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수업 제목	기온과 도시화 – 지역 데이터 분석을 통한 양평형 온도 저감 방안 설계
수업 개요	이 수업은 서울, 홍천, 강릉의 여름철 기온 데이터를 분석하여 도시화, 지형, 식생 등의 기온 변화 요인을 과학적으로 탐색하는 데서 출발한다. 이어 양평 지역의 자동기상관측 데이터를 활용해 지역별 기온 분포를 비교하고, 도시화에 따른 기온 변화 경향을 파악한다. 학생들은 국내외 온도 저감 사례를 조사·분석한 후, 지역에 적합한 해결 방안을 창의적으로 설계하고 발표한다. 데이터 기반의 과학적 탐구와 지역 맞춤형 문제 해결 과정을 통해, 환경 문제에 대한 과학적 사고력과 실천 의식을 함께 기르는 프로젝트형 수업이다.
학년(학년군)	중학교2~3학년			교과/과목		과학/환경		차시	5
교육과정 핵심 아이디어	1. 도시화와 환경 요인이 기온 변화에 미치는 영향을 과학적으로 이해한다. 2. 실제 기온 데이터를 수집·분석하여 지역 문제를 탐구하고 해석하는 능력을 기른다. 3. 지역 특성에 맞는 온도 저감 방안을 창의적으로 설계하고 발표한다. 4. 협업과 피드백을 통해 문제 해결 역량과 의사소통 능력을 향상시킨다. 5. 지속 가능한 환경을 위한 실천적 태도를 함양한다.
교육과정 성취기준	[과08-01] 도시화, 식생, 지형, 수면 등 다양한 환경 요인이 기온 변화에 미치는 영향을 탐색하고 과학적으로 설명할 수 있다. [과08-02] 기상청 등에서 제공하는 공공데이터를 활용하여 기온 데이터를 수집하고, 이를 그래프로 시각화하여 지역별 기온 분포의 차이를 해석할 수 있다. [과08-03] 실생활과 연관된 지역 기온 문제를 과학적으로 분석하고, 이를 해결하기 위한 과학적·창의적 방안을 구상할 수 있다. [과08-04] 국내외 온도 저감 사례를 조사하여 핵심 원리와 효과를 비교하고, 우리 지역에 적용 가능한 방안을 합리적으로 판단할 수 있다. [과08-05] 과학적 탐구 과정을 통해 지역 문제 해결에 적극 참여하며, 지속 가능한 삶을 위한 실천적 태도를 기를 수 있다.
	지식이해				∙ 도시 열섬 현상과 알베도 효과의 원리를 이해한다. ∙ 같은 위도라도 기온이 다른 원인을 과학적으로 설명할 수 있다. ∙ 식생, 수면, 포장재 등 도시 구조가 기온에 영향을 주는 방식을 이해한다. ∙ 국내외 온도 저감 기술 사례(쿨루프, 옥상녹화 등)를 이해한다. ∙ 도시화와 기후 변화 간의 관계를 이해한다.
	과정기능				∙ 기상청 공공데이터를 활용하여 그래프를 작성하고 분석할 수 있다. ∙ 다양한 지역의 기온 데이터를 비교 분석하여 경향성을 도출할 수 있다. ∙ 조사한 자료를 바탕으로 발표카드를 작성하고 발표할 수 있다. ∙ 모둠 내 협업을 통해 탐구 주제에 맞는 창의적 해결책을 설계할 수 있다. ∙ 피드백을 반영하여 문제 해결 아이디어를 개선할 수 있다.
	가치태도				∙ 지역 환경문제를 과학적으로 해결하려는 태도를 지닌다. ∙ 데이터를 기반으로 객관적으로 사고하려는 태도를 기른다. ∙ 우리 지역에 적용 가능한 해결책을 고민하는 참여적 태도를 기른다. ∙ 과학기술을 활용한 실천 의지를 갖는다. ∙ 협업과 피드백을 긍정적으로 수용하는 태도를 기른다.
학습목표	- 1차시 : 성취기준 연계([과08-01], [과08-02]) ∙서울, 홍천, 강릉의 여름철 기온 데이터를 수집하여 그래프로 나타낼 수 있다. ∙ 지역 간 기온 차이를 비교하고, 그 원인을 자연적·인공적 요인으로 추론할 수 있다. - 2차시 : 성취기준 연계([과08-01], [과08-02]) ∙ 양평 내 지역별 자연환경 및 도시화 요소를 조사할 수 있다. ∙ 자동기상관측소 데이터를 활용하여 양평 지역의 기온 분포를 시각화하고, 지역 간 차이를 해석할 수 있다. - 3차시 : 성취기준 연계([과08-03], [과08-04]) ∙ 국내외 온도 저감 사례를 조사하여 원리와 기대 효과를 정리할 수 있다. ∙ 조사한 사례를 양평의 지역 특성과 비교하여 적용 가능성을 판단할 수 있다. - 4차시 : 성취기준 연계([과08-03], [과08-04]) ∙ 지역 기온 저감이 필요한 장소를 선정하고, 그에 적합한 해결 방안을 구상할 수 있다. ∙ 온도 저감 장치의 설계도를 그리고, 작동 원리와 기대 효과를 설명할 수 있다. - 5차시 : 성취기준 연계([과08-04], [과08-05]) ∙ 조별로 온도 저감 장치를 발표하고, 타인의 발표에 대해 피드백을 제공할 수 있다. ∙ 수업 전체를 되돌아보며 지역 환경 문제 해결을 위한 실천 방안을 정리하고 다짐할 수 있다.
수업 유형 및 특징	실험 · 실습 수업 문제 해결 중심 프로젝트 수업 디지털 탐구 도구 활용 에듀테크 및 인공지능 활용 수업 - AI코스웨어 포함 실시간 데이터 및 빅데이터 활용 수업 – 데이터 분석 및 시각화 포함
교육과정 핵심 질문	사실적 질문		1. 서울, 홍천, 강릉의 여름 기온은 어떻게 다른가요? 2. 양평군 내 지역별 기온 차이는 어떤가요? 3. 자동기상관측소에서는 어떤 항목을 측정하나요? 4. 알베도란 무엇이며 어떤 표면이 알베도가 높나요? 5. 옥상녹화는 어느 지역에서 어떻게 활용되고 있나요?
	개념적 질문		1. 도시화가 기온에 미치는 영향은 무엇인가요? 2. 왜 같은 위도에서도 지역에 따라 기온이 다를까요? 3. 열섬현상과 알베도 효과는 어떤 원리로 작동하나요? 4. 온도 저감 기술은 어떤 과학적 원리를 바탕으로 작동하나요? 5. 기후 데이터 분석은 환경 문제 해결에 어떤 역할을 하나요?
	논쟁적 질문		1. 지역 기온 문제 해결의 책임은 누구에게 더 클까요: 개인, 기업, 정부? 2. 과학 기술만으로 기후 문제를 해결할 수 있을까요? 3. 양평형 온도 저감 장치는 실제로 실현 가능할까요? 4. 기후 데이터를 수업에서 다루는 것이 교육적으로 의미 있을까요? 5. 지역 예산을 온도 저감 설비에 사용하는 것은 타당한가요?
활용 도구	1. 디지털 기기 및 플랫폼(크롬북, 태블릿, 스마트패드 Padlet, 기상청 공공데이터포털, 브이월드 지도) 2. 탐구 및 분석 자료(기온 기온 분석 그래프 워크시트, 자동기상관측소(AWS) 지역별 기온 데이터, 국내외 온도 저감 사례 비교표) 3. 설계 및 발표 도구(활동지, 설계 발표 카드, 온도 저감 장치 설계안 저감 사례 비교 카드, 이미지 카드)
차시별 계획	차시	학습 내용					수업 형태(평가 방법)			평가 방법
	1	[같은 위도, 다른 기온?] - 도시 기온은 왜 다를까? - ∙같은 위도 다른 지역인 서울, 홍천, 강릉의 여름철 기온 데이터 수집 ∙데이터를 이용해 그래프로 표현하고 세 지역의 차이점 분석 토론					∙모둠 탐구 ∙자료 활용 그래프 작성 ∙데이터 분석 및 해석 토론			자기 평가 동료 평가 관찰 평가
	2	[우리 동네(양평군) 기온은 어떨까?] - 그래프로 살펴보는 우리 마을 기온 변화 - ∙도시 기온에 영향을 주는 요인을 유추하고 우리 지역 자료 수집 후 적용 ∙우리 지역 내에서의 기온 차이를 데이터를 이용해 그래프로 표현하고 차이점 분석 토론					∙모둠 탐구 ∙자료 활용 그래프 작성 ∙데이터 분석 및 해석 토론			자기 평가 동료 평가 관찰 평가
	3	[국내외 온도 저감법, 우리 마을엔 어떻게 적용할까?] 국내외 온도 저감 사례(백색지붕, 쿨루프 등)를 조사·비교하고, 양평 지역에 적용 가능한 방안을 설계 발표 카드로 구성					∙사례 중심 프로젝트 수업 / 조사 활동 + 설계 발표 카드 제작 / 조별 탐구			설계 발표 카드 완성도 및 적용 가능성 평가, 동료 피드백 평가(타당성 및 비교 관점), 관찰 평가(조사·정리 협력도)
	4	[세상을 시원하게! 내가 설계한 온도 저감 장치] 나만의 온도 저감 장치 설계 및 제작					창의 설계 중심 수업 / 활동지 기반 조별 아이디어 구상 / 설계도 작성			설계안 평가(창의성, 실현 가능성), 자기 평가(설계 과정 반성), 관찰 평가(팀 내 역할 분담 및 협업 과정)
	5	[우리가 만든 Cool한 변화] 조별 발표 및 피드백					∙조별 발표 ∙자유로운 형식으로 발표			자기 평가 동료 평가 관찰 평가
주요 교수학습 활동	1. 기온 데이터 수집 및 그래프 시각화 - 서울, 홍천, 강릉, 양평의 기온 데이터를 수집하고 그래프로 표현하여 기온 차이를 분석한다. 2. 지역 환경 및 도시화 요인 탐색 - 양평 지역의 자연적·인공적 특성을 조사하고, 지역별 기온 분포 차이를 탐구한다. 3. 온도 저감 사례 조사 및 적용 가능성 비교 - 국내외 사례(예: 쿨루프, 백색지붕 등)를 조사하고 양평에 적용 가능한지를 판단한다. 4. 온도 저감 장치 설계 및 발표 자료 작성 - 지역 특성에 맞는 장치를 설계하고, 작동 원리와 기대 효과를 정리해 설계 발표 카드로 작성한다. 5. 조별 발표 및 피드백, 수업 회고 활동 - 조별로 설계안을 발표하고 상호 피드백을 나눈 뒤, 실천 계획을 정리하고 공유한다.
주요 평가 활동 (성찰 질문)	1. 서울, 홍천, 강릉의 기온 데이터를 비교했을 때, 같은 위도임에도 기온 차이가 발생하는 이유를 나는 과학적으로 설명할 수 있는가? 2. 양평 지역 내 여러 지역의 기온 분포를 그래프로 분석한 결과, 어떤 환경 요인이 기온 차이에 영향을 주었는지 나는 구체적으로 말할 수 있는가? 3. 조사한 국내외 온도 저감 사례 중에서 어떤 사례가 양평에 가장 적합하다고 생각하며, 그 이유는 무엇인가? 4. 설계한 온도 저감 장치가 실제로 설치된다면 어떤 효과를 기대할 수 있는지, 그리고 그 이유는 무엇이라고 생각하는가? 5. 수업 전체를 통해 내가 지역 기온 문제를 바라보는 시각이 어떻게 달라졌으며, 앞으로 내가 실천할 수 있는 일은 무엇이라고 생각하는가?
지도상의 유의점	- 1차시 ∙ 도시 간 기온 차이를 단순 수치가 아닌 지형, 도시화, 녹지율 등 맥락과 연결해 해석하도록 지도한다. ∙ 그래프 해석이 어려운 학생에게는 예시나 형식 틀을 제공한다. - 2차시 ∙ AWS 데이터는 사전 정리본으로 제공하여 난이도 조절이 필요하다. ∙ 양평 관측 지점에 대한 지리 정보(지도·사진)를 함께 제시해 지역성을 높인다. -3차시 ∙ 사례 비교 시 원리, 효과, 적용성 등 비교 기준을 명확히 안내한다. ∙ 설계 발표 카드 작성은 양평 적용 가능성 중심으로 정리하도록 유도한다. - 4차시 ∙ 장치 설계 시 현실성과 과학적 원리를 함께 고려하도록 조건을 구체적으로 제시한다. ∙ 그림 표현이 어려운 학생을 위해 예시나 간단한 표현틀을 제공한다. - 5차시 ∙ 발표 내용이 논리적으로 구성되도록 설계 배경-원리-기대 효과 구조를 안내한다. ∙ 피드백이 구체적으로 이뤄지도록 카드 양식을 제공하고, 실천 다짐은 행동 중심으로 쓰게 한다.
대체 실험 활동 및 참고 자료	1. 대체 실험 활동(모형 실험: 알베도 효과 실험) - 흰색/검은색 종이 위에 온도 센서를 부착해 태양광(또는 조명) 아래에서 온도 상승 차이를 측정, 도시 포장 재질에 따른 온도 차이를 간접 체험할 수 있음 2. 참고자료 - 기상청 공공데이터포털: https://data.kma.go.kr (서울·홍천·강릉·양평 기온 자료 다운로드) - 브이월드 공간정보 오픈 플랫폼: https://www.vworld.kr (지도 기반 기온 분포 시각화, 위치 비교용) - NASA Climate Kids – Albedo Activity: https://climatekids.nasa.gov (영어이지만 실험 방식 직관적이고 활용 가능) - 서울시 열지도 및 환경 통계 자료: 서울열환경지도 또는 서울 열린데이터 광장 검색 (국내 실제 온도 저감 사례 비교에 유용) - Padlet / 구글 설문지 / 프리즘 카드 템플릿: 발표 자료 공유, 피드백 수집, 아이디어 정리 등에 활용, 활동지 템플릿

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교수·학습과정안

1차시	교수·학습 내용	수업 형태 (평가 방법)
탐구 도입	∙도입 - 서울, 홍천, 강릉의 위치를 지도상에 표시 또는 확인함.	활동지, 지도
	∙학습 목표 제시 - 같은 위도에 있지만 다른 지역적 특성을 가진 도시의 여름철 기온을 비교해 봄으로써 도시 기온에 영향을 주는 요소를 유추하고 토론할 수 있다.
탐구 설계 및 실행	∙탐구 활동1 - 서울, 홍천, 강릉의 위치와 자연적, 인공적 특성을 조사 정리	개별 탐구 모둠 토론 디지털기기 활용
	∙탐구 활동2 - 세 도시의 여름철 기온에 대해 토론하고, 유측하기	개별 탐구 모둠 토론 디지털기기 활용
	∙탐구 활동 3 - 기상청 공공데이터를 활용하여 실제 세 도시의 여름철 기온 변화를 그래프로 표현하기 - 그래프를 통해 도시의 여름철 기온 변화에 영향을 주는 요인을 추론하고 가설 확인	개별 탐구 공공데이터 활용 워크시트 활용 그래프 그리기
탐구 정리	∙탐구 결과 정리 - 같은 위도이지만 다른 자연적, 인위적 특징을 가진 도시의 기온 변화에 영향을 주는 요인을 글로 정리할 수 있음. ※ 교수자는 [교사 자료 1]을 참고하되, 학생들은 스스로 다양한 유추를 할 수 있도록 지도	발표 평가 관찰 평가 동료 평가
	∙차시 예고 - 우리 지역(양평)은 위 세 도시에 비교하여 여름철 온도가 어떻게 다르며 그 이유가 무엇인지에 대해 탐구 - 양평군 내에 운영되고 있는 기상 관측 자료를 이용해 양평 내부에서도 관측지역별 기온의 차이가 있는지 자료를 활용해 탐구

2차시	교수·학습 내용	수업 형태 (평가 방법)
탐구 도입	∙도입 - 1차시에 완성한 그래프를 보고 우리 지역(양평)은 어떤 기온 변화 형태를 보일지 추론하고 발표하기	활동지, 그래프
	∙학습 목표 제시 - 우리가 살고 있는 지역의 여름철 기온 특성을 알아보고, 그 이유를 추론하고 토론할 수 있다.
탐구 설계 및 실행	∙탐구 활동1 - 양평의 자연적, 인위적 특성을 조사하여 정리 - 양평의 여름철 기온 자료를 검색하여 정리한 후 서울, 홍천, 강릉 여름철 기온 자료에 포함시켜 그래프로 나타내기 - 그래프를 보고 세 도시와 양평의 여름철 기온 변화 특징을 해석하기 - 양평 여름철 기온에 영향을 주는 요인이 무엇인지 추론하고 토론하기	개별 탐구 모둠 토론 디지털기기 활용 워크시트 활용
	∙탐구 활동 2 - 서울시의 열환경 지도를 보고 이러한 변화가 우리 지역에서도 나타날지에 대한 질문과 토론 - 양평 지역 4곳(양근, 옥천, 용문산, 청운)의 자연적, 인위적 특징을 지도와 자료 조사 등을 통해 정리 - 양평내 자동기상관측소 4곳의 공공데이터를 활용하여 4곳의 여름철 기온 변화 그래프 작성 - 그래프를 보고 양평 내 지역별 여름철 기온 분포가 다르게 나타나는 요인을 추론하고 토론하기	개별탐구 공공데이터 활용 워크시트 활용 그래프 그리기
탐구 정리	∙탐구 결과 정리 - 우리 지역인 양평의 기온은 어떤 도시와 유사한지를 정리하고 그 이유를 발표함 - 양평 내에서도 기온 분포가 다르게 나타나며 그렇게 나타나는 이유를 발표함. ※ 교수자는 [교사 자료 2, 3]을 참고하되, 학생들은 스스로 다양한 유추를 할 수 있도록 지도	발표 평가 관찰 평가 동료 평가
	∙차시 예고 - 도시의 기온에 영향을 주는 요인들을 이해하고, 이를 기반으로 여름철 도심 지역의 기온을 낮추는 방안에 대해 국내외 사례 조사 실시 - 우리 지역의 여름철 기온을 낮추는 실제적인 방안에 대해 탐구

3차시

교수·학습 내용

수업 형태

(평가 방법)

탐구

도입

∙ 도입: 문제 상황 제시

- 우리 주변에서 온도 저감시설을 본적이 있나요?

- 열대야를 막기 위한 정부차원의 노력에는 어떤 것이 있는지       알고있나요?

∙ 학습 목표 제시: 국내외 온도 저감 사례를 조사하고 양평군에 적용 가능한 방안을 제안한다.

∙ 탐구 활동 안내: 조별 역할 분담, 활동지 및 저감 사례 비교 카드 배부

∙ 동기 유발

∙ 목표 공유

∙ 탐구 방향 설정

탐구

설계

및

실행

∙ 탐구 활동1(10분): 국내 온도 저감 사례 조사

- 저감 사례 비교 카드 또는 요약 영상 활용

- 서울 옥상녹화, 백색지붕 등 국내 온도 저감 사례 조사

- 워크시트에 주요 원리 및 적용 장소 정리(조사 2명, 워크시트 입력 1명, 발표 1명)

∙ 조사 탐구 활동지 작성

∙ 조사 결과 요약

∙ 탐구 활동2(10분): 해외 사례 조사 및 비교

- 뉴욕 쿨루프, 시드니 고반사 포장 등 제공된 해외 사례 간단 조사

- 국내 사례와 비교해 특징 및 적용 조건 정리 (표로 비교)

사례명	국가/도시	적용 원리	기대 효과	양평 지역 적용 가능성 (○/△/×)
쿨루프	미국 뉴욕	백색 반사로 열 차단	옥상 온도 최대 20℃↓	○
고반사 포장	호주 시드니	고반사 아스팔트	도로 온도 10℃↓, 도시 열섬 완화	△

∙ 비교표 작성

∙ 조사 결과 발표

∙ 탐구 활동3 (20분): 양평군에 적용할 수 있는 나만의 온도 저감 장치 구상

- 앞서 조사한 국내외 온도 저감 사례들을 모두 참고하여, 양평군    의 기후·지형 특성에 적합하도록 기존 사례를 수정·보완한 저감     장치를 구상

- 장치의 핵심 원리, 설치 대상지, 개선된 점 및 기대 효과를 활동    지에 정리- 아이디어를 바탕으로 설계 발표 카드를 작성

(카드 구성: 장치명 / 어디에 설치 / 어떻게 작동하고 왜 효과적인가)

∙ 조별 설계안 구성

∙ 지역 현실성 고려한 적용안 정리

탐구

정리

∙ 정리 및 발표

- 조별 발표 정리 후, 작성한 설계 발표 카드를 패들렛에 업로드

- 학생들은 다음 차시 전까지 타 조 발표안에 댓글을 달며 상호      피드백 활동을 수행

- 다음 차시 예고: 우리 조만의 온도 저감 장치 설계

∙ 평가 : 탐구 활동지 내용, 설계 발표 카드의 구성과 적용 타당성

4차시

교수·학습 내용

수업 형태

(평가 방법)

탐구

도입

∙ 도입

- 전 시간에 양평군의 환경 특성에 적합한 온도 저감 장치를 구상하여 설계 발표 카드를 작성하였죠?

- 패들렛에 업로드한 설계 발표 카드를 학생들과 공유함

∙학습 목표 제시: 모둠별로 온도 저감 장치를 설계하고, 그 원리를 그림으로 표현해본다.

∙ 탐구 활동 안내: 조별 역할 분담, 탐구 활동지 배부

∙ 동기 유발

∙ 목표 공유

∙ 탐구 방향 설정

탐구

설계

및

실행

∙ 탐구 활동

- 우리 주변에서 온도 저감이 필요한 곳을 모둠별로 찾아보자.

위에서 찾은 곳에서 온도 저감이 필요한 까닭과 온도 저감이 잘 되게 하려면 어떻게 해야 하는지 모둠별로 토의하여 제시해 보자.

온도 저감이 필요한 곳	온도 저감이 필요한 까닭	온도 저감 방법

- 온도 저감 방법을 고려하여 온도 저감 장치의 설계도를 간단히 그리고, 그 원리를 그림으로 표현해 보자.

∙ 탐구 활동지 작성

∙ 모둠별 설계안 구성

탐구

정리

• 정리

- 모둠별 탐구 활동지를 패들렛에 업로드

- 다음 차시 예고: 모둠별 발표

∙ 평가 : 탐구 활동지 내용, 설계안의 실현가능성

5차시

교수·학습 내용

수업 형태

(평가 방법)

탐구

도입

• 조별 발표 자료(설계도 및 설계 발표 카드) 준비 확인

• 발표 순서 및 역할 안내

• 발표 평가 기준과 피드백 방법 공유

• 관찰 평가(준비 및 태도), 발표 기준 이해 여부 확인

탐구

전개

• 조별로 온도 저감 장치의 설계도와 작동 원리, 적용 장소, 기대 효과를 발표

• 각 조의 발표 후, 청중 역할을 맡은 학생들이 피드백 카드 작성

간단한 질의응답과 상호 토론 진행

• 피드백 카드 양식 제공 (예시 포함)

항목	작성 예시
좋았던 점	‘발표 카드에서 적용 지역과 기대 효과를 구체적으로 제시한 점이 좋았습니다.’
이유	‘적용 장소가 양평 시장이라는 구체적인 지역으로 설정되어 실현 가능성이 높아 보였습니다.’
개선할 점	‘작동 원리에 대한 설명이 조금 부족했습니다. 그림이 조금 더 도움이 될 수 있을 것 같아요.’
제안	‘장치의 작동 과정을 간단한 단계별 순서로 설명해보면 좋겠습니다.’

• 피드백 카드 내용 평가(구체성·정확성), 발표 태도 및 질의응답 참여 관찰

탐구

정리

• 전체 수업 과정을 회고하며, 내가 할 수 있는 지역 기온 문제 해결 실천 다짐 작성

• 우수 아이디어 조 발표, 교사 총평 및 학습 목표 재확인

• 성찰 일지 또는 포트폴리오 정리

• 자기 평가(실천 계획 및 수업 회고), 성찰 일지 내용 평가, 관찰 평가(태도 및 몰입도)