Contents 3
STEAM 교육의 개요 4
프로그램의 주제 개요 11
학습목표 13
STEAM 과목 요소 14
STEAM 단계 요소 15
지도안 총괄표 16
평가 계획 27
학습 내용 31
진로 탐색 55
지도상의 유의점 56
□ STEAM 교육이란?
Ÿ STEAM 교육은 STEM 교육에 Arts가 추가되면서 발전된 개념임: ‘A’ 의 영역은 fine art뿐 아니라 liberal arts의 인문교양, language arts의 언어예술까지 포함하는 광의의 개념임[표Ⅰ-1]
Ÿ STEAM 교육은 일부분의 교육적 관점을 다루기보다 전문교육부터 평생교육까지 광의의 교육의 패 러다임이며, 기존의 STEM 교육에 실생활과 관련된 주제로 예술을 추가하여 과학, 기술, 공학, 수학, 예술이 통합된 교육을 의미함
Ÿ STEAM 교육은 과학 기술 분야의 인재 양성을 위해 실시하고 있는 STEM(Science, Technology, Engineering, Mathematics)에 예술(Arts)을 추가한 진보된 통합적 교육 방법임
Ÿ 우리나라에서도 교육과학기술부의 세계적 과학기술인재 양성을 위한 교육정책으로 초·중·고등학교 에 제시되었으며 STEAM 교육을 융합인재교육으로 명명함(교육과학기술부, 2010)
Ÿ 교육적 관점을 다루기보다 전문교육부터 평생교육까지 광의의 교육의 패러다임이며, 기존의 STEM 교육에 실생활과 관련된 주제로 예술을 추가하여 과학, 기술, 공학, 수학, 예술이 통합된 교육을 의 미함
Ÿ STEAM 교육은 과학 기술 분야의 인재 양성을 위해 실시하고 있는 STEM(Science, Technology, Engineering, Mathematics)에 예술(Arts)을 추가한 진보된 통합적 교육 방법임
Ÿ 우리나라에서도 교육과학기술부의 세계적 과학기술인재 양성을 위한 교육정책으로 초·중·고등학교 에 제시되었으며 STEAM 교육을 융합인재교육으로 명명함(교육과학기술부, 2010)
영역 의미 하위 영역
과학(S) 실세계에 존재하는 것과 그것이 어떻게 영향을 받고 있는지를 탐구하는 것(Rutherford & Ahlgren, 1989)
생물학, 생화학, 화학, 지구과학, 물리학 및 우주과학, 생명공학 &
생체의학 등
기술(T)
인간이 필요하다고 느낀 것을 충족시키기 위해 자연 환경을 변용한다든가 기술을 혁신하는 것 또는 인간 이 만든 것(ITEA, 2000)
농업, 건축(물), 통신(수단), 정보, 제조업, 의학, 힘&에너지, 생산과 수송
공학(E) 연구, 발전, 디자인·발명 또는 일정 제한 하에 이루 어지는 디자인(Wulf, 2989)
한국우주공학, 농업, 건축공학, 화 학공학, 토목공학, 컴퓨터공학, 전 자공학, 환경공학, 유체공학 등
예 술 (A)
언어 예술 (Language
Arts)
모든 종류의 의사소통이 사용되고 해석되는 방식에 관한 것(Paterson, 2007)
교육, 역사, 철학, 정치학, 심리학, 사회학, 신학 등을 포함하는 미 술, 언어 예술 & 교양, 체육 체육
(Physical) 인체공학적인 움직임을 포함한 규범 및 행위 예술 교양과
사회과목 (Liberal and
Social)
교육, 역사, 철학, 정치학, 심리학, 사회학, 기술학, 과 학기술사회(STS) 등을 포함하는 것(Featherstone, 1986)
미술 (Fine Arts)
미학 그리고 문명 초기 기록의 가르침에서 유래하는 가장 오래되고 지속가능한 문화적인 편린(Mishook, J.J., & Kornhaber, 2006)
수학(M) 수, 상징적 관계, 정형화된 양식, 모양, 불확실한 것 과 추론에 관한 연구(AAAS, 1993 & NCTM, 1989)
대수, 해석학, 자료 분석 & 확률, 기하하학, 수와 연산, 문제해결, 추론 & 증명 등
[표Ⅰ-1] STEAM 영역의 내용(출처: 한국과학창의재단, 2011)
□ 교차적 융합 교육 프로그램 개발
Ÿ 공학과 기술 및 예술교육과의 융합을 통한 체험 중심의 교육 실시
Ÿ 논리적 이성적 문제해결능력과 직관적 감성적 문제 해결능력 배양을 위한 예술교육 실시
□ STEAM 프로그램 설계
§ 새로운 문제에 도전하고자 하는 열정이 생기게 자발적 참여, 행동변화를 유도하 는 재미이론(Fun Theory), 디자인 리서치 툴(Design research tool)을 이용한 동 기부여
Ÿ 학생이 문제해결 필요성을 구체적으로 느낄 수 있는 상황 제시 - ‘재미이론(Fun Theory)’
Ÿ 학생 스스로 문제해결을 찾아가는 창의적 설계 - ‘Heartstoming + Brainstoming(하트스토밍 + 브 레인스토밍)'을 통한 감성적 체험 활동을 거친 후, 창의적 아이디어 발현
Ÿ 학생이 문제를 해결하였다는 성공의 경험 - '레벨 업(Level up)' 단계 아이디어 시뮬레이션, 자기 평 가,능동적 실천
[그림Ⅱ-1] STEAM 프로그램 적용 이론
1. 상황제시 - 재미 이론(fun theory)
Ÿ 사람들의 행동변화를 효과적이고 긍정적으로 유도하기 위해 게임의 주요 원리인 유희적 상호작용 을 실생활의 다양한 제품과 기기, 기구, 환경에 적용시키는 이론을 의미
Ÿ 독일의 폭스바겐(Wolkswagen)사가 이러한 재미이론을 통해 사람들에게 쓰레기 재활용이라는 다소 귀찮고 사고한 일과에 대해 전향적인 태도로 이를 바꾸는데 커다란 일조를 하기도 함. 본 STEAM 융합교육 과정은 학생들로 하여금 융합 교과의 주제를 대하는 초기 상태에서부터 바로 이러한 유 희적 상호작용인 재미이론을 적극 활용하여 학생들이 보다 더 흥미를 가지고 자발적으로 본 융합 교과과정에 참여할 수 있도록 자발적 동기부여
Ÿ 재미 이론 적용할 주요 이슈들은 행위와 결과에 대한 주관적 관심, 오감에 의한 상호 작용, 행위 간의 지속적 연계성, 결과에 대한 예측 난해성 등을 들 수 있음
Ÿ 이러한 요소들을 적극 활용하여 융합 수업을 마치 게임처럼 수행할 수 있다면 학생들은 지속해서 학문간의 연계성에 대한 지적 호기심과 이에 대한 탐구를 계속해 나갈 수 있을 것임
2. 창의적설계-브레인스토밍(Brainstorming)+허트스토밍(Heartstorming)
Ÿ 세계적 미래학자인 롤프 엔젠(Rolf Jeansen)에 의해 주창된 문제 해결의 방법임
Ÿ 과거에는 인간의 가치 판단이 주로 좌뇌에 의해 결정되어져 합리적, 이성적 판단에 근거했지만 이 러한 패러다임이 서서히 변화하여 보다 더 감성적인 가치가 균형을 이루어 대상을 판단하는 시기 가 도래함
Ÿ 허트스토밍이란 이미 잘 알려져 있는 브레인스토밍(brainstorming)과 대별되는 이론으로서, 브레엔 스토밍이 주로 좌뇌를 이용하여 논리적이고 이성적으로 창의적 해결안을 도출하는 방법이라면 허 트스토밍은 우뇌를 이용하여 보다 감성적이고 인간적인 창의적 문제 해결에 접근하는 방법으로 요 약될 수 있음
Ÿ 향후에는 이같이 브레인스토밍과 허트스토밍을 교차하여 활용함으로서 따뜻한 과학, 이성적인 예술 을 구축하는 토대가 마련될 것으로 전망됨
3. 성공의 경험 - 레벨 업(Level up)
Ÿ 학생들 스스로가 점차적으로 유희적 호기심으로 다양한 융합적 문제들을 대하고 합리적, 객관적 문 제해결 뿐만 아니라 감성적이고 사회적인 문제해결의 내용까지 직접적으로 경험하게 되면 그 다음 단계로의 문제 해결에 대한 강한 도전의식을 가지게 됨
Ÿ 역설적으로 학생들이 게임에 몰두하는 원리와 동일한데, 난이도가 유사하거나 그 결과가 충분히 예 측 가능하면 게임에 더 이상 흥미를 두지 않는 것과도 유사한 원리임
Ÿ 초보적 단계에서부터 성공적으로 문제 해결을 경험하게 되면 그 다음 단계에 대한 강한 도전의식 이 촉발될 것이며 스스로 문제해결의 과정에 주체자로서 자기의 문제 해결 활동을 평가하게 되며 궁극적으로 문제해결의 과정을 통해 다양한 융합 학문과의 교차적 학습(cross disciplinary)을 자연 스럽게 경험할 것으로 기대
□ STEAM교육 프로그램 수업모형 1. 주제중심 통합학습 모형
Ÿ 주제중심통합학습은 교과별로 내용을 분할하여 가르치는 방식이 지닌 한계의 대안적 접근으로 각 교과 영역의 경계를 무너뜨려 문제나 쟁점, 사고기능, 개념, 범주 등을 중심으로 여러 교과 의 학습 내용을 통합적으로 재조직하여 가르치거나 학습하도록 하는 방식이라고 정의(심미경, 1997)
Ÿ 권낙원(1999)은 주제중심통합학습은 어떤 한 주제를 중심으로 다양한 학습경험들을 교과의 요 구, 학생의 흥미, 사회의 요구를 반영하여 선정·조직하고, 학생 주도의 활동을 통한 학습을 유도 함으로써 전인적인 발달을 도모하는 학습이라고 말함
Ÿ 주제중심통합학습은 인식론적 측면, 심리사회적 측면 등에서 그 필요성을 찾을 수 있음 Ÿ 인식론적 측면에서 Ingram(1995)은 다양하게 구분된 지식영역을 거대한 이해의 맥락 속에서 결
합하고, 지식의 급격한 변화에 능동적으로 대처하는 능력을 배양하기 위해 필요하며, 다양한 지 식 영역간의 상호 관련성 증대를 위해 주제중심통합학습이 필요하다고 강조. 사회적 측면에서 는 현대 사회에서 개인이나 사회가 공동으로 당면하는 문제를 해결하기 위해서 필요로 하는 지 식은 여러 분야의 내용을 종합하여 통합된 지식이며, 학습자의 통합적 사고력의 성숙은 종래의 분과적인 교과 교육으로는 적절하지 않음을 제시함
2. 문제중심학습 모형
Ÿ 문제중심학습은 1970년에 캐나다의 McMaster대학교 의과대학에서 처음으로 시작됨
Ÿ 1960년 캐나다 McMaster대학의 의과대학 교수였던 Barrows는 구성주의라는 이론에 관계없이 기존 교육의 부실성과 비현실성에 대한 대안으로 문제중심학습을 개발하여 문제중심학습의 이 론적 정립에 큰 공헌을 함
Ÿ 문제중심학습은 많은 의대 및 수의과 대학에서 실시하게 되었고 최근에는 유치원에서 대학, 성 인 교육에까지 다양한 학문 분야에서 교육과정, 교수전략, 수업모형, 교육방법 등의 다양한 모 습으로 적용되고 있음
Ÿ 문제중심학습의 목적을 종합하여 보면, 문제중심학습의 목표는 크게 ‘지식의 습득과 전이’, ‘문 제해결력 향상’, ‘학습에의 본질적인 흥미 부여’, ‘자기주도적 학습 능력 신장’, ‘협동능력 신장’으 로 요약할 수 있음
3. 프로젝트학습 모형
Ÿ 프로젝트학습이란 프로젝트에 의한, 또는 프로젝트를 통한 학습을 의미하며, 학습자가 학습의 전 과정에 주도성을 가지고 주제, 제제, 문제, 쟁점 등에 관한 탐구활동과 그 결과에 대한 표현 활동을 하며 그 결과 만들어 가는 교육과정의 성격이 나타나는 학습임(김대현 외, 1999)
Ÿ 한국교육개발원에서는 프로젝트학습을 교사와 학생 주도로 초등학교 학생의 관심과 흥미, 주제 중심, 문제 중심, 활동 중심의 수업을 전개하는 학습방법이라고 정의(김정희, 재인용, 2004).
Ÿ 유승희 외(2001)는 프로젝트 학습을 아동들이 학습할 가치가 있는 특정 주제에 대하여 서로 협 력하면서 심층적으로 연구하는 목적 지향적 학습활동이라고 정의함
Ÿ 프로젝트 학습은 특정한 주제에 대하여 깊이 있게 연구하는 활동으로서 학생이 직접 계획, 활 동하고 교사는 안내, 보조 역할을 하는 것이 특징이다. 연구과제 학습, 주제학습, 문제해결학습 등으로 부르기도 하는 데 과제 조사ㆍ발표하는 것보다는 규모가 크고 체계적인 학습임 Ÿ 교과목을 통해 체계적으로 학습하는 교수 학습이 아동들에게 지식과 여러 가지 기능을 획득하
게 하는 것이라면 프로젝트 학습은 이 기능과 지식을 의미 있는 상황에 적용하게 하므로 일반 교과목 학습을 의미 있고 심도 있게 해 줄 수 있음(김대현 외 1997)
Ÿ 프로젝트 학습을 통해 학습자가 스스로 문제를 찾아내고 해결에 이르는 모든 과정에서 능동적 으로 활동하게 되며, 프로젝트 수행의 전 과정 동안 학습자와 교수자 그리고 학습자와 학습자 간의 활발한 상호작용을 토대로 수행되어 학습의 주체자로서의 역량을 확장시켜갈 수 있음(조 영순, 2005)
1. 주제 개요
자연에 존재하는 수많은 생물들은 오랜 세월 지구에 살아남기 위해 저마다 특별한 구조와 기능을 가지 고 있으며 인간과는 달리 공해물질을 만들지 않고, 최소의 자원을 이용하며, 친환경적으로 지속가능한 생존 전략을 활용한다. 따라서 생물들이 갖고 있는 능력과 지혜를 배울 수 있다면 인류와 지구를 위해 건강하고 안전한, 편리한 삶을 창조 할 수 있을 것이다.
생체 모방 기술(Biomimetics)은 자연 생물체들의 구조와 기능, 생존 방법을 탐구하고 활용하는 분야로, 무 한한 발전 가능성과 함께 광범위한 영역에 활용될 수 있으며, 나아가 생태계의 파괴, 지구 온난화, 에너지 고갈 등을 비롯한 인류의 문제를 해결할 수 있는 해답이 될 수 있다.
본 교재는 미래 사회를 살아갈 어린이들에게 자연에 존재하는 수많은 생물들은 저마다 생존하기 위한 놀 라운 능력을 가지고 있음을 발견하도록 안내하여 흥미를 가지고 수업에 몰입하도록 하며 생물들의 구조와 기능, 생존 전략을 모방하여 이를 응용한 새로운 발명품을 만들어보도록 계획하였다.
이를 위해 먼저 어린이들에게 친숙한 생체모방 제품 ‘ 벨크로 테이프’와 관련한 상황을 제시하고 어린이 들도 디자이너가 되어 생체모방 기술을 응용한 발명품을 만들어보도록 제안하였다. 어린이들은 이 문제의 해결을 위해 생물들이 갖고 있는 특별한 구조를 관찰하고, 생물의 구조에 따른 기능을 추론해보는 활동하 게 된다. 다음으로 생물의 특별한 구조와 기능을 적용한 첨단과학제품과 아이디어를 제공한 생물들을 연결 해보며 첨단기술을 사용한 많은 제품들이 생물들을 모방하였음을 발견하게 한다. 그리고 생존을 위한 여러 생물들의 특별한 구조와 기능, 전략을 탐구하여 새로운 생체모방 아이디어를 창출하고, 디자인 스케치와 컬 러 이미지로 아름답게 표현한 제품 포스터를 제작하도록 한다. 이러한 과정에서 어린이들은 창의적이고 융 합적인 사고를 자연스럽게 경험할 수 있게 될 것이다.
또한 제작한 작품을 발표하고 평가해보는 활동을 통해 제품의 우수성과 개선점을 찾아보고 아이디어 를 변경하거나 새로운 아이디어를 창출하게 함으로 감성적 체험이 이루어지도록 하였다.
전체 수업은 6차시로 구성하였으나 어린이들의 아이디어를 구체화하여 보는 과정으로 모형 제작 과 정 7,8차시를 추가하였다. 어린이들의 흥미와 수준, 교육과정 운영 여건을 고려하여 7,8차시는 선택적 으로 운영할 수 있다.
2. 학습 목표
▎내용 목표
- 우리 주변의 생물들은 저마다의 생존 전략을 갖고 있음을 설명할 수 있다.
- 각 생물이 갖고 있는 생존 전략은 각 생물들의 구조, 기능, 역할과 밀접하게 관련되어있음을 이해 한다.
- 생체모방 기술을 활용하여 다양한 제품이 만들어 질 수 있음을 안다.
- 제품포스터의 특징을 이해하고 설명할 수 있다.
▎과정 목표
- 생물들이 갖고 있는 특별한 구조를 관찰하고, 생물의 구조에 따른 기능을 추론할 수 있다.
- 다양한 생물들의 특별한 구조와 기능, 생존 전략을 관찰, 탐구할 수 있다.
- 이미지 맵을 만들어 아이디어 구안에 활용할 수 있다.
- 생체모방을 활용한 제품을 개발하여 디자인할 수 있다.
▎창의적 사고기능 및 태도 목표
- 생물로부터 아이디어를 얻은 창의적인 제품을 고안하고 예술적으로 시각화화여 제품 포스터 및 제 품 모형을 제작할 수 있다.
- 우리 주위의 생물들에 대해 관심과 흥미를 가지고 탐구하며 소중히 여기는 마음을 갖는다.
- 모둠별 학습을 통하여 모둠원을 배려하고 존중하며 협동하는 태도를 갖도록 한다.
- 작품 발표 및 전시를 통하여 서로의 아이디어를 칭찬하고 아이디어를 더욱 발전시킬 수 있도록 격려한다.
3. STEAM 과목 요소
▎S : 생물들의 구조, 기능, 생존전략 탐구하기
- 생물들의 구조적인 특징 관찰하여 묘사하기
- 생물의 구조적인 특징에 따른 기능, 생존 전략을 추론하기 - 다양한 생물들의 구조, 기능, 생존전략 탐구하기
▎T/E：생체모방 아이디어를 활용한 발명품 고안, 설계하기
- 생물들의 구조, 기능, 생존전략으로부터 생체모방 아이디어 고안하기 - 생체모방 아이디어를 활용한 발명품 설계하기
▎A：생체모방 아이디어를 활용한 발명품 포스터, 발명품 모형 만들기
- 제품 디자인의 개념과 필요한 요소 알아보기 - 생체모방 아이디어를 활용한 발명품 포스터 디자인하기 - 생체모방 아이디어를 활용한 발명품을 모형으로 제작해보기 - 발명품 포스터, 발명품 모형을 전시하고 프리젠테이션하기
4. STEAM 단계 요소
▎상황제시
동욱이는 지난 가을 부모님을 따라서 가까운 산에 다녀온 적이 있다. 그 날 집에 돌아오면서 계속 등이 따끔거려 집에 돌아와 입고 간 스웨터를 벗어보니 여러 개의 식물 씨앗이 스웨터에 붙어 있었다.
붙어있던 식물의 씨앗을 관찰해보고 식물에 관한 책을 찾아보던 동욱이는 식물이 씨앗을 멀리 퍼뜨리 기 위해 특별한 구조를 갖고 있다는 것과 그러한 식물을 모방하여 우리 생활에 많이 이용되는 벨크로 테잎이 만들어졌다는 것도 알게 되었다.
이처럼 자연 속에 살고 있는 식물과 동물들은 각각 생존하기위한 특별한 구조와 기능, 전략을 갖고 있으며 그러한 생물들의 지혜를 배워 우리 생활에 유익한 물건을 만들기도 하고, 에너지 문제, 환경문 제 등 여러 가지 문제들을 해결하는 기술을 생체 모방 기술이라고 한다.
- 1차시에서는 동욱이의 사례를 통해 생물들의 특별한 구조와 기능, 생존전략을 활용한 새로운 발명 품을 고안하여 디자인해보도록 상황을 제시하고 생물의 특별한 구조와 기능을 적용한 첨단과학 제품 과 아이디어를 제공한 생물들을 연결해보며 첨단기술을 사용한 많은 제품들이 생물들을 모방하였음을 발견하게 한다
▎창의적 설계
여러 가지 생물들의 구조와 기능, 생존 전략을 탐구하고 생체모방 기술을 활용하여 재미있는 발명품 을 창안하고 설계한다.
- 2차시에서는 특별한 모양이나 방법으로 살아가는 생물들에 대해 탐구하고 탐구한 내용을 사진이나 그림, 만화를 활용하여 미니 북에 정리한다.
- 3차시에는 탐구한 생물로부터 생활에 유용하게 쓰일 수 있는 기능, 전략을 찾아보고 다양한 제품 아이디어를 고안한다.
- 4-5차시에는 생체모방 아이디어를 활용한 제품을 개발하고, 디자인 스케치와 컬러 이미지로 아름답 게 표현하여 제품 포스터를 제작한다.
▎감성적 체험
제작한 작품을 발표하고 평가하는 활동을 통해 자신의 아이디어를 개선하거나 발전된 새로운 아이 디어를 창출한다.
- 6차시에는 제품포스터 전시 및 발표를 통해 생체모방 아이디어의 창의성과 기능성, 제품 디자인의 예술성 등을 평가하고 더욱 발전된 새로운 아이디어를 창출한다.
- 7-8(선택)차시는 제품 포스터에 기초하여 생물의 구조적, 기능적 특성을 모방한 제품 모형을 제작한 다.
과목 미술, 과학 총
차시 6
단원
미술(디자인): 5-6학년 2. 디자인과 생활 과학: 5학년 1학기 3. 식물의 구조와 기능, 5학년 1학기 4. 작은 생물의 세계
교육과정
미술(디자인)
- 생활에 적용할 수 있는 디자인 활동과 재활용품을 이용한 생활 속 디자인 활동을 경험 하고 , 생각의 전환이 가치를 창출할 수 있다는 것을 이해하게 한다.
과학
5학년 1학기 3. 식물의 구조와 기능
- 식물을 구성하고 있는 뿌리, 줄기, 잎, 꽃, 열매의 구조와 기능에 대해서 알고, 이들 기관 의 관계를 통합적으로 이해한다.
5학년 1학기 4. 작은 생물의 세계
- 작은 생물의 특징과 이러한 생물들이 살아가는 환경, 작은 생물과 생활과의 관계를 알아 보게 함으로써 생물들의 다양성을 인식하고, 탐구능력을 신장시킨다.
학습목표
1. 우리 주변의 생물들은 저마다의 생존 전략을 갖고 있음을 설명할 수 있다.
2. 생물들이 갖고 있는 특별한 구조를 관찰하고, 생물의 구조에 따른 기능을 추론할 수 있다.
3. 생물로부터 아이디어를 얻은 창의적인 제품을 고안하고 예술적으로 시각화화여 제품 포스터를 제작할 수 있다.
4. 우리 주위의 생물들에 대해 관심과 흥미를 가지고 탐구하며 소중히 여기는 마음을 갖는다.
5. 지도안 총괄표
흐름 문제제시 & 제작활동 학습자료(‣) 및 유의점(※)
<상황 제시>
도꼬마리가 벨크로테이프로
(1/6차시)
10분
생물들의 특별한 생존 방법에 대해 이야기 나누기 - 스컹크가 방귀를 끼는 이유는 무엇일까?
- 고슴도치는 적을 만나면 어떻게 대처할까요?
- 우리가 알고 있는 동식물 중에 독특한 방법으로 살 아가는 것들은 무엇이 있을까?
동욱이의 이야기에서처럼 생물들은 각기 다른 구조와 기능, 자신만의 특별한 생존전략을 갖고 살아 가며 사람들은 이러한 생물들을 모방하여 우리 생활에 유익한 물건을 만들기도 한다. 우리도 디자이너가 되어 생체모방 기술을 응용한 나만의 발명품을 디자인 하고 만들어 보자.
Tip! 동욱이의 이야기를 Flash 파일로 제시하고 벨크 로테이프를 사용한 운동화나 가방 등을 실물로 제시하 여 상황에 몰입할 수 있도록 한다.
블루길의 생체 모방 사례 소개하기 - 사진 속의 블루길은 어떤 특징을 갖고 있나요?
- 블루길은 가슴지느러미를 이용하여 거친 물살을 거 슬러 헤엄쳐 올라간다고 합니다. 블루길의 가슴지느러 미를 모방하여 무엇을 만들 수 있을까요?
- 자신의 생각과 현재 개발된 블루길의 가슴지느러미 모방 사례 비교 해본다.
‣ Flash 파일 - 스컹크, 고슴도치 - 동욱이 옷에 붙어 온 씨앗 (도꼬마리 열매)
- 메스트랄이 발명한 벨크로 테이프
‣ 사진, 영상 자료 - 블루길
- 무인 잠수정 추진체
‣ 벨크로테이프를 사용한 운동화, 가방, 장갑 등 실물 자료
<창의적 설계>
생체모방기술과 만나다.
(1/6차시)
30분
생물의 특징 관찰하기
- 모둠별로 한 가지 생물들의 사진을 모조지 한가 운데 붙여 나누어 준다.
- 사진 속 생물들의 특징은 무엇인가요?
- 사진에서 발견되어지는 생물들의 특징을 자세히 관찰하여 사진 주위에 자유롭게 적어본다.
생물들의 특별한 기능 및 생존 전략 추론하기 - 생물의 구조적인 특징에 따른 기능, 생존 전략을 추론하 여 적어보기
생체모방 아이디어 고안하기 (아이디어 맵 작성) - 각 생물의 구조, 기능, 생존전략을 모방하여 무엇을 만 들 수 있을까?
- 생물들의 특징과 기능, 생존 전략을 관찰, 추론하여 정 리한 종이에 생체모방 아이디어를 추가로 정리해 보도록 한다.
현재 개발된 아이디어와 자신의 아이디어 비 교해 보기
- 사진 뒷면에 기록된 현재 개발된 생체모방 제품과 자신이 상상한 제품을 비교해보기
- 모둠원과 토의하여 새로운 아이디어 추가해보기
‣사진, 영상자료
- 물총새, 상어, 홍합, 날치, 사막여 우, 캥거루, 물총새, 바닷가재, 게코도마뱀
‣ 아이디어맵
※ 사진 자료는 모조지 가운데 한 장씩 붙여 모둠 별로 제공한다.
활동 후 뒷면의 내용을 볼 수 있 도록 살짝 붙여둔다.
‣ 활동지 1
<창의적 설계>
특별한 생물을 소개합니다.
(2/6차시)
40분
적을 만나면 죽은척하고 냄새까지 풍기는 주머 니쥐의 사례를 보여 준다.
- 지금 보이는 주머니쥐는 살아있는 것일까요?
- 죽었다고 생각하는 어린이들은 왜 죽었다고 생각 하나요?
- 실제는 죽지 않고 살아있으며 적을 만나 죽은 척 하는 것임을 알려준다.
여러분이 알고 있는 생물들 중에도 특별한 모양 이나 방법으로 살아가고 있는 것이 있으면 이야기 해보세요.
특별한 모양이나 방법으로 살아가는 생물들에 대해 탐구해 보기
- 어떤 생물을 탐구하고 싶은가요?
- 무엇에 대해 탐구할까요?
‣ 동영상 자료
‣ 생물 관련 도서, 컴퓨터, 과학 잡지
‣ 활동지 2 수업을 통해 느낀 점, 새롭게 알게 된 점은 무엇일까
요?
- 생체모방 기술은 관찰과 탐구로부터 시작된다.
- 생물들의 지혜로움을 배울 수 있었다.
- 생물들을 소중히 여기고 보호해야겠다.
※ 활동지 1의 생체모방 탐구기 술카드는 아이디어맵 작성시 브레 인 스토밍, 브레인라이팅을 위한 사전 개인자료로 제공한다.
생물의 생김새, 먹이, 환경, 천적, 생존 전략 등 - 책, 컴퓨터, 과학 잡지 등을 이용하여 정보를 수 집하고 요약해본다.
‘특별한 생물을 소개합니다’.-‘미니북’ 만들어 보 기
- 미니북 접는 방법 안내하기
Tip! 다양한 형태의 미니북을 소개하고 학생들이 좋아하는 것을 자유롭게 선택하여 제작하게 한다.
- 미니북을 어떻게 구성할지 의논한다.
- 사진, 그림, 만화 등을 활용하여 수집한 정보를 미니 북에 재미있게 정리 한다.
- 완성된 미니북은 모둠원들과 돌아가며 읽어본다.
새롭게 알게 된 생물들의 생존 전략은 무엇인지 이야 기 해보기
다양한 모양의 미니북 사진
‣ 사진자료
‣ 색도화지, 싸인펜, 색연필, 가위, 풀
<창의적 설계>
생체모방 아이디 어를 고안하다.
(3/6)
40분
흰 개미집을 모방한 아프리카 짐바브웨에 있 는 자연 냉방 건물 소개하기
‣ 사진 영상자료
http://blog.naver.com/kilukas00 00/60194651746
http://www.itomorrow.co.kr/co ntents/bbs/board.php?bo_table
=twarticle&wr_id=17
- 지구의 온난화로 갈수록 더워지는 지구의 문제를 자연에서 배운 지혜로 해결한 사람이 있습니다. 마이 크피어스는 흰개미의 집을 모방하여 에어컨 없이도 냉방이 되는 이스트게이트 센터를 세웠습니다.
- 흰개미는 섭씨 40도가 넘는 아프리카에서 어떻게 개미집 내부온도를 27도 정도로 유지할 수 있었을까 요?
여러 가지 생체 모방 제품을 소개하고, 생물 의 무엇을 모방했는지 이야기 나누어보기
- 다음의 제품들은 생물들의 무엇을 모방했나요?
- 생물의 형태를 모방한 제품에는 무엇이 있나요?
- 생물의 색깔을 모방한 제품은?
- 생물의 기능적 특징이나 생존 전략을 모방한 제 품은 어떤 것인가요?
생체모방 기술 게임 카드 키트 활용 (선택활 동)
- 학생들이 탐구한 생물의 방어 능력, 생체 모방 기술의 정도에 따라서 게임 카드의 별을 모둠원들과 상의하여 결정한다. 모둠원의 수에 따라서(모둠 인원 의 배수) 카드의 수가 결정된다.
예) 5명이 한 모둠이면, 10장의 생체 모방 카드를 가지게 되며(식물, 동물을 고르게 분배), 생물의 생체
‣생체모방 사례 ppt
‣ 생체모방 기술 게임 카드 키트
모방 기술 능력치에 따라 1위부터 10위까지 순위를 정하여 순위에 따라 별을 색칠한다. 게임카드가 완성 되면 두 모둠이 한 팀이 되어 게임을 한다. 먼저 동 물과 식물 중 무엇을 낼 것인지 결정하고, 동시에 하 나의 카드를 골라서 내 놓는다. 두 카드 의 별을 비 교하여 높은 쪽을 낸 모둠이 카드를 가지고 간다.
생체 모방 아이디어를 고안하기
- 우리도 생물들로부터 이렇게 특별한 아이디어를 찾을 수 있을까요?
- 여러분이 탐구한 생물들의 특별한 구조, 기능, 생 존 전략은 무엇인가요?
- 탐구한 생물로 부터 어떤 제품이나 물질 또는 공 간이 떠오르는지 이야기해 보세요.
- 탐구한 생물들로부터 무엇을 모방할까요?
- 우리 생활에 유용하게 쓰일 수 있는 기능, 전략을 찾아보고 다양한 제품 아이디어를 고안해 보세요.
생체모방 아이디어 정리하기
- 지난 시간에 만든 미니북 뒷면에 자신이 고안한 생체모 방 아이디어를 그림과 함께 정리해보세요.
- 자신이 고안한 생체모방 제품 아이디어를 발표해볼까 요?
아이디어 교환하기
- 친구들의 아이디어 중 자신의 아이디어와 결합할 수 있는 것은 무엇일까요?
- 자신의 아이디어를 발전시켜 수정, 보완해보세요.
- 새로운 아이디어를 고안하였을 경우 미니 북에 추가로 적어보세요.
‣ 활동지2
- 2차시, 3차시 연속해서 사용 ‣ 미니북
- 2차시, 3차시 연속해서 사용
‣ 색연필, 싸인펜
<창의적 모방할 생물 및 생체모방 아이디어 확인하기
설계>
제품 포스터를 만들다.
(4-5/6) 80분
- 어떤 생물을 모방하고 싶은가요?
- 생물의 형태, 기능, 색깔, 생존 전략 중 어떤 것에 중 점을 두어 제품을 개발할지 생각해보세요.
- 전 차시에 완성한 미니북을 활용하여 아이디어를 구 체화 해보세요.
생체모방 아이디어를 활용한 제품을 개발하 고 포스터로 제작해 본다.
- 제품 포스터에 어떤 내용을 포함시켜야 할까요?
제품의 용도, 기능, 형태, 사용방법 또는 작동법, 주의사항 등
- 제품 제작을 위한 아이디어를 스케치 한다 - 자연물이 갖고 있는 색, 형태 등의 디자인적인 요 소, 기능적 요소 등을 제품에 반영하여 표현한다.
- 제품의 특성이 잘 나타나도록 효과적인 재료를 선정하고 포스터를 설계, 제작한다.
‣ 활동지 3 5활동지절
도
‣ 도화지, 색연필, 싸인펜, 물감 등
<감성적 체험>
제품포스터를 평가하다.
(6/6)
40분
미술 작품 경매 동영상 장면을 보여준다.
- 미술 작품을 경매로 판매하는 것을 본적이 있나요?
- 여러분이 제작한 제품 포스터를 발표하고 경매형식으로 평가해 보기로 할까요?
제품 포스터를 어떤 기준으로 평가할지 토의한 다. - 굿디자인의 조건은 무엇일까요?
- 무엇에 중점을 두어 평가할까요?
창의성, 실용성, 기능성, 경제성, 예술성 등
어떤 방법으로 평가할지 결정한다.
- 제품의 창의성, 예술성을 경매형식으로 가격을 불러 평가하기
- 제품의 창의성, 예술성을 평가하여 스티커 붙여주기
제품 포스터 발표하기
- 생물의 어떤 특징을 모방했는지 설명한다.
‣ 활동지 4
- 자신이 디자인한 제품과 생물의 닮은 점 설명한 다.
- 의견 교환을 통하여 자신의 디자인에서 수정, 보 완 할 점 찾는다.
제품의 생체모방 아이디어의 창의성과 기능 성, 디자인의 예술성 등을 제품 포스터를 통해 평가 한다.
- 경매 형식으로 평가하기
1) 추천을 통해 사회자(경매사)를 정한다.
2) 모든 어린이들에게 쿠폰 10장씩을 배부하고 경매에 참여하게 한다.
Tip! 쿠폰은 추후 시장놀이나 도서교환 행사 등 학 급 행사에 사용할 수 있도록 한다.
3) 경매사가 경매할 작품을 제시하면 구매하고 싶은 어린이는 화이트 보드에 쿠폰 수를 써서 제시 한다.
(경매 평가표를 사전에 작성하여 경매에 참여한 다.)
4) 받은 쿠폰의 수가 제품의 평가점수가 된다.
5) 각자 받은 쿠폰은 모두 사용해야 하며 자신 의 쿠폰은 자신이 사용할 수 없다.
- 제품 포스터를 전시하고 스티커 붙여주기 1) 제품 포스터 발표 후 포스터를 전시한다.
2) 모든 어린이들에게 5장의 스티커를 배부한다.
3) 작품을 돌아보며 예술성, 창의성 등 평가 기준에 기초하여 뛰어난 제품 포스터 옆에 한 개씩 스티커를 붙여 준다.
4) 붙여진 스티커 수를 세어 평가점수로 반영한다.
Tip! 평가는 경매 방법이나 혹은 스티커 붙여주기 중 시간, 장소를 고려하여 어린이들이 의논하여 선택 하도록 한다.
‣ 경매에 사용할 쿠폰, 스티커 ‣ 화이트 보드, 매직
<감성적 체험>
(7-8/선택)
생체모방 제품 아이디어가 실제 제품으로 만들어지려면 어떤 과정이 필요할지 토의한다.
- 아이디어가 제품으로 만들어지기까지 어떤 과정
80분
을 거치게 될까?
- 아이디어를 제품으로 만드는데 어떤 직업의 사람 들이 참여할까?
생체모방 아이디어제품을 모형으로 제작해 보려면 어떻게 해야 할까?
- 지난 시간에 제작했던 제품 포스터에 기초하여 모형 제작 계획을 세운다.
- 크기, 색상, 형태 등의 디자인 요소 고려한다.
- 재료를 확인한다. (실제 재료를 대체할 재료를 준비) - 제작 순서 및 방법 생각한다.
제품 모형 만들기
- 모방한 생물의 구조적, 기능적 특성이 잘 표현되 도록 모형을 제작한다.
- 제품 포스터에 기초하여 제작하되 새로운 아이 디어로 수정, 보완할 수 있다.
- 개인별 또는 모둠별로 작품을 제작한다.
모둠별로 작품을 제작할 경우는 비슷한 아이디 어를 갖고 있는 어린이들로 모둠을 구성한다.
제품 모형 전시회
- 만든 제품 모형을 제품 포스터와 함께 전시한다.
- 활동을 통해 느낀 점은 무엇인가요?
- 생체모방 기술은 우리 생활에 어떤 영향을 줄까 요?
Tip! 7-8차시 모형 제작까지 할 경우는 제품 포스 터 발표 및 평가를 모형 제작 후에 실시할 수 있다.
‣ 비닐, 헝겊, 페트병, 골판지, 상자, 실, 등 다양한 재료 준비
6. 평가 계획
▢ 수행․관찰 평가 계획 평가
영역 평가
항목 우수(A) 보통(B) 미흡(C)
감성적 체험
집중과 끈기
과제에 대해 집중하여 끈기를 가지고 과제를 완성함
과제에 대한 집중력은 있 으나 끈기가 부족함
과제에 대한 집중력과 끈기가 부족함
호기심 과 자신감
새로운 내용에 대해 호기 심을 가지고 적극적으로 참여하여 과제를 해결함
새로운 내용에 호기심을 가지고 참여하나 과제해결 을 어려워함
새로운 내용에 대해 관심 과 호기심이 부족하며 과 제해결을 어려워함
창의적 설계
문제 해결 계획 및
과정
새롭고 독창적인, 다양한 아이디어를 구안하여 발명 품을 설계함
발명품의 아이디어를 다양 하게 구안하였으나 독창성 이 다소 부족함
새롭고 독창적인 아이디어 를 구안하지 못하고 기존 의 아이디어를 그대로 제 시함
산출물 도출
생체모방 아이디어를 잘 활용하여 실용적이고 아름 다운 발명품을 디자인함
생체모방 아이디어를 잘 활용하였으나 실용성 또는 예술성이 다소 미흡함
생체모방 아이디어를 잘 활용하지 못하고 실용성, 예술성이 미흡함
총평
▢ 학생 자기/동료 평가 기준표 평가
방법
평가
영역 평가기준 평 가
상 중 하
자기 평가
감성적
체험 ◆ 즐거운 마음으로 활동에 참여하였는가?
창의적 설계
◆ 생체모방 발명품을 만들기 위한 아이디어가 창의적이었는 가?
◆ 생체모방 발명품에 독창적인 아이디어와 디자인을 표현하기 위해 노력하였는가?
◆ 여러 가지 생물의 특징을 찾고 이를 활용할 수 있는 제품을 만들기 위해 노력하였는가?
동료 평가
감성적
체험 ◆ 모둠활동 시 서로 배려하며 협력하였는가?
제품 포스터 평가표 5학년 ( )반 ( ) 번 이름 ( )
작품 이름 (만든 어린이
이름)
생물의 구조와 기능을 적절하게 모방하여 설계하였는가?
발명품의 아이디어가
새롭고 독창적인가?
발명품의 디자인이 아름다운가?
칭찬하고 싶은 점 또는 개선할 점
1. 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1
2. 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1
3. 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1
4. 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1
5. 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1
6. 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1
7. 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1
8. 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1
9.
* 다른 친구들의 작품을 보면서 내 작품에 새롭게 추가하고 싶은 아이디어나 수정하고 싶 은 부분은 무엇인가요?
* 이번 수업을 통해 느낀 점은 무엇인가요?
▢ 학생 동료/자기 평가지
■ 구술 평가 기준표 평가
영역 평가기준 평가척도
상 중 하
융합적 사고
◆ 디자인, 생체모방에 대한 호기심을 가지고 탐구 하였는가?
◆ 생체모방 기술을 잘 이해하고 디자인에 적용하였는가?
창의적 설계
◆ 필요성과 기능을 반영하여 창의적으로 설계하였는가?
◆ 형태와 배색에서 우수한 조형미가 표현되었는가?
감성적 체험
◆ 자신의 작품에 대한 자긍심을 가지고 있는가?
◆ 타인의 의견을 경청하고 자신의 아이디어를 수정하여 더 발전시 키려고 하는가?
의사 소통
◆ 다른 사람을 설득 할 수 있게 발표 하는가?
◆ 경청 및 발표 태도는 바람직한가?
7.학습내용
①
스컹크가 방귀를 끼는 이유는 무엇일까?[ 영상 자료 ]
Ÿ Flash 파일
Ÿ 어린이들이 관심을 갖고 제시될 문 제상황에 몰입할 수 있도록 Flash 파 일을 참조할 수 있도록 한다.
②
고슴도치의 방어력은?[ 영상자료 ]
Ÿ Flash 파일
Ÿ 어린이들이 관심을 갖고 제시될 문 제상황에 몰입할 수 있도록 Flash 파 일을 참조할 수 있도록 한다.
③
가족과 함께한 동욱이의 산행 장면 → 등이 따끔거 려 불편해하는 동욱이의 모습 → 옷에 붙어온 식물 의 씨앗 (도꼬마리) → 매스트랄 → 벨크로테이프[ 일러스트 자료 ]
Ÿ 일러스트 파일
Ÿ 흥미롭게 일러스트로 문제 상황을 제시함으로 어린이들이 생체모방기 술에 자연스럽게 관심을 갖고 수업 에 몰입할 수 있도록 한다.
교사용 참고자료 1-1
생체모방기술(Biomimicry)이란?
출처 : 자연은 위대한 스승이다. 이인식, 김영사
1969년 오토슈미트가 만든 용어이다. 미국의 발명가인 슈미트는 생명을 의미하는 단어 ‘bios’와 모 방을 뜻하는 단어‘mimesis’를 합쳐서, 자연의 구조와 기능을 연구하고 모방하는 분야를 바이오미메 틱스라 정의했다. 이 단어는 1974년 ≪웹스터 영어사전≫에도 등재되었다. 생물모방의 뜻을 지닌 바이오미미크리는 1982년부터 사용되긴 했으나 1997년 재닌 베니어스가 펴낸 ≪생물모방≫이 주목 을 받으면서 널리 사용되기 시작했다. 미국의 생물학 저술가인 베니어스는 이 책의 부제처럼, 생물 모방을 ‘자연에서 영감을 얻는 혁신’이라고 정의했으며 이 책의 출간을 계기로 생물모방은 21세기 의 새로운 연구 분야로 각광을 받기 시작했다. 21세기 들어 생물모방이 각광을 받게 된 까닭은 크 게 두 가지로 볼 수 있다. 하나는 나노기술의 발달로 생물의 구조와 기능을 나노미터 수준에서 파 악할 수 있게 됨에 따라 생물을 본뜬 물질을 만들어 낼 수 있게 되었기 때문이다. 이를테면 도마뱀 붙이 발가락의 빨판, 연잎 표면의 돌기, 공작새 깃털의 단백질, 모르포나비 날개의 비늘, 전복 껍데 기의 구조는 모두 나노크기의 물질로 이루어져 있다. 다른 하나는 지구의 환경위기이다. 베니어스 가 ≪생물모방≫에서 말했다. “생물들은 화석 연료를 고갈시키지 않고 지구를 오염시키지도 않으며 미래를 저당 잡히지 않고도 지금 우리가 하고자 하는 일을 전부 해왔다. 이보다 좋은 모델이 어디 에 있겠는가?”
도꼬마리 열매
낮이 짧아지면 꽃이 피는 단일식물로 알려져 있으며 국 화과의 한해살이풀로 들이나 길 등에서 쉽게 관찰되고, 온몸에 짧은 털이 많이 나 있으며 곶게 자란다. 꽃이 진 뒤 맺은 열매는 타원형으로 많은 가시를 가지고 있어 동 물의 털이나 사람의 옷에 달라붙어 멀리 이동한다. 이런 성질을 이용하여 벨크로(일명 찍찍이)가 개발되어 널리 사용되고 있다.
메스트랄이 발명한 벨크로 테이프
출처 : 패턴츠. 벤 아이켄슨(번역 전광수), 미래사
1948년 스위스의 발명가 조르쥬 드 메스트랄은 개와 함께
숲에서 산책을 하다 돌아와서 자신과 개의 몸에 우엉이 잔 뜩 붙어 있는 것을 발견했다. 우엉이 어떻게 붙어 있는지 신기하게 생각한 그는 현미경으로 관찰했다. 그러자 우엉 속에서 바늘들이 삐져나와서 고리를 움켜쥐고 있는 모습이 보였다. 그는 우엉의 접착 특성을 응용한 직물을 발명하기 로 결심했고, 한 프랑스인 직공과 협력했다. 몇 년 후 발명 에 성공하여 프랑스어인 ‘벨루(velour, 벨벳천)’와 ‘크로셰 (crochet, 고리)’를 합성한 ‘벨크로’라고 명명하였다.
섬유 역사에서 가장 중요한 작은 발명 중 하나인 벨크로는 수없이 많은 분야에서 적용되었다. 벨크로는 옷, 신발, 지
갑에 사용되는 지퍼와 버튼을 대체할 수 있다. 이 발명품 의 매력은 즉시 붙였다 떼었다 할 수 있으며 경쾌한 소리 가 난다는 것이다. 벨크로는 우주 왕복선에서 장비를 제자 리에 고정시키는 용도로도 사용되었다.
블루길의 가슴 지느러미를 적용한 무인 잠수정 추진체
물고기는 전통적인 공학적 접근으로는 모방하기 어려운 특 성을 가지고 있다. 많은 물고기들은 거센 조류 안에서도 높은 기동성을 보이며 자신들의 몸을 자유롭게 컨트롤한 다. 이는 지느러미가 만들어내는 강한 추진력 덕분이다. 특 히 한 쌍의 가슴 지느러미는 이동 속도의 빠르기를 조정하 거나 빠른 속도를 유지하는 데에 중요한 역할을 한다. 따 라서 가슴 지느러미의 움직임을 연구하고 그 생김새를 차 용한다면, 자율형 무인 잠수정(autonomous undersea vehicles, AUVs)에 사용할 더 나은 추진체를 개발할 수 있 으리라 예견되며 이를 바탕으로 한 연구가 진행되고 있다.
교사용 참고자료1-2 1. 물총새
출처: [네이버 지식백과] 물총새 [common kingfisher] (두산백과)
물총새는 온대지역과 열대지역에 걸쳐 분포하며 대부분의 종류 는 아열대지역에서 서식한다. 물총새의 몸길이는 약 15cm이다.
몸의 윗면은 광택이 나는 청록색이다. 턱 밑과 멱은 흰색이나 다소 누런 갈색을 띤다. 목 옆면에는 밤색과 흰색 얼룩이 있다.
부리는 검고 암컷의 아랫부리는 붉다. 다리는 진홍색이며 앞발 가락 3개는 붙어 있다. 물가에 살며 여름에는 내륙, 겨울에는 바 닷가에서 볼 수 있다. 저수지 주변 둑이나 개울가에 번식하는 흔한 여름새였으나 한때 농약을 마구 뿌려 개체수가 크게 줄어 들기도 하였다. 중부 이남에서는 일부가 겨울을 나는 보기 드문 겨울새이기도 하다.
2. 상어
출처: [네이버 지식백과] 상어 [shark] (두산백과)
몸길이는 콜롬비아의 바다에 사는 상어의 경우 16㎝밖에 되지 않을 정도로 작으며, 가장 큰 상어인 고래상어는 최대 18m까지 성장하는 등 종류에 따라 크기가 다양하다. 몸은 머리·몸통·꼬리·
지느러미의 4부로 구분되고, 체형은 방추형(紡錘形:원통형에 양 끝이 원뿔 모양)이다. 일반적으로 지느러미가 발달되어 있으며, 등지느러미에 강한 가시를 가진 것도 있다. 꼬리지느러미는 위 아래가 비대칭이며 윗입쪽이 길다. 몸의 표면은 방패비늘로 덮 여 있어 만지면 꺼끌꺼끌하다. 입은 몸의 아랫면에 있고, 눈은 머리의 좌우에 있고, 그 뒤쪽에 5∼7쌍의 아가미구멍이 있다. 눈 의 바로 뒤에는 숨을 쉴 때 물을 들이마시는 기관이 있다. 골격 은 모두 연골로 되어 있고, 이는 잘 발달되어 있어 분류학상의 중요점이 되고 있다.
3. 홍합
출처: [네이버 지식백과] 홍합 [紅蛤] (두산백과)
색이 홍색이어서 홍합이라고 하며, 담치(참담치)라고도 한다. 지 중해담치와 유사하나 껍질이 두껍고, 보라색을 띠는 검은색의 광택이 난다. 안쪽면은 강한 진주광택을 띤다. 껍데기 길이 약 140mm, 높이 약 80mm로 긴 달걀 모양이다. 계절에 따른 성장 속도의 차이 때문에 생기는 일종의 굴곡인 성장맥이 거칠게 나 있으며, 해조나 따개비 무리가 많이 부착한다.
만조 때는 바닷물에 잠겼다가 간조 때는 드러나는 조간대에서 수심 20m 사이의 암초에 무리를 지어 서식한다. 접착성이 강한 단백질성 섬유 다발인 족사(足絲)를 이용해 바위에 붙어산다.
4. 날치
출처: [네이버 지식백과] 날치 [flying fish/garfishes] (두산백과)
몸은 가늘고 긴 방추형이고 주둥이는 짧으며 눈은 큰 편이다.
등쪽은 어두운 청색이며 배쪽은 흰색을 띈다. 등지느러미와 큰 가슴지느러미가 있으며 배지느러미는 흰색이다. 꼬리지느러미는 반달형이며 큰 둥근 비늘로 몸 전체를 덮고 있다. 가슴지느러미 가 크고 위협을 느끼면 물 밖으로 튀어나와 달아나는 모습이 비 행하는 듯 보인다 하여 '날치'란 이름이 붙었다. 수면을 전속력 으로 헤엄치다가 상체를 일으켜 꼬리로 수면을 타듯이 뛰어 오 르고 잘 발달된 양쪽 가슴지느러미와 배지느러미를 활짝 편 채 글라이더처럼 활강하는 방식이다. 물 위로 나오는 순간 속력은 시속 50~60km 정도이며 나는 동안 꼬리지느러미를 조작하여 방향을 바꿀 수 있다. 꼬리지느러미는 착수 시 랜딩기어의 역할 도 한다. 보통은 해면에 닿을 정도로 비행하지만 2~3m 정도로 높게 비상하기도 하며 최장 비행거리는 3백~4백m, 최장 비행시 간은 30~40초로 알려져 있다. 5~6mm 정도 크기의 치어일 때 부터 비행 행동을 보인다.
5. 사막여우
출처: [네이버 지식백과] 사막여우 [Fennec Fox] (서울동물원)
활동적이다. 서 있는 상태에서 한 번에 위로 60~70cm, 앞으로 120cm 가량의 거리를 뛰어 넘을 수 있다. 건조한 지역을 좋아 한다. 길이가 수 미터에 달하는 굴을 만들어 그 안에서 서식한 다. 물 웅덩이를 중심으로 그 흔적이 자주 보이지만 물 없는 사 막에서도 자취를 확인 할 수 있다. 물 없이도 오랜 시간 살아갈 수 있다고 한다. 발바닥의 털로 인해 사막에서도 모래에 빠지지 않고 걸어다닐 수 있다.
6. 캥거루
출처: [네이버 지식백과] 캥거루 [Kangaroo] (서울동물원)
캥거루의 가장 큰 특징 두 가지는 앞주머니와 뛰는 모습이다.
모든 암컷 캥거루들은 앞주머니를 지니고 있다. 앞주머니 안에 는 4개의 유두가 있어 캥거루 어미는 분만 후 새끼들을 주머니 안에서 포유하며 키운다. 새끼들은 이 주머니를 벗어난 후에도 한동안은, 어미주변을 떠나지 않고 주변을 맴돌며 위험시 어미 에게 돌아와 도움을 청한다. 캥거루과 동물들의 다른 특징은 뛰 어다닐 때 뒷발을 이용해 큰 걸음으로 뛰어다닌다는 것이다. 캥 거루의 유연한 인대와 근육은 스프링과 같은 작용을 해서 뛰어 다닐 때 소모되는 에너지를 최소화 할 수 있다. 단, 캥거루과에
속하는 동물인 사향쥐캥거루의 경우 다른 캥거루과 동물처럼 뒷 발로 뛰어다니지 못하고, 트리 캥거루의 경우는 뛰는 능력이 없 다. 또한, 무리간 싸움이 붙었을 때는 뒷발과 꼬리로 몸을 지지 하고 앞발로 상대를 감싸서 밀어낸다. 뒷발로 상대를 차는 행위 를 보이기도 하나 이는 아주 위급한 상황에 처했을 때 마지막으 로 하는 행동이다.
7. 바닷가재
출처: [네이버 지식백과] 바닷가재 [lobster] (두산백과)
단단하고 체절로 된 외골격을 갖는다. 5쌍의 다리와 2쌍의 긴 촉각이 있다. 양 집게다리는 길이가 몸길이와 비슷하다. 꼬리는 물갈퀴모양으로 뒤쪽에 지느러미처럼 펼쳐진다. 몸빛깔은 보통 점무늬가 있는 짙은 초록색이거나 짙은 파란색인데, 불에 익히 면 선명한 붉은색이 된다. 몸통은 19마디인데, 머리가 5마디이 고 가슴이 8마디, 배가 6마디이다. 가슴갑각 아래에 있는 아가미 로 호흡한다.머리에는 2쌍의 촉각이 있다. 눈은 겹눈으로 1쌍의 눈자루 위에 있으며, 촉각과 눈자루를 움직여 먹이를 찾거나 적 을 경계한다. 관절이 있는 다리 5쌍 가운데 4쌍은 걷는다리이고 나머지 1쌍이 집게다리이다. 집게다리는 대개 한쪽이 크고 다른 한쪽은 작다. 먹이를 찢거나 으깨는 역할을 하는데, 크기는 조금 씩 다르다. 육지와 가까운 바다 밑에 산다. 낮에는 굴 속이나 바 위 밑에 숨어 지내다가 밤이 되면 나와 활동한다.
8. 게코도마뱀
출처: [네이버 지식백과] 도마뱀붙이 [gecko] (두산백과)
몸길이는 11∼12㎝ 정도로 작다. 등쪽은 회색 또는 회갈색을 띠 며 불규칙한 짙은 무늬가 나 있고, 배쪽은 흰색 또는 회백색을 띤다. 머리는 달걀모양으로 크고 주둥이는 길고 끝이 둥글다. 콧 구멍은 주둥이 위쪽에 나 있고 눈은 비교적 크며 귓구멍은 작 다. 눈 위에는 뱀과 같이 보호막이 덮여 있다. 네 다리는 잘 발 달되어 있고 발가락에는 흡반이 달려 있다. 길고 납작한 발톱 밑면은 작은 판으로 덮여 있는데, 이 판에는 수많은 돌기가 나 있고 돌기 끝은 두 갈래로 갈라져 있어 물체에 자유자재로 기어 오를 수 있다.
생체모방_아이디어 맵. ( )학년 ( )반 이름 ( )
▶ 생체모방 키트 사용하기
1. 40개의 동·식물의 생체모방기술 KIT를 각각 하나씩 갖는다.
2. 카드의 앞면에는 동·식물의 그림이 있고, 뒷면에는 생체모방기술을 탐색하기 위한 것이 있다. 각각 보면서 작성해 본다.
자연의 탐색 : 동·식물의 정의, 어원, 특징 등을 조사하여 자유롭게 작성(그림이 될 수도 있음) 생체모방기술 탐색 : 기존에 발명된 기술을 조사하여 작성
발명하기 + 응용하기 : 탐색을 통해 나올 수 있는 새로운 아이디어 제시
생체모방_활동지 1. ( )학년 ( )반 이름 ( ) 생체모방_활동지 1. ( )학년 ( )반 이름 ( )
생체모방_활동지 1. ( )학년 ( )반 이름 ( )
① 주머니 쥐
[ 동영상 자료 ]
Ÿ 죽은 척하는 주머니 쥐 Ÿ http://youtu.be/FljZ2qHv5wg
② 다양한 형태의 미니북 샘플
[ 사진자료 ]
Ÿ 다양한 미니북의 샘플을 통해 어린 이들이 나만의 미니북을 제작할 때 참조할 수 있도록 제시한다.
생체모방_활동지 2. ( )학년 ( )반 이름 ( )
교과 과학
학습목표
► 생물들의 구조와 기능, 생존방법을 다양한 자료를 활용하여 탐구할 수 있다.
► 생물들의 특별한 구조, 기능, 생존방법과 관련하여 생체모방 아이디어를 산 출할 수 있다.
먹이 서식지 n 생각펼치기
1. 생물의 이름 : 2. 생물의 먹이, 서식지
3. 생물의 특징
구조 기능 생존 방법
n 생각다지기
1. 모방하고 싶은 생물의 특징은?
n 생각되돌아보기
1. 생물로부터 얻은 생체모방 아이디어는?
교사용 참고자료3
이스트게이트 센터(eastgate centre) - 흰개미집을 모방한 연료 절약형 친환경 건물 출처 : www.flcker.com
흰개미집은 옆의 그림처럼 U자 형태의 구멍이 체계적으로 배열된 높은 건물 형태를 갖추고 있는 데, 지면 가까이 뚫린 아래쪽 구멍으로 공기가 유입된 후 지열로 데워지면서 굴뚝처럼 생긴 윗부 분의 구멍으로 올라가는 상승기류가 발생하여 빠져나가게 된다. 즉, 자연 통풍이 되고 그 결과 일 정한 온도를 유지할 수 있다.
흰개미집의 자연 통풍 구조를 모방한 ‘이스트게이트센터’는 적은 비용을 들여 빌딩 내의 냉난방을 조절할 수 있게 만든 연료 절약형 친환경 건물이라고 할 수 있다.
도마뱀붙이의 기술을 적용한 스티키봇(Stickybot)
도마뱀붙이(Gecko)는 오래전부터 로봇학계의 큰 관심을 끈 파충류 중 하나다. 매달리기 명수인 도마뱀붙이의 '초강력 본드 발'을 인공으로 만들 수 있다면 수직 유리창이나 천장 등을 평지처럼 다닐 수 있는 독특한 로봇을 개발할 수 있기 때문이다.
도마뱀의 부착 메커니즘을 이론적으로 밝혀낸 뒤 2006년 초 미국 스탠퍼드대에서는 도마뱀붙이 를 본떠 유리벽을 기어오를 수 있도록 만든 로봇인 ‘스티키봇(Stikybot)'을 발표한 바 있다. 성능을 실험한 결과 수직 유리창을 느린 속도로 기어 올라가기도 했다.
노랑거북복을 따라한 생체공학적 콘셉트의 메르세데스 벤츠 승용차
독특한 외형과 단단한 골격을 가진 오스트락숀 쿠비쿠스(일명 노랑거북복)가 큰 몸집에 비해 빠른 속도로 헤엄치는 바다 물고기인 것에 착안하여 메르세데스 벤츠사에서는 형태를 모방한 자동차를 만들었다. 노랑 거북복을 닮은 독특한 형태의 디자인의 차량은 여러 가지 테스트 과정을 거친 끝 에 공기와의 저항 계수를 가장 낮출 수 있다고 한다.
홍합의 접착 단백질을 통한 접착제
해양 생물인 홍합은 접착 단백질을 생산, 분비함으로써 홍합 자신을 바다 속의 바위와 같이 젖은 고체 표면에 단단히 부착할 수 있도록 하여 강한 파도의 충격이나 바다 속의 부력 효과에 대하여도 저항할 수 있다. 홍합 접착 단백질은 현재 알려진 어떠한 화학 합성 접착제보다도 강력한 자연적인 접착제로 알려져 있으며 대부분의 에폭시 수지보다 두배 정도의 커다란 인장 강도를 지니고 있으면서도 휘어질 수 있는 유연성 또한 가지고 있는 혁신적인 물질이다. 이 소재는 다양한 생체활성 펩타이드를 도입해 일반용품에서부터 고부가가치의 의료용 접착제, 약물 전달, 세포배양용 고정화 물질에 이르기까지 다용도로 활용 가능하다.
캥거루의 아기집을 모방한 인큐베이팅 시스템
캥거루와 코알라는 포유류이면서 엄마의 뱃속을 만들 수 없는 대표적인 동물이다. 캥거루는 갓 태어난 이들의 새끼들을 주머니에 넣은 뒤 주머니 속의 젖꼭지로 영양을 공급한다. 태어난지 얼마 되지 않은 새끼들은 그냥 두면 죽기 때문이다. 이와 같은 원리로 아기가 덜 자랐거나, 이상증세를 보이면 캥거루 주머니의 원리처럼 인큐베이터 안에서 아이를 키우게 된다
생체모방_게임카드
생체모방_게임카드 생체모방_게임카드
생체모방_게임카드 생체모방_게임카드
생체모방_활동지 3. (모둠명: 모둠원: , , , )
교과 미술, 과학,
학습목표 ► 탐구한 생물의 특징을 모방하여 제품을 설계할 수 있다.
제품 포스터의 특징은 무엇인가?
탐구한 생물로부터 얻은 생체모방 아이디어를 활용하여 어떤 제품을 만들 것인가?
아이디어 활용 제품
1
2
1. 제품 이름
2. 제품의 특징
3. 제품의 소재
4. 제품의 특징을 그림으로 간단히 그려 보세요.
n 생각펼치기
n 생각다지기
n 생각다지기
① 제품 포스터(세로)
[ 사진 자료 ]
Ÿ 다양한 아이디어가 돋보이는 제품 포스터의 샘플을 제공해서 어린이 들이 제품 포스터를 제작할 때 참 조할 수 있도록 제시한다.
Ÿ
http://cfs12.tistory.com/image/34/tisto ry/2009/05/27/17/31/4a1cfa675d33b
② 제품 포스터(가로)
[ 사진자료 ]
Ÿ 다양한 아이디어가 돋보이는 제품 포스터의 샘플을 제공해서 어린이 들이 제품 포스터를 제작할 때 참 조할 수 있도록 제시한다.
Ÿ
http://www.designdb.com/ImageDATA /ind/upload/apply/2009/P/AV0145_%E A%B9%80%ED%9B%88.jpg
교사용 참고자료4
광고 포스터의 의미 및 지녀야 할 특징
출처: [네이버 지식백과] 포스터 [poster] (두산백과, 두산백과)
▶ 포스터란?
주제는 간략한 문안과 효과적인 그림에 의해 조형적으로 표현되며, 건축물의 벽면 및 특설 게시판 등에 일정 기간 붙여진다.
▶ 포스터가 지녀야 할 특징
포스터는 자유로운 표현과 색채효과 등 조형적인 아름다움과 시각적인 강한 소구력(訴求力)을 가 지고 있으며, 게시장소가 다양하고 대량 복사되어 장시간 부착되므로 대중에 대한 효과적인 전달 매체로서 상업디자인의 중추적 역할을 해왔다. 비교적 그 역할이 약화된 오늘날에도 대중적 시각 언어로서 독자적인 위치를 지니면서 중요한 비중을 차지한다. 포스터는 대중에게 시각적인 인상을 순간적으로 자극시켜, 보는 사람의 잠재의식에 의한 반응과 연쇄작용을 일으켜 강한 선전효과와 전달효과를 거두는 기능적 특징을 지닌다. 또한 전문 디자이너의 개성에 넘치는 고도의 조형성에 의해 당대의 사회풍속을 직접적으로 반영하는 역사기록이며 거리의 대중벽화이다.
① 미술 작품 경매
[ 영상 자료 ]
Ÿ 미술품 경매 동영상 Ÿ http://youtu.be/ZeY78aFqMEA Ÿ 아이들이 경매하는 과정을 보며 제
품포스터 평가에 활용 될 경매 활 동에 대한 동기를 유발시키고, 경 매 방법에 대해 알도록 하여준다.
.
생체모방_활동지 4. ( )학년 ( )반 이름 ( )
작품 이름 (만든 어린이이름)
생물의 구조와 기능을 적절하게 모방하여 설계하였는가?
발명품의 아이디어가
새롭고 독창적인가?
발명품의 디자인이 아름다운가?
경매(투자) 금액
1. 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 2. 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 3. 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 4. 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 5. 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 6. 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 7. 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 8. 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1
경매 ․ 투자 평가표
* 다른 친구들의 작품을 보면서 내 작품에 새롭게 추가하고 싶은 아이디어나 수정 하고 싶은 부분이 있다면?
* 이번 수업을 통해 느낀 점은 무엇인가요?
