신광중학교

2018 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 최종보고서

2018. 10. 30.

신광중학교

【 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】

과 제 개 요

과제명 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 중학교 과학 (6)빛과 파동 수업용 STEAM 프로그램

학교급 중학교 대상 학년(군) 3학년

중심과목 과학 중심과목

성취기준 영역 [중학교 1학년] <과학> (6) 빛과 파동

연계과목 미술 기술 수학

연계과목 성취기준 영역

[중학교 3학년] <미술> (5) 시각문화 (2) 표현 [중학교 3학년] <기술> (3) 전자 기계 기술 [중학교 3학년] <수학> 라. 기하

연구기간 2018.3.협약체결일 ~ 2018.11.23.(약 8개월)

연 구 비 일금사백만원(￦4,000,000)

참여연구원 6명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 5명) 연구 수행자에 관한 사항

구분 소속 학교명 담당과목 직위 성명

연구책임자 신광중학교 과학 교사 유현철

공동연구원 신광중학교 과학 교사 김선명

공동연구원 신광중학교 수학 교사 임정희

공동연구원 운남중학교 과학 교사 이한수

공동연구원 운남중학교 미술 교사 김나현

공동연구원 동성여자중학교 과학 교사 국남호

2018년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 융합인재교육(STEAM) 교사연구회를 운영한 중간 결과로써 본 보고서를 제출합니다.

2018년 10월 30일

연구책임자 : 유현철 (인) 한국과학창의재단 이사장 귀하

“이 보고서는 2018년도 정부의 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

목 차

1. 요약문 ··· 1

2. 서론 ··· 2

3. 연구 수행 내용 ··· 2

가. 연구 계획 ··· 2

나. 연구 수행 결과 ··· 3

1) 교내 융합인재교육 환경 구성 ··· 3

2) 빛 개념을 중심으로 STEAM 프로그램 개발 ··· 5

3) 개발한 프로그램 적용 및 수정 보완 ··· 8

4. 결론 및 제언 ··· 9

5. 참고 문헌 ··· 11

[부록] 부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물 ··· 12

부록2. 교사 활동 참고자료 ··· 37

부록3. 빛 합성장치 제작 연수 PPT ··· 41

1. 요약문

가. 연구의 목적

이 연구는 중학교 과학의 ‘빛’과 관련된 교과내용을 중심으로 어러 과목과의 융합적 기회를 갖고 예술적 감성까지 불어넣을 수 있는 주제 중심적 산출물 제작 프로그램을 개발하고자 하는데 그 목적이 있다.

나. 연구의 운영 및 결과

1) 빛나는 교내 행사 홍보물 만들기

활동 주제 과목 내 용 산출물 제작

빛나는 교내 행사

홍보물 만들기

사회 l 행사의 의미와 지역사회와의 연계성 소개 과학 l 물리변화와 화학변화를 이용한 배지 제작 미술 l 배지 제작에 필요한 손 그림 및 캘리그라피 수학 l 배지 크기와 비율 계산

기술 l LED 광원장치 설치

국어 l 배지에 들어갈 은유적 문장 쓰기 2) 빛 개념을 중심으로 STEAM 프로그램 개발

활동 주제 과목 내 용 산출물 제작

색 그림자 조명 아트

과학 l 빛의 직진성과 삼원색

기술 l 빛 합성장치 제작

미술 l 그림자 아트와 빛의 예술

3) 개발한 프로그램 적용 및 수정 보완

활동 주제 과목 내 용 산출물 제작

색그림자 조명등 -무드등

만들기

과학 l 빛을 이용한 색 그림자 원리 기술 l LED 광원장치 병렬 연결

미술 l 색 그림자를 이용한 주제 표현하기

다. 결론 및 제언

‘빛’ 과 같이 생활 속에서 친숙하게 접할 수 있는 주제를 탐구 과제로 삼아 산출물을 완성하는 과정을 통해 다른 교과나 일상 속의 다른 문제로 확장하여 적용할 수 있는 능력을 기르게 할 수 있을 것이다.

2. 서론

가. 연구의 필요성

앞으로 우리의 삶은 어떻게 변할까? 지능이 있는 기계들이 우리의 삶에 들어오고 스마 트한 물건들로 주변이 가득 찰뿐만 아니라 지금보다 우리의 생활 모두가 편리하고 안락 해 질지 모른다. 이에 대한 이야기가 ‘4차 산업혁명’이라는 이름으로 실현되고 있다.

4차 산업혁명은 인터넷이나 컴퓨터 등 정보통신기술이 기존의 산업이나 과학과 융합 해 폭발적인 변화를 일으키는 현상으로 21세기에 들어오면서 융합은 경제, 사회, 문화 를 비롯한 여러 영역에서 변혁을 위한 수단으로 제안 되고 있다.¹⁾ 이런 미래 환경에 대비하기 위해 교육적 대안으로 융합인재교육(STEAM)을 소개하고 있다.

이에 미래인재육성을 목표로 교과 내용을 재구성해보고 적용하여 학생들이 융합적 지 식 및 창의적 문제 해결 능력을 갖출 수 있는 산출물 제작 형식의 융합 프로그램을 개 발하고자 한다.

나. 연구의 목적

이 연구는 중학교 과학 단원의 ‘빛’과 관련된 교과내용을 중심으로 여러 과목과의 융 합적 기회를 갖고 예술적 감성까지 불어넣을 수 있는 주제 중심적 산출물 제작 프로그 램을 개발하고자 하는데 그 목적이 있다.

다. 연구의 내용

◦ STEAM 교육에 대한 학교 내에 적용 분위기를 만들고 과학 외 타 교과와의 ‘빛’

을 중심으로 하는 STEAM 프로그램을 개발한다.

◦ 다양한 과목의 융합적 기회를 통해 지속적인 동기와 흥미를 부여할 수 있고 예술 적 감성까지 불어넣을 수 있는 산출물 제작 프로그램을 개발한다.

◦ 교육과정의 재구성이 용이한 자유학년제 또는 창의적 체험활동에 적합한 STEAM 프로그램 개발한다.

3. 연구 수행 내용 가. 연구 계획

연구과제 1) 교내 융합인재교육 환경 구성 - 교내 행사 홍보물 만들기

○ 교과협의회 구성 및 STEAM 수업 모형 분석

○ 교과서 내용 및 교과별 교육과정 분석

○ 교내 행사 홍보를 통한 교과 간 수업 설계 및 활동

1) 융합인재교육(STEAM)을 위한 이론적 모형의 제안. 김성원 외 3명, 이화여자대학교. 2012

연구과제 2) 빛 개념을 중심으로 STEAM 프로그램 개발 - 색 그림자 조명 아트

○ 교육과정 분석을 통한 주제 선정 및 수업 설계 – 융합점 찾기

○ 빛의 삼원색 합성 장치 개발 및 적용

○ 빛을 이용한 색 그림자 원리

○ 색 그림자를 이용한 아트 수업

연구과제 3) 개발한 프로그램 적용 및 수정 보완 - 색 그림자 무드등 만들기

○ 다양한 빛과 그림자를 만들 수 있는 조명 장치 제작

○ 색 그림자 장치를 적용한 조명(무드등) 만들기

나. 연구 결과

1) 교내 융합인재교육 환경 구성

가) 교과협의회 구성 및 STEAM 수업 모형 분석

각 과목을 담당하는 교사들의 모임을 구성하여 융합 수업에 대한 생각을 나누고 공유 하는 시간을 가졌다.

일단, 과학의 ‘빛’ 단원을 중심으로 융합할 수 있는 과목간의 연결 부분을 찾고 학생 들이 쉽게 융합 체험을 할 수 있도록 산출물 제작을 목표로 수업을 조정해 보았다.

자문위원 연구책임자 연구 수행자

광주광역시교육청 장학관 이OO

신광중학교 유OO

연구책임자 1명 공동연구원 5명

기획 분과 프로그램 개발 분과 프로그램 적용 분과 자료 보급 및 지원 분과 이OO, 유OO 유OO, 이OO,

김OO 김OO, 임OO,

국OO 김OO, 국OO

· 문헌 연구

· 선행 연구 조사

· 연구 계획 수립

· 연구 협의회 추진

· 시사점 분석 및 보완

· 보고서 작성

· 보고 프로그램 작성

· 연수 및 환경 조성

· 교사 연수 및 자료 수집

· 제작 자료 점검

· 문헌 연구 및 선행 연구 분석

· 교재 분석 및 재구성

· 교육과정 가능 융합요소 추출

· 설문지 작성, 조사 및 분석

· STEAM 프로그램 수업 모델 개발

· STEAM 수업안 개발

· 수업활동 계획수립

· 수업공개 추진

· 월별 검증 및 평가

· 평가의 방법 연구

· 평가 절차 모색

· 평가 도구 제작

· 교육과정 편성 및 수업 모델과 프로그램 개선안 작성

· STEAM 교육 확산 방안 마련

· 연구회 네트워크 운영 관리

· 프로그램 자료 구입 및 준비

· 운영결과 공유 자료 제작 및 홍보

· 환경 조성

· 행사 활동 자료 지원

나) 교과서 내용 및 교과별 교육과정 분석

※ 중학교 1, 2학년 과학 단원에서 「빛」에 대한 시범 실험 분석

다) 빛나는 교내 행사 홍보물 만들기

제 목 과목 내 용

빛나는 교내 행사 홍보물

만들기

사회 l 행사의 의미와 지역사회와의 연계성 소개

과학 l 물리변화와 화학변화를 이용한 PS(폴리스타이렌) 배 지 제작

미술 l 배지 제작에 필요한 손 그림 및 캘리그라피 수학 l 배지 크기와 비율 계산

기술 l LED 광원장치 설치

국어 l 배지에 들어갈 은유적 문장 쓰기

과학 교과의 빛 개념을 중심으로 기술, 사회, 국어, 수학, 미술교과를 융합한 프로그램 으로 PS(폴리스타이렌)과 LED를 이용하여 홍보물을 제작할 수 있는 상황을 제시하고, 이를 구현하기 위해 여러 교과의 개념을 융합하여 창의적 설계를 할 수 있다. 또한 이 과정을 통해 다양한 표현 방법과 행사 주제를 다시 생각해 볼 수 있는 감성적 체험을 할 수 있었다.

중1 과학 6단원 빛과 파동 기존 활동 내용(시범 실험)

1. 물체을 보는 과정 ① 빛의 경로 보여주기

② 레이저가 중간에 보이지 않는 이유

2. 빛이 만드는

색

가. 빛의 합성 ① 시범기구: 빔프로젝터를 활용한 빛의 합성 거울 3개, PPT(RGB)

나. 조명에 따른 물체의 색 ① 시범기구: RGB 빛 합성 장치

② 빛을 합성한 그림 및 사진 제시

다. 영상장치 화면의 색 ① 스마트폰 현미경 -> 영상 확대 화면 제시

라. 빛의 분리 ① 미러 선글라스 원리

② 셀로판지 및 필터(다이크로익 미러)

2) 빛 개념을 중심으로 STEAM 프로그램 개발 가) 빛 관련 주제 선정 및 수업 설계

제 목 과목 내 용

색 그림자 조명 아트

과학 l 빛의 직진성과 삼원색 기술 l 빛 합성장치 제작 미술 l 그림자 아트와 빛의 예술

나) 빛의 삼원색 합성 장치 개발 및 적용

① 빛의 삼원색과 빛을 인식하는 방법을 확인해 볼 수 있는 빛 합성 장치를 개발하고 적은 비용으로 수업에 활용할 수 있도록 시범장치를 제작하였다.

② 이를 광주시교육청 주관 STEAM 교원 연수에서 150명의 교원에게 시범장치를 안 내하고 적용할 수 있도록 연수하였다.

③ 광주교육과학연구원에서 9월 중순경에 실시한 과학체험역량강화 연수에서 중학교 과학교사를 대상으로 20여명에게 빛 합성 장치 연수를 실시하였다.

다) 빛을 이용한 색 그림자 원리

그림자는 검은색이라는 고정 관념을 깨고 색깔이 있는 그림자를 경험해 봄으로서 새 로운 상황에서의 창의적 문제 해결력을 기르고자 했다.

라) 색 그림자를 이용한 아트 수업

그림자을 통해 다양한 예술 활동이 이루어지고 있음을 인지하고 다양한 색을 낼 수 있 는 색 그림자를 이용하여 미술 활동의 표현을 더 확장시킬 수 있도록 적용시켜 보았다.

3) 개발한 프로그램 적용 및 수정 보완 가) 색 그림자 장치를 적용한 조명등 만들기

과학의 빛 개념 및 전기회로에 대한 기술적 지식을 융합하고 미술 활동을 통한 산출 물 제작을 위해 ‘조명등 제작’을 프로그램 적용 주제로 삼았다. 일반 조명등이 아닌 빛 의 삼원색을 이용하여 RGB LED 빛과 그것에 의한 그림자가 전등 갓에 나타나고 이때 빛이 비춰지는 각도에 따라 다양한 그림자 색과 배경이 만들어지면 캘리그라피와 같은 미술 활동을 더해 자신의 표현하고 싶은 주제 또는 의미를 담아 보고자 하였다.

제 목 과목 내 용

색그림자 조명등(무드등)

만들기

과학 l 빛을 이용한 색 그림자 원리 기술 l LED 광원장치 병렬 연결

미술 l 색 그림자를 이용한 주제 표현하기

나) 제작된 다양한 산출물 모습

4. 결론 및 제언

빛을 주제로 개발한 본 프로그램을 학생들에게 적용함으로써 다음과 같은 효과를 얻 을 수 있었다.

첫째, 빛에 대한 단순한 지식의 학습과 간단한 실험뿐 아니라 이에 대한 원리가 어떻 게 실생활에 사용되고 있는지 정확히 알고 느낄 수 있다.

둘째, 빛을 이용한 홍보물 제작을 통하여 기발한 아이디어와 예술적 감성으로 재탄생 시켜 창의와 예술의 융합적 능력을 향상시킬 수 있다.

셋째, 학교 행사와 관련된 산출물 제작을 구성함으로써 유기적인 교육활동을 전개할 수 있다.

넷째, 모둠원과 협력하여 문제를 해결하는 과정에서 협동심, 책임감, 의사소통능력이 배양된다.

우리 생활 속에서 일반적으로 사용하고 있는 도구들을 주제로 삼아 더 다양한 STEAM 프로그램을 개발한다면 학생들의 동기와 흥미가 높아질 뿐만 아니라 주제별 산출물을 완성하기 위한 창의적인 문제해결력 또한 기를 수 있을 것이다.

이에 교사연구회 참여를 통해 느낀 부분을 정리하였다.

가) 교사연구회 참여를 통한 STEAM 프로그램 개발할 때 개선점 - 학기 초에 다양한 교과에서 연구회원을 섭외하여 조직을 구성한다.

- 연구 초 주제를 결정하기 위한 각 교과의 성취기준 분석에 어려움이 있고 이에 다 양한 교과의 교사가 참여한다면 성취기준 분석보다 빠르고 정확하게 주제를 결정 하는데 도움을 받을 수 있다.

- STEAM 하면 떠오르는 과학, 수학, 기술, 미술 등의 교과목 외에 사회 또는 국어와 같은 인문 계열 과목의 참여를 높이면 결과물의 다양성과 학생들의 높은 감성적 체험이 예상된다.

나) STEAM 수업 프로그램 발전을 위한 개선 방안

- 산출물의 질 보다는 다양한 문제해결 방향을 스스로 찾아갈 수 있도록 답이 정해 지지 않은 열린 과정이 필요하다.

- 자유학년제 또는 창의적 체험활동 시간을 활용하여 프로그램을 적용해 본다면 부 담감을 줄이고 수업 개선에 관한 피드백을 받는데 용이할 듯 하다.

5. 참고 문헌

l 초·중등학교 교육과정 총론. 교육과학기술부(2009). 제 2009-41호,

l 과학 기반 STEAM에 의한 ‘빛’ 단원 학습이 과학 학습 동기, 흥미 및 과학 탐구 능 력에 미치는 효과, 박성진, 유병길(2013), 초등과학교육 제32권 제3호 225-238.

l 명화를 활용한 중학교 과학 빛 단원 STEAM 프로그램 개발, 안희만 외(2015), 새물 리, Vol 65. No. 3.

l 융합인재교육(STEAM)을 위한 이론적 모형의 제안, 김성원 외(2012), 한국과학교육학 회지, 32권 2호, 388-401.

l STEAM 교육을 위한 큐빅 모형, 김진수(2011), 한국기술교육학회지 제11권 제2호.

l 올림픽의 과학을 통한 초등학교 STEAM 교수학습 자료 개발, 권난주, 권혁재(2013), 현장과학교육 7(1), 1-11.

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

중학교 과학 (6) 빛 수업용 STEAM 프로그램

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준

영역 1~21/21 미9121-1. 시각 문화에 생활 양식과 사고방식이 반영되어 있음

을 안다.

[중학교 3학년]

시각 문화

10~17/21 [9과06-02] 물체의 색이 빛의 삼원색으로 합성됨을 관찰하고, 영상 장치에서 색이 표현되는 원리를 설명할 수 있다.

[중학교 1학년]

(6) 빛과 파동

18~21/21 미9231. 조형 요소와 원리의 적용에 따른 다양한 시각적 표현 효과를 안다.

[중학교 1학년]

표현 영역

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 21차시)

차시 주요내용

1~9 /21

주제(단원)

명 빛나는 교내 행사 홍보물 만들기

◦ 광원에서 원하는 빛이 나올 수 있도록 전원과 연결할 수 있다.

◦ 물리변화와 화학변화의 차이를 알고 그 예를 말할 수 있다.

◦ LED 장치 특징과 극성을 파악하여 전원과 연결할 수 있다.

◦ 5.18 광주민주화운동의 의미와 영향을 알고 자신의 생각을 표현할 수 있다.

◦ 글을 읽고 자신의 생각을 은유적으로 표현할 수 있다.

◦ 각 문화 속에서 이미지의 다양한 전달 방식을 이해하고 활용할 수 있다

◦ 면적의 축소와 확대에 따른 변화를 보고 그 비율을 계산할 수 있다.

10~17 /21

주제(단원)

명 색 그림자 조명 아트

◦ 물체의 색이 빛의 삼원색으로 합성됨을 관찰하고, 영상 장치에서 색이 표현되는 원리를 설명할 수 있다.

◦ 전기회로를 구성하여 LED 광원 장치를 제작할 수 있다.

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

STEAM 프로그램

구분

프로그램

명 중학교 과학 (6)빛과 파동 수업용 STEAM 프로그램

학교급 중학교 대상 학년(군) 3학년

중심과목 과학 중심과목

성취기준 영역 [중학교 1, 2학년] (6) 빛과 파동

연계과목 미술

기술

연계과목 성취기준 영역

[중학교 3학년] <미술> (2) 표현

[중학교 3학년] <기술> (3) 전자 기계 기술

개발계획 주제 연번

차시

(시수) 과목 연계(안)

1 9 과학(2) + 미술(2) + 수학(1) + 국어(1) + 기술(1) + 역사(2) 2 8 과학(3) + 미술(3) + 기술(2)

3 4 과학(1) + 기술(1) + 미술(2)

가. 주제(1) - 빛나는 교내 행사 홍보물 만들기

중심과목 미술 학교급/학년(

군) 중학교/3학년

중심과목 성취기준

영역

[중학교]

미술 - 시각 문화

중심과목 성취기준

□ 미9121-1. 시각 문화에 생활 양식과 사고방식이 반영되어 있음 을 안다.

주제(단원) 명

빛나는 교내 행사 홍보물

만들기 차시 1~9/21

학습목표 ◦ 광원에서 원하는 빛이 나올 수 있도록 전원과 연결할 수 있다.

◦ 물리변화와 화학변화의 차이를 알고 그 예를 말할 수 있다.

◦ 우리 주변의 다양한 재료를 이용하여 생각을 표현할 수 있는 산출물을 만들 수 있다.

18~21 /21

주제(단원)

명 색 그림자 무드등(조명등) 만들기

◦ 빛의 삼원색의 합성과 색 그림자 원리를 이용하여 우리 주변에 활용할 수 있다.

◦ 전기회로를 구성하여 자신의 생각이 표현되는 작품을 제작할 수 있다.

◦ 시각적인 자료를 이용하여 이미지를 표현할 수 있는 무드등을 제작할 수 있다.

◦ LED 장치 특징과 극성을 파악하여 전원과 연결할 수 있다.

◦ 5.18 광주민주화운동의 의미와 영향을 알고 자신의 생각을 표현할 수 있다.

◦ 글을 읽고 자신의 생각을 은유적으로 표현할 수 있다.

◦ 면적의 축소와 확대에 따른 변화를 보고 그 비율을 계산할 수 있다.

◦ 우리 주변의 다양한 재료를 이용하여 생각을 표현할 수 있는 산출물을 만들 수 있다.

연계과목 과학, 기술, 역사, 국어, 수학

연계과목 성취기준

영역

[중학교 3학년]

빛과 파동, 전기회로, 기하, 은유, 사회참여

STEAM 요소

S ◦ 과학 – 물리변화와 화학변화 – PS 열쇠고리 만들기 실험 T ◦ 기술 – 전기회로의 기초 – LED 회로 구성

E

A

◦ 국어 – 은유적 표현으로 자신의 생각 표현하기

◦ 역사 – 우리 지역의 5.18 광주민주화운동의 의미와 영향 알기

◦ 미술 – 캘리그라피 및 다양한 디자인 하기 M ◦ 수학 – 축소, 확대에 의한 면적의 비율 계산

개발 의도

◦ 「5·18 광주민주화운동」의 의미를 되새기고 그 의미를 나누는 활동을 통 해 학년 간 관계 형성을 이루고 학교 행사를 주변에 알릴 수 있는 홍보 방법을 고민한다.

◦ 원활한 STEAM 프로그램 적용을 위해 학교 내 담당 교사들 간의 협의 정도를 파악하고 융합과 협업의 가능성을 파악한다.

◦ 광주민주화운동 개기교육 행사와 함께 각 과목에 융합할 수 있는 부분 을 찾고 학교 내에서 실제로 융합이 가능할 수 있을지를 점검하는 단계 이다.

STEA M 준거

상황 제시

◦ 5.18 광주민주화운동을 홍보하고 그 의미와 영향을 되새길 수 있는 홍보물을 만들어보자.

창의적 설계

◦ 과학시간에 배운 [PS 열쇠고리 만들기 원리]를 이용하여 배지를 제작 해 본다.

◦ 배지에 행사의 의미를 담을 수 있는 문장을 넣어 보자.

◦ 캘리그라피와 손그림 등을 이용하여 다양하게 디자인을 구상해 보자.

◦ 빛을 낼 수 있는 LED를 넣어 배지의 의미를 강조시켜 본다.

감성적 체험

◦ 개기교육 시간에 1, 2학년 후배들에게 자신이 만든 배지를 전달하여 행사의 의미를 느낄 수 있는 시간을 갖는다.

차

시 단계 소주제 주요 내용 관련

교과

1

문제 상황 및 주제 확인

빛을 이용한 홍보물 예시

찾기

도입 빛을 이용한 다양한 홍보물 소개

미술 과학

학습 활동

문제 상황을 이해하고 홍보물을 자유롭 게 설계 (사전지식 및 오개념 확인)

마무리 설계한 홍보물 발표

2

문제 해결을

위한 활동 (탐색

및 탐구 활동)

행사(5.18광 주민주화운동) 의 의미와

지역과의 연계성 소개

도입 5.18 광주민주화운동 소개

학습 역사

활동

5.18 광주민주화운동 장소 및 현재 5.18 에 대한 인식을 파악(5.18재단 활동지 활 용)

마무리 소감문 쓰기

3

홍보물에 들어갈 은유적 문장

쓰기

도입 소설 속에 나온 은유적 표현 소개

학습 국어

활동

5.18 관련 글을 읽고 은유적 표현 찾아 보기

마무리 5.18에 대한 나의 은유적 문장 만들기

4 홍보 그림 및

캘리그라피

도입 주변 홍보물의 특징과 방식 관찰하기

학습 미술

활동 5.18 관련 홍보 그림과 캘리그라피 연습

마무리 나만의 5.18 홍보물 제작

5

~ 6

문제 해결

물리변화와 화학변화를 이용한 홍보물 제작

도입 PS 배지 및 열쇠고리 예시 관찰

학습 과학

활동

PS판이 열에 의한 변화를 관찰하고 물리 변화와 화학변화의 특징을 구별

마무리 PS판을 이용한 홍보물 제작

7

홍보물의 크기와 비율

계산

도입 아름다운 비율 소개 - 황금비

학습 수학

활동 PS판이 열에 의해 축소되는 비율을 계산

마무리 나만의 홍보물에 가장 알맞은 비율 찾기

8

LED 전기회로 구성 및 설치하기

도입 새로운 광원장치인 LED 소개

학습 기술

활동

LED 특징 및 전기회로 구성에 대한 연 습

마무리 홍보물에 빛을 이용하여 포인트 살리기

1) 주제(1) : 과학 교과 수업지도안 [총 2차시]

소주제 물리변화와 화학변화의 구분 차시 1~2/21차시

학습

목표 ◦물리변화와 화학변화의 차이점을 알고 주변에서 예를 들 수 있다.

학습

과정 교수학습 활동 준비물

도입 (15분)

Co 우리 주변의 변화에 대해 생각해 보고 제시된 변화 예시

는 서로 어떤 차이점이 있는지 생각해 본다. 동영상

전개 (30+30

분)

Co 전기 오븐에 PS(폴리스타이렌)판을 넣고 열을 가한 후의 변화를 관찰하고 OPP필름(유리테이프)을 넣고 열을 가할 때 변화를 관찰한 후 두 변화의 차이점을 생각하고 발표해 본 다.

CD 물리변화와 화학변화의 차이점을 잘 나타낼 수 있는 분 자모형을 만들어 보자.

- 기존 분자모형을 소개하고 비교할 수 있는 물질의 특징을 소개한다.

CD 뻥튀기 과자를 이용하여 분자 모형을 나타낼 때 물리변 화와 화학변화의 차이점을 표현하여 보자.

학생활동지

뻥튀기 과자 9 결과

분석

1, 2학년 후배들에게 홍보물 배부

도입 우리 생각에 대한 공유의 중요성

학습 역사

활동

5.18 홍보물을 이용하여 후배들에게 5.18 정신을 알릴 수 있는 방법 찾기

마무리 후배들에게 5.18의 의미를 알리는 활동

<과학 교과 활동 자료>

정리 (15분)

ET 물이 끓는 모습을 분자 모형으로 나타낼 때 어떤 특징을 가질지 표현하고 물리변화와 화학변화 중 어디에 해당하는 지 특징과 연관지어 설명한다.

3학년 과학 수업 모둠별 활동지(19)

( )반 ( )조 번호( ) 이름 ( ) 단 원 II. 화학반응에서의 규칙성 → 1. 물질의 변화 → 1) 물리 변화와 화학 변화 학습목표 1. 물리 변화와 화학 변화를 구분할 수 있다.

2. 주변에서 일어나는 물리 변화와 화학 변화의 예를 들 수 있다.

생 각 해 보 기

1. 물리 변화 ⇨ 물질의 ( )이 변하지 않고 모양이나 크기, 상태가 달라지는 변화 예) 그릇이 깨졌다 ( ) 변화 ⇨ 어떤 변화 후 물질의 ( )이 새롭게 달라지는 변화 ⇨ 예) 음식물이 썩었다.

2. 다음은 공기 중에 있는 ‘산소’로 이루어진 물질에 대한 것이다. 각 물질의 성질을 쓰시오.



 _

 _

▪성질 ( ) ▪성질 ( ) ▪성질 ( ) ⇨ 물질의 성질이 달라졌다 = ( )이 달라졌다 = 원자의 ( )이 달라졌다.

3. 다음은 물질 (A)와 (B)가 만나 (C)를 생성할 때의 분자 모형이다. 표 안에 알맞은 숫자를 넣으시오.

(A) (B) (C)

물질의 특징 변화 전

⇨ 변화 후 (A)

+

(B) (C) 원자의 수

분자의 종류 분자의 수

⇨ [ 변화 전 분자 수 ( 개) = 변화 후 분자 수( 개) ] ⇨ 변화 전 후 분자의 ( )도 변하지 않았 다.

⇨ 물질 (A)와 (B)의 성질이 물질 (C)에 그대로 나타나므로 ( ) 변화이다. ⇨ 예) 설탕물이 달다.

4. 다음은 물질 (가)와 (나)가 만나 (다)를 생성할 때의 모형이다. 표 안에 알맞은 숫자를 넣으시오.

물질의 특징 변화 전

⇨ 변화 후 (가)

+

(나) (다)

원자의 수 분자의 종류

분자의 수

⇨ (가)와 (나)가 만나서 생기는 (다)는 원자의 ( )이 달라져서 ( )의 종류가 달라졌으므로 물질 (가)와 (나)의 성질이 사라지고 물질 (다)는 새로운 성질을 가지게 되는 ( ) 변화이다.

2) 주제(1) : 기술 교과 수업지도안 [총 1차시]

소주제 전기회로의 기초 차시 3/21차시

학습

목표 ◦LED 전구의 불을 켤 수 있도록 건전지와 연결할 수 있다.

학습

과정 교수학습 활동 준비물

도입 (5분)

Co 우리 주변의 새로운 광원으로 소개되는 다양한 LED를 살 펴보고 LED 구조와 원리는 꼬마전구와 어떻게 다른지 생각해 본다.

LED, 꼬마전구

전개 (30분)

CD LED의 구조를 건전지와 연결하여 불을 켜 본다. 꼬마 전 구와 다른 점을 발견할 수 있도록 한다. (LED는 (+)극과 (-)극 을 구분지어 주어야 한다.)

CD LED에서 나오는 광원의 색을 확인하고 다양한 색을 낼

리튬 건전지

5. 다음 그림처럼 물이 끓어서 수증기가 되었다.

1) 그림에서 알 수 있듯이 변화 전 물과 변화 후인 수증기의 분자 의 ( )은 달라졌지만 분자의 ( )는 달라지지 않는 변화이므로 ( ) 변화이다.

2) 고체, 액체, 기체로 변하는 ( ) 변화는 물리 변화이다.

3) 이와 반대로 변화 후 새로운 물질이 생기거나 ( ), ( )이 나거나 ( )이 변하는 변화는 화 학적 변화이다. ⇨ 화학적 변화의 일상의 예(1가지) : ( )

3) 주제(1) : 역사 교과 수업지도안(총 2차시) 수 있음을 확인한다.

정리 (10분)

ET 다양한 LED를 건전지와 연결하여 조별 또는 분단별로 빛 을 이용한 다양한 모양을 만들어 본다.

지도상 유의점

Tip!

- LED를 저항 없이 건전지와 연결 시 LED에서 열이 많이 날 수 있으므로 주의해야 한다.

소주제 5.18 광주민주화운동의 의미와 영향 차시 4~5/21차시

학습 목표

◦광주민주화운동(5.18)의 의미를 알고 우리에게 주는 영향에 대해 말할 수 있다.

학습

과정 교수학습 활동 준비물

도입 (10분)

Co 광주민주화운동이 일어난 배경과 활동 내용이 적힌 팜플

렛을 보고 그 때 상황에 대해 이해해 본다. 5.18 팜플렛

전개 (35+30

CD 팜플렛에서 우리가 기억해야 할 부분과 그 당시 상황에 대한 부분을 인지하고 나라면 이런 상황에서 어떻게 행동했을

<역사 교과 활동 자료>

4) 주제(1) : 국어 교과 수업지도안 (총 1차시)

소주제 은유적 표현 차시 6/21차시

학습

목표 ◦은유적 표현을 통해 자신의 생각을 표현할 수 있다.

학습

과정 교수학습 활동 준비물

도입 (5분)

Co 5.18 광주민주화운동의 정신을 나타낼 수 있는 은유적 표 현을 어떻게 나타낼 수 있을지 고민하고 글귀를 만들 수 있는 이때 어려워하는 학생들을 위해 기존에 다양하게 표현된 표어 등을 소개해 본다.

PPT 분)

지를 조별로 생각을 공유한다.

CD “기억하겠습니다. 5.18” 영상을 보고 소감문을 써 보자.

- 영상 속에서 내가 공감가는 인물을 찾고 ‘나라면~’식의 글 로 표현하여 보자.

활동지

정리 (15분)

ET 소감문을 발표해 보고 가장 의미있게 다가온 부분을 통해 광주민주화운동(5.18)의 의미와 우리에게 주는 영향을 공유하야 보자.

<국어 과목 활동 자료>

5) 주제(1) : 미술 교과 수업지도안 (총 2차시) 전개

(30분)

CD 소설 <소년이 온다>의 일부분을 통해 은유적 표현을 발견 하고 나의 생각을 은유적으로 표현할 때 이점을 생각해 본다.

CD 주변의 행사 및 대회의 성격을 나타내는 상황을 만들고 주 제를 정하여 은유적으로 표현할 수 있는 방법에 대해 생각해 본다.

PPT

정리 (10분)

ET 도화지에 조별로 정리된 은유적 표현을 쓰고 나타내고자

하는 주제를 발표를 통해 공유하여 보자. 도화지

소주제 캘리그라피 및 클립아트 그리기 차시 7~8/21차시

학습

목표 ◦자신의 생각을 캘리그라피 또는 일러스트 그림을 통해 표현할 수 있다.

학습

과정 교수학습 활동 준비물

도입 (10분)

Co 우리 주변에서 쉽게 볼 수 있는 광고지를 통해 다양한 글 씨체와 간단한 그림(클립아트)의 특징을 관찰해 본다.

신문지, 잡지 등

전개 (30분)

CD 캘리그라피 연습하기

※ 캘리그라피란?

캘리그라피란 '손으로 그린 그림문자'라는 뜻으로, 글자 자체의 독특한 번짐, 살짝 스쳐가는 효과, 여백의 균형미등 순수 조형 의 관점에서 보는 것을 뜻한다. 우연성이 중시되는 캘리그라피 는 기계적인 표현이 아닌 손으로 쓴 아름답고 개성있는 글자체 이다.

⇨ 캘리그라피의 사용분야

캘리그라피는 실생활에서 매우 자주 볼 수 있으며 주로 광고의 카피나 영화, 드라마의 제목 등을 쓸 때 쓰인다.

CD 일러스트(손그림) 그리기

- 하트, 나무, 꽃 그림을 펜으로 그려보고 자연스러운 느낌을 가질 수 있도록 그림의 밸런스 감각을 익힐 수 있도록 반복 연 습한다.

ET 광주민주화운동(5.18) 정신을 주제로 캘리그라피와 일러스 트 손그림을 그려 표현해 보자.

도화지, 펜, 일러스트 보조 그림

정리 (10분)

ET 제작한 작품을 전시하고 행사의 의미를 되새겨보는 시간 을 갖는다.

6) 주제(1) : 수학 교과 수업지도안 (총 1차시)

소주제 축소, 확대에 의한 면적의 비율 계산 차시 9/21차시 학습

목표 ◦면적의 비율 변화를 통해 축소와 확대의 비를 계산할 수 있다.

학습

과정 교수학습 활동 준비물

도입 (5분)

Co 예술 작품에서 황금비를 보고 아름다운 비율이 무엇인지

고민해 본다. PPT

전개 (30분)

CD 모형의 크기를 나타내는 1 : 144 의 의미를 알고 그 의미 를 이용하여 높이 및 면적의 변화를 계산할 수 있다.

- 황금비에 대한 수업

- 일상 생활 속에서 황금비와 그 비율

프라모델 모형(+박스)

PPT

정리 (10분)

ET 이름표(배지)를 만들 때 가장 아름다운 비율은 무엇일지 생각해 보고 A4 종이를 이용하여 재단하여 보자.

나. 주제(2) - 색 그림자 조명 아트 활동

중심과목 과학 학교급/학년(

군) 중학교/3학년

중심과목 성취기준

영역

[중학교]

(6) 빛과 파동

중심과목 성취기준

□ [9과06-02] 물체의 색이 빛의 삼원색으로 합성됨을 관찰하고, 영 상 장치에서 색이 표현되는 원리 를 설명할 수 있다.

주제(단원)

명 색 그림자 조명 아트 차시 10~17/21

학습목표

◦ 빛의 삼원색을 표현할 수 있는 LED 광원 장치를 제작할 수 있다.

◦ 빛의 합성을 통해 다양한 빛이 만들어지고 표현되는 원리를 말할 수 있다.

◦ 물체에 의한 색 그림자를 원하는 모양으로 만들 수 있다.

◦ 색 그림자 원리를 통해 주변의 물체를 가지고 다양한 색 그림자를 만들 어 자신의 느낌을 표현할 수 있다.

연계과목 기술, 미술

연계과목 성취기준

영역

[중학교 3학년]

전기회로, 표현

STEAM 요소

S ◦ 과학 – 빛의 삼원색과 색 그림자

T ◦ 기술 – 전기회로의 기초 – LED 광원 장치 제작 E

A ◦ 미술 – 색 그림자를 이용한 주제 표현하기 M

개발 의도 ◦ LED 광원 장치를 제작하여 쉽게 빛의 합성과 색 그림자를 만들 수 있다.

◦ 빛을 이용한 색 그림자를 이용하여 자신의 느낌을 주제로 표현할 수 있다.

STEA M 준거

상황 제시

◦ 여러 가지 영상장치와 매체를 이용하여 자신이 표현하고자 하는 주제 를 나타내는 경우가 있다. 빛과 그림자를 이용하여 자신의 느낌을 표 현할 수 있는 방법이 없을까?

창의적 설계

◦ 영상장치와 조명등처럼 빛을 이용하는 여러 가지 제품의 디자인을 참 고해 본다.

◦ 표현 방법으로 빛과 그림자의 원리를 활용하여 본다.

◦ 빛을 낼 수 있는 LED를 이용하여 다양한 빛과 그림자를 만들어 본다.

감성적 체험

◦ 자신의 생각을 표현할 때 빛과 그림자를 이용할 수 있음을 알고 색 그림자 원리를 이용할 수 있는 다른 표현 방법들을 찾을 수 있다.

7) 주제(2) : 과학 교과 수업지도안 (총 3차시)

<과학 교과 활동 자료>

소주제 빛의 합성과 색 그림자 차시 10~12/21차시

학습

목표 ◦빛의 삼원색을 알고 각 빛이 합성했을 때 나오는 색을 말할 수 있다.

학습

과정 교수학습 활동 준비물

도입 (20분)

Co TV는 어떻게 세상의 모든 빛을 표현할 수 있는지 그 원리 를 알고 빛의 삼원색과 연관지어 생각한다.

스마트폰 현미경

전개 (24+45 +30분)

CD 빛의 색깔 관찰하기, 빛의 색 합치기. 빛의 색을 우리는 어 떻게 인식하는지 예를 들어 설명해 본다.

CD 광원의 빛을 바꾸어서 물체의 색 관찰하기

CD 빛의 합성장치를 이용하여 빛의 의한 색과 빛이 도달하지 못하는 곳에서 그림자의 색을 확인하기

빛 합성 장치 (손전등, LED광원장치)

정리 (15분)

ET 그림자와 빛을 이용하여 다양한 무늬를 만들고 가장 아름 다운 위치를 찾아서 고정시킨 후 조별로 발표해서 정보를 공유 한다.

【탐구활동 1】 빛의 합성 1. 빛의 색깔 관찰하기

준비물 : 간이분광기 또는 회절 필름, 꼬마전구, 3V 전지와 전지홀더, 집게 달린전선, 초록색 LED

간이 분광기(회절 필름)를 통해 꼬마전구, 초록색 LED 빛을 각각 관찰해 보자. 어떤 색의 빛이 어떤 모양으로 보이는가? 그림을 그리고 간단히 특징을 기록해 보아라.

(주의: LED는 긴 선을 전지의 (+)와 연결한다)

① 꼬마전구 :

② 초록색 LED :

2. 빛의 색 합치기

준비물 : 3색 손전등(빨강, 파랑, 초록), 마분지(흰색 바탕) (1) 3가지 색의 손전등을 마분지에 비추고 보이는 색을 관찰한다.

(2) 2가지 색을 서로 합쳐보자. 다음과 같이 합쳐진 빛의 색은 어떤 색인가?

① 빨간색 + 초록색 = ② 빨간색 + 파란색 = ③ 초록색 + 파란색 =

④ 빨간색 + 초록색 + 파란색 =

【탐구활동 2】 광원의 빛을 바꾸어서 물체의 색 관찰하기 준비물 : 3색 손전등(빨강, 초록), 칼라 그림

활동1. 주변을 어둡게 하고 빨간색 광원을 비춰보자. 어떻게 관찰되는가?

활동 1. 빨간색 광원을 비출 때 물체의 색을 관찰해보자.

8) 주제(2) : 기술 교과 수업지도안 (총 2차시)

소주제 전기회로의 연결 차시 13~14/21차시

학습 목표

◦ LED와 전원을 연결하여 가변저항으로 빛의 양을 조절할 수 있는 광원장치 를 제작할 수 있다.

【탐구활동 3】 빛 합성장치를 이용한 색 그림자 가. 색 그림자 놀이

⑴ 과학실을 어둡게 한 상태에서 정면 스크린(흰 색 화이트 보드나 벽면 등)에 R, G, B 3색 LED를 켜고 비춘 다음, 앞에 물체나 손을 들 어 생기는 그림자를 관찰한다.

⑵ LED 광원을 1개, 2개, 3개씩 개수나 색을 바꿔가면서 그림자의 색이 어떻게 달라지는 지 관찰한다.

나. 빛과 물체의 색

⑴ 어두운 방에서 여러 가지 색의 물체를 놓고 LED 빛의 색깔에 따라 물체의 색이 어떻게 달라지는지를 관찰한다.

⑵ 빛과 물체의 색이 어떤 관계가 있는 지 생각해 보고, 미지의 물체 색을 맞춰보기 를 할 수도 있다.

<조명의 색에 따른 바나나의 색깔 변화>

다. 빛그림자를 이용한 Shadow Art

⑴ 종이 위에 조그만 물체를 올린 다음, 옆에서 백색 LED를 비춘다.

⑵ 종이 위에 나타난 그림자를 이용하여 재미있는 그림을 그려본다.

< 기술 교과 활동 자료>

학습

과정 교수학습 활동 준비물

도입 (5분)

Co 빨강, 초록, 파랑 빛을 내는 손전등을 보고 어떻게 가장 간 단하고 여러 색을 낼 수 있는 손전등을 만들 수 있을지 고민해 본다.

전개 (30분)

Co LED 광원장치 만들기

- 3W LED를 전원장치(건전지)와 연결한다.

- LED와 건전지 사이에 직렬로 가변저항을 연결한다.

- 아이스크림 막대(또는 포맥스 판)에 양면테이프를 이용해 LED와 건전지, 가변저항을 고정하고 연결한다.

- R, G, B 3가지 색의 LED 광원장치를 동일하게 만든다.

LED, 설압저 가변저항 건전지 홀더

건전지

정리 (10분)

ET 더 간단하게 만들 수 있는 LED 광원장치에 대해 아이디 어를 발표해 본다.

빛 합성 장치 제작

1. 부품 설명 및 장치 제작 가. 3W PowerLED

⑴ 고휘도 LED로 색깔에 따라 최적의 밝기에 맞 는 정격전압을 가지고 있다.

⑵ 오른쪽 그림과 같이 (+)단자와 (-)단자가 각각 3개씩 있으며, 3개 중 어느 한 곳에 연결하면 된다.

⑶ (+)단자에는 건전지의 (+)극을, (-)단자에는 건전지의 (-)극을 연결한다. (납땝)

나. 스위치볼륨저항

손잡이를 돌리면 저항값이 바뀌는 가변저항으로, 저항값 이 작은 쪽으로 계속 돌리면 Off가 되는 스위치가 함께 들어있다.

(+) 단자

(-) 단자

9) 주제(2) : 미술 교과 수업지도안 (총 2차시)

소주제 색 그림자를 이용한 작품 만들기 차시 16~17/21차시

학습 목표

◦ LED 광원과 다양한 물체를 이용하여 색 그림자 작품을 만들 수 있다.

◦ 성탄절과 어울리는 다양한 이미지를 활용하여 자신만의 색 그림자를 구상 할 수 있다.

학습

과정 교수학습 활동 준비물

도입 (15분)

Co 기존에 다양한 그림자 아트를 보고 우리가 과학과 기술 시간에 제작한 LED 광원장치를 사용하여 어떤 그림자 작품 을 만들 수 있을지 고민하여 본다.

Co 성탄절에 어울리는 다양한 이미지를 감상하고 이를 활용 할 수 있도록 구상한다.

그림자 아트 작품

전개 (30+35

분)

Co 물체에 비춰지는 LED 광원의 종류(빨강, 초록, 파랑)에 따라 그림자의 색이 달라지는 원리를 상기하고 색이 다른 그림자가 생기는 원리를 이용하여 자신의 그림자 작품을 구 상하여 보자.

 빛의 삼원색과 빛의 합성 확인하기

CD LED 광원의 위치에 따라 그림자가 크기, 모양, 위치가 달라지는 것을 확인하고 A4 종이 위에 자신이 구상한 작품 을 얻기 위해 알맞은 광원의 위치를 정한다.

 광원과 물체의 거리에 따른 그림자 크기 확인하기

예시 작품 다. 장치 제작

⑴ 포멕스를 37*150(mm) 크기로 자른다.

⑵ 글루건을 이용하여 앞면에는 Power LED를 붙이고, 뒷 면에는 스위치볼륨과 건전지홀더를 붙인다.

⑶ (+)극과 (-)극을 고려하여 전선을 연결한다.

⑷ 스위치 볼륨을 조절하여 LED밝기를 변화시킨다.

⑸ 색깔에 따라 4종류 (빨강, 초록, 파랑, 흰색)의 장치를 제작한다.

<앞면> <뒷면>

다. 주제(3) - 색 그림자 무드등(조명등) 만들기 활동

CD 성탄절과 관련된 다양한 이미지를 자신만의 이미지로 변 형하여 구상스케치를 한다. 복잡한 이미지보다 단순화된 이 미지가 효과적이라는 것을 시범 보인다.

 빛의 삼원색과 조화를 이루는 단순한 이미지를 스케치

CD 자신이 설계한 그림자가 나올 수 있도록 광원 앞에 세울 물체를 제작하거나 악세사리를 이용하여 본다.

정리 (10분)

CD A4 종이 위에 표현된 색 그림자에 캘리그라피 또는 간 단한 그림을 그려 자신이 표현하고자 하는 주제를 강조한다.

ET 자신의 주제를 다른 조와 공유하고 다른 조에서 새롭게 느낀 부분을 가지고 자신의 작품에 적용하고 보완하여 본다.

지도상 유의점

Tip!

- 첫 수업에는 다양한 경험을 해 볼 수 있도록 하고 두 번째 수업부터 자신의 주제를 나타낼 수 있도록 단계로 유도한 다.

- 그림자가 잘 나올 수 있는 광원과 물체의 위치를 파악할 수 있도록 지도한다.

중심과목 미술 학교급/학년(

군) 중학교/3학년

중심과목 성취기준

영역

[중학교]

(2) 표현

중심과목 성취기준

미9231. 조형 요소와 원리의 적 용에 따른 다양한 시각적 표현 효과를 안다.

주제(단원)

명 색 그림자 무드등 만들기 차시 18~21/21

학습목표

◦ 빛의 삼원색이 나올 수 있는 조명등 장치를 제작할 수 있다.

◦ 광원장치를 이용하여 색을 가진 그림자를 만들 수 있다.

◦ 전등 갓을 제작하여 색 그림자를 이용한 시각적 표현을 할 수 있다.

연계과목 과학, 기술

연계과목 성취기준

영역

[중학교 3학년] 빛과 파동, 전기 회로

STEAM 요소

S ◦ 과학 – 빛의 삼원색과 색 그림자

T ◦ 기술 – 전기회로의 기초 – LED 조명등 제작

10) 주제(3) : 과학 교과 수업지도안 (총 1차시)

소주제 색 그림자 차시 18/21차시

학습 목표

◦ 빛의 삼원색을 내는 LED 광원 앞에 물체가 만든 그림자가 색을 가지게 됨 을 말할 수 있다.

학습

과정 교수학습 활동 준비물

도입 (5분)

Co 그림자는 검은색이라는 고정관념에서 벗어나 다양한 색을 가진 그림자를 만드는 과정을 보고 그 원리에 대해 탐구한다. PPT

전개 (30분)

Co 색 그림자 만들기

- R, G, B 손전등을 이용하여 물체를 다른 곳에서 비춘다.

- 물체에 의해 빛이 통과하지 못하는 색과 주변의 다른 광원 에 의해 그림자가 색을 가지게 됨을 인지한다.

활동지 R,G,B 손전등

LED 광원장치 E

A ◦ 미술 – 색 그림자를 이용한 시각적 표현 M

개발 의도 ◦ 빛과 그림자를 이용하여 감성적 산출물이 나올 수 있도록 조명 장치(무 드등)을 제작하게 되었다.

STEA M 준거

상황 제시

◦ 빛과 그림자를 이용한 우리 주변에서 사용되는 제품이 무엇이 있는지 알아보고 우리의 생각을 표현할 수 있는 작품을 만들어 보자.

창의적 설계

◦ 과학 시간을 통해 빛과 색 그림자 만들기 활동에서 얻은 아이디어를 가지고 조명 장치를 제작하여 보자.

◦ R,G,B LED를 가지고 다양한 빛을 내는 조명 장치를 제작하여 보자.

◦ 주변의 소품들을 이용하여 다양한 색 그림자가 나올 수 있도록 디자 인하여 보자.

감성적 체험

◦ 제작된 조명 장치(무드등)을 실제로 이용해 보고 불편한 점을 개선해 보자.

◦ 다양한 빛과 그림자를 이용한 다른 장치들을 고안하여 보자.

<과학 교과 활동지>

CD 활동지 그림을 통해 스크린에 생기는 그림자의 색을 알아 낸다.

정리 (10분)

ET 물체의 위치와 모양을 다양하게 한다면 다양한 크기와 모 양의 그림자를 만들 수 있다.

ET R, G, B 광원의 위치에 따라 원하는 곳에 색 그림자를 만 들 수 있다.

지도상 유의점

Tip!

- 효과적인 실험을 위해 교실의 빛을 약간 어둡게 하는 것이 도움이 된다.

【학생활동】 색 그림자 만들기

준비물 : 3색 손전등(빨강, 파랑, 초록), 마분지(흰색 바탕)

그림과 같이 3색 손전등을 비추고, 그 앞에 장애물을 두었을 때 바닥에 생기는 그림자의 색깔을 예측해보자.

장애물

빨강 초록

파랑

예측 결과 ⇨ ( ) ( )( ) ( ) ( )( ) ( )

그림자 영역

물 체

빨강 광원 초록 광원 파랑 광원

빛그림자 활동지(개인)

빨강(Red), 초록(Green), 파랑(Blue) 3가지 색 광원을 비추었을 때, 물체 뒤로 나타나는 그림자의 모양과 색을 찾아보자.

[활동] 빛그림자 만들기

<예측하기> 상단 위치에 3개의 광원을 놓고 중앙에 동그란 물체를 놓 았다고 가정할 때, 물체 뒤로 생기는 그림자를 예측하시오. 나타나는 그 림자의 색깔에 따라색을 칠하시오.

그림자 영역

물 체

빨강 광원 초록 광원 파랑 광원

빛그림자 활동지(모둠)

<관찰하기> 상단 위치에 광원을 놓고 하나씩 켜면서 그림자의 색 을 관찰하시오. 예측한 결과와 비교하고, 그림자의 색깔이 나타나 는 이유를 설명하시오.

11) 주제(3) : 기술 교과 수업지도안 (총 1차시)

12) 주제(3) : 미술 교과 수업지도안 (총 2차시)

소주제 무드등 광원 부분 제작 차시 19/21차시

학습 목표

◦ 조명등을 제작하기 위해 R, G, B LED로 이루어진 광원 부분을 제작할 수 있다.

학습

과정 교수학습 활동 준비물

도입 (5분)

Co 조별로 만들 무드등이 어떻게 은은한 빛을 만들 수 있고 끄고 켜고를 조절할 수 있을까를 고민한다.

전개 (30분)

CD LED 3개를 한 통에 넣어 제작

- LED 3개를 각각 건전지(3V)에 연결하고 LED가 삼각형 모양 으로 배치 될 수 있도록 한다.

- 배치는 LED 위에 놓일 물체에 의한 그림자가 다양한 크기 와 위치로 무드등 갓에 비출 수 있도록 배치한다.

CD 끄고 켤 수 있도록 스위치가 달린 가변저항 1개를 각 LED 에 직렬로 연결하야 1개의 가변저항으로 3개의 LED를 조절할 수 있도록 회로를 구성한다.

CD 하얀 통에 LED조명 광원을 넣고 가변저항의 위치를 파악 후 통에 구멍을 뚤어 통 밖에서 온오프 할 수 있도록 장치한 다.

LED, 건전지, 가변저항

정리 (10분)

ET LED 광원의 양을 개별적으로 조절할 수 있거나 재미있게 끄고 켤 수 있는 장치에 대해 구상한다.

지도상 유의점

Tip!

- 전선이 합선되지 않도록 주의한다.

- LED가 강한 빛을 내므로 사용하지 않을 때는 꺼두도록 지 도한다.

소주제 색 그림자 무드등 만들기 차시 20~21/21차시

학습 ◦ 그림자가 비치는 무드등(조명등)을 제작할 수 있다.

목표 ◦ 성탄절 컨셉에 어울리는 무드등을 표현하여 제작할 수 있다.

학습

과정 교수학습 활동 준비물

도입 (5분)

Co 기술 시간에 제작한 LED 광원 장치 위에 A4용지로 만든 전등갓을 씌우고 전등갓에 비춰지는 그림자를 성탄전 이미 지를 표현하여 제작할 수 있도록 한다.

 제작된 LED 광원 장치 이용하기

• 다양한 전등 갓 디자인

• LED광원 스탠드

전개 (30분)

CD 성탄절 컨셉을 조별로 논의하고 주제를 효율적으로 나타 낼 수 있는 방법에 대해 고민한다. 빛과 그림자의 효과를 살 릴 수 있는 이미지를 단순화하고 포인트가 될 수 있게 구상 한다.

 지난시간 자신이 구상한 이미지를 조합하거나 스토리 및 컨셉을 잡고 이를 실제 갓등으로 쓰일 수 있도록 구체화

CD LED 광원 장치 위에 투명 컵을 거꾸로 세우고 그 주변 을 A4용지로 감싸서 빛이 비춰질 수 있도록 무드등을 제작 한다.

 빛의 합성 확인하고 이를 통해 다양한 재료를 활용하여 효과를 이용하기

CD 컨셉에 맞게 다양한 재료를 사용하여 투명 컵에 장식을 하고 거리감을 통해 새로운 이미지를 구체화시킬 수 있도록 시도한다. 캘리그라피나 소품 등이 빛과 그림자에 어떠한 효 과를 내는지 알 수 있다.

 거리감에 따라 이미지가 선명할 수 있고 없고를 활용하 여 주제를 구체화시키기

무드등 예시 작품

정리 (10분)

CD 조명 갓에 캘리그라피 또는 간단한 그림을 그려 자신이 표현하고자 하는 주제가 잘 나타날 수 있도록 한다.

ET 다른 조와 작품의 완성도를 공유하고 어떤 부분이 무드 등으로서 잘 나타나고 보완할 점 등의 의견을 나눠본 후 보 완한다.

지도상 유의점

Tip!

- 다양한 작품이 나올 수 있도록 자유로운 분위기를 유도한다.

- LED 빛이 강하므로 오래동안 직접적으로 빛을 보지 않도 록 주의시킨다.

[부록2] 교사 활동 참고 자료

색과 그림자

■ 활동내용

- 어두운 방에서 빛의 색깔에 따라 물체의 색이 어떻게 달라지는지를 관찰하고

그림자를 이용한 Shadow Art

빛은 직진성을 가지고 있기 때문에, 물체에 가려 빛이 도달하지 못하는 곳에는 그 림자가 생기게 된다. 이런 그림자를 이용하여 재미있는 모습을 표현하는 것이 그림 자 아트이다. 빛과 함께 존재하다가 쉽게 사라지는 그림자를 이용해서도 예술을 할 수 있다. 예술이란 어려운 것이 아니라 주변에서 언제든지 쉽게 접근할 수 있다.

■참고자료 작가 ‘빈센트 발(Vincent Bal)’

벨기에 출신의 영화감독이자 Shadow Art의 Artist!

우연히 대본 작업 중에 비친 찻잔의 그림자를 보고 시작한 것 이 재치가 넘치고 보는 이에게 흥미를 주는 쉐도우 아트를 시초 가 되었다. 그는 사물의 형태, 그림자의 각도와 모양에 따라 재미 있는 상상을 통해 재치있게 표현해내는 센스가 뛰어나다.

다음의 전시된 작품은 빈센트 발 작가의 작품을 모티브로 광주예술고등학교 학생 들의 교육기부로 설치된 작품입니다.

이해할 수 있다.

- 빨간색, 파란색, 녹색의 LED조명을 2개씩 또는 3개 모두 켜고 이 때 벽면 또는 바닥에 나타나는 색깔 그림자를 관찰한다.

■ 준 비 물

LED 조명(빨간색, 녹색, 파란색, 백색)

■ 어떻게 할까?

가. 백색광의 LED조명을 켜고 모빌에 매달린 물체의 색깔을 확인한다.

나. 빨간색, 녹색, 파란색의 LED조명을 하나씩 차례대로 켜면서 빛의 색에 따라 물체의 색깔이 어떻게 보이는지 관찰한다.

라. 빨간색, 녹색, 파란색 LED조명을 2가지씩 조합하여 켜면서(빨간색+녹색, 녹 색+파란색, 파란색+빨간색) 벽에 나타나는 그림자를 관찰하고 왜 그렇게 되는지 설 명해보자.

마. 이번에는 3가지를 모두 켜고 그림자의 색깔그림자를 관찰한다.

[그림 1]

■ 왜 그럴까?

빛의 3원색을 이용하면 여러 가지 색의 빛을 만들 수 있다. 빨간색, 초록색, 파 란색 빛이 모여 햇빛과 같은 백색광이 만들어지고, 빨간색과 초록색 빛이 모여 노란 색, 파란색과 초록색이 모이면 청록색, 파란색과 빨간색이 모이면 자홍색이 된다. 햇 빛아래에서 장미꽃이 빨간색으로 보이는 것은 장미꽃이 빨간색 빛은 반사하고 나머 지 빛은 흡수하기 때문이다. 따라서 빨간색 빛 아래에서는 장미꽃은 빨간색으로 보 이지만 장미잎은 반사하는 빛이 없으므로 검게 보인다.

빨간색, 파란색, 녹색의 광원을 동시에 비추게 되면 물체에 의해 막히는 색의 빛을 제외하고는 모두 물체의 뒤쪽에 도달하게 되어 색깔그림자가 나타나게 된다.

또한 세 가지 빛 중에 한가지 만 물체에 막히게 되면 나머지 두 빛은 벽에 도달하 게 되고 두 빛이 합성된 색깔의 그림자가 나타나게 된다.

A 부분은 파란빛은 가려지고 빨간빛과 초록빛이 비춰지기 때문에 노란색 그림자 가 생긴다. 또 B부분은 빨간빛만 오기 때문에 빨간색 그림자가 생기는 것이다. 한편 C는 모든 빛이 가려지기 때문에 검은색 그림자가 생긴다. 같은 원리로 D, E에 생기 는 그림자를 설명해볼 수 있다.

■ 생각해 봅시다.

1. 빨간색, 녹색, 파란색의 빛을 동시에 물체에 비추고 물체에 의해 파란색 빛만 가려진다면 그림자의 색은 어떻게 보일까요?

2. 연극배우가 흰색의 옷을 입고 연극을 하는 경우가 있습니다. 이 때 연극배우 의 옷색깔을 바꾸는 방법에 대해 생각해 봅시다.

■ 참고자료

http://blog.naver.com/onhijini74/220632196317

RGB 아트

■ 활동내용

암실 안에서는 백색 빛이 차단되어 있다. 이때 MCY로 그려진 그림에 백색빛이 아 닌 R,G,B광원을 비추어 관찰하면, 실제 그림과 다른색을 보게 되고 이를 활용하면 특정 그림만 눈에 보이게 하는 것도 가능하다.

■ 활동방법

1. 벽면에 빨간색 등의 스위치를 켜고 벽면에 걸린 작품을 감상한다.

2. 차례대로 초록색과, 파란색 빛을 켜고 그림을 관찰하게 되면, 어떤 그림이 보이 게 될까?

한번 예측해 보고 왜 그렇게 보이는지 설명해보자.

■ 왜 그럴까?

[원본그림] [빨간색 광원을 비췄을 때]

[초록 광원을 비췄을 때] [파란색 광원을 비췄을 때]

빨간색 빛으로 그림을 비추어 볼 때를 생각해보자. 자홍과 노랑은 빨간빛을 모두 반 사하지만 청록색은 빨간색 빛을 반사하지 않고 흡수하므로 청록색으로 그려진 부분 은 검정색으로 보이게 되고, 자홍색이나 노란색으로 그려진 부분은 그대로 빨간빛을 반사하므로 빨간색으로 보인다. 그래서 우리는 빨간색 배경에 검정색으로 그려진 그 림을 보게 된다.

[부록3] 빛 합성장치 제작 연수 PPT