과 제 개 요

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2018 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2018. 10. 31

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【 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】

과 제 개 요

과제명 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영

STEAM 프로그램

구분

프로그램명

고등학교 통합과학 (4) 환경과 에너지 수업용 STEAM 프로그램 :과학-인문 통합 연계형 STEAM 프로그램이 학습동기 및 진로성향에

미치는 영향

학교급 고등학교 대상 학년 (군) 1학년

중심과목 통합과학 중심과목 성취기준 영역

[고등학교 1학년] (7) 생물다양성과 유지/(8) 생태계와 환경 /(9) 발전과 신재생에너지

연계과목

통합사회 국어

연계과목 성취기준 영역

[고등학교 1학년] (2) 자연환경과 인간/(9) 미래와 지속가능한 삶

[고등학교 1학년] (2) 쓰기/ (3) 쓰기 연구기간 2018.4.협약일 ~ 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 삼척여자고등학교 생명과학 교사 변정호

공동연구원 삼척여자고등학교 지구과학 교사 정수국

공동연구원 삼척여자고등학교 화학 교사 정미란

공동연구원 삼척여자고등학교 국어 교사 전재원

공동연구원 삼척여자고등학교 국어 수석교사 강경희

공동연구원 삼척여자고등학교 사회 교사 김동섭

2018년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 융합인재교육 (STEAM) 교사연구회를 운영한 결과로써 본 보고서를 제출합니다.

2018년 10월 31일

연구책임자 : 변 정 호 (인)

한국과학창의재단 이사장 귀하

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“이 보고서는 2018년도 정부의 재원으로

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목 차

1. 요약문

··· 1

2. 서론

··· 1

3. 연구 추진 내용 및 결과

··· 2

가. 연구 내용 ··· 2

1) 융합인재교육 연구를 위한 환경 조성 ··· 2

2) 융합인재교육 프로그램 개발을 위한 이론적 연구 ··· 4

3) 융합인재교육 프로그램 개발 ··· 8

4) 융합인재교육 프로그램의 적용 ··· 9

5) 융합인재교육 프로그램의 효과 검증 ··· 17

나. 연구 결과 ··· 18

1) 융합인재교육 프로그램 개발 결과 ··· 18

2) 융합인재교육 프로그램 효과성 검증 결과 ··· 25

4. 결론 및 제언

··· 26

5. 참고문헌

··· 27

[부록]

STEAM 프로그램 1 ··· 28

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1. 요약문

2. 서론

가. 연구의 필요성 및 목적

2015 개정 교육과정에서는 미래 인재 양성을 위한 핵심역량을 제시하고 있으며, 다양한 핵심역량 을 개발하고 신장시키기 위해서는 기존의 단일형 교수-학습 프로그램이 지닌 한계를 극복하여야만 한 다. 이에 대한 가장 적합한 대안인 융합인재교육(STEAM)은 실질적 주체로서 역할을 수행하는 교사의 역량을 신장 시키고, 학생들을 대상으로 융합인재교육 프로그램에 대한 경험을 제공함으로써 학생들 스스로 진로탐색 및 역량 강화 기반을 마련할 수 있는 기회를 제공할 수 있어야만 한다. 이러한 필요 성에 따라 본 교사 연구회에서 개발한 융합인재교육 교수-학습 프로그램은 고등학교 학생들에 대한 과정중심 평가가 가능한 인문예술 통합형으로써 학습자의 학습동기 향상과 진로 성향에 긍정적인 영 향을 줄 수 있도록 하는데 주요한 목적을 두고 있다. 특히 최근 다양한 영역에 적용되고 있는 뇌과학 관련 기존 프로그램 개선 1개, 신규 프로그램 4개를 개발하였다. 해당 프로그램의 적용 결과, 학습동 기와 진로선택 성향에 매우 긍정적인 통계적 유의성을 확인할 수 있었으므로, 일반계 고등학교에서 사용 가능한 융합인재교육 프로그램으로써 기능할 수 있을 것으로 보인다. 또한 연구회에서 개발한 융합인재교육 프로그램은 학습동기와 진로선택에 있어 긍정적인 영향을 미치는 것을 확인하였다. 따 라서 본 연구회에서는 일반계 고등학교 현장의 현실적 제약 상황을 벗어나고, 과정중심 활동을 통해 학생들에게 과학자적 사고와 수행능력을 제공함으로써 현대의 사회가 요구하는 핵심역량을 제공할 수 있는 프로그램을 개발할 수 있었다. 또한, 2015 개정 교육과정에서 요구하는 과정중심 평가가 가능하 도록 분석적 평가틀을 제시할 수 있었다. 마지막으로 기존의 학습 방법을 통해 단일 영역의 지식만을 획득할 수 있는 기회에서 더 나아가 해당 지식을 다양한 학문과 융합할 수 있는 능력을 지닌 인재를 길러내는 초석으로 기능할 수 있을 것이다.

◦

^{연구의 필요성}

국가수준에서 이루어지고 있는 STEAM 교육 패러다임의 저변확대 및 융합인재 교육을 통한 학교 수준에서의 적용 가능성을 탐색함과 동시에 일반계 고등학교 수준에서 가능한 융합과학(STEAM) 진 로체험 프로그램 개발이 매우 필요한 실정이다. 이와 더불어 융합인재교육(STEAM)의 실질적 주체로 서 역할을 수행하는 교사의 역량을 신장 시키고, 학생들을 대상으로 융합인재교육(STEAM)에 대한 사 고와 인식을 제고함으로써 학생들의 진로탐색 및 선택을 위한 기반을 마련할 수 있어야만 한다.

◦

^{연구의 목적}

2015 개정 교육과정의 핵심역량의 반영과 과정중심 평가에 적합한 융합인재교육(STEAM) 교수학습 프로그램 개발을 주요 목적으로 설정하고, 이를 달성하기 위해 다음과 같은 연구개발 목표를 제시하

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나. 연구의 범위

3. 연구 수행 내용

가. 융합인재교육(STEAM) 연구를 위한 환경 조성

◎

교사 연구회의 융합인재교육(STEAM) 능력 신장

∘학교현장의 과학교육에서 가장 중요한 과학에 대한 흥미와 학습에 대한 주의집중을 유발하기 위해 최근 주목받고 있는 뇌 과학과 실생활 소재를 활용하여 다양한 학습활동을 수행하였음. 이 를 위해 다음과 같은 활동을 수행하였음.

∘STEAM 융합인재 양성을 위한 프로그램을 개발하고 이를 적용하여 실제 학생들의 STEAM 융합 능력을 배양하기 위한 환경을 조성 하였다. 이를 위해 교사연구회 소속 교사들의 정기적인 세미나 및 연구회 소속이 아닌 교사들과 워크숍을 진행하였다. 뿐만 아니라, 지역권내 중고등학교 및 학부 모를 대상으로 활동 발표회 및 워크숍을 실시하였음.

▢ 융합인재양성(STEAM) 연수 이수

- 교사 연구회 소속 교사들의 융합교육 능력을 신장시키기 위해 기본 연수에 참여하였음

▢ 교사연구회 정기 세미나 진행 및 융합인재교육(STEAM)관련 회의 참석

- 교사 연구회 소속 교사들의 융합교육 능력을 신장시키기 위해 지속적인 워크숍을 실시하였음 둘째, 학생 활동중심 수업과 과정중심 평가가 연계된 인문․예술 과학-인문 통합형 융합인재교육 (STEAM) 교과 프로그램을 개발한다.

셋째, 개발된 프로그램을 현장에 적용하여 융합인재교육(STEAM) 프로그램이 학생들의 진로성향 및 학습동기 수준에 미치는 효과를 검증하고자 한다.

본 연구에서는 융합인재교육(STEAM) 교수-학습 프로그램을 개발하기 위해 기존에 제시된 융합인 재교육 수업요소인 상황제시, 창의적 설계, 감성적 체험을 바탕으로 학습요소와 학습용 콘텐츠를 탐 색 및 도출하였다. 특히 본 연구에서 주요한 대상으로 삼고 있는 계층은 일반계 고등학교 재학생으로 써 융합인재교육 적용의 기회가 다른 학교급의 학생들에 비해 상대적으로 낮은 학생들이다. 뿐만 아 니라, 일반계 고등학교 재학생들이 중요하게 생각하는 진로탐색 및 전공역량 강화를 도모하기 위해 이에 대한 추가적인 효과성을 검증하고자 하였다. 따라서 본 연구에서 개발하고자 하는 융합인재교육 교수-학습 프로그램은 고등학교 학생들의 과정중심 활동과 평가가 가능한 형태로써 학습동기 향상과 진로 성향에 긍정적인 영향을 줄 수 있도록 개발 하고자 하였다.

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<관련 회의 참석 및 컨설팅>

<교직원 대상 워크숍 및 세미나>

▢ 융합인재교육(STEAM) 프로젝트 학습 발표회 및 워크숍

개발된 융합인재교육 프로그램(과정중심 프로젝트 활동) 적용 결과 전시 및 발표회를 통해 학부모를 초청하여 본 연구회에서 개발한 프로그램의 효과를 공유하였음. 또한 참가한 관내 중고등학교 교사들을 대상으로 프로그램 구성 및 적용 방법에 대한 워크숍을 진행하였음.

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∘워크숍 내용

구분 시간계획 운영 내용 비고

1부 14:30~14:40(10분) 발표회 개회

14:40~15:40(70분) 강좌별 활동 내용 학생 발표 8개 강좌(각 9차시 분량) 휴식 15:45~15:50(5분) 휴식 및 학생 귀가

2부 15:50~16:20(30분) 수업 공유 워크숍(참석 교사 대상)

융합수업 내용 발표(교사) 강좌별 기획 및 운영법 공유 16:20~16:30(10분) 질의 / 응답

나. 융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발을 위한 이론적 연구

◎ STEAM 교육

다양한 지식에 대한 접근과 사용이 가능한 21세기는 정보사회로 표현되고 있으며, 기존의 지식들을 융합 또는 통합하여 새로운 산출물을 만드는 능력을 지닌 창의적 인재 양성은 국가경쟁력 확보를 위한 주요한 교육목표로 대두되고 있다(교육과학기술부, 2010). 이에 따라 서로 다른 영역의 지식들을 융합하 여 과학적 산출물을 생산하는 창의적 인재 양성을 위한 다양한 교육적 시도들이 진행되고 있다. 특히 과학지식을 기반으로 한 융합형 인재양성은 세계 각국의 주요한 교육 패러다임으로 자리하고 있는 실정 이다(Matthews, 2007). 그러나 이공계 기피현상 및 이공계 재학생의 진로는 오히려 융합과학인재양성이 라는 교육 패러다임에 역행하고 있으며, 이를 해결하기 위해 MSE, STEM, STEAM과 같은 교육방법이 시도가 이루어지고 있다(백윤수 등, 2011; 이효녕 등, 2012; Bybee, 2010; Brostow, 2001; Porter et al., 2006; Sanders et al., 2011).

이러한 맥락에서 최근 이슈가 되고 있는 융합교육은 학생들의 과학기술에 대한 흥미와 동기수준을 높 이고 융합적 사고와 창의적인 문제해결능력을 배양할 수 있을 것으로 기대되고 있다(교육과학기술부, 2011). 그러나 국내 융합교육의 역사는 상대적으로 짧은 편이며, 이와 관련된 연구결과들은 최근에 들 어 일부 제시되고 있으며, 기술교육 분야에서의 주도로 인해 실제 과학교육에 기반을 둔 융합교육에 대 한 연구는 미비한 실정이다(권난주와 안재홍, 2012; 김진수, 2007; 백윤수 등, 2011).

융합교육과 관련된 국내 연구들을 살펴보면, 백윤수 등(2011)은 다양한 자료를 바탕으로 4C-STEAM

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을 통해 국내 융합교육의 방향을 제시하였으나 구체적인 적용 방안은 제시하지 못하고 있다. 이와 유사 한 목적으로 김성원 등(2012)에 의해 제시된 Ewha-STEAM 교육모형은 전반적인 STEAM교육의 방향설 정과 고려사항들을 도출하였으나, 실제 교육현장에 적용하기 위한 구체적인 수업모델은 제시하고 있지 못하다. 반면, 박혜원과 신영준(2012)은 융합인재교육(STEAM)을 실제 수업에 적용함으로써 정의적 영 역의 변화를 확인하였으며, 5가지 융합 요소(과학, 기술, 공학, 예술, 수학)를 반영한 수업 예시를 제시 하였다. 그러나 제시된 수업은 특정 단원에 제한되어 있으며, 구체적으로 어떤 학습요소들이 어떻게 배 열되어야 하는지에 대한 해답을 제시하지 못하고 있다. 결국, 창의적 인재 양성을 위한 융합교육의 방향 과 인식에 대한 연구들은 활발히 진행되고 있으나 생물교육을 위한 융합수업방법과 수업모델의 개발은 미비한 상태이다. 일부 연구(김진수, 2007)는 융합교육을 위한 학습의 요소와 유형들을 제시하고 있으나 구체적인 과정이나 콘텐츠의 선정과 같은 교육현장에 실질적으로 도움을 줄 수 있는 정보제공에는 한계 를 지니고 있다.

융합교육은 다양하게 해석될 수 있으나 서로 다른 영역의 지식들이 하나의 새로운 지식으로 융합될 때 진정한 융합학습이 이루어짐으로써 학습자는 지식 융합의 능력을 지닐 수 있게 될 것이다. 이와 같 이 서로 다른 유형의 지식들로부터 하나의 지식을 도출해 나가는 수렴적 사고과정은 교수자의 안내와 지식의 융합을 위한 명확한 목표를 필요로 한다(Cropley, 2006; Razoumnikova, 2000). 또한 문제해결 과정의 관점에서 학습의 과정을 살펴보면 주어진 목표, 문제를 해결하기 위해 거치는 과정이 제공되는 지 여부에 따라 수렴적 사고와 발산적 사고가 유발될 수 있다(Sternberg & Lubart, 1996). 융합학습을 서로 다른 지식을 하나의 지식으로 수렴해 나가는 과정이라고 본다면 융합의 과정은 수렴적 문제해결과 정에 해당한다. 그러나 창의적 사고를 요구하는 융합학습은 지적능력과 관련되어 있다고 알려진 수렴적 사고뿐만 아니라 발산적 사고가 고르게 유발되어야 한다. 따라서 수렴적 사고를 포함하는 문제해결과정 과 발산적 사고를 포함하는 문제해결과정이 연계성 있게 구성될 때 학생들의 창의적 사고를 개발할 수 있을 것이다.

◎ 창의적 문제해결 과정

과학학습을 위한 융합학습의 목적은 창의적 사고가 가능하고, 과학학습에 대한 동기수준을 향상시키 는데 있다. 따라서 융합학습을 위한 교수-학습모델은 창의적 사고와 과학학습에 대한 낮은 동기수준을 향상 및 유지시킬 수 있도록 구성되어야 한다.

일반적으로 수렴적 사고는 다양한 정보들을 조합하여 하나의 해결책이나 목표로 수렴하기 위해 고정 화된 사고조절(stereotype mental operation)과정을 사용을 하며, 범주화, 유사성 발견, 패턴 발견, 정 보의 다양성 내에서 상호관계의 발견과 같은 사고과정이 포함된다. 발산적 사고는 다양한 측면에서 새 로운 아이디어를 생성함으로써 다양한 해결책을 이끌어내는 사고과정이며, 이러한 해결책들은 올바른 것일 수도 또는 그렇지 않을 수도 있는 개방적인 사고의 과정이다. 그러므로 발산적 사고는 주어진 정

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적 문제해결(Divergent problem solving)의 두 가지 유형으로 구분될 수 있다(Guilford, 1967).

수렴적 문제해결과정은 주어진 아이디어를 평가하는 활동을 포함하기 때문에 목표가 주어지지만, 문 제를 해결해 나가는 과정은 일반적으로 주어지지 않는다. 그러므로 수렴적 문제해결과정은 특정 이론이 나 아이디어에 대한 입증활동 또는 실증과정, 서로 다른 정보들로부터 일반화해 나가는 활동에 적합하 다고 볼 수 있다. 반면, 발산적 문제해결과정은 새로운 아이디어를 생성하는 활동에 해당하기 때문에 일 반적으로 목표가 주어지지 않는다. 또한 목표에 도달하는 과정은 알려져 있는 것을 선택하거나 새로운 방법을 구상할 수도 있기 때문에 사례연구나 탐색과 같은 활동에 적합하다고 볼 수 있다(Wang &

Chiew, 2010).

◎ 문제해결과정 기반 STEAM 프로그램

문제해결과정(Problem Solving Process)은 두뇌의 지적 기능 중 중요한 부분에 해당하는 인지적 과 정을 의미한다. 일반적으로 문제해결과정은 주어진 사실(the givens), 목표(the goals), 조작활동(the operations)의 3가지 기본 요소로 포함한다(Ormrod, 1999; Polya, 1954). 문제해결과정에서 주어진 사 실은 문제의 일부분으로써 주어진 정보, 목표는 문제에 대한 해결책의 바람직한 종료상태, 조작활동은 해결책의 목표 달성을 위해 실행될 수 있는 가능한 모든 활동들을 의미한다(Wang & Chiew, 2010). 그 러므로 문제해결과정은 우리에게 주어진 정보들로부터 특정 목표에 도달하기 위해 수행하는 일련의 조 작과정에 해당하며, 대부분의 인지적 과정은 문제해결과정으로 표현될 수 있다. 문제해결과정의 출발점 은 주어진 문제가 지니고 있는 목표와 정보를 정의하고 확인하는 문제 탐색 단계라는데 연구자들의 견 해가 일치하고 있다. 이후의 단계에 대해서는 문제에 대한 사고하기, 해결책 지니기, 적절한 행동 선택, 행동의 수행, 해결책의 탐색, 해결책의 생성 등으로 차이를 나타내고 있다. 그러나 이러한 활동은 문제 의 최종 목표인 해결책 도출에 필요한 활동들을 계획하고, 선택하며, 실행하는 해결책 생성 및 실행 단 계를 의미하고 있다. 마지막 단계는 문제해결을 위해 생성하고 실행된 다양한 해결책들에 대해 목표와 의 일치여부에 따라 해결책을 확인, 평가함으로써 최종적으로 적합한 해결책을 선정하는 해결책 평가 단계로 귀결된다고 볼 수 있다. 따라서 과학적 문제해결과정은 제시된 과학적 문제에 대한 인식 및 도 달목표 확인, 과학적 해결방안을 각 단계별 관련된 지식을 활용하여 해결방안 탐색, 과학적 방법을 통해 목표에 도달할 수 있는 과학적 해결방안을 Team별 선정기준에 따라 확정, Team별 의사소통을 통한 해결방안의 적용 및 목표도달정도 평가로 대별될 수 있을 것이다. 본 연구회에서는 문제해결과정에 기 반하여 융합인재교육(STEAM) 프로그램을 개발할 것이다.

◎ 과학-인문 융합 방안

알렉산더 칼더(Alexander S. Calder)의 노란원반(yellow disc)이나, 테오얀센의 움직이는 해변의 동 물 등은 움직이는 조형물로 공기의 유동이나 기계로 움직이도록 설치된 키네틱 아트의 대표적 작품이 다. 주변의 생물이라는 익숙한 소재를 통해 창의적인 작품을 창조하고 하고 있지만, 순수 예술적 작품이 라기 보다는 과학과 기술적 메커니즘의 결과물이며, 수학적 지식을 기반으로 하고 있는 창의적 산물이 다. 칼더는 과학적 지식과 공학적 지식을 동원하여 최초로 정적인 예술작품의 기존 틀을 과감히 깨고 동적인 예술작품인 키네틱 아트를 만들어 내었으며, 테오얀센은 키네틱 아트와 과학기술이 경계를 허

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물고 새로운 영역을 창조하였다.

과학과 예술은 창조로 표현되는 주관적 측면과 발견으로 표현되는 객관적 측면을 동시에 지니고 있 으며, 차이점보다는 공통점을 많이 지니고 있다고 볼 수 있다. 이러한 사례는 알렉산더 칼더나 테오얀센 의 생체모방 작품 뿐만 아니라, Da Vinci의 과학적․예술적 산물들과 왓슨과 크릭의 DNA 이중나선 모형 에서도 확인할 수 있다. 창의적 사고의 개발을 위해서는 반드시 다학문적 융합이 중요하다고 주장한 Sternberg(1968)와 동일한 맥락에서 예술, 과학, 수학 등의 학문영역이 융합된 통합적 콘텐츠의 활용은 학생들의 창의적 사고 신장에 필수적이며, 융합적 문제해결의 과정을 경험하는 주요한 틀로 작용할 수 있을 것이다.

2015 개정교육과정에서는 6대 핵심역량을 제시함으로써 미래 사회에서 요구하는 인재가 지녀야할 역 량을 구체적으로 제시하고 있으며, 각각의 역량을 통합함으로써 지향하고 있는 인재상도 함께 제시하고 있다. 자기관리 역량, 의사소통 역량, 공동체 역량 통합을 통한 자주적이고 더불어 사는 사람, 지식정보 처리 역량, 창의적 사고 역량, 심미적 감성 역량 통합에 위한 창의적이고 교양있는 사람, 즉, 바른 인성 을 갖춘 창의 융합형 인재를 지향하고 있다. 이러한 맥락에서 융합인재교육(STEAM)은 지식정보처리, 창의적 사고, 심미적 감성 역량을 함양하기 위해 가장 적절한 교수학습 방법에 해당한다. 융합인재교육 (STEAM)의 측면에서 자기관리, 의사소통, 공동체 역량을 증진시키기 위한 구체적 방안은 미비한 실정 이므로, 본 연구에서는 2015 개정 교육과정에서 제시하는 6대 과학-인문 통합이 가능하도록 융합인재교 육(STEAM) 교수․학습 프로그램을 개발 모델을 제시하고자 한다.

◎ 과정중심 평가와 융합인재교육

미래사회의 선도는 기존에 존재하지 않던 새로운 형태의 산물을 만들 수 있는 능력에 따라 좌우될 수 있으며, 이는 국가의 잠재능력 혹은 경쟁력과 동일 시 될 수도 있다. 세계 각국은 현재 새로운 교육 패 러다임인 융합인재교육(STEAM)에 따라 다양한 분야의 과학기술을 수학적-공학적 지식 또는 예술적인 측면을 융·복합하여 실현 가능한 제품들을 생산함으로써 국가 성장의 원동력으로 삼고 있다. 융합인재교 육(STEAM)을 경험하게 될 학생들은 과학적 원리, 수학적 해석, 공학적-예술적 적용 지식을 융합한 사 고과정을 경험함으로써, 미래 사회가 필요로 하는 인적자원으로 성장할 수 있을 것이다.

2015 개정교육과정에서 제시하는 과정 중심 평가에 대한 요구는 미래사회 변화에 대응하기 위한 학 교 교육 변화의 필요성에서 출발한다. 미래사회로 대변되는 지능정보사회는 단편적인 지식이 아닌 기존 의 것들을 융합하여 새로운 것을 창조할 수 있는 역량이 요구되는 사회이다. 즉, 과정중심 평가는 학교 교육의 변화를 교육과정-교수·학습-교육평가 중, 교육평가측면에서 변화의 방향을 제시한 것이다.

과정 중심 평가의 특징은 결과 중심평가와 대비되는 개념으로 평가 패러다임 확장이자 또한 교육과정 -교수·학습-교육평가의 연계로 볼 수 있다. ‘과정 중심적 평가’는 창의적인 인재 양성을 위해서는 암기 위주나 정답 찾기 등 결과 중심의 평가 방식에서 문제 해결 과정을 중시하는 평가로 전환해야 한다는 의미를 담고 있다. 이는 학생이 지식을 알고 있는지에 대한 여부를 평가하는 것을 결과 중심적인 평가

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하고 평가를 학습의 도구로 사용한다. 평가 결과 활용 범위의 확장은 평가 결과를 점수 산출하는 것에 서 끝나는 것이 아닌 ‘교수·학습의 질을’ 개선하는 데 사용하도록 하는 것이다. 학습 도구로서의 평가는

‘학생이 자신의 학습을 성찰하도록’ 하는 것과 연관된다. 과정 중심 평가는 학생이 배운 것을 평가하는 학습 결과에 대한 평가(assessment of learning)를 넘어 평가의 결과를 ‘교수·학습 질 개선’ 또는‘교수·

학습 방법 개선’을 위해 사용하도록 하여 학습을 위한 평가(Assessment for learning), 학습으로서의 평가(Assessment as learning)로 평가 패러다임을 확장한 것이다.

교육과정-교수·학습-교육평가 연계과정 중심 평가는 교육 평가가 결과 중심에서 발생하는 한계를 극 복하고 ‘학습을 위한’ 평가, ‘학습으로서의’ 평가로 확장된 평가 패러다임을 내포하고 있다. 이와 같은 과정 중심 평가가 학교 현장에서 실천되기 위해서는 교육평가와 교육과정, 교수·학습이 분리될 수 없다.

과정 중심 평가가 제대로 작동하기 위해서는 교육과정-교수·학습-교육 평가의 연계가 전제되어야만 한 다. 이에 성취기준 기반으로 평가 계획을 세움으로써 교육과정과 교수·학습과 교육 평가가 연계될 수 있 도록 해야 한다. 나아가 학생의 변화와 성장에 대한 인지적 정의적 자료를 교수·학습 과정에서 다각도로 수집하여 적절한 피드백을 산출하여 교수·학습의 질을 개선하기 위해 사용해야 한다.

이러한 사회적 요구에 반해 일반계 고등학교 현장에서는 과정 중심평가에 대한 이해 부족 및 평가 방 안이 부족한 실정이며, 특히 융합인재교육(STEAM)을 위한 과정중심평가 모델은 전무한 실정이다.

이에 본 교사연구회에서는 2015 교육과정의 과학-인문 통합에 기반을 둔 창의적 문제해결 프로젝트 교수․학습 프로그램을 개발하고, 학생들이 스스로 활동을 수행하게 함으로써 융합인재교육(STEAM)을 통한 창의적 융합 사고력 증진과 함께 과정중심 평가를 위한 융합인재교육(STEAM)평가 모델을 개발하 고자 한다.

다. 융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발

◎ STEAM 교육 프로그램 개발

▢ 과정중심 활동 및 인문-예술 통합이 가능한 콘텐츠 탐색을 위한 사전 연구

∘관련 선행 연구 분석을 통해 타당성 있는 콘텐츠의 범위와 적용 가능한 원리를 분석- 관련 선행 연구 분석 및 기 개발된 사례 분석

▢ 융합인재교육(STEAM) 영역의 융합적 요소 및 성취기준 추출

∘과학, 기술, 공학, 예술, 수학 각 영역에서 융합적 요소 추출 연구 수행

∘과학, 기술, 공학, 예술, 수학 각 영역에서 성취기준 및 성취수준 추출 연구 수행 ▢ 융합인재교육(STEAM) 영역별 융합 요소로부터 핵심역량 탐색 및 도출

∘STEAM 영역의 융합적 요소들로부터 2015개정 교육과정의 6대 핵심역량 탐색 ∘STEAM 영역의 융합적 요소와 연계된 2015개정 교육과정의 6대 핵심역량 도출 ▢ 융합인재교육(STEAM) 요소 및 콘텐츠로부터 과정중심 평가 요소 추출

∘STEAM 영역별로 도출된 융합적 요소 및 콘텐츠로부터 과정중심 평가 요소 탐색 ∘STEAM 영역별 융합적 요소 및 콘텐츠와 연계된 과정중심 평가 전략 구성 ▢ 과학-인문 통합 및 과정중심 평가 가능한 융합인재교육(STEAM) 전략 개발

∘과학-인문 통합이 가능한 STEAM 교육 단계 및 단계별 교수-학습 전략 개발 ∘과정중심평가가 가능한 STEAM 교수-학습 단계별 평가 전략 개발

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◎ STEAM 교육 프로그램 개발 절차 및 전략

신규 프로그램 개발

(공통요소) (개별 요소) (공통요소)

융합인재교육(STEAM) 환경 조성

신규 융합인재교육(STEAM) 프로그램 및 평가 모델 개발

융합인재교육(STEAM) 프로그램 효과 검증 및 평가

연구회 소속 교사들의 STEAM 교육 능력 신장

STEAM 영역별 융합 요소 반영 콘텐츠 개발

STEAM 프로그램 적용 집단 구성

STEAM 교육 전문 기관 연계 과정중심 평가를 위한 STEAM 프로그램 구성 전략 개발

사전 검사 (진로성향 및 학습동기)

STEAM 교육 적용 학생 팀

구성 신규 STEAM 프로그램 개발 STEAM 교육 프로그램 적용

STEAM 교육 프로그램 개발

여건 조성 과정중심 평가 모델 구성 사후 검사를 통한 효과 검증

및 전문 학술지 논문 개제

라. 융합인재교육(STEAM) 프로그램의 적용

◎ STEAM 교육 프로그램 적용 방침

▢ 학생의 활동 참여 동기 및 활동 내용 파악을 통한 학생부 기재

∘강좌 운영 전 학생의 자기소개서 및 강좌 참여 신청서 작성을 통해 학생 스스로 내적 동기 수립 기회 제공

∘각 강좌별 참여 학생 신청서 및 자기소개서는 지도교사에게 사전 전달함으로써 학생의 내적 동기 수준 및 관심사 파악

∘수업 활동 수행 간 학생의 참여도 및 이해도 파악을 위한 코딩 리스트 개발 및 활용

∘학생이 수업 중 생성한 프로토콜에 대한 예상 코딩결과와 실제 코딩결과를 비교하여 학생의 활동 정도 파악

∘학생의 내적 동기 및 외적 활동 내용을 시간 순서로 학생부에 기재

▢ 역량 중심의 문제해결 능력 배양 및 과정중심 평가 실시

∘학생 중심 체험을 활용한 교사의 팀티칭을 통해 핵심역량 중심의 문제해결 능력 배양 활동 수행

∘과정중심 평가를 위해 수업 과정에서 실시한 활동 내용을 활용하여 수행평가 실시

∘지도교사 팀의 통합 티칭과 함께 관찰 및 평가 체크리스트를 활용하여 과정중심 평가 수행

∘지도교사 평가 외에 학생 스스로 동료평가를 통해 정성적 평가를 실시하며, 해당 내용은 학교생활

(14)

◎ STEAM 교육 프로그램 적용의 실제 : 「융합 캠프」

▢ STEAM 캠프 활동을 통한 융합적 사고력 및 학습동기 신장

∘STEAM 융합 능력을 배양하기 위해 과학적 지식을 기반으로 융합 콘텐츠를 활용한 「융합 (STEAM) 캠프」 운영

∘STEAM 교육 활동 전 사전테스트를 통해 학생들의 수준을 파악함으로써 학생들의 수준에 적합한 내용과 활동으로 구성

▢ 프로그램 적용을 위한 융합 캠프 운영

융합교육 프로젝트 운영 팀

문학-음악-수학 융합 수리-미술 융합 과학-인문 융합 사회-인문 융합

◾ 대상 : 본교 재학 1, 2학년 학생 중 희망자 112명 ◾ 장소 : 본교 본관 및 별관 건물 등

◾ 정규교과 시간 이후 방과후학교 집중 이수 과정 형태로 운영 ◾ 매일 2시간씩 8개 강좌 각 9차시 운영

▢ 교육 프로그램 적용의 실제

∘과학-인문 통합이 가능한 과정중심평가 교육과정 프로그램을 적용하기 위해 무 학년제로 운영되는 진로집중형 교육과정인 「융합 캠프」운영

∘운영 방법

- 1, 2학년 재학생 중 희망자 선발 : 112명

- 정규교과 시간 이후 방과후학교 집중 이수 과정 형태로 운영 - 매일 2시간씩 8개 강좌 각 9차시 운영

강좌 개설 협의 운영 방안 협의 강좌 개설 계획 강좌 개설/공고

∙참가 희망 교사 모집

∙강좌 개설 협의

∙강좌별 주제 선정

∙강좌 운영 방안 협의

∙내용 선정/전략 수립

∙지도안 및 활동지 제작

∙강좌 개설

∙학생공고

운영 발표회 강좌 운영 수강자 배정 수강 신청서 접수

∙산출물 전시회

∙수업 결과 발표회

∙강좌별 수업 운영

∙활동중심 수업 실시

∙수강신청서 분석

∙강좌별 수강자 배정

∙수강신청 제출(3지망)

∙담임교사 추천

(15)

∘활동 주제 및 수업 내용

활동주제 수업 내용 및 과정 담당자

미션임파서 블 : 플라스틱

아웃!

① 플라스틱위협 분석을 통한 플라스틱 프리 라이프 설계

② 분자 요리를 통한 플라스틱 아웃 방법 탐구

③ 플라스틱 아웃을 위한 대체 용품 제작 및 마케팅 전략 구성

변OO 류OO

(16)

지역탄광촌 살리기프로 젝트: 우리

지역이 달라졌어요!

① 삼척(도계)지역 탄광마을과 천연자원 석탄의 가치 학습

② 쇠퇴해가는 지역을 살리기 위해 지역 홍보 구상

③ 지역 홍보 영어 동화책을 직접 제작하여 출간

김OO 황OO

 관련분야 : 지리, 역사, 영어, 미술, 관광, 마케팅, 문학, 출판

(17)

침묵의 몸(feat.생태

계)왜 아프니?

① 환경오염 관련 영화(플라스틱 차이나)보고 토의하기

② 환경오염이 초래하는 질병 부조로 표현하기

③ 환경오염을 줄이기위한 카드뉴스 만들기 및 홍보하기

전OO 김OO

(18)

지구가 보내는 위험

시그널!

① 환경파괴가 미치는 영향을 영상으로 관찰하고 그에 대한 나의 생각 표현하기

② 지구 온난화에 관한 다양한 기사와 뉴스를 자신만의 색깔을 살려 재구성하고, 재난 시나리오 작성하기

③ 지구를 살리기 위한 캠페인 구상 및 캠페인 용품(에코백, 파우치) 제작하기

강OO 전OO

 관련분야 : 환경, 생물, 지구과학, 문학, 미술, 마케팅

(19)

야!

일어나야지

① 지질시대를 구분하는 기준 알아보기

② 지질 시대의 대표적 생물들 알기

③ 지질시대의 환경과 생물들을 그림으로 표현하기

정OO 임OO

(20)

나(I)와! Eco Car!

① 탄소에너지와 친환경 에너지 포스터 제작

② 에너지 제로라이프 설계, 연료전지 자동차 제작

③ 친환경 에너지 도시 설계

정OO 강OO

 관련분야 : 재료공학, 영어, 환경, 화학

(21)

마. 융합인재교육(STEAM) 프로그램의 효과 검증

◎ STEAM 교육 프로그램의 효과 검증

▢ 효과성 검증 절차

STEAM 인재 양성 교육 프로그램 적용 전/후에 학습동기 수준, 과학적 사고력, 과제집착력, 진로성향 을 측정

∘개발된 융합인재교육(STEAM) 프로그램을 통하여 학생들에게 유의미한 변화가 나타나는 지를 확 인하여 효과성을 검증

▢ 효과성 검사도구

∘Keller의 학습동기 검사지(CIS) ∘Keller의 활동 내용 동기 검사지 ∘진로성향 검사지(자체 개발)

∘STEAM 태도 성향 검사지(교사연구회 지원단 제공)

▢ 대상 : 융합인재교육(STEAM) 프로그램 적용 대상 학생 전원 ∘프로그램 개발용 학생 집단 20명

∘프로그램 예비 적용 학생 집단 : 30명 ∘프로그램 실제 적용 학생 집단 : 114명

▢ 검사 결과 분석 방법

평소 수업과 융합인재교육 캠프에 대한 학생들의 학습동기 수준을 알아보기 위해, 학습동기수준과 진로선택검사지를 제작하여 사전-사후 측정한 후 t-test를 통해 두 집단 간 프로그램 적용 결과를 선

(22)

4. 연구 수행 결과

◦융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발 결과

▢ 연구회 개발 프로그램

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 고등학교 통합과학 (2)환경과 에너지 수업용 STEAM 프로그램

: 교과 통합적 연계 STEAM 프로그램이 학습동기 및 진로성향에 미치는 영향

학교급 고등학교 대상 학년 (군) 1학년

중심과목 통합과학 성취기준 영역 [ 고등학교 1학년] (7) 생물다양성과 유지/(8) 생태계와 환경 /(9) 발전과 신재생에너지

연계과목

통합사회 국어

연계과목 성취기준 영역

[고등학교 1학년] (2) 자연환경과 인간/(9) 미래와 지속가능한 삶

[고등학교 1학년] (2) 읽기/ (3) 쓰기

개발결과

주제 연번

차시

(시수) 과목 연계 (안)

1 9 통합과학 (7) + 사회(2)

2 9 통합과학 (1) + 통합사회(4) + 영어(4)

3 9 통합과학 (5) + 국어(4)

4 9 통합과학 (5) + 국어(4)

5 9 통합과학 (5) + 미술(4)

6 9 통합과학 (5) + 영어(4)

적용결과 ※ 4개 프로그램, 24차시보다 증가된 5개 프로그램 총 54차시 개발

◎ 개발 프로그램 내용

미션임파서블 : 플라스틱

아웃!

① 플라스틱위협 분석을 통한 플라스틱 프리 라이프 설계

② 분자 요리를 통한 플라스틱 아웃 방법 탐구

③ 플라스틱 아웃을 위한 대체 용품 제작 및 마케팅 전략 구성

변○호

 관련분야 류○진 재료공학, 화학, 환경, 마케팅, 경제

교수-학습 전략구성 수업의 실제 수업 성과 공유

지도안 구성 학생 중심 수업활동 전시 및 발표

 

(23)

활동주제 수업 내용 및 과정 담당자 지역탄광촌

살리기프로 젝트: 우리

지역이 달라졌어요!

① 삼척(도계)지역 탄광마을과 천연자원 석탄의 가치 학습

② 쇠퇴해가는 지역을 살리기 위해 지역 홍보 구상

③ 지역 홍보 영어 동화책을 직접 제작하여 출간

김○섭

 관련분야 황○경 지리, 역사, 영어, 미술,

관광, 마케팅, 문학, 출판

 

침묵의 몸(feat.생태

계)

① 환경오염 관련 영화(플라스틱 차이나)보고 토의하기

② 환경오염이 초래하는 질병 부조로 표현하기

③ 환경오염을 줄이기위한 카드뉴스 만들기 및 홍보하기

전○원

 관련분야 김○하 생물학, 문학, 의학,

간호학, 언론학

 

(24)

지구가 보내는 위험

시그널!

① 환경파괴가 미치는 영향을 영상으로 관찰하고 그에 대한 나의 생각 표현하기

② 지구 온난화에 관한 다양한 기사와 뉴스를 자신만의 색깔을 살려 재 구성하고, 재난 시나리오 작성하기

③ 지구를 살리기 위한 캠페인 구상 및 캠페인 용품(에코백, 파우치) 제 작하기

강○희

 관련분야 전○인 환경, 생물,

지구과학, 문학, 미술,

마케팅

 

야!

일어나야지

① 지질시대를 구분하는 기준 알아보기

② 지질 시대의 대표적 생물들 알기

③ 지질시대의 환경과 생물들을 그림으로 표현하기

정○국

 관련분야 임○원 지구역사학, 미술, 디자인

 

(25)

나(I)와! Eco Car!

① 탄소에너지와 친환경 에너지 포스터 제작

② 에너지 제로라이프 설계, 연료전지 자동차 제작

③ 친환경 에너지 도시 설계

정○란

 관련분야 강○경 재료공학, 영어, 환경,

화학

 

◎ 프로그램 운영 결과 전시 및 발표회

□ 개강식 및 오리엔테이션

<개강식> <오리엔테이션>

■ 포스터 및 전시물 전시

(26)

<지역 탄광촌 살리기 프로젝트> <지역 탄광촌 살리기 프로젝트>

<침묵의 몸> <침묵의 몸>

<지구가 보내는 위험시그널> <지구가 보내는 위험시그널>

<야!일어나야지> <야!일어나야지>

(27)

<나와 Eco Car> <나와 Eco Car>

■ 활동 결과 발표

<미션임파서블-플라스틱 아웃> <미션임파서블-플라스틱 아웃>

<지역 탄광촌 살리기 프로젝트> <지역 탄광촌 살리기 프로젝트>

(28)

<지구가 보내는 위험시그널> <지구가 보내는 위험시그널>

<침묵의 몸> <침묵의 몸>

<야!일어나야지> <야!일어나야지>

<나와 Eco Car> <나와 Eco Car>

(29)

◎ 융합인재교육(STEAM) 프로그램 권역별 공개 발표 및 공유 워크숍

￭ STEAM 인재 양성 교육 프로그램은 융합적 연구 프로젝트 형태로 진행함으로써, 학생 팀 스스로 STEAM 연구를 수행하고 이를 지도함으로써 STEAM 융합 능력 신장

￭ STEAM 연구 자율동아리 구성을 통해 기초지식 활용을 넘어 핵심역량을 통한 연구 프로젝트 활동 수행 및 진로 역량 강화

◦융합인재교육(STEAM) 프로그램 효과성 검증 결과

◎ 학습동기 측면 검사 결과

평소 수업과 융합인재교육 캠프에 대한 학생들의 학습동기 수준을 알아보기 위해, 학습동기수준과 진로 선택검사기를 제작하여 사전 사후 측정하여 선형 지수를 산출하여 분석한 결과, 캠프에 참가하지 않은 학생들에 비해 통계적으로 유의한 수준의 긍정적 변화가 나타남

영역

평균 표준편차 유의 확률 유의확률

(붓스트랩)

학습동기-사전 118.57 12.70 .000 .001

학습동기-사후 131.79 12.70

주의집중-사전 25.34 3.36 .000 .001

주의집중-사후 28.37 3.45

자신감-사전 25.88 3.21 .014 .015

자신감-사후 29.45 3.11

만족감-사전 31.54 4.09 .000 .001

만족감-사후 36.92 4.10

▪ 일반적인 평상시 수업에 대한 학습동기 수준의 평균 점수는 128.75로, 융합캠프에 참가한 후 학생 들의 학습동기 수준은135.88로 나타났다. 이는 융합캠프에 참가한 학생들이 일반적으로 학습동기 수준이 통계적으로 유의미(p<0.05)하게 증가하였다는 것을 의미한다.

▪ 학습동기를 구성하는 하위 요소들에 대한 분석결과를 살펴보면, 주의집중, 자신감, 만족감의 변화가 융합캠프에 참가하기 전에 비해 통계적으로 유의한 수준에서 증가하였음<0.05).

◎ 진로성향 측면 검사 결과

▪ 다음으로 진로선택 검사지를 활용하여 학생들이 자신의 진로에 대한 개념을 얼마나 잘 정립하고 있는지에 대해 측정한 결과, 융합캠프에 참가하기 전에 비해 참가한 후의 결과가 통계적으로 유 의한 증가를 나타내었음<0.05).

Paired Differences

t df Sig. (2-tailed)

(30)

5. 결론 및 제언

▪ 이상의 결과를 통해 본교에서 직접 개발한 융합인재교육을 위한 학습 프로그램은 학생들이 학습 에 집중할 수 있는 내적․외적 동기를 제공할 수 있으며, 학생들에게 학습에 대한 자신감을 부여 함으로써 학습에 대한 만족감을 지닐 수 있도록 하는 기능을 지니고 있다고 볼 수 있음. 또한 본 교에서 개발한 학습 프로그램은 향후 진로 탐색 및 선택에도 긍정적인 영향을 미치고 있다는 것 을 확인할 수 있었음.

▪ 따라서 본교에서 운영한 융합 캠프는 학생들의 학습동기 수준 향상에 효과적이었다는 것을 알 수 있었으며, 학생들의 진로선택 인식에 매우 긍정적인 효과를 준다는 것을 알 수 있음.

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 54차시

수업 적용 일정 2018.10.15.~ 2018.10.31.

(STEAM 수업)수혜학생 수 삼척여자고등학교 100명(1, 2학년 통합) 학생 태도검사 사전검사 4월 30일, 5개 학급(100명) 실시 완료

사후검사 10월 19일, 5개 학급(100명) 실시 완료

학생 및 교사 만족도조사 10월 19일 실시 완료

교사연구회 STEAM 행사 개최 2018.10.16., 10. 9교시 수업공개 2018.10.31. ‘STEAM 발표회’ 개최

본 연구회의 활동을 통해 다음과 같은 결론을 내릴 수 있다.

첫째, 일반계 고등학교에 적용할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 앞서 언급한 바와 같이 일반계 고등 학교에서는 정규 교과 이외에 학습과 관련된 활동들이 주를 이루고 있다. 본 연구에서는 방과후 학교형 집중 이수 프로그램을 개발하여 적용하였으며, 114명의 학생들이 프로그램을 경험할 수 있었다.그러므 로 일반계 고등학교에서는 또 다른 대안으로 가능할 것이라는 것을 확인하였다.

둘째, 연구회에서 개발한 융합인재교육 프로그램은 학습동기와 진로선택에 있어 긍정적인 영향을 미 치는 것을 확인하였다. 연구회에서 개발한 융합인재교육 프로그램은 방정식 활용, 선형함수 도출 및 이 해, 통게적 분석, 비례 분석 등의 인문 예술적 사고과정이 포함되어 있다. 이러한 융합인재교육 프로그 램을 경험한 학생들의 학습동기 수준과 이공계열 선택에 대한 진로성향을 확인한 결과 연구회에서 개발 한 프로그램을 경험하기 전과 후의 수준 변화는 통계적으로 매우 유의하게 증가하였다. 따라서 본 연구 회에서 개발한 융합인재교육 프로그램은 학생들의 학습동기 수준과 이공계 진로선택에 대해 긍정적인 영향을 미친다고 볼 수 있다.

본 연구회의 활동은 교육현장의 현실적 상황을 탈피하고 실질적인 체험 활동을 통해 학생들에게 과학 자적 사고와 수행능력을 제공함으로써 현대의 사회가 요구하는 창의적 인재를 양성하는데 기여할 수 있 을 것이다. 또한, 기존의 과학탐구 방법을 통해 과학적 지식만을 획득할 수 있는 기회에서 더 나아가 과 학적 지식을 다른 학문과 융합할 수 있는 능력을 지닌 인재를 길러내는 초석으로 기능할 수 있을 것이 다.

(31)

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(32)

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

고등학교 통합과학 (4) 환경과 에너지 수업용 STEAM 프로그램 1

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연

번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역

1 1~3/9

[10 통과 08-02] 먹이 관계와 생태 피라미드를 중심으로 생태계 평형이 유지되는 과정 을 이해하고, 환경 변화가 생태계에 영향을 미치는 다양한 사례를 조사하고 토의할 수 있다.

[수학] (8) 확률과 통계 [미술] (2) 표현

2 4~6/9 [10 통과 02-03] 물질의 다양한 물리적 성질을 변화시켜 신소재를 개발한 사례를 찾아

그 장단점을 평가할 수 있다. [사회] (6) 사회정의와 불평등

3 7~9/9

[10 통과 08-03] 엘니뇨, 사막화 등과 같은 현상이 지구 환경과 인간 생활에 미치는 영향을 분석하고, 이와 관련된 문제를 해결하기 위한 다양한 노력을 찾아 토론할 수 있다.

[사회] (9) 미래사회와 지속가 능한 삶

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 9차시)

차시 주요내용

1~3 /9

주제(단원)명 플라스틱의 탄생!

Co 인간의 일상과 함께 하고 있는 가볍고 튼튼한 플라스틱이란 어떤 물질일까?

- 일상생활에서 사용되는 플라스틱의 종류에 대해 조사해보고 플라스틱의 정의 내리기 - 감자전분 실험을 이용하여 점탄성에 대해 알아보기

- 중합체의 특성을 이용하여 점탄성을 지닌 슬라임을 만들어보자!

CD 합성중합체(PAV)를 이용한 슬라임 제작 실험 고안하기를 통해 플라스틱의 분자적 특징 이해하기 - PAV 를 이용하여 다양한 점탄성을 지닌 슬라임 제작 방법 이해하기

- 자신이 고안한 방법에 따라 다양한 점탄성을 지닌 슬라임 설계하기 - 다양한 점탄성을 지닌 슬라임 제작

ET 다양한 점탄성을 지닌 슬라임 제작을 통한 합성중합체의 특징 분석하여 인포그래피 작성하기 - 슬라임 특성을 분석하여 합성중합체에 대한 인포그래피 작성하여 발표하기

4~6 /9

주제(단원)명 플라스틱의 역습!

Co 플라스틱 없는 생분해성 음료 보관 용기 제작하기!

- 플라스틱의 분해와 재사용에 대한 다큐멘터리 영상을 통해 미세플라스틱 문제에 대해 인식하기 - 화장품, 클린징 제품, 치약에서 미세플라스틱 직접 관찰하기!

- 미세플라스틱의 생물농축, 생물증폭 현상과 인체에 미치는 악영향 알아보기

CD 미세플라스틱으로부터 안전할 수 있는 생분해성 음료 보관 용기 고안하기 - 플라스틱 아웃(플라스틱을 사용하지 않는 생분해성) 음료 보관 용기 고안하기 - 분자요리를 통해 탄성을 지닌 젤리성 물질 제작 방법 알아보기

- 플라스틱 아웃 음료 보관 용기(오호) 설계하기

ET 나만의 플라스틱 없는 생분해성 음료 보관용기 제작하기

- 분자 요리를 활용하여 먹을 수 있는 나만의 생수용기(오호) 고안하기 - 다양한 디자인의 먹을 수 있는 나만의 생수용기(오호) 제작하여 시연하기

7~9 /9

주제(단원)명 플라스틱 아웃!

Co 플라스틱 아웃 디자인(생분해성 플라스틱 대체물) 제품을 제작하여 판매하기!

- 기존의 플라스틱 대체물이 지닌 문제점을 분석하기

- 생산자와 판매자의 수요와 공급에 영향을 주는 요인을 분석하여 플라스틱 아웃 디자인 제품

CD 주어진 재료를 활용하여 플라스틱 대체물 설계 및 제작하기

- 제한된 생분해성 재료만을 활용하여 나만의 창의적인 플라스틱 대체물 고안하기 - 플라스틱 아웃 디자인(나만의 플라스틱 대체물) 설계 및 직접 제작하기

ET 플라스틱 아웃 디자인 작품에 대한 마케팅 전략 고안하기 및 프리젠테이션

- 플라스틱을 대체할 수 있는 나만의 디자인 작품 판매을 위한 마케팅 전략 고안하기 - 마케팅 판넬 작성하여 5 분 프레젠테이션 및 경매 체험하기

(33)

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 통합과학 학교급/학년(군) 고등학교/1 학년

중심과목 성취기준

영역

[고등학교] 통합과학 (8) 생태계와 환경

[10 통과 08-02] 먹이 관계와 생태 피라 미드를 중심으로 생태계 평형이 유지되 는 과정을 이해하고, 환경 변화가 생태 계에 영향을 미치는 다양한 사례를 조 사하고 토의할 수 있다.

주제(단원)명 플라스틱의 위협이 다가온다! 차시 1~3/9

학습목표

• 플라스틱 사용으로 인한 환경 문제에 대해 설명할 수 있다.

• 플라스틱을 대체 할 수 있는 생활 방법을 고안하고 설명할 수 있다.

• 플라스틱 사용 억제를 위한 인포그래픽을 고안할 수 있다.

연계과목 수학

미술

연계과목 성취기준 영역

[고등학교 1학년] (5) 확률과 통계 [고등학교 1~2학년] (2) 표현

STEAM 요소

S 플라스틱의 분자구조, 환경오염에 의한 생태계 영향 T

E

A 인포그래픽 고안하기 M 통계 분석

개발 의도

• 다양한 점탄성을 지닌 슬라임을 제작법을 고안하고 실제 제작함으로써 플라스틱(중합체)의 특성을 이해하고 설명할 수 있음

• 플라스틱 사용 억제 캠페인을 위한 활동에 사용할 인포그래픽을 제작함으로써 과학적 근거에 기반한 주장을 시각화할 수 있는 기회를 제공

• 플라스틱 사용으로 인한 환경오염에 대한 인식 강화와 함께 플라스틱 사용 억제를 위한 방안을 학생 스스로 생성할 수 있는 기회를 제공하고 직접 캠페인 활동을 수행할 수 있는 역량을 신장하기 위해 수업 프로그램을 개발하였음. 또한 플라스틱 사용 억제 캠페인을 위한 활동에 사용할 인포그래픽을 제작함으로써 과학적 근거에 기반한 주장을 시각화할 수 있는 기회를 제공하고자 하였음.

인포그래픽은 통계적 자료, 과학적 근거에 의한 목적적 시각화 자료이므로, 다양한 분야의 캠페인 활동에서 많이 사용되고 있으므로 학생들이 직접 경험할 수 있는 기회를 제공하고자 하였음.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

• 플라스틱의 특성을 분석하여 플라스틱 프리 캠페인 인포그래픽 고안하기!

창 의 적 설 계

창의적 설계

• 다양한 점탄성을 지닌 슬라임 콘테스트!

• 플라스틱 사용 억제 인포그래픽 발표

감 성 적 체 험

• 다양한 점탄성을 지닌 슬라임 제작법 고안하기(팀 활동)

• 플라스틱에 대해 바로알기 캠페인용 인포그래픽 설계하기

(34)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (50 분)

Co

인간의 일상과 함께 하고 있는 가볍고 튼튼한 플라스틱이란 어떤 물질일까?

- 일상생활에서 사용되는 플라스틱의 종류에 대해 조사해보고 플라스틱의 정의 내리기

- 감자전분 실험을 이용하여 점탄성에 대해 알아보기

- 중합체의 특성을 이용하여 점탄성을 지닌 슬라임을 만들어보자!

동영상 감자전분

물

Tip! 감자전 분 실험의 최적 비율 은 사전 실 험을 통해 확보

전개 (50 분)

CD

합성중합체(PVA)를 이용한 슬라임 만들기 실험 고안하기를 통해 플라스틱의 분자적 특징 이해하기

- PAV 를 이용하여 다양한 점탄성을 지닌 슬라임 제작 방법 이해하기 - 자신이 고안한 방법에 따라 다양한 점탄성을 지닌 슬라임 설계하기 - 다양한 점탄성을 지닌 슬라임 제작 및 콘테스트

Tip!

슬라임은 한 가지 유형이 아닌 점성이 서로 다른 슬라임을 제작하여야 함

PVA 풀 베이킹소다

리뉴

Tip! 슬라임 만 들 기 는 PVA 가 포 함된 제품 을 반드시 사 용 하 도 록 하며, 붕사 보다는 베 이 킹 소 다 를 권장

정리 (50 분)

ET

다양한 점탄성을 지닌 슬라임 제작을 통한 합성중합체의 특징 분석하여 인포그래피 작성하기

- 슬라임 특성을 분석하여 합성중합체의 특성에 대해 발표하기

- 재료 대체를 통해 플라스틱 없이 생활할 수 있는 방법(플라스틱 프리) 설계하기(팀 활동)

- 플라스틱의 특징에 대한 인포그래픽 제작하기 및 발표, 전시

컴퓨터

Tip! 인포그 래픽을 위 해서는 컴 퓨터를 사 용할 수 있 는 공간이 필요함

(35)

중심과목 과학 학교급/학년(군) 고등학교/1 학년 중심과목

성취기준 영역

[고등학교] 통합과학 (8) 생태계와 환경

[10 통과 02-03] 물질의 다양한 물리적 성질을 변화시켜 신소재를 개발한 사례 를 찾아 그 장단점을 평가할 수 있다.

주제(단원)명 플라스틱의 역습 차시 4~6/9

학습목표 • 미세플라스틱을 발견하고 문제점을 설명할 수 있다.

• 분자 조작을 통한 먹는 생수병을 제작할 수 있다.

연계과목 사회 연계과목

성취기준 영역

[고등학교 1학년] (6) 사회정의와 불평등

STEAM 요소

S 물질의 상변화 T

E 대체 포장용기 고안하기 A

M 비용-편익분석

개발 의도

• 실생활 제품에 존재하는 미세플라스틱을 현미경을 통해 직접 관찰함으로써 문제점을 인식하고 해결을 위한 아이디어를 산출하는 계기를 제공함

• 미세 플라스틱 문제를 해결하는 직접적 방안으로써 대체 포장 용기 고안 및 제작을 통해 실천적 해결책을 제시하는 역량을 기르고, 분자 요리를 응용한 쓰레기 없는 포장 방법을 경험하도록 함

• 정의론적 관점에서 접근하여 비용-편익분석을 실시함으로써 미세 플라스틱 문제를 해결하는 직접적 방안으로써 대체 포장 용기 고안 및 제작을 통해 실천적 해결책을 제시하는 역량을 기르고자 하였음

• 분자 요리를 응용한 쓰레기 없는 포장 방법을 경험하도록 하였음. 먹는 생수병 제작은 사전 준비가 필요한 과정과 직접 시행하는 과정으로 구분되나 사전 준비를 통해 제작하는 것이 좀 더 극적인 결과를 이끌어 낼 수 있음

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

• 생활용품에서 미세플라스틱 발견하기!

• 분자 조작을 통한 쓰레기 없는 음료포장 용기 고안하기!

창 의 적 설 계

창의적 설계

• 현미경으로 발견한 미세플라스틱 종류 발표하기

• 나만의 “먹는 생수병(오호)”

제작하기 및 실제 적용하기

감 성 적 체 험

• 플라스틱 대체 포장 용기 고안하기

• 분자 요리를 통해 쓰레기 없는 포장 방법 고안하기

(36)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (50 분)

Co

플라스틱 없는 생분해성 음료 보관 용기 제작하기!

- 플라스틱의 분해와 재사용에 대한 다큐멘터리 영상을 통해 미세플라스틱 문제에 대해 인식하기

- 화장품, 클린징 제품, 치약에서 미세플라스틱 직접 현미경으로 관찰 및 발표하기!

- 미세플라스틱의 생물농축, 생물증폭 현상과 인체에 미치는 악영향 알아보기

- 정의론적 관점에서 플라스틱 사용의 문제점 분석하기(비용-편익분석의 문제점 실증하기)

Tip!

화장품보다는 클린징 제품, 세정제, 치약 등 특히 해외 제조 제품에서 미세플라스틱 발견이 용이함

동영상 현미경 나일레드

(시약) 화장품, 세정제, 치약 등

Tip! 미세플 라 스 틱 이 포함된 제 품을 사전 에 적절히 구 비 하 여 야 함

전개 (50 분)

CD

미세플라스틱으로부터 안전할 수 있는 생분해성 음료 보관 용기 고안하기

- 플라스틱 아웃(플라스틱을 사용하지 않는 생분해성) 음료 보관 용기 고안하기

- 분자요리를 통해 탄성을 지닌 젤리성 물질 제작 방법 알아보기 - 플라스틱 아웃 음료 보관 용기(오호) 설계하기

알 긴 산 나 트 륨

젖산칼슘

Tip! 직 접 학 생 들 이 아 이 디 어 를 고 안 하 도 록 지도

정리 (50 분)

ET

나만의 플라스틱 없는 생분해성 음료 보관용기 제작하기

- 분자 요리를 활용하여 먹을 수 있는 나만의 생수용기(오호) 고안하기 - 다양한 디자인의 먹을 수 있는 나만의 생수용기(오호) 제작하여

시연하기

알 긴 산 나 트 륨

젖산칼슘

Tip! 최적의 굳기는 사 전 실험을 통해 확보 하는 것이 좋음