2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서

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2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서

2021. 11.

경북대학교사범대학부설고등학교

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과제명 2021년 STEAM 교사연구회 운영

구분

연구회 구성 유형 (택 1) 프로그램 개발유형 (택 1)

① 융합학습공동체형

( )

1. 자유학기제형

( )

6. 학생 주도 참여형

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) 2. 첨단기술 및 ICT 교구 활용형

( )

7. 고교학점제 기반 학습형

(

) 3. 온라인 기반 학습형

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)8. 예·체능 중심 활동수업형

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) 4. 지역사회 연계형

( )

9. 유·초등 연계형

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) 5. 교육소외계층 포용형

( )

^{10. 자율선택형} (학교 자체 개발 프로그램)

(

)

② 글로벌형

( ○ )

StarT 프로그램 참여를 통한 프로그램 개발

프로그램 정보

프로그램명

ICT를 활용한 글로벌 환경문제 해결 StarT 프로젝트

신규 개발 ○ 기 개발

학교급 고등학교 대상 학년(군) 1학년

중심과목 과학 중심과목 성취기준 영역

[10통과08-01], [10과탐02-07]

연계과목 기술, 정보, 영어 연계과목 성취기준 영역 [

12기가05-09], [10영02-03], [10영04-02], [12정보02-03]

연구기간 2021.4.29. ~ 2021.11.30.

신청금액 일금사백만원(￦4,000,000)

참여연구원 총 4명 (연구책임자: 1명, 참여연구원: 3명) 연구 수행자에 관한 사항

구분 소속(학교명) 직위 성명 담당과목

연구책임자 경북대학교사범대학

부설고등학교

교사 신혜원 과학탐구실험

참여연구원 교사 김창훈 기술

참여연구원 능인고등학교 교사 박태영 영어

참여연구원 수성고등학교 교사 김지홍 정보과학

2021년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 STEAM 교사연구회를 운영한 결과로써 본 보고서를 제출합니다.

2021년 11월 19일

주관연구기관장 : 박재선 연구책임자 : 신혜원

한국과학창의재단 이사장 귀하

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“이 보고서는 2021년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

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목 차

1. 요약문

··· 00

2. 서론

··· 01

3. 연구 수행 내용 및 결과

··· 09

가. STEAM 프로그램 개발‧적용 ··· 09

(1) 프로그램 개발 내용 ··· 10

(2) 프로그램 개발‧적용 결과 ··· 11

나. 성과 확산 및 실천 ··· 11

(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최 ··· 11

(2) STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과 ··· 11

다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사 ··· 12

(1) 수혜학생 태도 조사 ··· 12

(2) 교원 만족도 조사 ··· 15

4. 결론 및 제언

··· 15

5. 참고문헌

··· 18

[부록]

부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물(교수학습지도안, 교사용 참고자료, 학생용 활동지) (1~65)

부록2. 학생 산출물, 사진, 수업 영상, 성찰일지, 교사의견, 자체평가 결과(66~89) 부록3. 회의록(90~96)

부록4. STEAM 교사연구회 주최, STEAM 확산 실천 사례(행사 및 연수) 자료(97~

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1. 요약문

ICT를 활용한 글로벌 환경문제 해결 StarT 프로젝트 요약

문제 상황 분석

설계 및 개발 실행 및 평가

교육과정 분석 문제 정의 해결 방안

이론적 배경 프로그램 개발

자료 개발

StarT 필요성 StarT 개발 StarT 적용 결과

수업 적용 만족도 분석 프로그램 평가

StarT 연구의 필요성 StarT 융합 프로그램 개발 StarT 현장 적용 및 평가

▪ 2015 개정 교육과정 분석

1) 전교과 통합 기본 역량 : 공통체 역량, 심미적 역량, 창의적 사고 역량, 지식정보 처리역량, 의사소통역량, 자기관리 역량 2) 과학과 교과 역량 : 과학적 참여, 과학

적 사고력, 문제해결력, 탐구능력, 의사소 통능력, 평생학습능력

3) 기술과 교과 역량 : 실천적 문제해결력, 기술적 문제 해결 능력, 기술 시스템 설 계 능력, 기술 활용 능력, 관계 형성 능 력, 생활 자립 능력

4) 정보과 교과 역량 : 협력적 문제해결력, 컴퓨팅 사고력, 정보 문화 소양

5) 영어과 교과 역량 : 공동체 역량, 지식 정보처리 역량, 영어 의사소통 역량, 자 기관리 역량

⇨ 역량의 연계성을 통한 문제 해결

▪ 수업 문제 상황 분석 및 해결 방안 1) 학생의 입장에서 교과목 별로 시기가

겹치고 너무 잦은 수행평가 : 주제 중심 통합 수업 운영으로 인한 수행평가의 부 담 줄이기

2) 통합 및 융합 수업이 가능하지 못한 물 리적 여건 : 시공간의 제약을 뛰어넘는 온라인 접근을 통한 통합 시도, 자신의 교과 시간 중 다른 선생님의 녹화 영상 으로 협업 해보기

3) 학생의 주도적인 활동이 지속되는 유기 적 수업 연결 미비 : 주제 중심 통합 수업 운영을 통한 유기적 연결 구축

4) 학생의 성취를 공유하는 장의 필요성(지역 적, 국제적) : 수업 시간 중 공유 및 StarT 프로젝트도 도전할 수 있음을 알리기 5) 교과목 간 평가기준의 공유와 어느 정도의

▪ Design Space 과학 탐구 교수-학습 모형을 활용한 실질적 탐구

: 경험, 과학탐구기술, 과학 지식의 교집합

▪ Design thinking과 STEAM 활용

: 상황제시 → 창의적 수행 및 설계 → 감 성적 체험

▪ StarT 융합 프로그램 개발

1) 주제 : ICT를 활용한 글로벌 환경 문제 해결 StarT 프로젝트

2) 중심과목 : 과학탐구실험/통합과학 연계과목 : 기술, 정보, 영어

3) 성취기준 : [10통과08-01], [10과탐02-07], [12기가05-09], [10영02-03], [10영04-02], [12정보02-03]

4) 프로그램 설계

- 1~3차시 : 통합과학+과학탐구실험 - 4~6차시 : 기술+과학탐구실험 - 7차시 : 과학탐구실험

- 8~11차시 : 정보과학+과학탐구실험 - 12~15차시 : 영어+과학탐구실험 5) 프로그램 개발 내용

- 1~3차시 : 생태계의 구성, 환경 문제에 관한 실험 설계하기(객관화, 문제 정의 문제 해결 검증 등)

- 3~6차시 : 문제 해결 구체화, 설계를 통한 3D 프린터 활용 모델링

- 7차시 : StarT 프로젝트 1차 발표

▪ BARS 기반 핵심 역량 평가 BARS 기반 핵심 역량

대영역 중영역

융합인지능력 (탐구, 평가)

창의적 사고 비판적 사고 융합지식이해 융합수행능력

(의사소통, 탐구, 분석)

문제해결 융합도구활용

의사소통 협동 융합태도능력

(직접 참여)

배려심 책임감 몰입(열망)

▪ 현장 적용 모형 Design Space

과학탐구

STEAM 학습

문제제기 경험 상황제시

증거수집 과학탐구

능력(절차) 창의적 설계(수행)

(직접 참여, 탐구, 분석, 평가, 소통)

설명

형성 과학탐구

능력(사고)

설명 평가 발표 및

정당화 기회

과학 지식 및

만족

성공의 경험 (의사소통) Why? 과학 How?

공학(기술)

▪ 현장 적용 결과

- 대상 : 경대사대부고 1학년, 243명 - 시기 : 2021학년도 2학기(~12월)

- 만족도 : (학생) 수학, 과학에 대한 실생활 필 요성 인정, 과학적 사고력 증진에 기여 (교사) 스팀을 통해 종합적인 문제 해결력과

창의적 사고 및 설계법 개발 가능, 프로그램 개발을 통해 교과 간 효율적 연계가능 확인

▪ 프로그램 평가 및 제언

: StarT 프로젝트를 통해 학생들이 다양한

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2. 서론

가. 연구의 필요성

1) 2015 개정 교육과정 역량 분석 (with IB 학습자상)

전교과 통합 기본 역량

과학과 교과 역량

기술과 교과 역량

정보과

교과역량 영어과 교과역량

공동체 역량 과학적 참여 실천적

문제해결능력

협력적

문제해결력 공동체 역량 심미적 역량

과학적 사고력, 문제해결력,

탐구능력

기술적 문제 해결 능력 기술 시스템

설계 능력, 기술 활용 능력

컴퓨팅 사고력 창의적 사고

역량 지식정보처리

지식정보 역량 처리역량

정보 문화 소양

의사소통 역량 의사소통능력 관계형성능력 영어 의사소통

역량

자기관리 역량 평생 학습능력 생활자립 능력 자기관리 역량

[IB 학습자상] 질문하고 탐구하는 사람, 생각하는 사람, 원칙을 세우고 지키는 사람, 배려하는 사람, 균형감 있는 사람, 도전하는 사람, 열린 마음을 가진 사람, 소통하는 사람, 지식이 풍부한 사람, 성찰하는 사람

=> 사대부고의 경우 2022년부터 IB(국제 바칼로레아) DP과정을 실시하며 현재 IB반 학생들(41명)이 입학하 여 함께 배우고 있음.

2) 기존의 수업 방식 분석

기존 수업 분석 1

☑ 과목당 수행평가의 비중이 40%이상이며 수행평가 영역은 2가지 이상으로 과목당 적어도 2가지씩의 수행평가를 실시중임.

교사의 관점 학생의 관점

지필을 위한 진도와 수행평가가 분리되어 일 어나게 됨. 수행평가가 지향하는 것은 절대평 가이지만 지필은 상대평가이며 서열을 나누는 기능이 더 중시되고 무엇보다 객관식으로 평 가하는 괴리가 있음.

과목별 수행 시기가 너무 겹침. 보통 중간고 사를 치고 나서 기말 전까지 모든 과목들의 수행이 집중적으로 실시됨. 수행의 종류가 너무 많으며 지필과 수행 둘다를 준비하는 것에 고단함을 느낌.

기존 수업 분석 2

☑ 교과 간 협업 할 수 있는 여건을 갖추기 힘듦. 특히 학생들 선택 과목 때문에 그냥 수업 시간표를 짜도 제대로 나오지 않은 상황인데 협업 수업을 위해 특정 과목을 같은 시간에 배 치하고 큰 실을 활용하는 것이 쉽지 않음. 실제 통합 과학이나 통합 사회의 경우 전체적인 내용의 융합보다 전공별로 가르치는 것이 현실임.

교사의 관점 학생의 관점

코로나 시국에 거리두기를 위해서 넓은 공간 다양한 관점에서 주제에 대해 심도있게 다루

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3) 학교 문화 분석

기존 수업 분석 3

☑ 전체 역량 보다는 교과의 역량에 메여 수업이 진행되는 경향이 많고 특히 자기주도적 학 습역량과 평생 학습 역량 등 전체적인 조화를 고려할 여유가 없음. 즉 학생이 직접 주도적 으로 나서서 자신의 궁금증을 해결해볼 기회가 드뭄.

교사의 관점 학생의 관점

모든 과정이 주어지고 답도 정해져 있는 내용 을 수행평가에서도 다룰 경우 학생들의 흥미 를 이끌어내기 힘듦.

참고서에 이미 답이 나와 있는 실험을 하는 것에 큰 의미를 느끼지 않으며 그저 체험해 보았다에 그치는 경우가 많음.

기존 수업 분석 4

☑ 수업 시간에 알게 된 점들을 발표하는 과정을 통해 긍정적 자아효능감을 가질 수 있지만 그런 기회가 자주 주어지지 못함. 특히 지역이나 국제적으로 알리고 피드백을 받으며 성장 할 수 있는 기회가 매우 드뭄.

교사의 관점 학생의 관점

평가를 위한 혹은 생기부에 기록되지 위한 최 소한의 활동이 아니라 정말 학생이 궁금해하 는 것을 해결할 수 있게 도와줄 수 있는 활동 이 필요하며 지역이나 사회적인 파급 효과가 있다면 평생학습 역량에도 큰 도움이 될 것 임.

발표를 통해 긍정적인 성취감을 느낀 경우 그 과목에 애착을 느껴 더 열심히 수업을 듣 게 됨. 그런 경험 보다는 평가를 해치웠다로 받아들이는 학생들이 더 많음.

기존 수업 분석 5

☑ 교과의 독립성이 중시되어 과목 간 평가 일관성에 대해 고려하지 못함

교사의 관점 학생의 관점

동교과 간 평가 기준에 대해서 논의 하는 것 은 보편적이지만 다른 과목 간 평가 기준을 논의하는 것은 흔하지 않음.

만약 수업마다 보는 관점이 너무 다르다면 혼란함을 느끼게 됨.

문제상황 분석

①학생의 입장에서 교과목 별로 시기가 겹치고 너무 잦은 수행평가

②통합 및 융합 수업이 가능하지 못한 물리적 여건

③학생의 주도적인 활동이 지속되는 유기적 수업 연결 미비

④학생의 성취를 공유하는 장의 필요성(지역적, 국제적)

⑤교과목 간 평가기준의 공유와 어느 정도의 일관성 필요

학교 문화적 특성

경북대학교사범대학부 설고등학교

☑ 스스로 궁금한 점을 직접 설계하고 수행하는 프로젝트를 고1 통 합과학 및 과학탐구실험 수업 중 경험하도록 함. 과학 관련 실험의 경험이 많으며 교내외 과학 창의적 해결력 문제에 도전하는 학생들 이 많음.

☑ 2022년부터 IB(국제 바칼로레아) 교육과정과 2015개정교육과정 이 동시에 운영되며 현재 IB과정 학생들이 입학하였음. IB반 학생들 의 경우 호기심이 많고 자신의 의견이 뚜렷하며 도전하기를 즐김.

또한 영어를 사용하는 경험을 영어 이외의 교과에서도 가지고 싶어

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4) 개선 방안 찾기

나. 목표 설정

◦ 2015 개정 교육과정의 역량 증진을 극대화하는 융합 프로그램 개발 - 교과 분절형이 아니라 주제 중심으로 구성하여 학생의 평가 부담 경감 (시기 중복 및 연계를 통한 시너지 효과 창출)

- 과학, 기술, 정보, 영어의 관점에서 ICT를 활용한 글로벌 환경문제 해결 StarT 프 로젝트를 수업 중 경험하게 하기

☑ 1학년에서 배우는 기술의 경우 설계를 하고 시제품을 제작하여 하중을 측정하는 등 이론으로만 알던 구조를 직접 제작하고 측정하 는 활동이 활발히 이루어지고 있음.

능인고등학교

☑ 환경문제와 영어 수업을 접목한 수업 중 활동이 활발하게 열려 환경에 대한 학생들의 인지도가 높음.

☑ 마이크로 소프트 오피스와 팀즈를 통한 협업을 수업 중 경험하 였으며 새로운 것을 받아들이는 것에 두려움이 없음.

☑ 학생들의 수업에 대한 참여도와 열의가 높고 과제 집착력이 있 어 수행의 완성도가 높음.

수성고등학교

☑ 빅데이터 분석, 코딩, 프로그래밍 등의 수업이 활발히 열리고 있 으며 4차 산업 혁명 시대에 걸맞는 인공 지능이나 맞춤형 서비스 의 원리들에 대해 알아볼 수 있는 기회를 제공함.

☑ 실제 데이터를 통해 경향성을 분석할 수 있는 과정을 수업과 융 합할 수 있을 만큼 학생들의 정보 소양이 뛰어남.

☑ 학생들의 수업에 대한 참여도와 열의가 높고 과제 집착력이 있 어 수행의 완성도가 높음.

개선방안

①학생의 입장에서 교과목 별로 시기가 겹치고 너무 잦은 수행평가

=> 주제 중심 통합 수업 운영으로 인한 수행평가의 부담 줄이기

②통합 및 융합 수업이 가능하지 못한 물리적 여건

=> 시공간의 제약을 뛰어넘는 온라인 접근을 통한 통합 시도, 자신의 교과 시간 중 다른 선생님의 녹화 영상으로 협업 해보기

③학생의 주도적인 활동이 지속되는 유기적 수업 연결 미비

=> 주제 중심 통합 수업 운영을 통한 유기적 연결 구축

④학생의 성취를 공유하는 장의 필요성(지역적, 국제적)

=>수업 시간 중 공유 및 StarT 프로젝트도 도전할 수 있음을 알리기

⑤교과목 간 평가기준의 공유와 어느 정도의 일관성 필요

=>서로 다른 교과 간 수업 내용에 대한 이해와 평가에 대한 공유 필요

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◦ 학생 주도형 프로젝트 수행 후 국제 StarT 프로그램 참여 기회 제공

- 수업 시간 중 발표를 통한 성취감 증진 뿐만 아니라 국제적으로 자신의 융합적인 탐구의 경험을 알릴 수 있는 기회 제공

- 교과 간 연계를 통해 일관된 주제로 연속적인 활동을 할 수 있는 기회 제공

- 교과 간 시공간의 제약을 벗어난 블랜디드 협업을 통해 주어진 시간 내에 융합 프 로젝트를 실시하는 방법을 적용해보기

(동영상으로 제작한 내용을 교과 시간에 보여주어 완벽한 실시간 융합은 아니지만 시공간적 제약 속에서 융합을 경험할 수 있게 할 수 있음)

◦ 학생 주도형 프로젝트 프로그램 개발 및 공유

- 지역적 사례 공유 : 연구 수업(대면 혹은 원격)을 진행하여 학생들이 어떤 과정으 로 프로젝트를 수행하였는지에 대해 알리기, 관련 자료 공유 및 관련 질문들에 대한 응답해주기, 특히 주제 중심으로 협업 프로젝트를 한 사례를 공유하고 변형할 수 있는 버전에 대한 컨설팅 제공하기

- 국제적 사례 공유 : StarT 프로그램을 개발하고 관련 자료들과 어떤 취지를 가지고 프로젝트를 구상하였는지에 대한 설명을 넣은 동영상 제작, StarT 프로젝트를 경험한 학생들의 시행착오와 성장에 대한 동 영상 제작

다. 이론적 배경

과학적 지식 과학

탐구 기술

경험 학생의 몰입을 유도하며

실질적 과학탐구가 일어남

‘Design Space 과학 탐구 교수-학습 모형’

[Design Space 과학탐구 학습 모형 및 융합 인재 교육 STEAM]

○ Design Space 과학 탐구 모형(Hogam, Natasi & Pressley, 2000) - 미국 오레곤 주립대학 및 교육부 연구팀에서 개발한 교수법임.

- 과학탐구 활동과 실험을 학생의 경험(일상 생활 소재), 과학탐구 기술(실험 설계와 수행을

위한 절차적인 기술, 과학적 사고기술(추리, 비판)), 과학적 지식 이 세 분야의 교집합이

최대화 되는 방식으로 설계하여 학생의 실질적 탐구를 조장함.

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[Design Space 과학탐구 교수-학습 모형]

- 문제 상황의 발견과 해결 방안 모색은 반복적으로 진행될 수 있음

- 실질적인 과학탐구의 목적을 위해서는 학생이 직접 문제제기를 할 수 있어야 하며 문제 해결을 위해 탐구 설계를 하고 수집된 자료에서 필요한 증거를 구분할 수 있어야 함.

또한 명확한 증거를 바탕으로 설명을 형성하여야 하며 의견 교환을 통해 자신과 다른 설명을 반박할 수도 있어야 하며 자신의 설명과 다른 설명을 잘 보완하여 학생들에게 발표하는 토론의 기회를 가져야 함.

=> 과학적 탐구 기능을 통해 과학적 지식과 논리적 사고 및 비판적 사고도 기를 수 있음!

○ STEAM 탐구 모형

- 과학, 기술, 공학, 수학 + 인문 예술 적 요소

- 과학 기술에 대한 학생의 흥미와 이해를 높이고 과학기술 기반의 융합적 사고력과 실생활 문제 해결력을 배앙하는 교육

=> 설계 및 수행 완성 후 뿌듯함을 느끼는 과정이 몰입을 이끌어 냄.

○ Design thinking 활용하기

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- 상황을 분석하고 그 상황을 나의 경험과 연계하여 깊이 공감하는 과정을 통해 문제 해결에 더욱 몰입할 수 있는 계기를 제공함.

- 디자인 씽킹의 공감하기를 과학적 문제 해결에 도입할 경우 시너지 효과가 매우 클 것이라 판단함.

- 또한 문제를 정의하는 단계에서 구체적이고 해결 가능한 문제를 선정하게 하며 이를 개선하기 위해 실제 프로토타입을 제작하고 피드백을 받는 경험을 미리 해볼 수 있음.

라. 전문적 교사학습 공동체(PLC) 로드맵

구분 전문적 교사학습 공동체(PLC) 목표 설정

1단계 : 그룹구성

(4월)

§ 자료에 대한 의견

§ 모든 PLC 구성원의 PLC 모델에 관한 논의 및 공유

§ 그룹의 조정자 선정과 그 역할에 대한 동의

§ PLC 모임에서 해야 할 일에 대한 합의

§ PLC 활동에 대한 동의

★ 그룹구성 : 생명과학, 기술, 영어, 정보과학 교사 각 1인 + 자문위원 1인 2단계 :

초점 확인 (5월)

§ 구체적이고 측정가능한 초점화된 질문 합의

§ 탐구 질문과 학생 학습 결과와의 관련성

§ 학생의 학습 결과에 대한 영향 판단 및 측정할 수 있는 기준 확립

★ 프로그램 주제 선정 : ICT를 활용한 글로벌 환경문제 해결 StarT 프로젝트 과학 – 생태계와 지속가능한 발전에 대한 환경 이슈 공감하기

기술 – 설계 및 제작, 설계에 따른 효과의 차이 검증하기 정보 – 데이터 수집 및 분석, 통계적 분석

영어 – 전세계적인 공유 및 과학적 증거를 통한 설득하는 영상 제작

=> 실질적 탐구(자기주도적 실험 설계~수행~결과 나누기) : StarT 프로그램 활용 3단계 :

탐구 개발 및 테스트 실행

(6월~7월)

§ 개별 교사들의 탐구 질문 관련 연구 결과 고려 여부

§ 학생의 학습 향상을 위한 잠재적 전략을 확인하기 위한 일련의 탐구 질문과 활동 과정 정립

§ 수집된 자료와 증거를 확인하여 각 구성원이 선택한 전략과 접근방법의 영향을 평가

★ 세부 프로그램 개발 및 테스트 : 차시별 개발 및 연속적인 수업의 흐름 유지

=>StarT 프로그램 이해하기 및 변형 4단계 :

혁신과 변화 (7~8월)

§ 모든 구성원들이 학교 수준에서 실행해볼 수 있는 잠재적 전략 고려 및 일정 부분 동의 도달 여부

§ 새로운 시도와 변화에 따른 장애와 문제점 극복 대안 마련

★ 블렌디드 수업 상호 적용해보기 : 동영상 제작 및 적응 정도 알아보기

교과별 적용 차시 논의하기 : 사대부고(정보와 영어의 블렌디드 지원을 오프라인 교과 혹은 온라인 교과로 융합), 능인고(프로젝트의 과정과 결과를 토대로 주장하는 발표 하기 진행), 수성고(프로젝트의 과정과 결과를 토대로 빅데이터 분석하기 진행)

5단계 : 시행 및 피드백 (9월~11월)

§ 개선과 향상을 위해 PLC에서 동의된 전략들 시도

§ 교실에서 변화가 가져온 영향에 대한 잠정적 자료와 피드백 수집 및 공유

★ 테스트를 기반으로 한 시행 착오 줄이기 및 프로젝트 실행 : 협업하기

(12)

(15차시 프로그램 개발 및 2학기 적용, 학생들의 수정 보완 작업(추가 실험, 주제 변경, 보완 실험)으로 인해 12월 초까지 진행 중)

마. ICT를 활용한 글로벌 환경 문제 해결 StarT 프로젝트의 청사진 - 사대부고 1학년 학생의 경우 : 정보와 영어의 블렌디드 통합 지원

개선 및 정교화

(11월)

§ 효율성을 극대화하기 우한 전략 재정립 및 재초점화 여부

§ 시도된 전략을 특정 학습 시기나 다양한 맥락에서 지속적으로 시도

§ 전략들의 효과성에 대한 자료와 증거를 지속적으로 수집

★ 개발 자료 수정 버전 정리 및 공유 준비하기, 일반화 시켜보기

7단계 : 결과 공유

(11월)

§ PLC를 통해 수행한 일에 대한 구체적이고 측정가능한 결과 보고

§ PLC에 구성원이 아닌 다른 교직원, 학교 운영자, 학부모 그리고 필요한 경우 다른 학교와 공유

§ 다른 교직원, 학교 운영자, 학부모 그리고 필요한 경우 다른 학교를 위해 영향과 결과에 근거하여 제언

★ 지역적 결과 공유 및 세계적 결과 공유

통합과학(1) + 과학탐구실험(2) 1차시

생태계의 구성과 생물다양성 환경자극을 객관적으로 표현해보기 : 아두이노 과학 저널 앱 활용

통합과학 (2학기 1주차) 2차시 내가 느끼는 문제 상황(환경)은 무엇이며 어떻게 해결할 수 있을까?

: 실험 설계(조작 변인의 효과 검증, 변인 통제 방법)

통합과학 (2학기 2주차)

3차시 실험 설계 및 실행 연습(실험군 대조군 시행착오) 과학탐구실험

(2학기 3주차) 기술(3) + 과학탐구실험(1)

4차시 실험 설계 및 실행연습2(실험군 대조군 시행착오) 기술(2학기 4주차)

5차시 오차를 줄일 수 있는 실험군과 대조군 제작 기술(2학기 5주차)

6차시 실험군과 대조군 제작 및 데이터 수집

: 아두이노 과학 저널 앱 활용 기술(2학기 6주차)

7차시 실험군과 대조군 제작 및 데이터 수집 : 아두이노 과학 저널 앱 활용

과학탐구실험 (2학기 6주차) 정보과학(3) + 과학탐구실험(1)

8차시 빅데이터 분석1(경향성 파악하기) 정보(2학기 4주차)

: 과학탐구실험 시간

9차시 빅데이터 분석2(통계적 처리) 정보(2학기 5주차)

: 과학탐구실험 시간 10차시 빅데이터 보완 실험 및 조작 변인의 효과 검증1 정보(2학기 7주차) : 과학탐구실험 시간

11차시 빅데이터 보완 실험 및 조작 변인의 효과 검증2 과학탐구실험

(2학기 8주차) 영어(3) + 과학탐구실험(1)

12차시 글로벌 이슈 환경 문제 영어와 친해지기(단어) 영어(2학기 9주차) : 과학탐구실험 시간 13차시 프로젝트를 통해 알게 된 점 영어로 소개하기(실행, 글쓰기) 영어(2학기 10주차)

: 과학탐구실험 시간 14차시 프로젝트를 통해 알게 된 점 영어로 소개하기(실행, 영상) 영어(2학기 11주차)

: 과학탐구실험 시간

(13)

바. 수업 모형 효과 판단

Ÿ (양적 평가) 개념 이해도 검사지(교과 특성에 따라 자체 개발 예정), 실험에 대한 태도 검사지(선행 논문에서 탐색)를 사용하고 검사 결과에 대해 사전-사후 검사(Paired t-test) 및 효과 크기(Effect size) 제시

Ÿ (질적 평가) 설문지와 반구조화된(semi-structured) 면담을 통해 학습자들의 의견 조사 Ÿ 기개발된 BARS 기반 핵심역량 평가도구 활용

핵 심 역 량

행동식별기준과 성취기준 비 고

대영역 중영역

융합인지능력

창의적 사고 • 아이디어의 창의성

• 사고의 혁신도

• 출 처 • 이종범 외(2010);

주인중, 박동열, 진미석(2010);

Spencer&Spencer(1993) 비판적 사고 • 사고의 난이도

• 사고의 통합성 융합지식이해

• 지식의 활용성

• 개념의 개념화

• 지식의 창조성

융합수행능력

문제해결 • 문제 이해

• 문제해결 실행 의사소통

• 의사소통

• 발표력

• 공감·경청 협동

• 갈등관리

• 역할의 범위

• 역할의 수행 융합도구활용

• 지적표현 도구 이해

• 정보기기 도구 조작

• 자원 활용

융합태도능력

배려심 • 다양성 이해

• 공감

책임감 • 윤리의 실천

• 임무 수행

(14)

3. 연구 수행 내용 및 결과

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 ICT를 활용한 글로벌 환경문제 해결 StarT 프로젝트 선행

프로그램명 해당없음

학교급 고등학교 대상 학년(군) 1학년(통합), 1학년(활용) 목표 수혜학생 수 241명, 187명, 110명

중심과목

통합과학 과학탐구

실험

중심과목 성취기준 영역

[10통과08-01] 인간을 포함한 생태계의 구성 요소 와 더불어 생물과 환경의 상호 관계를 이해하고 인류의 생존을 위해 생태계를 보전할 필요성이 있 음을 추론할 수 있다.

[10과탐02-07] 생활 속에서 발견한 문제 상황 해 결을 위한 과학탐구 활동 계획을 수립하고 탐구 활동을 수행할 수 있다.

연계과목

기술 영어 정보

연계과목 성취기준 영역

[12기가05-09]적정기술, 지속가능한 발전과 관련된 문제를 창의적으로 탐색하고 실현하며 평가한다.

[10영04-02] 일상생활이나 친숙한 일반적 주제에 관하여 대화를 듣거나 글을 읽고 적절한 어휘와 언어 형식을 활용 하여 간단하게 요약하는 글을 대략적으로 쓸 수 있다.

[10영02-03] 일상생활이나 친숙한 일반적 주제에 관해 다양하고 적절한 어휘와 표현을 활용하여 자신의 의견이 나 감정을 정확하게 표현할 수 있다.

[12정보02-03] 인터넷, 응용 소프트웨어 등 컴퓨팅 도구를 활용하여 문제 해결을 위한 자료를 수집하 고 분석한다.

개발계획

주제 연번 차시

(시수) 과목 연계(안)

1 3 통합과학(1) + 과학탐구실험(2)

1차시

생태계의 구성과 생물다양성 환경자극을 객관적으로 표현해보기 : 아두이노 과학 저널 앱 활용 2차시

내가 느끼는 문제 상황(환경)은 무엇이며 어떻게 해결 할 수 있을까?

: 실험 설계(조작 변인의 효과 검증, 변인 통제 방법) 3차시 실험 설계 및 실행 연습(실험군 대조군 시행착오)

2 4 기술(3) + 과학탐구실험(1)

4차시 실험 설계 및 실행연습2(실험군 대조군 시행착오) 5차시 오차를 줄일 수 있는 실험군과 대조군 제작 6차시 실험군과 대조군 제작 및 데이터 수집

: 아두이노 과학 저널 앱 활용

3 4 정보과학(3) + 과학탐구실험(1)

8차시 빅데이터 분석1(경향성 파악하기)

9차시 빅데이터 분석2(통계적 처리)

10차시 빅데이터 보완 실험 및 조작 변인의 효과 검증1 11차시 빅데이터 보완 실험 및 조작 변인의 효과 검증2

4 영어(3) + 과학탐구실험(1)

12차시 글로벌 이슈 환경 문제 영어와 친해지기(단어)

(15)

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 15차시

수업 적용 기간 2021. 08. 17. ~ 2021. 12. 28.

(STEAM 수업) 수혜학생 수

1학년(통합) 경대사대부고 241명, 1학년(활용) 수성고 187명, 능인고 110명

학생 태도검사 1차(사전) 검사 7월 22일~, 10개 학급(188명) 실시완료 2차(사후) 검사 11월 15일~, 10개 학급(147명) 실시완료

학생 및 교사 만족도조사 11월 15일 실시 완료

학술대회 참가 행사명 StarT 프로젝트

일자/장소 2022년 2월 / 온라인 (예정)

가. STEAM 프로그램 개발‧적용

(1) 프로그램 개발 내용([부록1] 15차시 지도안 및 자료 참조)

통합과학(1) + 과학탐구실험(2)

1차시

과학탐구실험 (2학기 1주차)

2차시 내가 느끼는 문제 상황(환경)은 무엇이며 어떻게 해결할 수 있을까?

과학탐구실험 (2학기 2주차)

과 학 탐 구 실 험 ( 2 학 기 6주차)

정보과학(3) + 과학탐구실험(1)

8차시 빅데이터 분석1(경향성 파악하기) 정보(2학기 4주차) :

과학탐구실험 시간

9차시 빅데이터 분석2(통계적 처리) 정보(2학기 5주차) :

과학탐구실험 시간 10차시 빅데이터 보완 실험 및 조작 변인의 효과 검증1 정보(2학기 7주차) :

과학탐구실험 시간 11차시 빅데이터 보완 실험 및 조작 변인의 효과 검증2 과 학 탐 구 실 험 ( 2 학 기

8주차) 영어(3) + 과학탐구실험(1)

12차시 글로벌 이슈 환경 문제 영어와 친해지기(단어) 영어(2학기 9주차) : 과학탐구실험 시간 13차시 프로젝트를 통해 알게 된 점 영어로 소개하기(실행, 글쓰기) 영어(2학기 10주차) :

과학탐구실험 시간 14차시 프로젝트를 통해 알게 된 점 영어로 소개하기(실행, 영상) 영어(2학기 11주차) :

과학탐구실험 시간 영어(2학기 12주차) :

(16)

(2) 프로그램 개발‧적용 결과([부록1] 15차시 지도안 및 자료 참조)

교수학습 지도안 개발

차시(시수)

프로그램명 프로그램 주제 운영

대상(학년)

완료 여부

개발 수업적용 학생수

1 생태계의 구성과 생 물다양성

환경자극을 객관적으로 표

현해보기 1학년 완료 완료 241

2 실질적 탐구 1 내가 느끼는 문제 상황(환 경)은 무엇이며 어떻게 해 결할 수 있을까?

1학년 완료 완료 241

3 실질적 탐구 2 1학년 완료 완료 241

4 지속가능한 발전 지속가능한 발전 아이디어

내기 1학년 완료 완료 241

5 설계하기1 도면그리기 1학년 완료 완료 241

6 설계하기2 출력하기 1학년 완료 완료 241

7 데이터 수집하기 실험군과 대조군 데이터

얻기 1학년 완료 완료 241

8 빅데이터 분석1 공공데이터 경향성 파악하

기 1학년 완료 완료 241

187 9 빅데이터 분석2 통계적 처리 T테스트, 회귀

선 분석 방법 1학년 완료 완료 241

187 10

빅데이터 보완 실험 및 조작 변인의 효 과 검증1

공공데이터와 수집한 실험

데이터 비교 분석하기 1학년 완료 완료 241

187

11

빅데이터 보완 실험 및 조작 변인의 효 과 검증2

실험 데이터 보완하기 1학년 완료 완료 241

187

12

글로벌 이슈 환경 문제 영어와 친해지 기(단어)

환경 관련 이슈 분석(단어) 1학년 완료 완료 241 110 13

프로젝트를 통해 알 게 된 점 영어로 소 개하기(실행, 글쓰기)

환경 관련 주장

글쓰기(영작) 1학년 완료 완료 241

110

14

프로젝트를 통해 알 게 된 점 영어로 소 개하기(실행, 영상)

환경 관련 동영상 분석 및

제작 1학년 완료 완료 241

110

15 프로젝트 결과 나누기 동영상 나누기 1학년 완료 완료 241

110

합계 4,803

나. 성과 확산 및 실천

(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최([부록4] 공개 수업 참조)

회차 일시 장소 참석대상 주요내용

1차 ’21.11.10.(수)

09:30~10:20 과학실2 고교교사 - 수업 공개

(17)

다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사

구분 조사 시기 내용

1차(사전)검사 ’21.7.22. ~ ’21.8월 중 7~8월, 10개 학급(188명) 실시완료 2차(사후)검사 ’21.11.15. ~ 11월 중 11월, 10개 학급(147명) 실시완료

(1) 수혜학생 태도 조사

- 사전 조사 188명, 사후 조사 147명

- 통합형 사전 사후 조사 동일인 정렬 180개의 자료, 90명 자료 비교 분석

15:00~17:30 - 실질적 탐구와의 접목

2차 ’21.5.31.(월)

16:30~18:00 온라인 신혜원 교사(연구책임자) - 사례 벤치마킹

- 실질적 탐구와의 접목 3차 ’21.7.15.(목)

16:30~18:00 온라인 신혜원 교사(연구책임자) - 사례 벤치마킹

- 실질적 탐구와의 접목 4차 ’21.9.14.(화)

16:30~18:00 온라인 박태영 교사 - 사례 벤치마킹

- 실질적 탐구와의 접목

질문 사전 비율 사후 비율 증가정도(명)

1. 나는 과학 수업 내용이 재미있다. 매우 동의함(16명) 17.8% (33명) 36.7% +17 2. 나는 수학 내용을 이해할 자신이 있다. 매우 동의함(16명) 17.8% (34명) 37.8% +18 3. 나는 수학 관련 활동(수학 체험 활동, 수

학 퀴즈 풀이 또는 수학 관련 글읽기)이 재 미있다.

매우 동의함(16명) 17.8% (29명) 32.2% +13

4. 과학 관련 직업을 갖는 것은 멋진 일이

다. 매우 동의함(23명) 25.6% (55명) 61.1% +22

5. 나는 과학 공부 하는 것이 즐겁다. 매우 동의함(13명) 14.4% (32명) 35.6% +19 6. 과학 내용을 이해할 자신이 있다. 매우 동의함(12명) 13.3% (30명) 33.3% +18 7. 나는 과학 관련 정보나 책을 찾아 읽는

것을 즐긴다. 매우 동의함(11명) 12.2% (30명) 33.3% +19

8. 나는 과학을 좋아한다. 매우 동의함(13명) 14.4% (32명) 35.6% +19 9. 수학과 관련된 직업에 관심이 있다 매우 동의함(9명) 17.8% (24명) 26.7% +15 10. 나는 과학 관련 활동(과학관 견학, 과학

행사 참여, 과학 관련 글읽기)이 재미있다. 매우 동의함(16명) 17.8% (34명) 37.8% +18 11. 나는 과학 실험 기자재를 다른 친구와

사이좋게 나누어 사용한다. 매우 동의함(24명) 26.7% (50명) 55.6% +26 12. 과학 시간에 모둠 활동을 할 때 친구들

과 의견을 교환하는 것은 중요하다. 매우 동의함(34명) 37.8% (65명) 72.2% +31 13. 과학 공부를 하는 것은 고등학교나 대

학교에서 공부하는데 도움이 된다. 매우 동의함(27명) 30% (52명) 57.8% +25 14. 나는 수학 수업 내용이 재미있다. 매우 동의함(16명) 17.8% (37명) 41.1% +21 15. 나는 수학 시간에 친구의 발표를 주의

깊게 듣는다. 매우 동의함(21명) 23.3% (46명) 51.1% +25

16. 나는 수학 관련 정보나 책을 찾아 읽는

것을 즐긴다 매우 동의함(8명) 8.9% (26명) 28.9% +18

17. 수학은 다른 교과를 공부하는 데 도움

매우 동의함(20명) 22.2% (41명) 45.6% +21

(18)

18. 나는 수학 시간에 나와 의견이 다른 친

구의 의견을 존중한다. 매우 동의함(28명) 31.1% (53명) 58.9% +25 19. 수학 관련 직업을 갖는 것은 멋진 일이

다. 매우 동의함(24명) 26.7% (44명) 48.9% +20

20. 나는 과학 시간에 의견을 주장할 때 다

른 친구의 입장도 고려한다. 매우 동의함(27명) 30% (58명) 64.4% +31 21. 나는 수학 공부 하는 것이 즐겁다 매우 동의함(12명) 13.3% (31명) 34.4% +19 22. 나는 수학 시간에 친구들과 적극적으로

의견을 교환한다. 매우 동의함(21명) 23.3% (45명) 50% +24

23. 나는 과학 시간에 친구들과 적극적으로

의견을 교환한다. 매우 동의함(25명) 27.8% (48명) 53.3% +23 24. 나는 과학이 쉽다고 생각한다 매우 동의함(2명) 2.2% (10명) 11.1% +8 25. 나는 수학 시간에 내 생각을 적극적으

로 표현한다. 매우 동의함(10명) 11.1% (30명) 33.3% +20

26. 나는 과학 시간에 친구의 발표를 주의

깊게 듣는다. 매우 동의함(20명) 22.2% (49명) 54.4% +29

27. 나는 수학 문제를 잘 풀 수 있다는 자

신이 있다. 매우 동의함(14명) 15.6% (23명) 25.6% +9

28. 나는 수학 내용에 대한 이해가 빠르다. 매우 동의함(12명) 13.3% (23명) 25.6% +11 29. 과학은 다른 교과를 공부하는데 도움이

된다. 매우 동의함(17명) 18.9% (39명) 43.3% +22

30. 나는 과학 내용에 대한 이해가 빠르다. 매우 동의함(9명) 10% (27명) 30% +18 31. 과학 지식은 일상생활에 도움이 된다. 매우 동의함(26명) 28.9% (48명) 53.3% +22 32. 수학 시간에 모둠 활동을 할 때 친구들

과 의견을 교환하는 것은 중요하다. 매우 동의함(27명) 30% (56명) 62.2% +29 33. 수학 공부를 하는 것은 고등학교나 대

학교에서 공부하는데 도움이 된다. 매우 동의함(32명) 35.6% (53명) 58.9% +21 34. 나는 수학을 좋아한다. 매우 동의함(11명) 12.2% (30명) 33.3% +19 35. 과학 문제를 잘 풀 수 있다는 자신이

있다. 매우 동의함(9명) 10% (27명) 30% +18

36. 과학과 관련된 직업에 관심이 있다. 매우 동의함(14명) 15.6% (39명) 43.3% +25 37. 나는 과학 시간에 내 생각을 적극적으

로 표현한다. 매우 동의함(15명) 16.7% (35명) 38.9% +20

38. 나는 수학이 쉽다고 생각한다. 매우 동의함(4명) 4.4% (14명) 15.6% +10 39. 나는 수학 시간에 의견을 주장할 때 다

른 친구의 입장도 고려한다. 매우 동의함(26명) 28.9% (46명) 51.1% +20 40. 수학 지식은 일상생활에 도움이 된다. 매우 동의함(19명) 21.1% (40명) 44.4% +21

41. 희망 진로 과학자(2명),

기술공학자(3명)

과학자(4명), 기술공학자(1

3명)

증가

42. 국어, 수학, 과학, 기술 선호도 매우 좋아함 (11, 13, 14, 8명)

매우 좋아함 (19, 23, 28,

18명)

증가

43. 국어, 수학 과학, 기술 성적 매우 잘함 (3, 3, 5, 3명)

매우 잘함

(6, 10, 10, 증가

(19)

으며 이를 통해 모둠활동에서 의견을 교환하고 조율하는 것이 중요함을 경험을 통해 체득하고 배려와 상호 존중 또한 경험함을 확인할 수 있다. 다만 수학 과학 문제 풀이 에 대한 자아 효능감은 실생활 문제 해결이 아닌 기존 평가 방식 내 문제 풀이를 지칭 하였기에 모둠별 프로젝트를 통해 빠른 문제 풀이에 대한 효능감은 기르기 힘듬을 확 인할 수 있다. 원래 프로젝트의 목적이 빠른 문제 풀이는 아니었으므로 저 부분의 설 문 질문은 차후 보완될 필요가 있어 보인다. 이를 통해 여러 과목을 연계한 장기 프로 젝트가 학생들의 과학적 태도와 인식에 많은 영향을 미침을 확인할 수 있다.

- 사후 조사 문항만 비교(147명, 사후에만 있는 44번 문항부터)

질문 사전 비율

44. STEAM 수업에 만족하십니까? 매우그렇다(42명) 26.6% 대체로 그렇다(52명) 32.9%

45. STEAM 수업은 재미있었나요? 매우그렇다(46명) 29.1% 대체로 그렇다(43명) 27.2%

46. STEAM 수업 활동에 적극적으로

참여하였나요? 매우그렇다(65명) 41.1% 대체로 그렇다(56명) 35.4%

47. STEAM 수업의 내용 수준은 어

떠하다고 생각합니까 보통이다(87명) 55.1% 대체로 어렵다(36명) 22.8%

48. 기존의 수업과 참여한 STEAM 수업의 가장 큰 차이점이 무엇이라 고 생각하는지 한 개만 고르세요.

친구들과 협력해서 수행하는 모둠별 활동이 많다(52명) 32.9%

학생 중심의 활동이 많고 선생님의 설명은 많지 않다(34명) 21.5%

수학, 과학, 기술 등 여러 과목을 관련지어 배울 수 있다(32명 20.3%

스스로 생각하고 학습해야 한다(25명) 15.8%

49. STEAM 수업에서 좋았던 점을

순서대로 적어주세요. 의견이 다양함

50. STEAM 수업 중 가장 어려웠던 점은 무엇인지 한 개만 고르세요.

조사, 실습, 만들기 등 수업 시간에 할 것이 많아 시간이 부족 하다(64명, 40.5%)

2. 수업 시간 동안에 해결해야하는 문제가 너무 어렵다(49명) 31%

51. 앞으로도 STEAM 수업을 지속적

으로 받고 싶습니까? 매우 그렇다(31명) 19.6%, 대체로 그렇다(46명) 29.1%

52. 1) 나는 과학 수업이 재미있어졌

다. 동의함(79명) 50%, 매우 동의함(43명) 27.2%

52. 2) 나는 과학‧수학 학습 내용에

대해 많이 이해하게 되었다. 동의함(86명) 54.4%, 매우 동의함(43명) 27.2%

52. 3) 나는 과학·수학 학습에 대한

흥미가 생겼다. 동의함(83명) 52.5%, 매우 동의함(46명) 29.1%

52. 4) 나는 과학기술에 대한 관심이

생겼다. 동의함(82명) 51.9%, 매우 동의함(50명) 31.6%

52. 5) 나는 과학 관련 책이나 글을

읽는 것이 좋아졌다. 동의함(71명) 44.9%, 매우 동의함(41명) 25.9%

52. 6) 나는 문제해결을 위해 스스로

생각을 하게 되었다. 동의함(88명) 55.7%, 매우 동의함(62명) 39.2%

52. 7) 나는 다양한 학습 활동을 끝

까지 해내게 되었다. 동의함(84명) 53.2%, 매우 동의함(66명) 41.8%

(20)

=> 스팀 프로젝트 수업 후 학생들의 과학, 수학, 기술에 대한 태도가 향상됨을 확인할 수 있다. 특히 과학 수업에 대한 흥미, 이해도, 학습 욕구, 과학 기술에 대한 관심, 과 학 관련 조사의 필요성에 대한 인식도가 높아졌다. 무엇보다 문제 해결을 위해 스스로 생각을 하게 되었다가 94.9%로 매우 많은 학생들이 스스로 사고를 하였음을 확인할 수 있었으며 활동을 끝까지 완수한 학생이 95%였고 한가지 문제에 대해 다양하게 생각해 본 학생이 95%였다.

또한 배운 내용을 토대로 실생활과 연관지으려 노력한 학생이 89.2%였으며 문제 해결 시 융합적인 사고를 한 학생이 86.7%였다. 수업에 대한 참여도는 96.2%의 학생들이 활 발하게 참여하였다고 답하였다. 또한 프로젝트를 진행하며 96.2%의 학생들이 논리적으 로 토론하였으며 95.6%의 학생들이 자신의 아이디어를 표현하였다. 다른 친구들의 의 견을 경청하고 존중한 학생이 98.8%였고 협력의 중요성과 배려심을 기른 학생이 각각 97.4%, 94.3%였다. 실패를 두려워하지 않는 도전 의식을 가지 학생이 88.6%였으며 과학 기술 분야 직업에 관심이 생긴 학생이 80.4%였다.

이를 통해 수업을 통한 융합적인 경험이 학생이 수학 과학과 기술 공학을 바라보는 관 점을 변화시킬 수 있으며 이러한 경험들이 학생의 진로에도 영향을 줄 수 있음을 확인 할 수 있었다. 보다 많은 학생들이 융합적인 경험을 많이 할수록 교육의 위상과 행복

게 생각해보았다.

52. 9) 나는 배운 내용을 실생활과

연관 지으려고 노력하였다. 동의함(79명) 50%, 매우 동의함(62명) 39.2%

52. 10) 나는 문제해결에 여러 과목 에서 배운 지식을 동시에 적용하려 고 노력하였다.

동의함(79명) 50%, 매우 동의함(58명) 36.7%

52. 11) 나는 적극적이고 활발하게

수업에 참여하였다. 동의함(84명) 53.2%, 매우 동의함(68명) 43%

52. 12) 나는 친구들과 논리적으로

토론하였다. 동의함(86명) 54.4%, 매우 동의함(66명) 41.8%

52. 13) 나는 다른 친구들에게 나의

아이디어를 표현하였다. 동의함(79명) 50%, 매우 동의함(72명) 45.6%

52. 14) 나는 다른 친구들의 의견을

경청하고 존중하였다. 동의함(69명) 43.7%, 매우 동의함(66명) 41.8%

52. 15) 나는 다른 친구들과 협력하 는 것의 중요성을 생각하는 마음이 생겼다.

동의함(68명) 43%, 매우 동의함(86명) 54.4%

52. 16) 나는 다른 친구들을 배려하

는 마음이 생겼다. 동의함(63명) 39.9%, 매우 동의함(66명) 41.8%

52. 17) 나는 실패하는 것을 두려워

하지 않고, 도전의식이 생겼다. 동의함(81명) 51.3%, 매우 동의함(59명) 37.3%

52. 18) 나는 과학기술 분야와 관련

된 직업에 대한 관심이 생겼다. 동의함(70명) 44.3%, 매우 동의함(57명) 36.1%

(21)

(2) 교원 만족도 조사

- 스팀 교육 인식 정도 : 매우 그렇다(50%), 보통(50%)

- 스팀 교육의 목표 : 종합적인 문제해결과 창의적 사고 및 설계 방법을 학습하고 다양한 가치 창출에 기여(100%)

- 스팀 수업 중점 사항 : 상황제시-창의적 설계-내용 융통합-감성적 체험(100%) - 스팀 교육 도입 : 매우 그렇다(50%), 그렇다(50%)

- 스팀 지속 의향 : 매우 그렇다(50%), 그렇다(50%) - 스팀 필요성 : 매우 그렇다(75%), 그런 편이다(25%) - 스팀 만족도 : 매우 만족함(100%)

- 수업 난이도 : 어렵다(50%), 보통(50%) - 어려웠던 점 : 시간 부족(100%)

- 수업 준비시 가장 어려웠던 점 : 실제 수업에서 감성적 체험 활동 제공(25%), 실제 수업에서 창의적 설계 과정(75%)

- 스팀 수업의 어려움 : 시간 확보의 어려움, 수업 진도 달성의 어려움, 업무 부담 가중

- 스팀 교육의 효과 : 흥미도 증가, 이해도 증가, 창의적 사고력/설계 능력 증진, 융 합적 문제해결능력 증진, 실생활 문제 해결력 증지, 진로 관심 향상, 협업능력 증진

☆ 스팀 교육을 통해 학생들이 지속적으로 여러 교과에서 같은 프로젝트와 연관된 수 업을 진행하고 중간발표와 최종 발표 등 발표의 기회가 다양한 교과에서 여러 번 주 어지므로 처음에는 참여하지 않던 학생들도 친구들의 발표를 듣고 자신도 시도를 하 는 모습을 보였다. 이를 통해 과학적 사고 역량 증진 및 세상을 이해하는 또 하나의 방식을 접할 수 있을 것이다. 다만 교과별로 융합 할 수 있는 시간과 공간의 확보가 필요할 것이다.

4. 결론 및 제언

1) 프로그램 개발 성과

ICT를 활용한 글로벌 환경문제 해결 StarT 프로젝트 교수 학습 자료를 개발함으로 서 다음과 같은 성과를 얻었다.

첫째, 실질적 탐구 수업모델과 교과 연계형 교육프로그램(과학+기술+정보+영어)을 개발하고 시범 적용해 봄으로써 학교 현장에 적용할 수 있는 현실적인 교육 과정 편성안과 교육 프로그램의 개선안을 제시하였다.

둘째, 연계형 프로젝트로 인해 학생들의 흥미와 이해가 증가해 학습활동에 대한 참

(22)

셋째, PLC 연구회 운영으로 교사들의 융합교육의 역량이 향상되어 실생활 주제 중 심이며 현장에서 성공적으로 적용될 수 있는 탐구 프로그램을 지속적으로 개 발할 의욕을 얻었다.

넷째, 융합교육의 결과가 지역은 물론 국제적으로 공유됨으로써 교과간 융합교육과 다양한 융합에 대한 시도가 단위학교에서 증가할 수 있는 자료를 제시하였다.

(StarT Best educational practices 및 StarT projet 준비 중) 또한 핀란드 루마 센터의 StarT 프로젝트에 대한 소개가 학습에 큰 동기부여가 되기도 하였다.

다섯째, 실험 설계 및 산출물 뿐만 아니라 빅데이터 처리 능력, 국제적으로 근거를 들어 자신의 의견을 개진하는 방법 등 학생들의 과학적 사고력 향상은 물 론 자기주도적 역량과 평생 학습 능력을 좌우할 수 있는 학생들의 참여를 이끌었다.

2) 연구결과 활용(확산)방안

○ 환경 관련 탐구 모형은 수업에 적용되는 범위가 넓어 자료 해석에서 설계 제작까지 폭넓게 쓰일 수 있는 확장 가능성 제시

○ 문제 해결형 탐구실험 모형의 효과를 양적 및 질적 관점에서 정리하여 결과 보고서에 제시 → 수업 모형의 효과와 제한점을 모두 제시

○ 수업 공개를 통해 수업 모형의 적용 예를 제시하여 지역 사회의 교사들의 전문성 신장 및 협의회를 통한 추가적인 발전 방향 모색

○ 연구 결과를 체계적으로 정리하여 국제 Start Best educational practices에 공모 준비, 관련 결과를 생물교육학회에 투고 예정

→ 자문 위원의 도움을 통해 논문의 성격에 맞게 내용 수정

- Best educational practices 개발(준비 중) 및 학생 Project 참여(10개 팀 준비 중) - 탐구 기반 프로젝트를 개발하고 과학‧정보‧기술 교과를 연결하여 현상을 기반으로 한

학습이나 StarT 프로젝트를 도입하는 데 유용했던 교육 방법이나 모델을 교육자의 관점에 서 교육법 수행 과정을 소개하는 영상과 기술서 준비 중

3) 연구 제언

- PLC 활동 시간을 연수 시간을 인정받을 수 있어 교사들의 적극적인 참여를 더욱 이끌어 낼 수 있었다.

- 각자의 역량이 하나의 주제로 모여 학생들의 수행 부담 경감 및 다양한 관점에서

학생 프로젝트의 수준을 올릴 수 있었다. 또한 교사들도 기존의 메너리즘 대신 새

로운 경험을 할 수 있었다.

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혹은 2차년도 연구 등을 더 할 수 있는 추가적인 기회가 주어진다면 프로그램의 완성도를 더욱 높일 수 있을 것이다.

- 학생들이 문제를 발견할 수 있는 충분한 기회를 제공받을 수 있었으며 모둠별로 문제를 해결하는 과정에서 갈등을 관리하며 협업을 통해 성장하는 모습을 볼 수 있어 매우 보람 있었다. 여러 과목에서 주어진 시간 동안 장기 프로젝트를 진행하 게 되어 예정보다 수업 중 스팀 프로젝트에 더 많은 추가적인 시간이 들었으며 학 생들 역시 방과후에도 프로젝트에 시간을 할애하여야 하였다. 다른 친구들 앞에서 발표를 하여야 하였고 자신들의 관심 분야를 과학적으로 논리적으로 표현하는 과 정을 통해 포기자를 막을 수 있었다. 힘은 들지만 발표를 통해 자신의 노력을 인정 받을 수 있는 이런 기회가 더 많은 학생에게 제공될 수 있기를 희망한다.

5. 참고문헌

○ 2020년 IB 생명과학 Cat3 온라인 직무 연수 교재, IB

○ 2019년 IB 생명과학 Cat1, 2 온라인/오프라인 직무 연수 교재, IB

○ 2018년 중등 영재교육 코디네이터 직무 연수 교재, 카이스트

○ 2019년 디자인 씽킹 직무 연수, 시교육청

○ 2018년 중등 영재교육 코디네이터 직무 연수 교재, 카이스트

○ 2017년 IOT야 피곤한 청소년을 깨워줘, 첨단장비 활용 STEAM 교육, 한국과학창의재 단

○ 2017년 고등학교 생명과학 선도교원 연수 교재, 교육부

○ 박기문, 이규녀 (2016). 학교교육에서 융합인재교육의 BARS 기반 핵심역량 평가도구 개발. 한국기 술교육학회지, 16(1), 196-217.

○ 2016 좋은 수업 거꾸로 교실 탐구 공동체, 서양 근대 혹은 동아시아형 교육을 넘어서 기 원고, 이혁규

○ 임철일, 연은경 (2015). 기업교육프로그램 개발과 교수체제설계(제1판). 파주:교육과학 사

○ 2015 국외 우수 창의교육 자료 검색 및 번역 연구 결과보고서, 한국과학창의재단

○ Welsh Government (2013), Professional learning communities. Guidance doc no : 108/2013.

○ 임철일 (2012). 교수설계 이론과 모형(제2판). 교육과학사.

○ 2007년 중등영재교육직무연수 기초과정 수학 과학 연수 교재, 경북대학교

(24)

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.

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[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

프로그램 명: ICT를 활용한 글로벌 환경문제 해결 StarT 프로젝트 1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역 1 1~3/15 [10과탐02-07] 생활 속에서 발견한 문제 상황 해결을 위한 과학탐구

활동 계획을 수립하고 탐구 활동을 수행할 수 있다. [10통과08-01]

2 4~6/15 [12기가05-09] 적정기술, 지속가능한 발전과 관련된 문제를 창의적으

로 탐색하고 실현하며 평가한다. [10과탐02-07]

3 7/15 [10과탐02-07] 생활 속에서 발견한 문제 상황 해결을 위한 과학탐구 활동 계획을 수립하고 탐구 활동을 수행할 수 있다.

4 8~11/15 [12 정보 02-03] 인터넷, 응용 소프트웨어 등 컴퓨팅 도구를 활용하여

문제 해결을 위한 자료를 수집하고 분석한다. [10과탐02-07]

5 12~15/15

[10영02-03] 일상생활에 관한 그림, 사진, 또는 도표에 대해 설명할 수 있다.

[10영04-02] 일상생활에 관한 자신의 의견이나 감정을 표현하는 문 장을 쓸 수 있다.

[10과탐02-07]

1-1. 교육과정 재구성표

통합과학(1) + 과학탐구실험(2)

1차시

2차시 내가 느끼는 문제 상황(환경)은 무엇이며 어떻게 해결할 수 있을까?

과 학 탐 구 실 험 ( 2 학 기 6주차)

정보과학(3) + 과학탐구실험(1)

8차시 빅데이터 분석1(경향성 파악하기) 정보(2학기 4주차) :

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- 직접 실험 설계를 하는 경험이 필요하므로 장기 프로젝트를 하기 전 모둠으로 실험 설계를 할 수 있는 기회를 최대한 제공하여야 함(가능하다면 1학기 과학탐구실험 수업 동안 실험 설계에 대해 심 도 있게 알아볼 필요가 있음. 기회를 많이 제공하면 제공할수록 학생들의 습득력이 증가함)

- 성취기준에 의거 교과에서 다루는 내용과 결부될 수 있게 수업 설계를 하여야 실제적 진행이 잘 일어날 수 있으며 여러 과목이 융합할수록 한 학기 중 과목당 시수 배분이 쉬움. 특히 주당 수업이 1차시인 경우 학력평가나 임시공휴일, 영어듣기 평가 등등 수업 시수 변동이 생길 수 있으므로 여러 과목에서 용합을 하는 것이 바람직함.

- 학생들의 열의에 따라 운영 속도가 달라질 수 있음. 실제로 다른 학생들에게 발표를 하며 긍정적 자아효능감을 많이 얻을수록 계속 수정 보완을 하며 프로젝트의 부족한 부분들을 업그레이드하려는 자발적 시도들이 많아 실제 계획한 차시보다 더 많은 시간을 할애하고 있음.

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 15차시)

차시 주요내용

1~3 /15

주제(단원)명 2. 생활 속 과학 (실생활 문제 해결 실험 설계 + 통합과학 생태계)

Co 층간 소음 문제 발생시 어떻게 객관적인 자료를 가지고 소음 여부를 판단할 수 있을까?

CD 층간 소음 문제 해결의 각 단계 해결해보기, 자신이 생각하는 환경 관련 문제(아두이노 과학 저널 및 센서로 데어터 로깅이 가능할 것)를 정하고 객관화에서 결론 도츨까지 설계 하기

ET 직접 실험을 통해 설계를 변형하며 실험의 완성도 높이기

(완성도 높이기를 위해 기술, 정보, 영어 수업을 활용함. StarT 대회에 대한 소개를 통해 자발적으로 준비하려는 팀은 열심히 준비할 수 있게 1 학년 전교생에게 모두 알려줌)

4~6 /15

주제(단원)명 5. 안전한 삶과 미래기술

(4) 인간, 자연, 기술이 공존하는 발전

Co 실생활에서 발생하는 문제 중에 적정기술 혹은 지속가능개발등과 관련있는 문제를 탐구하여 선택하고, 이를 해결하기위한 ^CD 아이디어를 구상하여 실험을 설계하며, 실험을 실현할 수 있는

과학탐구실험 시간 10차시 빅데이터 보완 실험 및 조작 변인의 효과 검증1 정보(2학기 7주차) :

과학탐구실험 시간 11차시 빅데이터 보완 실험 및 조작 변인의 효과 검증2 과 학 탐 구 실 험 ( 2 학 기

8주차) 영어(3) + 과학탐구실험(1)

12차시 프로젝트를 통해 알게 된 점 영어로 소개하기(계획) 영어(2학기 9주차) : 과학탐구실험 시간 13차시 프로젝트를 통해 알게 된 점 영어로 소개하기(실행) 영어(2학기 10주차) :

14차시 프로젝트 결과 나누기1 영어(2학기 11주차) :

15차시 프로젝트 결과 나누기2 영어(2학기 12주차) :