○ 차시 구성
프로그램명 드론으로 군집아트쇼를 해볼까? 학교급 고등학교 차시 총 6차시
교육목표
무인항공이동체(UAV:Unmanned Aerial Vehicle)의 기술을 4개의 프로펠러로 구동되는 쿼드콥 터(Quadcopter)형 드론을 통하여 항공원리를 알아보고, 공간 자율이동 원리를 쉽게 알아보기 위하여 Python 코딩교육을 접목하여 드론의 군집 비행 프로그램을 완성하고 체험 할 수 있 다.
관련교과 정보, 기술가정, 과학, 수학, 미술, 음악
2015 개정 교육과정
연계
정보
내용요소 컴퓨터 정보처리 방식을 아해하기
성취기준
12정02-02] 컴퓨팅 환경에서 생산되는 방대하고 복잡한 종류의 자료들을 수집, 분 석, 활용하기 위한 컴퓨팅 기술의 역할과 중요성을 이해한다.
[12정02-03] 인터넷, 응용 소프트웨어 등 컴퓨팅 도구를 활용하여 문제 해결을 위 한 자료를 수집하고 분석한다.
[12정02-04] 정보를 관리하는 데 적합한 컴퓨팅 도구를 선택하고 이를 활용하여 정보를 체계적으로 관리한다.
[12정03-01] 복잡한 문제 상황에서 문제의 현재 상태, 목표 상태를 이해하고 목표 상태에 도달하기 위해 수행해야 할 작업을 분석한다.
[12정04-01] 텍스트 기반 프로그래밍 언어의 개발 환경 및 특성을 이해한다.
[12정04-09] 다양한 학문 분야의 문제 해결을 위한 알고리즘을 협력하여 설계한 다.
[9정05-02] 센서를 이용한 자료 처리 및 동작 제어 프로그램을 구현한다
[9정04-05] 실생활 문제 해결을 위한 소프트웨어를 협력하여 설계, 개발, 비교․분 석한다
내용요소 문제해결 알고리즘 이해하기
성취기준
[9정03-03] 논리적인 문제 해결 절차인 알고리즘의 의미와 중요성을 이해하고 실 생활 문제의 해결 과정을 알고리즘으로 구상한다
[12정03-02] 복잡한 문제 상황에서 문제 해결에 불필요한 요소를 제거하거나 필요 한 요소를 추출한다.
[12정03-03] 복잡하고 어려운 문제를 해결 가능한 작은 단위의 문제로 분해하고 모델링 한다.
내용요소 문제해결 알고리즘 활용 생활문제 모델링하기
성취기준
12정03-02] 복잡한 문제 상황에서 문제 해결에 불필요한 요소를 제거하거나 필요 한 요소를 추출한다.
[12정03-03] 복잡하고 어려운 문제를 해결 가능한 작은 단위의 문제로 분해하고 모델링 한다.
수학
내용요소 생활속 수학원리와 좌표 도안하기
성취기준
9수05-03] 공학적 도구를 이용하여 실생활과 관련된 자료를 수집하고 표나 그래 프로 정리하고 해석할 수 있다.
[9수03-01] 순서쌍과 좌표를 이해한다.
[9수03-02] 다양한 상황을 그래프로 나타내고, 주어진 그래프를 해석할 수 있다.
과학
내용요소 현대사호의 직업과 과학적원리 이해하기
성취기준
[9과07-02] 현대 사회의 다양한 직업이 과학과 어떤 관련성이 있는지 예를 들어 설명하고, 미래 사회에서의 직업의 변화를 토의할 수 있다.
[9과16-01] 재해 재난 사례와 관련된 자료를 조사하고, 그 원인과 피해에 대해 과학적으로 분석할 수 있다.
[9과16-02] 과학적 원리를 이용하여 재해 재난에 대한 대처 방안을 세울 수 있다.
○ 미디어 콘텐츠
콘텐츠 구분 콘텐츠 내용
종류 PPT 항공의 원리 설명
용도 수업안내 Barany Chair 활용 인간의 감각과 비행원리 체험 살펴보는 과정 단계 감성적 체험 수업과정의 흐름 안내와 항공의 원리 체험
기술가 정
내용요소 정보와 기술의 발달과 사회연상 이해하기
성취기준
9기가04-18] 정보통신기술과 관련된 문제를 이해하고, 해결책을 창의적으로 탐색하 고 실현하며 평가한다.
[9기가05-01] 기술의 발달에 따른 사회, 가정, 직업의 변화를 이해하고 미래 기 술 활용 및 사회의 변화에 대하여 예측한다.
음악
내용요소 음율과 하음을 황용하요 감성표현 작품 만들기
성취기준
9미03-02] 음율과 감성을 내포한 소리의 다양한 전달 방식을 이해하고 활용할 수 있다.
[9미05-05] 소리 매체의 특징을 알고 다양한 음향 표현 효과를 탐색할 수 있다.
ㅁ;술
내용요소 나만의 색 코드 암호 도안으로 픽셀 아트 작품 만들기
성취기준
9미01-02] 시각 문화 속에서 이미지의 다양한 전달 방식을 이해하고 활용할 수 있다.
[9미02-05] 표현 매체의 특징을 알고 다양한 표현 효과를 탐색할 수 있다
차시별 교수·학습 내용 중심교과 STEAM 요소
1차시 무인항공기(UAV)와 자율주행기술과의 만남 정보
과학 S,T.E.A.M
2차시 쿼드콤터 드론의 원리 및 항공원리 탐구조사하기 정보
수학 S.T.M
3차시 쿼드콥터 드론 제작 및 체험하기 정보 S,,E,M
4차시 Python으로 쿼드 콥터 드론 프로그래밍 정보
수학 S,T.M
5차시 군집자율비행 시나리오 작성 및 군집비행 정보 S,T.A.M
6차시 군집드론 자율비행을 통한 공간 아트 퍼포먼스 시연
미술 수학 정보
S.T.E.A.M
○ 평가 계획
(1) 수행·관찰 평가 계획
평가영역 평가
항목
평가 척도
상 중 하
상황 제시
드론 원리 이해
드론 날개의 회전 방향 과 빠르기를 보고 드론 의 움직임을 Throttle, Pitch, Roll, Yaw로 구분 하고 원리를 설명함.
드론 날개의 회전 방향 과 빠르기를 보고 드론 의 움직임 중 Throttle, Pitch, Roll로 구분하고 원리를 옳게 설명함.
드론 날개의 회전 방향 과 빠르기를 보고 드론 의 움직임 중 Throttle 을 구분하고 원리를 옳 게 설명함.
드론 코딩
Python으로 드론 콘트롤 명령어를 사용하여 코딩 함.
Python으로 드론 콘트롤 명령어를 사용하여 미션 의 일부를 구현함
Python으로 드론 콘트 롤 명령어 사용 후 실 행에러가 나움
드론비행 원리의
이해
드론의 비행역학과 공간이 동에 대해서 정확하게 이 해하고 설명할 수 있음
드론의 비행역학과 공간이 동에 대해서 부분적으로 이해하고 부분적으로 설명 함
드론의 비행역학과 공간이 동에 대해서 거의 이해하는 것과 이를 설명하는 것이 미흡함
창의적 설계
가상 시나리오
작성
자연재해 발생 원인을 과학 적으로 설명하였고 초기부 터 인명 구조까지의 진행 상황을 개연성 있게 작성 하였고 각 상황을 그림으 로 완성함.
자연재해 발생 초기부터 인명 구조까지의 진행 상 황을 작성하였고 각 상황 을 부분적으로 그림.
자연재해 발생 초기부터 인명 구조까지의 진행 상 황을 작성함.
드론 및 스토리보
드 설계
가상 시나리오 속 인명 구 조 방법에 맞게 드론의 기 능을 설계도로 제시하고 작동 원리에 대해 구체적 으로 설명함.
가상 시나리오 속 인명 구 조 방법에 맞게 드론의 기 능을 설계도로 제시하고 작동 방법에 대해 설명함.
가상 시나리오 속 인명 구조 방법에 맞게 드론의 기능을 설명함.
비행경로 표시
가상 시나리오 속 출발지, 목적지, 장애물 등과 드론 의 비행경로를 그래프에 좌표를 선으로 표현함.
드론의 비행경로를 그래프 에 좌표를 찍고 선으로 표 현함.
드론의 비행경로를 좌표 를 찍지 않고 선으로 표 현함.
드론 코딩
시나리오 속 비행을 위해 최소한의 블록으로 드론을 코딩함.
시나리오 속 비행을 위해 드론을 코딩함.
시나리오 속 비행을 위해 부분적으로 드론을 코딩 함.
감성적 체험
시나리오 발표
시나리오 발표 시 소품을 이용하고 상황극, 뉴스, UCC 등의 형태로 발표함.
시나리오를 상황극, 뉴스, UCC 등의 형태로 발표함.
작성한 시나리오를 발표 함.
드론 비행
한 번의 시도로 시나리오 에 맞게 드론이 비행하여 목적지에 도착함.
두 세 번의 시도로 시나리 오에 맞게 드론이 비행하 여 목적지에 도착함.
여러 번의 시도로 시나리 오에 맞게 드론이 비행하 여 목적지에 도착함.
(2) 평가기록지
평가 영역
이름
상황제시 창의적 설계
총평 드론의
원리
드론 코딩
드론비행 원리의
이해
가상 시나리오
작성
드론 및 스토리보
드 설계
비행경로 표시
드론 코딩
평가 영역
이름
감성적 체험
총평 시나리오 발표 드론 비행 집중과 끈기 호기심과
자신감 창의성
집중과 끈기
시나리오 작성, 드론 코딩 등 과제 해결에 대한 집중 력이 뛰어나며 끈기 있게 해결함
시나리오 작성, 드론 코딩 등 과제 해결에 대한 집중 력은 있으나, 끈기가 다소 부족함.
시나리오 작성, 드론 코딩 등 과제 해결에 대한 집 중력과 끈기가 다소 부족 함.
호기심과 자신감
새로운 내용을 배우고 싶 어 하며 융합적 과제를 해 결할 때 어려워하지 않고 적극적으로 참여함
새로운 내용에 대해 약간 의 흥미가 있으며 융합적 과제를 해결할 때 어려워 하지만 참여함
새로운 내용에 대해 흥미 가 거의 없으며 융합적 과제를 해결할 때 어려워 하고 참여하지 않음
창의성
문제를 해결하는 과정에서 유창성, 융통성, 독창성, 정교성이 두드러지게 나타 남
문제를 해결하는 과정에서 유창성, 융통성, 독창성, 정교성이 가끔씩 나타남
문제를 해결하는 과정에 서 유창성, 융통성, 독창 성, 정교성이 거의 나타나 지 않음
(3) 학생 자기/동료 평가 계획
- 자신이 속한 모둠의 활동에 대해 평가해 봅시다.
- 모둠별 가상 시나리오 및 드론 비행을 보고 별점과 글로 평가해 봅시다.
평가
방법 평가영역 평가기준 평 가
상 중 하
자기 평가
및 모둠 평가
상황제시
◆ 실제 상황에 가까운 시나리오인가?
◆ 드론의 기능이 구체적이고 실현 가능한가?
창의적 설계
◆ 드론 코딩을 이해하고 최소한의 블록으로 코딩하였는 가?
◆ 시나리오 작성, 드론 기능 설계 등 모둠 활동 시 아이디 어를 많이 제시하였는가?
◆ 시나리오 작성, 드론 기능 설계 등 모둠 활동 시 새 로운 아이디어를 제시하였는가?
감성적 체험
◆ 시나리오 발표 방법이 참신하고 내용이 흥미진진한 가?
◆ 시나리오 발표 시 적극적으로 참여하였는가?
◆ 시나리오 내용에 맞는 드론 비행이었는가?
◆ 모둠 활동에 적극적으로 끝까지 참여하였는가?
평가
방법 평가영역 평가기준 평 가
상 중 하
동료 평가 (모둠
간)
창의적 설계
◆ 실제 상황에 가까운 시나리오인가?
◆ 드론의 기능이 구체적이고 실현 가능한가?
◆ 드론 코딩을 이해하고 최소한의 명령어로 코딩하였는 가?
감성적 체험
◆ 시나리오 발표 방법이 참신하고 내용이 흥미진진한 가?
◆ 시나리오 내용에 맞는 드론의 군집 비행 이었는가?