-피카소와 같이 아름답고 창의적인 미래의 물리 교육-

2013-2 미래사회와 교육

강명희 교수님

Future Hands Up 조

교육공학과 1346005 김호수

교육공학과 1346006 김희영

교육공학과 1346007 나보라

교육공학과 1346008 박다솔

교육공학과 1346037 허유정

목 차

Ⅰ. 서론.................................................................................................1

1. 문제제기...........................................................................,.............1

2. 현황 분석.......................................................................................4

3. 프로그램 목표................................................................................12

Ⅱ. 미래 학습 환경 설계........................................................................13

1. 하드웨어(Hardware).......................................................................13

2. 소프트웨어(Software).....................................................................18

3. 휴먼웨어(Humanware)...................................................................19

Ⅲ. 미래 학습 프로그램 설계..................................................................20

1. 전제.............................................................................................20

2. 프로그램 구성................................................................................20

3. 프로그램 진행................................................................................22

Ⅳ. 결론...............................................................................................44

참고문헌...............................................................................................45

Ⅰ. 서론

1. 문제제기

정보·통신 기술의 발달로 시대가 빠르게 변하고 있다. 이 변화를 이끌어 가는 중심에는

과학이라는 학문이 자리 잡고 있다. 인간을 물리적 거리에 대한 제약으로부터 벗어나게 해준

교통수단, 전 세계의 컴퓨터를 이어 국경을 초월한 커뮤니케이션을 가능하게 하는 인터넷,

통신망을 이어주는 인공위성, 현재 우리가 일상적으로 쓰고 있는 가전기기, 스마트 기기들도 모두

과학과 떼어 놓고는 언급할 수 없다. 또한 과학이 이루어낸 결실들은 국가의 경제 기반이 되기도

하며, 국가 경쟁력을 높일 수 있는 수단이 된다. 이렇게 시대가 변화할수록 과학이 더 중요해지고

있기 때문에 많은 국가들이 과학을 미래 국가발전의 핵심으로 꼽으며 과학에 대한 투자를 아끼지

않고 있다.

선진국들은 단순한 과학 산업에 대한 투자뿐만이 아니라 과학 인재 육성에 대해서도 많은 투자를

하고 있다. 사실 시대의 변화를 이룩한 주역은 과학 자체가 아니라 과학 속에서 시대의 변화

요소를 이끌어낸 인재들이다. 그리고 그들을 과학 인재로 만들어 준 것은 교육일 것이다. 또한

미래를 이끌어갈 과학 인재를 키울 수 있는 것도 교육일 것이다. 결국 이렇게 내려가다 보면

첨단시대로의 변화, 국가발전의 가장 근본적인 핵심은 과학 교육인 것이다.

이렇게 중요한 과학교육의 발전을 위해 선진국들이 노력하는 동안, 우리나라는 입시교육에만

집중하다가 과학 교육에 대한 중요성을 깨닫고 해결방안을 모색한 지는 몇 년 되지 않는다. 현재

우리나라는 고등학교 2 학년부터 인문학적 공부를 하는 문과와 이공학적 공부를 하는 이과로

나눠 학생들이 선택할 수 있게 하고 있다. 각 분야를 깊게 공부 할 수 있다는 장점이 있을지

모르지만 문·이과 분리 제도가 시행된 후의 우리나라 상황을 보면 그렇지가 않다. 고등학교 문과

반의 수는 이과 반의 수보다 훨씬 많다

현재 수능에서는 문과생은 사회탐구영역, 이과생은 과학탐구영역을 선택하여 시험을 치고 있는데,

과학탐구영역의 응시생을 보면 문·이과를 구분할 수 있다. 교육과정평과원의 통계자료에 따르면

2014 년도 수능의 과학탐구영역 응시생은 전체 탐구영역 응시생의 38.6%이다. 즉, 문과생과

이과생의 비율이 약 6:4 보다도 차이가 많이 난다는 것이다.

몇몇 전문가들은 이렇게 문과생과 이과생의 차이가 많이 나는 이유는 이과 관련 직업에 대한

메리트가 없기 때문이라고 말한다. 하지만 2004 년 한국과학문화재단(이사장 최영환)이 과학문화

포털사이트 ‘사이언스올’을 통해 전국의 초중고교 학생 170 만 여명을 대상으로 한 ‘이공계 진로에

대한 학생 인지도 조사’를 실시한 결과, 이공계 진학을 꺼리는 이유로 절반이 넘는 53%가

‘어려운 전공공부 때문’이라고 응답해, 일반적인 기피 이유로 지적돼 온 취업·장래전망(29.9%)이

어렵기 때문이라는 응답보다 압도적으로 많았다. 2004 년 말의 조사 결과이긴 하지만 그 이후

학교의 과학교육에는 큰 변화가 없었으므로 우리나라 과학교육의 문제점이 절실히 드러나는

결과라 할 수 있다.

물론 이공계 관련 직업이 그 노력에 비해 괄시 당하고 있다는 사실을 부정하려는 것은 아니다.

하지만 교육을 받고 있는 아이들이 학교의 과학 교육에 대해 부담을 느끼고 있다는 것을

강조하고 싶다. 이 조사 이후 교육 당국은 학생들의 과학에 대한 관심과 흥미를 높이기 위해

과학 교육 개선을 여러 차례 시도해 왔지만 입시위주의 교육에는 변함이 없었고 눈에 띠는 효과

없이 학생들의 이공계 기피현상은 심화될 뿐이었다.

특히 물리, 화학, 생물, 지구과학으로 나뉘어져 있는 현행 과학 과목들 중 가장 기피현상이 심한

과목은 물리이다. 수능에서 과학탐구영역 과목들 중 선택하여 시험에 응시하는데 선택하는

과목의 수가 4 개에서 3 개로, 3 개에서 2 개로 점점 줄어듦에 따라 그 중 물리를 선택하는 비중이

큰 폭으로 줄어들고 있다.

<표 1> 과학탐구영역 선택자 대비 물리 I, 물리 II 선택 비율

<표 1>을 보면 2005 년부터 2014 년 간 10 년 사이에 물리 선택자 비율이 반으로 줄었다는 것을

알 수 있다. 물리Ⅰ보다 더 심화된 물리Ⅱ의 선택자 비율을 더 급격하게 줄었다. 현행 과학 교육이

물리, 화학, 생물, 지구과학으로 나뉘어 진행되고 있지만, 사실 과학이라는 학문이 이렇게 4 개로

정확히 나누어지는 학문은 아니다. 교육의 편의상 나누어 진행하고는 있지만 다른 과목에서도

물리 지식이 필요하고 물리에서도 다른 과목의 지식이 필요하다. 단순하게 어떤 과목만 선택하여

배운다는 것이 학생들의 과학에 대한 이해도와 과학적 창의성에 한계를 가져다준다.

물론 이런 문·이과 선택과 과학 교과 분리에 따른 폐해는 항상 제기되고 있고 교육당국도 이에

대한 대안을 계속 고심해 왔다. 그리하여 정부가 최근 내놓은 대안은 바로 융합교육이다.

융합교육은 미국에서 1990 년대에 이공계 인재 육성을 위해 STEM 이라는 명칭으로 등장하여

현재까지 교육현장에서 활용되고 있다. STEM 교육에 관해서는 아래의 현황분석에서 자세하게다룰

것이다. 미국의 이런 교육을 바탕으로 태어난 인물이 바로 스티브 잡스라고 할 수 있다.

아이폰이라는 스마트 기기를 개발하여 전 세계 IT 산업의 판도를 바꾼 인물인 스티브 잡스는

대학에서 동양철학을 공부하다가 중퇴하여 비디오회사에 취직한 후 그곳에서 배운 기술로 컴퓨터

회사를 설립하였다. 그는 대학에서 배운 인문학적 감성과 비디오 회사에서 배운 컴퓨터 및 관련

기술을 통합적으로 사고하여 “컴퓨터는 결국 계산의 도구가 아니라 커뮤니케이션의 도구로

변모할 것”이라는 결론을 내렸다. 그 후 그는 전에 없던 아이폰을 개발하여 전 세계 산업과

경제에 가공할 파장을 일으켰다. 이렇게 아이폰은 인문학적 지식과 이공학적 지식의 결합의

산물인 것이다. 스티브 잡스가 세계의 판도를 바꾼 후, 우리나라는 미국의 STEM 교육에

ART(예술)을 더한 STEAM 교육을 활용하여 ‘한국형 스티브 잡스’를 만들기 위해 노력하고 있다.

하지만 정부의 점차적인 융합교육(STEAM) 시행에도 불구하고 입시위주의 교육환경 때문에

융합교육은 정규 교육과정 내에 완전하게 들어오지 못하고 영재교육, 방과 후 활동이나 특별활동

시간에만 겨우 이루어지고 있는 실정이다.

<<표표 22>> 22000077 년년 과과학학 교교육육과과정정

<<표표 33>> 22000099 년년 과과학학 교교육육과과정정

<<표표 22>>의의 22000077 교교육육과과정정과과 <<표표 33>>의의 22000099 개개정정교교육육과과정정의의 차차이이는는 다다음음과과 같같다다.. 전전자자는는 국국민민

기기본본공공통통과과정정을을 초초등등학학교교부부터터 고고등등학학교교 11 학학년년으으로로 규규정정한한 반반면면,, 후후자자는는 초초등등학학교교부부터터 중중학학교교

33 학학년년까까지지 규규정정하하고고 있있다다.. 또또한한 교교육육과과정정의의 목목표표 측측면면에에서서 전전자자는는 과과학학이이 ““슬슬기기로로운운 생생활활,, 물물리리 II,,

화화학학 II,, 생생명명과과학학 II,, 지지구구과과학학 II,, 물물리리 IIII,, 화화학학 IIII,, 생생명명과과학학 IIII,, 지지구구과과학학 IIII 과과목목이이며며,, 개개념념과과 탐탐구구

측측면면에에서서 긴긴밀밀한한 연연계계를를 가가지지도도록록 구구성성한한다다..””로로 되되어어있있다다.. 반반면면,, 후후자자는는 과과학학을을 ““기기술술,, 공공학학,, 예예술술,,

수수학학 등등 다다른른 교교과과와와 연연관관 지지어어 통통합합적적이이고고 창창의의적적으으로로 사사고고할할 수수 있있는는 능능력력을을 신신장장시시키키도도록록

한한다다..””라라고고 규규정정하하였였다다.. 그그러러나나 <<표표 22>>와와 <<표표 33>>의의 교교육육과과정정 내내용용 체체계계를를 비비교교해해 보보면면 두두

교교육육과과정정 사사이이의의 큰큰 변변화화가가 없없는는 것것으으로로 나나타타난난다다.. 필필요요에에 의의해해 영영역역을을 크크게게 두두 가가지지로로

구구분분하하였였으으므므로로 일일부부 내내용용이이 다다른른 학학년년으으로로 이이동동 또또는는 추추가가 삭삭제제되되었었을을 뿐뿐,, 융융합합인인재재 육육성성을을

위위한한 변변화화된된 내내용용은은 보보이이지지 않않는는다다..

정정부부의의 창창조조인인재재 육육성성 방방안안에에 힘힘입입어어 교교육육부부가가 미미래래를를 위위한한 교교육육이이라라 불불리리는는 SSTTEEAAMM 교교육육을을

교교육육과과정정에에 반반영영한한 것것이이 잘잘못못된된 것것은은 아아니니다다.. 하하지지만만 아아직직 우우리리나나라라의의 교교육육이이 입입시시에에서서 벗벗어어나나지지

못못하하고고 있있기기 때때문문에에 SSTTEEAAMM 교교육육이이 완완벽벽하하게게 교교육육과과정정에에 녹녹아아들들지지 못못한한 것것 같같다다.. 학학문문의의 경경계계를를

뛰뛰어어넘넘으으며며 통통합합적적인인 사사고고를를 가가능능하하게게 하하는는 SSTTEEAAMM 교교육육은은 지지금금보보다다 더더 다다양양해해지지고고 복복합합적적일일

미미래래에에 분분명명 더더 각각광광받받을을 교교육육 방방법법임임에에는는 틀틀림림없없다다.. 그그렇렇기기에에 우우리리는는 현현 과과학학 교교육육과과정정에에

비비판판만만 할할 것것이이 아아니니라라 앞앞으으로로 미미래래의의 교교육육을을 위위해해 SSTTEEAAMM 교교육육의의 반반영영 방방법법 중중 무무엇엇을을 어어떻떻게게

바바꿔꿔 나나가가야야할할지지 고고민민해해봐봐야야 한한다다..

과학이 미래를 이끌어 갈 핵심 학문이라는 것에는 누구도 반박하지 못한다. 그리고 과학 학문

안에서도 여러 분야로 나누어지지만 여러 분야가 합쳐지면 더 큰 시너지 효과를 낼 수 있다는

것도 명백하다. 그럼에도 불구하고 우리나라의 현 과학교육이 오히려 미래를 이끌어갈 아이들과

과학을 더 멀어지게 하고, 과학을 선택한 아이들에게 마저도 나뉜 과학 과목을 가르치며

선택하라고 하는 교육 현황은 특정 과목을 공부하는 학생 수를 급격히 감소시키고 있다는 것은

우리나라 과학의 미래, 국가의 미래가 밝지 않음을 말해주는 것이라고 생각한다. 하지만

우리나라는 최근 과학 교육과정에 STEAM 을 반영하며 과학 교육에 새로운 시도를 꾀하고 있다.

STEAM 교육이 전 세계적으로도 우선적으로 과학교육을 위해 사용되고 있고 지속적으로

개발되고 있다는 사실은 미래에 우리나라의 STEAM 교육은 정규 과학교육 과정 속에 안착할

것이라고 생각한다. 그리하여 우리는 줄어들고 있는 물리에 대한 학생들의 관심과 흥미를 높이기

위해 미래의 교육이라 불리며 각광받고 있는 우리나라만의 STEAM 교육, 즉 융합교육을 제대로

활용하여 물리교육에 최적화된 미래 교육 프로그램과 환경을 개발하려 한다.

2. 현황 분석

미래의 학생들의 물리에 대한 관심과 흥미를 STEAM 교육을 통해 높이는 것을 기본 목표로 하는

본 프로그램 개발을 위해 현황분석을 해 보았다. 현황 분석을 통해 우리는 구체적인 대상을 정할

수 있었고, 프로그램의 주제가 되는 물리와 STEAM 교육의 현황에 대해서도 자세히 알게 되어

미래의 물리 교육을 누구를 대상으로 어떻게 가르쳐야 하는지에 대한 지침을 얻을 수 있었다.

우리가 조사한 현재 학습자의 특성과 물리 교육의 변화의 특징, STEAM 교육의 현황은 다음과

같다.

1) 학습자 분석 : 중학교 1 학년

<표 4> 진로 결정 시기와 흥미

<표 4>를 보면 중학교 때 진로를 결정하는 비율이 가장 큰 것을 알 수 있다. 또한 진로를

결정하는 데 ‘흥미가 미치는 영향이 매우 크다’에 응답한 비율은 45.8%로 거의 절반에 가까운

것으로 나타났다. 학생들의 진로결정 시기와 흥미의 영향에 관한 분석표를 가져온 것은 우리의

물리 교육 프로그램을 통해 학생들을 무조건 이공계 분야로 진로를 결정하게 만들려는 의도가

아니다. 학생들이 대부분 진로를 결정하는 중학생 시기에 다양한 진로의 가능성이 있음에도

어려운 물리에 지쳐서 물리를 배제하고 생각하지 않기를 바라는 마음에서 중학생을 대상으로

정했다.

또한 학생들의 과학 학습에 대한 인식의 변화가 뚜렷하게 나타나는 시기도, 과학 교육에 대한

흥미와 만족도의 하락이 시작되는 시기도 중학생 시기이다.

<표 5> 과학을 공부하는 이유

<표 5>를 보면 초등학생의 과학 학습의 이유 중 가장 큰 비중을 차지하는 것은 과학에 대한

흥미와 관심이다. 하지만 중·고등학생의 경우에는 ‘시험에 나오니까’, ‘진학을 위하여’라는 이유가

1, 2 위로 조사되어 있다. 과학 학습의 동기가 초등학교와 중·고등학교로 나뉘어 확연한 차이를

보이는 것을 알 수 있다. 이는 중·고등학생들이 과학을 내재적 동기로 학습하는 것보다는

시험성적 등과 같은 단기적으로 진학을 위한 수단으로 생각하고 공부한다는 것으로 볼 수 있다.

이러한 학습의 문제점은 목적이 달성이 되었을 때는 과학학습에 대한 동기가 전혀 발생되지 않을

것 이라는 점이다. 중학교 과학 교육에 대한 개선이 필요하다는 것을 보여준다.

<표 6> 과학에 대한 흥미와 관심 정도와 과학수업에 대한 만족도

또한 <표 6>을 봐도 중학교 과학 교육에 대한 개선의 필요성을 알 수 있다. 한국과학문화재단은

2003 년 11~12 월의 2 개월 동안 전국 초·중·고 학생을 대상으로 이공계 진로 지도를 위한 학생

인지도 조사를 실시했는데, 설문에 초등학생 13.6%(총 417 만 5 천 625 명 가운데 90 만 6 천 48 명),

중학생 24.3%(총 185 만 4 천 641 명 가운데 44 만 7 천 666 명), 고등학생 13.6%(과학고 및 실업고

포함, 총 176 만 6 천 529 명 가운데 24 만 4 천 97 명)이 참가한 대규모 설문 조사였다. 그 결과가

<표 6>이다. <표 6>을 보면 과학에 대한 흥미와 관심의 정도가 중학생 때 감소하고, 과학수업에

대한 만족도가 중학생 때 이후로 계속 감소함을 알 수 있다. 물론 과학에 대한 흥미와 관심의

정도가 고등학교 때 증가하는 것으로 나왔지만, 앞서 문제제기에서 다뤘듯이 과학에 대한 흥미와

관심 정도는 학문의 배움으로 까지 이어지지 못했다.

종합해 보면 중학생 때의 과학 교육이 학생들의 과학 학습에 있어 가장 큰 전환점이 되고 있다고

할 수 있다. 초등학교와는 달리 중학교의 과학 교육은 과학을 좀 더 체계적이고 심도 있게

배우게 되는 첫 단계이다. 기초과학에 접근하는 첫 단계에서 거부감을 갖지 않고 흥미를 가지고

출발하는 것이 중요하다. 첫 단추를 잘못 꿰면 다른 단추들도 다 틀어지듯이, 교육도

마찬가지이다. 어떤 과목을 처음 배울 때 너무 어렵거나 흥미를 느끼지 못하면 나중에 가서도 그

과목이 더 어렵게만 느껴지고 흥미를 갖지 못하며 결국에는 그 학습을 포기하기까지 이른다.

앞서 언급한 이과생들의 감소가 이러한 원인도 갖고 있을 것이다. 이것이 우리가 중학생의

시작인 중학교 1 학년을 대상으로 설정한 이유이다.

2) 교과목 분석 : 물리

앞서 <표 1>으로 제시했듯이 시간이 지날수록 물리를 공부하는 학생들의 수가 감소하고 있다.

제 22 대 한국물리학협회 회장인 김정구 교수는 학생들의 물리기피현상의 원인을 물리 교과서가

너무 논리위주로 저술되어 있어 학생들에게 물리가 딱딱한 학문이라는 인식을 주고 있기

때문이라고 지적했다.

물리는 다른 과학 과목들과 달리 수학과 연관되는 부분이 많다. 물리의 많은 공식들은 수학에서

기인하기도 하고, 물리가 수학에 기여한 바도 크다. 이렇게 수학과의 연관성 때문에 학생들은

물리를 더 어렵게 생각하고 기피하고 있다.

다음은 중학교 학생들의 과학 단원별 체감 난이도에 대한 설문 결과이다. 제 7 차 교육과정이

시행되고 있을 당시의 결과지만 교육과정에 크게 변한 것이 없기 때문에 참고하려 한다. 제 7 차

교육과정 시행 당시 중학교 2 학년 때 배우던 단원이 제 8 차 교육과정이 시행되고 있는 현재

중학교 1 학년 학생들이 배우고 있는 관계로 중학교 1 학년과 중학교 2 학년을 대상으로 한

설문결과를 참고하겠다.

<표 7> 중학교 1 학년을 대상으로 한 과학 단원별 체감 난이도

<표 8> 중학교 2 학년을 대상으로 한 과학 단원별 체감 난이도

<표 7>을 보면 여러 단원 중 ‘분자운동’에 대한 체감 난이도가 가장 높은 것으로 나타났다. 그

다음은 빛 단원이 차지했는데, ‘빛’ 단원은 물리 분야에 해당한다. <표 8>에서는 ‘여러 가지 운동’

단원이 학생들이 가장 어렵게 느끼는 단원이라는 결과가 나왔다. 이 단원은 현재 중학교 1 학년

학생들이 배우고 있다. 이 또한 물리 분야에 해당하는 단원이다.

종합해 보면 학생들은 다른 어떤 과학 분야보다 물리 분야에 대해 학생들의 어려움을 느끼고

있다는 사실을 알 수 있다. 이는 주입식 교육으로 많은 양을 한꺼번에 전달하려고 하는 우리나라

교육의 문제점을 단적으로 보여주는 예가 된다. 중학교 1 학년 수준에서의 화학, 생물,

지구과학은 단순 암기 정도로 끝나기 때문에 단순 주입식 교육만으로도 어느 정도는 학생들의

학습 효과가 있다. 하지만 물리는 단순하게 암기하는 것이 아니라 공식의 기초를 이해하고

현상을 잘 파악해야지만 학습내용 전체의 흐름을 파악할 수 있기 때문에 주입식 교육만으로는

학습 효과를 볼 수 없다. 그러므로 물리는 현 교육과정처럼 단순하게 가르치는 것이 아니라

통합적으로 깊은 사고를 할 수 있도록 교육과정이 변화되고 있다. 우리는 이 교육과정의 변화

추세에 맞춰 물리를 융합교육으로 가르치는 교육 프로그램을 개발하려 한다.

3) STEAM 교육 분석

(1) STEAM 교육 유래

STEAM 은 1990 년대 미국의 STEM 교육에서 유래되었다. 미국은 2 차 세계대전 직후 과학 기술

인력이 부족해 질 것으로 예상해 새로운 교육모델인 STEM 을 만들어 엄청난 투자와 지원을

시작했다. STEM 이란 과학(Science), 기술(Technology), 공학(Engineering), 수학(Mathematics)의

융합을 통해 단순한 하나의 학문만을 배우는 것이 아니라 여러 학문이 융합되어 통합적 사고가

가능하게 하는 교육모델이다. 미국을 시작으로 유럽 등 선진국에서는 1990 년대에 STEM 이

등장한 이후로 STEM 교육을 통해 이공계 인재 감소를 해결하고 통합적 사고를 하는 인재를

육성해 왔다.

이에 우리나라도 현재는 교육부로 개편된 교육과학기술부에서 우리 교육에 맞게 STEAM 교육

모형을 발표하고 학교교육에서의 점차적인 시행 방안을 발표하였다. 미국의 과학교육 모델인

STEM 에서 예술과 인문·사회분야를 통합하는 과학기술공학인재 양성을 위하여 Arts(예술·인문)을

포함한 교육 개념으로 확장된 것이 바로 STEAM 교육이다.

(2) 우리나라 STEAM 교육의 현황

융융합합인인재재 육육성성과과 융융합합과과학학((SSTTEEAAMM 교교육육))에에 관관한한 논논의의는는 22001100 년년부부터터 시시작작되되었었고고 실실제제로로 22000099

개개정정교교육육과과정정부부터터 적적용용 되되었었다다.. 교육과학기술부는 2011 년 8 월 초중고 16 곳을 STEAM

연구시범학교로 지정했고, 2012 년에는 연구학교의 명칭을 ‘STEAM 리더 스쿨’ 로 변경하고, 리더

스쿨과 교사연구회의 수를 확대 운영하고 있다. 2012 년 경기도교육청은 50 개 초․중학교에서

STEAM 교육을 시범운영한 바 있다. 시범운영을 신청한 학교 중 10 개 학교는 예비지정교로 하여,

개발된 교수-학습 자료를 보급하고, 예산이 허락되는 범위에서 시연기기와 체험실험기기 또한

지원받을 수 있었다.

<표 9> 우리나라 리더스쿨 수

정부는 STEAM 교육을 통해 과학기술과 관련된 다양한 분야의 융합적 지식, 과정, 본성에 대한

흥미와 이해를 높여 창의적이고 종합적으로 문제를 해결하는 융합적 소양을 갖춘 인재를

양성하기 위해 과학-기술-공학-수학의 학습내용을 핵심역량 위주로 재구조화하여, 과목 간 연계와

예술적 기법을 접목하는 것을 시도하였다.

한국과학창의재단과 교육부는 융합인재양성을 중점으로 추진하며 학생들에게 과학에 대한 관심과

흥미를 높이고 창의적이고 미래지향적인 사고를 심어주기 위한 프로그램 및 교육을 확대해

나가고 있다.

(3) 과학교육에서의 STEAM 교육

<표

10> 공통 교육과정 ‘과학’의 융합인재교육(STEAM) 반영 요소

<<표표 1100>>에에서서의의 교교육육목목표표는는 인인지지체체계계 사사고고에에 해해당당하하는는 ‘‘인인출출’’,, ‘‘이이해해’’,, ‘‘분분석석’’,, ‘‘활활용용’’ 수수준준을을

중중심심으으로로 분분포포되되어어 있있었었다다.. 이이 가가운운데데 특특히히,, 분분석석과과 활활용용 수수준준의의 교교육육목목표표를를 포포함함하하는는 자자료료가가

4400..22%%를를 차차지지한한다다는는 점점은은 주주목목할할 만만하하다다.. 기기존존의의 한한국국의의 교교육육방방식식이이 주주입입식식으으로로 지지식식을을

일일방방적적으으로로 전전달달하하고고 암암기기하하는는 단단편편적적 수수준준에에 머머물물렀렀던던 점점에에 비비추추어어볼볼 때때 지지식식을을 단단순순 암암기기가가

아아니니라라 이이들들 프프로로그그램램을을 통통해해 분분석석하하고고 실실제제 활활용용하하는는 과과정정을을 통통해해 습습득득하하는는 활활동동이이 상상당당한한

비비중중을을 차차지지한한다다는는 점점은은 고고무무적적이이다다..

STEAM 교육이 과학기술공학 인재 양성을 위해 개발된 만큼 STEAM 교육은 2009 년 과학

교육과정이 개정된 후로 학교의 과학교육에서 활용되고 있다. 하지만 앞서 문제제기에서

언급했듯이 교육과정 내에서 제대로 시행되지 않고 있기 때문에 과학교육에서의 STEAM 교육

활용의 결과는 연구를 위한 시험 결과를 통해 알아보려 한다.

<표 11> 과학·예술 융합프로그램에 대한 학생들의 인식

<표 11>은 초등학생을 대상으로 과학과 예술의 융합을 통한 수업을 진행 한 후, 수업을 들은

초등학생들이 설문에 응답한 결과이다. <표 11>에 의하면 과학·예술의 융합 수업은 학생들의

수업에 대한 집중도와 흥미도, 이해력을 향상시키는 데 많은 도움을 준 것으로 나타나있다. 이는

STEAM 교육이 학생들의 학습 능력 신장에도 크게 기여하며 미래의 과학 교육방법으로서의

역할을 증명한 것이라 볼 수 있다.

현황 분석을 종합해 보면, 과학 학습에 대한 인식이 변하는 시기는 중학교 때로 이 시기의 과학

교육이 매우 중요함을 알 수 있다. 또한 중학교 학생들이 과학 과목 중 가장 어려워하는 부분이

물리 과목인데, 단순한 암기가 아니라 공식의 기본원리를 깊이 이해하고 내면화 해야지만 적용할

수 있기 때문에 교육 방법의 변화가 가장 필요하다는 것도 알 수 있었다. 마지막으로 물리

교육의 문제점에 대한 대안으로 STEAM 교육이 최선의 방법이란 것도 마지막 분석을 통해 알 수

있었다. 우리는 이를 바탕으로 구체적 목표를 세우고, 미래의 중학교 1 학년 학생들을 위해

STEAM 을 활용한 물리 교육 프로그램을 개발할 것이다.

3. 프로그램 목표

현재 우리나라의 과학교육을 받고 있는 학생 대부분은 과학을 따분하고 재미없는 어려운

과목으로 인식하고 있다. 시험에 나오기 때문에 마지못해 공부하거나 아예 포기하기도 한다.

본질적 의미를 상실한 학습은 공부를 하는 학습자에게도 가르치는 교사에게도, 결국에는

의미없는 학습을 한 학습자들이 진출할 사회에 까지도 악영향을 줄 수밖에 없다. 과학교육에

변화가 필요하다.

미래의 과학교육은 바뀌어야 한다. 우리는 앞으로 과학이 더욱 더 중요해지고 생활 속에 더

긴밀하게 들어 올 미래를 대비하여 학생들의 과학에 대한 인식을 바꿔주고 과학에 대한 흥미와

관심을 높여줄 수 있는 프로그램이 필요하다고 생각한다.

과학 과목 중 물리는 우리의 생활과 가장 밀접하게 연결되어 있다. 겨울에 자주 일어나는 정전기,

버스가 갑자기 멈추면 앞으로 쏠리는 현상, 우리가 매일 듣는 소리 등 평소에 몸소 느끼는

것들이 모두 물리와 관련되어 있기 때문에 어떤 과학 과목들보다도 친숙할 것이다. 그럼에도

불구하고 앞선 현황 분석에서 언급했듯이, 학생들은 수학적 공식이 많다는 이유로 물리를 가장

멀리한다.

그리하여 우리는 실험 위주의 과학 수업이 이루어지는 초등학교와 이론 위주의 과학 수업이

이루어지는 고등학교 사이의 중학교 학생을 대상으로 한 물리 교육 프로그램을 개발하려 한다.

중학교 시기가 초등학교와 고등학교 사이의 과학 교육을 받는 시기이기 때문에 과학에 대한 가장

큰 전환점이 된다. 그러므로 중학교에서 처음으로 수업을 듣는 중학교 1 학년학생들을 대상으로

하는 것이 물리에 대한 인식을 바꿀 수 있는 가장 큰 기회라고 생각한다.

재미있고 유익하게 물리 수업을 진행할 수 있는 교육방법으로는 STEAM 을 활용하고 싶다.

STEAM 교육은 현재의 교육처럼 단일한 하나의 과목을 가르치는 것이 아니라 과학(science),

기술(technology), 공학(engineering), 예술(art), 수학(mathematics)을 융합하여 학생들이 수업에 더

흥미를 느끼게 하고, 변화하는 사회 속에서의 다양한 관점의 문제에 대해 학생들이 더

창의적으로 생각할 수 있도록 도와주기 때문에 과학에 대한 학생들의 흥미와 관심도 높일 수

있을 뿐만 아니라 복합적이고 변화무쌍할 미래에 적합한 인재로서 학생들을 교육시키기에는

최적의 방법이라고 생각한다.

이리하여 개발한 우리의 미래지향적 물리 교육 프로그램의 이름은 “Physicasso”이다.

“Physicasso”란 Physics(물리)와 Picasso(피카소)의 합성어로서, STEAM 중에서도 특히 과학과

예술을 융합한 교육을 활용함으로써 학생들이 피카소의 그림처럼 창의적이고 혁신적인 사고가

가능하게 하고 물리에 대한 흥미와 관심도 높아지고 과학과 예술을 넘나들며 비판적이고 깊은

생각을 할 수 있도록 하는 우리의 목표가 담긴 이름이다. 우리는 본 프로그램을 통해 과학이,

특히 물리가 현재보다 더 중요해질 미래의 중학생들에게 어렵게만 느껴지던 물리를 흥미롭고

생각보다는 쉬운 과목이라는 인식을 가지게 해주고, 발전할 미래의 기술과 기기를 활용하여

제시하는 문제 상황을 수업 시간에 배운 것을 토대로 학생들이 해결할 수 있는 시간을 가지게

함으로써 과과학학적적 소소양양을을 높높이이고고 격격동동적적인인 미미래래사사회회를를 대대비비할할 창창의의성성도도 함함양양하하길길 바바란란다다.. 또또한한

멀멀리리 나나아아가가 과과학학이이 더더욱욱 더더 중중요요해해질질 미미래래를를 위위해해서서 미미래래를를 이이끌끌어어갈갈 꿈꿈나나무무들들의의 교교육육을을 통통해해

과과학학의의 대대중중화화를를 넘넘어어 일일상상의의 과과학학적적 사사고고가가 가가능능한한 대대중중의의 과과학학화화까까지지 이이루루어어지지길길 바바란란다다..

Ⅱ. 미래 학습 환경 설계

미래의 중학교 1 학년 학생을 대상으로 하는 우리의 물리 교육 프로그램인 “Pysicasso”의 진행을

위한 하드웨어, 소프트웨어, 휴먼웨어의 구체적 요소들은 다음과 같다.

1. 하드웨어(Hardware)

1) 교실 환경

우리는 학생들에게서 물리가 실생활과 관련이 없고 단순히 시험을 보기 위한 과목이라는 인식을

줄이고, 학생들이 물리 과목을 좀 더 친숙하게 느끼며 재미있게 배울 수 있도록 교실환경을

설계할 것이다. 그렇기 때문에 따로 물리 실험실에서 물리 수업을 진행하는 것이 아니라 평소

수업이 이루어지는 교실에서 물리 수업과 실습이 이루어질 수 있도록 교실 환경을 조성할 것이다.

<그림 1> 물리 교육을 위한 전체적인 교실의 조감도

<그림 1>은 “Physicasso” 프로그램을 실현할 교실의 조감도이다. 이 교실은 크게 이론수업,

토론수업, 실습을 하는 책상, 칠판 등이 구비된 교실과, 실습한 바를 바탕으로 실제 환경에서

적용시켜 볼 수 있는 물리 실험실로 나뉜다.

(1) 일반 교실

먼저, 일반 수업을 하는 교실은 기존 교실과 달리 육면체의 형태를 띠는데, 이는 일차적으로 각

면에 팀별로 나뉘어서 모일 공간을 확보하기에 적합하기 때문이다. 또한, 육면체형 교실은 다

같이 앞에 있는 칠판만 보는 일방향적이고 수동적인 수업 형태에서 벗어나 쌍방향적이고

상호적인 수업 분위기 조성하는 데 도움을 준다. 여기서 학생들은 앞 칠판만 보는 것이 아니라

육면체의 중앙에서 교사가 제공하는 가이드나 시뮬레이션을 관찰할 수 있다. 또한 육면체의 각

면은 스크린 형식으로 되어있어 그 면에 모인 팀별로 배경을 디자인 할 수 있도록 한다. 각 팀의

배경 벽면을 학습 주제가 바뀔 때마다 그 학습 주제에 맞도록 스크린을 통해 디자인함으로써

미적 영역의 발달을 돕고 학습 전 흥미를 일으키는데 이용한다. 그 스스로 교실 내부는 교수자의

책상과 16 명의 학생들이 소규모로 학습할 수 있도록 디자인되었다. 각 책상은 약 4 명의

학생으로 팀을 이루어 수업을 하는 책상으로 이루어져있다.

<그림 2> 교실의 정면 모습

<그림 3> 위에서 바라본 교실의 모습

(2) 물리 실험 교실

<그림 4> 물리 실험을 위한 실험실

일반 교실에 연결된 또 다른 건물은 물리 실험실이다. 미래의 기기들은 대부분 친환경적 설계를

따를 것이므로, 이를 반영하여 물리 실험실은 옥상에 설치된 태양열에 의해서 유지되도록

설계하였다. 물리 실험실에서는 친환경적일뿐 아니라 실제적인 외부 환경을 가상으로 제공한다.

실험실을 이루는 벽면 또한 스크린 형식으로 구성되는데, 이는 일반 교실에서 벽면을 테마별로

디자인하듯이 학생들이 배우는 주제별로 맞는 테마로 적용되도록 구상하였다. 예를 들어, 미니

세탁기 실험을 하는 수업에서는 학생들이 직접 실험을 통해 미니 세탁기 제작을 완성한 후에

실제로 태양 전지판으로 작동하는지 이곳에서 확인해 볼 수 있다. 이 때, 그 배경 또한 세탁기가

외부의 태양 아래에서도 작동할 수 있다는 것을 체험할 수 있도록 디자인된다. 이뿐 아니라

스크린을 통해 이에 대해 배웠던 원리나 내부 구조 등을 보여주어 다시 한 번 학습 내용을

확인할 수 있도록 한다.

2) 기기

(1) 책상 : 화이트보드 + 태블릿 PC

<그림 5> 학생들의 책상

학생들의 책상은 버튼으로 이동할 수 있게 하여 팀 활동 시 자신이 원하는 위치로 자유롭게

이동하여 수업에 참여할 수도 있게 하였다. 이 책상 외부에 위치한 화이트보드(white board)는

자유롭게 토론 내용을 정리할 수 있는 용도로 활용되며, 필요시 분리하여 다른 책상으로도 이동,

삽입하여 스크린 형태로 볼 수 있도록 디자인되었다. 또 화이트보드(white board)를 제거하면

책상에 내재 되어있는 태블릿 PC 를 볼 수 있다. 이 태블릿 PC 또한 책상과 분리가 가능하며,

이를 통해 전자교과서를 보거나 수업 후 간단한 평가시험을 볼 수도 있다. 또한 물리와 관련하여

실제로 해보기 어려운 실험 같은 것들을 모의 실험해 보는 것도 가능하다. 학생들의 수업 전반에

가장 많이 사용되는 것이 책상과 이에 부속된 기기들이므로 가장 안전하고 내구성 있게 설계될

것이다.

(2) 모둠별 PC

<그림 6> 모둠별 PC

육각형의 교실 각 벽면에 부착되어 있는 PC 이다. 모둠별 활동을 할 때 교사가 제시하는 문제나

정보를 각 팀에게 좀 더 용이하게 보여줄 수 있다는 장점이 있다. 또한 각 팀원 개인

태블릿 PC 의 내용을 바로 PC 로 전송하여 팀원 모두가 손쉽게 공유할 수도 있다. 물론 터치가

가능하여 학생들이 어렵지 않게 다룰 수 있다. 팀 활동이 많은 “Physicasso" 프로그램에 없어서는

안 될 기기이다.

(3) 전자칠판 & 교사 PC

<그림 7> 교사 자리의 모습

교사의 자리가 위치한 교실 앞쪽에는 전자칠판이 있다. 전자 펜으로 필기도 가능하며 학생들에게

제공할 정보나 영상 자료 등을 빔 프로젝터 없이도 보여줄 수 있다. 터치가 가능하여 물리

개념을 설명할 때 화면에 띄워진 물체를 드래그 하여 좀 더 실감나는 장면을 연출하는 것도

가능하다. 또한 교사의 PC 는 앞서 말한 모둠별 PC 와 연결되어 있어 모둠별 PC 에 정보를 보낼

수 있다. 물론 학생들이 보내는 토론 자료 등도 바로 받아서 볼 수 있다.

(4) 시뮬레이션 빔

<그림 8> 시뮬레이션 빔의 모습

물리 수업을 진행하다 보면 현실에서는 체험하기 힘든 활동을 해야 할 때가 있다. 하지만 직접

그것을 구현해보기도 힘들고 위험성도 높기 때문에 빔 프로젝터를 이용하여 안전하게 구현하는

방법을 고안해 보았다. 빔 프로젝터로 발사된 빔은 직접 체험해 볼 수 있는 시뮬레이션으로

구현된다. 학생들은 시뮬레이션 빔을 통해 자신이 제작한 물건이나 제작할 물건을 4D 로

구현하여 볼 수 있다. 또한 시뮬레이션 빔은 물리에 관련된 물체를 단지 표면만 볼 수 있는 것이

아니라 내부까지 살펴 볼 수 있게 되므로 그 물체에 대한 이해도를 높일 수 있다는 장점을

가지고 있다. 학생들은 이를 통해 4D 게임도 해 볼 수 있다.

2. 소프트웨어(Software)

1) 문제기반학습(Problem Based Learning)

수업은 대부분 학생들이 실생활에서 어떤 물건을 보고 그 물건에 적용된 물리적 원리를 문제

삼아 그 원리를 기반으로 연구하고 적용해보는 문제기반학습(Problem Based Learning)으로

진행된다. 문제에 대한 탐구 학습을 진행할 때, 일방적으로 문제를 던져주고 교사가 해결 과정을

보여주는 데 그치는 기존의 수업방식에서 벗어나, 문제 또는 원리에 대한 설명을 해주지 않고

먼저 학생들 스스로 만져보며 탐구하게 한다. 어떤 원리가 사용되었을지 생각해보며 자기만의

방식으로 해석하고 적용함으로써 창의성을 길러주기를 목표로 한다. 이로써 문제해결 능력을

키울 수 있고, 학생들이 흥미를 갖기 어려운 과학에 흥미를 불러일으켜, 학교 내에서 진행 될

“Physicasso“ 수업 이후에도 혼자 흥미로운 문제를 발견하고 다양한 탐구를 할 수 있도록 한다.

2) 협력학습(Cooperative Learning)

개인별로 진행되는 실습이 아닌, 모둠별로 모여서 실습을 하는 협력적 수업이 진행된다. 어떤

물리적 원리를 적용해 보는 과정을 동료들과 협력하며 진행함으로써 스스로 부족한 부분을 함께

채워나가고 구체적이고 심화적인 사고할 수 있도록 돕는다. 학생이 이해도가 부족할 때 교사가

보완해 주는 것도 중요하지만 동료가 같은 시각에서 도와주는 것도 이해도를 높이는데 도움을 줄

수 있기 때문이다.

<그림 9> 협력학습을 위한 환경

3) 게임

Scratch 프로그램을 통해 만든 게임으로 확인 학습을 진행한다. 배운 주제에 관해 잘

이해하였는지 확인하는 과정으로, <그림 10>의 게임 예시에서는 과학(Science)과 미술(Art)의

융합교육을 위해, 단순히 물리 문제를 물어보고 답하는 것이 아니라 art 적 요소를 삽입하였다.

미술 작품을 감상하며 그 속에서 나타난 과학적 내용(중력, 회전 관성, 탄력성 등)을 공부하고

확인해보는 프로그램으로 제작되었다. 학생들은 이로써 과학(Science)과 더불어 미술(Art)도

놀이처럼 배울 수 있다. 결론적으로 이는 학습 내용에 관한 확인 학습과 흥미 유발에 도움을

주는 것을 목표로 한다.

<그림 10> Scratch 프로그램으로 만든 융합학습을 위한 게임 캡처

3. 휴먼웨어(Humanware)

교사는 “Physicasso” 프로그램에서 학생들의 아이디어와 창의력을 이끌어내는

‘촉진자(Facilitator)’로서 의 역할을 한다. 교사는 학생들과 상호작용하여 일방적인 강의식

정보전달보다는 학생들이 스스로 생각하고 원리를 찾으며 지식을 익혀나갈 수 있는 환경을

조성하도록 힘쓴다. 또한 “Physicasso” 프로그램의 특성상 과학(Science)과 예술(Art)가 융합되어

학생들이 효율적 기능에 맞고 미적으로 아름다운 디자인을 배우는 동시에 과학적 원리들을

실험을 통해 배워나가는 것이기 때문에, 교사는 미술적 전문성과 과학적 전문성을 모두 갖출

것을 필요로 한다. 이는 미래에는 지금의 교육공학과와 같이 융합적 특성을 가진 학과가 많이

생겨날 것으로 예상하여 구상한 바이다.

Ⅲ. 미래 학습 프로그램 설계

1. 전제

현재의 중학교 1 학년 과학 교육 과정이 미래에도 같을 것이라는 보장은 없다. 하지만 과학교육이

시작된 제 1 차 교육과정부터의 교육 내용을 살펴보면 과학 교육의 목표나 교육 방법에만 변화가

있을 뿐, 학년별 과학 교육 내용에는 커다란 변화가 없었기에 현재 시행되고 있는 제 8 차

교육과정을 토대로 중학교 1 학년을 대상으로 하는 미래 물리 교육 프로그램을 개발하였다.

현재 시행되고 있는 제 8 차 교육과정에서 중학교 1 학년 때 배우는 단원 중 물리에 관한 단원은

빛, 힘, 파동 단원이다. 빛 단원에서는 빛의 반사와 굴절, 분산과 합성을 배운다. 힘 단원에서는

탄성력, 마찰력, 자기력, 전기력, 중력, 힘의 측정과 합성을 배운다. 파동 단원에서는 파동과 소리,

파동의 성질을 배운다.

모든 차시는 과학(Science)과 예술(Art)의 융합 교육을 토대로 이루어질 것이다. 또한 그

융합교육과정의 구체적 학습활동은 교사가 정보를 일방적으로 학생에게 주입하는 것이 아니라

다양한 문제를 제시하여 학생들 스스로가 정보를 수집하고 그것을 구조화하면서 깊은 사고가

가능하게 하는 문제기반학습(Problem Based Learning)과 팀원들 간에 정보를 교환하고 자신의

지식을 한 발 더 나아가게 할 수 있는 팀 활동과 같은 동료학습(Peer Learning),

협동학습(Cooperative Learning)에 기초하여 이루어질 것이다.

2. 프로그램 구성

다음은 중학교 1 학년 때 배우는 물리 단원들이다. STEAM 교육이 반영된 "Physicasso"

프로그램의 각 단원별 활동 내용이다.

단원 활동내용

1 단원 :

빛

-빛의 반사와 굴절

개념 정리

생활 속 원리 찾기 (팀 활동, 마지막에 교사에게 논의 한 내용 전송하기)

빛의 반사각도와 굴절각도 맞추기 게임 (책상 밑에 내재된 기기 활용)

빛의 반사와 굴절을 이용한 예쁜 화분 만들기

-빛의 분산과 합성

개념정리

생활 속 원리 찾기 (팀 활동, 마지막에 교사에게 논의 한 내용 전송하기)

책상에 내재되어 있는 태블릿을 통해 빛의 색변화 직접 체험해 보기

(서로 떨어져 있는 빛의 삼원색을 손으로 직접 드래그 하여 색의 변화

알아보기)

-‘빛을 통한 예쁜 화분 만들기’

빛의 분산과 합성 + 반사와 굴절을 같이 적용시킨 체험활동

2 단원 :

여러 가지 힘

여러 가지 힘 1 (탄성력, 마찰력)

개념 정리

생활 속 원리 찾기 (팀 활동, 마지막에 교사에게 논의 한 내용 전송하기)

‘모모에게 지금 필요한 힘은 무엇일까?’ 게임

여러 가지 힘 2 (자기력과 전기력과 중력)

개념 정리

생활 속 원리 찾기 (팀 활동, 마지막에 교사에게 논의 한 내용 전송하기)

무중력 체험

여러 가지 힘 2 (자기력과 전기력과 중력)

개념 정리

생활 속 원리 찾기 (팀 활동, 마지막에 교사에게 논의 한 내용 전송하기)

무중력 체험

힘의 측정과 합성

힘의 효과와 표시, 크기 측정에 대해 배운다.

힘 수업시간에 배운 내용을 토대로 ‘미니 세탁기 만들기’

(자세한 내용은 뒤의 프로그램 구성 참고)

힘 수업시간에 배운 내용을 토대로 ‘미니 세탁기 만들기’ 발표

3 단원 :

파동

파동과 소리

개념 정리

생활 속 원리 찾기 (팀 활동, 마지막에 교사에게 논의 한 내용 전송하기)

‘나만의 간이 스피커 설계하고 만들기’

전자석과 스피커

(힘에서 배웠던 전자기력과 소리의 개념을 잘 고려하여 만들기)

파동의 성질

개념 정리

생활 속 원리 찾기 (팀 활동, 마지막에 교사에게 논의 한 내용 전송하기)

‘나만의 소리 만들기’

3. 프로그램 진행

1) 프로그램 구성

항목 내용

제 목 친환경 미니 세탁기 만들기

대 상

학 년

초 중 고

1 학년

관련단원

과목명 단 원 내용

STEAM

Science Technology Art

미술 실생활에 필요한 디자인, 에코 디자인

과학

물리 [힘과 운동] - 관성, 원심력

물리 [전자기력] - 전동기의 원리

수업 지도의

필요성 및

개관

∙아이디어 상품처럼 수업에 흥미를 불러일으킬 수 있는 요소를 첨가해서 ‘물리’라는

과목에 좀 더 쉽게 접근할 수 있도록 돕는다. 배운 것을 바탕으로 아이들 스스로

자신만의 디자인하게 해봄으로써 창의성과 독창성을 기를 수 있다. 또한 적정기술에

대해 배우면서 ‘사람’을 위한 디자인에 대해 생각하게 하고 이 과정을 통해

인격형성에 도움을 준다.

STEAM

학습목표

∙아이디어 상품 속에서 과학적 원리를 도출해낼 수 있다.

∙적정기술에 대해 이해하고 적정기술이 적용된 미니 세탁기를 디자인할 수 있다.

∙궁극적으로 Science, Technology, Art 가 모두 융합된 작품을 제작할 수 있다.

STEAM 관련

영역

∙Science - Physics

∙Technology – Appropriate Technology

∙Art - Design

교수학습

개요

차시 학습단계 주요학습내용 학습활동 부분 적용 모형

1 차시

흥미유발

생활 속 기발한 아이디어

상품에 대한 소개

창의적 사고

의견교류 및

원리파악

회전 관성에 대해 알아보기 -모둠을 구성하고

어떤 원리가

이용되었는지

토의학습,

수업 전동기의 원리에 대해

알아보기

조원들과 토의

-실제로 사용된

원리에 대해 학습

사고의 확장

배운 것을 토대로 자신만의

아이디어 상품 디자인

원리적용 설계, 디자인

2 차시

연상 앞서 배운 두 원리가

적용된 세탁기 연상하기

세탁기의 원리에

대한 이해

제작 건전지를 동력으로 하는

미니세탁기 제작 모형 제작 제작

3 차시

동기유발

아프리카 빈곤 국가의 수동

세탁기 소개

다른 곳에서의

적용

에코 디자인

사고의 확장 대체 에너지

태양 전지의 원리

연료 전지의 원리

작품제작

대체 에너지를 이용한

친환경 미니 세탁기 만들기

학습한 원리 적용

창의적 디자인

조별활동

교수학습

방법 문제 기반 학습, 탐구학습, 체험학습, 창의적 산출물 제작학습, 협력학습

2) 교수·학습과정(안)

>1 차시

주제 아이디어 상품 속 물리 원리를 이용한 자신만의 아이디어 상품 만들기

목표

아이디어 상품 속에 숨어 있는 물리 원리들에 대해 이해하고 그 원리들을 적용한

자신만의 아이디어 상품을 상상해볼 수 있다.

학습 방법 문제 기반 학습, 탐구학습 학습 공간 교실

학습 자료 Self stirring mug, 증강현실 프로젝터, 전동기 실험 , 디자인 활동지

단계 과정 교수학습활동 STEAM 요소

수업자료

및 유의점

도입

흥미

유발

학습

목표

제시

■ 학습 동기 유발

-

신기한 아이디어 상품을 보여줌으로써 학생들의 흥미를

유발하고 ‘물리’라는 과목에 대해 거부감 없이 좀 더 쉽게

접근할 수 있도록 돕는다.

■ 학습 목표 제시

-전체적인 수업 개요 간략히 설명

■ 수행 평가 기준 제시

Art

&

Science

self-stirring

mug,

활동지

전개

학습

주제

탐색

활동

탐구

활동

■학습 주제 탐색 활동

-학생 스스로 어떤 원리가 사용되었는지 생각하는

과정에서 1 차적인 학습이 이루어질 수 있다.

-앞으로 무엇을 배울 것인지 예상하는 과정에서 학습에

대한 흥미를 유도할 수 있다.

-학습 주제 탐색과 설정에 대한 학습자들의 자발적인

참여를 이끌어 낼 수 있다.

■모둠별 토의활동

-모둠별로 모여 토의하면서 ‘Self stirring mug’에 어떤

Art

&

Science

활동지

PPT

미디어

(사진

및

동영상)

증강현실

프로젝터

전동기

지도상의 유의점:

1.원리에 대한 설명을 해주지 않고 학생들 스스로

만져보며 탐구하게 한다. 어떤 원리가

사용되었을지 생각해보도록 하면서 창의적 사고를

돕는다.

2.정확한 용어를 구사하지 않아도 된다는 것을

인지시켜주고 학생들 스스로 생각하는 바를

정리해서 적어보도록 한다.

원리가 사용되었는지 자유롭게 의견을 공유하는 시간을

갖는다.

■원리에 대한 이해

-‘Self stirring mug’ 컵 속의 액체가 움직이는 이유가

건전지에 의해 돌아가는 모터로 내부의 회전력이 생기기

때문이라는 답을 명확하게 제시해준다. 또한 이런 내부의

회전력이 생기는 이유인 관성과 전동기의 원리에 대해

알아보는 시간을 갖는다.

<＜몇 가지 과학적 원리＞>

실험장치

(자석,

코일,

전선,

건전지)

전동기의 원리 관성의 법칙

버튼을 누르면 전기가

통하면서 전동기가

작동한다. 전동기와

부착되어있는 컵의 내부가

회전한다.

전동기: 전기 에너지를 전자

유도 현상을 이용하여

기계적 에너지인 회전

운동으로 바꾸는 기계 장치,

즉 전기를 이용하여 동력을

만드는 기계. 일반적으로

모터라고 함.

[네이버 지식백과] 전동기 [電動機] (Basic

중학생을 위한 기술·가정 용어사전, 2007.8.10,

(주)신원문화사)

전동기의 원리:

위 그림과 같이 전류가 흐를

때, A-B 도선은 아래쪽으로,

C-D 도선은 위쪽으로 힘을

받아 반시계 방향으로

회전을 하게 된다. 정류자에

의해 전류가 흐르지 않을

정지해있던 컵 속의

내용물이 컵의 내부가 돌자

따라 돌기 시작한다.

(관성, 원심력)

관성: 모든 물체는 자신의

운동 상태를 그대로

유지하려는 성질이 있다.

정지한 물체는 계속 정지해

있으려 하고, 운동하는

물체는 원래의 속력과

방향을 그대로 유지하려는

성질.

회전관성: 회전축을

중심으로 회전하는 물체가

계속해서 회전을 지속하려고

하는 성질.

[네이버 지식백과] 관성 [inertia, 慣性]

(두산백과)

때는 관성에 의해 계속 같은

방향으로 돈다. 전동기의

회전 속력은 자기장이

셀수록, 전류의 세기가

셀수록 빠르고, 회전 방향의

변화는 자석의 극이나,

전류의 흐르는 방향을

바꿔주면 된다.

[네이버 지식백과] 전동기의 원리 (Basic

중학생을 위한 과학 용어사전, 2007.2.7,

(주)신원문화사)

<<추가적인 설명>>

구심력: 물체가 원 궤도를 따라 운동할 수 있게 중심

쪽으로 당겨 주는 힘을 말한다.

원심력: 구심력과 반대되는 힘으로 원 운동하는 물체가

중심 밖으로 나가려는 힘. 그러나 실제로 원심력이란

어떤 힘이 존재하는 것이 아니라 관성에 의한 효과의

일종일 뿐이다.

[네이버 지식백과] 원심력 (Basic 중학생이 알아야 할 사회· 과학상식, 2007.2.20, (주)신원문화사)

적용

디자인

설계

■문제 기반 학습

-앞서 배운 두 가지 원리를 이용해서 학생들에게 ‘나라면

어떤 상품을 만들 수 있을까?’ 생각해보게 하는 질문을

Art

&

Science

던진다.

■사고의 확장

-자유로운 사고가 가능한 시간이다. 앞에서 배운 두 가지

원리를 이용하여 자신만의 창의적인 아이디어 상품을

개발해보도록 한다. 이 과정을 통해 앞서 배운 원리에

대해 충분한 이해를 할 수 있고 그 지식을 스스로 구조화

시키고 응용함으로써 창의성을 기를 수 있게 된다.

>2 차시

주제 세탁기 작동원리 이해하기

목표

‘Self stirring mug’를 통해 비슷한 원리가 이용된 세탁기를 연상할 수 있고 그

작동원리를 파악할 수 있다.

학습 방법 관찰, 체험학습 학습 공간 교실

학습 자료 증강 현실 프로젝터, 사발 2 개, 방수 전동기, 건전지, 전선, 스위치

단계 과정 교수학습활동 STEAM 요소

수업자료

및 유의점

도입

연상

관찰

학습

목표

제시

■ 연상

-지난 시간에 배웠던 전동기의 원리와 관성의 법칙을

증강현실, 3D 를 통해 가시적으로 보여주며 상기시켜준다.

-두 가지 원리로부터 세탁기를 연상할 수 있도록 돕는다.

Art

&

Science

PPT

미디어

(사진

및

동영상)

증강현실

지도상의 유의점:

1.형식은 자유롭다. 아이디어 상품이 되어도 좋고

장난감이 되어도 좋고 무엇이 되든 상관없다.

단지 앞서 배운 두 가지 원리가 모두 포함되게

디자인 하면 된다.

■ 관찰

-증강현실을 통해 세탁기 내부를 3D 로 관찰한다. 세탁기

속 모터가 돌고 그 힘에 의해 내부에 회전력이 생기는

과정을 시뮬레이션으로 보여주면서 이론을 시각화시킨다.

■ 적용

-선풍기의 모터를 재활용하여 세탁기를 만드는 법을

소개하여 학생들의 흥미를 유도한다. 이렇게 할 때의

한계점 또한 꼭 언급해준다.

한계점 : 선풍기의 모터는 화재 위험성이 있다.

■ 실험 예시

-미니 세탁기를 만들기에 앞서 예시를 들어 제작과정을

프로젝터 지도상의 유의점:

1.지난 시간 학습자들이 고안해낸 아이디어에

대해 학급학생들과 공유하는 시간을 갖는다.

2.계속되는 질문을 통해 사고를 확장시키고

학습자들의 창의적인 대답을 이끌어낸다.

3.학습자들이 스스로 세탁기를 생각해낼 수 있게

유도한다.

4. 마지막으로 ‘self stirring mug'에 작은 천을

넣고 돌리는 것을 보여주며 세탁기를 연상할 수

있게 한다.

간략히 설명한다.

전개 제작

■ 모둠별로 미니세탁기 만들기

-건전지를 동력으로 하는 미니세탁기 제작

신성사인언스 몰

지도상의 유의점:

1. 전동기위에 올릴 그릇의 모양은 팀 스스로

결정할 수 있게 한다. 무엇이든 상관없다. 이

과정을 통해 어떻게 해야 가장 효율적인 세탁기를

디자인할 수 있을지 학생들 스스로 알게 된다.

모두 작동이 되는지 확인하고 다음 차시로

넘어간다.

>3 차시

주제 친환경 미니 세탁기 만들기

목표

적정기술에 대해 이해하고 다양한 디자인의 친환경 미니 세탁기를 제작할 수

있다.

학습 방법

문제 기반 학습, 체험학습,

창의적 산출물 제작학습,

협력학습

학습 공간 교실

학습 자료

PPT 미디어 (사진 및 동영상), 태양전지판 키트, 연료전지 키트, 미니 세탁기 제작

관련 소도구

단계 과정 교수학습활동 STEAM 요소

수업자료

및 유의점

도입

학습

목표에

대한

이해

적정

기술에

대한

이해

대체

에너지

원리에

대한

이해

■동기유발

-아프리카 빈곤 국가의 수동 세탁기 소개

Art

&

Technology

&

Science

Art

&

Technology

&

Science

PPT

미디어

(사진 및

동영상)

PPT

미디어

(사진 및

동영상)

PPT

미디어

(사진 및

동영상)

대체

에너지

원리에

대한

이해

대체

에너지

장단점

파악

-전기가 부족한 빈곤 국가에서 페달을 밟아 회전력을

만들어 전기 없이 세탁뿐만 아니라 탈수까지 할 수 있는

에코디자인이 있다는 것을 알려준다.

(같은 원리가 적용된 사례)

<< 수동세탁기에 대한 부가적인 설명>>

수동 세탁기의 장점은 전기가 없어도 세탁이 가능하다는

점이다. 현지 사정을 고려하여 제품을 만들기 위한 모든

부품은 어디서나 구 할 수 있는 소재를 활용했다. 동그란

양동이와 끈, 그리고 오래된 워터 파이프, 네오프렌 고무가

전부이다. 이는 모두 현지에서 20 달러 미만에 구하거나

재활용을 통해 조달할 수 있는 소재들이다. 모든

부속품들은 위에서 언급한 5 갤런(gallon) 양동이 안에

들어갈 수 있도록 고안되어 이동 시 편의 또한 고려하였다.

이렇게 탄생한 수동 세탁기 Up-stream, 따로 전기가 필요

없으며 사용자가 그저 양동이 안에 옷과 약간의 물과

세제를 넣고 양동이에 연결 된 끈을 자전거를 운행하듯이

밟으면 회전에 의해 세탁이 가능하다. 탈수도 이와 같은

원리로 가능하다. 마지막에는 끈을 풀어 잡아당기면 빠른

회전으로 탈수 효과는 배가 된다.

■사람을 위한 디자인

-이전 단계에서 조금 확장된 사고를 유도하여 빈곤 국가의

노동력을 줄이기 위한 방법에 대해 생각해보게 한다.

-수동세탁기가 빈곤 국가의 노동력을 줄이기 위한 혁신적인

디자인이긴 하지만 그들에게 좀 더 나은, 좀 더 편한

생활을 가능하게 하기 위한 대안으로 무엇이 있으면

좋을지 생각해보게 한다.

-수업 예시로써 태양전기판과 연료전지를 통해 전기를

생산하는 것도 그들의 노동력을 줄일 수 있는 좋은 친환경

대체에너지가 될 수 있다는 점을 가르친다.

-태양전기판과 연료전지를 통해 전기를 생산하는 원리를

설명한다.

<<대체에너지>>

- 태양전지의 원리:

지도상의 유의점:

1. 교과과정이 아니므로 사진이나 영상을 통하여

최대한 쉽고 간략하게 설명해준다.

지도상의 유의점:

1. 보다 더 창의적인 대안이 나올 수 있다는

가능성을 열어둔다. 학생들에게서 또 다른 좋은

대안이 제시된다면 적극적으로 수용하고 그

의견을 발전시켜준다.

- 연료전지의 원리:

-대체에너지의 장단점을 각각 설명해주고 미니세탁기에 쓸

동력을 직접 고르게 한다.

▸태양전지의 장단점:

태양 에너지를 전기 에너지로 변환할 목적으로 제작된

광전지로, 태양으로부터 생성된 빛에너지를 전기 에너지로

바꾸는 반도체 소자이다. 태양 전지에 빛을 비추면

빛에너지(광자)에 의하여 전자와 정공이 생긴다. p 형

반도체에서 빛(광자)에 의하여 생성된 전자와 정공으로

인하여 형성된 밀도차는 전자의 경우에 더욱 급격한

변화를 겪고, n 형 반도체에서는 이와 반대되는 현상이 생길

것이다. 이러한 밀도차에 의하여 전류가 흐른다.

태양 전지는 액체가 없고 부식성 화학 물질이 사용되지

않으며, 햇빛만 있으면 무한히 전기를 생산할 수 있는

장점이 있지만 아직 효율이 낮고 큰 집열 면적이 필요하며,

재료비가 비싸다는 단점이 있다.

태양광 시설로 초기 설치비용은 결코 저렴하지는 않다고

한다. 그러나 한번 설치한 뒤에는 지속적으로 활용할 수

있고 무엇보다 전력 시설이 없는 지역에서 활용하기에

경제적이다.

▸연료전지의 장단점:

최근 들어 미래의 에너지 문제와 공해 문제를 한꺼번에

해결할 수 있는 대안으로 연료 전지를 꼽고 있다. 연료

전지의 기본 원리는 전기를 이용해 물을 수소와 산소로

분해하는 것을 역이용하여 수소와 산소에서 전기 에너지를

얻는 것이다. 연료 전지는 중간에 발전기와 같은 장치를

사용하지 않고, 수소와 산소의 반응에 의해 전기를 직접

생산하기 때문에 발전 효율이 매우 높다.

발전 장치의 규모가 크지 않아도 되기 때문에 소규모로

여러 곳에 설치해서 송전 비용도 줄일 수 있다. 뿐만

아니라 사용 원료가 고갈될 염려도 없고, 전기를 생산한 후

발생하는 물질이 물뿐이므로 공해도 전혀 일으키지 않는다.

이렇게 장점이 많기 때문에 연료 전지는 초기에 자동차나

인공위성 등 이동용 장치의 독립 전원으로 개발되기

시작하였으며, 최근에는 대체 에너지원으로 사용하기 위한

대형 시스템이 개발되고 있다. 아직도 연료 전지가

실용화되려면 해결해야 할 문제점이 많지만, 미래의 에너지

문제를 해결하고 에너지 생산에 뒤따르는 환경 문제를

일으키지 않는다는 점이 연료 전지의 미래를 밝게 하고

있다.

전개

디자인

설계

제작

■작품제작

-배운 것을 바탕으로 모두 종합하여 조별로 한 가지

산출물을 제작하게 한다.

-학습한 원리를 적용하여 친환경 미니 세탁기를 디자인하고

제작하게 함으로써 창의성을 기를 수 있다.

-협력활동을 통해 협동심을 키울 수 있다.

<<제작순서>>

1. 모둠으로 모여 태양전지판 키트와 연료전지 키트 중

하나를 선택하여 각 조의 특색에 맞게 미니세탁기를

디자인

도안을 그리기.

-태양전지판 키트-

디자인

용지

태양전지판

키트.

연료전지

키트

소도구

(조 마다

원하는

재료를

사용할 수

있다.)

-연료전지 키트-

2. 보다 더 효율적이고 시각적으로 아름다운 세탁기

디자인.

3. 태양전기 키트나 연료전지 키트를 이용하여 전력장치를

만들도록 하고 그것을 앞서 만들었던 세탁기의 모터에

연결하여 친환경 미니 세탁기를 완성.

※ 활동지 뒤에 첨부.

정리

감상

평가

■ 작품 발표

- 각 모둠별로 제작한 작품을 발표한다.

- 왜 이런 디자인을 선택했는지 이유를 반드시 언급하도록

한다.

예시 1)

예시 2)

예시 3)

제작된

산출물

■ 상호 평가

-자신이 속한 조를 제외하고 가장 참신하고 미적으로

아름답게 미니 세탁기를 제작한 조에 투표하도록 한다.

-결과에 따라 적절한 보상을 제공한다.

3) 활동지

자동으로 저어주는 컵을 이리저리 잘 살펴보았나요? 그럼 다음 질문에 대답해봅시다.

1. 자동으로 저어주는 컵 속에 사용된 원리는 무엇일까요?

1. (정답이 아니어도 좋으니 자유롭게 생각해봅시다.

2. ( )원리와 ( )원리를 이용해서 나라면 어떤 아이디어 상품을 만들 수 있을지 생각해보고

아래의 공간에 그려주세요.

학습지 1 차시 Self stirring cup 속의 원리를 찾아서! ( )학년 ( )반 이름( )

1. 우리 조는 [ 태양전지판 / 연료전지 ] 키트를 이용해서 미니 세탁기를 만들고 싶다.

2. 그 이유는?

3. 우리 조가 만들 미니 세탁기 도안 그리기

4. 우리조가 이런 디자인을 선택한 이유?

학습지 3 차시 우리만의 미니 세탁기 ( )학년 ( )반 ( )모둠 이름( )

4) 참고자료 및 추가설명자료

출처

☑ Up-stream 이 개발한 수동세탁기

(Provisional Patent with Philadelphia University No. 61/620,197)

> 홈페이지 주소 : http://eliotcoven.wix.com/dev-world-laundry#!how_it_works/cehp

> 간접 인용 : http://navercast.naver.com/contents.nhn?rid=192&contents_id=33678

☑ 적정기술 ( Appropriate Technology)

적정기술은 큰 자본이 필요하지 않고 간단한 기술을 이용하는 것으로, 편리하고 화려한 신기술을

사용할 형편이 되지 않는 빈곤국가의 사람들을 위해 연구된다. 우리나라에는 2006 년 5 월 경남

산청군에 대안기술센터가 건립돼 적정기술을 연구하고 있다. 적정기술의 대표적인 예인 자전거

차체와 드럼통을 결합한 자전거 세탁기는 저개발국가 여성이나 아이들이 빨래하는 데 들이는

수고를 줄여주고 있다.

출처 : [네이버 지식백과] 적정기술 [適正技術, appropriate technology] (시사상식사전, 박문각)

☑ 물이 적게 드는 세탁기

세탁기는 펄세이터식, 아지테이터식, 드럼식 이외에도 기계적 충격으로 진동판을 진동시키는

진동식 세탁기, 전기적으로 진동자를 발진시키는 초음파세탁기, 고압펌프를 이용한 수압식 세탁기

등이 있으며, 세탁소에서 사용되는 드라이클리닝용 세탁기가 있다. 드라이클리닝용 세탁기는

보통의 세탁기와는 달리 물을 사용하지 않고 드라이클리닝용으로 만들어진 석유계 용제나

과클로로에틸렌 등을 이용하여 세척을 하므로 건식세탁기로 구분된다. 물세탁 시 의복의 형태가

손상 및 변형되기 쉬운 모직물이나 견직물 제품에 주로 이용된다.

세탁소에서 사용하는 드라이클리닝용 세탁기 이외에 물이 매우 적게 드는 세탁기는 없을까? 이

세탁기가 바로 스팀세탁기이다. 고농도의 세제수와 98℃ 고온의 스팀(수증기)을 분사해 세제수로

세탁물을 적시고 스팀으로 때를 불려 깨끗이 세탁할 수 있다. 즉 스팀과 열풍만으로 구김과

냄새를 제거할 수 있다. 이 세탁 방식은 스팀을 이용해 세탁력이 향상될 뿐만 아니라 물과

전기가 많이 절약된다고 한다. 세탁을 물로만 하는 것이 아니라 스팀으로도 할 수 있어 물 절약,

전기절약 등 에너지 절약에 큰 역할을 할 수 있다.

또한, 최근에는 무세제 세탁기가 등장하고 있다. 무세제 세탁기의 원리는 물을 전기분해하여 물의

성질을 변화시킨다. 물에 전해질 탄산나트륨을 넣으면 물이 전기분해되어 물보다 작은 이온들이

생성되어 이 이온들이 오염물질을 분해하거나 살균하여 세탁이 된다. 세제를 사용하지 않아

환경보호에 안성맞춤이다.

참고문헌 : 김형자, [과학에 둘러싸인 하루],(살림출판사, 2008), 일본화학회, [일상생활에서 과학을 보다],(한티미디어, 2009)

☑ 태양전지, 수소연료 키트

http://www.happyschool.biz/shop/main/index.php

☑ Self stirring mug 사진 및 후기

http://blog.naver.com/88smc?Redirect=Log&logNo=50181824046

5) 평가

(1) 채점시 주의점

구조와 기능 영역에서는 학생들의 이해능력 등을 평가하고, 시연 및 시각화 영역에서 완성도와

이해도를 바탕으로 실제 적용능력과 시각화, 시연 능력 등을 평가한다. 디자인의 평가 영역에서

주의해야 할 점은 교사는 단순히 상중하의 평정으로 예술적 감성을 평가해서는 안 된다는 점이다.

이는 학생들의 미적 공감도와 이해도를 이해하는 자료로서 활용하여, 예술적 감성을 높일 수

있는 방향으로의 수업을 계획해야 한다. 또한 협력 및 참여도에서는 학생 본인이 배운 바를

바탕으로 적극적으로 참여할 줄 아는 적극성, 의견 전달 능력과 타인과 협력하여 수행할 줄 아는

협력심, 단합심 등을 평가한다.

[김성원(2012), STEAM 교육의 이론과 실제] 참고

(2) 평가 지표

평가영역 평가기준

평정

우수 보통 미흡

5 4 3 2 1 0

구조와 기능

1. 아이디어 상품(Self stirring mug)을 관찰하고,

이것이 어떤 원리로 작동하는지 이해하였는가?

2. 세탁기의 내부를 관찰하고, 그 구조와 기능을

이해하였는가?

3. 아이디어 상품과 세탁기에 동일하게 적용되는

원리가 무엇인지 말할 수 있는가?

4. 각 구조의 어느 부분에서 회전관성과 전동기의

원리가 적용되는지 설명할 수 있는가?

5. 이와 비슷한 원리로 작동하는 다른 물품의

예시를 들 수 있는가?

6. 미니 세탁기 제작 시 전기 대신 태양 전지판을

이용했을 때의 장단점을 이해하고, 그 원리를

설명할 수 있는가?

시연 및

시각화

7. 배운 원리를 바탕으로 미니 세탁기 제작을

완성하였는가?

8. 제작 시 주의해야 할 점과 한계점을 알고

진행하였는가?

9. 완성된 미니 세탁기가 제대로 작동하였는가?

10. 미니 세탁기의 각 요소들이 어떤 기능을 하는지

설명할 수 있는가?

디자인

11. 자신만의 생각으로 미니 세탁기의 형태와

디자인을 완성하였는가?

12. 미니 세탁기의 형태가 세탁기로서의 기능을

효율적으로 할 수 있도록 디자인 되었는가?

13. 완성된 디자인은 시각적으로 아름답게

제작되었는가?

14. 기능뿐만 아니라 디자인도 기기에 중요한

역할을 한다는 것을 이해하였는가?

15. 어떤 디자인이 세탁기로서의 기능에 적합한지

이해하고 설명할 수 있는가?

협력 및

참여도

16. 조원으로서 제작에 적극적으로 참여하였는가?

17. 조원들이 모두 협력하여 제작을 완성하였는가?

18. 조원들 모두 미니 세탁기의 원리를 알고 이를

바탕으로 제작하였는가?

19. 제작 과정에서 다른 조원의 의견을 수용하고,

자신의 의견을 자신 있게 전달할 수 있었는가?

20. 팀별 토론 및 제작 과정은 효과적인 실습에

도움이 되었는가?

Ⅴ. 결론

본 프로그램은 미래의 교육 환경을 최대한 활용하여 중학교 1 학년 학생들을 대상으로 한

융합교육인 STEAM 을 반영한 프로그램이다. 현재에도 이용되고 있는 기기들과 미래에 개발

예상되는 기기들을 활용한 수업진행은 분명 본 프로그램 진행에도 많은 도움이 되고 그 기기의

활용이 빛을 보게 해주는 우리 프로그램의 기초인 STEAM 또한 우리 프로그램의 핵심이다.

STEAM 교육을 통한 다양한 활동은 학생들의 흥미를 끌기에 충분하다. 단순한 주입식 교육이

아니라 직접 참여해보고 그것을 다른 분야에도 이용해 보는 점은 학생들의 창의성을 높인다.

또한 학문 간의 경계가 투명해질 미래사회에서 꼭 필요한 복합적인 사고를 증진시켜주는 데도

매우 뛰어난 기능을 할 것이라고 기대한다.

“Physicasso"는 교사가 주도하는 수업이 아니라 학생들이 자기 스스로 생각하고 의견을 공유하여

더 큰 문제를 해결해보는 자기주도적 학습이 주를 이루고 있다. STEAM 교육이 융합적 사고를

통한 자발적 수업을 만들어야 한다고 주장하는 데 그 기초가 있다고 할 수 있다. 단순히 이

프로그램을 통해 물리를 재미있게 학습하는 것뿐만 아니라 자기 스스로 융합적이고 깊은 사고를

함으로써 학습에서의 자기주도성을 찾는 것 또한 본 프로그램에서 기대해 볼만 한 요소 중

하나인 것 같다.

정부가 22001111 년년부부터터 실실행행에에 들들어어간간 융융합합인인재재교교육육((SSTTEEAAMM)) 활활성성화화 사사업업은은 짧짧은은 기기간간에에도도 불불구구하하고고

학학계계뿐뿐만만 아아니니라라 사사회회 여여러러 분분야야에에서서 융융합합인인재재교교육육((SSTTEEAAMM)) 및및 융융합합형형 인인재재에에 대대한한 관관심심과과 심심도도

있있는는 논논의의를를 이이끌끌어어냈냈다다.. 융융합합인인재재교교육육((SSTTEEAAMM))의의 성성격격 규규정정과과 실실제제 운운영영 방방안안은은 22001111 년년

시시범범운운영영 결결과과 다다양양한한 방방식식으으로로 도도출출되되었었다다.. 융융합합인인재재교교육육 인인프프라라 구구축축 사사업업이이 진진행행된된다다면면 학학교교

내내에에서서 융융합합인인재재교교육육은은 본본격격적적으으로로 확확산산되되고고 과과학학기기술술분분야야의의 미미래래형형 융융합합인인재재 양양성성이이라라는는 본본래래의의

취취지지에에 적적합합한한 성성과과를를 거거두두리리라라 기기대대되되고고 있있다다.. 그그렇렇기기 때때문문에에 우우리리의의 ““PPhhyyssiiccaassssoo"" 프프로로그그램램은은

머머지지않않아아 실실현현화화가가 가가능능해해지지고고 있있다다는는 것것이이다다.. 정정부부의의 융융합합인인재재 육육성성의의 노노력력과과 우우리리 프프로로그그램램이이

맞맞물물려려 멀멀지지 않않은은 미미래래에에 학학교교 교교육육현현장장에에서서 시시행행되되는는 것것을을 기기대대해해 본본다다..

참 고 문 헌

김석중, 2013, 미래사회 준비를 위한 중학교의 STEAM 교육, 『물리학과 첨단기술』, p.4

엄정심, 2011, 체계적인 진로지도를 통한 이공계 차별(선입견) 해결방안 모색, 학위논문(석사),

고려대학교 교육대학원 : 화학교육전공

곽영순 외 3 인, 2006, “초, 중등 학생들의 과학 흥미도 조사”,『한국지구과학회지』v.27 no.3,

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박지영, 2010, 중등 교육과정에서 이공계 기피현상과 가능한 개선방향, 학위논문(석사),

고려대학교 교육대학원 : 화학교육전공

조향숙 외 2 명, 2012, 현장 적용 사례를 통한 융합인재교육(STEAM)의 이해, 한국창의재단, p5-6

강지혜, 2013, 과학과 예술을 기반으로 한 융합인재교육(STEAM)프로그램 개발 및 적용,

학위논문(석사), 경인교육대학교 교육대학원 : 초등과학교육전공

김성원, 2012, STEAM 교육의 이론과 실제