■ 수업의 흐름
3. 모둠별로 검색어와 검색식을 사용하여 선풍기 관련 특허 검색하기 - 검색어 : 과학적 원리에 기반하여 검색어 사용하기
(열, 기화열, 날개, 바람, 단열팽창, 단열압축, 수증기)
검색어 ( 기화열 )을 사용해서 검색하면,
기능이 달라졌어요 디자인이 달라요 사용방법이 달라요
기화열 선풍기를 검색한 결과 기능이 달라졌다고 생각하는 부분의 특허 검색 내용을 그림 이나 글로 작성하도록 한다.
기화열 선풍기를 검색한 결과, 디자인 부분이 기존의 선풍기 와 다르다면, 그림이나 글로 작 성하여 아이디어를 분류한다.
기화열 선풍기를 검색한 결과, 사용방법의 변화가 있는 경우, 그림이나 글로 작성한다.
모둠원별로 특허 2개씩을 검색하게 한 후, 6~8개의 특허정보를 분류해 보는 활동을 전개한다.
아이디어 보드판 (스캠퍼)
모둠활동용
선정한 발명품 적용된 과학원리(지식) 스캠퍼 적용하기
모둠에서 분류한 발명품 중 1개를 선정한다.
선정한 발명품에 적용된 과학의 윈리를 찾아보고 그 내용을
적어본다.
S C A M P E R
스캠퍼의 7가지 원리중에서 모둠에 서 적용한 원리를 체크한 후, 기존 의 발명품에서 어떻게 아이디어가 개선되었는지 작성한다.
예시) 기화열을 이용한 선풍기 선풍기앞 쪽에서 수증기가 나와서 증발하면서 주변의 열을 빼앗아서 시원한 바람이 나온다
(예시) M (변경하기)
수증기가 나오는 노즐 부분의 크 기를 확대하여 가운데서 나오는 것이 아니라 선풍기 테두리에서 나오게 하면 수증기가 더욱 더 잘 확산이 되면서 시원해 질 것 같다.
창의적 발명사고-스캠퍼 기법
○ 스캠퍼 발상 기법(SCAMPER)
브레인스토밍 기법을 창안했던 오스본(Alex F. Osborne)은 1950년에 다시 체크리스트(checklist) 기법을 제안 했다. 그는 어떤 것을 다른 용도로 활용하기, 다른 것과 결합하기, 기능을 대체하기, 확대하거나 강화하기, 늘 리거나 축소하기, 압축하거나 분할하기, 순서나 레이아웃 바꾸기 같은 질문이 아이디어 발상을 촉진한다고 했 다. 1971년에 밥 에벌(Bob Eberle)은 오스본의 체크리스트 기법을 보완하고 발전시켜 스캠퍼(SCAMPER) 발상 법을 제시했다. 아이디어 발상법은 진화해야 한다는 평소의 신념을 구체화한 것이다. 이를 구체적으로 살펴보 면 다음과 같다.
○ 7단계의 발산적 질문 (첫 머리글자를 따서 이어붙이면 SCAMPER)
• 대체하기(Substitute)
• 결합하기(Combine)
• 적용하기(Adapt)
• 변경·확대·축소하기(Modify, Magnify, Minify)
• 용도 바꾸기(Put to Other Uses)
• 제거하기(Eliminate)
• 역발상·재정리하기(Reverse, Rearrange)
○ 효과적인 아이디어 발상을 위한 7가지 질문의 예 ① 대체하기(Substitute)
- 사람이나 사물을 A 대신 B로 바꾸면?, 현재의 용도를 조금만 바꿔 다르게 쓸 수는 없을까? 순서를 바꿔 보면 어떨까? 재료를 바꿔 보면 어떨까? 성분을 바꿔 보면 어떨까? 역할을 다른 사람으로 바꿔 보면 어 떨까? 시간이나 장소를 바꿔 보면 어떨까?
② 결합하기(Combine)
- A와 B를 결합해 새로운 짝짓기를 시도하면 어떨까? 비슷한 기능끼리 혹은 전혀 다른 성분끼리 섞으 면 어떨까? 낯설고 이질적인 단어끼리 결합하면 어떨까?
③ 적용하기(Adapt)
- 이것은 다른 것에 어떻게 응용할 수 있을까?
④ 변경하거나 확대하거나 축소하기(Modify, Magnify, Minify)
- 어떤 대상 A를 B로 변경하거나 확대(과장)하거나 축소하면 어떨까? 형태나 품질을 바꿔 보면 어떨까?
의미, 색깔, 소리, 향기를 바꿔 보면 어떨까? 더 과장할 수는 없을까? 더 축소할 수는 없을까? 더 크게 할 수는 없을까? 더 작게 할 수는 없을까? 더 간소화할 수는 없을까?
⑤ 용도 바꾸기(Put to Other Use)
- 어떤 A라는 용도를 B라는 용도로 바꿔 보면 어떨까? 처음과 다른 용도는 없을까? 그 사람을 대신할 다른 사람은 없을까? 같은 재료로 다른 식품을 만들 수 없을까? 기존의 방법을 바꿔 다르게 처리하는 방법은 없을까?
⑥ 제거하기(Eliminate)
- 무엇을 삭제하면 더 좋아질까? 얇게 하면 어떨까? 짧게 하면 어떨까? 가볍게 하면 어떨까? 생략하면 어떨까? 압축하면 어떨까? 분할하면 어떨까?
⑦ 역발상을 해 보거나 재정리하기(Reverse, Rearrange)
- AB를 BA로 거꾸로 바꿔 보면 어떨까? 레이아웃이나 패턴을 180도 다르게 배치해 보면 어떨까? 순서 를 뒤집어 거꾸로 해 보면 어떨까? 역할이나 위치를 전혀 다르게 바꿔 보면 어떨까? 원인과 결과를 바꿔 보면 어떨까? 위아래를 거꾸로 바꾸면 어떻게 될까?
○ 스캠퍼 체크리스트
▸ 산출물명 : 모둠별로 특허 검색
▸ 설명 : 모둠별로 검색어를 정한 후, 해당 되는 검 색어를 이용하여 모둠원 별로 특허를 검색한 후, 2개 정도의 특허를 선정한다.
▸ 산출물명 : 모둠별로 특허 검색
▸ 설명 : 모둠별로 검색어를 정한 후, 해당 되는 검 색어를 이용하여 모둠원 별로 특허를 검색한 후, 2개 정도의 특허를 선정한다.
▸ 산출물명 :
▸ 설명 :
5~6차시. 선풍기의 무한변신
■ 수업의 흐름
순 활동명 활동 요약
1
아이디어 실현을 위한 피지컬 컴퓨팅
도구 활용하기 마이크로비트 확장보드
표시부 (네오픽셀, OLED)
센서류 (적외선, 초음파, 터치, 온습도센서,
압력센서, 가스센서, 불꽃감지센서)
모터 (DC모터, 서보모터)
마이크로비트 확장보드와 기본 프로그래밍 코드를 이용하여 실습하기
2 Prototype 제작하기
도출된 아이디어로 선풍기 제작하기
선풍기의 무한 변신
■ 교수․학습 과정안
학습주제 선풍기의 무한변신 차시 5~6/8
과목 중학교 1학년 | 정보 단원 센서 기반 프로그램 구현
교육 과정
• 2015개정교육과정 / 정보 / 중학교 1학년 / 핵심요소 추출, 센서 기반 프로그램 구현
• 2015개정교육과정 / 기술 / 중학교 1학년 / 발명 아이디어의 실현
• 2015개정교육과정 / 미술 / 표현 과정과 점검 학습
목표
• SW(소프트웨어) 도구(피지컬 컴퓨팅)를 활용하여 창의적으로 설계하고 Prototype를 제작 할 수 있다.
융합 준거
상황제시 새로운 선풍기 제작을 위한 다양한 재료 제시하기 창의적 설계 다양한 형태, 기능을 가진 선풍기 발명품 제작하기 감성적 체험 무한 변신한 선풍기 자랑하기
준비물
교사 피지컬 도구 (마이크로비트 또는 아두이노) 학생 우드락, 상자, 색연필, 네임펜, 다양한 제작 준비물 학습
단계 교수·학습 활동 시간
(분) 자료 및 유의점
도입
▣ 선풍기의 무한 변신을 위해 준비한 재료 알아보기
- SW(소프트웨어)도구 중 어떤 것을 이용하나요?(마이크로비트, 아두이노) - 선풍기의 무한변신을 위해 필요한 정보(내용)은 무엇일까요?
SW(소프트웨어)도구 중 학생들이 충분히 활용할 수 있는 도구를 선 택한다. 간단하게 프로그래밍 할 수 있도록 블록코딩으로 제시하여 prototype을 제작할 수 있도록 지도한다.
5‘ Ÿ 피지컬도구 Ÿ PPT
전개
▣ 아이디어 실현을 위한 피지컬 컴퓨팅 도구 활용하기 - Prototype제작을 위해 모둠별로 살펴볼 내용들을 질문하여 상기시킨다.
➀ 아이디어에 선풍기를 제어하기 위한 필요한 조건이 포함되어 있나요?
➁ 조건에 따라 선풍기는 어떤 과정을 거쳐 어떤 방식으로 동작하나요?
➂ 원격제어를 위한 통신기능을 활용 하나요?
➃ 선풍기의 기능을 알리기 위해 표시해야 하는 부분이 있나요?
- 프로그래밍 기본코드 실습하기
1. 다양한 센서 연결하고 사용하기 (센서 값 읽고 활용하기) 2. 표시장치 이용하기(네오픽셀, 도트매트릭스, OLED) 3. DC모터, 서보모터 사용하기
4. 원격제어 하기
- 팀별로 도출된 아이디어에 맞는 실습코드를 적용하여 사용하는 방법을 연습한다.
피지컬 도구 활용을 위한 기본적인 프로그래밍 코드를 제공하여 아이디 어 실현에 집중할 수 있도록 지도한다. Prototype 제작 시 4개의 질문을 상기시켜 서 아이디어가 수렴될 수 있고, 시제품 제작시 핵심적인 요소들이 포함될 수 있도 록 지도한다.
25‘
Ÿ 피지컬도구 Ÿ 활동지
Prototype 제작을 위한 프로그래밍 작성 및 외형 디자인하기 - 모둠내에서 HW(하드웨어)와 SW(소프트웨어)로 역할을 나누어 Prototype을 제 작한다.
제한된 시간내에 prototype이 제작될 수 있도록 팀원 간에 역할을 분명히 하여 실습이 이루어지도록 안내한다. 아이디어를 표현하기 위한 산출물 제작임을 알려주고 제작에 너무 많은 시간이 소요되지 않도록 한다.
50’
정리
▣ 제작된 Prototype을 효과적으로 발표하고 홍보할 수 있도록 준비 한다.
- 링크된 영상을 참고하여 발표자료를 동영상으로 제작하기 위한 준비를 한다.
- https://youtu.be/cp0-GzHqIKY - https://youtu.be/0ZirV0keNQo
10‘
아이디어 실현하기