이 보고서는

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2018 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2018. 10. 30.

가 남 초 등 학 교

【 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】

과 제 개 요

과제명 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 초등학교 과학 수업용 STEAM 프로그램 학교급 초등학교 대상 학년(군) 3~4학년군(1주제)

중심과목 과학 중심과목

성취기준 영역 [초등학교 4학년] (15) 그림자와 거울 연계과목

수학 미술 실과

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 4학년] (2) 도형 [초등학교 4학년] (2) 표현 [초등학교 6학년] (4) 기술 시스템 연구기간 2018.4.협약일 ~ 2018.11.23.

연 구 비 일금사백만원(￦4,000,000) 참여연구원 8명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 7명)

연구 수행자에 관한 사항

구분 소속 학교명 담당과목 직위 성명

연구책임자 가남초등학교 과학 교사 이호철

공동연구원 가남초등학교 국어 교사 김희정

공동연구원 가남초등학교 수학 교사 조용진

공동연구원 가남초등학교 실과 교사 김민주

공동연구원 망미초등학교 과학 교사 김철호

공동연구원 덕두초등학교 과학 교사 김종훈

공동연구원 남부민초등학교 과학 교사 옥한솔

공동연구원 거학초등학교 과학 교사 임수연

2018년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 융합인재교육(STEAM) 교사연구회를 운영한 중간 결과로써 본 보고서를 제출합니다.

2018년 10월 30일

연구책임자 : 이호철 (인) 한국과학창의재단 이사장 귀하

“이 보고서는 2018년도 정부의 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

목 차

1. 요약문··· 1

2. 서론··· 2

3. 연구 수행 내용··· 2

3-1. STEAM 교사연구회의 과제 수행 ··· 2

1) 과제① STEAM 프로그램 연구 및 적용 프로그램 개발 및 적용 ··· 2

2) 과제② STEAM 수업 평가 방법 개발 및 적용 성과 조사 ··· 3

3) 과제③ STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천 ··· 4

4. 연구 수행 결과··· 5

4-1. STEAM 교사연구회의 과제 ① 수행 결과 ··· 6

4-2. STEAM 교사연구회의 과제 ② 수행 결과 ··· 7

4-3. STEAM 교사연구회의 과제 ③ 수행 결과 ··· 8

5. 결론 및 제언 ··· 9

[부록]

부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

부록2. 수업 영상

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1. 요약문

◦학생들의 능동적인 참여를 통한 재미있는 수업 만들기

◦복합적인 문제를 해결하는 경험을 통한 창의융합형 인재 양성

◦과학교과인 ◯^S에 ◯^T, ◯^E, ◯^A, ◯^M 요소를 결합하여 교실수업 환경 조성

1-1. 과제: STEAM 프로그램 연구 및 적용 프로그램^{(그림자와 거울)}개발 및 적용

개 발 내 용

차시 과학 재제 수학 미술 실과

1 ◯^S컴퓨터에서 정보를 전달하는 방법 알아보기 ○ ○

2 ◯^S빛과 거울의 성질을 이용하여 정보 전달하기 ○ ○

3 ◯^S빛과 거울의 성질을 이용하여 표현하기 ○ ○

4 ◯^S빛과 거울의 성질과 로봇을 활용하여 빛의 경로 만들기 ○ ○ 5 ◯^S물체와 그림자의 모양을 빛의 성질과 관련지어 알아보기 ○

6 ◯^S그림자를 활용한 디자인 조명 만들기 ○

7 ◯^S다양한 크기의 그림자 만들기 ○

8 ◯^S그림자 연극 만들기 ○ ○

1-2. 과제: ② STEAM 수업 평가 방법 개발 및 적용 성과 조사 내용 G-4 G-4 M-4 M-4 K-4 K-4 D-4 D-4 N-4 N-4

일반 적용 일반 적용 일반 적용 일반 적용 일반 적용 1 수업 적용 전 후 학생 태도 검사 - 12 26 27 20 23 18 20 20 22 2 수업 적용 전 후 학생 만족도 검사 - 12 26 27 20 23 18 20 20 22 3 수업 적용 전 후 교사 만족도 검사 - 1 1 1 1 1 1 1 1 1 설문대상학교 G학교는 학교 특성상 4학년 1개학급으로 구성되어 일반학급 검사가 불가함.

1-3. 과제: ③ STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천

◦SW융합 STEAM & MAKER 캠프 운영 프로그램

◦학생참여형 과학과 로봇이 함께하는 SW교육 페스티벌 운영 프로그램

◦STEAM 공개수업 실시

◦학생참여형 SW융합수업의 이해와 적용 특수분야 직무연수 실시

2. 연구 수행 결과

구분 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 8차시

수업 적용 일정 2018.09.03. ~ 2018.10.24.

(STEAM 수업)수혜학생 수 가남초등학교 외 4개교 188명(초등학교 4학년)

2. 서론

◦학생들의 능동적인 참여를 통한 재미있는 수업 만들기

◦복합적인 문제를 해결하는 경험을 통한 창의융합형 인재 양성

◦과학교과인 ◯^S에 ◯^T, ◯^E, ◯^A, ◯^M 요소를 결합하여 교실수업 환경 조성

3. 연구 수행 내용

3-1. STEAM 교사연구회의 과제(①, ②, ③) 수행

과제 ① STEAM 프로그램 연구 및 적용 프로그램(그림자와 거울)개발 및 적용

◦STEAM 프로그램 연구 및 적용 프로그램 개요

STEAM 프로 그램 구분

프로그램명 초등학교 과학 (15) 그림자와 거울 수업용 STEAM 프로그램

학교급 초등 대상 학년(군) 4학년

중심과목 과학 중심과목

성취기준 영역 [초등학교 4학년] (15) 그림자와 거울 연계과목

수학 미술 실과

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 4학년] (2) 도형 [초등학교 4학년] (2) 표현 [초등학교 6학년] (4) 기술 시스템

개발

주제 연번 차시(시수) 과목 연계(안)

1 2~3 과학(1) + 수학(1)

2 3~7 과학(0.5) + 수학(1) + 실과(0.5)

3 8~9 과학(1) + 수학(2)

4 10~11 과학(1) + 미술(2) + 실과(1) 개발·적용 ※ 11차시 중 재구성하여 8차시 개발 및 8차시 적용 완료

◦STEAM 프로그램 연구 및 세부 적용 프로그램 초기 계획

개발 내용

1 거울과 그림자 단원에서 배울 내용 알아보기

2 물체를 보기 위해 필요한 것 알아보기 ○ ○

3 빛이 어떻게 나아가는지 알아보기 ○ ○

4 빛으로 신호 전달하기 ○ ○

5 여러 가지 물체의 표면에 내 모습 비추어보기 ○ ○

개발 내용

6 거울에 비친 물체의 모습 관찰하기 ○ ○

7 거울로 물체의 모습을 여러 개 만들어 보기 ○ ○ 8 빛의 양을 조절하는 경우 찾아보기

9 그림자가 생기는 까닭 알아보기 ○

10 그림자의 크기 변화시켜 보기 ○

11 그림자 연극하기 ○ ○

◦STEAM 프로그램 연구 및 세부 적용 프로그램 수정 개발 최종 목록

개 발 내 용

1 ◯^S컴퓨터에서 정보를 전달하는 방법 알아보기 ○ ○ 2 ◯^S빛과 거울의 성질을 이용하여 정보 전달하기 ○ ○

3 ◯^S빛과 거울의 성질을 이용하여 표현하기 ○ ○

4 ◯^S빛과 거울의 성질과 로봇을 활용하여 빛의 경로 만들기 ○ ○ 5 ◯^S물체와 그림자의 모양을 빛의 성질과 관련지어 알아보기 ○

6 ◯^S그림자를 활용한 디자인 조명 만들기 ○

7 ◯^S다양한 크기의 그림자 만들기 ○

8 ◯^S그림자 연극 만들기 ○ ○

과제 ② STEAM 수업 평가 방법 개발 및 적용 성과 조사

◦(계획수립시) STEAM 프로그램 수업 적용 전 후 표집 학급(학교-학년) 내용 A-4 A-6 B-4 B-6 C-4 C-6 D-4 D-6 E-4 E-6 1 수업 적용 전 후 학생 태도 검사 20 20 24 25 23 23 22 22 17 19 2 수업 적용 전 후 학생 만족도 검사 20 20 24 25 23 23 22 22 17 18 3 수업 적용 전 후 교사 만족도 검사 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

◦STEAM 프로그램 수업 적용 전 후 표집 학급(학교-학년)

내용 G-4 G-4 M-4 M-4 K-4 K-4 D-4 D-4 N-4 N-4 일반 적용 일반 적용 일반 적용 일반 적용 일반 적용 1 수업 적용 전 후 학생 태도 검사 - 12 26 27 20 23 18 20 20 22 2 수업 적용 전 후 학생 만족도 검사 - 12 26 27 20 23 18 20 20 22 3 수업 적용 전 후 교사 만족도 검사 - 1 1 1 1 1 1 1 1 1 설문대상학교 G학교는 학교 특성상 4학년 1개학급으로 구성되어 일반학급 검사가 불가함.

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과제 ③ STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천

◦SW융합 STEAM & MAKER 캠프 운영 프로그램

일차 프로그램 내용 구분

1일차 오전 STEAM & MAKER실습 우드락 휴지걸이 제작 및 활용 활동 오후 SW수업 마블왕 코딩게임을 통한 SW활동 2일차 오전 STEAM & MAKER실습 목공 메모판 제작 및 활용 활동

오후 SW수업 종이컵 픽셀을 통한 SW활동

3일차 오전 STEAM & MAKER실습 승마로봇 제작 및 활용 활동 오후 SW수업 코딩로봇 제어 피지컬 SW활동

◦학생참여형 과학과 로봇이 함께하는 SW교육 페스티벌 운영 프로그램

구분 프로그램명 내용 개요

상설 휴머노이드 로봇댄스

휴머노이드 로봇의 동작 원리를 체험하고 모터의 움직임을 과학적으로 관찰해 보고 프로그래밍의 과정을 통해 로봇의 움직임을 예상해 보는 체험 활동

코너A 3D프린터 모델링

3D 프린터 출력 프로그램을 활용하여 3D출력물을 컴퓨터 프로그램을 통해 직접 모델링하여 출력을 통해 결과물을 살펴보는 활동

코너B 화가 거북이

엔트리 블록 명령으로 내가 원하는 디자인을 로봇이 펜을 집고 주어진 명령 블록에 관계하여 그림이나 도형을 그려보는 피지컬컴퓨팅 활동

코너C Duino, Push Down!

팀을 이루어 전략과 전술을 바탕으로 L자 장애물을 뒤집으며 미리 구성한 알고리즘으로 계산하여 경기장에 깔린 장애물을 유리하도록 구성하는 과학적 사고력이 필요한 활동

코너D 비버트 SW활동

알버트와 비봇을 활용하여 간단한 미션을 수행하여 인체 모형의 장기를 따라 이동하며 알고리즘화 된 과학 문제를 해결해 가며 정해진 지점에 빨리 도착하여 승부를 가르는 활동 코너E 3대3

배틀축구 3명이 팀이 되어 전략과 전술을 바탕으로 공을 상대편 골대에 넣으면 이기는 협응이 필요한 체험 활동

회차 일시 공개 수업 개요

1 2018.10.17.(수) 디자인씽킹을 활용한 스토리라인이 있는 창의적 산출물 만들기 2 2018.10.24.(수) 빛이 거울에 부딪혀 나아가는 모습 설명하고 거울을 사용하여

빛의 방향을 바꾸기

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구분 일시 시간 공개 수업 개요

1 09:00 ~ 10:50 2시간 학생참여형 로봇수업의 이해와 실제 2 11:00 ~ 13:50 2시간 학생참여형 거꾸로수업의 이해와 실제 3 14:00 ~15:50 2시간 학생참여형 SW융합수업의 이해와 실제

◦전문가 연구 자문 목록

구분 연구 자문 주요 내용 이름 소속

자문1 빛과 레이저의 반사와 직진에 대한 과학적 원리

에 따른 경기맵 구성의 기술 및 연구 자문 이*준 엑스봇연구소장 자문2 말판 맵에서 로봇의 정확한 움직임 제어를 위한

기술 자문 함*규 퓨너스 연구원

자문3 거울 및 레이저 장착 및 제어 움직임에 대한 기

술 자문 한*윤 삼쩜일사 연구원

자문4 거울 및 레이저 포인트 장착에 필요한 모델링

디자인 및 활용 자문 김*환 큐비콘3D 부장

4. 연구 수행 결과

.

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 8차시

수업 적용 일정 2018.09.03. ~ 2018.10.24.

(STEAM 수업)수혜학생 수 가남초등학교 외 4개교 188명(초등학교 4학년) 학생 태도검사 사전검사 09월 03일, 9개 학급(188명) 실시 완료

사후검사 10월 31일, 9개 학급(188명) 실시 완료

학생 및 교사 만족도조사 10월 19일 실시 완료

교사연구회 STEAM 행사 개최

수업공개(1) 2018.10.17.(수) 5교시(13:00~13:40) 수업공개(2) 2018.10.24.(수) 3교시(10:50~11:30) SW융합 STEAM &

MAKER 캠프 2018.08.28.(화) ~ 30.(목) 10:00~13:00 14명 학생참여형 과학과

로봇이 함께하는

SW교육 페스티벌 2018.09.08.(수) 09:00~12:30 45명 학생참여형

SW융합수업의

이해와 적용 연수 2018.09.01.(토) 09:00~15:50 16명

논문 또는 학술대회 해당 없음

특허출원(국외, 국내) 해당 없음

4-1. STEAM 교사연구회의 과제 ① 수행 결과

◦ 본 연구회의 연구과제는 초등학교 4학년에 적용되는 그림자와 거울이라는 단원을 중심으로 진행되었다. 국어, 미술, 실과, 수학과 연계되어 적용되는 STEAM 프로그램을 주제에 맞게 2개의 영역으로 나누고, 영역의 구분은 아래와 같이 빛과 거울, 그림자로 나누어 영역별 재구성을 통해 8차시의 교 실수업 프로그램을 개발하였다.

현행 교육 과정

차시 과학 재제 영역 구분

1 거울과 그림자 단원에서 배울 내용 알아보기 개요 2 물체를 보기 위해 필요한 것 알아보기

빛과 거울 3 빛이 어떻게 나아가는지 알아보기

4 빛으로 신호 전달하기

5 여러 가지 물체의 표면에 내 모습 비추어보기 6 거울에 비친 물체의 모습 관찰하기 7 거울로 물체의 모습을 여러 개 만들어 보기 8 빛의 양을 조절하는 경우 찾아보기 9 그림자가 생기는 까닭 알아보기 그림자 10 그림자의 크기 변화시켜 보기 11 그림자 연극하기



개발된

교육 과정

차시 과학 재제

1 ◯^S컴퓨터에서 정보를 전달하는 방법 알아보기 2 ◯^S빛과 거울의 성질을 이용하여 정보 전달하기 3 ◯^S빛과 거울의 성질을 이용하여 표현하기

4 ◯^S빛과 거울의 성질과 로봇을 활용하여 빛의 경로 만들기 5 ◯^S물체와 그림자의 모양을 빛의 성질과 관련지어 알아보기 6 ◯^S그림자를 활용한 디자인 조명 만들기

7 ◯^S다양한 크기의 그림자 만들기 8 ◯^S그림자 연극 만들기

◦ 특히, 빛과 거울의 영역에서 사용하는 대부분의 자료는 STEAM융합적 접 근 뿐만 아니라, SW교육과 로봇을 활용한 코딩교육과도 접목하였으며, 수 업의 전개 방식을 게임리터러시 교육 방식으로 마무리되게끔 적용하였다.

◦ 그림자 영역은 빛과 그림자의 관계를 과학적인 이해를 바탕으로 그림자를 활용한 종이컵 디자인 조명 만들기, 그림자 연극하기 등 예술적 활동과 연 계하여 개발하였다.

4-2. STEAM 교사연구회의 과제 ② 수행 결과

◦ 본 연구의 검사는 5개 초등학교의 적용학급과 비교할 수 있는 일반학급으로 구분하였으나, 1개교는 학년의 학급이 단일학급으로 구성되어 일반학급의 설 문없이 적용학급으로 운영하여 연구를 진행하였다.

◦ 다음은 5개 초등학교의 일반학급과 적용학급의 학생 분포이다. 아래 표에서 보는 것과 같이 적용학급 학생 104명과 일반학급 학생 84명을 대상으로 하고 있다.

학급별 구분 G-4 G-4 M-4 M-4 K-4 K-4 D-4 D-4 N-4 N-4 일반 적용 일반 적용 일반 적용 일반 적용 일반 적용

학생수 - 12 26 27 20 23 18 20 20 22

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4-3. STEAM 교사연구회의 과제 ③ 수행 결과

◦ 본 연구회의 STEAM 협력 연구 강화 및 확산 실천을 위해 학생과 교사를 위 한 프로그램을 운영하고, 공개수업도 실시하였다.

◦ 학생들의 창의적 아이디어를 컴퓨팅사고력으로 구현하는 문제 해결력을 갖 춘 미래형 창의인재를 양성하고, 과학적 원리를 가진 융합적 테마를 통한 융합메이커를 경험할 수 있는 교육 기회 제공하고자 3일간의 SW융합 STEAM & MAKER 캠프와 학생참여형 과학과 로봇이 함께하는 SW교육 페스티벌을 운영하였다.

◦SW융합 STEAM & MAKER 캠프 운영 사진

◦학생참여형 과학과 로봇이 함께하는 SW교육 페스티벌 운영 사진

◦ 또한, STEAM 융합교육에 대한 이해를 돕기 위해 학생 뿐만 아니라 교사 대상으로 수업을 공개하고, SW융합이 가미된 수업의 이해하고 적용할 수 있는 특수분야 직무연수 학생참여형 SW융합수업의 이해와 적용 과정에 대 하여 연수를 운영하였다.

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5. 결론 및 제언

※자발적인 교사 그룹에 의한 STEAM융합 프로그램을 개발하는 기회를 통해 교사로 써의 전문성 신장 및 연구하는 교사로써의 모습 발견하는 계기가 됨

※평소 경제적인 어려움으로 인하여 구체적인 연구를 진행하기 힘들었던 과제를 진행 할 수 있는 좋은 계기가 된 것 같음

※교사연수 및 연구 워크숍, 활동 등을 통해 회원 사이의 협력적 활동 증대됨

※지속적인 장기 프로젝트의 운영을 통해 연차적인 교사연구회의 발전 방안이 필요할 듯 하며, 학교 그룹이 아닌 타학교 교사들과 연계되어 진행되는 수업 프로그램의 개 발도 활성화 되었으면 좋겠음.

※연구적인 지원 외에 기술적인 설계와 제어를 지원받을 수 있는 기술적 자문 인력풀 명단 공유가 있으면 보다 더 좋을 듯 함

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

초등학교 과학 (15) 그림자와 거울 수업용 STEAM 프로그램

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목) 2015 개정 교육과정 성취기준 (연계과목) 성취기준 영역

1 1~ 7/11 [4과15-03] 물체와 평면거울에 비친 모습을 비교하여 거울의 성질을 설명할 수 있다.

실과 [초6] (4)기술 시스템

2 1~ 7/11 [4과15-04] 일상생활에서 거울을 이용하는 예를 조사 하고 거울의 성질과 관련지어 그 기능을 설명할 수 있다.

수학 [초4] (2)도형 실과 [초6] (4)기술 시스템

3 8~11/11 [4과15-01] 여러 가지 물체의 그림자를 관찰하여 그림 자가 생기는 원리를 설명할 수 있다.

미술 [초4] (2)표현 수학 [초4] (2)도형

4 8~11/11 [4과15-02] 전등과 물체 사이의 거리에 따른 그림자의 크기 변화를 관찰하여 서술할 수 있다.

미술 [초4] (2)표현 수학 [초4] (2)도형

1-1.교육과정 재구성표

연번 차시 (중심과목) 교육과정 재구성된 학습 주제 (연계과목) 성취기준 영역

1 1/8 (과학) 컴퓨터에서 정보를 전달하는 방법 알아보기

[6실04-07] 소프트웨어가 적용된 사례~

[6실04-08] 절차적 사고에 의한 문제~

[6실04-09] 프로그래밍 도구를 사용~

2 2/8 (과학) 빛과 거울의 성질을 이용하여 정 보 전달하기

[4과15-01] 여러 가지 물체의 그림자~

[4과15-03] 물체와 평면거울에 비친~

3 3/8 (과학) 빛과 거울의 성질을 이용하여 여 러 도형(다각형) 표현하기

[4수01-01] 다각형의 뜻과 구성 요소~

[4과05-01] 거울에 비친 물체의 모습~

[6실04-02] 여러 가지 센서를 장착한~

4 4/8 (과학) 빛과 거울의 성질과 로봇을 활용 하여 빛의 경로 만들기

[4과15-03] 물체와 평면거울에 비친~

[4수15-03] 여러 가지 각도를 어림~

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 8차시)

차시 주요내용

1/8

주제(단원)명 컴퓨터에서 정보를 전달하는 방법 알아보기

• 여러 가지 정보 전달 방법 떠올리기

• <활동1> 글자판으로 정보 전달하기

• <활동2> 컴퓨터가 정보를 전달하는 방법 알아보기

• <활동3> 이진점 카드놀이하기

2/8

주제(단원)명 빛과 거울의 성질을 이용하여 정보 전달하기

• 빛으로 정보를 전달하는 사례 살펴보기

• <활동1> 빨간불, 파란불로 단어 전달 방법 탐구하기

• <활동2> 답 알려줌 골든벨 놀이하기

3/8

주제(단원)명 빛과 거울의 성질을 이용하여 여러 도형(다각형) 표현하기

• 빛을 이용한 예술작품 감상하기

• <활동1> 빛의 직진과 반사 탐구하기

• <활동2> 빛으로 여러 가지 다각형 만들기

4/8

주제(단원)명 빛과 거울의 성질과 로봇을 활용하여 빛의 경로 만들기

• 빛의 반사의 규칙성 떠 올리고 레이저가 활용되는 사례 살펴보기

• <활동1> 레이저 카미의 빛이 과녁 카미에 도착할 수 있도록 프로그래밍 퀴즈 풀어보기

• <활동2> 카미어택 놀이하기

5/8

주제(단원)명 물체와 그림자의 모양을 빛의 성질과 관련지어 알아보기

• 그림자로 만든 그림액자 제시하여 빛, 그림자, 물체의 위치 이야기하기

• <활동1> 제시된 그림자그림 만들기

• <활동2> 주어진 물체로 만들 수 있는 그림자 예상하여 실제로 확인하기

6/8

주제(단원)명 그림자를 활용한 디자인 조명 만들기

• 밝은 조명과 어두운 조명의 장단점 이야기하기

• <활동1> 투명한 물체와 불투명한 물체의 그림자 비교하기

• <활동2> 그림자를 활용한 디자인 조명 만들기

7/8

주제(단원)명 다양한 크기의 그림자 만들기

• 그림자 연극 축제 알리기

• <활동1> 손전등의 위치에 따른 그림자의 크기 변화 관찰하기

• <활동2> 물체의 위치에 따른 그림자의 크기 변화 관찰하기

8/8

주제(단원)명 그림자 연극 만들기

• 빛의 반사의 규칙성 떠 올리고 레이저가 활용되는 사례 살펴보기

• <활동1> 레이저 카미의 빛이 과녁 카미에 도착할 수 있도록 프로그래밍 퀴즈 풀어보기

• <활동2> 카미어택 놀이하기

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- 12 - 3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안 가. 1차시 교수학습 과정안

프 로 그 램 재구성차시

1차시> 거울과 그림자 단원에서 배울 내용 알아보기 2차시> 물체를 보기 위해 필요한 것 알아보기 4차시> 빛으로 신호 전달하기

교과 역량 기술적 문제해결능력, 관계형성능력

학습 주제 컴퓨터에서 정보를 전달하는 방법 알아보기 차시 1/8

성취 기준

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

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

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

차시 목표 1. 카미봇의 기본 작동 방법을 익혀 간단한 움직임을 표현할 수 있다.

2. 컴퓨터가 이진수를 통해 정보를 전달할 수 있음을 안다.

융합 교과

실과 6학년 1학기 4단원 생활과 전기전자(7/11) 생활 속 로봇의 활용하기 실과 6학년 1학기 4단원 생활과 전기전자(8/11) 로봇의 구성과 작동 원리 실과 6학년 1학기 4단원 생활과 전기전자(9/11) 생활 속 로봇 작동해 보기

준비물 교사

이진점 카드, PPT(카미봇 작동 방법, 활동 안내 설명), 이진수

마술 카드, 카미봇, 스마트 패드, 카미봇 앱, 영상자료 대상 초등 4학년 학생

이진수학습지, 카미봇, 스마트패드, 알파벳말판, 이진점 카드,

숫자카드, 카미봇 앱 인성 협동, 창의성

과정 단계 교수 학습 활동 시간 자료(∙) 및 유의점(※)

도입 동기 유발

▣여러 가지 정보 전달 방법 떠올리기

◦교실 뒤에 있는 한 친구에게 ‘네가 최고야’ 라는 정보를 줄 수 있는 방법에는 어떤 것들이 있는지 이야기 나누고, 다양한 정보 전달방법을 찾아보기

-수신호로 전달하기, 표정으로 전달하기, 몸짓으로 전달하기, 글 자로 적어 전달하기, 목소리로 전달하기, SNS로 전달하기 등

◦컴퓨터는 어떻게 정보전달을 할 수 있을지 생각해본다.

-판서한 내용 중 컴퓨터가 사용할 수 없는 방법은 무엇인지 생각해 보기

5’

ㆍ다양한 정보 전달 방법을 판서한다.

※소리, 글, 몸짓 등 다양한 의견이 나 오도록 유도한다.

※컴퓨터가 사람과 다른 점을 인식할 수 있도록 한다.

전개 활동1 ▣<활동1> 글자판으로 정보 전달하기

◦카미봇을 스마트패드와 연결하고 기본 동작을 프로그래밍하 는 방법 알아보기

-스마트패드에 카미봇 앱을 설치하기 -스마트패드의 블루투스 기능을 활성화시키기 -카미봇 앱의 연결 버튼을 눌러 스마트패드와 연결하기 -카미봇 앱의 여러 버튼을 활용하여 기본 동작 실습하기

◦맵판의 알파벳을 이용하여 정보 전달하기

<맵판을 이용한 정보전달 놀이>

모둠별로 주어진 쪽지가 나타내는 정보가 무엇인지 카미봇의 움 직임을 이용해서 알아보기

예) 바나나, 그림 ↗, ↑, ↑, ↓, ↑, ↑, ↑, ←, ↗

10’ ㆍ카미봇, 스마트패 드 ㆍ알파벳말판(말판A)

※짝활동을 통해 앱 으로 직진, 회전 등 간단한 기본움 직임만 익히도록 한다.

※이 활동은 로봇이 키보드를 치는 상 황을 가정해 본 것이다. 사람의 입 장이 아닌 로봇의

- 13 - 해석 – B 오른쪽 위에서 시작한다.

화살표 순서대로 움직여 도착한 곳의 오른쪽 위의 알파벳

◦이 방법으로 정보를 전달 할 때 어떤 어려움이 있었는지 이 야기 하여 보기

입장에서 판을 이 용한 정보전달의 불편한 점을 충분 히 찾아본다.

활동2 ▣<활동2> 컴퓨터가 정보를 전달하는 방법 알아보기

◦이진법에 대해 영상을 통해 알아보기

-0, 1 하나씩 만을 가지고 표현할 수 있는 정보는 몇 개나 될 지 생각해 보기

◦이진점 카드로 숫자를 0과 1로 나타내는 방법을 설명하고 학 습지에서 몇 개의 수를 골라 해결해 보기

<이진점카드로 숫자 나타내기>

이진점 카드를 아래와 같이 배열하였을 때 숫자는 아래와 같다.

해석 – 숫자 5 → 00101

10’

ㆍ영상(33초까지만) http://www.playsw.

or.kr/repo/cs_unplu gged/325 ㆍ이진수만들기학습지 ㆍ이진점카드

※몇 가지 수를 골라 함께 진행한 후, 이 해한 것으로 판단 되면 숫자카드를 뽑아 그 숫자대로 이진점 카드를 배 치하는 놀이를 모 둠별로 진행한다.

※창의적인 방안을 생각할 수 있는 발문을 한다.

활동3 ▣<활동3> 이진점 카드놀이하기

◦이진점 카드놀이를 통해 이진수로 정보를 전달함을 체험하기

<이진점 카드놀이하기>

1.숫자카드를 뽑는다. 이진점 카드를 뒤집어 카드에 그려진 점의 개수가 주어진 숫자가 되도록 한 후 완성 을 외친다.

2.해당 숫자카드를 가져간다. 숫자카드를 가져간 사람이 다음 숫자카드를 뽑고, 그 사람은 그 차례에는 답을 말할 수 없다.

3.1~2를 반복한다.

10’

ㆍ이진점카드 ㆍ숫자카드

※문제를 해결한 사 람은 다음번에 참 여하지 못하게 하 여 기회가 고루 주어지도록 한다.

※이진점 카드놀이를 할 때 모둠원끼리 협동하여 한다.

정리 ▣컴퓨터의 정보 처리 과정 알기

◦0과 1을 이용하여 컴퓨터가 정보를 처리하는 과정 알아보기 -컴퓨터와 사람은 어떤 점이 다른지 발표하기 -컴퓨터는 어떻게 정보를 전달하는지 발표하기 -학습하면서 알게 된 것과 느낀 점을 이야기하기

5’ ※컴퓨터와 사람이 정 보를 처리할 수 있 는 조건(시각, 청각 등)이 다름을 다시 한 번 정리한다.

평가 계획 1. 카미봇의 기본 움직임을 프로그래밍 할 수 있는가?

2. 이진카드를 이용하여 0과 1로 숫자를 나타낼 수 있음을 알고 있는가?

나. 2차시 교수학습 과정안

3차시> 빛이 어떻게 나아가는지 알아보기 4차시> 빛으로 신호 전달하기

교과 역량 의사소통 역량, 과학적 사고 역량, 과학적 탐구 역량, 컴퓨팅 문제해결 역량 학습 주제 빛과 거울의 성질을 이용하여 정보 전달하기 차시 2/8

성취 기준

[4과15-01] 여러 가지 물체의 그림자를 관찰하여 그림자가 생기는 원리를 설명할 수 있다.

[4과15-03] 물체와 평면거울에 비친 모습을 비교하여 거울의 성질을 설명할 수 있다.

차시 목표 1. 이진법을 활용하여 정보를 전달할 수 있다.

2. 빛을 이용하여 정보를 전달할 수 있다.

융합 교과

과학 4학년 2학기 2단원 거울과 그림자(과학이야기) 봉수대 알아보기 과학 4학년 2학기 2단원 거울과 그림자(4/12) 빛을 이용하여 신호 보내기 실과 6학년 2학기 4단원 로봇의 이해(9/12) 센서를 이용한 로봇 체험의 세계

준비물

교사 동영상, PPT, ‘ㄷ’ 장애물, ‘ㅡ’ 장애물 대상 초등 4학년

학생

카미봇(거울 카미, 카미), 카미말판, 골든벨판, 스마트패드,

카미봇 앱, 보드마커, 정답지 인성 배려, 창의성,

협동

▣빛으로 정보를 전달하는 사례 살펴보기

◦등대와 봉수대를 보고 빛을 이용한 정보전달 사례 살펴보기 -등대는 어떤 일을 할까요?

-그 방향에 등대가 있다는 것을 어떻게 알 수 있나요?

-봉수대는 어떤 일을 했나요?

-빛을 정보전달에 이용할 때 좋은 점은 어떤 것이 있을까요?

-빛으로 단어에 대한 복잡한 정보도 전달할 수 있을까요?

5’ ^{ㆍ사진, 영상자료} 등대사진(아래영상캡처)

https://www.youtube.com/

watch?v=H-ejbelieGM

※문답을 통해 빛이 곧 게 나아간다는 전시 학습의 결과를 다시 한 번 상기하게 한다.

ㆍ조선 봉수네트워크

https://www.youtube.co m/watch?v=PBiy0GanPl0

※등대와 봉수대는 전달 할 수 있는 정보가 매우 단순함을 인식 하고 보다 복잡한 정 보전달방법에 호기심 을 가지도록 한다.

전개 활동1 ▣빨간불, 파란불로 단어 전달 방법 탐구하기

◦빨간 불, 파란 불 두 가지만 이용하여 단어를 알려줄 수 있는 방법 토의하기

-퀴즈에서 보기로 여러 단어가 나왔을 때, 어떤 것이 답인지 10’

※지난 시간 학습한 이진 법으로 숫자를 활용한 사례를 상기하도록 한다.

※모둠원들과 의사소통

알려주는 방법은 어떤 것들이 있을까요?

-각 모둠별로 모둠만의 방법을 만들기

하며 다양한 방법을 찾고 선택하여 문제를 해결할 수 있도록 유 도한다. (창의성, 협동) 활동2 ▣답 알려줌 골든벨 놀이하기

◦카미의 LED기능을 활용하여 알리미가 답을 찾을 수 있도록 신호보내기

<답 알려줌 골든벨>

1.각 모둠에서 정답을 알려줄 알리미 한 명을 선정한다.

2.알리미는 교실 앞에 나와 정답을 볼 수 있으나, 조원들에게 말이나 행동을 할 수 없으며, 자신의 조의 카미만 조종할 수 있다.

3.선생님이 퀴즈를 내면 알리미는 카미를 통해 활동 1에서 약속한 대로 정답을 알리고, 조원들은 의논하여 답을 적는다.

4.답을 쓰지 못하거나 틀린 경우, 그 모둠에서는 한 명이 교실 앞으로 나와 함께 알리미가 된다.

5.마지막에 많은 수가 살아남은 모둠이 승자가 된다.

◦학생들이 익숙해지면 ‘정답유출방지’ 기능이 작동되었다고 선 언하고 카미봇은 그 자리에서 움직일 수 없음을 알린다.

◦카미봇의 사면 중 한 면만 트여있는 ‘ㄷ’ 형태의 장애물을 설 치한다. (윗면도 덮여있음)

◦대신 학생들에게 거울 카미를 주고 어떻게 하면 카미에게 손 을 대지 않고 신호를 볼 수 있을지 찾아보게 한다.

◦남은 시간에 따라 ‘ㅡ’ 형태의 장애물을 추가할 수도 있다.

10’ ㆍ게임설명 PPT, 퀴즈, 골든벨 판, 카미, 카 미말판, 스마트패드, 정답지, 보드마커

※신호가 잘 전달이 안 되는 경우에 대비하 여 반의 절반 이상 이 원할 때 연구시 간을 5분 제공하기 로 미리 약속한다.

※일정 횟수로 알리미 를 교체하여 다양 하게 경험하도록 한다. (배려)

ㆍ거울 카미, ‘ㄷ’ 장 애물, ‘ㅡ’ 장애물

[ㄷ자 장애물 설치]

정리 ▣학습내용 정리하기

◦빛을 활용하는 정보전달의 장점을 정리하고 현실에서 어떻게 활용하려 노력하고 있는지 영상을 통해 확인하기 -이번 시간에는 어떤 공부를 해 보았나요?

-골든벨 활동을 하면서 알게 된 점이나 느낀 점에 대해 이야 기하기

5’ ^{ㆍ영상자료} 컴퓨터에 활용된 광통신

https://www.youtube.

com/watch?v=PxbPg dE5kOE

평가 계획

1. 이진법으로 정보 전달이 가능한 방법을 찾아내어 활용할 수 있는가?

2. 빛을 이용하여 정보 전달이 가능한 방법을 찾아내어 활용할 수 있는가?

(6)

- 16 - 다. 3차시 교수학습 과정안

4차시> 빛으로 신호 전달하기

5차시> 여러 가지 물체의 표면에 내 모습 비추어 보기 6차시> 거울에 비친 물체의 모습 관찰하기

교과 역량 수학적 문제해결, 수학적 창의융합, 기술적 문제해결력, 과학적 문제해결력, 의사소통능력 학습 주제 빛과 거울의 성질을 이용하여 여러 도형(다각형) 표현하기 차시 3/8

성취 기준

[4수01-01] 다각형의 뜻과 구성 요소를 알고, 다각형 중 정다각형의 의미를 설명할 수 있다.

[4과05-01] 거울에 비친 물체의 모습을 관찰하고, 거울의 성질을 설명할 수 있다.

[6실04-02] 여러 가지 센서를 장착한 간단한 로봇을 체험할 수 있다.

차시 목표 1. 빛이 거울에 반사되는 모습을 관찰하여 규칙성을 찾을 수 있다 2. 빛의 직진과 반사를 이용하여 도형을 표현할 수 있다.

융합 교과

과학 4학년 2학기 3단원 거울과 그림자(6/12) 거울에 비친 물체의 모습 관찰하기 수학 4학년 2학기 3단원 다각형(9/16) 다각형 알아보기

실과 6학년 2학기 4단원 로봇의 이해(9/12) 센서를 이용한 로봇 체험하기

준비물 교 사

PPT(빛을 활용한 작품), 스마트패드, 카미봇 앱, 거울, 카미봇(거울 카미, 레이저 카미), 카미어택말판, 활동지, 알코올분무기 또는 포그발생장치, 보드마커, 보안경

대상 초등 4학년

학

생 각도기, 카미봇(거울 카미, 레이저 카미) 인성 배려, 창의성, 협동

▣빛을 이용한 예술작품 감상하기

◦레이저쇼, 라이트페인팅 작품들을 감상하며 빛이 예술표현에 많이 활용되고 있음을 살펴본다.

▣활동 안내하기

◦빛의 성질을 이용하여 여러 가지 다각형을 빛으로 표현하기

5’ ㆍ빛을 활용한 작 품

https://blog.naver .com/blue432142 1/110122488820

전개 활동1 ▣빛의 직진과 반사 탐구하기

◦레이저를 이용하여 빛의 직진을 관찰하기 -레이저의 선이 보이게 하려면 어떻게 하면 될까요?

-빛은 어떻게 나아가나요?

◦레이저를 이용하여 빛의 반사 관찰하기

<빛의 반사 관찰하기>

왼쪽 그림과 같이 거울을 세우고 그 앞에 각도기를 둔 후, 각도기의 0°, 45°, 90°, 135°에서 각도기의 중심으로 레이저를 비추었을 때 빛이 각각 어디로 반사되는지 관찰하여 빛의 경로를 그려본다.

거울

레이저

10’ ㆍ거울, 각도기, 레 이저카미, 활동지

※활동 전 레이저 안전교육을 지도 하고 학생들이 일 어나서 활동하도 록 하여 레이저와 눈높이가 달라지 도록 한다.(배려)

※보안경을 착용하 여 안전한 활동이 되도록 한다.

- 17 -

-만약 이 위치에서 레이저를 쏜다면 반사된 빛은 어디로 갈 까요?

-활동을 통해서 알게 된 것 발표하기

(※ 레이저 선을 확인할 때는 포그머신이나 알코올을 뿌려 확인한다.)

※정확한 반사각을 찾기보다는 대략 적인 규칙성을 찾도록 한다.

활동2 ▣빛으로 여러 가지 다각형 만들기

<빛으로 여러 가지 다각형 만들기>

1.코팅된 말판에 목표하는 다각형을 그린다.

2.레이저카미를 프로그래밍하여 한 꼭지점으로 이동시킨다.

3.레이저카미가 있는 옆 꼭지점부터 거울카미를 하나씩 배치하여 원하는 모형이 만들어지도록 한다.

4.원하는 다각형 모양이 나오면 성공 사진을 찍는다.

5.3개 이상 성공하면(사각형 종류 중 1개, 삼각형 종류 중 한 개, 별이나 오각형 이상의 다각형) 다각형 이외의 형태를 모둠별로 의논하여 만들고 사진을 찍는다.

6.주어진 시간이 끝나면 찍은 사진들을 스마트패드로 발표한다.

◦사각형과 삼각형 만들기

-정삼각형이 되려면 카미봇이 꼭지점에서 몇 도 정도 회전해 야 할까요?

◦별 모양 만들기와 자유 도형 만들기

10’ ^{ㆍ레이저카미, 카} 미어택 말판, 보 드마카, 거울카 미

※로봇 카미를 조 종만으로 미세한 각도조절이 힘든 경우는 카미봇 몸체를 직접 돌 려 조작하도록 한다.

※사각형과 삼각형 의 교사와의 문 답을 통해 방법 을 찾도록 유도 하고 그 외의 미 션은 모둠에서 의논하여 해결하 도록 한다. (협 동)

※기본 미션이 끝 나고 자유 작품 은 말판에 붙어 있는 거울을 활 용해보도록 유도 한다. (창의성)

◦빛이 반사되는 모습에서 관찰한 규칙성에 대해 정리하고 빛 으로 도형 만들기 활동에 대해 이야기하기

-빛이 거울에 반사될 때 어떤 특징이 있었나요?

-빛으로 다각형 만들기 활동을 하면서 알게 된 점이나 느낀 점을 이야기하기

5’

※문제해결과정에서 어려웠던 점과 해 결한 방법, 그때 의 느낌 등을 나 누어 앞으로의 활 동에 도움이 되도 록 한다.

평가 계획

1. 거울에 반사되는 레이저 빛으로 반사각에 대한 규칙을 찾을 수 있는가?

2. 빛의 직진과 반사를 이용하여 도형을 만들 수 있는가?

라. 4차시 교수학습 과정안

4차시> 빛으로 신호 전달하기

7차시> 거울로 물체의 모습을 여러 개 만들어 보기

교과 역량 기술적 문제해결력, 과학적 사고력, 과학적 문제해결력, 의사소통능력 학습 주제 빛과 거울의 성질과 로봇을 활용하여 빛의 경로 만들기 차시 4/8

성취 기준

[4과15-03] 물체와 평면거울에 비친 모습을 비교하여 거울의 성질을 설명할 수 있다.

[4수15-03] 여러 가지 각도를 어림하고, 직접 재어 보는 활동을 통해 각도에 대한 양감을 기른다.

차시 목표

1. 빛의 성질을 활용하여 목표물에 빛이 도달하도록 프로그래밍을 통해 나타낼 수 있다.

2. 카미어택 프로젝트의 문제를 해결하기 위해 적극적으로 참여하고 모둠원들과 의사소 통 할 수 있다.

융합 교과 과학 4학년 2학기 3단원 거울과 그림자(3~4/12) 빛이 어떻게 나아가는지 알아보기 수학 4학년 1학기 2단원 각도(6/12) 각도가 얼마쯤인지 알아보기

준비물 교

사 문제PPT, 카미어택 설명 영상자료, reflection 프로그램 대상 초등 4학년 학

생

카미봇(레이저 카미, 거울 카미, 흡수 카미, 과녁 카미),

카미어택말판, 보안경, 스마트패드, 카미봇 앱, 포그발생장치인성 배려, 창의성, 협동

도입 전시 학습 상기 및 동기 유발

▣빛의 반사의 규칙성 떠올리기

◦빛의 반사를 활용한 reflection 프로그램 문제를 함께 풀어 보 면서 빛이 반사되는 모습을 떠 올리기

-이 곳으로 반사되게 하려면 거울을 어디에 두어야 할까요?

▣레이저가 활용되는 사례 살펴보고 활동 안내하기

◦달과 지구사이의 거리재기, 영화 속에서 레이저를 반사하여 문제를 해결하는 모습을 소개하기

◦빛의 성질에 대해 배운 내용을 활용하여 로봇으로 문제를 해결하기

5’ ㆍreflection 프로 그램

https://h5.4j.com /games/Reflecto r/index.html?pu bid=noad&v=14 99581118

전개 활동1 ▣<활동1> 레이저 카미의 빛이 과녁 카미에 도착할 수 있도록 프로그래밍 퀴즈 풀어보기

-어떻게 하면 레이저가 목표물에 도달할 수 있을까요?

-어떻게 하면 한번 반사를 해서 목표에 도달할 수 있을까요?

◦레이저 카미봇으로 목표물 맞추기(빛의 직진)

15’ ㆍ카미어택말판, 레 이저 카미, 거울 카미, 과녁 카미, 흡수 카미 ㆍ문제ppt

※활동 전 레이저 안전교육을 지도 한다.

※모둠원들과 의사 소통하며 활동을 해결할 수 있도 록 유도한다.

※반사를 최대한

◦거울 카미봇을 이용하여 목표물 맞추기(빛의 반사)

◦장애물을 피해 목표물 맞추기

◦주변의 벽면의 거울을 이용하여 목표물 맞추기

많이 시켜서 목 표점에 도달하도 록 유도하고, 결 과를 서로 비교 해보며 전략을 찾도록 한다.

활동2 ▣<활동2> 카미어택 놀이하기

◦카미어택 놀이영상을 통해 방법을 소개하고 연습하기

<카미어택 놀이하기>

1.4명씩 두 팀으로 나누고 공격과 수비를 정한다. 각 팀에서 1명 씩 심판을 맡는다.

2.먼저 수비팀은 주사위를 굴러 나온 위치에 과녁 카미를 둔다.

그리고 흡수 카미를 레이저가 과녁에 닿는 것을 방해하기 위해 원하는 위치로 옮긴다.

3.공격팀 차례가 되면 2분 동안 레이저 카미와 거울 카미를 프로 그래밍하여 레이저 3개가 장애물을 피해 목표물에 닿도록 한 다. 이 때 반사된 횟수만큼 점수가 더해 진다. 레이저 카미가 3 대이므로 3대 각각 계산하여 합산한다.

목표물에 닿을

때까지 반사횟수 점수 목표물에 닿을 때까지 반사횟수 점수

반사 없음 1점 반사 2번 4점

반사 1번 2점 반사 3번 6점

4.심판은 반사 횟수를 감안하여 점수 계산을 한다.

5.공수를 바꾸어 실행한다. 심판을 바꾸어 되풀이한다.

◦모둠별로 카미어택 놀이하기

※ 승부보다는 장애물을 피해서 경로를 만들어내는 문제 해결의 기 쁨을 느낄 수 있도록 유도한다.

15’ ^{ㆍ카미어택} ^놀이 세트

※모둠별로 협력하 여 최대한 여러 번 반사하여 목 표점에 도달할 수 있도록 방법 을 찾아본다.

※보안경을 꼭 착 용하고 서서 진 행하여 레이저에 눈이 상하지 않 게 한다.

※레이저 카미를 손으로 들어 올 리지 않도록 한 다.

-이 그림의 상황에서는 거울카미가 어떻게 움직여야 과녁카 미에 빛이 닿을 수 있을까요?

-카미어택 활동을 하면서 알게 된 점이나 느낀 점을 이야기해하기 5’

평가 계획

1. 빛이 반사될 곳을 예측하고 카미를 원하는 곳으로 프로그래밍 할 수 있는가?

2. 자신이 원하는 각도에 대해 친구들에게 설명할 수 있는가?

3. 팀에서 의견을 나누는 과정에 적극적으로 참여하고, 협력하여 문제를 해결하는가?

(7)

- 20 - 마. 5차시 교수학습 과정안

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/4 학년

중심과목 성취기준 영역

[초등학교] 3. 파동 중심과목

성취기준

[4 과 15-01] 여러 가지 물체의 그림자를 관찰하여 그림자가 생기는 원리를 설명할 수 있다.

주제(단원)명 3. 그림자와 거울 차시 1/11

학습목표 물체 모양과 그림자 모양이 비슷한 까닭을 빛의 직진과 관련지어 설명할 수 있다.

연계과목 미술 연계과목

성취기준 영역 [초등학교] 표현

STEAM 요소

S 빛의 직진 성질을 이용하여 그림자의 모양 예측 및 원하는 모양 만들기 T

E

A 그림자를 활용한 그림자 연극 만들기 M

개발 의도

빛을 이용해 그림자를 만들어 보며 물체의 모양과 그림자의 모양이 비슷한 까닭을 빛의 직 진과 관련지어 설명할 수 있도록 하며, 학습한 과학적 원리를 이용하여 이야기를 그림자 연극으로 만들어 보는 과정을 통해 심미적 역량도 함양하도록 한다.

- 빛을 이용해 그림자를 직접 만들어 보며 물체의 모양과 그림자의 모양이 비슷한 까닭을 빛의 직진과 관련지어 설명할 수 있도록 하는 과정을 통해 과학적 원리를 습득하도록 한다.

- 습득한 과학적 원리를 이용해 학생들 스스로 빛과 물체를 이용하여 다양한 그림자 모양을 만들고 서로 퀴즈를 맞히는 과정을 통해 과학적 원리를 내면화한다.

- 내면화한 과학적 원리를 바탕으로 모둠별로 그림자를 이용해 표현할 이야기를 하나 정하고, 그림자 연극으로 구성할 장면들을 선정한다. 선정한 장면들을 그림자 연극으로 표현하며 동영상 촬영을 통해 하나의 작품을 만드는 과정을 통해 심미적 역량 또한 함양할 수 있도록 한다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

그림자를 만들어 보며 물체의 모양과 그림자 의 모양이 비슷한 까 닭을 빛의 직진 성질 과 관련 지어 설명할 수 있다.

창 의 적 설 계

창의적 설계

그림자 연극 발표하기 감 성 적 체 험 그림자 만들기 게임하기

그림자 연극 만들기

감성적 체험

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 ( 5 분)

Co ‘그림자 연극 - 흥부전’ 감상하기 Co 화면 속 흥부전에 나오는 인물들을 어떻게

표현할 수 있었을까요?

- 빛을 이용해서 그림자를 만들어 표현한

것 같습니다.

Co 빛을 이용하여 그림자를 만들었다면 빛의

동영상 https://yout u.be/IjejC2p bIBw

- 21 - 어떤 성질을 이용하여 표현할 수 있었을까요?

전개 (25 분)

[활동 1] 물체의 모양과 그림자의 모양이 비슷한 까닭을 빛의 성질과 관련지어 이해 하기

Co 물체에 빛을 비추어 다양한 그림자 모양을 만들 수 있습니다.

CD 책상 위 다양한 도구들을 활용하여 다양한 모양의 그림자를 만들어 봅시다.

Co 물체의 모양과 그림자의 모양이 어떠하였나요?

-비슷했습니다.

Co 물체의 모양과 그림자의 모양이 비슷한 이유를 빛의 성질과 관련지어 설명한다 면 어떻게 설명할 수 있을까요?

-빛이 앞으로 곧게 나가는 성질을 이용한 것 같습니다.

Co 빛이 앞으로 곧게 나가는 성질을 ‘빛의 직진’이라고 합니다.

Co 직진하는 빛이 물체를 통과하지 못하면 물체 모양과 비슷한 그림자가 물체 뒤 쪽에 생깁니다. 따라서, 물체의 모양과 그림자의 모양이 비슷한 것입니다.

[활동 2] 다양한 물체를 이용하여 그림자 모양을 만들고 문제 맞추기

Co 다양한 물체를 이용하여 그림자 모양을 만들어 보고, 다른 모둠에게 제시할 문 제를 하나 만들어 봅시다.

- 그림자 모양 만들기

- 한 모둠이 문제를 제시하면 다른 모둠이 어떤 물체의 그림자인지 맞춰보기 - 제일 많이 맞춘 모둠이 모둠 점수 획득하기

[활동 3] 빛의 직진 성질을 이용한 그림자를 활용해 간단한 그림자 만들기 -모둠별로 표현할 하나의 테마 선정하기

-그림자로 표현할 중요한 장면 선정하기 -그림자로 표현할 그림자 만들기

Tip!

빛의 직진 성질에 대해 스스로 발견할 수 있도록 다양한 그림자를 만들어 볼 수 있도록 한다.

정리 (10 분)

ET 그림자 장면 발표하기 - 선정한 이유 설명하기 - 표현 내용에 대해 설명하기

- 어려웠던 점과 기억에 남는 점에 대해 이야기하기

Tip!

과정을 통해 심미적 역량도 함양할 수 있도록 한다.

바. 6차시 교수학습 과정안

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/4 학년

[초등학교] 3. 파동 중심과목

성취기준

[4 과 15-02] 전등과 물체 사이의 거리에 따른 그림자의 크기 변화를 관찰하여 서술할 수 있다.

주제(단원)명 3. 그림자와 거울 차시 2/11

학습목표 불투명한 물체와 투명한 물체의 그림자를 비교하고, 그림자를 활용한 디자인 조명을 만들 수 있다.

성취기준 영역

[4미02-04] 표현 방법과 과정에 관심을 가지고 계획할 수 있다.

STEAM 요소

S 불투명한 물체와 투명한 물체의 그림자를 비교하기 T

E

A 디자인 조명 만들기 M

개발 의도

불투명한 물체인 플라스틱 컵과 투명한 물체인 유리 컵의 그림자를 각각 손전등과 스크린 사이에 받침대를 놓고 실험하여 스크린에 생기는 그림자를 관찰하고, 빚이 나아가면서 그림자가 생기는 과정을 알아보며, 그림자를 활용한 디자인 조명을 만들어 과학적 원리와 심미적 가치를 느끼게 한다.

- 플라스틱 컵의 그림자와 유리 컵의 그림자를 비교하여, 플라스틱 컵의 그림자는 불투명하고 유리 컵의 그림자는 투명하다는 것을 실험을 통해 스스로 깨닫게 함.

- 빛이 나아가면서 그림자가 생기는 과정을 실험을 통해 불투명한 물체는 빛이 물체를 통과하지 못해 진한 그림자가 생기고, 투명한 물체는 빛이 대부분 물체를 통과해 연한 그림자가 생긴다는 것을 알고, 응용하여 디자인 조명을 만듦.

상황 제시

상 황 제 시

· 불투명한 물체와 투 명한 물체의 그림 자를 비교하기

· 빚이 나아가면서 그 림자가 생기는 과 정알기

창 의 적 설 계

디자인 조명의 원리 발표하기

감 성 적 체 험 디자인 조명 만들기

감성적 체험

학습

및 유의점

도입 ( 5 분)

Co‘그림자와 거울송’ 동영상을 시청한다. 동영상

https://www .youtube.co m/watch?v=

WQPQzNN1 Ugk)

Co 불투명한 물체와 투명한 물체에는 어떤 것들이 있을까요?

- 플라스틱 컵, 책, 손 등이 있습니다.

- 유리컵, 무색 비닐, OHP 필름 등이 있습니다.

전개 ( 30 분)

[활동 1] 불투명한 물체와 투명한 물체의 그림자 비교하기

Co 플라스틱 컵의 그림자를 관찰해 봅시다. 손전등과 스크린 사이에 받침대를 놓 고, 받침대에 플라스틱 컵을 올려놓습니다. 손전등으로 빛을 비춰 스크린에 생 기는 그림자를 관찰해 봅시다.

Co 유리컵의 그림자를 관찰해 봅시다. 손전등과 스크린 사이에 받침대를 놓고, 받 침대에 유리컵을 올려놓습니다. 손전등으로 빛을 비춰 스크린에 생기는 그림자 를 관찰해 봅시다.

CD 플라스틱 컵의 그림자와 유리컵의 그림자를 비교해 봅시다.

- 플라스틱 컵의 그림자는 불투명하고, 유리컵의 그림자는 투명합니다.

CD 플라스틱 컵과 유리컵에서 빛이 통과하는 정도를 비교해 봅시다.

- 플라스틱 컵은 빛이 통과하지 못하고, 유리컵은 빛이 대부분 통과하지 못합니다.

CD 플라스틱 컵과 유리컵의 그림자가 다른 까닭을 빛이 통과하는 정도와 관련지어 추 리해 봅시다.

- 빛이 나아가다 물체에 막혀 통과하지 못했기 때문이라고 생각합니다.

[활동 2] 빛이 나아가면서 그림자가 생기는 과정 설명하기 Co 불투명한 물체에 진한 그림자가 생기는 까닭은 무엇일까요?

- 빛이 나아가다가 불투명한 물체를 만나면 빛이 통과하지 못해 진한 그림자가 생 깁니다.

CD 투명한 물체에 연한 그림자가 생기는 까닭은 무엇일까요?

- 빛이 나아가다가 투명한 물체를 만나면 빛이 투명한 물체를 대부분 통과해 연한 그림자가 생깁니다.

[활동 3] 디자인 조명 만들기

CD 투명컵에 미농지, 얇은 종이를 넣거나 종이컵을 사용하면 반투명한 조명이 됩 니다. 컵에 색종이나 전기테이프를 붙여서 조명을 디자인하며 반투명, 불투명, 투명 상태의 빛의 투과와 그때의 그림자를 비교해 보도록 합시다.

Tip!

플라스틱 컵과 유리컵의 그림자를 비교할 때, 그림자 모양, 진하기, 선명한 정도 등을 비교하게 한다.

(8)

- 24 -

CD 디자인 조명 사진에서 그림자의 진하기가 다른 까닭은 무엇입니까?

- 투명컵은 빛이 대부분 물체를 통과하기 때문에 그림자가 연하게 생기고, 불투명 한 컵을 쓸 때에는 Z이 물체를 통과하지 못해 그림자가 진하게 생깁니다.

- 투명, 불투명한 컵에 빛이 통과하는 정도가 다르기 때문입니다.

정리 ( 5 분)

ET 불투명한 물체와 투명한 물체의 그림자 정리하기 ET 불투명한 물체와 투명한 물체의 그림자는 어떻게 다릅니까?

- 불투명한 물체는 빛이 물체를 통과하지 못해 진한 그림자가 생기고, 투명한 물체 는 빛이 대부분 물체를 통과해 연한 그림자가 생깁니다.

- 25 - 사. 7차시 교수학습 과정안

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/4 학년

[초등학교] 3. 파동 중심과목

성취기준

[4 과 15-02] 전등과 물체 사이의 거리에 따른 그림자의 크기 변화를 관찰하여 서술할 수 있다.

주제(단원)명 3. 그림자와 거울 차시 3/11 학습목표 그림자의 성질을 이해하고 다양한 크기의 그림자를 만들 수 있다.

성취기준 영역

[4미02-04] 표현 방법과 과정에 관심을 가지고 계획할 수 있다.

STEAM 요소

S 그림자 크기 변화시키기 T

E

A 그림자 작품 만들기 M

개발 의도

손전등과 물체 사이의 거리에 따라 그림자의 크기가 달라지는 것을 관찰하고, 손전등과 물체의 위치를 변화시키며 그림자 작품을 만들면서 과학적 원리와 심미적 가치를 느끼게 한다.

손전등과 물체 사이의 거리에 따라 그림자의 크기가 달라지는 과학적 원리를 스스로 깨닫게 하고, 다양한 크기의 그림자를 만들어보며 심미적 가치가 있는 미술 작품을 만들어 보게 한다.

생활 속에서 예술 작품, 광고, 연극 등 다양하게 활용되고 있는 그림자 작품을 보여주며 그림자에 대한 관심을 갖게 하고, 손전등과 물체 사이의 거리에 따라 그림자의 크기가 달라지는 성질을 이용하여 직접 그림자 작품을 만들어본다.

상황 제시

상 황 제 시

물체와 손전등의 위치에 따른 그림자의 크기 변화 알기

창 의 적 설 계

그림자 작품 발표하기

감 성 적 체 험 그림자 작품 만들기

감성적 체험

학습

및 유의점

도입 ( 5 분)

Co‘그림자 예술’ 동영상을 시청한다.

Co 영상 속 인물들은 모양을 바꾸며 커지기도 하다가 작아지기도 합니다. 어떤 방 동영상 https://www .youtube.co m/watch?v=

JOZS_Vq6eK w

법으로 커지거나 작아질까요?

- 무대에 특수한 장치가 되어 있을 것 같습니다.

- 자신의 위치를 바꾸어 가며 그림자의 모양과 크기를 바꿉니다.

전개 ( 25 분)

[활동 1] 물체와 손전등의 위치에 따른 그림자의 크기 변화 알기

Co 그림자의 크기는 물체의 위치와 손전등의 위치에 따라 크기가 변화합니다. 손 전등과 물체의 거리에 따라 그림자의 크기가 어떻게 변화할지 예상해봅시다.

- 손전등과 물체 사이의 거리가 멀어질수록 그림자의 크기는 커질 것 같습니다.

- 손전등과 물체 사이의 거리가 가까워질수록 그림자의 크기는 커질 것 같습니다.

CD 손전등과 물체의 거리에 따라 그림자의 크기가 어떻게 변화하는 지 모둠원과 토의하여 실험을 해 봅시다.

- 자를 이용해 손전등과 물체 사이의 거리, 그림자의 크기 비교 실험을 한다.

CD 물체가 가만히 있을 때, 손전등의 위치에 따라 그림자의 크기가 어떻게 변화하 는 지 설명해 봅시다.

- 물체와 스크린을 그대로 두었을 때 손전등을 물체에 가깝게 하면 그림자의 크기 는 커지고, 손전등을 물체에서 멀게 하면 그림자의 크기는 작아집니다.

CD 손전등이 가만히 있을 때, 물체의 위치에 따라 그림자의 크기가 어떻게 변화하 는 지 설명해 봅시다.

- 물체를 손전등에 가깝게 하면 그림자의 크기가 커지고, 물체를 손전등에서 멀게 하면 그림자의 크기가 작아집니다.

[활동 2] 그림자의 성질을 이용한 그림자 작품 만들기 Co ‘그림자 아트’ 작품을 보여준다.

CD 그림자의 성질을 이용하여 나만의 그림자 작품을 만들어 본다.

그림 출처 1 https://artfu l-kids.com/b log/2010/10 /06/hallowe en-shadow- art 그림출처 2 http://webn eel.com/dail y/shadow-ar t?size=_orig inal

정리 ( 10 분)

ET 그림자 작품 발표하기 - 그림자 작품의 내용 설명하기

- 그림자 작품을 만드는 과정에서 협력이 잘 되었는지 알아보기 - 어려웠던 점, 즐거웠던 점 등을 발표한다.

Tip!

작품에서 느껴지는 미적 가치도 이야기 나누어 본다,

아. 8차시 교수학습 과정안

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/4 학년

[초등학교] (3) 파동 중심과목

성취기준

[4과15-02] 전등과 물체 사이의 거리 에 따른 그림자의 크기 변화를 관찰하 여 서술할 수 있다.

주제(단원)명 3. 그림자와 거울 차시 4~5/11

학습목표 상상한 이야기를 그림자의 모양과 크기를 고려하여 그림자극으로 표현할 수 있다.

연계과목 국어 미술

연계과목 성취기준 영역

[초등 4학년] 5. 문학 [초등 4학년] 2. 표현

STEAM 요소

S

전등과 물체사이의 거리와 그림자와의 관계 알기 물체와 그림자의 모양사이의 관계 알기 물체로 내가 원하는 모양의 그림자 만들기 T

E

A 그림자의 변화를 이용하여 이야기의 흐름과 관련된 의미 만들기 이야기의 뒷부분을 상상하여 이야기 꾸미기

M

개발 의도 그림자의 원리와 변화조건을 이해하고 이를 그림자극으로 표현해 봄으로서 빛을 활용한 예술의 아름다움과 특징을 체험하고 학습한 내용을 활용할 기회를 제공한다.

빛과 그림자는 우리 생활에 꼭 함께하는 존재이지만 평소에는 그 존재를 인식하지 않고 지낸다. 그러나 각종 조명, 레이저쇼, 그림자극, 폭죽 등 빛과 그림자를 소재로 한 예술은 예전부터 이어져 왔으며, 특유의 표현력으로 사람들에게 감동을 주고 빛을 새롭게 인식하게 해준다.

이에 본 수업에서는 전차시에서 빛과 그림자에 대해 학습한 내용을 바탕으로 그림자극을 만드는 활동을 진행함으로서 빛과 그림자의 아름다움을 체험하고 학습한 내용을 활용할 기회를 제공한다. 또한 함께 이야기의 뒷부분을 구상하고 이를 극으로 만들고 표현하는 과정에서 학생들은 협력의 경험과 즐거움을 느낄 수 있을 것이다.

상황 제시

상 황 제 시

그림자만으로 연극이 가능할까? 우리 반 그림자 연극제를 개최한다.

창 의 적 설 계

창의적 설계 Ÿ 그림자와 그림자의

변화를 활용하여 이야기를 꾸며서 전달한다.

Ÿ 친구들과 함께 그림자극을 감상하고 좋은 표현을 찾아본다.

감 성 적 체 험 Ÿ 이야기에 맞는 그림자 모양을

만들기

Ÿ 이야기의 흐름에 맞게 그림자모양을 변형하기 Ÿ 그림자극 발표하기

감성적 체험

학습

및 유의점 도입

( 5 분)

SA 동영상을 통해 그림자극 체험하기

CD 우리 반 제 1 회 그림자 연극제가 열린다고 합니다. 혹시 그림자 연극을 본 적 그림자극 영상 https://www