“이 보고서는 2019년도 정부의 재원으로

2019 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2019. 11.

충주공업고등학교

과 제 개 요

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 3D프린터를 활용한 차량용 공기청정기 DIY ( 친환경 차량용 공기청정기 DIY! ) 학교급 ^고등학교(특성화) 대상 학년(군) 1학년

중심과목 ^기초제도 중심과목 성취기준 영역

[기초제도]5-8. 디자인 기초 도면 그리기 [기초제도]6-3. CAD로 정투상도 그리기

연계과목

물리

전기기기

전기전자 기초

토목기초 실습

연계과목 성취기준 영역

▪[물리] Ⅱ.물질과 전자기장-2.전류와 자기장, 전자기 유도

▪[전기전자기초] (3)전기설비

▪[전기기기] 1.직류기

▪[토목기초실습] Ⅲ. 흙의 함수비 실험 연구기간 2019.5.16. ~ 2019.11.30.

연 구 비 일금사백만원(￦4,000,000) 참여연구원 5명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 4명)

연구 수행자에 관한 사항

구분 소속 학교명 담당과목 직위 성명

연구책임자 충주공업고 기초제도 교사 유진옥

공동연구원 충주공업고 물리 교사 장효근

공동연구원 충주공업고 토목기초실습 교사 이화종

공동연구원 충주공업고 전기 기기 교사 윤서영

공동연구원 충주공업고 전기 전자 기초 교사 정소라

2019년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 융합인재교육(STEAM) 교사연구회를 운영한 결과로써 본 보고서를 제출합니다.

2019년 11 월 30 일

연구책임자 : 유진옥 (인)

“이 보고서는 2019년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

중요한 역량이므로 이를 키우기 위한 구체적인 융합 교육 방법 개발과 학교 교육과정에서의 융합 교육 실천 연구의 필요성을 실천하고자 한다.

◦ 2015 개정 교육과정에서 제시하는 핵심 역량을 적용한 특성화고 교육과정 재구성의 구 체적 방안 및 실천을 통해 특성화고 학생들이 전문적인 여러 교과의 융합을 경험하고, 실 제 생활속에서 발견되는 과제를 테마로 함께 협력하여 배우고, 창의적인 생각을 담을 수 있도록 하는 프로젝트 수업 개발의 필요성이 절실하다.

2. 연구 수행 내용

■ 2019년 STEAM 교사연구회의 과제 ➀ STEAM 프로그램 개발 및 적용

: 실제 생활에 사용되는 가전 제품을 만들어 봄으로써 전공 기술력을 보다 향상시 키고, 만드는 과정에서 과학적 원리를 발견하고 과학적 원리의 이용과 그 과학 수업과 배움의 가치와 중요성을 인식하도록 프로그램을 개발하고 적용함.

➁ STEAM 프로그램 적용 성과 연구 및 조사

: 현재 수업을 진행하고 있음. 시스템전자과 1학년 기초제도교과, 전기전자교과, 진로 시간을 활용하여 차량용 공기청정기 창의융합프로젝트를 실시하고 있음.

➂ STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천)

: 1) 10월말 STEAM Day 운영 (점심시간, 전교생과 교직원 대상으로 3D프린팅 체험, 조별 로 만든 차량용 공기청정기, 제작과정을 담은 ppt, 참여 학생 소감 동 영상등을 전시 운영하여 창의융합인재교육(STEAM교육)홍보)

■ STEAM 연구회에서 진행한 프로젝트 수업의 주안점

1) 취업을 목표로 하는 특성화고 학생들의 전공 과목의 기술을 접목하여 실용 적인 과제를 제작하는 수업을 통해 자발적인 학생들의 참여와 흥미로운 프로젝 트 과제를 통한 학생들의 열정적인 참여와 몰입을 통해 학생들에게 보람과 수업 만족도를 높힌다.

2) 3D프린터를 활용하여 일상에서 필요한 가전제품을 만들어 활용할 수 있음 을 배우고, 수업을 통해 만든 가전제품을 가족들에게 줄 수 있으므로 강력한 동 기와 열정을 심어주도록 교육정 재구성과 구체적이고, 창의적인 프로젝트 수업 방법을 개발한다.

3) 이번 STEAM 연구회 프로젝트 수업의 하이라이트는 프로젝트에 참여한 학 생들중에 가장 뛰어나고, 판매가 가능한 제품으로써의 디자인, 안정성, 기능성 등을 포함한 3D CAD모델링을 한 학생에게

“차량용 공기청정기 지적재산권 디자인권 ” 출원을 해주기로 하여 예산을 확보

^하였고, 학생들중 우수한 특허 가 나올 수 있도록 교사와 학생이 한팀이 되어 학생을 지지하고, 학생들도 목 표를 갖고 더욱 정진하는 배움공동체를 실현하므로 역량을 쑥쑥! 인성도 쑥쑥!

자라게 하는 시너지를 만들고자 한다.

■ STEAM DAY 운영

○ 교내 STEAM DAY운영

: STEAM 교사 연구회 주관 교내 교원 및 학생들을 대상으로 연구회 프로젝트 전시 및 참여학생들 프로젝트 내용을 담은 PPT전시 및 미세먼지 측정 체험 부 스 운영, 프로젝트와 STEAM 교육에 관한 퀴즈풀기를 통해 추첨으로 빼빼로 증 정하여 500여명의 학생들이 참여함.

3 4 5 6 7 8 9 10 11 계획수립 연구활동계획서 작성

준비

융합인재교육(STEAM)교사연구회 전국 워크숍 참석 융합인재교육(STEAM) 활성화를 위한 교사 협의회

실행

연구과제 1 : 융합인재교육(STEAM) 연구를 위한 환경 조성

∙ STEAM 교육 적용을 위한 2015 개정교육과정 성취기준 분석

∙ STEAM 태도 사전검사 실시

연구과제 2 : 췩업역량개발 및 SKILL UP STEAM 프로그램 개발, 적용

∙ 드론, 3D프린터 활용한 프로그램 주제 선정 및 개발

∙ 개발된 프로그램을 2015.개정교육과정에 맞춰 개선‧개발

∙ 기 개발된 프로그램을 2015.개정교육과정에 맞춰 개선‧개발

∙ 참여 학생들 대상 STEAM 사전 교육, 사전 조사 실시 (1회)

∙ 기초제도, 물리, 전기기기, 전기전자기초, 토목기초실습 융합 수업 실시 연구과제 3 : 자료검증을 통한 일반화 방안 모색

∙ 전교생 대상 STEAM DAY 운영 (점심시간 활용 전시&체험부스 운영)

∙ STEAM 사후검사 후 개선점 도출 분석 자료 정리 및 결과보고서 작성

일반화 융합인재교육(STEAM)교사연구회 성과발표회 참석

4. STEAM 프로그램 개요

구분 수행 계획

교수학습지도안 개발 차시 총 15차시 예정

수업 적용 일정 2019. 9. 18 . ~ 2019. 11 . 30 . (STEAM 수업)수혜학생 수 충주공업고등학교 500명 예정

학생 태도검사

사전검사 9월 3일, 2개 학급(46명) 실시 완료 사후검사 10월 19일, 2개 학급(46명) 예정

학생 및 교사 만족도조사 10월 19일 예정

교사연구회 STEAM DAY 개최 2019.11.12. ‘STEAM DAY행사’ 개최

STEAM 프로그램

프로그램명 3D프린터를 활용한 차량용 공기청정기 DIY ( 친환경 차량용 공기청정기 DIY! ) 학교급 고등학교

(특성화) 대상 학년(군) 1학년

중심과목 기초제도 중심과목 성취기준 영역

[기초제도]5-8. 디자인 기초 도면 그리기 [기초제도]6-3. CAD로 정투상도 그리기

연계과목

물리

전기기기

전기전자 기초

토목기초 실습

연계과목 성취기준 영역

▪[물리] Ⅱ.물질과 전자기장-2.전류와 자기장, 전자기 유도

▪[전기전자기초] (3)전기설비

▪[전기기기] 1.직류기

▪[토목기초실습] Ⅲ. 흙의 함수비 실험

개발 및 적용

주제 연번

차수

(시수) 과목 연계(안)

1 15 기초제도 + 물리 + 전기기기 + 전기전자기초 + 토목기초실습 적용결과 15차시 1학년 2개 학급 적용 완료

상황제시 창의적 설계 감성적 체험

● 미세먼지의 심각성을 일기 예보를 통해 생각해보게 한다.

● 차를 타면 기침이 나오고, 피곤한 이유에 대해 생각해보게 한다.

● 차 안 공기는 안전 할까?

에 대한 상황을 제시 한다.

● 3D CAD 모델링을 학습하고, 실생활에 활용하고, 전기전자 기술과 융합하여 만들 수 있는 제품은?

● 미세먼지의 성분, 발생 원인, 발생 과정을 찾아 본다.

● 차안의 공기 질을 측정해본 다.(미세먼지 측정기를 활용)

● 미세먼지 측정기의 원리를 찾아보고 소자본으로 활용할 수 있는 방식을 찾아본다.

● 재료를 활용하여 도면을 제 작하고, 3D CAD모델링을 통해 차량용 공기청정기 디자인을 완 성한다.

● 친환경 전기 제품에 대해 알 고, 기계식 공기청정기 제작을 완성한다.

● 팀별로 프로젝트 과정을 담 은 PPT를 제작하고, 발표한다.

● 전시, 부스 운영을 통한 다양한 연구 결과를 공유한다.

● 2018년 신설된 신기술분야 3D프린터 운용기능사 특강 실시

STEAM 준거

□ 수업 자료 개발 및 운영

- 전공 교과와 전문 전공 기술을 활용하여 창의적인 프로젝트 개발과 그 속에서 과학적 원리 의 가치를 배울 수 있는 수업 적용함.

- 시스템전자과 1학년 1반, 2반 2개 학급의 학생들에게 수업을 실시함.

□ 연구 개발에 따른 성과 활용 및 STEAM교육 확산을 위한 STEAM DAY운영

- 프로젝트 수업 내용 전시 및 STEAM교육에 대한 홍보물 전시와 이 내용을 퀴즈로 만들어 참 여한 학생들과 선생님들이 수업에 대해 생각해보고, 찾아보고, 경험해보는 시간을 운영하여 많은 보람을 느낌.

□ 연구 성과

- 차량용 공기청정기 제작 프로젝트 과정을 담은 수업 자료 1건 개발

- STEAM DAY 운영하여 교내 학생, 선생님들에게 STEAM을 알리고, STEAM 수업의 가치 알림.

붙임 STEAM 프로그램

(프로그램명) 3D프린터를 활용한 친환경 차량용 공기청정기 DIY!

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준(기초제도)

(연계과목) 성취기준 영역 1 1~3/15 [5기초제도08-01]디자인의 개요, 디자인 조건

[6기초제도01-02]CAD의 개요 및 기본 도형 그리기

(물리)

Ⅱ.물질과 전기장

2 4~6/15 [5기초제도08-02]디자인의 조건

[6기초제도01-02]CAD로 기본 도형그리기

(전기전자기초)

Ⅲ. 전기설비

3 7~9/15 [5기초제도08-03]디자인의 기본 과정 [6기초제도01-03]CAD로 정투상도 그리기

(전기기기)

Ⅰ. 직류기

4 10~12/15 [6기초제도01-03]CAD로 정투상도 그리기

3D프린터를 활용하여 CAD로 모델링한 차량용 공기청정기를 출력하기

(토목기초실습)

Ⅲ. 흙의 함수비 실험

5 13~15/15

[6기초제도01-03]CAD로 정투상도 그리기

▪전기전자 부품을 결선하고, 과학적 원리를 확인하며 차량용 공기청정기 를 완성하고 동작을 확인한다.

▪조별로 프로젝트 활동 과정을 PPT로 제작하고, 학생들의 소감도 영상 으로 담아 발표한다.

(물리)

(전기전자기초) (전기기기) (토목기초실습)

1-1. 교육과정 재구성표

과목명 담당자 교육과정 재구성표

기초제도 유진옥

Ⅱ.제도의 규칙과 통칙(3) -2.도면의 분류

Ⅴ.여러 가지 기초 도면 그리기(8)- 8.디자인

기초 도면그리기

Ⅵ.컴퓨터를 이용한 제도(3)-1,2,3 CAD로 모델링하기

Ⅶ.도면의 검사와 관리(2) –1,2 도면검사,관리

물리 장효근 Ⅱ.물질과 전자기장

-2.전류와 자기장 *전자기 유도

Ⅱ.물질과 전자기장

-2.전류와 자기장 *전자기 유도의 이용

전기전자기초 정소라 [3-1-4] 전선 [3-3-1]

배선 설비의 개요

[3-5-1]

시퀀스 제어의 의미

[4-3-1,4-3-2]

변압기의 원리, 특성

전기기기 윤서영 ^{Ⅰ. 직류기}

1. 직류전동기의 원리

Ⅰ. 직류기 2. 직류전동기의 내부구조

역할

Ⅰ. 직류기 3. 직쥬전동기의 내부구조

위치

차시 주요내용

1~3 /15 장효근

주제(단원)명 차량용 공기청정기의 필요성과 공기청정기의 과학적 원리의 이해

※ 전동모터를 하나 분해하여 내부구조를 살펴보고 전자기 유도로 모터를 만들 수 있는 원리를 알고 공기를 강제로 흐르게 하며 필터를 통과하면서 미세먼지가 걸러지는 과정을 기초제도 수업과 함께 팀 티칭하여 알아본다.

※ ^Co 상황 제시, ^CD 창의적 설계

4~6 /15 유진옥

주제(단원)명 차량 공간 조사와 차량용 공기청정기의 디자인 만들기

1. ^Co 상황 제시 : 공기청정기에 담긴 물리적 원리를 이해하고 미세먼지를 잘 흡입하고, 차안에서 편리하게 사용할 수 있는 차량용 공기청정기 모델링을 그린다.

2. ^CD 창의적 설계 : 자신만의 아이디어를 담을 수 있도록 한다.

3. ^CD 창의적 설계 : 차량의 공간을 확인하며 차량용 공기청정기를 효과적으로 편리하게 사용할 위치를 정하기

4. ^ET 감성적 체험 : 3D 프린터를 활용하여 공기청정기를 출력하고, 제작한 시제품을 팀별로 발표한다.

7~9 /15 이화종

주제(단원)명 미세먼지 측정이를 활용한 공기질 확인과 실내 공기의 중요성 이해

Co 동일한 날씨에도 장소에 따라 공기질의 차이가 발생하는 이유를 알아보자

Tip! 미세먼지의 주요성분이 흙과 같으므로 흙에 대한 관련지식과 측정기의 원리를 이해하기

CD 1. 미세먼지의 주요성분인 흙의 성질을 이해하기 2. 실외에서 공기질 측정하는 방법 및 특성 3. 실내에서 공기질 측정하는 방법 및 특성

ET 프리젠테이션 발표 자료를 만들어 조별로 발표함으로써 실내 공기질의 중요성에 대하여 이해하기

10~12 /15 윤서영

주제(단원)명 공기청정기에 사용되는 쿨링팬의 전기적 원리와 모터의 구조와 동작 이해 직류전동기의 원리와 내부구조를 효과적으로 학습하기 위해 흥미를 가질 수 있는 발문을 제시하고, 실제적인 과제인 DC 모터 분해하기 활동을 제시하여 학습효과를 높임.

Co 쉽게 사용되는 직류전동기를 제공하고, 학생들이 직접 분해함으로써 직류기의 세부적인 내부구조를 파악한다.

ET 교과서의 그림에서 벗어나, 직접 실제의 직류전동기의 내부 구조를 학생들이 관찰하고 직접 그려봄으로써 생소한 직류기의 내부구조를 흥미롭게 학습할 수 있다.

13~15 /15 정소라

주제(단원)명 공기청정기에 사용되는 스위치, 코드, 차량에 사용되는 전기에 관한 이해

1. ^ET 공기청정기에 사용되는 전선과 여러 가지 부품들(스위치, 플러그 등)에 대해 살펴본다.

2. ^CD 공기가 나쁠 때 공기를 자동으로 정화해주는 시스템의 간략한 동작 원리를 알아본다.

3. ^Co 가정용 전력과 차량용 전력의 차이점에 대하여 알아본다.

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 물리 학교급/학년(군) 고 1

중심과목 성취기준

영역

(2) 물질과 전자기장 ^중심과목 _성취기준 [12물리Ⅰ02-05] 전류에 의한 자기 작용이 일상 생활에서 적용되는 다양한 예를 찾아 그 원리를 설명할 수 있다.

주제(단원)명 물질과 전자기장 차시 1~3/16

학습목표

※ 전류에 의해 자기장이 발생하는 것을 관찰하여 자기장의 크기와 방향에 영향을 주는 요인을 찾고 전류에 의한 자기 작용이 일상생활에서 적용되는 다양한 예를 찾아 그 원리를 설명할 수 있다.

연계과목 전기기기, 기초제도

STEAM 요소

S ※ 전자기 유도의 원리, 공기청정기의 원리 T ※ 전동모터를 만드는 기술

E A M

개발 의도

※ 패러데이의 전자기 유도법칙을 이용한 전동모터의 이용으로 미세먼지의 문제 해결의 기본을 알아보고 미세먼지 문제의 심각성을 인식하며 친환경적인 제품과 자연의 보호가 우리에게 얼만큼 필요한 것이지 깨닫게 하려함.

주요 활동 안내

1. STEAM 문제 상황 확인하기

2. 우리 나라의 미세먼지 상태 조사하기

3. 내가 생각하는 공기 정화기의 원리 및 정화방법 토론하기

4. 패러데이의 전자기 유도 원리 이해 및 선풍기 날개의 바람 이해하기

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

-우리 나라의 미 세먼지 상태 조사 하기

창 의 적 설 계

창의적 설계

- 패러데이의 전자기 유도 원리 이해 및 선풍기 날개의 바람 이해하기

감 성 적 체 험

- 내가 생각하는 공기 정화기의 원리 및 정화방법 토론하기

감성적 체험

도입 (10 분)

Co 우리나라의 미세먼지 상황을 관련 뉴스를 통해 파악하기

<안내>

- 우리나라 미세먼지의 원인 파악

- 미세먼지가 우리에게 미치는 영향 파악 - 미세먼지를 해결할 수 있는 방법 파악 - 우리가 할 수 있는 소형 공기청정기 연구

인터넷 뉴스 를 중심으로 찾아보기

전개 (130 분)

Co 활동 1 미세먼지 해결 방법 토론(10 분)

CD -자신이 생각하는 미세먼지 해결방법을 제시하고 공기청정기가 아닌 다른 방법도 생각해 보기

- 각각의 제시한 방법에 대하여 장단점 정리하기

Co 활동 2 소형 공기청정기의 원리 탐구( 50 분)

CD -패러데이의 법칙을 이해하고 막대자석과 솔레노이드를 이용하여 전류의 발생과 전동모터의 구동을 실험으로 확인한다.

-교사는 실험과정을 잘 안내하고 관련 자료를 제공하여 전자기유도법칙을 확 실히 이해할 수 있도록 지도하며 조별활동을 통하여 효과를 극대화 할 수 있 도록 안내한다.

Co 활동 3 실제 전동모터를 분해 조립해 봄으로 원리이해 (70 분)

CD - 실제 실험용 전동모터를 분해하여 작동과정을 실제로 확인하고, 모터에 선풍기 날개를 달아 공기청정기의 모터부분을 완성해 보도록 한다.

정리 ( 10 분)

ET 정리하기

-결과물을 정리하고 부족한 부분 보충하기

-더 좋은 공기청정기 아이디어 있으면 추후 의견제시하기

중심과목 기초제도 학교급/학년(군) (특성화)고등학교 1 학년

중심과목 성취기준

영역

56. 디자인 기초 도면 그리기 ^중심과목 성취기준

56-1. 디자인 제도의 개념과 역할 및 적용 분 야를 설명할 수 있다.

56-3. 교재 준비 및 안전 수칙에 따라 준비 를 잘하고, 적극적인 태도로 문제를 해결한 다.

주제(단원)명 8. 디자인 기초 도면 그리기 차시 1~3/15

학습목표

1. 디자인 도면을 배우고, 디자인의 기본 과정을 적용하여 차량용 공기청정기 아이디어 스케치도를 그릴 수 있다.

2. 물리적인 원리를 접목한 실용적인 차량용 공기청정기를 3D CAD 로 모델링할 수 있다.

3. 자신만의 아이디어를 넣어 모델링을 완성할 수 있다.

4. STL 파일을 G-CODE 로 변환하고 3D 프린터를 활용하여 출력할 수 있다.

연계과목 물리 연계과목

성취기준 영역Ⅱ.물질과 전자기장

STEAM 요소

S 미세먼지를 잘 제거할 수 있도록 하는 디자인 하기!

T 공기청정기 제작 방법에 대해 알아보기

E 3D CAD 프로그램을 활용하여 차량용 공기청정기 모델링하기!

A 편리하고, 차에서 사용할 수 있도록 하는 기능적인 요소가 담긴 디자인하기 M

개발 의도

기초제도 교과를 통해 도면과 모델링 과정을 습득하고, 직접 전기·전자 제품 디자인 모델 링을 실시하여, 학생들이 도면을 활용하고, 편리함을 더하고 창의적인 디자인을 하여 일상 생활에 더욱 편리하게 사용되는 제품을 제작하므로 배움과 배운 내용을 활용하여 자신의 생각을 담아 만드는 역량을 키움.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

미세먼지의 심각성을 공감하도록 영상을 시청하고, 차량안의 공기 질에 대해 생각 해보고, 차량용 공기 청정기의 필요성을 느끼도록 함.

창 의 적 설 계

창의적 설계

자신의 생각을 담은 친환경 차량용 공기 청정기를 3D 프린터를 활용하여 출력하고, 팀 별로 출력된 제품의 기능성,디자인성,안정 성, 공기정화방법등에 대해 시제품 발표, 대회를 한다.

감 성 적 체 험 친환경 차량용 공기청정기에 담

긴 물리적 원리를 활용하고 디자 인 기초 도면과 아이디어를 담은 스케치도를 창의적으로 그릴 수 있도록 하여 친환경 차량용 공기 청정기를 3D CAD 를 활용하여 모델링을 제작함.

감성적 체험

친환경 차량용 공기청정기

공기청정기의 물리적 원리

이해, 적용

차량 공간 파악하기!

디자인 기초 도면 &

아이디어 스케치 하기!

3D CAD로 모델링, 3D 프린팅하여 시제품

제작 & 팀별 발표 (참여학생)지적재산권 1건

(디자인권) 출원 예정!

팀 구성 모든 교과 적용

도입 (5 분)

Co 우리나라의 미세먼지 심각성을 담은 동영상 시청하면서 밀폐된 차량안의 공기의 질에 대해 생각해보기!

<안내>

- 미세먼지 심각성을 공감하는가?

- 나는 어떻게 미세먼저를 대처하고 있는가?

- 장시간 운전하는 밀폐된 차량의 공기는 안전할까?

- 차량 공기의 질관리 방법에 대해 생각해보기!

- 다양한 차량용 공기청정기에 대해 찾아보기!

인터넷 뉴스 를 중심으로 찾아보기

전개 (140 분)

Co 활동 1. 미세먼지의 심각성을 공감하고, 친환경 차량용 공기청정 기에 대해서 찾아보고, 과학적 원리를 이해하기 (20 분)

CD - 다양한 차량용 공기청정기를 검색해보고 장단점을 정리해보기

- 과학적 원리를 이해하고, 보다 활용 가능성이 좋은 차량용 공기청정기를 제작을 위해 아이디어 디자인을 생각해하기

Co 활동 2 친환경 차량용 공기청정기 디자인 제도, 3D 프린팅(70 분)

CD -친환경 차량용 공기청정기의 아이디어를 담은 스케치도 제작해보기

-차량용 공기청정기에 아이디어가 담긴 디자인을 3D CAD 를 활용하여 모델링 을 완성한다. (팀별로 충분한 의견을 나누며 좋은 아이디어가 담기도록 집중) - 3D 프린팅 16 시간이 소요됨을 확인하고, 출력이 되면 팀별로 차량용 공기청

정기를 제작하여 완성한다.

Co 활동 3. 친환경 차량용 공기청정기 시제품 발표 (50 분)

CD - 팀별로 차량용 공기청정기 만드는 과정을 담은 PPT 을 제작하고, 아이디어 를 포함한 시제품을 발표하기.

-더 좋은 공기청정기 아이디어 있으면 방영될 수 있도록 모델링 파일을 수정 하고, 한번더 3D 프린팅을 하여 완성한다.

정리 ( 5 분)

ET

친환경 차량용 공기청정기를 완성하고 전시한다.

-팀별 제품을 구경하면 좋은점과 아쉬운 점등을 정리해본다,

중심과목 토목기초실습 학교급/학년(군) 고등학교 1 학년 중심과목

성취기준 영역

흙의 함수비 시험 중심과목

성취기준 11-1.시험 목적과 방법을 알 수 있다.

주제(단원)명 시험목적과 관련지식 차시 7~9 /15

학습목표

1. 함수비 시험 목적과 방법을 정확히 알고 이해할 수 있다.

2. 흙에 관련된 관련 지식을 이해할 수 있다.

3. 실내․ 외 공기질 측정 방법을 이해하고 실행할 수 있다.

4. 실내․ 외 공기질의 특성을 이해하고 실내 공기질의 중요성을 설명할 수 있다.

연계과목 기초제도 연계과목

성취기준 영역

고등학교 1학년

[기초제도01-06]컴퓨터를 이용한 제도

STEAM 요소

S 실내공기질의 상대적 중요성에 대하여 이해하기 T 흙의 성질에 대한 관련지식 습득하기

E 공기질 측정하기

A 프리젠테이션 자료를 제작하여 발표하기 M

개발 의도

최근 악화 되고 있는 공기 중 미세먼지 농도를 낮추기 위하여 주요 성분인 흙의 성질에 대한 관련 지식을 습득하고 공기질 측정기로 실내 및 실외 공기를 측정하여

상대적으로 실내 공기질이 중요한 이유에 대하여 탐구해본다.

♣ 주요 활동 안내

1. 미세먼지의 주요성분인 흙의 성질에 대하여 관련지식을 이해하기 2. 실내‧외 공기질 측정 방법을 이해하고 실습하기

3. 실내 공기질의 상대적 중요성에 대한 과학적 근거 알아보기 4. 프리젠테이션 자료 제작하기

5. 발표 후 환류를 통한 상호 의견 교환하기

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

-미세먼지의 주요성 분인 흙의 성질 관 련 지식 습득하기

창 의 적 설 계

창의적 설계

- 프리젠테이션 자료를 제작 - 발표 후 타인과

의견을 교류하여 자신의 의견을 수정 보완

감 성 적 체 험 - 실내 공기질 관리가

상대적으로 중요한 이유를 고민하기

- 흙의 성질을 이용한 실내 및 실외 공기질 측정하기

감성적 체험

도입 (20 분)

Co 작업지시서를 통해 문제 상황 및 설계 요건 제시

<작업지시서>

1. 미세먼지를 이유를 주요 구성성분을 확인한다.

2. 미세먼지, 초미세먼지를 구분하는 기준을 조사한다.

3. 공기질 측정기의 사용법 숙지하기 4. 실내 및 실외 공기질 측정 방법 익히기 5. 모든 작업 과정은 안전에 유의하여 실시한다.

※ PPT를 이 용한 유인물 이나 화면으 로 “작업지 시서”를 제 시함.

※ PPT, 빔프로젝트

전개 (100 분)

Co 활동 1 : 실외 공기질 측정하기(30 분)

CD -공기질 측정기로 야외 다양한 장소에서 측정해보기

-장소별 측정 자료를 기록하기

Co 활동 2 : 실내 공기질 측정하기 (30 분)

CD -공기질 측정기로 실내 다양한 장소에서 측정해보기

-장소별 측정 자료를 기록하기

Co 활동 3 : 실내 공기질 관리의 상대적 중요성 조사 및 프리젠테이션 자료 만들기 (30 분)

CD -동일한 기상 상태에서도 장소별로 공기질의 차이 발생 원인조사

-팀원들과 협력하여 다양한 경로로 조사하기

※ 메모지 및 측정기구

정리 (40 분)

ET

조별 발표하기 및 환류하기

-프로젝트 과정별 수행 사진이나 영상 정리자료 발표하기 -팀별로 간단히 수행한 작업에 대해 이야기 나누기

중심과목 전기기기 학교급/학년(군) 고등학교/2 학년 중심과목

성취기준 영역

[고등학교] (1) 직류기 중심과목 성취기준

직류전동기의 이론을 이해하고 설명할 수 있다.

주제(단원)명 직류전동기의 이론 차시 1~3/16

학습목표

① 플레밍의 왼손법칙을 설명할 수 있다.

② 직류전동기의 주 구조의 역할을 설명할 수 있다.

③ 직류전동기를 분해하여 내부구조를 분석할 수 있다.

연계과목 전기전자기초 연계과목

성취기준 영역 [전기전자기초]1학년 Ⅳ.전기기기

STEAM 요소

S 플레밍의 왼손법칙, 전자기력, 자속밀도, 전류의 세기 T

E 역공학(Reverse Engineering), 직류전동기의 구조 A 관찰을 통해 세밀하게 그리기

M 개발 의도

전기기기 교과내용과 교과서의 구성이 어려워, 학생들의 학습에 어려움이 있음. 학생들이 실제적인 과제인 <기기분해 활동>을 수행함으로써 전기기기에 대한 흥미와 학습이해도를 높이고자 교육과정 재구성을 통해 수업을 전개함.

특성화고 고 2 학생들이 전기기기 교과를 학습하기에는 내용이 어려워, 교육과정 재구성을 통해 꼭 알아야 할 부분을 효과적으로 가르치기 위해 학습자 중심의 활동수업을 설계함.

평소에 자주 접할 수 있었던 미니카의 DC 모터를 제시하여 학생들이 직류전동기에 대한 흥미와 친숙도를 높이고자 함.

미니카의 DC 모터가 어떤 원리를 통해 바퀴를 회전시킬 수 있는지 의문을 갖게 하여, 플레밍의 왼손법칙을 조사하는 활동을 제시하고 발표할 수 있도록 함.

플레밍의 왼손법칙을 통해 직류전동기에 필요한 주요 4 가지 요소의 역할을 학습 할 수 있도록 활동지를 제시함.

완성된 직류전동기를 역으로 직접 분해할 수 있는 활동을 제시하여, 학생들이 직류전동기의 내부구조를 관찰하며 학습할 수 있도록 하는 역공학 방법을 제시함.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

‧실제 DC 모터를 분해하여 학생들이 직류전동기의 내부 구조를 이해할 수 있도록 돕는다.

창 의 적 설 계

창의적 설계

‧직류전동기를 분해하여 작성한 그림을 플레밍의 왼손법칙을 적용하여 직류전동기의

동작원리를 설명할 수 있도록 한다.

감 성 적 체 험

‧학생들이 직류전동기를 분해하며 관찰을 통해

내부구조를 그릴 수 있는 실제적 과제를 제시함으로써 학생들의 학습 이해도를 높인다.

감성적 체험

도입 (10 분)

Co 미니카를 조립하던 과거의 경험을 상기하여, 주요 부품 중 하나인 DC 모터에 대한 호기심을 불러 일으킨다.

전개 (120 분)

Co ‘DC 모터가 어떻게 미니카의 바퀴를 회전시킬까?’라는 발문을 통해 학생들이 직 류전동기의 원리에 대해 흥미를 가질 수 있도록 지도한다.

CD 플레밍의 왼손법칙을 제시하여, 학생들이 인터넷을 통해 법칙을 조사하여 발표 할 수 있도록 지도한다.

ET 다른 친구들이 발표하는 플레밍의 왼손법칙을 경청하고, 이 법칙을 적용하여 사 용되고 있는 실제적인 사례를 찾을 수 있도록 지도한다.

Co 플레밍의 왼손법칙에 따라 직류발전기에 필요한 내부 구조에는 무엇이 있을지 발문한다.

CD 학생들이 발표한 내부 구조와 매칭 시킬 수 있도록 직류전동기의 주 요소를 설 명한 학습자료를 제시한다.

ET 계자, 전기자, 정류자, 브러쉬에 관한 활동지를 제시하여 학생들이 각각의 역할 을 이해하고 친구들에게 설명할 수 있도록 지도한다.

Co 역공학(Reverse Engineering)의 역사를 설명하고, 공학기술의 발전에는 역으로 분석하는 활동의 중요성을 제시하여 학생들이 직류전동기를 실제로 분해할 수 있도 록 지도한다.

CD 학생들이 직접 분해한 직류전동기를 관찰하여 세밀하게 내부구조를 그려보게 함 으로써, 직류전동기의 전체적인 구조를 이해할 수 있도록 지도한다.

ET 다른 친구들이 그린 직류전동기의 내부구조를 평가하고, 각각의 그림에서 직류 전동기의 주요위치를 찾아볼 수 있도록 지도한다.

정리 (20 분)

ET 학생들이 분해한 직류전동기를 재조립하여 다시 내부구조를 익힐 수 있도록 하 는 시간을 갖는다.

ET 직류전동기의 원리를 이해하였는지 확인할 수 있는 형성평가를 함께 풀어본다.

ET 직류전동기의 내부 구조의 역할과 위치를 숙지하였는지 확인하는 형성평가지를 제시하여 문제를 해결할 수 있도록 피드백한다.

중심과목 전기전자기초 학교급/학년(군) 고등학교/1 학년 중심과목

성취기준 영역

[고등학교] (3) 전기설비 중심과목 성취기준

[3-1-1] 전기 설비의 종류를 제시하고 설명할 수 있다.

주제(단원)명 가정용 전기기구와 차량용 전기기구 차시 13~15/15

학습목표 가정용 전기기구와 차량용 전기기구의 차이점에 대해 알고 병용하여 사용할 수 있는 제품을 고안해본다.

연계과목 기초제도 연계과목

성취기준 영역

STEAM 요소

S 가정용과 차량용 전력의 차이를 알고, 병용하여 활용할 수 있는 방안을 모색한다.

T 전선의 굵기와 코드, 스위치, 플러그를 설명할 수 있다.

E 미세먼지를 측정하여 필요할 때 작동을 하는 제어 시스템을 이해한다.

A 공기청정기와 부품의 외형을 살핀다.

M 비례식을 활용하여 가정용 및 차량용 전력을 변압기로 해석해본다.

개발 의도 수업으로 지루하게만 배우던 전기와 전자가 실제로 우리 생활에 어떻게 사용되고 있는지에 대하여 현사회가 직면한 ‘미세먼지’와 함께 살펴본다.

● 모둠학습을 통해 공기청정기의 외부와 내부, 작동원리에 대해 이해할 수 있도록 한다.

● 전기기기를 사용할 때 어떤 전기 설비가 필요한지 살펴본다.

● 공기청정기가 꼭 필요할 때 작동할 수 있는 ‘제어’의 개념에 대해 알아본다.

● 우리가 일상생활에서 사용하고 있는 가정용 전력과 자동차에서 사용하는 전력이 어떤 차이가 있는지 알아본다.

위 네가지 사항은 모두 교과서의 다른 부분에서 배울 수 있는 내용이지만, STEAM 을 통해 학습자들이

‘공기청정기’라는 하나의 주제로 살펴볼 수 있도록 한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

미세먼지의 심각성과 공기청정기의

효용성에 대하여 제시한다.

창 의 적 설 계

창의적 설계

조별활동을 하며 학생들이 공동체에 대해 느낄 수 있게 하고, 스쳐지나가던 전기부품의 외형을 유의깊게 살핌으로서 산업디자인에 대한 이해를 제고한다.

감 성 적 체 험 공기청정기의 외형을 살펴본다.

공기청정기의 사용전력을 살펴본다.

공기청정기가 언제 필요한지 논의한다.

가정용 전력과 차량용 전력의 차이를 알아본다.

감성적 체험

도입 (10 분)

Co 상황 제시 – 시전이의 일기

2019년 11월 12일 미세먼지 매우나쁨

오늘은 미세먼지가 매우 나쁨이라고 했다. 학교에 가려면 엄마 차를 타야하는데, 작년에 엄마께서 사주신 작은 공기청정기가 생각나서 엄마 차에서 쓰면 좋겠다고 생각했다. 집을 나서기 전 내 방에 있는 공기청정기를 들고 나가려는데 엄마께서

“그건 왜 들고가?” 라고 물어보셔서 엄마 차에 설치해드리려고 했다고 말씀드렸다 꾸중을 들었다. 왜 엄마는 내 마음도 모르고 야단을 치시는걸까?

함께 자료를 읽어보고 시전이가 왜 꾸중을 들었 는지 토의해 본다.

전개 (110 분)

CD

가정용 공기청정기와 차량용 공기청정기의 차이를 연구한다.

Co ET 공기청정기에 사용되는 전선과 여러 가지 부품들에 대해 살펴본다.

가정용 공기청정기와 차량용 공기청정기 실물을 보여주고, 외형을 앞, 옆, 위, 아 래, 뒷 면을 조별로 그려보며 특징과 부품을 살펴본다.

둘의 공통점과 차이점을 의논해본다. 특히 부품(스위치, 전선, 전원 단자)에 어떤 차이점이 있는지 알아보도록 한다.

CD ET 공기가 나쁠 때 공기를 자동으로 정화해주는 시스템의 간략한 동작 원리를 알아본다.

’집에서 쓰는 냉장고와 에어컨의 온도는 왜 설정해둔 온도보다 더 내려가지 않을 까?‘ 라는 질문에 대해 탐구한다. 제어의 기본원리를 이해하고, 공기청정기는 어떤 원리로 제어를 할 수 있을지 생각해본다.

(예) 공기의 질이 매우 나쁘면 빨간 LED 를 켜고, 공기청정기를 자동으로 동작시킨 다.

Co CD 가정용 전력과 차량용 전력의 차이점에 대하여 알아본다.

교류와 직류에 대하여 알아보고 교류를 직류로 바꾸는 방법과 높은 전압의 직류를 낮은 전압의 직류로 바꾸는 방법(초퍼)에 대하여 알아보고, 조별로 가진 팬을 돌리 기 위한 설계를 해본다.

정리 (30 분)

ET 3 차시동안 배운 내용을 정리하여 조별로 토의하고 탐구한 내용을 학급 친구들 에게 설명해준다.

5. 학생활동지

탐구 제목 공기청정기의 원리

일시 년 월 일 요일 교시 실험자 학년 반 번 모둠 이름

목표 공기청정기의 원리를 이해할 수 있다 준비물 기계식 공기청정기 모형, 필터

토의

1. 기계식 공기청정기의 원리

필터를 이용하여 공기의 먼지나 불순물을 걸러서 정화하는 방식을 (기계식 공기청정기)라고 하며 공기청정기중 가장 보편적인 방식이다.

2.

전기식 공기청정기의 원리

(전기식 공기청정기)는 전기적인 방전 원리를 이용한 방식으로 강력한 집진력을 가진 집진판으로 오염된 공기를 정화하는 방식이며, 집진판의 방전사에 고압의 직류전압이 흘러 흡입된 공기가 전위계를 통과하면서 부유 물질을 순간적으로 소각 하는 방식이다.

자기 평가/모둠 평가

비고

잘 한 점

발전시킬 점 노력해야 할

점

실험자 학년 반 번 모둠 이름 목표 공기청정기의 원리를 이해할 수 있다

준비물 기계식 공기청정기 모형, 필터

토의

1. 기계식 공기청정기의 원리를 그려보자

필터를 이용하여 공기의 먼지나 불순물을 걸러서 정화하는 방식을 (기계식 공기청정기)라고 하며 공기청정기중 가장 보편적인 방식이다.

2.

전기식 공기청정기의 원리를 그려보자

(전기식 공기청정기)는 전기적인 방전 원리를 이용한 방식으로 강력한 집진력을 가진 집진판으로 오염된 공기를 정화하는 방식이며, 집진판의 방전사에 고압의 직류전압이 흘러 흡입된 공기가 전위계를 통과하면서 부유 물질을 순간적으로 소각 하는 방식이다.

자기 평가/모둠 평가

비고

잘 한 점

발전시킬 점 노력해야 할

나만의 차량용 공기청정기 디자인 ~~~~

시스템전자과 1학년 반 번 이름:

- 치수 정리 -

차량용 공기청정기 모델링(3D CAD) 완성! ~~~

95

95

-> 셀 바닥면, 7mm

-> 구멍 크기:Φ20 높이:25 옆:20

88

필렛 : 10 모서리

3D CAD 프로그램을 활용하여 2D도면 만들기!

( ) 조

조명 :

맴버 :

① 측정 장소: ② 측정 장소: ③ 측정 장소: ④ 측정 장소:

▪ 상황 설명 :

▪ 미세먼지 지수 :

▪ 상황 설명 :

▪ 미세먼지 지수 :

▪ 상황 설명 :

▪ 미세먼지 지수 :

▪ 상황 설명 :

▪ 미세먼지 지수 :

Have Have Have Have Have Have Have Have Have

Have a a a a a a dream a a a a dream dream dream ! dream dream dream dream dream dream ! ! ! ! Dreams ! ! ! ! ! Dreams Dreams come Dreams Dreams Dreams Dreams Dreams Dreams Dreams come true come come come come come come come come true true true true true true true true true ! ! ! ! ! ! ! ! ! !

2019. STEAM교사 연구회

STEAM day 운영 계획

2019

충 주 공 업 고 등 학 교

http://www.cjth.hs.kr

1. 목적

학생들의 창의・융합적 사고와 문제 해결력을 배양할 수 있는 미래지향적인 수업 모형을 개발 및 확산과 재미, 배움, 나눔을 실천하기 위하여 2019년 STEAM교사 연구회 수업 자료 및 결과물을 공유하고, 전교생을 대상으로 공유 기회 제공을 위해 STEAM day를 운영하고 자 한다.

2. 추진 방향

1. 나눔과 협력을 통해 상호 존중하는 의미를 알아가고, 아이디어를 공유하는 과정에서 의 상생의 중요성 제공.

2. 다양한 수업을 체험함으로서 확산적 사고 기회 제공과 과목 간 조화와 균형을 통한 통합 교육의 필요성 인식 계기 제공.

3. 교사 간 단절된 소통의 기회를 제공함으로서 함께하는 수업의 즐거움과 상호 아이디어 교류 기회 확대를 통해 효율적 학생 지도의 기회 제공.

Ⅱ 세부 운영 계획 1. STEAM DAY 운영

가. 운영 일시 : 2018. 11. 11.(월) 점심시간(11 : 55 ~ 12 : 35) 나. 운영 장소 : 식당 앞 운동장

2. 융합수업연구 교사 공동체 구성 및 선정

연번 담당교사 (교과) 주제

1 유진옥(기초제도) 3D CAD프로그램을 활용한 차량용 공기청정기 디자인 및 3D프린터를 활용한 출력, 제작 2 장효근(물리) 차량용 공기청정기에 담긴 과학적 원리 3 이화종(건설정보) 미세먼지의 발생원인, 성분, 크기, 인체에 미치는

영향등 미세먼지의 모든 것!

4 윤서영(전기기기) 차량용 공기청정기에 사용되는 쿨링팬 분해 DC모터 분석!

5 정소라(전기·전자·기초) 자동차에서 사용되는 전기 회로 및 차량용 공기청정기에 사용되는 전기 회로

3. STEAM주간 운영 프로그램

연

번 프로그램 명 장소

(대상) 비고

1 수업 사진 전시

식당앞 운동장 (관람 및 참여

인증 도장 받기)

빼빼로 증정 ( 7개의 도장 을 받은 학생) 2 팀별 차량용 공기청정기 PPT 전시

3 팀별 차량용 공기청정기 작품 전시 4 STEAM홍보물, 수업 내용 전시

5 2019.교내창업아이디어경진대회 학생 작품 전시 6 2019.교내컴퓨터꿈나무대회 학생 작품 전시 7 10개 퀴즈 맞추기!

Ⅲ 기대효과

◦

나눔과 협력을 통해 상호 존중하는 의미를 알아가고 아이디어를 공유하는 과정에 서의 함께 만들어가는 즐거움을 안다.

◦ 2019.STEAM교사연구회 프로젝트 결과물을 공유, 교사와 학생들의 참여 기회 제공한다.

를 낸다.

◦ 융합적 사고력에 따른 창의성 및 창업 마인드 강화시킨다.

차량용 공기청정기에 들어있는 전기 기초!

-전기전전자기초 교과 정소라선생님 -

V = IR [V], I = _



 [A], R = _



 [Ω]

V : 전압 I : 전류 R : 저항

-토목 기초 교과 이화종선생님 -

Ⅰ. 미세먼지란 무엇인가?

미세먼지(Particulate Matter; PM[8])는 질산염(NO3-), 암모늄 이온(NH4+), 황산염(SO42-) 등의 이 온 성분과 탄소 화합물(carbon compounds), 금속(elements) 화합물 등으로 이루어져 있다. 세계 보 건 기구(WHO)는 미세먼지 중 디젤에서 배출되는 BC(black carbon)를 1급 발암물질로 지정한 바가 있다. 한국에서는 지름이 10㎛ 이하(PM 10)이면 미세먼지, 지름이 2.5㎛ 이하(PM 2.5)이면 초미세먼 지로 분류한다.

최근 연구 동향에 따르면, 미세먼지에 함유되어있는 물질들을 분석해 본 결과, 중금속 함유량이 높다. 미세먼지의 경우 공기 중 매연이 너무 많아 매연 내 입자들과 공기 중에 있는 황산화물, 수분 등이 엉겨서 생긴 것이 라 미세한 중금속 가루가 공기중에 떠다니는 것이다. 당연히 1급 발암물질 중 하나이다. 초미세먼지의 경우, 인체 내 기관지 및 폐 깊숙한 곳까지 침 투하기 쉬워 기관지, 폐 등에 붙어 각종 질환을 유발한다. (PM 2.5 환경기 준 설정연구, 국립환경과학원, 2006)

Ⅱ. 미세먼지의 인체 악영향점

1. 호흡곤란으로 두통과 현기증, 작은 먼지입자로 인한 피부병, 안구질환 유발.

2. 감기는 물론이고, 비염, 부비동염, 천식 및 폐렴등의 질병을 유발

3. 초미세먼지의 경우, 기관벽을 통과하여 혈관으로 흡수되며, 뇌졸중, 뇌경색이나 심장 질환 유발. 쉽게 말해, 중금속과 화학물질 섞인 미세한 돌맹이가 뇌나 심장 에 들어가 혈 관을 막아 버리는 것과 다름이 없다.

Ⅲ. 미세먼지 대응전략

1. 마스크 착용하기 : KF94 이상의 등급을 착용해야 효과가 있다.

2. 실내공기청정기를 사용하는 방법 3. 미세먼지차단 방충망을 사용하는 방법 4. 외출 후 손, 발, 눈 등을 자주 씻기 5. 나무심기

6. 화석연료 사용 줄이기 7. 인공강우로 농도 저감하기 치하도록 한다.

3D프린터 기초를 잡아라!

-기초제도 교과 유진옥선생님 -

1. 3D프린터란?

결론, 3D프린터란?

: 2차원의 물질들을 층층이 쌓아서 3차원 입체로 만들어내는 적층제조 기술의 하나

2. 3D프린팅, 적층 제작의 장점!

① 3차원 형상을 2차원으로 분해하여 적층 제작함으로써 복잡한 형상을 손쉽게 구현함.

② 맞춤형 제품을 빠르고 쉽게 만들 수 있다.

③ 아이디어 기반의 맞춤형 제품 소량 생산 가능함.

3. 3D프린팅의 방식(재료 방식)

재료 방식에 따라 크게 액체기반(SLA), 파우더기반(SLS), 고체기반(FDM)등의 다양한 종류로 개 발되고 있으며 각 방식과 형태에 따라 사용하는 소재와 특성이 다르다.

4. 고체기반 FDM

고체상태의 열가소성 수지를 필라멘트 모양으로 만들고 이를 용융 압출 헤드에서 녹이면서 노즐을 통해 압출시켜 모델을 적층 조형하는 방식.

-장점:작은제품에서 큰제품까지 제작할 수 있다 -단점:정밀도가 떨어진다.

▲ 3D프린팅 개념

- 물리 교과 장효근선생님 -

1. 공기청정기의 원리

공기 중에는 건강에 해로운 여러 가지 오염물질이 존재하며 공기청정기는 이러한 오염물질 을 제거하기 위한 수단으로 오염물질을 제거하는 원리는 필터를 사용하여 여과/흡착하여 걸러 내는 방식과 전기적으로 오염물질을 제거하는 방식이 존재함.

2. 공기청정기의 분류 및 구성

3. 기계식 공기청정기의 원리 <--- 이번 프로젝트에 사용된 제품!

기계식 공기청정기는 보통 필터를 이용하여 공기의 먼지나 불순물을 걸러서 정화하는 방식을 기계식 공기청정기라고 하며 공기청정기중 가장 보편적인 방식이다.

필터는 초미세먼지 제거가 가능한 공기청정기 헤파필터와 유해가스 제거용인 탈취필터가 기본 구성을 이루고 있으며, 추가적으로 업체에 따라 제품에 따라 다양한 기능성 필터가 장착되어 있다.

분류 내용

기계식

집진필터식 전처리 및 헤파필터를 이용하여 분진 제거 흡착필터식 활성탄을 이용하여 유해가스 흡착 습식 물을 이용하여 분진 및 유해가스 제거

전기식

전기집진식 고전압을 이용하여 하전, 집진판에 분진을 부착하여 제거 음이온식 고전압으로 음이온을 생성하여 공기중으로 공급하여 분진을 제거

기타

플라즈마식 플라즈마로 양/음이온을 생성하여 유해가스를 제거

UV광촉매식 TiO에 자외선 조사로 생생된 OH라디칼 및 활성산소의 산화/환원으로 악취 및 유해가스 제거

복합식 기계식과 전기식 등과 같이 기능을 복합하여 작용

창의융합교육(STEAM)을 알자!

- 전기기기 교과 윤서영선생님 -

1. 미세먼지 측정기에 들어가는 DC모터 내부 구조

① 자계 :

주자속을 만드는 영구자석

② 전기자 :

코일을 감아 역기전력을 만드 는 부분

③ 정류자 :

교류를 직류로 바꾸는 구조

④ 브러쉬 :

전압을 외부 단자로 출력하는 부분

2. 플레밍의 왼손법칙

플레밍의 왼손법칙 : 자기장(B), 전류(I), 힘(F)

- 자기장 안에서 전류 도체의 회전력의 방향(자기력의 방향)을 결정하는 법칙

- 자기장 속에서 전류가 흐르는 도선이 받는 힘의 방향

퀴즈에 참여한 학생들을 추첨을 통해 빼빼로 증정!

2019. STEAM day! ~~~

1. ‘STEAM’에서 E는 무엇인가요?

2. 새로운 문제에 도전하는 STEAM수 업의 3가지 구성은?

3. 창의적인 사람은 을 연결시 켜 새로운 것들을 해낸다.

-

스티브 잡스

-

4. 직류기에서 교류를 직류로 변환시키 는 구조는 무엇인가?

5. 초미세먼지를 구분하는 입자크기는?

6. 옴의 법칙에서 V 는 무엇인가요?

7. 초미세먼지 제거가 가능한 필터의 명칭 은?

8. 3D프린팅을 재료 방식에 따라 크게 3가 지로 나눌 수 있는데 3가지는?

여러분들의 작은 도전에도 큰 응원을 보냅니다!

- 2019. STEAM교사 연구회 -

STEAM DAY 퀴즈 ~~~~

2019. 창의 융합 makers 전문가 특강

(주제 : 신기술 (신설) 자격증 3D프린터 운용 기능사 필기 특강 )

Ⅰ. 목 적

2019.STEAM교사연구회를 통해 3D프린터를 활용한 차량용 공기청정기 DIY 프로젝트에 참여 한 시스템전자과 1학년 학생들을 대상으로 전기전자분야이면서 신기술분야 자격증으로 작년 12월에 신설된 3D프린터 운용 기능사 필기 특강을 통해 전문적인 배움과 기능사 취득이 연 계 되어 스스로 도전하고 성취하는 건강한 전문가를 양성하도록 한다.

Ⅱ. 방 침

1. 시스템전자과 1학년 1반, 2반 학생들을 대상으로 신기술과 관련된 전공 분야의 전문적인 강의를 통해 미래지향적 역량을 키울 수 있도록 안내한다. 갖고 도전할

수 있다는 자신감을 갖고 새로운 것을 배우고 융합하려는 마인드와 역량을 갖

2. 신기술 분야로 작년 12월에 신설된 기능사 자격증 필기 특강을 통해 목표 출 수 있도록 한다.

Ⅲ. 세부 추진 계획

1. 날짜: 2019년 11월 27일(수)

2. 시간: 13:40 ~ 14:30 (4교시- 6교시) 3. 대상 : 시스템전자과 1학년 1반 4. 장소: 멀티미디어실

5. 강사: ㈜메이커스테크놀로지 이대겸 과장 6. 강사료: 200,000원(3시간)

1. 날짜: 2019년 11월 28일(목)

2. 시간: 13:40 ~ 14:30 (5교시- 7교시) 3. 대상 : 시스템전자과 1학년 2반 4. 장소: 멀티미디어실

5. 강사: ㈜메이커스테크놀로지 이대겸 과장 6. 강사료: 200,000원(3시간)

Ⅳ. 기대효과

1. 학생들에게 현재와 미래에 사용되는 신기술 역량과 가치를 구체적으로 경험하게 한다.

2. 작년 12월에 도입된 신기술 분야 기능사를 구체적으로 대비하고 목표를 갖게 한다.

1.

주제 :

2019. 창의 융합 makers 전문가 특강 (주제: 3D프린터 운용 기능사 필기 특강 ) 2. 일정

3. 강사료 : 200,000원(3시간)

1. 날짜: 2019년 11월 28일(수)

2. 시간: 12:40 ~ 14:30 (4교시- 6교시) 3. 대상 : 시스템전자과 1학년 1반 4. 장소: 교실

5. 강사: ㈜메이커스테크놀리지 과장 이대겸 6. 강사료: 200,000원(3시간)

외부 전문가 초청 특강 실시 결과1

1. 주제 :

2019. 창의 융합 makers 전문가 특강 (주제: 3D프린터 운용 기능사 필기 특강 ) 2. 일정

3. 강사료 : 200,000원(3시간)

1. 날짜: 2019년 11월 29일(목)

2. 시간: 13:40 ~ 14:30 (5교시- 7교시) 3. 대상 : 시스템전자과 1학년 2반 4. 장소: 교실

5. 강사: ㈜메이커스테크놀리지 과장 이대겸 6. 강사료: 200,000원(3시간)

퍼즐을 맞춰라! (내용 : 3D프린터 운용 기능사 필기 )

1.3D 프린터

: 3D 프린팅을 위해 사용되는 장비

2.3D 프린팅

:프린트 헤드, 노즐 또는 기타 프린터 기술을 사용하여 소재의

적층을 통해 물건을 제작하는 것.

3.기준 현상

:3D 프린터의 성능평가를 위해 프린터 베드에 출력 될 치수와 모양이 표현된 출력용

모델.

4.장비 좌표계 :X-Y-Z-축으로 표시된 세가지 축, 제작대의 고정점을

나타내는 삼차원 표계

5.적층 가공 -3D 모델 데이터로부터 출력물을 만들기 위해 소재를

녹여서 겹겹이층을 쌓아 제작하는 방식.

6.데이터 파일 포맷(STL) -물리적 파트를 제작을 위한 3D 기하학적 구조를 장비로

전송하기 위해 제공되는 파일 형식.

7.소재 압출 -노즐 또는 구멍을 통하여 소재를 선택적으로 압출시키는

방식의 적층 가공 공정

8.FDM 장비

-압출 헤드에서 가열시킨 후 노즐을 통해 조형판 위에 얇은

층으로 적층시키는 방식.

9.분말 소결

-분말 구역을 열 에너지를 사용하여 선택적으로 녹이는

방식의 적층 가공 공정, 10.판재 적층

-소재의 판재를 적층시켜 출력물을 제작하는 방식의 적층

가공 공정.

11.제작 챔버 -적층가공 시스템에서 출력물이 제작되는 밀폐 공간.

12.층(layer) -출력물의 표면을 만들기

위하여 소재가 펼쳐져서 만들어진 층.

13.영점

-좌표 시스템에서 세 개의 주요 측이 교차하는 지정된

일반 기준점.

14.공정 피라미터 -제작 사이클 동안 사용되는 작동 피라미터 및 시스템 설정.

15. 3D 스캐닝

-디지털 데이터로 변환 과정을 통해 출력물의 모양 및 치수를

3차원 표현으로 나타내는 방법.

16.STL

-출력물의 3D기하학적 구조를 모자이크 형태로 장비에 전송하는 모델 데이터의 파일

형식.

-17.데이텀

-형체의 자세 편차, 위치 편차,흔들림 등을 정하기 위해

설정된 이론적으로 정확한 기하학적 기준.

18.후처리 -출력물의 최종 특성을 구현하기 위하여 적층 가공

제작 사이클을 완료한 후 실시되는 공정.

18.출력물

-출력물의 한 부분 또는 전체를 구성하는 소재의

결합.

19.시제품

-분석, 디자인, 평가에 사용될 수 있는 제품의 전체

떠는 부분.

20.미세입자 -입자 크기/직경 범위가 0.1㎛에서 2.5㎛ 사이인

입자.

21.초미세입자 -입자 크기 0.1㎛ 이하의

입자.

22.부하율

-시험제품의 부피 대 비어 있는 방출시험챔버의 내부

부피비율

23.ABS

-폴리스틸렌의 단점을 보강한

열가소성 수지.