2017 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서
2017. 11. 30.
【 2017년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】
프로그램 구분
□ 초 ■ 중 □ 고
학년(군) (1~3)
개선 신규
□ 일반주제 □ 일반주제
■ 우대주제 (메이커)
■ 우대주제
(자유학기제,메이커)
연구제목 첨단과학기술로 여는 신나는 STEAM수업
(과학과 예술의 소통 Interactive Art) 연구기간 2017. 4. 20. ~ 2017. 11. 30.
연구비 금사백만원(4,000,000원)
연구 책임자
소속 부원여자중학교
성명 김미순
참여 연구원 송미정, 오오영, 김정민, 백성하, 이선옥, 전현자
상기과제를 수행한 결과로써 본 보고서를 제출합니다.
2017년 11월 30일
연구책임자 : 김 미 순 (인)
한국과학창의재단 이사장 귀하
이 보고서는 2017년도 정부의 재원으로
목 차
1. 요약문··· 1
2. 서론··· 1
3. 연구 추진 내용 및 결과··· 2
가. 연구 내용 ··· 2
나. 연구 결과 ··· 2
1) 수업자료와 성취평가 ··· 2
2) 개선, 개발한 수업자료 ··· 3
3) 프로그램의 적용 ··· 3
4. 결론 및 제언 ··· 4
[부록] 부록1. 현장적용 결과 요약 부록2. (학생 산출물, 사진, 수업 영상, 성찰일지, 교사의견, 자체평가 결과 등) [붙임] 붙임1. 수업지도안 ··· 10
붙임2. 정산보고서 ··· 62
※ 작성요령
① 본문 글자크기 11포인트, 맑은 고딕, 줄 간격 160%
② 표 번호: <표 1>, <표 2>, …
2017년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서
1. 요약문
첨단기기가 우리 생활에 미치는 영향이 매우 크므로 그에 관련된 과학적 원리를 파악하고 교실 속에서 첨단기기를 활용한 교육으로 학생들의 창의융합적 사고력을 확장시킬 필요가 있다. 이에 일 방적인 기술의 사용이 아니라 사람과 상호작용이 가능한 소통하는 기술의 활용요구와 학습자가 창 의적으로 구성할 수 있는 교육활동의 요구에 의해 Interactive Painting을 개선해서 스토리가 있는 Interactive Art로 개선하였다. 또한 이미 일상생활에서 많이 활용하고 있는 적외선을 이용하여 적외 선 송신부와 수신부에 의한 반짝이는 엽서 만들기를 개발하여 적외선 통신의 원리를 이해하며 융합 적인 산출물을 만들 수 있는 프로그램을 개발하였고 또한 리드 스위치를 이용하여 자기력으로 전류 를 흐르게 해서 불을 밝히는 카드 만들기 프로그램을 개발하였다.
새로운 첨단소재의 활용으로 학습자의 호기심을 자극하였고 과학적인 원리의 이해를 통해 일상생 활에서 활용되는 과학기술에 대한 소양을 키울 수 있었으며 예술적인 접목과 인문학적인 표현을 통 해 창의융합적 사고력을 키울 수 있도록 구성하였다. 학습자의 호응도가 좋았으며 다양한 센서를 이용한 첨단기술 속의 과학적 원리를 이해하면서 예술적인 표현을 할 수 있는 융합적인 교육 프로 그램을 개선, 개발하였다.
2. 서론
가. 연구의 필요성
Ÿ 변화된 세상 속에서 자라는 학생들은 이미 첨단 기기(모바일 기기, 태블릿 PC 등)에 노출되어 있음.
Ÿ 교육현장에서 테크놀로지를 활용한 첨단기기의 적극적 활용에 대한 사회적 요구가 증가하고 있음.
Ÿ 첨단기기가 우리 생활에 미치는 영향이 매우 크므로 그에 관련된 과학적 원리를 파악하고 교실 속에서 첨단기기를 활용한 교육으로 학생들의 창의융합적 사고력을 확장시킬 필요가 있으며 이를 위한 교수학습자료의 개발이 필요함.
나. 연구의 목적
첫째, 첨단 과학기술을 활용한 과학수업자료를 개발하여 첨단기기의 실질적인 활용 방안을 제시하 는 자유학기제 교과 선택프로그램이나 창의적 체험활동시간에 활용할 수 있는 컨텐츠를 개발
셋째, 과학교사들의 첨단과학에 대한 흥미와 관심 분야의 전문성을 높이고 창의적인 과학교육을 실천하며 참여할 수 있는 기회 확대
넷째, 첨단 과학, 과학 상식, 과학사, 과학과 기술, 과학과 사회, 환경 등에 관련된 서적을 읽도록 권장함으로써 과학에 대한 흥미와 호기심을 유발하고, 과학ㆍ기술ㆍ사회의 상호 관련성을 이 해
다섯째, 첨단기술 관련 기술‧공학적 능력과 태도 함양
다. 연구의 범위
1) 콘텐츠의 개발범위는 2015개정교육과정과 접목시킬 수 있는 연계성 있는 내용으로 한다.
2) 주제중심으로 개발된 자료는 자유학기제, 단위학교 창의적 체험활동시간에 운영한다.
3) 교과중심으로 개발된 자료는 수업시간에 적용하되 학기말이나 방과후학교에 적용하여 운영하 며 교과과정에 차질이 없도록 한다.
3. 연구 내용 및 결과
가. 연구 내용나. 연구 결과
1) 개선 및 개발한 수업자료와 성취평가
[개선] Interactive ArtI
Ÿ 2009 개정 미 9222. 표현 과정을 체계적으로 계획하여 표현할 수 있다.
Ÿ 2009 개정 과9152-1. 저항, 전류, 전압의 개념을 설명할 수 있다.
[개발] 적외선으로 밝히는 나만의 엽서 만들기 Ÿ 2015 개정교육과정 (교육과정 성취기준)
[9과24-01] 과학기술과 인류 문명의 관계를 이해하고 과학의 유용성에 대해 설명할 수 있다.
[9과24-02] 과학을 활용하여 우리 생활을 보다 편리하게 만드는 방안을 고안하고 그 유용성에 대해 토론할 수 있다.
[10과탐03-01] 첨단 과학기술 속의 과학 원리를 찾아내는 탐구 활동을 통해 과학 지 식이 활용된 사례를 추론할 수 있다.
[12물리Ⅰ03-03]다양한 전자기파를 스펙트럼의 종류에 따라 구분하고, 그 사용 예를 찾아 설명할 수 있다.
[9국03-07] 생각이나 느낌, 경험을 드러내는 다양한 표현을 활용하여 글을 쓴다. [9미02-04] 주제의 특징과 표현 의도에 적합한 조형 요소와 원리를 탐색하여 효과적
으로 표현할 수 있다.
[개발]나만의 리드 스위치(reed switch)를 이용한 꽃과 나비 카드 만들기
[9과09-02] 전기 회로에서 전지의 전압이 전자를 지속적으로 이동하게 하여 전류를 형성함을 모형으로 설명할 수 있다.
[9과09-03] 저항, 전류, 전압 사이의 관계를 실험을 통해 이해하고, 일상생활에서 저 항의 직렬연결과 병렬연결의 쓰임새를 조사하여 비교할 수 있다.
[9과09-04] 전류의 자기 작용을 관찰하고 자기장 안에 놓인 전류가 흐르는 코일이 받 는 힘을 이용하여 전동기의 원리를 설명할 수 있다.
2) 개선 및 개발한 수업자료의 특징
Ÿ프로그램 개선 : Interactive Painting 자료를 개선하여 Interactive Art 를 구성함 Interactive Art 란? : Interactive Art 알기, 전기회로 만들기, 작품 설계하기 -빛을 이용한 Interactive Art : 조도센서를 이용한 설계
-소리를 이용한 Interactive Art : 소리감지 센서를 이용한 설계
-우리가 만든 Interactive Art : 빛 감지센서, 소리감지 센서, 기울기 센서, 소리 녹음-재생 모듈을 이용한 산출물.
Ÿ프로그램 개발 : 적외선으로 밝히는 나만의 엽서
I-전자기파 토론: 전자기파 분류하기, 전자기파의 이용 및 피해, ‘전자기파가 필요한가?
위험한가?’ 토론 , 전자기파 은유하기
Ÿ프로그램 개발 : 나만의 리드 스위치(reed switch)를 이용한 꽃과 나비 카드만들기 - 리드 스위치란? (리드 스위치의 역사와 원리), 다양한 리드 스위치 관찰하기 - 전기회로란?
- 리드 스위치 활용사례 알아보기, 리드 스위치로 회로 구성하기 - 나만의 리드 스위치를 이용한 ‘꽃과 나비’ 카드 완성하기 3) 프로그램의 적용
구분 STEAM
프로그램명 적용 학교명 적용
학년 적용 교과(시수) 적용 기간 수혜 학생 수
개선 Interactive Art
동암중 2 자유학기제(8) 5.19~11.10 90
북부영재교육원 2 융합(8) 5.19~11.10 40
개발
적외선으로 불 켜는 나만의 엽서 만들기
부평동중 2 과학(5) 5.19~11.10 90
동암중 2 자유학기제(5) 5.19~11.10 40
나만의 리드스위치를 이용한 꽃과 나비
카드 만들기
부평동중학교 1 자유학기제(8) 10.18~11.08 24
4. 결론 및 제언
※ 글자 공백 제외 800자 내외로 간단히 작성 권장 가. 교사면Ÿ 연구회의 지속성 : 수년간 STEAM 연구회를 통해 소통하고 다양한 시도를 함
Ÿ 첨단기술에 대한 민감성 : 첨단과학기술 적용분야에 대한 자체 연수(다양한 센서를 활용한 산출물 만들기)를 구성하고 진행함. 특히 전기회로와 관련된 다양한 연수를 통해 센서와 예술의 결합을 이루는 STEAM 교수학습자료 개발 및 적용
Ÿ 다양한 영역에 대한 도전 : 해외사례의 탐색적용, 디지털교과서의 적용, 다양한 스마트 디바이스의 활용 등 다양한 도전으로 새로운 시도를 함.
Ÿ 영메이커 지원활동 : 인천 영메이커의 지속적 활동을 위한 지원
나. 학생면
Ÿ 새로운 형태의 수업에 대한 기대가 있음- 다양한 자료조사 및 모둠별 설계활동, 토론활동,
경험이 부족하여 회로구성에도 어려움을 느낌 다. 제언
Ÿ 첨단기술을 적용하여 스스로 만들고 소비하는 프로슈머로서의 자질을 함양함 Ÿ 메이커활동의 지원이 상설화 되면 좋겠음
[부록1] 현장적용 결과 요약
<STEAM 프로그램(수업) 현장적용 요약>
구분 STEAM
프로그램명 적용 학교명 적용
학년 적용 교과(시수) 적용 기간 수혜 학생 수
개선 Interactive Art
동암중 2 자유학기제(8) 5.19~11.10 90
북부영재교육원 2 융합(8) 5.19~11.10 40
개발
적외선으로 불 켜는 나만의 엽서 만들기
부평동중 2 과학(5) 5.19~11.10 90
동암중 2 자유학기제(5) 5.19~11.10 40
나만의 리드스위치를 이용한 꽃과 나비
카드 만들기
부평동중학교 1 자유학기제(8) 10.18~11.08 24
[부록2]
Interactive Art
적외선으로 밝히는 나만의 엽서 만들기
나만의 리드스위치(reed switch)를 이용한 꽃과 나비 카드 만들기
<리드 스위치에 대하여 탐구하는 모습>
<리드 스위치의 원리를 바탕으로 종이전기회로를 만드는 모습>
<리드 스위치를 적용하여 꽃과 나비 카드를 완성시킨 모습>
<리드 스위치의 또 다른 적용 사례 모습 : 리드 스위치를 LED전구에 연결한 모습, 리드 스위치를 멜로디 키트에 연결한 모습, 리드 스위치를 일상 생활에서 활용할 수 있는 방안 발표 모습>
[붙임1] 수업지도안
1. 프로그램 개요
주제 Interactive Art 관련교과 중학교 2학년(자유학기제 적용) 과학, 기술가정, 미술, 수학
학습 목표
내용 목표
• Interactive Art 가 무엇인지 설명할 수 있다.
• 간단한 전기 회로를 만들 수 있다.
• 각 부품의 특징을 알 수 있다.
과정 목표
• 다양한 센서를 이용하여 Interactive Art 작품을 만들어 보는 경험을 할 수 있다.
• 모둠의 아이디어를 모아 프로토타입을 만들 수 있다.
• 모둠원들과 협동하는 과정을 통해 서로 배려하는 마음을 가질 수 있다.
STEA M 과목 요소
S 전기회회의 특징, 직렬연결, 병렬연결, 다이오드의 특징 T Interactive Art를 실현하기 위한 다양한 방법 시도 E Interactive Art를 위한 설계
A Interactive Art 작품 제작 M
개발 의도 어려운 전기회로를 Interactive Art와 융합하여 전기를 아름답게 활용할 수 있는 방법을 생각할 수 있고 작품 제작 과정을 융합적 사고로 접근할 수 있다.
Interactive Art 는 다양한 소재를 통해 관객과 작품 사이에 상호작용이 가능한 예술 분야이다. 전시관에 가서 소극적으로 관람하는 것보다 훨씬 흥미도가 높고 몰입하기 쉬운 장점이 있는 예술분야이다. 이런 Interactive Art를 도입으로 수업시간에 학생들과 함께 전기라는 어려운 부분을 즐겁게 수업해 보고자 개발한 프로그램 이다. 다양한 센서를 사용해 보는 과정을 통해 교과서에서만 배우는 전기를 다양한 방식으로 표현할 수 있어 서 학생들이 즐겁게 완성품을 만들 수 있는 장점이 있다. 또한 작품과정에 모둠원의 협동이 반드시 필요한 수업으로 혼자서 할 수 없어서 학생들의 협동심을 기르고 서로를 배려하는 시간을 가질 수 있는 장점이 있 다. 빛, 소리, 기울기 등등 주변에 가까이 있는 자극을 받아들여 학생들이 만든 작품에 생동감을 불어 넣을 수 있고, 작품을 만들기 위해 물감, 캔버스 등등 다양한 재료를 만지고 또한 추가재료 사용으로 다양한 시도 를 하다보면 창의적인 사고가 가능하고 작품 과정에서 본인의 감정을 표현하고 감수성을 개발할 수 있는 수업이다.
STEA M 단계 요소
상황
제시 • (동영상 시청 후) Interactive Art 는 무엇일까?
창의적 설계
• Interactive Art 설계하기
• Interactive Art를 표현할 수 있는 방법 찾기 감성적
체험 • 다른 모둠의 발표를 듣고 느낀 점을 공유하기
2. 교육과정
차시 과목 교육과정 성취기준 STEAM 프로그램 성취 목표/요소
1~2 미술 /과학
2009 개정 미9222. 표현 과정을 체계적으로 계획하여 표현할 수 있다.
Interactive Art란
종이회로를 이용한 회로 익히 기
3~4
과학/
기술/
공학/
예술
2009 개정 과9152-1. 저항, 전류, 전압의 개념을 설명할 수 있 다.
2009 개정 미9222. 표현 과정을 체계적으로 계획하여 표현할 수 있다.
빛을 이용한 Interactive Art 를 만들 수 있다.
5~6
과학/
기술/
공학/
예술
2009 개정 과9152-1. 저항, 전류, 전압의 개념을 설명할 수 있 다.
2009 개정 미9222. 표현 과정을 체계적으로 계획하여 표현할 수 있다.
소리를 이용한 Interactive Art를 만들 수 있다.
7~8
과학/
기술/
공학/
예술
2009 개정 과9152-1. 저항, 전류, 전압의 개념을 설명할 수 있 다.
2009 개정 미9222. 표현 과정을 체계적으로 계획하여 표현할 수 있다.
빛, 소리, 기울기 녹음-재생 장치를 이용한 Interactive Art를 만들 수 있다.
3. 차시별 계획 총괄표
차시 학습 내용
1~2 차시
소주제 Interactive Art란?
Co Interactive Art란 무엇인가?
- 그림에서 입으로 불면 민들레 꽃잎이 날리는 동영상을 시청한다.
CD 본인이 생각하는 Interactive Art를 표현해 보자.
Co 간단한 전기 회로를 만들어 보자.
CD 조별 알림 자료 만들기
- Interactive Art 작품을 설계해 보자.
ET 작성 자료 발표하기
3~4 차시
소주제 빛을 이용한 Interactive Art
Co 빛을 자극으로 받아들여 작품을 만들어 본다면 어떤 작품을 만들어 볼지 생각하고 발표해 보자.
CD 캔버스에 그림을 그려서 빛에 반응하게 만들어 보자.
ET 작성 자료 발표하기 및 함께 나누기
5~6 차시
소주제 소리를 이용한 Interactive Art
Co 소리를 자극으로 받아들여 작품을 만들어 본다면 어떤 작품을 만들어 볼지 생각하고 발표해 보 자.
CD 캔버스에 그림을 그려서 소리에 반응하게 만들어 보자.
ET 작성 자료 발표하기 및 함께 나누기
7~8 차시
소주제 Interactive Art 완성
Co Interactive Art 설계 및 완성
CD 다양한 센서를 이용하여 Interactive Art를 설계 하고 완성해 보자
ET 작성 자료 발표하기 및 함께 나누기
4. 평가계획
연번 평가 기준 방 법
1 종이 회로 완성 수행평가
2 다양하고 독창적인 방법을 설명하는가? 모둠내 평가
3 산출물 제작 과정에 적극적인 태도로 임하는가? 관찰 평가
4 산출물의 완성도가 높은가? 산출물 평가
5. 차시(단계)별 교수 학습 과정
소주제 Interactive Art 알기 및 전기회로 구성 차시 1~2/8차시 과목
(단원) 중학교 2학년(자유학기제) 학습
목표
• Interactive Art란 무엇인지 알아보자.
• 간단한 전기회로를 제작해보고 회로를 구성하는 기본적인 구조를 익혀보자.
학습
과정 교수학습 활동 준비물
도입 (15분)
Co Interactive Art란 무엇일까?
- 동영상을 시청한다.
동영상
학습 활동 (60분)
CD 본인이 생각하는 Interactive Art 표현한 후에, 가능하다면 어떤 Interactive Art 작품을 만들어 보고 싶은지 그려서 발표해 보자.
Co Interactive Art 작업을 위한 기본 회로를 알아보자.
ET Interactive Art 설계 발표하기
CD 조별 Interactive Art 설계 후 발표 자료 만들기
학생활동지
마무리
(15분) ET 작성 자료 발표하기
소주제 빛을 이용한 Interactive Art 차시 3~4/8차시
과목
(단원) 중학교 2학년(자유학기제) 학습
목표 • 빛에 반응하는 Interactive Art를 만들어 보자.
학습
과정 교수학습 활동 준비물
도입 (15분)
Co Interactive Art 영상을 보고 어떤 작품을 만들어 보고 싶은지 상상해서 적어보자.
- 동영상을 시청한다. 동영상
학습 활동 (60분)
CD Interactive Art를 위한 그림을 그린다.
CD 조도센서를 연결해서 빛에 반응하는 Interactive Art를 완성해 본다.
학생활동지
마무리
(15분) ET 작품 시연 및 발표하기
소주제 소리를 이용한 Interactive Art 차시 5~6/8차시 과목
(단원) 중학교 2학년(자유학기제) 학습
목표 • 소리에 반응하는 Interactive Art를 만들어 보자.
학습
과정 교수학습 활동 준비물
도입 (5분)
Co 빛 감지 센서, 소리감지센서, 기울기 감지 센서, 소리 녹음-재생 모듈을 모두 사용 한 Interactive Art를 설계하고 제작해 보자.
다양한 센서, 시안 보드
학습 활동 (70분)
CD Interactive Art를 위한 작품을 설계 한다.
CD Interactive Art를 완성해 본다.
학생활동지
마무리
(15분) ET 작품 시연 및 발표하기
소주제 Interactive Art 설계 및 제작 차시 7~8/8차시
과목
(단원) 중학교 2학년(자유학기제) 학습
목표 • 다양한 재료를 이용하여 Interactive Art를 설계하고 만들어 보자.
학습
과정 교수학습 활동 준비물
도입 (5분)
Co Interactive Art 영상을 보고 어떤 작품을 만들어 보고 싶은지 상상해서 적어보자.
- 동영상을 시청한다.
동영상
학습 활동 (70분)
CD Interactive Art를 위한 그림을 그린다.
CD 소리감지센서를 연결해서 소리에 반응하는 Interactive Art를 완성해 본다.
학생활동지
마무리
(15분) ET 작품 시연 및 발표하기
6. 학생 학습·활동지
차시 1~2. Interactive Art 알기 및 전기회로 구성 학생활동1 Interactive Art 알기 및 전기회로 구성
<상황 제시>
https://vimeo.com/40904471
1. 상황제시
가. 여러분께 Interactive Art를 소개하는 영상을 보여 드렸습니다. 여러분은 Interactive Art란 어 떤 예술이라고 생각하세요?
나. 여러분은 이 수업 마지막 차시에 다양한 센서를 이용하여 Interactive Art를 완성하게 됩니다.
어떤 작품을 만들어 보고 싶으세요? 자유롭게 작성해 보시기 바랍니다.
작성에 도움이 되는 정보
함께 배울 센서 : 빛 감지 센서, 소리 감지 센서, 기울기 센서, 추가 사용 가능한 재료 : 소리를 녹음 해서 재생할 수 있는 재료
저는 제시된 영상에서 보여 지는 것처럼 바람이 불면 민들레 꽃씨가 날아가는 작품을 완성 해 보고 싶습니다. ^^ .
다. 종이전자회로 만들기 과정에서 어려웠던 점이 무엇인지 적어봅니다.
참고하기
1. 인터랙티브 아트
‘인터랙티브 아트’를 그대로 직역하면 ‘상호 작용 예술’이라고 할 수 있습니다. 다시 말해 관객과의 상호 작용이 있어야 성립되는 예술이라는 의미이기도 합니다. 회화나 조각과 같은 기존의 예술들 은 작가의 의도에 따라 완성되고, 관객은 그 작품을 감상하고 느끼는 [작품→관객]의 일방적인 관계 였습니다. 반면, ‘인터랙티브 아트’는 작가가 특정한 ‘입력’에 의해 변화되도록 작품을 구현한 후, 관객이 그 ‘입력’을 수행하여 작품을 완성시키도록 하여 [작품↔관객]의 상호 관계를 만들었다고 할 수 있습니다.
가장 쉬운 ‘인터랙티브 아트’에 대한 설명은 ‘가까이 가면 불 켜지는 것’이었습니다. ‘가까이 가면’이 라는 관객의 반응이 ‘불 켜지는 것’이라는 결과를 만들어낸 것이지요. 생각하기에 따라서 ‘현관등’도 우리가 매일 맞이하는 ‘인터랙티브 아트’라고 생각하면 조금 과장일까요?
이유 중 하나는 관객이 직접 작업에 참여함으로써 관객 스스로가 작업의 방향을 결정할 수 있게 되고, 이러한 경험은 다시 ‘재미’로 다가오기 때문에 관객의 흥미가 높아지는 결과를 얻게 되기 때 문입니다. 아무래도 작가는 관객이 재미있어하는 작업을 하고 싶기 마련이므로 이러한 결과가 나 오는 것이라고 볼 수 있겠죠. 하지만 또 한가지 중요한 사실은, 최근 기술의 발달과 더불어 기술의 공유와 사용이 아주 쉬워졌다는 것입니다. 이전에는 상상만 했던 작업들이 조금만 공부하면 구현 가능한 위치에 오게 된 것이죠. 이것은 최근의 메이커 운동(Maker Movement)과도 연관이 깊습니 다.
※ 참고자료 출처 : Creative&Smart http://blog.lgcns.com/1157
차시 3~4. 빛을 이용한 Interactive Art
학생활동2 빛을 이용한 Interactive Art
1. Interactive Art - 빛
가. 물에 반응하여 LED에 빛이 들어오는 작품을 감상한 후에 이를 통해 기발하고 유쾌한 아이디어 로 관객에게 즐거움을 줄 수 있는 작품을 만든다면 어떤 것들을 상상해 볼 수 있을지 생각하고 적어 보세요.
나. 스마트 램프를 활용하여 주변이 어두워지면 LED에 저절로 빛이 켜지는 작품을 만들어 보겠 습니다.
1) CdS 센서가 어떤 역할을 하는지 적어보세요.
2) CdS 센서를 이용해서 어떤 작품을 만들어 보면 좋을지 생각하고 적어보세요. 간단하게 스케 치를 해서 설명을 적도록 합니다.
3) 다른 사람의 발표를 듣고 더 좋은 아이디어가 떠올랐다면 추가해서 적어보세요.
2. 작품제작 : Interactive Art – 빛
앞에서 구상한 그림을 간단히 스케치 하고 빛을 이용하여 관객과 상호작용이 가능한 작품을 만들어 보자.
차시 5~6. 소리를 이용한 Interactive Art
학생활동2 소리를 이용한 Interactive Art
1. Interactive Art - 소리
가. 소리에 반응하여 마치 살아있는 듯이 빛을 내는 작품을 감상하고, 어떻게 활용해 보고 싶 은지 적어보세요.
나. ‘LED용 박수소리 감지 모듈’을 활용하여 소리가 들리면 반응하는 작품을 만들어 봅시다.
『소리감지모듈 사용 예시 작품』
‘소리 감지 모듈’은 입력전압 DC 3V~5V를 콘 덴서마이크에 감지된 소리로 회로를 스위칭하 여 DC전압 3V~5V로 출력하는 모듈입니다.
출력된 전압으로 LED를 제어하면 소리에 반 응하여 빛을 내는 작품을 만들 수 있습니다.
1) 소리 감지 모듈을 이용해서 어떤 작품을 만들어 보면 좋을지 생각하고 적어보세요. 간단하게 스케치를 해서 설명을 적도록 합니다.
2) 다른 사람의 발표를 듣고 더 좋은 아이디어가 떠올랐다면 추가해서 적어보세요.
3) 앞에서 구상한 그림을 간단히 스케치 하고 소리를 이용하여 관객과 상호작용이 가능한 작품을 만들어 보자.
차시 7~8. Interactive Art 설계 및 제작
학생활동2 Interactive Art 설계 및 제작
1. Awesome interactive touch wall
가. 주어진 센서를 이용해서 Awesome interactive touch wall을 만들 수 있는 설계도를 모 둠별로 생각해 보자.
[예]
나. 설계도에 따라 작품을 만들기 위해 역할을 나누어 봅시다.
1. 회로제작
2. 그림그리기
3. 소리 녹음
다. 다른 사람의 발표를 듣고 느낀점을 적어보자.
[붙임1] 수업지도안
1. 프로그램 개요
주제 적외선으로 밝히는
나만의 엽서 만들기 관련교과 중학교 2 학년 과학, 미술, 국어
학습 목표
내용 목표
• 전자기파의 영역을 구분하고, 전자기파의 이용 예를 제시할 수 있다.
• 레이저의 특징을 일반광원과 비교하여 설명할 수 있다.
• 적외선의 특징과 활용 예를 제시할 수 있다.
과정 목표
• 전자기파 스펙트럼을 통해 전자기파의 영역을 분류할 수 있다.
• 전자기파의 활용 및 위험사례 조사를 통해 전자기파가 필요한지 위험한지에 대한 근거를 제시하며 토론을 할 수 있다.
• 전자기파에 대한 자신만의 은유를 할 수 있다.
• 전자기파 이용의 양면성을 넓은 시각으로 볼 수 있다.
• 모든 사물이나 기술, 현상의 양면성을 살펴보고 긍정적인 방안을 제안할 수 있다.
• 자신의 성장에 긍정적인 문구나 그림을 디자인할 수 있다.
• 레이저의 활용 및 위험사례 조사를 통해 안전한 레이저 사용을 위한 홍보문구를 만들 수 있다.
• 적외선을 이용한 나만의 엽서 만들기를 할 수 있다.
STEAM 요소
S 빛의 성질, 레이저의 특징
T 전자기파 및 레이저의 기술적 이용사례
E 적외선과 상호작용 하는 나만의 엽서 디자인 및 회로 설계
A
전자기파는 ~이다. 은유하기
안전한 레이저 사용을 위한 홍보문구 만들기 나만의 엽서 만들기
M 파장과 전자기파의 분류
개발 의도
이미 익숙하게 사용하고 있거나 개발 중인 신기술과 신소재의 원리를 알아보고, 미래기술과 예술의 융합적 접근이 가능한 사람과 상호작용하는 작품을 제작하는 과정을 통해 프로슈머 로서 ‘미래기술을 앎을 바탕으로 경험’하도록 한다.
우리 주변에는 그 원리를 모르면서 이미 익숙하게 사용하고 있는 신기술과 신소재가 많이 있다. 그러나 4 차 산업혁명의 흐름과 함께 미래사회의 프로슈머가 되어야 하는 학생들에게 신기술과 신소재의 원리에 대한 이해는 새로운 생산과 적용을 위한 필수적인 조건이다. 따라서 인간이 활용하고 있는 신기술과 신소재에 대한 이해를 높이고, 과학기술의 발전에 대한 자신의 가치관을 형성∙조정할 수 있는 기회를 가지며, 인간과 상호작용할 수 있는 창의적인 작품을 제작하는 과정을 통해 미래기술과 예술의 융합적 접근을 할 수 있도록 한다. 이 과정을 통해 미래기술에 대한 프로슈머로서의 역량을 키우고, 미래사회 발전에 대한 바른 가치관을 형성하며 융합적은 사고력을 키우고자 한다.
STEAM 상황 제시
• (동영상 시청 후) 사람의 등장을 알 수 있는 방법은 무엇일까?
감성적
• 전자기파의 필요에 대한 토론하기
• 전자기파 은유하기 창의
• 전자기파의 활용 및 위험사례를 찾고, 전자기파가 필요한가? 에 대한 자신의 근거 제시하기
2. 교육과정
차시 과목 교육과정 성취기준[2015 개정] STEAM 프로그램 성취 목표/요소
1~2
과학
[9과06-01] 물체를 보는 과정을 빛의 경로를 이용하여 표현 할 수 있다.
[9과24-01] 과학기술과 인류 문명의 관계를 이해하고 과학의 유용성에 대해 설명할 수 있다.
[9과24-02] 과학을 활용하여 우리 생활을 보다 편리하게 만 드는 방안을 고안하고 그 유용성에 대해 토론할 수 있다. [12물리Ⅰ03-03]다양한 전자기파를 스펙트럼의 종류에 따라
구분하고, 그 사용 예를 찾아 설명할 수 있다.
전자기파 스펙트럼
전자기파의 활용 및 위험사례 찾기
전자기파의 종류와 파장과의 관계에 따라 분류하기
전자기파 필요한가? 위험한가?
토론하기
전자기파 은유하기 수학 [9수05-01]자료를 줄기와 잎 그림, 도수분포표, 히스토그램,
도수분포다각형으로 나타내고 해석할 수 있다.
국어 [9국03-07] 생각이나 느낌, 경험을 드러내는 다양한 표현을 활용하여 글을 쓴다.
미술 [9미02-04] 주제의 특징과 표현 의도에 적합한 조형 요소와 원리를 탐색하여 효과적으로 표현할 수 있다.
3
과학 9과24-02] 과학을 활용하여 우리 생활을 보다 편리하게 만드
는 방안을 고안하고 그 유용성에 대해 토론할 수 있다. 과학기술의 양면성
나만의 엽서 디자인하기 국어 [9국03-07] 생각이나 느낌, 경험을 드러내는 다양한 표현을
활용하여 글을 쓴다.
4~5
과학
[6과13-01] 전지와 전구, 전선을 연결하여 전구에 불이 켜지 는 조건을 찾아 설명할 수 있다.
[9과24-02] 과학을 활용하여 우리 생활을 보다 편리하게 만 드는 방안을 고안하고 그 유용성에 대해 토론할 수 있다. [9과09-03] 저항, 전류, 전압 사이의 관계를 실험을 통해 이 해하고, 일상생활에서 저항의 직렬연결과 병렬연결의 쓰임 새를 조사하여 비교할 수 있다.
[10과탐03-01] 첨단 과학기술 속의 과학 원리를 찾아내는 탐구 활동을 통해 과학 지식이 활용된 사례를 추론할 수 있다.
레이저의 특징알기, 레이저의 활용사례 찾기
안전한 레이저 사용 홍보문구 만들기
적외선 리모컨을 이용한 나만의 엽서 완성하기
국어 [9국03-06] 다양한 자료에서 내용을 선정하여 통일성을 갖춘 글을 쓴다.
3. 차시별 계획 총괄표
차시 학습 내용
1~2 차시
소주제 전자기파 필요한가? 위험한가?
Co 사람이 들어오거나 나가는 것을 확인 하는 방법은 어떤 것이 있는가?
- 다양한 사례에 대한 토의.
Co (동영상 시청 후) 영상의 오류를 찾아보자.
보이지 않게 사람이 들어오거나 나가는 것을 확인하는 방법은 어떤 것이 있을까?
CD 전자기파는 어떤 것이 있나?
- 전자기파 분류하기, 전자기파의 특징과 활용, 위험사례찾기
CD 전자기파는 필요한가? 위험한가? 토론하기
CD 전자기파는 ~이다. 전자기파 은유하기
3 차시
소주제 내 마음을 담아봐.
Co 전자기파 이용의 양면성은?
-미래사회를 표현한 동영상 시청 후 긍정적인 면과 부정적인 면 토의하기
CD 나의 성장에 영향을 미치는 긍정, 부정적인 환경들에 바른 성장을 할 수 있도록 자신을 응원하는 문구를 써 보자.
- 자신의 성장에 긍정적 영향을 줄 수 있는 문구 탐색, 자신의 느낌 이야기하기 - 엽서에 자신을 응원하는 글과 그림 표현하기
4~5 차시
소주제 한 부분만 강화해도 할 수 있는 것이 많아. 적외선으로 켜는 나만의 엽서 만들기
Co 밤하늘의 별을 볼 때 별의 위치를 알려주는 레이저는 왜 먼 곳까지 표시가 날까?
-천체를 관측하는 장면 사진제시
CD 레이저가 일반 광원과 다른 점은 무엇인가?
-레이저와 일반광원을 나타내는 그림에서 차이점 찾기
CD 레이저의 활용 사례와 위험사례 찾기, 공유하기
CD 레이저의 안전한 사용을 위한 홍보문구 만들기
CD 적외선 리모컨을 이용한 나만의 엽서 완성하기
4. 학생 평가계획
5. 학교 생활기록부 기재 방안
구분 번호 평가기준 평가방법 평가도구
형성 평가
1 전자기파의 영역을 구분하고 그 특징
을 설명할 수 있는가? 자기 평가 활동지
2
전자기파의 활용에 대한 자신의 의견 을 근거를 제시하여 주장할 수 있는 가?
동료 평가
교사 평가 과정평가 체크리스트
3 미래사회에 대한 토의에 잘 참여하는 가?
동료 평가
교사 평가 과정평가 체크리스트 4 레이저의 특징과 활용사례를 설명할
수 있는가? 교사 평가 활동지
총괄 평가
1 전자기파의 은유가 창의적이고 타당
한가? 동료 평가 둉료 평가지
2 안전한 레이저 사용에 대한 홍보문구
가 전달력이 있는가? 동료 평가 둉료 평가지
3
적외선 리모컨을 이용한 나만의 엽서 의 완성도가 높고 예술적 표현이 뛰어 난가?
동료 평가
교사 평가 둉료 평가지, 체크리스트
구분 번호 평가도구 학생생활기록부 기재 방안
형성 평가
1 활동지 • 전자기파의 파장에 따른 영역을 구분할 수 있으
며 전자기파의 활용사례와 위험사례를 통해 안 전하게 전자기파를 사용하고 긍정적인 과학기 술의 활용방안에 대해 고민함.
• 미래사회의 긍정적인 면과 부정적인 면의 양면 성을 고려하며 긍정적인 성장을 위한 자신의 가 치관과 사회 문화 형성에 대해 생각함.
• 레이저의 특성을 알고 의료, 천문, 일상 생활 등 다양한 영역에 활용되는 첨단기술의 역할을 인 식하며 안전한 기술의 활용이 중요함을 깨달음.
2 토론 과정-과정평가 체크리스트
3 토의 과정-과정평가 체크리스트
4 활동지
총괄 평가
1 활동지 및 발표-동료평가지 • 전자기파를 ~에 비유하여 창의성과 논리성이 돋 보임
• 생활에 유용한 첨단기술도 안전한 사용이 바탕 이 되어야 한다는 점을 알고 안전한 사용에 대 한 홍보문구를 강조하여 표현함.
• 전기회로의 연결이 완성도가 높으며 자신의 성 장을 응원하는 엽서를 진정성을 담아 만들었으 며 적외선으로 LED 를 켤 수 있는 나만의 엽서 2 활동지 및 발표-동료평가지
3 완성 작품-동료평가지, 체크리스트
6. 차시(단계)별 교수 학습 과정
소주제 전자기파 필요한가? 위험한가? 차시 1~2/5 차시
과목 (단원)
중학교 3 학년
과학(과학과 인류문명), 수학(확률과 통계), 국어(쓰기), 미술(표현) 교육
과정
2015 개정교육과정
(24) 과학기술과 인류 문명
학습 목표
• 전자기파의 영역을 구분하고, 전자기파의 이용 예를 제시할 수 있다.
• 전자기파 스펙트럼을 통해 전자기파의 영역을 분류할 수 있다.
• 전자기파의 활용 및 위험 사례 조사를 통해 전자기파가 필요한지 위험한지에 대한 근거를 제시하며 토론할 수 있다.
• 전자기파에 대한 자신만의 은유를 할 수 있다.
학습
과정 교수학습 활동 준비물
도입 (10 분)
Co 사람이 들어오거나 나가는 것을 확인 하는 방법은 어떤 것이 있는가?
- 다양한 사례에 대한 토의.
Co (동영상 시청 후) 영상의 오류를 찾아보자.
https://youtu.be/-1uXopP-9GA?t=33s
- 보이지 않게 사람이 들어오거나 나가는 것을 확인하는 방법은 어떤 것이 있을까?
동영상
전개 (65 분)
CD 전자기파는 어떤 것이 있나?
- 전자기파 스펙트럼을 보고 전자기파를 분류해 보자
- 전자기파 중 한 가지를 정해서 그 전자기파의 특징과 활용사례 위험사례를 조사해 보자.
CD 전자기파는 필요한가? 위험한가? 토론하기
- 전자기파의 활용 예 동영상 : 한국물리학회, ‘생활 속 전자기파’
https://www.youtube.com/watch?v=yIEmypwDp7M
- 전자기파의 위험사례 동영상 :SBS뉴스, ‘5~6월이 가장 위험’
http://news.sbs.co.kr/news/endPage.do?news_id=N1004245859&plink=LINK&cooper=SB SNEWSVIEWER
- 전자기파의 필요성과 위험성에 대한 자료를 세 가지 이상씩 찾는다.
- 전자기파가 필요한지 위험한지에 대한 자신의 의견을 주장하고 근거를 제시한 다.(토론진행)
학생활동지 스마트 디바이스 동영상 사인펜
정리 ET 전자기파는 ~이다. 전자기파 은유하기
- 우리 모둠 최고의 은유와 우리 반 최고의 은유를 뽑는다.
지도상 유의점
Tip! 전자기파의 특성과 활용사례를 찾기 위해서는 스마트 디바이스가 지원되어야 한다.
Tip! 전자기파의 필요에 대한 토론에서 토론이 과열되는 경우가 있어 토론진행자가 참여자에게 적절한 발언권을 줘야 한다.
Tip! 전자기파 은유하기는 동료평가를 통해서 학생들이 의논해서 선정할 수 있도록 하는 것도 좋은 방법이며 선정이유에 대한 타당성이 있어야 한다.
소주제 내 마음을 담아봐. 차시 3/5 차시 과목
(단원)
중학교 3 학년
과학(과학과 인류문명), 수학(확률과 통계), 국어(쓰기), 미술(표현) 교육
과정
2015 개정교육과정
(24) 과학기술과 인류 문명 학습
목표
• 전자기파 이용의 양면성을 넓은 시각으로 볼 수 있다.
• 모든 사물이나 기술, 현상의 양면성을 살펴보고 긍정적인 방안을 제안할 수 있다.
• 자신의 성장에 긍정적인 문구나 그림을 디자인할 수 있다.
학습
과정 교수학습 활동 준비물
도입 (5 분)
Co 전자기파 이용의 양면성 : 전자기파는 생활에 유용한 면도 있지만 위험한 요소도 있다.
Co 미래의 모습
동영상 브레이드 러너 2049 공식예고편 https://youtu.be/uDh92Eng8u0 - 미래사회를 표현한 동영상 시청 후 긍정적인 면과 부정적인 면 토의하기 - 문제점을 해결할 수 있는 방안 토의하기
동영상
전개 (35 분)
CD 나의 성장에 영향을 미치는 긍정, 부정적인 환경들에 바른 성장을 할 수 있도록 자신을 응원하는 문구를 써 보자.
- 자신의 성장에 긍정적 환경과 부정적인 환경 구분하고 이유 생각해 보기 - 나의 성장에 긍정적인 영향을 줄 수 있는 문구 탐색, 자신의 느낌 이야기하기 - 엽서에 자신을 응원하는 글과 그림 표현하기
- 우리 모둠 최고의 엽서 뽑기 - 우리 반 최고의 엽서 뽑기
학생활동지
머메이드지 엽서 색연필 사인펜
정리
(5 분) CD 사물, 환경, 현상 등의 양면성에 대해서 생각해보기
ET 자신을 응원하는 글 말하기
지도상 유의점
Tip! 엽서에 사용할 문구는 좋은 글귀를 찾아서 캘리그래피처럼 표현하는 것도 좋 은 방법이다.
Tip! 미래사회나 나의 환경에 대한 긍정, 부정적인 면에 대한 토의는 수용적인 분위 기에서 진행될 수 있도록 한다.
Tip! 자료 검색을 위해 스마트 디바이스를 활용할 수 있는 환경을 준비한다.
Tip! 스스로에게 응원하는 진솔한 말도 좋은 글감이다.
소주제 한 부분만 강화해도 할 수 있는 것이 많아. 적외선으로 켜는 나만의 엽서
만들기 차시 5/5 차시
과목 (단원)
중학교 3 학년
과학(과학과 인류문명), 미술(표현) 교육
과정
2015 개정교육과정
(24) 과학기술과 인류 문명 학습
목표
• 레이저의 활용 및 위험사례 조사를 통해 안전한 레이저 사용을 위한 홍보문구를 만들 수 있다.
• 적외선을 이용한 나만의 엽서 만들기를 할 수 있다.
학습
과정 교수학습 활동 준비물
도입 (10 분)
Co 4 차 산업혁명과 레이저
- 17 가지 놀라운 3d 프린트 출력물 : https://www.youtube.com/watch?v=FSu19nz7NlE - 3d 프린트의 방식 https://youtu.be/NOzZCWDp01s
- SLS 방식 : https://youtu.be/L3ZdnCsjmI4
4차 산업혁명의 한 화두인 3D 프린트의 다양한 출력물의 가능성 보기
3D 프린트의 방식 및 레이저를 이용한 SLS방식 알아보기로 레이저의 활용 예 살피기
동영상
전개 (70 분)
Co 밤하늘의 별을 볼 때, 별의 위치를 알려주는 레이저는 왜 먼 곳까지 표시가 날 까?
-천체를 관측하는 장면 사진제시, 먼 하늘까지 나아가는 이 빛의 정체는?
CD 레이저가 일반 광원과 다른 점은 무엇인가?
-레이저와 일반광원을 나타내는 그림에서 차이점 찾기
CD 레이저의 활용 사례와 위험사례 찾기, 공유하기 -레이저 활용 사례와 위험사례를 찾아서 토의하기
CD ET레이저의 안전한 사용을 위한 홍보문구 만들기 - 안전한 레이저 ㅅ용을 위한 홍보문구 만들어 공유하기 - 우리 모둠과 우리 반 최고의 홍보문구 뽑기
CD ET적외선 리모컨을 이용한 나만의 엽서 완성하기 - 적외선 리모컨의 송신부 알아보기
- 적외선 리모컨 수신부(포토트랜지스터) 알아보기 - 나만의 엽서에 회로 연결해서 완성하기
학생활동지
적외선 LED, LED, 동전전지, 포토트랜지
스터, 스카치테잎
정리 (10 분)
CD 레이저의 특징, 안전한 레이저 사용을 위한 실천 방안은?
ET 적외선 리모컨을 이용한 나만의 엽서 우수작 뽑기 - 회로 구성의 완성도가 높은가?
- 미적 구성이 우수한가?
7. 학생 학습·활동지
차시 1~2.
학생활동 1 전자기파 필요한가? 위험한가?
상황제시
1. 사람의 출입을 알 수 있는 다양한 창치들이다 어떻게 사람의 출입을 알 수 있을까?
출처:http://itempage3.auction.co.kr/ 출처http://korezn.tistory.com/67 출처:G마켓 출입경보기
https://ko.aliexpress.com
출처:미스비시엘리베이터
출처: LG사이언스랜드
2. 동영상에서 오류는 무엇일까?
동영상에서는 빛이 붉은 색으로 보이는데 실제 출입을 감지하기 위한 빛은 눈에 보이지 않는 적외선을 주로 사용한다.
전자기파 스펙트럼
다음은 전자기파의 스펙트럼을 나타낸 것이다.
[출처 :두산백과]
1. 전자기파 스펙트럼은 전자기파를 파장의 길이에 따라 늘어놓은 띠이다. 파장의 길이에 따라 다 른 성질을 가지는데 위의 그림을 보고 전자기파를 몇 가지로 구분하는지 그 이름을 써보자.
7가지
라디오파, 마이크로파, 적외선, 가시광선, 자외선, X선, 감마선
2. 전자기파 한 가지를 선택하여, 전자기파의 특징과 활용 사례, 위험 사례를 찾아보자.
전자기파의
종류 적외선
특징
적외선은 가시광선보다 파장이 긴 전자기파다. 넓은 뜻의 빛이지만, 사람 눈에 보이지는 않는다. 단 자외선과 마찬가지로 일부 동물과 곤충들은 적외선을 볼 수 있다. 가시광선 영역에서 빨간 색 쪽으로 벗어나므로 적외선이라고 부르는 것이다. 파장의 범위는 0.74 µm ~ 300 µm 정도이다.
활용 사례 야간관측, 온도측정, 기상분석, 분광분석법, 군사목적, 의료용, 보안 및 각종 센서등에 사용 된다.
위험 사례
인체에 유해한 근적외선 방식은 미량이라도 인체에 지속적으로 노출되면 발암의 개연성 이 높다. 근적외선은 금속가공이나 적외선을 쏘아서 병원체를 태워 죽이는 멸균 소독 등 의 용도로 주로 사용되며 인체에 유해하여 일반인을 상대로하는 인체감지센서로는 거의 사용하지 않고 감지 빈도가 극히 적은 방범용(도둑감시)으로 사용되며 위험성을 빗대어 발목지뢰라고 부른다. 또한 근적외선은 투과율이 높아서 머리나 심장을 관통할 수 있으므 로 어린이나 노약자는 적외선을 쐬지 않도록 각별히 주의 해야 한다.
전자기파 필요한가? 위험한가?
전자기파와 관련된 동영상을 보고, ‘전자기파! 과연 필요한가?’ 라는 주제에 대해 ‘전자기파는 필요 하다 Vs 전자기파는 위험하다 ’ 와 관련한 근거를 제시하자.
(구체적인 사례를 조사하는 것도 좋은 방법이다.)
출처: 한국물리학회, ‘생활 속 전자기파’
https://www.youtube.com/watch?v=yIEmypwDp7M
출처: 전북일보 2011.8.11
전자기파는 ~이다.
1. 전자기파에 대한 자신의 생각을 은유해 보자. 은유란 당신은 나의 태양이다 와 같이 은근한 비 유로 직유보다 더 인상적인 표현이 가능하다.
적정기술에 대한 은유 작품 예시 :
필요하다 위험하다
전자기파는 ( )이다.
은유를 그림으로 표현하기
왜냐하면
2. 우리 모둠 최고의 은유 뽑기
제안자:( ) 전자기파는 ( )이다.
3. 우리 반 최고의 은유 뽑기
차시 3
학생활동 2 내 마음을 담아봐.
상황제시
1. 전자기파는 이용하는 용도가 다양하기는 하지만 편리함과 동시에 위험성이 공존해서 양면성 이 있다. 주변의 사물이나 기술에서 그런 양면성이 있는 것으로는 어떤 것이 있을까?
맛있는 과자는 먹으면서 맛이 좋아 미각의 즐거움을 느끼지만 과하게 먹으면 비만과 함께 질병이 생기기도 한다.
예뻐질려고 하는 성형수술은 큰 비용을 들여서 수술이 잘 되어 예뼈지면 좋지만 수술의 부작용이 생겨서 오히려 수술을 하지 않은 것만도 못한 위험성도 있다. 등
2. (동영상 시청 후) 미래사회에 대해 긍정적인 면과 부정적인 면이 무엇이 있는지 서술해 보고, 문제를 해결할 수 있는 방안을 제시해 보자.
긍정적인 면 부정적인 면
해결방안 제안
나를 응원하기
내가 생활하는 환경도 나의 성장에 긍정적인 면과 부정적인 면이 있다. 어떤 것이 긍정적인 환경이고 어떤 것이 부정적인 환경인지 이야기 해보자.
나를 응원하는 문구나 그림을 디자인하자.
2. 우리 모둠 최고의 디자인 뽑기 제안자:( ) 이유
3. 우리 반 최고의 디자인 뽑기
긍정적인 환경 부정적인 환경
디자인 의미 또는 이유
차시 4~5
학생활동 3 적외선으로 불 밝히는 나만의 엽서 만들기
상황제시
4 차 산업혁명에서 레이저-꿈꾸는 대로 이루어진다. 프로슈머인 나.1. (동영상 시청 후) 3D 프린트로 제작할 수 있는 것 중 가장 놀랍다고 생각되는 것은 어떤 것 이면 왜 그렇게 생각하는가?
2. (동영상 시청 후) 3D 프린트의 원리 및 특징을 써보자.(https://youtu.be/NOzZCWDp01s)
3. (동영상 시청 후) SLS 방식은 3D 프린트의 어떤 방식에 해당되는가?
한 부분만 강화해도 할 수 있는 것이 많아.
▷ 대부분의 광원은 다양한 파장의 빛을 방출하여 광원에서 빛이 나아가면서 사방으로 퍼져 거리 에 따라 빛의 세기가 약해집니다.
이와 달리 레이저는 한 파장의 빛을 증폭하여 강 한 세기의 빛을 멀리까지 전달할 수 있습니다.
첨가형 절삭형
복잡형 구조물 가능 소재 낭비가 거의 없음
채색동시 진행가능 시간이 오래걸림
덜 정교함
고체기반/액체기반/파우더 기반
높은 품질 빠른 속도 매끄럽고 정교한 곡선
재료의 많은 소모 안쪽이 파인 모양은 어려움
별도의 채색작업
놀랍다고 생각되는 것 이유
독수리의 부리 독수리의 부러진 부리를 만드는 것처럼 의족이나 의수에도 맞춤형제작이 가능하다.
1. 레이저의 활용 사례 및 위험 사례를 찾아봅시다.
활용 및 위험 사례
2. 레이저의 이용 사례에 대한 친구들의 발표를 듣고 우리 모둠에서 찾지 못한 사례를 추가하여 정리해 봅시다.
활용 및 위험 사례
3. 안전한 레이저 사용을 위한 홍보문구 만들기
레이저를 안전하게 사용하도록 하는 공익광고 문구를 만들어 봅시다.
의도 :
4. 우리 모둠 최고의 홍보문구 뽑기 제안자:( ) 이유
적외선 리모컨으로 나만의 엽서 켜기
● 준비물 : 3V 동전 전지 2개, 포토트랜지스터(검은색 돔형), LED(고휘도 발광다이오드), 적외선 LED(투명 돔형), 나를 응원하는 엽서(2차시 제작)
1. 눈에 보이지 않는 적외선을 이용해서 LED를 켜 봅시다.
가. 동전전지와 LED 살펴보기
LED는 극성이 있어
긴 다리는 전지의 (+)극과 연결되어야 하고,
짧은 다리는 전지의 (-)극과 연결되어야 불이 켜진다.
(+)라고 적혀있는 면이 (+)극 그 뒷면이 (-)극이다.
나. LED 구분하기
종류 사진 특징
검은색 돔형
포토트랜지스터로 평상시에는 전류를 통과시키지 않지만, 빛을 받으면 전류를 잘 통하게 하는 스위치 와 같은 역할을 한다. 즉, 포토트랜지스터에 적외선 을 쏘여주면 LED에 전류가 흘러서 빛을 내게 된다.
투명 돔형
일반 LED
전지에 연결하면 LED의 불빛이 보이는데 안 보이면 적외선 LED 이다.
적외선 LED
적외선 LED의 빛은 눈에 보 이지 않지만 휴대폰 카메라로 보면 빛이 보인다.
다. 적외선 리모컨 송신부 만들기 : 적외선 LED의 긴 다리는 동전전지의 (+)극, 짧은 다리는 동전전지의 (-)극과 연결하세요.
라. 적외선 리모컨 수신부 만들어 리모컨 작동 확인하기 1) LED의 긴 다리와 포토 트랜지스터의 짧은 다리 연결하기 2) 포토트랜지스터의 긴 다리는 동전전지의 (+)극,
LED의 짧은 다리는 동전전지의 (-)극으로 연결하기
마. 적외선 리모컨 송신부로 수신부의 LED켜보기
2. 나만의 깜짝 엽서 만들기
가. 2차시에 디자인한 엽서 준비하기
나. 리모컨 수신부의 위치 결정하기. (포토트랜지스터와 LED의 자리를 정합니다.) 다. 매머드지에 LED 다리를 꽂을 구멍 4개를 뚫어 회로 완성하기.
1) 긴-짧-긴-짧의 순서로 LED의 다리를 배치하고 가운데 짧은 다리와 긴 다리 를 서로 꼬아 연결합니다.
2) 남은 긴 다리는 전지의 (+)에 짧은 다리는 전지 의 (-)극에 닿게 하고 테이프로 고정합니다.
라. 갤러리 워킹 : 작품을 전시하고 친구들의 작품을 보면서 마음에 드는 작품에 스티커를 붙입니 다.
마. 우리 반 최고의 엽서 뽑기 제작자:( ) 이유:
8. 참고자료
차시 1~2
참고자료
• 적외선은 눈에 보이지 않아요.
동영상 https://youtu.be/-1uXopP-9GA?t=33s 적외선 보안 장치는 눈에 보이지 않아서 적외선 카메라와 같은 장비를 사용해야지만 볼 수 있으므로 동영상의 오류를 찾아서 적외선이 눈에 보이지 않음을 인지할 수 있음.
• 전자기파 스펙트럼
전자기파 [출처 : sciencegood.com]
전자기파의 활용예가 잘 드러나 자료로 활용이 용이함 • 전자기파의 활용 예
동영상 https://www.youtube.com/watch?v=yIEmypwDp7M
전자기파의 각 종류별 특징들과 활용사례 및 전자기파 관련 과학자의 업적까지 전체적인 내용이 포함되어 있음.
차시 4~5 참고자료
•3D 프린트의 놀라운 출력물
동영상 https://youtu.be/FSu19nz7NlE 3D 프린트로 만들 수 있는 놀라운 사례를 제시
4 차 산업혁명과 함께 프로슈머로서 개인별 맞춤형 제작이 가능한 시대를 볼 수 있음.
• 3D 프린트의 방식
동영상 https://youtu.be/FSu19nz7NlE 3D 프린트의 대표적인 방식인 절삭형과 첨가형의 장단점을 비교할 수 있음.
특히 첨가형의 3 가지 유형, 고체기반, 액체기반, 파우더기반의 차이점을 알고 레이저를 활용한 방식도 알 수 있음.
• 레이저의 활용 예
출처: 한국물리학회, ‘생활 속 전자기파’
동영상 https://www.youtube.com/watch?v=yIEmypwDp7M
전자기파의 각 종류별 특징들과 활용사례 및 전자기파 관련 과학자의 업적까지 전체적인 내용이 포함되어 있음.
• [읽기자료] 레이저는 죽음의 광선인가? 사이언스랜드
http://lg-sl.net/product/scilab/sciencestorylist/HHSC/readSciencestoryList.mvc?sciencestoryListId
=HHSC2015030001
[붙임1] 수업지도안
1. 프로그램 개요
주제 나만의 리드 스위치(reed switch)를
이용한 꽃과 나비 카드 만들기 관련교과 중학교 1학년(자유학기제 적용) 과학, 기술가정, 미술,
학습 목표
내용 목표
• 리드 스위치의 구조를 알 수 있다.
• 리드 스위치의 과학적 원리를 설명할 수 있다.
• 전기 회로 기호를 해석할 수 있다.
과정 목표
• 일반적인 전기회로를 만들 수 있다.
• 리드 스위치를 이용하여 전기회로를 만들 수 있다.
• 리드 스위치를 적용한 나만의 창의적인 ‘꽃과 나비’ 카드를 만들 수 있다.
STEA M 과목 요소
S 전기회로의 원리(직류, 교류), 리드 스위치의 원리 T 전기 회로 설계하기, 전기 회로 만들기
E 리드 스위치를 이용한 전기회로 설계하기, 리드 스위치를 이용한 꽃과 나비 카드 설계하기 A 나만의 리드 스위치(reed switch)를 이용한 꽃과 나비 카드 만들기
M
개발 의도
학생들이 접근하기 어려운 새로운 영역의 리드 스위치는 학생들에게 전기에 대한 흥미를 갖게 하고 실제 전기회로를 설계하고 만들어 보면서 전기회로를 쉽게 이해하게하며, 나만의 리드 스위치를 이용한 ‘꽃과 나비’ 만들기 활동을 통해 융합적 사고 활동을 진행할 수 있다.
리드 스위치는 자석에 반응하는 자성체의 자성력과 복원력을 기반으로 한 접점 운동 스위치로서 스위치의 외형은 일반적으로 열, 화학 반응에 강한 유리관으로 되어 있다. 유리관 내부는 금속의 부식을 방지하기 위해 안정적인 불활성가스로 채워져 있다. 이때 자성체의 특징은 자기장 내에서 자화되는 자성을 갖는 물질로 자 기장이 없을 때는 자성이 사라지게 된다. 리드 스위치에서 사용되는 자성체는 주로 니켈+ 철 합금 등과 같은 강자성체를 사용한다. 그리고 리드 스위치 내부의 불활성 기체는 다른 원소와 반응하지 않는 안정적인 성질을 띠는 가스를 말하는데 리드 스위치의 유리관 내부에 이를 채우는 이유는 부품 산화를 막아 접점 불량이나 제품 수명에 개선을 주고자 한다. 이러한 리드 스위치는 우리 가정에서 전자기기, 항공기 통신 분야 등 다양한 분야에서 이미 이용되고 있다. 이러한 리드 스위치를 이용하여 만드는 ‘꽃과 나비’ 카드 maker 활동은 작품을 설계하고 만드는 과정에서 창의적인 사고가 가능하고 자신이 직접 카드를 예쁘게 꾸미는 과 정에서 심미적 감성적 체험도 할 수 있는 수업이다.
STEA M 단계
상황
제시 • (동영상 시청 후) 리드 스위치(reed switch)는 무엇일까?
창의적 설계
• 일상생활에서 리드 스위치를 활용하는 사례 조사하고 발표하기
• 리드 스위치를 이용하여 꽃에 불이 켜지는 ‘꽃과 나비’ 카드를 어떻게 만들것인지 설계하기.
2. 교육과정
차시 과목 교육과정 성취기준 STEAM 프로그램 성취 목표/요소
1~2
과학
[9과09-02] 전기 회로에서 전지의 전압이 전자를 지 속적으로 이동하게 하여 전류를 형성함을 모형으로 설명할 수 있다.
[9과09-04] 전류의 자기 작용을 관찰하고 자기장 안에
놓인 전류가 흐르는 코일이 받는 힘을 이 용하여 전동기의 원리를 설명할 수 있다.
리드 스위치의 과학적 원리를 설명할 수 있다.
리드 스위치의 구조를 알고 각 부분의 특징을 설명할 수 있다.
기술
3~4
과학
[9과09-03] 저항, 전류, 전압 사이의 관계를 실험을 통해 이해하고, 일상생활에서 저항의 직렬 연결과 병렬연결의 쓰임새를 조사하여 비 교할 수 있다.
전기 회로도에서 전기 기호 를 알 수 있고, 전기 회로를 해석할 수 있다.
리드 스위치를 연결하여 전기회로를 연결 할 수 있다.
기술
5~6
과학
[9과09-04] 전류의 자기 작용을 관찰하고 자기장 안에
놓인 전류가 흐르는 코일이 받는 힘을 이 용하여 전동기의 원리를 설명할 수 있다.
리드 스위치의 원리를 이용 하여 카드의 꽃에 LED 불이 켜지는 나만의 ‘꽃과 나비’ 카 드를 설계할 수 있다.
주어진 재료를 가지고 전기회 로를 설계할 수 있다.
기술
예술
7~8
과학
[9과09-02] 전기 회로에서 전지의 전압이 전자를 지 속적으로 이동하게 하여 전류를 형성함을 모형으로 설명할 수 있다.
[9과09-04] 전류의 자기 작용을 관찰하고 자기장 안에 놓인 전류가 흐르는 코일이 받는 힘을 이 용하여 전동기의 원리를 설명할 수 있다.
리드 스위치를 이용하 여 만든 전기회로에 자석을 이용하여 꽃에서 빛이나는 ‘나만의 리드 스위치를 이용 한 꽃과 나비’ 카드를 만들 수 있다.
기술
예술
공학
