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(1)

2018 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2018. 10. 26

효덕초등학교

(2)

【 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】

과 제 개 요

과제명 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 초등학교 5,6학년군 대상 “세상을 바꾸는 메이커” STEAM 프로그램

학교급 초 대상 학년(군) 5,6학년군

중심과목 과학 중심과목 성취기준 영역

[초등학교 5~6학년 과학]

생명과학과 인간의 생활

연계과목

사회 수학미술 실과

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 5~6학년 사회] 자연환경과 인간생활 /기후환경, 자연-인간상호작용, 지속가능한 환경 [초등학교 5~6학년 수학] 측정, 규칙성,

자료와 기능성

/입체도형의 겉넓이과 부피

[초등학교 5~6학년 미술] 체험, 표현 / 미술과 타교과, 제작발표

[초등학교 5~6학년 실과] 기술시스템 /생명기술 시스템, 절차적 문제해결 연구기간 2018.4. . ~ 2018.11.23.

연 구 비 일금사백만원(₩4,000,000)

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

구분 소속 학교명 담당과목 직위 성명

연구책임자 효덕초등학교 실과 교사 안달

공동연구원 효덕초등학교 수학 교사 한선재

공동연구원 효덕초등학교 사회 교사 최수진

공동연구원 효덕초등학교 미술 교사 황다예슬

공동연구원 효덕초등학교 과학 교사 조정연

공동연구원 효덕초등학교 과학 교사 서혜숙

2018년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아

융합인재교육(STEAM) 교사연구회를 운영한 중간 결과로써 본 보고서를 제출합니다.

2018년 10월 29일

연구책임자 : 안 달 (인)

(3)

“이 보고서는 2018년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

(4)

목 차

1. 요약문··· 1

2. 서론··· 1

3. 연구 수행 내용··· 2

4. 연구 수행 결과··· 3

가. 연구를 시작하며 ··· 3

1) 연구의 필요성 및 목적 ··· 5

2) 연구기간 ··· 5

3) 적용학년 ··· 5

4) 프로그램 개발, 적용 및 검증 일정 ··· 5

나. 연구 및 수업활동 ··· 6

1) 3D펜에 익숙해지기(초급) ··· 7

2) 3D펜으로 간단한 소품만들기(중급) ··· 8

3) 3D펜으로 작품만들기(고급) ··· 9

4) 세상을 바꾸는 나만의 작품 만들기 ··· 11

5. 결론 및 기대효과 ··· 12

1) 결론 ··· 12

2) 기대효과 ··· 12

6. 참고문헌 및 사이트··· 12

[부록] 부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물 ··· 13

부록2. STEAM 교사연구회 주관 창의융합캠프 ··· 32

부록3. 교사연구회 회의내용 ··· 35

(5)

1. 요약문

2. 서론

가. 삶 속의 문제를 과학적으로 접근하여 탐구해봄으로써 문제를 창의적이고 과학적으로 해결할 수 있는 능력을 신장시킬 수 있는 프로그램을 구안, 적용한다.

나. 주제와 관련된 탐구 프로젝트를 진행하면서 내용 등을 추가, 삭제 또는 방법을 바꾸거나 단계를 조정하는 가운데 사고의 유연성과 과제집착력을 향상 시킬수 있는 프로그램을 구안, 적용한다.

다. 우리 아이들에게 실패를 두려워하지 않고, 서로 돕는 창의적인 공동체문화를 조성, 공동체 속에서 함께 만나, 만드는 경험을 줄 수 있는 프로그램을 구안, 적용한다.

1. 메이커스 만들기 교육프로그램 개발 및 적용 가. 교육과정 분석 및 메이커스 지도요소 선정

나. 디자인씽킹 문제해결과정을 접목한 과학교육프로그램 개발 및 적용 다. 함께 공유하고 만들어가는 프로그램 개발 및 적용

2. 학교 안과 밖의 메이커스 공동체 형성

가. 마을교육공동체 기반의 특성화 교육(지역전문가활용) 나. 특성화 교육 벨트 활용을 통한메이커활동 및 정보 공유 다. 지역단위 아이디어공동체 형성

라. 메이커페어 운영

3. SCIENCE SHOP 운영을 통한 실생활의 문제해결 메이커스활동 가. 실생활의 문제 탐색

나. 문제해결방법 탐구

다. 메이커스활동을 통한 문제해결

(6)

3. 연구 수행 내용

“세상을 바꾸는 메이커” STEAM 프로그램 연구

1) STEAM 프로그램 연구, 개발의 개요

디자인씽킹 문제해결과정을 접목한 메이커스 STEAM프로그램인 ‘세상을 바꾸는 메이커’

프로그램을 구안, 적용하여 우리 아이들이 직접 생각하고, 만들고 공유하는과정을 통하여 진정한 메이커로 거듭날 수 있도록 한다.

또한 이 과정을 반복하여 더 나은 성과물을 공유할 수 있도록 한다.

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 초등학교 5,6학년군 대상 “세상을 바꾸는 메이커” STEAM 프로그램

학교급 초등학교 대상 학년(군) 5,6학년군

중심과목 과학 성취기준 영역 [초등학교 5~6학년 과학]

생명과학과 인간의 생활

연계과목

사회 수학 미술 실과

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 5~6학년 사회] 자연환경과 인간생활 /기후환경, 자연-인간상호작용, 지속가능한 환경 [초등학교 5~6학년 수학] 측정, 규칙성, 자료와 기능성

/입체도형의 겉넓이과 부피

[초등학교 5~6학년 미술] 체험, 표현 / 미술과 타교과, 제작발표

[초등학교 5~6학년 실과] 기술시스템 /생명기술 시스템, 절차적 문제해결

개발결과

주제 연번

차시

(시수) 과목 연계(안)

1 3 사회(1) + 과학(1) + 수학(1)

2 3 사회(1) + 과학(1) + 수학(1)

3 3 과학(2) + 실과(1)

4 3 과학(1) + 실과(1)+ 미술(1)

5 4 과학(1) + 수학(1)+ 실과(1.5)+ 미술(1.5) 적용결과 효덕초등학교 재학생 5,6학년군 전체학년 적용 수행내용 일 정

추 진 일 정

3월 4월 5월 6월 7월 8월 9월 10월 11월

연구착수 ○

STEAM 프로그램 연구 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

전국 워크숍 참석 ○

태도검사(사전) ○

중간보고서 제출 ○

STEAM 프로그램 적용 ○ ○

STEAM 행사 개최 ○

태도검사(사후) ○

결과보고서 제출 ○ 10.3

1.

성과발표회 참석 ○

(7)

4. 연구 수행 결과

세상을 바꾸는 메이커 “3D 펜” 메이커스 프로젝트

◦연구 수행 결과

구분 수행

교수학습지도안 개발 차시 총 16차시

수업 적용 일정 2018. 4 .1 . ~ 2018. 11 .1 . (STEAM 수업)수혜학생 수 효덕초등학교 146명(5,6학년군 전체) 예정 학생 태도검사 사전검사 5월 31일, 6개 학급(146명) 실시 완료

사후검사 10월 26일, 6개 학급(146명)

학생 및 교사 만족도조사 11월 5일

교사연구회 STEAM 행사 개최 2018 .7월 효덕초 5,6학년군 수업공개 2018. 10월 19일 ‘6학년대상 창의융합캠프’ 개최

논문 또는 학술대회 해당없읍

특허출원(국외, 국내) 해당 없음

가. 연구를 시작하며

1) 연구의 필요성 및 목적

인류는 존재하기 위해 직접 도구를 만들기 시작했고 ‘대량생산-대량소비’의 산업혁명을 거치며 정체됐던 창조에 대한 갈망이 증폭되어 DIY(Do It Yourself)라는 문화가 등장했습니다. 단순한 취미 생활로 시작된 DIY는 기술과 ICT분야의 눈부신 성장에 힘입어 Maker들의 활동 범위를 넓 혔으며 제 3의 산업혁명을 열었습니다.

메이커(maker)란 디지털 기기와 다양한 도구를 사용한 창의적인 만들기 활동을 통해 자신의 아이디어를 실현하는 사람으로서 함께 만드는 활동에 적극적으로 참여하고, 만든 결과물과 지 식, 경험을 공유하는 사람들입니다.

“만드는 활동은 인간의 본성이라는 관점에서, 제작방식에 관계없이 우리는 모두 만드는 사람” Date Dougherty(데일 도허티, 메이크미디어 설립자)

최근 퍼지고 있는 메이커 운동

(8)

“미국 제조업의 르네상스는 기술혁신을 통해 새로운 사업을 시작하는 기업, 창업가, STEM 기술을 배우는 학생들이 주인공입니다.” (14.6.17. 버락 오바마, 백악관 메이크 페어)

앞으로 다가올 4차 산업혁명의 시대에는 자신의 아이디어를 활용하여 독창적인 콘텐츠(작품)를 만들 수 있는 사람이 창의적인 인재로 인정받을 것입니다.

새로운 것을 만들 수 있는 도구로 3D 프린터가 많이 알려져 있습니다. 그런데 3D 프린터를 일 반 교실에서 사용하려면 개인별 노트북이나 컴퓨터가 필요합니다. 그리고 1대의 3D 프린터를 나누어 사용해야 하는데 3D 프린터가 작품 한 개를 출력하는 데에는 보통 1시간 이상이 걸리 기에 교실에서 한 명당 다룰 수 있는 시간이 매우 부족합니다.

실제 교실에서 메이커 프로젝트를 위해 사용하기에는 3D 펜이 더 좋습니다. 3D 펜은 3D 프 린터의 원리를 이용한 펜으로 사용이 간편하고, 직접적인 아이디어 표현이 가능하므로 메이커 프로젝트를 위한 실용적인 창작 도구입니다. 학생들은 3D펜을 활용하여 자신의 아이디어를 개 인별로 직접 만들어 볼 수 있으며 이를 통해 과학의 즐거움을 알게 되고, 세상을 행복하게 하 는 메이커가 되는 기반을 마련할 수 있습니다.

이처럼 과학을 좋아하는 미래사회 핵심역량을 갖춘 메이커(MAKER)가 될 수 있도록 세상을 행 복하게 하는 3D 펜을 활용한 메이커스 프로젝트를 진행하고자 합니다.

그리고 이 프로젝트는 디자인 씽킹 문제해결과정을 적용합니다.

5단계 디자인 씽킹 문제해결과정을 시작으로 하여 4단계, 3단계 순의 ‘메이커스 프로젝트’를 실행, 우리 아이들이 직접 생각하고 만들고 공유하는 과정을 통하여 진정한 메이커로 거듭날 수 있도록 합니다. 또한 이 과정을 반복하여 더 나은 성과물을 공유할 수 있도록 합니다.

(9)

2) 연구기간 : 2018.4.1. ~ 2018. 10.26

3) 적용학년 : 5학년 86명, 6학년 61명, 총 85명

4) 프로그램 개발, 적용 및 검증 일정

연구활동명 세부추진내용 시기 장소

• 기초 실태조사 및 분석

✎ 연구 실태조사 및 분석을 통한 연구의 필요성

도출 3월 효덕초

과학실

• 관련 문헌자료 및 연구자료 탐색

✎ 프로그램 개발을 위한 선행자료 분석 3월 효덕초 과학실

• 협의회

✎ 매월 1회 정기 협의회 - 문헌자료 분석 및 과제점검

✎ 비정기적 협의회 - 안건발생시 추가 협의

연중 효덕초 과학실

• 교육자료 초안개발

✎ 수업지도안

✎ 총 4가지 테마

✎ FPSP와 진로교육 연계

4월 효덕초 과학실

• 교육자료 현장적용 및 검토

✎ 개발 된 수업지도안으로 수업하여 검토(테마별로

팀을 구성하여 운영하여 교차검토가 가능하도록 운영) 연중 효덕초 5,6학년 전원

• 실천 결과 수정 및 보완

✎ 실천된 자료의 현장 적용 후 협의회를 통한 계속된 수정 및 보완 작업

9~10

효덕초 5,6학년 전원

• 교육자료

최종안 개발 ✎ 현장 적용 및 검토를 거친 최종안 개발 11월

• 수업공개 및 협의회

✎ 개발된 교육자료로 기본반, 메이커반, 심화반 수업 적용

9~10

효덕초 5,6학년 전원

• 제작된 자료의 보급

✎ 제작자료 파일로 각 학교에 배부

✎ 개발 자료 (한글 및 PDFP) 파일을 CD로 복사하여 배부

✎ 다양한 교사커뮤니티를 통하여 보급

10월 오프라인 및 온라인

• 프로그램의 효과검증

✎ 자문위원에게 최종 검증의뢰

✎ 개발자료에 대한 교사 및 학생 설문조사

✎ 다양한 교사커뮤니티를 통한 설문 및 검증 의뢰 (교사, 학생 수업만족도, 수업적용의 적절성 등)

11월

효덕초 5,6학년 전원

초등교사 50

• 연구회 운영결 과 보고서 작성 및 일반화 모색

✎ 최종 보고서 작성

✎ 일반화 자료로 모색 11월

(10)

나. 연구 및 수업활동

연구 및 수업활동은 연구심화반을 구성하여 4월부터 매주 화요일 방과 후에 2시간씩 전체 5,6학년 수업 적용전 수업활동을 미리 실행하였으며 연구심화반 적용 후 그 결과를 바탕으로 전체학년에 적용하였습니다.

월 주요 활동 내용 디자인 싱킹 단계 요소

4 서로 친해지기: 자기 소개 및 종이탑 쌓기 프로젝트 준비 및 공감하기 4 서로 친해지기: 종이 비행기 멀리 날리기 프로젝트 준비 및 공감하기

종이탑 쌓기 활동 종이 비행기 멀리 날리기 활동

그리고 3D 펜을 활용한 메이커 프로젝트로 들어갑니다.

(11)

1) 3D 펜에 익숙해지기(초급) 가) 3D 펜의 원리를 알아보기

3D 펜은 가는 실 형태의 필라멘트를 내부에서 녹여서 나오게 하는 장치입니다. 펜에서 나온 필라멘트는 바로 식으면서 굳어져 원하는 형태로 고정되는데 이것은 3D 프린터에서 사용하는 원리와 같습니다.

학생들은 4월 달 동안 3D 펜의 원리에 대해 공부하고, 직접 간단한 소품을 만들어 보며 작동 원리와 방법을 익혔습니다.

학생들은 새로운 메이킹 도구인 3D 펜에 높은 호기심을 보이고, 직접 작품을 제작할 수 있다 는 것에 큰 기대를 갖고 수업에 참여합니다. 간편하게 조작할 수 있는 3D 펜으로 학생들은 메 이커스가 되는 경험을 합니다.

안전을 위해 학생들은 장갑을 착용하고 환기를 충분히 하고 활동에 참가했습니다.

월 일 요일 주요 활동 내용 디자인 싱킹

단계 요소

4 17 화

3D 펜 알아보기 3D 펜을 활용한 간단한 소품 만들기(초급)

새로운 생각하기 만들어 보기

1세대 3D 펜이라고 합니다. 필라멘트가 나 오는 속도를 조절할 수 있어 학생들은 1세 대 3D 펜을 더 선호했습니다.

추가로 구입하여 사용한 4세대 3D 펜입니다.

4세대 3D펜은 스마트폰 충전기를 사용해서도 이용할 수 있습니다. 그런데 사용 전압이 낮 아서인지 자주 멈춤 현상이 일어나 학생들이 선호하지는 않았습니다.

캐릭터 만들기

(12)

2) 3D 펜으로 간단한 소품 만들기(중급)

인터넷과 도안책을 활용하여 3D펜으로 만들 수 있는 여러 도안을 구하고 직접 만들어 보았습 니다. 3D 펜으로 그리는 대로 만들어지는 마법과 같은 수업시간들입니다.

3D 펜외의 다른 재료를 활용하여 3D 펜과의 연계를 생각해보았습니다.

월 일 요일 주요 활동 내용 디자인 싱킹

단계 요소 4 23 월 3D 펜을 활용한 간단한 소품

만들기(2)

새로운 생각하기 만들어 보기

연필 장식 만들기 안경 만들기

월 일 요일 주요 활동 내용 디자인 싱킹

단계 요소 5 1 화 여러 가지 재료를 사용하여

의자 만들기

새로운 생각하기 만들어 보기

나무 막대를 활용하여 의자를 설계하고 직접 만들어 보았습니다.

(13)

3) 3D 펜으로 작품 만들기(고급)

간단한 도안 단계를 벗어나 조금 더 시간이 필요한 고급 도안을 활용한 작품을 만들어 보았 습니다. 이 단계에서는 도안을 따라 여러 가지 모양을 만들고, 서로 연결하여 붙여 3차원 입체 작품을 만들어 보았습니다. 혹시 잘못 만들게 되면 수정하고 보완할 수 있습니다. 혼자 하는 것보다는 서로 잡아주고 도와가며 함께 하는 것이 더 편하기에 학생들은 서로 협력하며 참여 하였습니다.

월 일 요일 주요 활동 내용 디자인 싱킹

단계 요소 5 14 월 3D 펜으로 입체 글자 상자

만들기

새로운 생각하기 만들어 보기

입체글자는 초기에 진행해서인지 생각보다 제작이 어려웠던 작품이었습니다.

월 일 요일 주요 활동 내용 디자인 싱킹

단계 요소

5 29 화 3D 펜으로 입체 탑 만들기 새로운 생각하기

만들어 보기

(14)

탑 만들기는 입체화를 위해 학생들이 자연스럽게 협동하게 하고, 작품 제작후 만족도 가 정말 높았습니다.

월 일 요일 주요 활동 내용 디자인 싱킹

단계 요소

6 4 월 3D 펜으로 입체 대문 만들기 새로운 생각하기

만들어 보기

작품이 복잡해질수록 협력은 자연스럽게 됩니다.

월 일 요일 주요 활동 내용 디자인 싱킹

단계 요소

6 19 화 3D 펜으로 자전거 만들기 새로운 생각하기

만들어 보기

과연 자전거가 될까? 라는 의심을 갖고 시작했던 자전거 만들기

(15)

4) 세상을 바꾸는 나만의 작품 만들기

이제 학생들은 3D 펜을 자연스럽게 다룰 수 있게 되었습니다. 이제는 자신만의 아이디어로 새로운 작품을 만들어 봅니다. 세상을 행복하게 하는 나만의 3D 작품을 만들려 표현력을 기르 고 창작의 즐거움을 배웁니다.

안경테가 자주 부러지는 친구를 위해 3D 펜으로 디자인을 해주었습니다.

월 일 요일 주요 활동 내용 디자인 싱킹

단계 요소 6 26 화 세상을 행복하게 하는 나만의

3D 작품 만들기(1) 공감하기

새로운 생각하기 만들어 보기 7 2 화 세상을 행복하게 하는 나만의

3D 작품 만들기(2)

학생들의 재미있는 상상

(16)

5. 결론 및 기대효과

[3D 펜 학생작품들]

1) 결론

3D 펜을 활용한 메이커스 프로젝트를 통해 우리 학생들이 자신만의 아이디어로 새로운 작품 을 만드는 창의력과 머릿속에 있는 상상을 만질 수 있는 현실 작품으로 만들어내는 표현력을 기르고, 내 손으로 재미있고 실용적인 작품을 만드는 창작의 즐거움을 배울 수 있었습니다.

학생들은 새로운 메이크 도구인 3D 펜을 자연스럽게 다룰 수 있게 되었고, 그것을 활용하여 실생활을 행복하게 바꿀 수 있는 역량을 갖게 되었습니다.

2) 기대효과

1) 삶 속의 문제를 과학적으로 접근하여 탐구해봄으로써 문제를 창의적이고 과학적으로 해결할 수 있는 능력을 신장시킬 수 있게 됩니다.

2) 메이커스 프로젝트를 진행하면서 내용 등을 추가, 삭제 또는 방법을 바꾸거나 단계를 조정하는 가운데 사고의 유연성과 과제집착력을 향상 시킬 수 있게 됩니다.

3) 우리 아이들에게 실패를 두려워하지 않고, 서로 돕는 창의적인 공동체 문화를 조성, 공동체 속에서 함께 만나고, 만드는 경험을 줄 수 있습니다.

6. 참고문헌 및 사이트

1) 메이크올(https://www.makeall.com/) 2)3Doodler, (http://www.the3doodler.co.kr/) 3) 김승기(2016), 두근두근 3D펜, 생농출판사

(17)

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

세상을 바꾸는 “3D 펜” 메이커스 프로젝트

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역

1 1~3/16 [6미02-05] 다양한 표현 방법의 특징과 과정을 탐색하여 활용할 수 있다. [초등학교 5~6]

수학: 도형

2 4~6/16 [6실05-04] 다양한 재료를 활용하여 창의적인 제품을 구상하고 제작한다. [초등학교 5~6]

미술: 표현

3 7~9/16 [6수02-11] 쌓기나무로 만든 입체도형의 위, 앞, 옆에서 본 모양을 표현할 수 있고, 이러한 표현을 보고 입체도형의 모양을 추측할 수 있다.

[초등학교 5~6]

실과:

생활과기술

4 10~12/16 [6실05-04] 다양한 재료를 활용하여 창의적인 제품을 구상하고 제작한다. [초등학교 5~6]

미술: 표현

5 13~16/16 [6실05-04] 다양한 재료를 활용하여 창의적인 제품을 구상하고 제작한다. [초등학교 5~6]

미술: 표현

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 16차시)

차시 주요내용

1~3 /16

주제(단원)명 3D 펜을 자유롭게 사용하기

Co 기술의 발전과 세상의 변화 관련 동영상

CD 3D 펜과 프린터 기술로 가능한 것을 토의해보자 3D 펜을 작동시켜 보자

ET 3D 펜으로 세상을 행복하게 하는 방법을 생각해보자

4~6 /16

주제(단원)명 3D 펜으로 다양한 소품 만들기

Co 3D 펜 사용하여 소품을 만드는 동영상

CD 3D 펜으로 만들 수 있는 소품에 대해 토의해보자 3D 펜으로 소품을 만들어 보자

ET 3D 펜으로 세상을 행복하게 하는 방법을 생각해보자

(18)

7~9 /16

주제(단원)명 3D 펜으로 입체 작품 만들기(1)

Co 3D 펜을 사용하여 입체 작품을 만드는 동영상

CD 3D 펜으로 만들 수 있는 입체작품에 대해 토의해보자 3D 펜으로 입체작품을 만들어 보자

ET 3D 펜으로 세상을 행복하게 하는 방법을 생각해보자

10~12 /16

주제(단원)명 3D 펜으로 입체 작품 만들기(2)

Co 3D 펜을 사용하여 입체 작품을 만드는 동영상

CD 3D 펜으로 만들 수 있는 입체작품에 대해 토의해보자 3D 펜으로 입체작품을 만들어 보자

ET 3D 펜으로 세상을 행복하게 하는 방법을 생각해보자

13~16 /16

주제(단원)명 3D 펜으로 세상을 행복하게 만들기

Co 3D 펜 등의 첨단도구를 사용하여 동영상

CD 3D 펜으로 만들 수 있는 행복해지는 방법에 대해 토의해보자 3D 펜으로 나만의 작품을 만들어 보자

3D 펜으로 만든 작품을 전시할 계획을 세워보자 3D 펜 갤러리 워킹

ET 3D 펜으로 세상을 행복하게 하는 방법을 생각해보자

(19)

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 미술 학교급/학년(군) 초등학교/5 ~ 6 학년

중심과목 성취기준

영역

[초등학교] 미술 표현 중심과목

성취기준

[[6 미 02-05] 다양한 표현 방법의 특징과 과정을 탐색하여 활용할 수 있다.

주제(단원)명 3D 펜을 자유롭게 사용하기 차시 1~3/16

학습목표 ※ 3D 펜의 원리와 사용하는 방법을 이해한다.

※ 3D 펜을 사용할 때의 주의할 점을 알 수 있다.

연계과목 실과 연계과목

성취기준 영역 [초등학교 5~6] 실과: 생활과 기술

STEAM 요소

S 2D 와 3D 의 개념을 이해한다.

T 3D 프린팅의 원리를 이해한다.

E 3D 펜을 활용한다.

A 3D 펜을 활용하여 디자인한다.

M 3D 프린팅 펜을 이용하여 여러 가지 입체도형을 이해한다.

개발 의도

인공지능이 주요 흐름이 되는 4 차 산업혁명시대에는 자신의 아이디어를 활용하여 독창적인 컨텐츠를 만들 수 있는 사람이 창의적인 인재 일 것이다. 그 중 3D 펜은 아이디어를 표현하는 실용적인 도구임을 알게 한다.

인류는 존재하기 위해 직접 도구를 만들기 시작했고 ‘대량생산-대량소비’의 산업혁명을 거치며 정체됐 던 창조에 대한 갈망이 증폭되어 DIY(Do It Yourself)라는 문화가 등장했다. 단순한 취미 생활로 시작된 DIY는 기술과 ICT분야의 눈부신 성장에 힘입어 Maker들의 활동 범위를 넓혔으며 제 3의 산업혁명을 열었다. 최근 4차 산업혁명을 대표하는 3D프린터는 일반교실에서 사용할 경우 한 사람당 다룰 수 있는 시간이 적다. 이를 일반 교실에서 쉽게 사용가능한 3D 펜으로 대체하여 미래사회 핵심역량을 갖춘 메이 커가 될 수 있도록 하기 위해 이 프로젝트를 기획되었다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

※ 기술의 발전과 세상의 변화 관련 동영상

창의적 설계

※ 3D 펜으로 세상을 행복하게 하는 방법

감 성 적 체 험 1. 3D 펜으로 만들 수 있는 것을

토의해 보자

2. 3D 펜을 작동시켜 보자

감성적 체험

(20)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료 및

유의점

도입 (15 분)

◉ 학습활동 안내하기 • 기술의 변화와 미래

Co 미래 예측 영상 시청 Microsoft Sustainability

(https://www.youtube.com/watch?v=eZ8tzcqHbEw&t=24s)

Co 3D 프린팅 기술에 대한 동영상 시청하기 https://www.youtube.com/watch?v=khSOcVup4is

ET 3D 펜으로 우리는 무엇을 할 수 있을까 생각해보자

• 공부할 문제 파악하기

◈ 3D 펜의 구조와 작동원리를 알고 자유롭게 사용할 수 있다.

동영상

미래동영상

3D 펜

전개 (90 분)

◉ 3D 펜 소개하기

CD • 3D 펜의 원리 이해하기

- 3D 프린터에서 적층의 원리가 3D 펜의 원리임을 눈으로 확인하기 - 3D 펜의 내부모습 알아보기

CD • 3D 펜 사용 시 주의사항 익히기

- 3D 펜 사용 시 지켜야 하는 주의사항을 알고 안전 수칙 약속하기

CD • 3D 펜의 사용 방법 익히기

- 3D 펜과 함께 사용하는 도구들 확인하기(코팅키, 핀셋, 니퍼, OHP필름)

- 3D 펜 작품 만드는 요령 익히기(학생들이 자유롭게 조작해볼 수 있는 충분한 시간을 준다.) https://www.youtube.com/watch?v=khSOcVup4is 참조

ET 3D 펜을 사용하여 즐거운 활동이 이루어 질 것을 기대할 수 있도록 한다.

선그리기 모양그리기

모양 칠하기 모양 붙이기

Tip! 3D 펜 사용시 항상 안 전 교 육 을 실시한다.

정리 (15 분)

◉ 3D 펜이 변화시킬 미래에 대해 알아보기

CD - 3D 펜이 우리 생활에 미치는 영향과 우리가 만들 수 있는 행복한 세상만 들기에 대해 이야기 나누기(1)

ET - 활동소감 발표하기

- 차시 예고(3D 펜으로 소품만들기)

(21)

중심과목 실과 학교급/학년(군) 초등학교/5 ~ 6 학년 중심과목

성취기준 영역

[초등학교] 실과 기술과 디자인 중심과목 성취기준

[6 실 05-04] 다양한 재료를 활용하여 창의적인 제품을 구상하고 제작한다.

주제(단원)명 3D 펜으로 다양한 소품 만들기 차시 4~6/16

학습목표 ※ 3D 펜으로 다양한 소품을 만들 수 있다.

※ 3D 펜 사용시 주의할 점을 알 수 있다.

연계과목 미술 연계과목

성취기준 영역 [초등학교 5~6] 미술: 표현

STEAM 요소

S 열 전달 개념을 이해한다.

T 3D 프린팅의 원리를 이해한다.

E 3D 펜을 활용한다.

A 3D 펜을 활용하여 디자인한다.

M 3D 프린팅 펜을 이용하여 여러 가지 입체도형을 이해한다.

개발 의도 3D 펜을 이용하여 소품을 만들어 보며 사용방법을 익히는 차시이다. 직접 사용하는 물건을 만들어 보면서 3D 펜에 대한 이해도가 오를 것이다.

인류는 존재하기 위해 직접 도구를 만들기 시작했고 ‘대량생산-대량소비’의 산업혁명을 거치며 정체됐 던 창조에 대한 갈망이 증폭되어 DIY(Do It Yourself)라는 문화가 등장했다. 단순한 취미 생활로 시작된 DIY는 기술과 ICT분야의 눈부신 성장에 힘입어 Maker들의 활동 범위를 넓혔으며 제 3의 산업혁명을 열었다. 최근 4차 산업혁명을 대표하는 3D프린터는 일반교실에서 사용할 경우 한 사람당 다룰 수 있는 시간이 적다. 이를 3D 펜으로 대체하여 미래사회 핵심역량을 갖춘 메이커가 될 수 있도록 하기 위해 이 프로젝트를 기획되었다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

※ 3D 펜을 이용해 소품을 만드는 동영상

창의적 설계

※ 3D 펜으로 세상을 행복하게 하는 방법

감 성 적 체 험 1. 3D 펜으로 만들 수 있는

소품에 대해 이야기해보자 2. 3D 펜으로 소품을 만들어

보자

감성적 체험

(22)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료 및

유의점

도입 (15 분)

◉ 학습활동 안내하기

Co • 3D 펜 원리와 기본작동 영상 시청: 3D PEN BASICS https://www.youtube.com/watch?v=z5dZWRwqt4k&t=33s

Co • 3D 펜 으로 소품을 만드는 영상 시청:

https://www.youtube.com/watch?v=DuLedV0SFqU&list=PLEOcILxatkQOaAC wrnxzVldB5Q95XypW5&index=2

ET 3D 펜으로 우리는 어떤 소품을 만들 수 있을까 생각해보자

• 공부할 문제 파악하기

◈ 3D 펜으로 다양한 소품 만들기

동영상

전개 (90 분)

◉ 3D 펜으로 소품 만들기

- 시작전 3D 펜 사용 시 지켜야 하는 주의사항을 알고 안전 수칙 약속하기

CD • 3D 펜으로 안경만들기

- 도안 및 준비물 확인하고 제작하기

Tip! 안경이 쉽게 제작하면서도 결과물이 좋아서 초기에 만들어 보는 것이 좋다.

CD • 3D 펜으로 연필장식 만들기(*일찍 마무리가 되면 직접 도안을 그리고 만들 어 볼 수 있게 한다.)

- 도안 및 준비물 확인하고 제작하기

Tip! 도안을 참고하여 자신만의 작품으로 변화시키도록 한다.

도안 및 준비물 확인 학생 작품들

안전하게 장갑 착용 학생 작품

안경 도안과 연필장식 도

Tip! 도 안 은 다음 사이트 에서 다운 받을 수 있 다.

http://help.

the3doodler .com/stenci ls/

Tip! 3D 펜 사용시 항상 안 전 교 육 을 실시한다.

정리 (15 분)

◉ 3D 펜이 변화시킬 미래에 대해 알아보기

CD - 3D 펜이 우리 생활에 미치는 영향과 우리가 만들 수 있는 행복한 세상만 들기에 대해 이야기 나누기(2)

ET - 활동소감 발표하기

- 차시 예고(3D 펜으로 입체만들기)

(23)

중심과목 수학 학교급/학년(군) 초등학교/5 ~ 6 학년 중심과목

성취기준 영역

[초등학교] 수학 도형 중심과목

성취기준

[6수02-11] 쌓기나무로 만든 입체도형의 위, 앞, 옆에서 본 모양을 표현할 수 있고, 이러한 표현을 보고 입체도형의 모양을 추측할 수 있다.

주제(단원)명 3D 펜으로 입체 작품 만들기(1) 차시 7~9/16

학습목표 ※ 3D 펜으로 입체작품을 만들 수 있다.

※ 3D 펜 사용시 주의할 점을 알 수 있다.

연계과목 미술 연계과목

성취기준 영역 [초등학교 5~6] 미술: 표현

STEAM 요소

S 열 전달 개념을 이해한다.

T 3D 프린팅의 원리를 이해한다.

E 3D 펜을 활용한다.

A 3D 펜을 활용하여 디자인한다.

M 3D 프린팅 펜을 이용하여 여러 가지 입체도형을 이해한다.

개발 의도 3D 펜을 이용하여 입체 작품을 만들어 보며 사용방법을 익히는 차시이다. 3D 펜으로 만들 수 있는 작품의 범위를 넓혀주는 차시이다.

인류는 존재하기 위해 직접 도구를 만들기 시작했고 ‘대량생산-대량소비’의 산업혁명을 거치며 정체됐 던 창조에 대한 갈망이 증폭되어 DIY(Do It Yourself)라는 문화가 등장했다. 단순한 취미 생활로 시작된 DIY는 기술과 ICT분야의 눈부신 성장에 힘입어 Maker들의 활동 범위를 넓혔으며 제 3의 산업혁명을 열었다. 최근 4차 산업혁명을 대표하는 3D프린터는 일반교실에서 사용할 경우 한 사람당 다룰 수 있는 시간이 적다. 이를 3D 펜으로 대체하여 미래사회 핵심역량을 갖춘 메이커가 될 수 있도록 하기 위해 이 프로젝트를 기획되었다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

※ 3D 펜을 이용해 작품을 만드는 동영상

창의적 설계

※ 3D 펜 작품 갤러리 워킹

감 성 적 체 험 1. 3D 펜으로 만들 수 있는 입체

작품에 대해 이야기해보자 2. 3D 펜으로 입체작품을 만들어

보자

감성적 체험

(24)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료 및

유의점

도입 (15 분)

◉ 학습활동 안내하기

Co • 3D 펜을 활용한 작품제작 팁 영상 시청: 3D PEN HOT TIP http://help.the3doodler.com/hottips/

ET 3D 펜으로 우리가 만들 수 있는 입체 작품을 생각해보자

• 공부할 문제 파악하기

◈ 3D 펜으로 입체 작품 만들기

동영상

전개 (90 분)

◉ 3D 펜으로 입체작품 만들기

- 시작전 3D 펜 사용 시 지켜야 하는 주의사항을 알고 안전 수칙 약속하기

CD • 3D 펜으로 입체 상자만들기 - 도안 및 준비물 확인하고 제작하기

Tip! 도안을 참고하여 자신만의 작품으로 변화시키도록 한다.

CD • 3D 펜으로 입체 대문 만들기 - 도안 및 준비물 확인하고 제작하기

Tip! 상자 만들기와 대문만들기는 입체 작품의 기초지만 학생들이 제작시간이 오래 걸린다. 주변 친구들과 협동해서 제작할 수 있도록 한다.

제작 과정 상자 속 입체 글자 넣기

협력이 필요한 입체 작품 제작 과정

상자 도안과 대문 도안

Tip! 도 안 은 다음 사이트 에서 다운 받을 수 있 다.

http://help.

the3doodler .com/stenci ls/

Tip! 3D 펜 사용시 항상 안 전 교 육 을 실시한다.

정리 (15 분)

◉ 3D 펜 작품 전시하기와 갤러리 워킹

CD - 3D 펜으로 제작한 작품을 전시하고 갤러리 워킹으로 돌아본다.

ET - 갤러리 워킹소감 발표하기 - 차시 예고(3D 펜으로 입체만들기 2)

(25)

중심과목 실과 학교급/학년(군) 초등학교/5 ~ 6 학년 중심과목

성취기준 영역

[초등학교] 실과 기술과 디자인 중심과목 성취기준

[6 실 05-04] 다양한 재료를 활용하여 창의적인 제품을 구상하고 제작한다.

주제(단원)명 3D 펜으로 입체 작품 만들기(2) 차시 10~12/16

학습목표 ※ 3D 펜으로 다양한 입체작품을 만들 수 있다.

※ 3D 펜 사용시 주의할 점을 알 수 있다.

연계과목 미술 연계과목

성취기준 영역 [초등학교 5~6] 미술: 표현

STEAM 요소

S 열 전달 개념을 이해한다.

T 3D 프린팅의 원리를 이해한다.

E 3D 펜을 활용한다.

A 3D 펜을 활용하여 디자인한다.

M 3D 프린팅 펜을 이용하여 여러 가지 입체도형을 이해한다.

개발 의도 3D 펜을 이용하여 입체를 만드는 것이 자연스러워 지는 차시이다.수준높은 입체 작품을 만들어 보면서 3D 펜으로 만들 수 있는 작품에 대한 이해도가 오를 것이다.

인류는 존재하기 위해 직접 도구를 만들기 시작했고 ‘대량생산-대량소비’의 산업혁명을 거치며 정체됐 던 창조에 대한 갈망이 증폭되어 DIY(Do It Yourself)라는 문화가 등장했다. 단순한 취미 생활로 시작된 DIY는 기술과 ICT분야의 눈부신 성장에 힘입어 Maker들의 활동 범위를 넓혔으며 제 3의 산업혁명을 열었다. 최근 4차 산업혁명을 대표하는 3D프린터는 일반교실에서 사용할 경우 한 사람당 다룰 수 있는 시간이 적다. 이를 3D 펜으로 대체하여 미래사회 핵심역량을 갖춘 메이커가 될 수 있도록 하기 위해 이 프로젝트를 기획되었다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

※ 3D 펜을 이용해 작품을 만드는 동영상

창의적 설계

※ 3D 펜 작품 갤러리 워킹

감 성 적 체 험 1. 3D 펜으로 만들 수 있는 입체

작품에 대해 이야기해보자 2. 3D 펜으로 입체작품을 만들어

보자

감성적 체험

(26)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료 및

유의점

도입 (15 분)

◉ 학습활동 안내하기

Co • 3D 펜을 활용한 작품제작 팁 영상 시청: 3D PEN HOT TIP http://help.the3doodler.com/hottips/

ET 3D 펜으로 우리가 만들 수 있는 입체 작품을 생각해보자

• 공부할 문제 파악하기

◈ 3D 펜으로 입체 작품 만들기(2)

동영상

전개 (90 분)

◉ 3D 펜으로 입체 작품 만들기(2)

- 시작전 3D 펜 사용 시 지켜야 하는 주의사항을 알고 안전 수칙 약속하기

CD • 3D 펜으로 에펠탑만들기 - 도안 및 준비물 확인하고 제작하기

CD • 3D 펜으로 자전거 만들기(*일찍 마무리가 되면 직접 도안을 그리고 만들어 볼 수 있게 한다.)

- 도안 및 준비물 확인하고 제작하기

Tip! 도안을 참고하여 자신만의 작품으로 변화시키도록 한다.

작품 제작중 학생 작품

학생 작품

에펠탑 도안 자전거 도안

Tip! 도 안 은 다음 사이트 에서 다운 받을 수 있 다.

http://help.

the3doodler .com/stenci ls/

Tip! 3D 펜 사용시 항상 안 전 교 육 을 실시한다.

정리 (15 분)

◉ 3D 펜 작품 전시하기와 갤러리 워킹

CD - 3D 펜으로 제작한 작품을 전시하고 갤러리 워킹으로 돌아본다.

ET - 갤러리 워킹소감 발표하기

- 차시 예고(3D 펜으로 세상을 행복하는 작품만들기)

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중심과목 실과 학교급/학년(군) 초등학교/5 ~ 6 학년 중심과목

성취기준 영역

[초등학교] 실과 기술과 디자인 중심과목 성취기준

[6 실 05-04] 다양한 재료를 활용하여 창의적인 제품을 구상하고 제작한다.

주제(단원)명 3D 펜으로 세상을 행복하게 하는

작품 만들기 차시 13~16/16

학습목표 ※ 3D 펜으로 세상을 행복하게 하는 작품을 만들 수 있다.

※ 3D 펜 작품 전시회를 열 수 있다.

연계과목 미술 연계과목

성취기준 영역 [초등학교 5~6] 미술: 표현

STEAM 요소

S 열 전달 개념을 이해한다.

T 3D 프린팅의 원리를 이해한다.

E 3D 펜을 활용한다.

A 3D 펜을 활용하여 디자인한다.

M 3D 프린팅 펜을 이용하여 여러 가지 입체도형을 이해한다.

개발 의도 3D 펜을 이용하여 세상을 행복하게 하는 작품을 만들어 보는 차시이다. 함께 하는 세상에 기여할 수 있는 학생들이 되기를 바라는 마음으로 구성한 프로젝트의 마무리다.

인류는 존재하기 위해 직접 도구를 만들기 시작했고 ‘대량생산-대량소비’의 산업혁명을 거치며 정체됐 던 창조에 대한 갈망이 증폭되어 DIY(Do It Yourself)라는 문화가 등장했다. 단순한 취미 생활로 시작된 DIY는 기술과 ICT분야의 눈부신 성장에 힘입어 Maker들의 활동 범위를 넓혔으며 제 3의 산업혁명을 열었다. 최근 4차 산업혁명을 대표하는 3D프린터는 일반교실에서 사용할 경우 한 사람당 다룰 수 있는 시간이 적다. 이를 3D 펜으로 대체하여 미래사회 핵심역량을 갖춘 메이커가 될 수 있도록 하기 위해 이 프로젝트를 기획되었다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

※ 3D 펜을 이용해 작품을 만드는 동영상

창의적 설계

※ 3D 펜으로 세상을 행복하게 하는 방법

감 성 적 체 험 1. 3D 펜으로 만들 수 있는

행복에 대해 이야기해보자 2. 3D 펜으로 행복해 지는

작품을 만들어 보자

감성적 체험

(28)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료 및

유의점

도입 (15 분)

◉ 학습활동 안내하기

Co • 3D 펜으로 창조할 수 있는 다양한 작품들 http://help.the3doodler.com/videos/

ET 3D 펜으로 우리는 어떻게 세상을 행복하게 만들 수 있을까 생각해보자

• 공부할 문제 파악하기

◈ 3D 펜으로 세상을 행복하게 하는 작품 만들기

동영상

전개 (130 분)

◉ 3D 펜으로 작품 만들고, 전시하기

- 시작전 3D 펜 사용 시 지켜야 하는 주의사항을 알고 안전 수칙 약속하기

CD • 3D 펜으로 세상을 행복하게 하는 작품만들기 - 도안 직접 제작후 작품 제작

Tip! 학생들이 다양한 아이디어를 지지하는 발언이 필요하다.

CD • 3D 펜으로 제작했던 작품 전시회 - 작품 전시 계획 세우기

ET - 전시 작품 갤러리 워킹 후 소감 발표하기

학생 작품 안경 보호 및 디자인

갤러리 워킹 전시하기

Tip! 3D 펜 사용시 항상 안 전 교 육 을 실시한다.

정리 (15 분)

◉ 3D 펜이 변화시킬 미래에 대해 알아보기

CD - 3D 펜이 우리 생활에 미치는 영향과 우리가 만들 수 있는 행복한 세상만 들기에 대해 이야기 나누기(2)

ET - 프로젝트를 마치며 활동소감 발표하기

(29)

4. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 1~16/16

`

나만의 아이디어

세상을 행복하게 하는 STEAM 메이커스

나만의 3d 작품을 설계하자

효덕초등학교

학년 반 번

이름

메이커스

■우리 주위의 물건 중 하나를 골라 세상을 더 행복하게 바꿀 수 있는 물건으로 개선하는 아이디어를 기록해 봅시다.

■3d 프린터 도안을 그려 봅시다.

(30)

5. 교사자료

차시 1~3/16

<3D펜 이해자료>

허공에 쓱쓱~ 3D펜의 마술

만화영화에 나오는 마술사는 허공에다가 지팡이로 그림을 그리면 그대로 신기한 모양이 만들어졌다.

요즘 모형 비행기와 인공장기 등을 줄줄이 찍어내는 3D 프린터보다 훨씬 더 신기한 광경이었다. 그런 데 만화영화의 마술이 요즘 현실로 등장하고 있다. 바로 3D펜이다.

플라스틱 요술지팡이

3D펜으로 허공에다 낙서를 하면 그대로 선으로 된 조각이 만들어진다. 펜촉에서 잉크 대신 나온 말 랑말랑한 플라스틱이 바로 굳어 3차원 물체가 되는 것이다. 손으로 그릴 수만 있다면 무엇이든 만들 수 있다. 인형, 귀걸이, 1m 높이의 에펠탑 모형까지 무궁무진하다. 3D펜은 미국 매사추세츠공대(MIT) 출신인 피터 딜워스와 맥스웰 보그가 세운 소형 로봇 회사인 워블워크스사에서 ’3두들러’라는 이름으로 2013년에 처음 출시했다. 두들러는 ‘낙서하는 사람’이라는 뜻이다.

3D펜으로 만든 에펠탑 모형(3D 두둘러)

이들의 아이디어는 어떻게 상품까지 이어진 걸까. 보그와 딜워스 두 공동대표는 창의적인 프로젝트

(31)

와 후원자를 연결해 주는 기관인 킥스타터(www.kickstarter.com)를 통해 후원자를 모집했다. 반응은 폭발적이었다. 사람들이 킥스타터 홈페이지에서 아이디어를 보고 흥미로우면 자발적으로 후원금을 내 는데, 한 달 만에 2만 6400여 명이 후원을 약속했다. 후원금은 약 26억 원이 모였다. 최초의 3D펜 ‘3 두들러’는 이 후원금의 일부로 태어났고, 미국 타임(TIME)지가 주최하는 ‘2013년 최고의 발명품 25가 지’에 들었다.

3D펜의 원리는 풀의 일종인 글루건과 비슷하다. 지름이 3mm인 가느다란 막대기 모양의 플라스틱 심지가 펜 속에서 최고 270℃의 고열을 받고 액체처럼 녹는다. 녹은 플라스틱이 펜촉에서 나오자마자 허공에서 다시 굳는다. 이처럼 3D펜의 관건은 녹은 플라스틱을 재빨리 다시 굳히는 기술이다. 그래야 플라스틱이 공중에서 늘어지거나 끊어지지 않는다. 연구진은 펜 속으로 시원한 공기를 불어넣는 방법 으로 문제를 해결했다. 보그는 “이 펜에서 가장 멋진 부분은 끝에 달린 작은 환풍기”라며 “환풍기에서 나온 바람이 펜촉에서 나오는 플라스틱을 순간적으로 식히기 때문에 허공에 멋진 입체를 그릴 수 있 다”고 말했다.

3D펜의 원료는 국수가락처럼 생긴 지름 3mm의 플라스틱이다. ABS와 PLA 두 종류가 주로 쓰이는 데 ABS는 선풍기 날개, 컵 등에 흔히 쓰이고 내구성이 강한 플라스틱이다. PLA는 옥수수 등으로 만든 생분해성 플라스틱이고 투명하고 다양한 색을 구현할 수 있다. 보통 3D프린터용 플라스틱은 1kg씩 두 루마리로 대량 판매하는 반면 3두들러 전용 심지는 길이 약 25cm의 짧은 막대기다. 색상은 빨강, 노 랑 등 원색은 물론 야광과 금색까지 다양하다.

3D펜으로 만든 우주선 모형(3D 두들러)

보그와 딜위스는 킥스타터 홈페이지를 통해 “어려운 소프트웨어, 컴퓨터가 필요 없는 저렴한 3D프린

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팅 장치를 만들고 싶었다. 누구든지 몇 분 만에 익숙해져서 즐길 수 있기를 바랐다”고 개발 취지를 밝 혔다. 이 말에 3D프린터와 3D펜의 차이가 드러난다. 3D프린터는 설계부터 제작까지 컴퓨터 소프트웨 어로 제어한다. 컴퓨터로 물건을 설계한 뒤, 플라스틱 등의 재료로 만든 얇은 층을 마치 시루떡을 만들 때처럼 켜켜이 쌓아 굳혀서 3차원 물건을 만든다.

예를 들어 곰 인형을 만들려면 발부터 다리, 몸, 머리 순서로 얇은 플라스틱 층을 켜켜이 쌓아 올린 다. 홍정우 과학기술정보연구원 슈퍼컴퓨팅연구소 선임연구원은 “산업현장에서 사용하는 일부 3D프린 터는 계산이 매우 복잡해 슈퍼컴퓨터가 필요할 정도”라고 말했다. 반대로 3D펜은 어린이도 쉽게 배울 수 있을 정도로 작동법이 단순하다.

최근 첫 3두들러를 개선한 2번째 제품과 릭스, 크레오팝 등 다른 3D펜도 속속 출시되고 있다. 릭스 는 플라스틱 심지의 지름이 1.75mm로 가늘어서 더 정교한 작업이 가능하다. 크레오팝은 플라스틱 대 신 자외선을 쏘이면 굳는 포토폴리머라는 재료를 이용한다.

3D펜으로 만든 박쥐(3D 두들러)

시각장애인을 위한 특별한 선물

3D펜으로 무엇을 만들 수 있을까. 예술가들이 진가를 먼저 알아봤다. 홍콩에 있는 패션기업인 시고 (SHIGO)는 3두들러를 이용해 3개월에 걸쳐 드레스를 완성했다. 드레스는 파란색 조개무늬로 뒤덮었으 며 나비 날개 같은 장식품을 곳곳에 달았다. 입고 벗기 위해 필요한 어깨와 옆구리의 연결부위를 빼고 모든 부분을 3D펜으로 만들었다. 충분히 얇고 가벼우며 약간의 신축성이 있다. 기존의 3D프린터로 만 든 옷이 딱딱한 것과 대비된다.

2015년 3월 코르넬리아 쿨만 작가는 3D펜으로 만든 ‘춤추는 낙서(Dancing Doodle)’ 애니메이션을

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공개했다. 발레리나가 베토벤의 음악에 맞춰 책상 위에서 수첩과 필기도구 사이를 오가며 춤추는 영상 이다. 발레리나 모형을 한 장씩 찍어서 연결하는 스톱 모션 애니메이션 기법으로 완성했다. 쿨만은

“3D펜으로 발레리나 모형을 약 30개 만들었으며, 반나절 정도 걸렸다”고 밝혔다.

시각장애인에게는 3D펜이 조금 더 특별하다. 점자 쓰기, 그림 그리기, 조각 만들기 등 일반 펜으로 할 수 없는 작업이 가능하다. 3D펜을 이용해 재창작한 신사임당의 초충도가 2014년 3D프린팅 입체촉 각 교구작품 전시회 ‘석굴암과 피에타’에서 전시됐다. 가지, 나비 등의 그림이 반양각으로 돋아있다. 한 국과학기술연구원(KIST) 다원물질융합연구소가 만든 작품이다.

3D펜으로 만든 옷(3D 두들러)

머리 아픈 수학 시간도 3D펜이 있다면 재미있어진다. 이미 미국과 영국에서 3D펜을 활용한 수학 교 육을 시작했다. 면과 면이 만나 입체가 된다는 수학적인 개념을 3D펜으로 시연한다. 칠판에 그리는 것 에 비해 이해가 쉽다. 학생들도 3D펜이라는 흥미로운 교구 덕분에 더 집중할 수 있다. 피라미드, 축구 공 등 3D펜으로 따라 그려서 이어 붙이면 입체 모형이 되는 교육용 도안도 많이 나왔다. 미술, 과학 수업에서도 활용할 수 있다.

건축가나 제품 디자이너라면 상상하는 것을 입체로 미리 그려볼 수 있다. 일상에서는 3D펜으로 머리 핀, 가면, 장난감처럼 간단한 소품을 만들거나 고장 난 물건을 고칠 때 쓸 수 있을 것이다. 또 새로운 방법은 없을까. 3D펜 애용자들이 서로 아이디어를 나누다 보면 상상하지 못한 활용법들이 나올 것이 다.

자료출처

사이언스올 칼럼

https://www.scienceall.com/%ED%97%88%EA%B3%B5%EC%97%90-%EC%93%B1%EC

%93%B1-3d%ED%8E%9C%EC%9D%98-%EB%A7%88%EC%88%A0/

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6. 차시별 학생 평가기준 및 방법

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구

1~3 /16

상 3D 팬의 원리를 이해하고 작동시킬 수 있다.

자기/동료평가 자기/동료평가지

중 3D 팬을 작동시킬 수 있다.

하 3D 팬의 원리를 이해하지 못하고 작동을 어려워 한다.

4~6 /16

상 3D 펜으로 창의적인 소품을 제작할 수 있다.

산출물평가 관찰평가지

중 3D 펜으로 도안을 따라 소품을 제작할 수 있다.

하 3D 펜으로 도안을 따라 소품을 제작하는 것을 어려워 한다.

7~8 /16

상 3D 펜으로 창의적인 입체작품을 제작할 수 있다.

산출물 평가 관찰평가지

중 3D 펜으로 도안을 따라 입체작품을 제작할 수 있다.

하 3D 펜으로 도안을 따라 입체작품을 제작하는 것을 어려워 한다.

9~12 /16

상 3D 펜으로 창의적인 입체작품을 제작할 수 있다.

산출물평가 관찰평가지

중 3D 펜으로 도안을 따라 입체작품을 제작할 수 있다.

하 3D 펜으로 도안을 따라 소품을 제작하는 것을 어려워 한다.

13~16 /16

상 3D 펜으로 세상을 행복하게 하는 작품을 제작하고 작품 전시회에 참여할 수 있다.

산출물평가 관찰평가지

중 3D 펜으로 작품을 제작하고 작품전시회에 참여할 수 있다.

하 3D 펜으로 작품을 제작하는 것을 어려워 한다.

가. 자기/동료평가지(1~3차시)

평가방법 평가기준 평가

상 중 하

자기평가 3D 펜의 원리를 설명할 수 있다.

3D 펜을 작동시킬 수 있다.

동료평가 3D 펜의 원리를 설명할 수 있다.

3D 펜을 작동시킬 수 있다.

나. 관찰평가지(4~6차시)

번호 이름

지식 태도

배움과 성장의 기록 3D 펜으로

소품을 제작할 수 있다.

3D 펜으로 작품제작에 성실하게

참여할 수 있다.

상 중 하 상 중 하

(35)

다. 관찰평가지(7~9차시)

번호 이름

지식 태도

배움과 성장의 기록 3D 펜으로

입체작품을 제작할 수 있다.

3D 펜으로 작품제작에 성실하게

참여할 수 있다.

상 중 하 상 중 하

라. 관찰평가지(10~12차시)

번호 이름

지식 태도

배움과 성장의 기록 3D 펜으로

입체작품을 제작할 수 있다.

3D 펜으로 작품제작에 성실하게

참여할 수 있다.

상 중 하 상 중 하

마. 관찰평가지(13~16차시)

번호 이름

지식 태도

배움과 성장의 기록 3D 펜으로

작품을 제작할 수 있다.

3D 펜으로 세상에 기여할 수 있다.

상 중 하 상 중 하

7. 학교생활기록부 기재 예시

항목 학생부 기재 예시

교과학습발달상황 세부능력 및 특기사항

(미술) 3D 펜을 활용한 다양한 표현 방법의 특징과 과정을 탐색하여 활용할 수 있다.

(실과) 3D 펜을 활용하여 창의적인 제품을 구상하고 제작할 수 있다.

행동특성 및 종합의견 STEAM 메이커스 프로젝트(3D 펜으로 세상을 행복하게 하기)에 성실히 참여함

(36)

[부록2] 교사연구회 주관 창의융합캠프

1. 목 적

교과서 중심의 지식 편중 교육에서 벗어나 다양한 체험학습의 기회를 확대함으로써, 창의성, 자율성, 협동심 등을 길러 전인적인 인성 교육의 내실화를 기하는 데 있다.

2. 방 침

가. 학년 수준에 알맞은 프로그램을 적용한다.

나. 철저한 사전 준비와 안전교육으로 안전에 만전을 기한다.

3. 기간 및 장소

가. 주제 : 창의융합활동을 통한 꿈키우기

나. 기간 : 2018년 10월 19일(금) ~ 2018년 10월 20일(토) (1박 2일) 다. 장소 : 효덕초등학교

라. 대상 : 6학년 62명 전원

4. 활동 중 지켜야 할 일

가. 질서 유지 및 안전 생활

1) 지도교사의 제반 지시 사항을 반드시 지킨다.

2) 개인행동은 일체 금하며 개인활동시 지도교사의 허락을 받도록 한다.

3) 항상 건강에 유의하고 자신이나 친구가 아플 때는 즉시 담임선생님께 알린다.

4) 보행 시에는 우측통행을 하고 항상 질서를 지키며 정숙한다.

5) 학교시설물을 아끼며 사용한다.

나. 바람직한 활동 태도

1) 본인 소지품에는 이름을 쓰고 남의 물건에는 주인의 허락 없이 손대지 않는다.

2) 쓰레기는 꼭 지정된 장소에 버리고 활동장소 정리를 깨끗이 한다.

다. 자기 기록

1) 캠프활동 중 보고, 듣고, 느끼고 생각한 것을 메모하고 하루의 일을 반성하는 태도를 갖는 다.

2) 친구와 상호 협동한 일, 힘들었던 일, 자기 스스로 해낸 일은 꼭 메모한다.

라. 안전 생활 지도

1) 안전한 활동에 만전을 기한다.

2) 담임교사는 모든활동시 인원을 파악하고 이상 유무를 점검한다.

3) 각 담임교사는 수시로 학생의 건강상태를 점검하여 학생 건강관리에 유의한다.

4) 식사 준비 및 요리 과정은 교사가 철저히 점검하여 안전사고와 식중독에 유의한다.

참조

관련 문서

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