평가대상 평가 기준
6) 지도하시는 선생님께 드리는 말씀
로봇 모듈이 플랫폼을 이용한다 하더라도, 하드웨어와 소프트웨어 제작 이 매우 어렵기 때문에 새로 개발하기는 쉽지 않습니다. 따라서 각 로봇 모듈 제조회사에서 제안한 예제를 이용하여 로봇 모듈을 개발하는 방향 으로 지도해 주시고, 되도록 로봇 모듈을 시작할 때 학습자들에게 배부 하여 사전에 미리 학습하고 연습할 수 있도록 하는 것이 원활한 수업 진 행을 위해서도 좋다고 판단됩니다.
I. N. V. U. (I envy you!)
(미래형 청소로봇)
10차시
중학교
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[교사용]
10. I. N. V. U. (I envy you!) 10. I. N. V. U. (I envy you!) 10. I. N. V. U. (I envy you!)
STEAM지도안 중학교
Ⅰ
STEAM 열기
본 차시는 먼저 청소로봇의 원리 및 구조를 바탕으로 자신이 직접 디자인하고 설계한 청소로봇의 한계 점을 인식도록 하였다. 그리고 그러한 문제점에 대한 해결방안을 자연에 존재하는 생물로부터 찾고, 새로 운 청소로봇의 기능을 창의적으로 제안해 봄으로써, 보다 다양한 측면에서 문제를 해결할 수 있는 능력 을 높이고자 하였다.
Ⅱ
교육과정 분석
교육 과정
학
년 과목 소단원 영역 내용요소 활동적용예
2007 전학
년 국어 말하기 다양한 매체를
활용한 발표 l 생체모방 청소로봇 모형 프리젠테이션 제작 및 발표 활동을 통해 효과적인 표 현 방법을 탐색하고 활용한다.
l 생체모방 청소로봇 모형을 제작하기 위 한 다양한 주변 재료의 특징을 찾아보 고 그것으로 표현할 수 있는 방안을 제 시해 보자.
전학
년 미술 표현 조형요소와 원
리
2009
국어 듣기, 말하기
정보를 전달하 는 말, 설득하 는 말
l 생체모방 청소로봇의 장점을 논리적으 로 설득할 수 있는 프리젠테이션을 제 작해 봅시다.
l 생체모방 청소로봇의 모형을 주변의 다 양한 재료를 탐색하고 로봇의 특징을 잘 표현할 수 있도록 한다.
l 첨단과학 기술의 일환으로 생체모방의 기술을 이해하고, 현재 활용되고 있는 예와 앞으로 발전 방향에 대해 토론해 보자.
미술 표현
주제의 특징, 의도, 목적을 창의적으로 표 현하기
과학 과학과 인류문명 과학과 인류문 명
첨단과학 기술 과 인류의 이 용
Ⅲ
본시 STEAM 수업 구성
<구성>
상황 제시 ▶
내용 융합
▶ 평가/보상
창의적 설계 감성적 체험
n 우연히 바닷가에서 테 오 얀센의 움직이는 설 치작품을 경험하고 생 체 모방을 활용한 청소 로봇을 제안
n 자연계 생물들의 형태 및 기능에서 청소로봇 시사점 도출
n 청소 목적에 맞는 생체 모방의 종류 선택
n 기존에 제작한 청소로 봇의 문제점을 생체모 방의 방법을 통해 해결 함으로써 자신감 확립 n 자신이 제작한 생체모
방 청소로봇을 발표해 봄으로써 설득적 말하 기의 경험을 통해 성취 감 획득
n (평가)체크리스트 평가 n (보상)모둠 및 개인별
누적 보상
새로운 문제에 도전
<준비물>
활동순서 활동명 준비물
1 청소로봇에 대한 고정관념 깨기
활동지, 필기구 2 생체모방 청소로봇의 기능
3 생체모방 청소로봇 디자인하기
4 생체모방 청소로봇 모형 및 프레젠테 이션 제작
5 생체모방 청소로봇 모형 발표회 활동지, 평가지, 필기구
Ⅳ
STEAM 체크리스트
구분 요소 포함내용
목적 융합인재 양성
Ÿ (창의)생체모방을 통한 창의적 청소로봇 설계 Ÿ (소통)청소로봇 발표회를 통해 서로의 의견교환 Ÿ (융합)생물, 신소재와 청소로봇 공학의 융합 Ÿ (배려)역할분담과 협동을 통한 서로에 대한 배려
개념
학생흥미 증진 Ÿ 생체모방의 종류와 예를 조사하고 발표하는 활동 첨가
실생활 연계 Ÿ 수영복 속의 과학적 원리 등을 통해 생체모방 기술이 실생활 속에 파고 들어 있음을 인식
융합적 사고력 배양
Ÿ 자연에 존재하는 생물들의 움직임과 형태를 주의 깊게 관찰하고 그를 활용할 수 있는 다양한 분야에 대한 고민의 기회 제공
교육 활동 준거
상황
상황 제시 Ÿ 테오 얀센의 작품을 경험하는 상황을 통해 생체모방 기술을 활용한 청 소로봇을 개발하는 상황 제시
자기 문제화 Ÿ 자신이 청소하고자 하는 목적에 적합한 생체모방 기술을 탐색하는 활동 포함
내용 융•통
합
내용 융•통합 Ÿ 생물학, 화학, 역학 , 디자인이 융합되어 설계됨
창의 적 설계
자기주도적 학습 Ÿ 생체모방의 종류, 청소로봇의 형태를 학생 스스로 선택
문제발견 및 정의 Ÿ 동물의 움직임에서 아이디어를 얻어 산업에 활용하는 기술을 생체모방 이라고 함을 제시
아이디어 발현 Ÿ 청소로봇의 용도, 형태, 기능 등을 학생들의 창의적인 아이디어로 구성 학습 방법 Ÿ 자료조사, 분석, 토의를 통하여 청소로봇에 필요한 생체모방 기술을 선
택할 수 있도록 하는 기회 제공
과정, 활동 중심 Ÿ 모둠원이 각자의 역할에 충실하며 함께 청소로봇을 제작해 가는 과정을 계획, 평가하는 기회 제공
다양한 산출물 Ÿ 모둠별로 다양한 생체모방 청소로봇 설계 및 모형 제작 협력 학습 Ÿ 역할 분담과 토의를 통한 의사소통과 협력학습 제고
감성 적 체험
몰입 Ÿ 자신의 필요에 맞는 생체모방 청소로봇 설계 과정을 통한 몰입
Hands-on Ÿ 생체모방 청소로봇 제작에 필요한 재료를 스스로 탐색, 제작하는 경험 을 통한 직접적 체험
성취의 경험 Ÿ 모둠에서 설계한 생체모방 청소로봇 모형 제작 기회를 통해 성취감 경 험
배려 Ÿ 모둠별 생체모방 청소로봇 발표회를 통해 다른 모둠의 의견을 존중하고 이해하는 경험
새로운 도전 Ÿ 읽기자료를 통해 생체모방 기술 선두주자에 대한 안내를 통해 진로탐색 자기 평가 Ÿ 체크리스트를 통해 생체모방 청소로봇 제작 및 프리젠테이션 활동에서
자신의 활동을 체크하는 기회 제공 보상 내재적/외재적
보상
Ÿ 생체모방 청소로봇 모형 프리젠테이션 기회를 제공하고 동료평가 및 교 사평정을 통해 보상 제공
Ⅴ
본시 수업과정안
차시 학습목표
1. 생체모방의 개념을 이해하고 기존에 사용되고 있는 생체모방의 예를 설명할 수 있다.
2. 자연계 존재하는 다양한 생물들의 기능적 형태적 특징을 활용한 새로운 형태의 청소로봇 을 제안할 수 있다.
수업 단계 소요 시간
교수 학습 내용
수업 자료
수업 활동 감성적 체험
상황
제시 5분
¡ 동기유발
-테오 얀센의 작품을 접하고 생체 모방의 기술을 접목한 청소로봇을 제 안
¡ 학습목표 제시
-다양한 생물들이 형태적, 기능적 생체 모방을 통해 새로운 형태의 청소 로봇을 설계할 수 있다.
몰입 동영상
창의 적설 계
예술 적 발상
10분
¡ 활동 1: 청소로봇에 대한 고정관념 깨기
1) 기존의 먼지를 흡입하는 형태의 청소방식 이외에 활용할 수 있는 다양한 형태의 청소 방식에 대한 조사
몰입 인터넷 검색
아이 디어 창안
15분
¡ 활동 2: 생체모방의 종류 1) 연잎우산
2) 생체모방 적용사례
¡ 활동 3: 생체모방 청소로봇의 기능 1) 움직임 방식에 대한 제안 2) 청소방식에 대한 제안
3) 다양한 정보를 인지하는 방식에 대한 제안
¡ 활동 4: 생체모방 청소로봇 디자인
1) 청소 목적에 적합한 기능을 종합한 청소로봇 디자인하기
몰입 Hands-on 새로운 도전
작품 산출 10분
¡ 활동 5: 생체모방 청소로봇 모형 제작
1) 주변에서 구할 수 있는 다양한 재료를 이용하여 직접 디자인한 청 소로봇의 모형 제작하기
2) 새로운 청소로봇의 기능과 생체모방 내용을 프리젠테이션 할 수 있 는 자료 제작
몰입 배려 자기평가 Hands-on
감상/보상 5분
¡ 소통
- 모형 청소로봇의 전시와 프리젠테이션을 통해 서로의 아이디어를 비판적 시각으로 수용할 수 있는 시간을 통해 자신의 아이디어를 더욱 확고히 할 수 있는 기회 제공
¡ 자아효능감
- 세상에 한 번도 제안된 적이 없는 새로운 청소로봇을 직접 만들었다는 경험을 통해
Ⅵ
45분 1차시로 압축수업을 위한 안내
본 차시는 생체모방 기술을 이용하여 차세대 청소로봇에 대하여 아이디어를 구 상해보는 활동으로 구성되어 있습니다. 청소로봇에 대한 고정관념을 깨고 새로운 개념의 청소로봇을 상상해볼 수 있는 기회를 가지고, 생체모방 기술을 이용한 청 소로봇을 상상하여 디자인을 해보는 활동을 합니다. 그 다음 자신들이 디자인 한 청소로봇에 관한 프레젠테이션을 실시합니다. 프레젠테이션 후 생체모방 청소로 봇 모형 발표회를 가집니다. 이 모든 과정이 수업시간에 이루어지는 것이 가장 효과적이나 그렇지 못한 경우 ‘생체모방 청소로봇의 기능’은 사전과제로 제시하 고, 본 차시에서는 ‘생체모방 청소로봇 디자인하기‘ 활동을 실시합니다. ’생체모방 청소로봇 모형 및 프레젠테이션 제작‘ 및 ’모형 발표회‘는 사후과제로 제시한 후 학교 홈페이지에 탑재하도록 합니다.
학습목표
-생체모방 기술의 이해를 통해 새로운 형태의 청소로봇을 설계할 수 있다.
상황제시
청소로봇 경진대회, 여러분은 멋진 청소로봇을 만드셨나요? 지통이는 당 당히 1등을 차지했다고 하네요. 특히 지통이의 청소로봇은 남들과는 다른 디자인에서 높은 평가를 받았다고 합니다. 특히 청소로봇을 처음 접했을 때 팔도 없고 다리도 없는 모양이 로봇 같지 않아 의아했고, 그래서 좀 더 사람처럼 만들기 위해 팔과 다리를 달았다고 합니다. 물론 아직은 엉성하 고 제대로 걷지도 못하지만, 그 독창적인 아이디어와 디자인이 높게 평가 된 것이지요. 그리고 아무리 기술이 발전하고 그 기술이 인간을 편리하게 는 해주지만, 역시 사람처럼 정교하지는 못하니까요. 사람 모양의 로봇이 라면 좀 더 꼼꼼한 청소가 가능할 것이라고 판단된 것이죠.
사실 이처럼 실제 사물이나 자연의 구조나 장점을 빌려온 경우는 우리 주변에서도 찾아볼 수 있습니다. 우리가 잘 알고 있듯이, 라이트 형제는 새가 나는 모습을 보고 비행기를 만들었고, 새와 아주 흡사한 외모와 기능 을 가진 정찰 로봇도 있죠.
여러분은 어떤 청소로봇을 만드셨나요? 만약 자연계에 존재하는 다양한 생물들의 구조 및 기능적 특징들을 빌려오면 좀 더 새롭고 다양한 기능을 가진 청소로봇을 만들 수 있지 않을까요? 자, 그럼 지금부터 우리가 개발 하려는 청소로봇에 이를 적용해 보도록 할까요?
Ⅶ