오토마타

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나의 이야기로 풀어가는 오토마타

교사 지도 자료

나의 이야기로 풀어가는

오토마타

(2)

나의 이야기로 풀어가는

오토마타

교사 지도 자료 성과물 관리 번호 DD18120009

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

-“This work was supported by the Korea Foundation for the Advancement of Science and Creativity(KOFAC) grant funded by the korea government(MOE)”

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▪ 고등학교 수업 대체용 프로그램 안내 3

▪ 나의 이야기로 풀어가는 오토마타 8

주제 개요 8

STEAM 프로그램 목표 9 STEAM 관련 교과목 10 융합인재교육(STEAM) 학습 준거 11 STEAM 프로그램 구성 계획 12

평가 계획 13

학교생활기록부 기재 예시 16

▪ 1차시: 오토마타로 상황, 감정 표현하기 17

1차시 교수․학습 과정안 18 1차시 학생용 활동지 23

교사용 자료 28

▪ 2차시: 나의 이야기와 오토마타 33

참고 자료 42

▪ 3차시: 오토마타로 나의 이야기 구현하기 45

참고 자료 53

(4)

차례

▪ 고등학교 수업 대체용 프로그램 안내 3

▪ 나의 이야기로 풀어가는 오토마타 8

주제 개요 8

STEAM 프로그램 목표 9 STEAM 관련 교과목 10 융합인재교육(STEAM) 학습 준거 11 STEAM 프로그램 구성 계획 12

평가 계획 13

학교생활기록부 기재 예시 16

▪ 1차시: 오토마타로 상황, 감정 표현하기 17

교사용 자료 28

▪ 2차시: 나의 이야기와 오토마타 33

참고 자료 42

▪ 3차시: 오토마타로 나의 이야기 구현하기 45

참고 자료 53

고등학교용 STEAM

고등 학교 수업 대체용 프로그램 안내

프로그램 특징

제안하는 본 프로그램은 오토마타를 활용한 창의적 융합 교육으로 학생들에게 기술과 공학 그리고 예술의 융 합적 상상력을 불어넣을 수 있는 새로운 교육과정입니다. 이를 통해 자기/타인 관찰능력, 인지능력, 감정조절 능 력, 공감능력, 감정이입능력, 소통능력을 향상시키는 사회정서학습 SEL(Social and Emotional Learning) 프로 그램의 연구 개발을 목표로 합니다.

STEAM은 ‘과학기술에 대한 학생의 흥미와 이해를 높이고 과학기술의 융합적 사고력(STEAM Literacy)과 실생활 문제 해결력을 배양하는 교육’이다. 특히, 과학(Science), 기술(Technology), 공학(Engineering), 예술 (Art), 수학(Mathematics) 원리를 기반으로 실생활에서 일어나는 문제를 학생 스스로 흥미를 갖고 해결할 수 있는 방법을 찾는 교육에 중점을 두고 있다. 본 교재는 이러한 STEAM 교육의 목적과 부합하도록 오토마타의 기계적 움직임과 예술적 표현의 폭넓은 이해를 바탕으로 수행되며, 이를 통해 학생 스스로가 공학의 원리를 체득 하게 합니다.

이를 위해 본 프로그램에서는 오토마타의 개념을 이해하고, 감정 및 상황이 이입시킬 수 있도록 오토마타의 움직임에 대하여 과학적, 기술적, 수학적으로 관찰하고 분석합니다. 그리고 분석한 오토마타들을 연계하여 하나의 작품으로 설계한 후 이야기를 이입시키는 활동을 합니다. 나의 이야기는 어렸을 때부터 현재까지의 상황을 표현하는 것입니다. 이는 과거 자신의 상황을 되돌아보고, 경험과 감정을 수용하는 시간이 됩니다. 또한 조원들과 공유하면서 상황에 따른 타인의 생각 과 나의 생각을 들어봄으로써 개개인이 가진 사고 체계에 따라 발생되는 감정이 서로 다름을 인지할 수 있습니다. 이렇 게 만들어진 오토마타에 이야기를 표현하는 활동을 통해 사회-감성적 배움(SEL)을 할 수 있습니다.

제안된 교육과정을 통해 학생들의 감성을 자극하고 새로운 생각을 유도하여 올바른 인성과 따뜻한 인간적 감성 그리고 타인과의 풍부한 교감 능력을 가진 인재로 성장하도록 유도합니다.

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프로그램 사용 방법

본 프로그램은 교사용과 학생용으로 나뉘어져 있습니다.

교사용은 학교 현장에서 선생님들께서 손쉽게 사용하실 수 있도록 최대한 자세하고 쉽게 안내하였습니다.

각 주제별로 앞쪽에 학교급별로 연계된 과목별 교육과정과 ‘차시별 활동 흐름’을 한눈에 알아보기 쉽도록 표로 제시하였습니다. 그리고 각 차시별로 교수․ 학습 과정안을 제시하여 수업 전체의 내용을 이해할 수 있도록 하 였습니다. 또한 과정안이나 수업 활동 내용에 tip 을 제시하여 수업 적용 시 주의할 점 등을 상세히 안내하 였습니다.

학생용은 고등학생들을 대상으로 하는 수업 대체용 교수․ 학습 자료라는 점을 고려하여 작성하였습니다.

학교의 사정에 따라 프로그램을 전체 또는 차시(부분) 등을 선택하여 활용할 수 있습니다.

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오토마타 업(UP)고 가기 － 나의 이야기로 풀어가는 오토마타 －

프로그램 사용 방법

본 프로그램은 교사용과 학생용으로 나뉘어져 있습니다.

교사용은 학교 현장에서 선생님들께서 손쉽게 사용하실 수 있도록 최대한 자세하고 쉽게 안내하였습니다.

각 주제별로 앞쪽에 학교급별로 연계된 과목별 교육과정과 ‘차시별 활동 흐름’을 한눈에 알아보기 쉽도록 표로 제시하였습니다. 그리고 각 차시별로 교수․ 학습 과정안을 제시하여 수업 전체의 내용을 이해할 수 있도록 하 였습니다. 또한 과정안이나 수업 활동 내용에 tip 을 제시하여 수업 적용 시 주의할 점 등을 상세히 안내하 였습니다.

학생용은 고등학생들을 대상으로 하는 수업 대체용 교수․ 학습 자료라는 점을 고려하여 작성하였습니다.

학교의 사정에 따라 프로그램을 전체 또는 차시(부분) 등을 선택하여 활용할 수 있습니다.

1 소통과 배려의 협력중심 학습

다른 학생들과의 긍정적 상호작용을 통해서 서로 아이디어를 공유하고 공동의 목표를 향해서 수행하는 등 학생들 간의 소통과 배려를 중시하는 교수․ 학습 방법으로 창의적 문제 해결 능력과 소통 능력이 향상 될 수 있다. 스토리텔링 수업, 하브루타 수업, 과제 분담 소집단 협동학습, 찬반논쟁 토의․ 토론 등이 해당 된다.

◎ 스토리텔링(storytelling) 수업의 특징과 절차

스토리텔링은 ‘이야기를 들려주는 활동, 이야기가 담화로 변화하는 과정’이라는 의미를 지니는데 학생들에게 학습할 언어 및 문화 자료를 이야기를 통해 제시하는 수업방식으로 이야기를 들려주는 것뿐만 아니라 이야기를 보다 효과적으로 전달하고 학생들이 쉽게 이해할 수 있도록 돕는 제반 활동을 포함한다.

◎ 하브루타 수업의 특징과 절차

하브루타는 보통 2명이 짝을 지어 함께 교육하는 것을 의미하는데 토론을 함께하는 짝이나 친구, 파트너 자체 를 일컫는 말에서 짝을 지어 질문하고 토론하는 교육 방법을 일컫는 말로 확대되었다. 질문 중심의 하브루타는 학생들이 본문을 읽고 질문을 만들어서 먼저 짝과 일대일 토론을 한 후 가정 좋은 질문을 뽑고, 뽑은 질문으로 모둠끼리 토론을 하고, 그 모둠에서 가정 좋은 질문을 뽑는다. 모둠에서 가장 좋은 질문을 하나 뽑아서 그 질문을 가지고 집중 토론을 한 다음에 그 내용을 정리, 발표하고 교사가 정리해 주는 수업이다. 그러나 하브루타 수업을 실제로 수행할 때는 내용의 특성에 따라 부분적으로 변형하여 사용하기도 한다.

2 학생이 체험하는 활동 중심 수업

학생들이 능동적으로 활동을 체험함으로써 즐거움을 느끼고 성취감을 얻을 수 있는 수업으로 실험․ 실습, 역할놀이 수업, 프로젝트 학습, 견학 수업 등이 해당된다.

◎ 역할놀이 수업의 특징과 절차

학습자의 학습 참여도를 높이기 위해 설계된 교수․ 학습 방법으로 학생들은 특수한 기능, 특수한 직위, 인문의 역할을 실제로 시연하면서 타인의 역할을 경험하게 되고 이를 통해 자신과 타인의 역할과 입장을 이해하는 데 도움을 주는 학습 방법이다.

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3 다양한 내용과 방법을 결합한 융 ․ 복합형 수업

융․ 복합적 사고력 신장을 위하여 학습 내용, 학습 매체, 학습 방법 등을 다양한 방식으로 융합하고자 시도하는 교수․ 학습 방법을 의미하며, On-line, Off-line, 인터넷 등 다양한 매체를 활용하는 플립 러닝, 다양한 학습 내 용을 융합하는 스팀 수업, 다양한 교수․ 학습방법을 결합하는 수업 등이 해당된다.

◎ 플립러닝(Flipped Learning)

플립러닝은 기존의 교육 방식을 뒤집어 집에서 교사가 제작한 강의를 듣고 학교에서는 교사 및 학생들과 토론 하면서 퀴즈, 프로젝트 활동 등을 통해 과제를 해결하는 교육 방식이다. 수업 전 활동에서는 교사가 학습자의 수 준을 고려하여 미리 학습할 수업 내용을 다양한 그림이나 동영상 등의 형식으로 제공한다. 학습자는 교사가 제공 한 강의에 대해 선수 학습을 한다. 본 수업에서는 학습자의 학습 주제에 대한 이해를 돕고 학습자 중심의 수업이 진행될 수 있도록 다양한 교수법을 적용한다.

◎ 스팀(STEAM) 수업의 특징과 절차

실생활과 관련 깊은 상황을 중심으로 학습자가 몰입하게 하여 기존에 배운 과학, 기술, 공학, 예술, 수학 등의 이론과 내용에 대한 통합적 이해를 바탕으로 프로젝트를 계획하고 조사와 탐구활동을 통해 흥미롭고 자기주도적 인 학습 과정을 진행하여 활동하는 창의적 설계 중심의 학습이다.

◎ 다양한 교수․ 학습 방법을 결합하는 수업

수업의 효과를 극대화하기 위하여 다양한 교수․ 학습 방법을 학습목표와 내용을 고려하여 적절하게 결합 하는 방법으로 예를 들면 실천적 문제중심학습과 하브루타 수업의 결합, 역할놀이와 협동학습의 결합, 문제 기반학습과 실험․ 실습 학습의 결합 등이 이에 속한다.

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3 다양한 내용과 방법을 결합한 융 ․ 복합형 수업

융․ 복합적 사고력 신장을 위하여 학습 내용, 학습 매체, 학습 방법 등을 다양한 방식으로 융합하고자 시도하는 교수․ 학습 방법을 의미하며, On-line, Off-line, 인터넷 등 다양한 매체를 활용하는 플립 러닝, 다양한 학습 내 용을 융합하는 스팀 수업, 다양한 교수․ 학습방법을 결합하는 수업 등이 해당된다.

◎ 플립러닝(Flipped Learning)

플립러닝은 기존의 교육 방식을 뒤집어 집에서 교사가 제작한 강의를 듣고 학교에서는 교사 및 학생들과 토론 하면서 퀴즈, 프로젝트 활동 등을 통해 과제를 해결하는 교육 방식이다. 수업 전 활동에서는 교사가 학습자의 수 준을 고려하여 미리 학습할 수업 내용을 다양한 그림이나 동영상 등의 형식으로 제공한다. 학습자는 교사가 제공 한 강의에 대해 선수 학습을 한다. 본 수업에서는 학습자의 학습 주제에 대한 이해를 돕고 학습자 중심의 수업이 진행될 수 있도록 다양한 교수법을 적용한다.

◎ 스팀(STEAM) 수업의 특징과 절차

실생활과 관련 깊은 상황을 중심으로 학습자가 몰입하게 하여 기존에 배운 과학, 기술, 공학, 예술, 수학 등의 이론과 내용에 대한 통합적 이해를 바탕으로 프로젝트를 계획하고 조사와 탐구활동을 통해 흥미롭고 자기주도적 인 학습 과정을 진행하여 활동하는 창의적 설계 중심의 학습이다.

◎ 다양한 교수․ 학습 방법을 결합하는 수업

수업의 효과를 극대화하기 위하여 다양한 교수․ 학습 방법을 학습목표와 내용을 고려하여 적절하게 결합 하는 방법으로 예를 들면 실천적 문제중심학습과 하브루타 수업의 결합, 역할놀이와 협동학습의 결합, 문제 기반학습과 실험․ 실습 학습의 결합 등이 이에 속한다.

4 자기주도적 탐구 중심 학습

학생들이 자기주도적으로 탐구하는 방법을 배우도록 초점을 두는 학습 방법으로 학생들이 학습하는 탐구 과정 을 통해 학습의 최종 결과를 스스로 발견하도록 한다. 문제 해결 학습, 문제 기반 학습 등이 여기에 해당된다.

◎ 문제 해결 학습의 특징과 절차

Dewey의 진보주의 교육철학을 구체화한 방법으로 학습자가 일상생활에서 부딪치는 문제를 스스로 해결해 가는 과정을 생활로 정의하고 이를 해결해 나가는 능력을 기르는 것을 목표로 한다. 학습자의 사고 과정을 중 시하고 문제를 해결할 수 있는 능력을 통합적으로 기르는 방법으로써 문제 상황이 제시되면 원인을 파악한 후 이에 대한 해결책을 학생 스스로 찾아가도록 하는 방법이다.

◎ 문제 기반 학습의 특징과 절차

복합적이고 실제적이며 유의미한 문제를 풀기 위해 학생이 스스로 다양한 해결 방법을 찾는 과정을 통해 구 체적인 교과 내용 지식과 문제 해결 능력을 학습하도록 수업 상황을 구조화한 교육적 접근이다. 학생들이 소그 룹 학습에 능동적으로 참여하여 협력적이며 자기주도적으로 해결책을 탐색, 실현 및 평가하는 활동 과정 중심 의 수업 방법이다.

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나의 이야기로 풀어가는 오토마타

주제 개요

인간은 오래전부터 인간이 가지고 있는 능력의 한계가 어디까지이며 개인의 능력에는 어떤 차이가 있고 또 어떻게 하 면 개인이 가지고 있는 능력을 최대한으로 발휘할 수 있을까에 대해 탐색해 왔습니다. 최근에 이르러 감성이 이성적인 결정이나 문제 해결 시 주요한 역할을 수행한다는 것이 밝혀짐으로써 이를 향상시키기 위한 다양한 연구가 진행되고 있 습니다. 본 과정은 감성 지능 중심 교육인 사회정서학습 SEL(Social and Emotional Learning)을 목표로 오토마타의 설 계 및 제작 과정을 통해 자기/타인 관찰능력, 메타인지능력, 감정조절능력, 공감능력, 감정이입능력, 소통능력을 향상시키 도록 합니다.

고등학교 프로그램인 ‘나의 이야기로 풀어가는 오토마타’에서는 오토마타에 대한 이해를 바탕으로 오토마타를 서로 연 계하여 하나의 오토마타 작품을 제작합니다. 단순한 동작들이 연결되어 하나의 동작으로 여러 개의 오토마타가 운동하는 모습에 일상생활에서의 상황이나 감정을 이입시켜 스토리를 구성하는 활동입니다. ‘나의 이야기’를 구성하기 위해 과거의 상황을 떠올려보고, 이야기를 함으로써 아쉬웠거나 후회되거나 속상했던 감정을 통해 성장할 수 있습니다. 또한 상황 및 감정들을 서로 공유하면서 개개인의 감정 차이를 이해하고, 소통함으로써 서로에 대해 이해하는 소중한 시간이 됩니다.

기존의 사회정서 학습 프로그램은 이론 위주의 획일적이면서 고전적 교육 방식이 주를 이루고 있습니다. 그리고 접근 하기 어려운 분야로 인식되어 타 과목과의 연계성이 부족한 실정입니다. 따라서 본 프로그램에서는 오토마타의 융합적 지식을 기반으로 스스로 생각하고 몸으로 익히는 교육을 추구합니다. 또한 미래 사회에서 주어진 문제에 대해 함께 생각 하고 공감하며 창의적으로 해결해나가는 데 중점을 두고 있습니다.

본 프로그램에서는 오토마타 기반 감성 중심 교육 활용으로 사회적이고 충분한 공감능력을 갖춘 미래지향적 창의인재 양성에 기여할 것입니다. 이와 같은 오토마타의 융합 과학 이론에 대한 교육을 타분야로 확장하고 자연스럽게 접근할 수 있는 방법을 제안함으로써 사회정서학습에 기여할 수 있기를 기대합니다.

나의 이야기로 풀어가는 오토마타

주제 개요

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나의 이야기로 풀어가는 오토마타

주제 개요

차시

구분 내용 목표 과정 목표

1차시

∙오토마타의 종류에 따른 움직임에 대해 설명할 수 있다.

∙오토마타의 움직임을 과학적, 수학적, 기계적인 운동으 로 표현할 수 있다.

∙오토마타를 이해하고, 상황 및 감정을 표현할 수 있다.

∙문제 상황을 정확하게 이해하여 해결할 문제가 무엇인 지 정확하게 인식할 수 있다.

∙상황 및 감정을 오토마타와 연계시켜 표현할 수 있다.

∙오토마타로 사람들의 감정이나 상황, 이야기를 구성할 수 있다는 것을 인지할 수 있다.

2차시

~ 3차시

∙나의 특성을 탐색해보고, 나의 이야기를 작성할 수 있 다.

∙모둠의 이야기를 오토마타로 구현할 수 있다.

∙이야기를 모든 친구들에게 발표하면서 서로의 감정 및 상황들을 이해할 수 있다.

∙모둠원들과 나의 이야기를 공유하면서 서로의 감정에 대해 간접적으로 이해할 수 있다.

∙이야기를 공유하면서 자신감을 찾고, 나는 소중하다는 것을 인지할 수 있다.

∙주어진 문제에 대한 창의적 해결을 통해 문제 해결 능 력을 기를 수 있다.

∙모둠원과 하나의 목표로 협업하여 소통 능력을 기를 수 있다.

STEAM 프로그램 목표

▴나의 이야기로 풀어가는 오토마타 차시 구성 흐름 오토마타 업(UP)고 가기 － 나의 이야기로 풀어가는 오토마타 －

나의 이야기로 풀어가는 오토마타

주제 개요

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과목 주요 학습 내용 통합

과학

∙중력에 작용에 의한 역학적 시스템으로 오토마타를 설명하기

∙마찰력에 의해 움직이는 오토마타의 매커니즘 탐구하기

∙역학적 에너지 보존 법칙에 대해 이해하고, 오토마타의 매커니즘 탐구하기 과학

탐구실험 ∙오토마타 움직임에 대한 과학적 원리 탐색하기

물리

∙물체의 운동 사례에 따른 속력의 변화와 운동 방향의 변화 관찰하기

∙알짜힘과 돌림힘의 관계를 정량적으로 파악하기

& 기술

․ 가정

∙캠, 크랭크, 기어, 벨트와 벨트풀리 등 기계요소 이해하기

∙캠, 크랭크, 기어, 벨트와 벨트풀리의 작동 원리를 활용하여 문제 해결하기

∙기술 혁신을 위한 창의 공학 설계를 이해하기

생활과

윤리 ∙다양한 갈등의 양상을 제시하고, 바람직한 소통 행위에 대해 설명하고, 일상생활에서 실천하기

국어

∙개인이나 집단에 따라 듣기와 말하기의 방법이 다양함을 이해하기

∙상황과 대상에 맞게 언어 예절을 갖추기

∙의사 소통 과정을 점검하고 조정하며 듣고 말하기

∙언어 공동체의 담화 관습을 성찰하고 바람직한 의사소통 문화 발전시키기

∙자신의 경험과 성찰을 담아 정서를 표현하는 글을 작성하기

미술

∙자신의 내면 세계를 인식하고 외부 세계와 조화를 이룰 수 있는 방안하기

∙다양한 발상 방법을 활용하여 새로운 주제 탐색하기

∙조형 요소와 원리를 다양하게 응용하여 창의적으로 표현하기 미술

창작

∙자신의 내면에 대한 느낌과 생각을 표현 주제로 구체화하기

∙표현 주제에 적절한 오토마타로 표현하고, 적절한 소재 탐색하기

∙조형 요소와 원리를 효과적으로 활용하여 주제를 창의적으로 표현하기 심리학 ∙나, 자아 존중감 및 자아 정체감의 발달 특성을 이해하기

∙성격과 자아 정체성의 역할과 개인차를 이해하기 보건 ∙자아 존중감과 회복 탄력성의 관계, 실천 방안 제시하기

∙불안, 우울 등의 감정을 유발하는 요인 탐색하기 진로와

직업

∙자신의 특성을 이해하고, 긍정적 자아 정체감 형성하기

∙자신의 강점을 발전시키고, 약점을 보완하는 방법을 찾아보기

∙상황에 맞는 의사소통 방법을 알고 활용하기

수학 ∙다항식, 방정식과 부등식 등의 원리를 이해하고 오토마타 기어 비 계산하기

∙도형의 이동을 통해 오토마타의 움직임 이해하기

STEAM 관련 교과목

2015개정 교육과정에서 진로 선택을 강조하고 있는 만큼, 전 과목이 진로와 관련이 있다고 할 수 있습니다. ‘나의 이 야기로 풀어보는 오토마타’ 프로그램은 다음에 제시된 모든 과목에서 진로 관련 내용을 기반으로 하여 융합 프로그램을 적용할 수 있습니다. 이에 S.T.E.A.M 요소에 따라 관련 과목을 모두 제시하였으니 참고해 주시기 바랍니다.

나의 이야기로 풀어가는 오토마타

주제 개요

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과목 주요 학습 내용

통합 과학

∙중력에 작용에 의한 역학적 시스템으로 오토마타를 설명하기

∙역학적 에너지 보존 법칙에 대해 이해하고, 오토마타의 매커니즘 탐구하기 과학

탐구실험 ∙오토마타 움직임에 대한 과학적 원리 탐색하기

물리

∙물체의 운동 사례에 따른 속력의 변화와 운동 방향의 변화 관찰하기

∙알짜힘과 돌림힘의 관계를 정량적으로 파악하기

& 기술

․ 가정

∙캠, 크랭크, 기어, 벨트와 벨트풀리 등 기계요소 이해하기

∙캠, 크랭크, 기어, 벨트와 벨트풀리의 작동 원리를 활용하여 문제 해결하기

∙기술 혁신을 위한 창의 공학 설계를 이해하기

생활과

윤리 ∙다양한 갈등의 양상을 제시하고, 바람직한 소통 행위에 대해 설명하고, 일상생활에서 실천하기

국어

∙개인이나 집단에 따라 듣기와 말하기의 방법이 다양함을 이해하기

∙상황과 대상에 맞게 언어 예절을 갖추기

∙의사 소통 과정을 점검하고 조정하며 듣고 말하기

∙언어 공동체의 담화 관습을 성찰하고 바람직한 의사소통 문화 발전시키기

∙자신의 경험과 성찰을 담아 정서를 표현하는 글을 작성하기

미술

∙자신의 내면 세계를 인식하고 외부 세계와 조화를 이룰 수 있는 방안하기

∙다양한 발상 방법을 활용하여 새로운 주제 탐색하기

∙조형 요소와 원리를 다양하게 응용하여 창의적으로 표현하기 미술

창작

∙자신의 내면에 대한 느낌과 생각을 표현 주제로 구체화하기

∙표현 주제에 적절한 오토마타로 표현하고, 적절한 소재 탐색하기

∙조형 요소와 원리를 효과적으로 활용하여 주제를 창의적으로 표현하기 심리학 ∙나, 자아 존중감 및 자아 정체감의 발달 특성을 이해하기

∙성격과 자아 정체성의 역할과 개인차를 이해하기 보건 ∙자아 존중감과 회복 탄력성의 관계, 실천 방안 제시하기

∙불안, 우울 등의 감정을 유발하는 요인 탐색하기 진로와

직업

∙자신의 특성을 이해하고, 긍정적 자아 정체감 형성하기

∙자신의 강점을 발전시키고, 약점을 보완하는 방법을 찾아보기

∙상황에 맞는 의사소통 방법을 알고 활용하기

수학 ∙다항식, 방정식과 부등식 등의 원리를 이해하고 오토마타 기어 비 계산하기

∙도형의 이동을 통해 오토마타의 움직임 이해하기

STEAM 관련 교과목

2015개정 교육과정에서 진로 선택을 강조하고 있는 만큼, 전 과목이 진로와 관련이 있다고 할 수 있습니다. ‘나의 이 야기로 풀어보는 오토마타’ 프로그램은 다음에 제시된 모든 과목에서 진로 관련 내용을 기반으로 하여 융합 프로그램을 적용할 수 있습니다. 이에 S.T.E.A.M 요소에 따라 관련 과목을 모두 제시하였으니 참고해 주시기 바랍니다.

융합인재교육(STEAM) 학습 준거

본 프로그램은 오토마타의 개념을 이해하고, 오토마타의 움직임을 과학적, 기술적, 수학적인 운동으로 관찰하고 분석 한다. 관찰한 오토마타를 활용하여 하나의 오토마타를 설계하고, 이에 이야기를 이입시켜 표현하는 활동을 한다. 이야기 를 구성하는 과정에서 자신의 과거를 떠올려보고, 경험과 감정을 수용할 수 있다. 또한 모둠원들과 공유하고 피드백을 받음으로써 개개인이 가진 사고 체계에 따라 발생되는 감정이 달라질 수 있음을 인지할 수 있다. STEAM 준거에 따른 차시별 활동은 다음과 같다.

1. 상황 제시

1차시 – 플립 러닝으로 학습한 오토마타의 정의를 확인하고, 오토마타를 이용하여 제작한 인형이나 기계 등의 동영상 을 감상함으로써 오토마타에 대한 흥미도를 높여 학생들의 수업 참여도를 높인다.

2차시 – 편안한 분위기로 활동을 하기 위해 ‘나는 누구일까?’를 동물 또는 사물 등을 이용하여 나를 간단하게 표현하 는 활동을 진행한다. 또한 자신의 장점과 단점을 작성함으로써 나의 특성을 알아보는 활동을 한다.

3차시 – 오토마타가 연결되어 하나의 운동으로 다양한 움직임(운동)을 하는 오토마타 동영상을 감상한다. 단순한 동 작들이 연결되어 하나의 스토리가 되며, 오토마타를 이용하여 일상생활에서의 상황이나 감정을 표현할 수 있다는 것을 이해하고 나의 이야기를 표현할 수 있도록 한다.

2. 창의적 설계

1차시 – 오토마타 종류에 따른 기구부의 움직임을 관찰하고, 이를 과학적, 기계적, 수학적 운동으로 분석하여 표현한 다. 다양한 오토마타(캠, 크랭크, 기어, 풀리 등)의 움직임을 관찰한 후 일상생활에서의 상황을 연계하여 설명하고, 기록 한다.

2, 3차시 – ‘나의 이야기’를 작성하기 위해 시기별로 기억에 남아있는 상황을 작성하고, 상황에 따라 그 당시의 감정을 기록하고 이유를 작성한다. 작성한 이야기를 기반으로 오토마타의 움직임과의 연관관계를 찾아본다. 과학적, 기계적, 수 학적 운동과 감정의 연계를 어떻게 할 것인가에 대해 고민한다. 여러 개의 오토마타를 연계하여 설계하고, 공학적으로 표현한 후 그림을 활용하여 모둠의 이야기를 표현한다.

3. 감성적 체험

1차시 – 모둠별로 관찰한 오토마타 움직임, 상황, 감정들을 정리하여 학우들과 함께 공유한다. 오토마타 움직임에 따 른 상황, 감정들을 공유하고, 유사점과 차이점을 이야기하며 소통하는 시간을 가진다.

2, 3차시 - ‘나의 이야기’를 오토마타로 표현하고 발표하면서 과거의 상황에 대해 이야기를 함으로써 아쉬웠거나 후 회되거나 속상한 감정을 떠올리면서 현재보다 더욱 성장할 수 있다. 또한, 상황 및 감정들을 공유하면서 서로에 대해 보 다 자세하게 이해하고, 소통함으로써 자신을 더욱 발전시킬 수 있을 것이다.

나의 이야기로 풀어가는 오토마타

주제 개요

(13)

프로그램명 나의 이야기로 풀어가는 오토마타 학교급 고등학교

차시대체형 차시 총 3차시

자유학기 관련 활동

오토마타의 움직임을 이해하고, 일상 생활에서 상황 또는 감정을 이야기할 수 있다.

나의 이야기를 작성하고 공유하면서 일상을 되돌아보고, 서로의 감정에 대해 공감할 수 있다.

대화를 통해 개인이 가진 사고 체계에 따라 발생되는 감정이 달라질 수 있음을 이해할 수 있다. 나의 이야기를 오토마타의 움직임으로 연계하여 발표할 수 있다.

관련 교과 통합과학, 과학탐구실험, 물리, 수학, 기술․가정, 생활과 윤리, 국어, 미술과 창작, 심리학, 보건, 진로와 직업

2015 개정 교육과정 연계

통합 과학

(내용요소) 물체의 운동과 에너지 (성취기준) [10통과03-01]

과학 탐구 실험

(내용요소) 과학적 원리 탐구 (성취기준) [10탐구01-03]

물리 (내용요소) 여러 가지 물체의 운동 사례를 찾아 속력의 변화 및 운동 방향의 변화, 돌림힘과 기어 (성취기준) [12물리I01-01], [12물리II01-02]

수학 (내용요소) 다항식, 평행이동, 대칭이동

(성취기준) [10수학01-01], [10수학02-08], [10수학02-09]

기술· 가정

(내용요소) 창의공학 설계 이해 및 제품 구상 (성취기준) [12기가05-04]

생활과 윤리

(내용요소) 사회에서 일어나는 다양한 갈등의 양상을 제시, 바람직한 소통 행위를 위한 담론윤리 의 관점에서 설명하고 일상 생활에 실천

(성취기준) [12생윤06-01]

국어

(내용요소) [듣기, 말하기] 듣기와 말하기 활동의 다양함, 언어 예절, 의사소통, 바람직한 의사소 통 문화, [쓰기] 자신의 경험과 성찰을 담아 정서를 표현하는 글

(성취기준) [10국01-01], [10국01-02], [10국01-05], [1국01-06], [10국03-03]

미술 (내용요소) 자신의 내면세계 인식과 조화, 다양한 발상 방법, 조형요소와 원리로 창의적 표현 (성취기준) [12미01-01], [12미02-01], [12미02-02]

미술과 (내용요소) 자신의 내면 표현, 표현 소재 탐색, 조형 요소와 원리로 창의적 표현

STEAM 프로그램 구성 계획

1. STEAM 단계별 학습 내용

단계 주요 학습 내용

상황제시 ∙상황 및 감정을 사물을 통해 나타내기

∙나의 이야기를 오토마타로 풀어보기

창의적 설계

∙오토마타의 움직임을 파악하고, 상황 및 감정과 연계하기

∙상황 및 감정을 오토마타의 움직임과 간단한 그림을 활용하여 표현하기

∙이야기를 구성하고, 오토마타의 움직임과 함께 동영상 제작하기 성공의 경험

∙설계한 대로 오토마타를 연계하여 모둠의 이야기 발표하기

∙모둠별로 주제에 따라 토의를 진행하고 발표 자료를 제작하고 발표하기

∙모둠별 발표를 통해서 서로의 이야기를 공유하며 삶의 의미 및 자기 자신에 대해 이해하기

2. STEAM 차시별 학습 내용 고등학교용

STEAM

나의 이야기로 풀어가는 오토마타

주제 개요

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프로그램명 나의 이야기로 풀어가는 오토마타 학교급 고등학교

차시대체형 차시 총 3차시

자유학기 관련 활동

오토마타의 움직임을 이해하고, 일상 생활에서 상황 또는 감정을 이야기할 수 있다.

나의 이야기를 작성하고 공유하면서 일상을 되돌아보고, 서로의 감정에 대해 공감할 수 있다.

대화를 통해 개인이 가진 사고 체계에 따라 발생되는 감정이 달라질 수 있음을 이해할 수 있다. 나의 이야기를 오토마타의 움직임으로 연계하여 발표할 수 있다.

관련 교과 통합과학, 과학탐구실험, 물리, 수학, 기술․가정, 생활과 윤리, 국어, 미술과 창작, 심리학, 보건, 진로와 직업

2015 개정 교육과정 연계

통합 과학

(내용요소) 물체의 운동과 에너지 (성취기준) [10통과03-01]

과학 탐구 실험

(내용요소) 과학적 원리 탐구 (성취기준) [10탐구01-03]

물리 (내용요소) 여러 가지 물체의 운동 사례를 찾아 속력의 변화 및 운동 방향의 변화, 돌림힘과 기어 (성취기준) [12물리I01-01], [12물리II01-02]

수학 (내용요소) 다항식, 평행이동, 대칭이동

(성취기준) [10수학01-01], [10수학02-08], [10수학02-09]

기술· 가정

(내용요소) 창의공학 설계 이해 및 제품 구상 (성취기준) [12기가05-04]

생활과 윤리

(내용요소) 사회에서 일어나는 다양한 갈등의 양상을 제시, 바람직한 소통 행위를 위한 담론윤리 의 관점에서 설명하고 일상 생활에 실천

(성취기준) [12생윤06-01]

국어

(내용요소) [듣기, 말하기] 듣기와 말하기 활동의 다양함, 언어 예절, 의사소통, 바람직한 의사소 통 문화, [쓰기] 자신의 경험과 성찰을 담아 정서를 표현하는 글

(성취기준) [10국01-01], [10국01-02], [10국01-05], [1국01-06], [10국03-03]

미술 (내용요소) 자신의 내면세계 인식과 조화, 다양한 발상 방법, 조형요소와 원리로 창의적 표현 (성취기준) [12미01-01], [12미02-01], [12미02-02]

미술과 (내용요소) 자신의 내면 표현, 표현 소재 탐색, 조형 요소와 원리로 창의적 표현

STEAM 프로그램 구성 계획

1. STEAM 단계별 학습 내용

단계 주요 학습 내용

상황제시 ∙상황 및 감정을 사물을 통해 나타내기

∙나의 이야기를 오토마타로 풀어보기

창의적 설계

∙오토마타의 움직임을 파악하고, 상황 및 감정과 연계하기

∙상황 및 감정을 오토마타의 움직임과 간단한 그림을 활용하여 표현하기

∙이야기를 구성하고, 오토마타의 움직임과 함께 동영상 제작하기 성공의 경험

∙설계한 대로 오토마타를 연계하여 모둠의 이야기 발표하기

∙모둠별로 주제에 따라 토의를 진행하고 발표 자료를 제작하고 발표하기

∙모둠별 발표를 통해서 서로의 이야기를 공유하며 삶의 의미 및 자기 자신에 대해 이해하기

2. STEAM 차시별 학습 내용

창작 (성취기준) [12미창01-02], [12미창01-03], [12미창02-01]

심리학 (내용요소) 나, 자아 존중감 및 자아 정체감의 발달 특성, 성격과 자아 정체성의 역할과 개인차 이해 (성취기준) [12심리02-07], [12심리02-08]

보건 (내용요소) 자아존중감, 회복 탄력성 증진, 개인 사회적 대처 방안 (성취기준)[ 12보06-01]. [12보06-02]

진로와 직업

(내용요소) 나의 트성 이해 및 긍정적 자아 정체감, 자신의 장점을 발전시키고 약점을 보완하는 방법을 찾을 수 있음. 상황에 맞는 의사소통 방법을 알고 활용함.

(성취기준)[12진로01-01], [12진로01-02], [12진로01-04]

차시 주요 학습 내용 STEAM 요소

1차시

∙플립러닝으로 학습한 오토마타 내용을 정리하고 움직임을 분석한다.

∙오토마타를 선택한 후 움직임을 과학적, 기계적, 수학적 운동으로 표현한다.

∙선택한 오토마타의 움직임으로 표현할 수 있는 상황과 감정을 연계한다.

∙선택한 오토마타와 오토마타의 움직임, 표현할 수 있는 상황 또는 감정을 모듬별로 발표한다.

2차시

∙나의 특성을 파악하기 위해 ‘나는 누구인가?’에 대해 작성한다.

∙어렸을 때부터 지금까지 성장하면서 발생했던 이야기를 작성한다.

∙작성한 나의 이야기를 모둠원들과 공유하고, 피드백을 주고 받는다.

∙공유한 이야기 중에서 인상깊었던 내용들을 선택하여 모둠의 이야기를 만들고 오토 마타와 연계한다.

3차시

∙모둠의 이야기를 표현할 수 있는 오토마타를 결정하고, 이야기 표현을 위한 그림에 대해 토론한다.

∙모둠별로 역할을 분담하여 오토마타로 표현할 이미지를 그리고, 오토마타를 연계한다.

∙나의 이야기와 오토마타의 운동을 연계하여 이야기를 완성한다.

평가 계획

▪평가는 교사에 의한 평가와 학생에 의한 평가로 나눠진다.

▪관찰 평가는 1차시, 2차시, 3차시에 걸쳐 상황 제시, 창의적 설 계, 감성적 체험 수업 중에 수행하는 활동을 담당 교과 선생님께 서 지속적으로 관찰하며, 포트폴리오 평가는 프로그램의 학생 활동지가 곧 포트폴리오를 대신할 수 있으므로 작성한 학생활동 지를 제출하면 되고, 발표 자료에 대한 평가도 포트폴리오 평가 에 포함되어 있으므로 발표 자료 URL도 함께 제출해야 한다.

▪자기평가와 동료평가는 주어진 평가표를 통해 평가를 하게 되 는데, 평가를 할 때에는 객관적인 평가가 이루어져야 한다.

평가를 위해 학생들이 제출하는 것은 다음과 같다.

1. 학생 활동지

2. 학생 작품(모둠의 이야기 동영상 파 일 또는 URL)

교사에 의한 평가 학생에 의한 평가

관찰평가 포트폴리오 평가

학생 작품

평가 자기평가 동료평가

나의 이야기로 풀어가는 오토마타

주제 개요

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평가 단계

평가 영역

평가 척도

상 중 하

상황 제시

문제 정의의 구체화

이번 수업에서 해결해야 할 문 제에 대해 정확하게 이해하고 구체화함.

해결해야 할 문제에 대해 이해

도가 다소 부족함. 해결해야 할 문제가 미흡함. 관계형성 능력

모둠 구성을 하고 모둠 내 역할 분담을 하면서 모둠 구성에 적 극적으로 동참함.

역할 분담 및 모둠 구성에 다소 소극적임.

역할 분담 및 모둠 구성에 매우 소극적임.

창의적 설계

주제와의 적합성

설계된 내용이 주제를 정확하 게 포함하고 있음.

설계된 내용이 주제를 포함하나 일부 내용이 누락됨.

설계된 내용이 주제를 일부 포 함함.

설계의 구체성 및

정확성

오토마타의 움직임을 정확하게 이해하고 있으며 자신의 이야 기를 구체적으로 표현하였음.

오토마타의 특성을 모두 파악 하고 있어 오토마타 연계 동작 이 자연스럽게 표현됨.

오토마타의 움직임을 관찰하고, 자신의 이야기로 표현하였음. 오 토마타 중 일부의 특성만 파악 하고 있어, 오토마타 연계 동작 이 다소 부족함이 있음.

오토마타의 움직임을 관찰하고, 자신의 이야기로 표현하는데 미 흡함. 또한 오토마타의 특성을 파악이 부족하여 오토마타 연계 동작이 부자연스러움.

감성적 체험

집중과 끈기 과제에 대한 집중력이 높고 과 제를 끈기 있게 해결하려함.

과제에 대한 집중력이 낮거나 과 제를 끈기 있게 해결하지 않음.

과제에 대한 집중력이 낮고, 과 제를 끈기 있게 해결하지 않음. 협력 학습

제작 과정과 토의 과정 등 감성 적 체험 전 과정에서 역할 분담 을 하여 협력하고 있음.

제작 과정과 토의 과정 등 감성 적 체험 전 과정 중 일부분에서 협력이 원활하지 않아 문제가 있었으나 해결함.

제작 과정과 토의 과정 등 감성 적 체험 과정에서 협력하지 못 해 계속적인 갈등상황에 놓여있 었으며 해결하지 못함.

흥미와 참여도

새로운 내용을 배우고 싶어 하 며 도전 과제 해결을 위해 적극 적으로 참여함.

새로운 내용을 배우는 것에 흥 미가 별로 없거나 도전 과제 해 결을 위해 소극적으로 참여함.

새로운 내용을 배우는 것에 흥 미가 별로 없고 도전 과제 해결 을 위해 소극적으로 참여함.

1. 교사에 의한 평가 가. 관찰 평가

나. 학생 작품 평가 평가

영역

평가 척도

상 중 하

모둠의 이야기

모둠의 이야기가 4개 이상 표현되어 있으며, 도안이나 그림이 잘 표현되어 있음.

모둠의 이야기가 3개 이상 표현되어 있으며, 도안이나 그림으로 잘 표현 되지 않은 부분이 일부 있음.

모둠의 이야기가 2개 이하로 표현되어 있으며, 도안이나 그림으로 표현이 미 흡함.

동영상 완성도

오토마타의 연결 및 구동이 잘 표현되어 있으며, 나의 이 야기를 오토마타로 잘 표현함.

오토마타의 연결 및 구동을 잘 표현 하였으나, 나의 이야기를 오토마타 로 일부만 표현함.

오토마타의 연결 및 구동이 미흡하며, 나의 이야기를 오토마타로 표현하는데 미흡함.

동영상 독창성

동영상을 매우 독창적으로 표현함.

동영상을 독창적으로 표현한 부분이 일부 있음.

동영상을 독창적으로 표현하기 보다 일상적으로 표현하였음.

동영상 내용

나의 이야기를 표현함에 있 어 오토마타의 구동부의 움 직임과 연계하여 시나리오를 작성하고, 나레이션으로 표 현이 잘 되어 있음.

나의 이야기를 표현함에 있어 오토 마타의 구동부의 움직임과 연결하여 시나리오를 작성하였으나, 나레이 션으로 표현이 일부 부족함.

나의 이야기를 표현함에 있어 오토마 타의 구동부의 움직임과 연계하여 시 나리오를 작성하는데 미흡하고, 나레 이션으로 표현이 미흡함.