 대

해 신규성, 진보성, 확대된 선원, 선출원 등을 확인하고자 조사하고 인용한 문헌

을 말하는 것임. 따라서 매우 중요하거나 최신의 정보를 제공할 수 있다는 점에

서 활용자들이 연구개발에 잘 참고하면 매우 유익할 수 있음.

(12)

국내·외 연구동향

다

(1) 국내

① 한국 특허청(Korean Intellectual Property Office)에서 운영하는 특허정보시스템인 KIPRIS(http://www.kipris.or.kr)는 1947년 이후 국내 산업재산권 데이터(특허, 실용신 안, 의장, 상표, 해외, 심판, 통계 등)를 복제, 가공하여 방대한 데이터베이스를 구축하였 음.

- 개인, 변리사, 중소, 벤처, 대기업 종사자 등 일반인이 인터넷 검색을 통해 무료로 열람 할 수 있도록 정보를 제공하고 있음.

② 우리나라의 지식재산권의 구성과 분류는 다음과 같음.

[그림 1-다-1] 지식재산권의 구성과 분류

출처: 이경표(2018), pp. 18.

(13)

- 지식재산권은 산업재산권, 저작권, 신지식재산권 등으로 크게 분류해볼 수 있는데, 우리 나라의 경우 기술 분야의 아이디어가 완성된 발명으로 이어져 특허권으로 보호되고, 문 화예술분야의 아이디어는 저작권으로 보호받으며 이 모두를 통칭해 지식재산권으로 봄 (오승택, 2013).

③ 현재 초중등 학생에게 특허정보자료를 활용한 교육은 거의 진행하고 있지 않음.

- 특허정보의 기재 내용이 일반 초중등 학생들이 보기에는 매우 어려운 전문 용어로 되 어 있어 실제 창의교육에 활용된 사례는 찾아보기 어려운 실정임.

- 학생들이 특허정보에 관심을 먼저 갖게 할 필요가 있으며, 쉽게 활용해볼 수 있도록 전 문적인 자료를 개발해 보급한다면 특허정보 활용에 대한 동기 신장과 효과적 활용에 크 게 기여할 것으로 전망함.

- 본 연구와 같이 교과서에서 배우는 과학적 지식을 활용해 일상생활에서의 문제해결을 시도한 지식재산(특허, 실용신안 등)의 좋은 사례를 초중등 학생들이 이해하기 쉽게 교 수자료로 제작해 창의융합적 문제해결(STEAM)을 시도해보고 성공적 경험을 하도록 독 려한다면 다양한 관심분야의 선행기술 분석에 기반한 창의적 문제해결력 함양에 크게 기여할 것으로 전망함.

④ 지식재산 관련 활동은 ‘지식재산의 창출’‘지식재산의 보호’, ‘지식재산의 활용’에 관한 모든 활동을 의미함(특허청, 2017).

<표 1-다-2> 지식재산 활동의 분류

출처: 이경표(2018), pp. 34

- 지식재산 정보는 신기술을 개발할 때 선행기술 분석을 통해 해당 기술분야의 기술동향 을 파악함으로 중복되지 않는 새로운 기술을 개발하는데 유익할 수 있음.

- 특허권리의 범위를 설정할 때도 지식재산정보의 활용은 매우 큰 효과가 있음.

(14)

(2) 국외

① 미 국 특 허 청 (United States Patent and Trademark O ffice)은 USPTO

(www.uspto.gov)를 통해 현재까지의 미국 특허관련 데이터를 제공하고 있음.

- 우리와 같이 특허번호, 청구범위를 기재하게 되어있음. 미국특허청의 검색방법은 주로 Quick search, Advanced search, Number search 등으로 나뉨.

- 미국은 지식재산권에 강한 엔지니어를 양성하기 위해 이공계 학생들에게 다양한 지식 재산 교육을 실시하고 있음(특허청, 2011).

- MIT(메사추세스 공과대학)은 전공에 관계없이 지식재산 교육 수강 및 프로젝트 중심의 특허교육을 시행하고 있음.

- 지식재산기업 경영자들의 민간단체인 IPO(Intellectual Property Owners)에서는 미래 인 재들에게 지식재산 능력을 갖출 수 있도록 장학금을 지급하고 있음(신지연, 이주연, 고 유흠, 2012)

② 유럽특허청에서 운영하는 특허정보시스템((The official website of the European Patent Office)인 EPO(www.epo.org/index.html)은 영국, 프랑스 등

30여개국을 통합해 유럽 단일 특허시스템을 구축하려는 취지에서 유럽특허사무소인 EPO에서 1973년에 만든 시스템임.

- 제공하는 주요 데이터는 Quick search, Advanced search, Number search, 유럽특허청 특허분류로 수행하는 Classification Search 등이 있음.

③ 일본특허청(Japan Patent office)에서 운영하는 특허정보시스템인 JPO(https://www.jpo.go.jp/) 은 특허, 실용신안, 의장, 상표, 외국문헌, 심판, 경과사항, 문헌축적정보 등의 정보를 무 료로 검색 및 출력할 수 있음.

4차산업혁명시대에는 지식과 정보, 기술이 중심이 되는 만큼, 아이디어와 지식 재산의 중요성이 높아짐(특허청, 2017). STEAM은 과학, 수학, 인문, 기술 등 여 러 분야의 지식을 융합해 현실의 문제를 해결할 수 있는 창의융합교육임.

만일 초중등 학생들이 STEAM 활동을 통해 창의적 아이디어를 산출하는 것으

로 끝나지 않고 지식재산으로의 연계를 통해 사회적 가치를 창출할 수 있는 교

육이 이루어진다면 학생들이 창의적 문제해결의 실행력을 키울 뿐만 아니라 지

식재산창출 역량까지 기르게 되어 진로역량 및 경쟁력 강화에 크게 기여할 것으

로 전망함.

(15)

2. 연구의 목표

정성적 목표

가

(1) 교과서에서 배운 지식이 지식재산의 창출과도 연결됨을 특허정보를 통해 실제 확인할 수 있도록 플러스 솔루션 방법을 친근하게 제시

(2) 특허정보를 활용해 실생활의 다양한 문제해결의 새로운 접근 방식에 대 한 도전감을 높여 창의‧융합적 사고와 문제해결력, 실행역량을 배양하는 교수 학습 지도안의 연구 개발

(3) 현장 적용 및 효과 검증, 보완을 통한 프로그램 개발의 완성도 제고

정량적 목표 나

(1) 교재 개발

- 초등 1~2학년, 3~4학년, 5~6학년, 중학교 프로그램 3차시 각 1종(12차시) 중학교 1학년 자유학기제용 프로그램(8차시) 1종 총5종 프로그램 개발 ※ 전체 20차시의 프로그램 개발

(2) 교재 인쇄본: 교사용/학생용 교재 인쇄본 각 1세트 전체 10부

(3) 시범적용: 초중등 학교 학생 500명 이상에게 시범적용 실시 - 만족도 검사(583명)

- 수업효과 검증(중학생 실험/통제집단)

(16)

(4) 최종보고서: 연구개발의 과정 및 결과, 평가, 보완 내용을 모두 수록한 내용 의 전자파일(hwp, ppt, pdf)

(5) 수업운영 참고자료: 교사용 첨단제품 활용 융합교육 커뮤니티(온라인 카페, 네이버)에 수업운영 도움자료 탑재

※ 카페주소: http://cafe.naver.com/humansteam - 수업진행관련 참고자료

- 수업활동 예시자료

- 우수작품 사례 및 기타 도움자료 등

(17)

3. 연구방법 및 추진체계

추진 전략·방법

가

(1) 연구개발은 다음과 같은 절차와 방법으로 진행하였음.

- 진행은 [그림 3-가-1]의 절차로 진행할 계획이며 주요 활동사항은 다음과 같음.

선행연구 요구도출 (4월)

교과 분석/주제

선정 (4월)

프로그램 개발(초안)

(4월말)

자문 전문가 1차

(6월말)

적용시범/ 중간평가

(7~11월)

검사결과분석/ 전문가 자문 2차

(11월)

보완‧완성최종

(11~12월)

<연구개발> <적용> <완성>

[그림 3-가-1] 연구개발 절차와 방법

<표 3-가-2> 연구의 단계별 세부 활동 개요

구분 내용 참여자 일정 수행

여부

연 구 개 발

요 구 분 석

- 선행연구결과 분석 및 시사점 확인

→ 학교 환경의 현실을 고려한 콘텐츠 개발 필요성 ※ 대다수 학교현장의 열악한 교육 환경, 재료구입

비 확보의 어려움, 적용 난이도 문제를 고려함.

태진미 19.04 ◌

주 제 선 정

- 4차산업혁명(지능정보화) 시대 대비 STEAM - 와이파이 문제, 저렴한 재료비, 쉬운 난이도 - 최대한 교과연계가 용이한 주제 지향

- 특허정보활용 및 핵심역량을 강화할 수 있는 주제 - 지능정보화 시대에 맞는 미래형 진로연계교육 포함

태진미, 이화정, 강원정, 김승혁, 임재철, 이윤형, 이은혜, 고승현

19.04 ◌

PG 1 차 개 발

초1~2 • 마스크를 부탁해

[지도]

태진미 이경표

이화정 19.04.30 ◌

초3~4 • 자석에 아이디어를 더하면 강원정 19.04.26 ◌

초5~6 • 화분의 품격 김승혁 19.04.30 ◌

중학생 • 특허, 과학을 GET하다 이윤형 19.04.24 ◌

자유

학기 • 특허정보 활용 생활용품의 무한변신 임재철 19.04.25 ◌

(18)

구분 내용 참여자 일정 수행 여부

프 로 그 램 의 질 제 고

전 문 가 자 문 1 차

/ 타 당 성 확 보

• [타당성 검증] 프로그램 개발방향 - 교과연계성, 진로연계(내용, 과정)

- 사회윤리측면(공정성, 윤리성, 안전, 저작권) - STEAM 수업 설계면(개념, 상황제시, 창의적 설

계, 감성적 체험) - 기능적 측면

(친절한, 충실한, 과하지 않은 수업자료, 무오류) - 평가측면(인지적, 정의적, 심동적)

※ 타당도 평정을 위한 검사지: 태진미 교수 제공

[검토진]

우영진 조효정 (초등), 심현보

(중등) [개발진]

태진미 외 5인 [연구보조]

이은혜, 방승연

19.06 O

• [자문] 학교 급/지역별 현장 적용성 제고 전략 - 어떻게 개발한 STEAM 콘텐츠 활용을 높일까?

- 학교 급/ 지역별 현장 적용성 제고를 위한 자문

• [자문] 효과성검증: 도구/학교선정/일정/검사실시 - 검사도구(난이도, 문항구성 등)에 대한 의견 - 수정, 추가 의견

- 결과분석 및 결과 활용 측면 중

간 평 가

• 중간평가

□ 교재 및 보고서(인쇄본)

- 중간평가를 위한 보고서 및 교재 8부 제출 - 교사용/학생용 교재 인쇄본 1세트 각 8부

□ 전자문서 제출(e-mail) - 전자파일(hwp, pdf, ppt)

태진미 이은혜

방승연 19.09 O

분 석 결 과 환 류

• 평가결과 환류

□ 중간평가 결과

- 심사자들의 평가의견 반영(수정대치표 작성)

□ 시범적용 결과(설문지, 검사지, 질적자료) - 만족도 조사 결과

- 효과성 검증자료 분석

- 시범적용 참여 교사들의 수업결과물 등 질적 자료 환류

태진미 이화정, 강원정, 김승혁, 이윤형, 임재철 이은혜

19.10 O

프 로 그 램 의 질 제 고

전 문 가 자 문 2 차

• [성과 포럼]

- 시범적용 결과 공유 - 최종보고 평가 결과 공유

- 평가결과를 토대로 수정‧보완한 내용

• [타당성 검증] 프로그램 개발방향

※ 교과연계성/ 사회윤리측면/ STEAM 수업 설계면 / 기능적 측면/ 평가측면

※ 타당도 평정(2차) 검사지: 태진미 교수 기획

• [자문] 수정‧보완의견

- 개발자/ 시범운영자/ 검토진 등 자유로운 의견 개진

[검토진]

우영진 조효정 (초등), 심현보

(중등) [개발진]

태진미 외 5인 연구보조 2인

19.11 O

(19)

※ 참고자료: 타당성 검증 관련 기초자료

평가내용

평가 항목 핵 심 내 용 평정

1 2 3 4 5 코멘트

초등/

중학 교과 연계성

▪내용 이 프로그램의 내용은 해당 (초/중) 학교 급, 학년의 교과와 잘 연계되어 있다.

▪과정

활동의 과정이 해당 학년 학생들의 발달특 성에 맞고 단계별 과정이 효과적으로 진행 된다.

사회 윤리 측면

▪공정성 인권이나 차별성을 야기하는 내용이 없고 창의‧인성 발달에 유익하다.

▪윤리성 사회‧윤리적으로 권장할만한 내용이다.

▪안전 수업절차나 방법이 안전하다.

▪저작권 저작권 침해를 예방하고 준수한다.

학문분야 주제별 융합형 STEAM

수업 설계 측면

▪개념 특허정보활용 플러스 솔루션 STEAM교육 콘텐츠로서의 취지에 맞게 수업 설계

▪상황 제시

학습자의 참여 동기를 높이고 일상의 문제해결에 자발적 참여를 유도한다.

▪감성적 체험

즐겁게 참여하고 협력, 소통하는 활동을 통해 성공감을 경험하도록 자극한다.

▪창의적 설계

다양한 지식을 주도적으로 활용, 창의적으 로 문제해결과정을 설계하게 유도한다.

▪평가 평가내용과 방법이 학습자의 성장을 확인 하는데 도움이 되며 적절하다.

기능 측면

▪수업 자료

친절하고 충실하게 제시된 수업자료이며 지나치게 과하거나 부족하지 않다.

▪무오류 개념이나 표기, 오탈자 등 내용 및 전달상 의 오류가 없다.

평가 측면

▪인지적 학습자의 발달수준을 고려해 인지적(지식, 기능) 성장을 자극하고 발달을 유도한다.

▪정의적 학습자의 발달수준을 고려해 정의적(태도, 동기) 성장을 자극하고 발달을 유도한다.

▪심동적

학습자의 발달수준을 고려해 심동적(조작 적·운동‧감각)기능의 성장을 자극하고 발 달을 유도한다.

<표 3-가-3> 개발 프로그램에 대한 전문가 타당도 평정지

□ 프로그램 명: 마스크를 부탁해

□ 학년: 초등 1~2

□ 평정자 이름: ___________________________ • 1차 ( ) 2차 ( )

(20)

<표 3-가-4> 교사 대상 프로그램 만족도 평가지

□ 프로그램 명: 마스크를 부탁해 □ 학년: 초등 1~2

□ 평가자 이름: ________________ • 소속학교 ( ) • 평가 날짜 ( )

평 가 내 용

평정

코멘트

1 2 3 4 5

교재구성의 적절성

1. 교육과정과 잘 연계되었다

2. 교재가 활용하기 편리하게 구성되었다 3. 활동과제가 명확하고 구체적이다 4차산업혁명

시대, 학문분야 주제별 융합형

프로그램의 기능성

4. 주제 및 소재가 흥미롭다

5. 과학기술 지식을 잘 응용하고 있다 6. 창의‧융합적사고를 독려한다

7. 학생주도의 문제해결활동이 잘 이루어진다 학습

만족도

8. 이 프로그램의 수업활동에 대해 만족한다 9. 창의적 융합인재 양성에 도움이 된다 10. 이 수업을 지속하기 희망한다

<표 3-가-5> 학생 대상 프로그램 만족도 평가지

□ 프로그램 명: 마스크를 부탁해 □ 학년: 초등 1~2

□ 소속학교 ( ) 이름: ________________

평 가 내 용 평정

1 2 3 4 5 코멘트

교재 만족도

1. 수업활동이 재미있다

2. 내용 수준(너무 어렵거나 쉽지않고)이 적당하다 3. 지속적으로 참여하고 싶다

수‧과학 기술 흥미도

4. 수‧과학 기술분야에 흥미를 갖게 한다 5. 수‧과학 기술에 대한 이해가 높아진다 6. 수‧과학 기술분야 학습에 흥미가 생긴다 7. 미래 과학기술 분야에 관심이 생긴다 8. 미래 과학기술 관련 도서에 관심이 생긴다 융합‧창의

문제해결 력

9. 창의적 문제해결력이 높아진다

10. 끈기를 갖고 작업하는 과제집착력이 생긴다 11. 하나가 아닌 다양한 생각을 펼치게 된다 12. 실생활과 연계된 활동이다

13. 배운지식을 잘 활용할 수 있다

인성

14. 적극적으로 참여하게 되는 활동이다 15. 친구들과 의견을 나누는데 도움이 된다 16. 내 생각을 표현할 수 있다

17. 다른 친구의 의견을 존중하는데 도움이 된다 18. 협력하고 배려하는 태도에 도움이 된다 진로

19. 새로운 분야에 도전정신을 갖게 된다 20. 특허정보 활용 진로에 관심을 갖게 된다

전체 합

(21)

(2) STEAM 프로그램의 설계에 참고한 배경 이론

① 국내 STEAM 교육에서 융합적 소양을 갖추기 위한 모형으로서 백윤수 외(2011)는 상황제시, 창의적 설계, 감성적 체험의 3단계를 기본 틀을 제시하였음.

② 백윤수 외(2011)의 연구를 토대로 한국과학창의재단은 상황제시, 창의적 설계, 감 성적 체험의 요소를 국내 STEAM 교육 프로그램 개발의 ‘준거 틀’로 폭넓게 확산 하였음(교육과학기술부, 한국과학창의재단, 2012)

③ 김진수(2011)는 STEAM 교육을 위한 큐빅모형을 설계하여 첫째, 학문통합방식(X 축)에 따라 연계형, 통합형, 융합형을 둘째, 학교 급(Y축)에 따라 초,중,고,대를 구분 하였고 셋째, 통합요소(Z축)에 따라 활동중심, 주제중심, 문제중심, 탐구중심, 흥미 중심, 경험중심, 기능중심, 개념중심, 원리중심의 다양한 STEAM 교육 프로그램 개 발 가능성을 제안하였음.

④ 김성원 외(2012)는 첫째, 융합단위(A)에 따라 개념/탐구과정, 문제/현상, 체험활동 으로 둘째, 융합방식(B)에 따라 다학문적, 간학문적, 탈학문적으로 셋째, 융합 맥락 (C)에 따라 개인적 맥락, 지역‧사회적 맥락, 세계적 맥락으로 STEAM 교육의 설계 모 형을 제시하였음.

→ 이들 모형이 국내 STEAM 교육 프로그램을 개발하는데 많은 기여를 했다는 점에서 큰 의의가 있으나, 창의‧융합적 사고와 문제해결력을 배양하는 ‘과정적 원리’가 프로그램 설계에 반영될 필요가 있음(태진미, 2016).

→ 현장의 교사들이 STEAM 프로그램에서 핵심이 되는 ‘창의적 설계’ 즉, 창의‧융합 적 사고와 문제해결력을 배양하는 ‘과정적 원리’를 이해하기 쉽고 적용이 명료하 도록 돕기 위해 한국과학창의재단에서 준거 틀로 제시한 3개의 요소(상황제시, 창 의적 설계, 감성적 체험)에 최근 사용자 중심의 창의적 문제해결 원리로서 주목받고 있는 ‘디자인 씽킹(Design Thinking, 사고의 설계) 원리’를 STEAM 교육 프로그램 을 개발에 적용할 수 있도록 태진미(2016)는 다음과 같은 개념 모형을 설정하고 이 를 준수하였음.

(22)

[그림 3-가-6] Desing Thinking 원리를 적용한 STEAM 프로그램의 모형

(23)

(3) 프로그램 개발 시 준수 사항(창의재단 지침. 공통양식)

구분 요소 세부 설명 준수여부

STEAM 교육 목적 융합인재양성 ․융합형 인재 양성 목적 부합성 ●

STEAM 교육 개념

학생흥미증진 ․과학기술에 대한 흥미 진작 ●

실생활 연계 ․실생활속의 과학기술과 연관성 ●

융합적 사고력

배양 ․학생의 융합적 사고력을 배양 ●

STEAM 교육 활동준거

상황 제시

상황 제시 ․전체 프로그램을 아우르는 상황 제시 ●

자연스러운 융합 ․STEAM 5개 교과의 자연스러운 융합 설계 ●

창의적 설계

학생 중심 ․학생 중심의 프로그램 설계 ●

아이디어 발현 ․학생의 아이디어와 발상을 반영하도록 설계 ●

자기 문제화 ․자기 문제로 인식 하도록 수업 구성 ●

학습 방법 ․개념을 학생이 활동을 통해 깨우치도록 설계 ● 과정, 활동 중심 ․결과보다 과정, 지식보다는 활동 강조 ● 다양한 산출물 ․결과물이 모둠별, 개인별로 다르게 산출 ● 협력 학습 ․동료, 교사, 다양한 도구와의 협력 학습 촉진 ●

감성적 체험

Hands-on ․학생들의 직접적인 체험(hands-on) 독려 ●

성공의 경험 ․학습자가 성공을 경험하도록 설계 ●

새로운 도전 요소 ․연계된 활동에 새로운 도전을 하도록 설계 ●

자기 평가 ․학습자 스스로의 활동 평가 기회 제공 ●

연구팀의 추가적 보완 사항

교육과정 연계 및

핵심역량 강화 ․정규 교육과정과 효율적으로 연계되도록 설계 ● 수준별 차별화 ․수준별 차별화된 맞춤형 교육이 가능하도록 설계 ●

4차산업혁명

고려한 진로연계 ․관련 직업군에 대한 연계성 있는 자료 제공 ● 창의적 설계 ․Design Thinking 활용 창의적 설계능력 체화 독려 ●

(24)

추진 체계 나

연구책임자

기초 연구팀 프로그램 개발 및

수업적용 연구관리‧기록팀 총무국

- 문헌, 요구조사 - 연구개발 방향

수립

(공동연구원)

- “특허정보활용 플러스 솔루션”

학문분야 주제별 융합형 STEAM

프로그램 개발 - 현장 적용(개발진

및 시범적용 학교)

- 수업기록, 자료준비,

사전‧사후검사 실시 - 사진, 영상 및

기록(대학원생 연구조원)

- 예산 집행 및 비품구입, 영수증 관리, 전문가 자문단 연락 관리

(교육, 현장)전문가 자문 2회 운영 및 상시 자문 운영

[그림 3-나-1] 연구추진 체계(조직도)

(25)

연구 추진일정

다

순번 연구개발 내용 추진일정

5월 6월 7월 8월 9월 10월 11월 12월 1

STEAM 교육관련 국내외 문헌

요구분석

2

주제선정

3

프로그램 개발 (1차)

4

시범적용 대상 선정

5

(초등, 중등, 4개 지역, 500명 이상 ) ^{수업 적용}

6

※ 검사 도구는 재단과 협의해 결정 예정^{사전검사 실시}

7

수업기록

8

사후/ 수업만족도 검사

9

중간보고

10

성과공유, 평가결과 환류 반영

11

교재제작

12

최종보고

13

논문투고

14

최종보고서 완성

15

성과 확산

(26)

4. STEAM 프로그램 개발 결과

주제선정 배경

가

대상 주제 명 선택 동기 및 기대효과

전체

특허정보 활용 플러스 솔루션

그간 아이디어를 머릿속으로 떠올리거나 만들기 수준에서 수행하는 창의적 문제해결 STEAM 프로그램이 많았음. 한편 진짜 창의성은 다양한 시행착오 와 도전, 구체적인 실행력이 동반될 때 꽃필 수 있음. 특허정보는 일상의 다양한 문제를 발명이라는 구체적 산출물로 생산하고 지식재산으로 공개한 자료이니만큼 특허정보를 활용해 아이디어를 확장해보는 경험을 할 경우 학생들에게 선행자료 분석의 중요성 및 아이디어 산출 촉진에 긍정적으로 기여할 것으로 기대되어 본 프로그램을 기획하게 되었음.

초등 1~2

마스크를 부탁해

최근 환경오염은 우리의 일상을 매우 크게 변화시켰음. 특히 미세먼지는 학생들의 일상을 크게 바꾸었는데, 아침에 미세먼지가 어느 정도인지 알림 을 확인하고 마스크를 착용하는 것이 일상이 되었음. 한편 어린 학생들은 마스크를 잘 관리하지 못해 다양한 생활문제가 발생함. 따라서 아주 일상 에서 흔히 접하는 문제인 마스크 보관과 관련해 특허정보를 활용해 자신들 의 아이디어를 확장해본다면 창의적 문제해결력 향상 및 위생, 안전교육에 도 기여하여 활용도가 높은 프로그램이 되리라 기대됨.

초등 3~4

자석에 아이디어

를 더하면

자석의 원리를 교과에서 배운 후 자석의 원리가 활용된 발명사례를 보다보 면 어린 학습자들에게 배운 지식의 유용한 활용에 대한 동기가 높아질 것 으로 기대됨. 특히 특허정보를 활용해 팀으로 문제해결을 하는 과정을 구 체적인 놀이를 통해 창의적 설계를 유도한다는 점에서 교육적 효과 면에서 훨씬 좋을 것으로 사료됨.

초등 5~6

화분의 품격

미세먼지는 식물의 광합성에도 심각한 영향을 줌. 따라서 식물의 성장원리 를 배운 후 미세먼지의 특성을 고려해 창의적 문제해결의 일환으로 미세먼 지 차단 화분을 설계해보도록 하였음. 이러한 활동은 자연환경이 바뀐 오 늘날의 일상에서 학교에서 배운 과학 지식을 효과적으로 활용하는 자기 주 도적 창의융합인재 육성에 긍정적인 효과가 있다고 판단하였음.

중학

특허, 과학을 GET하다

과학시간에 배운 지식을 학생들은 매우 수동적으로 대하는 경향이 있음.

한편 자신이 배운 지식 중 중요한 내용을 스스로 선택해 관련 지식이 적용 된 특허정보를 찾아 지식재산으로 활용하는 과정을 중학생 수준에서 경험 하게 함으로써 미래사회 능동적인 창의적 문제해결자이자 지식재산의 효과 적 활용역량을 강화한다는 측면에서 본 프로그램은 중요한 의의가 있음.

자유 학기

특허정보 활용 생활 용품의

변신

상태변화와 열에너지에 관한 학습을 한 후 이 내용이 활용된 발명품에 대 해 소개하는 과정에서 학습자들은 배운 과학적 지식과 내용이 일상의 문제 를 효과적으로 해결하는데 활용될 수 있음을 느끼게 됨. 선풍기가 냉풍기 가 될 수 있는 쉬운 예는 학생들의 과학적 호기심을 증폭시키고 실생활의 창의적 문제해결력 향상에 긍정적으로 기여할 것으로 기대됨.

(27)

프로그램 구성 틀

나

(1) 교사용 교재

순서

대주제

중주제 소주제

1

^{선생님을 위한}

추천정보

프로그램명

※ 연구팀 추가 사항임 프로그램 유형

세부 키워드 요구환경 재료구입비

난이도

프로그램 활용가능성 산출물 이미지 개발자 추천의 말 시범적용 교사 평점

2

^STEAM이란

무엇인가요?

※ 연구팀 추가 사항임

3

^{본 프로그램}

사용 안내

본 프로그램의 특징 프로그램 활용 안내 전체 교육 프로그램 로드맵

4

^{각 학년}

프로그램 개요

주제 개요 학습목표 STEAM 과목 요소

융합인재교육(STEAM) 학습준거

상황제시 창의적 설계 감성적 체험 융합인재교육(STEAM) 활동

안내

차시별 활동 흐름 준비물

프로그램 핵심역량 요소

(28)

(2) 교사용 PPT

순서

대주제

순서

대주제

1

프로그램 표지

5

2차시 수업 자료

2

1차시 표지

6

3차시 표지

3

7

4

2차시 표지

8

자료출처

(3) 학생용 교재

순서

대주제

중주제1

1

이렇게 공부해요

2

차 례

3

차시별 학습자료

학생활동지

학습 목표 연계교과

준비물 학습내용 읽기자료

도움자료

순서

대주제

중주제 소주제

평가계획

교육과정 성취기준 및 평가기준

교수 ․ 학습활동 및 평가 계획 학생생활기록부 기재 예시자료

5

차시별 세부 지도안

1

수업 흐름 교수, 학습 과정 안

참고자료

학생용 교재 답안 예시 활동 사례

2~8 상동

(29)

프로그램 총괄표

다

연번 프로그램명 유형 차시 학교급 학년 주교과

1 마스크를 부탁해 차시대체형 3 초 1~2 슬기로운

생활

2 자석에 아이디어를

더하면 차시대체형 3 초 3~4 과학

3 화분의 품격 차시대체형 3 초 5~6 과학

4 특허, 과학을 GET하다 차시대체형 3 중 3 과학

5 특허정보 활용

생활용품의 무한변신 자유학기제형 8 중 1 기술가정

프로그램 개요

라

(1) 초등학교 1~2학년 (가) STEAM 준거틀

구분 주요 내용

상황 제시

“오늘도 미세먼지 수치가 나쁘구나! 마스크를 쓰고 학교에 가야 한단다” 아침 학 교 등교 할 때마다 늘 엄마께서는 가방을 매고 신발을 신고 있는 나에게 말씀하 세요. 엄마께서는 미세먼지 핸드폰 앱을 열어서 오늘 우리 동네의 미세먼지 수치 를 확인하시고, 저에게 미세먼지 마스크를 꺼내주세요. 그리고 이렇게 당부하세 요. “하교할 때도 잊지 말고 미세먼지 마스크를 꼭 쓰고 나와야해. 알았니?”, “예, 엄마, 꼭 마스크 쓰고 하교할게요.”

하지만, 씩씩한 대답과는 달리 저는 미세먼지 마스크를 하교시간에 쓰고 나오지 못하는 경우가 많아요. 제가 쓰고 가는 미세먼지 마스크는 일회용이기에 내 이름 을 적지 않아요. 그리고 사실은 내 마스크와 친구 마스크와 같은 종류라서 어떤

(30)

(나) 차시 구성

구분 주요 내용

마스크가 내 마스크인지 잘 모르겠어요. 그리고 교실에 도착해서 마스크를 벗어 둔 것은 맞는데, 어쩌다가 교실 바닥에 마스크가 떨어진 경우는 하교할 때 다시 그 마스트를 쓰는 것이 망설여져요. 그래서 살짝 쓰레기통에 버리기도 해요. 그런 날은 마스크를 쓰지 못하고 집에 가게 되어요.

제 생각에는 날마다 마스크가 버려지는 것도 아깝고, 무엇보다 하교할 때 마스 크를 쓰지 못하고 나오는 것에 엄마께서 걱정을 하시는 것도 죄송해요. 어떻게 하면 등교할 때 쓰고 간 내 마스크를 하교시간에도 깨끗하게 보관해서 다시 사용 할 수 있을까요? 방법이 있을까요? 정말 궁금해요.

창의적 설계

- 미세먼지 마스크의 올바른 착용방법 알고 실천하기 - 발명을 이용한 다양한 생활용품 알아보기

- 다양한 발명품을 알아보고, 발명특허를 받은 마스크 보관함 발명품을 관찰하기 - 발명 아이디어를 이용하여 나만의 창의적인 미세먼지 마스크 보관함 설계하기

감성적 체험

- 미세먼지 수치의 의미를 알아보고 미세먼지 대비 끝!! 게임하기

- 발명 아이디어를 이용하여 제작한 미세먼지 마스크 보관함을 친구들 앞에서 발표하기

프로그램명 마스크를 부탁해 학교

급

초등 1~2 차

시 총 3차시

교육목표

- 미세먼지가 우리 생활에 주는 영향을 설명할 수 있다.

- 미세먼지 마스크의 올바른 착용방법을 알고 실천할 수 있다.

- 발명적 사고를 이용해서 나만의 창의적인 마스크 보관함을 설계할 수 있다.

- 나만의 미세먼지 마스크 보관함을 친구들 앞에서 발표할 수 있다.

2015 개정 교육과정

연계

슬기 로운 생활

(내용요소) 건강 수칙과 위생 (성취기준)

〔2슬02-01〕봄 날씨의 특징과 주변의 생활 모습을 관련짓는다.

〔2슬02-02〕봄철에 사용하는 생활 도구를 종류와 쓰임에 따라 구분한다.

〔2슬04-01〕여름 날씨의 특징과 주변의 생활 모습을 관련짓는다.

〔2슬06-01〕가을 날씨의 특징과 주변의 생활 모습을 관련짓는다.

〔2슬08-01〕겨울 날씨의 특징과 주변의 생활 모습을 관련짓는다.

〔2슬08-02〕겨울철에 쓰이는 생활 도구를 종류와 쓰임을 조사한다.

바른 생활

(내용요소) 건강 수칙과 위생, 질서 (성취기준)

(31)

[2바02-01〕봄철 날씨 변화를 알고 건강 수칙을 스스로 지키는 습관을 기른 다.

[2바04-02〕여름 생활을 건강하고 안전하게 할 수 있도록 계획을 세워 실천 한다.

안전한 생활

(내용요소) 야외 활동 안전, 공중위생 (성취기준)

〔2안01-07〕현장체험학습이나 캠핑 등 야외 활동에서의 위험 요인을 알고 사 고를 예방한다.

〔2안01-09〕공중 위생을 지키기 위한 여러 가지 방법을 알고 실천한다.

수학

(내용요소) 네자리 이하의 수 (성취기준)

[2수01-01] 0과100까지의 수 개념을 이해하고, 수를 세고 읽고 쓸 수 있다.

[2수01-03] 네 자리이하의 수의 범위에서 수의 계열을 이해하고, 수의 크기 를 비교할 수 있다

차시별 교수 ·학습 내용

^중심교_과 ^STEAM_요소

1차시

◨ 미세먼지에 대해 들어보거나 알고 있는 것 발표하기

◨ 우리 주변의 다양한 마스크 종류를 알아보고, 미세먼지 마스크와 일반 마스크가 차이점을 알아보기

◨ 미세먼지 마스크의 올바른 착용방법을 알아보기

◨ 미세먼지 수치의 의미를 알아보고 미세먼지 대비 끝!! 게임하기

슬기로운

생활 S,T,M

2차시

◨ 우리 생활 속에서 신기한 발명 물건 알아보기

◨ 미세먼지 마스크를 사용하면서 불편했던 점 공감하고 문제해결방법 찾아보기

◨ 발명특허를 받는 마스크 보관함 관찰하기

◨ 발명특허를 받는 마스크 보관방법 중에서 한 가지를 선 택해서 더하거나 빼거나 더 신기한 방법으로 마스크 보 관방법을 설계하기

슬기로운

생활 S,T,A

3차시

◨ 나만의 마스크 보관함을 제작하기 위한 준비물 알아보 기

◨ 창의적으로 나만의 마스크 보관함을 제작하기

◨ 나만의 마스크 보관함을 친구들 앞에서 발표하기

◨ 내일부터 등하교시간에 미세먼지 마스크를 사용 할 수 있도록 우리반 캠페인 기획하기.

슬기로운

생활 S,T,E,A

(32)

(다) 미디어 콘텐츠 개발

(라) 평가

①교육과정 성취기준 및 평가 기준

구분 내 용

콘텐츠 유형 수업 보조 자료용 애니메이션 영상

개발 목적 저학년 수준에서 발명이 무엇인지 이해하고, 키프리스 홈페이지 검색 활동 을 하기 전에 활동 방법을 사전 숙지할 수 있도록 하기 위함

콘텐츠의 내용

• 키프리스로 특허정보를 미리 알아보자!

저학년 수준에서 발명에 대한 기본 정의를 안내하고, 발명 특허를 검색할 수 있는 키프리스 홈페이지를 소개하고 검 색방법 및 순서를 안내하는 내용

교과 교육과정 성취기준 평가기준

슬 기 로 운 생 활

〔2슬02-01〕봄 날씨의 특징과 주변의 생활 모습을

(2) 초등학교 3~4학년 (가) STEAM 준거틀

구분 주요 내용

상황 제시

학교에서 담임 선생님이 발명품 대회가 있다고 하셨다. 선생님의 말씀을 듣고 나도 대회에 발명품을 출품해야겠다는 마음을 먹었다. 오늘은 비가 온다는 일기 예보에 따라 하굣길에 비가 쏟아졌는데, 집에 도착해 우산을 접자 우산에 있던 빗물들이 몸으로 쏟아져 옷이 다 젖었다. 집에 들어와 놀고 있는데, 친구가 자꾸 같이 놀자고 불러서 밖에 나가고 싶지 않은데 또 다시 우산을 쓰고 밖을 나갔다. 친구 집에 도착해 아까처럼 우산을 접는데, 불현 듯 아이디어가 떠올랐다. 밖으 로 접는 우산을 만들면 우산에 있던 빗물이 쏟아지지 않을 것 같았다. 기쁜 마음 을 안고 친구네 집을 들어서자 우산꽂이에 내가 생각한 우산이 꽂혀 있다. 나를 맞이해준 친구가 안타까워한다.

창의적 설계

창의적 설계 단계에서는 자석의 원리와 관련된 특허(또는 실용신안)을 검색하여 탐구하고, 학생들의 실생활의 필요를 반영하여 발명 아이디어로 확장한다. 그리 고 학생들이 자석의 원리를 이용해 실생활의 불편한 점을 개선한 아이디어 상품 을 설계해보고 제작한다.

감성적 체험

감성적 체험 단계에서는 학생들이 활동 과정에서 발명 아이디어를 확장하는 학 습 경험, 모둠 구성원과 협업하고 역할에 참여함으로써 스스로에 대한 자신감과 자기효능감을 키운다.

(나) 차시 구성(초등학교)

프로그램명 자석에 아이디어를 더하면 학교 급

초등 3~4

차

시 총 3차시

교육목표

• 자석의 원리를 특허(또는 실용신안)와 연계하여 설명할 수 있다.

• 특허와 실용신안을 검색, 활용할 수 있다.

• 발명의 필요성을 알고, 실생활에 적용가능한 발명 아이디어를 새롭게 발전시킬 수 있다.

• 활동에 대한 나와 모둠의 생각을 공유할 수 있다.

• 자석과 특허(또는 실용신안), 발명 등에 관한 나의 생각을 확장시킬 수 있다.

2015 개정 교육과정

연계

과학

(내용요소) 자석의 성질, 자석의 쓰임새

(성취기준)

[4과02-03] 일상생활에서 자석이 사용되는 예를 조사하고, 자석의 성 질과 관련지어 그 기능을 설명할 수 있다.

국어

(내용요소) 회의, 대화(즐거움)

(성취기준) [4국01-02] 회의에서 의견을 적극적으로 교환한다.

(내용요소) 의견을 표현하는 글 (성취기준)

[4국03-03] 관심 있는 주제에 대해 자신의 의견이 드러나게 글을 쓴 다.

(내용요소) 대화(즐거움)

(성취기준) [4국01-01] 대화의 즐거움을 알고 대화를 나눈다.

미술

(내용요소) 미적 체험: 인공물, 주변 대상

(성취기준) [4미01-04] 미술을 자신의 생활과 관련지을 수 있다.

(내용요소) 미적 체험: 인공물, 주변 대상 (성취기준)

[4미01-02] 주변 대상을 탐색하여 자신의 느낌과 생각을 다양한 방법 으로 나타낼 수 있다.

수학

(내용요소) 간단한 그림 그래프, 막대 그래프, 꺾은 선 그래프 (성취기준)

[4수05-01] 실생활 자료를 수집하여 간단한 그림그래프나 막대그래프 로 나타낼 수 있다.

차시별 교수 ·학습 내용

^중심교과 ^STEAM

요소

1차시

◨ 자석의 원리(S)가 적용된 특허와 실용신안(T/E) 탐색한다.

◨ 발명 아이디어로 확장, 발전 시키기(S/T/E)

◨ 자석(S)과 관련된 특허(또는 실용신안(T/E))에 대한 의견을 나누고(A)

◨ 우리의 실생활에 좀 더 편리하게 활용할 수 있는 발명 아이디어(S/T/E)에 대해 토의하기(A)

과학 S,T,E,A

2차시

^{◨ 특허}(또는 실용신안) 제품의 실용 요소(S/T/E)와 과학 S,T,E,A,M

(37)

(다) 미디어 콘텐츠 개발

미적 요소(A)의 조화 파악하여 친구들이 좀 더 선호할 발명 아이디어로 디자인하기(A)

◨ ‘우리들의 새로운 발명’ 발표 계획(TED Talk) Storyboard 구성하기(S/T/E/A)

◨ Storyboard 구성에 대해 토의하며 나와 모둠의 생각 표현하고 공유하기(A)

3차시

◨ ‘우리들의 새로운 발명(S/T/E/A)’ 에 대한 모둠별 TED Talk 공유하기(A)

◨ 나와 모둠의 생각 표현하고 공유하기(A)

◨ ‘나의 성장 그래프(A/M)’를 통해 성장한 나의 모습 되 돌아보기(A)

과학 S,T,E,A,M

구분 내 용

콘텐츠 유형 수업 보조 자료용 애니메이션 영상

개발 목적 수업에서 다루는 주요 개념에 대해 해당 학년 수준에서 쉽고 재미있게 이해할 수 있도록 돕기 위함

콘텐츠의 내용

• 나만의 아이디어!?

일상생활에서 특허정보를 몰랐을 때 발생할 수 있는 문제 상황을 재미있는 애니메이션으로 제시하여, 특허정보검색 사이트인 키프리스(KIPRIS)의 필요성을 인식할 수 있도록 구성함

(38)

(라) 평가

① 교육과정 성취기준 및 평가 기준

교과 교육과정 성취기준 평가기준

과학

[4과02-03]

일상생활에서 자석이 사용되는 예를 조사하고, 자석의 성질과 관련지어 그 기능을 설명할 수 있다.

상 자석의 성질을 이용한 장난감을 만들고, 장난감이 자석의 어 떤 성질을 이용하였는지 설명할 수 있다.

중 일상생활에서 자석이 사용되는 예를 찾고, 이를 자석의 성질 과 관련지어 설명할 수 있다.

하 일상생활에서 자석이 사용되는 예를 말할 수 있다.

국어

[4국01-01]

대화의 즐거움을 알고 대화를 나눈다.

상 서로의 감정과 경험을 공유하는 대화의 즐거움을 알고 다양 한 상황에서 능동적으로 대화를 나눌 수 있다.

중 서로의 감정과 경험을 공유하는 대화의 즐거움을 알고 대화 를 나눌 수 있다.

하 자신의 감정과 경험을 말하며 대화에 참여할 수 있다.

[4국01-02]

회의에서 의견을 적극적으로 교환한 다.

상 회의에서 타당한 합의에 이를 수 있도록 다양한 의견을 조 율하면서 적극적으로 의견을 교환할 수 있다.

중 회의에서 다른 사람의 의견을 경청하면서 의견을 적극적으 로 교환할 수 있다.

하 회의에서 자신의 의견을 말할 수 있다.

[4국03-03]

관심 있는 주제에 대해 자신의 의견이 드러나게 글을 쓴다.

상 관심 있는 대상이나 사실에 대해 주장을 명확하게 제시하고, 타당한 근거가 다양하게 드러나도록 글을 쓸 수 있다.

중 관심 있는 대상이나 사실에 대해 주장을 제시하고, 타당한 근거가 드러나도록 글을 쓸 수 있다.

하 관심 있는 대상이나 사실에 대해 주장을 제시하고, 부분적으 로 타당한 근거가 드러나도록 글을 쓸 수 있다.

미술

[4미01-02]

주변 대상을 탐색하여 자신의 느낌과 생각을 다양한 방법으로 나타낼 수 있 다.

상

주변 대상의 여러 가지 특징을 적극적으로 탐색하여 자신의 느낌과 생각을 다양한 방법(글, 이미지, 소리, 영상, 사진, 행 위 등)으로 나타낼 수 있다.

중

주변 대상의 특징을 탐색하여 자신의 느낌과 생각을 다양한 방법(글, 이미지, 소리, 영상, 사진, 행위 등)으로 나타낼 수 있다.

하 주변 대상의 특징을 탐색하여 자신의 느낌과 생각을 나타내 는 데 관심을 가질 수 있다.

[4미01-04]

미술을 자신의 생활과 관련지을 수 있 다.

상 미술을 자신의 생활과 관련지어 구체적으로 설명할 수 있다.

중 미술을 자신의 생활과 관련지어 설명할 수 있다.

하 미술이 자신의 생활과 관련되어 있음을 안다.

수학

[4수05-01]

실생활 자료를 수 집하여 간단한 그 림그래프나 막대 그래프로 나타낼 수 있다.

[평가준거 성취기준 ①]

실생활 자료를 수 집하여 그림그래 프로 나타낼 수 있 다.

상 실생활 자료를 수집하여 그림그래프로 나타내고, 여러 가지 사실을 찾아 설명할 수 있다.

중 실생활 자료를 수집하여 그림그래프로 나타낼 수 있다.

하 안내된 절차에 따라 자료를 그림그래프로 나타낼 수 있다.

[평가준거 성취기준 ②]

실생활 자료를 수 집하여 막대그래 프로 나타낼 수 있 다.

상 실생활 자료를 수집하여 막대그래프로 나타내고, 여러 가지 사실을 찾아 설명할 수 있다.

중 실생활 자료를 수집하여 막대그래프로 나타낼 수 있다.

하 안내된 절차에 따라 자료를 막대그래프로 나타낼 수 있다.