INTRODUCTION
21세기는 창의적인 융합의 시대로 창조적이고 공감할 줄 아는 사람들이 주도하는 시대입니 다. 앞으로 더욱 세계화될 미래사회에서 국가경쟁력을 갖추기 위해서는 무엇보다 창의성과 인 성을 고루 갖춘 인재양성이 중요하며 이러한 인재양성에 대한 관심은 국가 차원의 교육방향 설 정에 있어 ‘창의성과 인성’을 그 중심에 두도록 하였습니다. 창의성과 인성을 바탕으로 융 합적 사고가 가능한 인재양성 교육의 실천을 위해서 융합인재교육 즉, STEAM(과학 Science, 기술 Technology, 공학 Engineering, 예술 Arts, 수학 Mathematics)교육을 주요한 해결방안으 로 보고 융합인재교육(STEAM)의 이론적 마련을 위한 기초연구뿐 아니라 초중등학교에서의 성 공적인 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 대한 관심을 불러일으키고 나아가 과학적 소양과 창의성 및 예술적 감수성을 동시에 길러 줄 수 있는 교육 방안으로서 그 역할이 기대되고 있습니다. 특히 본 교재에서 제시하고 있는 과 학·예술 융합형 프로그램은 그간 중요도와 가능성에 비해 비중 있게 다루어지지 않았던 예술 교과에 초점을 두고 융합교육의 실천에 있어 예술교과의 역할과 교육적 효과를 재조명하고 예 술중심 융합교육의 실천을 위한 노력이라는 점에서 의미가 있습니다.
이화여자대학교 산학협력단은 한국과학창의재단과 함께 융합인재교육에서 예술교과, 그중 에서 미술과목 중심으로 과학을 비롯한 다양한 과목들이 통합된 내용을 다루는 교재개발의 필 요성에 대한 뜻을 같이하며 보다 활용도 높은 교재개발을 위해서 학교현장에서 쉽게 활용 가 능하면서 기존의 수업을 대체할 수 있는 성격의 프로그램을 개발해야 한다는 기본방침을 두고 본 교재를 개발하였습니다. 과학·예술 융합형 프로그램은 예술작품과 창의적 제작활동 두 개 의 주제로 나누어 개발되었습니다.
교육과정을 기반으로 하여 오랜 기간 동안 교과전문가, 교육과정전문가와 현장교사가 협력 하여 개발한 본 교재의 프로그램이 예술중심의 융합교육을 실천하고자 하는 교육현장에서 보 다 많은 교사들과 학생들에게 활용될 수 있기를 기대하며 앞으로 우리나라를 책임지게 될 학 생들이 창의적인 생각과 예술적 감수성을 기를 수 있도록 하는 질 높은 교육에 참여하는 기회 가 되기를 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, 중등학 교는 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 설계, 감성적 체험이 이루어질 수 있도록 단계에 맞추어 구성되었습니다. 학생들은 융합인재교 육 학습준거틀에 따른 학습을 통해 교육과정에 따른 교과학습 뿐만 아니라 과학적 소양과 예 술적 감성을 동시에 기를 수 있습니다.
<표2> 융합인재교육(STEAM) 학습준거틀
본 교재에 실린 프로그램을 수행하면서 많은 학생들이 교과에 대한 전문적 지식의 습득보
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CONTENTS
Prologue… ……… 6
1-2…차시
part…1.…폴딩구조의…과학적…원리…학습과…조형적…실험_1.…에너지…보존
생각 열기
폴딩구조로 에너지 보존을 이야기해 보세요. ……… 11
생각 펼치기
주변에서 폴딩구조를 찾아보세요. ……… 12
생각 다지기
개념을 정리해 볼까요? ……… 14
생각 되돌아보기
적용해 볼까요? ……… 15
3-4…차시
Part1.…폴딩구조의…과학적…원리…학습과…조형적…실험_2.…힘의…평형
생각 열기
폴딩구조를 이용하여 제작할 모빌안의 힘의 평형 원리를 이해해 보세요. 17
생각 펼치기
힘과 힘의 평형의 의미를 얘기해보세요. ……… 18
생각 다지기
개념을 정리해 볼까요? ……… 19
생각 되돌아보기
적용해 볼까요? ……… 20
5-6…차시
Part1.…폴딩구조의…과학적…원리…학습과…조형적…실험_3.…조형적…실험
생각 열기
아름다운 형태의 폴딩구조를 개발해 보세요. ……… 22 잠깐 쉬어가는 코너 ……… 23
생각 다듬기
다양한 폴딩구조 전개도를 살펴보세요. ……… 24
생각 펼치기
폴딩구조를 직접 만들어 보세요. ……… 26
생각 되돌아보기
자신이 접은 폴딩 구조물을 보며 정리해보세요. ……… 28
7-9…차시
Part2.…폴딩구조를…응용한…모빌작품…만들기
생각 열기
모빌작품의 형태는 어떻게 구분이 될까요? ……… 30
생각 펼치기
상황제시 속, 문제점들에는 어떠한 것들이 있을까? ……… 32
생각 다지기
완성된 우리 모둠의 작품을 자체평가 해볼까요? ……… 34
생각 되돌아보기
학교 안에서 찾을 수 있는 폴딩(Folding)에는 무엇이 있을까요? ……… 36
10…차시
Part3.…모빌디자인의…감상과…평가
생각 열기
우리가 만든 모빌디자인을 모두가 평가하는 시간입니다. ……… 38
생각 펼치기
발표 내용을 정리해보세요. ……… 39
6 7
Prologue
오늘날, 우리가 사용하는 종이의 발전은 어떻게 이루어졌을까요?
여러분은 우리가 매일같이 사용하는 종이에 대해서 생각을 해 본 적이 있나요?
종이의 종류는 무궁무진 합니다. 헤아릴 수 없을 정도로 수많은 서로 다른 재질의 종이들이 존재합 니다. 이렇게 다양한 종류의 종이가 발전되기까지의 배경을 한 번 같이 알아봅시다.
먼저 종이의 역사부터 알아보도록 하죠.
종이(paper)의 어원은 라틴어의 파피루스(papyrus)에서 출발합니다. 파피루스는 이집트에서 약 4,000년 전에 사용되었던 고대의 기록 재료입니다. 파피루스는 나일강변에서 자생하는 수초의 껍 질을 물에 담가 불린 것으로 겹쳐 두들겨 삼베 모양으로 만든 것입니다. 아래의 사진과 같은 모습 입니다. 종이 한 장에 담긴 정성이 대단하게 느껴지지 않나요? 한 장의 보고서를 쓰기 위해서 일일 이 손으로 한 장, 한 장 수작업으로 만들었다고 생각해 보세요.
그렇다면, 과연 종이는 어떠한 과정을 거쳐서 만들어 지는 걸까요?
종이의 제작과정을 알아봅시다. 제작과정은 크게 4단계로 분류할 수 있습니다.
① 펄프제조 : 나무를 잘라 분해하여 섬유질을 추출해 펄프를 만든다.
② 두드리기 : 펄프를 두들겨 섬유 속을 단섬유로 풀려 떨어지게 하고 적당한 길이로 잘라 섬유를 유연하게 한다.
③ 종이뜨기 : 유연해진 펄프에 약품을 첨가하여 종이 원료를 만들고, 초지기로 종이를 떠서 건조한 뒤에 감는다.
④ 표면가공 : 종이에 코팅액을 고르게 바르고 다림질하는 표면에 가공을 한 후 적당한 크기로 잘라낸다.
이러한 과정을 거쳐서 종이는 만들어 지게 됩니다.
파피루스로 만든 성경 나일강 주변의 파피루스
그렇다면 이렇게 만들어진 종이는 어떠한 성질을 가지고 있을까요? 종이는 가소성(형태가 변해 버리는 성질)이 크고, 가변성(일정한 조건에서 변할 수 있는 성질)이 뛰어난 물질로, 힘이 가해지는 방향과 각도에 따라 쉽게 휘고 말려서 종이를 접었을 때, 다양한 입체 모양을 만들어 낼 수가 있습 니다. 그래서 종이를 갖고서 색종이 접기도 많이 해 보았을 겁니다.
오늘날에는 종이를 단순한 기록을 위한 것에만 사용하는 것이 아니라, 종이를 갖고서 다양한 예술 작품을 만들기도 합니다.
처음 종이가 개발된 목적은 앞의 파피루스의 기원에서 이야기 한 것처럼 단순한 기록을 위한 것 이었습니다. 하지만 시대가 변하면서 다양한 용도로 폭 넓게 사용되고 있는 것을 우리 주변에서 흔 하게 볼 수 있지요. 가깝게는 우리가 매일같이 무의식적으로 사용하는 휴지에서부터 필기노트, 신 문, 서적, 예술 작품에 쓰이는 재료로서의 종이에 이르기까지 그 쓰임새가 무궁무진 합니다.
현대에 와서는 종이로 실생활 작품 만든 것을 쉽게 볼 수 있습니다. 조명, 의자, 테이블까지 다양 한 모습으로 이용되고 있습니다.
바로 이러한 점을 이용하여 우리는 오늘부터 종이로 폴딩구조를 응용하여 예술작품 만들기 활동 을 할 것입니다. 종이로 폴딩구조를 만든다는 것이 아직 잘 이해가 가지 않지요?
흥미진진한 수업내용들이 여러분을 기다리고 있으니, 기대하셔도 좋습니다! 출발~!
8
» » 폴딩구조로 만드는 모빌디자인
폴딩구조로 만드는 모빌디자인을 통해 우리는 에너지 보존의 법칙, 탄성위치에너지, 운동에너지 그리고 힘의 평형에 대한 과학적 원리를 이해하여 모빌을 제작하는 데 적용할 수 있어요. 종이를 이 용하여 아름다운 폴딩구조를 만들기 위해 어떻게 접을지 실험해 보도록 할까요?
모빌의 몸체를 아름다운 폴딩구조로 만들고, 과학적 원리를 적용하여 모빌을 창의적으로 제작해 볼까요?
여러분 반갑습니다! 시작하기에 앞서 다음의 상황을 볼까요?
창민이를 만족시킬만한 모빌을 디자인하기가 쉽지 않을 것 같군요.
위의 상황을 잘 해결할 수 있는 모빌을 만들기 위해서는 다음의 조건을 충족시키면 될 것 같은데요?
» 모빌의»조건» »
Z 첫째, 모빌은 에너지 보존 법칙을 설명할 수 있는 움직일 수 있는 구조여야 한다.
Z 둘째, 지지대는 힘의 평형을 이루어 균형을 잘 잡고 있어야 한다.
Z 셋째, 반복되는 기하학적인 폴딩구조를 지니고 있어야 한다.
처음 시작은 좀 어렵겠지만 한 단계씩 해나가면 정말 멋진 모빌이 탄생할 것 같아요!
우리 반은 오늘 학급 봉사활동으로 OO보육원에 가게 되었습니다. 보육원에는 나이가 어린 아기들이 보살핌을 받고 있었습니다. 아직은 어린 아기들인지라 하나하나 보살핌의 손길이 필요해 보였습니다.
오늘은 이곳에서 아기 기저귀 갈기부터 시작해서 우유 먹이기, 아기 옷 정리하기, 놀아주기 등등 의미 있는 봉 사활동 시간을 보내고 갈 예정입니다.
그런데 유난히 많이 우는 한 아기가 눈에 띕니다. 창민이라는 아기인데, 창민이가 우렁찬 소리로 울기 시작하 면 다른 아기들까지 덩달아서 따라 울기 시작합니다. 보육교사 선생님께 여쭤보니 창민이는 이곳에서 유명한 울보대장이라고 합니다. 보육교사 선생님께서는 울보대장이라 불리 우는 창민이의 특성에 대해서 설명 해 주 시면서, 우리에게 한 가지를 부탁하셨습니다.
보육교사 선생님의 Needs:
울보대장 창민이에 대해 소개하겠습니다.
이제 생후 5개월인 창민이는 다른 아기들과 달리 성격이 매우 예민한 편입니다. 이 곳 보육원에서 많이 안아주고, 업어주는 것을 반복하다보 니 손이 많이 타서 항상 누군가가 곁에 있어야 안정감을 느끼는 편입니 다. 낮에는 그래도 참을만합니다.
헌데 밤이 되면 정말 힘이 듭니다. 잠은 고사하고 제대로 누워있을 수 조차 없습니다. 창민이를 재우기 위해 등에 업고 방안을 뱅뱅 돌아다 니면서 자장가를 불러주면 어느새 등 뒤에서 곤히 잠이 듭니다. 침대 에 눕히기 위해서 조심조심 내려놓으려면, 이 녀석이 귀신같이 알아차리고는 눈을 뜨고 세상 떠나가라 서럽게 울어댑니다. 그러면 또 다른 아기들까지 잠에서 다 깨서 울며불며 난리가 납니다. 보육원의 선생님들이 동시에 달라붙어서 동요도 불러주고, 장난감도 흔들어보고, 익살스런 표정도 지어가면서 공연이 시작됩니다.
그래도 저희에겐 믿는 구석이 하나 있습니다! 창민이가 시각에 민감한 편이라 모빌 보는 것을 참 좋아합니다.
모빌에 움직임이 들어가면 더욱 좋고요. 요즘은 차차 색깔을 식별할 수 있게 되면서부터는 형형색색의 모빌을 걸어주어 흔들리는 모습들을 보여주면 눈으로 그 대상을 쫓아다니기가 바쁩니다. 그 순간만큼은 고도의 집중 력을 발휘하기 때문에 울거나 보채지 않고, 혼자 잘 노는 편입니다. 그런데 이런 아기용품 모빌을 사려면 비용 이 만만치가 않습니다. 웬만한 아기용품들은 가격이 꽤 나가는 편이니까요. 보육원의 형편상 많은 장난감들을 살 수도 없고, 아이들은 하루가 다르게 금방금방 자랄 텐데, 매번 새로운 모빌로 바꿔 줄 수도 없고, 저희가 직 접 손으로 만들자니 저희에겐 이미 넘치는 일거리와 여러 명의 아기 보기로 여유 시간이 없어서 엄두도 내지 못 하고 있습니다. 여러분들이 이 곳 보육원의 아기들을 위해서 선물로 재미난 모빌을 만들어 줄 수 있을까요?
폴딩구조를 이용한
종이공학 생활디자인_1-2 차시
part1.…-…폴딩구조의…과학적…원리…학습과…조형적…실험_1.…에너지보존
학습목표
~~
우리 주변에서 다양한 폴딩 구조를 찾을 수 있다.
~~
폴딩 구조와 관련 있는 과학적 원리를 찾아볼 수 있다.
~~
폴딩 구조를 통해 에너지보존법칙을 이해할 수 있다.
차시
폴딩구조로 에너지 보존을 이야기해 보세요.
생각 열기
1-2
지금의 우리는 스마트폰의 시대에 살고 있어요. 주변을 둘러보면 두 손에 스마트폰을 들고 몰두 해 있는 사람들을 쉽게 발견할 수 있습니다. 하지만 우리가 스마트폰을 사용하기 시작한 역사가 그 리 오래 되진 않았어요. 1996년 처음 폴더형의 휴대폰이 출시되고 2007년 스마트폰이 출시되기 까지는 다양한 폴더 폰의 시대였고, 폴더 폰에 얽힌 다양한 일화도 많습니다. 조금은 시대에 맞지 않을 수 있을지 모르겠지만 얼마 전까지 지나간 역사의 주인공인 폴더 폰이 있었죠. 우리는 폴더 폰에서 보듯 접힐 수 있는 다양한 폴딩 구조를 주변에서 찾아보고, 그 안에 숨어 있는 과학적 원리 를 이해하고자 해요.
우리 교실에서 폴딩구조를 가지고 있는 물건에는 어떤 것들이 있는지 적어보세요.
과학 실험실에서 폴딩구조를 가지고 있는 실험기구에는 어떤 것들이 있을까요?
12
차시
주변에서 폴딩구조를 찾아보세요.
생각 펼치기
1-2
우리는 앞에서 제시된 상황을 머릿속으로 생각해 보면서 문제점을 해결 해 줄 수 있는 모빌작품 을 제작하여야 합니다. 여러분들이 모빌을 만들 때 반드시 들어가야 되는 다음의 조건이 있었죠?
» 모빌의»조건» »
Z
첫째,…모빌은…에너지…보존…법칙을…설명할…수…있는…움직일…수…있는…구조여야…한다.…
Z 둘째, 지지대는 힘의 평형을 이루어 균형을 잘 잡고 있어야 한다.
Z 셋째, 반복되는 기하학적인 폴딩구조를 지니고 있어야 한다.
이 시간에는 첫째 조건에 해당하는“모빌은 에너지 보존 법칙을 설명할 수 있는 움직일 수 있 는 구조”에서 종이 접기로 쉽게 생각할 수 있는 내용을 가지고 (역학적)에너지 보존 법칙에 대해 생각해 볼게요.
우리는 초등학교 시절에 종이를 접어 다양한 것들을 만들어 본 경험이 있어요. 바람개비를 만들 어 손에 쥐고, 바람개비를 빨리 돌리겠다고 온 동네를 뛰어다니고, 더운 여름철엔 선풍기를 쐬면서 바람개비도 함께 돌리던 기억도 있습니다. 옆집 친구들과 종이 딱지를 접어 친구의 딱지를 자기 것 으로 만들기 위해 딱지를 더 도톰하게 만들어 친구의 딱지 위를 힘껏 내리 치기도 했어요. 때론 교 실에서 개구리를 접어 누가 더 멀리 뛰나 시합하면서 이긴 친구가 진 친구의 이마를 손가락으로 때 리기도 했답니다. 그런데 그때에는 어린 시절의 이런 활동 속에 많은 과학적인 원리가 들어 있다고 생각하지 못했어요. 그저 재미있어서 열심히 했을 뿐. 우리가 직접 만들었던 바람개비, 종이 딱지, 개구리와 같은 종이 접기에는 어떤 과학적인 원리가 숨어 있을까요?
여러 가지 종이 접기의 모습
1.
운동장 가운데에서 바람개비가 혼자 회전한다면 무엇 때문일까요? 바람개비의 회전을 에 너지와 연결시켜보세요.2.
종이 개구리를 멀리 뛰게 하기 위해 어떻게 했나요? 종이 개구리를 멀리 뛰게 할 때 생각났 던 기구들은 있었나요?3.
다음은 개구리를 접는 순서입니다.4.
모둠별 뜀뛰기 경기- 모둠별로 개구리 뜀뛰기 시합을 해보세요. 누가 더 멀리 뛰는지, 자신의 개구리는 얼마나 뛰는지 확인해 보세요.
5.
모둠별 대표 개구리 뜀뛰기 시합을 하고, 뜀뛰기가 잘 되는 개구리의 모습을 잘 살펴보세 요. 차이점은 무엇인가요?6.
개구리가 뜀뛰는 모습과 연결될 수 있는 과학실험 기구에는 어떤 것이 있을까요?7.
개구리를 눌렀다 놓았을 때 에너지의 전환과정을 이야기해 보세요.완성된 개구리의 모습
14
차시
개념을 정리해 볼까요?
생각 다지기
1-2
1.
오늘 수업에서 배운 용어와 그 용어의 의미를 바르게 연결해보세요.2.
종이 개구리를 더 높이, 더 멀리 뛰게 하기 위한 방법을 적어 보세요.(친구들이 제작한 개구 리를 통하여 알게 된 사실을 기억해 보세요.)폴딩구조 위치에너지 운동에너지 역학적 에너지 에너지보존 법칙
기준 위치와 다른 위치에 있는 물체가 갖고 있는 에너지 위치에너지와 운동에너지의 합
움직이는 물체가 가지고 있는 에너지
에너지가 전환되는 과정에서 에너지는 창조되거나 소멸 되지 않고 늘 일정하게 유지된다.
어떤 형태로든 접힐 수 있는 우리 주변의 모든 것
1. 더 높이 뛰게 할 수 있는 방법
① 종이만 접는 경우 :
② 종이에 부속물을 설치하는 경우 :
③ 기타의 경우 :
2. 더 멀리 뛰게 할 수 있는 방법
① 종이만 접는 경우 :
② 종이에 부속물을 설치하는 경우 :
③ 기타의 경우 :
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차시
적용해 볼까요?
생각 되돌아보기
1-2
종이 접기를 통해서 다양한 모양의 탄성체를 만들어 보았어요. 각 모양에 따라 변형의 정도가 다 르고, 움직이는 모습이 다른 것을 느낄 수 있었죠? 탄성체들은 모습을 변화시킬 때, 탄성위치에너 지가 저장되었다가 변화시키는 힘을 제거하면 운동에너지로 전환되는 과정을 통해서 에너지가 보 존됨을 이해할 수 있었어요. 움직이는 물체에 민감한 시각을 갖고 있는 아기를 웃게 할 수 있는 다 양한 모양의 종이접기를 해볼까요?
주어진 종이를 이용하여 만들고 싶은 자신만의 창의적인 탄성체 모양을 글과 그림으로 표현해 보세요.
» [예시작품1] » [창의 작품]
» [예시작품2]
» [그림에 대한 자신의 의도 설명]
폴딩구조를 이용한
종이공학 생활디자인_3-4 차시
Part1.…폴딩구조의…과학적…원리…학습과…조형적…실험…-2.…힘의…평형
학습목표
~~
1. 우리 주변에서 다양한 폴딩 구조를 찾을 수 있다.
~~
2. 폴딩 구조와 관련 있는 과학적 원리를 찾아볼 수 있다.
~~
3. 폴딩 구조를 통해 에너지보존법칙을 이해할 수 있다.
차시
폴딩구조를 이용하여 제작할 모빌 안의 힘의 평형 원리를 이해해 보세요.
생각 열기
3-4
태어난 지 5개월 정도 되는 아기는 부모님이 눕혀주는 대로 누워 있어요. 손과 다리는 비교적 자 유롭게 움직일 수 있지만 몸은 아직 자유롭지 못하기 때문이죠. 그래서 몸을 움직이기 전까지는 누 운 상태에서 주변을 요리조리 둘러보게 되요. 그리고 엄마가 없다 싶으면 아기는 금방 울곤 하는 데 눈앞에 무언가 움직이는 물체가 있으면 호기심 있게 그것을 바라보기도 한답니다. 그래서 똑바 로 누워 있는 아기가 볼 수 있도록 천장에 모빌을 달아놓고 손으로 툭툭 치면서 아이의 관심을 유 발하게 되는 것이죠. 이렇게 어린 아기의 관심을 끄는 모빌에서 우리는 어떤 과학적인 원리를 찾 아볼 수 있을까요?
엄마가 모빌을 툭툭 치는 행동은 물체에 힘을 가하고 있는 것이에요.
그렇다면 힘이란 무엇일까요?
정지해 있는 물체에 힘을 가할 때, 움직이는 물체에 힘을 가할 때 각각의
물체들은 어떤 운동을 할까요?
18
차시
힘과 힘의 평형의 의미를 얘기해보세요.
생각 펼치기
3-4
1~2차시 수업에서 상황제시를 살펴보았어요. 하지만 지속적인 주의가 필요하므로 다시 한 번 앞 페이지에서 안내했던 상황제시를 읽어 보도록 할게요.(p.5)
우리는 주어진 상황을 머릿속으로 생각해 보면서 문제점을 해결 해 줄 수 있는 모빌작품을 제작 하여야 합니다. 다음은 모빌을 만들 때 반드시 들어가야 되는 조건이에요.
» 모빌의»조건» »
Z 첫째, 모빌은 에너지 보존 법칙을 설명할 수 있는 움직일 수 있는 구조여야 한다.
Z
둘째,…지지대는…힘의…평형을…이루어…균형을…잘…잡고…있어야…한다.…
Z 셋째, 반복되는 기하학적인 폴딩구조를 지니고 있어야 한다.
이 시간에는 둘째 조건에 해당하는“폴딩구조를 이용하여 제작한 모빌 안의 힘의 평형 원리”
를 이해하는 시간이에요.
모빌은 쉽게 움직일 수 있고, 매달린 물체들은 한쪽으로 기울지 않고 평형을 잘 잡고 있어야 합니 다. 그렇다면 힘의 평형(무게 중심)은 어떻게 잡아야 할까요?
1.
하나의 물체에 작용하는 힘은 여러 가지가 있어요. 물체는 그 중에서 가장 큰 힘에 영향을 받는데, 물체에 작용하는 모든 힘들의 합을 무엇이라고 할까요?2.
물체에 작용하는 알짜힘이 0이라면 물체는 어떻게 될까요?3.
알짜힘이 0이 되는 순간을 무엇이라고 말할까요?4.
한 물체에 두 힘이 작용할 때의 평형 조건을 이야기해보세요.5.
각자 만들려고 하는 모빌의 지지대 모습과 힘의 평형을 유지할 수 있는 방법들을 그림과 글 로 표현해보세요.[그림] [그림에 대한 자신의 의도 설명]
차시
개념을 정리해 볼까요?
생각 다지기
3-4
1.
오른쪽 그림을 참고하여 힘의 평형 조건 3가지를 적어보세요.2.
그림은 정지해있는 물체에 작용하는 힘을 크기를 나타낸 것입니다.그림에 대한 설명으로 옳은 것을 [보기]에서 있는대로 골라보세요.
[보기]
ㄱ. (가)의 알짜힘은 0이다.
ㄴ. (나)의 알짜힘은 7N이다.
ㄷ. (가)는 알짜힘이 0이므로 일정한 속도로 움직인다.
ㄹ. (나)는 5N의 힘이 2N보다 크므로 동쪽방향으로 움직인다.
① ㉠, ㉡ ② ㉠, ㉢ ③ ㉠, ㉣
④ ㉡, ㉢ ⑤ ㉠, ㉢, ㉣
20
차시
적용해 볼까요?
생각 되돌아보기
3-4
[예시작품1] [그림1]
[예시작품2] [그림2]
[그림에 대한 설명]
모빌 지지대를 만들 때 모빌의 지지대가 균형을 잘 잡으면서 움직일 수 있고, 탄성을 갖도록 하 기 위해서 다양한 방법을 생각해 보았어요. 친구들이 만든 모빌 지지대를 하나 선정하여 평형을 잘 잡을 수 있는 방법을 제시해 보세요.
폴딩구조를 이용한
종이공학 생활디자인_5-6 차시
Part1.…폴딩구조의…과학적…원리…학습과…조형적…실험…-…3.조형적…실험
학습목표
22
차시
아름다운 형태의 폴딩구조를 개발해 보세요.
생각 열기
5-6
앞 시간에 우리는 울보대장 창민이를 위한 모빌디자인 제작을 앞두고 에너지 보존의 법칙에 의 한 움직임도 실험해 보고 힘의 평형에 대해서도 연구했습니다. 그런데 여기에 폴딩구조를 접목하 기란 만만치 않네요. 폴딩구조의 종류가 하도 많아서 어떤 전개도가 어떤 모양으로 만들어 지고, 어 떤 폴딩구조를 사용해야 아름다운 구조로 탄생할지에 대한 연구가 부족하다고 느꼈어요. 그래서 가 장 아름다운 구조가 나올 법한 전개도를 가지고 여러 가지 모양으로 접어보기 시작했어요. 어떻게 하면 전개도의 반복되는 패턴을 효과적으로 접어 아름다운 기하학적인 몸체가 나올 수 있을까요?
▲ 폴딩구조를 활용한 기하학적인 모양
» 잠깐»쉬어가는»코너 » 와우~!~이런~기사도~있네요~!
종이접기[…paper…folding…]로…만든…신발
culture DESIGN - 종이 접기 방식으로 신발을 만든다
‘유연한 재질의 납작한 판을 패턴에 따라 자른 다음 접어서 만들어 신는 신개념 2D 슈즈…비용 저렴하고 활용 범위 넓어’
새로운 2D 슈즈 개념이 실용화되면 저렴하고 환경친화적인 신발을 우편함 안에 받아볼 수 있을 듯하다. 어느 날 당신에게 가까운 제조공장에서 보낸 납작한 소포 하나가 도착한다. 생물분해성의 유연한 재질로 된 납작한 판을 꺼내 인쇄된 패턴에 따라 자른 다음 접어서 신발을 만들어 신으면 된다. 23세의 중국계 미국인 디자이너 호레이 쇼 유신 한의 생각대로 된다면 말이다.
이 신발의 개념은 간단하다. 한 가지 재질의 납작한 판 위에 패턴을 인쇄한 신발 디자인이다. 유연한 재질의 판을 패턴대로 오려 오리가미(종이 접기) 하듯이 접으면 튼튼하게 보이는 샌들이나 앞이 막힌 단화가 된다. 한과 다른 네 명의 젊은 디자이너가 올 봄 뉴욕 프랫 인스티튜트의 신발 디자인 수업 시간에 개발한 디자인이다. 대학을 갓 졸업한 이들은 유니폴드(UNifold)라는 실험적인 프로젝트를 통해 이 디자인을 실용화하려고 노력 중이다.
디자인의 개념은 간단하지만 활용 범위는 넓다. 목표를 어떻게 세우느냐에 따라 신발 생산의 현지화부터 신발 생 산에 따른 환경비용 절감, 신발 없이 사는 세계 인구 약 3억 명에게 신을 것을 공급하는 사업까지 다양하게 활용 할 수 있다.
이 프로젝트는 프랫 인스티튜트의 객원 조교수 케빈 크롤리의 제안으로 탄생했다. 신발 디자인 업계에서 40년 경력을 쌓은 크롤리는 이 학교에서 13년 동안 학생들을 가르쳐 왔다. 크롤리는 학과장이 자신에게 “당신이 옳 다고 생각하는 방식으로 신발을 디자인해 보라”고 말했다고 전했다. 그래서 그는 학생들에게 납작한 판 한장에 패턴 인쇄가 가능한 신발 디자인을 개발하라는 과제를 냈다. 재
생 페트병으로 만든 발포고무 재질을 사용해 신발이 다 닳으면 재활용이 가능하도록 하라는 주문도 곁들였다.
그 다음 4개월 동안 크롤리는 신발업체 페리와 팀버랜드의 유 명 디자이너들을 프로젝트에 참여시켰다.
관련사이트 ▶
위 기사를 읽고 가장 인상 깊은 부분을 얘기해보세요.
종이를 접어 무엇인가를 만들어 본 경험이 있나요?
다양한 폴딩구조의 형태가 나오려면 어떻게 실험해야 할까요?
24
차시
다양한 폴딩구조 전개도를 살펴보세요.
생각 다듬기
5-6
우리는 각자의 머릿속에 상황제시를 상상하면서 그려보도록 해요. 우리에게 주어진 미션은 보육 교사 선생님께서 제안한 모빌작품을 만들어야 한다는 것입니다. 여러분들이 모빌을 만들 때 반드 시 들어가야 되는 다음의 조건이 있었죠?
» 모빌의»조건» »
Z 첫째, 모빌은 에너지 보존 법칙을 설명할 수 있는 움직일 수 있는 구조여야 한다.
Z 둘째, 지지대는 힘의 평형을 이루어 균형을 잘 잡고 있어야 한다.
Z
셋째,…반복되는…기하학적인…폴딩구조를…지니고…있어야…한다.
우리들이 만들 모빌디자인의 세 번째 조건은 반복되는 기하학적 폴딩구조를 지녀야 한다는 것입 니다. 정육면체를 만들려면 어떤 모양의 전개도가 필요할까요? 입체모양이 나오기 위해서 전개도 가 필요한 것처럼 폴딩 입체구조가 나오려면 거기에 적합한 전개도가 있어야 합니다. 다양한 폴딩 전개도를 살펴보고 전개도와 매치되는 폴딩구조를 유추해 보세요.
다음 정육면체의 전개도를 그려보세요.
다음 폴딩구조의 폴딩 전개도를 유추해보세요.
다음 사진을 보고 전개도와 매치되는 폴딩구조끼리 연결해 보세요.
26
차시
폴딩구조를 직접 만들어 보세요.
생각 펼치기
5-6
다양한 전개도에서 다양한 입체로 폴딩구조가 만들어 질 수 있음을 알았어요. 그렇지만 막상 색 다른 폴딩입체구조를 만들려면 어디서부터 어떻게 시작해야 할지 막막하네요. 게다가 반복되는 기 하학적인 폴딩구조가 들어간 모빌도 만들어야 하는데 말이죠. 그럴 듯 해 보이고 아름다운 폴딩입 체를 만들기 위해서는 어떻게 해야 하는 걸까요? 단순히 잘 접기만 해서는 안 될 것 같은데... 그래 서 가장 다양한 모양이 나올 수 있는 전개도를 접어보며 시작해보려고 해요. 처음에는 한 줄을 잘 라서 접어보고,‘아! 이런거구나!’알게 되면 이번에는 직접 전개도의 구획을 정해서 다양한 형태 로 접어볼까요?
Z 제시된 두 종류의 폴딩 전개도
실선이 그려진 종이 홈이 파여진 종이
Z 이렇게 접어봐요!
» 우리»따라해»볼까요? »
1인당 전개도 하나씩을 가지고 점선이나 홈을 따라 다양한 모양을 접어보도록 해요.
첫 번째, KIT 안에 점선과 홈이 파인 두 종류의 종이가 있어요.
두 번째, 한사람씩 원하는 종이를 선택하여 가로 또는 세로 한줄로 길게 잘라 접어보기 시작해요.
이때! 그어진 선과 홈을 이용하여 본인이 원하는 접혀진 형태를 만들어 보세요. 다양하게 접 혀진 모양이 나올 수 있어요.
*접으면서 이것만 주의해 주세요!*
1.반복적인 규칙을 찾아주세요.
2.창의적인 기하학적 패턴을 만들어 주세요.
▣ 접어보기 실험 1. 단순한 구조에서 시작해 보세요.
가로 또는 세로로 길게 잘라서 접어볼까요?
▣ 접어보기 실험 2. 더 자유롭게 해보세요.
전개도의 구획을 내가 정해서 접어볼까요?
실생활에 사용되는 다양한 폴딩구조의 디자인제품들이
궁금하지 않나요? 스마트폰을 활용하여서 QR코드를 찍어보세요!
놀랍게 다양한 폴딩디자인의 상세한 자료가 있는 싸이트로 이동합니다~!
◀ 다양한 폴딩디자인 사이트
28
차시
자신이 접은 폴딩 구조물을 보며 정리해보세요.
생각 되돌아보기
5-6
다양한 폴딩 전개도를 살펴보고 직접 접어보았어요. 특히 같은 모양의 전개도를 가지고 다양한 기하학적인 모양이 나올 수 있다는 것도 알았어요. 전개도의 반복되는 패턴을 효과적으로 접어 아 름다운 기하학적인 모빌 몸체를 만들 수 있다는 자신감이 생겼죠?
각 모둠별로 접어본 입체를 서로 보여주세요. 우리 모둠의 전개도가 다양한 모양으로 만들어졌나요?
이렇게 다양한 모양이 나올 수 있다니 놀랍죠? 서로 살펴보고 얘기도 해보면서 우리가 활동한 내 용들을 평가해 보세요.
내가 접은 폴딩구조를 간단히 그려볼까요?
나와 우리 모둠
1
나는 오늘 수업에 열중하였나요?(3점)☆☆☆
2
폴딩구조의 원리를 이해하였나요?(3점)☆☆☆
3
폴딩구조의 원리가 전개도를 접을 때 도움이 되었나요?(3점)☆☆☆
4
다양한 접기를 통해 폴딩구조의 조형성을 이해하였나요?(3점)☆☆☆
5
특별히 수업 중 나와 우리 모둠의 태도에 대해 칭찬할 점이나 아쉬운 점은 무엇인가요?Ì모둠 이름 : 구성원이름 :
폴딩구조를 이용한
종이공학 생활디자인_7-9 차시
Part2.…폴딩구조를…응용한…모빌작품…만들기
학습목표
30
차시
모빌작품의 형태는 어떻게 구분이 될까요?
생각 열기
7-9
위의 두 가지 그림을 보고 모빌작품의 형태를 비교 해 보세요.. 어떠한 점이 다른 것 같나요?
가장 크게 다른 점은 왼쪽 모빌은 천장에 매다는 형태이고, 오른쪽 모빌은 바닥에 고정된 하부와 움 직이는 구조물이 결합된 형태라는 것입니다. 이처럼, 모빌은 크게 두 가지의 형태로 구분 지을 수 있습니다. 하나는 천장에 매다는 모빌인 Ceiling-hung mobile이고, 다른 하나는 바닥에 고정된 하 부와 움직이는 구조물이 결합된 형태의 Standing mobile입니다.
우리는 이번 시간에 첫 번째 형태에 속하는 Ceiling-hung mobile을 만들게 될 것입니다. 왜냐구요?
우리가 앞서 배운 에너지 보존의 법칙과 힘의 평형을 동시에 담아낼 수 있는 형태가 바로 천장에 매다는 Ceiling-hung mobile에 가깝기 때문입니다. 또, 상황제시에서 주어진 것처럼 우리는 누워 있는 아기 창민이의 시점에서 바라보기 유익한 모빌을 만들어야 하기 때문이죠.
Ceiling-hung mobile Standing mobile
완벽한 모빌의 형태를 갖추기란 말처럼 쉬운 게 아닙니다. 그래서 우리는 모빌의 창시자로 유명 한 알렉산더 칼더의 작품들을 대표적으로 많이 기억하는 것 같습니다. 대중들은 그의 작품이 형태 가 단순하지만, 기하학적 조형미를 지니고 있어서 기억하기도 쉽고 가슴 속에 깊이 기억된다고 말 합니다.
알렉산더 칼더가 모빌 작품을 만들면서 힘의 평형을 유지하기 위해서 고심했던 흔적을 남긴 인 터뷰 기록이 있었습니다.
이 글을 읽으니, 우리는 지난 3,4차시에 과학적 원리 중, 힘의 평형을 알아가기 위해서 실습했 던 활동들을 떠올릴 수 있겠네요. 힘의 평형을 찾아내기 위해서 여러 가지 방법들을 이용해가면서 연구 했을텐데... 알렉산더 칼더가 주는 힌트를 이용한다면, 좀 더 쉽게 접근할 수 있을 것 같네요!
자~ 우리 이 말을 계속해서 반복하여 3번만 마음속으로 읽어보고 넘어가도록 해요. 이제 본격 적으로 진행하게 될 <폴딩구조를 응용한 모빌 작품 만들기>에 아주 중요한 마법 같은 키워드가 될 것입니다.
“나는 작은 끝부분부터 시작한다.
그리고 무게중심을 찾았다는 생각이 들 때까지 균형을 잡아간다.
무게중심은 단 한 군데만 존재하기 때문에 이 과정은 매우 중요하다.
작품이 자유롭게 매달려 있거나 회전되려면 이 지점이 정확해야 한다.
보통 나는 철사를 구부려 매달기 전에 끈으로 이 무게중심을 시험해서 찾아간다.”
알렉산더 칼더의 작품들이 궁금하지 않나요?
스마트폰을 활용하여서 QR코드를 찍어보세요!
알렉산더 칼더에 대해서 상세한 자료가 있는 공식사이트로 이동합니다~!
알렉산더 칼더의 공식사이트_Calder Foundation http://www.calder.org/
32
차시
상황제시 속,
문제점들에는 어떠한 것들이 있을까?
생각 펼치기
7-9
우리 다시 한 번 앞 페이지에서 안내했던 상황제시를 읽어 봅시다.
우리는 각자의 머릿속에 상황제시를 상상하면서 그려보도록 해요. 우리에게 주어진 미션은 보육교 사 선생님께서 제안한 모빌작품을 만들어야 한다는 것입니다.
그리고 잊지 말아야 할 중요사항!! 작품 안에는 반드시 들어가야 하는 세 가지 조건이 있다는 사실 을 기억하기 바랍니다.
» 모빌의»조건» »
Z 첫째, 모빌은 에너지 보존 법칙을 설명할 수 있는 움직일 수 있는 구조여야 한다.
Z 둘째, 지지대는 힘의 평형을 이루어 균형을 잘 잡고 있어야 한다.
Z 셋째, 반복되는 기하학적인 폴딩구조를 지니고 있어야 한다.
상황제시 속, 문제점들에는 어떠한 것들이 있는지 각자 생각하여 보고, 모둠별로 토의를 해 봅시 다. 토의를 통해 나오게 된 의견들을 정리해서 아래에 기록 해 주세요.
Z 상황제시 속, 문제점들에는 어떠한 것들이 있을까요?
1.
2.
3.
4.
5.
예) - 창민이가 유독 다른 아기들이 자는 시간인 밤에 많이 울며 보챈다는 것.
- 보육원의 형편상 다양한 아기용품들이나 장난감을 충족하게 살 수 없다는 것.
주어진 세 가지 조건을 충족시키며, 상황제시 속, 문제점들을 해결 해 줄 수 있는 모빌의 형태에 는 어떠한 것들이 있을 수 있을까요? 자유롭게 스케치 해 보세요..
» [아래의 예시안처럼 여러 가지 다양한 형태의 모빌을 스케치 해 보세요.]
» [위의 스케치들 중, 모둠에서 선택한 한 가지 모빌의 형태를 자세하게 스케치 해 보세요.]
34
차시
완성된 우리 모둠의 작품을 자체평가 해볼까요?
생각 다지기
7-9
모둠별로 모빌작품을 완성하느라 수고하셨습니다.
우리는 주어진 문제제시 속에서 문제해결능력을 발휘하여 창의적인 작품을 완성하는 일까지 이루 었습니다. 여러분 모두 대단해요~!
이제는 각 모둠별로 자신이 속한 조에서 완성한 작품을 평가 해 보는 시간을 가져 보도록 해요. 작 품 안에는 분명 장점도 있을 테고, 약간 아쉬운 점들도 있을 테니까요. 모둠원들끼리 자유롭게 의 견을 주고받으면서 토의를 통해 작성 해 보세요.
마지막 수업 때, 동료평가 이전에 조별 발표의 시간이 있으니, 지금 정리를 잘 해두면, 발표할 때에 많은 도움이 될 것입니다.
선생님께서 여러분들의 작품을 폴라로이드로 찍어 주실 겁니다.
받은 사진을 아래의 공간에 예쁘게 붙여주세요~. 작품에 이름도 붙여봅시다.
작품명:
조…원:
Q1) 활동하면서 가장 흥미가 있었던 구조는 무엇인가요? 그 이유는?
Q2) 우리가 배운 과학적 원리와 조형적 원리가 작품 안에 잘 적용되어진 것 같나요?
[과학적 원리: 에너지 보존의 법칙, 힘의 평형]
[조형적 원리: 반복적 규칙을 지닌 폴딩구조]
Q3) 자신의 모둠에서 디자인한 작품의 미적 표현력 점수를 한 번 칠해볼까요?
아름다운 부분이 있다면 어떤 부분인가요?
그렇게 생각하는 이유도 함께 적어보세요.
미적…표현력(5점):… ☆ ☆ ☆ ☆ ☆
미적…표현력이…잘…나타난…부분은…어디인가요?
그렇게…생각하는…이유는…무엇인가요?
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차시
학교 안에서 찾을 수 있는
폴딩(Folding)에는 무엇이 있을까요?
생각 되돌아보기
7-9
우리는 오늘 여러 명이 함께 생각을 모아서, 주어진 상황제시의 문제 상황을 해결 해 보는 예술 작품 활동을 하였습니다. 단순히 보기 좋게 예쁘게만 꾸미는 활동이 아닌 과학적 요소들과 조형 적 미를 함께 나타낸 사고가 담긴 창작활동이었습니다. 이러한 과정을 담은 교육을 우리는 스팀 (STEAM)교육이라고 이야기 합니다!
이처럼, 여러분은 앞으로 예술작품 활동을 할 때에도 과학적 요소들을 응용하여 제시할 수 있습 니다. 우리의 실생활 속에는 과연 이러한 과학적 원리들이 얼마나 자주 빈번하게 등장하는지를 항 상 생각 해 본다면, 오늘과 같은 수업들이 생소하게만 느껴지지는 않을 것입니다. 이미 우리가 매 일 같이 누리는 보편화 된 일상에 숨어 있는 것들이니까요.
자! 그 동안 배웠던 것들을 실전에 응용해볼까요? 새로운 상황제시입니다!
오늘 하루 학교 안에서 찾을 수 있는 다양한 폴딩(Folding)의 구조들을 생각해 보면서 한 번 찾아 봅시다. 화이팅!!
폴딩구조를 이용한
종이공학 생활디자인_10 차시
Part3.…모빌디자인의…감상과…평가
학습목표
38
차시
우리가 만든 모빌디자인을 모두가 평가하는 시간입니다.
생각 열기
10
이제까지 에너지 보존의 법칙, 탄성위치에너지, 운동에너지, 힘의 평형의 과학적 원리를 연구하 여 멋진 균형감을 가진 모빌의 지지대와 몸체를 만들었어요. 뿐만 아니라 모빌의 몸체가 아름다우 며 기하학적인 폴딩구조를 가질 수 있도록 다양한 모양으로 접어보며 디자인하려고 노력해 왔어 요. 결국 이렇게 멋진 모빌들이 탄생하게 되었군요!
창민이가 우리가 만든 모빌을 보며 좋아할까요? 창민이에게 보여줄 최종 모빌을 결정해봅시다.
차시
발표 내용을 정리해보세요.
생각 펼치기
10
발표를 하기에 앞서 각 모둠은 발표를 점검해보도록 할까요?
전 시간에 작품을 보고 모둠 별로 정리했던 세 가지 질문을 다시 한 번 기억해 보세요.
이제는 모둠별로 앞으로 나와 발표를 합니다. 발표를 들으며 여러분은 다음의 항목에 따라 자유 롭게 평가해주세요. 어느 모둠의 모빌을 창민이가 좋아할까요? 큰 박수로 맞이해 봅시다.
Z 친구 모둠
생각해보기 모둠이름
1
모빌에 과학적 원리가 잘 반영되었나요?(3점)
☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ 2
폴딩구조를 잘 이해하고, 기하학적이며반복적인 폴딩구조가 나왔나요?(3점)
☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ 3
모빌이 아름답게 잘 디자인되었나요?(3점)
☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ 4
모빌에 대하여 잘 된 점은 무엇인가요?5
모빌에 대하여 아쉬운 점은 무엇인가요?발표를 듣고 평가해보세요.
생각 다지기
40
차시
그동안의 활동을 마무리 해보세요.
생각 되돌아보기
10
드디어 발표와 평가가 모두 끝이 났네요. 이제는 모빌을 창민이에게 전달하는 일이 남았습니다.
처음에는 막연했던 것들이었지만, 하나하나 원리에 대해서 이해하고 고민 해 보면서 만들어보니 폴딩구조를 응용한 작품이 만들어지는 것을 체험하였죠?
우리의 일상 속에 매우 익숙하지만 그 속에 많은 원리들이 숨겨져 있는 것을 알 수 있어요. 여러분 이 날마다 사용하는 사물함, 매일 같이 입는 교복 또는 악세서리, 공간 안의 의자, 그리고 보편화된 작품들 속에도 과학적 원리와 예술성이 깃들어 있어요.
앞으로 여러분이 어떠한 것들을 배우고 습득할 때에 지금까지의 수업에서 진행했던 것처럼 주 어진 상황제시를 탐색하며, 문제해결능력을 지니려는 노력을 기울이시기 바랍니다. 그리고 더불어 창의적으로 그 문제점을 풀어가길 바랍니다. 여러분의 무한한 상상력이 현실이 되는 그 날, 우리가 함께 고민한 흔적들이 보탬이 되었기를 바랍니다.
♡ 이제까지의 활동을 마무리하며 나에게 점수를 줘볼까요?(5점)
