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한국과학창의재단 이사장 귀하

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Academic year: 2022

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(1)

2018 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2018.10.31

(2)

【 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】

과 제 개 요

과제명 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 고등학교 지구과학2 수업용 STEAM 프로그램

학교급 고등학교 대상 학년(군) 3학년

중심과목 과학 중심과목

성취기준 영역

[고등학교] 지구과학Ⅱ Ⅱ.지구의 변동과 역사 1. 지구의 변화

03. 판 구조론의 정립 과정

연계과목

수학 과학 사회 정보

연계과목 성취기준 영역

[고등학교] 세계지리 나. 세계의 다양한 자연환경 [고등학교] 정보 1. 문제해결전략

[고등학교] 확률과통계 2. 통계적 추정

연구기간 2018.3.협약체결일 ~ 2018.11.23.(약 8개월)

신청금액 일금사백만원(₩4,000,000)

참여연구원 6명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 5명)

연구 수행자에 관한 사항

구분 소속 학교명 담당과목 직위 성명

연구책임자 천안오성고등학교 정보 교사 강성훈

공동연구원 천안오성고등학교 과학 교사 김미란

공동연구원 천안오성고등학교 과학 교사 박명화

공동연구원 천안오성고등학교 수학 교사 박성대

공동연구원 천안오성고등학교 수학 교사 이종민

공동연구원 천안오성고등학교 사회 교사 김도경

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

2018년 10월 31일

연구책임자 : 강 성 훈 (인)

한국과학창의재단 이사장 귀하

(3)
(4)

목 차

1. 요약문··· 1

2. 서론··· 1

3. 연구 수행 내용··· 2

4. 연구 수행 결과··· 3

가. 사전 태도 검사 ··· 3

나. 사후 태도 검사 ··· 7

5. 결론 및 제언 ··· 10

[부록]

부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물 부록2. STEAM 수업 사진

(5)

1. 요약문

지구과학Ⅱ 교과에서 힘들어 하는 단원을 타 교과에 연계하여 다양한 각도에서 접근하 여 판구조론과 지진에 대해 보다 쉽게 이해하며, 적극적으로 학습에 임할 수 있도록 활동 중심으로 내용을 구성하였음.

2. 서론

가. 연구의 필요성

지구과학1 교과 판구조론과 관련하여 내용적으로 쉽게 이해하기가 어렴움

나. 연구의 목적

판구조론과 관련하여 일상생활과 연계가 되지 않은 내용으로 수업에 대한 흥미 가 매우 낮다. 이를 융합활동을 통해 학습의 흥미를 느끼게하고 다양한 활용방 법에 대한 시도를 통해서 학습의 부담감을 줄이기 위해 본 프로그램을 개발하였 다.

다. 연구의 범위

상기 필요성에 따라 학생들이 판구조론과 관련한 내용을 실생활에 적용하거나 직접 구현한 게임이나 퀴즈를 통해서 적용할 수 있는 방법에 대한 연구

(6)

- 2 -

3. 연구 수행 내용

➀ STEAM 프로그램 연구 및 적용

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 고등학교 지구과학2 수업용 STEAM 프로그램

학교급 고등학교 대상 학년(군) 3학년

중심과목 과학 중심과목

성취기준 영역

[고등학교] 지구과학Ⅱ Ⅱ.지구의 변동과 역사 1. 지구의 변화

03. 판 구조론의 정립 과정

연계과목

수학 과학 사회 정보

연계과목 성취기준 영역

[고등학교] 세계지리 나. 세계의 다양한 자연환경 [고등학교] 정보 1. 문제 해결 전략

[고등학교] 확률과 통계 2. 통계적 추정

개발계획

주제 연번

차시

(시수) 과목 연계(안)

1 3 과학(1)+지리(0.5)+정보(1.5) 2 4 수학(0.5)+과학(1)+지리(0.5)+정보(2)

➁ STEAM 수업 평가 방법 개발 및 적용 성과 조사

◦ STEAM 수업 평가 방법 개발

- 융합인재교육(STEAM) 수업 후 각 교과의 성취기준을 고려하여 평가 방법 개발 및 활동지 제작

- 평가 내용을 각 교과와 연계하여 학생의 성취도 향상과 특기를 고려하여 과목별 세부능력 및 특기사항 기록 내용(예시) 제작

◦ STEAM 수업 적용 성과 조사

- STEAM 수업 적용 전·후 학생 태도검사 실시

- STEAM 수업 적용 후 학생 및 교사 만족도 조사 실시

➂ STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천

- STEAM 워크숍 및 성과 발표회 등 행사 참여

- STEAM 교사연구회 주관 인근 학교 교원 대상 공개수업, 설명회·연수 등 연구 기간 중 1회 이상 개최

(7)

4. 연구 수행 결과

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 7차시

수업 적용 일정 2018.9.3. ~ 2018.10.26

(STEAM 수업)수혜학생 수 천안오성고등학교 83명(고등학교 3학년중 2개학급) 학생 태도검사 사전검사 6월 12일, 2개 학급(83명) 실시 완료

사후검사 10월 30일, 2개 학급(83명) 실시 완료

학생 및 교사 만족도조사 10월 30일 실시 완료

교사연구회 STEAM 행사 개최 2018.10.25. 6교시(14:40~15:30) 수업공개

논문 또는 학술대회 해당 없음

특허출원(국외, 국내) 해당 없음

학생 STEAM 태도와 만족도 조사방법으로 STEAM 교육 시행 전,후 온라인 STEAM 태도 검사 설문으로 진행함.

가. 사전 태도 검사

(8)

- 4 -

(9)

(10)

- 6 -

(11)

나. 사후 태도 검사

(12)

- 8 -

(13)

(14)

- 10 -

다. 학교 생활 기록부 기재 방안

STEAM 프로그램을 통해 교과간 융합방법을 알게 되었고, 판구조론을 기반으로 지진과 연계한 다양한 활동을 통해 실생활과 연계하는 학습방법을 체험하고 이 를 활용하게 됨.

5. 결론 및 제언

우리 연구회의 교육 목적은 학생들의 학습방법에서 단일 교과가 아닌 다양한 교과 의 융합을 체험하고 중요성을 인식시켜주는 것에 두었다. 단순한 지식 전달이 아닌 융합교육을 통해서 실생활에 적용할 수 있는 능력 키우고 이를 활용할 수 있길 바 랬다. 결과적으로 단순 암기 수준에서 머물던 과학 지식이 일생생활과 연계할 수 있는 방법을 고민하고 이를 실현 시키기위한 시도를 할 수 있었고, 다양한 시도의 결과물을 공유함으로써 사고의 확장의 기회가 되었다고 판단된다.

(15)

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

고등학교 지구과학Ⅱ (3) 판 구조론의 정립 과정 수업용 STEAM 프로그램

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역 1 1~7/7 지22104. 화산, 지진, 조산운동 등의 지각 변동을 판구조론으로 설명할 수 있다

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 7차시)

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

차시 주요내용

1~3 /7

주제(단원)명 지구과학Ⅱ(03. 판 구조론의 정립 과정)

- 판 구조론이 정립되기까지 등장한 이론 발표하기( Co , ET ) - 실제 판의 경계 분석하기( Co , ET )

- 지진, 화산 피해의 종류와 대책( Co ,CD , ET )

4~5 /7

주제(단원)명 세계지리(Ⅱ. 5. 세계의 주요 대지형) - 지진이 발생한 지점을 지도에 표시( Co , ET )

- 화산이 관광지로 이용하는 사례에 대하여 조사( Co , CD , ET )

6~7 /7

주제(단원)명 정보 (Ⅳ. 문제 해결 방법과 절차) - 지진을 주제로 다양한 프로그램 구현하기 - 지진시스템 만들기( Co ,CD , ET )

소주제 우리가 소개하는 판 구조론의 정립 과정 차시 1/7

과목 지구과학Ⅱ(03. 판 구조론의 정립 과정)

(16)

- 12 -

소주제 판 구조론 차시 2/7

과목

(단원) 지구과학Ⅱ(04. 판의 경계와 지각 변동) 교육

과정 2009 교육과정

학습 목표

✔ 판 구조론적 관점에서 지각 변동을 설명할 수 있다.

✔ 판의 경계의 특징과 각 경계에서 일어나는 지각 변동을 설명할 수 있다.

학습

과정 교수학습 활동 준비물

과정

도입 (5분)

Co 화산 활동과 지진활동이 일어나는 동영상 및 사진을 보여주며 그 원인이 무엇 인지 생각해보게 한다. 이때 지구과학Ⅰ에서 배웠던 판 구조론을 상기시킨다. 

학습 활동 (40분)

CD 활동1. 판 구조론이 정립되기까지 등장한 이론 발표하기

- 8개의 모둠으로 나누어 판 구조론이 정립되기까지 등장한 이론들(대륙 이동설, 맨틀 대류설, 고지자기 연구, 해저 확장설) 중 발표할 이론을 선택한다. 이때 한 이론 당 두 모둠이 발표하게 한다.

- 교사가 제시한 학습 자료 및 인터넷 검색을 통해 각 이론들이 주장하는 점, 증 거, 한계점들을 조사하고 이를 이해한 후 발표 자료를 제작한다. 이때 발표자료 는 전지, 프레젠테이션 등 학생들이 자유롭게 제작하도록 한다.

- 대륙 이동설부터 순서대로 2모둠씩 조사 결과를 발표한다. 이때 다른 학생들은 궁금한 내용을 질문하거나, 부족한 부분을 피드백해주면서 발표 내용을 보충해나 간다. 

활동지 노트북, 전지,

마카

마무리 (5분)

ET 활동2. 개념도 그리기

- 친구들이 발표한 내용을 바탕으로 판구조론이 정립되기까지 등장한 이론들을 개 념도로 그리며 정리한다. 

지도상

유의점 Tip! 모둠별 발표 시 질의응답과 피드백이 활발히 오갈 수 있는 분위기를 만든다.

(17)

도입 (5분)

Co 화산대와 지진대 및 판의 경계가 지도위에 나타난 그림을 각각 제시하고 이를 비교 분석하며 지각변동의 원인이 무엇인지 생각해 보게 한다.  

활동지

학습 활동 (40분)

CD 활동1. 각 판의 경계(발산형, 수렴형, 보존형)에서의 지각변동의 특징

- 각 경계에서의 맨틀 대류, 지형, 지각변동, 변형구조, 마그마의 종류 등을 학습한 다. 이때 그림 자료를 통해 내용을 이해한다.

- 각 경계의 특징을 비교 분석하여 그 차이점을 파악한다. 

CD 활동2. 실제 판의 경계 분석하기

- 판의 경계와 판의 상대적인 이동 방향이 그려진 세계 지도를 제시한다. 지도에 표시된 6개의 지역이 어떤 판의 경계인지 분석한다. 

마무리 (5분)

ET 활동3. 태평양과 대서양의 미래

- 판의 상대적인 이동경로와 판의 경계를 분석하여 태평양과 대서양이 앞으로 어 떤 변화를 겪을 것인지를 유추해 본다.  

지도상

유의점 Tip! 지도상에서 판의 경계를 분석할 수 있는 능력을 기르는 것에 중점을 둔다.

소주제 지각변동에 어떻게 대처할 수 있을까? 차시 3/7

과목

(단원) 지구과학Ⅱ(04. 판의 경계와 지각 변동)

(18)

- 14 - (5분)

Co 최근 판의 경계에서 일어난 화산 활동과 지진에 대한 신문 기사를 제시하여 그 심각성을 인식한다. 

학습 활동 (40분)

CD 활동1. 지진 피해의 종류와 대책

- 지진 피해의 종류를 직접 피해와 2차 피해로 나누어 이해한다.

- 내신 설계 강화와 지진 예보 시스템 구축에 대한 중요성을 인식한다.   

CD 활동2. 화산 피해의 종류와 대책

- 화산 피해의 종류를 직접 피해와 2차 피해로 나누어 이해한다.

- 지진 활동 감지, 화산 가스 방출량 감시, 지표면 경사 변화 감지, 지표의 온도 변 화 감지를 통해 화산 폭발 전에 나타나는 여러 정보를 수집할 수 있음을 이해한 다.   

활동지

마무리 (5분)

ET 활동3. 우리나라의 지진 발생 빈도 분석하기

- 우리나라의 연도별 지진 발생 수가 나타난 자료를 제시하여 발생 빈도를 분석한 다.

- 우리나라에서도 지각변동에 대한 철처한 대비가 필요함을 인식한다.    

지도상 유의점

Tip! 과학 기술이 화산과 지진 예보 및 감지 시스템을 구축하는데 매우 중요함을 인식 시킨다.

소주제 지진이 자주 발생하는 지역 차시 4/7

과목

(단원) 세계지리(Ⅱ. 5. 세계의 주요 대지형) 교육

과정 2009 교육과정

학습

목표 지진이 빈번히 발생하는 지역의 위치와 특징에 대해서 말할 수 있다.

학습

과정 교수학습 활동 준비물

도입 (5분)

올해 발생한 지진에 대한 기사들을 보여주고, 위치의 공통점에 대해 이야기해본 다.

지진과 관련된 기사

(19)

소주제 지진 및 화산과 주민생활 차시 5/7 과목

(단원) 세계지리(Ⅱ. 5. 세계의 주요 대지형) 교육

과정 2009 교육과정

학습 목표

지진과 화산이 주는 피해와 혜택을 말할 수 있다.

VR을 활용해 화산을 관광지를 활용한 사례를 간접 경험할 수 있다.

기사 1. 인도네시아 술라웨시섬 쓰나미(2018.9.30.) 기사 2. 미국 알레스카주 지진(2018.01.23.) 기사 3. 일본 시마네현 지진(2018.04.09.) 기사 4. 멕시코 오아하카주 지진(2018.02.16.)

학습 활동 (35분)

<활동 1>

미국 지질 조사국(USGS)의 자료(최근 30일간의 진도 5.5 이상의 지진 발생 지)를 제공한다. 자료를 바탕으로 각 조별로 지진이 발생한 지점을 지도에 표시해본다.

<활동 2>

<활동 1>의 지도를 판과 판의 경계 지도, 세계의 지진대 지도와 비교해본다.

<활동 3>

판의 경계가 아니더라도, 지진이 발생하는 이유에 대하여 논의해본다.

※ 참고 자료 : 2018.05.05. 하와이에서 발생한 지진 및 화산

(https://www.youtube.com/watch?v=tzcBoez7RFk)

・학생활동지 (1차시)

・지리부도

마무리 (10분)

<활동 1>과 <활동 2>를 통해서 지진과 판의 경계의 관련에 대하여 이야 기한다.

차시 예고 : 지진이 우리 삶에 미치는 영향에 대하여 이야기한다.

지도상 유의점 Tip!

(20)

- 16 -

소주제 지진을 소재로 프로그램 구현하기 차시 6/7

과목

(단원) 정보 (Ⅳ. 문제 해결 방법과 절차) 교육

과정 2009 교육과정

학습 목표

✔ 소재로 선택한 지진의 원리를 설명할 수 있다.

✔ 각 이론의 증거를 설명할 수 있다.

✔ 프로그래밍 언어를 이용하여 간단한 프로그램을 작성할 수 있다.

학습

과정 교수학습 활동 준비물

도입 (5분)

Co 화산 활동과 지진활동이 일어나는 동영상 및 사진을 보여주며 그 원인이 무엇 인지 생각해보게 한다. 이때 다양한 지진관련 시스템의 원리를 상기시킨다.  학습

활동 (35분)

<활동 1>

조별로 지진과 화산의 피해와 긍정적인 면에 대하여 마인드맵으로 표현해보고, 각 조 별 의견을 공유한다.

<활동 2>

화산이 관광지로 이용하는 사례에 대하여 조사한다.

사례 1. 하와이 화산 국립 공원 사례 2. 일본 후지산

사례 3. 이탈리아 폼페이

<활동 3>

VR 기기와 Google Card보드를 준비한다.

Google StreetView와 Google Expedition을 활용하여 화산 관광지를 VR을 통해 관 찰한다.

・학생활동지 (2차시)

・VR 기기

・스마트폰

마무리

(10분) 지진과 화산이 주민 생활에 어떠한 영향을 미치는 지 이야기해본다.

지도상 유의점

Tip! VR 기기의 활용에 대하여 학생에게 사전 교육을 실시하여야 수업이 원활하게 진 행된다.

(21)

학습 활동 (40분)

활동1. 주제 선정하기

- 8개의 모둠으로 나누어 지진관련 프로그램 또는 시스템 구현에 사용한 주제를 선정한다.

활동2. 프로그램(시스템) 구현하기주

- 몽키보드와 다양한 센서를 통해서 선정된 주제를 직접 구현한다.

교과서, 몽키보드., 다양한 센서

마무리 (5분)

ET 활동2. PPT 작성

- 구현한 결과물에 대한 적용된 내용과 프로그램에 대한 설명을 PPT로 작성한다.

지도상

유의점 Tip! 모둠별 발표 시 질의응답과 피드백이 활발히 오갈 수 있는 분위기를 만든다.

소주제 지진을 소재로 프로그램 구현하기 차시 7/7

과목

(단원) 정보 (Ⅳ. 문제 해결 방법과 절차) 교육

과정 2009 교육과정

학습 목표

✔ 소재로 선택한 지진의 원리를 설명할 수 있다.

✔ 각 이론의 증거를 설명할 수 있다.

✔ 프로그래밍 언어를 이용하여 간단한 프로그램을 작성할 수 있다.

학습

과정 교수학습 활동 준비물

(22)

- 18 - 학습

활동 (40분)

활동1. 구현한 프로그램 발표하기

- 다른 모둠이 발표를 했을 때, 적용된 내용과 시스템 시연에 집중하도록 한다.

- 발표를 원활하게 진행하기 위해서 사전에 발표자료와 구현된 시스템을 연결하 도록 한다.

교과서, 몽키보드., 다양한 센서

마무리 (5분)

활동2. 활동에 대한 피드백

- 구현한 작품에 대해 긍적적인면을 강조하고 융합 문제해결의 중요성을 인식시킨다.

지도상

유의점 Tip! 모둠별 발표 시 질의응답과 피드백이 활발히 오갈 수 있는 분위기를 만든다.

(23)

4. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 1차시

학생활동1

지진이 자주 발생하는 지역

<활동 1>

최근 30일간 지진 발생 지역

미국 지질 조사국(USGS) 자료(2018.10.28. 기준)

순번 발생 날짜 위도

(양수는 북위, 음수는 남위)

경도

(양수는 동경,

음수는 서경) 진도

1 2018-10-28 45.6521 26.4033 5.5

2 2018-10-26 17.3785 147.8766 5.7

3 2018-10-26 44.5381 145.401 5.6

4 2018-10-25 37.5055 20.5626 6.8

5 2018-10-25 38.2868 141.7858 5.7

6 2018-10-23 23.9953 122.667 5.7

7 2018-10-23 24.0908 122.6153 5.7

8 2018-10-22 49.3142 -129.6725 6.5

9 2018-10-22 49.3468 -129.2135 6.8

10 2018-10-22 49.2496 -129.4783 6.6

11 2018-10-21 -29.5255 60.7026 5.9

12 2018-10-20 -6.5064 128.2576 5.5

13 2018-10-17 -11.6084 166.3161 5.7

14 2018-10-16 -21.8949 169.4286 5.6

15 2018-10-16 -21.818 169.3709 5.8

16 2018-10-16 -21.726 169.4867 6.4

17 2018-10-16 -21.9359 169.4761 6.3

18 2018-10-15 -24.0225 -66.9994 5.5

19 2018-10-14 -42.2917 88.693 5.9

20 2018-10-14 -41.9836 88.5423 5.8

21 2018-10-13 52.8549 153.2429 6.7

(24)

- 20 -

<활동 2>

※ 진도 5.5(2018년 포항 지진의 진도) 이상만 표시한 자료임.

31 2018-10-10 -5.7078 151.2197 7

32 2018-10-10 -5.7498 151.3241 6.1

33 2018-10-10 -7.453 114.4555 6

34 2018-10-10 -6.1493 147.4563 5.5

35 2018-10-09 49.3941 156.2319 6.1

36 2018-10-08 23.6344 -108.9329 5.5

37 2018-10-07 -28.1711 -179.2795 5.5

38 2018-10-07 -54.4047 -135.5285 5.6

39 2018-10-07 20.0343 -73.0128 5.9

40 2018-10-07 7.6608 -37.7083 5.8

41 2018-10-05 -5.6911 -11.5253 5.8

42 2018-10-04 -17.8648 -178.5383 5.5

43 2018-10-02 -17.825 167.8506 5.6

44 2018-10-02 -10.4747 120.1211 5.6

45 2018-10-02 -10.4712 120.1452 5.9

46 2018-10-01 -10.5574 120.2417 6

47 2018-09-30 -18.3465 -178.0788 6.7

<판 구조론 지도>

(25)

<세계의 지진대 지도>

(26)

- 22 -

차시 2차시

학생활동1

지진 및 화산과 주민 생활

자신이 생각하는 지진과 화산이 주는 피해와 혜택에 대한 마인드맵을 그려보자.

(27)

[부록2] 활동사진 (발표 및 작품)

(28)

- 24 -

참조

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