핵심 개념

- 2015 개정 교육과정에 새롭게 적용되는 과학탐구실험 과목과 통합과학에서 방탈출 융합수업 모델을 개발한다.

- 과학탐구실험 및 통합과학 수업 시간을 이용하여 문제기반형 학습 모델인 방탈출 수업에 대한 개념 설명 후에 과학 장치를 제작하는 실험 수업을 실시한다.

- 수학 관련 문제 제작과 장치 제작은 수학 시간을 이용한다.

- 방탈출에 쓰이는 스토리에 대한 작성과 검토는 국어 시간을 이용한다.

성취 기준

[10과탐02-03]과학 원리를 활용한 놀이 체험을 통해 과학의 즐거움을 느낄 수 있다.

수업 목적

  - 과학 수업 시간에 문제기반형 게임 학습(이하 방탈출)의 장치를 개발하고, 수학 시간에 수학 관련 문제를 만들고, 국어 시간에 스토리를 작성한다.

- 수학과 과학에 흥미가 없는 학생들도 방탈출을 하면서 흥미를 가질 수 있고, 장치를 직접 만들면서 공학적 창의성을 나타낼 수 있다.

- 방탈출 수업 플랫폼을 사용하면 과목 간 융합 수업을 쉽게 개발할 수 있다.

수업 방향

- 학생이 주도적으로 교과융합 방탈출의 장치 및 스토리를 만들면서, 학생들 모두가 참여할 수 있는 새로운 융합 STEAM 수업 포맷을 개발한다.

- 개발한 방탈출 수업 포맷을 다른 과학교사에게 전파하는 것을 목적으로 한다.

차시

주요내용

1~2

/20

주제(단원)명

우주 구성 원소

상황 제시 : 우주에서 방출되는 빛을 통해 서로 다른 원소를 분간 할 수 있고, 이를 통해 문제를 제작할 수 있음을 제시한다.

창의적 설계 : 자외선, 적외선 등의 장치와 스펙트럼사이의 차이를 가지고 문제를 개발한다.

감성적 체험 : 다른 조에서 개발한 문제를 서로 풀어보고 관련 스토리를 작성한다.

3~4

/20

주제(단원)명

화합물의 성질

상황 제시 : 화합물이 물에 녹았을 때 전류가 잘 통하는 경우와 잘 통하지 않는 경우에 대해 예상하게 하고 원리에 대해 설명한 후에 문제를 제작한다.

창의적 설계 : 설탕물과 소금물의 전기전도도 차이를 이용하여 문제를 만든다.

감성적 체험 : 다른 조에서 개발한 문제를 서로 풀어보고 관련 스토리를 작성한다.

5~10

/20

주제(단원)명

신소재 개발

상황 제시 : 트랜지스터, 액정의 성질에 대한 원리를 설명하고 이를 가지고 문제를 만들 수 있음을 제시한다.

창의적 설계 : 트랜지스터의 스위치 작용을 이용하여 문제를 제작한다. 액정의 색반전 효과와 편광판이 없을 때 하얀색으로 보이다가 편광판을 앞에 놓아야만 제대로 된 색이 보이는 원리를 이용하여 문제를 제작한다.

감성적 체험 : 다른 조에서 개발한 문제를 서로 풀어보고 관련 스토리를 작성한다.

11~12

/20

주제(단원)명

전력송전

상황 제시 : 전자기 유도와 전기회로를 통해 전력송전을 하는 모델을 설명한다.

창의적 설계 : 자전거 바퀴를 돌려서 발전을 하는 장치를 만들고 문제를 제작한다.

감성적 체험 : 다른 조에서 개발한 문제를 서로 풀어보고 관련 스토리를 작성한다.

14~20

/20

주제(단원)명

실생활에서의 과학

상황 제시 : 다양한 실생활에서의 과학 원리를 제시한다.

창의적 설계 : 렌즈, 거울, 3D 프린터 등을 이용한 문제를 개발하고, 1년간 작성했던 장치들을 종합하여 하나의 문제기반학습 방탈출을 조별로 완성한다.

감성적 체험 : 과학실에 완성된 방탈출을 전시하고 방과후에 시간을 예약하여 다른 조에서 만든 방탈출들을 체험한다.

중심과목

과학탐구실험

학교급/학년(군)

고등학교/1학년

중심과목 성취기준 영역

과학탐구실험 (2)생활속의 과학 탐구

중심과목 성취기준

[10과탐02-03]과학 원리를 활용한 놀이 체험을 통해 과학의 즐거움을 느낄 수 있다.

주제(단원)명

과학 원리를 활용한 놀이 체험하기

차시

17~18/20

학습목표

※ 빛의 반사와 굴절을 이용한 방탈출 놀이 장치의 제작을 한 개 이상 하고 원리에 대한 설명을 할 수 있다.

※ 실생활에서 쓰이는 거울과 렌즈의 초점거리와 상의 변화를 구할 수 있다.

연계과목

수학

연계과목 성취기준 영역

[[고등학교 1학년]수학 Ⅲ. 도형의 방정식

STEAM 요소

S

렌즈와 거울에서 빛의 반사와 굴절

T

렌즈와 거울의 실생활 응용

E

볼록렌즈를 이용한 방탈출 문젲 제작

A

문제와 결합된 스토리 만들기

M

반사의 법칙과 1차 방정식

개발 의도

거울과 렌즈의 상을 찾고 실생활에서 쓰이는 물건에 직접 적용해본다. 방탈출 문제 제작을 통해 흥미를 높일 수 있고, 수학에서의 수업과 내용을 맞춰서 융합이 쉽다. 장치 제작을 하는 과정에서 공학기술적 경험을 할 수 있고, 문제의 스토리를 만드는 과정에서 예술적 체험이 가능하다.

1. 반사의 법칙의 내용을 익히고, 거울에서 좌우대칭이 아니라 Z축 대칭이 일어남을 이해한다. 글자를 써서 거울 앞에 서보면서 화살표의 방향을 확인한다. 수학에서 1차방정식을 도입하여 설명하고, 축에서의 대칭을 연계한다.

  2. 거울의 앞뒤 대칭에 대한 이해를 돕기 위해 3D 프린터로 뽑은 착시 구조물을 관찰하고 거울의 반사에 대한 원리를 익힌다.

3. 볼록렌즈와 오목렌즈, 볼록거울과 오목거울에 대한 상과 초점거리에 대한 원리를 익힌다. 실생활에서 쓰이는 예시에 대해 체험하고 원리를 분석한다.

4. 볼록렌즈를 이용한 방향 문제를 만들고, 스토리를 작성하여 융합한다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상황 제시

거울과 렌즈의 반사와 굴절의 과학적 원리 익히기

창의적 설계

창의적 설계

조별로 만든 문제를 풀어보고 스토리와 융합하기

감성적 체험

실제 제품들에 적용된 원리를 분석하고 새로운 문제를 제작하기

감성적 체험

 브레드보드, 9v 건전지, 건전지 케이스, 적외선 LED 7개, 부품박스, 점퍼, 숫자자물쇠

브레드보드를 이용하여 다음의 순서로 전기회로를 구성하고 카메라로 촬영해보세요.

1. 눈으로는 보이지 않는 이유는 무엇일까?

2. 적외선 LED를 한 개만 쓰면 혹은 8개 이상을 쓰면 어떻게 될까?

자외선 펜을 이용한 실험 수업 사진

편광판을 이용한 실험 수업 사진

거울의 반사를 이용한 실험 수업 사진

편광판을 이용한 실험 수업 사진

연번

차시

(중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역

1

1~5/10

[10수학05-01]

합의 법칙과 곱의 법칙을 이해하고, 이를 이용하여 경우의 수를 구할 수 있다.

[고등학교 1학년] 국어 (3) 쓰기

2

6~8/10

[10수학02-03]

직선의 방정식을 구할 수 있다.

[고등학교 1학년] 과탐실 (3)첨단과학

3

9~10/10

[10수학02-09]

원점, x측, y측, 직선 y=x에 대한 대칭이동의 의미를 이해한다.

[고등학교 1학년] 과탐실 (3)첨단과학