Convergence Science Education Association

사단법인 융합과학교육협회

		2003 MBL네트워킹탐구대회	2013 대한민국과학창의축전
		2012 수학과학융합MBL자유탐구	2013 STEAM 창작경진대회
			2013 SPL 프로젝트

		과학융합탐구실험교육

융합인재교육의 배경은 2009개정교육과정(2011.8.9교육과학기술부 고시 제2011-361호)의 총론 적용(2011) 및 교과별 적용(고등학교-2012, 초/중-2014)에 따른 교과별 융합인재교육(STEAM)에서 필요한 “융합형”과학실험의 필요성이 제기된 것에 기초합니다. 교육부 스마트교육추진전략*에 따른 (자기주도적Self-directed, 학습흥미Motivated, 수준과 적성Adaptive, 풍부한 자료Resource free, 정보기술활용Technology embedded) STEAM 융합형 과학실험교육의 교수학습 유형을 다음과 같이 살펴 봅니다.

ICT활용 교육 현황 ● 소프트웨어의 경쟁력 강화: 모바일 네트워킹 생태계의 등장으로 촉발된 소프트웨어 중심 미래 ICT산업의 경쟁과 위협에 대응 상황. ● 융합형 과학교육의 도입(2009개정교육과정): 오픈소스하드웨어(open source hardware) 및 정보통신기술(ICT)의 융·복합을 통한 새로운 미래창조 패러다임과 이를 위한 융합인재교육(STEAM)을 권장. ICT 기반 교육용 오픈하드웨어 및 소프트웨어의 중요성 부각. ● 미래의 창의인재육성을 위한 ICT 활용 과학교육의 도입: 사회과학적 접근의 측면에서, 첨단 ICT 활용 기기와 교육문화콘텐츠를 사용하는 디지털 문명 시대 시민의 과학적 소양 함양의 일환으로 개인 휴대용 모바일기기 활용을 통한 학교 안, 밖의 실제적인 과학탐구 수행. STEAM과학탐구실험교육의 교수학습 유형 ● 융합형 과학수업에서, POEa(접속!과학탐구실험교재, 서울대학교, 한국과학창의재단, 2007)를 따른 MBL실험(2007-2008개정교육과정, 교육과학기술부)을 도입. ● 수준별 맞춤형교육을 적용한 형식적 과학교육 또는 비형식적 학교밖과학교육의 “자유탐구”수행 과정에서 과학체험과 전통실험을 병행한 MBL실험 진행, STEAM형 교육 실시 (자유탐구를 학습지도계획에서 제시, 2007-2009개정교육과정) ● CRM(Creative Activities Resources Map & Materials), MBL을 적용한 학생용 활동지와 교사용 지도자료로 구성하며, MBL은 POEa/POEe와 ILD(Interactive Lecture Demonstration)의 교수학습형태를 적용. STEAM애플리케이션의 유용성 ● 학생 개인의 탐구 활동이 중시되는 창의적 체험 활동을 위해서는 1인 또는 2-3인 1조 형태의 개인형 실험기기가 유용하며, GGI(Gently-Guided Inquiry) 를 STEAM교육에 적용. ● 자기주도적 심화탐구를 할 수 있는 자유탐구의 도입(2007교육과정) 및, 인문, 자연계열을 구분하지 않고 모든 학생에게 수준 높은 창의-인성교육을 시행(2009개정교육과정)에 따른, 수학, 과학, 기술, 예술 등의 융합형 애플리케이션 프로그램의 제공. ● 주5일제 수업의 전면적 시행에 따른 비형식적 학교밖과학교육의(예: 과학캠프, 과학문화탐방, 과학전시관체험, 과학관자유탐구활동, 과학실험대회 등) 중요성이 대두됨에 따라, 휴대이동할 수 있는 소형화된 개인형 실험기기의 필요성 강조. ● 개방형, 공개형 플랫폼 기반의 스마트교육 추진전략을 기반으로 하는, CCL(Creative Commons License) 및 OSW(Open Source Ware) 등을 기본으로 제공. ● 스마트러닝의 표준화된 개방형 플랫폼에서 수용하는 필요한 자료 제공 및 교육부 주도의 Cloud Center (Open Marketplace)에 탑재 가능한 형태. ● STEAM에서 제시한 과학, 기술, 공학, 예술, 수학을 통섭하는 교사용 자료, 학생용 활동과 이에 따른 실험기기와 융합기술형 센서 및 애플리케이션 프로그램을 활용. STEAM과학탐구실험 주제(예)

자유탐구 "그래프야놀자!" 수학과학융합탐구 프로그램 -국립과천과학관 자유탐구학습프로그램의 기초, 심화(주제탐구, 확장탐구) 과정을 연계한 MBL과학탐구활동 (2012, MBL연구회) ● 자료변환 및 해석 관련 탐구기능 익히기, 그래프와 친해지기, MBL실험과 친해지기, 다양한 센서와 엑셀을 통하여 그래프 해석 능력 키우기, 온도센서를 활용하여 MBL실험방법 익히기, 과학관 전시장을 탐방하면서 전시물 속의 그래프를 찾아보기, 전시물의 과학원리를 MBL실험으로 탐구하기, 실험결과 발표 및 토론하기 등. ● 융합형 MBL자유탐구는 POEa교수학습지도모형을 따르며, P-단계에서 사전개념, 선행학습의 갈등을 유발, O-단계에서 과학개념의 이해, E/A-단계에서 적용 및 문제유형에 기초한 심화수준으로 학습자를 유도함. *2009개정교육과정(2011.8.9, 교육과학기술부 고시 제2011-361호)의 공통교육과정(3-4학년군, 5-6학년군, 중1-3학년군) 및 선택교육과정(고등학교 과학, 물리, 화학,생물,지구과학)의 교수학습지도방법에서 MBL과 STEAM을 권장. 비디오분석모델링 GNU소프트웨어 "Tracker"를 활용한 STEAM주제연구와 자료개발 -한국과학창의재단 STEAM교사연구회 과제의 일부로서, Tracker 소프트웨어의 한국어 번역과, 비디오 콘텐츠 개발 및 교사연구회의 자체 워크숍 수행(2012, STEAM교사연구회) ● 비디오 분석 모델링(Video Analysis and Modeling) 소프트웨어는 운동의 변화가 빠르지 않은 데이터 수집 조건에서 MBL(Microcomputer-based Laboratory)의 센서(감지기)로 측정하기 어려운 물리 상황과 전통적인 실험을 병행하여 활용할 수 있음. ● Tracker는 GNU소프트웨어로서 학교에서 누구나 무료로 배포, 활용 가능하며, 2009개정교육과정에서 권장하는 MBL과 함께 보급되는 동영상 분석 소프트웨어 수준의 사용자 인터페이스(UI)를 제공함. 또한 상용의 동영상 분석 소프트웨어보다 수준 높은 수학 분석 및 물리 모델링 기능을 지원함으로서, 과학영재학교, 대학교 및 대학원 수준의 전문교과 활용도 가능. ● Tracker는 미국 NSF 지원 과제(NSF DUE-0442581)인 OSP(Open Source Physics) 프로젝트로 개발되었으며, 물리/천체물리교육 커뮤니티 “comPADRE”에서 디지털 라이브러리를 CCL(Creative Common License)과 함께 제공하므로 공개형, 개방형 플랫폼(Windows, Mac, Linux 등) 기반의 스마트러닝에도 활용할 수 있음. 비디오 분석 모델링 소프트웨어 Tracker 무료 다운로드 (한국어 지원-버전 4.71 이상): Tracker-4.80-windows-installer.zip GNU 라이센스: http://opensource.org/licenses/gpl-license.php 디지털라이브러리 “comPADRE”:  http://www.compadre.org/osp/bulletinboard/home.cfm OSP: http://www.compadre.org/OSP/ Tracker: http://www.cabrillo.edu/~dbrown/tracker/

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