“이 보고서는 2019년도 정부의 재원으로

(1)

2019 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2019. 11.

제주동초등학교

(2)

과 제 개 요

과제명 2019년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영

STEAM 프로그램

구분

유형

(유형1) STEAM 프로그램 개선 및 보완을 통한 확산 모델 개발 ( ) - 선행 프로그램명:

(유형2) 다양한 교과 간 협동 연구를 통한 STEAM 프로그램 신규 개발 ( √ )

프로그램명 초등학교 문제해결력 향상 수업용 STEAM 메이커 프로그램

학교급 초등 대상 학년(군) 6학년

중심과목 과학 중심과목

성취기준 영역 [초등학교 6학년] 문제해결력

연계과목 실과 연계과목

성취기준 영역 [초등학교 6학년] 지식정보처리능력

연구기간 2019.5.16. ~ 2019.11.30.

연 구 비 일금사백만원(￦4,000,000) 참여연구원 4명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 3명)

연구 수행자에 관한 사항

구분 소속 학교명 담당과목 직위 성명

연구책임자 제주동초등학교 과학 교사 장치훈

공동연구원 영평초등학교 과학 교사 김은주

공동연구원 삼화초등학교 과학 교사 송지원

공동연구원 백록초등학교 과학 교사 이서안

(3)

“이 보고서는 2019년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

(4)

목 차

1. 요약문 ··· 1

2. 서론 ··· 1

3. 연구 수행 내용 및 결과 ··· 1

4. 결론 및 제언 ··· 4

5. 참고문헌 ···

[부록]

부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

부록2. 활동결과 사진

(5)

1. 요약문

2. 서론

3. 연구 수행 내용 및 결과

가. 연구수행내용

1) 2015개정 교육과정 과학과 교과서에 융합차시로 배정된 학습내용을 참고하여 피지컬 컴퓨팅(아두이노)를 활용한 MAKER프로그램을 개발 함(15차시)

2) 본 교사연구회 회원은 제주도 교육청에서 주관하는 피지컬컴퓨터를 활용한 SW 교육 및 MAKER교육을 실시 해 본 경험이 있는 초등교사로 구성되었음

3) 개발한 프로그램의 적용은 과학과 수업 STEAM차시 및 창의적활동 시간, 방과후 특별활동에 배정하여 운영하였음

미래 사회의 인재는 얼마나 많은 지식과 정보를 알고 있는가 보다는 이를 효과적 으로 얼마나 새롭게 융합시킬 인재를 필요로 하고 있다. 그래서 우리 교육과정에서 도 미래사회의 핵심인재상을 ‘융합적 사고력을 바탕으로 창의적인 인재’로 하고 있으 며 각 교과 내용의 습득보다는 교과 간 통합적인 사고력을 기르고 학습한 내용을 융 합하여 새로운 가치를 만들어내는데 집중하고 있다.

창의재단의 2019 STEAM 교사 연구회 운영 또한 최근 교육의 흐름과 시대적 요 구의 반영의 결과로 생각되고 앞으로 우리 교육에서 진행되어야 할 교육이라고 생 각된다. 그래서 본 연구회에서도 최근 교육의 목적과 흐름의 방향을 따르면서 이슈 화 되고 있는 SW교육 및 MAKER교육과 연계한 프로그램을 개발하고 운영하고자 한다.

본 연구회에서 피지컬 컴퓨터를 활용하여 자신이 생각하는 문제점 및 개선점을 직 접 제작하는 MAKER 교육과 관련된 자료를 개발하고 적용하였다. STEAM교육을 통 해서 달성하고자 하는 목표인 문제해결력 향상은 SW교육에서도 추구하는 방향이다.

이는 최근 교육에서 강조되고 있는 일상생활에서 문제를 찾고 이를 해결하고자 하는 과정에서 창의적인 생각을 필요로 하고 있는 교육의 흐름과 동일하다. 그래서 우리 는 2015개정 교육과정 과학과 학습 내용과 관련하여 융합적인 사고력을 바탕으로 창의적인 산출물을 직접 만들어 보는데 그 목적을 두고 활동하였다. 구체적으로는 피지컬 컴퓨터인 아두이노 우노 보드를 활용하였고 프로그램밍 프로그램은 교과서에 제시된 ‘엔트리’ 프로그램을 활용하였다.

(6)

4) 2개 초등학교(제주동초등학교, 영평초등학교) 학생들을 대상으로 다음과 같이 적 용하였음

나. STEAM 수업 평가 방법 개발 및 적용 성과

1) 창의재단에서 실시한 설문 조사에 참여(사전, 사후)

2) 본 연구회에서 실시 한 만족도 설문 조사 결과(2019년 11월 10일 실시)

STEAM 프로그램 만족도 조사

N=72

매우그렇다 그렇다 보통 아니다 매우아니다

STEAM 프로 그램에 대한 만 족도

35 19 17 1

향후 STEAM 프로그램 참여 의지

28 22 19 3 1

STEAM 프로

그램 참여도 18 29 21 4

적용시기 대상학년 전체수 수혜학생 수 비고

9월~11월 6학년(110명) 60명 정규수업시간

9월~11월 6학년(57명) 15명 과학동아리

40

(7)

STEAM 프로그램에 참여 한 소감(학생) - 직접 만들어 보는 활동이 재미있다.

- 컴퓨터랑 연결해서 작동이 되는 것이 신기하고 자동으로 움직이는 장치를 만들어서 좋다.

- 어렵지만 재미있었다.

- 처음에는 무슨 말인지 몰라서 어려웠지만 친구들과 함께해서 알게 되었다.

- 다른 수업도 STEAM 수업처럼 했으면 좋겠다.

- 센서에 대한 설명을 자세하게 해 주세요 - 다음에도 또 이런 수업을 받고 싶다.

STEAM프로그램 운영에 대한 바라는 점(학생) - 시간이 너무 짧았다.

- 너무 어렵고 무슨 말인지 모르겠다. 쉬운 내용으로 해 주세요 - 코딩을 할 수 있는 시간을 좀 더 주세요

- 아두이노를 활용해서 로봇을 만들고 싶어요

다. STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천

1) 도내 STEAM 교육 전문가에게 관련 자문 실시

2) 제주도교육청, 정보교육원과 협의를 통해 교원 연수 및 학생 대상 프로그램 설 계 진행 중

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 초등학교 문제해결력 향상 수업용 STEAM 메이커 프로그램 선행

프로그램명 해당없음

학교급 초등 대상 학년(군) 6학년

중심과목 과학 중심과목

성취기준 영역 [초등학교 6학년] 문제해결력 연계과목 실과 연계과목

성취기준 영역 [초등학교 6학년] 지식정보처리능력

개발내용

주제 연번

차시

(시수) 과목 연계(안)

1 3 과학(2)+실과(1)

2 3 과학(2)+실과(1)

3 3 과학(2)+실과(1)

4 3 과학(2)+실과(1)

5 3 과학(2)+실과(1)

(8)

4. 결론 및 제언

가. 결론

- 교사연구회 참여는 STEAM교육을 활용하고 적용해보는 폭을 넓혀주었다.

- SW교육과 MAKER 교육을 접목한 STEAM교육 프로그램을 개발 및 적용하여 2020학년도에 교사 연수 프로그램에 활용할 예정이다.

나. 제언

- 연구회는 자발적인 모임임을 감안하여 보고서 작성 내용을 자유롭게 작성했으 면 좋겠다.（현재는 너무 복잡하고 들어가야 할 내용이 많아 지속적으로 연구회 활동을 하려고 하는 교사가 적을 것 같음)

- 개발 및 적용 시기가 짧아서 아쉬움 내년에는 사업이 좀 더 일찍 시작하여 충 분하게 적용할 수 있는 시간이 확보되었으면 좋겠음(학교에 많은 행사과 빡빡한 교과 일정 때문에 연구회에서 개발한 프로그램을 적용하는 시간을 잡기가 힘들 었음)

(9)

부록 1

붙임 STEAM 프로그램

초등학교 과학 수업용 STEAM 프로그램 -제주도의 날씨 조건에 맞는 스마트팜 구현하기-

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준 연계과목

1 1~3/16 [6과06-01]습도를 측정하고 습도가 우리 생활에 영향을 주는 사

례를 조사할 수 있다. 실과

2 4~6/16 [6과12-02]식물의 전체적인 구조 관찰과 실험을 통해 뿌리, 줄

기, 잎, 꽃의 구조와 기능을 설명할 수 있다. 실과 3 7~8/16 [6과06-03] 고기압과 저기압이 무엇인지 알고 바람이 부는 이유

를 설명할 수 있다. 실과

4 9~12/16 [6과13-03] 전기를 절약하고 안전하게 사용하는 방법을 토의할

수 있다. 실과

5 13~16/16 제주도의 날씨 조건에 맞는 창의적 산출물을 제작할 수 있다. 실과

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 12차시)

차시 주요내용

1~3 /16

중심과목 성취기준

영역

대기와 해양 중심과목

성취기준

[6과06-01]습도를 측정하고 습도가 우리 생활에 영향을 주는 사례를 조사할 수 있다.

주제명 제주도의 날씨 조건에 맞는

스마트팜 구현하기 차시 1~3/15

학습목표 디지털 습도계를 만들어 습도를 측정하고 습도가 우리 생활에 주는 영향을 화면 에 표현할 수 있다.

성취기준 영역

[6실04-08]절차적 사고에 의한 문제 해결의 순서를 생각하고 적용한다.

[6실04-09]프로그래밍 도구를 사용 하여 기초적인 프로그래밍 과정을 체험한다.

STEAM 요소

S 날씨와 우리생활, 습도 T 디지털 습도 센서 활용 E

A 화면에 나타내기 M 습도 계산법 이해 개발 의도

본 메이커 활동을 통해 학생들은 습도 센서를 활용하여 습도를 측정하고 엔트리 로 화면에 표현하는 과정에서, 교육과정에서 달성하고자 하는 습도가 우리 생활에 미치는 영향에 대해 생각해보고 이를 적용할 수 있다.

학생들이 경험한 기상 현상을 중심으로 여러 가지 날씨 요소를 이해함으로써 날씨와 우리 생 활과의 관계를 탐구하려는 태도를 갖도록 한다. 습도가 우리 생활에 미치는 영향을 설명하고, 이슬, 안개, 구름의 차이와 구름에서 비와 눈이 내리는 과정을 이해하도록 한다.

본 활동에서는 메이커 활동과 연계하여 습도 센서를 이용해 디지털 습도계를 만들고, 습도 가 우리 생활에 미치는 영향과 관련지어 엔트리를 이용해 각 습도 범위에 따라 다르게 표현 하는 활동을 구성하였다.

로 사용하여 제주도에서 효율적으로 식물을 키울 수 있는 방법 생각하기, 스마트 식물 키우기 장치 설계 및 제작하기

^ET

작품공유하기

(11)

감성적 체험 학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (10 분)

□

^Co

장마철 습기가 생활에 미치는 사례 살펴보기 ❍ 장마철 습기와 관련된 영상 시청하기

[눅눅한 장마철…집안 습기 제거법]

동영상 https://yo utu.be/1Z zcXG7KoO

A

전개 (100 분

)

□

^Co

생활 속 습도가 영향을 미치는 사례와 습도를 조절하는 방법 조사하기 ❍ 생활 속 습도가 영향을 미치는 사례 조사하기

- 장마철에는 습도가 높아 빨래가 잘 마르지 않는다.

- 장마철에는 습도가 높아 곰팡이가 잘 핀다.

- 겨울철에는 습도가 낮아 피부가 건조하고 산불이 쉽게 발생한다.

- 겨울철에는 습도가 낮아 호흡기 질환에 걸리기 쉽다. 등

❍

^Co

생활 속 습도를 조절하는 방법 조사하기

- 겨울철에 가습기를 틀거나 빨래를 널어 습도를 높인다.

- 장마철에 에어컨을 틀어 온도를 낮춰 습도를 낮춘다.

- 마른 숯을 실내에 놓아 습도를 낮춘다.

- 옷장에 신문지를 넣어두어 습기를 제거한다.

- 제습제를 사용한다.

- 식물을 키워 실내의 습도를 조절한다.

- 선풍기를 바깥쪽으로 틀면 집 안 습도를 낮출 수 있다. 등

습도의 범위에 따라 엔트리 화면에 다르게 표현하기

(13)

4. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 1~3/15

회로도

습도센서(AM1001) 센서 아두이노 보드 검정선 GND

빨간선 5V

노란선 아날로그 입력핀 (A0)

코딩소스

1

(14)

‘X버튼’을 눌러 엔트리봇 오브젝트를 삭제하고 ‘+버튼’(오브젝트 추가하기)을 누른다.

2

‘오브젝트 선택’의 ‘배경’에서 ‘사막(1)’을 선택하고 추가하기를 눌러 오브젝트를 추가한다.

3

(15)

같은 방법으로 ‘들판(3)’과 ‘바닷속(3)’ 오브젝트도 추가한다.

※ 두 개 이상의 오브젝트를 클릭하면 하단의 ‘전체’에 클릭한 오브젝트가 여러 개 뜨고, 추가 하기를 누르면 한꺼번에 여러 개의 오브젝트가 추가된다.

4

‘사막(1)’ 오브젝트를 누른 상태에서 ‘시작하기 버튼을 클릭했을 때’ 블록을 끌어온다.

5

‘블록’ - ‘생김새’에서 ‘모양 숨기기’ 블록을 끌어온다.

(16)

6

‘블록’ - ‘흐름’에서 ‘만일 참이라면’ 블록을 끌어온다.

7

(17)

‘블록’ - ‘하드웨어’ 을 판단문 안에 끌어오고 판단문 안의 수도 40으로 바꿔 ‘습도가 40 미만일 때 작동하는 판단문’을 완성한다.

※ 습도센서는 습도가 0~100일 때 0~1023 범위의 전압값을 센서값으로 읽어들이므로 습도값 에 대한 수치 변환이 필요하다.

※ 만약 하드웨어 블록이 보이지 않는다면 아두이노 보드 연결 상태를 확인한다.

9

‘블록’ - ‘생김새’에서 ‘모양 보이기’ 블록을 끌어온다.

1)

(18)

를 끌어와 ‘너무 건조합니다. 감기들겠어요~ 물수건이라도 좀 널까요?’

를 입력한다. 습도가 40 미만일 때 화면에 ‘사막(1)’ 오브젝트가 보이고 위의 대사를 말하는 조건문 코딩이 완성되었다.

2)

10

에서 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하고 코드 복사를 누르면

아래의 모든 블록이 복사된다.

3)

11

(19)

12

판단문의 수를 ‘70’으로 수정하고 ‘부등호 클릭’ - ‘>’를 클릭하여 부등호의 방향을 바꿔준다.

13

‘말하기’ 블록의 대사를 ‘바닷속인가요? 너무 습해요. 제습기 좀 틀어주세요 ㅠㅠ’로 바꾼다.

습도가 70보다 높을 때 화면에 ‘바닷속(3)’ 오브젝트가 보이고 위의 대사를 말하는 조건문 코 딩이 완성되었다.

14

에서 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하고 코드 복사를 한다.

4)

(20)

15

왼쪽의 오브젝트 목록에서 ‘들판(3)’ 오브젝트를 클릭하고 복사한 블록을 붙여넣기한다.

16

(21)

6)

17

판단문 전체를 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하여 ‘코드 복사 & 붙여넣기’한다.

7)

18

(22)

두 개의 를 안에 넣어 긴 조건문을 만든다.

8)

19

을 옆으로 끌어 놓고 판단문의 수를 바꾸어 ‘만일 참이 라면’ 조건문 안에 끌어 놓는다. ‘습도가 40초과 70 미만일 때’의 조건문 코딩이 완성되었다.

9)

20

‘말하기’ 블록의 대사를 ‘습도가 적당합니다’로 바꾼다.

‘습도가 40초과 70 미만일 때’ 화면에 ‘들판(3)’ 오브젝트가 보이고 위의 대사를 말하는 조건 문 코딩이 완성되었다.

(23)

‘오브젝트 추가하기’(+버튼)를 눌러 ‘룰렛 화살표’, ‘원 오브젝트’를 추가한다.

※ 오브젝트선택→물건→룰렛화살표, 오브젝트선택→인터페이스→원

11)

22

룰렛 화살표를 클릭하여 크기를 175로 수정하고, 원 오브젝트를 클릭하여 Y좌표를 –100으로, 크기를 35로 수정한다.

12)

23

‘원’ 오브젝트를 클릭한 상태에서 ‘블록’-‘시작’에서 ‘시작하기 버튼을 클릭했을 때’와 ‘블록’ -

‘흐름’에서 ‘계속 반복하기’를 끌어온다.

13)

(24)

24

‘블록’ - ‘움직임’ - 를 ‘계속 반복하기’ 안으로 끌어온다.

14)

25

빈 공간에 를 끌어온다.

26

(25)

‘블록’-‘계산’에서 블록을 끌어와 를 에 집어 넣고 수를 바꾸

어 수식 블록을 만든다.

16)

27

빈 공간에 끌어 놓았던 를 넣어 수식을 완성한다.

※ ‘x2’는 ‘원’ 오브젝트가 움직일 때 습도 값의 변화에 따라 움직이는 간격을 넓게 변환한 것 이고, ‘-50x2’는 ‘원’ 오브젝트 y좌표가 ‘-100’이기 때문에 좌표를 변환한 것이다.

17)

28

앞의 수식을 안에 끌어온다. ‘원’ 오브젝트가 변환한 수식에 맞게 움 직이게 하는 코딩이 완성되었다.

18)

(26)

29

‘블록’ - ‘생김새’에서 ‘말하기’ 블록을 끌어오고 를 ‘코

드복사 & 붙여넣기’ 한다.

19)

30

를 말하기 블록 안에 끌어 넣는다. 습도 값을 말하는 코딩이 완성되었다.

31

(27)

오브젝트 앞의 아이콘을 클릭해 모양으로 바꾸어 배경이 보이지 않도록 한다.

사막(1) 오브젝트

바닷속(3) 오브젝트

들판(3) 오브젝트

원 오브젝트

(28)

제작과정

1

1. 수수깡 3개를 절반 정도 길이 로 자른다.

2

2. 자른 수수깡 3개를 글루건으 로 나란히 붙인다.

3

3. 습도센서의 빨간 선은 아두이 노 보드의 5V에, 검은 선은 아두이노 보드의 GND에, 노

(29)

4

4. 습도센서를 수수깡에 양면테 이프로 붙인다.

5

5. 컴퓨터와 아두이노 보드를 연 결하여 전원이 들어오는지 확 인한다.

6

6. 엔트리에서 습도값에 따라 코딩이 잘 작동되는지 확인한 다.

(30)

5. 교사자료

차시 1~3/15

1. 습도

공기 중에 포함된 수증기의 양을 의미한다. 습도를 나타내는 가장 보편적인 방법은 상대 습 도이다. 상대 습도는 특정 온도에서의 포화 수증기량과 현재 공기 중에 포함된 수증기량의 비 로 나타낸다.

2. 습도센서(AM1001)

동작 전압 4.75 ~ 5.25V

동작 전력 2mA

측정 습도 20 ~ 90% RH 사용 가능 습도 20 ~ 95% RH

오차범위 ±5%

크기 6.3 x 3.8 x 1.5 cm 인터페이스 아날로그 인터페이스

습도를 측정할 수 있는 센서로 입력 전압은 5V로 사용한다. 20~90% 범위의 상대 습도를 측 정 가능하며, 노란 선을 아날로그 핀에 연결하여 아날로그로 센서값을 출력할 수 있다.

습도센서는 습도가 0일 때 전압값이 0V, 습도가 100일 때 5V의 전압값을 읽어들여 0~1023 범위의 센서값으로 출력한다. 따라서 습도센서의 센서값을 그대로 출력하지 않고 0~100 사 이의 상대 습도값으로 표현하기 위해서는 수치 변환이 필요하다.

3. 습도와 건강

실내 습도가 40%에 미치지 못할 경우 호흡기 감염, 알레르기 증상, 천식 등의 질병에 노출될 수 있다. 특히 감기 바이러스는 건조한 환경에서 활발히 증식하며 건조한 공기는 기관지의 점

(31)

중심과목 과학 학교급/학년 초등학교 6 학년

영역

생물의 구조와 에너지 중심과목 성취기준

[6과12-02]식물의 전체적인 구조 관 찰과 실험을 통해 뿌리, 줄기, 잎, 꽃의 구조와 기능을 설명할 수 있 다.

학습목표 증산작용을 실험으로 확인하고 설명할 수 있다.

STEAM 요소

S 날씨와 우리생활, 증산작용 T 디지털 습도 센서 활용 E

A

M 습도 계산법 이해

개발 의도

본 메이커 활동을 통해 학생들은 교육과정에서 달성하고자 하는 잎에 도달한 물 의 이동과 증산작용에 대해 보다 명확하게 이해할 수 있으며, 습도 센서를 활용하 여 메이커 활동과 연계한 실험을 설계하고 수행하는 경험을 할 수 있다.

식물의 뿌리, 줄기, 잎, 꽃과 같은 기관이 각각의 기능을 수행하면서 통합적으로 기능하여 생 명을 유지하고 있음을 이해하도록 한다. 이 과정에서 광합성 산물을 확인하는 실험과 증산작 용과 줄기에서 물의 이동 실험을 한다.

본 활동에서는 메이커 활동과 연계하여 습도 센서를 이용하여 증산작용 실험을 하도록 하였 다. 습도 센서를 이용하여 습도를 측정해봄으로서 시간을 단축할 수 있고, 보다 명확한 차이 를 눈으로 확인할 수 있는 장점이 있다.

본 메이커 활동을 통해 학생들은 교육과정에서 달성하고자 하는 잎에 도달한 물의 이동과 증산작용에 대해 보다 명확하게 이해할 수 있으며, 습도 센서를 활용하여 메이커 활동과 연 계한 실험을 설계하고 수행하는 경험을 할 수 있다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

-비닐봉지 안에 물방 울이 생기는 까닭 생각해보기

창 의 적 설 계

창의적 설계

-실험 결과 확인하기 -비닐봉지 안에 물방 울이 생기는 까닭 설명하기

감 성 적 체 험 -습도 센서 이해하기

-가설에 따른 실험 설계하기 -설계한 대로 실험 수행하고

관찰하기

감성적 체험

(32)

학습

및 유의점

도입 (10 분)

□

^Co

비닐봉지 안에 물방울이 생기는 까닭 생각해보기

❍ 나뭇가지에 비닐봉지를 씌워두면 비닐봉지 안에 물방울이 생기는데, 그 까닭을 생각해봅시다.

전개 (100 분)

□

^Co

□ 습도 센서 이해

❍ 습도 센서 아두이노 보드에 연결하기

❍

^CD

습도 센서 작동 원리 및 코딩 이해

- 습도 센서값을 습도값으로 변환하는 코딩 이해 및 습도값 확인하기

Tip!

습 도 센 서 의 전선 노출 부위 길이 가 아두이 노에 꽂기 충 분 하 도 록 피복을 미리 칼로 벗겨 준비 한다.

Tip!

습 도 가 0~100 일 때 습 도 센서는 0~1023까

(33)

④ 각 모종에 비닐 봉지를 씌우고 비닐 봉지 안에 습도 센서를 넣어 공기 가 통하지 않게 실로 꽉 묶는다.

나뭇가지에 씌운 비닐봉지 안에 물방울이 생기는 까닭 설명하기

(34)

차시 4~6/15

회로도

토양습도센서 센서 아두이노 보드 VCC 5V

GND GND

A0 아날로그 입력핀(A0)

코딩소스

1

(35)

제’ 한다.

2

‘블록’ - ‘시작’에서 ‘시작하기 버튼을 클릭했을 때’를 끌어온다.

3

‘블록’ - ‘흐름’에서 ‘계속 반복하기’ 블록을 끌어온다.

4

‘블록’ - ‘생김새’에서 ‘ 을 ’계속 반복하기‘ 안에 끌어온다.

(36)

5

‘블록’ - ‘하드웨어’에서 을

말하기 블록 안에 끌어온다.

※ 습도센서는 습도가 0~100일 때 0~1023 범위의 전압값을 센서값으로 읽어들이므로 습도값 에 대한 수치 변환이 필요하다.

(37)

제작과정

1

1. 크기가 비슷한 모종 2개를 준 비한다.

2

2. 모종 하나의 잎은 그대로 남 겨두고, 모종 하나의 잎은 모 두 뜯는다.

3

3. 삼각 플라스크 2개에 같은 양 의 물을 담는다.

(38)

4

4. 두 모종을 각각 물이 담긴 삼 각 플라스크에 넣는다.

5

5. 삼각 플라스크 입구와 줄기 사이에 탈지면을 넣어 물이 증발하지 않도록 한다.

6

6. 각 모종에 비닐 봉지를 씌우

(39)

7

7. 습도센서의 빨간 선은 아두이 노 보드의 5V에, 검은 선은 아두이노 보드의 GND에, 노 란 선은 아두이노 보드의 A0 에 연결한다.

8

8. 아두이노 보드를 엔트리에 연 결하고 코딩을 실행하여 각 모종의 처음 습도를 측정한다.

※ 실험을 하기 전에 미리 코딩 을 완성하고, 실로 묶자 마자 바로 보드에 회로를 연결하여 습도를 측정한다.

9

9. 모종을 햇빛이 잘 드는 곳에 1시간 이상 둔다.

※ 날씨가 좋을 때는 5분 정도만 경과해도 습도 차이가 발생한 다.

(40)

10

10.

7

과 같이 습도센서의 빨 간 선은 아두이노 보드의 5V 에, 검은 선은 아두이노 보드 의 GND에, 노란 선은 아두 이노 보드의 A0에 연결한다.

11

11. 아두이노 보드를 엔트리에 연결하고 코딩을 실행하여 각 모종의 나중 습도를 측정한다.

12

(41)

5. 교사자료

차시 4~5/15

1. 습도센서(AM1001)

동작 전압 4.75 ~ 5.25V

동작 전력 2mA

측정 습도 20 ~ 90% RH 사용 가능 습도 20 ~ 95% RH

오차범위 ±5%

크기 6.3 x 3.8 x 1.5 cm 인터페이스 아날로그 인터페이스

습도를 측정할 수 있는 센서로 입력 전압은 5V로 사용한다. 20~90% 범위의 상대 습도를 측정 가능하며, 노란 선을 아날로그 핀에 연결하여 아날로그로 센서값을 출력할 수 있다.

습도센서는 습도가 0일 때 전압값이 0V, 습도가 100일 때 5V의 전압값을 읽어들여 0~1023 범위의 센서값으로 출력한다. 따라서 습도센서의 센서값을 그대로 출력하지 않고 0~100 사 이의 상대 습도값으로 표현하기 위해서는 수치 변환이 필요하다.

2. 증산 작용

증산 작용은 두 개의 공변세포에 의해 기공이 열리거나 닫히면서 조절되며 주로 낮에 활발하 게 일어난다. 증산 작용은 햇빛이 강할 때, 온도가 높을 때, 습도가 낮을 때, 바람이 잘 불 때, 식물 안에 수분량이 많을 때 잘 일어난다.

또한 공변세포 안쪽 세포벽이 바깥쪽 세포벽보다 두꺼워 공변세포로 물이 들어와 팽창하면 바깥쪽 세포벽이 더 많이 늘어나 공변세퐉 바깥쪽으로 휘어지면서 기공이 열리게 된다.

자료출처

(42)

중심과목 과학 학교급/학년 초등학교 6 학년

영역

대기와 해양 중심과목

성취기준

[6과17-02] 자연 현상이나 일상생활 의 예를 통해 에너지의 형태가 전 환됨을 알고, 에너지를 효율적으로 이용하는 방법을 토의할 수 있다.

학습목표 바람의 빠르기를 측정하는 기구 만들기

[6미01-05]미술 활동에 타 교과의 내용, 방법 등을 활용할 수 있다.

STEAM 요소

S 바람

T 풍속을 측정하는 기구 만들기 E 전기회로 연결, 센서 이해 A

M

개발 의도

제주도는 바람이 많고 강한 지역으로 식물을 키우기 위해서는 바람에 대한 대비 와 바람을 이용하는 농사가 필요하다. 바람을 측정하는 장치를 만들어 보고 실제 작동시켜 봄으로써 풍속 측정기의 구조를 이해할 수 있고 차 후 스마트팜에 적용 될 풍속 측정기를 창의적으로 설계 해 볼 수 있다.

바람은 이러한 날씨 요소 중의 하나이다. 본 활동에서는 단원을 마무리하면서 이 단원과 관 련된 STEAM활동으로 바람의 방향과 빠르기를 측정하는 기구를 만들어 봄으로써 학생 스스 로 바람이 부는 방향을 감지하고 바람의 빠르기를 짐작하여 자연 현상을 이해하고 적용할 수 있다. 또한 바람의 빠르기에 따라 적절한 상황을 엔트리 화면에 표현함으로써 생활과의 관계 를 탐구할 수 있다.

본 메이커 활동을 통해 바람의 성질을 이용한 바람의 방향과 빠르기를 측정할 수 있는 기구 를 창의적으로 설계하고 제작하며 이 단원에서 학습한 날씨 요소에 대하여 다시 한 번 생각 하게 된다. 또 상황에 따른 다양한 방법을 구상하고 해결하며 과학적 지식에 기술공학적 지

(43)

학습

및 유의점

도입 (10 분)

□

^Co

태풍 뉴스 영상 보기 ❍ 태풍 뉴스 영상 시청하기

□ 바람이 우리 생활에 영향을 주는 사례 떠올리기

❍ 바람이 우리 생활에 영향을 주는 사례 이야기 나누기

동영상 https://ww w.youtube .com/watc h?v=0U_P o_XoC1o

전개 (100 분)

□ 물체를 감지하는 센서 이해

❍ 초음파 센서의 작동원리 이해

□ 바람의 빠르기를 측정하는 기구 설계하기

❍ 다양한 풍속계의 모양 살펴보기

❍ 초음파 센서를 이용하여 바람의 빠르기를 측정할 수 있는 풍속계 설계 하기

□ 바람의 빠르기를 측정하는 기구 제작하기

❍ 회로도를 참고하여 부품을 연결하고 바람의 빠르기를 측정하는 기구 제 작하기

□ 바람의 빠르기를 측정하는 코딩하기

❍ 변수 이해하기

❍ 초음파센서로 물체감지 횟수를 셀 수 있는 코딩 방법 참고하여 장치가 작동할 수 있는 코딩하기

❍ 바람의 빠르기에 따라 생활에 미치는 영향을 생각하여 화면에 표현하는 코딩하기

Tip!

‘단계’변수 를 설명할 때는 초음 파 센서가 물체를 인 식하고 인 식하지 않 는 단계를 구 분 짓 기 위해 필요 한 변수라 는 정도로 만 설명하 고 학생들 에게 코딩 을 제시하 여 활용할 수 있도록 한다.

정리 ( 10 분)

□

^ET

제품에서 에너지를 효율적으로 이용하는 점과 개선 방법에 대해 이 야기 나누기

(44)

차시 7~9/16

회로도

초음파센서 아두이노 보드

VCC 5V

trig 2번핀

echo 4번핀

GND GND

코딩소스

1

(45)

2

‘블록’ - ‘계산’에서 ‘초시계 시작하기’를 끌어온다.

3

‘생김새’ - 를 가져와 ‘풍속을 재겠습니다’라

고 2초간 말하는 코딩을 한다.

(46)

4

‘블록’ - ‘흐름’에서 ‘계속 반복하기’ 블록을 끌어온다.

5

엔트리 상단 ‘속성’탭에서 ‘변수’ – ‘변수 추가하기’를 눌러 변수 이름에 ‘단계’를 입력하고 확 인을 누른다.

(47)

7

‘블록’ - ‘판단’에서 을 끌어온다.

8

‘블록’ - ‘자료’에서 ‘속도값’을 눌러 ‘단계값’으로 바꾼 후 블록을 끌어오고, 판단문의 숫자 값 을 0으로 바꾸어 판단문을 완성한다.

(48)

9

‘블록’ - ‘판단’에서 를 끌어온다.

10

(49)

11

‘블록’ - ‘흐름’에서 ‘만일 참이라면’ 조건문을 ‘계속 반복하기’ 안에 끌어온다.

12

‘블록’ - ‘판단’에서 ‘그리고’ 판단문을 끌어온다.

(50)

13

블록을 끌어와 ‘그리고’ 판단문을 완성하고 ‘흐름’에서 ‘만일 ~라면’ 조건문 안에 넣는다.

14

(51)

15

‘블록’ - ‘자료’에서 ‘속도를 10으로 정하기’ 블록을 끌어온다.

16

속도를 단계로 바꾸고 10을 1로 바꾸어 입력한다.

(52)

17

‘블록’ - ‘생김새’에서 ‘안녕을 말하기’를 ‘만일 ~라면’ 조건문 안에 끌어온다.

18

(53)

19

‘만일 ~라면’ 조건문에서 ‘마우스 오른쪽 버튼 클릭’ - ‘코드 복사&붙여넣기’를 클릭한다.

20

와 블록 위에서 마우

스 오른쪽 버튼을 클릭하여 블록을 삭제한다.

(54)

21

판단문의 숫자를 1로 수정하고 부등호를 클릭하여 부등호의 방향을 바꾼다.

22

(55)

23

‘블록’ - ‘흐름’에서 ‘만일 참이라면’ 조건문을 끌어온다.

24

‘블록’ - ‘판단’에서 ‘ 를 ’만약 참이라면‘ 조건문 안에 끌어온다.

(56)

25

‘블록’ - ‘계산’에서 ‘초시계값’을 판단문 안에 끌어오고 판단문의 숫자를 30으로 바꾼다.

26

(57)

27

‘블록’ - ‘흐름’에서 ‘만일 참이라면, 아니면’ 블록을 끌어온다.

28

‘블록’ - ‘판단’에서 를 ’만약 참이라면, 아니면‘ 조건문 안에 끌어온다.

(58)

29

‘블록’ - ‘자료’ 에서 ‘속도값’을 판단문 안에 끌어오고, 숫자를 100으로 바꾼다.

30

(59)

31

‘만일 참이라면, 아니면’ 조건문을 ‘아니면’ 안에 끌어온다.

32

‘블록’ - ‘판단’에서 를 ’만약 참이라면, 아니면‘ 조건문 안에 끌어온다.

(60)

33

‘블록’ - ‘자료’에서 ‘속도값’을 판단문 안에 끌어오고 판단문의 숫자를 50으로 바꾼다.

34

(61)

제작과정

1

1. 우드락을 3cm*3cm 크기로 4 개를 자른다.

(62)

2

2. 3cm*3cm 크기의 우드락 3개 를 양면테이프로 겹쳐서 큰 우드락에 붙인다.

(3cm*3cm 크기의 우드락 1개 는 아이스크림 막대를 붙일 때 쓸 것이므로 잃어버리지 않게 잘 둔다.)

3

3. 종이컵에 구멍을 뚫고 나무꽂 이의 뾰족한 부분이 밑으로 가도록 집어넣는다.

4

(63)

5

4. 종이컵을 우드락 바닥에 글루 건으로 붙여 고정한다.

※ 종이컵을 붙일 때 나무꽂이가 바닥과 수직으로 서도록 주의 한다.

6

5. 나무꽂이 길이만큼 빨대를 잘라 끼운다.

7

6. 작은 종이컵에 칼집을 내고 아 이스크림막대를 끼워 사진과 같이 날개 4개를 만든다.

(64)

<앞모습>

<뒷모습>

8

7.

2

에서 만든 3cm*3cm크기 의 우드락 1개에 아이스크림 막대를 양면테이프로 사진과 같이 붙인다.

9

9. 우드락 가운데에 구멍을 뚫고 빨대에 끼운다.

(65)

10

10. 우드락 벽을 글루건으로 붙여 세운다.

11

11. 초음파센서에 점퍼선(암-수) 를 연결하여 아이스크림막대 에 테이프로 붙인다.

12

12. 종이컵 날개 높이에 맞게 초음파 센서 높이를 조절하 여 아이스크림 막대를 우드 락 벽에 테이프로 붙인다.

(66)

13

13. 암수 케이블을 이용하여 초음 파 센서의 GND는 아두이노 의 GND에, Trig는 2번에, Echo는 4번에, Vcc는 5V에 연 결한다.

14

14. 컴퓨터와 아두이노 보드를 연 결하고 전원이 들어오는지 확 인한다.

※ 전원이 안 들어오는 경우 초음 파 센서의 (-)극과 (+)극이 반대로 연결되지 않았는지 확인한다.

15

(67)

5. 교사자료

차시 7~9/15

1. 바람의 측정

바람의 특성을 결정짓는 요소는 바람의 방향과 빠르기 및 불규칙적인 공기의 흐름이다. 공기 는 투명하기 때문에 볼 수 없다. 사람은 물체가 바람에 흔들리는 것을 볼 뿐이다. 공기가 지나 갈 때 물체가 움직이는 것을 보고 바람의 방향을 알 수 있다. 작은 나뭇잎이 살랑거리는 모습, 연기가 지표면 가까이에서 움직이는 모습, 깃발이 나부끼는 모습이 그 예이다. 미풍이 불 때 젖은 손가락을 공중으로 들어보면 바람이 불어오는 쪽은 수분이 빨리 증발하여 피부를 차갑게 한다. 가까운 곳에 있는 철도나 공항에서 들려오는 교통소음을 이용하여 바람의 방향 을 알아낼 수도 있다. 또 음식 냄새가 가까운 곳에 있는 식당에서 바람에 날아올 때에도 바람 의 방향을 알 수 있다.

2. 풍향계

풍향이란 바람이 불어오는 방향을 가리키는 말이다. 북풍은 북쪽에서 남쪽으로 부는 바람을 말한다.

풍향계는 바람이 불어오는 방향을 측정하기 위한 기구이다. 나무나 건물의 방해를 받지 않도 록 지상의 장애물과 멀리 떨어진 평탄한 곳에 지상 10m 높이에 설치한다. 대부분의 풍향계에 는 꼬리가 달린 기다란 화살이 달려 있는데, 이것은 수직으로 세운 막대를 축으로 바람에 따 라 자유롭게 움직이게 되어있다. 화살은 항상 바람을 향하게 되어 있어 바람의 방향을 알려 준다. 풍향계는 어떤 재료로도 만들 수 있다. 공항 활주로 근처에는 양쪽 끝이 열려 있는 고깔 모양의 풍향계가 설치되어 있어 조종사가 착률할 때 지상의 바람의 방향을 알 수 있다. 이런 모양의 풍향계를 바람 자루라고 한다.

3. 풍속계

풍속계는 바람의 빠르기를 측정하는 기구이다. 바람이 세게 불수록 나뭇가지가 더 많이 흔들 리며 연기가 더 멀리 퍼져 나간다. 이처럼 주변의 상황을 통하여 바람이 부는 빠르기를 대략 적으로 알 수 있다. 풍속계는 대부분 반구형 컵 세 개를 수직축 꼭대기에 부착한 것이다. 컵의 한 면의 풍압과 다른 면의 풍압의 차이로 컵은 축 주위를 돈다. 이때 회전속도는 풍속에 비례 한다. 컵의 회전속도를 기계를 통하여 풍속으로 환산하여 눈금지에 표시하거나 기록계에 송신 한다.

출처: 2015 개정 교육과정 교사용 지도서 과학 5-2

자료출처 2019 개정 교육과정 교사용 지도서 과학 5-2

(68)

중심과목 과학 학교급/학년 초등학교 6 학년 중심과목

성취기준 영역

전기와 자기 중심과목

성취기준

[6과13-03] 전기를 절약하고 안전하 게 사용하는 방법을 토의할 수 있 다.

학습목표 전기를 절약하기 위한 스마트전등을 설계하고 만들 수 있다.

[6실04-07] 소프트웨어가 적용된 사 례를 찾아보고 우리 생활에 미치는 영향을 이해한다.

STEAM 요소

S 전기, 에너지, 전기회로

T 스마트전등 설계하고 제작하기 E 전기회로 연결

A M

개발 의도

조도센서를 사용하여 필요한 상황(어두워 질 때)에만 불이 켜지는 전등을 만드는 과정을 통해 센서를 활용하여 전기를 절약하는 스마트팜을 설계하기 위해 창의적 인 활동을 하게 한다.

전자기기 사용 시간 줄이기, 사용하지 않는 공간 불 끄기와 같은 수준에서 더 나아가 사물인 터넷을 활용한 전기 절약을 제시하고자 한다. 센서를 통해 자동으로 불이 꺼지거나 켜지며 스마트폰을 통해 직접 조작도 가능하도록 구성했다.

본 메이커 활동을 통해 조도센서를 활용한 전기 절약 장치를 창의적으로 설계하고 제작한 다. 또한 엔트리에서 블루투스 기능을 제공하지 않으므로 엔트리 화면을 스마트폰을 대체하 고 상황에 따라 LED 등을 켜고 끄면서 전기 절약에 대해 생각해보고 과학에 대한 흥미와 호 기심을 높이도록 한다.

상황 제시 -전기를 낭비한 경험 창의적 설계

(69)

학습

및 유의점

도입 (10 분)

□ 전기를 낭비한 경험 떠올리기

❍ 우리 생활에서 전기를 낭비한 경험 떠올려 이야기 나누기

□ 전기 절약 방법 이야기하기

❍ 전기를 낭비했던 경험을 바탕으로 실생활에서 실천 가능한 절약 방법 토의하기

전개 (100 분)

□ 사물인터넷을 활용한 전기 절약 사례 익히기 ❍ 사물인터넷의 의미 알기

❍ 사물인터넷을 활용한 전기 절약 사례 알기[사물인터넷을 통한 전기절 약]

□ 빛을 감지하는 센서 이해 ❍ 조도센서의 작동원리 이해

□ 전기를 절약하는 전등 설계하기

❍ 조도센서를 이용하여 집에서 활용될 수 있는 전기 절약 전등 설계하기

□ 전기를 절약하는 전등 제작하기

❍ 회로도를 참고하여 부품을 연결하고 전기를 절약하는 전등 제작하기

□ 전기를 절약하는 전등 코딩하기 ❍ 신호 이해하기

❍ 조도센서로 빛의 양을 감지하는 코딩 방법 참고하여 장치가 작동할 수 있는 코딩하기

동영상

https://blo g.naver.co m/sdmsto ry/221065 994906

사 물 인 터 넷의 의미 를 이해하 고 서울에 서 전기 요금을 줄 이기 위해 시 행 했 던 정책을 살 표본다.

(70)

❍ 스마트폰을 활용하여 전등을 켜고 끌 수 있는 코딩하기

(71)

차시 7~9/16

회로도

조도센서 LED(초록)

센서 보드 LED 보드

VCC 5V +극 10번핀

AO A0

-극 GND

GND GND

코딩소스

1

(72)

엔트리를 실행한 후 기본 오브젝트인 ‘엔트리봇’을 삭제한다.

오브젝트 추가하기 버튼 을 누르고 ‘스마트폰’을 검색하여

추가한다.

2

추가된 스마트폰 오브젝트의 모서리에 보이는 점을 드래그하여 크기를 조절한다.

예제 사진은 크기를 230으로 늘린 것이다.

3

(73)

스마트폰 오브젝트 왼쪽에 보이는 자물쇠 모양( )의 그림을 클릭하여 와 같이 바꾼다.

스마트폰 오브젝트가 클릭되지 않고 배경처럼 처리되도록 해주는 역할을 한다.

4

오브젝트 추가하기 - ‘해’ 검색 – 추가하기

낮과 밤을 표현하기 위하여 위와 같은 오브젝트를 추가한다.

5

(74)

모양 - 모양 추가하기 클릭

해 오브젝트에 달 모양도 추가하기 위해 새로운 오브젝트가 아닌 모양을 추가한다.

6

오브젝트 추가할 때와 같은 방식으로 ‘달’을 검색한 후 원하는 오브젝트를 추가한다.

7

(75)

그림과 같이 해 오브젝트에 ‘태양계-달_1’ 모양이 추가되었다.

‘블록’ - ‘생김새’ - 를 활용하여 어두울 때는 달 모양으로, 밝을 때는 해 모양으로 바꿀 수 있도록 한다.

8

‘속성’ - ‘신호’ - ‘신호 추가하기’ - 멈추기, 사물인터넷 추가 신호란 특정한 상황 시에 작동하는 코딩을 말한다.

멈추기 신호를 이용하여 멈춰야 할 때를 지정해서 코딩할 수 있다.

9

‘블록’ - ‘시작’ - 에서 ▼표시를 누르면 앞서 만든 신호들을 선택할 수 있다. 시작하고 나서는 자동으로 빛의 양에 따라 전등이 켜지거나 꺼지도록 코딩하는

(76)

를 사용한다.

는 스마트폰으로 직접 버튼을 켜거나 끌 수 있도록 신호를 주는 것 이다. 멈추기 신호를 받으면 자동으로 전등을 켜고 끄는 동작을 정지한다.

10

‘블록’ - ‘판단’ - 를 사용하여 아날로그 신호(빛의 양)에 따라 동작을 달리 할 수 있도록 코딩한다. 기준값을 300으로 했지만 주변 환경에 따라 값을 바꾸어도 좋다.

11

(77)

10번 핀을 끄면 LED에 불이 꺼진다.

12 1

해 또는 달 모양으로 바꾸기 기능을 사용하여 컴퓨터 화면 상으로도 낮 또는 밤을 확인할 수 있도록 코딩한다.

13 1

9

,

¹⁰

,

¹¹

,

¹²

의 과정을 통해 완성한 ‘해’ 오브젝트의 위치와 코딩 전체 완성 사진

(78)

14

오브젝트 추가하기 버튼 을 눌러서 ‘전등’을 검색하고 원하

는 전등을 추가한다.

15

(79)

16

아두이노 USB 케이블을 이용하여 엔트리와 연결해준다.

‘블록’ - ‘하드웨어’ - 블록을 활용하여 10번 핀에 켜기를 주면 LED가 켜 지도록 한다.

17

시작하기 버튼을 눌렀을 때 켜진 모양의 전등과 꺼진 모양의 전등이 확실하게 모양을 유지하도 록 ‘블록’ - ‘생김새’ - 블록을 사용한다.

꺼진 모양의 전등 오브젝트를 클릭하면 LED가 꺼진다.

(80)

켜진 모양의 전등 오브젝트를 클릭하면 LED가 켜진다.

18

오브젝트 추가하기 버튼 을 눌러서 ‘처음부터 버튼’을 검색

하고 추가한다. (다른 버튼을 활용해도 좋다.)

19

(81)

전등 모양 버튼을 누르면 낯, 밤 상관없이 ‘해’ 오브젝트의 계속 반복하기 코딩이 멈추고 전등을 강제로 조작하게 된다. 다시 사물인터넷 기능을 활성화하기 위해서 위와 같은 버튼을 만들어 준 다.

20

코딩을 완료한 컴퓨터 사진 제작과정

1

1. 다먹고 버리는 우유곽 200mL 를 깨끗이 씻은 후 사진과 같이 준비한다.

2. 뚫을 곳을 표시하고 장갑을 낀 채로 칼을 이용하여 창문을

(82)

2

뚫어준다.

※ LED가 제대로 켜지는지 확인 하기 위한 창문

3

3. 창문을 만든 상태

※ 손을 다치지 않도록 주의한 다.

4

(83)

5

5. LED의 – 쪽에 저항을 연결한 다.

6

6. 저항에 점퍼선을 연결한다.

LED + 쪽에도 점퍼선을 하나 더 연결한다.

※ LED + 쪽은 점퍼선 1개를 연 결했고 – 쪽은 저항과 연결하기 위해 점퍼선 2개를 연결했다.

(길이를 맞춰준다.)

7

7. LED가 창문으로 보이도록 고 정시킨다.

※ LED가 천정 전등처럼 고정되 도록 한다.

(84)

8

8. 우유곽을 개봉하기 전의 형태 처럼 테이프로 고정시킨다.

9

9. LED의 +를 아두이노 10번에 LED의 –를 아두이노 GND에 연결한다.

10

(85)

11

11. 조도센서에 점퍼선(암-수)을 연결한다.

※ 조도센서의 D0는 사용하지 않 는다.

12

12. 조도센서의 VCC는 5V에, GND는 아두이노의 GND에, A0 는 아날로그 A0에 연결한다.

13

13. 조도센서와 아두이노를 연결 한 모습

14. 조도센서를 창문이 없는 쪽

(86)

14

우유곽 면에 붙여준다.

※ LED의 불빛으로 인해 낯, 밤을 잘못 인식하는 오류를 없애준다.

15

15. 아두이노 연결상태를 다시 점검한다.

16

(87)

5. 교사자료

차시 7~9/15

1. 사물인터넷(IOT)

사물인터넷(Internet of Things)은 세상에 존재하는 유형 혹은 무형의 객체들이 다양한 방식 으로 서로 연결되어 개별 객체들이 제공하지 못했던 새로운 서비스를 제공하는 것을 말한다.

사물인터넷(Internet of Things)은 단어의 뜻 그대로 ‘사물들(things)’이 ‘서로 연결된(Internet)’

것 혹은 ‘사물들로 구성된 인터넷’을 말한다. 기존의 인터넷이 컴퓨터나 무선 인터넷이 가능했 던 휴대전화들이 서로 연결되어 구성되었던 것과는 달리, 사물인터넷은 책상, 자동차, 가방, 나 무, 애완견 등 세상에 존재하는 모든 사물이 연결되어 구성된 인터넷이라 할 수 있다.

2. 조도센서

조도센서(Photo Resistor)는 주변 환경의 밝기를 측정할 수 있는 센서이다. 광에너지(빛)를 받으면 내부에 움직이는 전자가 발생하여 전도율이 변하는 광전효과를 가지는 소자를 사용 한다. 메이커 활동에서 사용하는 조도센서는 황화카드뮴을(Cds)를 소자로 사용했기 때문에 Cds센서라고 부르기도 한다.

조도센서는 빛의 밝기에 따라 값이 바뀌는 저항이라고도 할 수 있다. Cds는 극성이 없는 무극성소자로 저항값은 밝을 때 약 1kΩ, 어두울 때 약 50kΩ의 저항값을 갖는다. 이러한 성 질을 이용하여 Cds로 빛의 밝기를 측정할 수 있다.

실내에서 조명에 의한 밝기를 측정하게 되는 본 메이커 활동에서는 활용하는 장소에 따라 값은 다르게 나올 수 있으므로 코딩에 활용하는 기준값을 환경에 따라 다르게 바꾸어야 한 다.

조도센서는 실생활에서 다방면으로 쓰이고 있으며 사용되는 예로는 어두워지면 자동으로 켜지는 가로등, 자동차의 헤드라이트, 밝기에 따라 변하는 핸드폰 화면 액정 등이 있다.

자료출처 [네이버 지식백과] 사물인터넷이란? (국립중앙과학관 - 사물인터넷)

(88)

중심과목 과학 학교급/학년 초등학교 6 학년 중심과목

성취기준 영역

학습목표 제주도의 날씨 조건에 적합한 스마트팜을 설계할 수 있다.

STEAM 요소

S 날씨, 습도, 온도, 바람

T 습도센서, 온도센서, 초음파센서 E 전기회로 연결

A

M 습도 계산법 이해, 풍속 측정 개발 의도

앞선 차시에서 학습한 내용을 토대로 제주도의 날씨 조건에 적합한 농장을 설계 하는 활동을 한다. 이 활동에서는 학생들이 그 동안 사용했던 센서를 활용하여 자 동화 시스템으로 구현되는 농장을 설계해 보는 경험을 갖는다.

학생들이 경험한 기상 현상을 중심으로 여러 가지 날씨 요소를 이해함으로써 날씨와 우리 생 활과의 관계를 탐구하고 그 결과 일상생활을 개선하려는 태도를 갖도록 한다.

본 활동에서는 앞선 메이커 활동과 연계하여 기후와 관련된 다양한 센서들을 사용하여 스마 트팜을 설계해 볼 수 있도록 하였다.

직접 제작은 많은 시간이 소요되고 앞서서 학습한 내용에 더 많은 부분이 추가되어야 하기 때문에 공통적으로는 설계를 하는 것으로 한정한다. 단. 조별과제나 장기 프로젝트로 접근하 여 실제 모형을 만드는 방법도 추천한다.

상황 제시 창의적 설계