바. 포트폴리오 평가지(4차시)
1. STEAM 프로그램 총괄표(총 5차시)
차시 주요내용
1/5
주제(단원)명 생체 모방 공학의 이해
Co 사진을 보고 어떠한 로봇인지 예상해 보기
Co 생체 모방 공학에 대한 의미 알려주기
CD 사진별로 모둠별 모방 방법에 대하여 이야기하기
CD 모둠별로 이야기한 내용을 참고하여 생체 모방을 이용하여 나만의 제품에 대한 아이디어 를 내보기
ET 활동을 하면서 느낀 점 서로 이야기하기
2/5
주제(단원)명 혹등고래를 모방한 프로펠러 만들기
Co 혹등고래 영상을 보고 생체 모방에 대하여 확인하고 혹등고래의 어느 부분을 모방할지 이야기해보기
CD 혹등고래의 지느러미는 왜 다르게 생겼을까요?
CD 프로펠러 도안을 제시하고 혹등고래의 지느러미를 응용한 프로펠러 찾아보기
ET 모둠별로 정리한 내용을 전체적으로 종합하기
ET 활동을 하면서 느낀 점 서로 이야기하기
3/5
주제(단원)명 풍차와 날개 만들기
Co 어떤 풍차 날개가 가장 효과가 좋을까요?
Co 풍차 만들기 키트를 활용하여 풍차 만들기
CD 어떤 모양의 모서리를 만들 수 있을까요?
CD 어떤 방법으로 만들지 생각해보기
CD 자신이 생각한 방법으로 날개 모서리 만들기
CD 친구들과 날개 모서리 모양 비교하기
ET 풍차 날개에 따른 빠르기를 비교하기
ET 활동을 하면서 느낀 점 서로 이야기하기
4/5
주제(단원)명 나만의 프로펠러로 풍차 대회하기
Co 대회에서 승리하기 위해서 어떤 디자인을 활용해야 할까요?
CD 자신의 프로펠러를 어떤 재료를 활용하여 만들 수 있을까요?
CD 크기와 개수는 어떻게 만들지 생각해보기
ET 모둠별로 토너먼트를 진행하여 대표 뽑기
ET 모둠 대표끼리 토너먼트 전을 통하여 승자 가리기
ET 승리한 모둠의 프로펠러는 어떤 특징이 있었습니까?
ET 활동을 하면서 느낀 점 서로 이야기하기
5/5
주제(단원)명 나만의 프로펠러 발표하기
Co 제품을 발표하는 동영상을 보고 생각과 느낌 나누기
CD 모둠에서 만든 프로펠러의 특성(모양, 크기, 소재 등)과 장점을 소개하는 자료 만들기
CD 모둠별로 만든 프로펠러를 소개하는 발표하기
CD 다른 모둠의 프로펠러를 소개한 내용과 발표한 친구를 칭찬하기
ET 활동을 통해 느낀 점 이야기하기
2. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안
중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/6 학년
중심과목 성취기준
영역
[초등학교] 과학, 생명 중심과목 성취기준
[6과05-01] 생태계가 생물 요소와 비생 물 요소로 이루어져 있음을 알고 생태 계 구성 요소들이 서로 영향을 주고 받음을 설명할 수 있다.
주제(단원)명 생체 모방 프로펠러
(생체 모방 공학의 이해) 차시 1/5
학습목표 ◦과학의 발전은 자연에서 발견하여 이루어진다는 것을 이해할 수 있다.
◦친구들과 토의할 때 상대방의 의견을 존중하고 배려하는 마음으로 들을 수 있다.
연계과목 연계과목
성취기준 영역
STEAM 요소
S 생체 모방 공학에 대해 알아보기
T 생체 모방을 이용한 제품 아이디어 내기 E
A M
개발 의도
본 주제에서 학생들은 생체 모방 공학이란 무엇인지 알아본다. 자연에서 모방할 수 있는 동식물의 특징을 파악하고, 이를 활용하여 생체 모방을 이용한 제품을 설계하기 위한 아이 디어를 산출할 수 있는 기회를 제공하고자 한다.
인류가 살아가는데 에너지는 반드시 필요하다. 하지만 에너지의 양은 유한하며 소비 에너지는 증가 하고 있어 지속가능한 에너지를 만드는 것이 매우 중요하다. 현재 신재생에너지에 대한 연구는 활발하 게 진행되고 있으며 그 중 하나가 풍력발전이다. 풍력발전은 바람에 의해 프로펠러를 회전시켜 에너지 를 생산하게 된다. 풍력발전의 프로펠러는 바람의 양력에 의해 회전하는데 양력이 클수록 빠른 속도로 회전하게 되고 더 많은 에너지를 얻을 수 있다. 풍력 발전의 프로펠러의 양력을 높이기 위한 방법을 생체 모방을 이용하여 찾아본다.
본 주제를 통하여 학생들은 지적 만족감과 열정을 느끼고 제시된 모둠 활동을 통해 배려, 의사결정 력 및 긍정적인 학습 동기, 성취감 중심의 감성적 체험활동을 경험할 수 있다. 모형 제작 활동을 통해 모둠원간의 의사소통과 배려, 협동, 창의성이 길러지리라 기대한다.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
거꾸로 수업 사전 자 료를 통해 생체모방 로봇에 대해 알아보고 생체 모방 공학이 무 엇인지 알아보기
창 의 적 설 계
창의적 설계
나만의 생체 모방 아 이디어를 발표하고 활 동을 통해 느낀 점 서 로 이야기하기
감 성 적 체 험
<활동 1> 동식물의 생체 모방 방법에 대해 알아보기
<활동 2> 생체 모방을 이용하 여 나만의 제품 아이디어 산출 하기
감성적 체험
학습과정 교수-학습 활동 학습자료 및 단계세분화 유의점
도입 (5 분)
상황 제시 (3 분)
▣ 문제 상황 알아보기(거꾸로 수업 사전 제시 자료)
◦영상을 보고 어떠한 로봇인지 예상해 보기(거꾸로 수업 영상 자료 제시)
스티키 로봇 (https://youtu.be /qy1ZZtIBPP0),
라이즈 로봇
(https://youtu.be /SzAjYmoyetg) 관련 영상
학습문제의 의 미를 정확히 파악 할 수 있도록 명 료화한다.
문제 인식 (2 분)
◦ Co 첫 번째 로봇은 무엇을 할 줄 아는 로봇일까요?
◦ Co 두 번째 로봇은 무엇을 할 줄 아는 로봇일까요?
▣ 학습 문제 확인하기
생체 모방 공학이란 무엇일까?
전개 (25분)
해결 방안 계획 (5 분)
▣ 학습 순서 알기
<활동 1> 생체 모방의 의미 알아보기
<활동 2> 자연에서 모방 할 수 있는 것 발견하기 <활동 3> 생체 모방을 이용한 제품 아이디어 내기
▣ <활동 1> 생체 모방 공학 이란?
◦생체 모방 공학에 대한 의미 알려주기
◦생체 모방 공학 관련 영상( ‘자연에서 배운다.’ 원더풀 사이언스)을 보고 생체 모방 공학에 대하여 글로 정리하기
◦생체 모방 공학에 대하여 알게 된 점 발표하기
‘자연에서 배 운다’ 생체 모방 공학 동영상
생체 모방 공 학에 대하여 알게 된 점을 이야기 해 보면서 다시 정리해 보는 시간 을 갖는다.
모둠별로 동일 한 동식물 사진을 제시하되, 영상을 보고 배운 내용에 추가하여 배우지 않은 생소한 동식 물에 대하여 상상 력을 발휘하여 모 방을 발견하도록 한다.
모 둠 별 활 동 지 , 모둠별 동식물 사 진
아이디어 활동 지
해결 방안 실행 (5 분)
▣ <활동 2> 자연에서 모방할 수 있는 것 발견하기
◦ 동식물 사진을 보고 모둠별로 모방할 수 있는 것 토의하기
◦ CD 사진별로 모둠별 모방 방법에 대하여 이야기하기
- 도마뱀 중에서 게코(GEKKO)도마뱀의 발바닥을 모방하여 미끄러운 면도 갈 수 있는 로봇을 만듭니다.
- 상어의 비늘을 이용하여 물속을 빨리 헤엄칠 수 있는 수영복을 만듭니다.
지식 산출 (15분)
▣ <활동3> 생체 모방을 이용한 제품 아이디어 내기
◦ CD 모둠별로 이야기한 내용을 참고하여 생체 모방을 이용하여 나만의 제품 에 대한 아이디어를 내보기
- 생체 모방을 이용하여 제품 아이디어 내기 - 제품 아이디어를 발표해 보기
- 친구들의 아이디어 중에서 좋은 아이디어 뽑기
정리 (10분)
지식 평가 (10분)
▣ 활동을 통해 느낀 점 이야기하기
◦ ET활동을 하면서 느낀 점 서로 이야기하기
-활동을 하면서 느낀 점, 알게 된 점, 아쉬운 점 이야기하기
▣ 차시 예고
◦ ET(혹등 고래의 사진을 보여주며)
- 혹등 고래를 생체 모방하여 할 수 있는 것에 대하여 실험해보기
활동을 하면서 느낀 점을 이야기 하면서 서로의 생 각을 공유할 수 있도록 한다.
중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/6 학년
중심과목 성취기준
영역
[초등학교] 과학, 생명 중심과목 성취기준
[6과05-01] 생태계가 생물 요소와 비생 물 요소로 이루어져 있음을 알고 생태 계 구성 요소들이 서로 영향을 주고 받음을 설명할 수 있다.
[6과07-02] 물체의 이동 거리와 걸린 시간을 조사하여 속력을 구할 수 있다.
주제(단원)명
생체 모방 프로펠러 (혹등고래를 모방한 프로펠러
만들기)
차시 2/5
학습목표
◦혹등고래에서 응용한 생체 모방 기술에 대하여 알 수 있다.
◦프로펠러가 땅에 떨어지는 시간을 측정하고 비교할 수 있다.
◦친구들과 토의할 때 상대방의 의견을 존중하고 배려하는 마음으로 들을 수 있다.
연계과목 수학, 실과 연계과목
성취기준 영역
[6수05-01] 평균의 의미를 알고, 주어 진 자료의 평균을 구할 수 있으며, 이 를 활용할 수 있다.
[6실05-04] 다양한 재료를 활용하여 창의적인 제품을 구상하고 제작한다.
STEAM 요소
S 혹등고래 지느러미 관찰하기
T 혹등고래 지느러미를 모방한 프로펠러 찾아보기 E
A
M 3종류의 프로펠러가 떨어지는 시간 측정하기
개발 의도
본 주제에서 학생들은 혹등고래의 지느러미를 관찰하여 움직임을 응용한 생체 모방 기술을 찾아본다. 그 중에서 혹등고래 지느러미 프로펠러를 조사하여 그 특징을 알아보고, 프로펠 러를 제작하여 각 종류별로 떨어지는 시간을 측정할 수 있는 기회를 제공하고자 한다.
인류가 살아가는데 에너지는 반드시 필요하다. 하지만 에너지의 양은 유한하며 소비 에너지는 증가 하고 있어 지속가능한 에너지를 만드는 것이 매우 중요하다. 현재 신재생에너지에 대한 연구는 활발하 게 진행되고 있으며 그 중 하나가 풍력발전이다. 풍력발전은 바람에 의해 프로펠러를 회전시켜 에너지 를 생산하게 된다. 풍력발전의 프로펠러는 바람의 양력에 의해 회전하는데 양력이 클수록 빠른 속도로 회전하게 되고 더 많은 에너지를 얻을 수 있다. 풍력 발전의 프로펠러의 양력을 높이기 위한 방법을 생체 모방을 이용하여 찾아본다.
본 주제를 통하여 학생들은 지적 만족감과 열정을 느끼고 제시된 모둠 활동을 통해 배려, 의사결정 력 및 긍정적인 학습 동기, 성취감 중심의 감성적 체험활동을 경험할 수 있다. 모형 제작 활동을 통해 모둠원간의 의사소통과 배려, 협동, 창의성이 길러지리라 기대한다.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
거꾸로 수업 사전 자 료를 통해 혹등고래 생체 모방에 대해 알 아보고, 어느 특징을 모방할지 이야기해보 기
창 의 적 설 계
창의적 설계
모둠별로 정리한 내용을 전체적으로 종합하기
감 성 적 체 험
<활동 1> 혹등고래의 지느러미 관 찰하기
<활동 2> 혹등고래의 지느러미를 모방한 프로펠러 찾아보기
감성적 체험