프로그램 명: 초등학교 메이커교육을 매개로 한 STEAM 프로그램

(1)

2020 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 지도안 및 평가모델

2020. 11 .20

(2)

프로그램 명: 초등학교 메이커교육을 매개로 한 STEAM 프로그램

과 제 개 요

과제명 2020년 STEAM 교사연구회 운영(월성초등학교)

STEAM 프로그램

유형

(유형1) STEAM 프로그램 개선 및 보완을 통한 확산 모델 개발 ( √ ) - 선행 프로그램명:

(유형2) 다양한 교과 간 협동 연구를 통한 STEAM 프로그램 신규 개발 ( ) (유형3) StarT 프로그램 수행을 통한 STEAM 프로그램 신규 개발 ( ) 프로그램명 중학교 음악 (1)표현 수업용 STEAM 프로그램

학교급

초

대상 학년(군)

초등학교 5,6학년

중심과목

^과학

중심과목

성취기준 영역 [초등학교 5~6학년] 우주

연계과목

^실과 미술

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 5~6학년] (4) 기술시스템

[초등학교 5~6학년] 미술 (2) 표현 [초등학교 5~6학년] 실과 (5) 기술 활용 연구기간 2020.7.20. ~ 2020.11.30.

신청금액 일금사백만원(￦4,000,000)

참여연구원 5명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 4명) 연구 수행자에 관한 사항

구분 소속(학교명) 담당과목 직위 성명

연구책임자 월성초등학교 과학 교사 강동휘

공동연구원 내남초등학교 과학 교사 임상현

공동연구원 내남초등학교 전교과 교사 서영대

공동연구원 산대초등학교 전교과 교사 이근혁

공동연구원 용강초등학교 전교과 교사 정동욱

2020년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 융합인재교육 (STEAM) 교사연구회를 운영한 결과로써 본 보고서를 제출합니다.

2020년 11월 20일

주관연구기관장 : 이형석 연구책임자 : 강동휘

한국과학창의재단 이사장 귀하

(3)

1. 서론

2. 연구 수행 내용

◦ 새로운 교육, 21세기 교육으로의 변화가 단지 첨단 장비들의 도입, 무분별한 코딩 ,로봇교육, 현란한 영상효과 활용 같은 화려함 쯤으로 치부되어 교육현장에 혼란을 일으키고 있다.

◦ 그 중 새로운 교육을 위한 하나의 방법으로 제시되었던 융합교육은 어떤 상황 인가? 과연 융합교육의 기본 장점을 잘 살리고 있을까?

◦ 교육현장에서의 융합교육은 다소 한 시간에 여러 과목을 하는 것 등으로 치부되 고 있고 결국 학생들에게 큰 효과를 얻어내지 못하고 지겨운 수업으로 여겨지고 있다.

< 본회의 목표 >

본회의 목표는 다음과 같다.

◦ 다양한 교과간의 융합교육을 달성하기 위한 매개로 메이커교육의 활용가능성 을 검토한다.

◦ 메이커교육을 통해 STEAM 교육을 활성화 하는 방안을 개발한다.

◦ 누구나 쉽게 활용가능한 자료를 개발하여 융합교육의 장점을 살린다.

※ 2020년 STEAM 교사연구회의 과제(➀, ➁, ➂) 현재 수행 현황 ➀ STEAM 프로그램 개발 및 적용,

- 기존 프로그램 분석

경상북도 창의융합영재교육프로그램 역량중심영재프로그램

경주부설영재교육원 융합반 교재 - 적용 및 학생 실태 조사

학생 안전을 위해 정상적인 프로그램 운영이 어려워 재구성중

➁ STEAM 프로그램 적용 성과 연구 및 조사, - 개발 협의회 실시

- 프로젝트 주제 선정 - 전문가 아이디어 공유

➂ STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천

(4)

- 화상회의 참석(역량중심영재프로그램 개발 협의회)

※ 당초 계획대비 변경된 사항

- 대면 교사 협의회를 무리하게 개최하지 않기로 하고 화상협의회로 대체 - 학생 안전을 위해 지역 밖의 외부 행사 참여 자제

- 온라인 수업으로 인해 실과 수업을 과학과 통합시켜서 활용

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 메이커교육을 활용한 STEAM 프로그램 선행

프로그램명 해당없음

학교급 초등학교 대상 학년(군) 6학년

중심과목 실과 중심과목

성취기준 영역 [초등학교 5~6학년] 가정생활과 안전

연계과목

국어 수학 과학

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 5~6학년] (3) 쓰기 [초등학교 5~6학년] (4) 기하 [초등학교 5~6학년] (3) 온도와 열

개발계획

주제 연번

차시

(시수) 과목 연계(안)

1 3 실과(1) + 수학(2)

2 2 실과(1) + 과학(1)

3 2 실과(1) + 과학(1)

4 3 실과(1) + 국어(1) + 수학(1) 5 4 실과(2) + 수학(1) + 과학1) 개발·적용

현황 ※ 2020. 9 .21 . 기준, 16차시 중 16차시 개발 및 3차시 적용 완료

(5)

1. STEAM 프로그램 총괄표(총 9차시)

차시 주요내용

1~2/9

주제(단원)명 5 학년 1 학기 과학 3. 태양계와 별

※ 중심과목의 교육과정 성취기준인 [6 과 02-01] 태양이 지구의 에너지원임을 이해하고 태양계를 구성하는 태양과 행성을 조사 할 수 있다 를 달성하기 위해 실과의 관련 영역인 기술시스템의 수송기술 부분을 소재로 하여 수업을 진행하였다.

Co 상황 제시 :내가 우주선을 타고 태양계 행성을 방문하려한다. 어떤 우주선을 만들어야할까?

CD 창의적 설계: 나에게 필요한 도구들을 알고 우주선을 설계한다.

ET 감성적 체험:자신의 우주선을 타고 여행을 하는데 드는 생각과 느낌을 표현한다.

3~4/9

주제(단원)명 5 학년 1 학기 과학 3. 태양계와 별

※ 중심과목의 교육과정 성취기준인 ‘[6 과 02-02] 별의 의미를 알고 대표적인 별자리를 조사할 수 있다.’를 달성하기 위해 미술 교과의 (2)표현 영역과 연계하여 다양한 방법으로 아이디어를 구체화하고, 실과 교과의 (5) 기술 활용과 연계하여 다양한 재료를 활용하여 창의적인 제품을 구상하고 제작할 수 있도록 하였다.

Co 상황 제시: 우리 집에 별이 반짝반짝? 우리 집을 밝혀줄 별자리 무드등을 만들어 보자.

CD 창의적 설계: 내가 조사한 별자리를 광섬유를 이용하여 무드등으로 제작한다.

ET 감성적 체험: 나만의 별자리 무드등을 만들고 느낌을 표현한다.

5/9

주제(단원)명 5 학년 1 학기 과학 3. 날씨와 우리생활

중심과목의 교육과정 성취기준인 “[6 과 06-03] 고기압과 저기압이 무엇인지 알고 바람이 부는 이유를 설명할 수 있다” 를 달성하기 위해 실과의 관련 영역인 기술시스템의 수송기술 부분을 소재로 하여 수업을 진행하였다.

Co 상황 제시: 고기압과 저기압 때문에 발생하는 공기의 이동(바람)을 잘 이용할 수 있는 배를 만드려고 한다. 어떤 배를 만들어야 할까?

CD 창의적 설계: 나에게 필요한 도구들을 알고 나만의 배를 설계한다.

ET 감성적 체험: 자신의 배를 타고 여행을 하는데 드는 생각과 느낌을 표현한다.

6/9

주제(단원)명 5 학년 2 학기 과학 3. 날씨와 우리 생활

※ 중심과목의 교육과정 성취기준인 ‘[6 과 06-01] `습도를 측정하고 습도가 우리 생활에 영향을 주는 사례를 조사할 수 있다.’를 달성하기 위해 미술 교과의 (2)표현 영역과 연계하여 다양한 방법으로 아이디어를 구체화하고, 실과 교과의 (5) 기술 활용과 연계하여 창의적인 제품을 구상하고 제작할 수 있도록 하였다.

Co 상황 제시: 습도를 측정할 습도계가 없다. 나만의 간단한 습도계를 만들어 보자.

CD 창의적 설계: 온도 습도 풍속과 관련하여 나만의 설계도 만들기

ET 감성적 체험: 셀로판지 습도계를 만들어 보고 드는 생각과 느낌을 표현한다.

7~9/9

주제(단원)명 5 학년 2 학기 과학 3. 날씨와 우리 생활

※ 중심과목의 교육과정 성취기준인 ’[6 과 06-04] 계절별 날씨의 특징을 우리나라에 영향을 주는 공기의 성질과 관련지을 수 있다‘ 를 달성하기 위해 실과의 관련 영역인 기술 활용 의 다양한 재료를 활용하여 창의적인 제품을 구상하고 제작할 수 있도록 하였다.

Co 상황 제시 : 계절별 날씨의 특징에 맞는 나만의 아이디어 날씨 용품을 제작해보자.

CD 창의적 설계: 날씨 용품을 설계하고, 3D 펜으로 시제품을 제작한다.

ET 감성적 체험: 다른 팀의 날씨 용품을 보며 생각과 느낌을 표현한다.

(6)

2. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/5 학년

중심과목 성취기준

영역

[초등학교] 우주 중심과목

성취기준

[6 과 02-01] 태양이 지구의

에너지원임을 이해하고 태양계를 구성하는 태양과 행성을 조사 할 수 있다

주제(단원)명 3. 태양계와 별 차시 1~2/9

학습목표 태양계 행성들의 특징을 알고 여행하기 위해 필요한 우주선을 설계할 수 있다.

연계과목 실과 연계과목

성취기준 영역

[초등학교 5~6학년] (4) 기술시스템

STEAM 요소

S 태양계 행성들의 특징을 알 수 있다.

T 우리 신체를 보호하기 위한 장치를 설계할 수 있다.

E

A 다른 사람의 작품을 감상하고 자신의 생각을 말할 수 있다.

M 개발 의도

※태양계 행성들의 특징을 공부하다보면 결국 학생들은 멀리 있는 행성들에게 거리감을 느끼고 만다. 거리가 멀지만 실제로 저곳에 있기 때문에 학생들의 상상을 자극하여 현실과 학습이 만나게 한다면 즐겁게 공부할 수 있을 것이다.

※ 중심과목의 교육과정 성취기준인 [6 과 02-01] 태양이 지구의 에너지원임을 이해하고 태양계를 구성하는 태양과 행성을 조사 할 수 있다를 달성하기 위해 실과의 관련 영역인 기술시스템의 수송기술 부분을 소재로 하여 수업을 진행하였다.

Co 상황 제시 :내가 우주선을 타고 태양계행성을 방문하려한다. 어떤 우주선을 만들어야할까?

CD 창의적 설계: 나에게 필요한 도구들을 알고 우주선을 설계한다.

ET 감성적 체험: 자신의 우주선을 타고 여행을 하는데 드는 생각과 느낌을 표현한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

내가 우주선을 타고 태양계행성을 방문하려한다. 어떤 우주선을

만들어야할까?

창 의 적 설 계

창의적 설계

자신의 우주선을 타고 여행을 하는데 드는 생각과 느낌을 표현한다.

감 성 적 체 험 나에게 필요한 도구들을 알고

우주선을 설계한다.

감성적 체험

(7)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료 및

유의점

도입 ( 10 분)

Co

○

그림이야기 보기

• 우주를 여행하는데 어떤 문제점이 있을까요?

- 온도가 낮아져서 추워질 것이다.

- 길을 잃을 수도 있을 것이다.

- 시간이 오래 걸리고 식량이 부족할 수도 있을 것이다.

ET

○ 자신이 혼자서 여행한다면 어떤 느낌이 들까요?

-외롭다. 혼자서 할 일이 많을 것이다.

Tip!

-학습자료 태양계 행성 의 환경들을 소 개 하 는 자 료

전개 ( 30

분)

CD

○

자신이 꼭 해결하고 싶은 문제를 고르고 해결 방법을 위두랑에 글로 업로드하 고 설문조사에 참여 해봅시다.

ET ○친구가 올린 내용 중 좋은 아이디어가 있으면 칭찬댓글을 달아줍시다.

- 온도를 단열의 문제로 해결하는 것이 좋았다.

- 북극성을 확인할 수 있게 북두칠성으로부터 표시가 있는게 좋았다.

Co ○팀별로 만들고자 하는 장치를 두가지 생각하여 그림으로 그려봅시다.

- 각 팀 별로 설계도를 그린다.

<위두랑 우주여행 설문조사 실시>

Tip!

위두랑의 설 문조사 기능 을 활용하여 사전 설문을 실시

Tip!

학생이 겉모 양에 만 치 중하여 우주 선을 설계하 지 않고 기 능에 관심을 가지게 적극 안내한다.

<나만의 우주선 설계도 그리기>

(8)

ET ○위두랑에 간단한 설명과 함게 업로드하고 다른팀의 설계도에 칭찬 댓글을 최대한 많이 달아줍시다.

- 관점을 통한 칭찬 댓글 업로드 (실현 가능성, 과학지식 포함 여부 ,기타 개인적 관점등) - 시간이 많이 걸린다는 점을 고려하여 우주선의 식량창고를 만든점이 대단하다.

○실과의 수송수단에 대하여 공부하여 봅시다. 수송 수단에는 어떤것들이 있나요?

-자전거, 자동차, 비행기, 우주비행선등이 있습니다.

○ 자신이 만들 우주선의 구동장치는 어떤 것으로 하면 좋을까요 모듬에서 토의해봅시다.

- 각자 자신의 우주선의 구동장치를 정하고 토의 하기

CD ○ 필요한 재료를 확인하고 역할을 나누어 만들어 봅시다.

-팀별로 우주여행에 필요한 우주선을 제작한다.

Tip!

토의를 하기 위해 우주의 환경을 다시 한번 상기시 켜 공기를 이용한 추진 등이 어려움 을 인지시킨 다.

ET ○위두랑을 통해 다른 학생들의 작품에 도움을 주는 댓글을 써봅시다.

-친구의 피드백을 확인하고 작품을 지속적으로 개선을 해나간다.

○ 친구 우주선은 태양계 탐사를 위해 어떤 기능을 가지고 있나요?

- 소행성대를 피할 레이더를 가지고 있습니다.

- 추위를 피하기 위해 난방장치를 가지고 있습니다.

- 화성에 착륙하기 위해 착륙 발판이 있습니다.

- 목성을 탐사하기 위해 구름 냉각장치가 있습니다.

정리 ^ET ○ 오늘 어떤 활동을 하였습니까?

(9)

( 10 분)

- 우주여행에 필요한 도구를 만들었습니다.

○ 어떤 생각이 들었나요?

- 친구들의 댓글이 도움이 되었습니다.

- 1학기때 배운 내용으로 도구를 만들어서 기억에 남습니다.

(10)

3. 학생활동지 / 학생참고자료

차시

10 내가 가고싶은 행성에 맞는 우주선 설계하기

위 그림을 보고 내가 가고 싶은 행성의 환경을 써봅시다.

내가 만들 우주선의 설계도를 기능과 함께 나타내어 봅시다.

(11)

차시

11 내가 만들고 싶은 우주선 만들기 위해 필요한 것들을 정리합시다.

우주선 이름

구동기관

조향기관

생명유지장치

기타 필요한기능

친구의 우주선을 보고 잘 된점 잘못된점을 평가해봅시다.

우주선　이름: 우주선　이름:

좋은점 부족한점 좋은점 부족한점

우주선　이름: 우주선　이름:

좋은점 부족한점 좋은점 부족한점

(12)

2. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/5 학년

영역

[초등학교] 우주 중심과목

성취기준

[6 과 02-02] 별의 의미를 알고 대표 적인 별자리를 조사할 수 있다

주제(단원)명 3. 태양계와 별 차시 3/9

학습목표 대표적인 별자리를 조사하고, 나만의 별자리 무드등을 만들 수 있다.

연계과목 미술, 실과 연계과목

[초등학교 5~6학년] 미술 (2) 표현 [초등학교 5~6학년] 실과 (5) 기술 활용

STEAM 요소

S 별과 별자리가 무엇인지 설명할 수 있다.

T 광섬유의 빛의 직진, 전반사를 알아 볼 수 있다.

E 광섬유를 이용하며 별자리 무드등을 제작할 수 있다.

A 나만의 개성을 살린 별자리 무드등을 제작한다.

M 입체도형-전개도의 개념을 떠올리고, 직육면체, 정육면체 형태로 설계한다.

개발 의도

※ 단순하게 별자리를 조사하고 암기하기 보다는, 별과 별자리를 조사한 후 실생활에 활용 가능한 별자리 무드등을 제작해봄으로써 별과 별자리를 더 쉽게 이해할 수 있도록 하였다. 또한 무드등 제작 과정에서 광섬유를 활용해보면서 빛의 직진, 전반사 개념도 알아볼 수 있도록 하였다.

※ 중심과목의 교육과정 성취기준인 ‘[6 과 02-02] 별의 의미를 알고 대표적인 별자리를 조사할 수 있다.’를 달성하기 위해 미술 교과의 (2)표현 영역과 연계하여 다양한 방법으로 아이디어를 구체화하고, 실과 교과의 (5) 기술 활용과 연계하여 다양한 재료를 활용하여 창의적인 제품을 구상하고 제작할 수 있도록 하였다.

Co 상황 제시: 우리 집에 별이 반짝반짝? 우리 집을 밝혀줄 별자리 무드등을 만들어 보자.

CD 창의적 설계: 내가 조사한 별자리를 광섬유를 이용하여 무드등으로 제작한다.

ET 감성적 체험: 나만의 별자리 무드등을 만들고 느낌을 표현한다.

상황 제시

상 황 제 시

우리 집에 별이 반짝반짝? 우리 집을 밝혀줄 별자리 무드등을 만들어 보자.

창 의 적 설 계

나만의 별자리 무드등을 만들고 느낌을 표현한다.

별자리 무드등을 설계한다.

감성적 체험

(13)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (5 분)

▣ 동기유발: 북두칠성 이야기

Co 별자리 이야기를 들려주어 별자리의 의미를 알아보도록 한다.

◦북두칠성 별자리 이야기 들려주기

옛날 어느 시골마을에 홀어머니와 일곱 형제가 같이 살았다. 형제들은 홀어머니를 지극정성으로 봉양했으며 겨울날엔 자신들은 춥게 자도 어머니는 춥지 않게 어머니의 방은 따뜻하게 불을 지폈다. (중략) 그리고 어머니가 먼저 세상을 떠나고 일곱 아들 모두 결혼해서 자식을 둔 뒤 세상을 떠나게 되자 천신들은 효성스러운 젊은이들의 어머니의 소원을 받아들여 일곱 형제 모두 북두칠성으로 다시 태어나게 했다. 이중 한 별만 흐릿한데 이는 어머니가 다닐 다리를 만들 때 투덜거린 막내 아들로 자신의 행동이 부끄러워서 모습을 감춘 것이리라.

◦별자리 제시하기

• 별자리 판에 제시된 이 별자리가 국자모양의 북두칠성입니다.

▣ 학습문제 확인

대표적인 별자리를 조사하고, 나만의 별자리 무드등을 만들 수 있다.

Co 우리 집을 밝혀줄 나만의 별자리 무드등을 제작한다.

▣ 학습활동 계획

【활동1】 별자리의 뜻 알아보기

【활동2】 나만의 별자리 무드등 만들기 【활동3】 별자리 무드등 전시회

Tip! 교사의 실감나게 말하 기 기법을 살 려 이야기를 들려준다

‣북두칠성 별 자리판

전개 (30 분)

▣ 【활동1】별자리의 뜻 알아보기 ◦별자리의 뜻과 유래

• 별자리란 무엇일까요?

- 별을 무리지어 이름을 짓는 것입니다.

• 별자리는 왜 만들어졌을까요?

- 방향을 찾기 위해서입니다.

- 어떤 물건이나 사람을 추억하기 위해서입니다.

- 밤하늘의 별을 쉽게 찾고 위치를 기억하기 위해서입니다.

◦여러가지 별자리 이야기하기

• 조사해온 별자리를 발표해 봅시다.

- 오리온 자리는 오리온의 벨트에서 유래하여 만들어진 별자리입니다.

CD 별자리 무드등에 들어갈 별자리를 선택한다.

‣별자리 ppt

Tip! 학생들 에게 미리 별 자리와 그에 관련된 이야기 를 찾아오도록 과제를 제시한 다.

Tip! 학생들 이 별자리 이 름을 이야기할 때 판서한 다 음 기준에 맞 추어 분류하여

(14)

◦여러가지 별자리 구분하기

• 화면에 제시된 별자리를 살펴봅시다. 별자리를 어떻게 분류 할 수 있나요?

- 사람, 동물, 물건으로 구분할 수 있습니다.

▣ 【활동2】 나만의 별자리 무드등 만들기 ◦나만의 별자리 무드등 구상하기

• 조사한 별자리를 바탕으로 무드등에 넣을 별자리를 선택합시다.

• 어떤 형태로 제작할지 떠올려 봅시다.

◦별자리 무드등 설계하기

• 입체도형의 전개도를 떠올리면서 나만의 별자리 무드등을 디자인하여 봅시다.

- 도면에 별자리를 표시하고, 어떻게 꾸밀지 구상한다.

• 광섬유에 빛을 비추어 보고 어떤 특징이 있는지 살펴봅시다.

- 광섬유에 불을 비추어 본다.

CD 광섬유를 관찰하여보고, 이용하여 어떤 형태로 제작할지 구상한다.

◦별자리 무드등 만들기

• 별자리 무드등 제작 설명서(활동지)를 보면서 입체도형 내부에 광섬유를 연결 하여 봅시다.

- 활동지에 설계한 내용을 바탕으로 무드등을 제작한다.

CD 별자리의 크기, 모양등을 고려하여 어떻게 배치할지 결정한다.

별자리를 만들 때 다양한 예 시로제시한다.

정리 (5 분)

▣ 【활동3】 별자리 무드등 전시회 ◦모둠 친구들에게 발표하기

• 돌아가며 말하기 방법으로 모둠원에게 내가 만든 별자리 무드등을 소개해봅시다.

• 나만의 무드등을 특징 및 제작소감을 발표하여 봅시다.

ET 나만의 별자리 무드등에 어떤 별자리를 넣었는지 발표한다.

◦ 반 친구들의 별자리 무드등 관람하기 (※ 주변을 어둡게 한다.)

• 친구들의 별자리 무드등을 살펴보고 어떤 특징이 있는지 생각하여 봅시다.

• 가장 인상깊었던 별자리 무드등을 반 친구들에게 발표해 봅시다.

ET 반 친구들의 무드등을 보며 감상한다.

▣ 학습 정리

• 친구들의 별자리 무드등을 만들어본 소감을 발표하여 봅시다.

‣ 무드등

Tip! 발 표 시 집중력을 높이 기 위해 느낀 점을 적으면서 듣는다.

Tip! 다 양 한 측면에서 만든 이야기를 살펴 볼 수 있도록 기준을 제시한 다.

(15)

3. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 3/9

◈ 밤하늘의 별자리를 찾아봅시다.

별자리의 모양

별자리 이름 전갈자리 페가수스자리 오리온자리

별자리의 모양

별자리 이름 큰개자리 카시오페이아자리

별자리의 모양

별자리 이름 북두칠성 거문고자리

별자리의 모양

별자리 이름 목동자리 백조자리

별자리의 모양

별자리 이름 처녀자리 안드로메다자리 독수리자리

(16)

차시 3/9

◈ 나만의 별자리 무드등을 디자인해 봅시다.

(17)

차시 3/9

별자리 무드등 만들기

◈ 무엇을 하나요?

굴절률이 높은 유리, 바깥 부분은 굴절률이 낮은 유리를 사용하여 중심부 유리를 통과하는 빛이 전반사가 일어나도록 한 광섬유를 활용하여 내 생일 별자리 무드등을 만들어봅시다.

◈ 준비물

LED등, 광섬유, 건전지, 건전지 끼우개, 커낵터, 스위치, 우드락, 별자리 도안, 양면테이프, 싸인펜, 풀, 자

◈ 어떻게 하나요?

① 상자 꾸미기 ② 스위치 구멍뚫기 ③ 스위치 연결하기 ④ LED등 연결하기

⑤ LED 긴 발~빨간색 (+극) / 짧은 발~검은색 (-극) ⑥ 광섬유 꽂은 우드락 고정 ⑦ 전지 고정하기

(참고자료: 별자리판 만들기)

※ 광섬유란?

중심부에는 굴절률이 높은 유리, 바깥 부분은 굴절률이 낮은 유리를 사용하여 중심부 유리를 통과하는 빛이 전반사가 일어나도록 한 광학적 섬유이다. 에너지 손실이 매우 적 어 송수신하는 데이터의 손실률도 낮고 외부의 영향을 거의 받지 않는다는 장점이 있다.

전반사란 굴절률이 큰 매질에서 작은 매질로 향해 빛이 입사할 때, 빛이 굴절하지 않고 전부 반사 되어 버리는 현상이다. [출처: 두산백과]

(18)

4. 교사자료

차시 3/9

※ 동기유발: 북두칠성 이야기

옛날 어느 시골마을에 홀어머니와 일곱 형제가 같이 살았다. 형제들은 홀어머니를 지극정성으로 봉양했으며 겨울날엔 자신들은 춥게 자도 어머니는 춥지 않게 어머니의 방은 따뜻하게 불을 지폈다.

그럼에도 어머니가 늘상 심한 추위로 고생해서 아들들의 걱정은 이만저만이 아니었다. 무언가 일 이 있는 것 같아 큰아들이 어느 날 밤중에 어머니 마중을 나섰는데 어머니가 흠뻑 젖어서 집에 오 곤 했다. 큰아들은 어머니가 왜 젖어서 오는지 궁금하여 날이 밝자마자 어머니와 같이 나섰는데, 어머니는 아직 날이 풀리지 않아 차가운 강을 건너 이웃집 홀아비네 집에 왔다갔다 하는 것이었다.

큰형에게 자초지종을 들은 아우들이 고민에 빠졌을 때 큰아들이 어머니를 위한 다리를 하나 만들자고 얘기했다. 그 뒤 일곱 형제들이 만든 다리 덕분에 어머니는 겨울날에도 춥지 않게 길을 건널 수 있었다.

아들들의 효심에 감동한 어머니는 자신이 죽고 난 다음에 아들들까지 오게 되면 이 아이들을 별 로 좌정해달라고 간절히 기도했다. 그리고 어머니가 먼저 세상을 떠나고 일곱 아들 모두 결혼해서 자식을 둔 뒤 세상을 떠나게 되자 천신들은 효성스러운 젊은이들의 어머니의 소원을 받아들여 일곱 형제 모두 북두칠성으로 다시 태어나게 했다. 이중 한 별만 흐릿한데 이는 어머니가 다닐 다리를 만들 때 투덜거린 막내 아들로 자신의 행동이 부끄러워서 모습을 감춘 것이리라.

(출처: 제주특별자치도 제주시에서 전해지는 북두칠성이 된 일곱 형제에 관한 민담, https://http://jeju.grandculture.net)

※ 빛의 굴절(屈折)

◎ 빛의 굴절(屈折) : 빛과 같은 파동이 한 물질에서 다른 물질로 들어 갈 때 경계면에서 진행 방향이 꺾이는 현상이다.

① 직진하던 빛이 한 물질에서 다른 물질로 진행할 때 두 물질의 경계면 에서 진행 방향이 꺾인다.

* 법선 : 경계면과 수직인 선

* 입사각 : 입사 광선과 법선 사이의 각 * 굴절각 : 굴절 광선과 법선 사이의 각

② 빛이 굴절하는 이유 : 빛이 각 물질을 통과하는 속력이 다르다. 따라 서 물질의 경계에서 빛의 속력이 변하면서 굴절이 일어난다.

빛의 굴절 모습 비교(빛의 속력 : 공기 > 물)

(출처: 다음백과 [빛의 굴절])

※ 전반사[total reflection, 全反射]

광학적으로 밀한 매질에서 소한 매질 로 빛이 진행할 때, 특정 임계각보다 큰 입사각으로 입사한 빛이 굴절하지 않고 100% 반사되는 현상. 광섬유는 이 원리 를 이용하여 정보를 전송할 때 손실률을 낮추며, 이 외에도 전반사프리즘이나 파 이버스코프 등에 응용되고 있다.

(출처: 네이버 지식백과)

(19)

2. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

영역

[초등학교] 지구와 우주 중심과목 성취기준

[6 과 06-03] 고기압과 저기압이 무엇인지 알고 바람이 부는 이유를 설명할 수 있다.

주제(단원)명 날씨와 우리 생활 차시 4~6/9

학습목표 바람이 부는 이유를 알고 그 바람을 이용하여 움직이는 [나만의 배]를 만들 수 있다.

[초등학교 5~6학년] 기술시스템

STEAM 요소

S 바람이 부는 이유를 설명할 수 있다.

T

E 바람을 잘 이용할 수 있는 배의 모양을 설계할 수 있다.

A 다른 사람의 작품을 감상하고 자신의 생각을 말할 수 있다.

M

개발 의도 ※ 기압차에 의해 바람이 부는 이유를 알고 그 바람을 이용한 배만들기를 통해 공기의 이동에 대한 개념 정리와 실생활 메이커 교육을

※ 중심과목의 교육과정 성취기준인 “[6 과 06-03] 고기압과 저기압이 무엇인지 알고 바람이 부는 이유를 설명할 수 있다” 를 달성하기 위해 실과의 관련 영역인 기술시스템의 수송기술 부분을 소재로 하여 수업을 진행하였다.

Co 상황 제시: 고기압과 저기압 때문에 발생하는 공기의 이동(바람)을 잘 이용할 수 있는 배를 만드려고 한다. 어떤 배를 만들어야 할까?

CD 창의적 설계: 나에게 필요한 도구들을 알고 나만의 배를 설계한다.

ET 감성적 체험: 자신의 배를 타고 여행을 하는데 드는 생각과 느낌을 표현한다.

상황 제시

상 황 제 시

고기압과 저기압 때문에 발생하는 공기의

이동(바람)을 잘 이용할 수 있는 배를 만들려고 한다. 어떤 배를 만들어야 할까?

창 의 적 설 계

자신의 배를 타고 여행을 하는데 드는 생각과 느낌을 표현한다.

나만의 배를 설계한다.

감성적 체험

(20)

학습

및 유의점

도입 ( 5 분)

▣ 전차시 학습 상기하기

▣ 동기유발 및 상황제시: 동서양의 범선

(https://www.youtube.com/watch?v=HfM4iKl0m9c)

Co 별자리 이야기를 들려주어 별자리의 의미를 알아보도록 한다.

◦저렇게 큰 범선은 어떻게 움직일까요?

- 바람으로 움직입니다.

◦바람은 왜 불까요?

- 일기예보 뉴스 살펴보기(https://www.youtube.com/watch?v=B9i_g33jdl8) - 일기예보에서 자주 등장하는 단어 찾아보기

- 일기예보 그림에서 표시된 ‘고’와 ‘저’는 무엇을 나타내는지 생각 해 보기

바람이 생기는 이유를 알고, 바람을 이용하여 움직이는 나만의 배를 만들어 봅시다.

Co 바람을 이용하여 움직이는 나만의 배를 만들어 본다.

【활동1】 바람이 부는 까닭은?

【활동2】 나만의 배 만들기 【활동3】 나만의 배를 소개합시다!

‣동영상

전개 ( 60 분)

▣ 【활동1】바람이 부는 까닭은?

◦공기의 온도를 달리하여 무게 재어보기 • 실험준비물을 보며 실험 계획 세우기

- 실험 역할 분담하기(바람이, 잠금이, 장갑이, 시간이) - 안전교육 진행하기

- 왜 차가운 바람은 아래로, 뜨거운 바람은 위로 모아야 하는지 알아보기 - 안전을 위한 1회 실험연습(플라스틱 통에 공기를 모아 뚜껑닫아보기 연습

• 온도가 다른 두 공기 무게 재기

- 머리 말리개를 사용하여 플라스틱 통에 온도가 다른 두 공기의 무게 재기 - 왜 차가운 공기가 따듯한 공기와 무게 차이가 나는지 이야기 나누기.

- 고기압 저기압과 공기의 무게 연관짓기

◦ 기압과 바랍의 관계 알아보기

• 물놀이 공에서의 공기의 이동 살펴보기

- 모둠 친구들과 함께 물놀이 공에 구멍이 생겼을 때 공기가 이동하는 것을

‣플라스틱 통, 머 리 말 리 개 , 초시계, 면장 갑,

Tip! 안전을 위해 머리말리 개를 켜지 않 은 상태에서 1 회정도 연습 실험을 한다.

학생들이 별자 리 이름을 이 야기할 때 판 서한 다음 기 준에 맞추어

‣a4 용지, 색

(21)

[고기압, 저지압, 공기, 이동, 바람] 단어를 넣어 문장으로 설명하기

CD 스스로 기압과 온도, 바람을 연계시키면서 바람이 부는 원인을 탐구한다.

▣ 【활동2】 나만의 배 만들기 ◦나만의 배 구상하기

• 바람을 이용하여 움직이는 배를 구상해 봅시다.

• 어떤 형태로 제작할지 아이디어를 구상 해 봅시다..

◦나만의 배 설계하기

• 구상한 배를 만들기 위한 재료를 준비 해 봅시다.

• 구상한 배를 스케치 하고 간단한 설계도면을 그려 봅시다.

CD 바람을 이용할 수 있는 방법이 어떤 형태로 구현되야 할지 설계한다.

◦나만의 배 만들기

• 설계한 대로 배를 만들어 봅시다.

CD 바람을 이용하는 배를 설계한 대로 만들어 본다.

종이, 우드락, 풀, 테이프, 가위, 칼, 마 분지, 실 등 교실에서 흔히 구할 수 있는 재료를 이용

Tip! 구상을 어려워하는 학 생은 세계 여 러나라의 범선 사진자료를 제 공한다.

정리 (15 분)

▣ 【활동3】 나만의 배를 소개합시다!

◦모둠 친구들에게 발표하기

• 돌아가며 말하기 방법으로 모둠원에게 내가 만든 배를 소개해봅시다.

• 내가 만든 배의 특징 및 제작소감을 발표하여 봅시다.

ET 나만의 배가 바람을 어떻게 이용하여 움직이는지 발표한다.

◦ 반 친구들이 만든 배 관람하기

• 수조에 배를 띄우고 친구들의 작품이 어떤 특징이 있는지 생각하여 봅시다.

• 가장 인상깊었던 배를 반 친구들에게 발표해 봅시다.

ET 반 친구들의 배를 보며 감상하며 분석한다.

▣ 학습 정리

• 바람이 생기는 원리와 그 바람을 이용하는 배에 대해 서로 이야기 해 봅시다.

‣ 배, 수조

(22)

3. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 4~6/9

바람은 두 지역의 기압차에 따른 공기의 움직임 때문에 불어요. 기압의 차이가 생기는 원인은 두 지 역의 온도가 다를 때, 공기는 온도가 낮은 곳에서 높은 곳으로 움직이는 성질이 있어요. 왜냐하면, 온 도가 높은 곳의 공기는 가벼워서 상승하게 되는데, 이때 생긴 빈자리를 채우려고 주위의 찬 공기가 따 뜻한 곳으로 움직여 가기 때문입니다.

고기압은 기압이 주위보다 높은 곳을 저기압은 기압이 주위보다 낮은 곳을 뜻해요. 고기압일 때는 중심에서 바깥쪽으로 바람이 불어 나가고, 저기압일 때는 주위에서 중심 쪽으로 바람이 불어 들어옵니 다. 바람은 고기압지역에서 저기압지역으로 부는 성질을 가지고 있어요.

바람에도 이름이 있어요. 동쪽에서 부는 바람은 샛바람이라고 해요. '동쪽에서 해가 뜨다'의 뜻인 '날 이 새다'에서 온 말입니다. 남풍은 마파람이라고 해요. 우리나라는 예로부터 집을 대부분 남향으로 지 었는데, 남풍이 불면 바람이 집과 마주 보기 때문이에요. 북풍은 높바람이라고 해요. 북쪽 지형이 높아 서 붙여진 이름입니다. 서풍은 하늬바람, 또는 가을에 많이 분다고 하여 갈바람이라고 합니다.

출어: [네이버 지식백과] 바람 [wind] (천재학습백과 초등 과학 용어사전)

(23)

4. 교사자료

차시 4~6/9

범선

기원전 3000 년경, 이집트인들은 그들의 대형보트(longboat)에 돛을 달면 바람의 힘을 이용할 수 있다는 사실을 이미 알고 있었다. 이 시기에는 갈대 묶음을 대체한 나무판자를 사용해 보트를 만들기 시작했다. 직사각형의 돛 하나와 2 줄로 늘어선 노 젓는 사람들이 이집트인들의 ‘쾌속선’을 움직였다. 이렇게 만든 배의 대부분은 아주 가벼웠으며, 주로 나일 강(Nile River)을 항해하기 위한 목적으로 제작 되었다.

진정한 의미에서 바다를 여

행했던 최초의 사람들은 크레타 섬의 미노스 인(Minoans)들이었다. 그들은 기원전 2500 년경부터 정사각형의 돛을 단 화물선으로 지중해 동쪽을 정기적으로 항해하기 시작했다. 그 후에는

그리스인들이 훌륭한 항해사가 되었다. 그들은 기원전 500 년경에 2 개의 돛대를 단 화물 운송선을 만들었으며, 그로부터 200 년이 지나기도 전에 약 30 미터 길이에 4 개의 돛이 장착된 거대한 범선을 개발했다. 그들이 만든 이 배는 당시로서는 가장 정교한 항해선이었다.

범선(sailboat)은 계속해서 커지고 있었지만, 3 개의 돛대를 가진 범선이 유행했던 15 세기까지 돛을 다는 장치의 발전은 거의 이루어지지 않고 있었다. 크리스토퍼 콜럼버스(Christopher Columbus)와 다른 탐험가들이 그때까지 알려지지 않은 지구의 구석구석을 지도에 그려 넣은 것도 모두 이 범선 안에서 이루어진 일이었다. 15 세기와 16 세기에 가장 유명했던 배들의 대부분은 상선과 전투선으로 모두 사용할 수 있는 갤리온선(galleon)이었다. 갤리온선은 배 뒤쪽에 높은 탑(sterncastle)이 솟아 있었고, 3 개 또는 4 개의 돛대를 가지고 있었다. 배 앞쪽의 마스트와 메인마스트(mainmast)에는 각각 2 개, 또는 3 개의 돛이 설치되어 있었다. 하지만 가장 정교하게 만들어진 항해선은 아직까지 등장하지 않았다.

19 세기 중반에 등장했던 멋진 쾌속범선(clipper)은 항해 기술의 절정이었다. 이 우아한 유선형의 배는 돛대 마다 6 줄의 돛을 달 수 있었는데, 모두 합치면 35 개의 돛을 달 수 있는 셈이었다.

남미에서 중국으로 항해하기 위한 목적으로 제작되었기 때문에 이 배들은 엄청난 속도를 낼 수 있었다. 뉴욕에서 샌프란시스코까지 항해하는 데에는 채 100 일이 걸리지 않을 정도였다. 범선 경주(sailboat racing)는 이 시대에 굉장한 인기를 끌었다. 아메리카 컵(America’s Cup) 대회는 1851 년에 처음으로 열렸고, 2 개의 돛대를 가진 스쿠너선(schooner) ‘아메리카(America)’

호가 우승을 차지했다. 오늘날에는 범선이 주로 레저용으로 이용되고 있음에도 불구하고, 범선 경주는 계속해서 이어져 내려오고 있다.

자료출처 [네이버 지식백과] 범선 [Sailboat] (1%를 위한 상식백과, 2014. 11. 15., 베탄 패트릭, 존 톰슨, 이루리)

(24)

2. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/5 학년

영역

[초등학교] 지구와 우주 중심과목 성취기준

[6 과 06-01]

습도를 측정하고 습도가 우리 생활에 영향을 주는 사례를

조사할 수 있다.

주제(단원)명 3. 날씨와 우리 생활 차시 6/9

학습목표 습도의 의미를 알고, 셀로판지 습도계를 만들어서 습도를 측정할 수 있다.

연계과목 미술, 실과 연계과목

[초등학교 5~6학년] 미술 (2) 표현 [초등학교 5~6학년] 실과 (5) 기술 활용

STEAM 요소

S 습도가 무엇인지 설명할 수 있다.

T 셀로판의 특성을 이해할 수 있다.

E 셀로판지 습도계를 제작할 수 있다.

A 나만의 개성을 살린 셀로판지 습도계를 제작한다.

M 개발 의도

※태양계 행성들의 특징을 공부하다보면 결국 학생들은 멀리 있는 행성들에게 거리감을 느끼고 만다. 거리가 멀지만 실제로 저곳에 있기 때문에 학생들의 상상을 자극하여 현실과 학습이 만나게 한다면 즐겁게 공부할 수 있을 것이다.

※ 중심과목의 교육과정 성취기준인 ‘[6 과 06-01] `습도를 측정하고 습도가 우리 생활에 영향을 주는 사례를 조사할 수 있다.’를 달성하기 위해 미술 교과의 (2)표현 영역과 연계하여 다양한 방법으로 아이디어를 구체화하고, 실과 교과의 (5) 기술 활용과 연계하여 창의적인 제품을 구상하고 제작할 수 있도록 하였다.

Co 상황 제시: 습도를 측정할 습도계가 없다. 나만의 간단한 습도계를 만들어 보자.

CD 창의적 설계: 온도 습도 풍속과 관련하여 나만의 설계도 만들기

ET 감성적 체험: 셀로판지 습도계를 만들어 보고 드는 생각과 느낌을 표현한다.

상황 제시

상 황 제 시

습도를 측정할 습도계가 없다.

나만의 간단한 습도계를 만들어 보자.

창 의 적 설 계

셀로판지 습도계를 만들고 측정한 습도에 대해 감정표현을 해본다.

감 성 적 체 험 온도 습도 풍속과 관련하여

나만의 설계도 만들기

감성적 체험

(25)

학습

및 유의점

도입 ( 7 분)

▣ 동기유발 및 상황제시: 건조한 방 습도 높이기

(http://www.ssemtube.com/front/goods/GDS0000020533/detailInfo.do)

Co 영상을 통해 습도의 의미를 알아보도록 한다.

◦ 습도의 의미 알아보기

◦ 습도 측정하는 법 알아보기(https://www.youtube.com/watch?v=LdHXLE7QaYE)

습도의 의미를 알고, 셀로판지 습도계를 만들어서 습도를 측정해 봅시다.

Co 나만의 셀로판지 습도계를 제작한다.

【활동1】 습도의 뜻 알아보기, 습도계의 종류 알아보기 【활동2】 나만의 셀로판지 습도계 만들기

【활동3】 나만의 셀로판지 습도계 소개하기

‣동영상

전개 ( 28 분)

▣ 【활동1】습도의 뜻 알아보기, 습도계의 종류 알아보기

◦습도의 뜻 알아보기 • 습도란 무엇일까요?

- 공기 중에 수증기가 들어 있는 정도입니다.

◦습도가 우리 생활에 미치는 영향 알아보기

• 높은 습도는 우리 생활에 어떤 영향을 미치는지 이야기해 봅시다.

- 곰팡이가 잘 피게 합니다.

- 빨래를 잘 마르지 않게 합니다.

- 음식물이 쉽게 부패하게 합니다.

• 낮은 습도는 우리 생활에 어떤 영향을 미치는지 이야기해 봅시다.

- 빨래를 잘 마르게 합니다.

- 피부를 건조하게 합니다.

- 쉽게 산불이 발생하게 합니다

CD 습도의 의미와 습도를 측정하는 방법에 대해 탐구한다.

▣ 【활동2】 나만의 셀로판지 습도계 만들기 ◦나만의 셀로판지 습도계 구상,설계하기

• 습도에 따라 셀로판지의 크기가 바뀌는 셀로판지 습도계를 구상해 봅시다.

• 어떤 형태로 제작할지 아이디어를 구상 해 봅시다.

• 구상한 나만의 셀로판지 습도계를 만들기 위한 재료를 준비 해 봅시다.

Tip! 학 생 들 이 습도가 높 고 낮을 때 영 향에 대해 발 표하지 못할 때 쉬운 예를 들어 학생들의 대답을 이끌어 낸다.

‣ 셀 로 판 지 , 자, 가위, 클 립, 실, 와셔, 시침바늘, 셀 로 판 테 이 프 , 마분지, 모눈 종이,유성 펜

(26)

CD 셀로판지 습도계를 어떤 형태로 구현되야 할지 설계한다.

◦나만의 셀로판지 습도계 만들기

• 설계한 대로 셀로판지 습도계를 만들어 봅시다.

CD 셀로판지 습도계를 설계한 대로 만들어 본다.

Tip! 구상을 어려워하는 학 생은 만드는 방법의 예시를 제공한다.

정리 (5 분)

▣ 【활동3】 셀로판지 습도계 소개하기 ◦모둠 친구들에게 발표하기

• 돌아가며 말하기 방법으로 모둠원에게 내가 만든 셀로판지 습도계를 소개해봅시다.

• 나만의 셀로판지 습도계의 특징 및 제작소감을 발표하여 봅시다.

ET 나만의 셀로판지 습도계의 특징을 발표한다.

◦ 반 친구들이 만든 셀로판지 습도계 관람하기

• 친구들의 셀로판지 습도계를 살펴보고 어떤 특징이 있는지 생각하여 봅시다.

• 가장 인상깊었던 셀로판지 습도계를 반 친구들에게 발표해 봅시다.

ET 반 친구들의 셀로판지 습도계를 감상한다.

▣ 학습 정리

• 습도의 의미와 셀로판지 습도계활동을 하고 느낀점을 서로 이야기 해 봅시다.

‣ 셀로판지 습도계

(27)

3. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 6/9

셀로판지 습도계 만들기

◈ 무엇을 하나요?

습도계가 없을 경우 셀로판지를 사용하여, 간단히 하루의 습도가 높고 낮음을 확인할 수 있는 습도계를 만들어봅시다.

◈ 준비물

셀로판지, 자, 가위, 클립, 실, 와셔, 시침바늘, 셀로판테이프, 마분지, 모눈종이, 유성 펜

◈ 어떻게 하나요?

① 습도계 도안 접기 ② 테이프 붙이기 ③ 클립자르기

④ 클립과 셀로판지 합치기 ⑤ 와셔 고정시키기 ⑥ 셀로판지 붙이기

(참고자료: 셀로판지 습도계 만들기)

※ 습도란?

습도는 공기 중에 수증기가 들어 있는 정도이다. 공기 1 세제곱미터 중에 포함되어 있는 수증기의 양을 g으로 나타낸 절대습도와 일정 부피의 공기에 실제 포함되어 있는 수증기의 양을 그 공기가 포함할 수 있는 최대한의 수증기 양으로 나눈 비율을 백분율로 표시한 상대습도가 있는데, 보통 습도는 상대습도를 의미한다.[출처: 두산백과]

[

(28)

4. 교사자료

(※ 학생활동지 해설, 교사참고자료 등)

차시 6/9

※ 셀로판의 의미 및 특성

◎ 의미

셀로판은 재생 셀룰로스(cellulose)로 만든 얇고 투명한 시트(sheet)이다. 공기, 기름, 박테리아, 물 등이 잘 투과하지 못하기 때문에 식품을 포장하는데 유용하게 쓰인다. 일부 국가에서는 일반적인 용어이나 몇몇 국가에서는 셀로판이라는 이름으로 등록된 상표가 있다.

◎ 특성

셀로판은 여러 가지 물질을 화학적으로 합성하여 얻는 합성 고분자가 아니라 셀룰 로스(cellulose)라는 천연 고분자를 비스코스(viscose)라는 중간 상태로 만든 후 얇 은 필름 형태로 재생시킨 일종의 재생 고분자이다. 셀룰로스의 가장 중요한 화학적 특징은 구조상 다량의 하이드록시기(hydroxy group)를 함유하고 있어서 각종 화 학 처리 에터화(etherification), 에스터화(esterification)]에 의한 가용화가 가능하 다는 점이다. 가용화가 가능하다는 것은 그만큼 원하는 형태로의 변형이 용이하게 된다는 뜻이다. 또한, 처리된 화학 성분의 종류에 따라 추가로 얻어지는 성질이 다 양하므로 여러 가지 형태와 성질을 가진 셀로판 제품의 제조가 가능하다. 이러한 처리를 통해 만들어지는 셀룰로스 유도체에는 나이트로셀룰로스(nitrocellulose), 셀룰로스아세테이트(celluloseacetate), 프로피온산셀룰로스(cellulose propionate) 등이 있으며 전기 부품, 기계 부품 등의 분야에도 다양한 적용이 가능하다.

(출처: 두산백과https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=5662994&cid=62802&categoryId=62802)

자료출처

https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=5662994&cid=62802&categoryId=62802

(29)

2. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

영역

[초등학교] 지구와 우주 중심과목

성취기준

[6 과 06-02] 이슬, 안개, 구름의 공통점과 차이점을 이해하고 비와 눈이 내리는 과정을 설명할 수 있다.

주제(단원)명 3. 날씨와 우리 생활 차시 7~9/9

학습목표 우리나라의 계절별 날씨의 특징을 이해하고, 계절별 날씨의 특징을 바탕으로 나만의 날씨 관련 생활용품 설계하고 3D 펜을 활용해 시제품을 만들어 발표할 수 있다.

[초등학교 5~6학년] 기술활용

STEAM 요소

S 계절별 날씨의 특정과 우리나라에 영향을 주는 공기덩어리를 설명할 수 있다.

T 3D 펜 사용 방법을 알고 안전하게 사용할 수 있다.

E 3D 펜을 활용하여 원하는 제품을 제작할 수 있다.

A 다른 팀의 작품을 감상하고 자신의 생각을 말할 수 있다.

M

개발 의도

※ 우리나라의 계절별 날씨의 특징을 날씨에 영향을 주는 공기덩어리의 성질과 관련지어 이해하며, 다음 차시에 날씨에 따른 우리의 생활 모습으로 이어진다. 이에 날씨별 우리 의 생활 모습과 관련된 생활용품을 설계하고 만들어 보는 활동으로 수업을 구성하였다.

제작 과정에서 다양한 아이디어에 따라 여러 가지 재료가 필요하거나 크기 및 제작 시 간에 차이가 있을 수 있어서 3D 펜을 활용해 정해진 크기의 시제품을 제작할 수 있도 록 구성하였고, 이후에 실제 제품 제작으로 이어질 수 있을 것이다.

※ 중심과목의 교육과정 성취기준인 ’[6 과 06-04] 계절별 날씨의 특징을 우리나라에 영향을 주는 공기 의 성질과 관련지을 수 있다‘ 를 달성하기 위해 실과의 관련 영역인 기술 활용의 다양한 재료를 활 용하여 창의적인 제품을 구상하고 제작할 수 있도록 하였다.

Co 상황 제시 : 계절별 날씨의 특징에 맞는 나만의 아이디어 날씨 용품을 제작해보자.

CD 창의적 설계: 날씨 용품을 설계하고, 3D 펜으로 시제품을 제작한다.

ET 감성적 체험: 다른 팀의 날씨 용품을 보며 생각과 느낌을 표현한다.

상황 제시

상 황 제 시

계절별 날씨의 특징에 맞는 나만의 아이디어 날씨 용품을 제작해보 자.

창 의 적 설 계

다른 팀의 날씨 용품 을 보며 생각과 느낌 을 표현한다.

감 성 적 체 험 날씨 용품을 설계하고, 3D 펜으

로 시제품을 제작한다.

감성적 체험

(30)

학습

및 유의점

도입 ( 5 분)

▣ 동기유발

Co 날씨와 관련된 생활용품을 보여주며 어떤 상황에서 사용하는 물건인지 알아보 도록 한다.

◦이 물건들은 언제 사용하는 물건일까요?

- 날씨가 더울 때 사용합니다.

- 날씨가 추울 때 사용합니다.

- 비가 올 때 사용합니다.

◦이 물건들을 사용하면서 불편했던 점이 있나요?

- 우산을 들면 한손 밖에 못써서 불편합니다.

- 손선풍기는 충전이 되지 않으면 사용할 수가 없습니다.

우리나라의 계절별 날씨의 특징을 알고, 나만의 날씨 용품을 만들어 봅시다.

Co 우리나라의 계절별 날씨에 맞는 날씨 용품을 만들어 본다.

【활동1】 우리나라의 계절별 날씨의 특징과 공기덩어리 【활동2】 나만의 날씨 용품 시제품 만들기

【활동3】 나만의 날씨 용품 소개하기

‣날씨 관련 생 활용품 사진 (손선풍기, 장 갑, 손난로, 우 산, 비옷 등)

Tip! 비가 올 때라는 대답이 나올 때 비는 어떤 계절에 많이 오는지에 대해 질문하고, 이어지는 계절 별 공기덩어리 의 성질과 연 결되도록 진행 한다.

전개 ( 80 분)

【활동1】 우리나라의 계절별 날씨의 특징과 공기덩어리 ◦공기덩어리의 성질 알아보기

• 공기덩어리가 한 지역에 오랫동안 머무르면 성질이 어떻게 변할까요?

- 그 지역의 성질과 비슷해집니다.

• 공기덩어리가 따뜻한 바다 위에 오랫동안 머무르면 어떻게 변할까요?

- 바다의 성질과 비슷해져서 따뜻한 성질로 변합니다.

- 바다의 성질과 비슷해져서 습한성질로 변합니다.

• 공기덩어리가 차가운 대륙 위에 오랫동안 머무르면 어떻게 변할까요?

- 대륙의 성질과 비슷해져서 차갑고, 건조한 성질로 변합니다.

• 한 지역에 새로운 공기덩어리가 이동해 오면 그 지역의 온도와 습도는 어떻게 변할까요?

- 새롭게 이동해 온 공기덩어리의 영향을 받습니다.

• 우리나라에 계절별로 영향을 미치는 공기덩어리 알아보기

CD 계절별 날씨에 따라 사용되는 다양한 물품 이야기 나누기

【활동2】 나만의 날씨 용품 시제품 만들기 ◦모둠별 날씨 용품 구상하기

• 사용했던 날씨 용품의 장단점을 생각해보면서 새로운 날씨 용품을 구상해 봅시다.

• 움직임이 필요하다면 어떠한 방식으로 움직이면 좋을지 생각해봅시다.

‣계절별 공기 덩어리 ppt

Tip! 계 절 별 날씨와 공기덩 어리와의 관계 를 중심으로 수 업을 진행한다.

Tip! 시 제 품 없이 바로 제품

(31)

◦ 새로운 날씨 용품 시제품 설계하기

• 구상한 날씨 용품 제작을 위한 설계도를 그려봅시다.

• 움직임이 필요한 제품의 경우 움직임이 가능하도록 시제품을 설계해 봅시다.

CD 크기는 실제 제품보다 작더라도 움직임이 필요한 경우 최대한 움직일 수 있도 록 설계한다.

◦ 날씨 용품 시제품 만들기

• 3D펜과 다양한 재료를 활용해 날씨 용품 시제품을 설계한 대로 제작해봅시다.

CD 견고하고 튼튼하게 만들 부분은 3D펜을 기초로 만들고, 필요한 경우 다양한 재 료를 사용 시제품을 만들어 본다.

을 제작했을 때 의 힘든 점을 이해하고 시제 품 제작에 참여 할 수 있도록 한다.

‣3D펜

Tip! 유 동 적 인 움직임이 필 요한 부분은 천, 종이 등을 자유롭게 활용 할 수 있도록 하낟.

정리 ( 15 분)

【활동3】 나만의 날씨 용품 소개하기 ◦반 친구들에게 발표하기

• 반 친구들에게 모둠별로 만든 날씨 용품의 시제품을 소개해봅시다.

• 모둠별로 만든 날씨 용품의 특징 및 제작 소감을 발표하여 봅시다.

ET 모둠별로 만든 날씨 용품의 사용 방법과 특징을 발표한다.

ET 반 친구들의 날씨 용품을 보며 감상하며 분석하고 개선점 등에 대한 의견 주고 받기

◦시제품 수정 및 보완하기

• 친구들과 주고받은 의견을 바탕으로 개선점, 강조할 점 등을 반영해서 실제 제 품 제작에 반영될 수 있도록 한다.

▣ 학습 정리

• 우리나라의 계절별 날씨의 특징과 영향을 주는 공기덩어리에 대해 서로 이야기 해 봅시다.

• 날씨 용품 시제품을 만들어 본 소감을 발표해 봅시다.

‣날씨 용품

Tip! 적 극 적 인 의견나누기 를 통해 개선 점, 추가 또는 강조사항을 반 영해서 실제 작품 제작에 반영되도록 한 다.

(32)

3. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 8~10/12

육지에서 이동하여 오는 공기 덩어리는 건조하고, 바다에서 이동하 여 오는 공기 덩어리는 습기가 많다. 북쪽에서 이동하여 오는 공기 덩어리는 차갑고, 남쪽에서 이동하여 오는 공기 덩어리는 따뜻하다.

겨울에는 북서쪽 육지에서 발달한 춥고 건조한 공기 덩어리의 영 향을 받는다.

주변 산지에 쌓였던 눈이 녹은 찬 물이 오호츠크 해로 흘러들 때 에 오호츠크 해 기단이 발달한다. 그러므로 우리나라는 시베리아 지 방의 눈이 녹기 시작하는 늦은 봄에 오호츠크 해 기단의 영향을 받 는다. 북동쪽 바다에서 공기 덩어리가 이동하여 오기 때문에 차갑고 습하다.

여름에는 남동쪽 바다에서 공기 덩어리가 이동하여 오기 때문에 덥고 습하다.

◎ 창의적 사고를 할 수 있는 스캠퍼(SCAMPER) 기법

◦대체하기: 새로운 재료, 재질 등으로 대체한다.

◯^예 금속으로된 우산대를 가벼운 플라스틱으로 대체하기

◦결합하기: 서로 다른 대상을 합친다.

◯^예 우산과 비옷을 결합하기

◦조정하기: 새로운 상황에 맞추어 조정한다.

◯^예 어린이의 손 크기에 맞게 우산 손잡이의 두께 조정하기

◦수정하기: 대상의 크기, 색깔, 성질, 모양 등을 변형한다.

◯^예 멀리서도 눈에 잘 띄게 우산 색깔을 형광색으로 수정하기

◦다른 방법으로 사용하기: 새로운 용도로 사용한다.

◯^예 우산대를 튼튼하게 만들어 우산을 등산 지팡이로 사용하기

◦제거하기: 대상의 특성 중 일부를 제거한다.

◯^예 우산의 무게를 줄이기 위해 손잡이 내부를 제거하기

◦뒤집기: 순서나 형식, 모양 등을 반대로 한다.

◯^예 우산에 묻은 빗물이 사람들의 바지에 묻지 않도록 우산이 접힐 때 안쪽이 바깥으로 뒤집혀 접히게 하기

자료출처 [네이버 지식백과] 우리나라에 영향을 끼치는 공기 덩어리 (천재학습백과 초등 과학 비주얼 백과) 5 학년 2 학기 과학 교사용 지도서

(33)

4. 교사자료

차시 7~9/9

◎ 3D 펜 – 허공에 선을 그어 물건을 만든다.

점이 모이면 선이 되고, 선이 모이면 면이 된다. 기하학의 기본 원리다. 수업 시간에 모눈종이 위에 X 축과 Y 축을 긋고 좌표를 찾아 점을 찍어 선으로 이으면서 그래프를 예쁘게 그리려 식은 땀을 흘리 던 기억이 선하다. 우리는 점·선·면을 익혔다. 그럼 면이 모이면 뭐가 될까.

답은 입체다. 선은 1 차원, 면은 2 차원이다. 면이 모이면 우리가 사는 세상, 3 차원이 된다. 선을 긋던 펜으로 면을 만들고, 그 면을 모아 입체 도형을 그릴 수 있다면 어떨까. 이런 기기는 이미 세상에 있 다. ‘3D 프린팅 펜’(3D 펜)이다.

3D 프린터가 물건을 만드는 방식은 여러가지다. 이 가운데 가장 널리 쓰이는 방식이 열가소성수지 (FDM) 방식이다. 열가소성수지는 열을 가하면 물렁물렁해지는 재료를 가리킨다. 보통 ABS 나 PLA 같 은 합성 플라스틱을 일컫는다. FDM 방식 3D 프린터는 재료를 녹인 뒤 노즐로 한층한층 쌓으며 물건을 만든다. 케이크에 생크림을 얹는 것과 비슷하다. 다만 케이크 빵이 없고 생크림만으로 모양을 만든다는 점, 그리고 생크림이 금방 플라스틱으로 굳어진다는 점이 다르다.

3D 펜은 평면 속에 그림을 그리던 펜의 영역을 우리가 사는 3 차원 세상으로 넓혔다. 마치 3D 프린터 가 했듯이 말이다. 아직 3D 펜은 장난감 수준이다. 3D 프린터처럼 정교한 작업을 하려면 따로 도면을 만들어 평면 위에 모양을 만든 뒤 다시 이어붙여야 한다.

하지만 3D 펜만 지닌 장점도 있다. 일단 3D 프린터보다 훨씬 친숙하다. 사용법을 익히기 쉽다. 컴퓨터 가 없어도 쓸 수 있기 때문에 컴퓨터 그래픽을 어려워하는 이도 쓸 수 있다. 3D 프린팅 원리를 익히는 데 활용해도 되겠다. 인위적인 느낌보다 손맛을 살리고픈 예술가도 3D 펜을 반길지 모르겠다. 가격도 보통 수백만원대인 3D 프린터보다 훨씬 저렴하니 취미용으로 하나쯤 구비해 봄직하다.

애초에 3D 펜을 개발한 워블웍스는 쪼개진 3D 프린팅 조형물을 붙이려는 데서 3D 펜이라는 아이디어 를 얻었다고 말했다. 이처럼 3D 펜은 3D 프린터를 거드는 정도에 머물지도 모른다. 그러나 3D 프린터 가 프린터보다 훨씬 큰 가능성을 열어젖혔듯 3D 펜도 모태인 3D 프린터보다 더 큰 잠재력을 품고 있을 지도 모른다. 소재와 기술이 개발되면 3D 프린터만큼 정밀한 작업이 가능해질 수도 있다.

자료출처 [네이버 지식백과] 3D 펜 - 허공에 선을 그어 물건을 만든다 (용어로 보는 IT, 안상욱)

(34)

차시 7~9/9

자료출처 http://hellosoft.fun/dgdg3dpen/ 헬로소프트

상상을 현실로 만드는 두근두근 3d 펜 교재 - 수업용 PPT