Introduction
현대 사회는 지식기반사회에서 하이테크의 시대, 융합의 시대로의 변화에 성공적 으로 대처할 수 있는 창의적 융합인재를 요구하고 있습니다. 이에 창의성과 인성 을 바탕으로 융합적 사고가 가능한 ‘융합인재교육(STEAM: Science, Technology, Engineering, Arts, Mathematics)’의 활성화를 위한 이론적 토대 마련 및 실천적 적용에 대한 연구가 각계에서 활발히 이루어지고 있습니다. 융합인재교육은 ‘과학 기술에 대한 흥미와 이해를 높이고, 과학기술 기반의 융합적 사고와 문제해결능력 을 배양하는 교육’으로 과학기술 관련교과에 대한 관심을 불러일으키고 창의성과 예술적 감수성을 동시에 길러줄 수 있는 교육 방안으로서 그 역할이 기대되고 있 습니다. 본 교재는 융합인재교육에서의 예술교육의 역할과 기능 제고를 위해 예술 중심 융합교육 프로그램으로서 기존의 융합교육프로그램이 갖는 지식중심, 교육재료 준비 등의 어려움을 극복하고 학생들의 흥미를 유발하여 쉽게 참여할 수 있는 다양한 창작활동을 보완한 융합프로그램을 개발하고자 하였습니다. 즉, 학생들의 눈높이에 맞는 적시 교육(just-in-time learning)을 실현하는 예술중심 융합교육프로그램으로 학생들이 과학기술에 대한 흥미와 재미를 느끼고 융합적 사고와 문제해결력을 배 양할 수 있도록 하였습니다.
본 프로그램은 초등학교 3-4학년부터 고등학교까지 총 8개의 프로그램(총32차 시)으로 구성되어 있으며, 대주제 ‘미술로 이해하는 자연의 원리’를 중심으로 학교 급별 관련된 교과와 연계하여 수업할 수 있도록 하였습니다(<그림 1> 참고).
<그림 2> 프로그램 개요
초등학교 프로그램인 ‘자연으로 그리기’는 물, 불, 바람, 식물 등 자연의 기본 구성 요소를 직접 체험하고 특성을 이해하여 이를 활용한 예술작품을 제작하도록 하였 고, 중학교 프로그램 ‘자연의 성질 표현하기’는 자연의 현상을 관찰하고 탐구하여 이를 창의적으로 표현이 가능하도록 하였습니다. 마지막으로 고등학교는 자연의 원 리를 이해하고, 이를 생활 속에서 다양하게 활용할 수 있도록 하였습니다.
각 프로그램은 한국과학창의재단에서 제시한 융합인재교육의 활동 준거(<그림 2>참고)에 따라 상황제시, 창의적 설계, 감성적 체험이 이루어질 수 있도록 단계 에 맞춰 구성되었습니다.
<그림2> 융합인재교육(STEAM) 학습준거틀
본 프로그램을 통해 과학기술에 대한 관심과 흥미를 높임과 동시에 다양한 예 술창작 경험을 통해서 예술적 감성을 함양하고 창의적 사고와 문제해결능력을 배 양할 수 있는 기회가 되기를 바랍니다. 프로그램을 운영하시는 선생님들께서는 학 생들이 자기주도적으로 문제를 해결하기 위해 적극적으로 학습에 참여할 수 있도 록 지도해주시길 부탁드립니다.
중학교 3학년
STEAM ① 환경데이터로 만드는 입체조형
Nathalie Miebach, Sun Gnomon for Stormy Night, 2008
1. 주제 개요
현재 환경위기에 대한 인식이 그 어느 때보다 높아지고 있다. 특히, 환경오염으로 인한 기후 변화는 거대한 자연재해를 불러일으키기도 한다. 특히, 지구온난화는 이러한 기후변화를 일으키 는 주요 원인으로 알려져 있으며, 이로 인해 다양한 환경적 변화가 일어난다. 본 프로그램에서 는 지구온난화의 개념과 원리를 이해하고 각국의 지구온난화의 정도와 심각성을 환경 데이터를 통해 파악한 후, 다양한 재료와 표현 방법으로 예술적 측면을 강조한 입체조형을 제작하고자 한 다. 이를 위해 우선, 1차시에는 지구온난화의 과학적 개념과 원리를 알아보고, 지구온난화 현상 을 이해하고, 2차시에는 지구온난화 환경 문제의 심각성을 사회 문제로 인식하고, 이를 해결하 기 위한 세계 각국의 노력에 대하여 알아본다. 3차시에는 이러한 현상을 나타내는 환경 데이터 인 이산화탄소 농도, 숲 비율, 온실기체를 시대별, 나라별로 분석해본다. 입체조형물 구상을 위 한 계획을 세우는 시간으로서 데이터를 시각적으로 표현하는 방법을 탐색해보고 수학적 규칙을
만들어본다. 4차시에는 입체지도 제작을 위한 차시로서 모둠별로 다양한 재료를 사용하여 지구 온난화와 관련된 데이터를 분석하고, 이를 반영한 입체조형을 만들어본다. 5차시에는 완성된 입 체조형에 대하여 이야기를 나누고, 지구온난화를 예방하는 방안에 대하여 토론한다.
차시 흐름 주제 주요 활동
1
상황제시
지구온난화 현상 과학적 원리로
이해하기
Ÿ 지구온난화현상이 일어나는 원인 알기
Ÿ 이산화탄소 농도와 지구온난화현상의 관계 알기
2
지구온난화로 인한 사회(환경)문제
인식하기
Ÿ 지구온난화로 인한 환경 문제 알아보기 Ÿ 지구온난화를 예방하기 위한 사회적 노력에
대하여 알아보기
3
창의적 설계
정보를 표현하는 다양한 방법
탐색하기
Ÿ 시대별, 나라별 이산화탄소 농도 데이터 분 석하기
Ÿ 정보를 표현한 미술 작품 감상하기
Ÿ 정보를 시각적으로 표현하는 방법 탐색하기
4 환경 데이터를
입체로 표현하기
Ÿ 환경데이터 분석하기
Ÿ 환경데이터를 반영한 입체조형물 제작하기
5 감성적 체험
지구온난화현상 예방하는 방법
알기
Ÿ 작품 감상하기
Ÿ 온난화를 예방하기 위한 방법 알아보기 프로그램 차시 구성
2. 학습 목표
○ 내용 목표
- 지구온난화의 원인을 설명할 수 있다.
- 지구온난화로 인한 환경 문제의 심각성을 안다.
- 나라별, 시대별 지구온난화 관련 환경데이터를 분석할 수 있다.
- 지구온난화현상을 해결하기 위한 방법을 이야기 할 수 있다.
- 프로젝트 수행과정에서 결과물 작성을 위해 모둠 내에서 협력적으로 문제해결을 경험한다.
3. STEAM 과목 요소
○ S (지구과학) : 지구온난화의 원인 및 지역별 시대별 지구온난화 차이 분석 ○ A (미술)： 정보를 시각화하여 표현하기
○ A (사회)： 지구온난화로 인한 사회적, 환경적 문제 인식하기
지구온난화를 해결하기 위한 사회적 노력에 대하여 알아보기 ○ M (수학) : 수학적 규칙을 만들기
4. STEAM 단계 요소
○ 상황제시
<1~2차시>
호재는 지난 주말 워터월드란 영화를 보았다. 워터월드는 먼 미래 지구의 극지대 빙산들 이 녹아서 지구 전체가 물로 휩싸여 인류의 문명이 수중에 가라앉게 된 상황에서 펼쳐지 는 이야기이다. 호재는 영화를 본 후, 지구온난화에 대한 관심을 가지게 되었고, 미술시 간에 이에 대한 정보를 반영한 예술작품을 제작하고 싶다는 생각이 들었다. 좋은 방법이 없을까?
○ 창의적 설계
<3~4차시> 지구온난화 현상을 한 눈에 알아보기 쉽게 표현하는 방법 찾아보기 정보를 나타낸 예술작품을 감상해본다.
정보를 나타내는 다양한 표현 방법 및 재료를 찾아 감상한다.
지구온난화현상의 원인과 심각성을 깨닫고, 이를 창의적이고 효과적으로 표현하는 방법을 고안한다.
○ 감성적 체험
<5차시> 지구온난화현상을 막기 위해 우리가 실천할 수 있는 일들 찾아보기
지구온난화현상에 대한 관심을 가지고, 이를 해결하기 위한 실천의지를 강화한다.
과목 과학, 사회, 미술 총차시 5
단원
과학 4. 대기 성질과 일기변화 _ 3) 복사평형과 온실효과
사회 3. 지역에 따른 환경 문제_ 2) 국가적, 지구적 차원의 환경 문제 미술 4. 재료와 표현_입체로 표현하기
교육과정
◎ 과학 : 2009개정교육과정_중학교_(10) 기권과 우리 생활
○ 탄소의 순환 과정을 알고, 탄소 순환을 지구 온난화와 관련지어 이해한다.
◎ 사회 : 2009개정교육과정_중학교_(12) 환경 문제와 지속 가능한 환경
○ 전 지구적인 차원에서 발생하는 환경 문제(예, 지구 온난화 등)의 원인을 알고, 지속 가능성 의 측면에서 이를 해결하기 위한 개인적·국제적·국가적 노력을 조사할 수 있다.
◎ 미술 : 2009개정교육과정_중학교
○ 표현 방법의 확장을 통해 주제의 특징, 의도, 목적을 창의적으로 표현한다.
학습목표
1-1. 지구온난화현상의 원인 및 심각성을 설명할 수 있다.
1-2. 시대별, 나라별 이산화탄소의 농도 및 지구온난화 관련 환경 데이터를 분석할 수 있다.
2-1. 환경데이터(이산화탄소 농도)를 창의적인 방법으로 표현할 수 있다.
3-1. 지구온난화현상에 대하여 관심을 가지고 대책 방안에 대하여 이야기 할 수 있다.
흐름 문제제시 & 제작활동 학습자료(‣) 및 유의점(※)
<상황 제시>
지구온난화 관련 영화감상하기
(10분) (1/5차시)
지구온난화란 무엇인가?
(15분) (1/5차시)
영화 ‘워터월드(Water World)’ 일부 장면 감상하기 호재는 지난 주말 워터월드란 영화를 보았다. 워 터월드는 먼 미래 지구의 극지대 빙산들이 녹아서 지구 전체가 물로 휩싸여 인류의 문명이 수중에 가라앉게 된 상황에서 펼쳐지는 이야기이다. 호재 는 영화를 본 후, 지구온난화에 대한 관심을 가지 게 되었고, 미술시간에 이에 대한 정보를 반영한 예술작품을 제작하고 싶다는 생각이 들었다. 좋은 방법이 없을까?
지구온난화에 대한 광고(뉴스)를 듣고 이야기나누기 - 가라앉고 있는 섬
- ‘사라져 가고 있는 제주 한라산의 돌매화’ 이야기 - 열섬현상
- 호주 가뭄으로 인해 식료품 가격이 500%인상
지구온난화란 무엇인가?
- 지구온난화는 지구 표면의 평균온도가 상승하는
▶지구온난화 관련 동영상
<명쾌한 씨와 함께한 기후변화 이야기>
http://www.youtube.com/watch?v=RRJ X3SP7dMM
<지구온난화로 인한 기후변화와 기후시대>
http://youtube.com/watch?v=Shf0hAA MANM
<지식채널 e 지구온난화로 멸종 위기에 처한 북극곰 이야기>
http://www.youtube.com/watch?v=VS1 vxAJLO_I
▶PPT 1-3
5. 지도안 총괄표
지구온난화의 원인 이해하기
(10분) (1/5차시)
현상이다. 땅이나 물에 있는 생태계가 변화하거나 해수면이 올라가서 해안선이 달라지는 등 기온이 올라감에 따라 발생하는 문제를 포함한다.
- 연평균 온도가 점점 높아지는 이유는 무엇일까?
- 우선, 그동안 지구의 연평균 온도가 일정하게 유지 되었던 이유를 알아보자.
※ 복사 평형의 원리
흡수하는 에너지의 양과 방출하는 에너지의 양이 같아서 온도 변화가 생기지 않는 상태를 복사 평 형이라고 한다.
- 지구의 기온이 일정하게 유지되는 이유:
지구는 입사하는 태양 복사 에너지의 약 70%를 흡수하고, 흡수한 만큼을 지구 복사 에너지를 내보 낸다. 이처럼 지구는 복사 평형 상태이므로 연평균 기온이 일정하게 유지되는 것이다.
달도 태양 복사 에너지를 받는데 지구보다 온도가 낮은 이유는 무엇일까?
: 지구의 평균 온도가 달보다 높은 것은 지구에 대기 가 있기 때문이다. 대기 중의 수증기나 이산화탄소 등 은 태양복사에너지를 대부분 통과시키지만 지표면에 서 나오는 지구 복사 에너지를 대부분 흡수한다. 대기 가 흡수한 지구 복사에너지의 일부는 다시 지표로 방 출되어 지표면 온도를 더 높인다.
이와 같이 대기가 지표면의 지구 복사 에너지를 흡수하여 지구의 평균 온도를 높이는 효과를 온실효 과라고 한다. 온실효과 덕분에 지구는 생명체가 살아 가기에 적당한 행성이 되었다.
지구온난화는 왜 일어나는가?
: 화석연료의 증가, 산림의 훼손 등으로 대기 중의 이 산화탄소 농도가 증가하면서 지구 온난화가 가속화되 고 있다.
※ 온실효과 자체가 문제가 되는 것이 아니라, 평형이 깨짐에 따라 서 이상 기후 현상이 일어남을 알 수 있도록 한다.
▶PPT 4-5
지구를 식히는 방법 (10분) (1/5차시)
농도는 산업화 이전의 280ppm에서 2005년 기준 379ppm으로 30% 증가했습니다. 더불어 1960 년~2005년 평균 이산화탄소 농도 증가율은 연간 1.4ppm으로 나타나고 있습니다.
: 쓰레기의 증가도 기후변화의 원인입니다. 쓰레기 를 분해하는 과정에서 이산화탄소보다 톤당 온실 효과가 더 강력한 온실가스인 메탄이 다량 발생 하는 것이 주요한 원인이기도 합니다.
: 산림의 무분별한 벌목도 기후변화의 큰 원인입니 다. '지구의 허파'라고 할 수 있는 아마존 산림의 무분별한 벌목 등으로 산림이 크게 줄어들고 있 습니다. 산림이 감소하면 온실가스를 흡수하는 자 연의 능력도 따라서 줄어들기 때문입니다.
지구를 식히는 창의적인 방법에 대하여 생각해보 자. 먼저 과학자들이 생각한 방법을 알아볼까?
Ÿ 물속의 철 성분은 식물플랑크톤의 광합성을 촉진하 는 역할을 한다. 따라서 바다에 철을 뿌려주면 식 물플랑크톤의 광합성이 활발해지므로 대기 중의 이 산화탄소의 양을 줄일 수 있다.
Ÿ 지구 상공에 실리콘 거울을 설치하면 지구를 식힐 수 있다. 거울은 태양 복사 에너지를 반사하여 지 구로 들어오는 양을 줄여주므로 지구의 기온을 낮 출 수 있다.
- ‘대기 중의 이산화탄소 농도를 낮추는 방법’과 ‘지구 로 들어오는 태양 복사에너지의 양을 줄이는 방법’
을 생각해보자.
<상황제시>
지구온난화로 인한 사회적
·환경적 문제 이해 (2/5차시)
(15분)
, 지구온난화현상은 언제부터 일어났을까?
: 18세기 산업 혁명 이후의 대량 생산과 대량소비로 인한 산업 폐기물과 오염 물질, 쓰레기가 대량 배출되 었다.
런던 스모그: 산업 혁명의 발생지인 영국에서는 매연 과 안개가 결합한 스모그로 말미암아 많은 인명 피해 가 발생하였다.
※ 스모그(smog)는 영어의 smoke(연기)와 fog(안개)의 합성어로, 도시나 공장 지대의 오염 물질들이 안개와 결합하여 기체 상태로 대기 중에 퍼져 있는 현상을 말한다.
온난화 현상이 처음 보고된 때는?
-1972년 로마클럽 보고서에서 처음으로 온난화 현상 을 지적하였고, 1985년 세계기상기구와 국제연합환 경계획이 이산화탄소가 온난화의 주범임을 공식 선 언하였다.
지구온난화로 인한 피해에는 어떤 것들이 있는가?
▶PPT 6-9
지구온난화를 해결하기 위한
국제적 노력 (2/5차시)
(10분)
환경데이터 분석하기
(20분) (2/5차시)
토론의 안건 예시
2100년 지구온도가 최소 3.7~4.8℃ 상승하게 될 것이라고 경고했다. 폭염과 한파, 유례없는 태풍과 기상이변, 북극의 해빙, 해수면 상승, 생태계 파괴 등 기후변화로 인한 전 지구적 위협이 가속화 되고 - 해수면 상승
- 동식물 서식지 변화 - 이상기후현상 발생 - 가옥붕괴
- 사막화, 자연재해 증가 등
우리나라의 지구 온난화 실태 및 피해상황에 대해 알아보자.
- 우리나라도 지구온난화로 인한 이상기후현상이 자 주 목격되고 있다. 본래 우리나라는 온대와 냉대가 적절하게 혼합되어 있는 사계절이 뚜렷한 기후였으 나, 최근 온난화로 인해 우리나라 평균기온이 높아 져서 아열대 기후로 변하였다. 아열대 기후화 때문 에 스콜성 강수가 일어난다. 스콜성 강수는 하루는 폭우가 쏟아지고, 하루는 햇볕이 쨍쨍한 징검다리식 으로 발생하는 폭우를 말한다.
환경문제에 대한 해결은 지구에서 살고 있는 모든 인류가 함께 풀어야할 과제이다. 이에 1970년대에 들 어서면서부터 이를 해결하기 위한 움직임이 일어나기 시작했다.
-1972년 유엔 인간 환경 회의 -1975년 런던협약
-1992년 유엔 환경 개발 회의
-[대표적인 환경협약] 몬트리올 의정서, 바젤협약, 교 토의정서, 사막화방지협약 등
지구온난화와 관련된 환경데이터를 알아보자.
- 이산화탄소 나라별 배출량 순위와 데이터
: 이산화탄소의 농도가 높은 시대와 나라(지역)를 찾 아 데이터 분석하기
: 이산화탄소가 많은 나라는 어디인가?
: 이산화탄소 농도가 갑자기 높아진 시기는 언제인가?
환경 데이터를 바탕으로 토론하기 1. 분석할 데이터를 정한다.
2. 데이터에 따른 각 모둠별 토론 주제를 정한다.
3. 데이터들을 전반적으로 보고 가정하고 토론한다.
▶환경데이터 - 이산화탄소 농도 http://cdiac.ornl.gov/
- 숲의 손실
http://earthenginepartners.appspot.c om/science-2013-global-forest - 가뭄 정도 데이터
http://sac.csic.es/spei/map/maps.html
▶ 데이터 표 목록
· 나라별, 년도별 인구
· 년도별 오존홀의 변화
· 나라별, 연도별 나라 총면적의 숲의 면적 %
· 나라별, 년도별 GPD
· 나라별, 년도별 자동차 수
· 나라별, 년도별 전체 에너지 사 용에서의 화석연료를 에너지로 소비하는 %
· 나라별, 년도별 CO2 배출 양
· 나라별, 년도별 온실가스인 HFC, PFC and SF6 배출양
· 나라별 100명당 자동차 운행하
그러나 각국 정부는 온실가스 감축 목표량에 대한 입장을 밝히지 않은 채 서로의 눈치만을 보고 있는 상황. 온실가스 배출의 역사적 책임이 있는 선진국 들에 감축 의무를 부과했던 교토의정서(Kyoto Protocol)는 본래 2012년 종료될 예정이었으나 2011년 남아공 더반에서 열린 회의를 통해 2020년 까지 연장되었다.
·주제: 온실효과와 환경오염은 선진국과 개발도상 국 누구의 책임인가?
·데이터: 나라별 연도별, CO2배출량 데이터, GDP 순위 데이터
·선진국과 개발도상국 나라별 연도별, CO2배출량 데이터를 국가별 1인당 GDP 순위 데이터와 비교 해서 토론하기
토론의 안건 예시2)
http://www.nocutnews.co.kr/news/4321964 "현대차, 친환경기술 개발 안하면 문제 생길 것＂의 기사에서의 자동차와 이산화탄소와의 관계 살펴보자.
·주제: 운행되어지는 자동차 수와 이산화탄소 배출량은 관계가 있을까? 온실효과에 대한 책 임을 부담해야하는가?
·데이터: 나라별 100명당 자동차 운행하는 수 나라별, 년도별 CO2 배출 양
※ 토론거리
1. 인구와 이산화탄소 배출량은 어떤 관계 인가?
2. 또 다른 온실효과 가스인 HFC, PFC와 SF6의 변화 와 이산화탄소 배출량의 변화를 살펴본 뒤, 오존홀의 면적과의 어떤 관계일까?
<창의적 설계>
정보를 나타내는 미술
(3/5차시) (10분)
이번 시간에는 과학과 사회시간에 배운 지구온 난화 관련 환경데이터를 가지고, 예술작품을 만들려고 한다. 어떻게 하면 좋을까?
정보를 나타내는 미술 감상하기
- 정보를 표현하는 재료와 방법에 대하여 이야기하기 - 인포그래픽스은 수많은 데이터를 한 장의 그림으로 요약한 것을 말한다.
▶PPT 10-14
환경데이터를 시각화 계획하기 (3/4차시) (15분)
- 데이터 아트는 데이터로 작품을 만들지만, 인포그래 픽스와 달리 정보 전달보다는 창의적인 방법으로 데 이터를 표현하는데 의의를 둔다.
[참고작품1: eCloud Project] 세계 각국의 날씨 데이 터에 의해 구름 타일의 투명한 정도가 변화한다.
[참고작품2: The living] 서울시의 대기오염도에 따라 불빛이 변화한다.
[참고작품3: Tele-Present Installation:해수 표현의 높 이 변화에 반응하여 조형물의 형태가 변화한다.
데이터를 표현하는 다양한 방법에 대하여 생각해 보자.
- 개체의 색과 배열 간격을 달리하기 - 면적 또는 부피를 활용하기
- 데이터를 이진법수로 바꾸어 세로로 배열하기 - 색과 위치를 활용하여 데이터 표현하기 - 숫자 배열을 통해서 데이터 표현하기 - 핀을 꽂아서 표현하기
- 주사위의 수와 색을 활용하기 - 막대의 길이를 활용하기
어떤 데이터를 활용하면 좋을지 모둠별로 결정해 서 데이터 분석하기
- 나라별 데이터를 분석하고, 몇 개의 나라를 선택할 것인지 정한다.
- 데이터를 어떻게 표현할 것인지 정한다.
: 수치를 그대로 표현할 것인가?
: 등급화하여 표현할 것인가?
: 수치를 암호화하여 표현할 것인가?
- 표현 방법 및 재료를 결정한다.
환경데이터를 시각화하기 (4~5/5차시)
(75분)
환경데이터를 시각적으로(점·선·면)으로 표현하기 - 예시와 간접체험을 통해 점,선,면으로 입체적인 표 현을 통해 데이터를 시각화 하는 방법을 모색한다.
수집한 정보를 표현하기 위한 재료를 정한다.
정보를 잘 표현 할 수 있도록 수치에 따라 재료의 크
▶PPT 15-19
자릿수에 따라 빨대기둥의 색을 달리 하고, 각 자릿수에 해당하는 수만큼 빨간 빨대 조각을 끼워서 데이터 수 치를 표현한다.
1~9까지 숫자를 빨간색~보라 색(빨강(1), 주황 (2), 노란 (3), 황토(4), 연두 (5), 초록 (6), 하 늘 (7), 파란 (8), 보라색 (9))으 로 표현한다. 0은 흰색 면봉으 로 표현한다.
색은 데이터의 자릿수를 나타내 는 것이고 귀가 달린 핀이 점자 의 검은 점을 표현한 것이다.
점자 표식의 예
- 조별로 환경 데이터를 표현하는 방법을 선택하여 입체조형을 제작하도록 한다.
※ 나라별 데이터를 지도의 형태로 표현할 필요가 없으며, 창의적인 방법으로 구성하도록 지도한다.
<감성적 체험>
입체조형 감상·
토론하기 (10분) (5/5차시)
모둠별로 그린 입체조형을 데이터들의 시대별로 비교해 본 후 지역별로의 특성을 통합적으로 살펴본 다.
지구온난화현상을 해결하기 위해 우리가 할 수 있 는 일에는 무엇이 있을까? 이산화탄소 배출을 줄이기 위해서 우리가 생활 속에서 실천할 수 있는 일 찾아 보기
지구온난화 해결을 위한
실천 강령 만들기
(5분) (5/5차시)
생활 속에서 실천 가능한 실천 강령을 만들어보자.
- 모둠별로 상의하여 작성해보도록 한다.
(예) 환경친화적인 상품 소비 에너지와 자원 절약의 실천
폐기물 재활용 등의 소비 생활 개선
환경 감시 활동 및 정부 환경 정책에 적극적으 로 참여
모둠별로 실천 강령과 실천에 대한 각오를 발표 한다.
평가
영역 평가항목 우수(A) 보통(B) 미흡(C)
정의적 영역
집중과 끈기
과제에 대한 집중력이 좋으며 과제를 끈기 있게 해결함
과제에 대한 집중력은 있 으나 끈기가 부족함
과제에 대한 집중력과 끈기 가 부족함
호기심과 자신감
새로운 내용을 배우고 싶 어 하며 융합적 과제를 해결할 때 어려워하지 않 고 적극적으로 참여함
새로운 내용에 대해 약간 의 흥미가 있으며 융합적 과제를 해결할 때 어려워 하지만 참여함
새로운 내용에 대해 흥미가 거의 없으며 융합적 과제를 해결할 때 어려워하고 참여하 지 않음
창의·
융합 영역
창의성
문제를 해결하는 과정에 서 유창성, 융통성, 독창 성, 정교성이 두드러지게 나타남
문제를 해결하는 과정에서 유창성, 융통성, 독창성, 정 교성이 가끔씩 나타남
문제를 해결하는 과정에서 유 창성, 융통성, 독창성, 정교성 이 거의 나타나지 않음
문제해결 과정
환경데이터를 분석하고, 이의 특징을 반영하여 창 의적으로 입체지도를 제 작함.
환경데이터를 분석하고, 특 징을 파악할 수 있으나, 입 체지도 제작에 한계가 있 음
환경데이터 분석과 특징 파악 에 어려움이 있으며, 입체제 작에 어려움이 있음.
산출물 도출
제작한 입체조형에 과학, 수학과 예술의 융합적 사 고가 잘 나타남
제작한 입체조형에 융합적 사고가 부분적으로 나타남
제작한 입체조형에 융합적 사 고가 나타나지 못함
인지적 영역
개념의 이해
지구온난화의 과정을 잘 이해하고 이를 반영한 환 경데이터를 논리적으로 분석할 수 있음.
지구온난화의 과정을 잘 이해하나, 이를 반영하여 데이터를 분석하는 데에는 한계가 있음.
지구온난화에 대한 이해가 부 족하며, 이와 관련된 환경데 이터를 분석하지 못 함.
총평
6. 평가 계획
▢ 수행․관찰 평가 계획
▢ 평가기록지
평가 영역 이름
정의적 영역 창의·융합 영역 인지적 영역
총평 집중과 끈기 호기심과
자신감 창의성 문제해결
과정
산출물
도출 개념의 이해
▢ 학생 자기 평가 계획
평가영역 평가기준 평 가
상 중 하
인지적 영역
지구온난화의 개념을 이해하였는가?
지구온난화의 원리를 이해하고, 관련 환경 데이터를 분석할 수 있는가?
지구온난화를 예방하기 위한 방법을 말할 수 있는가?
창의·융합 영역
환경데이터를 다양한 관점에서 분석하였는가?
입체조형을 분석하는데 다양한 학문적 지식이 활용되었는가?
입체조형을 제작하는 방법이 창의적인가?
정의적 영역
합리적으로 역할분담을 하였으며 각자 자신의 역할에 최선을 다 했는가?
모둠원들이 적극적으로 참여하였으며 잘 협력하였는가?
환경문제(지구온난화)에 대한 관심이 높아졌는가?
▢ 학생 동료 평가 계획
1 모둠 활동에 가장 적극적으로 참여한 친구는 누구인가?
2 가장 협동이 잘 된 모둠은 어느 모둠인가?
3 입체조형을 가장 창의적으로 제작한 모둠은? 그렇게 생각한 이유는?
4 정보를 가장 정확하게 전달하고 있는 입체조형은 어느 것인가?
7. 학습 내용
1차시 1차시
지구온난화란 무엇인 가?
- 지구온난화는 지구 표면의 평균온도가 상 승하는 현상이다. 땅이 나 물에 있는 생태계가 변화하거나 해수면이 올라가서 해안선이 달 라지는 등 기온이 올라 감에 따라 발생하는 문 제를 포함한다.
- 연평균 온도가 점점 높아지는 이유는 무엇일 까?
- 우선, 그동안 지구의 연평균 온도가 일정하 게 유지되었던 이유를 알아보자.
온난화 현상은 왜 일어날까?
온난화의 원인은 명확하게 규명되지는 않았으나, 온실효과를 일으키는 온실기체가 유력한 원인으로 꼽히고 있 다. 온실기체로는 이산화탄소가 대표적이며, 그 외에도 메탄, 수증기 등이 있으며, 프레온 가스는 한 분자당 온 실효과를 가장 크게 일으키는 것으로 알려져 있다. 이와 같은 온실가스는 인류의 산업화와 함께 그 양은 계속 증가하고 있다. 또 다른 원인으로는 환경오염으로 인해 숲이 파괴되거나 산호초가 줄어듦에 따라 온난화현상이 심해진다는 가설도 있다. 나무나 산호가 줄어들어서 공기 중의 이산화탄소를 자연계가 흡수하지 못해 이산화탄 소가 계속 증가한다는 것이다. 최근에는 지구온난화로 툰드라지대의 영구 동토층이 녹으면서 메테인가스가 발생 하여 지구온난화를 더 가속화시키고 있다고 보고되고 있다. 영구동토층 상부에는 화석연료처럼 탄소를 함유한 상당량의 유기 탄소인 메테인 가스가 포함되어 있기 때문이다. 영구 동토층에는 약1만년전 마지막 빙하기가 끝 날 무렵 매장된 고대 동식물의 시체와 잔해가 묻혀 있는데 지구온난화로 인해 동식물의 시체가 부패하여 탄소 가 이산화탄소나 메테인가스로 지상에 방출되어 지구온난화를 가속화한다는 것이다. 그 양이 방대하여 현재 대 기 중에 포함된 탄소량인 7,300억톤인데 시베리아나 알래스카 등지의 영구동토층에 매장된 탄소의 양은 약 5,000억 톤에 달한다고 한다. 이러한 가설 이외에도 태양 방사선 또는 오존층이 감소하는 것이 영향을 준다는 가설도 있지만, 아직 과학적 합의점이 존재하지는 않은 상태이다.
온실효과와 지구온난화 태양으로부터 방출된 예 너지는 지구에 도달한 후 다시 우주로 방출되 는데 대기권의 온실 가 스층에 의해 우주로 방 출되는 양이 들어오는 양보다 적거나 같으면 지구의 온도가 일정하게 유지된다. 그러나 화석 연료의 사용 등으로 온 실 가스층이 두꺼워지면 지구에서 방출되는 에너 지량이 감소하여 지구의 평균기온이 오르게 된 다. 이러한 현상을 온실 효과라고 부른다.
복사 평형의 원리 흡수하는 에너지의 양과 방출하는 에너지의 양이 같아서 온도 변화가 생 기지 않는 상태를 복사 평형이라고 한다.
달도 태양 복사 에너지를 받는데 지구보다 온도가 낮은 이유는 무엇일까?
지구의 평균 온도가 달보다 높은 것은 지구에 대기가 있기 때문이다. 대기 중의 수증기나 이산화탄소 등은 태양복사에너지를 대부분 통과시키지만 지표면에서 나오는 지구 복사 에너지를 대부분 흡수한 다. 대기가 흡수한 지구 복사에너지의 일부는 다시 지표로 방출되어 지표면 온도를 더 높인다. 이와 같이 대기가 지표면의 지구 복사 에너지를 흡수하여 지구의 평균 온도를 높이는 효과를 온실효과라 고 한다. 온실효과 덕분에 지구는 생명체가 살아가기에 적당한 행성이 되었다.
지구온난화 관련 동영상
Ÿ 명쾌한 씨와 함께한 기후변화 이야기 Ÿ 지구온난화로 인한 기후변화와 기후시대
Ÿ 지식채널 e 지구온난화로 멸종 위기에 처한 북극곰 이야기
지도상의 유의점
다양한 방법을 생각할 수 있도록 최신 신문기사 또는 관련 과학의 원리에 대하여 조사해오도록 지도 한다. 한 가지 정답이 있는 것이 아니라 다양한 방법이 있을 수 있음을 강조한다.
2차시 2차시
지구온난화의 주요 원인
18세기 산업 혁명 이후 의 대량 생산과 대량소 비로 인한 생산 과정에 서 산업 폐기물과 오염 물질, 쓰레기가 대량 배 출되었다.
런던 스모그
산업 혁명의 발생지인 영국에서는 매연과 안개 가 결합한 스모그로 말 미암아 많은 인명 피해 가 발생하였다.
지도상 유의점
Ÿ 스모그 영어의 smoke(연기)와 fog(안개)의 합성어로, 도시나 공장 지대의 오염 물질들이 안개와 결합하여 기체 상태로 대기 중에 퍼져 있는 현상을 말한다.
Ÿ 영국의 산업혁명와 세계 나라의 산업, 경제 성장과 관련지어 설명할 수 있다.
<참고 동영상>
우리나라의 지구온 난화 실태 및 피해 상황
우리나라에서도 지구 온난화로 인해 이상기 후현상이 자주 목격되 고 있다. 우리나라의 기후는 온대와 냉대가 적절하게 혼합되어 있 는 사계절이 뚜렷한 기후였으나, 최근 지구 온난화로 인해 우리나 라의 평균 기온이 높 아져 아열대 기후로 변화해가고 있다. 이러 한 아열대 기후화 때 문에 우리나라에 일어 난 대표적인 현상은 스콜성 강수이다. 스콜 성 강수는 하루는 폭 우가 쏟아지고 하루는 햇볕이 쨍쨍한 징검다 리식 폭우가 발생하는 현상이다.
숲의 손실 가뭄 정도 데이터
북상하는 주요 작물 재배지
기후변화에 따른 지구온난화 영향으로 국내 농산물 재배지가 북상하고 있다. 제주에서만 나던 한라봉은 전북 익산과 충북 충주에서 재배되고, 대구·경북 지역 이 주산지였던 사과는 강원도 양구와 경기도 파주의 특산물이 되기에 이르렀다. 제주에서는 이 같은 변화
영구동토층
지층의 온도가 연중 0℃ 이하인 부분을 말 한다. 지표가 냉각될 수 있도록 한랭한 겨울이 길고, 강설량이 적어 지 열의 방출을 막지 말아 야 하며 대체적으로 연 평균 기온-1~-5℃가 되 어야 영구동토층이 발 달된다. 영구동토층은 대체로 북위 50° 이북 에 분포하는데 빙하지 역보다는 주로 주빙하 지역에 분포한다. 이곳 에 여름이 되면 지표에 서 1.5~6m 정도가 융 해되어 활동층(活動層, active layer)이 나타난 다. 활동층이 형성되면 토양수가 생기는데 활 동층 밑의 영구동토층 이 토양수의 배수를 막 게 되고 따라서 수분이 포화상태에 달하게 된 다.
이상 기후
현재까지 가장 심각한 이상 기후는 지구의 온난화 현상이다. 지구가 온난화되면 강수량이 많아지 고 사막은 더 건조해지며 비가 많이 오는 지역에는 강수량이 더 많아진다. 적도 부근 태평양 바닷물 의 온도가 높아지는 엘니뇨 현상과 온도가 낮아지는 라니냐 현상도 갖가지 이상 기후 현상을 일으 키는 원인이 되었다. 우리나라에 근접한 서태평양상의 수온 변화를 가져오는 라마마 현상도 이상 기 후의 원인이 된다. 라마마 현상은 제트 기류에 영향을 미쳐 폭풍의 진로를 바꾸거나 가뭄을 일으키 는 등의 이상 기후를 가져왔으며, 20~30년 동안 지속될 것이라 예측되고 있다.
[네이버 지식백과] 이상 기후 [異常氣候] (학습용어 개념사전, 2010.8.5, (주)북이십일 아울북)
동영상 자료
지구온난화와 영국의 산업혁명와 세계 나라 의 산업, 경제 성장과 관련지어 설명할 수 있다.
지구 환경 문제를 해결하려는 국제적 노력
환경 문제에 대한 전 지구적 차원의 관심 지구 온난화 문제와 오존층 파괴와 같은 환경 문제는 원인 을 제공하는 국가뿐만 아니라 여러 나라에 피해를 주기 때문에 전 지구적 차원에서 관심을 가지고 해결해야 한다.
유엔 인간 환경 선언
1972년 스웨덴의 스톡홀롬에서 채택되었다.
내용 인간 환경을 위한 선언 행동 계획 등을 채택하고, 환경 문제에 관한 국제 협약을 목적으로 한 국제기구 설립을 건의하였다.
지구 온난화의 해결할 수 있는 방안은 없나?
가장 근본적 해결 방안은 온실가스의 배출량을 줄이는 것이다. 온실가스 배출을 줄이기 위해서는 석탄 석유 등과 같은 화석에너지 사용을 줄이는 에너지 절약, 폐기물 재활용, 환경친화적 상품 사용, 대체에너지 개발 등이 있다. 1992년 6월 유엔환경개발회의(UNCED)에서 기후변화협약(UNFCCC)을 채 택하였고 1997년 12월 교토의정서를 채택하여 2005년 2월에 발효시키는 등 온실가스 배출량을 줄이 고 기후변화에 대처하기 위해 많은 노력을 하고 있다.
선진국과 후진국을 나누는 기준
경 제 력 , ( 국 내 총 생 산 (GDP)), 국민총소득 (GNI)), 복지수준, 시민의 식, 정치등이 있는데 우 선 기준의 거의 명확한 경제력에서는 1인당 국 민 ( 국 내 ) 소 득 ( G N I ) 이 1000$정도 넘으면 개발 도상국으로 인정되고 1 인당 국민(국내)소득이 10000$를 넘어야 선진국 으로 인정됩니다.
1인당 GDP순위 데이 터
지구데이터 표 목록
· 나라별, 년도별 인구수
· 년도별 오존홀의 변화
· 나라별, 연도별 나라 총면적의 숲의 면적 %
· 나라별, 년도별 GPD
· 나라별, 년도별 자동차 수
· 나라별, 년도별 전체 에너지 사용에서의 화석연료를 에너지로 소비하는 %
3차시 3차시
데이터 아트 참고작품
데이터의 시각화 방법
Ÿ 인포그래픽스
인포그래픽스은 수많은 데이터를 한 장의 그림으로 요약한 것을 말한다. 장점: 흥미유발, 정보습득시간 절감, 기억 지속시간 연장, 빠른 확산
Ÿ 데이터 아트
인터넷에서의 정보(information), 일상에서의 비디오 비주얼, 거리에서의 소리 등 일상생활의 데이터 를 활용해 예술로 표현함으로써 새로운 삶의 방식을 대변하는 새로운 예술장르다. 데이터 아트는 데이터로 작품을 만들지만, 인포그래픽스와 달리 정보 전달보다는 데이터를 활용하여 창의적이고 예 술적인 표현을 중요시 한다.
지도상의 유의점
Ÿ 학생들이 데이터를 어떻게 표현하는가에 초점을 맞춰서 작품을 감상하도록 한다.
Ÿ 학생들이 스스로 데이터를 활용한 작품을 찾아보도록 할 수 있다.
Ÿ 인포그래픽스와 달리 데이터 아트는 데이터의 정확한 수치를 읽어내는 것은 중요하지 않다.
지도상의 유의점
Ÿ 데이터를 시각화할 때의 장점에 대하여 생각해보도록 유도한다.
Ÿ 학생들에게 시각화하고 싶은 데이터에 대하여 질문한다.
지도상의 유의점
Ÿ 데이터의 수치를 일정한 규칙에 따라 시각화 하도록 해야 한다.
Ÿ 수치를 있는 그대로 표현할 수도 있고, 일정한 등급 또는 진법을 달리하여 표현할 수도 있다.
데이터를 시각화 하는 방법의 예
Ÿ 막대 종이의 색과 배열 간격을 달리하여 데이터를 시각화 한다.
Ÿ 일상생활에서 흔히 사용하는 재료(쟁반)를 일정한 배열과 다양한 색으로 표현한다.
Ÿ 면적 또는 부피를 활용한다.
Ÿ 데이터를 이진법수로 바꾸어 세로로 배열한다.
Ÿ 색과 위치를 이용해서 데이터 표현한다.
Ÿ
지도상의 유의점
Ÿ 자릿수에 따라 빨대기둥의 색을 달리 하고, 각 자릿수에 해당하는 수만큼 빨간 빨대 조각을 끼워 서 데이터 수치를 표현한다.
Ÿ 나라의 이름은 별도로 적어서 붙이거나, 빨대에 쓰도록 한다.
Ÿ 각 나라별 데이터를 배열 조직하는 방법은 자유롭게 한다.
Ÿ 모든 나라의 데이터를 모두 작성할 필요는 없으며, 일부 나라를 선택하여 제작할 수 있도록 한다.
지도상의 유의점
Ÿ 1970년대의 데이터와 2011년의 데이터를 비교한다.
Ÿ 1970년대의 수치는 노란색으로, 그때와 비교하여 증가한 부분은 붉은 색으로 꽂는다.
Ÿ 나라의 이름을 완성하기 위해 나머지 부분에 다른 색 핀을 꽂는다.
화석연료 사용량 (전체 연료의 %)을 면봉으로 표현하기
나라 나라코드 화석연료사용비율
China CHN 22.6 (2012)
[규칙]
1~9까지 숫자를 빨간색~보라색(빨강(1), 주황 (2), 노란 (3), 황토(4), 연두 (5), 초록 (6), 하늘 (7), 파란 (8), 보라색 (9))으로 표현한다.
앞자리는 진한 색 면봉으로, 뒷자리는 연한 색 면봉으로 표현한다. 0은 흰색 면봉으로 표현한다. 예) 중국은 진한 주황색 면봉과 연한 빨강색 면봉으로 표현 할 수 있다.
준비물: 면봉, 물감, 종이컵, 노끈 만드는 방법
① 빨강, 주황, 노란, 황토, 연두, 초록, 하늘, 파란, 보라색을 각 각의 종이컵에 진하게 물과 섞은 뒤 각 색깔 별로 면봉 20개 정도를 (데이터에 따라 개수는 조정 가능) 담가 진한 색깔 귀 면봉을 만든다.
② 진한 색깔 귀 면봉을 만든 종이컵에 물을 더 타서 연한 색을 만든 뒤 면봉을 담가 연한 색깔 귀 면봉을 만든다.
③ 색깔을 입힌 면봉을 잘 말린 뒤에 데이터에 맞추어 두 개의 면봉을 엇갈리게 노끈으로 묶는다.
나라명 나라코드 CO2배출량 United States USA 17.56
China CHN 6.19 Japan JPN 9.18 Germany DEU 9.11 United Kingdom GBR 7.86 Brazil BRA 1.36 Russian
Federation RUS 12.22 India IND 1.66 Australia AUS 16.93
CO2 배출량을 색종이로 표현하기
색종이 그룹은 한 나라의 CO2 배출량을 표현한다. GDP순서에 따라 색상 과 CO2 배출량의 수치에 따라 색종이 크기와 개수가 다르게 꽂는다.
[규칙의 예] 일본을 표현한 색종이 그룹 :
색종이 색깔은 GDP, 2순위에 맞게 빨강색 다음인 주황색 이다.
1.5~2(CM)크기의 색종이 조각이 9개가 육면체의 윗면에,
1CM정도 크기 1개와 0.8CM의 8개 조각들이 옆면에 꽂혀있다.
준비물: 색종이, 가위, 침핀, 아이소핑크, 자, 칼 만드는 방법
① 색종이를 소수점 이상의 숫자는 1.5~2(CM)정도 소수점 이하의 숫자는 자리 숫자에 따라 1CM~0.5CM의 크기로 잘라 모양을 낸다. (가운데를 중심으로 반으로 색종이 조각을 4등분, 8등분으로 접어 모양 나게 자르면 된다.)
② 침핀으로 아이소 핑크 (한 변의 길이가 3CM인 정육면체)에 꽃는다. 소수점 이상은 윗면에, 소수점 이하는 옆면에 꽂는다.
색깔은 데이터의 자릿수를 구분하는 것이고 귀가 달린 핀이 점자의 검은 점을 표현했다.
나라별 유닛을 다양하게 조립하거나 배열하는 방법을 생각해 봅시다.
환경 데이터 수치를 점자를 이용해 표현하기
4차시 4차시
지구온난화 관련 환경 데이터를 표현하는 다양한 방법 탐색하기 Ÿ 어떤 데이터를 사용하면
좋을까요?
Ÿ 수치를 그대로 사용할까? 아니면 등급으로 표현하거나 암호화 하는 방법은 없을까?
Ÿ 어떤 나라의 자료를 사용할까?
Ÿ 어떤 재료를 사용할까?
<학생 작품의 예>
5차시 5차시
지구온난화를 유발하는 생활 습관
Ÿ 스프레이 사용→ 오존 층 파괴
Ÿ 종이 낭비→ 삼림 자원 파괴
Ÿ 과대 포장지 사용→ 삼 림 자원 파괴
Ÿ 종이컵, 일회용 용기 사용→ 삼림 자원 파괴 Ÿ 전기 낭비→ 석유 소비
에 따른 대기오염 Ÿ 나쁜 운전 습관→ 석유
자원 낭비, 대기 오염 물질 배출
Ÿ 에어컨 사용→ 오존층 파괴, 전기 낭비, 석유 소비에 따른 대기 오염
참고 내용
구분 실천 내용
가정에서 안쓰는 전기 플러기 뽑기, 자전거 타기, 장바구니 사용하기, 냉장고 자주 열지 않기
학교 또는
일터에서 이면지 재활용하기, 머그컵 사용하기 기타 비닐봉지 쓰지 않기, 음식물 남기지 않기
[부록] 17개국의 지구온난화 관련 환경데이타
Data Source CO2emiss
ions Forest area Fossilfuelene rgy
Other greenhouse
gas emissions
Passenger
cars Population, GDP (curr
(metric tons per
capita)
(% of land
area) consumptio n
HFC, PFC and SF6 (thousand
metric
(per 1,000 people)
total
ent Billions US$)
CO2
배출량 숲의 면적 (% of total)
tons of CO2 equivalent)
자동차 수 전체 인구 (curr
Country (나라면적의 %)
화석연료 사용량 전체 연료의
%)
다른 온실가스(HF
C, PFC and SF6)
(천명 당) GDP
Country
Name Code 2010 2012 2012 2010 2011 2013 2013 Australia AUS 16.93 19.19 19 9051 558.7 2313090
0 1,355.66
Brazil BRA 1.36 61.63 61 10621 2003619
25 2,190.22 China CHN 6.19 22.62 22.6 249362 53.5 1357380
000 8,939.33 Germany DEU 9.11 31.77 31.7 26004 530.9 8062178
8 3,593.24 Egypt, Arab
Rep. EGY 2.62 0.07 0.07 3887 8205637
8 272.737 United
Kingdom GBR 7.86 11.96 11.9 14291 453 6409708
5 2,489.67
Ghana GHA 0.37 20.6 20.6 13 2590459
8 45.311 India IND 1.66 23.11 23.1 20937 1252139
596 1,758.22 Japan JPN 9.18 68.56 68.5 70793 454.8 1273386
21 5,007.20 Korea, Rep. KOR 11.48 63.7 63.7 10905 283.9 5021966
9 1,197.51 Kuwait KWT 31.31 0.36 0.3 1451 449.4 3368572 183.785
Lebanon LBN 4.7 13.39 13.3 0 4467390 43.493
Malaysia MYS 7.66 61.7 61.7 1195 340.6 2971696
5 312.413 Pakistan PAK 0.93 2.07 2 1036 15.9 1821425
94 236.518 Russian
Federation RUS 12.22 49.41 49.4 57079 1434998
61 2,117.83 Saudi Arabia SAU 17.03 0.45 0.45 2874 2882887
718.472
중학교 1학년
STEAM ② 현미경이 담아낸 아름다운 자연
1. 주제 개요
자연의 아름다움은 간혹 너무 가까이에 있어서 혹은 우리 눈에 보이지 않기 때문에 우리 생활 에서 간과되기도 한다. 본 프로그램은 보이지 않는 자연의 세계에 관심을 가지고, 아름다움을 발견하여 이를 창의적으로 표현해보고자 하는 목적으로 계획하였다. 중학교 1학년 세포에 관한 단원 중, 현미경을 이용하여 식물세포와 동물세포를 관찰하는 활동과 연계하여 프로그램을 계 획하였다. 이에 1차시에는 현미경의 구조와 사용 방법을 익힌 후, 2차시에는 다양한 세포의 모 양을 관찰하여 동물세포와 식물세포의 차이를 이해하고 같은 생물이라도 부위에 따라서 세포 의 모양이 다름을 안다. 3~4차시에는 관찰한 세포들 중에서 마음에 드는 세포를 골라서 스케 치를 하고, 이를 이용하여 패턴디자인을 해본다. 이 때 자연을 이용한 디자인의 사례를 감상하 고, 패턴 디자인의 원리를 배운다. 5차시에는 디자인한 패턴을 채색하고, 일상생활용품에 적용 해 보도록 한다.
차시 흐름 주제 주요 활동
1-2 상황제시
동물세포와 식물세포 관찰하기
Ÿ 현미경의 사용법 알기
Ÿ 동물세포와 식물세포 관찰하기
3-4 창의적 설계
동물이나 식물의 구조에서 영감을
받은 디자인
Ÿ 자연에서 영감을 받은 디자인 사례 찾아보기 Ÿ 패턴 모티브 구상하기
세포 패턴 디자인하기
Ÿ 현미경으로 관찰한 세포를 바탕으로 패턴 디자인하기
Ÿ 패턴 배열하여 밑그림 그리기
5 감성적 체험 세포 패턴 디자인 적용하기
Ÿ 패턴 채색하기
Ÿ 패턴을 생활용품에 적용하기 프로그램 구성
2. 학습 목표
○
내용 목표- 세포의 모양과 기능이 다양함을 알 수 있다.
- 식물세포와 동물세포의 구조의 차이를 설명할 수 있다.
- 패턴 디자인의 원리를 이해할 수 있다.
○
과정 목표- 현미경을 사용법을 알고, 동물세포와 식물세포를 관찰할 수 있다.
- 세포의 형태를 이용하여 창의적인 패턴을 디자인할 수 있다.
3. STEAM 과목 요소
○ S(생물) : 동물세포와 식물세포 구조 비교하기 : 현미경 사용법 익히기
4. STEAM 단계 요소
○
상황제시상황제시는 생활 속에서 문제를 인식하여 수행의 방향을 제시하고 동기를 유발하는 단계로서 본 프로그램의 1차시에서는 세포의 사진을 보고, 어느 생물인지를 추측해 봄으로써 현미경을 사용하여 세포를 관찰하는 과정을 경험하도록 유도하였으며, 3차시에서는 세포의 모양에서 영 감을 받아서 패턴을 디자인해보도록 문제를 제시하였다.
과학실에 누가 침입한 흔적이 남아 있었다. 누가 들어왔었는지 확인하기 위해 살펴보 니, 현미경과 스포이드, 유리판 등이 나와 있었고, 컴퓨터에 세포 사진들이 남아 있었 다. 무슨 일이 있었던 것일까?
<1차시> 누구의 세포일까? 세포 사진을 보고, 어느 생물의 세포인지 추측해본다.
○
창의적 설계창의적 설계는 구체적인 과학적, 기술/공학적, 수학적 탐구를 통해서 예술품으로 문제를 해 결하는 방법을 모색하도록 하였다. 3차시와 4차시에는 세포의 다양한 형태 속에서의 규칙 을 발견하고, 패턴의 원리를 적용하여 세포 패턴을 만들어 보도록 하였다. 이 과정에서 학 생들은 수학적 규칙과 조형적 원리를 동시에 활용하게 된다.
<3차시> 동물이나 식물의 세포를 이용하여 디자인한 사례 찾아보기 <3~4차시> 세포를 이용하여 패턴 디자인하기
○
감성적 체험감성적 체험은 활동을 정리하고 창의적 설계를 통해서 제작된 결과물들을 감상한 후 자 기평가와 동료평가를 하는 단계로서 활동에 대한 목표 달성 여부를 확인할 수 있게 된다.
본 프로그램에서는 자신이 디자인한 패턴을 생활 용품에 적용해봄으로써 성취감을 느끼 고 자연의 형태에 대한 아름다움을 제고하게 된다.
<5차시> 본인의 세포 패턴 디자인을 생활용품에 적용하기
과목 과학, 미술 총차시 5
단원
과학 1 [두산동아] IV. 광합성_1. 식물의 구성_1) 생물을 이루는 기본 단위, 세포
미술 [천재교육] 2. 자연과 생태_자연에서 발견하기 5. 디자인과 생활
교육과정
◎ 과학 : 2009개정교육과정_중학교_(4) 광합성
○ 식물세포와 동물세포의 구조를 비교하여 식물세포의 특징을 안다.
◎ 미술 : 2009개정교육과정_중학교
○ 주변 환경과의 관계 속에서 대상과 자신을 이해하고 조화를 발견한다.
○ 조형요소와 원리의 시각적 효과를 이해하고 창의적으로 표현한다.
학습목표
1-1. 현미경을 이용하여 세포를 관찰할 수 있다.
1-2. 식물세포와 동물세포의 차이를 설명할 수 있다.
2-1. 자연에서 영감을 받은 다양한 디자인 사례를 말할 수 있다.
2-2. 다양한 세포의 모양을 활용하여 패턴을 디자인할 수 있다.
흐름 문제제시 & 제작활동 학습자료(‣) 및 유의점(※)
<상황제시>
무엇일까요?
5분 (1/5차시)
현미경사용법 알기 20분 (1/5차시)
과학실 침입사건의 현장에 남은 증거
과학실에 누가 침입한 흔적이 남아 있었다.
누가 들어왔었는지 확인하기 위해 살펴보니, 현미경과 스포이드, 유리판 등이 나와 있었고, 컴퓨터에 세포 사진들이 남아 있었다. 세포사 진을 보고, 어떤 생물의 세포일까?
- 어떤 생물의 세포인지 추측해 봅시다. 그렇게 생 각한 이유는 무엇인가요?
- 세포를 관찰하려면 현미경을 사용해야 한다. 현미 경을 사용하는 방법에 대하여 알아봅시다.
현미경에 대해 알아보기
- 현미경은 눈에 보이지 않는 물질을 크게 확대하여 볼 수 있도록 만들어주는 도구이다. 현미경은 언제 만들어졌을까요?
- 현미경의 종류는 광학현미경과 전자현미경으로 나뉜 다. 일반적으로 사용되는 현미경은 광학현미경으로 보통현미경, 자외선현미경, 적외선현미경, 형광현미경, 암시야현미경 등 다양한 종류의 광학현미경이 있다.
▶PPT1
▶ 세포사진 (3-4종류), 현미경, 유리 판, 스포이드
※ 1차시와 2차시를 분리하여 수업 을 할 경우에는 1차시에 교사가 세포를 미리 준비하여 학생들이 현미경으로 관찰하는 경험까지 할 수 있도록 한다.
5. 지도안 총괄표
세포 관찰하기 20분 (1/5차시)
전자현미경은 전자의 파장이 짧아서 물체를 수십만 배까지 확대해서 볼 수 있으며 전자석의 전자렌즈를 사용하는 것이 특징이다.
- (광학)현미경의 구조와 기능을 살펴봅시다.
: 현미경 각 부위 회전판, 재물대, 조리개, 광원장치, 접 안렌즈, 대물렌즈, 조동나사, 미동나사 등의 역할에 대하 여 알아봅시다.
: 광학현미경에서 빛이 어떻게 이동하는지 이동 경로를 살펴보고, 현미경의 원리에 대해 생각해봅시다.
현미경을 활용하여 세포 관찰하기 - 현미경 조작 순서를 알아봅시다.
1) 재물대를 최대한 내리고, 가장 낮은 배율의 대물렌 즈가 경통 바로 밑으로 오도록 회전판을 돌린다.
2) 현미경 표본을 재물대 위에 놓고 클립으로 고정 한 후에 광원 스위치를 켠다.
3) 조리개를 이용해서 밝기를 알맞게 조절한다.
4) 현미경을 옆에서 보면서 두 손으로 조동 나사를 천천히 돌려 현미경 표본과 대물렌즈 사이의 거 리를 최대한으로 좁힌다.
5) 접안렌즈를 들여다보면서 상이 나타날 때까지 조 동나사를 돌려 제물대를 내린다. 상이 나타나면 미동나사를 돌려 초점을 정확히 맞춘다.
6) 상이 선명하게 보이면 한쪽 눈으로 상을 관찰하 면서 스케치를 한다.
- 현미경으로 세포를 관찰할 때의 유의사항에 대하여 알아봅시다.
: 현미경으로 관찰하는 재료는 빛이 통과할 수 있을 정도로 얇게 만들어야 한다.
: 현미경으로 보이는 상은 좌우가 바뀌어 보이므로 상을 시야의 중앙에 오도록 하려면 현미경 표본의 좌우를 반대로 움직여야 한다.
: 현미경을 사용할 때는 사용 순서에 따라 올바르게 조작하여야 현미경을 망가뜨리지 않고 원하는 상을 얻을 수 있다.
- 현미경을 사용하여 직접 세포를 관찰해봅시다.
- 양파와 상피 세포 관찰하기 - 배율을 달리하여 관찰해보기
▶PPT2-6
(2/5차시)
사람 부위별 세포 (2/5차시)
10분
식물 부위별 세포 (2/5차시)
10분
생물의 종류별, 부위별 다양한
세포 모양 (2/5차시)
10분
식물세포와 동물세포 구조 이해하기
- 주위의 다양한 식물세포와 동물세포를 현미경으 로 관찰해본다.
- 식물세포와 동물세포의 특징을 이해한다.
같은 식물 또는 동물이라고 해도, 부위에 따라 세 포의 모양이 다릅니다. 다음은 사람의 세포사진입니다.
세포 사진들을 보면서 어느 부위의 세포인지 생각해 봅시다.
식물의 세포는 어떻게 다른지 살펴보자. 다음은 해 바라기의 부위별 세포를 관찰한 모습이다.
이와 같이 생물의 종류에 따라 부위에 따라 세포 의 모양이 다른 이유는 무엇일까?
- 생물이 하나의 세포로 이루어진 개체가 아니고, 부 위별 기능이 다르기 때문이다. 잎이 하는 일과 뿌리 가 하는 일이 다르고, 꽃이 하는 일과 줄기가 하는 일이 다르기 때문이다.
다음 시간에는 세포의 모양을 이용해서 패턴을 디 자인해보도록 하겠습니다. 다양한 세포의 이미지를 검 색해보고, 흥미로운 모양을 수집해오세요.
▶PPT 7-8
※ 학생들이 디자인한 패턴이 어디 에 사용될 것인지를 미리 생각해 보고, 세포의 형태를 검색해보도 록 지도한다.
▶PPT 9
<상황제시>
세포에서 영감을 받은 작품 감상하기
(15분) (3/5차시)
<창의적 설계>
패턴 모티브 구상하기
과학시간에 현미경을 통해 다양한 세포의 모습 을 관찰했죠? 생물의 종류, 부위에 따라, 그리고 현미 경의 배율에 따라 세포의 크기와 형태, 색 등이 매우 다양하다. 이러한 세포의 모습에서 영감을 받은 예술 작품들을 감상해 봅시다.
- 세포의 모습을 그려서 표현한 작품 - 다양한 재료를 사용한 작품들
: 자수, 펠트, 유리, 판화, 꼴라쥬, 사진, 휴지 등
세포에서 영감을 받은 디자인 작품도 살펴봅시다.
지금까지 살펴본 작품들을 참고로 세포에서 영감 을 받은 패턴을 디자인해보고자 한다. 여러분이 만든 패턴은 컵(텀블러) 디자인에 사용될 예정이다. 자신만 의 패턴을 만들어 봅시다.
▶PPT 10-14
모티프 구상하기
- 패턴을 만들기 위해서는 모티프(motif)를 디자인하 는 것이 매우 중요하다. 모티프란 패턴의 구성 단위를 의미한다. 패턴에는 하나의 모티프가 반복 될 수 도 있지만, 여러가지의 모티프를 조합하여 패턴을 구성할 수 있다. 이번 시간에는 세포 드로 잉을 통해서 모티프를 탐색해봅시다.
- 세포의 형태와 색채, 구성 등의 조형적 특성을 자세히 관찰하여 그려봅시다. 특징을 살려서 다양하게 표현해 보세요.
될 수 있으므로, 다양하게 구 상해보도록 하며, 너무 크지 않게 그리도록 지도한다.
▶PPT 15
<창의적 설계>
패턴 디자인하는 다양한 방법
알아보기 (10분) (4/5차시)
패턴 표현 방법 탐색하기 - 단순화하여 나타내기
Tip! 단순화는 하나의 장식적 특징을 희생시켜 또 다른 장식적 특징을 강조하거나, 밝은 부분과 어두운 부분들의 상호작용을 더욱 강조하거나, 관찰자가 그 형태를 상상할 수 있는 부분의 색채를 포착하여 이루어지도록 하는 것 이다.
- 선을 강조하여 나타내기
- 일부 부위를 확대하여 표현하기 - 레이어를 활용하기
<레이어 구성의 예>
: 책 위에 그리기
▶PPT 16-22
패턴 배열 하는 방법 알아보기
(10분) (4/5차시)
: 다양 질감의 재료 활용하기 : 반투명한 재료 사용하기 - 그림을 잘라서 재구성하기 - 회화적인 표현하기
- 보더로 활용하기
패턴을 정해진 종이에 적절하게 배열한다.
- 배열할 때는 규칙에 의해 반복 또는 임의적으로 배열할 수 있다.
Tip! 패턴은 ‘일정한 형태나 유형, 양식 또는 그것
의 배열’로서 유형에 따라 시각적인 안정감을 주 는 단순 반복에 의한 패턴, 두 종류 이상의 요소 를 교대로 통일감 있는 변화를 보여주는 교차 반 복에 의한 패턴, 단계의 수에 따라 속도가 달라 수축과 팽창의 착각을 불러일으키는 진행 반복에 의한 패턴으로 분류할 수 있다. 그 외에도 일정한 규칙 없이 임의적으로 패턴의 크기와 수를 배열 하는 방법도 있다.
- 다양하게 배열해보면서 적합한 배열 방법을 결정한 다.
- 배열 방식에 따라 패턴의 크기와 색을 정한다.
- 배열 방법이 정해졌으면, 본 종이에 스케치 한 다.
▶ 패턴 밑그림 종이, 자, 지우개
