steam 수업 매뉴얼

면지

머 리 말

학습은 개방적이고, 자율성이 보장된 시간과 공간에서 학생이 주도적으로 참여할

때 발생하는 것이다. 죤듀이는 Learning by Doing을 말한바 있지만, 이 의미를 현대적

의미로 재해석하면, Learning by Meaning로 발전시킬 수 있을 것이다. 학습자의 미래

와 직간접적으로 연결지을 수 있는 의미있는 학습 콘텐츠만이 학습자의 몰입을 이끌

어 낼 수 있을 것이다. 교수자는 학습자가 스스로 동기화 되어서 학습을 이끌어 나갈

수 있도록 하는 것이 중요하며, 더욱 중요한 역할은 학습자의 참여를 유도하는 것이

다. 연구자들은 이러한 개념에 터하여 다양한 교수․학습 방법들을 실재화시키고, 학

습상황과 접목시키려고 노력하면서 이 사업을 추진하였다.

직업교육의 질을 제고하고 선진화하기 위해 필요한 핵심적 요소는 교실과 실습장,

직무 현장에서 주도적이고 창의적인 교수․학습 방법을 강화하는 것이다. 이에 한국

직업능력개발원과 교육과학기술부는 특성화고와 마이스터고에서 학생의 수업 만족도

를 향상시키고 교실수업을 개선하기 위하여 2011년부터 수업선진화 지원사업을 추진

하고 있다.

특성화고와 마이스터고의 수업선진화를 위해서는 학생의 수업 만족도 향상 및 교실

수업 개선이 필요하고, 이를 위하여 단위 학교의 수업 지원, 현장 중심 학교단위 수업

활성화, 선진 교수 방법, 교원 연수 등이 추진되어야 한다.

교수․학습 방법의 핵심은 교육내용을 얼마나 효과적으로 학습할 수 있느냐에 달려

있고, 지식, 기능, 태도 등을 함양하기 위해서는 목표에 도달하기 위한 수업 방법들을

달리해야 한다. 특히 직업교육에서는 실용적인 부분의 지식, 기능 및 태도 함양에 중

점을 두고 있기 때문에 적용되는 수업방법도 그에 적합한 것을 활용해야 한다. 그러나

학교 교실수업에서는 수업방법의 단순함, 수업 기술 부족, 수업 환경의 열악함 등의

문제점이 지적되고 있다. 따라서 보다 효과적이고 효율적인 방법을 적용하고 교실현

장에서 보다 쉽고 편리하게 활용할 수 있는 교수․학습 자료 개발이 필요하여 수업

매뉴얼 및 콘텐츠를 개발하였다.

특성화고 및 마이스터고 학생의 수업 만족도를 향상시키고 수업혁신에 사용할 수

있는 수업 매뉴얼 및 수업 콘텐츠는 교육코칭 활용 수업, STEAM 수업, 프로젝트 수

업, ICT활용 수업, 창의적 FUN 수업으로 다섯 가지 유형의 우수한 수업 모델을 개발

하였다.

이 수업 매뉴얼 및 콘텐츠가 학생들의 창의적이고 자기주도적인 교수․학습에 이바

지할 수 있기를 바란다. 또한 수업선진화를 주도해 수업의 만족도를 높이고 교실 수업

을 향상시키며 특성화고 및 마이스터고의 교수․학습 자료로 활용될 수 있기를 기대

한다.

끝으로 특성화고 및 마이스터고의 수업혁신에 활용할 수 있는 수업 매뉴얼 및 콘텐

츠를 개발한 연구진과 모든 관계자 여러분께 감사를 표한다.

2012년 2월

한국직업능력개발원

원장 박 영 범

차례 i

제목 차례

1. 서 론_1

2. STEAM 모형_2

2.1 STEAM 통합모형 ···················································································· 2

2.2 STEAM 큐빅모형 ···················································································· 2

2.3 STEAM의 PDIE 모형 ············································································· 4

3. STEAM 수업 매뉴얼_5

3.1 수업 설계 ································································································· 5

3.2 수업 과정안 ···························································································· 19

3.3 학습 안내지 ···························································································· 21

3.4 활동지 ····································································································· 29

3.5 교사 자료 ······························································································· 31

4. STEAM 수업 자료 개발 예시_33

부 록_87

1. 서 론 1

1. 서 론2. STEAM 모형 3. STEAM

수업 매뉴얼4. STEAM 수업 자료 개발 예시

1. 서 론

STEAM 교육이란 기존의 과학기술을 강조하는 STEM 교육에 예술 내용을 추가하여 교육

하기 위한 한국 정부의 교육 정책이다. STEAM 통합교육은 과학(Science), 기술(Technology),

공학(Engineering), 예술(Arts), 수학(Mathematics)의 내용 요소를 통합하여 교육하기 위한 방법

으로, K-16 교육에서 실생활에서의 과학기술적 문제해결력을 기를 수 있는 방법이다.

STEAM 교육은 2010년 12월 정부의 업무 보고에서 초중등교육을 강화하기 위한 핵심 전략

으로 제시된 것으로, 과학기술과 예술을 융합한 교육을 함으로써 국가 과학기술 경쟁력 향상

에 도움이 되며, 이에 교육과학기술부, 교육청, 단위학교 등에서는 2011년 6월부터 본격적인

시행 준비에 들어가고 있다. STEAM에서의 Arts(예술)이란 좁은 의미에서는 디자인 중심의 미

술을 생각할 수 있지만, 넓은 의미에서의 예술은 fine arts의 미술 외에도 liberal arts의 인문 교

양 분야, language arts의 언어 소통 분야까지도 모두 포함된다고 할 수 있다.

국내에서는 김진수(2007.12)가 처음으로 미국의 STEM 교육을 한국기술교육학회지에 소개

하였으며, 최근에는 한국연구재단의 지원에 의하여 5년 연구(2010-2015) 프로젝트를 수행 중

에 있다. 이 연구를 통하여 직업기술교육에 활용할 수 있는 다양한 STEAM 수업 자료가 개발

될 것이다. 특히 한국교원대의 김진수 연구팀인 직업기술교육실(VeTeLab)에서는 STEAM 교

육에 관한 몇 가지 모형과 이론을 발표(2011)하여 왔다.

STEAM 교육에 관한 최초의 논문은 2007년 10월에 Yakman과 Jinsoo Kim이 미국의 국제

학술대회에서 발표한 논문이며, 한국에서 인기 있는 정신 스포츠 종목 중의 하나인 바둑

(Baduk)을 주제로 하여 STEAM 통합교육의 방법을 제시한 것이다. STEM 교육에 예술(Arts)

을 포함한 STEAM 교육을 함으로서 실생활과의 관련성을 더욱 높일 수 있고 흥미도 높아지는

수업을 할 수 있다고 하였다.

한국직업능력개발원에서는 특성화고등학교의 수업혁신을 위하여 STEAM 교육을 적용한 수

업 매뉴얼을 개발하게 되었다. 이 수업매뉴얼은 특성화고등학교에서 프로젝트법 등을 적용한

STEAM 통합교육에 활용할 수 있을 것이다.

2 특성화고 수업혁신에 활용할 STEAM 수업 매뉴얼

2. STEAM 모형1. 서 론

3. STEAM수업 매뉴얼

4. STEAM 수업 자료 개발 예시

2. STEAM 모형

2.1 STEAM 통합모형

STEAM 통합모형은 다학문적 통합(multidisciplinary integration), 간학문적 통합

(interdisciplinary integration), 탈학문적 통합(transdisciplinary integration)의 세 가지 형태로 제

시된다. 모형1의 다학문적 통합은 하나의 주제를 개별 학문의 측면에서 다양하게 다룸으로써

한 주제에 대한 통합적 접근을 시도한다. 모형 2의 간학문적 통합은 여러 학문에 공통으로 걸

치는 주제를 선정함으로써 개별 학문 간의 경계를 구분 짓기 어렵다는 특징이 있다. 모형 3의

탈학문적 통합은 사회문제나 기능 등 학문 외적인 주제를 다루며, 결과적으로 학문의 경계가

완전히 없어지는 통합 방법이다.

S E

AM

T

S

M T

A E

STEAM

모형 1 모형 2 모형 3

STEAM 교육을 위한 ‘김진수의 통합모형’

출처 : 김진수(2011)

2.2 STEAM 큐빅모형

초중등학교에서 STEAM 교육을 수업에 적용하기 위해서는 수업 자료 개발 또는 프로그램

개발을 하기 위한 준비가 필요하다. 이 때 STEAM 교육에서 수업 준비를 체계적이고 과학적

2. STEAM 모형 3




으로 하기 위해서 필요한 모형을 큐빅모형이라 한다. 이 큐빅모형(cubic model)은 통합교육과

정 이론, STEM 교육, STEAM 교육, 그리고 창의성 교육에 관한 문헌 고찰을 바탕으로 구성

되었다. X축, Y축, Z축의 3차원적 구성 내용은 통합교육의 교육학적 이론에 근거하여 X축의

요소는 학문의 통합 방식에 따라 접근을 하여 다학문적 통합, 간학문적 통합, 탈학문적 통합으

로 분류되었고, Y축 요소는 학교 급에 따라 접근을 하여 초등학교, 중학교, 고등학교, 대학교

로 분류되었으며, 이는 K-16 수준의 모든 학교 급에서 STEAM 교육이 적용될 수 있음을 의미

한다. 큐빅모형의 Z축 요소는 통합의 요소에 따라 활동 중심, 주제 중심, 문제 중심, 탐구 중

심, 흥미 중심, 경험 중심, 기능 중심, 개념 중심, 원리 중심으로 분류하였으며, 교사와 학생이

STEAM 교육을 위한 수업 진행시 내용과 절차에 적합하거나 필요한 요소를 선택할 수 있

다. 이 모든 STEAM 통합교육은 창의성을 기를 수 있는 환경을 가질 수 있도록 창의성 캡

슐로 둘러싸여 있다.

창의적 STEAM 교육을 위한 ‘김진수의 큐빅모형’

출처: 김진수(2011)





2.3 STEAM의 PDIE 모형

일반적으로 수업 자료 개발은 준비(Preparation), 개발(Development), 개선(Improvement)의

3단계 또는 ADDIE 모형에 따라 분석(Analysis), 설계(Design), 개발(Development), 실행

(Implementation), 평가(Evaluation)의 5단계가 주로 사용되었다. ADDIE 모형을 활용하여 수업

자료를 개발할 시 준비 단계에 해당하는 Analysis(분석)와 Design(설계)의 단계가 복잡하고 교

사가 사용하기에 많은 시간이 소요된다는 단점이 있다. PDI모형은 개선 단계 이전에 실행 단

계를 추가하는 것이 과학적이라는 점을 바탕으로 구성된 모형이다. STEAM 교육에서 수업자

료 개발 시 사용하기 위해서 개발한 PDIE 모형은 PDI 모형과 ADDIE 모형의 단점을 줄이고

장점만을 통합하여 구안한 모형으로, PDIE 모형은 준비(Preparation), 개발(Development), 실행

(Implementation), 평가(Evaluation)의 4단계에 의하여 효율적으로 수업 자료를 개발할 수 있다.

PDI 모형(Mager 외, 1967)

ADDIE 모형(Seels 외, 1994)

PDIE 모형(김진수, 2011)

PPreparation

준비

AAnalysis

분석P

Preparation

준비D

Design

설계

DDevelopment

개발D

Development

개발D

Development

개발

IImprovement

개선

IImplementation

실행I

Implementation

실행

EEvaluation

평가E

Evaluation

평가

STEAM 수업자료 개발을 위한 “김진수의 PDIE 모형”

출처: 김진수(2011.8)

3. STEAM 수업 매뉴얼 5

3. STEAM수업 매뉴얼1. 서 론 2. STEAM 모형


3. STEAM 수업 매뉴얼

3.1 수업 설계

수업설계란, 어떤 수업목표를 학습자들에게 효율적으로 성취시키기 위하여 수행되어야 할

제반활동과 요소를 계획하는 활동 또는 학습자의 요구와 수업목표를 분석하고, 수업 목표를

효과적으로 달성할 수 있도록 수업 관련 변인 및 요소들을 체계적으로 조직 운영하며, 적절한

교수방법을 처방해주기 위해 수업 계획을 수립하는 과정을 말한다.

3.1.1 준비(P)

가. 요구분석

요구분석은 문제를 확인하는 과정으로, 현재의 상태와 원하는 상태간의 격차를 말한다. 요구

분석에서 요구란 이러한 차이를 규명ㆍ확인하는 것을 의미한다. 이러한 요구 중 교육적인 요

구는 학습자들이 도달해야 할 지식, 기술, 태도의 상태와 그러한 지식, 기술, 태도 등을 가지고

있지 않은 현재상태의 차이로 규명되어 진다. 이러한 요구분석을 바탕으로 최종 수업목표를

도출할 수 있으며, 효과적인 수업을 설계하기 위한 준거를 마련할 수 있다. 최종수업 목표는

수업결과를 말하는 것으로, 학습자가 수업 을 마쳤을 때 결과적으로 무엇을 할 수 있는가에 초

점이 맞춰지고 학습자, 교사, 사회적 요구 등을 고려한 학습결과를 도출 하여야 한다.

나. 단원 및 활동과제 선정

STEAM 교육을 위한 단원 및 과제 선정을 위해 학습자의 흥미와 호기심을 충분히 일으킬

만한 것인가에 대한 고려, 학습자가 프로그램을 잘 습득할 수 있도록 적절한 과정과 활동으로

구성되었는지에 대한 전달성, 다른 교과와의 통합이 가능한지에 대한 관련성, 학습자의 현재

발달 과정에서 가르칠 만 한 수준의 것인지에 대한 적합성 등을 고려하는 것이 중요하다.




선정준거

1) 학습자들의 발달 단계에 적합한가?

2) 학습자들의 흥미나 호기심을 유발할 수 있는가?

3) 여러 교과에서 다루고 있는 내용을 쉽게 묶을 수 있는가?

4) 각 교과에서 다루고 있는 내용을 효과적으로 전달할 수 있는가?

☞ 요구분석

영 역 내 용

학습자의 요구

교사의 요구

사회적 요구

분석 결과

☞ 단원 및 활동과제 선정

주제

선정기준(상:3점, 중:2점, 하:1점)

총점흥미/호기심

전달성 관련성 적합성

1

2

3

4

5




다. 교육과정 분석

교육과정 분석은 STEAM 각 교과 교육과정의 기본적인 내용을 확인하여 수업 내용 구성의

기본 틀을 마련하는 단계이다. STEAM 교과 교육과정의 자세한 내용은 교과서 및 교육과정

해설서의 내용을 분석하여 최종적인 통합 교육과정 분석 결과표를 작성한 것이다. 과학, 기술,

공학, 예술, 수학교과의 교육과정 분석을 바탕으로 선정된 단원 및 주제의 내용을 효율적으로

통합하여 교육할 수 있는 구체적인 내용을 선정한다.

라. 통합유형 선정

과제의 특성을 분석하여 STEAM 큐빅모형을 바탕으로 학문의 통합방식 및 학교급 그리고

통합의 중심 요소에 따른 통합 유형을 도출한다. 학문통합방식은 하나의 주제를 개별 학문의

측면에서 다양하게 다룸으로써 한 주제에 대한 통합적 접근을 시도하는 다학문적 통합을, 학

교급에 따른 통합방식은 특성화 고등학교에서 활용한 STEAM 융합교육을, 통합의 요소는 활

동 중심으로 교육 프로그램을 개발할 경우 아래와 같이 통합 유형을 도출할 수 있다. 이 도출

모형은 수업 과정안, 학생 활동지 등의 수업 자료를 구성할 때는 물론, 수업 과정에서 항상 유

념할 필요가 있다.

Y3

X1

Z1 다학문적 (X1)

고등학교 (Y3)

활동 중심 (Z1)




☞ 교육과정 분석

교과 단원 관련내용

☞ 통합유형 선정

통합유형

X축 학문통합방식

Y축 학교급

Z축 통합요소




마. 수업목표 진술

구체적인 수업목표는 학습과제 및 교육과정 분석의 사전 작업을 통해 확인된 내용을 바탕으

로 선정한다. 수업목표는 학습자가 학습을 마친 후에 도달할 행동인 학습의 결과를 진술한 것

이다. 세부적인 행동목표들은 최종목표를 성취하기 위한 하위목표로, 학습과제 분석을 통한

하위기능들로부터 도출된다. 따라서 행동목표 진술의 주의사항은 수업목표가 평가문항 개발의

기초가 되기 때문에 출발점 행동까지도 행동목표로 기술해야 한다는 것이다.

수업목표의 진술 방법에는 크게 Tyler식, Mager식, Gagne식 등이 있다. Tyler식 수업목표는

구체적인 학습내용과 행동동사로 구성된다. Mager식 수업목표는 성취행동, 성취상황, 성취준

거로 이루어진다. Gagne식 수업목표는 성취상황, 학습된 능력, 성취내용, 성취행동, 그리고 성

취도구ㆍ제한점ㆍ조건 등의 다섯 가지 구성요소를 포함한다.

바. 수업내용 조직

수업내용 조직의 가장 중요한 요소인 계열성이란 학습경험의 활동이 가능하도록 일정한 방

법에 따라 교재의 내용을 배열해 놓은 순서라고 할 수 있다. Scope는 범위의 의미로 로 횡축

의 뜻으로 사용되고, Sequence는 교재 배열의 순서, 계열과 같은 종축의 뜻으로, 언제 무엇을

가르칠 것인가와 관계되는 내용이다. 따라서 선정된 내용을 어떻게 횡적으로 관련시킬 것이며,

종적으로 체제를 잡을 것인가에 대한 고려가 수업내용의 조직에 가장 핵심적인 문제이다. 학

습내용을 조직하는데 있어서 계속성, 계열성, 통합성, 균형성, 다양성, 보편성의 원리를 고려하

여야 한다.




☞ 수업목표 진술

일반목표

교과별

구체적

목표

☞ 수업내용 조직

구분각 교과별 수업 내용

S T E A M

수업안내

계획

실행

평가




사. 평가도구 준비

평가는 수업의 실행에 있어서 목표를 올바르게 설정하고, 목표 실현을 위한 활동이 잘 이루

어졌는지, 궁극적인 교육 목표가 제대로 성취되었는지 여부를 확인하고, 판단하는 과정을 말한

다. 수업과정을 평가하기 위한 방법을 다양한 방법이 있으며, 다양한 학습 상황을 고려하여 효

과적인 평가방법을 선택하여 평가도구를 설계한다.

1) 실험·실습

어떤 과제에 대해서 학생들로 하여금 직접 계획을 세우게 하고 실험실습을 하게 한 다음

그 결과물인 보고서를 제출하게 하여 평가한다.

2) 포트폴리오

자신이 만든 작품을 지속적으로 모아 둔 작품집을 이용한 평가 방식으로, 학습자는 자신

의 변화 과정을 알 수 있으며, 교사는 학습자들의 과거, 현재의 상태를 쉽게 파악할 수

있는 평가이다.

3) 연구 보고서

특정 주제에 대해 자기 나름대로 자료를 수집하고 분석, 종합하여 연구 보고서를 작성한

후, 그 결과물을 평가하는 방법이다.

4) 서술형 / 논술형 평가

기존의 선택형 평가 방법을 개선하기 위한 개방형 지필평가 문항으로, 학습자의 지식이

나 의견을 직접 서술하도록 하는 평가 방법이다.

5) 관찰법

교사가 수업활동의 자연적인 상황에서 학습자의 활동 및 모둠 구성원 간의 역동적인 활

동을 집중적으로 관찰하여 파악하는 평가이다.

6) 자기평가

학습자 스스로 본인의 활동에 대해 평가해 보는 방법으로, 학습 과정이나 학습 결과에

대해 평가하고 반성할 수 있도록 제시된 점검표를 활용한다.

7) 면담 / 면접

학습 과정에서 교사와 학생 사이의 대화를 통해 평가의 정보나 자료를 수집하는 방법으

로, 학습 과정 중이나 혹은 학습을 마무리한 후에 평가 요소에 대한 인터뷰를 통하여 평

가 내용을 수집한다.




8) 완제품 평가

학습 활동의 결과물인 최종 산출물에 대한 평가로, 완성된 작품에 대해 중요하게 고려하

여야 할 다양한 평가 관점을 기반으로 평가를 실시한다.

☞ 평가 도구

성취도 평가지 완성품 평가지

1. <과학> 풍력발전기(교류발전기)의 발전원리

에 활용이 된 과학적인 원리는?

① 전자기 유도 현상 ② 플레밍 왼손 법칙

③ 도플러 효과 ④ 맥놀이 현상

⑤ 정전기 현상

2. <기술>영역

3. <공학>영역

4. <예술>영역

5. <수학>영역

영역 항목 기준 배점

(예)

기능성

발전기의 기능

을 충분히 발

휘하는가?

발전량이 3V 초과 10

발전량이 2.5~3V 9

발전량이 2~2.5V 8

발전량이 2V 미만 7

교사용 평가지 자기평가지

요소평가기준

우수 보통 미흡

(예)

정보

수집

□ 수집한 정보의

관련성을 파악

할 수 있음

□ 활동 과제에 적

용하는 방법을

스스로 파악함

□ 수집한 정보의

내용을 완벽히

파악하지 못함

□ 교사의 도움으

로 정보를 적

용할 수 있음

□ 관련 정보 파악

이 불확실함

□ 수집된 정보를

과제에 적용하

기 어려움

내용평가

우수 보통 미흡

(예)

실습과정에서 분담된 역할에

충실히 임하였는가?




3.1.2 개발(D)

개발은 앞에서 이루어진 준비 단계의 내용을 토대로 교수학습 콘텐츠와 평가 자료 등의 초

안을 실제로 구현하는 단계이다. 이 단계에서는 세부적인 내용으로 교수학습 목표, 매체 특성,

교수학습 환경 등을 고려해야 한다. 또한 설계 단계에서 분석된 내용을 바탕으로 실제 수업에

서 구현될 수 있도록 하기 위한 관리의 기능이 중요하다. 따라서 개발단계에서는 매체의 특성

과 교수학습 활동의 연관성을 확인해야 하고 기능설계의 원리를 적용하여 수업 과정에서 필요

한 다양한 자료를 개발하여야 한다.

가. 교사용 자료

1) 수업 과정안

준비 단계의 자료를 바탕으로 교수 전략 및 수업 매체를 고려하여 각 단계별 학습내용과

활동을 선정한 후 수업 지도안 양식에 맞춰 작성한다.

2) 교사 자료

교사 자료는 수업 프로그램의 전체적인 구조를 설명하며, 교사에게 필요한 검사나 정보

들이 포함된다. 학습에 대한 정보, 방법에 대한 아이디어, 학습내용 개관, 심화 또는 교정

활동, 검사, 시간, 수업 프로그램에 필요한 교구나 시설 등에 관한 정보를 교사 자료에

포함하여 제시한다.

3) PPT 자료

학습자들에게 현재의 수업과정을 명확히 전달해주고, 수업의 계열성을 향상시키기 위하

여 수업 안내지, 활동지의 내용과 과정을 바탕으로 구성한다. PPT의 디자인과 색상은 학

습자의 동기와 주의를 집중시킬 수 있는 효과적이고 다양한 자료를 활용하여 학습자의

이해력을 높일 수 있도록 제작한다.

나. 학생용 자료

1) 학습 안내지

학습 안내지는 수업 활동에 포함된 모든 자료를 활용하는 방법에 대한 안내 자료로, 수

업목표 개관, 학습계획, 학습자들이 수행할 완성 작품이나 제작 계획서에 대한 절차를 포




함하여 구성한다. 학습자가 학습 과정에서 의문사항이 있을 수 있는 내용을 분석하여 순

서와 자세한 내용 및 주의사항을 포함한 학습자 안내지를 제작한다. 학습자 안내지는 조

별 편성으로 교수-학습 활동을 시행할 경우 조별로 1부씩 배부하도록 제작한다.

2) 활동지

수업 전략을 기반으로 학습자의 효과적인 수업 목표 달성을 위해서 적절한 양의 수행 내

용과 난이도 및 계속성, 계열성을 가지는 각 단계별 학생 활동지를 제시한다. 활동지는

각 교과별(과학, 기술, 공학, 예술, 수학)로 5가지 영역으로 구분하여 제시한다.

☞ 수업 자료

종류 개발 중점

교사용

수업설계지

수업 과정안

PPT 자료

교사답안자료

학생용

학습 안내지

활동지




3.1.3 실행(I)

실행단계는 개발된 수업 프로그램이나 수업자료를 실제 교육 현장에서 활용하고 실제 교육

과정에 설치하여 계속적으로 관리하는 단계이다. 수업 프로그램이나 수업자료 사용 및 설치와

유지 관리가 이루어지며, 효율적으로 학습자에게 내용을 전달하는 것이 가장 중요하다.

가. 프로젝트 학습

프로젝트 학습이란 학습자 스스로가 학습 내용을 계획하고 정보를 수집하며 과제를 수행 후

평가하는 등의 과정을 통해 실생활과 유사한 학습 환경 속에서 자연스럽게 학습하는 방법이

다. 관련된 내용을 구상하여 구체적으로 실현하고 형상화하기 위하여 자기 스스로가 계획을

세워 수행하는 활동으로 학습을 하는 방법을 말한다. STEAM 교육에서의 프로젝트 수업은 과

학, 기술, 공학, 예술, 수학 교과의 융합된 내용에 대한 이해를 바탕으로 학습자 스스로 과제를

수행하는 활동을 할 수 있다는 긍정적인 효과가 있다. 또한 학생들의 가장 큰 약점인 문제해결

능력, 의사소통능력, 자기관리능력, 발표력, 기술능력 등의 직무능력을 높일 수 있는 활동 중심

적 프로젝트 수업이다.

나. 협동학습

협동학습이란 학급을 소집단으로 구성하여 소집단의 집단 목표 또는 학습 과제를 구성원간

의 상호 작용을 통해 모든 구성원들이 달성하도록 하는 학습 방법이다. 소집단학습은 학급의

학습자들을 학습의 목적이나 목표에 따라 몇 개의 작은 집단으로 나누어 모둠활동에 의해서

학습의 효과를 거두는 방법이다. 특성화 고등학교 학생들에게 가장 이상적인 수업 형태는 학

생활동 중심의 수업이라 할 수 있다. 이는 학생들에게 과제가 주어지고, 학생들은 이 과제를

직접 수행하면서 자신의 수준과 능력에 따라 학습을 해 나가고, 교사는 학생들과의 직접적인

상호작용을 통하여 학습 활동이 효과적으로 일어나도록 적극적으로 지도하는 수업형태이다.

현재 전문 실습 교과에서는 상당 부분 개별화 수업이 이루어지고 있다.




분류 종 류

과제중심 과제분담학습모형(Jigsaw) 모둠 탐구(GI) 모형 협동을 위한 협동 모형(Co-op Co-op)

보상중심 모둠 성취 분담(STAD) 모형 모둠 게임 토너먼트(TGT) 모형

교과중심 수학과 모둠 보조 개별 학습(TAI) 모형 사회과 일화를 활용한 의사결정모형 국어과 읽기 쓰기 통합(CIRC) 모형

구조중심 암기숙달 구조 사고력 신장 구조 정보교환 구조 의사소통기술 구조

기타 함께 학습하기(LT) 모형 ` 찬반논쟁 수업 모형 온라인 협동학습 모형

☞ 프로젝트 학습 설계서

프로젝트 명

프로젝트정보

관련교과

대상학년

관련단원

주제

목표

예상되는 결과물

프로젝트 실행을 위한 정보 수집 방법

프로젝트 학습

진행에서 활용할 수업

전략

도입

전개

정리

프로젝트 해결 및 결과 추출

프로젝트 학습 각 단계별 평가요소




3.1.4 평가(E)

평가는 수업 프로그램이나 수업자료의 효과성 및 효율성을 측정하는 총괄평가를 실시하는

단계이다. 총괄평가는 전체 프로그램의 장ㆍ단점을 종합적으로 파악하는 것으로, 그 목적은 수

업 프로그램이 계속적인 사용이 가능한지 여부를 확인하거나, 교육적 요구를 만족시킬 새로운

수업 프로그램으로 개선 할 것인지를 결정하는 것이다. 활용되는 평가 방법으로 전문가의 판

단과 현장 평가가 있다. 현장 평가로는 수업을 직접 해보거나 콘텐츠 평가단을 구성하여 평가

를 실행해 볼 수 있으며, 확인된 결과에 문제점이 발견되면, 수정ㆍ보완한 후 재실행하여 최종

산출물의 효과성을 판단한다. 즉, 개발된 초안에 대한 평가의 결과에 따라 수정 및 보완 과정

을 거쳐 최종 산출물 형태로 완성하며, 이때 개발된 수업 자료를 평가하기 위하여 주로 사용하

는 방법이 질문지이다.

☞ 수업자료의 평가 문항 설계 예시

1. 전문가 타당도 평가

평가 영역 평가 항목

사회 윤리 측면 공정성 윤리성

안전의 준수 저작권의 준수

내용 측면 내용 선정의 타당성 내용 조직의 적절성

내용의 무오류성

교수-학습측면 내용 선정의 타당성 학습자 동기 유발

평가 측면 평가의 적절성 학습자 동기 유발

STEAM

통합교육

기능측면

인쇄 자료 디자인의 적절성 편집의 무오류성,

자료의 신뢰성 자료의 활용성

제작 모형 안전성 기능성 실용성

자료의 신뢰성 자료의 활용성




2. 학습자 만족도 평가

평가 영역 평가 문항

수업환경

수업이 이루어지는 교실환경에 대해 만족한다.

수업 시 수업 매체의 활용도에 만족한다.

수업 시 학습 분위기에 대해 만족한다.

수업 시 교실 환경이 안전하다고 생각한다.

수업내용

수업에 제시된 주제가 충분히 흥미를 이끌었다.

교사와 의사소통이 충분히 이루어졌다.

수업시간이 적절히 배분되어 지루하지 않았다.

수업 전 유의사항을 충분히 전달 받았다.

수업이 충분히 실생활에 활용 가능하다고 생각한다.

수업방법

수업 주제에 맞는 수업방법이 선택되었다.

학습목표에 도달하는데 수업 방법이 적절했다.

수업 방법이 학습 의욕을 고취시켰다.

수업평가

교사의 평가방법이 객관적이다.

평가는 공정히 이루어졌다.

나는 평가 결과에 만족한다.

3. 개선사항

개선요구사항

수정내용




3.2 수업 과정안

수업 과정안 작성은 수업설계의 구체화를 위해 수업준비 과정에서 반드시 필요한 것이다. 어

떻게 가르칠 것인가에 대한 교수행위와 어떻게 학습시킬 것인가의 학습행위를 계획하는 것으

로, 일반적으로 도입-전개-정리의 3단계로 나눌 수 있다. 이를 다시 다양한 요소로 세분화하여

각 차시별 세부 활동을 학습 흐름에 맞춰 명세적으로 작성하여 효율적인 수업의 준비를 한다.

가. 교수·학습 과정안의 요건

- 교수·학습목표는 분명하게 진술

- 단원과 관련된 교육과정을 고려하여 작성

- 수업시간을 고려하여 적절한 분량을 선택

- 교과서 및 교사용 지도서, 기타 참고자료를 통한 교재연구를 충실히 하고 다양한 자료를 활용

- 학습자의 선행 학습수준을 파악하고 흥미와 요구를 고려

- 학습자이 개인차를 적절히 고려하여 교수방법 및 과제를 선택

- 선행학습과의 연계뿐만 아니라 타 교과, 후행학습과의 관련성을 고려

- 교수·학습활동을 고려하여 시간배분을 적절히 하고 예상치 못한 사태에 대비할 수 있도록

시간적인 융통성 확보

- 학교의 시설 및 기자재 확보 상태 등을 확인

- 학습목표 달성 정도에 대한 적절한 평가방법을 계획

나. 교수·학습 과정안의 구성요소

① 단원명

② 단원의 성격 / 단원 설정의 이유

③ 단원의 학습 및 지도 목표

④ STEAM 통합모형 및 영역

⑤ 단원 학습내용의 구조

⑥ 단원 학습지도 계획

⑦ 단원 학습지도상의 유의점




☞ 수업 과정안

대상 일시 차시

단원명

학습주제

학습목표

교수·학습전략 학습형태

STEAM통합모형

STEAM 큐빅모형

수업자료 및 매체

단계 학습과정

교수·학습 활동

시간지도상의 유의점

교사활동 학생활동

도입

전개

정리




3.3 학습 안내지

학습 안내지는 학습활동을 안내하는 자료로 단원 소개, 학습 목표, 학습 내용, 학습 방법 및

절차 등에 대한 소개를 통하여 수업에 대한 전반적인 이해와 수업을 효과적으로 진행할 수 있

도록 학습 계획을 체계화시킬 수 있도록 작성한다.

가. 단원 소개

▪ 통합교육의 기반이 되는 교과의 대단원, 소단원 및 내용 요소를 제시

▪ 활동과제와 연관된 STEAM 교과 단원 제시

학습단원은 교과단원 또는 경험단원으로 구성하며, 경험단원으로 구성할 때는 문제단원이나

작업단원으로도 제시될 수 있다. 이중 객관적 지식이나 기능을 전달하기 위해 조직된 단원을

교과단원이라고 하며, 일정량의 지식을 논리적 체계를 세워 학생에게 제공한다. 학습자의 생활

장면에 기초를 두고 학습자 자신이 문제를 발견, 해결할 수 있게 일련의 학습경험을 유기적으

로 조직한 단원으로, 학습자들이 작업을 스스로 계획하고 수행하게 하며 수행한 결과를 평가

하는 단원을 경험단원이라 한다. 작업단원은 문제단원에 비하여 실제적인 노작 활동의 비중을

높여 구성하는 특징을 가진다.

STEAM 교육에서는 학습 내용 및 학습활동의 유형에 따라 선정된 과제와 관련된 과학, 기

술, 공학, 예술, 수학 교과의 단원을 분석하여 학습 단원 및 요소를 선정하는 절차가 우선 되어

야 한다.




단원 분석

1. 교과 및 단원명

STEAM 교육 과목명교과서명

대단원 page

중단원 page

소단원 page

2. STEAM 교과 관련 단원 및 내용

과목 단 원 내 용

과학

기술

공학

예술

수학




나. 통합 유형 선정

▪ 선정된 STEAM 통합모형 및 큐빅모형 제시

2장에서 소개된 STEAM 교육 이론에 근거하여 통합의 방법을 선정한다. 통합은 STEAM

통합모형과 큐빅모형으로 그 기준을 선정한다. STEAM 통합모형은 학문간의 경계에 따라 다

학문, 간학문, 탈학문으로 분류되며, 김진수(2011)는 다학문을 ‘연계형’으로, 간학문을 ‘통합형’

으로, 탈학문을 ‘융합형’으로 새롭게 명명하였다. 큐빅모형은 STEAM 통합교육을 위하여 X,

Y, Z 3가지 축에 학문통합방식, 학교급, 통합요소를 나타내었다. 예를 들어 특성화 고등학교

STEAM 교육을 위해 과목간의 다학문적 통합을 통해 활동 중심의 수업을 한다고 할 때 큐빅

모형에서 X1, Y3, Z1의 큐빅을 선정할 수 있다.

다. 학습 목표

▪ 과학, 기술, 공학, 예술, 수학 교과의 세부 학습 목표 제시

▪ 활동과제와 관련된 STEAM 교육 최종적인 학습 목표 설정

STEAM 교육의 일반적인 학습 목표를 선정하고, 그 목표를 달성하기 위한 STEAM 교과의

교과별 학습 목표를 도출한다. 준비단계에서 분석한 결과를 바탕으로 선정된 학습 과제를 수

행하는 일반 목표를 기반으로 과학, 기술, 공학, 예술, 수학 교과의 교과별 구체적인 목표를

선정한다. 각 교과별 학습 목표는 STEAM 교과의 단원 및 교육과정 분석 내용을 바탕으로 추

출하며, 이는 근본적인 STEAM 교육의 목표를 달성하는데 기반이 된다.




통합 유형

STEAM 통합모형 STEAM 큐빅모형

수업 목표

일반목표

교과별

구체적

목표




라. 학습 내용

▪ 선정된 활동과제와 관련된 과학, 기술, 공학, 예술, 수학 교과의 학습내용 제시

교육목표가 달성될 수 있는 교재나 경험 또는 활동 내용을 학습경험의 범위라고 한다. 이는

무엇을 교육과정 속에 포함시켜야 할 것인가 하는 문제를 기반으로 한다. 형식적 학교교육에

서는 각 학문 영역의 독특한 체계인 지식내용과 탐구방법을 중심으로 이루어진 교과가 교육내

용을 이루어 왔으나, STEAM 교육에서는 과학, 기술, 공학, 예술, 수학 교과의 교육내용을 재

구성하여 교과관의 연관성을 기반으로 통합교육을 실현하는데 그 목적을 둔다.

학습내용 선정의 원칙

① 교육목표와의 일관성(기회의 원칙)

② 기본개념의 중시

③ 탐구학습의 강조

④ 지도 가능성의 검토

⑤ 1경험 다목적 달성

⑥ 경험의 비중복성

⑦ 지역성에 대한 고려

마. 수업 방법 및 절차

▪ 교수·학습 전략 및 매체의 선정

▪ 과제 수행의 절차 및 일정 제시

교사가 일방적으로 학습을 계획하고 수업을 통제하며 학생을 지도하는 교수법에서, 교수-학

습의 주체가 교사에서 학생으로 옮겨가도록 요구되는 방향으로 교수법이 변화되고 있다. 이는

학생의 학습활동을 도와준다는 점에서 의의가 있다. 학습단위의 규모에 따라 대집단, 소집단,

개인화 수업으로 나눌 수 있으며, 교수-학습 방법의 유형에 따라 강의법, 협동학습, 발견탐구학

습, 프로젝트학습 등 다양한 방법이 있다. 학습 상황을 고려하여 선택한 수업 방법 및 절차에

따라 수업 전략 및 매체를 선정하고 수업 진행과정을 설계한다.




학습 내용

구분 교과 학습 내용 선정

선행학습

과학

기술

공학

예술

수학

수업방법 및 절

수업 과정 수업 활동내용 시간(차시) 방법 및 매체




사. 평가 방법

▪ 평가 영역 및 내용, 배점에 대한 평가 기준표 제시

※ 루브릭(Rubric)

▶ 의미

루브릭은 고정된 척도와 각 점수의 성취 수준을 설명한 일련의 특성으로 구성된 것으로,

포함 요소에는 학생의 수행을 평가할 채점 영역에 대한 기술과 각 영역을 평정하는 수치

나 범주, 수행을 판단하는 수준이 있다. 학습자가 평가 영역별로 어떠한 수준을 성취하였

는지에 대한 구체적인 준거와 성취 기준을 제시한 평가기준이다. 따라서 평가 영역이 세

부적으로 제시되고, 학생의 학습 결과가 점수가 아니라 단계로 표현되어야 하며, 각 단계

에는 학생들의 수행에 대한 질적인 특징이 서술적으로 설명된 진술문이 제시된다는 점에

서 전통적인 평가방법과 구별되는 특성이 있다.

▶ 루브릭의 구성요소

① 학생의 수행을 판단하는 기준이 되는 채점영역(dimensions)

② 각 영역이나 차원을 변별하고 평정하는 수치나 범주(scale or value)

③ 각각의 수행을 판단할 기준에 대한 기술(description of standards)




평가방법

1. 평가 영역 및 내용

평가영역 평가내용 배점 평가도구

2. 평가 영역별 채점 기준

영역 내용 평가 기준 배점




3.4 활동지(Worksheet)

활동지는 구성주의적 교육환경을 제공해 주는 방안으로 학습의 여러 단계에서 다양한 방법

으로 적용될 수 있다. 학습자와 상호작용이 활발히 이루어질 수 없는 일반적 교실환경에서 활

동지는 교사를 대신하여 사고하는 과정을 돕고 지식을 재구성하는 활동을 도와주며 수업 상황

에 적극적으로 참여할 수 있도록 하는 역할을 한다. 또한 현장에서 평가의 한 부분으로 활용할

수 있으며, 이러한 평가는 결과 중심의 평가가 아닌 질적 평가로서의 과정 평가가 가능하다.

학생이 작성한 활동지를 통해 교사는 학습자를 이해를 위한 정보를 확보할 수 있고, 나아가 학

습자와의 적극적인 상호작용을 이끌어 낼 수 있다.

STEAM 교육에서의 워크시트는 학습자가 과학, 기술, 공학, 예술, 수학의 통합적인 학습 내

용을 확인할 수 있도록 유도하는 활동 자료로서 그 중요성을 가진다. 따라서 학습자가 학습 내

용을 통합교육의 시각으로 바라보고 접근할 수 있도록 안내하는 내용으로 구성될 필요가 있

다. 활동지는 학습자가 학습 내용을 해석하여 재창조할 수 있는 환경을 만들어 주어 학습자의

자기 주도적 학습 능력을 함양할 수 있도록 제시되어야 한다.

활동지는 학습과정에서 제시된 STEAM 수업 내용을 바탕으로 학생들이 직접 작성할 수 있

도록 과학, 기술, 공학, 예술, 수학 교과의 각 영역별로 별도로 작성한다.




☞ 활동지

STEAM 활동지 - 과학(Science) TEAM

활동과제 1

활동과제 2




3.5 교사 자료

수업자료를 안내하고 해설하는 기능과 다양한 교수-학습 방법과 정보를 제공하는 기능, 학

습 내용 재구성을 위한 방법과 자료를 제시하는 기능, 평가의 준거와 자료를 제시하는 것이 교

사 자료의 주된 기능이다.

교사 자료는 수업 과정에서 지도상의 필요한 내용 요소와 학생 활동지에 대한 답안 정보,

교수의 핵심 과정에 대한 정보를 제공한다. 실제 행해지는 교사의 수업이 효과적으로 실현될

수 있도록 교육 흐름에 대한 제반 조건을 갖추는 것이 필요하다. 현장 수업 상황에서 교육의

과정을 실행하는 주체는 교사이기 때문에 수업 과정에 대한 교사의 정확한 이해는 필수적인

조건이므로, 수업 활동 매개의 역할을 하는 것으로 교사 자료의 중요성을 강조할 수 있다.




☞ 교사 자료

활동지 답안 - 과학(Science) TEAM

활동과제 1 - 풀이

활동과제 2 - 풀이

4. STEAM 수업 자료 개발 예시 33

4. STEAM 수업 자료 개발 예시1. 서 론 2. STEAM 모형



풍력 발전기 STEAM 수업 자료

조 명

학년 반 학년 반

번호 이 름

조원 1

조원 2

조원 3

조원 4

조원 5




Ⅰ 수업 설계

1. 단원 분석

2. 통합 유형

3. 학습 목표

4. 학습 방법 및 절차

5. 평가 방법




1. 수업 설계2. 수업 과정안 3. 학습 안내지 4. 활동지 5. 교사 자료

단원 분석

1. 교과 및 단원명

STEAM 교육 과목명전기기기

교과서 국정교과서(교육과학기술부)

대단원 Ⅰ. 직류기 page 7

중단원 2. 직류 발전기의 동작 원리 page 9

소단원 교류 발전기의 원리 page 10

2. 과제 관련 STEAM 교과 교육과정 내용 분석

과목 관련 단원 내 용

과학 물리1 - 전자기장

물리2 - 전류와 자기장

유도전류와 패러데이 법칙

전류에 의한 자기장, 로렌츠 힘

기술 8학년 - 제조기술

9학년 - 전자·기계 기술

제품 만들기

운동 장치 만들기

회로시험기의 사용

공학 교류발전기(풍력발전)

파형 측정 장치

터빈, Rotor, Stator

오실로스코프

예술 9학년 - 표현 표현방법

조형 요소와 원리

수학 7학년 - 순서쌍과 좌표평면

10학년 - 삼각함수

순서쌍을 좌표평면 나타내기

호도법

삼각함수 그래프의 성질





통합 유형

STEAM 통합모형 STEAM 큐빅모형

간학문적 X1, Y3, Z1

수업 목표

일반목표발전기의 구조 및 동작 원리를 이해하고 사보니우스형 풍력

발전기를 제작할 수 있다.

교과별

구체적

목표

발전의 원리인 전자기 유도 현상을 구현할 수 있다.

공구를 올바르게 사용하여 풍력발전기를 제작할 수 있다.

풍력발전기의 블레이드 형태에 따른 발전 특성을 말할 수 있다.

색의 회전 혼합을 이용하여 다양한 색상을 구현할 수 있다.

블레이드의 위치에 따른 발전량 변화를 추론할 수 있다.





학습 방법 및 절차

프로젝트 명 풍력발전기 만들기

프로젝트정보

관련교과 『 전기기기 』

대상학년 1학년

관련단원 Ⅰ. 직류기 / 2. 발전기의 동작 원리 / 교류발전기

주제 풍력발전기를 설계, 제작한다.

목표 교류발전기의 동작 원리 이해

예상되는 결과물

사보니우스형 풍력 발전기 모형

프로젝트 실행을 위한 정보 수집 방법

학습 안내지

발전기 제작관련 모둠별 과제

프로젝트 학습

진행에서 활용할 수업

전략

도입

프로젝트 학습의 과제 선정

아이디어 분류를 통한 하위 활동 탐색

학습 집단 조직

전개

프로젝트 학습활동 내용의 계획 수립

프로젝트 활동 계획서 작성

프로젝트 수업의 실시

프로젝트 해결 활동 지도

정리 프로제트 결과물 완성 및 피드백

프로젝트 활동 평가

프로젝트 해결 및 결과 추출

풍력발전기의 발전량 측정을 통해 동작성 확인

활동지 작성을 통한 학습 내용의 이해 정도 확인

프로젝트 학습 각 단계별 평가요소

과제 수행 절차 관찰

역할분담 및 모둠 내에서의 협동정신





학습 방법 및 절차

STEAM 학습과정 시간 수업 활동내용 수업 방법

수업 안내 1차시

전체 수업과정 설명

프로젝트 안내

모둠구성 / 유의사항 전달

모둠명 및 모둠원의 역할 분담

평가기준 안내

프로젝트법

강의법

계 획 1차시

STEAM 교과 관련정보의 수집

수단과 방법 선정, 검토, 결정

의문사항 및 보완사항 토의

아이디어 토의 및 발표

프로젝트법

자율학습

토의법

실 행 3차시

풍력발전기 만들기 실행

만들기 과정의 내용 기록

수정 및 보완사항 기록

프로젝트법

실험실습법

평 가 1차시

완제품 평가 및 발전 여부 평가

제작과정 발표 및 상호 질문

활동지 제출

프로젝트법

토의법





평가방법

1. 평가 기준

평가영역 내용 배점 도구

완제품기능성 발전이 되고 부하를 동작시킬 수 있는가? 30

60 채점 기준표완성도 구상도와 완성품이 일치하는가? 20

견고성 튼튼하고 정밀하게 제작되었는가? 10

활동지충실도 활동지를 계획적이고 충실하게 작성 했는가? 10

20 학생 활동지정확성 활동지에 기록된 내용이 정확한가? 10

수업태도개별 과제 수행에 성실하게 임했는가? 10

20 체크리스트모둠 역할분담에 충실히 임하였는가? 10

2. 평가 영역별 채점 기준

가. 완제품 평가


기능성

LED

점등

LED가 지속적으로 점멸하며 점등된다. 10

30

LED가 점등되는 경우도 있고 아닌 경우도 있다. 8

LED가 점등되지 않는다. 6

거리별 측정

가능 여부

전압이 20cm 간격으로 정확히 측정 가능하였다. 10

전압이 50cm 이내에서만 측정 가능하였다. 8

전압이 거리별로 측정 가능하지 않았다. 6

회로시험기

측정 결과

회로시험기로 3V이상의 전압이 측정되었다. 10

회로시험기로 2V이상 전압이 측정되었다. 8

회로시험기로 전압이 2V미만으로 측정되었다. 6

완성도

구상도 및

제품

구상도와 제품과 일치한다. 10

10 구성도와 제품이 1-2부분을 제외하고 일치한다. 8

구상도와 제품과 3부분 이상 일치하지 않는다. 6

마무리 여부

코일이 매끄럽게 잘 감겼고 미관이 우수하다. 10

10 코일이 매끄럽게 감겼으나 미관이 좋지 않다. 8

코일이 아름답게 감기지 못하고 미관이 좋지 않다 6

견고성블레이드와

틀의 고정

블레이드가 잘 끼워지며 틀이 고정되어 있다. 10

10 블레이드가 끼워지며 틀의 고정이 미흡하다. 8

블레이드가 헐렁하며 틀의 고정되지 않았다. 6





평가방법

나. 활동지 평가


충실도활동지

작성의

충실도 여부

문제의 접근을 위하여 문재해결용으로 제시된 학

습지 모두를 100% 완벽하게 채웠다.10

10


습지 90% 이상을 완벽하게 채웠다.9






습지 70% 미만만 작성하였다.6

정확성활동지

내용의

정확성 여부

활동지 문항 중 틀린 문항이 하나도 없다. 10

10

활동지 문항 중 내용이 틀린 문항이 1~2개 이다. 9



활동지 문항 중 내용이 틀린 문항이 7개 이상이다. 6

다. 수업태도 평가


수업태도

참여 과제 수행에 성실하게 임했는가? 1020

협동 역할분담에 충실히 임하였는가? 10





평가방법

3. 최종 평가표

평가항목

평가대상

완성품 STEAM 활동지 수업태도합계(100)기능성

(30)완성도(20)

견고성(10)

과제수행 충실도(10)

내용 정확도(10)

참여(10)

협동(10)

12345678910111213141516171819202122232425




Ⅱ 수업 과정안

1. 지도 계획

2. 수업 과정안




2. 수업 과정안1. 수업 설계 3. 학습 안내지 4. 활동지 5. 교사 자료

지도 계획

1. 지도 계획

학습주제 지 도 내 용 시수 준비물교수-학습

방법

수업안내

전체 수업과정을 설명한다.

프로젝트를 안내한다.

모둠구성원의 역할을 분담한다.

유의사항을 전달한다.

평가 기준을 안내한다.

1

수업 설계서

수업 과정안

교사 자료

강의법

프로젝트학습

계획 과제 수행과 관련된 정보를 수집한다. 1

학습 안내지

수업 과정안

교사 자료

프로젝트학습

협동학습

토의법

실행

풍력발전기를 만든다.

- 프레임 만들기

- 코일 만들기

1

수업 과정안

활동지

교사 자료

실습 재료

프로젝트학습

협동학습

실험실습법


- 고정자 만들기

- 회전자 만들기

1


- 회전 날개 만들기

- 최종 결합하기

1

평가작품 설명 및 피드백

완제품 평가 및 발전량 측정1

수업 과정안

채점표

활동지

토의법

프로젝트학습





수업 과정안

대상 O학년 O반 일시 O월 O일 O교시 차시 1/6차시

단원명 Ⅰ. 직류기 / 2. 발전기의 동작원리 / 교류발전기

학습주제 풍력발전기 제작을 통한 STEAM 교육

학습목표 수업의 전반적인 과정을 이해하고 학습 계획을 세운다.

교수·학습전략 프로젝트법 학습형태 모둠학습

STEAM통합모형 다학문적

STEAM 큐빅모형 X1,Y3,Z1

수업자료 및 매체 교사자료, 학습안내지, 활동지, PPT, 동영상 자료

단계 학습과정교수·학습 활동 시

간지도상의 유의점교사활동 학생활동

도입

동기부여

수업목표

제시

풍력발전 동영상을

통하여 동작원리 및

구조를 확인한다.

학습목표를 제시한다.

동영상을 감상하고

내용을 이해한다.

학습목표를 확인하고

학습의욕을 가진다.

5 주의집중

전개

수업과정

이해

STEAM 교육의 정의와

관련 정보 등을

설명한다.

풍력발전기와 관련된

STEAM 학습 개요를

안내한다.

프로젝트의 내용을

설명한다.

평가기준을 제시한다.

STEAM에 관한 설명을

듣고 학습계획을

세운다.

교과의 상호 연관성을

확인한다.

모둠구성 및 역할을

분담한다.

평가기준에 대해

자세히 알아둔다.

35 지속적인

흥미유지

역할분담

의 공정성

확인

정리

학습정리

차시예고

수업 과정을 정리하여

설명한다.

차시 수업 내용을

예고한다.

학습 내용을 확인하고

학습 안내지를

살펴본다.

필요한 정보를 수집해

온다.

5 학생들의

이해수준

확인





수업 과정안


단원명 Ⅰ. 직류기 / 2. 발전기의 동작원리 / 교류발전기


학습목표 관련 정보를 탐색하여 제작 계획을 설계한다.




수업자료 및 매체 교사자료, 학습안내지, 활동지, PPT, 동영상 자료



도입

동기부여

수업목표

제시

전자기 유도 현상을

실험을 통해 직접

보여준다.

학습목표를 제시한다.

발전 현상을 확인하고

발전 원리를

이해한다.

학습 내용을 인지한다.

5 주의집중

흥미유발

전개

계획 제작할 풍력발전기의

과학적 요소(S),

기술적 요소(T),

공학적 요소(E),

예술적 요소(A),

수학적 요소(M)를

제시한다.

제작에 필요한 관련

정보를 설명한다.

제작할 풍력발전기의

과학적 요소(S),

기술적 요소(T),

공학적 요소(E),

예술적 요소(A),

수학적 요소(M)를

확인한다.

정보를 확인하고, 제작

관련 아이디어를

도출한다.

35 STEAM

교육요소

인식

적극적인

모둠활동

지도

정리

학습정리

차시예고

수업 과정을 정리하여

설명한다.


예고한다.

전체 과정을 상기하고

의문사항은 질문한다.

필요한 준비물을

확인한다.

5 질의/응답

유도





수업 과정안


단원명 Ⅰ. 직류기 / 교류발전기


학습목표 풍력발전기의 프레임과 전자기 유도 코일을 제작한다.




수업자료 및 매체 교사자료, 학습안내지, 활동지, PPT, 동영상 자료, 실습 재료



도입

흥미유발

목표제시

미리 완성된 것을

보여준다.

공구 및 재료 사용시

안전에 유의하도록

안내한다.

작품을 확인하고 제작

방법을 계획한다.

재료, 공구 사용법을

상기한다.

5 주의집중

전개

실행 프레임 제작과정과

제작 시 유의사항을

제시한다.

코일 제작과정과

제작유의사항을

제시한다.

활동지의 내용을

확인시킨다.

프레임 제작과정을

확인하고 순서대로

제작한다.

코일 제작과정을

확인하고 유의사항을

확인하여 제작한다.

활동지에 제시된

과제를 확인하고

작성한다.

35 모둠 제작활동

확인

실습 안전지도

활동지 지참여부

확인

정리

학습정리

차시예고

프로젝트 과정에서의

문제점에 대해

조언한다.


예고한다.

문제점을 질문하고

재료 및 공구를

정리한다.

차시 제작 요소를

구상해 본다.

5 질의/응답

유도





수업 과정안




학습목표 풍력발전기의 고정자와 회전자를 제작한다.







도입

흥미유발

목표제시

미리 완성된 것을

보여준다.

공구 및 재료 사용시


안내한다.




상기한다.

5 주의집중

전개

실행 고정자 제작과정과

제작 시 유의사항을

제시한다.

회전자 제작과정과


제시한다.


확인시킨다.

고정자 제작과정을


제작한다.

회전자 제작과정을

확인하고 유의사항을

확인하여 제작한다.



작성한다.


확인

실습 안전지도


확인

정리

학습정리

차시예고


문제점에 대해

조언한다.


예고한다.



정리한다.

차시 제작 요소를

구상해 본다.

5 질의/응답

유도





수업 과정안




학습목표 풍력발전기의 터빈을 제작하고 결합하여 완성한다.







도입

흥미유발

목표제시

완성품을 보여준다.

공구 및 재료 사용 시


안내한다.




상기한다.

5 주의집중

전개

실행 터빈 제작과정과 제작

시 유의사항을

제시한다.

최종적인 부품의

결합과정과


제시한다.


확인시킨다.

터빈 제작과정을


제작한다.

각 부분을 결합하는

과정을 확인하고

유의사항을 확인하여

완성한다.



작성한다.


확인

실습 안전지도


확인

정리

학습정리

차시예고


문제점에 대해

조언한다.


예고한다.



정리한다.

평가항목을 확인 후

완성품을 점검한다.

5 질의/응답

유도





수업 과정안




학습목표 완성된 풍력발전기의 발전량을 측정할 수 있다.




수업자료 및 매체

교사자료, 학습안내지, 활동지, PPT, 동영상 자료



도입

수업목표

제시

평가 요소를 제시하고

평가 방법 및 절차에

대해 설명한다.

평가 항목을 확인하여

완성품을 점검한다.

평가에 필요한 것을

체크한 후 준비한다.

5 완성여부

확인

전개

평가 평가 기준표에

의거하여 완성품 및

활동지를 평가한다.

완성품의 발전량을

측정한다.

제작과정에 대한

모둠별로 발표하도록

한다.

완성품과 활동지를

제출한다.

회로시험기를

사용하여 발전전압을

측정해본다.

모둠별 토의를 통해

제작과정에 대해

발표한다.

35 평가의

공정성

테스터기

사용법

이해여부

확인

정리

학습정리

차시예고

전체 수업 과정을

정리하여 설명한다.


예고한다.

제작과정 중 기억해야

할 사항에 대해

상기해본다.

5




Ⅲ 학습 안내지

1. 활동 과제

2. 학습 내용

3. 제작 과정




3. 학습 안내지1. 수업 설계 2. 수업 과정안 4. 활동지 5. 교사 자료

활동 과제

과제안내서

과제명 : 풍력발전기 만들기

활동 개요

면적이 작은 우리나라는 지하자원이 풍부하지 못하다. 대부분의 연료들을 수입을 해서 대체하고 있는 실정이며, 이러한 현실에 최근 유가의 급등으로 인해서 생활경제 분야에 있어서 직접적으로 연관되어 그 등락의 영향이 바로 반영이 될 수밖에 없다. 그 외에도 기타 여러 환경적인 요인으로서 접근해 볼 때에도 미래를 대비한 대체 에너지에 대한 관심이 고조되고 있습니다. 이러한 미래를 대비한 대체 에너지로서 가장 대표적인 풍력발전기를 만들어 보자.

재료 및 공구

재료들플라스틱 생수통 1개, 에나멜선, 골판지, 둥근 막대(축용) 1개, 자석 4개, 철판 4개, 바닥 나무판(140 x 250mm), 2X2 사각 막대(100cm)

사용되는 공구들컴퍼스, 자, 칼, 가위, 글루건, 송곳, LED, 스위치, 연필, 사포, 롱노우즈 플라이어, 권선기, 드라이버

사용되는 장비들선풍기, 회로시험기, 오실로스코프

유의사항

역할분담 시 특정인에게 업무가 집중되지 않도록 한다. 정보의 수집, 토의, 제작시에는 다른 조에게 방해가 되지 않도록 한다. 재료와 공구의 사용법을 정확히 알고 안전사고에 유의한다. 활동지는 매시간 작성하여야 하면 종료 후 일괄 작성하지 않는다.





학습 내용

TEAM

1. 교류발전기

그림과 같이 자석의 N극과 S극에 의한 자기장이 존재하는 공간에 코일을 직사각형 모양으로 둔다. 코일을 오른손의 엄지손가락이 가리키는 방향으로(반시계 방향) 회전 시키면 플레밍의 오른손 법칙에 의해

가운데 손가락이 가리키는 방향으로 전류가 흐른다.

<교류 발전의 원리>

코일의 양 끝에 슬립링을 연결시키는데 이때, 왼쪽의 코일 끝은 안쪽의 링에 연결하고 오른쪽 코일 끝

은 바깥쪽의 링에 연결한다. 두 링은 서로 접촉하지 않은 상태이고 코일을 회전 시키면 두 링은 각기 자

기의 중심점을 기준으로 제자리에서 회전 한다. 회전하는 두 링에 각각 브러시를 접촉시키면 기전력을

얻을 수 있다.

자기장이 존재하는 공간에서 코일을 회전시키면 전류가 발생하는데, 코일은 회전하면서 자석의 N극과

S극의 자리를 서로 번갈아 지나므로 발생하는 기전력은 교류가 된다. 이 때, 코일의 위치가 수평일 때에

는 자기장의 방향과 코일이 움직이는 방향이 나란한 위치에 있으므로 기전력은 발생하지 않는다. 코일이

반시계 방향으로 회전하면 기전력은 점점 증가하고 90°가 되면 기전력이 가장 크게 된다.





학습 내용

TEAM

2. 발전기 기초 원리

가. 전자력

1) 자기장 안에 도체를 넣고 전류를 흘리면 코일에 흐르는 전류와 도체사이의 상호작용에

의해 도체에 힘이 발생(로렌츠의 법칙)

전하 Q(C), 질량 M(kg)인 전자가 평등자자장 내에 속도 V(m/s)로 수직 진입하면 전하에 전자력이 발생한다.

××

2) 전자력의 방향 - 플레밍의 왼손법칙 - 전류의 방향과 자장의 방향과는 직각

관계 형성

3) 전자력의 크기 : F=BLIsinθ [N] (θ :도체와 자장 사이 각)

나. 전자유도

1) 자속과 도체가 서로 끊거나 코일을 관통하는 자속수가 변화 할 때 도체에 기전력이 발생

권선1회권에 1초간 1[wb] 의 비율로 자속이 변화할 때 1[V]전압 발생





학습 내용

TEAM

- 페러데이의 법칙(Faraday's Law)

: 전자기유도에 의해 회로 내에 유발되는 기전력의 크기는, 회로를 관통하는 자기력선속의

시간적 변화율에 비례

매초 변화하는 자속의 크기 × 코일의 감은 수

- 렌츠의 법칙(Lenz's Law)

: 유도기전력과 유도전류는 자기장의 변화를 상쇄하려는 방향으로 발생

2) 유도 기전력의 방향 및 크기





학습 내용

S EAM

1. 회로 시험기의 구조

가. 눈금판

나. 0Ω조정기 : 저항값을 측정하고자 할 때 지침이 정확하

게 0(Ω)을 가리키도록 조정하는데 사용되는 가변저항

기이다.다. 전환스위치 : - 예상되는 저항값의 측정범위에 맞출 수 있도록 돌리

게 되어 있다. 전환 스위치 둘레에는 저항, 전류, 직류전압, 교류전압 등의 측정범위가 표시되어 있다.

- 저항 값을 예상할 수 없을 경우에는 최대 측정 범위

에 놓고 측정을 해보면서 알맞은 측정범위를 선택하

도록 한다.라. 리드선

- 빨간색 - (+)측정단자 / 검정색 - (-)측정단자

2. 교류전압의 측정

1) 측정하려는 교류 전압의 크기를 예상하여 적당한 교류 전압(AC V)의 측정 범위에 전환

스위치를 놓는다. 전환 스위치는 측정하려는 교류 전압의 크기보다 큰 측정범위에 있어야

하며, 교류 전압의 크기를 예상할 수 없을 때는 가장 큰 측정 범위에 전환스위치를 놓는다.

2) 측정하려는 교류 전압의 양 단장에 리드선을 대고 측정값을 읽는다.





학습 내용

S EAM

3. 측정값 읽기

<전환스위치 250일 경우>

배율눈금판의 최고값전환스위치 값

∴ 측정값 = 눈금값 X 배율

= 150 X 1 = 150 [V]

1) 회로시험기 눈금으로 전압값 측정하기

- 전환스위치의 위치 : 10 ⇒ 첫 번째 줄 눈금 값을 읽기

- 전환스위치의 위치 : 50 ⇒ 두 번째 줄 눈금 값을 읽기

- 전환스위치의 위치 : 250 ⇒ 세 번째 줄 눈금 값을 읽기

- 전환스위치의 위치 : 1000 ⇒ 첫 번째 줄 눈금 값 X 100

2) 회로시험기 배율로 전압값 측정하기

배율눈금판의 최고값전환스위치 값

측정값눈금값×배율





학습 내용

ST AM

1. 풍력발전기

바람의 에너지를 전기에너지로 바꿔주는 장치로서, 풍력발전기의 날개를 회전시켜 이때 생긴 날개의 회전력으

로 전기를 생산한다. 풍력발전기는 날개, 변속장치, 발전

기로 구성되어 있다.

구분 분 류

구조상 분류 수평축 풍력시스템 : 프로펠러형수직축 풍력시스템 : 다리우스형, 사보니우스형

운전 방식 Geared(기어)형 : 정속 운전유도형Gearless형 : 가변속 운전동기형(영구자석형)

출력제어 방식 Pitch(날개각) 제어식 Stall(실속) 제어식

발전기 방식 직류발전기식 유도발전기식 동기발전기식

전력사용 방식 독립 운전형 계통 연계 운전형

<풍력 발전기의 종류>

가. 날개 종류(구조)에 따른 분류

수직축은 바람의 방향과 관계가 없어 사막이나 평원에 많이 설치하여 이용이 가능하지만 소

재가 비싸고 수평축 풍차에 비해 효율이 떨어지는 단점이 있음, 수평축은 간단한 구조로 이루

어져 있어 설치하기 편리하나 바람의 방향에 영향을 받음.

수평형 시스템 수직형 시스템

Profeller형 Gyromill형 Sabonius형 Darrieus형





학습 내용

ST AM

나. 풍력발전 시스템

- 풍차날개(blade) : 바람의 운동에너지를 기계적 회전력으로 변환

- 동력전달장치(geerbox) : 입력된 에너지를 증폭시킴

- 발전기 : 기계적 회전력을 전기에너지로 변환

- 전력변환장치(inverter) : 직류전기(DC)를 교류전기(AC)로 변환시킴

- 전력선 및 수용가로 전력공급

2. 오실로스코프

가. 기본 측정 절차

① 휘도와 초점을 측정하기 적당한 위치에 놓는다.② 시차에 의한 오차를 최소화하기 위해서 파형을 가능

한 한 크게 보이도록 조정한다.③ 프로브를 사용할 경우에는 극간 용량이 교정되었는지

를 확인한다.④ 수직 감쇠 조정기는 CAL 위치에, 수직 위치, 수평 위

치, 광점 수차 및 휘선 경사 수정을 목적에 맞게 조정

한다.

나. 교류 전압의 측정

신호를 입력 단자에 접속하고 입력 결합 스위치를 AC로 하여 보통 스위프가 얻어지도록 각

조정기의 손잡이를 설정한 다음, 파형이 측정되기 쉽도록 volts/div와 스위프 시간(sweep time/div)의 각 손잡이를 조정한다. 다음에 수직 위치로 측정하려고 하는 점을 수평 눈금선의

하나와 일치시키고, 또 측정하는 파형이 관면 내에서 최대가 되도록 volts/div을 조정한다.

[ , , = (Time/Div) X 한주기(칸수)]





학습 내용

STE M

색의 혼합

1. 가산혼합

색과, 빛의 혼합으로, 혼합하는 색의 수가 많을수록 나

타나는 색의 명도가 평균명도보다 높아지는 혼합이다.(혼합할수록 밝아지는 혼합) - 빛의 혼합, 색과의 혼합(빛의 3원색 : 빨강, 녹색, 파랑)

2. 감산 혼합

물감, 색료 혼합으로, 혼합하는 색의 수가 많을수록

나타나는 색의 명도가 평균명도보다 낮아지는 혼합

이다.(혼합할수록 어두워지는 혼합)- 물감의 혼합, 색료의 혼합

3. 중간혼합 : 색을 혼합하였을 때 중간 명도가 되는 혼합

가. 회전 혼합

회전원판에 색을 칠해 회전시키면, 눈의 망막에서 혼색되어 하나의 새로운 색으로 보인다.

<회전 원판에 의한 혼색>





학습 내용

STE M

나. 병치 혼합

날줄과 씨줄에 의한 직물 제조에서 시작되어 19세기 인상파 화가들이 회화 기법으로 사용하

면서 일반화되었으며, 1960년대 옵아트에 의해 재인식되었다. 텔레비전이나 컴퓨터의 컬러 모

니터와 망점에 의한 원색 인쇄 등에 활용된다.

<날줄과 씨줄에 의한 직물> <쇠라(Seurat) - 그랑드 자트섬의 일요일 오후>





학습 내용

STEA

1. 순서쌍과 좌표

가. 순서쌍

두 집합 X, Y에서 X의 원소 x와 Y의 원소 y를 순서를 생각하여 만든 x와 y의 쌍(x, y)을

순서쌍이라 한다.

예) (a, b) 와 (b, a)는 다르다.

나. 좌표평면

- 좌표축 : 두 수직선이 점 O에서 수직으로 만날 때, 가로축을 x축, 세로축을 y축, 이 두 축

을 통틀어 좌표축이라 한다.

- 원점 : x축과 y축의 교점

- 좌표평면 : 좌표축이 그려져 있는 평면

- 좌표 : 좌표평면에서 점의 위치를 순서쌍 (x좌표, y좌표)으로 나타낸 것





학습 내용

STEA

2. 호도법

반지름의 길이가 r 인 원에서 호의 길이가 r 일 때, 그 중심

각의 크기를 1라디안(radian)이라 하고, 이것을 단위로 하여 각의

크기를 측정하는 방법을 호도법이라고 한다.O

1라디안

r

r

3. 호도법과 60분법의 관계

그림과 같이 중심이 이고 반지름의 길이가 인 원에서 길이

가 인 호 에 대한 중심각 ∠의 크기를 라 하면, 호

의 길이는 중심각의 크기에 비례하므로 다음이 성립한다.

∴

따라서 중심각의 크기 는 원의 반지름의 길이에 관계없이 일정하다. 이 일정한 각의 크

기

을 라디안(radian)이라 하고, 이것을 단위로 사용하여 각의 크기를 나타내는 방법

을 호도법이라고 한다.이상에서 다음 관계가 성립한다.

도 와 라디안의 관계

1라디안 =°

°라디안





제작과정1. Frame & Base

▶ 1. 바닥 설계

바닥판에 설계 도면을 그린다.

▶ 2. 회 축 제작

1. 블레이드 축이 원활하게 돌 수 있도록 둥근 막대 축

아래를 뾰족하게 다듬는다.

2. 바닥판에 그린 원의 중심에 나사를 박아 회전시 축의

끝부분이 이탈하지 않도록 한다.

3. 상단 가로 막대에 축이 느슨하게 회전할 수 있도록 고

리 모양의 나사를 박는다.

▶ 3. 임 베이스 완성

1. 수직자를 이용하여 막대를 정확히 수직으로 부착한다.

2. 막대가 튼튼하게 지지되도록 보조대를 붙인다.

3. 프레임을 완성하여 축의 원활한 회전을 확인한다.





제작과정2. The Coils

▶ 4. 코일 감기

1. 적당한 두께로 종이를 말아 봉을 만든다.

2. 제작한 봉에 코일을 한쪽 방향으로 200회씩 4묶음으로

감는다.(권선기 사용)

3. 중간에 코일을 절단하지 말고 계속해서 이어 감는다.

▶ 5. 부착 회로 결선

감겨진 코일을 하나씩 조심히 벗겨내 절연 테이프를 이용

하여 풀리지 않도록 감는다.

▶ 6. 코일 완성

1. 코일 묶음이 풀리지 않도록 테이프로 고정한다.

2. 코일의 양쪽 끝부분을 칼로 긁어내고 회로시험기를 이

용하여 이상여부를 확인한다.





제작과정3. The Stator

▶ 7. 고정자 설계도

코일 배치 및 회로 결선도

▶ 8. 코일 부착

1. 바닥판의 표시 위치에 4묶음의 코일을 시계방향으로

순서대로 부착한다.

2. 코일은 양단에 스위치와, 부하(LED, Motor 등)를 결선

한다.

▶ 9. 고정자 완성

고정자 및 회로 결선 완성





제작과정4. The Rotor

▶ 10. 회 자 제작

1. 골판지에 바닥판에 그린 원의 크기와 동일한 원을 2개

그리고 자른다.

2. 2개의 골판지를 접착제를 활용하여 붙인다.

3. 둥근 골판지의 중심을 기준으로 수직선을 긋는다.

▶ 11. 철 부착

1. 골판지 정 가운데 블레이드 축을 끼울 수 있는 구멍을

뚫는다.

2. 둥글게 자른 골판지의 4군데 정확한 위치에 글루건을

이용하여 철판을 부착한다.

▶ 12. Rotor 완성

1. 나침반을 활용하여 아래쪽이 N극이 되도록 철판에 자

석을 부착한다.





제작과정5. The Turbine

▶ 13. Turbine 지지부 제작

1. 생수병의 지름을 고려하여 골판지를

모양으로 2개 자른다.

2. 가운데 축을 끼울 구멍을 뚫는다.(축의 굵기보다 작게)

▶ 14. Turbine 날개 제작

1. 생수병의 위와 아래를 잘라낸다.

2. 위, 아래를 자른 생수병을 반으로 가른다.

▶ 15. Turbine 완성

골판지와 생수병을 부착하여 터빈을 완성한다.





제작과정6. Final Assembly

▶ 16. 회 축 제작

1. Turbine과 Rotor를 축에 끼운다.

2. Turbine과 Rotor가 축과 분리되어 회전하지 않도록 글

루건으로 고정시킨다.

▶ 17. 임과 결합

프레임에 터빈과 회전자를 결합한 회전축을 연결

▶ 18. 풍력 발 기 완성

Stator 와 Rotor 의 간격은 접촉하지 않을 정도로 최대한

가깝도록 한다.




Ⅳ 활동지

1. 과학(S) 활동지

2. 기술(T) 활동지

3. 공학(E) 활동지

4. 예술(A) 활동지

5. 수학(M) 활동지




4. 활동지1. 수업 설계 2. 수업 과정안 3. 학습 안내지 5. 교사 자료

STEAM 활동지 - 과학(Science) TEAM

1. 전자기 유도 현상의 활용

가. 전기 기타의 동작 원리를 설명해보자.

나. 그 밖의 전자기 유도 현상을 이용 사례를 조사해보자.

2. 생활 주변에서 교류발전기가 이용되는 곳과 그 용도를 조사해 보자.

구분 이용되는 곳 용도

123





STEAM 활동지 - 기술(Technology) S EAM

1. 구상도 그리기

- 풍력발전기 프레임의 형태와 터빈의 모양을 설계해보자.

① 발전에 가장 효율적인 터빈의 모양에 대해 심도 있게 토론하여 구상한다.

② 터빈 날개의 모양을 바탕으로 프레임을 구체적으로 설계한다.

③ 실제 치수를 기입하여 재료 준비를 용이하게 한다.





STEAM 활동지 - 기술(Technology) S EAM

2. 회로시험기 사용

전환스위치의 위

치가 25일 때 교

류전압의 측정값

은?

<식>

<답> [V]

3. 풍력 발전기의 위치를 이동시켜 발전량의 변화를 측정해보자.(바람의

세기는 일정)

거리(㎝) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

발전량(V)





STEAM 활동지 - 공학(Engineering) ST AM

1. 오실로스코프를 사용하여 발전 전압의 파형을 측정하여 그래프의 빈칸을 채워보자.

최대값 = ( )

주기(T) = ( )

주파수(f) = ( )

Ot

V

2. 터빈의 종류별 특징

구분 특성 종류

수직형장점

단점

수평형장점

단점





STEAM 활동지 - 예술(Arts) STE M

회전 혼합을 활용하여 무지개를 만들어 보자.

<단계 1> 감산 혼합의 원리를 이해하고 색 배합 구상도를 작성한다.

<단계 2> 터빈의 크기에 맞춰 A4용지를 잘라 가로(임의), 세로(7등분) 눈금을 그리고 터빈

외부에 부착한다.

<단계 3> 작성한 구상도를 바탕으로 터빈 외부에 물감으로 색칠을 한다. 단 3원색(RGB)은

한 가지 색상으로 구현한다.

<단계 4> 회전시켜가며 색상을 확인하고 수정하여 무지개를 완성한다.

생수병 터빈

빨강

주황

노랑

초록

파랑

남색

보라색

<색 배합 구상도>





STEAM 활동지 - 수학(Mathematics) STEA

1. 순서쌍과 좌표평면

가. 전압[V]과 풍원과의 거리[cm] 사이의 관계를 순서쌍으로 나타내고 좌표평

면에 그래프로 나타내어 보자.

[좌표(x, y) : x=거리, y=발생전압]점 순서쌍 점 순서쌍A FB GC HD IE J

발생전압[V]

4.5

4.0

3.5

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

거리[cm]O 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100





STEAM 활동지 - 수학(Mathematics) STEA

나. 발전량과 거리 사이의 관계를 나타내보자.

발전량 ∝ ( )

2. 다음 일반각을 호도법으로, 호도법을 일반각으로 표현해보자.

① 30° = ( ) ④

= ( )

② 60° = ( ) ⑤

= ( )

③ 90° = ( ) ⑥

= ( )




Ⅴ 교사 자료

1. 제작과정 지도 자료

2. 활동지 모범 답안




5. 교사 자료1. 수업 설계 2. 수업 과정안 3. 학습 안내지 4. 활동지

제작과정 지도 자료

<제작과정 단계별 필요재료 및 제작 유의사항>

단계 제작과정필요한 재료

및 공구제작상의 유의사항

1

Frame & Base나무틀,

글루건,

고리나사,

칼,

수직자,

나사,

드라이버

지지대가 날개 회전시 부서

지지 않도록 보조 지지대를

활용하여 튼튼하게 접착한

다.

옆 지지대는 바닥면에 수직

이 되도록 정밀하게 부착한

다.

2

The Coils

에나멜선,

절연테이프,

종이막대

코일을 종이 뭉치에 감은 후

감은 코일을 뺄 때 코일 묶

음이 풀리지 않도록 주의한

다.

한 묶음씩 빼어 절연테이프

를 이용하여 고정한다.

코일에 피복이 있으므로 부

하를 결합할 코일 양단을 칼

로 긁어내거나 불로 태운다.

3

The Stator

글루건,

코일 묶음,

프레임

바닥판에 고정자의 위치를

정확히 표시하고 부착한다.

감아 바닥판에 부착한 코일

의 높이가 일정하도록 정리

한다.





제작과정 지도 자료

단계 제작과정필요한 재료

및 공구제작상의 유의사항

4

The Rotor

골판지,

자석,

글루건,

철판,

컴퍼스,

나침반

자석의 아래쪽이 N극이 되도

록 나침반으로 확인 후 부착

한다.

고정자 코일의 위치와 동일

한 위치에 자석의 부착한다.

5

The Turbine

터빈,

고정자,

회전자,

프레임.

글루건

사보니우스 터빈 양단의 균

형이 잘 맞도록 부착한다.

축이 끼워질 부분을 정확히

표시하고, 축의 지름보다 작

은 구멍을 뚫어 놓는다.

6

Final Assembly

터빈,

고정자,

회전자,

프레임.

글루건

고정자와 회전자 사이 간격

이 접촉하지 않을 정도로 최

대한 가깝도록 부착한다.

모든 부품이 견고하게 부착

되었는지 확인한다.





활동지 모범답안 - 과학(Science) TEAM

1. 전자기 유도 현상의 활용

가. 전기 기타의 동작 원리를 설명해보자.

영구자석이 만드는 자기장은 금속 기타 줄의 위, 아래에 N극고 S극을 만들고, 이 기타 줄이 진동하면 코일에 유도전류가 흐르게 되어 소리가 나게 된다.

나. 그 밖의 전자기 유도 현상을 이용 사례를 조사해보자.

카드식 공중전화기, 전철 개찰구, 공항 보딩 테이블, 은행 ATM기, 통장정리기, 지뢰탐지기, 금속 탐지기

2. 생활 주변에서 교류발전기가 이용되는 곳과 그 용도를 조사해 보자.

구분 이용되는 곳 용도

1 자동차 배터리 충전용 및 시동 후 전기 공급

2 자전거 라이트용 발전기

3 발전소 수력, 화력 등의 에너지를 전력으로 변환





활동지 모범답안 - 기술(Technology) S EAM

1. 구상도 그리기

- 풍력발전기 프레임의 형태와 터빈의 모양을 설계해보자.① 발전에 가장 효율적인 터빈의 모양에 대해 심도 있게 토론하여 구상한다.② 터빈 날개의 모양을 바탕으로 프레임을 구체적으로 설계한다.③ 실제 치수를 기입하여 재료 준비를 용이하게 한다.





활동지 모범답안 - 기술(Technology) S EAM

2. 회로시험기 사용

전환스위치의 위치가 AC

25일 때 교류전압의 측정값

은?

<식> 전환스위치 25 이므로 250 눈금을 읽어

비례식을 사용한다. 250 : 150 = 25 : x

∴ x = 15

<답> 15 [ACV]

3. 풍력 발전기의 위치를 이동시켜 발전량의 변화를 측정해보자.(바람의

세기는 일정)

※ 기준 : 선풍기 강풍기준(풍량 및 풍속에 따라 결과값이 다를 수 있음)

거리(㎝) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

발전량(V) 3.0 2.9 2.7 2.3 1.7 0.8 0.4 0.3 0.3 0.1





활동지 모범답안 - 공학(Engineering) ST AM

1. 오실로스코프를 사용하여 발전 전압의 파형을 측정하여 그래프의 빈칸

을 채워보자.

※ 풍량 및 풍속에 따라 결과값이 다를 수 있음

최대값 = ( 3 V )

주기(T) = ( 2 ms )

주파수(f) = ( 500 Hz )

Ot

V

2. 터빈의 종류별 특징

구분 특성 종류

수직형

장

점

바람의 방향과 관계가 없어 사막

이나 평원에 많이 설치하여 이용

이 가능

Gyromill형

Sabonius형

Darrieus형단

점

소재가 비싸고 수평축 풍차에 비

해 효율이 떨어짐

수평형

장

점

간단한 구조로 이루어져 있어 설

치하기 편리Profeller형

단

점바람의 방향에 영향을 받음





활동지 모범답안 - 예술(Arts) STE M

회전 혼합을 활용하여 무지개를 만들어 보자.

<단계 1> 감산 혼합의 원리를 이해하고 색 배합 구상도를 작성한다.<단계 2> 터빈의 크기에 맞춰 A4용지를 잘라 가로(임의), 세로(7등분) 눈금을 그리고 터빈

외부에 부착한다. <단계 3> 작성한 구상도를 바탕으로 터빈 외부에 물감으로 색칠을 한다. 단 3원색(RGB)은

한 가지 색상으로 구현한다.<단계 4> 회전시켜가며 색상을 확인하고 수정하여 무지개를 완성한다.

※ 색의 구현은 다양한 혼합 방법으로 가능하며, 아래는 한 가지 예시를 제시한 것임.

생수병 터빈

빨강 빨 빨 빨 빨 빨 빨 빨 빨 빨 빨 빨 빨 빨 빨

주황 빨 빨 초 초 빨 빨 흰 빨 빨 초 초 빨 빨 흰

노랑 초 초 초 빨 빨 빨 흰 흰 빨 빨 초 초 흰 흰

초록 초 초 초 초 초 초 초 초 초 초 초 초 초 초

파랑 파 파 파 파 파 파 파 파 파 파 파 파 파 파

남색 파 파 검 검 파 파 파 검 검 파 파 검 검 검

보라색 빨 빨 파 파 검 검 빨 빨 빨 파 파 검 검 검

<색 배합 구상도>





활동지 모범답안 - 수학(Mathematics) STEA

1. 측정값 표현(회로시험기 사용 측정값)

가. 전압[V]과 거리[cm]와의 관계를 그래프로 나타내어 보자.

※ 기준 : 선풍기 강풍기준(풍량 및 풍속에 따라 결과값이 다를 수 있음)

점 순서쌍 점 순서쌍A (10, 3.0) F (60, 0.8)

B (20, 2.9) G (70, 0.4)

C (30, 2.7) H (80, 0.3)

D (40, 2.3) I (90, 0.3)

E (50, 1.7) J (100, 0.1)

발생전압[V]

4.5

4.0

3.5A

3.0B

C

2.5D

2.0E

1.5

1.0

0.5F G H

J

I거리[cm]

O 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100





활동지 모범답안 - 수학(Mathematics) STEA

나. 발전량과 거리 사이의 관계

발전량 ∝ ( 풍원과의 거리

)

2. 다음 일반각을 호도법으로, 호도법을 일반각으로 표현해보자.

① 30° = (

) ④

= ( 240° )

② 60° = (

) ⑤

= ( 135° )

③ 90° = (

) ⑥

= ( 270° )

부 록 87

부 록1. 과학과 교육과정(2007, 2009 개정)

2. 기술과 교육과정(2007 개정)

3. 미술과 교육과정(2007 개정)

4. 음악과 교육과정(2007 개정)

5. 수학과 교육과정(2007, 2009개정)


1. 과학 교과 교육과정

가. 과학(교육인적자원부 고시 제2007-79호 [별책9])

학년

영역7학년 8학년 9학년

운동과

에너지

․힘과 운동

․정전기

․열에너지

․빛과 파동

․일과 에너지

․전기

물질

․물질의 세 가지 상태

․분자의 운동

․상태 변화와 에너지

․물질의 구성

․우리 주위의 화합물

․물질의 특성

․전해질과 이온

생명․생물의 구성과 다양성

․식물의 영양

․소화와 순환

․호흡과 배설

․자극과 반응

․생식과 발생

지구와

우주

․지각의 물질과 변화

․지각 변동과 판구조론

․태양계

․별과 우주

․대기의 설질과 일기 변

화

․해수의 성분과 운동

부 록 89

나. 과학(교육인적자원부 고시 제2009-41호 [별책9])

학년 영 역 내용 요소

10

우주와

생명

우주의 기원과 진화

우주의 기원 우주의 팽창, 허블의 법칙, 선스펙트럼, 우주의 나이

빅뱅과 기본입자 기본입자, 양성자, 중성자, 원자핵의 형성

원자의 형성 수소와 헬륨 원자, 우주배경복사

별과 은하별의 탄생과 진화, 무거운 원소의 합성, 은하의 구조,

성간 화합물, 공유 결합, 반응속도

태양계와 지구

태양계의 형성태양계 형성 과정, 태양 에너지, 지구형 행성, 목성형 행성

태양계의 역학케플러의 법칙, 뉴턴의 운동법칙, 행성의 운동,

지구와 달의 운동, 자전, 공전

행성의 대기 탈출속도, 행성 대기의 차이, 분자 구조와 성질

지구 지구의 진화, 지구계, 지구의 원소 분포, 지자기

생명의 진화

생명의 탄생원시 지구, 화학 반응과 화학적 진화, 탄소 화합물,

생명의 기본 요소, DNA, 단백질, 세포막의 구조

생명의 진화원시 생명체의 탄생, 광합성과 대기의 산소, 화석,

지질 시대, 원핵세포, 진핵세포, 생물의 다양성

생명의 연속성유전자와 염색체, 유전 암호, 세포 분열, 유전자의 복제와 분배, 생식을 통한 유전자 전달

과학과

문명

정보통신과

신소재

정보의 발생과 처리

정보의 발생, 센서, 디지털 정보처리

정보의 저장과 활용

저장 매체, 디스플레이, 정보 처리의 응용

반도체와 신소재 반도체 특성, 반도체 소자, 고분자 소재

광물 자원 광물의 유형, 생성과정, 탐사, 활용

인류의 건강과

과학기술

식량자원 육종, 비료, 식품 안전, 생태계와 생물 다양성

과학적 건강관리영양, 물질대사, 질병과 면역, 물의 소독, 세제,

천연 및 합성 의약품, 건강검진

첨단 과학과 질병치료

첨단 영상 진단, 암의 발생과 진단, 치료

에너지와 환경

에너지와 문명에너지의 종류․보존․전환, 에너지보존 법칙, 에너지 효율, 화석 연료

탄소 순환과 기후변화

지구 에너지의 균형, 온실 효과와 기후 변화, 탄소 순환,

광합성과 이산화탄소의 환원

에너지 문제와 미래

에너지 자원의 생성과 고갈, 신재생에너지, 핵에너지,

지속가능 발전과 에너지


다. 물리(교육인적자원부 고시 제2009-41호 [별책9])

- 물리1


11

시공간과 우주

시간, 공간,

운동시간의 측정과 표준, 길이의 측정과 표준, 뉴턴 운동법칙,

운동량과 충격량, 역학적 에너지 보존 법칙

시공간의 새로운 이해

중력의 발견, 상대성 이론, 블랙홀과 중력렌즈, 우주 모형, 4

가지 상호작용과 기본입자

물질과 전자기

장

전자기장전기장과 전기력선, 정전기 유도와 유전 분극, 자기장과 자기력선, 유도전류와 패러데이 법칙

물질의 구조와 성질

에너지 준위와 빛의 방출, 에너지띠 이론, 반도체, 신소재

정보와 통신

소리와 빛음파와 초음파, 화음과 소음, 마이크와 전기신호, 광전효과와 광센서, 색채 인식과 영상장치

정보의 전달과 저장

전자기파의 스펙트럼, 안테나와 무선통신, 광케이블, 교류와 신호조절, 정보저장장치

에너지

에너지의 발생

기전력, 전기 에너지, 발전기, 핵발전, 핵융합과 태양에너지,

태양전지, 여러 가지 발전

힘과 에너지의

이용

힘의 전달과 돌림힘, 힘의 평형과 안정성, 유체의 법칙, 열역학 법칙과 열기관, 열전달, 상태변화와 기상현상, 전기에너지 이용

- 물리2


12

운동과 에너지

힘과 운동위치벡터, 힘과 운동법칙, 포물선과 원운동, 운동량 보존,

가속좌표계와 관성력, 단진동

열에너지절대온도, 기체운동론, 이상기체 상태방정식, 내부에너지,

열역학 과정, 엔트로피

전기와 자기

전하와 전기장 전위, 전기쌍극자, 평행판 축전기, 전기용량, 유전체

전류와 자기장전류에 의한 자기장, 자기선속과 패러데이 법칙, 로렌츠 힘, 자기쌍극자, 자성체, 상호유도, 자체유도, RLC 회로

파동과 빛

파동의 발생과 전달

호이겐스 원리, 정상파와 공명, 굴절과 반사, 회절과 간섭, 도플러 효과와 충격파

빛의 이용거울과 렌즈, 광학기기, 엑스선과 감마선, 마이크로파, 레이저, 편광

미시세계와

양자 현상

물질의 이중성플랑크의 양자설, 빛의 입자성, 드브로이 물질파와 입자의 파동성, 전자현미경

양자물리불확정성원리, 슈뢰딩거 방정식, 파동함수, 원자모형, 에너

지 준위, 양자터널 효과

부 록 91

라. 화학(교육인적자원부 고시 제2009-41호 [별책9])

- 화학1


11

화학의 언어 원소, 화합물, 원자, 분자, 원자량, 분자량, 몰, 화학 반응식

개성 있는 원소

원자의 구조 원자의 구성 입자, 보어 모형, 오비탈, 스핀, 에너지 준위

주기적 성질주기율표, 전자 배치, 원자 반지름, 이온화 에너지, 전기 음성도

아름다운 분자 세계

분자 세계의 건축 예술

분자 구조의 다양성, 구조와 기능

화학 결합 화학 결합, 옥텟 규칙, 쌍극자 모멘트, 결합의 극성

분자의 구조 전자쌍 반발 이론, 분자 구조, 탄소 화합물

닮은꼴 화학반응

산화 환원 광합성과 호흡, 철의 제련, 암모니아의 합성, 산화수

산과 염기 염산, 암모니아, 아미노산, 핵산, 중화 반응

- 화학2


12

다양한 모습의 물질

물질의 상태 분자간 상호작용, 기체, 이상 기체 상태 방정식, 액체와 고체, 상변화

용액 용액의 농도, 증기압, 총괄성

물질 변화와 에너지

반응열 에너지, 엔탈피, 에너지 보존, 헤스의 법칙

반응의 자발성 자발성, 엔트로피, 자유 에너지

화학 평형평형의 원리

화학 평형, 평형 상수, 평형의 이동, 상평형, 용해 평형, 헨리의 법칙

평형의 이용 산-염기 평형, 화학 전지, 연료 전지, 전기 분해

화학 반응 속도

반응 속도 반응 속도식, 반응 차수, 반감기, 에너지 장벽

촉매 촉매의 종류, 효소, 촉매의 이용

인류 복지와 화학 의약품 개발, 녹색 화학, 물의 광분해


마. 생물(교육인적자원부 고시 제2009-41호 [별책9])

- 생명과학1


11

생명 과학의 이해 생명의 특성(생명체의 구성 체제 포함)

세포와생명의연속성

세포와 세포분열

세포 주기와 세포 분열, 유전자, 염색체

유전멘델 법칙, 사람의 유전 형질, 유전 형질의 발현(염색체 이상과 유전자 이상)

항상성과건강

생명활동과 에너지

세포의 생명활동, 소화계, 순환계, 호흡계, 배설계의 통합

항상성과 몸의 조절

신경계의 기능, 흥분의 전도와 전달, 자극과 반응의 경로, 근수축 운동, 체온 조절, 혈당량 조절, 삼투압 조절

방어 작용 병원체, 항원, 항체, 면역

자연속의인간

생태계의 구성과 기능

생물과 환경의 상호 관계, 개체군과 군집, 물질의 순환과 에너지 흐름

생물의 다양성과 환경

생물 다양성 보전, 생물자원의 이용, 환경과의 연계, 지속가능한 발전

- 생명과학2


12

세포와 물질대사

세포의 특성핵, 원핵 세포와 진핵 세포의 비교, 세포질, 세포막, 확산, 삼투, 능동 수송, 효소의 구조와 특성

세포와 에너지생체막을 통한 에너지 전환, 발효, ATP, 미토콘드리아의 구조와 기능, 해당 과정, TCA 회로, 전자 전달계, 엽록체의 구조와 기능, 명반응, 암반응

유전자와생명공학

유전자와형질 발현

유전정보의 특성, DNA의 복제, 유전 형질의 발현, 유전자 발현의 조절

생명 공학 생명 공학의 기술과 이용

생물의 진화

생명의 기원과다양성

생명의 기원, 생물 분류 체계

진화의 원리 변이, 자연선택, 유전적 평형, 종의 분화

부 록 93

바. 지구과학(교육인적자원부 고시 제2009-41호 [별책9])

- 지구과학 1


11

소중한지구

행성으로서의 지구 생명체를 위한 최적 환경 지구, 지구계의 상호 작용

지구의 선물지하자원, 토양자원대기, 수자원, 자원의 보고로서의 해양관광자원으로서의 지구 환경, 미래 친환경 에너지

아름다운 한반도 한반도의 지질과 지형, 한반도의 지질 명소

생동하는지구

고체 지구의 변화 지진·화산과 판구조론, 풍화 작용, 사태, 지질 재해의 피해와 대응책

유체 지구의 변화기상ㆍ해양 정보와 생활, 대기·해수의 순환과 기상 현상, 태풍, 황사, 해일, 기타 악기상 등, 기상ㆍ해양 재해의 피해와 대응책

위기의지구

환경 오염 대기 오염, 해양 오염, 토양 오염, 수질 오염, 우주 쓰레기

기후 변화지구 역사 속 기후의 변화, 기후 변화의 원인, 엘니뇨, 온실효과, 지구 온난화, 사막화, 오존홀 등, 지구 환경 변화 해결을 위한 방안

다가오는우주

천체 관측별자리 관측과 계절에 따른 별자리 변화, 천체의 운동과 좌표계, 태양 관측, 태양의 표면과 대기의 특징, 행성 관측과 행성의 운동, 달의 위상변화, 일식과 월식

우주 탐사우주 탐사선, 태양계 천체들의 특징, 우주 망원경의 종류와 특징, 외계 행성과 생명체 탐사, 최신 우주 탐사 계획

- 지구과학2


12

지구의 구조와 지각의 물질

지구의 구조 지구의 내부 구조(지진파), 지구의 중력장, 지구의 자기장지각의 물질 조암 광물, 암석의 생성과정과 특징

지구의 변동과역사

지구의 변동지구내부 에너지, 조륙운동과 지각평형설, 판구조론, 지각변동(지진, 화산, 조산운동), 지질구조

지구의 역사 지사학의 주요 원리와 적용, 상대연령과 절대연령, 화석, 지질시대우리나라의

지질지질조사와 지질도, 우리나라의 암석, 우리나라의 화석, 한반도의 형성

대기와 해양의운동과

상호작용

대기의 운동과 순환

단열변화, 대기의 안정도, 안개와 구름, 정역학 평형, 지균풍, 경도풍, 지상풍, 지구의 에너지 평형과 대기 대순환, 편서풍 파동과 제트류, 전선 저기압의 발생과 이동, 편동풍 파동과 열대 저기압, 태풍

해수의 운동과 순환

해수의 수온과 염분, 밀도, 용존산소량, 정역학 평형, 해파와 조석, 에크만 수송과 취송류, 지형류, 경계류, 심층 순환과 심층 해류

대기와 해양의 상호작용

대기의 대순환과 해양의 표층 순환의 관계, 해양의 표층 순환과 대양의 해류, 용승과 침강, 엘니뇨와 라니냐, 남방진동, 해양의 변화에 따른 기후 변화

천체와 우주

별의 특성별까지의 거리, 별의 운동, 별의 물리량, H-R도, 별의 에너지원, 별의 내부 구조, 별의 진화

우리 은하우리 은하의 구조, 우리 은하의 물리량,성간 물질의 관측적 특성, 성간 물질의 종류

은하와 우주허블의 은하 분류법, 특이은하, 우주의 거대구조허블 법칙, 우주 배경 복사, 빅뱅 우주(급팽창, 가속팽창우주), 암흑 물질, 암흑 에너지


2. 기술 교과 교육과정(교육인적자원부 고시 제2007-79호 [별책10])


7

기술의 발달과

미래사회

기술의 발달과 생활

기술의 개념과 특성을 알고, 기술의 발달이 개인과 사

회에 미치는 영향을 이해한다.

전통 기술의 이해

우리나라 전통 기술에 대한 이해와 기술적 체험 활동

을 통하여 전통 기술에 대한 자부심과 바람직한 태도

를 갖는다.

미래의 기술

기술의 발달과 미래 사회와의 관련성을 이해하고, 현

재의 생활과 미래 사회의 변화에

대처할 수 있는 실천적 능력과 태도를 기른다.

기술과발명

아이디어의 구상발명의 가치를 이해하고, 일상생활의 기술적 문제를

해결하기 위하여 창의적인 아이디어를 구상한다.

발명기법의 실제

발명의 기법 및 원리를 이해하고, 간단한 생활 발명품

을 만들어 봄으로써 발명 활동의 즐거움을 체험하며,

창의적 사고 능력을 기른다.

8

정보통신기술

정보통신 기술과 생활

정보 통신의 개념과 특성을 알고, 정보 통신 기술이

우리 생활에 미치는 영향을 이해한다.

정보 통신 기술의 활용

정보 통신 시스템을 이해하고, 정보 통신 기술을 이용

하여 정보를 효율적, 능률적으로 계획하고 처리한다.

정보 보호와 공유

정보 통신 윤리와 개인 정보 보호 및 지적 재산권에

대한 이해를 통하여 정보 창작자의 권리를 보호하고,

올바른 정보의 관리와 공유 활동을 실천한다.

제조기술

제조기술의 이해제조 기술의 의미를 알고, 제조 기술과 관련된 원자재,

생산 공정, 생산 시스템을 이해한다.

제품의 구상과 설계

생활 주변에서 쉽게 접할 수 있는 재료의 특성을 이해

하고, 제품 설계 및 제작에 표준화 및 법정 계량 단위

를 적용하여 간단한 제품을 구상하고 설계한다.

제품 만들기

제품 설계 도면을 기초로 적합한 재료와 공구를 이용

하여, 실생활에 유용한 물건을 만들고 평가하는 활동

을 통해 제품의 생산 과정을 이해한다.

<표 계속>

부 록 95


9

전자기계기술

전기·전자의 이해전기ㆍ전자 기기에 이용되는 부품의 구조와 원리, 용

도 등을 이해한다.

기계 운동의 원리간단한 기계요소와 기계의 기본 운동 원리를 이해한

다.

운동 장치 만들기전기ㆍ전자 기기의 원리 및 용도, 기계의 원리를 이용

하여 간단한 운동 장치를 만든다.

건설기술

건설 기술의 이해건설 기술의 발달 과정과 특성, 그리고 건설 기술의

이용 분야를 이해한다.

건설 구조물의 이용

생활 속에서 접하는 다양한 건설 구조물의 종류와 시

공 원리를 이해한다.

건설 구조물 모형 만들기

각종 건설 구조물을 대표할 수 있는 구조물을 구상하

여 간단한 건설 구조물 모형을 만든다.

생명기술

생활과 생명 기술

생명 기술의 원리와 특성을 이해하고, 실생활에서 생

명 기술이 다양하게 이용되는 사례를 살펴봄으로써 생

활과 아주 밀접한 관계가 있음을 이해한다.

생명 기술의 활용

생명 기술을 이용하여 식물을 증식시키고, 생명 기술

을 활용하여 생성된 다양한 생명체들을 합리적으로 이

용할 수 있는 능력을 기른다.

10

직업과 진로설계

일과 직업의 세계기술의 발달에 따른 일과 직업 세계의 변화를 이해하

고, 직업 세계에 대한 정보를 수집한다.

진로 계획과 직업윤리

자신의 적성에 맞는 진로를 합리적으로 설계하고 바람

직한 직업관과 건전한 직업윤리를 가진다.

수송기술

에너지의 생산과 이용

에너지 자원과 에너지 변환 원리를 이해하고, 청정에너

지 및 대체 에너지 활용의 필요성을 인식한다.

수송 기술의 특성과 이용

수송 기술의 특성과 수송 기술과 관련된 동력의 전달

원리와 구조를 이해한다.

수송 모형 장치 만들기

수송 기술 시스템의 이해를 통해 간단한 수송 모형 장

치를 구상하고 만든다.


3. 미술 교과 교육과정(교육인적자원부 고시 제2007-79호 [별책12])

영역초등학교 중학교 고등학교

3,4 5,6 7,8,9 10

미적체험

(1)자연환경자연 환경의 아름다움을 지각하기

(1) 자연환경자연 환경의 아름다움을 발견하고 그 특징을 이해하기

(1) 자연환경자연 환경과 시각 문화 환경의 조화에 관하여 이해하기

(1) 자연환경자연 환경과 조형 의식의 관계를 이해하기

(2) 시각 문화 환경시각 문화 환경의 아름다움을 지각하기

(2) 시각 문화 환경시각 문화 환경의 아름다움을 발견하고 그

특징을 이해하기

(2) 시각 문화 환경시각 문화 환경의 기능과 역할을 이해하기

(2) 시각 문화 환경시각 문화 환경의 사회적, 문화적 가치를 판단하기

표현

(1) 주제표현자유로운 발상을 통해 주제 표현하기

(1) 주제표현주제의 특징과 느낌을 다양하게 표현하기

(1) 주제표현주제의 특징과 목적을 효과적으로 표현하기

(1) 주제 표현새로운 주제, 표현 방법, 매체를 활용하여 표현하기

(2) 표현 방법기본적인 재료와 용구, 표현 방법을 탐색하여 표현하기

(2) 표현 방법여러 가지 표현의 특징을 이해하고 표현 방법을 익혀서 표현하기

(2) 표현 방법여러 가지 재료와 용구, 표현 방법을 사용하여 주제를 효과적으로 표현하기

(3) 조형 요소와 원리조형 요소와 원리를 탐색하여 표현하기

(3) 조형 요소와 원리주제와 표현 방법에 알맞은 조형 요소와 원리로 표현하기

(3) 조형 요소와 원리조형 요소와 원리를 활용하여 주제의 특징과 목적을 효과적으로 표현하기

(4) 표현 과정표현 과정에 관심 갖기

(4) 표현 과정표현 과정을 탐색하기

(4) 표현 과정표현 의도에 알맞은 표현과정을 계획하기

(2) 표현 과정표현 과정을 살펴보고 다음 계획에 반영하기

감상

(1) 미술 작품미술 작품의 이해와 감상 활동에 관심 갖기

(1) 미술 작품미술 작품의 특징을 분석하고 감상하기

(1) 미술 작품미술 작품의 사회적,

문화적 의미를 해석하고 감상하기

(1) 미술 작품미술 작품의 다양한 가치를 판단하고 감상하기

(2) 미술 문화미술 문화에 관심 갖기

(2) 미술 문화미술 문화의 특징과 중요성을 이해하기

(2) 미술 문화미술 문화의 기능과 역할을 이해하기

(2) 미술 문화미술 문화의 가치를 이해하고 발전 방안을 모색하기

부 록 97

4. 음악 교과 교육과정(교육인적자원부 고시 제2007-79호 [별책 13])

학년영역

7 8 9

활동

ㆍ바른 호흡으로 표현하기ㆍ악곡의 특징을 살려 표현하기ㆍ지휘에 맞추어 표현하기ㆍ악보 보고 표현하기ㆍ가곡, 민요 부르기ㆍ시조의 초장, 창작 국악곡 한대목 듣고 따라 부르기ㆍ다른 나라(아시아) 노래 부르기ㆍ간단한 2부 합창하기ㆍ무리 없는 발성으로 노래 부르기ㆍ바른 주법으로 연주하기ㆍ가락 악기 연주하기ㆍ합주하기ㆍ즉흥적으로 표현하기ㆍ간단한 형식의 가락 짓기ㆍ다양한 매체를 활용하여 음악재구성하기ㆍ디지털 매체를 활용하여 음악만들기ㆍ악곡에서 반복, 변화하는 부분구별하며 감상하기ㆍ여러 시대의 음악 비교하며 감상하기ㆍ바른 태도로 감상하기

ㆍ바른 호흡으로 표현하기ㆍ악곡의 특징을 살려 표현하기ㆍ지휘에 맞추어 표현하기ㆍ악보 보고 표현하기ㆍ가곡, 민요 부르기ㆍ판소리 한 대목 듣고 따라 부르기ㆍ다른 나라(유럽) 노래 부르기ㆍ2부 합창하기ㆍ바른 주법으로 연주하기ㆍ가락 악기 연주하기ㆍ합주하기ㆍ즉흥적으로 표현하기ㆍ간단한 형식의 가락 짓기ㆍ다양한 매체를 활용하여 음악재구성하기ㆍ디지털 매체를 활용하여 음악만들기ㆍ악곡의 형식적 요소 파악하며 감상하기ㆍ여러 지역의 음악 비교하며 감상하기ㆍ바른 태도로 감상하기

ㆍ악곡의 특징을 살려 표현하기ㆍ지휘에 맞추어 표현하기ㆍ악보 보고 표현하기ㆍ가곡, 민요 부르기ㆍ판소리 한 대목 듣고 따라 부르기ㆍ다른 나라(아메리카) 노래 부르기ㆍ간단한 3부 합창하기ㆍ가락 악기 연주하기ㆍ합주하기ㆍ즉흥적으로 표현하기ㆍ다양한 형식의 가락 짓기ㆍ다양한 매체를 활용하여 음악 재구성하기ㆍ디지털 매체를 활용하여 음악 만들기ㆍ악곡의 내용과 사회적, 문화적 맥락을 파악하며 감상하기ㆍ여러 문화권의 음악 비교하며 감상하기ㆍ다른 예술과의 관련성 탐색하기

이해

ㆍ여러 가지 박자의 리듬꼴ㆍ장단(중모리, 변형 장단, 장단한배의 변화)ㆍ임시표를 포함하는 가락ㆍ음계(민요의 여러 조)ㆍ마침꼴(V-I)ㆍ형식(AB, ABA)ㆍ여러 가지 악기의 종류와 음색ㆍ악곡의 특징(시조, 판소리, 창극, 오페라, 뮤지컬 등)ㆍ악곡의 종류(시조, 가곡, 단가, 판소리 등의 우리나라 성악곡과 예술가곡, 아리아 등의 외국 성악곡, 산조, 시나위 등의 우리나라 기악곡과 소나타, 푸가 등의 외국 기악곡 등)

ㆍ여러 가지 박자의 리듬꼴ㆍ여러 가지 장단ㆍ조성의 변화ㆍ화음의 진행ㆍ7화음(V7)ㆍ형식(론도, 소나타 형식, 연음방식)ㆍ여러 가지 악기의 종류와 음색ㆍ악곡의 특징(시나위, 수제천, 예술가곡, 교향곡 등)ㆍ연주 형태에 따른 악곡의 종류(독창곡, 중창곡, 합창곡, 독주곡, 실내악곡, 관현악곡, 변주곡, 합주곡 등)

ㆍ여러 가지 장단ㆍ형식(주제와 변주, 푸가, 확대 형식)ㆍ시대에 따른 악곡의 종류

(근․현대 국악, 공통 관습시대의 음악, 현대 음악 등)

생활화ㆍ음악을 즐기는 태도 갖기ㆍ학교 내외의 음악 행사에 참여하기ㆍ생활 속에서 음악 활용하기

ㆍ우리 음악의 가치 인식하기ㆍ학교 내외에서 음악 발표하기ㆍ사회 속에서 음악의 역할 탐구하기


5. 수학 교과 교육과정

가. 2007 개정교육과정(교육인적자원부 고시 제2007-79호 [별책8])

1) 공통 교육과정

- 수학

학교급 중학교 고등학교

학년영역

1학년 2학년 3학년 1학년

수와연산

․집합․소인수분해․최대공약수,

최소공배수․십진법과 이진법․정수의 개념과 대소

관계, 사칙계산․유리수의 개념과 대

소 관계, 사칙계산

․순환소수의 의미․유리수와 순환소수

의 관계․근삿값과 오차, 참

값의 범위․근삿값의 표현 방법

․제곱근의 뜻과 성질․무리수의 개념․수직선에서 실수의

대소 관계․근호를 포함한 식의

사칙계산

․집합의 연산 법칙․명제와 조건․명제의 역, 이, 대우․필요조건과 충분조건․실수의 연산 성질,

대소 관계․복소수의 뜻과 기본

성질․복소수의 사칙계산

문자와식

․문자의 사용․식의 값․일차식의 덧셈과

뺄셈․일차방정식․등식의 성질

․이차식의 덧셈과 뺄셈․지수법칙․다항식의 곱셈,

곱셈 공식․다항식의 나눗셈․등식의 변형․미지수가 2개인 일

차방정식․연립일차방정식․부등식의 해, 기본

성질․일차부등식․연립일차부등식

․간단한 다항식의 인수분해․이차방정식과 그 해․이차방정식의 활용

․다항식의 연산․항등식․나머지정리․다항식의 인수분해,

약수와 배수․유리식, 무리식의

계산․이차방정식의 판별

식, 근과 계수의 관계․간단한 삼차방정식

과 사차방정식․연립방정식․부등식의 성질과

활용․절댓값을 포함한

일차부등식․이차부등식과 연립

이차부등식․절대부등식

<표 계속>

부 록 99

학교급 중학교 고등학교

학년영역

1학년 2학년 3학년 1학년

함수

․함수의 개념․순서쌍과 좌표․함수를 표, 식, 그

래프로 나타내기․함수의 활용

․일차함수의 뜻과 그래프․일차함수와 미지수

가 2개인 일차방정식의 관계․일차함수의 활용

․이차함수의 뜻․이차함수의 그래프

의 성질

․함수의 뜻과 그래프․합성함수, 역함수․이차함수의 활용․유리함수, 무리함수․일반각과 호도법․삼각함수의 그래프

의 성질․삼각함수의 성질․삼각방정식과 삼각

부등식․사인법칙과 코사인

법칙․삼각함수를 활용한

삼각형의 넓이

확률과통계

․도수분포표, 히스토그램, 도수분포다각형․도수분포표에서의

평균․상대도수의 분포와 누적도수의 분포

․경우의 수․확률의 뜻과 기본

성질․간단한 확률의 계산

․중앙값, 최빈값, 평균․분산, 표준편차

․합의 법칙, 곱의 법칙․순열․조합

기하

․점, 선, 면, 각․점, 직선, 평면의

위치 관계․평행선의 성질․간단한 작도․삼각형의 결정조건

과 합동조건․다각형의 성질, 내각

과 외각의 크기․부채꼴의 중심각과

호의 관계․부채꼴의 넓이와

호의 길이․원과 직선, 두 원의

위치 관계․다면체, 회전체의

성질․입체도형의 겉넓이

와 부피

․명제의 뜻과 증명의 의미․삼각형과 사각형의

성질 증명․도형의 닮음․닮은 도형의 성질․삼각형의 닮음조건․평행선 사이에 있는 선분의 길이의 비․삼각형의 중점 연결

정리․닮은 도형의 넓이와

부피

․피타고라스의 정리․삼각비․원에서 현, 접선에

대한 성질․원주각의 성질․원에 내접하는

사각형의 성질․원과 비례에 관한

성질

․두 점 사이의 거리․선분의 내분, 외분․직선의 방정식․두 직선의 평행,

수직 조건․점과 직선 사이의

거리․원의 방정식․좌표평면에서의 원과

직선의 위치 관계․평행이동과 대칭이동․부등식의 영역


2) 선택 교육과정

가) 수학의 활용

영 역 내 용 영 역 내 용

명제와 논리․명제의 합성

확률과 통계․확률과 그 활용

․합성명제와 논리 ․통계와 그 활용

지수와 로그

․지수와 로그

도형과 그래프

․연결 상태가 같은 도형․지수함수와 그 그래프

․평면그래프와 정다면체․로그함수와 그 그래프

수 열․등차수열과 등비수열 ․그래프를 이용한 의사 결정

의 최적화 ․수열의 합

나) 수학1


행렬과 그래프

․행렬과 그 연산

수 열

․등차수열과 등비수열․연립일차방정식과 행렬

․여러 가지 수열․그래프와 행렬

지수함수와 로그함수

․지수․수학적 귀납법

․지수함수와 그 그래프

․알고리즘과 순서도․지수방정식과 지수부등식

․로그

수열의 극한․무한수열의 극한

․로그함수와 그 그래프․무한급수․로그방정식과 로그부등식

다) 미적분과 통계 기본


함수의 극한과연속

․함수의 극한

확 률

․조합

․함수의 연속․확률의 뜻과 활용

다항함수의미분법

․미분 계수

․도함수 ․조건부확률

․도함수의 활용

통 계

․확률 분포

다항함수의적분법

․부정적분

․정적분․통계적 추정

․정적분의 활용

부 록 101

라) 수학2


방정식․분수방정식 함수의 극한과

연속

․함수의 극한

․무리방정식 ․함수의 연속

부등식․삼차부등식과 사차부등식

미분법

․미분계수

․분수부등식 ․도함수

삼각함수․삼각함수의 덧셈정리 ․여러 가지 함수의 미분법

․삼각방정식 ․도함수의 활용

마) 적분과 통계


적분법

․부정적분

확 률

․확률의 뜻과 활용

․정적분

․조건부확률․정적분의 활용

순열과 조합․순열과 조합

통 계․확률분포

․이항정리 ․통계적 추정

바) 기하와 벡터


일차변환과

행렬

․일차변환과 행렬 공간도형과

공간좌표

․공간도형

․일차변환의 합성과 역변환 ․공간좌표

이차곡선

․포물선

벡 터

․벡터와 그 연산

․타원 ․벡터의 내적

․쌍곡선 ․직선과 평면의 방정식


나. 2009 개정교육과정(교육인적자원부 고시 제2009-41호 [별책8])

1) 공통 교육과정

- 수학

학교급 중학교학년군

영역 1~3학년군

수와연산

․소인수분해․최대공약수, 최소공배수․정수의 유리수의 개념,

대소 관계, 사칙계산

․순환소수․유리수와 순환소수의

관계

․제곱근의 뜻과 성질․무리수․실수의 대소 관계․근호를 포함한 식의 사

칙계산

문자와식

․문자의 사용․식의 값․일차식의 덧셈과 뺄셈․일차방정식

․지수법칙․다항식의 덧셈과 뺄셈․다항식의 곱셈과 곱셈공식․다항식의 나눗셈․등식의 변형․연립일차방정식․부등식의 성질과 일차부

등식․연립일차부등식

․인수분해․이차방정식

함수

․함수의 개념․순서쌍과 좌표․함수의 그래프

․일차함수의 의미와 그래프․일차함수의 활용․일차함수와 일차방정식

의 관계

․이차함수의 의미․이차함수의 그래프의 성질

확률과통계

․줄기와 잎 그림, 도수분포표, 히스토그램, 도수분포다각형․도수분포표에서의 평균․상대도수의 분포

․경우의 수․확률의 뜻과 기본 성질․확률의 계산

․중앙값, 최빈값, 평균․분산, 표준편차

기하

․점, 선, 면, 각․점, 직선, 평면 사이의

위치관계․평행선의 성질․삼각형의 작도․삼각형의 합동조건․다각형의 성질․부채꼴에서 중심각과 호

의 관계․부채꼴에서 호의 길이와

넓이․다면체, 회전체의 성질․입체도형의 겉넓이와

부피

․이등변삼각형의 성질․삼각형의 외심, 내심․사각형의 성질․닮은 도형의 성질․삼각형의 닮음조건․평행선 사이에 있는 선

분의 길이의 비․닮은 도형의 넓이와 부피

․피타고라스의 정리․삼각비․원에서 현, 접선에 대한

성질․원주각의 성질

부 록 103

2) 선택 교육과정

가) 기본 과목

- 기초 수학

영 역 내 용

수와 식의 계산

․수와 연산

․문자의 사용과 식의 계산

․다항식의 계산

방정식과 함수․일차방정식과 일차함수

․이차방정식과 이차함수

피타고라스 정리와 삼각비․피타고라스 정리

․삼각비

나) 일반 과목

(1) 수학 Ⅰ

영 역 내 용

다항식

․다항식의 연산

․나머지 정리

․인수분해

방정식과 부등식

․복소수와 이차방정식

․일차방정식과 일차함수

․여러 가지 방정식

․여러 가지 부등식

도형의 방정식

․평면 좌표

․직선의 방정식

․원의 방정식

․도형의 이동

․부등식의 영역


(2) 수학 Ⅱ

영 역 내 용

집합과 명제․집합

․명제

함수․함수

․유리함수와 무리함수

수열

․등차수열과 등비수열

․수열의 합

․수학적 귀납법

지수와 로그․지수

․로그

(3) 확률과 통계

영 역 내 용

순열과 조합

․경우의 수

․순열과 조합

․분할

․이항정리

수열․확률의 뜻과 활용

․조건부 확률

지수와 로그․확률분포

․통계적 추정

(4) 미적분 Ⅰ

영 역 내 용

수열의 극한․수열의 극한

․급수

함수의 극한과 연속․함수의 극한

․함수의 연속

다항함수의 미분법․미분계수

․도함수

다항함수의 적분법

․부정적분

․정적분


부 록 105

(5) 미적분 Ⅱ

영 역 내 용

지수함수와 로그함수․지수함수와 로그함수의 뜻과 그래프

․지수함수와 로그함수의 미분

삼각함수․삼각함수의 뜻과 그래프

․삼각함수의 미분

미분법․여러 가지 미분법

․도함수의 활용

적분법․여러 가지 적분법


(6) 기하와 벡터

영 역 내 용

평면 곡선․이차곡선

․평면 곡선의 접선

평면 벡터

․벡터의 연산

․평면벡터의 성분과 내적

․평면 운동

공간도형과 공간벡터

․공간도형

․공간좌표

․공간벡터

다) 심화 과목

(1) 고급수학 Ⅰ

영 역 내 용

벡터와 행렬․벡터

․행렬과 연립일차방정식

일차변환․일차변환과 행렬

․고윳값과 행렬의 거듭제곱

그래프

․그래프의 뜻

․여러 가지 그래프

․그래프의 활용


(2) 고급수학 Ⅱ

영 역 내 용

복소수의 극좌표․복소수의 극형식

․극좌표와 극방정식

미적분의 활용

․미분의 활용

․미분방정식

․적분의 활용

편미분

․이변수함수의 뜻

․극한과 연속

․편미분

․편미분의 활용

연구책임자 : 김선태

공동연구원 : 전종호, 홍선이, 김종욱

위촉연구원 : 김미재

개발자 연락처 : 한국교원대학교 김진수 교수

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