2018 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서
2018.10.30
금광초등학교
【 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】
과 제 개 요
과제명 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영
STEAM 프로그램
구분
프로그램명 드론을 통한 과학적 사고력 및 인문학적 상상력 키우기 학교급 초등학
교 대상 학년(군) 5-6학년군
중심과목 과학 중심과목
성취기준 영역 [초등학교 5-6학년군] (7) 물체의 운동
연계과목 수학 사회 실과 미술
연계과목 성취기준 영역
[초등학교 5-6학년군] 수학 (5) 자료와 가능성 [초등학교 5-6학년군] 사회 (6) 우리나라의 경제 발전 [초등학교 5-6학년군] 실과 (5) 기술 활용 [초등학교 5-6학년군] 미술 (2) 표현
연구기간 2018.4. . ~ 2018.11.23.
연 구 비 일금사백만원(￦4,000,000)
참여연구원 5명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 4명) 연구 수행자에 관한 사항
구분 소속 학교명 담당과목 직위 성명
연구책임자 금광초등학교 초등 교사 송현석
공동연구원 마전초등학교 초등 교사 김태현
공동연구원 죽산초등학교 초등 교사 권세영
공동연구원 서운초등학교 초등 교사 손성건
공동연구원 방초초등학교 초등 교사 유영빈
2018년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 융합인재교육(STEAM) 교사연구회를 운영한 중간 결과로써 본 보고서를 제출합니다.
2018년 10월 30일
연구책임자 : 송 현 석 (인)
한국과학창의재단 이사장 귀하
“이 보고서는 2018년도 정부의 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”
목 차
1. 요약문··· 1
2. 서론··· 1
3. 연구 수행 내용 및 결과··· 1
가. 연구 수행 내용 ··· 1
나. 연구 수행 결과 ··· 1
1) STEAM 프로그램 구분 ··· 1
2) ··· 1
4. 결론 및 제언 ··· 2
5. 참고문헌··· 2
[부록1]STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물···
3~56
1. 요약문
하늘을 나는 생물을 통한 생체모방기술, 드론에 들어있는 비행의 원리와 미래의 드론 디자인하기, 드론 만들고 날리기, 다른 형태의 드론 살펴보기, 드론과 관련된 주제로 토론하기에 이르는 일련의 과 정을 거쳐 학생들은 단순히 흥미 있는 객체로서의 ‘드론’이 아닌 일상생활 맥락 속에 존재하게 된 ‘드 론’과 마주하게 될 것이다. 학생들은 하나의 기술이 일상생활에 적용되기까지의 과정을 탐구하고, 그 기 술이 일상에 활용될 때 야기될 수 있는 윤리적인 문제에 대한 가치 판단을 해봄으로써 단순히 과학적인 지식을 익히는 것뿐만 아니라 과학을 대하는 태도에 대한 문제 또한 중요하다는 사실을 알게 될 것이다.
2. 서론
◦개발된 STEAM 교사연구회 프로그램 개선을 통하여 교육활동 적용에의 접근성을 높이는데 기여한다.
◦융합인재교육(STEAM) 교사연구회 주체 및 학생의 요구 및 반영사항을 충족시킬 수 있는 제반 환 경 여건을 조성한다.
◦융합인재교육(STEAM) 교사연구회의 지속적인 소질 계발 기회 부여 및 운영 전문성 신장을 위해 효율 적인 프로그램 등을 신규 개발하여 프로그램 수여자의 미래 핵심역량을 신장시키는데 그 목적이 있다.
3. 연구 수행 내용
기존 프로그램 개선 및 드론을 활용한 신규 프로그램의 바람직한 연구를 위한 방안에 대해서는,
첫째, STEAM 프로그램의 중심은 학생과 현장이 되어야 한다. 학생이 중심이 된 프로그램을 고안해야 하며, 그 프로그램은 현장 적합성과 수요에 부합하여야 한다. 현장 필요성에서 동떨어지거나, 학생이 중 심이 아닌 교사와 행정 편의가 중심이 된 프로그램은 일반화 가능성을 상실하고 외면받기 쉽다.
둘째, 학교의 물리적 환경을 고려한 수업 환경 조성보다는 수요자를 고려한 선택적 교육과정 운영으 로 변환해야 한다. 학생들의 개별 수준과 흥미도를 고려하여야 하며, 획일적인 교육과정을 도입하는 것 보다는 학생들의 입장이 되어 집중형, 혹은 선택한 교육과정을 마련하여야 한다.
셋째, 교육과정 재구성을 통한 유의미한 학습 자료 및 학습 시기, 배움 중심 수업을 위한 교수 학습 지도안 등을 마련하여야 한다.
넷째, 지역 및 단위 교사연구회 간 연구회 내 교사 간 네트워크를 조직하여 개별 교사들이 가지고 있 는 유의미한 교수, 학습 자료 및 아이디어를 교환할 수 있는 장을 마련한다.
STEAM 프로그램
구분
프로그램명 드론을 통한 과학적 사고력 및 인문학적 상상력 키우기
학교급 초등학교 대상 학년(군) 5-6학년군
중심과목 과학 중심과목
성취기준 영역 [초등학교 5-6학년군] (7) 물체의 운동
연계과목 수학 사회 실과 미술
연계과목 성취기준 영역
[초등학교 5-6학년군] 수학 (5) 자료와 가능성 [초등학교 5-6학년군] 사회 (6) 우리나라의 경제 발전 [초등학교 5-6학년군] 실과 (5) 기술 활용 [초등학교 5-6학년군] 미술 (2) 표현
개발계획
주제 연번 차시
(시수) 과목 연계(안)
1 3 과학(2) + 실과(1)
2 3 과학(2) + 사회(1)
3 3 과학(2) + 실과(1)
4 3 과학(2) + 미술(1)
5 4 과학(2) + 실과(1) + 미술(1) 적용결과 2018.10.30.일 기준 16차시 중 16차시 현장 적용 완료
4. 연구 수행 결과
구분 수행 결과
교수학습지도안 개발 차시 총 16차시
수업 적용 일정 2018. 9. 1. ~ 2018. 10. 31.
(STEAM 수업)수혜학생 수 금광초 외 4교 96명 학생 태도검사 사전검사 5월 30일, 5개 학급(96명) 실시 완료
사후검사 10월 10일, 5개 학급(96명) 실시 완료
학생 및 교사 만족도조사 10월 24일
교사연구회 STEAM 행사 개최 해당 없음
논문 또는 학술대회 해당 없음
특허출원(국외, 국내) 해당 없음
5. 결론 및 제언
◦기존 STEAM 프로그램 개선을 통한 양질의 STEAM 교육 자료 계발 및 보급
◦새로운 IT 기술을 활용한 신규 프로그램 계발을 통하여 학생들의 미래 핵심역량 신장 및 소질 계발에 기여
◦기존 및 신규 프로그램 계발 및 단위학교로의 보급을 통한 양질의 STEAM 교육 프로그램의 일반화 가능성 신장
[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물
드론을 통한 과학적 사고력 및 인문학적 상상력 키우기
1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정
연번 차시 (중심과목)
2015 개정 교육과정 성취기준
(연계과목) 성취기준 영역 1 1~3/16 [6 과 07-01] 일상생활에서 물체의 운동을 관찰하여 속력을 정성적으로 비교할
수 있다.
[초등학교 5-6학년군] 실과 (5) 기술 활용
2 4~6/16
[6과07-03 과학] 일상생활에서 속력과 관련된 안전 사항과 안전장치의 예를 찾아 발표 할 수 있다.
<탐구 활동> 속력과 관련된 드론안전 수칙 조사하기
[사회] 우리 지역과 다른 지역의 물자 교환 및 교류 사례를 조사하여, 지역 간 경제활 동이 밀접하게 관련되어 있음을 탐구한다.
[초등학교 3~6 학 년]
(바) 우리나라 경 제의 발전
3 7~9/16
[6 과 07-02] 일상생활에서 물체의 운동을 관찰하여 속력을 정성적으로 비교할 수 있다.
[6 과 07-03] 일상생활에서 속력과 관련된 안전 사항과 안전장치의 예를 찾아 발표할 수 있다.
[초등학교 5~6 학 년] 실과 (5) 기술 활용
4 10~12/17 과학
[6 과 07-01] 일상생활에서 물체의 운동을 관찰하여 속력을 정성적으로 비교할 수 있다.
미술
[초등학교 5-6학 년군] (2) 표현
5 13~16/16 [6 과 07-01] 일상생활에서 물체의 운동을 관찰하여 속력을 정성적으로 비교할 수 있다.
[초등학교 5~6 학 년] (5) 기술 활용 미술
[초등학교 5-6학 년군] (2) 표현
1-1. 교육과정 재구성표
2. STEAM 프로그램 총괄표(총 16차시)
차시 주요내용
1~3 /16
주제(단원)명 생체모방기술로 비행의 원리 알아보기
- 생체모방기술이 인간에게 미친 영향을 이해하기(Co 상황 제시) - 드론의 용어정의, 역사, 미래에 대해 알아보기(CD 창의적 설계) - 드론의 비행 원리를 이해하기(ET 감성적 체험)
4~6 /16
주제(단원)명 우리 생활 속에 필요한 안전한 드론 개발하고 경제교류 사례 알아보기 - 드론에 관한 안전수칙을 알아보기
- 안전한 드론 개발해 보기
- 드론으로 변화하는 우리나라 경제구조 7~9
/16
주제(단원)명 Safe Drone Enjoy Speed! - 안전한 드론을 제작하여 장애물 피하기 경주하기
※ 최근 제작되고 있는 센서, 충격방지 기술 및 교통사고 시 충돌의 충격을 흡수할 수 있는
장치들에 대해 알아보고 이를 수업 주제인 안전한 드론만들기와 연계시켜 학생들이 자신들이 조사하고 알아본 안전 기술을 바탕으로 기존 드론에 안전장치를 만들어보는 활동을 고안하였다. 이를 통해 과학적 상상력을 바탕으로 한 미래 항공 기술력을 창조해볼 수 있기를 기대하였으며 스스로 제작한 장치를 부착한 드론으로 여러 가지 미션을 수행함으로써 속력의 뜻과 개념을 이해하며 생활 속에서 협력적 문제해결력을 기를 수 있도록 하였다.
※ 주요 활동 내용 : ①안전한 드론 제작하기 ②모둠 드론 경주를 활용한 속도의 뜻과 개념 익히기 및 생활 속 문제해결력 기르기
※ STEAM 학습 준거 : Co 하늘을 나는 드론끼리 충돌한다면? CD 미래의 새로운 교통수단이 될 수 있는 안전한 드론 설계하기 ET 모둠 드론 장애물 통과하기 미션 수행
10~12 /16
주제(단원)명 추상화로 따라잡는 드론 설계 공모전
Co드론 설계 공모전 안내하기
Co몬드리안의 작품 ‘빨강, 파랑, 노랑의 구성’ 살펴보기
- 몬드리안의 작품 ‘빨강, 파랑, 노랑의 구성’에서 찾을 수 있는 조형요소에는 어떤 것이 있나요?
- 몬드리안의 작품을 활용하여 드론을 디자인해볼까요?
CD 드론 설계 공모전 참여 계획 세우기
CD 모둠별 미래의 드론 설계 공모전 참여할 연구소 만들기
ET 드론 공모전 설계 개요 발표 및 수정하기
Co 드론은 어떤 모양?
CD 드론 모양의 특징, 드론에서 대칭 찾기, 추상화하여 대칭으로 드론 그리기
ET 공모전에 제출할 드론 설계하기
ET 공모전에 제출할 드론 설계도 정하기
13~16 /16
주제(단원)명 나는 드론촬영기사
Co 우리 생활에서 볼 수 있는 드론 촬영 영상
Co 드론 촬영의 장,단점 알아보기
ET 가상 드론 조종 연습
Co 드론 촬영 기법 알아보기
Co 사진 촬영을 위한 드론 조작 방법 알아보기
CD ET 드론 촬영 작품 구상하기
CD 자신의 아이디어를 드론 촬영 작품을 통해 표현하기
ET 드론 촬영 작품 전시회
3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안
중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교 5 학년
중심과목 성취기준 영역
[초등학교] (사) 물체의 운동 중심과목 성취기준
[6 과 07-01] 일상생활에서 물체의 운동을 관찰하여 속력을 정성적으로 비교할 수 있 다.
주제(단원)명 생체모방기술로 비행의 원리
알아보기 차시 1~3/16
학습목표 자연속에서 생체모방기술 사례 살펴보고, 드론이 날아가는 원리 탐구해 보고 의견 나눌 수 있다.
연계과목 실과 연계과목
성취기준 영역 [초등학교 5-6학년군] 실과 (5) 기술 활용
STEAM 요소
S 비행의 원리 T 생체 모방 기술 E 안전한 드론 공학적 요소 A 안전한 드론을 위한 곡선설계 M 속력을 제어하는 방법
개발 의도 ※ 안전한 드론을 개발과정을 통한 과학적 사고력 및 인문학적 상상력 키우기
※ SW 활용 융합 프로젝트 학습을 통해 학생들이 핫이슈가 되는 과학기술분야에 대한 관심을 가지고 드론을 주제로 한 다양한 교과의 융합 활동으로, 주어진 과제를 자신의 과제로 인식하여 스스로 해결방식을 찾아가는 가운데 성취감과 창의성을 기르도록 하는 데 목적이 있다.
STEAM 학습준거
상황 제시
상 황 제 시
※ 생체모방기술이 인간에게 미친 영향을 이해하기
창 의 적 설 계
창의적 설계
※ 드론의 비행 원리를 이해하기
감 성 적 체 험 - 드론의 용어정의, 역사,
미래에 대해 알아보기
감성적 체험 학습
과정 교수-학습 활동 학습자료
및 유의점
도입 (10 분)
• 주제에 대한 소개 및 동기유발
- 주변 자연을 이용한 생체모방기술에 대해 소개하기 - 드론을 조작해 보았거나 관찰해본 경험 이야기 해 보기
w 친구얼굴 관찰 학습 지 w 생체모방
기술 적용 한 사례 영 상
전개 (90 분)
• 생체모방기술 적용해 보기
- 생체모방기술로 도움을 주고 싶은 분야나 사람 이야기 해 보기
- 자연에서 여러 가지 동식물의 생김새와 특징을 이용한 제품 아이디어 산출하기
• 비행하는 동물을 모방한 인간의 기술 알아보기 - 새가 날 수 있는 원리 알아보기
- 잠자리가 날아가는 원리 알아보기
• 드론에 대해 살펴보기
- 드론이 날아가는 모습 관찰하기
- 드론의 역사 알아보고 현재 이용하고 있는 분야 소개 - 앞으로 드론이 이용될 수 있는 분야 생각그물 만들기
• 드론의 원리 알아보기
- 드론은 어떻게 날 수 있었는지 원리 알아보기 - 드론을 상하, 좌우, 앞뒤로 움직이는 방법 의논하기 - 드론과 조종기를 연결 할 수 있는 방법 이야기 해 보기
* 과 학 적 인 이론보다는 나 름 대 로 합리적인
*자신의 경 험을 자유 롭게 이야 기해 본다.
w새,잠자리 가 날아가 는 동영상
정리 (20 분)
• 정리하기
- 드론의 작동원리에 대해 모둠 의견 발표하기 - 친구들의 아이디어에 대해 이야기 해 보기
서로 상호 교환
중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교 5 학년 중심과목
성취기준 영역
[초등학교] (사) 물체의 운동 중심과목 성취기준
[6과07-03] 일상생활에서 속력과 관련된 안전 사항 과 안전장치의 예를 찾아 발표할 수 있다.
주제(단원)명 우리 생활 속에 필요한 안전한 드론
개발하기 차시 4~6/16
학습목표 우리생활에 필요한 안전한 드론을 개발하고 그로 인하여 변화되는 경제생활 모습을 알 수 있다.
연계과목 사회 연계과목
성취기준 영역
[초등학교 5~6학년] (바) 우리나라 경제의 발전
STEAM 요소
S 드론 과학적 설계 T 안전한 드론 기술 E 안전한 드론 공학적 요소 A 안전한 드론을 위한 곡선설계 M 속력을 제어하는 방법
개발 의도 ※ 안전한 드론을 개발과정을 통한 과학적 사고력 및 인문학적 상상력 키우기
※ 다양한 드론이 개발되고 있는데 사회속으로 들어오지 못하는 까닭은 무엇일까? 그것은 안전한 드론이 많지 않기 때문이다. 드론의 개발은 일상생활에 많은 이익을 주는 것은 분명하다. 본 수업에서는 안전한 드론 개발을 과정을 통해 경제구조의 변화를 예측하고 개발 과정을 통해 과학적 사고력을 기르는데 그 목적이 있다.
STEAM 학습준거
상황 제시
상 황 제 시
※ 드론으로 발생하는 사고 제시
※ 드론에 관한 관련 법규 제시
창 의 적 설 계
창의적 설계
※ 감성적 체험은 수업 (전 과정)에서 학생들이 자연스럽게 경험하고 깨달을 수 있도록 개발
감 성 적 체 험 - 드론에 관한 안전수칙
알아보기
- 안전한 드론 개발해보기 - 드론으로 변화하는 경제구조
감성적 체험 학습
과정 교수-학습 활동 학습자료
및 유의점
도입 (10 분)
◉ 동기유발 및 주위환기
• 다양한 드론 사고 유형 알아보기 Co
- 생활속에서 일어나고 있는 드론 사고를 알아봅시다.
- 드론으로 발생될 수 있는 사고는 무엇일지 생각해보기 CD
동영상
Tip! 드론의 단점이 부
각되기 보 다는 보안 에 초점을 맞추기
전개 (90 분)
◉ 학습문제 제시
• 오늘 배울 학습문제를 알아봅시다. Co , CD
- 드론에 관한 안전수칙 변화를 살펴봅시다.
- 안전한 드론을 개발해봅시다.
- 드론으로 변화하는 우리나라 경제구조를 알아봅시다.
◉ 학습활동 제시
• 오늘 배울 활동을 알아봅시다.
<활동1> 드론에 관한 안전수칙 변화 살펴보기 <활동2> 안전한 드론 개발하기
<활동3> 드론으로 변화하는 경제구조 알아보기
◉ <활동 1> 드론에 관한 안전수칙 변화 살펴보기 • 기술개발로 인하여 변화하는 안전수칙
- 현재 드론을 사용하는데 지켜야 할 안전수칙에 대하여 알아봅시다. Co - 기술의 발달로 변화 하는 안전수칙을 알아봅시다. CD
• 우리생활에 드론이 들어오기 위해 필요한 기술
- 어떤한 기술이 있다면 드론이 일상생활에 더 가까워질까요? Co - 안전한 드론이 개발되면 어떤 안전수칙이 사라질까요? CD
<활동2> 안전한 드론 개발하기 • 안전한 드론이란?
-안전한 드론이 무엇을 뜻하는지 알아보기 • 어떤 종류의 안전한 드론을 만들고 싶나요?
- 사람이 많은 곳에 가지 못하는 드론? 방법이 없을까? Co - 어두운 곳에서 비행이 불가능한 드론? 방법이 없을까? Co - 최저비행고도 미만의 고도에서 비행할 수 있는 드론 CD - 부딪혀도 문제없는 드론은 없을까? ET
• 안전한 드론 설계
- 드론을 심미적 요소를 고려하여 설계하여 봅시다. ET
<활동3> 드론으로 변화하는 경제구조 알아보기 • 드론으로 변화하는 가계모습
- 드론으로 가정에서 어떠한 변화가 있을까? Co, CD, ET • 드론으로 변화하는 기업의 모습
- 드론과 관련된 기업은 어떤 것이 있을까? Co, CD • 드론으로 변화하는 직업
설계도 토의지
- 드론으로 생겨나는 직업은 무엇이 있을까? Co - 드론으로 사라지는 직업은 무엇이 있을까? Co
정리 (20 분)
◉ 정리 및 느낀 점 • 드론 설계 살펴보기 • 활동 후 느낀 점 발표하기
서로 상호 교환
중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/5 학년
중심과목
성취기준 영역[초등학교] (7) 물체의 운동 중심과목 성취기준
[6 과 07-01] 일상생활에서 물체의 운동을 관찰하여 속력을 정상적으로 비교할 수 있다.
[6 과 07-03] 일상생활에서 속력과 관련된 안전 사항과 안전장치의 예를 찾아 발표할 수 있다.
주제(단원)명
Safe Drone Enjoy Speed! - 안전한 드론을 제작하여 장애물
피하기 경주하기
차시 7~9/16
학습목표 Ÿ 일상생활에서 속력과 관련된 안전장치를 알아보고 이를 바탕으로 드론의 안전장치를 제작할 수 있다.
Ÿ 협력적 과제수행을 통해 드론의 운동을 관찰하여 속력을 정성적으로 비교할 수 있다.
연계과목 실과 연계과목
성취기준 영역 [초등학교 5~6학년] (5) 기술활용
STEAM 요소
S ※속력의 개념 T ※드론의 구성 요소 E ※드론의 작동원리 A ※미래 항공 교통 안전 M ※속력 측정
개발 의도
※ 본 차시는 실제적으로 드론을 활용하고 생활에서 이용하게 될 미래 세대의 학생들의 삶과 관련된 항공교통안전에 대한 내용을 바탕으로 드론 안전장치를 제작해보고 이를 활용한 장애물 피하기 활동을 통해 속력에 대한 개념이해로 배움의 지평을 넓히고자 하였다.
※ 본 수업을 통해 학생들은 두 가지 활동을 수행하게 된다. 첫 번째는 드론 안전장치 제작하기이며 두 번째는 드론 장애물 피하기 미션 수행이다. 이를 통해 기르고자 하는 역량은 지식정보처리역량, 창의적 역량, 의사소통역량, 공동체 역량이다. 초등 과학 교과의 힘과 운동 영역에서 다루는 속력과 안전에 대한 개념을 드론이라는 학생들이 쉽게 친숙함을 느끼는 소재와 결합하여 활동을 고안하였다. 다만, 속력의 뜻과 개념을 이해하는데 좀 더 중심을 두었으며 속력의 산술적 계산 및 단위 변환에 치중하지는 않도록 설계하였다. 안전 요소를 드론 수업에 활용한 계기는 드론이라는 소재가 일상 생활에 편의적 측면에서 도움을 많이 주는 것으로 인식되는 반면에 학생들에게 안전과 관련해서는 많은 안내가 부족하였다고 생각하였다. 또한 최근에 일어나고 있는 드론과 항공기 간의 충돌 및 작동 미숙으로 인한 안전사고 등을 예방할 수 있는 기술들을 알아보고 이미 개발된 기술들을 학생들이 실제적으로 안전장치를 고안하고 조작활동을 통해 만들어보는 활동을 통해 실생활 적용력을 높이고자 하였다.
이렇게 개발된 드론 안전장치를 장애물 피하기 활동으로 연계함으로써 속력에 대한 개념을 익히고자 하였다. 다만, 속력에 영향을 줄 수 있는 장애물과 같은 변수들에 대한 비판이 예기된 바, 장애물의 설정 정도를 다양하게 진행하여 속력에 오개념을 줄 수 있는 여지를 최소화 하고자 한다. 또한 학생들이 단순하게 게임 요소들을 즐기고 끝나버리지 않도록 속력의 개념과 활용 정도를 일상생활에서 찾아보고 드론을 통해 적용할 수 있도록 하였으며, 산술적 계산이나 단위 변환에 치중할 경우 본 수업의 학습 목표에서 벗어날 수 있기 때문에 속력의 개념과 상대적 변화의 정도를 체험하며 생활에서 즐길 수 있도록 하는데 중점을 두고자 한다.
STEAM 학습준거
상황 제시
상황 제시
※ 드론이 충돌한다면?
※ 하늘에서 충돌한 드론이 땅에 떨어지는데 걸리는 시간은 어떻게 계산할까?
※ 안전한 드론은 어떻게 만들 수 있을까?
창 의 적 설 계
창의적 설계
※ 일상생활에서 사용되는 속력의 예 탐색하기
※ 모둠 드론 100m 달리기와 장애물 통과하기를 통한 속력의 개념 알기
감 성 적 체 험
※ 10 년 뒤 우리 마을을 날아다닐 안전한 드론 설계하기
※ 학교에서 가지고 있는 미니 드론에 달 수 있는 안전장치 제작하기
감성적 체험
학습
과정 교수-학습 활동 학습자료
및 유의점
도입 (30 분)
Co 운송 수단의 혁신 드론!
- 우리 생활에 유용한 드론의 모습 (아마존 배송, 평창 동계올림픽 드론 쇼) - 드론이 가져오게 될 사회적 변화 이야기하기
Co 드론과 비행기(드론)가 충돌한다면?
- 항공 교통사고의 위험성 알아보기 - 드론이 가져올 수 있는 피해 사례 조사하기
- 교통사고를 예방하는 기술 및 교통사고 시 피해를 최소화하는 기술들을 조사하고 드론에 적용할 수 있는 방법 탐색하기
동영상 드론이 활용되는 분야(goo.gl
/SKxNov) 드론 충돌 뉴스(goo.gl /8DMz1w)
전개 (80 분)
CD 미래의 새로운 교통수단인 안전한 드론 디자인하기
- 모둠별로 현재 개발되어 사용되고 있는 다양한 드론에 대해 조사하기
- 조사한 내용을 바탕으로 전 차시에 배운 드론이 작동되는 원리에서 사용 목적에 가장 적합한 원리가 무엇인지 토의를 통해 도출하기
- 미래에 개발될 드론이 가지고 있을 기능과 역할에 대해 Random Words 기법을 도입한 Brain Storming 하기
- 도출된 아이디어를 바탕으로 미래에 개발될 안전한 드론 디자인하기
CD 안전 드론 설계 및 제작하기
- 미래 안전 드론 디자인을 바탕으로 현재 학교에 있는 드론에 부착할 수 있는 안 전장치 디자인하기
- 모둠별 디자인한 안전장치를 바탕으로 실제로 제작할 수 있는지 설계도를 그려보 고 확정 짓기
- 설계도를 바탕으로 드론에 부착할 안전장치 제작 및 부착하여 시험 비행하기
Co 안전드론을 활용한 100m 달리기 시합하기 - 안전드론을 활용한 모둠별 100m 드론 달리기 시합하기 - 모둠별 드론 100m 달리기 기록 측정하기
- 100m 달리기 기록을 통하여 속력의 개념 이해하기
- 같은 거리를 비행하는데 서로 다른 시간이 걸린 이유 분석하기 - 드론이 일직선 상으로 한 방향으로 이동하는데 제약 요소를 알아보기
ET 안전드론을 활용한 장애물 통과하기 게임하기 - 안전드론을 활용한 장애물 통과하기 게임하기 - 장애물을 통과하기 위한 최적의 이동 경로 설정하기 - 모둠별로 장애물 통과를 위한 드론 조종 릴레이 연습하기 - 모둠 안전드론 장애물 통과하기 경기하기
- 경기를 통하여 속력의 뜻과 개념 이해하기
- 속력에 영향을 미친 여러 가지 변수 생각해보고 이야기 나누기
- 속력에 영향을 미칠 수 있는 요소가 드론의 안전한 운행에 도움이 되는 것인지 방해가 되는 것인지 모둠별로 사후 토의하기
- 최적의 안전드론 설계하고 다시 시간을 측정해봄으로써 속도 개념 정립하기
Tip! 주 요 성 취 기준 은 속력과 안전 에 관련된 것임을 주안 하여 학생들 이 드론의 작 동 원리 를 통한 속력의 개념을 연관 지을 수 있 도록 안내한 다.
Tip! 안 전 드론 설계 시 무게중심 과 드론의 감내 중량을 고려하여 설 계하도록 안 내한다.
Tip! 속력을 산 술 적으 로 도 출 하거 나 단위에 치중 하기 보다는 속력의 뜻을 이해하고 속 력에 영향을 미치는 요소 들을 탐색할 수 있도록 한다.
정리 (10 분)
ET 모둠별 제작한 안전 드론에 대한 피드백 하기 - Brain Storming 을 활용한 피드백 하기
- 피드백 결과에 대해 모둠별로 토의하고 최종 제출 결과물에 반영하기 - 35Votes 기법을 활용한 안전한 미래 드론에 필요한 최고의 기술 도출하기 - 생각 나눔 및 정리하기
Tip! 모둠별 토의를 통한 문제해결력을 기르는데 주 안점을 둔다.
중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/5 학년
중심과목 성취기준
영역
[초등학교 5-6 학년군] (7)물체의 운동 중심과목 성취기준
[6 과 07-01] 일상생활에서 물체의 운동을 관찰하여 속력을 정성적으로 비교할 수 있다.
주제(단원)명 추상화로 따라잡는 드론 설계
공모전 차시 10~12/16
학습목표
드론을 설계하기 위한 문제 해결 계획을 세울 수 있다.
드론을 통해 선대칭 도형을 이해할 수 있다.
선대칭 도형 그리는 방법을 이용하여 드론 설계도를 그릴 수 있다.
과학의 발전이 우리 생활에 미치는 영향을 알고 과학의 소중함을 느낄 수 있다.
연계과목 미술 연계과목
성취기준 영역 [초등학교 5-6학년군] (2) 표현
STEAM 요소
S 드론이 우리 생활과 밀접한 관련이 있음을 알고 드론 구상하기 T 미래에 활용될 드론을 구상하여 설계도에 나타내기
E 구상한 드론의 쓸모를 생각하며 설계도 그리기
A 추상화기법으로 미래에 활용될 드론의 모양을 디자인하여 표현하기 M 대칭인 도형 그리기를 이용하여 드론 설계도 그리기
개발 의도
몬드리안, 칸딘스키의 추상화에서 구체물에서 중심 요소를 추리는 방법을 알아보고, 이를 활용하여 미래 사회의 문제를 해결 할 수 있는 드론을 디자인하여 발표하고, 상호평가하 도록 한다.
1차시에서 ‘추상화로 따라잡기 드론 설계공모전 참가 계획 ’이라는 주제로 미래에 활용될 드론을 추 상화 그림에서 연상하여 드론 공모전을 계획하여 보도록 한다.
2~3차시 ‘드론, 어떻게 설계할까?’는 수학의 도형의 대칭과 미술의 추상화를 이용하여 드론의 모양을 집중 탐구한 후, 직접 나만의 드론을 설계하여 그려보도록 한다. 이때 도형의 선대칭을 이용하여 정교 한 설계도 그리기에 도전해 보도록 한다.
STEAM 학습준거
상황 제시
상 황 제 시
•미래의 드론 설계 공 모전에 참여하여 보자.
무엇을 준비해야 할까?
•드론의 모양을 보면 어떤 특징이 있을까?
•연구소에서 구상한 드론 모양을 어떻게 그릴까?
창 의 적 설 계
창의적 설계
•모둠별 드론 설계 공 모전 참가계획 세우며 성취감 느끼기
•모둠에서 구상한 드론 설계도를 그리며 성취 감 느끼기
감 성 적 체 험 새로운 아이디어를 이용하여 드
론공모전 참가 계획 세우기 드론에서 대칭을 찾고 대칭인 도 형 그리는 방법을 이용하여 드론 설계도 그리기
감성적 체험 학습
과정 교수-학습 활동(10 차시) 학습자료 및
유의점
도입 (15 분)
Co 드론 설계 공모전 안내하기
- [읽기자료 1-1] 드론 설계 공모전 안내문 읽고 내용 파악하기 ◆ 미래의 주인공인 여러분,
미래에 유용하고도 안전하게 사용할 드론 설계 아이 디어를 모집하고 있습니다. ○학년 학생들의 많은 참여를 바랍니다.
Co 몬드리안의 작품 ‘빨강, 파랑, 노랑의 구성’ 살펴보기 [읽기자료] 1-2
￭드론 설계 공 모전 안내문
￭학생활동지
<피에트 몬드리안> 몬드리안빨강, 파랑, 노랑의 구성(1930년 작) 출처 : 네이버 지식백과 https://goo.gl/wAWchI / 천재교육 5,6학년 미술지도서 p.135
Co 몬드리안의 작품 ‘빨강, 파랑, 노랑의 구성’에서 찾을 수 있는 조형요소에는 어떤 것이 있나요? - 선, 면, `입니다.
Co 몬드리안의 작품을 활용하여 드론을 디자인해볼까요?
- [학생활동지] 1-1 몬드리안의 작품을 활용하여 드론 디자인을 그려 봅시다.
전개 (15 분)
CD 드론 설계 공모전 참여 계획 세우기
◦ 드론 설계 공모전 참여 계획하기 모둠별로 설계할 드론의 종류를 정한다.
(창문열기 구조)
◦ 드론의 설계도를 그리기 위해 해결해야 할 문제 해결 계획을 세운다.
- 현재 아는 사실, 알아야 할 사실, 해결해야 할 문제점
CD 모둠별 미래의 드론 설계 공모전 참여할 연구소 만들기 드론 연구소 이름 정하기
◦ 연구소에서 설계할 드론과 해결해야 할 문제점 토의하기
◦ 역할 나누기
￭ 학생활동지 Tip! 학생들이 드론의 다양한 활용방법에 대 해 떠올릴 수 있도록 유도한 다.
정리 (10 분)
ET드론 공모전 설계 개요 발표 및 수정하기
◦ 드론연구소에서 만들 드론의 용도 등 간단히 발표한다.
- 드론 연구소 이름 - 연구소에서 만들 드론 - 드론 설계하기 위한 준비 상황
◦ 발표에 대한 친구들의 의견을 듣고 계획 수정하기
Tip! 드론 공 모전에서는 드 론의 디자인을 설계하는 데에 중점을 두고 지도한다.
학습
과정 교수-학습 활동(11~12 차시) 학습자료 및
유의점
도입 (15 분)
Co 드론은 어떤 모양?
◦ 제시한 여러 가지 드론을 자세히 관찰하고 발견한 점을 이야기해 본다.
- 드론의 비슷한 점?
- 각 드론의 다른 점
Co 칸딘스키의 작품 ‘구성 8’ 살펴보기 [읽기자료] 2-1
∎2015 드론페 스티발 영상 https://www.yout ube.com/watch?v
=hEmDADk4e8Q
◦ 주제 소개 2 자료 를 통해 칸딘스키 에 대한 기본적인 학습이 이루어진 후에 작품 소개를 하도록 합니다.
<바실리 칸딘스키> 칸딘스키 구성 8 (1923년 작)
출처 : 네이버 지식백과 http://goo.gl/IXzBhA / 중학교 미술, 두산 동아, 2010, p.200
Co 칸딘스키의 작품에서 찾을 수 있는 도형에는 어떤 것이 있나요?
- 직선, 곡선, 원, 반원, 삼각형, 사각형입니다.
CD 드로우봇으로 칸딘스키의 작품을 재창조하려면 어떻게 해야 할까요?
- 칸딘스키 작품에 나오는 여러 가지 도형을 그려보면 좋을 것 같습니다.
- 드로우봇으로 여러 가지 도형을 그려보고 칸딘스키의 추상화를 재창조하기 위 한 연습을 해 봅시다.
CD [학생 활동지] 2-1 칸딘스키의 추상화 재창조하기
- 드로우봇이 그린 그림에 채색을 하여 나만의 의미가 부여된 추상화를 완성해 봅시다.
전개 (40 분)
CD 드론 모양의 특징 [학생활동지 2-2]
- 드론의 모양에 어떤 규칙이 있나?
- 드론의 모양을 관찰하고 새롭게 알게 된 점은?
- (드론은 양쪽에 대칭을 이루고 있다.)
◦ 드론의 대칭축을 중심으로 좌우에서 같은 모양을 찾기 - 드론에 숨은 도형은?
- 드론의 좌우 모양의 특징은?
- 드론에 숨은 도형 중 같은 모양은 몇 개?
- 드론은 왜 대칭을 이룰까?
CD 드론에서 대칭 찾기 [읽기자료 2-2]
◦ 드론 사진 하나를 골라 반으로 접어 프로펠러가 포개짐을 확인하고 나머지 사진 도 같은 방법으로 해본다.
◦ 드론 사진의 한쪽 날개를 본떠 겹쳐보기
◦ 선대칭 도형의 의미와 대칭축 설명하기 - 접었던 드론사진에서 대칭축을 찾아보기
◦ 선대칭 도형에서 대칭축 찾는 연습하기 - 선대칭도형인 드론을 어떻게 그려야 할까?
CD 추상화하여 도형의 대칭으로 드론 그리기
◦ [학생활동지 2-3]에 있는 반쪽 드론 사진의 나머지 부분을 그리기 - 어떤 방법으로 그렸나요?
- 제시 자료를 참고로 한다.
◦도형의 대칭을 이용하여 드론을 그린 방법 발표하기
￭ 학생활동지 Tip! 여러가지 모양의 실제 드 론을 관찰할 수 없다면, 드론을 위에서 찍은 사 진을 프린트하 여 주고 관찰하 도록 한다.
정리 (25 분)
ET공모전에 제출할 드론 설계하기
◦공모전에 제출할 드론의 설계도를 그리려면?
- 드론의 이름 - 드론의 용도
- 드론을 그릴 때 이용할 도형?
- 드론을 그릴 때 필요한 도구?
◦선대칭을 이용하여 공모전에 제출할 드론 설계도 그리기 [학생 활동지 2-4]
ET 공모전에 제출할 드론 설계도 정하기
◦친구들과 공모전에 제출할 드론 설계도를 그릴 방법에 대해 이야기 나눈다.
Tip! 드론 설계 도는 모둠별로 협동하여 그리 도록 하며, 활동 지보다 큰 모눈 종이를 이용하 면 더 좋다.
Tip! 드 론 공 모 전에 제출할 설 계도이므로 발 표할 내용을 바 탕으로 그리도 록 한다.
중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/5 학년 중심과목
성취기준 영역
[초등학교 5-6 학년군] (7)물체의 운동 중심과목
성취기준 [초등학교 5-6 학년군] (7)물체의 운동
주제(단원)명 나는 드론촬영기사 차시 13-16/16
학습목표 ※ 드론을 활용한 촬영 기술을 이해할 수 있다.
※ 자신의 아이디어를 드론을 활용한 사진 및 동영상 작품으로 표현할 수 있다.
연계과목 실과, 미술 연계과목
성취기준 영역
[초등학교 5~6 학년] (5) 기술 활용 미술
[초등학교 5-6학년군] (2) 표현
STEAM 요소
S ※ 물체의 운동 T ※ 드론 촬영 기술
E ※ 드론을 활용한 사진 촬영의 공학
A ※ 드론을 활용한 사진 및 동영상 작품을 통해 아이디어 표현하기 M ※ 황금분할을 이용한 사진의 구도 잡기
개발 의도 ※ 학생들에게 드론을 활용한 촬영의 경험을 제공하여 드론촬영기술을 이해하고 관련 분야에 대한 관심을 유도하여 꿈과 끼를 키우고자 한다.
※ 여러 가지 드론을 활용 분야 중에서도 영상촬영은 각종 예능프로그램, 실시간 교통 안내와 같은 방송을 통해 자주 볼 수 있듯이 가장 많이 활용되는 분야이다. 드론촬영기사는 현재뿐만 아니라 미래사회에서 매우 유망한 직업이 될 것이다. 따라서 학생들에게 드론을 활용한 촬영의 경험을 제공하여 드론 촬영 기술을 이해하고 관련 분야에 대한 관심을 유도하여 미래사회의 주역이 될 수 있는 꿈과 끼를 키우고자 한다.
※ 교육용 드론의 경우 배터리의 용량과 카메라 성능의 문제로 방송과 같은 수준의 영상을 촬영하기는 힘들지만. 기본적인 드론 촬영의 원리와 기술을 배우고, 자신의 아이디어를 사진 및 동영상 촬영을 통해 나타내보는 활동 할 수 있는 경험의 기회를 제공하고자 한다.
STEAM 학습준거
상황 제시
상 황 제 시
※ 다양한 드론촬영 사진 및 영상 제시
※ 드론촬영을 어떻게 할 수 있을까?
※ 자신의 아이디어를 드론을 활용하여 어떻게 표현할까?
창 의 적 설 계
창의적 설계
※ 자신의 아이디어를 효과적으로 표현하기에 적합한 촬영 기술 탐색하기
※ 작품 전시회를 통해 타인의 작품 감상하기
감 성 적 체 험
※ 드론촬영 작품구상하기
※ 자신의 아이디어를 드론 촬영을 통해 표현하기
감성적 체험 학습
과정 교수-학습 활동 학습자료
및 유의점
도입 (40 분)
Co 우리 생활에서 볼 수 있는 드론 촬영 영상
◦예능 프로그램
- 1박2일, 정글의 법칙, 꽃보다 할배 등
◦교통 상황 안내
동영상
Tip!
◦개인 취미 활동 UCC 영상
Co 드론 촬영의 장,단점 알아보기
◦ 장점
- 사람이 갈 수 없는 곳에서 촬영 가능 - 위험한 곳에서 촬영 가능
- 아이디어를 다양한 방식으로 표현 가능
◦ 단점
- 날씨에 영향을 많이 받음
- 드론 성능(카메라 화소, 조작 성능, 배터리 용량)에 영향을 많이 받음 - 사행활 침해. 안전 사고의 문제점
ET 가상 드론 조종 연습 - 고도 조절, 방향 조절, 회전 조절
전개 (100 분)
Co 드론 촬영 기법 알아보기
◦드론촬영의 기본 프레이밍
-수직 앵글(고고도,저고도,1/3구성, 중심 이미지 라인 구성)
-경사 앵글(저고도 경사, 하늘 2/3 구성, 하늘 1/3 구성, 지평선 생략, 곡선중심앵글)
Co 사진 촬영을 위한 드론 조작 방법 알아보기
◦호버링 연습
- 제자리에서 낮게 띄웠다 내리기 연습 - 원하는 자리에 착륙하기 연습 - 호버링하여 나아가기
◦가상 드론 조작을 통한 촬영 기법 적용 연습
CD ET 드론 촬영 작품 구상하기
◦ 촬영 대상 선정하기
◦ 적합한 촬영 기법 생각하기 - 앵글, 구도 구상하기
◦ 촬영 가능 여부 생각하기 - 드론의 성능
- 조작 능숙도 - 촬영 가능 구역 확인 - 안전 확보 확인
CD 자신의 아이디어를 드론 촬영 작품을 통해 표현하기
◦ 1차 촬영하기
- 드론을 조작하여 구상했던 작품 촬영하기 - 촬영된 작품 살펴보며 개선할 점 생각하기
◦ 2차 촬영하기
- 1차 작품의 개선할 점을 보완하여 작품 촬영하기 - 촬영된 작품 살펴보며 개선할 점 생각하기
◦ 촬영한 작품 편집하기
- 이미지 편집 프로그램을 활용하여 드론 촬영 작품을 자신의 아이디어가 표현되
도록 편집하기
정리 (20 분)
ET 드론 촬영 작품 전시회
◦ 작품 발표 및 감상
- 다른 학생의 작품 감상하고 작품의 의도 및 촬영기법 생각해보기 - 자신의 작품의 의도와 촬영기법에 대해 설명하기
- 서로의 작품에 대해 감상평 남기기
4. 학생활동지 / 학생참고자료
차시 1~3/16
1. 우리주변의 다양한 환경을 생각해보며‘다양한 자연환경을 이용할 수 있는 제품’에 대 해 조사해 봅시다.
2. 내가 생각한 ‘동물/식물의 생김새와 특징을 이용한 제품’의 기본 아이디어를 그림과 글로 설명해 봅시다.
이용하고 싶은 환경
이용하고 싶은 특징
선택한 이유는?
이용방법
차시 4/16
※ 드론 안전수칙 ※
♣ 드론 운영에 관한 안전수칙에 대하여 알아봅시다.
낮은 고도 운영 금지 낙하물 투하 사고 조심
군사지역, 항공지역 운영금지 실내금지, 사람많은 곳 금지
야간 비행 금지 드론이 보이지 않는 곳까지 운영금지
No Night No Drone !!
차시 5/16
※ 드론 설계도 ※
안전한 드론은 어떤 모습일까요? 드론을 더욱 많이 사용할 수 있는 환경을 만들기 위하 여 안전한 드론을 만들어 봅시다. (브레인 스토밍 기법)
1
드론
안전한 드론을 개발하기 위해 알아야 할 것들을 모둠별로 이야기해 봅시다.
2
우리 모둠에서 개발할 드론을 한 가지 정하여 봅시다. 마지막 시간에 미래의 드론 개발 계획을 발표하려면 드론에 대해 더 많이 조사하고 탐구해야겠죠?
드론
차시 5/16
드론 이름을 정해 봅시다.
1
우리 연구소에서 만들 드론은 어떤 드론인가요?
2
■ 드론을 개발하기 위해 해결해야 할 안전수칙 문제점은?
안전한 드론 공모전을 준비하기 위해 역할을 나누어 봅시다.
3
이름 할 일
차시 5/16
드론 설계를 해봅시다.
1
차시 6/16
드론으로 바뀌는 경제구조에 관한 토론을 해봅시다.
1
토론 주제 드론의 등장으로 사회경제구조의 변화
주장
근거
근거 자료
예상되는 상대편의 반론과 질문 상대편의 반론에 대한 반박
상대편의 주장
예상되는 상대편의 근거 상대편의 주장에 대한 반론과 질문
차시 6/16
드론으로 물건이 교환되는 미래의 사회모습 알아보기 1
토론 주제 드론 택배가 등장하면서 변화되는 사회모습
동기 유발 자료
https://www.youtube.com/watch?v=LhLkj9iV4ns 아마존 드론택배
차이 알기 드론으로 물건이 교환되는 사회는 어떤 변화를 가져오나요?
현재의 물건 교환 모습 드론으로 변화되는 물건교환 모습
물건을 운반하는 드론이 일상생활에 퍼지려면 어떤 조건을 갖춰야 할까요?
2
차시 7~9/16
작품 설명서: 미래 드론 디자인하기
○○초등학교○학년 이름: ( ) v과제 : 주어진 과업을 실행하는데 필요한 구조를 반영한 미래 드론 및 안전 드론 디자인하기
1. 랜덤 워즈로 정리한 미래 안전 드론을 글과 그림으로 표현해보고 제작원리를 설명해주세요.
2. 여러분이 가지고 있는 드론에 안전 장치를 부착한다면 어떤 것이 필요할지 설계도를 그려보고 제작해봅시다.
차시 7~9/16
1. 드론 안전사고 관련 영상
2017 년 어린이날, 축제 행사장에서 사탕을 매달아 행사장에 뿌리기 위해 띄운 대형 드 론이 갑자기 추락했습니다. 이 사고로 행사 장에 있던 어린이 3 명과 어른 1 명이 다쳐 인근 병원으로 옮겨졌습니다.
최근 취미나 오락용으로 드론을 이용하는 사 람들이 늘면서 드론 시장은 빠른 성장세를 이어가고 있습니다. 그만큼 안전사고도 잦아 져 드론 이용 경험이 있는 국내 소비자 5 명 가운데 1 명은 드론을 이용하다가 다친 적이 있다는 조사 결과가 있습니다. 주로 프로펠 러 등 날카로운 가장자리에 베이거나 조작 미숙으로 인한 충돌과 추락 사고가 많았습니다.
일반 소비자 가운데서도 40%는 드론과 관련해 사고가 날까 불안하다는 생각을 하는 것으로 조사됐습 니다. 하지만 12kg 이하 소비자용 드론은 전파인증 말고는 본체와 프로펠러, 배터리, 모터 등 제품 규 격에서 안전과 관련한 규정이 없습니다. (후략)
(출처 : YTN 기사 2017.5.6. – https://www.ytn.co.kr/_ln/0115_201705061400123241 )
☞ 탐구질문 1. 드론 사고를 예방하기 위한 방법은 무엇일까요?
☞ 탐구질문 2. 우리나라에는 드론과 관련된 법이 있을까요?
☞ 탐구질문 3. 학교에서 사용하는 드론은 안전할까요? 그렇지 않다면 그 원인은 무엇일까요?
2. 안전한 드론 사례 소개 가. 충돌에도 안전한 드론
다양한 분야에서 드론은 점점 그 활용 성을 높여가고 있는 중이다. 이미 중국 의 알리바바는 드론을 이용한 배송을 시작했으며, 드론을 이용해 인명을 구조 하는데 사용하겠다는 계획도 꽤 많다.
문제는 드론의 안정성. 빠르게 회전하는 프로펠러가 그대로 노출되어 있다는 점 과 함께, 비행중 프로펠러나 본체가 구 조물에 충돌할 경우 임무를 제대로 수 행하지 못할 정도로 부서지는 경우가 생긴다는 점이다. 이 두 가지 운용상의 문제점을 해결한 디자인이 등장했다.
보통 이 문제를 해결하는데는 드론 본체와 프로펠러의 강도를 높이는 것을 생각하기 쉽겠다. 하지만 Flyability 는 조금 다르게 생각했다. 그들이 만든 짐볼은 탄소 섬유로 만든 보호 기구 안에 드론이 놓 여 있다. 따라서 어딘가 부딪혔을 때의 충격은 이 보호 기구가 모두 흡수한다. 또한 순간적으로 흔들릴 수 밖에 없는 드론 본체는 전자식 안정화 장치를 통해 균형을 잡게 된다.
(출처 : Funtenna 기사 2015.2.12. – https://funtenna.funshop.co.kr/article/3648 )
☞ 탐구질문 1. 드론이 건물에 부딪혀도 부서지지 않도록 하기 위해서 어떤 안전장치가 필요할까요?
☞ 탐구질문 2. 드론이 사람과 부딪혀도 다치지 않도록 하기 위해 안전장치를 개발한다면 필요한 재료 는 무엇일까요?
나. 드론용 자동 낙하산
화물손상 막는 드론용 자동 낙하산
드론 시범사업자인 CJ 대한통운이 7 일 택배용 드 론 안전 관련 장치를 자체 개발했다. CJ 대한통운은
“드론 추락을 실시간 감지해 낙하산이 자동 동작하 게 하는 장치를 세계 최초로 개발했다”고 밝혔다.
낙하산은 드론과 독립된 전원을 사용해 배터리에 문제가 발생하더라도 동작한다. 기존 화물용 드론 낙하산은 리모컨 등으로 수동 제어가 필요하지만, 전자동 낙하산은 아마존·구글 등 드론 배송 전문 기 업도 보유하지 못한 기술이라는 게 CJ 대한통운의 설명이다. 낙하산이 작동하면 추락 속도가 90% 이 상 감소해 드론에 탑재된 화물 손상을 어느 정도 방지할 수 있다.
낙하산 구동에 필수적인 드론 추락을 감지하는 장치도 함께 개발했다. 드론에 부착된 센서가 고도나 기울기, 가속도 등을 실시간 감지해 추락 상황인지 판단하는 장치다. 더불어 화물을 원하는 높이에 내 릴 수 있도록 조절이 가능한 컨트롤 박스도 드론 하단에 부착했다. 화물 자동 하강장치를 이용하면 드 론이 착륙하기 어려운 환경에서도 안전하게 화물 배송이 가능하다. (후략)
(출처 : 중앙일보 기사 2016.4.8. 화물 손상 막는 드론용 자동 낙하산 – https://news.joins.com/article/19856704 )
☞ 탐구질문 1. 위의 기사에 나온 낙하산처럼 드론의 추락을 예방하거나 대비할 수 있는 미래 기술에 는 어떤 것들이 있을까요?
☞ 탐구질문 2. 미래 드론에 관련된 법은 어떤 것들이 만들어질까요?
생각 열기 10~12/16차시
추상화 따라잡기 드론 공모전 안내문
아프리카에서 혈액 배송 드론 서비스를 제공하고 있는 ‘집라인(Zipline)’이 전체 배송 시스 템을 한단계 업그레이드하고, 올해말 미국에서 시범 서비스에 들어갈 예정이라고 밝혔다.
집라인은 지난 2016년 10월 아프리카 르완다에서 처음으로 혈액 드론 배송 사업을 시작했 으며 탄자니아에서도 서비스를 시작했다. 자율비행 고정익 드론을 활용해 르완다와 탄자니 아 농촌 지역 병원에 혈액 드론 배송 서비스를 제공하고 있다. 현재 르완다 혈액 배송의 20%를 담당하고 있으며, 그동안 30만km 이상의 거리를 비행해 7000여개의 혈액을 드론으 로 배송했다.
이처럼 드론은 경제적이고 효율적으로 활용할 수 있기 때문에 여러 나라에서 각광받고 있지 만 그에 따른 문제점도 제기되고 있습니다. 실제로 2010년 4월 미국 펜실베니아주 초등학교 운동장 바로 옆으로 약 170kg의 드론이 떨어졌고, 2012년 6월에는 세계에서 가장 큰 드론인 글로벌 호크가 메릴랜드 주에 떨어져 산불을 일으켰다고 합니다.
미래의 주인공인 여러분,
미래에 유용하고도 안전하게 사용할 드론 설계 아이디어를 모집하고 있습니다. ○학년 학생 들의 많은 참여를 바랍니다.
1 공모전 조건
- 공모전 참가 자격 : ○학년 학생(2~4명으로 이루어진 팀)
■ 2~4명이 한 팀을 이루어 드론 연구소를 만들고, 연구소 이름을 정하세요.
우리는 연구소입니다.
- 일시 : ○○○○년 ○○월 ○○일 - 장소 : 5학년 교실
- 드론 설계의 조건 :
미래의 우리 생활에 도움이 되는 드론이어야 함
디자인의 아이디어 모형을 주변에서 찾아보고 추상화하여 드론 디자인의 특징을 설명해야 함 균형 잡힌 드론의 설계도를 정밀하게 그리고(각도기, 자, 각도기 등을 이용) 드론의 문제점을 해결할 수 있는 아이디어가 포함되어야 함
생각 열기 10~12/16차시
● 빨강, 파랑, 노랑의 구성
몬드리안빨강, 파랑, 노랑의 구성(1930년 작)
출처 : 천재교육 5,6학년 미술지도서 p.135
로봇을 좋아하는 선창이는 미술시간에 선생님이 보여주신 그림을 보고 다음과 같은 생각을 하게 됩니다.
‘미술 실력이 부족한 나를 대신해서 로 봇이 그림을 그려준다면 얼마나 좋을까?
로봇은 못하는 것이 없으니 아마 그림도 잘 그릴 수 있지 않을까?’
‘선생님이 보여주신 몬드리안의 빨강, 파랑, 노랑의 구성이라는 작품은 직선으 로 반듯하게 그려졌으니까 로봇이 쉽게 그릴 수 있을거야!’
선창이가 로봇을 이용하여 몬드리안의 작품을 어떻게 그렸을지 함께 알아볼까 요?
파랑, 빨강, 노랑의 색면과 검정색의 선만으로 이루어진 회화작품이 있다. 종이 위에 어떤 형 상을 나타내려는 노력도 없이 3원색의 사각형을 두께를 약간씩 달리하는 검은 선으로 구획지어 놓은 이 그림 앞에서 어떤 사람들은 이것도 그림인가라고 생각할지도 모른다. 아니면 미술교과 서 어디에선가 본 작품임을 생각해낸 사람이라면 이 정도는 나도 하겠다는 생각을 하기도 한 다. 혹은 단순한 색면과 검은색 선만으로 이루어진 이 작품이 깔끔하면서도 딱 떨어지고 뭔지 모를 아름다움이 있다는 것을 인정하는 사람이라 할지라도 이렇게 단순한 작품이 어떤 맥락에 서 유명하게 되었는지를 아는 사람은 정작 많지 않다.
이 작품 [빨강, 파랑, 노랑의 구성]은 네덜란드 출신의 피에트 몬드리안(Piet Mondrian, 1872 – 1944)의 작품이다. 몬드리안이 화가로서 작업을 시작하는 20세기 초반 화단에서 사물을 있는 그대로 닮게 그려내는 능력은 그다지 주목받지 못하였다. 왜냐하면 당시가 사진이 대중화되기 시작하는 때였다는 점을 감안할 때, 사물을 있는 그대로 닮게 묘사해 내는 능력에 있어서 사진 을 능가할 만한 것이 없었기 때문이다. 그렇기에 르네상스 이후 작품 속에서 닮게 그리는 것을 추구해오던 화가들은 이제 사진과 경쟁하기 보다는 사진과는 달리 회화만이 보여줄 수 있는 어 떤 것을 찾아 나서야 했다. 이러한 과정 속에서 몬드리안 또한 자신이 작품 속에 무엇을 그려 야 하고 무엇을 담아야 하는가를 고민하게 된다.
참조 : 네이버 캐스트 https://goo.gl/8zwDxo
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● 몬드리안의 추상화 재창조하기
◎ 드로우봇을 이용하여 몬드리안의 추상화를 재창조하여 그려 봅시다.
◎ 그려진 작품에 이름을 붙여봅시다.
◎ 작품을 통하여 나타내고자 하는 주제는?
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● 바실리 칸딘스키(Kandinsky Wassily / 러시아→프랑스, 1866~1944)
<바실리 칸딘스키>
출처 : 네이버 지식백과 https://goo.gl/IXzBhA
칸딘스키는 20세기 추상 미술에 커다란 영향을 미친 화가로 구상 회화에서 추상 회화로의 이 동을 보여줬다는 점에서 높게 평가받고 있다. 그는 음악, 문학, 예술은 분리된 것이 아니라 함 께 발전해 왔다고 생각했으며, 그에게 음악은 완벽한 추상 언어였다. 이러한 음악에 대한 그의 애정은 칸딘스키가 작품 제목을 <즉흥>이나 <구성>등 음악 제목처럼 붙인 것에서도 나타난다.
그는 수직과 수평선의 표현과 제한된 색으로 나타내는 몬드리안과는 다르게 그의 작품은 감정 적이고 즉흥적이다. 즉흥(Improvisation) 시리즈와 인상(Impression) 시리즈와 아울러 구성 (Composition) 시리즈는 칸딘스키 예술에 중요한 부분을 차지하는 빼놓을 수 없는 작품이다.
<즉흥>에서는 그의 내면의 마음이 무의식적이고 우발적이며 음악적으로 표현되어 있다. <인 상>에서는 대상을 평면적으로 해체하여 새로운 표현의 전개를 하였다면, <구성>은 1910년 최 초로 발표한 이래 죽음에 이를 때까지 10점이 제작되면서 칸딘스키의 추상적 표현주의가 궤도 에 오르기 시작한 작품이다. 무엇인가를 연상시키면서 자유롭고 조화로운 형태가 떠돌아다니기 도 하고 이야기를 전개하기도 한다.
참조 : 천재교육 5,6학년 미술지도서 p.135
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● 칸딘스키의 추상화 재창조하기
◎ 프로그램을 입력한 드로우봇을 이용하여 칸딘스키의 추상화를 재창조하여 그려 봅시다.
◎ 우리 모둠 작품의 이름은 무엇인가요?
◎ 작품을 통하여 나타내고자 하는 주제는 무엇인가요?
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드론은 어떻게 모양?
◆ 드론 공모전에 제출할 드론을 설계하기 위해 우선 여러 가지 드론을 살펴보고 그 특징을 알아봅시다.
다양한 드론을 관찰하여 그 모양의 공통점과 차이점을 찾아 봅시다.
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드론 모양의 특징 찾기
⦾ 드론 공모전에 제출할 드론의 설계도를 그리기 위해 드론의 모양을 자세히살펴보자.
1 위의 드론의 모양을 자세히 관찰하고 비슷한 점과 다른 점을 찾아보자.
비슷한 점
다른 점
2 드론의 모양에는 어떤 규칙이 있는지 이야기해 보자.
3 드론의 모양을 관찰하고 새롭게 알게 된 점을 이야기해 보자.
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선대칭 도형이란?
1. 선대칭도형이란?
한 직선을 따라 접어서 완전히 겹쳐지는 도형을 선대칭도형이라고 합니다. 이때 그 직선을 대칭축 이라고 합니다.
2. 선대칭도형의 성질
• 선대칭도형에서 각각의 대응변의 길이와 대응각의 크기는 서로 같습니다.
• 선대칭도형에서 대응점을 이은 선분은 대칭축과 수직으로 만납니다.
• 선대칭도형에서 대칭축은 대응점을 이은 선분을 둘로 똑같이 나누므로 각각의 대응점에서 대칭축 까지의 거리는 같습니다.
3. 선대칭도형 그리는 방법
① 선대칭도형에서 대칭축을 중심으로 각 점의 대응점을 찾아 표시합니다.
② 대응점과 대응점을 서로 연결하여 선대칭도형을 완성합니다.
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대칭인 도형 그려보기
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공모전에 제출할 드론 설계 계획하기
1 드론 설계 공모전에 나갈 드론의 용도에 맞는 모양을 정하여 봅시다. 어 떤 도형을 이용하여 그리면 좋을까요?
2 선대칭 도형 그리는 방법을 이용하여 드론 공모전에 제출할 드론의 설계 도를 간단히 그려 봅시다.
다음 시간에 드론의 설계도를 그려 발표해야 하는데, 좀 더 정밀하게 드론을 그리려면 어떻 게 해야 할까?
차시 13~16/16
<드론 촬영의 기법>
1. 수직 구성(수직 앵글)
출처 : <좋은 사진을 만드는 박승근의 드론 사진 강의> Case Study 12, p. 178
고고도 수직 앵글 저고도 수직 앵글
1/3 구성 중심 이미지 라인
2. 수직 구성(수직 앵글)
출처 : <좋은 사진을 만드는 박승근의 드론 사진 강의> Case Study 12, p. 178
저고도 경사 하늘 1/3 구성
하늘 2/3 구성 지평성(수평선) 생략
곡선 중심 앵글 사진
<드론 촬영 작품 구상하기>
( )학년 ( )반 이름 : ( )
주제
대상
촬영 기법
앵글
고도
기타
작품 구상도
<드론 작품 촬영하기>
( )학년 ( )반 이름 : ( )
1차 촬영
개선할 점
2차 촬영
<드론 작품 감상하기>
( )학년 ( )반 이름 : ( )
작품 전시회를 통해 느낀점
친구 이름 잘된 점 아쉬운 점
5. 교사자료
차시 4/16
※ 드론 운영에 관한 참고자료 ※
Q 1. 무인비행장치를 한 대 장만했다. 안전하게 비행하려면 어떤 절차를 거쳐야 할까?
