2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서

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2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서

2021. 11.

청주중학교

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“이 보고서는 2021년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

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목 차

1. 요약문··· 01

2. 서론··· 01

3. 연구 수행 내용 및 결과··· 02

가. STEAM 프로그램 개발‧적용 ··· 03

(1) 프로그램 개발 내용 ··· 03

(2) 프로그램 개발‧적용 결과 ··· 03

나. 성과 확산 및 실천 ··· 03

(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최 ··· 03

(2) STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과 ··· 03

다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사 ··· 04

(1) 수혜학생 태도 조사 ··· 04

(2) STEAM 수혜학생 반응 ··· 04

(3) 교원 만족도 조사 ··· 04

4. 결론 및 제언··· 05

[부록]

부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물(교수학습지도안, 교사용 참고자료, 학생용 활동지) 부록2. 학생 산출물, 사진, 수업 영상, 성찰일지, 교사의견, 자체평가 결과 등

부록3. 회의록

부록4. STEAM 교사연구회 주최, STEAM 확산 실천 사례(행사 및 연수) 자료 등

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1. 요약문

-코로나 19로 인해 온라인 환경에서의 수업이 많아지고, 온라인을 기반으로 하는 다양한 활 동들이 교육현장에 녹아들었다. 코로나 19가 종식된다 해도 온라인 또는 다양한 멀티미디어 를 이용한 수업 활동이 교육현장에서 활용될 것으로 여겨진다. 이러한 수업 활동에서 교사 와 학생들이 태블릿 PC를 비롯한 다양한 필기 가능한 기기를 활용하게 되는데, 태블릿 등 에 필기를 할 때 태블릿이 밀린다거나 손목에 통증이 있는 등 여러 문제상황을 접하게 된 다. 학생들이 설문조사지 작성법을 배우고 설문조사 결과를 정리하여 다양한 시중의 태블릿 PC 거치대에 대한 의견을 수렴 분석하여 실생활의 문제상황을 인식하고, 효율적인 태블릿 거치대를 직접 설계하고 제작하는 프로그램을 개발한다. 대상은 청주중학교 2학년 학생 중 일부를 선정하여 주로 방과 후 시간 및 여름방학 기간을 이용하여 적용했으며, 학생들이 프 로그램 수업을 통해 실제 제품을 설계하고 제작할 때 여러 가지 수학, 과학적 지식들이 사 용됨을 배우는 등 대체적으로 STEAM 수업에 만족할 만한 결과를 얻었다. 코로나 19로 인 해 오프라인 형식의 STEAM 축제 등을 운영하지 못했으나, 개더타운과 페들릿을 이용하여 프로젝트 수업 결과물을 학생과 학부모, 교사들과 공유하고 피드백을 받았다.

2. 서론

◦ 창의융합 교육활동의 이론적 배경과 수업 기반 활동 체계를 정립한다.

◦ 미래교육 패러다임의 변화를 받아들이고 단위학교에서 진행시킬 교육과정 내용을 개발한다.

◦ 학생들의 종합적인 사고력 함양을 위한 프로그램 개발 및 여러 교과 영역의 내용들을 융합 한 수업자료를 개발한다.

◦ 활동과 토론 중심 수업으로 학생들의 생각을 이끌어낼 수 있는 교육 프로그램을 개발한다.

◦ 실생활의 문제해결력 체득을 위한 교육 프로그램을 개발한다.

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3. 연구 수행 내용 및 결과

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 태블릿의 효율적 사용방안에 대한 연구 프로젝트 선행

프로그램명 “해당 없음”

학교급 중학교 ^{대상 학년(군)} 2학년

목표 수혜학생 수 218명

중심과목 과학 _{성취기준 영역}^중심과목

[9과24-02] 과학을 활용하여 우리 생활을 보 다 편리하게 만드는 방안을 고안하고 그 유용 성에 대해 토론할 수 있다.

[9과02-03] 물체의 운동을 방해하는 원인으로써 마 찰력을 알고, 빗면 실험을 통해 마찰력의 크기를 정성적으로 비교할 수 있다.

연계과목 수학

기술

연계과목 성취기준 영역

[9수05-03] 공학적 도구를 이용하여 실생활과 관련 된 자료를 수집하고 표나 그래프로 정리하고 해석 할 수 있다.

[9수04-15] 평행선 사이의 선분의 길이의 비를 구 할 수 있다.

[9기가04-04] 제조 기술과 관련된 문제를 이해하 고, 해결책을 창의적으로 탐색하고 실현하며 평가 한다.

[9기가05-06] 생활 속 문제를 찾아 아이디어를 구 상하고 확산적․수렴적 사고 기법을 활용하여 창의 적으로 해결한다.

개발계획

주제 연번 차시

(시수) 과목 연계(안)

1 2 수학(2)

2 2 과학(1) + 수학(1)

3 2 과학(1) + 수학(1)

4 2 과학(1) + 수학(1)

5 4 과학(1) + 수학(1) + 기술(2)

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 12차시

수업 적용 기간 2021.7.7. ~ 2021.10.18.

(STEAM 수업) 수혜학생 수 청주중학교 80명(중학교 2학년 학생 일부) 학생 태도검사 1차(사전) 검사 7월 5일, 1개 학급(16명) 실시완료

2차(사후) 검사 10월 4일, 1개 학급(16명) 실시완료 학생 및 교사 만족도조사 10월 7일 실시 완료

논문 게재

* 해당하는 경우만 기입

학회명 게재여부 학술대회 참가

* 해당하는 경우만 기입

행사명 일자/장소 특허출원(국외, 국내)

* 해당하는 경우만 기입 출원명

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가. STEAM 프로그램 개발‧적용

(1) 프로그램 개발 내용 (가) 프로그램 개발 중점사항

① 효율적인 필기를 위한 태블릿 거치대 제작 프로젝트

② 설문조사지 작성법을 알아보고, 학생들을 대상으로 직접 받은 설문조사 결과를 분석하여 태블릿 거치대를 설계 제작할 때 이를 반영

③ 태블릿 거치대를 설계할 때 참고할 수학, 과학적 내용 탐구

④ 여러 설계기법을 탐구하고, 이를 활용하여 제품을 직접 설계하고 제작

(2) 프로그램 개발‧적용 결과

교수학습 지도안 개발

차시(시수)

프로그램명 프로그램 주제 운영

대상(학년)

완료 여부

개발 수업적용 학생수 1~2

태블릿의 효율적 사용방안에 대한

연구 프로젝트

당신은 테블릿 pc를 어떻

게 사용하나요? 2학년 완료 완료 16

3~4 과학기술과 인류 문명 2학년 완료 완료 16

5~6 삼각형의 성질(무게중심) 2학년 완료 완료 16

7~8 바른 필기 자세의 중요성

과 마찰력에 대한 탐구 2학년 완료 완료 16

9~12 효율적 태블릿 거치대 설

계 및 제작 2학년 완료 완료 16

합계 80

나. 성과 확산 및 실천

(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최

회차 일시 장소 참석대상 주요내용

1차 상시 온라인 학생, 학부모, 교사 - 온라인으로 프로젝트 수업 결과물 열람 및 공유

(2) STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과

회차 일시 장소 참석자 상호 컨설팅 결과

1차 ’21.5.31.(월)

16:30~18:00 온라인 교사 이설아(참여연구원) - 타 학교 교사연구회 사례 공유 2차 ’21.7.15.(목)

16:30~18:00 온라인 교사 여경수(연구책임자) - 교사연구회 운영 시 어려운 점, 운영 노하우 공유

3차 ’21.9.14.(화)

16:30~18:00 온라인 교사 여경수(연구책임자) - 타 학교 교사연구회 사례 공유

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다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사

(1) 수혜학생 태도 조사

- 중학교 2학년의 경우 일상생활을 보다 편리하게 만드는 방안을 고안하고, 기술교과에서 제 조 기술과 관련된 문제를 해결하는 활동과 관련된 학습을 하고 있음

- 이번 STEAM 프로그램을 통해 학생들이 태블릿에 필기를 할 경우 불편한 점들을 고민해보 고, 설문조사 방법을 안내하여 2학년 학생들에게 기존에 사용되고 있는 여러 태블릿 거치 대의 장점과 불편한 점에 대한 설문을 받아 이를 분석하는 활동을 함. 설문 결과를 종합하 여 학생들 나름대로 효율적인 태블릿 거치대 연구 방향을 설정하고, 태블릿 거치대를 설계 제작 할 때 도움이 될 과학적, 수학적 개념을 학습함. 태블릿에 필기할 때 가해질 수 있는 여러 가지 힘과, 태블릿 거치대의 무게중심 등 수학, 과학적 지식을 참고하여 태블릿 거치 대를 설계하고, 제작하여 창의적인 결과물을 만들어 냄. 코로나로 인해 2학년 전체 학급 운영이 어렵다고 판단하고, 프로그램의 특성상 모둠별활동이 반드시 필요하여 소수인원에 한하여 적용하였음

(2) STEAM 수혜 학생 반응

- 일상생활에서 느낄 수 있는 불편함에 대해 설문조사를 통해서 수많은 친구들과 함께 고민 하고 공유할 수 있어 좋았음. 설문조사의 양이 많아 설문조사 결과를 분석하는데 힘든 점 도 있었지만, 조원들과 함께 설문조사 결과를 분석하고 나니 친구들이 태블릿에 필기를 할 때 불편하다고 느꼈던 부분을 쉽게 파악할 수 있었고, 친구들의 생각들을 바탕으로 개선된 태블릿 거치대를 만들 수 있었음.

- 여러 가지 물체에 무게중심이 있음을 알았고, 필기할 때 사람의 목에 생각보다 많은 힘이 가해진다는 것을 알게 되어 놀랐음. 바른 자세로 필기할 수 있는 태블릿 거치대가 필요하 다고 생각했고, 실제로 제품을 설계하고 제작할 때 여러 가지 수학, 과학적 지식들이 사용 되고 있음을 알게 됨

(3) 교원 만족도 조사

- STEAM 프로그램을 개발할 때 수학, 과학, 기술 각 교과의 교육과정을 분석하고, 교육과정 을 벗어나지 않는 범위에서 융합하여 프로그램을 구성하기에 많은 어려움이 있었음. 수학 교과의 경우 무게중심을 찾는 활동 수업을 구성할 때 중학교 2학년 교육과정을 벗어나지 않는 범위에서 수업을 구성하기 위해 많은 고민을 했음. 실생활에서 느낄 수 있는 문제점 을 분석하고 개선하여 학생들이 창의적인 결과물을 제작하는 과정에서 보람을 느낄 수 있 었음. 학생들의 창의성을 자극하는 프로그램을 진행하여 좋은 점도 있었지만, 3개 학교에 서 청주중학교 학생을 대상으로 수업을 적용하는 점이 어려웠고, 실제 수업에 프로그램을 적용하는 데에도 어려움이 있을 것 같아 개선이 필요함

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4. 결론 및 제언

- STEAM 교사연구회가 3개 학교의 교사로 구성되어 청주중학교 학생을 대상으로 수업을 진행하기 때문에 정규 교과시간에 프로그램을 적용하기 어려운 점이 있었다. 프로그램 적 용은 방과후 시간을 이용하였고, 주로 여름방학 기간을 이용하여 진행하였다.

- 단일 학교 STEAM 교사연구회가 아니어서 프로그램 구성 및 진행을 위한 협의회를 할 경 우 충청북도자연과학교육원의 협조를 구해 자연과학교육원의 토의실에서 협의회를 진행 하였다.

- 대부분의 연구원 회원이 STEAM 교사연구회를 처음 접하여 연구회 활동을 시작할 때 STEAM 수업 프로그램에 대한 이해도가 전반적으로 낮았지만, 지속적인 협의회와 각 교 과 교육과정 분석 및 융합 과정을 통해 STEAM 수업 프로그램에 대한 이해를 점차 할 수 있었다.

- 본 STEAM 수업 프로그램의 경우 블록타임으로 2시간 이상 수업을 편성하여 운영해야만 하는 부분이 많은데, 정규 교육과정 내에서 이를 운영하기 어려운 점이 있음. 이를 개선 하기 위해 수업 프로그램을 한 차시씩 구성하여 운영하면 정규 교육과정에 적용할 수 있 다고 생각한다. 또는 자유학기 프로그램으로 운영하는 것도 한 가지 방법이라고 여겨진 다.

- STEAM 수업 프로그램을 개발 적용하는 과정에서 여러 교과 교사가 지속적인 협의를 통 해 프로그램 주제를 선정하고, 수업 프로그램을 구성하며 전반적인 교육과정에 대한 이해 를 높인 점이 좋았다. 대부분의 연구회 회원이 STEAM 교사연구회를 처음 접하여 구성한 수업 프로그램을 학생들에게 적용할 때 수업이 잘 진행될지 걱정도 많았지만, 학생들이 호기심을 갖고 잘 따라주어 나름대로 창의적인 결과물들을 만들어 내는 과정이 좋았다.

다만 수업 프로그램에 각 교과의 성취기준을 효과적으로 녹여내는 부분이 어려웠고 또한 다소 부족한 점도 있다고 생각된다.

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주 의 문

1. 본 연구의 주장이나 제언은 연구진의 견해이며, 한국과학창의재단의 공식 입장이 아닙니다.

2. 이 보고서 내용을 대외적으로 공개하거나 발표할 때에는 반드시 한국

과학창의재단과 사전에 상의하여야 합니다.

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[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

프로그램 명: 태블릿의 효율적 사용방안에 대한 연구 프로젝트

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역 1 1~2/12 [9수05-03] 공학적 도구를 이용하여 실생활과 관련된 자료를 수집

하고 표나 그래프로 정리하고 해석할 수 있다.

[중학교 1~3학년]

(4) 기하

2 3~4/12 [9 과 24-02] 과학을 활용하여 우리 생활을 보다 편리하게 만드는 방안을 고안하고 그 유용성에 대해 토론할 수 있다.

[중학교]

과학기술과 인류 문명

3 5~6/12 [9수04-15] 평행선 사이의 선분의 길이의 비를 구할 수 있다. [중학교] (4) 기하

4 7~8/12 [9과02-03] 물체의 운동을 방해하는 원인으로써 마찰력을 알고, 빗 면 실험을 통해 마찰력의 크기를 정성적으로 비교할 수 있다.

[중학교] 운동을 방 해하는 힘

5 9~12/12

[9기가04-04] 제조 기술과 관련된 문제를 이해하고, 해결책을 창의 적으로 탐색하고 실현하며 평가한다.

[9기가05-06] 생활 속 문제를 찾아 아이디어를 구상하고 확산적․수 렴적 사고 기법을 활용하여 창의적으로 해결한다.

[중학교]

(4) 기술 시스템 (5) 기술 활용

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 12차시)

차시 주요내용

1~2 /12

주제(단원)명 당신은 태블릿 pc 를 어떻게 사용하나요?

※ 온라인 수업시 태블릿 pc 나 휴대폰에 직접 필기를 한다면 현재 상용되는 거치대 제품이 불편한 점이 없을까? 이와 관련하여 설문을 작성하여 설문에 맞는 표나 그래프를

사용하여 설문내용을 표현하고 분석하여 봄으로써 현재 태블릿 pc 나 휴대폰 거치대에 대한 보완 아이디어를 생각해 본다. 이를 바탕으로 수학의 기하, 과학에서는 관련된 지식과 실험을, 기술가정에서는 실제로 아이디어를 구현해 볼 수 있도록 하는 기반에 되는 과정이다.

※ 상황제시는 코로나 19 로 온라인 수업을 하면서 불편한 점 상기하여 개선에 대한 의식을 가질수 있도록 구성, 창의적 설계에서는 기존제품의 특성 분석, 설문을 작성하고 이를 분석하는 과정을 통해 개선해야할 방향을 정하고, 감성적 체험에서 기존 제품의 보완을 위한 아이디어 산출을 할 수 있도록 구성

※ 수업 전과정에서 학생들이 스스로 문제를 인식하고 문제해결의 필요성과 도전정신을 가지는데 조력할 수 있도록 개발함.

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3~4 /12

주제(단원)명 과학기술과 인류 문명

※ 활용해 보았던 태블릿 PC 거치대의 불편함을 인식하고, 이를 해결하기 위해 모둠원과 협동하여 의견을 나눈다.

Co 설문조사 결과를 바탕으로 사람들이 불편함을 겪는 여러 가지 상황을 인식하고, 이 중 해결하고 싶은 상황을 선택한다.

CD 문제를 해결하기 위해 어떠한 보조품을 제작할 수 있을지 고안

ET 고안한 내용을 다른 모둠원들과 공유하고, 이를 보완할 수 있는 방안 마련

5~6 /12

주제(단원)명 삼각형의 성질(무게중심)

※과학 교과의 지레의 원리와 질량중심을 수학 교과의 삼각형의 무게중심의 내용과

융합하여 사각형 및 다각형에서의 무게중심을 실험적으로 찾고 그 이유를 유추하는 수업 활동.

Co 물체 또는 건물이 안정적인 상태 유지될 수 있는 조건에 대하여 토론

CD 공학적 도구를 활용하여 삼각형의 무게중심 성질 탐구하고, 무게중심측정기를 활용하여 다각형의 무게중심을 찾아보기. 지렛대의 원리를 적용하여 사각형의 무게중심 유추

ET 실생활에 사용되는 무게중심의 예를 찾아보고, 안정적인 태블릿 거치대를 디자인하는데 적용할 수 있는 아이디어 토의

7~8 /12

주제(단원)명 바른 필기 자세의 중요성과 마찰력에 대한 탐구

※ 본 차시는 오랜 시간 태블릿 PC 에 펜으로 필기를 하는 경우 바람직하지 못한 자세로 필기를 할 때 경추에 작용하는 힘을 탐구하고, 다양한 자세로 필기할 때 손목 등에 작용하는 마찰력에 대한 탐구를 하여 올바른 필기자세를 위한 태블릿 PC 거치대 아이디어를 산출하고자 함.

CD 경추(목뼈)에 작용하는 힘 탐구하기

ET 각 조별 경추(목뼈)에 작용하는 힘 탐구내용에 대한 공유 및 피드백

CD 재질에 따른 마찰력의 크기 탐구하기

ET 재질의 거친 정도와 마찰력의 크기 사이의 관계에 대한 공유 및 피드백

CD 물체의 무게에 따른 마찰력의 크기 탐구하기

ET 물체의 무게와 마찰력의 크기 사이의 관계에 대한 공유 및 피드백

CD 필기할 때 작용하는 마찰력의 크기 탐구하기

ET 각 조별 손목에 작용하는 마찰력의 크기 탐구내용에 대한 공유 및 피드백

ET 탐구한 내용을 바탕으로 올바른 필기자세를 위한 태블릿 PC 거치대 아이디어 생각하기

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9~12 /12

주제(단원)명 효율적 태블릿 거치대 설계 및 제작

※ 본 차시는 태블릿 거치대에 작용하는 수학 및 과학적 원리에 대한 탐구 결과를 바탕으로 현재 사용중인 태블릿 거치대의 문제점 개선 방법을 직접 설계 도면에 적용해보는 수업임. 또한 설계 요소 등을 반영한 도면을 바탕으로 효율적인 태블릿 거치대를 제작해봄으로써 제품 생산의 전반적인 과정에 대해서도 이해해보고자 함.

Co 가장 기억에 남는 디자인(설계)에 대해 이야기 나누기

Co 설계의 의미와 필요성 안내

Co 기존 제품의 개선 방안에 대한 정리(수학 과학적 탐구 결과와 설계 요소 등 각종 고려 사항 반영)

Co 설계(제도) 기법(프리핸드 스케치 및 정투상법, 등각 투상법, 사투상법)에 대해 설명

CD 정리한 아이디어를 바탕으로 모둠별 태블릿 거치대 형태 설계

ET 선택한 각종 재료의 특성을 고려하여 태블릿 거치대 제작

ET 모둠별로 제작한 작품을 발표하고 모둠 상호간 질의 응답하는 시간을 통해 피드백 제공

ET 최종 산출물에 대한 모둠별 산출물 평가 실시

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3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 수학 학교급/학년(군) 중학교/2 학년

중심과목 성취기준

영역

[중학교] 수학 통계 중심과목

성취기준

[9수05-03] 공학적 도구를 이용하여 실 생활과 관련된 자료를 수집하고 표나 그 래프로 정리하고 해석할 수 있다.

주제(단원)명 통계 차시 1~2/12

학습목표

1. 테블릿 pc 사용방법에 대한 설문지를 만들 수 있다.

2. 설문지 정리하고 표나 그래프로 정리하고 해석할 수 있다.

3. 해석한 설문을 반영하여 현재 사용되는 문제점을 보완점을 생각할 수 있다.

연계과목 수학 연계과목

성취기준 영역

[9수05-03] 공학적 도구를 이용하여 실 생활과 관련된 자료를 수집하고 표나 그래프로 정리하고 해석할 수 있다.

STEAM 요소

S T E A

M 통계, 기하 개발 의도

현재 사용되는 테블릿 pc, 휴대폰 의 받침대가 온라인 수업을 하는데 불편한 점은 없는지 를 설문을 통해 알아보고 이를 분석하여 현재 사용제품을 보완하는 아이디어를 산출 하는데 도움이 되고자 한다.

온라인 수업을 하다보면 테블릿 pc 나 휴대폰을 많이 사용한다. 영상만 듣는 것이면 문제가 없는데

필기도 해야하고 과제도 제출해야 한다. 테블릿 pc 나 휴대폰에 직접 필기를 한다면 현재 상용되는 거치대 제품이 불편한 점이 없을까? 이와 관련하여 주제를 설정하고 설문을 작성하여 설문에 맞는 표나 그래프를 사용하여 설문내용을 표현하고 분석하여 본다. 각 조의 설문 분석 내용을 바탕으로 각 조에서 현재 제품을 보완할 수 있는 제품을 생산하고 제작하기 위한 기본 아이디어를 산출하고 기존 제품을 재구성하는데 도움이 되고자 한다. 전체적인 학습은 각 조의 경험과 기존 테블릿 pc 나 휴대폰 거치대의 장단점을 분석하여 설문을 작성한다. 작성한 설문지 피드백, 완성된 설문지를 바탕으로 설문실시, 설문 결과를 공학적 도구를 활용하여 정리 분석 한 후 현재 테블릿 pc 나 휴대폰 거치대에 대한 보완 아이디어를 생각해 본다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

1. 원격수업시 테블릿 pc 나 휴대폰을 사용할 때의 불편한점 이야기하기 2. 테블릿 pc 나

휴대폰으로 필기를 하거나 과제를 제출할 때 필요한 점 이야기 하기

창 의 적 설 계

창의적 설계

설문결과를 바탕으로 현재 테블릿 pc 나 휴대폰 거치대에 대한 보완 및 아이디어 산출

감 성 적 체 험 1. 경험과 기존 테블릿 pc 나

휴대폰 거치대 장단점 찾아보기

2. 경험과 자료를 바탕으로 설문지 작성하기 3. 설문결과에 따른 공학적

도구를 사용한 자료 분석

감성적 체험

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학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 ( 20 분)

Co 코로나 19 로 인한 학교수업의 변화(원격수업) 영상 제시

Co 온라인 수업 시 불편한 점은 ?, 테블릿 pc 나 휴대폰을 사용하는 경우 필기는 어떻게 할까? - 의견 나누기

Co 미션 제시: 테블릿 pc 나 휴대폰을 이용하여 학습 필기를 할 경우 불편함을 해 소할 수 있는 방법

조건제시: 여러 사람의 의견을 반영하기

원 격 수 업 영상 제시

Tip! 포스트 잇을 활용 하여 의견 제시후 토 의

전개 ( 50 분)

CD 미션수행을 위한 불편한 점에 대한 주제 및 조사 항목 정하기

- 일반적인 내용을 나열하기보다는 중점적으로 불편함을 해소하기 위한 실행 가 능한 주제 및 조사 항목 정하기

CD 미션을 수행하기위해 다수의 의견을 반영할 수 있는 방법 설계하기 - 설문지 작성, 자료 조사 등

CD 설계한 방법에 따른 자료조사(설문지, 자료조사 내용) 실시 -설문을 할 경우 표집을 통한 설문 문항 검토

-관련 자료 조사시 제품의 소개보다는 각 제품의 장단점을 이용한 불편 해소 방법 고민

ET 각 조의 설문 문항 및 소사 방법에 대한 피드백 및 수정

ET 청주중학교 2 학년 학생을 대상으로 설문이나 조사 실시

CD 설문내용을 가지고 설문 문항에 맞는 표나 그래프를 사용하여 자료 나타내기 - 자료를 정리하고 분석하기

- 설문내용 발표 및 피드백

Tip! 설문문 항 및 조사 방법 검토 시 비방하 기 보 다 는 조언을 할 수 있도록 지도

정리 ( 20 분)

ET 설문내용을 바탕으로 불편한 점을 보완할 아이디어 생각하기 - 문제 해결을 위한 이후의 계획 세우기 및 발표

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중심과목 과학 학교급/학년(군) 중학교/2 학년 중심과목

성취기준 영역

[중학교] 과학기술과 인류 문명 중심과목 성취기준

[9 과 24-02] 과학을 활용하여 우리 생활을 보다 편리하게 만드는 방안을 고안하고 그 유용성에 대해 토론할 수 있다.

주제(단원)명 과학기술과 인류 문명 차시 3~4/12

학습목표

※ 과학 원리를 활용하여 우리 생활을 보다 편리하게 만드는 방안을 고안할 수 있다.

※ 모둠원과의 협동을 통하여 문제 해결의 방안을 찾는 과정을 통해 협동심을 고취한다.

※ 과학 원리를 이용하여 우리 생활에 필요한 산출물을 설계할 수 있다.

성취기준 영역 [중학교 2 학년] 통계

STEAM 요소

S 과학(문제인식) T

E A

M 수학(통계)

개발 의도 학습한 과학적 원리를 단순히 지식의 확장으로 끝내는 것이 아니라 이를 활용하여 우리 생활을 보다 편리하게 만들 수 있는 방안을 강구하고, 과학의 가치를 내면화한다.

이전 1~2 차시 수학 시간에 실시한 설문내용을 활용한다. 각 조의 설문 분석 내용을 바탕으로 사람들이 불편함을 주로 느꼈던 부분을 분석하고, 과학적으로 어떻게 보완할 수 있을지 생각해 보는 시간을 갖는다.

설문 결과를 정리․분석한 후 현재의 태블릿 PC (혹은 스마트폰) 거치대가 가지고 있는 특징들을 각도, 높이 등 다양한 관점에서 분석해본다.

수합한 의견을 종합하여 태블릿 거치대를 효율적으로 사용할 수 있도록 제작할 수 있는 방향 등에 대하여 생각해 보는 시간을 갖는다.

상황 제시

상 황 제 시

1. 설문조사 결과를 바탕으로 태블릿 거치대를 사용하며 불편했던 점에 대해 이야기 나누기 2. 거치대를 다양한

각도로 바라보기 창 의 적 설 계

새로운 태블릿 거치대 보조품을 개발하기 위한 요소

산출하기

감 성 적 체 험 1. 태블릿 거치대들의 각도,

높이 등 다양한 방면에서 분석해보기

2. 다양한 거치대 보조품 제작에 고려해야 할 요소에 대한 의견을 수렴하기

감성적 체험

(18)

학습

및 유의점

도입 (20 분)

ET 유튜브 영상 시청(https://youtu.be/sjnecocHHxU) ▸“작지만 세상을 바꾸는 천재적인 아이디어들”

Co 지난 설문조사에서 나왔던 결과를 다시 한 번 짚고 넘어가기 ▸사람들이 가장 불편함을 많이 느꼈던 부분은 어느 부분이었나?

동영상

설문조사 지

전개 (50 분)

Co 기존 제품 분석하고 그 특징들을 간략하게 적어보기 ▸태블릿 거치대를 다양한 각도로 살펴보기

- 주된 활용 목적은 무엇인가?(누워서 시청용, 탁상 거치용, 펜 사용 등) - 모양은 어떠한가?(자바라형, 네모, 세모, 둥근형 등)

- 조절 각도 범위는 어떠한가? 각도를 조절하는 방법은 무엇인가?

- 가로 세로 회전은 가능한가?

- 거치대의 총 무게는 얼마인가?

- 거치대의 크기는 어느 정도인가? 등등

▸다양하게 관찰․탐구한 내용을 모둠원과 공유하기(이야기 나누기)

CD 선호도 조사 분석하기

▸다양하게 탐구해본 거치대의 특성을 바탕으로 본격 선호도 조사 분석하기 - 답변자는 누구인가? (성별, 인원, 직업 등)

- 조사는 어떠한 방식으로 진행했는가? (비밀/공개, 투표/스티커 등) - 조사는 어느 장소에서 하며, 조사 기간은 얼마였는가?

- 기타 특이사항은 무엇인가?

- 각 항목별 득표수는 어떻게 되는가?

- 투표 결과가 시사하는 점은 무엇인가?

CD 기존 제품 분석하고 개선점 찾기

▸태블릿 거치대를 다양한 각도로 살펴보고, 개선점 찾기

- 주된 활용 목적은 무엇인가?(누워서 시청용, 탁상 거치용, 펜 사용 등) - 모양은 어떠한가?(자바라형, 네모, 세모, 둥근형 등)

- 조절 각도 범위는 어떠한가? 각도를 조절하는 방법은 무엇인가?

- 가로 세로 회전은 가능한가?

- 거치대의 총 무게는 얼마인가?

- 거치대의 크기는 어느 정도인가?

▸다양하게 관찰․탐구한 내용을 모둠원과 공유하기(이야기 나누기)

ET 결과 발표하기 ▸선도도 조사 결과

▸이를 반영한 우리가 보완할 태블릿 거치대의 특징

모둠활동

정리 (20 분)

ET 보완하기

▸다른 모둠에서 제시된 제안점, 우려되는 점, 질의응답 내용 등을 바탕으로 우리 모둠에서 설계한 태블릿 거치대 개선방안을 보완하기

모둠활동

(19)

중심과목 수학 학교급/학년(군) 중학교/2 학년 중심과목

[중학교] (4) 기하 중심과목

성취기준

[9수04-15] 평행선 사이의 선분의 길이

의 비를 구할 수 있다.

주제(단원)명 무게중심 차시 5~6 / 12

학습목표

무게중심의 의미에 대해 이해하고, 삼각형에서의 무게중심을 작도할 수 있다.

삼각형의 무게중심의 성질을 알고, 지렛대의 원리를 적용하여 사각형, 비대칭 도형에서의 무게중심을 찾을 수 있다.

효율적인 태블릿 거치대의 디자인을 설계하고 산출물을 제작하는 문제 상황에서, 무게중 심의 성질을 적용하여 구조적 안정성을 높일 수 있다.

연계과목 과학 연계과목

[4과09-01]수평 잡기 활동을 통해 물체 의 무게를 비교할 수 있다.

STEAM 요소

S 지렛대의 원리, 수평잡기로 물체의 무게 비교하기 T

E

A 밸런싱아트, 설치미술에 사진예술이 더해진 복합적 행위예술 M 삼각형의 무게중심

개발 의도 삼각형의 무게중심의 성질과 지렛대의 원리를 적용하여 사각형 및 다각형에서의 무게중심 점을 탐구하고 이를 안정적인 태블릿 거치대를 설계에 적용할 수 있다.

안정적인 태블릿 거치대를 제작하는 문제 상황에서, 태블릿 거치대의 구조적인 안정성을 유지할 수 있도록 하는 무게중심에 대해 학습하고, 설계와 디자인 활동에 적용할 수 있도록 한다.

중학교 수학 교육과정에서의 삼각형의 무게중심에 대한 내용과, 초등학교 과학 교육과정에서의 수 평잡기 및 지렛대의 원리를 융합하여 사각형 및 다각형에서의 무게중심이 어디에 위치하는지 찾아 보고, 무게중심이 실생활에 사용되는 예를 찾아 태블릿 거치대 디자인에 적용하여 안정성을 높이는 데 기여할 수 있다.

상황 제시

상 황 제 시

1. 물체 또는 건물이 안정적인 상태 유지 될 수 있는 조건에 대하여 이야기하기 2. 삼각형의 무게중심 에서 다각형의 무게 중심에 대한 탐구로 개념 확장하기

창 의 적 설 계

실생활에 사용되는 무게중심의 예를 찾 아보고, 안정적인 태 블릿 거치대를 디자 인하는데 적용할 수 있는 아이디어 토의

감 성 적 체 험 1. 공학적 도구를 활용하여 삼

각형의 무게중심 성질 탐구 2. 무게중심측정기를 활용하여 다각형의 무게중심을 찾아보기 3. 지렛대의 원리를 적용하여 사각형의 무게중심 구하기

감성적 체험

(20)

학습

및 유의점

도입 (10 분)

 삼각형의 무게중심을 작도하고 그 성질에 대해 이해하며, 다각형 및 비대칭 도형의 무게중심을 찾을 수 있다.

• 동기유발

Co 물체 또는 건물이 안정적인 상태 유지될 수 있는 조건은 무엇일까?

- 밸런싱 아트 영상을 시청하고, 비대칭 도형(물체)의 무게중심에 대해 생각한다.

• 학습목표 제시

- 삼각형의 무게중심의 작도하고 그 성질에 대해 이해하고 설명할 수 있다.

- 지렛대의 원리를 응용하여 다각형의 무게중심을 찾을 수 있다.

동영상

전개 (70 분)

• 학습활동1: 대칭도형에서의 무게중심 찾기

- 빨대, 원, 정사각형, 마름모, 직사각형, 정육각형의 무게중심 추측하기

- 질량이 균일한 평면도형의 경우 (넓이)=(무게)이므로 무게중심은 같은 면적이 되도록 하는 선분 위에 존재한다.

- 비대칭 종이 삼각형의 중심 잡기 활동

• 학습활동2: 공학적 도구 활용하여 삼각형의 무게중심 작도하기 - 데스모스액티비티 - 삼각형의 무게중심: 각 꼭짓점에서 마주보는 변의 중점을 연결한 선분들의 교점 - 데스모스 엑티비티 활동(삼각형의 무게중심의 성질 탐구하기)

- 공학적도구(데스모스)를 사용하여 세 중선의 교점을 작도

- 공학적 도구의 측정기능을 활용하여, 무게중심의 성질에 대해 탐구하기 ① 삼각형의 무게중심은 하나뿐이다.

② 삼각형 무게중심의 중선을 길이를 꼭짓점으로부터 2:1 로 내분한다.

③ 삼각형의 세 중선에 의해 나누어진 6 개의 삼각형의 넓이는 모두 같다.

- 종이로 만든 삼각형의 무게중심을 찾고 한 손가락으로 중심 잡아보기 - 삼각형이 아닌 다각형이나 비대칭 도형에서의 무게중심에 대해 토의하기.

CD 무게중심기를 활용하여 다각형 및 비대칭 도형의 무게중심을 찾을 수 있다.

• 학습활동3: 지렛대의 원리와 무게중심기로 사각형의 무게중심 찾기 - 지렛대의 원리

- 주어진 사각형을 삼각형 두 개로 나누고, 각 삼각형의 무게중심을 작도한다.

- 사각형의 무게중심을 지레의 원리를 적용하여 어디에 있을지 추측해본다.

- 무게중심기를 활용하여 사각형의 무게중심 찾고, 그 비율이 얼마인지 측정한다.

- 다각형이나 비대칭 도형의 무게중심을 찾을 수 있음을 이해하고, 무게중심이 의미하는 것이 무엇인지 친구들과 이야기해본다.

※무게중심 관련 교구(링크)

활동지 1

종이삼각형

태블릿/PC (인터넷연결)

Tip! 링크

활동지 2 활동지 3

각 변의 중점은 자로 길이를 측 정하여 작도함.

(컴퍼스 X)

무게중심기 관련 교구 (추선실험기)

정리 (10 분)

ET 실생활에 사용되는 무게중심의 예를 찾아보고, 안정적인 태블릿 거치대를 디 자인하는데 적용할 수 있는 방안은 무엇일지 생각해 본다.

• 형성평가: 무게중심의 작도방법과 무게중심의 성질에 대해 말하기.

- 발전과제: 사각형의 무게중심은 어떻게 작도하고 증명할 수 있을까?

• 차시예고: 태블릿 거치대에 작용하는 힘에 대한 탐구

(21)

중심과목 과학 학교급/학년(군) 중학교/2 학년 중심과목

[중학교] 운동을 방해하는 힘 중심과목 성취기준

[9과02-03] 물체의 운동을 방해하는 원

인으로써 마찰력을 알고, 빗면 실험을 통 해 마찰력의 크기를 정성적으로 비교할 수 있다.

주제(단원)명 운동을 방해하는 힘 차시 7~8/12

학습목표

1. 필기할 때의 자세를 고민하고 탐구할 수 있다.

2. 머리에 작용하는 질량과 무게를 탐구할 수 있다.

3. 다양한 자세로 필기할 때 작용하는 마찰력의 크기를 탐구할 수 있다.

4. 탐구한 내용을 반영하여 올바른 필기 자세에 적합한 태블릿 PC 거치대의 요소를 생각할 수 있다.

STEAM 요소

S 여러 가지 힘 T

E A

M 경추에 작용하는 힘(비례식) 개발 의도

태블릿 PC 에 필기를 할 때 작용하는 여러 가지 힘에 대해 탐구하고, 이를 바탕으로 올바른 필기 자세를 위한 태블릿 PC 거치대 아이디어를 산출하는 데 도움이 되고자 한다.

태블릿 PC 로 온라인 수업을 하다보면 오랜 시간 태블릿 PC 에 펜으로 필기를 하는 경우가 생긴다.

사람들마다 각각의 필기 자세를 가지고 있고, 바람직한 자세 또는 그렇지 못한 자세가 있으며, 오랜 시간 바람직하지 못한 자세로 필기를 하다 보면 어깨통증, 목통증, 두통 등이 올 수 있고, 손목 또한 아플 수 있다. 이와 관련하여 경추에 작용하는 힘을 탐구하고, 다양한 자세로 필기할 때 손목 등에 작용하는 마찰력의 크기를 탐구하여 올바른 필기 자세를 위한 태블릿 PC 거치대 아이디어를 산출하는 데 도움이 되고자 한다.

상황 제시

상 황 제 시

1. 평소 필기 자세가 어떤지 고민하고 이야기하기 2. 평소 필기 자세로

인해 발생하는 불편한 점에 대해 이야기하기

창 의 적 설 계

탐구결과를 바탕으로 올바른 필기 자세를 위한 태블릿 PC 거치대 아이디어 산출

감 성 적 체 험 1. 경추에 작용하는 힘 탐구하기

2. 마찰력의 크기에 영향을 주는 요인 탐구하기

3. 필기할 때 작용하는 마찰력의 크기 탐구하기

감성적 체험

(22)

학습

및 유의점

도입 (15 분)

Co 거북목에 대한 영상 제시

Co 나의 평소 필기 자세는 어떨까?

- 필기할 때 자세 사진을 찍고 분석하여 의견을 나눈다.

- 필기할 때 여러 불편한 점에 대한 의견을 나눈다.

거북목 영상 제시

전개 (50 분)

CD 경추(목뼈)에 작용하는 힘 탐구하기

- 각자의 필기할 때 자세 사진에서 목의 각도를 측정하여 경추에 작용하는 힘을 구한다.

- 경추에 작용하는 힘을 최소화 하기 위한 필기 자세에 대해 의견을 나눈다.

ET 각 조별 경추(목뼈)에 작용하는 힘 탐구내용에 대한 공유 및 피드백

CD 재질에 따른 마찰력의 크기 탐구하기

- 기울기를 조절할 수 있는 빗면을 설치하고, 정육면체 나무도막의 서로 다른 면 에 사포와 부직포를 각각 붙인다.

- 나무 도막의 나무 면을 아래로 하여 빗면에 올려놓고, 빗면을 천천히 들어올려 나무 도막이 미끄러지기 시작하는 각도를 측정한다.

- 총 3 회 반복하여 평균값을 구한다.

- 사포와 부직포 면을 각각 아래로 하여 나무 도막과 동일한 탐구 과정을 거친다.

- 마찰력이 작을 것으로 예상되는 또 다른 재질에 대해 의견을 나눈다.

ET 재질의 거친 정도와 마찰력의 크기 사이의 관계에 대한 공유 및 피드백

CD 물체의 무게에 따른 마찰력의 크기 탐구하기

- 기울기를 조절할 수 있는 빗면을 설치하고, 나무 도막의 나무 면을 아래로 하여 빗면에 올려놓은 후, 빗면을 천천히 들어올려 나무 도막이 미끄러지기 시작하는 각도를 측정한다.

- 나무 도막에 무게가 같은 한 개의 나무 도막을 추가하여 동일한 탐구과정을 거 친다. 이 때 나무 도막은 세로로 추가하고, 빗면에 닿았던 면은 같아야 한다.

ET 물체의 무게와 마찰력의 크기 사이의 관계에 대한 공유 및 피드백

CD 필기할 때 작용하는 마찰력의 크기 탐구하기

- 다양한 자세로 필기할 때 손목에 작용하는 마찰력의 크기를 분석한다.

- 손목에 작용하는 마찰력을 최소화 하기 위한 필기 자세에 대해 의견을 나눈다.

ET 각 조별 손목에 작용하는 마찰력의 크기 탐구내용에 대한 공유 및 피드백

거북목 증 후군 뉴스 자료 제시

정리 (20 분)

ET 탐구한 내용을 바탕으로 올바른 필기자세를 위한 태블릿 PC 거치대 아이디어 생각하기

- 각 조의 아이디어 발표

(23)

중심과목 기술 학교급/학년(군) 중학교/2 학년

영역

[중학교] (4) [기술 시스템]

(5) [기술 활용]

[9기가04-04] 제조 기술과 관련된 문제 를 이해하고, 해결책을 창의적으로 탐 색하고 실현하며 평가한다.

[9기가05-06] 생활 속 문제를 찾아 아 이디어를 구상하고 확산적․수렴적 사고 기법을 활용하여 창의적으로 해결한다.

주제(단원)명 효율적 태블릿 거치대 설계 및 제작 차시 9~12/12

학습목표

· 효율적 태블릿 거치대 설계를 위해 아이디어를 구상하고, 확산적 수렴적 사고 기법을 활용하여 창의적으로 문제를 해결할 수 있다.

· 생산 기술이 우리 생활에 유용한 산출물을 만들어 내는 것을 이해하고 하위 요소인 재료, 설계 과정을 이해할 수 있다.

· 효율적 태블릿 거치대 설계 도면을 바탕으로 유용한 산출물을 만들어 낼 수 있다.

연계과목 수학 과학

연계과목 성취기준 영역

STEAM 요소

S 효율적 태블릿 거치대에 작용하는 과학적 요인(힘에 대한 탐구 등) 이해하기

T 효율적 태블릿 거치대 제작 관련 문제를 이해하고 태블릿을 창의적으로 설계하고 제작하기 E

A

M 효율적 태블릿 거치대에 작용하는 수학적 요인(무게 중심에 대한 탐구 등) 이해하기

개발 의도

효율적 태블릿 거치대에 작용하는 수학 및 과학적 원리를 이해한 후 이를 직접

설계해보는 과정을 통해 기존 태블릿 거치대의 문제점을 파악하고 이를 개선하기 위한 아이디어를 직접 설계 도면에 적용해보는 시간을 가짐. 더불어 설계 요소 등을 반영한 도면을 바탕으로 효율적인 태블릿 거치대를 제작해봄으로써 제품 생산의 전반적인 과정에 대해 이해해보고자 함.

본 차시는 지난 시간 학습하였던 태블릿 거치대에 작용하는 수학 과학적 원리를 바탕으로 거치대에 작용하는 힘의 원리와 무게 중심을 이해한 후 이를 바탕으로 기존 태블릿 거치대의 문제점을

이해하고 문제점을 개선하기 위한 아이디어를 설계해 봄과 더불어 이를 실제로 제작해보는 시간으로 탐색한 아이디어를 구체화하고 실현해보고자 한다.

상황 제시

상 황 제 시

수학 및 과학적 원리를 바탕으로 기존의 태블릿

거치대가 가지고 있는 문제점을 탐색해보기

창 의 적 설 계

설계 도면을 바탕으로 실제 제작해보기

감 성 적 체 험 수학 과학적 원리에 입각하여

기존 태블릿이 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해서는 어떤 형태가 되어야 할지 탐색한 결과를 바탕으로 설계해보고 모둠별로 발표하여 개선방안 찾기

(24)

학습

및 유의점

도입 (15 분)

Co 가장 기억에 남는 디자인(설계)에 대해 이야기 나누기

Co 기존의 태블릿 거치대 설계 모습 살펴보기(특허정보검색 서비스(kipris) 활용)

- 특허청에 등록되어 있는 태블릿 거치대 설계 도면을 함께 살펴보며 설계에

대해 이해하기

[청주중학교] STEAM 태블릿 거치대 Project!!

차 시 3 학번

학년 반 번 이름:

모둠명

■ 기 존 제 품 분 석 하 기 예 )

(29)

[청주중학교] STEAM 태블릿 거치대 Project!!

차 시 3 학번

모둠명

선호도 조사 설계하기

■ 조사 대상(성별, 인원, 직업 등) 예) 40대 직장인, 20대 여성

■ 조사 방식 예) 보드에서 시안 확인 후 투표 용지에 기재

■ 조사 장소, 날짜 및 시각 예) 00공항 1층 로비, 5/10(목) 9시~12시

■ 조사 내용 설계(구성)

■ 조사 제목 예) “청주사랑 버스정류장 이름을 정해주세요“

※ 선호도 조사는 사용자의 의견을 수렴하고 검증하는 단계입니다. 사용자의 입장에

서 다양한 의견을 듣고, 객관적인 방향으로 최종 단계까지 도달할 수 있습니다.

(30)

[청주중학교] STEAM 태블릿 거치대 Project!!

차 시 4 학번

모둠명

선호도 조사 결과

■ 조사 제목

■ 조사 결과 분석 - 총 조사 대상 수:

- 각 항목별 득표 수

■ 기타 특이사항

■ 결과 분석 시사점

(31)

[청주중학교] STEAM 태블릿 거치대 Project!!

차 시 4 학번

모둠명

■ 개 선 점 찾 기 기 존 형 태 )

개 선 할 점 )

개 선 후 예 상 형 태 )

(32)

차시 5~6/12

활동1. 대칭도형에서의 무게중심 찾기

1. 빨대에 실을 묶어 균형을 잡아 보자. 어디에 실을 묶어야 할까?

그렇게 생각한 이유를 과학(수학)적인 근거를 들어 써보자.

액체 아세톤이 기체로 기화하면서 부피가 증가하므로 봉지가 부풀어 오른다. 아세톤은 흡수하여 기화하면서 분자 운동이 매우 활발해지므로 아세톤의 부피가 증가한다.

※ 한 점에서 물체가 수평을 유지할 수 있는 위치가 무게중심이다.

2. 원, 정사각형, 직사각형, 마름모, 정육각형의 무게중심은 어디일지 추측해보고, 무게 중심을 찾기 위해 그은 선들에 의해 나누어지는 면적은 어떠한지 글로 표현해보자.

흡수하여 기화하면서 분자 운동이 매우 활발해지므로 아세톤의 부피가 증가한다.

3. 비대칭 모양의 종이 삼각형의 무게중심을 추측해보고 한 손가락으로 중심잡기.

한 손가락으로 중심을 잡기가 어려운 이유는 무엇인지 친구들과 이야기 해 봅시다.

4. 무게중심을 쉽게 찾을 수 있는 도형은 어떤 특징을 갖고 있는가? 안정적인 물체가 되기 위한 조건에는 무엇이 있는지 친구들과 이야기를 나누고 글로 정리해 봅시다.

열을 흡수하여 기화하면서 분자 운동이 매우 활발해지므로 아세톤의 부피가 증가한다.

흡수하여 기화하면서 분자 운동이 매우 활발해지므로 아세톤의 부피가 증가한다.

(33)

활동2. 공학적 도구를 활용하여 삼각형의 무게중심 탐구하기

1. 데스모스 액티비티(https://student.desmos.com)를 활용, 삼각형의 무게중심 탐구하기 - 학생용 데스모스에 접속하여 수업참가 코드 입력

XY8K3A

2. 공학적 도구 탐구활동

① 중선(median)이란 무엇일까?

② 삼각형 ABC에서 세 중선의 교점 작도하고, 무게중심(Centroid)에 대해 생각해보기 ③ 직각삼각형, 예각삼각형, 둔각삼각형의 무게중심 찾아보기

④ 무게중심에 의해 나누어지는 중선의 선분 길이를 측정하고 그 비율 계산해보기 ⑤ 세 중선에 의해 분할되는 6개의 삼각형의 넓이를 측정하고 전체 넓이와 비교하기

3. 삼각형의 무게중심의 성질 작성하기

4. 종이 삼각형에 무게중심을 작도하여 찾고, 그곳에 한 손가락으로 중심을 잡아봅시다.

5. 다각형 또는 비대칭 도형의 무게중심은 어떻게 찾을 수 있을지 토의해 봅시다.

(34)

활동3. 지렛대의 원리를 적용하여 사각형의 무게중심 찾기

1. 질량이 다른 두 물체의 무게중심은 어디인지 생각해 봅시다.



_

× 

_

^ 

_

× 

_

지레의 원리: 지레는 받침점을 중심으로 힘점 과 작용점에 발생하는 돌림힘을 이용하는 도 구이다. 돌림힘의 크기는 작용하는 힘의 크기 와 회전 작용이 일어나는 거리의 곱이다.

따라서 힘점이 받침점에서 멀면, 힘점에 가하 는 힘이 작아도 작용점에 가해지는 힘은 커진 다. 또, 힘점이 받침점에서 가까우면, 힘점이 조금 움직여도 작용점은 크게 움직인다.

2. 아래 사각형의 무게중심은 어디에 있을지 친구들과 토의해보자.

무게중심은 바로 이곳! 그렇게 판단한 이유는?

3. 사각형의 각 꼭짓점에 실을 달아, 무게중심측정기에 매달아보고, 무게중심을 찾아보자.

가. 추를 매단 실이 만드는 직선과 무게중심은 어떤 관계인지 관찰한다.

나. 다른 꼭짓점에 매달아 실이 만드는 직선을 관찰한다.

다. 관찰을 통해 알게 된 사실을 친구들과 이야기해보자.

준비물: 모눈표지, 하드보드지(두꺼운 재질), 펀치로 구멍 뚫기, 실, 테이프

(35)

차시 7~8/12

-바른 필기 자세의 중요성과 마찰력에 대한 탐구-

1. 동영상을 보고 거북목의 위험성에 대해 알고, 나의 평소 필기 자세는 어떤지, 또 어떤 불편한 점이 있는지 이야기해 보자.

2. 좋지 않은 필기 자세는 목 통증, 어깨 통증 등 인체에 좋지 않은 영향을 줄 수 있다. 각자의 머리둘 레를 측정하고, 주어진 값을 이용하여 머리 무게를 구해보자.

○ 인체 평균 밀도 = 1,070kg/m³ ○ 평균 밀도 = 질량/부피

○ 원의 둘레 = 2πr ○ 구의 부피 = ⁴⁄₃πr³

<나의 머리 무게>

3. 나의 필기할 때 목의 각도를 측정하여 비례식을 이용해 나의 경추에 작용하는 힘의 크기를 구해보 고, 바른 필기 자세에 대해 조별로 토의해 보자.

<나의 경추에 작용하는 힘>

<필기 자세에 대한 생각>

(36)

4. 재질에 따른 마찰력의 크기 탐구하기

- 기울기를 조절할 수 있는 빗면을 설치하고, 정육면체 나무도막의 서로 다른 면에 사포와 플라스틱을 각각 붙인다.

- 나무 도막의 나무 면을 아래로 하여 빗면에 올려놓고, 빗면을 천천히 들어올려 나무 도막이 미끄러지기 시작 하는 각도를 측정한다.

- 사포와 플라스틱 면을 각각 아래로 하여 나무 도막과 동일한 탐구 과정을 거친다.

- 결과를 표에 기록한다.

각도

재질 1회 2회 3회 평균각도

나무

사포

플라스틱

- 재질의 거친 정도와 마찰력의 크기 사이의 관계에 대해 정리하고, 마찰력이 작을 것으로 예상되는 또 다른 재질에 대해 조별로 토의해 보자.

5. 수학 및 과학적으로 탐구한 내용을 바탕으로 올바른 필기 자세를 위한 태블릿 PC 거치대 아이디어 에 대해 고민해 보자.

(37)

차시 9~12/12

1. 가장 기억에 남는 디자인(설계)에는 무엇이 있었는지와 기억에 남았던 이유에 대해 작성해봅시다.

1) 기억에 남는 디자인(설계)

2) 기억에 남았던 이유

2. 우리 주변에서 찾아볼 수 있는 태블릿 거치대 설계도면의 예를 살펴봅시다.

설계 도면 예시(출처: 특허정보검색서비스 태블릿 거치대 설계 도면)

선거성(2012년) 동서대 산학협력단(2018년)

오픈픽 인크(2011년) 삼성전자(2015년)

3. 기존 태블릿 거치대의 개선 방안에 대해 정리해봅시다.

1) 2) 3) 4) 5)

(38)

4. 프리핸드 스케치 기법을 활용하여 제품을 설계해봅시다.

(39)

5. 정투상법(또는 등각투상법이나 사투상법)을 활용하여 제품을 설계해봅시다.

(40)

6. 우리 모둠이 제작한 태블릿 거치대의 잘된 점, 부족한 점, 보완할 점, 느낀 점을 적어봅 시다.

모둠명

잘된 점

부족한 점

보완할 점

느낀 점

7. 다른 모둠들이 제작한 태블릿 거치대를 평가해봅시다.(최고점 : 5점 ~ 최저점 : 1점)

모둠명 잘된 점 부족한 점 점수

(41)

5. 교사자료

차시 1~2 / 12

1. 동영상(자료출처)을 보고 우리교실이 어떻게 바뀌게 될지 이야기 해보고 갖추어야 할 것에 대해 이야기 해봄.

- 테블릿, 컴퓨터 등 다양한 기기 활용능력, 정보소양 교육, 정보검색력, 자기주도 적 학습태도 등

2. 2 번의 원격수업시 수업자료에 대한 필기는 어떻게 이루어지는지, 불편함 점은 없 는지에 대한 것과 3 번의 원격 수업에 관한 것을 질문하고 있는데 각각의 질문이 반복 되는 부분이 있고 이를 다 하기엔 시간이 부족한 부분이 있어 2,3 번을 합쳐서 질문하 는 것이 더 좋을 듯 하다. 또, 3 번 질문의 경우 학생들이 테블릿 제공, 학습지를 프린 트해서 줄 것 등 원격수업은 보고 듣는 것, 필기는 학습지에 따로 연필로 적는 것으로 생각하는 경우가 많아 테블릿으로 사용하고 필기하는 경우나 직접 테블릿을 이용하여 필기를 해 보는 경험을 제공하여 불편함 점을 생각해 보도록 유도하는 것이 필요하다.

또 하드웨어나 소프트웨어 등의 기술적인 이야기를 많이하므로 신체적인 불편함 즉, 하루종일 앉아 원격수업을 받고 테블릿, 컴퓨터를 사용했을때의 불편함을 생각해 볼 수 있도록 유도한다. -거북목, 팔목 등이 불편, 포스트 잇을 이용한 발표형태로 진행 3. 4~6 번의 경우 불편함에 대한 모둠의 의견을 바탕으로 설문이나 인터뷰 등을 통하 여 학생들의 인식 조사를 하는 부분으로 단순히 설문조사만 하기보다는 다양한 정보 들을 분석하고 이를 바탕으로 설문하는 방법을 고려하는 것으로 구성하였음.

- 모둠별 토의후 발표형태로 진행

4. 7 번의 자료 정리 및 분석은 통계포스터 형식으로 따로 제작하였으며, 학습지 상에 간단히 수치적으로 분석하는 것도 가능- 2 시간이란 수업시간으로 부족하여 설문 등의 분석은 가정에서, 학교에서 분석자료를 바탕으로 통계 포스터를 만드는 것으로 운영 함.

5. 각 모둠별 분석 내용을 바탕으로 모둠별 미션을 정하고 이를 해결하기 위한 아이

디어, 역할 분담, 정보 및 자료 검색 방법 등을 서로 토론하여 탐구 방향을 정하는 것

으로 진행함.

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6. 학생활동지 및 활동 예시

학습지 교사 설문지

학생설문지 통계 포스터

자료출처 1. https://youtu.be/DLQFdzwTGPk 2. https://youtu.be/TsK3u1G-WZQ

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차시 3~4/12

앞 차시에서 선택했던 태블릿거치대의 사용자 선호도 조사 결과를 분석하고, 사용자 들로부터 어떠한 의견이 나왔는지, 어떠한 점이 가장 불편하였는지를 수렴한다.

사용자 선호도 조사 결과 분석을 토대로 태블릿 거치대의 개선점을 찾고, 이를 어떻 게 보완할 수 있을지 개략적으로 그려본다.

학습지(3 차시) 학습지(4 차시)

선호도 조사 선호도 조사 선호도 조사 결과 분석

자료출처 자체 제작