2022 개정 교육과정 '기계' 교과 '항공기 일반' 과목 '헬리콥터의 비행 성능' 학습요소의 STEM 기반 수업 설계

강성백; 장민수

doi:10.35140/kiiedu.2023.48.3.42

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자료유형: 학술저널

저자정보: 강성백 (한국교원대학교) 장민수 (고려대학교)

저널정보: 대한공업교육학회 대한공업교육학회지 대한공업교육학회지 제48권 제3호

발행연도: 2023.10

수록면: 42 - 63 (22page)

DOI: 10.35140/kiiedu.2023.48.3.42

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‘기계’ 교과 ‘항공기 일반’ 과목의 ‘헬리콥터의 비행 성능’ 을 학습하기 위해 필요한 학습요소는 그 내용이 어렵고, 학습자들의 기초학업성취능력이 낮아서 학습 발생이 어려운 실정이므로, 이를 개선하기 위해 대표적인 통합 수업 방법인 STEM 기반 수업의 활용이 유리할 것이다
따라서 이 연구의 목적은 특성화고등학교에서 학생들에게 학습을 발생시킬 수 있는 STEM 수업을 설계하여, 학습자들이 2022 개정 교육과정에서 제시하고 있는 성취기준에 도달할 수 있도록 하는 것이다.
연구의 목적을 달성하기 위하여 Tyler(1949)가 제시한 질문에 답하는 것으로 내용을 구성하고, 이상봉·권진호(2022)의 수업 설계를 수정·보완하여, 교육목표 선정, 학습경험 선정과 조직, 학습성과의 평가, 수정·보완의 과정을 거쳤다.
교육목표 선정은 2022 개정 교육과정과 Gronlund(1978)이 제시한 방법을 활용하여 일반목표와 세부목표를 제시하였고, Tyler(1949) 제시한 기준을 활용하여 교육목표 달성에 적합한 학습경험을 선정하였다. 학습경험의 조직은 웨빙을 통해 선정한 학습요소의 주제 및 세부주제를 분석한 후 그 내용을 교과별로 분류한 뒤, 이를 과학, 기술, 공학, 그리고 수학(STEM) 교과를 중심으로 재구성하고 조직하여 학습 발생에 유리한 수업 전략과 방법을 선정하였다. 평가는 선정된 전략과 방법에 알맞은 총평 기법과 도구를 선정하여 교육목표가 달성되었는지 확인할 수 있도록 하였다. 최종적으로 설계한 수업을 전문가의 자문을 통하여 수정·보완하였다.
연구 과정을 거쳐 2022 개정 교육과정의 "헬리콥터의 비행 성능’ 학습요소에서 제시하고 있는 성취기준 2가지를 일반목표로 하고 이를 달성할 수 있도록 하는 세부목표를 수업을 설계하였다.
첫 번째 성취기준인 "헬리콥터의 특성을 설명할 수 있다’ 는 사례연구 방법을 통한 학습과 협동학습을 바탕으로 학생들이 학습한 내용을 발표할 수 있도록 하였다. 두 번째 성취기준인 "헬리콥터의 비행 성능을 설명할 수 있다’ 는 체험학습을 통한 학습과 창의공학설계 활동으로 구성하였다. 각각의 수업 방법에 따라 구술평가·관찰법·포트폴리오 등의 총평 기법과 채점기준표·점검표·포트폴리오 등의 도구를 선정하여 목표를 달성했는지 효과적·효율적으로 확인할 수 있는 수업이 도출하였다.
설계된 STEM 수업을 통하여 교수자들이 실제 수업이 가능하도록 수업과정안과 수업자료를 개발할 필요가 있고, 특성화고등학교에서 실시하는 ‘기계’ 교과의 다양한 학습요소에 대한 STEM 수업 연구가 지속적으로 필요할 것이다.

Since the learning elements of specialized high schools, including ‘the flight performance of a helicopter’ in the ‘Mechanics’ subject matter and ‘Aircraft general’ subject, are difficult to generate learning due to the difficult of the content and low academic achievement of learners, it would be advantageous to use STEM-based instruction, a representative integrated teaching method, to generate learning for
learners.
Therefore, the purpose of this study is to design a STEM lesson that can generate learning for students in a specialized high school so that learners can reach the achievement standards of the 2022 revised curriculum.
To achieve the purpose of the study, first, the content of the study was organized by answering the questions posed by Tyler(1949). Second, the lesson design by Lee, S.&Kwon, J.(2022) was modified and supplemented. Third based on the modified instructional design, educational goals, selecting learning experiences, organizing learning experiences, student"s achievement was evaluated. After that that based on expert"s opinions, the instructional design was revised and supplemented.
For the selection of educational goals, we used the 2022 revised curriculum and the method proposed by Gronlund(1978) to present general and specific goals. The criteria proposed by Tyler(1949) were used to select learning experiences suitable for educational goals. To organize the learning experiences, we analyzed the learning contents of the selected learning elements through webbing, classified the contents by subject, and reorganized and organized them around science, technology, engineering, and mathematics (STEM) subjects, which help us select appropriate teaching strategies and methods. We selected summative assessment techniques and tools to match the
selected strategies and methods to ensure that the goals were met. Finally, the designed lessons were revised and supplemented through consultation with experts.
Through the research process, the lesson was designed with general goals and specific objectives to fulfill the two performance standards presented in ‘flight performance of a helicopter" learning element of the 2022 revised curriculum.
The first achievement standard, ‘students are able to explain the characteristics of a helicopter.’ is based on learning through a case study method and cooperative learning so that students can present their learning. The second objective, ‘students can explain the flight performance of a helicopter.’ is organized through experiential learning and creative engineering design activities. According to each teaching method, assessment techniques such as and oral evaluation, observation method, and portfolios were selected, and tools such as a scoring rubric, checklist, and portfolios were selected to effectively and efficiently check whether the detailed objectives were achieved.
Based the designed STEM instruction, further curriculum and teaching materials wold be needed to be developed so that teachers can supply them. Also, it would be necessary to continue researching STEM instructions on learning elements of various subject matter implemented in specialized high schools.

#특성화고등학교 #항공기 일반 #헬리콥터 #학습요소 #Specialized high school #STEM #Aircraft general #Helicopter #Learning element

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