13 의 달인 생활장식품

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200 과학이 좋아지는 STEAM

생활 장식품의 달인

13

초등학교 6학년 / 도형의 대칭

과목 : 수학, 미술, 실과, 과학

영화 ‘클라우드 아틀라스’(2012년)에는 3D 프린터의 진화를 엿 볼 수 있는 흥미로운 장면이 등장한다. 감독은 복제 인간 손 미 451(배두나)이 일하는 패스트푸드점 파파송에서 다채로운 재료들이 스프레이처럼 뿌려지며 순식간에 음식이 프린팅되 는 모습을 보여준다. 개인에게 무한대의 창조 여건이 주어지 는 만큼, 공장에서 찍어내는 대량 생산 제품의 시대는 이제 떠 날 채비를 해야 한다. 또한 기존 대기업 중심의 대량 생산 체 제에서 어려웠던 혁신적이고 다양한 제품의 등장도 관심을 끌 고 있다.

사람들이 제품이나 서비스를 선택할 때 디자인을 중시하는 경 향이 점점 짙어지고 있다. 같은 값이라면 보기에 좋은 것을 고 르기 마련이다.

본 주제는 나만의 것+디자인이 결합된 것으로 소형 생활 장식 품을 스스로 만들어 보고자 한다. 학생 스스로가 디자이너가 되어 다양한 생활 장면에서 활용할 수 있는 디자인을 하며 창 의성을 신장시키도록 한다.

이 프로그램을 통해 학생들은 공간을 새롭게 장식할 수 있는 나만의 제품을 디자인하고 실제 만들어 봄으로써 창의성과 융

주제 및 제작 의도

민속 공예품 속의 도형을 찾고, 생활 장식품을 만들 수 있다.

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201 13 생활 장식품의 달인

학습 목표 내용 목표

•생활 속에서 공간 디자인의 필요성을 인식하고 공간을 꾸밀 수 있다.

•입체도형을 이용하여 공간을 디자인할 수 있는 장식품을 설계할 수 있다.

•자기가 만든 생활 장식품을 발표하고 다른 사람의 작품을 감상할 수 있다.

• 생활 속에서 찾을 수 있는 디자인의 장점에 대하여 호기심을 갖는다.

•입체도형을 이용한 디자인의 아름다움을 경험할 수 있다.

•생활 장식품 전시를 통해 공간을 새롭게 창조할 수 있는 미적 경험을 갖는다.

과정 목표

STEAM 과목 요소

3D 프린터의 작동 원리를 이해하고 제품 제작에 활용하기 구글 스케치업 프로그램을 활용하여 생활 장식품 설계하기 공간을 꾸밀 수 있는 생활 장식품 디자인하기

입체도형을 이용하여 새로운 모양 만들기 공간 배치를 위한 생활 장식품의 크기 계산하기

STEAM 단계 요소

•밋밋한 공간을 꾸밀 수 있는 생활 장식품에는 어떤 것이 있을까?

•여러분이 공간 인테리어를 위해 만들고 싶은 물건에는 어떤 것이 있는가?

•박물관에 전시되어 있는 민속 공예품에는 어떤 문양이 사용되었을까?

•민속 공예품 제작에 이용된 도형의 성질에는 어떤 것이 있을까?

상황 제시

Step1

• 주변에서 장식이 필요한 공간을 찾아보고, 공간을 아름답게 꾸밀 장식품 구상하기

• 입체도형을 이용하여 어떤 모양으로 만들 수 있는지 생각하기

• 구글 스케치업 프로그램을 활용하여 생활 장식품 설계하기

• 제작한 생활 장식품 전시회를 기획하고 전시장 꾸며보기

창의적 설계

Step2

• 생활 속에서 찾을 수 있는 디자인 제품에 대해 관심 가져보기

• 입체도형을 이용한 디자인 제품의 아름다움 느껴기

• 생활 장식품 전시를 통해 다른 사람의 작품을 감상하기

감성적 체험 (성공의 경험 등)

Step3

합적 사고력을 키울 수 있다. 또한 ICT를 활용하여 제품을 디자인해 보고, 3D 프린터를 이용하여 실제 로 제품을 제작하여 공간을 디자인해 보는 과정을

통해 공간 디자인에 관심을 가지고 나아가 실내 장

식품 디자이너의 직업 세계를 탐구해 보는 기회를

가져보도록 한다.

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차시별 계획 총괄표

^과목

수학, 미술, 실과

단원 수학(도형의 대칭), 미술(공예와 생활용품), 실과(정보 기기와 사이버 공간)

차시 학습 내용

1~2 차시

소주제 민속 공예품의 문양 속에서 규칙적인 도형의 특징 찾기

이야기가 있는 동영상을 통해 박물관에 있는 공예품이나 장식품의 비밀 찾기 밋밋한 공간을 꾸밀 수 있는 생활 장식품에는 어떤 것이 있을까?

- 공간 인테리어를 위해 만들고 싶은 물건에는 어떤 것이 있는가?

- 박물관에 전시되어 있는 민속 공예품에는 어떤 문양이 사용되었을까?

민속 공예품의 문양 속에서 규칙적인 도형의 특징 파악하기 민속 공예품이나 생활 장식품에 사용된 문양을 살펴본다.

- 사용된 문양에서 평면도형을 찾아 도형의 특징을 찾는다.

- 주어진 문양 속에서 선대칭 도형을 찾아보고 대칭축을 그어본다.

자신이 제작할 생활 장식품에 활용될 수 있는 문양 속 평면도형을 찾는다.

구글 스케치업으로 3D 입체도형 그리기

구글 스케치업으로 생활 장식품에 활용되는 평면도형을 그리고, 평면도형을 입체도형으로 변환한다.

내가 그린 3D 입체도형

민속 공예품이나 장식품에 사용된 다양한 문양 속에 숨겨진 아름다움을 발견한다.

- 내가 그린 3D 입체도형을 통해 성공의 경험을 가진다.

3~5 차시

소주제 생활 장식품 디자이너 되어 보기 민속 공예품 속에 숨겨진 도형을 찾기

중국의 화병에서 찾을 수 있는 도형에는 어떤 것이 있을까?

- 러시아의 전통 인형 마트료시카는 어떤 도형으로 만들 수 있을까?

- 민속 공예품 제작에 이용된 도형의 성질에는 어떤 것이 있을까?

다양한 도형을 이용해 생활 장식품의 평면 및 입체 디자인하기 여러 가지 생활 장식품 중 공간에 어울리는 작품을 구상한다.

- 생활 장식품을 배치할 공간을 생각한다.

만들고 싶은 생활 장식품을 앞에서 본 모양, 옆에서 본 모양, 위에서 본 모양으로 나타낸다.

구글 스케치업으로 생활 장식품을 설계하고, 3D 프린터로 설계한 생활 장식품 출력하기 구상도와 입체 평면도를 바탕으로 구글 스케치업 프로그램으로 생활 장식품을 설계한다.

실제 출력 사이즈를 고려해 크기를 조정하고 3D 프린터 출력 미리보기를 통해 최종 점검한다.

- 구글 스케치업 프로그램과 3D 프린터로 연결하여 출력한다.

내가 만든 생활 장식품 전시회를 한다.

- 생활 장식품 전시장을 구상하고, 전시장을 꾸미기 위해 필요한 재료와 역할을 분담한다.

- 내가 만든 생활 장식품에 대한 작품 설명서를 쓴다.

친구들이 제작한 다양한 생활 장식품을 감상하고 서로의 작품에 대해 잘 된 점을 이야기한다.

생활 장식품 디자이너 직업에 대해 알아본다.

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교육 과정

수업 단계 과목 단원 단원 학습 목표 STEAM 성취 목표/STEAM 요소

1~5차시

수학 도형의 대칭

선대칭 도형과 점 대칭 도형의 의미 를 알고 그릴 수 있다.

구글 스케치업으로 3D 입체도형 그리기

박물관에 있는 공예품이나 장식품의 비밀 찾기 민속 공예품 속에 숨겨진 도형을 찾기 다양한 도형을 이용해 생활 장식품의 평면 및 입체 디자인하기

구글 스케치업으로 3D 입체도형 그리기 미술 공예와 생활용품

생활에서 활용할 수 있는 여러 나라 의 전통 공예품을 만들 수 있다.

실과 정보 기기와 사이버 공간

정보화 기기의 특 징을 조사해 보고, 촬영한 자료를 컴 퓨터로 불러와 내 컴퓨터에 저장하고 자료를 관리해 볼 수 있다.

평가 계획

연번 평가 기준 방법

1 구글 스케치업을 활용하여 입체도형을 그릴 수 있는가? 관찰 평가 / 체크리스트

2 입체도형을 이용하여 생활 장식품을 구상할 수 있는가? 포트폴리오

3 구글 스케치업을 활용하여 생활 장식품을 설계할 수 있는가? 관찰 평가 / 체크리스트

4 생활 장식품을 전시하고 감상할 수 있는가? 자기 평가

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학습 과정 교수 · 학습 활동 준비물

도입 (10분)

박물관에 전시되어 있는 공예품이나 장식품의 비밀 찾기 밋밋한 공간을 꾸밀 수 있는 생활 장식품에는 어떤 것이 있을까?

- 박물관에는 어떤 공예품이나 장식품이 있을까?

- 박물관에 전시되어 있는 민속 공예품에는 어떤 문양이 사용되었을까?

tip 이야기가 있는 박물관 동영상을 보여준다.

이야기가 있는 박물관 동영상

학습 활동 (60분)

민속 공예품의 문양 속에서 규칙적인 도형의 특징 파악하기 구글 스케치업으로 3D 입체도형 그리기 활동 민속 공예품 박물관 둘러보기

사이버 민속 공예품 박물관의 생활 장식품을 살펴본다.

- 민속 공예품이나 생활 장식품에 사용된 문양을 살펴보고, 사용된 문양에서 평면도형을 찾아보고 도형의 특징을 파악한다.

주어진 문양 속에서 선대칭 도형을 찾아보고 대칭축을 그어본다.

- 자신이 제작할 생활 장식품에 활용될 수 있는 문양 속 평면도형을 찾는다.

스케치업 프로그램을 이용하여 도형을 그려본다.

- 스케치업으로 생활 장식품에 활용할 평면도형을 그리고, 평면도형을 입체 도형으로 변환해 본다.

활동 자료1 태블릿 PC 스케치업 프로그램

마무리 (10분)

내가 그린 3D 입체도형

민속 공예품이나 장식품에 사용된 다양한 문양 속에 숨겨진 아름다움 발견하 고, 내가 그린 3D 입체도형을 통해 성공의 경험을 가진다.

지도상의 유의점

• 구글 스케치업 프로그램의 기본 기능을 먼저 학생들이 익힐 수 있는 시간을 준다. 프로그램이 어느 정도 익숙해진 후 본시 수업에 임할 수 있도록 한다.

• 가상 박물관 체험 사이트를 활용하여 박물관을 실제 견학하는 것과 같은 간접 체험을 해볼 수 있도 록 한다.

• 다양한 공예품이나 장식품을 사진 자료로 제시하고 그 속에서 활용된 다양한 문양을 제시한다.

차시(단계)별 교수 학습 과정 1~2차시

민속 공예품의 문양 속에서 규칙적인 도형의 특징 찾기

과목

초등학교/수학, 미술

수업 차시

1~2/5차시

단원

도형의 대칭, 공예와 생활용품

교육 과정

•선대칭 도형과 점대칭 도형의 의미를 알고 그릴 수 있다.

•생활에서 활용할 수 있는 여러 나라의 전통 공예품을 만들 수 있다.

학습 목표

•공간을 꾸밀 수 있는 생활 장식품의 필요성을 인식할 수 있다.

•공예품이나 장식품에 사용된 문양을 보고 도형의 특징을 찾을 수 있다.

•구글 스케치업 프로그램으로 입체도형을 그릴 수 있다.

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1~2차시

민속 공예품의 문양 속에서 규칙적인 도형의 특징 찾기

❶ 사이버 박물관 체험을 통해 마음에 드는 민속 공예품이나 생활 장식품을 캡쳐해서 붙여 봅시다.

❷ 민속 공예품이나 생활 장식품에 활용된 도형 중 선대칭 도형을 캡쳐해서 붙여보고 대칭축을 찾아

서 그어 봅시다.

활동 민속 공예품 박물관 둘러보기

활동 자료 ¹

_{✽예시답안입니다.}

✽학생용 활동 자료는 STEAM 사이트(http://steam.kofac.re.kr)에 pdf파일로 탑재되어 있습니다.

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학습 과정 교수 · 학습 활동 준비물

도입 (10분)

민속 공예품 속에 숨겨진 도형을 찾기

중국의 화병에서 찾을 수 있는 도형에는 어떤 것이 있을까?

- 러시아의 전통 인형 마트료시카는 어떤 도형으로 만들 수 있을까?

- 민속 공예품 제작에 이용된 도형의 성질에는 어떤 것이 있을까?

^tip 민속 공예품의 형태 속에는 다양한 수학적 도형이 포함되어진 경우가 많다. 민 속 공예품 제작에 앞서 학생들이 공예품의 기본적인 형태를 살펴보고 제품 디자 인에 이를 활용할 수 있도록 지도한다. 아울러 다양한 도형의 구성과 배치가 주 는 균형과 아름다움을 학생들이 체험해 볼 수 있는 기회를 제공해 주도록 한다.

(http://blog.naver.com/gainflower?Redirect=Log&logNo=110141499153)

러시아 전통 인형 마트료시카 동영상

학습 활동 (80분)

다양한 도형을 이용해 생활 장식품의 평면 및 입체 디자인하기 활동1 나만의 생활 장식품 평면 디자인하기

여러 가지 생활 장식품 중 공간에 어울리는 작품을 구상한다.

- 생활 장식품을 배치할 공간을 생각한다.

만들고 싶은 생활 장식품을 앞에서 본 모양, 옆에서 본 모양, 위에서 본 모양 으로 나타낸다.

구글 스케치업으로 생활 장식품 설계하기 3D 프린터로 설계한 생활 장식품 출력하기

구상도와 입체 평면도를 바탕으로 구글 스케치업 프로그램으로 생활 장식품 을 설계한다.

- 3D 입체로 앞, 옆, 위에서 본 모양을 비교해 가며 설계한다.

실제 출력 사이즈를 고려해 크기를 조정하고, 3D 프린터 출력 미리보기를 통 해 최종 점검한다.

- 스케치업 프로그램과 3D 프린터를 연결하여 출력한다.

활동2 내가 만든 생활 장식품 전시회하기 생활 장식품 전시장을 구상한다.

- 전시장을 꾸미기 위해 필요한 재료와 역할을 분담하고 내가 만든 생활 장식 품에 대한 작품 설명서를 쓴다.

활동 자료3 태블릿PC 스케치업 프로그램 3D 프린터

206

차시(단계)별 교수 학습 과정 3~5차시

생활 장식품 디자이너 되어 보기

과목

초등학교/수학, 미술, 실과

수업 차시

3~5/5차시

단원

도형의 대칭, 공예와 생활용품, 정보 기기와 사이버 공간

교육 과정

•선대칭 도형과 점대칭 도형의 의미를 알고 그릴 수 있다.

•생활에서 활용할 수 있는 여러 나라의 전통 공예품을 만들 수 있다.

•촬영한 자료를 컴퓨터로 불러와 컴퓨터에 저장하고 자료를 관리해 봅시다.

학습 목표

•우리 주변을 꾸미기 위한 생활 장식품을 구상할 수 있다.

•구글 스케치업을 이용해 생활 장식품을 설계하고, 3D 프린터로 제작할 수 있다.

•생활 장식품을 전시하고 감상할 수 있다.

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학습 과정 교수 · 학습 활동 준비물

마무리 (30분)

친구들이 제작한 다양한 생활 장식품을 감상하고, 서로의 작품에 대해 잘된 점을 이야기한다.

활동3 생활 장식품 디자이너 직업 조사하기 생활 장식품 디자이너 직업에 대해 조사한다.

tip 과제로 활동 자료3의 생활 장식품 디자이너 직업에 대한 조사를 해 오도록 한 다. 전 차시에 미리 조사해 오는 사전 활동으로 하거나 모든 수업이 끝난 후에 하여도 상관없다.

지도상의 유의점

• 구글 스케치업 프로그램의 기본 기능을 먼저 학생들이 익힐 수 있는 시간을 주도록 하고, 프로그램 이 어느 정도 익숙해진 후 본시 수업에 임할 수 있도록 한다.

• 가상 박물관 체험 사이트를 활용하여 박물관을 실제 견학하는 것과 같은 간접 체험을 해 볼 수 있 도록 한다.

• 다양한 공예품이나 장식품을 사진 자료로 제시하고 그 속에서 활용된 다양한 문양을 제시한다.

• 생활 장식품을 디자인할 때 어떤 도형을 활용할 것인지 생각하게 한다.

• 생활 장식품을 평면에서 설계한 것이 구글 스케치업을 활용하여 입체로 잘 표현되었는지 수시로 확인 할 수 있도록 하고, 선대칭 도형이나 평면도형을 활용하여 입체로 나타내는 표현을 활용하도록 한다.

• 3D 프린터로 출력하기 전 미리 구상한 모양이 맞는지 점검해 보고 출력하는 시간을 고려하여 다음 차시 수업을 계획한다.

3~5차시

생활 장식품 디자이너 되어 보기

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❶ 생활 장식품이 필요한 공간 사진을 붙여보고 생활 장식품을 배치할 공간에 그려 넣어 봅시다.

❷ 만들고 싶은 생활 장식품을 앞에서 본 모양, 옆에서 본 모양, 위에서 본 모양으로 나타내어 봅시다.

활동1 나만의 생활 장식품 평면 디자인하기

활동 자료 ³

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활동2 내가 만든 생활 장식품 전시회하기

생활 장식품 전시장을 구상하여 재료와 작품 배치, 이동 경로 등을 그려 봅시다.

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❶ 생활 장식품 디자이너 직업에 대한 조사 계획을 세워 봅시다.

조사 직업

조사 방법

❷ 다음 사항에 대해 조사해 보고 그 결과를 정리해 봅시다.

조사 항목 조사 결과

대표적으로 유명한 사람은 누가 있습니까?

주로 하는 일은 무엇입니까?

이 직업의 장점은 무엇입니까?

이 직업의 단점은 무엇입니까?

이 직업을 얻기 위해 어떤 준비가 필요합니까?

이 직업은 사회에 어떤 도움을 줍 니까?

❸ 조사를 통해 느낀 점을 써 봅시다.

활동3 생활 장식품 디자이너 직업 조사하기

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메모

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무한 스피드 레이싱 로봇 F1

14

중학교 6학년 / 전기 회로 과목 : 과학, 실과, 미술

로봇은 기계, 전자, 컴퓨터, 정보 통신, 물리, 역학, 디자인 등 모든 분야의 과학 기술이 집적되어 탄생한 산업이다. 하나의 로봇이 탄생하기 위해서는 수학과 물리학 등의 기초 학문의 기 반과 첨단 과학 기술 그리고 창조력과 응용력이 필수로 요구 된다. 이러한 첨단 기술의 집합체인 로봇에 대해 배운다는 것 은 관련된 모든 과학 기술 분야의 지식을 습득하는 것 이외에 도 아이들에겐 창의력과 응용력을 길러주는 새로운 형태의 교 육, 학습 방법이기도 하다.

로봇은 이제 더 이상 영화 속 이야기가 아니다. 현재 우리는 로 봇과 함께 지내고 있으며 미래에는 상상 이상으로 우리의 삶 속으로 다가오는 로봇의 시대가 도래할 것이다. 이러한 로봇 산업 시대를 이끌어갈 인재를 조기에 발굴하고 육성함으로써 IT 강국을 이룬 현재와 같이 로봇 산업을 이끌어 가는 로봇 강 국을 위한 기초와 기본을 다져야 한다.

주제 및 제작 의도

로봇의 작동 과정을 알고 나만의 로봇을 만들 수 있다.

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213 14 무한 스피드 레이싱 로봇 F1

학습 목표 내용 목표

• 로봇 제작을 위한 기본 도구를 이해할 수 있다.

• 로봇 작동을 위한 프로그래밍을 이해하고 입력할 수 있다.

• 물체의 빠르기를 측정하고 이를 비교할 수 있다.

• 로봇 디자인 활동을 통해 나만의 레이싱 로봇을 그릴 수 있다.

• 로봇 만들기 활동을 통해 성공의 경험을 가질 수 있다.

• 프로그래밍을 통해 다양한 주행 방법을 입력할 수 있다.

• 레이싱 로봇을 만들어 경기할 수 있다.

과정 목표

STEAM 과목 요소

로봇에 활용되는 원리 알기

물체의 빠르기를 그래프로 나타내어 비교하기 로봇의 작동 과정을 이해하고 프로그래밍하기 레이싱 로봇의 동력 장치 이해하기

나만의 레이싱 로봇 디자인하기

STEAM 단계 요소

• 레이싱 로봇과 청소 로봇은 어떤 차이점이 있을까?

• 성능 좋은 레이싱 로봇을 만들기 위해서는 어떤 부품의 성능이 좋아 야 할까?

• 레이싱 로봇은 어느 곳에 사용하면 좋을까?

• 댄싱 로봇은 어떻게 음악에 맞춰 춤을 출 수 있을까?

• 로봇도 사람과 같이 음악을 듣고 박자에 반응할 수 있을까?

상황 제시

Step1

• 무한 스피드 레이싱 로봇 F1을 디자인하여 나만의 레이싱 로봇 F1 만들기

• 로봇 전시회 준비 및 꾸미기

• 로봇 동작 프로그램을 살펴보고 동작 프로그램 작성하기

• 로봇 동작시키기

창의적 설계

Step2

• 나만의 로봇 디자인을 통해 로봇에 관심 갖기

• 로봇 조립과 프로그램 작성을 통한 완성의 기쁨 체험하기

• 스스로 로봇 프로그램을 작성함으로써 자신감 경험하기

• 레이싱 경주를 통해 즐거움과 성취감 경험하기

감성적 체험 (성공의 경험 등)

Step3

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과학이 좋아지는 STEAM

차시별 계획 총괄표

^과목

과학, 실과, 미술

단원 과학(전기 회로), 실과(생활 속의 전기·전자), 미술(디자인과 생활)

1~3 차시

소주제 무한 스피드 레이싱 로봇 F1 만들기 레이싱 로봇과 청소 로봇의 차이점 알기 레이싱 로봇과 청소 로봇은 어떤 차이점이 있을까?

- 성능 좋은 레이싱 로봇을 만들기 위해서는 어떤 부품의 성능이 좋아야 할까?

- 레이싱 로봇은 어느 곳에 사용하면 좋을까?

tip 레이싱 로봇과 청소 로봇을 비교해 봄으로써 로봇의 용도에 따라 기능이 달라짐을 알 수 있도록 한다.

무한 스피드 레이싱 로봇 F1 디자인하기

레이싱 로봇에 필요한 부품을 알고, 나만의 레이싱 로봇 F1 만들기 무한 상상 스피드 경주에 참가할 나만의 로봇을 디자인한다.

- 주요 부품인 모터의 동작 원리와 레이싱 로봇 조립에 필요한 부품을 알아본다.

나만의 레이싱 로봇 F1을 조립하고 레이싱 로봇을 만든다.

로봇 전시회 준비 및 꾸미기

나만의 로봇 그림을 붙여 완성하여 로봇 전시회를 준비한다.

제작한 로봇에 대해 발표하고, 새롭게 알게 된 점, 재미있었던 점, 부족했던 점을 이야기한다.

4~5 차시

소주제 스피드 레이싱하기

댄싱 로봇은 어떻게 음악에 맞춰 춤을 출 수 있을까?

- 로봇도 사람과 같이 음악을 듣고 박자에 반응하는 것일까?

tip 사람의 감각 기관과 로봇의 센서를 비교해 봄으로써 로봇의 움직임에 대한 학생들의 이해를 높일 수 있도록 한다.

로봇 동작 프로그램을 살펴보고 동작 프로그램 작성하기 로봇 동작시키기

로봇 동작 프로그램을 살펴보고 메뉴를 익힌다.

- 아이콘 카드를 이용한 프로그램을 작성하고, 경기장에 맞는 주행 방법으로 프로그램을 작성하여 입력한다.

입력한 프로그램에 의해 움직이는지 로봇을 동작시킨다.

레이싱 경주하기 물체의 빠르기 알기

자신이 만든 로봇으로 경주를 한다.

자신의 로봇 경주 기록을 거리-시간 그래프로 나타낸다.

- 그래프만 가지고 팀별로 어떤 로봇이 빠른지 비교한다.

- 물체의 속력과 선분이 기울어진 정도와의 관계를 통해 빠르기를 비교한다.

로봇과 관련된 직업을 알아본다.

로봇 공학자로써의 미래의 꿈을 키워본다.

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14 무한 스피드 레이싱 로봇 F1

교육 과정

1~5차시

과학 전기 회로

전기 회로를 보 고 전기 회로도 를 그리거나 전 기 회로도를 보 고 전기 회로를 꾸밀 수 있다.

나만의 레이싱 로봇 F1 조립하고 레이싱 로봇을 꾸며보기 무한 스피드 레이싱 로봇 F1 디자인하기

나만의 레이싱 로봇 F1 만들기 로봇 전시회 준비 및 꾸미기

로봇 동작 프로그램을 작성해 로봇 동작시키기

로봇 동작 프로그램을 살펴보고 동작 프로그램 작 성하기

로봇 동작시키기 실과 생활 속의

전기 · 전자

전기 · 전자 용품 은 어떤 부품으 로 구성되어 있 는지 알아볼 수 있다.

미술 디자인과 생활

생활 속 제품을 창의적으로 디 자인할 수 있다.

평가 계획

1 로봇을 이해하고 나만의 로봇을 디자인할 수 있는가? 관찰 평가 / 자기 평가

2 레이싱 로봇을 조립할 수 있는가? 관찰 평가

3 로봇 동작 프로그램을 익히고 입력할 수 있는가? 관찰 평가 / 자기 평가

4 레이싱 로봇 경주에 재미있게 참여하는가? 관찰 평가 / 동료 평가

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학습 과정 교수 · 학습 활동 준비물

도입 (10분)

레이싱 로봇과 청소 로봇의 차이점 알기

레이싱 로봇과 청소 로봇은 어떤 차이점이 있을까?

- 성능 좋은 레이싱 로봇을 만들기 위해서는 어떤 부품의 성능이 좋아야 할 까?

- 레이싱 로봇은 어느 곳에 사용하면 좋을까?

tip 동영상을 통해 레이싱 로봇과 청소 로봇을 비교해 봄으로써 로봇의 용도에 따 라 기능이 달라짐을 알 수 있도록 한다.

레이싱 로봇이 생활에서 활용될 수 있는 부분을 생각해 봄으로써 로봇 제작 의 필요성을 인식할 수 있도록 한다.

(http://cafe.naver.com/xroborobo/385, http://blog.naver.com/multiflow?Red irect=Log&logNo=50166564517&jumpingVid=2E65936DA258723137D2A AE211A3A942680B)

레이싱 로봇 동영상 청소 로봇 동영상

학습 활동 (90분)

무한 스피드 레이싱 로봇 F1 디자인하기 레이싱 로봇에 필요한 부품 알기 나만의 레이싱 로봇 F1 만들기

활동1 무한 스피드 레이싱 로봇 F1 디자인하기

무한 상상 스피드 경주에 참가할 나만의 로봇을 디자인한다.

- 주요 부품인 모터의 동작 원리와 레이싱 로봇 조립에 필요한 부품을 알아 본다.

나만의 레이싱 로봇 F1을 조립하고 레이싱 로봇을 만든다.

로봇 전시회 준비 및 꾸미기

활동2 로봇 전시회하기

나만의 로봇 그림을 붙여 완성하여 로봇 전시회를 준비한다.

tip 로봇 전시회장은 종이 상자를 이용하여 로봇을 올려놓고 상자 앞에 설명 판을 꾸미도록 한다. (종이 상자를 회전시킬 수 있으면 더 좋은 전시대가 될 수 있다.)

활동 자료1 갤럭시 노트 s노트 또는 드로잉 앱 로봇 제작 부품 전시회장 꾸미기 재료

차시(단계)별 교수 학습 과정 1~3차시

무한 스피드 레이싱 로봇 F1 만들기

과목

초등학교/과학, 실과, 미술

수업 차시

1~3/5차시

단원

전기 회로, 생활 속의 전기·전자, 디자인과 생활

교육 과정

•전기 회로를 간단하게 나타낼 수 있다.

•전기·전자 용품은 어떤 부품으로 구성되어 있는지 알 수 있다.

•전자 블록으로 전자 회로를 꾸밀 수 있다.

학습 목표

•로봇에 대해 알아보고 나만의 로봇을 디자인할 수 있다.

•레이싱 로봇을 조립할 수 있다.

(18)

학습 과정 교수 · 학습 활동 준비물

마무리 (20분)

제작한 로봇의 이름과 특징을 발표한다.

- 새롭게 알게 된 점, 재미있었던 점, 부족했던 점을 이야기한다.

지도상의 유의점

• 로봇에 대한 호기심을 유발하여 학생들에게 알고자 하는 의욕을 적절하게 북돋아 준다.

• 모터를 이용한 레이싱 로봇 제작을 통해 학생들에게 성공의 경험을 갖게 한다.

• 로봇 제작에 필요한 공구 사용 시 안전사고에 유의한다.

(19)

❶ 나만의 로봇 제작에 필요한 로봇의 모양과 구성 등을 마인드맵으로 작성해 봅시다.

➋ 나만의 로봇을 그려 봅시다.

활동1 무한 스피드 레이싱 로봇 F1 디자인하기

활동 자료 ¹

(20)

❶ 레이싱 로봇 만들기에 필요한 부품을 적고 레이싱 로봇을 만들어 봅시다. 완성된 레이싱 로봇의 모

습을 그리거나 사진을 붙여 봅시다.

➋ 내가 만든 레이싱 로봇의 특징을 정리하여 쓰고, 친구들에게 설명합시다.

로봇 이름 기능 보완할 점

➌ 레이싱 로봇을 전시해 봅시다.

활동2 로봇 전시회하기

(21)

학습 과정 교수 · 학습 활동 준비물

도입 (10분)

댄싱 로봇은 어떻게 음악에 맞춰 춤을 출 수 있을까?

- 로봇도 사람과 같이 음악을 듣고 박자에 반응하는 것일까?

tip 사람의 감각 기관과 로봇의 센서를 비교해 봄으로써 로봇의 움직임에 대한 학 생들의 이해를 높일 수 있도록 한다.

(http://blog.naver.com/bestitem?Redirect=Log&logNo=130132786745&jumping Vid=88F4FB7EC831942B505722EA7A7C4B711C0F)

댄싱 로봇 동영상

학습 활동 (60분)

로봇 동작 프로그램을 살펴보고 동작 프로그램 작성하기 로봇 동작시키기

활동1 로봇 동작 프로그램을 작성해 로봇 동작시키기

로봇 프로그램을 살펴보고 메뉴를 익히고, 아이콘 카드를 이용해 프로그램 을 작성한다.

경기장에 맞는 주행 방법으로 프로그램을 작성하여 입력하고, 입력한 프로그 램에 의해 움직이는지 로봇을 동작시킨다.

레이싱 경주하기 물체의 빠르기 알기

자신이 만든 로봇으로 경주를 한다.

- 경기 규칙을 정하여 레이싱 로봇 경주를 하고, 결승 도착 시간을 측정한다.

tip 동영상을 통해 경기 장면을 촬영과 동시에 화면으로 보여주고 경기장 길이는 2m로 하고, 결승 도착 시간을 측정한다.

자신의 로봇 경주 기록을 거리-시간 그래프로 나타낸다.

- 그래프만 가지고 팀별로 어떤 로봇이 빠른지를 비교하고, 물체의 속력과 선 분이 기울어진 정도와의 관계를 통해 빠르기를 비교한다.

tip 로봇 프로그램은 학교에서 사용하는 것을 이용할 수 있으며, 프로그램이 없는 학교에서는 아이콘 카드를 이용하여 언플러그드 수업을 할 수 있다.

카드를 이용하여 프로그램을 먼저 배열하고 이를 통해 컴퓨터 프로그램을 작 성할 준비를 한다.

활동 자료4 로봇 동작 프로그램 아이콘 카드 컴퓨터 및 입력 장치

차시(단계)별 교수 학습 과정 4~5차시

스피드 레이싱하기

과목

초등학교/과학, 실과

수업 차시

4~5/5차시

단원

전기 회로, 물체의 속력, 생활 속의 전기·전자

교육 과정

•전기 회로를 간단하게 나타낼 수 있다.

•물체의 빠르기를 그래프로 나타내어 비교할 수 있다.

•전기· 전자 용품은 어떤 부품으로 구성되어 있는지 알 수 있다.

•전자 블록으로 전자 회로를 꾸밀 수 있다.

학습 목표

•로봇을 동작시키기 위한 프로그램을 작성할 수 있다.

•레이싱 로봇 경주에 즐겁게 참여할 수 있다.

(22)

학습 과정 교수 · 학습 활동 준비물

마무리 (10분)

활동2 로봇과 관련된 직업 알아보기 로봇 공학자로써의 미래의 꿈을 키워본다.

지도상의 유의점

•프로그램 입력 시 아이콘 카드로 먼저 입력 순서를 익힌 다음 컴퓨터로 입력을 한다.

•수정 및 보완은 수시로 하며 다음 시간까지 완료하도록 한다.

•학생들의 흥미와 적성에 맞게 자신의 미래를 설계하는 과정으로 진로 교육과 연계하여 지도한다.

•경쟁과 참여, 배려를 통해 재미있는 로봇 경주가 되도록 한다.

(23)

❶ 아이콘 카드를 이용하여 프로그램을 구성해 봅시다.

➔ 전진

( )초 ➔ 정지 ➔

➋ 프로그램 메뉴를 살펴보고 나만의 경기장을 그리고 주행 방법을 프로그램하여 봅시다.

프로그램 입력

활동1 로봇 동작 프로그램을 작성해 로봇 동작시키기

활동 자료 ⁴

(24)

❶ 로봇과 관련된 직업을 찾고 어떤 일을 하는지 알아봅시다.

•

로봇 기획자

•

로봇 마케팅(쇼핑 호스트)

•

로봇 디자이너

•

로봇 기술 개발자(기술자)

•

로봇 매니저(광고 및 홍보 전문가)

•

로봇 수리 기술자 등

➋ 내가 하고 싶은 것을 찾고, 나에게 맞는 로봇과 관련된 직업을 찾아 봅시다.

•

나의 흥미(좋아하는 것)

•

나의 적성(잘하는 것)

•

내가 좋아하는 과목

•

기타 로봇 전문가가 되기 위한 노력

➌ 내가 로봇과 관련된 직업을 갖게 되었을 때 명함을 만들어 봅시다. (미래 나의 모습, 이름, 직책,

회사명이나 연구소 이름 등을 기록하세요.)

이름 직책 전화 주소 명

함

만

들

기

활동2 로봇과 관련된 직업 알아보기

(25)

씽! 씽! 3D

자기력 자동차

15

초등학교 6학년 / 자석의 성질

과목 : 과학, 미술

본 프로그램은 학생들이 다양한 물체 탐색을 통하여 자석의 성질을 알아보는 것에서부터 출발한다. 학생들은 생활 주변의 철로 된 물체를 살펴봄으로써 자석의 끌어당기는 성질을 알게 되고, 직접 제작한 3D 자동차에 자기력을 적용하여 자석의 힘 만으로 자동차를 움직일 수 있다는 것을 알게 된다. 더 나아가 경주하는 놀이를 통하여 자신의 작품을 수정, 보완하는 과정 에서 과학적 창의력과 탐구력 신장과 함께 완성 후의 작품에 서 성공의 기쁨을 맛볼 수 있다.

주제 및 제작 의도

자석의 성질을 이해하고, 프로그램을 활용하여 자기력 자동차를 만들 수 있다.

(26)

225 15 씽! 씽! 3D 자기력 자동차

학습 목표 내용 목표

•자석에 붙는 물체의 특징을 알 수 있다.

•자석이 물체를 끌어당기는 힘(자기력)을 알 수 있다.

•스케치업 프로그램을 활용하여 장난감 모형을 설계할 수 있다.

•움직이는 물체 만들기를 통해 성취감을 느낄 수 있다.

•서로의 장난감을 감상하고, 경주하는 활동을 통해 성취감을 느낄 수 있다.

과정 목표

STEAM 과목 요소

자석이 물체를 끌어당기는 힘에 대해 알기

시간과 이동 거리를 이용해 장난감 자동차의 속력 측정하기 스케치업 프로그램을 사용해 자동차 설계하기

나만의 자동차 디자인하기

STEAM 단계 요소

동생이 갖고 놀던 장난감 자동차가 고장이 나서 움직이지 않는다. 울고 있는 동생을 위해 자동차를 움직이게 하려면 어떤 방법이 있을까?

상황 제시

Step1

• 스케치업 프로그램을 활용해 자동차 모형 설계하기

•설계한 자동차 모형을 3D 프린터로 출력하기

•제작한 모형 자동차를 움직이기 위해 자석의 원리 이용하기

• 나만의 자동차 디자인하기

창의적 설계

Step2

• 자석의 원리를 이용해 자동차 경주하기

•내가 만든 자동차를 움직여 봄으로써 성공의 경험 갖기

감성적 체험 (성공의 경험 등)

Step3

(27)

차시별 계획 총괄표

^과목단원

^{과학, 미술}

과학(자석의 성질, 물체의 속력), 미술(디자인과 생활)

1차시

소주제 공간을 가르는 보이지 않는 자석의 힘 알기 장난감 자동차를 움직이게 하는 방법 생각하기

망가진 장난감 자동차를 움직이게 할 수 있는 방법이 없을까?

- 장난감을 움직이기 위해 필요한 장치에는 어떤 것이 있을까?

자석에 붙는 물체의 특징과 자석의 힘(자기력) 알기

활동1 자석에 붙는 물체와 붙지 않는 물체 찾아보기

자석에 붙는 물체에는 어떤 것이 있는지 예상해 보고, 내가 가지고 있는 물건이나 주위에서 자석에 붙는 물체 와 붙지 않는 물체를 찾는다.

- 자석에 붙는 물체의 특징(모양, 크기, 색깔, 물체를 이루는 물질 등)을 알아본다.

활동2 자석의 힘(자기력) 알아보기

자석이 철로 된 물체를 끌어당길 때의 느낌을 표현하고, 자기력에 대해 알아본다.

클립을 공중에 띄우는 방법을 이야기해 보고 클립을 실에 묶어 고정한 뒤 공중에 띄워본다.

- 클립과 자석사이에 여러 가지 물체(종이, 유리판, 플라스틱판, 알루미늄박 등)를 넣었을 때 변화를 관찰한다.

자기력이 통과하는 물질에 대해 이야기한다.

자석에 붙는 물체와 붙지 않는 물체 구별하기

교실을 돌아다니며 자석에 붙는 물체와 그렇지 않은 물체를 찾아본다.

- 친구들이 가지고 있는 물건 중에서 찾아본다.

2~3 차시

소주제 3D 자기력 자동차 만들기

자석을 이용해 장난감 자동차를 움직이게 하는 방법 생각하기

자석의 힘(자기력)을 이용하여 장난감 자동차를 움직이게 할 수는 없을까?

- 자석을 이용해 장난감 자동차를 움직이게 하려면 어떤 장치가 필요할까?

- 자석의 성질을 이용하기 위해서는 어떤 재료가 사용되어야 할까?

구글 스케치업 프로그램으로 3D 자동차 설계하기 3D 자기력 자동차 만들기

활동 나만의 자동차 설계하기

구글 스케치업 프로그램을 이용하여 자동차 사진의 외각선을 따는 방식으로 3D 자동차를 설계한다.

- 출력할 자동차의 크기를 설정하고, 3D 프린터를 이용하여 설계된 자동차를 출력한다.

자석으로 움직일 수 있도록 장난감 자동차에 자석에 붙는 물체를 장착하고, 완성된 장난감 자동차를 다양한 재 료를 이용해 꾸민다.

내가 만든 자동차를 친구들에게 소개한다.

- 자기력을 이용해 자동차를 움직여 봄으로써 성공의 경험을 느낀다.

(28)

15 씽! 씽! 3D 자기력 자동차

4~5 차시

소주제 내가 만든 자동차로 Speed Racing 자기력 자동차의 빠르기는 어떻게 측정할 수 있을까?

- 자기력 자동차의 빠르기를 측정하는데 필요한 도구에는 무엇이 있을까?

자기력 자동차의 속력 측정 방법 알기

F1 Racing 경기장을 만들고 자기력 자동차 F1 경주하기

활동 내가 만든 자동차로 경주하기 F1 Racing 경기장을 만든다.

- 자동차의 속력을 측정하는 방법을 알아보고 자기력 장난감 자동차 F1 경주를 한다.

장난감 자동차를 움직이는데 이용된 에너지에 대해 생각을 나눈다.

교육 과정

1~5차시

과학

자석의 성질

자석에 붙는 물 질의 특징에 대 해 알아보고, 자 석 사이에 작용 하는 힘을 설명할 수 있다.

자기력에 대해 알기

자석에 붙는 물체의 특징 알기 자석의 힘(자기력) 알기

3D 자기력 자동차 만들기

자석을 이용해 장난감 자동차를 움직이게 하는 방 법 알기

3D 자기력 자동차 만들기 자기력 자동차 F1 경주하기 물체의 속력

시간과 이동 거리 를 이용해 물체의 빠르기를 측정할 수 있다.

미술 디자인과 생활

디자인이 우리 생 활에 미치는 영 향을 알아볼 수 있다.

평가 계획

1 자석의 성질을 설명할 수 있는가? 활동 자료 / 발표

2 구글 스케치업 프로그램과 3D 프린터로 자석을 이용한 장난감 자동차를 만들 수 있는가? 관찰 평가 / 산출물 평가 3 직접 만든 장난감을 이용하여 경주를 해 보고, 잘된 점과 보완할 점을 찾을 수 있는가? 관찰 평가 / 발표 / 동료 평가 4 장난감 자동차의 이동 거리와 시간을 이용해 속력을 측정할 수 있는가? 관찰 평가 / 발표

227 15 씽! 씽! 3D 자기력 자동차

(29)

학습 과정 교수 · 학습 활동 준비물

도입 (10분)

장난감 자동차를 움직이게 하는 방법 생각하기

망가진 장난감 자동차를 움직이게 할 수 있는 방법이 없을까?

- 장난감을 움직이기 위해 필요한 장치에는 어떤 것이 있을까?

tip 장난감을 움직일 수 있는 물질들을 생활 주변에서 찾아보고 학생들의 엉뚱하 지만 다양한 아이디어가 제시될 수 있도록 한다.

학습 활동 (25분)

자석에 붙는 물체의 특징 알기

활동1 자석에 붙는 물체와 붙지 않는 물체 찾아보기

자석에 붙는 물체에는 어떤 것이 있는지 예상해 보고, 내가 가지고 있는 물건 이나 주위에서 자석에 붙는 물체와 붙지 않는 물체를 찾아본다.

- 자석에 붙는 물체의 특징(모양, 크기, 색깔, 물체를 이루는 물질 등)을 알 아본다.

자석의 힘(자기력) 알기

활동2 자석의 힘(자기력) 알아보기

자석이 철로 된 물체를 끌어당길 때의 느낌을 표현하고, 자기력에 대해 알아 본다.

클립을 공중에 띄우는 방법을 이야기해 보고 클립을 실에 묶어 고정한 뒤 공 중에 띄워본다.

- 클립과 자석 사이에 여러 가지 물체(종이, 유리판, 플라스틱판, 알루미늄박 등)를 넣었을 때 변화를 살펴본다.

자기력이 통과하는 물질에 대해 이야기한다.

활동 자료1 자석 실험 준비물 참고 자료1

마무리 (5분)

자석에 붙는 물체와 붙지 않는 물체 구별하기

교실에서 자석에 붙는 물체와 그렇지 않은 물체를 찾아본다.

- 친구들이 가지고 있는 물건 중에서 찾아본다.

지도상의

유의점

자석으로 붙는 물체를 살펴볼 때 전자 제품(TV, 컴퓨터 등)에 자석을 가져가면 고장의 원인이 될 수 있음 을 알려주고 가까이 가져가지 않도록 지도한다.

차시(단계)별 교수 학습 과정 1차시

공간을 가르는 보이지 않는 자석의 힘 알기

과목

초등학교 3학년/과학

수업 차시

1/5차시

단원

_{자석의 성질}

교육과정

자석이 금속 물체를 끌어당기는 성질, 다른 자석을 끌어당기거나 미는 성질이 있음을 알 수 있고, 자석 의 성질을 이용하여 놀이 기구를 만들 수 있다.

학습 목표

자석에 붙는 물질의 특징에 대해 알아보고, 자석 사이에 작용하는 힘을 설명할 수 있다.

(30)

229 15 씽! 씽! 3D 자기력 자동차

❶ 자석에 붙는 물체에는 어떤 것들이 있는지 써 봅시다.

가위, 시침핀, 책상 다리, 쇠젓가락 등

➋ 학교(교실)에서 자석에 붙는 물체와 붙지 않는 물체를 직접 찍어보거나, 그림으로 표현하여 봅시

다. (스마트폰이나, 갤럭시 노트 등을 이용하여 직접 찍어보도록 한다.)

➌ 자석에 붙는 물체들의 공통된 특징을 적어 봅시다.

철로 되어 있다.

준비물

자석, 클립, 종, 종이, 유리판, 플라스틱판, 알루미늄박

❶ 클립을 공중에 띄우는 방법을 생각해 보고 써 봅시다.

클립에 실을 매달고 자석을 가까이 한다.

❷ 클립과 자석 사이에 종이, 유리판, 플라스틱판, 알루미늄박을 넣었을 때 변화를 실험해 보고 결과

를 써 봅시다. 실험으로 알게 된 사실도 써 봅시다.

클립과 자석 사이에 여러 가지 물체를 넣어도 자석이 클립을 끌어당긴다.

자기력은 다른 물체가 있어도 작용한다.

활동1 자석에 붙는 물체와 붙지 않는 물체 찾아보기

활동 자료 ¹

활동2 자석의 힘(자기력) 알아보기

교실에 있는 여러 가지 물건들을 찍어 자석에 붙는 것과 붙지 않는 것으로 분류하도록 한다.

(31)

자석의 특징

참고 자료 ¹

1 자석의 종류

자석은 외부 자기장에 의한 자성에 따라 일시 자석과 영구 자석으로 나눌 수 있다. 즉, 일시 자석은 전자석의 철심과 같이 외부 자기장을 제거하면 자성이 없어지는 것이고, 영구 자석은 일단 자성을 가 지면 외부 자기장을 제거해도 장기간 자성을 보유하는 것이다. 자석을 형태에 따라 나누면 막대 모 양으로 만든 막대자석, U자형의 말굽자석 등이 있고, 이 밖에 나침반과 같이 소형의 영구 자석을 수 평면에서 자유롭게 회전할 수 있게 한 자침도 있다.

2 자석의 역사

역사적으로는 고대 그리스나 고대 중국에서 이미 자연 상태에서 자성을 지니는 자철석 등이 천연자 석으로 알려져 있었으며, 12세기에는 그 자화력에 의해서 얻은 자침을 항해용 나침반으로 사용한 기 록이 남아 있다.

3 자석의 성질

자석을 둘로 절단해도 각각 자석으로서의 성질을 유지하며, 이것을 다시 둘로 절단해도 각 단편이 계 속해서 자성을 지닌다. 이와 같이 자석은 아무리 분할해도 항상 자성이 나타난다.

4 전자석

원형 회로의 자기 작용을 이용한 자석이 1820년 프랑스의 아라고에 의해서 발명된 전자석이다. 이 자 석은 연철심 둘레에 전기가 통하지 않는 코일을 여러 겹 감은 것인데, 코일에 전류를 통했을 때만 자 기력이 나타나는 일시 자석이지만, 영구 자석보다 강한 자기력을 얻을 수 있다. 또 전류의 세기에 따 라 자기력의 세기를 조절할 수 있는 이점이 있다. 이와 같은 이유로 전자석은 전화기의 수화기를 비 롯하여, 크게는 입자가속기 같은 강한 자기장을 필요로 하는 분야까지 널리 응용된다.

5 생활 속의 자석

나사를 조이는 드라이버의 끝에는 자석이 달려 있고, 나사가 드라이버 끝에 잘 고정되도록 도와준 다. 비슷한 원리로 폐차장에서 자동차를 들어올리는 크레인의 끝에도 강력한 자석이 부착되어 있 다. 또한 냉장고 문의 안쪽 테두리에도 자석이 달려 있어, 냉장고 문이 몸체 가까이 가면 저절로 닫 히게 된다.

(32)

15 씽! 씽! 3D 자기력 자동차

자기력

자석과 같이 자성을 가진 물체가 서로 밀거나 당기는 힘으로 자기력이라고도 한다. 종류가 다른 극(N극과 S극)사이에는 인력이 작용하고, 같은 종류의 극(N극과 N극, S극과 S극)사이에는 척력 이 작용하는데, 자극의 세기에 비례하는 양의 어떤 실체가 각각의 자극에 존재한다고 하면, 정전 하 사이에 작용하는 힘에 대한 법칙(쿨롱의 법칙)이 자기력에 대해서도 성립된다. 즉, 두 개의 자 석이 있을 때, 자석 사이의 거리가 멀수록 자기력이 약하고, 거리가 가까울수록 자기력이 강하다.

또한 같은 거리의 자석이라 하더라도 자석의 힘이 셀수록(자성이 강할수록) 자기력이 강하다. 이 것을 수학적으로 표현하면, 정지해 있는 두 점 자하 사이에 작용하는 힘은 그 자하의 곱에 비례하 고, 자하 사이의 거리의 제곱에 반비례한다.

1 자기력의 본질

자기력의 본질에 관해서는 만유인력과 마찬가지로 옛날부터 두 자극이 공간을 사이에 두고 서로 작 용을 미치는 원거리 힘으로 간주되어 왔으나, 현재는 자극의 존재가 주위의 공간을 일그러지게 하 고, 그 상태가 유한한 속도로 주위의 공간에 전해져서 다른 자극에 힘을 미치는 근거리 힘으로 여겨 지고 있다.

2 자기력계

자기력의 크기를 측정하는 장치로, 보통 지구 자기의 세기와 방향을 측정하는 기기를 가리키지만, 넓 은 의미로는 물체가 가진 자화의 세기를 재는 장치를 포함한다. 원리적으로는 자기장 속에 수평으로 자석을 매달고, 자석이 움직이는 방향을 측정하는 것과 자기장 속에서 코일을 회전시키고 코일에 발 생하는 유도기 전력을 측정해서 자기장의 세기를 재는 것 등이 있다.

[출처 : 두산백과]

인력 척력

231 15 씽! 씽! 3D 자기력 자동차

(33)

차시(단계)별 교수 학습 과정 2~3차시

3D 자기력 자동차 만들기

학습 과정 교수 · 학습 활동 준비물

도입 (5분)

자석을 이용해 장난감 자동차를 움직이게 하는 방법 생각하기

자석의 힘(자기력)을 이용하여 장난감 자동차를 움직이게 할 수는 없을까?

- 자석을 이용해 장난감 자동차를 움직이게 하려면 어떤 장치가 필요할까?

- 자석의 성질을 이용하기 위해서는 어떤 재료가 사용되어야 할까?

학습 활동 (70분)

구글 스케치업 프로그램으로 3D 자동차 설계하기 3D 자기력 자동차 만들기

활동 나만의 자동차 설계하기

태블릿 PC를 이용해 설계에 적용할 자동차를 검색하고 다운 받는다.

스케치업 프로그램을 이용하여 자동차 사진의 외각선을 따는 방식으로 3D 자 동차를 설계한다.

- 출력할 자동차의 크기를 설정하고, 3D 프린터를 이용하여 설계된 자동차 를 출력한다.

자석으로 움직일 수 있도록 장난감 자동차에 자석에 붙는 물체를 장착하고, 완 성된 장난감 자동차를 다양한 재료를 이용해 꾸민다.

tip 구글 스케치업 프로그램을 이용한 자동차 설계는 학생들이 작업하는데 어려움 이 많을 수 있으므로 창체 시간을 이용한 사전 지도가 필요하다.

3D 프린터 출력에 상당한 시간이 필요하므로 구글 스케치업 설계가 완료되 면 샘플로 한 대 정도 출력하는 모습만 보여주고 나머지 출력 작업은 방과 후 에 진행하도록 한다.

활동 자료2 태블릿 PC 스케치업 프로그램 3D 프린터 자석

두꺼운 도화지 클립

점토 색골판지 참고 자료2

마무리 (5분)

자석의 성질을 중심으로 내가 만든 자동차를 친구들에게 소개한다.

- 자기력을 이용해 자동차를 움직여 봄으로써 성공의 경험을 느낀다.

지도상의

유의점

자동차의 모습과 똑같지 않더라도 움직일 수 있는 모습의 형태가 나올 수 있도록 지도한다.

과목

초등학교/과학, 미술

수업 차시

2~3/5차시

단원

자석의 성질, 디자인과 생활

교육 과정

• 자석이 금속 물체를 끌어당기는 성질, 다른 자석을 끌어당기거나 미는 성질이 있음을 알 수 있고, 자석의 성질을 이용하여 놀이 기구를 만들 수 있다.

• 다양한 표현 방법의 특징을 이해하고 효과적으로 표현할 수 있다.

학습 목표

자석의 성질과 3D 프린터를 이용하여 움직이는 나만의 장난감 자동차를 만들 수 있다.

(34)

❶ 스케치업 프로그램과 3D 프린터를 이용하여 나만의 자동차를 설계하고 만들어 봅시다.

자동차 이름

필요한 재료

자동차 디자인

❷ 완성된 자동차가 자석으로 움직일 수 있도록 자동차에 자석에 붙는 물체를 붙이고 다양한 재료를

이용하여 꾸며 봅시다.

활동 나만의 자동차 설계하기

활동 자료 ²

233 15 씽! 씽! 3D 자기력 자동차

(35)

참고 자료 ²

직사각형 툴을 사용하여 기본 밑면을 만든다.

만들려고 하는 크기를 생각하여 가로와 세로를 만든다.

(※고학년일 경우 직접 자동차 그림을 불러와 그 모습 을 제작하도록 지도한다.)

밀기/끌기 툴을 사용하여 평면에 직사각형을 입체로 만 들어 준다.

(평면을 입체로 만들어 줄 때 밀기/끌기 틀을 사용한 다.)

선 툴을 사용하여 자동차 내부의 천장으로 쓸 분분을 만들어 준다.

밀기/끌기 툴을 사용하여 가운데에 위치한 직사각형을 입체로 만들어 준다.

선 툴을 사용하여 끝점과 끝점을 연결하여 자동차의 기 본적인 형태를 만든다.

(※ 기본적인 형태 제작이 익숙해지면, 그 밖의 부속품 (바퀴 등)을 제작하여 좀 더 완성도 높은 모습이 될 수 있도록 지도한다.)

스케치업 프로그램을 이용한 기본틀 만들기

(36)

235 15 씽! 씽! 3D 자기력 자동차

기존에 자동차 디자인을 불러와 제작할 수도 있다. 스 케치업 프로그램을 실행시킨 다음에 메뉴에서 모델 가 져오기 아이콘을 클릭한다.

3D 이미지 갤러리로 접속하면 다양한 모습의 디자인 을 검색할 수 있다. 여기서 만들고자 하는 자동차를 검 색한다.

3D로 그려진 다양한 모델에 자동차를 검색할 수 있으 며, 이중에서 가장 마음에 드는 자동차를 선택하여 다 운로드 한다.

이 항목을 스케치업 모델로 직접 로드하시겠습니까? 메 시지가 나오면 “예”를 클릭하여 다운로드 한다.

원하는 디자인이 스케치업 프로그램 내에 다운로드 되 며, 이것을 기본 골격으로 하여, 디자인을 수정한다.

모델 가져오기를 통하여 자동차 설계하기

235 15 씽! 씽! 3D 자기력 자동차

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차시(단계)별 교수 학습 과정 4~5차시

내가 만든 자동차로 Speed Racing

학습 과정 교수 · 학습 활동 준비물

도입 (5분)

여러분이 만든 3D 자기력 자동차로 어떤 놀이를 하면 좋을까?

- 자기력 자동차의 빠르기는 어떻게 측정할 수 있을까?

- 자기력 자동차의 빠르기를 측정하는데 필요한 도구에는 무엇이 있을까?

tip 5학년 물체의 빠르기 단원과 연계해 자동차의 이동 거리와 시간으로 속력을 측 정해 볼 수 있도록 한다.

학습 활동 (70분)

자기력 자동차의 속력 측정 방법 알기

F1 Racing 경기장을 만들고 자기력 자동차 F1 경주하기

활동 내가 만든 자동차로 경주하기

여러 가지 재료로 F1 Racing 경기장을 만든다.

자동차의 속력을 측정하는 방법을 알아보고 자기력 장난감 자동차 F1 경주 를 한다.

- 장난감 자동차가 움직인 거리와 시간을 측정해 속력을 계산한다.

tip F1 Racing 경기장의 두께가 두꺼워 자석의 힘이 미치지 못하는 경우에는 건전 지를 직렬 연결하는 것처럼 자석의 극을 N, S로 여러 개 직렬 연결하면 강한 자 기력을 얻을 수 있다. 이때 자석을 손으로 잡고 조정하기 힘들 땐 자석을 붙일 수 있는 물건에 붙여 자동차를 조정하도록 한다.

활동 자료4 3D 자기력 자동차 초시계

줄자

F1 Racing 경기장 제작 재료(두꺼운 도화지, 수수깡 등) 참고 자료4

마무리 (5분)

장난감 자동차를 움직이는데 이용된 에너지에 대해 생각을 나누고 자기력으로 생기는 탄소 발생량을 알아본다.

- 우리 주변에서 자기력이 이용될 수 있는 경우를 찾는다.

지도상의 유의점

대상 학년이 6학년인 만큼 놀이와 만들기 속에 다양한 과학적 원리를 찾아보고 지금까지 배운 과학적 지식 을 수업에 활용할 수 있도록 지도한다.

과목

초등학교 6학년/과학

수업 차시

4~5/5차시

단원

자석의 성질, 물체의 속력

교육 과정

• 자석이 금속 물체를 끌어당기는 성질, 다른 자석을 끌어당기거나 미는 성질이 있음을 알 수 있고, 자 석의 성질을 이용하여 놀이 기구를 만들 수 있다.

• 물체의 운동을 위치의 변화로 이해하게 한 후, 여러 가지 방법으로 물체의 빠르기를 비교하는 방법 을 알 수 있다.

학습 목표

내가 만든 3D 자기력 자동차로 자기력 자동차 경주를 진행할 수 있다.

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237 15 씽! 씽! 3D 자기력 자동차

❶ 물체의 빠르기를 비교하는 방법에는 무엇이 있는지 적어 봅시다.

일정한 거리를 가는데 걸린 시간, 일정 시간에 간 거리로 빠르기를 비교한다. 또는 물체가 이동한 거리와 걸린 시간을 측정하여 빠르기를 구한다.

❷ 경기장을 만들고 친구들과 함께 자동차 경주를 해 봅시다.

모둠 이동한 거리

➌ 가장 빠른 자동차의 특징을 분석해 보고, 더 쉽게 더 빨리 움직이려면 어떻게 만들어야 할지 이야

기 해봅시다.

자동차와 경기장의 마찰을 최소한으로 줄이고, 자동차가 쉽게 움직일 수 있도록 바퀴 부분을 동그랗고 부드 럽게 잘 굴러갈 수 있도록 수정한다. 자기력이 더 많이 발생할 수 있도록 자석의 세기를 다르게 조절한다. 등

활동 내가 만든 자동차로 경주하기

활동 자료 ⁴

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자동차 경기장 만들기 활동 모습

참고 자료 ⁴

▲여러 장의 판을 모아서 경기장을 넓게 만든다. ▲ 판 위에 자동차 경주를 하기 위한 도로를 그린다.

▲ 만든 자동차가 도로 밖으로 넘어가지 않도록 울타리를

만들어 준다. ▲ 주변을 꾸며 경기장을 완성한다.

▲ 경기장에 만든 자동차를 올려놓고, 기록을 측정한다. ▲ 기록지에 기록한 후, 2차 3차 시도를 거쳐 수정 보완 한다.

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메모

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과학이 좋아지는 STEAM 240

투명 구슬의 비밀을 풀어라!

16

초등학교 6학년 / 산과 염기 과목 : 과학, 미술

본 프로그램은 학생들이 알갱이 형태의 지시약을 직접 만들어 보고, 그 알갱이를 활용하여 캐리커처 디자인을 해 봄으로써 캐리커처 시각 디자인을 학습하고 자기 표현력을 기르도록 하 였다. 또한 산과 염기에 대한 이해를 높이고 지시약의 효과를 체험해 볼 수 있도록 제작되었다.

주제 및 제작 의도

알갱이 지시약의 특징을 알고, 이를 이용하여 나의 캐리커처를 만들 수 있다.

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16 투명 구슬의 비밀을 풀어라! 241

학습 목표 내용 목표

• 알갱이 지시약을 만드는 방법을 이해할 수 있다.

• 지시약을 이용하여 산성과 염기성을 구분할 수 있다.

• 나만의 캐리커처를 디자인하고, 자신의 모습과 개성을 소중히 여기는 마음을 가진다.

과정 목표

STEAM 과목 요소

지시약을 이용해 산과 염기 구분하기 알갱이 지시약의 활용 방법 알기 나만의 캐리커처 만들기

STEAM 단계 요소

나만의 캐리커처를 어떤 형태로 만들 수 있을까?

상황 제시

Step1

• 알갱이 지시약 만들기

• 나만의 캐리커처를 만들고 알갱이 지시약으로 모자이크하기

• 여러 가지 용액을 떨어뜨려 원하는 색으로 캐리커처 채색하기

창의적 설계

Step2

• 자신의 모습과 개성에 대해 스스로 성찰해 보기

• 자신을 아끼고 사랑하는 마음을 갖기

• 지시약 알갱이를 만들고 캐리커처를 제작하는 과정에서 성취감 느껴보기

감성적 체험 (성공의 경험 등)

Step3

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차시별 계획 총괄표

^과목_단원

^{과학, 미술}

과학(산과 염기), 미술(디자인과 생활)

1차시

소주제 나의 캐리커처 만들기 캐리커처의 표현 방법 살펴보기

내 캐리커처만 보고 나를 떠올리게 할 수 있을까?

- 나를 표현하는 캐리커처를 그릴 때 반드시 강조하고 싶은 부분은 어느 부분인가?

tip 유명인 캐리커처를 보고 누구인지 연상할 수 있는 이유를 생각해 보고 인물의 개성을 표현하는 방법인 캐리커 처에 대해 살펴보도록 한다.

나만의 개성이 듬뿍 들어간 캐리커처 만들기

나의 개성과 특징을 생각나는 대로 적고, 캐리커처로 표현하고 싶은 나만의 개성을 찾는다.

나의 개성을 담은 캐리커쳐를 그리고, 모자이크할 부분을 남겨두고 색칠하여 꾸민다.

나의 캐리커처를 친구들에게 소개한다.

- 개성과 장점이 어떻게 담겼는지 친구들의 칭찬을 듣고 지구에 단 하나 뿐인 소중한 존재인 나의 가치를 확 인한다.

2차시

소주제 알갱이 지시약 만들기

용액의 종류에 따라 색깔이 변하는 실험을 해 본 적이 있는가?

- 용액의 종류에 따라 색깔이 변하는 투명한 구슬의 정체는 무엇일까?

tip 학생들이 컵에 담긴 투명한 구슬이 산과 염기에서 배웠던 지시약의 다른 형태임을 발견할 수 있도록 질문을 유도 함으로써 투명한 구슬을 만들고 싶은 자연스러운 상황을 제시해 주도록 한다.

알긴산 나트륨과 염화 칼슘으로 알갱이 지시약 만들기 양배추 지시약과 알긴산 나트륨으로 알갱이 지시약을 만든다.

내가 만든 양배추 알갱이 지시약을 이용해 산과 염기 용액을 분류한다.

- 알갱이 지시약을 사용할 때 액체 지시약에 비해 좋은 점이 무엇인지 알아본다.

알갱이 지시약의 활용 방법 알기

수업을 통해 투명 구슬의 비밀을 밝혀냄으로써 성공의 경험을 가져본다.

3~4 차시

소주제 개성 빵빵 캐리커처에 색 입히기 캐리커처에 나만의 개성을 살린 색 입히기

어떤 색깔로 채색하면 내 캐리커처를 돋보이게 할 수 있을까?

- 캐리커처에 알갱이 지시약을 이용해 색을 입힐 수는 없을까?

- 알갱이 지시약으로 원하는 색을 내기 위해서는 어떤 방법을 사용해야 할까?

tip 캐리커처에 색을 입힐 때 모자이크한 알갱이가 지시약의 성질을 가지고 있다는 점에 착안하여 작업할 수 있도록 하고, 원하는 색을 얻기 위해 산성, 염기성 용액의 농도 조절이 필요함을 학생들 스스로 찾아갈 수 있도록 한다.

용액에 따른 알갱이 지시약의 색상 변화 관찰하기

용액(묽은 염산, 식초, 비눗물, 수산화 나트륨 용액, 증류수 등)에 따른 알갱이 지시약의 색상 변화를 관찰한다.

알갱이 지시약을 이용해 캐리커처 채색하기 친구들의 캐리커처 채색 작품 감상하기

캐리커처에 어울리는 색을 선택해 붙인다.

13 의 달인 생활장식품

생활 장식품의 달인

13

사람들이 제품이나 서비스를 선택할 때 디자인을 중시하는 경 향이 점점 짙어지고 있다. 같은 값이라면 보기에 좋은 것을 고 르기 마련이다.

본 주제는 나만의 것+디자인이 결합된 것으로 소형 생활 장식 품을 스스로 만들어 보고자 한다. 학생 스스로가 디자이너가 되어 다양한 생활 장면에서 활용할 수 있는 디자인을 하며 창 의성을 신장시키도록 한다.

이 프로그램을 통해 학생들은 공간을 새롭게 장식할 수 있는 나만의 제품을 디자인하고 실제 만들어 봄으로써 창의성과 융

주제 및 제작 의도

학습 목표 내용 목표

과정 목표

STEAM 과목 요소

STEAM 단계 요소

상황 제시

창의적 설계

감성적 체험 (성공의 경험 등)

합적 사고력을 키울 수 있다. 또한 ICT를 활용하여 제품을 디자인해 보고, 3D 프린터를 이용하여 실제 로 제품을 제작하여 공간을 디자인해 보는 과정을

통해 공간 디자인에 관심을 가지고 나아가 실내 장

식품 디자이너의 직업 세계를 탐구해 보는 기회를

가져보도록 한다.

차시별 계획 총괄표

수학, 미술, 실과

교육 과정

평가 계획

학습 과정 교수 · 학습 활동 준비물

도입 (10분)

학습 활동 (60분)

마무리 (10분)

지도상의 유의점

차시(단계)별 교수 학습 과정 1~2차시

민속 공예품의 문양 속에서 규칙적인 도형의 특징 찾기

과목

수업 차시

단원

교육 과정

학습 목표

1~2차시

민속 공예품의 문양 속에서 규칙적인 도형의 특징 찾기

서 그어 봅시다.

활동 민속 공예품 박물관 둘러보기

활동 자료 1

학습 과정 교수 · 학습 활동 준비물

도입 (10분)

학습 활동 (80분)

차시(단계)별 교수 학습 과정 3~5차시

생활 장식품 디자이너 되어 보기

과목

수업 차시

단원

교육 과정

학습 목표

학습 과정 교수 · 학습 활동 준비물

마무리 (30분)

지도상의 유의점

3~5차시

생활 장식품 디자이너 되어 보기

활동1 나만의 생활 장식품 평면 디자인하기

활동 자료 3

활동2 내가 만든 생활 장식품 전시회하기

생활 장식품 전시장을 구상하여 재료와 작품 배치, 이동 경로 등을 그려 봅시다.

활동3 생활 장식품 디자이너 직업 조사하기

메모

무한 스피드 레이싱 로봇 F1

14

주제 및 제작 의도

학습 목표 내용 목표

과정 목표

STEAM 과목 요소

STEAM 단계 요소

상황 제시

창의적 설계

감성적 체험 (성공의 경험 등)

차시별 계획 총괄표

과학, 실과, 미술

교육 과정

평가 계획

학습 과정 교수 · 학습 활동 준비물

도입 (10분)

학습 활동 (90분)

차시(단계)별 교수 학습 과정 1~3차시

무한 스피드 레이싱 로봇 F1 만들기

과목

활동 자료 ¹

활동 자료 ³

활동 자료 ¹

활동 자료 ⁴

^{과학, 미술}