와부초등학교

(1)

2019 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 최종보고서

2019. 11. 13.

와부초등학교

(2)

과 제 개 요

과제명

2019년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영(와부초등학교)

STEAM 프로그램

유형

(유형1) STEAM 프로그램 개선 및 보완을 통한 확산 모델 개발 ( ) - 선행 프로그램명:

(유형2) 다양한 교과 간 협동 연구를 통한 STEAM 프로그램 신규 개발 ( √ )

프로그램명

3D프린팅을 활용한 융합사고력 기르기!

학교급 초 대상 학년(군) 3~6학년

중심과목 과학 중심과목 성취기준 영역

5~6학년과학-태양계와 별 5~6학년과학-물체의 운동

연계과목

수학 미술 실과

연계과목 성취기준 영역

5~6학년수학-도형 5~6학년수학-측정 5~6학년수학-규칙성 5~6학년미술-표현 5~6학년실과-기술활용

연구기간

협약체결일 ~ 2019.11.30.

신청금액

일금사백만원(￦4,000,000)

참여연구원

6명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 5명)

연구 수행자에 관한 사항

구분 소속(학교명) 직위 성명 연락처 E-mail

연구책임자 와부초등학교 교사 이건호

공동연구원 율길초등학교 교사 김송찬

공동연구원 오남초등학교 교사 박상운

공동연구원 와부초등학교 교사 임희원

공동연구원 와부초등학교 교사 배찬효

공동연구원 와부초등학교 교사 유서현

2019년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아

융합인재교육 (STEAM) 교사연구회를 운영한 최종결과로써 본 보고서를 제출합니다.

2019년 11월 13일

연구책임자 : 이건호 (인)

“이 보고서는 2019년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

(3)

1. 서론

2. 연구 수행 내용

◦ 연구의 필요성

- 4차 산업시대가 다가오면서 교육에도 많은 변화가 요구되고 있다. 이 중에서도 소프트웨어교육의 중요성이 대두되고 있다. 시대적 요구에 따르는 소프트웨어교 육은 이제 남의 일이 아닌, 학교에서 시작되어야 함은 물론이다. 또한, 창의 융 합형 인재를 기르기 위한 학교의 노력과 연계하여 본 교사연구회는 교과교육 및 창의 융합형 인재육성을 위한 교육을 실시하기 위한 프로그램을 구안하고 적용 해보고자 하였다.

◦ 연구의 목적

- 3D프린팅과 교과 학습을 연계시킨 창의적 융합교육 프로그램개발 - 3D프린팅을 통한 상상력으로 교과 및 실생활 문제 해결력 향상 - 미래 기술의 기초를 닦아 4차 산업혁명시대를 대비하고 진로를 탐색

※ 2019년 STEAM 교사연구회의 과제(➀, ➁, ➂) 현재 수행 현황 및 내용 작성 (➀ STEAM 프로그램 개발 및 적용, ➁ STEAM 프로그램 적용 성과 연구 및 조

사, ➂ STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천) ◦ STEAM 교사연구회 프로그램 개발

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 3D프린팅을 활용한 융합사고력 기르기!

선행

프로그램명

해당없음

학교급

초등

대상 학년(군)

5~6학년

중심과목

과학

중심과목 성취기준 영역

5~6학년 과학 · 태양계와 별 5~6학년 과학 · 물체의 운동

연계과목

수학 미술 실과

연계과목 성취기준 영역

5~6학년 수학 · 도형 5~6학년 수학 · 측정 5~6학년 수학 · 규칙성 5~6학년 미술 · 표현 5~6학년 실과 · 기술활용

개발결과

주제 연번

차시

(시수) 과목 연계(안)

1 10 과학(2)+미술(2)+수학(4)+실과(2) 2 16 과학(3)+미술(3)+수학(6)+실과(4)

적용결과

프로그램 ① 3D프린팅과 3D펜을 활용한 태양계 행성 만들기

프로그램 ② 3D프린팅으로 만든 CO2자동차로 속도여행 떠나기

◦ STEAM 프로그램 적용 성과 연구 및 조사

(4)

- 차시별로 지도안을 작성하여 시간에 따라 프로그램을 적용해 본다. 수업 적용 후 프로그램의 평가는 수업에 참여한 학생을 대상으로 학생 만족도, 학습 이해 도 항목을 질문지와 개인 면담, 수행평가 결과를 활용하여 실시한다. 비교군은 프로그램에 참여하지 않은 같은 학교 학생으로 한다.

- 적용대상: 와부초등학교, 오남초등학교 - 적용시기: 5~7월 실시

- 방법

1) STEAM교사연구회 회원 소속교, SW선도학교, 과학수업혁신중심학교 연구회원 소속교에서 프로그램 적용에 동의한 교사가 교육과정을 적절히 변형하여 실시 2) 새롭게 개발한 프로그램1과 프로그램2 중 학교별 교육과정 운영상 적절한 것

을 선택하여 적용

- 적용시기: 9~10월 실시 - 수혜학생수: 300명

- 학교생활기록 기재: 관련 교과에 프로그램 관련 내용 기재(수업교사에게 프로 그램과 관련된 다양한 예시자료 제공)

예)“3D프린팅을 경험한 창의 융합적 사고를 바탕으로 교과 및 생활 속에서 필요한 자료를 제작할 수 있음.

◦ STEAM 프로그램 확산 실천

- 연구원 학교 중심으로 프로그램 소개 및 적용 성과 발표 등의 내용으로 구성하 여 성과 발표회를 실시한다.

- 대상: 연구원 재직학교 교원 및 참석을 희망하는 교원 ※ 프로그램 개발 중점사항

- 3D 프린터를 어떻게 교육과정에 구현할 것인가의 문제에서 출발함.

- 단순히 신기하고 재미있는 것을 떠나서 교육적으로 어떤 효과가 있으며 학생들 에게 유의미한 결과를 이끌어 내야 하는 점에 초점을 맞춰 연구를 진행함.

- 과학교과를 중심으로 학생들의 융합적 사고를 기르고 상상을 현실로 표현하도록 타 교과의 교육과정을 연계하여 연구를 진행함.

※ 학생 태도검사 대상의 선정 이유

- 개발된 프로그램을 학생들에게 적용 후 학생들이 생각하고 느끼는 점을 확인할 필요 있음

- 같은 내용을 공부한 학생들을 대상으로 실험군과 비교군을 나눠 질문지를 통해 학생들의 생각을 살펴봄.

- 3D 프린팅을 통해 태양계의 행성을 출력하고자 했으나 보유하고 있는 3D프린터

의 성능 및 크기의 한계, 교육적 효과의 미비 등의 이유로 3D프린팅과 3D펜을

연계하여 태양계의 행성을 만들어 보았음.

(5)

3. 결론 및 제언

◦결론

본 연구회는 ‘3D프린팅을 활용한 융합사고력 기르기!’라는 주제로 3D프린팅 기술을 활용하여 STEAM 프로그램을 개발하였으며 ‘상상력으로 교과 및 실생활 문제 해결력을 향상하였는지 분석한 결과를 통해 얻은 결론은 다음과 같다.

첫째, 본 연구회에서 개발한 프로그램을 적용한 결과, 초등학생들의 과학 교과 문제해결력을 향상시키는데 유의미한 효과가 있었다. 이는 학생들이 3D프린팅 및 3D펜을 활용하여 각자가 상상하는 것을 실제로 프린팅해보는 경험을 통하여 과학 교과서에서나 나오는 태양계 행성들에 대해 자세히 조사하고 연구하여 얻은 자신 만의 생각으로 행성을 꾸며보고 토론해보게 되었다. 이를 통해 아이들은 이러한 성취감을 통해 과학교과서에만 나오는 것이 아닌, 자신이 상상한 세계라는 생각으 로 STEAM프로그램을 더욱 집중하여 과제를 수행하였다. 이러한 경험은 앞으로의 교과 문제해결력을 지속적으로 향상시켜줄 것으로 기대된다.

둘째, 본 연구회에서 개발한 프로그램을 적용한 결과, 초등학생들의 실생활 문제 해결력을 향상시키는데 유의미한 효과가 있었다. 3D프린팅을 활용하여 자동차의 조건을 이해하고 제작 조건에 맞게 CO

2

자동차를 설계 제작하는 경험을 통해 단순 히 CO

2

자동차뿐만 아니라, 3D프린팅 전반에 대한 이해와 실생활에서 접하는 자동 차에 대한 조건 문제까지 이해할 수 있었음을 알 수 있었다. CO

2

자동차 대회를 통 해 학생들의 호기심을 자극하여 상상한대로 설계하고 제작하여 실생활에서 사용할 수 있는 경험이 실생활 문제해결력을 유의미하게 향상시키는 점이라고 볼 수 있을 것이다.

위에서 살펴본 바와 같이, 본 연구회에서 ‘3D프린팅을 활용한 융합사고력 기르 기!’라는 주제로 개발한 2가지의 STEAM 프로그램은 교과 및 실생활 문제해결력 향상에 유의미한 효과가 있었다고 볼 수 있다.

◦제언

- 위에서 살펴본 결론을 바탕으로 한 본 연구회의 제언은 다음과 같다.

첫째, 3D프린팅 및 3D펜을 활용한 STEAM 프로그램이 변인통제를 통해 집단 비 교연구를 하지 못하고 일반적 교실상황에서의 학생들과 비교하여 유의미한 결론을 도출하였지만 향후의 연구에서는 다양한 변인들(학생특성 및 성숙 등)을 통제할 수 있도록 하여야 할 것이다.

둘째, STEAM 프로그램을 개발하여 과학창의재단에 제공되고 업로드되지만 이것

이 향후 프로그램을 상용화하여 사용할 수 있도록 온라인컨텐츠 개발까지 함께 이

루어지는 성과물이 되어야 할 것이다. 그리하여 성과의 긍정적인 확산을 기대할

수 있을 것이다.

(6)

프로그램 명: 3D프린팅과 3D펜을 활용한 태양계 행성 만들기

1. STEAM 프로그램 총괄표(총 10차시)

차시 주요내용

1~3 /10

주제(단원)명 3D 프린터 알아보기

Co 3D 프린터로 만든 장난감을 보고 어떻게 만들었을지 생각해보기

ET 3D 프린터로 만들고 싶은 장난감 생각하기

CD 자신이 만들고 싶은 장난감을 일부 수정하여, 글루건과 수수깡 등을 활용하여 만들기

ET 완성된 작품 감상하기

Co 자신이 만든 작품과 3D 프린터의 차이점 비교하기

CD 3D 프린터의 작동원리에 대한 영상보기

ET 3D 프린터로 만들고 싶은 다양한 장난감 발표하기

4~5 /10

주제(단원)명 3D펜 체험 및 활용하기

Co 유명 화가의 작품을 보고 2차원의 작품을 3차원으로 만들어보기

ET 나도 유명화가처럼 작품을 만드는 것뿐 아니라, 3차원으로 만들 수 있음을 알기

Co 3D프린터와 3D펜의 차이점 알아보기

CD 3D펜의 작동 과정 알아보기

Co 물건을 고치는 능력의 3D펜을 알아보고, 부서진 물건을 고쳐보기

CD 3D펜으로 간단한 물건 구상해보기

ET 3D펜으로 다양한 표현이 가능하고 하나의 표현 재료로서 활용될 수 있음을 알기

6~8 /16

주제(단원)명 3D모델링 기초(123D design)

Co 다양한 행성/항성들의 크기비교 영상을 통해 크기 차이를 확인하기

ET 태양계 행성들의 크기를 재확인하기

Co 1차시에 구상하였던 나만의 장난감을 3차원으로 구현할 수 있음 알기

CD 123D Desgin 프로그램을 통해 간단한 태양계 모델링하기 / 나만의 장난감 모델링하기

ET 태양계 행성들의 상대적인 크기 및 거리와 나만의 장난감을 모델링한 소감을 발표하기

9~10 /10

주제(단원)명 태양계의 원리 이해하기

Co 태양계의 모습과 알렉산더 칼더의 모빌 작품, 픽토그램 모양 비교해보기

CD 픽토그램의 형태적 아이디어를 통해 태양계의 행성들 구성해보기

ET 태양계의 구성, 항성과 행성의 차이점 등에 대해 생각해 보기

CD 3D펜으로 태양계 행성을 나타내는 설계하기

ET 3D펜으로 태양계를 직접 표현해 봄으로써 느낀 점 말해보기

(7)

2. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/5 학년

중심과목 성취기준

영역

[초등학교] (2) 태양계와 별 중심과목 성취기준

[6과02-01] 태양이 지구의 에너지원임 을 이해하고 태양계를 구성하는 태양과 행성을 조사할 수 있다.

주제(단원)명 3D 프린터 알아보기 차시 1~3/10

학습목표 3D 프린터의 원리를 알고 이와 연계된 진로에 대해 말할 수 있다.

연계과목 수학 연계과목

성취기준 영역

[초등학교 5~6학년] (3) 측정

STEAM 요소

S 태양과 행성에 대한 개념을 이해한다.

T

E 3D 프린터의 동작 원리를 알아본다.

A

M 입체도형을 이해한다.

개발 의도 ※ 3D 프린터를 활용해서 출력하기 위해 3D 프린터의 원리 이해가 필요함.

※ 2015 개정 교육과정의 핵심 역량을 반영하여 창의 융합형 인재를 양성하고자 한다.

※ 3D 프린터를 통해 학생들이 자신이 생각하고 아이디어를 생성한 것을 머릿속에서만 그치지 않고 현실속에서 표현하고 나타내보면서 실현 가능하다는 것을 알 수 있다.

※ 3D 프린터로 만들고 싶은 장난감을 만드는 생각을 통하여 상상력이 얼마나 중요한 것인지 스스로 알 수 있도록 한다.

※ 3D 프린터의 동작 원리를 이해하고 입체도형을 활용하는 과정에서 학생들이 입체도형이 개방성을 알고 스스로 느끼고 체험할 수 있는 기회를 충분히 줄 수 있도록 한다.

※ 3 차원의 세계와 2 차원의 세계를 구분하고 2 차원의 세계를 연장하여 3 차원 등의 다른 차원의 세계에까지 사고의 확장이 이루어지도록 하는데 주안점을 두고 지도한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

학생들에게

3D 프린터로 만들고 싶은 장난감을 만드는 것을 상상하도록 한다.

창 의 적 설 계

창의적 설계

3D 모델링 출력물을 보고 예술적으로 다양하게 체험할 수있음을 확인한다.

감 성 적 체 험 과학교과와 3D 프린터와

연계하여 다양하게 모델링 할 수 있음을 알려준다.

감성적 체험

(8)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (20 분)

Co 3D 프린터로 만든 장난감을 보고 어떻게 만들었을지 생각해보기 - 3D 프린터로 만든 물고기 및 포크레인 장난감

ET 3D 프린터로 다양한 장난감을 만들 수 있음을 알고, 자신이 원하는 장난감을 만들고 싶다는 생각을 갖게 됨

- 평소 자동차에 관심이 있었는데, 우리 아빠의 차를 만들어 보고 싶다.

- 우리 학교를 배경으로 생각하면 다양한 물건이 나올 수 있을 것 같다.

출력물

Tip! 출력물 을 실제로 나 누 어 주 면 학 생 들 의 흥미를 유 발할 수 있 음

전개 ( 90 분)

CD 모둠별 토의를 통해 모둠별로 제작할 장난감을 생각하고, 글루건과 수수깡 등 을 활용하여 만들기

- 주어진 재료를 사용해야 되므로 간단한 디자인이 좋을 것 같다.

- 우리 모둠은 자동차를 만들면 좋을 것 같다.

- 우리 모둠은 집을 만들고 집안의 가구까지 꾸미면 좋을 것 같다.

ET 완성된 작품 감상하기

- 수수깡과 글루건으로 정말 다양한 작품을 제작했다.

- 글루건이 다루기 어려웠는데도, 정말 좋은 작품이 나왔다.

Co 자신이 만든 작품과 3D 프린터의 차이점 비교하기 - 3D 프린터로 만든 제품은 우리가 만든 것보다 좋아보인다.

- 우리가 만든 제품은 움직이지 않는데 3D 프린터 작품은 움직인다

CD 3D 프린터의 작동원리에 대한 영상보기

- 3D 프린터의 작동원리(글루건과 비교, 3:52) https://youtu.be/j8q3uO9-kxM

수수깡 글루건

Tip! 다양한 재료를 사 용해도 좋 으나 글루 건을 꼭 사 용 하 도 록 함

Tip! 학 생 수준에 따 라 필라멘 트라는 용 어를 제시 하기 힘들 경우 실이 라는 용어 를 사용한 다.

정리 (10 분)

ET 3D 프린터의 작동원리 확인하기 및 3D 프린터로 만들고 싶은 다양한 장난감 발표하기

- 3D 프린터를 이용하면 아래쪽으로 실이 흐르기 때문에, 아래쪽이 비어있지 않은 장난감을 만들고 싶다.

- 아래쪽이 비어있는 장난감을 만들고 싶어서 3D 프린터에 대해 더 자세히 알고 싶다.

(9)

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/5 학년 중심과목

성취기준 영역

주제(단원)명 3D펜 체험 및 활용하기 차시 4~5/10

학습목표 3D 펜을 활용하여 다양한 표현을 할 수 있다.

연계과목 실과, 미술 연계과목

[실과] 기술 활용 [미술] 표현

STEAM 요소

S 태양계를 구성하는 태양과 행성에 대해 알아본다.

T

E 3D 펜의 동작 원리를 알아본다.

A 아이디어를 나타낼 수 있는 다양한 표현방법을 활용한다.

M

개발 의도

※ 3D 펜 사용법을 익힌다.

※ 3D 펜도 하나의 표현재료가 될 수 있음을 알게 한다.

※ 3D 펜으로 태양계 구성을 어떻게 할 수 있을지 실현가능한 아이디어를 산출해낼 수 있다.

※ 3D 펜을 통해 학생들이 자신이 생각하고 아이디어를 생성한 것을 머릿속에서만 그치지 않고 현실속에서 표현하고 나타내보면서 실현 가능하다는 것을 알 수 있다.

※ 미술과의 표현영역에서처럼 표현을 하는 다양한 도구 중 3D 펜도 하나의 표현재료가 될 수 있음을 알도록 한다.

※ 3D 펜으로 유명화가의 작품을 3 차원으로 만들어본다든지, 부서진 물건을 고치는 등의 심미적 실용적 목적으로 활용될 수 있음을 알도록 하여, 과학과의 태양계에서 활용할 수 있음을 알도록 한다.

상황 제시

상 황 제 시

유명 화가 작품을 3 차원으로 만들어본다.

3D 펜으로 부서진 물건을 고칠 수 있다.

창 의 적 설 계

3D 펜 출력물을 보고 예술적으로 다양하게 체험할 수 있음을 확인한다.

감 성 적 체 험 생활 속에서 활용되는

3D 펜의 다양한 사례들을 확인하고 자신의 실생활과 연계하여 생각해 보도록 한다.

감성적 체험

(10)

학습

및 유의점

도입 (10 분)

Co 유명 화가의 작품을 보고 2 차원의 작품을 3 차원으로 내가 직접 만들어보자.

- 별이 빛나는 밤에(고흐), 절규(뭉크), 이삭 줍는 여인들(밀레), 모나리자(다빈치)

ET 나도 유명화가처럼 작품을 만드는 것뿐 아니라, 3 차원으로 더 멋있게 만들 수 있겠다는 생각을 함.

- 나는 뭉크보다 더 절규를 잘 표현할 수 있다. 왜냐하면 3 차원이니까.

- 나는 별이 빛나는 밤을 3D 로 표현해 볼 거야.

- 이삭 줍는 여인들의 모습을 입체적으로 표현해보고 싶어.

사진자료

전개 (50 분)

Co 3D 프린터와 3D 펜의 차이점 알아보기

- 우리 학교에 있는 3D 프린터와 3D 펜을 자세하게 살펴보기 - 내가 생각하는 비슷한 점과 차이점에 대해 생각해보기 - 선생님이 알려주는 특별한 3D 펜 이야기

(3D 펜은 글루건에서 착안하여 만들어진 도구이며 3D 펜처럼 글루건도 사용할 수 있지 않을까 라는 생각을 해볼 수 있다.)

CD 3D 펜의 작동 과정 알아보기

- 3D 펜 작동과정(7:51) https://youtu.be/7R0S_jlP_sg

- 3D 펜의 원리를 어려워하는 학생들은 글루건의 원리를 활용하여 제시한다.

CD 3D 펜 사용방법 및 주의사항 알아보기

- 3D 펜 사용방법 및 주의사항(2:07) https://youtu.be/H0Xd—bVj-8

Co 물건을 고치는 능력의 3D 펜을 알아보고, 3D 펜을 사용해서 부서진 물건을 고 쳐보고 싶다는 생각을 해보도록 함.

- 부셔진 벽 만들기(4:07) https://youtu.be/NaRKNl4pyWE

- 오래된 버스정류장 수리하기(5:23) https://youtu.be/ES1AAH8rBxE - 이렇게 물건을 고쳐보고 싶은 물건 혹은 만들고 싶은 물건 이야기 해보기 조금 부러진 동생 장난감을 붙이고 싶다.

부러진 연필을 붙이고 싶다.

공룡을 만들어보고 싶다.

CD 3D 펜으로 간단한 물건 만들어보기

- 3D 펜으로 만들 수 있는 생활용품 생각해보기 - 위에서 이야기해본 물건 구상 및 스케치하기

ET 3D 펜으로 다양한 표현이 가능하고 하나의 표현 재료로서 활용될 수 있음을 알기

실 물 자 료 (3D 프린터, 3D 펜)

영상자료

정리 (20 분)

Co 새롭게 알게 된 사실 알아보기

- 3D 펜으로 유명화가의 작품을 3 차원으로 만들 수 있다는 생각을 함.

- 3D 펜으로 실제로 부서진 물건을 고칠 수도 있다는 생각을 함.

ET 3D 펜을 직접 경험해 봄으로써 느낀 점 말해보기

(11)

주제(단원)명 태양계와 별 차시 6~8/10

학습목표

3D모델링 기초(123D design) 알아볼 수 있다.

연계과목 실과, 미술 연계과목

실과)기술활용 (미술)표현

STEAM 요소

S T E

A 다양한 표현방법을 활용한다.

M 길이, 거리, 도형 등을 알아본다.

개발 의도 ※ 3D 프린터로 출력은 하지 않지만 출력보다 모델링의 과정이 더 중요하므로 학생들이 모델링의 과정을 체험하도록 하였다.

※ 태양과 태양계 행성들을 실제 크기로 모델링 하여, 구체적인 크기 비교를 느낄 수 있도록 한다.

※ 3D 프린터를 통해 학생들이 자신이 생각하고 아이디어를 생성한 것을 머릿속에서만 그치지 않고 현실속에서 표현하고 나타내보면서 실현 가능하다는 것을 알 수 있다.

※ 간단한 기능을 통해 직육먼체를 만들 수 있으므로, 직육면체의 성질 또한 학생들이 자연스럽게 알 수 있도록 지도한다.

※ 처음 접하는 경우 프로그램에 적응하기 쉽지 않으므로 학생들이 이해할 수 있도록 천천히 설명하고 직접 체험해 볼 수 있는 시간을 충분히 주도록 한다.

상황 제시

상 황 제 시

학생들에게 모델링 예시 제시

창 의 적 설 계

모델링이 이루어지는 과정을 보고 예술적으로

다양하게 활용될 수 있음을 확인한다.

감 성 적 체 험 생활속에서 활용되는

모델링의 디양한 사례들을 확인하고 자신의 실생활 속에서 모델링이 활용되는 사례들을 살펴본다.

감성적 체험

(12)

학습

및 유의점

도입 (5 분)

Co 다양한 행성/항성들의 크기비교 영상을 통해 크기 차이를 확인하기 - 간단한 우주지식(6:49) https://youtu.be/Kkj_VFriXPI

ET 태양계 행성들의 크기를 재확인하기

- 태양계 행성 크기 비교(2:02) https://youtu.be/1tcCKVKS92k

전개 (110 분)

Co 기존에 만들었던 작품을 확인하고, 더욱 정교한 작품을 만들 수 있음을 제시 - 예전에 만들었던 작품을 보니, 더욱 멋있는 작품을 만들고 싶다.

- 동그란 모양의 물건은 만들기가 힘들었는데, 쉬운 방법을 알고 싶다.

CD 123D Design 프로그램 사용방법 알기

- primitives 기능을 사용하여, 직육면체를 불러오기 - 직육면체의 특징 확인하기

- primitives 기능을 이용하여 다양한 도형 불러오기 - 다양한 도형을 크기를 바꾸는 방법 알기

CD 123D Design 프로그램을 통해 간단한 태양계 모델링하기 - 태양계 행성들의 크기비교하기

- primitives 기능을 사용하여 구를 불러온 뒤, 지구와 달 만들어보기 - 도형의 위치를 바꾸는 다양한 방법 알기

- 지구와 달을 거리 비율에 맞게 옮겨보기 - 구를 활용하여 태양계를 모델링하기

- 태양계 행성들의 위치를 바꾸어 서로 비교하기

CD 나만의 장난감 모델링하기

- sketch 메뉴의 다양한 기능 체험하기

- extrude 기능을 통해 평면도형을 3 차원으로 만들기 - 123D Design 의 다양한 기능 체험하기

- 나만의 장난감 3 차원으로 만들기

기존작품/

학습지

컴퓨터

정리 (5 분)

ET 태양계 행성들의 상대적인 크기 및 거리와 나만의 장난감을 모델링한 소감을 발 표하기

(13)

주제(단원)명 태양계 이해하기 차시 9~10/10

학습목표 다양한 표현방법을 통해 태양계를 구성하는 태양과 행성을 모형으로 만든다.

연계과목 수학, 실과, 미술 연계과목

(수학)측정 (실과)기술활용 (미술)표현

STEAM 요소

S 태양계를 구성하는 태양과 행성에 대해 알아본다.

T

E 3D 프린터와 3D 펜의 동작 원리를 알아본다.

A 아이디어를 나타낼 수 있는 다양한 표현방법을 활용한다.

M 길이, 거리에 대해 알아본다.

개발 의도 ※ 과학의 태양계의 구성 및 항성, 행성 등을 3D 펜을 활용하여 표현해 보기

※ 3D 프린터를 통해 학생들이 자신이 생각하고 아이디어를 생성한 것을 머릿속에서만 그치지 않고 현실 속에서 표현하고 나타내보면서 실현 가능하다는 것을 알 수 있다.

※ 3D 펜도 하나의 표현재료가 될 수 있음을 알도록 한다.

상황 제시

상 황 제 시

학생들에게 태양계의 모습 제시

태양계를 3D 펜으로 표현할 수 있을지 생각해 보기

창 의 적 설 계

3D 펜 출력물을 보고 예술적으로

다양하게 체험할 수 있음을 확인한다.

감 성 적 체 험 태양계를 3D 펜으로 표현할 수

있을지 생각해 보기

감성적 체험

(14)

학습

및 유의점

도입 (10 분)

Co 태양계의 모습과 알렉산더 칼더의 모빌 작품, 픽토그램 모양 비교해보기 - 태양계를 모빌처럼 생각하도록 발상의 전환 해보기

CD 픽토그램의 형태적 아이디어를 통해 태양계의 행성들 구성해보기 - 태양계 행성들을 모형으로 만든다면 거리와 크기를 비교하여야 하는가?

- 3D 펜으로만 모형을 만드는 것이 가능할까?

ET 태양계의 구성, 항성과 행성의 차이점 등에 대해 생각해 보기

- 태양계의 특성(각 행성, 거리, 크기)이 드러나게 하기 위한 표현 방법은 무엇인지 생각해보기

Tip! 칼더 작품 이외 의 다양한 작품과 다 양한 픽토 그램을 소 개하여 형 태적 아이 디어를 얻 을 수 있도 록 한다.

전개 (60 분)

CD 태양계의 구성 원리 및 내가 알고 있는 태양계에 대해 이야기하기 - 행성간의 거리와 크기 비교한 자료 확인하기

- 다른 사물에 비유한 행성크기 표현자료를 통해 3D 펜으로 태양계 행성을 표현할 수 있을지 생각해보기

CD 3D 펜과 3D 프린터 등에 대해 배운 내용 기억해보기 - 3D 펜 (7:51) https://youtu.be/7R0S_jlP_sg

- 3D 프린터 (3:58) https://youtu.be/_b3Er6H156g - 3D 스캐너 (3:39) https://youtu.be/If3wzylUfpQ

CD 3D 펜으로 태양계 행성을 나타내려면 어떻게 설계하여야 할지 생각해보기 - 3D 펜으로만 만들기 어렵다는 결론에 이르렀을 때, 3D 프린터를 활용하여 구조 물을 만드는 창의적 설계가 필요

- 실생활에 존재하는 구체물(농구공, 축구공, 탁구공, 골프공 등)로 태양계 행성을 나타낼 수 있는가?

- 거리와 크기를 비율적으로 맞출 수 있는가?

- 3D 프린팅을 통해 구조물을 만들고, 3D 펜으로 겉을 덮도록 할 수 있다.

학생들이 만든 태양계 행성의 모습

ET 다양한 표현방법 중 하나인 3D 펜과 3D 프린터가 하나의 표현 재료로서 활용될 수 있음을 알기

- 실생활에서 사용하는 3D 펜과 과학적으로 활용가능한 3D 펜에 대해 이야기 나누기 정리

(10 분)

Co 새롭게 알게된 사실 알아보기

- 3D 펜이 하나의 표현 재료로서 활용될 수 있음을 깨닫기

ET 3D 펜으로 태양계를 직접 표현해 봄으로써 느낀 점 말해보기

(15)

3. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 1~5/10

(준비물: 손코팅지)

나는야! 3D 화가!

○○초등학교 학년 반 이름:

.

※ 아래는 유명화가의 작품들이 있습니다. 다음의 과정을 따라해보세요.

별이 빛나는 밤에(고흐) 절규(뭉크) 이삭 줍는 여인들(밀레) 모나리자(다빈치)

1. 내가 표현하고 싶은 작품을 골라보세요. 그리고 어떻게 표현해야할지 간단히 스케치 해보세요.

어떻게 표현할지 스케치하는 곳

2. 그림을 고른 후 그림 위에 손코팅지를 붙이세요. 그리고 3D 펜으로 그려봅시다.

- 3D 펜의 사용방법 및 안전주의사항을 꼭 숙지해주세요.

(16)

차시 6~10/10

나만의 태양계 모형 만들기

○○초등학교 학년 반 이름:

.

※ 태양계 모형을 만들기 위한 다양한 자료를 확인하고 프로젝트를 진행하여 봅시다.

알렉산더 칼더의 모빌 작품 픽토그램

태양계 행성 태양계 픽토그램

1. 태양계 모형을 만들기 위한 아이디어를 떠올려 보세요.

① 형태적 측면

② 방법적 측면

2. 태양계 모형 만들기를 할 때 반드시 생각해야하는 요소는 무엇이 있는지 써보세요.

(17)

4. 교사자료

차시 1~5/10

3D 펜을 활용한 다양한 사례

① 명화를 입체적으로 나타내기 (9:23) https://youtu.be/M477qChABhg

② 풍차 만들기 (7:25) https://youtu.be/pSkZvBkoE9c

③ 실생활에서 볼 수 있는 물건들 만들기

④ 부서진 물건 고치기

- 부셔진 벽 만들기(4:07) https://youtu.be/NaRKNl4pyWE

- 오래된 버스정류장 수리하기(5:23) https://youtu.be/ES1AAH8rBxE

별이 빛나는 밤에(고흐) 절규(뭉크) 이삭 줍는 여인들(밀레) 모나리자(다빈치)

곰 도안 안경 도안

안경 나비 사자, 곰, 거북이

자료출처

명화 http://picturemall.co.kr

도안 https://www.xyzprinting.com/eshop/ko-KR/

결과물 xyzprintingkorea/221237518954

(18)

차시 6~8/10

123D Design 프로그램 활용법

1. 123D Design 프로그램 메뉴

① Primitives : 모델링이 되어있는 간단한 입체도형 혹은 평면도형을 불러올 수 있다.

② Sketch : 다양한 평면도형이나 선을 그릴 수 있다.

- Polyline : 직선을 자유롭게 그릴 수 있으며, 마우스를 길게 누를 경우 제한적인 곡선을 그릴 수 있다

③ Construct : 다양한 평면도형들을 입체도형으로 만들거나, 입체도형의 높이를 조절할 수 있다.

- Extrude : 평면도형에 높이를 주어 입체로 만들거나, 입체 도형의 높이를 높이거나 낮춘다.

자료출처 3D 프린팅을 위한 Autodesk 123D Design

(19)

차시 9~10/10

태양계 행성 크기 비교

* 태양과 행성의 크기 비교 과정

① 태양과 태양계 행성의 크기를 조사하여 비교해 봄 ② 조사한 내용을 통해 알게 된 점을 발표하여 봄

③ 지구의 반지름을 1cm 로 보았을 때, 태양과 행성의 크기를 종이에 그려서 비교하여 봄

1. 태양과 태양계 행성의 크기를 조사하여 보기

명칭 크기(반지름) 명칭 크기(반지름) 명칭 크기(반지름)

태양 695,000km 지구 6,378km 토성 60,268km

수성 2,439km 화성 3,390km 천왕성 25,559km

금성 6,052km 목성 71,492km 해왕성 24,764km

2. 태양계 행성의 크기를 비교하여 보기 ① 지구와 크기가 가장 비슷한 행성 : 금성

② 지구보다 큰 행성과 작은 행성으로 분류하여 보기 - 지구보다 큰 행성 : 목성, 토성, 천왕성, 해왕성 - 지구보다 작은 행성 : 금성, 화성, 수성

③ 행성을 큰 것부터 순서대로 써 보기

- 목성, 토성, 해왕성, 지구, 금성, 화성, 수성

3. 지구의 반지름을 1 로 보았을 때, 태양과 행성의 크기를 종이에 그려서 비교하여 보기 - 지구의 반지름을 1 로 보았을 때, 태양과 각 행성의 반지름

명칭 반지름 명칭 반지름 명칭 반지름

태양 109 지구 1 토성 9.4

수성 0.4 화성 0.5 천왕성 4.0

금성 0.9 목성 11.2 해왕성 3.9

4. 태양과 행성의 크기를 종이에 그린 결과 : 지구의 반지름을 1cm 로 보았을 때, 태양과 다른 행성의 크기를 종이에 그림으로 나타내고 비교함

자료출처 ZUM학습백과 <태양계 행성의 크기> http://study.zum.com/book/12324

(20)

5. 차시별 학생 평가기준 및 방법

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구

1~3 /10

상 3D 프린터, 3D 펜 등에 대해 설명할 수 있다.

관찰평가 관찰평가지

중 3D 프린터, 3D 펜 등에 대해 어느정도 설명할 수 있다.

하 3D 프린터, 3D 펜 등에 대해 설명을 못한다.

4~5 /10

상

3D 펜을 능숙하게 사용할 수 있다.

중

3D 펜을 어느정도 사용할 수 있다.

하

3D 펜을 사용하지 못한다.

6~8 /10

상

3D모델링 프로그램으로 도형을 그릴 수 있다.

중

3D모델링 프로그램으로 어느정도 도형을 그릴 수 있다.

하

3D모델링 프로그램을 사용할 줄 모른다.

9~10 /10

상

행성들의 관계를 이해하고 3D펜으로 표현할 수 있다.

관찰 및

산출물평가 관찰평가지 중

행성들의 관계를 이해하고 어느 정도 3D펜으로 표현할

수 있다.

하

행성들의 관계를 알지 못하고 3D펜을 사용할 줄 모른다.

가. 관찰평가지(1~3차시)

번호 이름

지식 태도

배움과 성장의 기록 3D 프린터, 3D펜 등에

대해 설명할 수 있다.

적극적으로 활동에 참여한다.

상 중 하 상 중 하

1 000 ○ ○

2 @@@ ○ ○

3 ### ○ ○ 설명이 부족

나. 관찰평가지(4~5차시)

번호 이름

지식 태도

배움과 성장의 기록 3D 펜을 능숙하게 사용할

수 있다.

1 000 ○ ○ 재미있게 참여함

2 @@@ ○ ○

3 ### ○ ○

(21)

다. 관찰평가지(6~8차시)

번호 이름

지식 태도

배움과 성장의 기록 3D모델링 프로그램으로

도형을 그릴 수 있다.

1 000 ○ ○ 재능이 보임

2 @@@ ○ ○

3 ### ○ ○ 어려워 함

라. 관찰평가지(9~10차시)

번호 이름

지식 태도

배움과 성장의 기록

행성들의 관계를

이해하고 3D펜으로 표현할 수 있다.

1 000 ○ ○ 적극적으로 참여함

2 @@@ ○ ○

3 ### ○ ○

(22)

프로그램 명: 3D프린팅으로 만든 CO

2

자동차로 속도여행 떠나기

1. STEAM 프로그램 총괄표(총 16차시)

차시 주요내용

1~2 /16

주제(단원)명 CO2자동차 대회 개최 안내

^Co CO₂자동차 대회 개최 안내 ^Co ^CD CO2자동차의 제작 조건 안내 ^ET 다른 학생들이 제작한 CO2 자동차 소개

3~4 /16

주제(단원)명 3D 프린터 알아보기

▪3D프린터 일반

^Co ^CD 3D프린터 원리 및 종류 ^ET 3D프린터 활용 방안

^ET 3D 프린터와 연계된 진로탐색

5~6 /16

주제(단원)명 3D 프린팅, 3D 모델링 이해하기

▪3D 모델링 및 프린팅하기

^Co 3D프린팅 프로세스 이해하기 ^CD 평면을 입체로 변환하기 ^ET 3D프린터로 출력하기

▪3D모델링 기초( 123D design, 팅커캐드) ^Co 모델링 프로그램 조작법 ^CD 프로그램 기본 명령

7 /16

주제(단원)명 모형자동차 구상하기

CD 모형 자동차 구상하기

8 /16

주제(단원)명 모형 자동차 모델링하기

Co 모형 자동차 모델링하기

CD 출력하기

ET 후처리하기

9 /16

주제(단원)명 빨리 가는 자동차

Co 일정한 거리를 이동한 물체의 빠르기 비교하기

(23)

10 /16

주제(단원)명 멀기 가는 자동차

Co 일정한 시간동안 이동한 물체의 빠르기 비교하기

11~12 /16

주제(단원)명 속력 측정하기

▪속력 알아보기

^Co 이동거리, 걸린시간의 의미 알기 ^CD 속력을 구하는 방법 알아보기

13~14 /16

주제(단원)명 모형자동차 수정하기

▪123D design으로 CO2자동차 제작하기

Co 다양한 입체도형 모델링해보고 나만의 CO2자동차 제작하기

CD 다양한 색상 입혀보고 조형원리를 적용해서 표현해 보기

15~16 /16

주제(단원)명 CO2자동차 대회 개최

▪CO2자동차로 속력 비교해보기

Co 일정시간으로 이동거리 비교해보기

CD 일정한 거리를 이동한 시간을 통해 계산해보기

ET CO2자동차를 어떻게 제작하면 속력이 더 빠를지 생각해보기

(24)

2. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

Step1

CO

2

자동차 대회 개최 안내

가. 교수․학습 개요

나. 본시 교수․학습 과정

단계 학습 과정 교수․학습 활동

시간 자료 및

교사 활동 학생 활동 유의점

자료 제시

동기유발

학습 문제 확인

학습활동 안내

▣ 동기유발하기

◦자동차 레이싱하는 것을 본 적 있나요?

◦자동차 레이싱 영상 시청

▣ 학습 문제 확인하기

◦ 오늘 학습할 내용은 무엇일까 요?

-예, 티비에서 본적 있습니다.

-아니요. 본 적 없습니다.

-CO2 자동차의 제작 과정 이해하 기입니다.

5′

※ 자동차 레 이싱에 호기 심을 가질 수 있는 영상자 료를 제시한 다.

CO2 자동차의 제작 과정을 이해할 수 있다.

▣ 학습활동 안내

◦ 오늘 학습할 활동은 다음과 같 습니다.

[활동1] : CO2 자동차 제작 과정 이해하기

[활동2] : CO2 자동차 대회 방법 이해하기

[활동3] : 내가 만들고 싶은 CO2

자동차 발표하기

중심과목 과학 학교급/학년 초등학교 / 5학년

학습 주제 CO2 자동차 대회 개최 안내 차시 1~2/16 학습 목표 •CO2 자동차의 제작 과정을 이해할 수 있다.

STEAM 요소 S T

E 자동차 제작과정, 자동차 대회 방법 A 자동차 디자인하기

M 개발 의도

정해진 실험도구로 실험하는 것에서 벗어나 학생들의 아이디어와 창의성이 반영된 실험도구를 사용하면 학생들의 탐구심과 호기심을 더 신장시킬 수 있다고 생각하여 개발함

(25)

시간 자료 및 유의점

교사 활동 학생 활동

탐구 활동

학습활동전개 활동1

배운 내용 정리하기

▣ CO2 자동차 제작 과정 이해하기

◦ 동영상을 통해 3D 프린터에서 자동차를 만드는 모습을 봅시다.

◦ 3D 프린터에서 내가 원하는 자 동차를 만들기 위해서 어떤 과정이 필요할까요?

▣ CO2 자동차 대회 방법 이해하 기

◦ 동영상을 통해 다른 친구들이 CO2 자동차 대회하는 모습을 봅시 다.

◦ 영상 속의 친구들과 실제 레이 싱에서의 자동차 대회는 어떤 점이 같고, 어떤 점이 다른가요?

▣ 내가 만들고 싶은 CO2 자동차 발표하기

◦ 내가 만들고 싶은 CO₂ 자동차 모양을 손으로 그려 디자인해 봅시 다.

◦ 친구들에게 자신의 자동차를 소 개하고 특징을 발표합니다.

▣ 차시 예고

◦ 다음 시간에는 3D 프린터에 대 해 배우겠습니다.

-자동차를 디자인해야 해요.

-자동차가 어떻게 갈지 생각해야 해요.

-같은 점은 빠르게 달리는 자동차 가 이긴다는 점이고, 다른 점은 실 제 레이싱과 달리 CO2 자동차는 방향을 조종할 수 없다는 점입니 다.

10′

40′

10′

이번에 디자인 하는 것을 실 제로 만드는게 아닌 처음으로 구상하는 것인 만큼 자유롭게 자신이 만들고 싶은 자동차를 구상하도록 한 다.

(26)

Step2

3D 프린터 알아보기

가. 교수․학습 개요

나. 본시 교수․학습 과정

자료 제시

동기유발

학습활동 안내

◦3D 프린터를 활용하는 것에는 무엇이 있을까요?

◦3D 프린팅 활용 사례 영상 시청

-생활용품 등을 만듭니다.

-3D 프린터의 원리와 과정을 이해 하기입니다.

5′

※3D 프린팅 에 호기심을 가질 수 있는 영 상 자 료 를 제시한다. ( 대 형 3D프린터 로 만든 집, 자동차 등)

3D 프린터의 원리와 과정을 이해하여 봅시다.

[활동1] : 3D 프린터 관찰을 통한 원리 파악하기

[활동2] : 3D 프린팅 과정 알아보기 [활동3] : 3D pen 및 3D 스캐너

체험하기

중심과목 실과 학교급/학년 초등학교 / 5학년

학습 주제 3D 프린터 알아보기 차시 3~4/16 학습 목표 •3D 프린터의 원리와 과정을 이해한다.

STEAM 요소

S 3D 프린터의 원리 알기 T

E 3D 프린터의 과정 알기 A

M

개발 의도 3D 프린터의 원리와 과정을 이해하여 앞으로 만들게 될 자동차를 만들 계획을 학생들이 스스로 구상하도록 하기 위해 개발함

(27)

탐구 활동

개념 도입

및 적용

▣ 3D 프린터 관찰을 통한 원리 파악하기

◦ 3D 프린터의 출력 모습을 관찰 하여 입체 형상을 만드는 원리를 찾아봅시다.

◦ 어떻게 입체 형상을 만듭니까?

◦ 필라멘트가 한층씩 쌓이는 모습 을 20배속 영상을 통해 보겠습니 다.

▣ 3D 프린팅 과정 알아보기

◦ 3D 프린팅에 관한 영상을 살펴 보겠습니다.

◦ 3D 프린팅의 과정은 어떻게 되 나요?

◦ 모델링 단계에서는 어떤 작업을 하나요?

◦ stl 파일은 무엇인가요?

◦ Gcode 파일은 무엇인가요?

◦ 다음 단계인 출력 단계에서는 무엇을 하나요?

◦ 출력 단계에서 주의할 점은 무 엇인가요?

◦ 다음 후처리 단계에서는 무엇을 하나요?

▣ 3D pen 및 3D 스캐너 체험하 기

◦ 3D pen 및 3D 스캐너 체험을 통해 3D 프린팅의 원리를 더 잘 이해할 수 있습니다. 영상을 통해 3D pen 및 3D 스캐너의 사용방법 을 알아보겠습니다.

-필라멘트를 고온으로 녹여 한층 한층 쌓아서 만듭니다.

- 3D 프린팅의 과정은 크게 5단계 로 구분할 수 있습니다. 모델링, stl 파일 변환, Gcode파일 변환, 출력, 후처리입니다.

-프로그램을 이용하여 입체형상을 만드는 작업을 합니다.

-3D 데이터 국제 표준 형식 중 하 나로 면을 무수히 많은 삼각형으로 표현하는 특징이 있습니다.

-Gcode파일을 3D프린터를 이용하 여 출력합니다.

-노즐과 베드가 굉장히 뜨겁기 때 문에 주의해야 합니다.

-지지대를 제거하고 색칠을 합니 다.

15′

10′

40′

학생들이 직접 원리를 파악할 수 있도록 충 분한 관찰 시 간을 제공한다.

3D 프린팅의 전체적인 과정 을 알아볼 수 있는 영상을 시청한다.

2D와 3D의 차 이를 생각해 볼 수 있도록 한다.

(28)

◦ 3D pen 및 3D 스캐너 체험을 통해 알게 된 것은 무엇입니까?

▣ 배운 내용 정리하기

◦ 3D 프린터의 원리와 과정을 발 표해 봅시다.

▣ 차시 예고

◦ 다음 시간에는 3D 모델링 프로 그램인 123D DESIGN 프로그램을 배울 것입니다.

-평면을 만드는 것보다 더 많은 자 료를 입력해야 합니다. 입체적인 것은 360도 회전을 해야 합니다.

입체는 보는 각도에 따라서 보여지 는 모습이 전부 다릅니다.

-3D 프린터는 필라멘트를 고열로 녹여서 한층 한층씩 쌓아가면서 입 체 형상을 만듭니다.

- 3D 프린팅의 과정은 크게 모델 링, stl파일 변환, Gcode파일 변환, 출력, 후처리 등 5단계로 나뉩니다.

5′

(29)

Step3

3D 프린팅, 3D모델링 이해하기

가. 교수․학습 개요

나. 본시 교수․학습 과정

자료 제시

동기유발

학습활동 안내

◦3D 모델링을 할 수 있으면 좋 은 점은 무엇입니까?

◦최근 초등학생들도 이용할 수 있는 3D 모델링 프로그램들이 많 이 개발되고 있습니다.

◦123D DESIGN, THINKERCAD 등 이 대표적인 프로그램입니다.

-자신이 만들고 싶은 물건을 만들 수 있습니다.

-3D 모델링 프로그램을 다루는 방 법에 대해 공부합니다.

5′

3D 프린터의 원리와 과정을 이해하여 봅시다.

[활동1] : 123D 화면구성 알아보기 및 화면 제어하기 [활동2] : 기본 도형 만들기, 평면

을 입체화 하기

[활동3] : 123D를 활용하여 선대칭 도형 알아보기

중심과목 수학 학교급/학년 초등학교 / 5학년

학습 주제 3D 프린팅, 3D 모델링 이해하기 차시 5~6/16 학습 목표 • 123D design의 화면 구성 및 입체화 방법을 이해한다.

• 123D design을 통해 선대칭도형을 이해한다.

E 123D design의 화면 구성 및 입체화 방법 A

M 선대칭도형의 이해

개발 의도 3D 프린팅 프로세스를 이해하고 평면에서 입체로 변환하는 방법을 배운다. 3D 모델링의 기초를 통해 앞으로 만들 자동차를 머리 속에 구상할 수 있도록 하기 위해 개발함

(30)

탐구 활동

개념 도입

및 적용

▣ 123D 화면구성 알아보기

◦ 123D의 화면은 크게 6가지로 구성됩니다. 파일관련 메뉴, 모델링 메뉴, 로그인창, 작업창, 뷰큐브, 디 스플레이바로 이루어져있습니다.

하나씩 같이 살펴보겠습니다.

◦ 파일메뉴를 누르면 어떤 메뉴들 이 나오나요?

◦ 모델링메뉴는 입체를 형상화하 는 것과 관련된 메뉴들입니다.

◦ 로그인창은 오토데스크사의 클 라우드 서비스를 이용하기 위해 필 요합니다.

◦ 작업창은 모델링 과정이 보이는 곳입니다.

◦ 뷰큐브는 입체를 보는 시점을 바꿀 수 있는 메뉴입니다.

◦ 끝으로 디스플레이바는 작업창 에 보이는 화면을 조절하는 메뉴입 니다.

▣ 모델링 메뉴 알아보기

◦ 모델링 메뉴에 대해 하나씩 알 아보겠습니다.(이동, 기본도형, 스케 치, 컨스트럭트, 수정, 패턴, 컴파 인, 텍스트 등)

▣ 기본 도형 만들기

◦ 마우스 커서를 프라이머티브스 에 가져가면 세부 메뉴들이 나타납 니다. 원하는 모형을 선택한 후 마 우스 커서에 따라 위치를 정할 수 있고 하단의 치수 입력 창에 모형 의 크기를 입력할 수 있다.

직육면체부터 다양한 입체도형을 만들어 봅시다.

▣ 평면 도형 만들기

◦ 마우스커서를 스케치에 가져가 면 세부메뉴가 나타납니다. 사각형 을 선택합니다.

- “저장하기”, “다른 이름으로 저장 하기”, “STL파일로 내보내기” 등이 있습니다.

15′

20‘

15′

학생들이 기능 하나 하나를 실습해 보도록 하여 평면의 입체화 과정을 이해하도록 한 다.

(31)

그 다음 도형을 그릴 면을 선택합 니다. 시작점을 클릭하고 마우스 커서를 원하는 크기만큼 이동한 다 음 끝점을 클릭합니다.

▣ 123D를 활용하여 선대칭 도형 알아보기

◦ 폴리라인을 이용하여 면을 그립 니다. 그린 면을 선택하면 빠른 메 뉴가 열립니다. “MIRROR”를 선택 합니다. 선분을 선택하고 기준선 을 선택합니다.

◦ 이런 식으로 여러 도형을 만들 어 보세요.

◦ 이렇게 만들어진 도형들의 공통 점은 무엇입니까?

◦ 네, 이렇게 기준선을 기준으로 포개어지는 도형을 “선대칭도형”이 라고 합니다.

◦ 123D에서 모델링하는 방법을 발표하여 봅시다.

▣ 차시 예고

◦ 다음 시간에는 CO₂ 자동차를 구상해 보는 시간을 갖겠습니다.

- 기준선을 접으면 포개어 집니다.

- 기본도형을 불러오거나, 변형을 시킬 수 있고, 평면을 입체화할 수 있습니다.

15′

15‘

(32)

Step4

모형자동차 구상하기

가. 교수․학습 개요

나. 본시 교수․학습 과정

자료 제시

동기유발

학습활동 안내

◦3D프린터를 이용한 다양한 제 품을 관찰하여 봅시다.

-다양한 물건들이 있습니다. 저희 도 3D프린터를 이용하여 만들어 보고 싶습니다.

3′

2′

※3D프린터로 만든 다양한 물체의 사진 이 담긴 PPT 를 활용한다.

▶ 제한적인 조건에서 CO2 자동차의 모양을 바꾸어 디자인하여 봅시다.

[활동1] : CO2 자동차 알아보기 [활동2] : CO2 자동차 디자인하고 색칠하기

[활동3] : 모둠별로 CO2 자동차 선정하기

중심과목 미술 학교급/학년 초등학교 / 5학년

학습 주제 모형자동차 구상하기 차시 7/16

학습 목표 •제한적인 조건에서 CO2 자동차의 모양을 바꾸어 디자인 할 수 있다.

E 3D 프린터의 원리를 통해 제한적인 조건 이해하기 A 자동차 디자인하기

M

개발 의도 3D 프린터로 출력할 수 있는 제한적인 조건을 이해하고 실제로 출력할 수 있는 조건에 맞는 자동차를 디자인할 수 있도록 개발함

(33)

탐구 활동

개념 도입

및 적용

▣ CO2 자동차 알아보기

◦ CO₂ 자동차에 필수적인 요소는 어떤 것이 있을까요?

▣ CO2 자동차 디자인하고 색칠하 기

◦ 학습지에 주어진 CO₂ 자동차의 모양을 바꿔 자신만의 CO₂ 자동차 를 만들어 봅시다.

▣ 모둠별 CO2 자동차 선정하기

◦ 모둠별 토의를 통해 모둠만의 CO2 자동차를 선정해 봅시다.

▣ CO2 자동차 알아보기

-모형을 끼울 수 있게 디자인하여 야 합니다.

-바퀴가 회전할 수 있게 디자인하 여야 합니다.

-CO2 자동차의 크기가 3D 프린터 에서 출력할 수 있는 크기여야 합 니다.

-너무 무겁다면 움직일 수 없으므 로 자동차의 무게를 생각하여야 합 니다.

-실제로 제작할 수 있는 디자인을 생각하여야 합니다.

▣ CO2 자동차 디자인하고 색칠하 기

-CO₂ 자동차를 제작한다.

▣ 모둠별 CO2 자동차 선정하기 -자신의 CO2 자동차가 선정될 수 있도록 모둠원을 설득한다.

-모둠별로 실제로 제작할 수 있는 CO2 자동차를 선정한다.

10′

※되도록 발산 적인 사고를 통해 다양한 아이디어가 나 올 수 있도록 한다.

※ 국 어 시 간 에 배웠던 토의의 과정을 생각하 며 최선의 대 안을 선택한다.

◦ 모둠별로 선정한 CO₂ 자동차의 선정기준을 말해 봅시다.

▣ 차시 예고

◦ 다음 시간에는 123D Design프 로그램을 이용하여 CO2 자동차를 직접 만들어 보도록 하겠습니다.

-자동차를 가볍게 디자인했습니다/

바퀴의 모양을 바꾸어보았습니다.

5′

(34)

Step5

모형자동차 모델링하기

가. 교수․학습 개요

나. 본시 교수․학습 과정

자료 제시

동기유발

학습활동 안내

◦지난 시간 CO₂ 자동차를 선정 했었지요?

-저희 모둠은 바퀴의 모양이 독특 한 자동차를 선정했습니다./저희 모둠은 몸체가 가벼운 자동차를 선정했습니다.

3′

2′

※3D프린터로 만든 다양한 물체의 사진 이 담긴 PPT 를 활용한다.

▶ 123D Design프로그램을 이용하여 CO2 자동차를 디자인 할 수 있다.

[활동1] : CO2 자동차 디자인하 기

[활동2] : CO2 자동차 인쇄하기

중심과목 실과 학교급/학년 초등학교 / 5학년

학습 주제 모형자동차 모델링하기 차시 8/16

학습 목표 •123D Design을 이용하여 CO2 자동차를 디자인 할 수 있다.

E 123D Design을 이용하여 CO2 자동차를 디자인하기 A 자동차 디자인하기

M

개발 의도 지난 시간에 자신이 디자인했던 자동차를 123D Design을 이용하여 모델링함으로써 자신이 출력할 자동차를 디자인하기 위해 개발함