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화천고등학교

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Academic year: 2022

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(1)

2020 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2020. 11.

화천고등학교

(2)

【 2020년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】

과제명

2020년 STEAM 교사연구회 운영(화천고등학교)

STEAM 프로그램

유형

(유형1) STEAM 프로그램 개선 및 보완을 통한 확산 모델 개발 ( √ ) - 선행 프로그램명: 미세먼지를 부탁해!-인공지능을 활용한 미

세먼지 자료 분석 및 대책-.

(유형2) 다양한 교과 간 협동 연구를 통한 STEAM 프로그램 신규 개발 ( ) (유형3) StarT 프로그램 수행을 통한 STEAM 프로그램 신규 개발 ( )

프로그램명 미세먼지를 부탁해!-인공지능을 활용한 미세먼지 자료 분석 및 대책-.

학교급

고등학

대상 학년(군) 1학년 전체 71명, 2학년 전체 69명 3학년 26명 중심과목

통합과

중심과목

성취기준 영역

[10통과04-03],

[10

통과

08-03]

연계과목

과학 기술 국어 수학

연계과목 성취기준 영역

[12보03-02] 신체기관별 주요 질병의 발생기전을 이해하고 질병예방 관리를 위한 건강관리 방법을 제시한다.

연구기간

2020.7.20. ~ 2020.11.30.

신청금액

일금사백만원(₩4,000,000)

참여연구원

9명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 8명)

연구 수행자에 관한 사항

구분 소속(학교명) 담당과목 직위 성명

연구책임자 화천고등학교 물리 교사 고미정

공동연구원 화천고등학교 생명과학 교사 이상의

공동연구원 화천고등학교 국어 교사 김수형

공동연구원 화천고등학교 수학 교사 정재희

공동연구원 화천고등학교 보건 교사 장선영

공동연구원 화천고등학교 지구과학 교사 안경선

공동연구원 화천고등학교 수학 교사 조금식

공동연구원 화천고등학교 역사 교사 최동혁

공동연구원 화천고등학교 상담 교사 김정화

2020년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아

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

2020년 11월 23일

주관연구기관장 : 신현명 (인) 연구책임자 : 고미정 (인)

한국과학창의재단 이사장 귀하

(3)

“이 보고서는 2020년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

(4)

목 차

1. 요약문

··· 1

2. 서론

··· 2

3. 연구 수행 내용

··· 2

4. 연구 수행 결과

··· 8

5. 결론 및 제언

··· 9

6. 참고문헌

··· 4

[부록]

부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물(교수학습지도안, 교사용 참고자료, 학생용 활동지) ··· 11

부록2. 신규 STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물 ··· 45

부록3. (학생 산출물, 사진,) ··· 88

부록4. 회의록 ··· 104

(5)

1. 요약문

가. STEAM 프로그램 개선 및 보완을 통한 확산 모델 개발

◦주제(프로그램명): 미세먼지를 부탁해!-인공지능을 활용한 미세먼지 자료 분석 및 대 책-.

‣모든 단위와 크기에 대한 이론수업⇨ 미세먼지란- 머리카락, 세포 만들기, 미 세먼지 만들기- 크기 비교⇨미세먼지에 대한 전문가 특강⇨환경문제에 대한 신문기사 찾기 하여 정리하기-모둠별 카드 뉴스 만들기⇨마스크 만들기와 천 의 두께에 따라 투과율 계산, 수요와 공급⇨마스크 두께에 따른 미세먼지 차 단효과 측정-실험⇨미세먼지가 호흡기에 미치는 영향, 호흡기 건강관리를 위 한 아로마젤 제작⇨미세먼지의 부정적인 요인을 자신의 관심 진로분야와 연 관지어 해결방안 모색, 발표

‣1, 2학년 구분없이 그 학년에서 할 수 있는 내용을 진행함.

‣시간 부족으로 인공지능을 아우르는 미세먼지를 연구한 전문가의 특강과 고 급 측정기로 직접 측정하여 미세먼지가 발생하는 양과 해결책을 제시함.

‣자신의 관심분야에 탐구활동을 하고 진로와 연계하여 감성적 체험을 함.

나. 다양한 교과 간 융합 연구를 통한 STEAM 프로그램 신규 개발

◦주제: 기계학습을 이용한 나만의 인공지능 만들기(8차시)

‣인공지능이란? ⇨기계학습이란? ⇨컴퓨터 알고리듬⇨Teachable Machine ⇨ 동물상 테스트 만들기 ⇨손글씨 숫자인식 프로그램 만들기

‣정보와 융합한 수업을 개발하여 과학탐구실험 시간에 적용함.

‣알고리듬과 Teachable Machine, 엔트리로 인공지능을 구현함.

◦주제: 에너지제로하우스- 에너지저감 공간기획(8차시)

‣조구성⇨검색어 선정(토의활동)⇨검색어에 맞는 공간구성⇨스케치로 기획⇨

모델링 프로그램 교육⇨모델링 구현⇨조별발표⇨조별 차이점 인식

‣학년말 시험이 끝난 후 스팀데이 행사날에 1학년 8시간 실시

‣검색어: 소유, 생산, 분위기, 공유, 취미, 배력 등

◦주제: 화천전원주택 단지 교육- 화천기반 도시계획(8차시)

‣조구성⇨검색어 선정(토의활동)⇨검색어에 맞는 공간구성⇨스케치로 기획⇨

모델링 프로그램 교육⇨모델링 구현⇨조별발표⇨조별 차이점 인식

‣학년말 시험이 끝난 후 스팀데이 행사날에 2학년 8시간 실시

‣검색어: 난개발, 조화, 함께, 분위기, 공유, 보완 등

(6)

2. 서론

가. 연구의 필요성

◦과학교육은 과학지식을 이해하고, 과학적 방법을 활용해 적극적으로 탐구하며, 사회적 개인적 문제를 과학적이고 창의적으로 해결할 수 있는 과학적 소양의 함 양을 목표로 함.(Millar&Osborne, 1998).

◦STEAM은 “과학기술에 대한 학생의 흥미와 이해를 높이고 과학기술 기반의 융 합적 사고력(STEAM Literacy)과 실생활 문제 해결력을 배양하는 교육”이라고 설명할 수 있음. 일상생활에서 일어나는 문제들은 어느 한 과목분야의 지식만으 로는 해결할 수 없기 때문에 여러 분야의 지식을 융합할 수 있는 능력을 요구하 고 있음.

◦미래 사회를 대비한 과학기술 기반의 융합적 사고와 문제해결력 함양을 위하여 STEAM 프로그램 적용을 통해 학생들의 실생활 문제 해결력을 향상시키고 교 사의 창의적 교과수업 지도 역량 강화의 필요성이 있음.

나. 연구의 목적

◦과학기술에 대한 흥미를 유발하고 융합적사고와 문제해결능력을 배양할 수 있도 록 주제중심의 교육과정을 재구성하여 교과 간 융합, 교과 내 융합하여 학습지 도 방법의 모색과 평가와 기록의 일체화를 하고자 함.

◦학교 현장 수업에 적용을 통한 수업적용 가능성을 모색하고자 함.

◦다양한 전공 교사 간 소통으로 즐겁고 행복한 학교생활이 되고자 함.

◦STEAM 프로그램 적용에서의 교과 간 협력 체제를 구축하고 참여 교사들 간의 네트워크 형성 및 팀워크를 증진하고자 함.

3. 연구 수행 내용

가. STEAM 프로그램 개발 및 적용

◦연구단원 : 지구과학I ❸ 우리나라의 주요 악기상

- 주제 : 미세먼지를 부탁해!-인공지능을 활용한 미세먼지 자료 분석 및 대책-.(2학년) - 성취기준

[12지과Ⅰ03-03] 뇌우, 국지성 호우, 폭설, 황사 등 우리나라의 주요 악기상의 생성 메커니즘을 이해하고, 피해를 최소화할 수 있는 방법에 대해 토의할 수 있다.

- 연구목표 : 기후변화로 인한 지구환경문제를 해결할 수 있는 방안을 모색하기 위해 ‘미세먼지가 인체에 미치는 영향’의 주제로 미세먼지에 대한 포스터를 만 들어 학급에 전시하고 국어시간에 환경문제에 대한 신문기사를 만드는 등 학 생활동중심의 융합된 학습지도방법을 연구한다.

(7)

- 추진전략

‣미세먼지에 대한 프로젝트 활동 주제를 학생들에게 상황제시를 통한 활동 주제를 학생들에게 제시.

‣물리학(1) 모든 단위와 크기에 대한 이론수업

‣지구과학(3) 미세먼지란-반별로 전시

머리카락, 세포 만들기, 미세먼지 만들기- 크기 비교

‣창체(2)-미세먼지에 대한 전문가 특강-KIST 연구원 출신 교수

‣국어(3) 환경문제에 대한 신문기사 찾기 하여 정리하기 모둠별 카드 뉴스 만들기

‣수학(2) 크기 비교-마스크 만들기와 천의 두께에 따라 투과율 계산 수요와 공급- 이익을 내기 위해 가격을 얼마로 해야 하나?

‣물리학(2) 마스크를 만들었을 때 몇 시간까지 기다려야 좋은가?-실험 두께에 따른 미세먼지 차단효과 측정-실험

‣보건(2) 미세먼지가 호흡기에 미치는 영향, 호흡기 건강관리를 위한 아로마 젤 제작

◦ 연구단원 : (4)지구시스템, (8)생태계와 환경 - 주제 : 미세먼지와 생태계 (1학년)

- 성취기준

[10통과04-03] 지권의 변화를 판구조론적 관점에서 해석하고, 에너지 흐름의 결과 로 발생하는 지권의 변화가 지구 시스템에 미치는 영향을 추론할 수 있다. [10통과08-03] 엘니뇨, 사막화 등과 같은 현상이 지구 환경과 인간 생활에 미치 는 영향을 분석하고, 이와 관련된 문제를 해결하기 위한 다양한 노력을 찾아 토론할 수 있다.

- 연구목표 : 기후변화로 인한 지구환경문제를 해결할 수 있는 방안을 모색하기 위해 1학년은 ‘미세먼지와 생태계’의 주제로 학교에서 2년 동안 측정한 데이터 와 기상청의 자료를 이용해 미세먼지의 변화와 토론을 하는 등 합리적이고 논 리적으로 추론과 논증에 대한 비판적으로 고찰하는 능력을 기르는 융합인재 교육모형을 연구 적용한다.

- 추진전략

‣미세먼지에 대한 프로젝트 활동 주제를 학생들에게 상황제시

‣창체(심과반)(3) 미세먼지란-반별로 전시

머리카락, 세포만들기, 미세먼지 만들기-크기비교

‣창체(심과반)(3)- 마스크의 투과력 실험, 학교 주변에서 매일의 미세먼지 변

(8)

화 측정, 조작변인에 따른 미세먼지 측정, 건강에 대한 조사, 미세먼지 제거 기를 만들어 효과실험 등 관심 분야 탐구 활동

‣통합과학(2)- 미세먼지란-이론, 기상청 자료 분석, 나만의 미세먼지 제거기 제 안서 작성, 실험데이터 분석 및 토론

‣창체(2)-미세먼지와 건강영향에 대한 전문가 특강-KIST 연구원 출신 교수

‣보건(2) - 미세먼지가 호흡기에 미치는 영향, 호흡기 건강관리를 위한 아로마 젤 제작

‣국어(2)- 미세먼지 등 다양한 환경적 문제에 대한 신문 스크랩

‣수학(3)-통계조사 기획 및 통계적 표현하기

‣진로와 직업(2) - 미세먼지의 부정적인 요인을 자신의 관심 진로분야와 연관 지어 해결방안 모색, 발표

◦연구단원-

연구원 이상의의 정보 교과와 융합한 프로그램을 개발하여 과학탐구 실험수업에 적용함 .

- 주제 : 기계학습을 이용한 나만의 인공지능 만들기(1학년) - 성취기준

[10과탐02-06], [10과탐02-09], [10과탐03-01], [10과탐03-02],

[12정보02-02], [12정보02-03], [12정보02-04], [12정보04-01], [12정보03-01], [12정 보03-02], [12정보03-03], [12정보04-09]

- 연구목표 : 자신 혹은 친구의 얼굴을 실시간으로 관찰하여, 어떤 동물과 닮았 는지 기계학습을 통해 학습한 인공지능이 이야기하는 프로그램을 제작할 수 있음. 자신 혹은 친구의 손글씨로 숫자를 써서 제시하면, 미리 설정해둔 비밀 번호를 인식하여 알려주는 프로그램을 제작할 수 있음.

- 추진전략

‣주제개요 설명.

‣과학탐구실험(8)

인공지능이란? (1/8 차시) 기계학습이란? (2/8 차시) 컴퓨터 알고리듬 (3/8 차시) Teachable Machine (4/8 차시) 동물상 테스트 만들기 (5~6/8 차시)

손글씨 숫자인식 프로그램 만들기 (7~8/8 차시)

◦연구단원(스팀데이)-

1학년 12월 23일, 2학년 12월18일에 적용을 할 예정임.

- 주제 : 내가 화천군수가 되어 도시계획을 한다면!(1, 2학년)

(9)

- 성취기준

[12물리Ⅰ02-05] 전류에 의한 자기 작용이 일상생활에서 적용되는 다양한 예를 찾아 그 원리를 설명할 수 있다.

- 연구목표 : 빅데이터 분석을 통해 스마트도시에 관한 이슈를 도출하고, 지역주 민, 전문가, 공무원의 심층인터뷰를 통해 수렴하고, 스팀데이를 이용해 도시모 형을 만들어 결과물을 전시하고자 함.

- 추진전략

‣도시환경 개선에 대한 프로젝트 활동 주제를 학생들에게 상황제시를 통한 활동 주제를 제시.

‣창체(2) 도시건축에 대한 전문가 특강

‣물리학(3) IT 기술 접목- 스마트도시

‣수학(2) 축척과 캐드 프로그램을 이용한 도시 설계

‣창체(4) 도시 전체 모델링- 전문가 도움

‣창체(2) 전문가 평가받고, 결과물 전시하기

STEAM 프로그램

구분

프로그램명고등학교 지구과학 : 미세먼지를 부탁해!-인공지능을 활용한 미세 먼지 자료 분석 및 대책

선행 프로그램명

< 2020년 STEAM 교사연구회 >

미세먼지를 부탁해!-인공지능을 활용한 미세먼지 자료 분석 및 대책 -.

학교급

고등학교

대상 학년(군)

1, 2학년

중심과목 지구과학 중심과목 성취기준

영역

고등학교 지구과학 (3) 우리나라의 주요 악기상

12

지과Ⅰ

03-03

연계과목

물리 국어 수학 물리학

수학 보건 한국사

진로

[12물리Ⅰ01-01]

[10국02-03][12언매02-03]

[12확통03-07][12확통03-05]

[12

물리Ⅰ

02-04]

[12 수학Ⅰ 03-03]

[12보 03-02]

[10한사04-06]

[12진로와직업04-02]

(1)힘과 에너지

(3)매체 언어의 탐구와 활용

(1)표본평균의 분포, (2)모평균의 추정 (2)전자기장

(1) 등차수열과 등비수열 (3)신체기관별 건강

14.경제성장과 정치, 사회의 발전 2. 나의 특성 및 직업세계의 변화

개발계획

주제 연번

차시

(시수) 과목 연계(안)

1 18 물리(2)+지구과학(2)+창체(4)+국어(2)+수학(4)+

보건(1)+한국사(1)+진로와직업(2)

2 8 정보와 융합한 과학탐구실험(8)

3 12 창체(2)+물리학(2)+수학(2)+창체(6)

4 11 통합과학(3)+수학(2)+창체(6)

개발·적용 현황

※ 2020. 11. 24 . 기준, 연구프로그램인 주제연번 1번 18차시 중

18차시 개발, 16차시 적용 완료

(10)

나. STEAM 수업 평가 방법 개발 및 적용

◦평가계획

‣관찰평가- 체크리스트를 작성하고 정량적인 내용을 포함하여 종합적으로 서술

‣동료평가(모둠내 평가, 모둠 간 평가)-수행과정에 대한 모둠내 평가, 모둠간 평가, 자기평가의 일치 여부를 통해 활동의 과정뿐만 아니라 결과의 평가에 대해서도 객관성을 갖추고 있는지 여부를 판단하고 개선의 가능성이 높은지 종합적으로 기술함.

‣발표평가- 발표 준비의 과정을 발표 내용에 포함하게 하여 발표의 내용을 요 약하고, 자기평가와 동료펑가를 수집하여 개인별 서술 기록

‣산출물평가-산출물의 유용성 및 각 차시별 주제 및 평가 요소 간 융합의 목 적을 달성하여 성취수준을 높였는지 종합적으로 평가하여 서술형으로 기재

다. STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천

- 2020.2에 실제 우수 스팀교육을 운영한 학교의 책임교사 2명을 초청하여 학교 전체 구성원이 어떻게 참여하여 함께 하였는지는 교육을 받고, 2월에 ‘2020학 년도 교육과정 함께 만들기’ 주간 및 정규적으로 스팀교사연구회 팀원들이 6회 의 모임을 가져 주제 및 진행과정을 토의하고 합의함.

- 학교 교사 구성원 22명 중 9명이 본 교사 동아리에 소속되어 활동을 하였고, 더 많은 교사들이 함께 융합수업을 진행함.

- 저 경력교사, 스팀수업을 처음 접하는 교사들에게 융합수업에 대한 연수를 하 여 자신이 필요한 다른 교과목과 자연스러운 코티칭이 될 수 있도록 함.

- 연구원들은 강원도교육과학정보원에서 실시하는 오프라인 융합 연수와 한국과 학창의재단 연수원에서 실시하는 원격연수를 받음.

- 학교전체교사가 활동을 하고 있는 교원학습공동체 활동에서 7월에 예정된 프로 그램을 안내하고 연구원이 아닌 교원도 함께 할 수 있는 연수가 예정됨.

- 통합과학을 세밀히 분석하여 다양한 교과와 융합을 하는 성공적인 연구활동이 진행하고, 화천관내 교사를 초청하여 확산이 될 수 있도록 함.

- 공개수업 : 11월 2일, 11월4일 학교 수업공개 주간에 화천관내 희망교사를 대상 으로 공개수업을 함.

- 학교 홈페이지에 탑재하여 관심 있는 학교에서 재구성하여 사용할 수 있도록 정보를 공유함.

- 강원교육과학정보원 연구자료 탑재 및 화천고 홈페이지, 한국과학창의재단 홈 페이지의 스팀교사연구회 자료에 운영 결과보고서 탑재 예정

- 교원학습공동체 시간에 통합과학 운영 성과에 대해 적극 홍보하여 다른 교과에

(11)

서도 융합프로그램을 개발하여 융합수업이 될 수 있도록 함.

- 인근 학교에서 도움 요청이 있으면 주말에 학생들을 초청하여 우리학교의 운영 성과인 스팀 프로그램을 이용한 교육을 실시할 것임.

- 본교 교사들이 소속되어 활동하는 도내 교과 연구회를 통하여 본교의 융합형 수업 내용 및 평가의 차이점과 장단점을 비교한 정보를 공유하여 타학교의 운 영에 벤치마킹이 될 수 있도록 함.

라. 프로그램 개발 중점사항(어떤 프로그램을 어떻게 개발하였는지 작성)

2019학년도에 스팀선도학교를 운영하면서 어렵고 부족했던 부분을 개선하기 위해 2020 2월부터 스팀교사연구회를 구성하여 회의와 토론을 함.

순번 선행 프로그램 내용 교사연구회 개선‧보완 내용

1

2019 상록고-미세먼지 해결을 부탁해

‣생활과 윤리(1)-미세먼지와 지속 가 능한 발전

‣물리(1) 미세먼지 측정기 제작하기

‣생명과학(1) 미세먼지와 건강

‣확률과통계(1) 나의 자동차 연료는?

‣화학(1) 화학자가 바라보는 미세먼지 해법

‣화학(1) 대기오염

주제: 미세먼지를 부탁해!-미세먼지와 생태계 (1학년 )

‣미세먼지에 대한 프로젝트 활동 주제를 학 생들에게 상황제시

‣창체(2)-미세먼지에 대한 전문가 특강-KIST 연구원

‣창체(심과반)(3)- 기상청의 자료로 매년 미 세먼지의 변화를 찾아보기

‣통합과학(2)- 미세먼지란-이론

‣보건(2) - 미세먼지가 호흡기에 미치는 영 향, 호흡기 건강관리를 위한 아로마젤 제작 ‣통합과학(2) 미세먼지에 대한 과학글쓰기와

찬반토론으로 정리하여 발표하기

2

2018 둔촌고- 미세먼지를 부탁해! - 인공지 능을 활용한 미세먼지 자료 분석 및 대책

‣통합과학(4) 청정 공기 투어

‣보건(3) 안전과 응급처치

‣지구과학(2) 지구 환경 변화와 인간 활동

‣음악(3) 미세먼지를 부탁해(캠페인송 만들 기)

주제: 미세먼지를 부탁해!-인공지능을 활용한 미세먼지 자료 분석 및 대책

2학년

‣물리학(1) 모든 단위와 크기 ‣지구과학(3) 미세먼지란

‣국어(3) 환경문제에 대한 신문기사 찾기 하 여 정리하기 -모둠별 카드 뉴스 만들기 ‣수학(2) 크기 비교-투과율, 이익을 내기 위해

가격을 얼마로 해야 하나?

‣물리학(2) 두께에 따른 미세먼지 차단효과 ‣보건(2) 미세먼지가 호흡기에 미치는 영향,

호흡기 건강관리를 위한 아로마젤 제작 ‣생명과학(2) 과학적 사실 찾아보는 방법, 논

문 찾는 방법과 진실을 알기

(12)

4. 연구 수행 결과

마. 학생 태도 검사 대상의 선정 이유

프로그램을 함께한 모든 학생들의 태도검사를 하고 1달 전후를 비교하고 2019학년 도와 비교 분석을 하고자 함. 학생들의 인적사항이 공개되지않아 시행을 하지 못함.

바. 당초 계획대비 변경된 사항이 있는 경우 사유와 함께 기입

◦ 3학년을 위한 프로그램 ‘ IoT야, 피곤한 청소년을 도와줘, IoT 쪽잠 용품 프로 젝트’ 는 학생들이 원하고 있지만 수능이 가까이 되어서 진행이 어렵게 됨.

가. 연구 수행 결과

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 18 차시

수업 적용 일정 2020.9.1. ~ 2020.11.30.

(STEAM 수업)수혜학생 수 화천고등학교 141명(고등학교 1,2학년 전교생) 학생 태도검사 사전검사 10월 16일, 7개 학급(123명) 실시 완료

사후검사 11월 19일, 6개 학급(110명) 실시 완료

학생 및 교사 만족도조사 11월 19일 실시 완료

교사연구회 STEAM 행사 개최

2020.11.2. 2~4교시(10:00~12:50) 수업공개 2020.11.16.~11.17(12:40~13:50) 아로마젤 행사 2020.11.23.

관심 진로직업 분야와 미세먼지 소논문 발표

2020.12.18.~23 ‘STEAM 데이행사’ 개최 예정

- 생활융합과학실험

- 진로직업분야와 미세먼지 포스트 발표 - 에너지제로하우스- 에너지저감 공간기획 - 화천전원주택 단지 교육- 화천기반 도시계획

논문 또는 학술대회 해당 없음

특허출원(국외, 국내) 해당 없음

나. 학생 STEAM 태도와 만족도 조사 결과

▸학생 STEAM 태도는 평균점수가 소폭으로 오른 것은 있지만 T검정 결과 통계적으로 유 의미 하지 않음. 1달 간격으로 조사를 하였고, 본교에서 진행하는 프로그램이 처음 시작할 때 이어서인지 변화를 기대할 수가 없는 상태임. 2차 조사는 인적사항이 공개되지 않아 학 년별 변화를 가늠할 수가 없음.

▸학생만족도 조사 결과: 설문 참여인원 97명중 대답인원을 %로 표시함.

문 항

전혀 그렇지 않음(%)

그렇지 않음

(%) 보통

(%) 그렇다

(%) 매우 그렇다

(%)

(13)

5. 결론 및 제언

다, 교사연구회 운영 발전 과정 및 자체 평가

교사들의 친목이 우선되어야 스팀수업이 더욱 원활하고 발전할 수 있다고 생각됨

교시계의 협조를 얻어 시간표를 연구회 교사들이 한 눈에 볼 수 있어야 한다고 생각됨 문 항

전혀 그렇지 않음(%)

그렇지 않음

(%) 보통

(%) 그렇다

(%) 매우 그렇다

(%) (1) 나는 과학 수업이 재밌어졌다. 7.2 16.5 49.5 22.7 3.1 (2) 나는 과학 수학 학습 내용에 대해 많이 이해하게 되었다. 9.3 13.4 46.4 22.7 8.2 (3) 나는 과학·수학 공부에 대한 흥미가 생겼다. 9.3 12.4 49.5 21.6 7.2 (4) 나는 과학기술에 대한 관심이 생겼다. 12.4 10.3 46.4 22.7 7.2 (5) 나는 과학과 관련된 책이나 글을 읽는 것이 좋아졌다. 15.5 13.4 47.4 18.6 5.2 (6) 나는 문제해결을 위해 스스로 생각을 하게 되었다. 5.2 11.3 52.6 23.7 7.2 (7) 나는 다양한 학습 활동을 끝까지 해내게 되었다. 5.2 7.2 54.6 23.7 9.3 (8) 나는 한 가지 문제를 다양하게 생각해 보았다. 4.1 8.2 54.6 20.6 12.4 (9) 나는 배운 내용을 실생활과 연결 지으려고 노력하였다. 5.2 14.4 46.4 26.8 7.2 (10) 나는 문제해결에 여러 과목에서 배운 내용을 동시에 적용하려고 노력하였다. 5.2 12.4 50.5 27.8 4.1 (11) 나는 적극적이고 활발하게 수업에 참여하였다. 5.2 8.2 49.5 28.9 8.2 (12) 나는 의견에 대한 근거를 가지고 친구들과 토론하였다. 7.2 12.4 55.7 19.6 5.2 (13) 나는 다른 친구들에게 나의 생각을 표현하였다. 5.2 9.3 52.6 25.8 6.2 (14) 나는 다른 친구들의 의견을 잘 들어주고 존중하였다. 3.1 3.1 48.5 34.0 11.3 (15) 나는 다른 친구들과 협력하는 것이 중요함을 알게 되었다. 2.1 5.2 52.6 28.9 11.3 (16) 나는 다른 친구들을 배려하는 마음이 생겼다. 2.1 4.1 51.5 29.9 12.4 (17) 나는 실패하는 것을 두려워하지 않고, 도전하려는 마음이 생겼다. 4.1 9.3 51.5 24.7 10.3 (18) 나는 과학기술 분야와 관련된 직업에 관심이 생겼다. 12.4 12.4 42.3 21.6 11.3

가. 교사연구회 참여를 통한 STEAM 프로그램 개발·적용 관련 좋았던 점과 어려웠던 점 - 주제와 관련해서 다양한 과목이 융합되어 전개해나가는 점은 좋았음.

- 공통의 주제를 역사와 관련시키는 과정에서 어려움이 있었음. 과학과 역사를 융합하는 과정에서 공통의 교집합을 찾기가 어려웠는데, 특히 중심 주제와 연계시키는 것이 어려웠음.

- 전 지구적 문제인 미세먼지를 주제로 하여 학생들이 스스로 관련 내용을 찾아보고며 환경 문제에 대한 심각성을 느끼게 하고, 해결 방안을 강구하게 한 점이 긍정적임. 2020년도 코로나19

관련하여 학사일정이 변경되고, 시간적으로 촉박한 상황이었기 때문에 수업 활동을 진행하는데 어려움이 있었음.

- 전지구적 문제인 미세먼지를 주제로 하여 학생들이 스스로 관련 내용을 찾아보고며 환경 문제에 대한 심각성을 느끼게 하고, 해결 방안을 강구하게 한 점이 긍정적임. 2020년도 코로나19 관련하여 학사일정이 변경되고, 시간적으로 촉박한 상황이었기 때문에 수업 활동을 진행하는데 어려움이 있었음.

(14)

5. 참고문헌

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

안재홍, 권난주(2012). 융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발과 적용과정에서의 교사 인식과 현장 적용 가능성 탐색. 경인교육대학교.

- 코로나19로 급변하는 수업 전환으로 오랜 연구회원들과 회의와 계획이 된 것이 완성이 되지 않은 상태에서 태도와 만족도 조사를 하여 t 검정의 유효한 결과를 얻지 못함.

- 미세먼지에 대한 경각심과 관심은 이전보다 높아졌지만, 미세먼지의 영향과 원인에 대한 전문적인 지식을 학생들이 찾고 탐구하기에 어려움이 있었음.

- 미세먼지라 주제는 영역이 다양하고 학생들과의 실생활과도 연관성이 높기 때문에 스팀 주제로서 아주 적절하지만, 이를 다양한 교과영역의 성취수준과 미세먼지라는 주제를 연계하여 수업을 구성 하는 과정이 쉽지 않았음.

- 미STEAM 영역을 종합적으로 융합하여 학생들에게 더욱 좋은 학습을 제공하려하였으나 예술, 수학 영역의 비중이 다소 부족하여 예술, 수학영역의 비중이 다소 부족했던 아쉬움이 있음.

- 미미세먼지는 영역이 우리의 생활에 끼치는 영향이 매우 다양하고 원인 또한 다양하여 특정한 원 인과 결과와의 상관관계를 생각할 때 변인통제가 어려움이 있음.

나. 교사연구회의 전체 회원 사이의 협력적 활동 내용

- 친목도모를 위해 다양한 활동을 진행한 점을 통해 구성원간 협력을 강화하였음.

- 틈틈이 회의를 개최하여 교과 간 내용을 협의하고 진행 정도를 확인함.

다. 교사연구회를 통해 참여 교사들의 STEAM 수업 역량 증가 내용 및 설명 제시

- 역사적 관점만을 지니고 있었지만, 다양한 과목간 융합의 과정을 통해 하나의 주제를 다각도로 바 라보는 시각을 키울 수 있었던 시간이었음.

라. STEAM 수업 수혜 학생들의 반응(인터뷰)

- 미세먼지 해결을 위해 각 국가들이 다양한 노력을 하고 있음을 알았고, 스스로 미세먼지를 줄이기 위해 노력해야 되겠다.

- 미세먼지가 가져오는 사회적 문제들에 대해 알았고, 개개인의 노력과 더불어 국가간의 노력이 함 께 이루어져야 되겠다.

- 자신이 생각한 이외의 다양한 대안들이 있음을 확인할 수 있었다.

- 중국, 일본, 한국이 서로 협력해서 미세먼지 문제를 함께 풀어나가야 되겠다는 생각을 가졌다.

- 미세먼지 문제는 현재진행형이라는 생각을 하게 되었다.

마. STEAM 교사연구회와 해당 STEAM 수업 프로그램 발전을 위한 개선 방안 - 학기 초 STEAM 수업 관련 협의 활성화를 위한 학교 차원 및 교육청 차원의 지원 필요.

- 교시계의 협조를 얻어 각 학년, 각 과목 시간표를 일목요연하게 자는 것이 필요하다 생각됨(1주일 또는 하루...)

- 짜여진 시간표를 보고 각 과목 선생님들은 다시 한번 소모임의 교육과정과 평가에 대한 계획을 세우는 것이 필요

(15)

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

미세먼지를 부탁해!-인공지능을 활용한 미세먼지 자료 분석 및 대책

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목) 지구과학

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역 1 1/18 [12물리Ⅰ01-01] [12물리Ⅰ02-04] 종류가 다른 원소를 이용하여 반도체 소자를

만들 수 있음을 다이오드를 이용하여 설명할 수 있다.

2 2~3/18 [12지과Ⅰ03-03] 뇌우, 국지성 호우, 폭설, 황사 등 우리나라의 주요 악기상의 생 성 메커니즘을 이해하고, 피해를 최소화할 수 있는 방법에 대해 토의할 수 있다. 3 4~5/18 [12지과Ⅰ03-03] 뇌우, 국지성 호우, 폭설, 황사 등 우리나라의 주요 악기상의 생

성 메커니즘을 이해하고, 피해를 최소화할 수 있는 방법에 대해 토의할 수 있다. 특강 4 6~7/18

[10국02-03]삶의 문제에 대한 해결 방안이나 필자의 생각에 대한 대안을 찾으며 읽는다.

[12언매03-02]다양한 관점과 가치를 고려하여 매체 자료를 수용한다.

5 8~9/18 12 수학Ⅰ 03-03] 등비수열의 뜻을 알고 일반항, 첫째항부터 제

항까 지의 합을 구할 수 있다.

6 10/18 [10통과04-01][12물리Ⅰ02-04] 종류가 다른 원소를 이용하여 반도체 소자를 만들 수 있음을 다이오드를 이용하여 설명할 수 있다.

7 11~12/18 [10통과07-01] 지질 시대를 통해 지구 환경이 끊임없이 변화해 왔으며 이러한 환 경 변화에 적응하며 오늘날의 생물다양성이 형성되었음을 추론할 수 있다.

8 13~14/18

[12확통03-07] 모평균을 추정하고, 그 결과를 해석할 수 있다.

[12확통03-05] 모집단과 표본의 뜻을 알고 표본추출의 원리를 이해한 다.

[12지과Ⅰ03-03]

[12화작03-03]

9 15/18 [12보03-02] 신체기관별 주요 질병의 발생기전을 이해하고 질병예방 관리를 위한 건강관리 방법을 제시한다.

10 16/18 12동사05-02] 동아시아 각국에서 나타난 정치·경제·사회적 발전 모습을 비교 하여 파악한다.

[동아시아사] Ⅴ.

오늘날의 동아시아 11 17~18/18 [12 진로와직업 04-02]

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 18차시)

차시 주요내용

1/18

주제(단원)명 단위의 크기

Co ‘난 50 이야’란 자기소개를 할 때 이 50 은 무엇을 의미하는가?

CD 스크래치를 이용하여 길이의 크기를 비교하기

ET 단위에 공통으로 사용되는 접두어를 활용하여 크기를 비교 임의의 시간과 질량을 가늠하기

2~3/1 8

주제(단원)명 우리나라의 주요 악기상

Co 미세먼지와 초미세먼지는 얼마나 작아 신체 깊숙한 폐포와 혈관까지 도달하여 각종 질병을 유발할 수 있을까?

(16)

CD 미세먼지와 초미세먼지, 황사, 머리카락, 꽃가루의 크기를 정량적으로 크기를 비교하여 지점토로 만들어 본다.

ET 미세먼지와 초미세먼지를 발생시키지 않는 방안과 흡입하지 않을 수 있는 방안에 대해 토론하여 대책을 마련한다.

4~

5/18

주제(단원)명 미세먼지와 건강영향

Co 미세먼지와 초미세먼지는 얼마나 작아 신체 깊숙한 폐포와 혈관까지 도달하여 각종 질병을 유발할 수 있을까?

CD 미세먼지와 초미세먼지, 황사, 머리카락, 꽃가루의 크기를 정량적으로 크기를 비교하여 지점토로 만들어 본다.

ET 미세먼지와 초미세먼지를 발생시키지 않는 방안과 흡입하지 않을 수 있는 방안에 대해 토론하여 대책을 마련한다.

6~

7/18

주제(단원)명 미세먼지와 건강(특강)

Co ‘방사능보다 미세먼지가 무섭다’는 신문의 이슈에서 환경문제를 어떻게 해결할 것인가?

CD 대기질에 대한 현황을 알고 미세먼지의 노출과 저감조치에 대해 설명하고, 미세먼지에 노출을 줄이기 위한 예보와 경보에 따른 우리의 행동 수칙을 알아본다

ET 에어코리아의 실시간 대기 정보, 공기정화식물, 도로변 미세먼지를 분석하여 학교주변 미세먼지 노출 줄이기 토론

8~

9/18

주제(단원)명 매체 언어의 탐구와 활용

Co 환경 문제에 관련한 동영상을 제시하며 주변의 문제에 대해 인식할 수 있게 함

CD 다른 과목들을 통해서 배운 미세먼지에 대한 지식을 활용해 미세먼지의 위험성 등을 깨닫고 환경 문제를 다룬 다양한 기사 및 학술지를 찾아보며 스크랩함.

ET 환경 문제로 겪게 되는 우리 생활의 문제점과 모두가 고통받는 사항을 개선하기 위한 해결책이 필요함을 인식하게 함.

10/18

주제(단원)명 등차수열과 등비수열

Co 코로나-19 로 인해 마스크 착용의 불편함을 느끼는 사람들에게 가볍고, 착용감이 좋은 마스크를 제작하자.

CD 어떤 천을 사용하였을 때 가장 효과적인 마스크를 만들 수 있는지 수열을 이용하여 만들어보자.

ET 편안하고 착용감 좋은 마스크를 직접 만들어 주변 사람들에게 선물하자.

11~

12/18

주제(단원)명 미세먼지를 부탁해

Co 봄철 학교의 미세먼지농도 변화를 제시하고 학교를 청정하게 하는 방법은?

CD 나만의 공기 청정기 고안하기-아두이노를 활용하여 미세먼지를 측정하는 장치를 제작해 보고, 미세먼지를 줄일 수 있는 창의적인 장치를 설계한다.

ET 공기 청정기를 만들어 측정되는 미세먼지의 농도를 확인한다

13~

14/18

주제(단원)명 통계 조사기획 및 통계적 표현하기

※ 미세먼지과 관련된 통계조사를 시행하고 이를 다른 친구들에게 발표하는 과정을 통해 통계적 추론, 작문의 원리, 대기와 해양의 변화에 대해 탐구하며 학생 주도적으로 과제와 주제를 설정하여 다양한 교과의 내용을 미세먼지라는 주제와 함께 학습함.

※ 통계조사를 위주로 하여 Co 교사가 준비한 미세먼지에 대한 신문기사를 읽어보고

CD교과지식 외에 다른 통계 지식의 필요성을 이해하고 다양한 통계방법을 교사의 학습지를 참고하여 학습한다. ET 데이터의 통계량을 통해 모집단을 추측하고 이 의미를 해석하여 발표해본다.

15/18

주제(단원)명 신체기관별 건강

Co 미세먼지가 건강에 미치는 영향을 이야기 해본다.

Co 아로마의 인체 흡수 기전에 대해 알아본다.

CD 미세먼지가 호흡기 건강에 미치 는 영향을 인포그래픽으로 디자 인 한다.

(17)

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

CD 호흡기 건강관리를 위한 아로마 인헤일러를 제작한다.

ET 아로마요법을 통한 생활속 호흡기 건강 관리 방법을 체험한다.

16/18

주제(단원)명 Ⅴ. 오늘날의 동아시아 – 14. 경제 성장과 정치, 사회의 발전

미세먼지 해결을 위해 한, 중, 일의 동아시아 국가들이 어떤 노력을 하며, 이러한 노력을 바탕으로 동아시아 국가들이 함께 어떠한 노력들을 해야하는 지 토론의 과정을 통해 파악함.

Co 미세먼지에 대한 현재 동아시아 국가들의 상황을 제시함.

CD 이를 위해 동아시아 국가들이 어떠한 노력들을 진행하고 있는 지를 과학적 관점이 아닌 동아시아의 관점에서 확인함.

ET 동아시아 각국의 입장에서 서서 어떠한 문제를 해결할 수 있는지를 토론의 과정을 통해 확인할 수 있음. 각 국가의 입장을 각 국가의 입장에서 토론을 진행하기 때문에 추체험적 경험을 느낄 수 있음.

17~18 /18

주제(단원)명 관심 진로·직업 분야와 미세먼지

Co 관심 진로분야에서 미세먼지가 미치는 영향은?

CD 관심 진로분야에서 미세먼지의 피해를 최소화 시키거나 직업과 연결 지을 수 있는 아이디어를 설계하기

ET 자신이 탐구하고 설계한 내용 발표하기

ET 친구들의 탐구내용을 통해 미세먼지 문제가 다양한 진로분야에 걸쳐 영향을 미치고 있으며 다각도로 해결방안을 모색해야 함을 이해하기

중심과목 물리학 학교급/학년(군) 고등학교/2 학년

중심과목 성취기준

영역

[물리학] (1) 역학과 에너지 (2) 물질과 전자기장

중심과목 성취기준

[12물리Ⅰ01-01] [12물리Ⅰ02-04] 종류가 다른 원 소를 이용하여 반도체 소자를 만들 수 있음을 다이 오드를 이용하여 설명할 수 있다.

주제(단원)명 단위의 크기 차시 1/18

학습목표

-물리학적인 시간의 개념을 이해하고 시간 측정방법이 다양함을 진술할 수 있다.

-물리학적인 공간의 개념을 이해하고 거리와 위치를 측정방법이 다양함을 진술할 수 있다.

-아두이노를 이용하여 단위 크기 비교를 할 수 있다.

연계과목 수학, 기술 성취기준 영역연계과목

STEAM 요소

S 사용하고 있는 단위의 크기 비교 T 아두이노 이용

E A M

개발 의도 미세먼지를 이해하기 위해 사용되는 단위와 아두이노의 스크래치를 이용하여 크기를 비교한다.

시간의 개념을 이해하고 시간의 측정을 고안한다.

공간의 개념을 이해하고 거리와 위치를 측정하는 방법을 고안한다.

약속된 단위의 중요성을 알게 하고 스크래치를 이용하여 미세먼지의 단위를 비교할 수 있다.

STEAM 학습 준거

상황 제시 상

황 제 시

‘난 50 이야’란 자기소 개를 할 때 이 50 은 무엇을 의미하는가?

창의적 설계

단위에 공통으로 사용되는 접두 어를 활용하여 크기를 비교 임의의 시간과 질량을 가늠하기

감 성 적 체 험 스크래치를 이용하여 길이의

크기를 비교하기

감성적 체험

(18)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점 도입

(10 분)

Co ‘난 50 이야’란 소개를 할 때 이 50 은 무엇을 의미하는가?

Co 크기를 비교하는 동영상 보기

동영상

Tip!

전개 (30 분)

S 시간의 의미는?

길이, 질량의 의미는?

단위에 공통으로 사용되는 접두어를 활용하여 크기를 비교

CD 1m3 의 크기 만들기, 시간을 측정하기

Co 아두이노를 이용하여 크기 비교 고안하기

CD 사용하고 있는 단위를 찾고 그 의미를 해석하기

정리

( 10 분) ET 어떤 물건의 질량을 가늠해 보기

중심과목 지구과학 1 고등학교/2 학년

중심과목 성취기준

영역

고등학교 지구과학 I ❸ 우리나라의 주요 악기상

중심과목 성취기준

[12지과Ⅰ03-03]

뇌우, 국지성 호우, 폭설, 황사 등 우리나라의 주요 악기상의 생성 메커니즘을 이해하고, 피해를 최소 화할 수 있는 방법에 대해 토의할 수 있다. 주제(단원)명

Ⅱ. 대기와 해양

1. 대기와 해양의 변화 ❸ 우리나라의 주요 악기상

차시 2~3 / 18

학습목표 Ÿ 황사 발생 일수 자료를 바탕으로 황사 현장의 변화 추이를 분석할 수 있다.

Ÿ 여러 악기상에 따른 피해를 조사하고 피해를 줄일 수 있는 방법을 토의할 수 있게 한다.

연계과목 수학, 보건

STEAM 요소

S 미세먼지가 우리 몸에 미치는 영향 T 공기청정기 제작

E 아두이노를 이용하여 공기청정기 개발

A 지점토를 이용하여 황사, 미세먼지, 머리카락, 꽃가루 등을 축척비로 만들어본다.

M 미세먼지와 초미세먼지를 실제 눈으로 볼 수 있는 것들과 축적을 비교하여 계산해본다 개발 의도

미세먼지가 우리 몸에 미치는 영향을 알아봄으로써 미세먼지의 위험성과 해결방안에 대해 토의한 후 그 크기를 정량적으로 계산하여 비교할 수 있는 것을 직접 제작해 눈으로 확인한다. 아두이노를 이용하여 공기청정기를 만들어본다.

미세먼지 입자에는 보통 금속, 질산염, 황산염, 타이어고무, 매연 등이 포함된다. 이 이물질들은 기관지 를 거쳐 폐에 흡착돼 호흡기 질환을 일으킨다. 초미세먼지와 미세먼지는 박테리아 병원균에 대한 항 체를 무력화해 폐렴을 유발하기도 한다. 이제 미세먼지 오염 문제는 건강과 일상을 위협하는 ‘재난’이 되어가고 있다. 이런 미세먼지와 초미세먼지는 황사와 어떻게 다른가를 정량적으로 비교해 보고 미세 먼지를 제거할 수 있는 IOT 공기청정기에 대해 알아본다.

STEAM 학습 준거

상황제시

상 황 제 시

미세먼지와 초미세먼지는 얼 마나 작아 신체 깊숙한 폐포 와 혈관까지 도달하여 각종 질병을 유발할 수 있을까?

창의적 설계

미세먼지와 초미세먼지를 발 생시키지 않는 방안과 흡입하 지 않을 수 있는 방안에 대해 토론하여 대책을 마련한다.

미세먼지와 초미세먼지, 황사, 머리카

락, 꽃가루의 크기를 정량적으로 크기 를 비교하여 지점토로 만들어 본다.

(19)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점 도입

(20 분)

Co 미세먼지와 초미세먼지 크기, 머리카락굵기, 혈관 굵기, 꽃가루 크기를 검색하 여 크기 순서대로 나열하게 함.

ET “대기오염으로 매년 330 만명 사망”과 같은 대기오염에 관련된 최근 뉴스를 다룬 동영상을 보여주고 느낌을 발표하게 함.

인터넷

Tip!

전개 (70 분)

CD 실시간 대기질을 공개하는 시스템(http://www.airkorea.co.kr)dp 접속하여 현 재 대기오염 상태를 파악하여 대기오염 상태에 영향을 주는 물질이 무엇인지 알아 보고 정리하여 발표함.

ET 우리가 사는 지역과 대기질이 나쁜 도시 3 개 이상을 비교하여 발표함.

Co 미세먼지와 초미세먼지 크기, 머리카락굵기, 혈관 굵기, 꽃가루 크기를 상대적 으로 비교하여 지점토로 만들려면 각각의 크기를 얼마로 해야 할까?

CD 크기를 계산한 값을 이용하여 지점토로 각각을 만든다.

ET 다른 친구가 만든 것들을 서로 비교 감상하고 토론한다 정리

( 10 분)

ET ∙ 학습지의 질문지 내용을 중심으로 교사가 정리하고, 미세 먼지가 지구 환경 에 미치는 영향이 커지고 있음을 알게 한다.

∙ 다음 시간에 모둠별로 제작하게 될 IOT 공기청정기에 대한 방법을 제시하고 자 료를 수집해 오도록 안내한다.

중심과목 지구과학(특강) 학교급/학년(군) 고등학교/2 학년 중심과목

성취기준 영역

1. 대기와 해양의 변화

❸ 우리나라의 주요 악기상

중심과목 성취기준

[12지과Ⅰ03-03] 뇌우, 국지성 호우, 폭설, 황사 등 우리나라의 주요 악기상의 생성 메커니즘을 이해하고, 피해를 최소화할 수 있는 방법에 대해 토의할 수 있다.

주제(단원)명 미세먼지와 건강 영향 차시 4~5/18

학습목표

-대기질에 대한 현황과 국민들의 인식에 대해 분석할 수 있다.

-미세먼지 배출원 관리를 비상저감조치와 관련하여 설명할 수 있다.

-미세먼지 노출과 인체에 유해성에 대해 설명할 수 있다.

-학교주변 미세먼지를 줄이기 위한 방법을 토론할 수 있다.

연계과목 물리학, 수학, 보건 연계과목

성취기준 영역

STEAM 요소

S 공기정화 식물

T 미세먼지등 환경 측정 E 미세먼지 배출원 관리

A 대기질에대한 현황과 국민의 인식 분석, M

개발 의도 대기질에 대한 현황을 알고 미세먼지의 노출과 저감조치에 대해 설명하고, 미세먼지에 노출을 줄이기 위한 예보와 경보에 따른 우리의 행동 수칙을 알아본다

미세먼지와 건강 영향의 주제로 미세먼지 배출과 농도 현황 미세먼지 노출과 건강에 대한 특강 진행함. 창체시간 2 학년 1 반에서 강의, 나머지 반은 줌으로 교실로 중계하여 채팅으로 실시간 질문에 대한 즉답을 하는 방법으로 진행함.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

‘방사능보다

미세먼지가 무섭다’는 신문의 이슈에서 환경문제를 어떻게 해결할 것인가?

창의적 설계 에어코리아의 실시간 대기 정보

공기정화식물, 도로변 미세먼지를 분석하여 학교주변 미세먼지 노출 줄이기

감 성 적 체 험 미세먼지의 인체 위해성, 미세먼

지 배출원 관리, 농업잔재물 소 각의 영향, 우리나라 미세먼지 예보 현황, 실내미세먼지

감성적 체험

(20)

중심과목 국어 학교급/학년(군) 고등학교/1,2 학년 중심과목

성취기준 영역

고등학교 (3) 매체 언어의 탐구와 활 용

중심과목 성취기준

주제(단원)명 3. 매체 언어의 탐구와 활용 차시 6~7/18 학습목표 1. 다양한 관점과 가치를 고려하여 매체 자료의 정보를 비판적으로 수용한다.

2. 수용한 결과를 바탕으로 토의를 하며 의견을 나눌 수 있다.

연계과목 국어 연계과목

성취기준 영역

1. 언어와 매체 (3)매체 언어의 탐구와 활용

STEAM 요소

S 미세먼지 등 다양한 환경적 문제 파악 T

E

A 미세먼지 등 다양한 환경적 문제에 대한 신문 스크랩 M

개발 의도

다양한 교과를 통해 미세먼지에 대해 학습하고, 미세먼지 등 우리를 둘러싼 환경에 영향을 미치는 요소들을 신문 기사를 통해 확인해 보며 환경을 보호하기 위한 실천 방향을 탐구하는 태도를 기름

미세먼지가 우리의 건강 등에 밀접한 연관을 맺게 되면서 다양한 교과를 통해 미세먼지에 대한 과학적 지식을 학습했다. 그러한 지식을 토대로 우리 사회에 영향을 미치는 미세먼지에 대해 신문 기사를 검색해 보며 자신이 배운 지식을 적용해서 이해하고, 더 나아가 다른 환경 문제도 파악해 보며 우리 삶에 연관한 다양한 문제들에 대해서 탐구하고 이러한 문제를 해결할 수 있는 방향에 대해 생각할 수 있는 기회를 갖도록 함.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

※ 환경 문제에 관련한 동영상을 제시하며 주변의 문제에 대해 인식할 수 있게 함

창의적 설계

※ 환경 문제로 겪게 되는 우리 생활의 문제점과 모두가 고통받는 사항을 개선하기 위한 해결책이 필요함을 인식하게 함.

감 성 적 체 험 다른 과목들을 통해서 배운

미세먼지에 대한 지식을 활용해 미세먼지의 위험성 등을 깨닫고 환경 문제를 다룬 다양한 기사를 찾아보며 스크랩함.

감성적 체험 학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점 도입

(10 분)

Co 환경문제를 인식할 수 있는 Youtube 동영상을 함께 시청함

ET 시청한 내용을 바탕으로 우리가 처한 상황에 대해 이야기해 볼 수 있게 함 동영상

전개 (35 분)

CD 각 모둠별로 미세먼지 등 환경과 관련한 기사 및 학술지 를 찾아 스크랩할 수 있도록 함

ET 이러한 현상이 왜 일어나는 것인지, 다른 과목 시간에 배운 지식을 활용하여 토의 할 수 있게 함

ET 위에서 스크랩한 문제를 해결하기 위해 어떻게 해야할지에 대해 토의함.

학습지

정리

(5 분) ET 미세먼지 등의 위험을 막기 위해 토의한 내용을 바탕으로 학습지에 정리함.

(21)

중심과목 수학 학교급/학년(군) 고등학교/2 학년 중심과목

성취기준 영역

[수학Ⅰ] Ⅲ. 수열 중심과목

성취기준

[12수학Ⅰ 03-03] 등비수열의 뜻을 알고 일반항, 첫째항부터 제

항까지의 합을 구할 수 있다.

주제(단원)명 1. 등차수열과 등비수열 차시 8~9/18

학습목표 등비수열의 뜻을 알고, 일반항, 첫째항부터 제

항까지의 합을 구할 수 있다.

연계과목 수학 연계과목

성취기준 영역 Ⅲ. 수열

STEAM 요소

S T E

A 창의적인 마스크를 제작할 수 있다.

M 과정을 수학적으로 해석한다.

개발 의도 보건용 마스크 만들기 활동을 통해 보건용 마스크의 효율성에 대해 생각해본다.

마스크를 만들 수 있는 다양한 천을 겹겹이 겹춰 보며 방역용 마스크를 만들기 위한 천의 겹 수를 수열을 통해 구해본다. 만드는 활동을 통해 실제 방역용 마스크의 효율성에 대해 알아보며, 천의 두깨에 따른 호흡량을 확인해보며 적절한 천의 겹 수를 찾아보는 활동을 한다.

학습 과정

교수-학습 활동

※ STEAM 학습 준거 표시( Co 상황 제시, CD 창의적 설계, ET 감성적 체험)

학습자료 및 유의점

도입 ( 10 분)

Co 교사가 준비한 미세먼지에 대한 신문기사를 읽어본다.

ET 학생들이 직접 신문기사를 찾아보며 신문이 전달하고자 하는 주제를 파악한다.

또한 기자가 내용의 근거로 삼은 자료는 무엇이며 어떠한 형태로 조사가 이루 어졌을지 추측해본다.

신문기사

Tip!

전개 ( 30 분)

CD 미세먼지에 대해 궁금했던 주제를 설정한다.

CD 주제에 대한 목표, 또는 가설을 설정하고 필요한 질문은 어떤 것이 있을지 생 각해 본다.

ET 관련된 내용을 수집하고 정리하며 주제와의 관련성을 지속적으로 점검한다.

CD 교과지식 외에 다른 통계 지식의 필요성을 이해하고 다양한 통계방법을 교사 의 학습지를 참고하여 학습한다.

ET 데이터의 통계량을 통해 모집단을 추측하고 이 의미를 해석하는 과정을 통해 추정과정의 원리를 자연스럽게 생각한다.

학습지

정리 ( 10 분)

ET 조사 계획을 정리하고 이를 통해 조사에 착수할 준비를 한다.

조사 자료를 정리하여 적절한 발표방법으로 다음 시간에 발표를 한다.

(22)

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

코로나-19 로 인해 마 스크 착용의 불편함 을 느끼는 사람들에 게 가볍고, 착용감 이 좋은 마스크를 제작하자.

창의적 설계

편안하고 착용감 좋은 마스크를 직접 만들 어 주변 사람들에게 선물하자.

감 성 적 체 험 어떤 천을 사용하였을 때 가장

효과적인 마스크를 만들 수 있는지 수열을 이용하여 만들 어보자.

감성적 체험

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 ( 10 분)

Co 등비수열의 개념 학습

CD 한 변의 길이가

인 정사각형 모양의 색종이를 정사각형의 넓이가 반이 되도록 접는다. 접는 과정을 반복하였을 때, 접은 횟수에 따른 정사각형의 넓이를 구한다.

Co 접는 횟수에 따른 넓이의 변화를 통해 넓이의 값이 일정한 수를 곱한 값으로 변하는 것을 알면서 새로운 수열 등비수열의 개념을 안다.

전개 ( 80 분

)

Co 등비수열에 관한 문제 해결

CD 등비수열의 첫째항, 공비를 일반적인 문자로 표현해 보면서 구조를 파악한다. 구조 파악의 활동을 통해 등비수열의 일반항을 구해본다.

ET 등비수열의 일반항을 알고, 관련된 간단한 문제를 해결해 보며 개념을 견고히 한다.

정리 ( 10

분)

Co 방역용 마스크 만들기

CD 1. 주어진 방역용 마스크의 투과율, 효율성 등에 관한 동영상 시청을 통해 보 건용 마스크의 등급 및 기준에 대해 안다.

2. 주어진 천의 안면부흡기저항, 누설률을 구해보며 보건용 마스크의 등급 및 기준 을 만족시키기 위한 겹의 개수를 등비수열을 통해 구해본다.

ET 보건용 마스크를 주어진 천을 통해 구해보면서 시중에 판매되는 보건용 마스크 의 호율성에 대해 생각해본다.

참고 1. 보건용 마스크의 기준 규격에 대한 가이드라인 (식품의약품안전처)

1. 방역용 마스크

소개 동영상

시청 2. 마스크

만들기 영상을 시청하며

마스크 제작하기

(23)

중심과목 물리학 학교급/학년(군) 고등학교/2 학년 중심과목

성취기준 영역[물리학 1] (2)물질과 전자기장 중심과목 성취기준

[12물리Ⅰ02-04] 종류가다른원소를이용하여반도체소자를 만들수있음을다이오드를이용하여설명할수있다.

주제(단원)명 미세먼지를 부탁해 차시 10~12/18

학습목표 나만의 미세먼지 측정기를 고안할 수 있다.

미세먼지 측정기를 제작하고 자신의 작품에 대한 상품화 할 수 있다.

연계과목 기술, 미술 연계과목

성취기준 영역 미술[12 미감-02-07]

STEAM 요소

S

T 공기청정기 구성요소(필터 종류, 두께), 미세먼지 저감 장치 원리 E 아두이노를 접목한 공기 청정기 제작 방법

A 공기 청정기 디자인

M 필터의 두께에 따른 효과 계산

개발 의도

미세먼지를 해결하는 과정에서 실제 삶의 해결능력을 키운다 미세먼지를 제거하는 공기청정기의 과학적 원리를 이해한다.

우리학교에 미세먼지 저감 장치를 인포그래픽으로 디자인하여 삶의 문제를 해결하는 능 력을 키운다.

- 물리학Ⅰ에서 반도체의 작동원리를 학습하고, 일상생활 속에서의 어떻게 활용되고 있는지 조사하 과학·기술·사회의 관계를 이해한다.

- 공기 중에 있는 미세먼지의 양을 측정하는 방법을 생각해 보고, 아두이노를 활용하여 미세먼지 측 정기를 고안한다.

- 물리 법칙을 이용하여 미세먼지를 줄일 수 있는 자신만의 장치를 설계해보면서 기계 조작에 필요 한 물리 법칙의 중요성을 깨닫는다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

봄철 학교의 미세먼 지농도 변화를 제시 하고 학교를 청정하 게 하는 방법은?

창의적 설계

공기 청정기를 고안 하고 미세먼지 측정 기를 이용하여 여러 조건에서 측정되는 미세먼지의 농도를 확인한다

감 성 적 체 험 -나만의 공기 청정기 고안하기

-미세먼지측정기를 활용하여 미 세먼지를 측정하는 장치를 제작 해보고, 미세먼지를 줄일 수 있 는 창의적인 장치를 설계한다.

감성적 체험 학습

과정 교수-학습 활동(2 학년) 학습자료

및 유의점 도입

( 10 분)

Co 1996~2018 년 연간 대기오염물질 농도 변화 분석표를 보여주며 왜 이렇게 변 화가 있는지에 대해 토의 한다.

Co 미세먼지가 우리몸에 미치는 영향에 대한 동영상 시청

전개 (30 분)

T 동영상을 통해 다른 나라의 미세먼지 해결책을 알아본다

CD 나만의 공기청정기 고안하기

ET 발표하며 평가하기 s 미세먼지 측정기 원리 설명

s 필터의 두께에 따른 미세먼지 투과량 측정 결과 분석

ET 미세먼지 측정기를 이용하여 교실의 미세먼지를 측정 결과 분석 정리

( 10 분)

ET 공기청정기를 사용하지 않을 때와 공기청정기를 사용할 때를 비교 학교에 필요한 곳에 적합한 디자인을 하여 설치한다

참조

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