오토마타: 움직이는 예술

INTRODUCTION

21세기는 창의적인 융합의 시대로 창조적이고 공감할 줄 아는 사람들이 주도하는 시대입 니다. 앞으로 더욱 세계화될 미래사회에서 국가경쟁력을 갖추기 위해서는 무엇보다 창의성 과 인성을 고루 갖춘 인재양성이 중요하며 이러한 인재양성에 대한 관심은 국가 차원의 교육 방향 설정에 있어 ‘창의성과 인성’을 그 중심에 두도록 하였습니다. 창의성과 인성을 바탕 으로 융합적 사고가 가능한 인재양성 교육의 실천을 위해서 융합인재교육 즉, STEAM(과학 Science, 기술 Technology, 공학 Engineering, 예술 Arts, 수학 Mathematics)교육을 주요한 해결 방안으로 보고 융합인재교육(STEAM)의 이론적 마련을 위한 기초연구뿐 아니라 초중등학교에서 의 성공적인 실현을 위하여 교육의 각 분야에서 노력을 아끼지 않고 있습니다.

융합인재교육(STEAM)은‘과학기술에 대한 흥미와 이해를 높이고, 과학기술 기반의 융합적 사고와 문제해결력을 배양하는 교육’으로서 자칫 흥미를 잃을 수 있는 과학기술 관련 교과에 대 한 관심을 불러일으키고 나아가 과학적 소양과 창의성 및 예술적 감수성을 동시에 길러 줄 수 있 는 교육 방안으로서 그 역할이 기대되고 있습니다. 특히 본 교재에서 제시하고 있는 과학·예술 융합형 프로그램은 그간 중요도와 가능성에 비해 비중 있게 다루어지지 않았던 예술교과에 초점 을 두고 융합교육의 실천에 있어 예술교과의 역할과 교육적 효과를 재조명하고 예술중심 융합교 육의 실천을 위한 노력이라는 점에서 의미가 있습니다.

이화여자대학교 산학협력단은 한국과학창의재단과 함께 융합인재교육에서 예술교과, 그중에 서 미술과목 중심으로 과학을 비롯한 다양한 과목들이 통합된 내용을 다루는 교재개발의 필요 성에 대한 뜻을 같이하며 보다 활용도 높은 교재개발을 위해서 학교현장에서 쉽게 활용 가능하 면서 기존의 수업을 대체할 수 있는 성격의 프로그램을 개발해야 한다는 기본방침을 두고 본 교 재를 개발하였습니다. 과학·예술 융합형 프로그램은 예술작품과 창의적 제작활동 두 개의 주 제로 나누어 개발되었습니다.

교육과정을 기반으로 하여 오랜 기간 동안 교과전문가, 교육과정전문가와 현장교사가 협력하 여 개발한 본 교재의 프로그램이 예술중심의 융합교육을 실천하고자 하는 교육현장에서 보다 많은 교사들과 학생들에게 활용될 수 있기를 기대하며 앞으로 우리나라를 책임지게 될 학생들 이 창의적인 생각과 예술적 감수성을 기를 수 있도록 하는 질 높은 교육에 참여하는 기회가 되 기를 바랍니다.

다음의 <표 1>은 과학 미술 융합형 프로그램의 두 가지 주제( 주제 ① : 예술작품, 주제 ② : 창의적 제작활동)에 따른 학년 군별 세부 프로그램 목록입니다. 초등학교는 각 6차시, 중등학교 는 각 10차시로 개발되었습니다.

다음의 <표 1>은 과학 미술 융합형 프로그램의 두 가지 주제( 주제① : 예술작품, 주제② : 창 의적 제작활동)에 따른 학년 군별 세부 프로그램 목록입니다. 초등학교는 각 6차시, 중등학교는 각 10차시로 개발되었습니다.

<표 1> 주제에 따른 세부 프로그램 목록

주제 초등학교 차시 프로그램명

주제① 예술작품

3학년 6 냄새의 과학: 나만의 디퓨져 만들기 6학년 6 오토마타: 움직이는 예술

중학교 3학년 10 에칭: 부식의 마술

고등학교 1학년 10 폴딩 구조를 이용한 종이공학 생활디자인

주제② 창의적 제작활동

3학년 6 동물 보호색의 과학

5학년 6 추상작가 되기

중학교 2학년 10 빛을 디자인하다 고등학교 1학년 10 애니메이션

각 프로그램은 <표 2> 와 같이 융합인재교육(STEAM)의 활동 준거에 따른 상황제시, 창의적 설 계, 감성적 체험이 이루어질 수 있도록 단계에 맞추어 구성되었습니다. 학생들은 융합인재교육 학습준거틀에 따른 학습을 통해 교육과정에 따른 교과학습 뿐만 아니라 과학적 소양과 예술적 감성을 동시에 기를 수 있습니다.

<표2> 융합인재교육(STEAM) 학습준거틀

본 교재에 실린 프로그램을 수행하면서 많은 학생들이 교과에 대한 전문적 지식의 습득보다는 예술적 감수성을 함양하고 개인단위 혹은 협력하여 즐겁게 학습에 참여하고 새로운 발상과 창 의적인 사고를 할 수 있는 훈련의 기회가 되기를 바랍니다. 프로그램을 운영 하시는 선생님께서 는 학생들이 주도적으로 상황을 해결하며 적극적으로 학습에 참여할 수 있도록 지도 바랍니다.

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STEAM

초등학교 6 ^학년

오토마타: 움직이는 예술

1. 주제 개요

아이들이 좋아하는 장난감 중 오토마타라는 동력을 사용하지 않는 움직이는 간단한 기계장치 가 있다. 오토마타는 손잡이를 돌려 회전운동을 상하운동으로 바꾸는 크랭크(crank) 장치를 기본 으로 하여 제작자의 창의력과 기계, 공학적 원리를 더하여 다양한 예술작품으로 제작되고 있다.

이 오토마타를 자세히 살펴보면 학생들이 초등학교 6학년 과학 시간에 배우는 에너지와 도구 의 간단한 과학적 원리를 찾아 볼 수 있다.

오토마타의 주요한 작동은 크랭크(crank)에 의해 이루어지는데, 특히 캠(cam)의 움직임을 전 달하는 부분에서 에너지 전환의 과정을 확인할 수 있으며 lever 부분에서는 지레의 원리를 확인 할 수 있다.

<캠, 레버, 푸쉬로드>

그러나 캠(cam)과 레버(lever)의 움직임은 초등학생의 발달 정도를 고려할 때 오토마타의 제작 에 있어 학생들이 쉽게 이해하기 어려운 부분이다. 그러므로 교사가 본 프로그램을 지도할 때에 는 에너지 전환의 과정을 확인하는 부분을 중점으로 하고 지레의 변형인 축바퀴 부분은 학생들 의 흥미와 관심을 유지하는 정도로 지도하며 캠(cam) 부분은 요철이 있도록 구부린 철사의 모 형으로 대신하도록 한다.

과학적 원리를 확인하는 부분에서 교사가 학생들의 흥미와 수준을 고려하여 지도한다면 학생 들은 오토마타에 흥미를 가지고 접근하면서 과학적 원리를 배우고 또 직접 제작하면서 과학적 원리가 실생활에 어떻게 활용되고 있는지 확인할 수 있을 것이다. 또한 제작한 오토마타를 활용 하여 전시회를 기획을 위하여 도슨트가 되어보는 경험은 의미를 지닌다. 서로 작품을 설명하고 감상하면서 본인이 제작한 작품을 소중히 여기고 다른 사람과 의견을 나누며 안목을 넓히는 기 회를 갖게 될 수 있기 때문이다. 오토마타를 활용한 자신의 주변에 호기심을 갖고 과학적 원리 를 확인하며 감성적으로 체험하는 수업은 효과적인 창의적 융합교육을 구현할 수 있는 방안이 라고 기대된다.

<도슨트 목걸이(좌)와 전시회용 네임택(우)>

<다양한 캠> 오토마타 본체 키트

<캠을 대신하는 구부린 철사>

2. 학습 목표

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내용목표

`»일상생활에서 에너지가 전환되는 예를 찾아서 그 과정을 설명할 수 있다.

`»지레의 3요소를 알 수 있다.

`»크랭크(crank)의 작동 원리를 이해할 수 있다.

`»크랭크(crank) 장치를 활용하여 오토마타를 제작할 수 있다.

`»생활 주변에서 대상을 자세히 관찰하고 여러 가지 재료를 이용하여 표현할 수 있다.

`»환상과 상상의 세계를 여러 가지 재료와 방법을 활용하여 표현할 수 있다.

`»제작한 오토마타를 이용하여 전시회를 기획하고 개최할 수 있다.

`»전시회에서 도슨트가 되어 자신의 작품을 안내하고, 관람자가 되어 친구들의 작품도 감 상할 수 있다.

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과정목표

`»예술품 제작에 과학의 원리가 활용될 수 있음을 안다.

`»전시회 주제에 적합한 오토마타를 구상하고 제작하면서 예술적 감성을 기를 수 있다.

`»모둠 별 오토마타 전시회를 계획하는 과정에서 서로 존중하며 배려하는 마음을 기를 수 있다.

`»과학 학습에 대한 흥미와 호기심을 기르고, 일상생활의 문제를 과학적으로 해결하려는 태도를 기를 수 있다.

3. STEAM 과목 요소

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S

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`에너지 전환 ·지레의 원리 익히기

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T/E

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`크랭크(crank) 원리를 이용하여 오토마타 구상하기

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A

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`조형요소와 조형원리 익히기

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`조별 주제에 따라 오토마타 제작하기

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`제작한 오토마타를 이용한 전시회 기획하고 개최하기

`»도슨트가 되어 자신의 작품을 안내하고, 관람자가 되어 친구의 작품 감상하기

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M

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`전개도의 원리 확인하기

4. STEAM 단계 요소

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상황제시

윤주는 놀이공원에서 신나게 놀고 돌아오며 동생 윤성이를 위해 오토마타 장난감을 샀습니다.

그런데 집으로 가는 길에 오토마타 장난감이 흐트러져서 원래의 모습을 잃게 되었습니다. 그러 나 오토마타 장난감은 윤주가 학교에서 과학 시간에 배운 내용을 이용하면 원래대로 돌릴 수도 있을 것 같습니다. 윤주 외삼촌도 도와주시기로 했는데 윤주는 과연 오토마타 장난감을 원래대 로 조립하고 동생 윤성이에게 선물할 수 있을까요? 윤주가 외삼촌과 잘 해나갈 수 있도록 여러 분도 윤주를 도와주세요.

1, 2차시에는 오토마타와 관련된 과학 개념, 오토마타의 기본 구조를 학습하는 시간이다. 오토 마타와 관련된 과학 개념 중 놀이공원에 있는 롤러코스터를 중심으로 에너지 전환의 개념을 익 히고 오토마타의 손잡이 부분이 지레의 한 형태인 축바퀴를 활용한 것임을 익힌다.

오토마타의 주요한 작동은 크랭크(crank)에 의해 이루어지는데, 특히 캠(cam)의 움직임을 전 달하는 부분에서 에너지 전환의 과정을 확인할 수 있으며 레버(lever) 부분에서는 지레의 원리 를 확인할 수 있다.

그러나 캠(cam)과 레버(lever)의 움직임은 초등학생의 발달 정도를 고려할 때 오토마타의 제작 에 있어 학생들이 쉽게 이해하기 어려운 부분이다. 그러므로 교사가 본 프로그램을 지도할 때에 는 에너지 전환의 과정을 확인하는 부분을 중점으로 하고 지레의 변형인 축바퀴 부분은 학생들 의 흥미와 관심을 유지하는 정도로 지도하며 캠(cam) 부분은 요철이 있도록 구부린 철사의 모 형으로 대신하도록 한다.

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창의적 설계

윤주는 과학책 속에 나오는 원리들을 이용해서 망가진 오토마타를 재조립하여 윤성이에게 다 시 선물로 주었습니다. 간단하지만 움직임이 재미있는 오토마타를 윤성이가 아주 좋아해서 윤주 도 기뻤습니다. 윤주는 이번 일을 계기로 움직임이 재미있고 학교에서 배운 과학적 원리가 들어 가는 오토마타를 친구들과 만들어 보고 오토마타 전시회도 열면 좋겠다는 생각이 들었습니다.

친구들에게 말했더니 좋은 생각이라며 모두 대찬성이었고 윤주는 친구들과 어떤 주제로 오토마 타를 만들 것인지 의논하기로 했습니다.

3차시에서는 오토마타를 구상하는 단계이다. 본 프로그램의 오토마타는 박스 부분과 본체 부 분으로 나뉘어져 있는데 박스 부분은 5개의 면으로, 조립식으로 쉽게 끼울 수 있도록 되어 있다.

학생들은 본체 부분을 구상하게 되는데, 조별로 주제를 정하고 어떤 모습의 오토마타가 될 것 인지 스케치한 후 채색해보고 사용하게 될 재료까지 구체적으로 구상하는 단계이다.

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감성적 체험

윤주는 친구들과 함께 정한 주제에 맞는 각자의 오토마타를 만들었습니다. 윤주는 친구들과 함께 전시회를 열고 가족과 친구들을 초대하기로 했습니다. 가족과 친구들에게 작품을 잘 설명 하기 위해 어떻게 하면 좋을 것인지 친구들과 의논하고 연습해 보기로 했습니다. 윤성이도 깁 스를 풀고 잘 걸을 수 있게 되어 부모님, 외삼촌과 함께 누나의 오토마타 전시회를 관람하게 되 었습니다.

4,5차시에는 3차시에서 구상한 대로 오토마타를 제작한다. 본인이 구상한대로 오토마타가 만 들어졌는지 조원들과 함께 점검하고 수정, 보완하는 시간을 갖는다. 6차시에는 오토마타 전시 회를 연다. 오토마타 전시회에서는 조별 주제에 따라 제작한 오토마타에는 개인 작품 이름표를 붙이고 조별 주제 이름표와 함께 조별 오토마타 작품을 배치한다. <1조와 2조>와 같이 조를 정 하여 작품을 설명하는 도슨트의 역할을 해 보고 역할을 바꾸어 다른 조의 작품을 감상하는 관 람자의 역할도 해 본다.

5. 지도안 총괄표

과목 과학, 기술/공학, 미술, 수학 총차시 6

단원

과학 : 6학년 - 3. 에너지와 도구

미술 : 6학년 - 1. 자연과 함께 하는 미술, 24. 우리들의 전시 수학 : 5학년 - 6. 직육면체와 정육면체

교육과정

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~ 과학 6학년 - 3. 에너지와 도구

㈎ 위치 에너지, 운동 에너지, 열에너지, 전기 에너지를 알고, 에너지가 일을 할 수 있는 원천임을 안다.

㈏ 에너지가 전환되는 예를 일상생활에서 찾아 그 과정을 설명할 수 있다.

㈐ 도르래, 경사면과 지레를 사용할 때의 이로운 점을 설명할 수 있다.

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~ 미술 6학년 - 1. 자연과 함께 하는 미술, 24. 우리들의 전시

<표현>

㈐ 조형 요소와 원리

주제와 표현 방법에 알맞은 조형 요소와 원리로 표현한다.

① 주제에 알맞은 조형 요소와 원리로 나타내기

② 평면, 입체, 영상 표현에 알맞은 조형 요소와 원리로 나타내기

㈑ 표현 과정

표현 과정을 탐색한다.

① 주제와 관련된 아이디어를 수집하여 나타내기

② 주제에 알맞은 재료와 용구, 표현 방법, 조형 요소와 원리 등을 탐색하여 나 타내기

<감상>

㈏ 미술 문화

①전시회를 관람하고 전시 의도와 특징을 알아보기

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~ 수학 5학년 - 6. 직육면체와 정육면체

①직육면체와 정육면체의 전개도와 겨냥도를 그릴 수 있다.

학습목표

1. 오토마타의 작동원리와 관련된 과학적 개념을 익히고 오토마타에서 그 원리 들을 찾을 수 있다.

2. 오토마타를 구상할 수 있다.

3. 오토마타 전시회를 위한 개별 오토마타를 제작할 수 있다.

4. 오토마타 전시회를 기획하고 서로의 작품을 감상할 수 있다.

흐름 문제제시 & 제작활동 학습자료(▶) 및 유의점(※)

<상황 제시>

윤주, 놀이공원에

가다.

(7분) (1,2/6차시)

[ STE ]

T^ip! 과학 시간을 통해 배운 내용이 우리의 생활의 다양한 곳에 활용되고 있음을 알 수 있도록 한 다.

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-윤주가 놀이공원에서 탄 대표적인 놀이기구는 무 엇인가요?

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-윤주는 동생을 위해 어떤 장난감을 샀나요?

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-오토마타의 손잡이를 돌리면 인형이 어떤 방향으 로 움직이나요?

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-오토마타와 관련 있는 과목은 무엇일까요?

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-과학시간에 배운 어떤 원리를 활용하면 오토마타 를 재조립할 수 있을까요?

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-윤주의 외삼촌이 윤주와 윤성이에게 선물한 장난 감은 무엇인가요?

f학생용 교재 10쪽 fppt

f ppt

<창의적 설계>

윤주, 놀이공 원에 가다.

(25분) (1,2/6차시)

[ S ]

T^ip! 자이로드롭과 롤러코스터를 통해 에너지 전환 의 개념을 익히도록 한다.

»

-윤주가 놀이공원에 가서 친구들과 재미있게 탄 놀 이기구 중 자이로드롭을 살펴봅시다.

»

-자이로드롭이 올라갈 때는 어떤 에너지를 사용할 까요?

»

-높은 곳까지 올라가면 어떤 에너지가 생깁니까?

»

-다음에는 아래로 내려오는데 어떤 에너지가 생길 까요?

»

-자이로드롭을 타면 어떻게 에너지가 바뀌나요?

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-이처럼 에너지들이 종류가 바뀌는 것을 에너지 전 환이라고 합니다.

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-롤러코스터를 탈 때에는 에너지 전환이 어떻게 일 어나는 지 학생활동지의 그림을 보면서 써 봅시다.

※ 에너지 전환의 개념은 오토 마타에서 확인할 수 있는 주요한 과학적 개념이다. 자이로드롭을 설명한 ppt를 통해 전체학습 으로 에너지 전환의 개념을 익 히고 롤러코스터 학습지를 통해 에너지 전환의 개념을 다시 한 번 확인한다.

f ppt

f학생용 교재 13쪽 fppt

흐름 문제제시 & 제작활동 학습자료(▶) 및 유의점(※) 이어서

<창의적 설계>

윤주, 놀이공 원에 가다.

(25분) (1,2/6차시)

[ S ]

T^ip! 놀이터에서 시소를 탔던 경험을 활용하여 지레 의 원리를 학습한다.

»

-여러분 몸무게 차이가 나는 친구와 시소를 타 본 적이 있나요?

»

-지레는 작용점, 힘점, 받침점만 있다면 형태가 변형 이 되어도 지레라고 부를 수 있습니다.

»

-이 변형된 지레는 축바퀴라고 부릅니다. 여러분 교 실에도 있어요. 어떤 것일까요?

※ 오토마타의 손잡이는 변형 된 지레인 축바퀴의 형태이므로 지레와 축바퀴를 간단히 살펴본 다. 그러나 축바퀴는 초등학생들 이 그 내용을 숙지하기에는 내용 이 어려우므로 ‘축바퀴도 지레 의 3요소를 찾아볼 수 있으므로 지레라고 할 수 있다’는 정도로 간단히 언급한다.

f ppt

f ppt

f ppt

<감성적 체험>

윤주, 놀이공 원에 가다.

(15분) (1,2/6차시)

[ S ]

T^ip! 오토마타 동영상을 보며 에너지 전환과 지레의 원리를 확인하고 오토마타 구상을 위한 동기유 발 자료가 될 수 있도록 한다.

f ppt

<상황 제시>

윤주, 오토마 타 전시회를

기획하다.

(5분)(3/6차 시)

[ A ]

흐름 문제제시 & 제작활동 학습자료(▶) 및 유의점(※)

<창의적 설계>

윤주, 오토마 타 전시회를 기획하다.

(25분) (3/6차시)

[ A ]

Tip! 개별 오토마타의 재료 및 채색 계획도 드러나도 록 구상 계획서에 기록하도록 한다.

Tip! 개별 오토마타 구상이 끝났으면 조원끼리 돌려 보면서 오토마타 구상이 잘 되었는지 살펴보고 수정, 보완하도록 한다.

f학생용 교재 19쪽, 채색도구 (싸인펜, 색연필 등)

※ 조별주제를 발표하게 하여 반 친구들과 함께 검토하는 기회를 갖고, 필요한 경우, 실현 가능성 이 있는 방향으로 조정한다.

<감성적 체험>

윤주, 오토마 타 전시회를 기획하다.

(5분) (3/6차시)

[ A ]

※ 발표자는 실물화상기를 이용 하여 친구들에게 본인의 오토마 타 디자인을 보여주며 설명한다.

<상황 제시>

윤주, 오토 마타 를 만

들다.

(3분) (4,5/6차시)

[ A ]

<창의적 설계>

윤주, 오토마 타를 만들다.

(55분) (4,5/6차시)

[TEAM ]

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-오토마타 박스를 조립하면 어떤 도형이 될 수 있 을까요?

»

-원래 직육면체는 면이 6개인데 이 오토마타 박스 는 5개의 면으로 조립해서 한 면은 뚫려 있습니다.

그러면 이 5개의 면을 합쳐 바닥에 놓으면 직육면 체를 완성할 수 있는 무엇과 비슷할까요?

f오토마타 구상 계획서, 오토마 타 키트, 가위, 뿅뿅이, 깃털, 반 짝이 스팽글, 큰 별 줄 구슬, 목공 용 풀, 스카치테이프, 필기도구, 채색도구(싸인펜, 유성매직 등)

※ 모든 재료는 안전하게 사용 하도록 학생들에게 미리 주의를 준다.

※ 오토마타 제작 시 조별로 학생 들끼리 도움을 주거나 교사가 순 회지도하며 학생들의 제작 상황 을 점검하고 경우에 따라 도움을 주도록 한다.

흐름 문제제시 & 제작활동 학습자료(▶) 및 유의점(※)

<감성적 체험>

윤주, 오토 마타 를 만

들다.

(10분) (4,5/6차시)

[ A ]

<상황 제시>

윤주, 전시회 를 열다.

(3분) (6/6차시)

[ A ]

T^ip! 도슨트, 큐레이터를 소개하여 진로교육과 연계 되도록 한다.

»

-전시회에 가면 관람객에게 전시회의 작품이나 작 품의 작가에 대해 설명해 주는 사람들이 있습니 다. 이러한 일을 하는 분들의 직업을 무엇이라고 할까요?

»

-전시회 때 보이지는 않지만 전시회 전체를 기획하 고 전시하는 미술작품에 대해 연구하는 사람들이 있습니다. 이 분들의 직업을 무엇이라고 할까요?

<창의적 설계>

윤주, 전시회 를 열다.

(10분) (6/6차시)

[ A ]

[ A ]

f학생용 교재 23쪽, 전시회 에 사용할 배경음악, 조별주제 태그, 개별 도슨트 네임태그, 개별 작품에 붙일 태그, 시작 과 끝을 알리는 종

<감성적 체험>

윤주, 전시회 를 열다.

(5분) (6/6차시)

[ A ]

»

-도슨트와 관람객의 역할을 바꾸어가며 전시회를 관람한다.

f학생용 교재 24쪽

※ 교사는 준비물을 잘 활용 하여 전시회가 활기차게 진행 되도록 분위기를 조성해준다.

6. 평가 계획

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수행, 관찰 평가 계획

평가 영역 평가항목 우수(A) 보통(B) 미흡(C)

감성적 체험

집중과 끈기

과제에 대한 집중력이 좋으며 과제를 끈기 있게 해결함

과제에 대한 집중력은 있으나 끈기가 부족함

과제에 대한 집중력과 끈기가 부족함

호기심과 자신감

에너지 전환과 지레의 원리를 배우고 싶어 하며 오토마타를 제작 할 때 어려워하지 않 고 적극적으로 참여함

에너지 전환과 지레의 원리에 대해 약간의 흥미가 있으며 오토마 타를 제작할 때 어려 워하지만 참여함

에너지 전환과 지레의 원리에 대해 흥미가 거의 없으며 오토마 타를 제작할 때 어려 워하고 참여하지 않음

창의성

오토마타를 구상하는 과정에서 유창성, 융 통성, 독창성, 정교성 이 두드러지게 나타남

오토마타를 구상하는 과정에서 유창성, 융 통성, 독창성, 정교성 이 가끔씩 나타남

오토마타를 구상하는 과정에서 유창성, 융 통성, 독창성, 정교성 이 거의 나타나지 않 음

창의적 설계

해결방안 및 계획

에너지 전환의 개념을 잘 이해하고 주변에 서 예시를 쉽게 찾을 수 있음

에너지 전환의 개념을 이해하나 주변에서 예 시를 찾을 수 없음

에너지 전환의 개념 을 이해하지 못 하고 주변에서 예시를 찾을 수 없음

문제해결 과정

오토마타 제작을 위한 구상계획서를 창의적 으로 작성함

오토마타 제작을 위 한 구상계획서를 창의 적으로 작성하기 위해 노력함

오토마타 제작을 위한 구상계획서를 창의적 으로 작성하지 못함

산출물 도출

오토마타 박스와 본체 를 구상한대로 잘 만 들 수 있음

오토마타 박스와 본체 를 구상한대로 만드려 고 노력함

오토마타 박스와 본체 를 구상한대로 만들 수 없음

총평

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학생 자기/동료 평가 계획

평가 방법

평가

영역 평가기준

평가

상 중 하

자기 평가

감성적 체험

친구들의 발표를 주의 깊게 들었는가?

조별 주제를 정할 때 나의 생각을 적극적으로 표현했는가?

조별 주제를 정할 때 조원의 생각을 존중했는가?

조별로 의견을 교환할 때 친구들을 존중하고 배려하였는가?

전시회를 위해 조원과 충분히 대화하고 적극적으로 참여했는가?

전시회에서 친구들에게 내 작품에 대해 잘 설명해주었는가?

전시회에서 다른 친구들의 작품 설명을 진지하게 잘 들었는가?

창의적 설계

조원의 오토마타 구상 계획을 잘 살펴보고 잘된 부분과 수정할 부 분을 잘 알려주었는가?

나의 오토마타 작품은 표현하고자 하는 주제가 잘 드러났는가?

나의 오토마타 작품은 의도한 대로 움직임이 자연스럽게 연결 되는가?

재료와 용구를 효과적으로 사용하면서 작품을 완성하였는가?

재료와 용구를 안전하게 사용하였는가?

동료 평가

창의적 설계

표현하고자 하는 주제가 잘 드러났는가?

오토마타의 움직임이 자연스러운가?

오토마타 작품의 아이디어가 재미있게 표현되었는가?

감성적 체험

전시회를 기획할 때 친구들을 배려했는가?

전시회를 준비할 때 적극적으로 참여했는가?

전시회에서 작품 설명을 잘 해주었는가?

전시회에서 다른 친구들의 작품 설명을 진지하게 잘 들었는가?

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y자이로드롭에서의 에너지 전환 전기에너지→위치에너지→운동에너지

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y롤러코스터에서의 에너지 전환

전기에너지→위치에너지→운동에너지→위치에 너지→운동에너지

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y오토마타는 손잡이를 돌려 회전운동을 상하운동 으로 바꾸는 crank 장치를 기본으로 하여 제작자 의 창의력과 기계·공학적 원리를 더하여 다양한 예술작품으로 제작되고 있는 일종의 장난감이다.

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y에너지 전환 알기

① 에너지 : 힘이 나고 움직일 수 있게 되는 능력

② 에너지의 종류 : 운동에너지, 위치에너지, 열에 너지, 전기에너지, 빛에너지, 탄성에너지

③ 에너지 전환 : 에너지의 종류가 바뀌는 것

④ 오토마타에서 에너지 전환의 개념 찾기

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» y ppt

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y학생들이 평소 생활에서 쉽게 접할 수 있는 놀이공원에 가 본 경험 을 떠올리도록 하여 수업에 흥미를 갖고 임할 수 있도록 한다.

7. 학습 내용



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y학생용 교재의 내용을 보면서 오토마타에 대한 흥미와 관심을 가 질 수 있도록 한다.

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y오토마타의 기본 구조

① 캠 : 오토마타 박스 위에 사람이나 물건 모형 의 움직이는 패턴을 결정함

② 레버 : 오토마타의 손잡이 부분이며 지레(축바 퀴)의 원리를 확인할 수 있는 부분임

③ 크랭크 : 회전운동을 상하 또는 좌우 운동으로 바꾸어주는 장치로 크랭크 중 푸쉬로드에서 에너 지 전환의 원리를 확인할 수 있음

»

y 지레 알기

① 지레의 3요소 : 작용점, 힘점, 받침점

② 축바퀴 : 지레의 3요소를 갖고 있으면서 형태 가 변형된 것



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전시물을 설명하는 안내인

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y큐레이터 : 박물관이나 미술관에서 관람객을 위 하여 전시회를 기획·개최하고, 작품 또는 유물을 구입·수집·관리하는 업무를 담당하는 사람 또 는 그 직업

(출처 : http://terms.naver.com/search.nhn?que ry=%ED%81%90%EB%A0%88%EC%9D%B4%ED%

84%B0)

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» y ppt

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y학생들이 전체적인 수업의 흐름을 파악하도록 하여 각 활동이 연 계성을 가지고 진행되도록 한다.



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y ppt, 역할극 대본(별첨)

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y학생들이 흥미를 갖고 수업에 참여할 수 있도록 생각열기에 해당 하는 부분을 역할극으로 시연할 수도 있다.

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y오토마타에 적용되는 과학적 원리

① 에너지 전환-회전운동을 상하 또는 좌우 운 동으로 바꾸어주는 크랭크 장치 중 푸쉬로드에서 확인할 수 있음

② 지레(축바퀴)의 원리-오토마타의 손잡이 부분 인 레버에서 확인할 수 있음



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① 개별 주문 최신 자동차 ② 오르골 동영상

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y오르골 동영상 QR코드

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y에너지 전환 알기

① 에너지 : 힘이 나고 움직일 수 있게 되는 능력

② 에너지의 종류 : 운동에너지, 위치에너지, 열에 너지, 전기에너지, 빛에너지, 탄성에너지

③ 에너지 전환 : 에너지의 종류가 바뀌는 것

④ 오토마타에서 에너지 전환의 개념 찾기

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» y ppt

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y학생들이 쉽게 접할 수 있는 놀이기구인 자이로드롭과 롤러코스터를 통해 에너지 전환의 개념을 쉽게 익히고 기억할 수 있도록 한다.



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y오토마타의 움직임 중 크랭크 구조를 통해 에너지 전환을 중점적으로 지도하되 축바퀴 부분(오토마타의 레버)은 지레의 3요소를 찾을 수 있 음을 간단히 지도한다.

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y 레버 부분은 오토마타의 구조 중 빠져서는 안 될 부분이나 지레가 축 바퀴로 변형되는 자세한 과정은 초등학생의 수준 이상이므로 아이들의 흥미를 유지하는 수준에서 지도하도록 한다. 즉, 지레의 3요소를 가지 면서 형태가 바뀐 축바퀴라는 도구가 있고 이것이 오토마타의 손잡이 인 레버 부분에서도 찾아볼 수 있다는 정도로 지도하면 되겠다.

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y지레 알기

① 지레의 3요소 : 작용점, 힘점, 받침점

② 축바퀴 : 지레의 3요소를 갖고 있으면서 형태 가 변형된 것

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y오토마타의 기본 구조

① 캠 : 오토마타 박스 위의 움직이는 패턴을 결정

② 레버 : 오토마타의 손잡이 부분

③ 크랭크 : 회전운동을 상하 또는 좌우 운동으 로 바꾸어주는 장치



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① 에너지 : 힘이 나고 움직일 수 있게 되는 능력

② 에너지의 종류 : 운동에너지, 위치에너지, 열에 너지, 전기에너지, 빛에너지, 탄성에너지

③ 에너지 전환 : 에너지의 종류가 바뀌는 것

»

y롤러코스터에서의 에너지 전환

»

-전기에너지→위치에너지→운동에너지→위치 에너지→운동에너지

»

»

»

y학생용 교재, 필기구

»

»

»

y놀이공원에 갔던 경험을 떠올려보며 학습지를 해결하도록 한다.



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»

» y교사

»

-오토마타 키트, 학생용 교재

» y학생

»

- 오토마타 키트, 가위, 뿅뿅이, 깃털, 반작이 스팽 글, 큰 별 줄 구슬, 목공용 풀,

»

-스카치테이프, 필기도구, 채색도구(사인펜,유성 매직 등)

»

»

»

y 오토마타 구상계획서는 조원들과 함께 검토하는 기회를 갖고, 필 요한 경우, 실현 가능성이 있는 방향으로 조정한다.

»

y 오토마타를 본격적으로 제작하기 전에 모든 재료를 안전하게 사 용할 수 있도록 미리 주의를 준다.

»

y오토마타의 기본 구조

① 캠 : 오토마타 박스 위의 움직이는 패턴을 결정

② 레버 : 오토마타의 손잡이 부분

③ 크랭크 : 회전운동을 상하 또는 좌우 운동으로 바꾸어주는 장치



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게 전시물을 설명하는 안내인

(출처 : http://terms.naver.com/search.nhn?que ry=%EB%8F%84%EC%8A%A8%ED%8A%B8)

»

y큐레이터 : 박물관이나 미술관에서 관람객을 위 하여 전시회를 기획·개최하고, 작품 또는 유물 을 구입·수집·관리하는 업무를 담당하는 사람 또는 그 직업

(출처 : http://terms.naver.com/search.nhn?qu ery=%ED%81%90%EB%A0%88%EC%9D%B4%ED

%84%B0)

»

»

» y교사

»

- 오토마타 구상 계획서, 오토마타 키트

» y학생

»

- 오토마타 키트, 가위, 뿅뿅이, 깃털, 반작이 스팽 글, 큰 별 줄 구슬, 목공용 풀,

»

-스카치테이프, 필기도구, 채색도구(사인펜,유성 매직 등)

»

»

»

y2~3명의 학생이 전시회에 다녀온 경험을 발표하도록 하여 학생들 이 본인의 경험을 떠올리고 이를 바탕으로 전시회를 염두에 두고 오토마타를 구상할 수 있도록 한다.



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»

» y 교사

»

-오토마타 키트, 오토마타 제작 관련 ppt

» y학생

»

- 오토마타 키트, 가위, 뿅뿅이, 깃털, 반작이 스팽 글, 큰 별 줄 구슬, 목공용 풀,

»

-스카치테이프, 필기도구, 채색도구(사인펜,유성 매직 등)

»

»

»

y모든 재료와 용구는 안전하게 다룰 수 있도록 지도한다.

»

y오토마타의 각 면이 맞물리는 부분은 단단히 끼워 빠지지 않도 록 한다.

»

y오토마타 만드는 방법

오토마타 박스는 키트로 제공되는 부분을 조립하 고 박스 윗 부분은 학생들이 디자인하여 박스와 합하도록 한다.

① 오토마타 박스 키트를 열어 각 부분을 확인 한다.

② 캠을 대신하는 철사를 푸쉬로드의 구멍에 통 과시킨다.

③ ②의 양쪽에 옆면의 구멍을 통과시킨다.

④ 철사의 양 끝에 고무패킹과 마개를 끼워 오토 마타의 손잡이를 완성한다.

⑤ 오토마타의 윗면의 바깥쪽 두 개의 구멍에 오 토마타 본체 지지대를 끼운다.

⑥ ④의 푸쉬로드를 ⑤의 윗면 구멍에 끼운다.

(다음 쪽에서 계속)



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⑦ ⑥에 뒷면과 아랫면을 차례로 조립하여 오토 마타 박스를 완성한다.

⑧ 오토마타 구상계획서의 디자인대로 할핀으로 연결할 부분을 고려하며 오토마타의 본체를 스 케치한다.

⑨ 할핀으로 ⑧의 각 부분을 연결한다.

⑩ 오토마타의 푸쉬로드, 본체 지지대와 연결하 고 움직임을 확인한다.

»

»

» y교사

»

-오토마타 키트, 오토마타 제작 관련 ppt

» y학생

»

- 오토마타 키트, 가위, 뿅뿅이, 깃털, 반작이 스팽 글, 큰 별 줄 구슬, 목공용 풀,

»

-스카치테이프, 필기도구, 채색도구(사인펜,유성 매직 등)

»

»

»

y오토마타 본체 부분의 움직임에 따라 오토마타 본체 지지대와 푸 쉬로드의 길이는 잘라 조절하도록 한다.



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» y교사

»

-오토마타 구상 계획서

» y학생

»

-필기구, 채색도구

»

»

»

y조별주제를 발표하게 하여 반 친구들과 함께 검토하는 기회를 갖 고, 필요한 경우, 실현 가능성이 있는 방향으로 조정한다.

»

y오토마타 구상 계획서 작성하기

① 조별 주제 정하기

② 오토마타 전체 모습 구상하기 (다음쪽에서 계속)



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-조원과 함께 오토마타 수정, 보완사항 찾아보기

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-오토마타 수정, 보완하기

»

-자기평가하기

»

»

» y교사

»

-오토마타 구상 계획서

» y학생

»

-채색도구, 필기구

»

»

»

y발표자는 실물화상기를 이용하여 친구들에게 본인의 오토마타 디자인을 보여주며 설명하도록 한다.




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»

y전시회에 사용할 배경음악, 학생용 교재, 조별 주 제 태그, 개별 도슨트 네임태그, 개별 작품에 붙일 태그, 소감문

»

»

»

y배경음악, 각종 태그, 시작과 끝을 알리는 종 등을 적절히 활용하여 전시회가 활기차게 진행되도록 분위기를 조성해준다.

»

y도슨트 : 박물관이나 미술관 등에서 관람객들에 게 전시물을 설명하는 안내인

(출처 : http://terms.naver.com/search.nhn?que ry=%EB%8F%84%EC%8A%A8%ED%8A%B8)

»

y큐레이터 : 박물관이나 미술관에서 관람객을 위 하여 전시회를 기획·개최하고, 작품 또는 유물 을 구입·수집·관리하는 업무를 담당하는 사람 또는 그 직업

(출처 : http://terms.naver.com/search.nhn?qu ery=%ED%81%90%EB%A0%88%EC%9D%B4%ED

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① 각자 작품 제목 정하기

② 작품 안내 순서 정하기

③ 작품 배치도 정하기

④ 작품 안내 연습해 보고 유의사항 알아보기

»

»

»

y전시회에 사용할 배경음악, 학생용 교재, 조별 주 제 태그, 개별 도슨트 네임태그, 개별 작품에 붙일 태그, 소감문

»

»

»

y교사는 준비물을 잘 활용하여 전시회가 활기차게 진행되도록 분위 기를 조성해준다.




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»

»

y학생용 교재

»

»

»

y교사는 준비물을 잘 활용하여 전시회가 활기차게 진행되도록 분 위기를 조성해준다.

»

y오토마타 전시회 소감문 작성하기

① 정해진 순서에 따라 도슨트가 되어 전시회 설 명하기

② 관람객이 되어 친구의 작품 감상하기

③ 전시회 관람 후 소감문 작성하기




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8. 역할극 대본

»

»

윤주, 놀이공원에 가다

1,2차시 상황제시

윤주는 주말에 친구들과 함께 집 근처에 있는 놀이공원에 가기로 했습니다. 스릴 넘치는 놀이기구 를 좋아하는 윤주와 친구들은 롤러코스터, 자이로드롭 같은 놀이기구를 골라 신나게 놀았습니다.

신나게 놀다보니 집에 가야 할 시간이 다 되어 놀이공원을 나서고 있는데 출구 쪽 캐릭터 상점을 보니 갑자기 동생이 생각났습니다. 동생은 며칠 전에 다리에 깁스를 해서 집에만 있는데, 혼자만 신 나게 논 것이 왠지 미안해서 재미있는 장난감을 사다 주기로 하고 캐릭터 상점에 들어갔습니다. 친 절한 점원 언니가 다가오더니 물었습니다.

“무엇을 도와드릴까요?”

“네, 동생에게 재미있는 장난감을 사다주고 싶어서요. 다리에 깁스를 하고 있어서 밖에 나가서 놀지도 못하고 있거든요. 놀이터에서 저랑 시소 타는 걸 젤 좋아하는 동생인데 저만 여기서 신나게 놀다가니 동생이 생각나요.”

“참 착한 누나네요. 그럼 이게 어떨까요?”

“이건 오토마타라고 하는 건데 여기 이 손잡이를 돌리면 위에 있는 인형이 위 아래로 움직이게 되요.”

“우와, 이거 제 동생이 좋아하겠어요. 손잡이만 돌리면 이 인형이 위 아래로 이렇게 움직이네!”

“네, 신기하죠? 아마 동생이 좋아할 거예요. 아, 그리고 학생 몇 학년이죠?”

“네, 초등학교 6학년이요.”

“그럼 잘 살펴보세요. 윤주학생이 학교에서 배운 내용이 이 오토마타를 만드는 데 사용된답니다.”

“정말요? 이 오토마타는 과학이랑 수학, 그리고 미술 과목과 관련이 있을 것 같은데 맞나요?”

“맞아요, 윤주 학생 똑똑하네요. 윤주 학생이 배운 어떤 과학적 원리가 오토마타에 숨어 있는 지 한 번 잘 살펴보세요. 그럼 동생뿐만 아니라 윤주학생에게도 아주 재미있는 장난감이 될 거에요.”

“네, 알겠어요. 얼른 집에 가서 알아봐야지. 이거 주세요.”

윤주는 오토마타를 사서 동생에게 줄 생각에 한달음에 뛰어 집에 도착했습니다. 집에 도착했더니 아픈 동생 위로 차 외삼촌께서 와 계셨습니다.

외삼촌은 동생에게 얼른 회복하라고 모형 자동차를 선물해 주셨고 윤주에게도 예쁜 소리가 나는 오르골을 선물해 주셨습니다. 안 그래도 모형 자동차를 선물 받아 기분이 좋은 동생은 윤주의 선물 을 받고 더 기뻤습니다. 동생이 기분이 좋으니까 얼른 깁스를 풀고 회복이 될 것 같죠? 그런데 이 게 웬일인가요? 윤주가 동생에게 얼른 선물을 주고 싶어 너무 뛰면서 와서 그런지 오토마타가 원 래의 모습이 아니었습니다.

윤주는 너무 속상해서 어찌할 바를 몰랐습니다. 이때 외삼촌께서

“윤주야, 그 오토마타 다시 조립할 수 있어. 오토마타는 윤주가 배우는 과학 과목에 나오는 원리들을 기 본으로 해서 만들어지기 때문에 우리 똑똑한 윤주 정도면 충분히 해낼 수 있을 거야.”

“부셔진 건 아니지만 제가 오토마타를 잘 고칠 수 있을까요, 외삼촌?

“그럼, 우리 윤주 과학시간에 열심히 수업 들었을 테고, 외삼촌이 도울 테니 같이 해 보자.”

외삼촌도 놀이공원의 점원 언니와 비슷한 말씀을 하셨습니다.

사실은 외삼촌이 사 오신 모형 자동차와 오르골도 오토마타처럼 과학, 수학, 미술 과목과 관련이 있다는데 어떤 연관이 있고, 또 오토마타에는 어떤 과학적 원리가 숨어 있을까요? 윤주와 윤주 외 삼촌은 오토마타를 어떻게 원래대로 돌려놓을 수 있을까요?

우리 같이 한 번 볼까요?

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윤주, 오토마타 전시회를 기획하다

윤주는 과학책 속에 나오는 원리들을 이용해서 망가진 오토마타를 재조립하여 윤성이에게 다시 선물로 주었습니다.

“윤성아, 저번에 망가졌던 오토마타 누나가 다시 원래대로 만들었어. 다리가 깁스한 거 얼른 풀 고 누나랑 전처럼 재미있게 놀 수 있으면 좋겠다.”

“어, 정말이네. 누나 어떻게 했어? 우와! 누나 대단하다! 고마워, 누나!”

“손잡이를 돌리면 재미있게 움직이는 오토마타라는 거야. 6학년이 되면 과학시간에 배우는 게 있 는 데 그 내용을 이 오토마타에서도 확인할 수 있데.”

“아, 그래?”

“응, 그래서 누나는 친구들이랑 이 오토마타를 만들어 보려고 해. 그리고 같이 할 친구들이 많으 면 오토마타 작품 갖고 멋지게 전시회도 할 거야.”

“우와, 진짜? 누나, 나도 전시회 가고 싶다.”

“너 조금만 있으면 깁스 풀거니 올 수도 있겠다. 누나가 친구들이랑 재미있게 만들어 볼게.”

“응, 좋아, 누나. 누나, 파이팅!”

“그래, 기대해.”

오토마타를 윤성이가 재미있어 해서 윤주도 기뻤습니다.

윤주는 이번 일을 계기로 움직임이 재미있고 학교에서 배운 과학적 원리가 들어가는 오토마타를 친구들과 만들어 보고 오토마타 전시회도 열면 좋겠다는 생각이 들었습니다. 친구들에게 말했더 니 좋은 생각이라며 모두 대찬성이었고 윤주는 친구들과 어떤 주제로 오토마타를 만들 것인지 의 논하기로 했습니다.