자연에서

(1)

융합인재교육(STEAM) 프로그램

1.자연의 패턴을 옮겨 담은 휴대폰 케이스 2. 혹등고래를 닮고 싶은 프로펠러 이야기

고등학교 교사용

자연에서

배우는 미래

(2)

(3)

본 프로그램은 2012년 창의재단의 융합인재교육(STEAM)의 과학 예술 융합형 프로그램의 일환으로

‘생체모방기술을 적용한 산업디자인융합형 창의적 제작활동'

주제에 대한 연구개발과제로 진행된 교과과정입니다.

(4)

(5)

창의융합의 미래 인재를 육성하는 방식으로 예술과 과학을 연결하는 매개체의 역할 로 디자인적 사고가 중요합니다. 2006년 미래 학자 다니엘 핑크는 “새로운 시대가 온다”에서 미래 시대를 지배하는 인재가 갖추어야 할 자질로 디자인, 스토리, 조화, 공감능력, 재미의 요소, 삶의 의미찾기 라는 6가지를 꼽았습니다. 본 프로그램에서 는 새로운 시대 인재에게 요구되어지는 요소들을 포함하며, 특히 디자인적 사고를 통한 디자인중심의 STEAM프로그램으로 디자인되었습니다.

1) 과학, 예술 융합 교육에 디자인적 사고를 접목함으로서, 학생들이 일상생활을 직 접 디자인할 수 있는 기회를 제공하고, 사용자 중심, 비즈니스 중심, 기술 중심이 잘 조화를 이루는 학습경험들을 확대할 수 있을 것입니다.

2) 일선 과학교사 뿐만 아니라 미술교사, 예술교사들이 STEAM교육을 통한 창의체 험활동에 더 쉽게 참여 할 수 있으며, 참여 활성화를 통한 창의융합교육 실현할 것입니다.

3) 학생들이 융합프로그램을 통해 과학/예술을 통합적으로 이해하고, 융합적사고 와 문제해결력을 배양하여 미래시대가 요구하는 창의적인 인재로 성장에 기여합 니다.

들어가면서

(6)

프로그램을 의자

소개하다

이 프로그램은 자연으로부터 조형 중심의 영감을 얻는 예술창작을 넘어서, 생물의 우수한 특성에 숨겨진 과학, 기술의 원리를 이해하고 이를 디자인에 활용함으로써 과학과 디자인 을 융합한 통합프로그램으로 디자인 되었습니다. 학생들은 이미지 카드를 통해 어떻게 자 연의 원리가 제품개발에 응용 되었는지를 확인합니다. 아이디어 개발을 위해 자연을 이용 하는 방법을 배웁니다. 또한 디자인적 프로세스를 적용하여 어떻게 아이디어를 발견하고 적용하는지를 익히고, 사용자 중심의 디자인적 사고를 통해 학생이 스스로 어떻게 문제를 해결해 나가는지의 능력을 기릅니다.

다양한 교과 교사들이 쉽게 지도할 수 있도록 관련 기술과 디자인에 대한 기본 정보 및 수 업 활용 자료들이 상세하게 제공되기에, 어떤 전공이라도 쉽게 가르칠 수 있습니다.

모든 프로그램은 아래 2가지 방식으로 진행이 됩니다. 하나는 기술중심의 방법으로 학생들 이 생물의 특성과 적용된 과학원리와 기술을 익힌 다음에 그 원리가 적용될만한 필요한 삶 의 영역을 찾아가는 프로세스입니다 (A 방식) 다른 하나의 방식의 사람들의 필요에서부터 시작해서 문제점을 찾아내고 그 문제를 해결하는 방법을 찾는 과정 가운데 생체모방형의 기술을 적용시켜 나가는 것입니다.

“날씨” 프로그램은 B 방식을 적용하여 학생들이 스스로 문제점을 발견하고 정의한 다음에 다양한기술을 활용해서 문제를 풀고 새로운 대안을 제시하는 디자인을 합니다.

“프로펠러 디자인” 프로그램은 A 방식으로 흑동고래 지느러미의 원리 자체를 이해하고, 이 후에 이를 가장 효율적으로 활용할 수 있는 삶의 문제를 찾아 내어 해결하는 방식입니다.

“패턴” 프로그램은 관찰을 통해서 사람들의 자연 환경에 숨겨져 있는 패턴의 원리를 이해 합니다. 그리고 이를 미학적인 형식으로 표현해서 일상적인 제품에 녹여내는 과정을 진행 합니다.

수업설계의 원리

(7)

의자

A) 생물의 특성과 적용된 과학 원리를 파악하고 제품 디자인하기

B) 문제점, 제품컨셉으로부터 생체모방을 이용하여 제품 디자인하기

(8)

[자연에서 배우는 미래]

자연의 패턴을 옮겨 담은 휴대폰 케이스

52 44

Information 학생용 활동지

section 2

section 4

26

40 디자이너처럼 사용자를 관찰해봐요!

나만의 휴대폰 케이스를 홍보해보자!

section 1

section 3

18 11

32 지문과 패턴의

유사점과 차이점에 대해 알아볼까요?

나만의 휴대폰 케이스를

제작하자!

(9)

불편한 날씨에 나를 돕는 제품 만들기

102 92

Information 학생용 활동지

section 2

section 4

72

84 혹등고래를 모방한

프로펠러를 제작해볼까?

혹등고래를 닮은 제품을 제작해보자!

section 1

section 3

66 58

78 혹등고래와

친구가 되어볼까요?

혹등고래 지느러미의 특성을 가지고

제품을 개발하자!

(10)

(11)

고등학교 교사용

자연의 패턴을

옮겨 담은

휴대폰 케이스

(12)

프로그램을 학습하고 나면

모둠 토의 및 조작과 체험위주의 수업구성으로 흥미를 높일 수 있는 이 프로그램은 1. 브레인스토밍과 아이디어 스케치를 통해 다양하고 창의적인 사고를 열어 갈 수 있다.

2. 인터뷰와 페르소나 제작을 통해 디자인 프로세스를 이해하고 인식할 수 있다.

가드너가 주장하는 여덟 가지 지능들은 여러 가지 복잡한 방식으로 함께 작용, 지능들은 항상 서로 교류하면서 작용한다.

이 프로그램을 학습하고 나면 가드너가 주장하는 여덟 가지 지능 중에 다음과 같은 지능 이 발달할 수 있다.

신체-운동학적 지능 언어적 지능

공간적 지능 대인관계 지능 자기이해 지능 자연탐구 지능 논리-수학적 지능 음악적 지능

☆

신체를 이용해 표현하는 능력 언어의 구조, 의미, 실제활용능력 시각적, 공간적 아이디어 표현 타인의 의도 등을 지각하는 능력

자기 자신을 이해하고, 느낄 수 있는 인지적 능력 주변 사물을 자세히 관찰하는 능력

추리, 일반화, 계산, 가설검증

음악의 리듬, 음색 등에 대한 민감성

가드너의 다중이론

(13)

학생이 문제해결 필요성을 구체적으로 느낄 수 있는

학생 스스로 문제해결을 찾아가는

학생의 일상생활에서 문제를 해결해가는

학생이 문제를 해결하였다는

프로그램 전체 흐름도

전체 흐름도

섹션별 내용 정리

중요 주제별로 나누어 각 강의 내용을 정리하여 핵심 내용을 쉽게 알아볼 수 있도록 하였 다.

Tip. 확인하기

활동별 교사가 유념하고 있어야 하는 부분들에 대해서 정리해 참고할 수 있도록 하였다.

생각 다지기

각 섹션 학습을 끝낸 후 교사의 질문으로 학생들의 생각을 정리해 줄 수 있도록 하였다.

이렇게 보세요

상황제시

- section 1 - section 2 창의적 설계 1

- section 4 성공의 경험 - section 3

창의적 설계 2

(14)

[자연의 패턴을 옮겨 담은 휴대폰 케이스 만들기]

논리 구성도

교과과정 연계 :

[과학] 과학과 문명(인류의 건강과 과학기술) [생명과학Ⅰ] 자연속의 인간(생물의 다양성과 환경) [물리Ⅰ] 정보와 통신(소리와 빛)

[미술] 고등 표현(마음을 움직이는 디자인) [수학] 고등 기하학(평행이동과 대칭이동)

- 물질의 상태와 소재 이해하기 - 패턴과 분류 이해하기

- 힘과 운동 알아보기 - 제품 설계 및 제작하기

-자연미에서 아름다움과 원리를 발견하기

- 비례, 균형, 율동 등 구성의 원리를 적용한 패턴 창조하기 -용도와 기능에 맞는 휴대폰 케이스 제작하기

-도형의 대칭 이동과 평행 이동하기

-자연의 질서와 원리를 이용한 프렉탈 구조 이해하고 적용하기

전 체 구성도

S

T

E

A

M

(15)

STEAM 요소 : 교과과정 연계:

[S] [A] [M]

[과학] 과학과 문명(인류의 건강과 과학기술) [생명과학Ⅰ] 자연속의 인간(생물의 다양성과 환경) [미술] 고등 표현(마음을 움직이는 디자인)

[수학] 고등 기하학(평행이동과 대칭이동)

section 1

지문과 패턴의 관찰을 통하여 관찰하는 과정과 방법을 이해하여, 일상에서 관찰하는 능력을

키워본다.

[S] [A]

[과학] 과학과 문명(인류의 건강과 과학기술) [미술] 고등 표현(마음을 움직이는 디자인) [수학] 고등 기하학(평행이동과 대칭이동)

section 2

사용자를 인터뷰하여 문제점을 발견하고, 가상인물을 설정하여 제품 컨셉을 잡는다.

[T] [E] [A]

[미술] 고등 표현(마음을 움직이는 디자인)

section 3

체계적인 발상을 통해 주제를 발전시키고, 다양한 자료를 탐색하여

표현 의도와 아이디어를 표현한다.

[T] [A]

[미술] 고등 표현(마음을 움직이는 디자인)

section 4

자신의 의견을 체계적으로 정리하여 발표한다

다른 사람의 의견을 들을 때는 타당성을 판단하며 들어본다.

(16)

지문과 패턴의

유사점과 차이점에 대해 알아볼까요?

디자이너처럼 사용자를 관찰해봐요!

1. 지문과 패턴의 관찰을 통하여 관찰하는 과정과 방법을 학 습한다.

2. 지문과 패턴의 유사점과 차이점에 대해 학습한다.

1. 학생들은 인터뷰를 통해 사용자가 필요로 하는 기능과 문제점에 대해 파악해 본다.

2. 학생들은 사용자의 특징 및 기호를 파악한 페르소나를 제작해 본다.

[자연의 패턴을 옮겨 담은 휴대폰 케이스 만들기]

전체 프로그램 흐름도

상황 제시

창의적 설계_1

01

02

(17)

17

나만의

휴대폰 케이스를 제작하자!

나만의

휴대폰 케이스를 홍보해보자!

1. 학생들은 모둠별로 브레인스토밍을 통하여 서로의 아이디어를 공유해 본다.

2. 학생들은 사용자의 특성을 고려하여 개별적인 아이디어를 적용시킨 휴대폰 케이스를 제작해 본다.

1. 제작된 휴대폰 케이스의 특성을 강조하여 발표해 본다.

창의적 설계_2

성공의 경험

03

04

(18)

18혹등고래를 닮고 싶은 프로펠러 이야기

[S] [A] [M]

[과학] 과학과 문명(인류의 건강과 과학기술) [생명과학Ⅰ] 자연속의 인간(생물의 다양성과 환경) [미술] 고등 표현(마음을 움직이는 디자인)

[수학] 고등 기하학(평행이동과 대칭이동) 지문과 패턴의 관찰을 통하여

관찰하는 과정과 방법을 이해하여, 일상에서 관찰하는 능력을 키워본다.

section 1 ^{지문과 패턴의} ^{유사점과 차이점에} ^{대해 알아볼까요?}

(19)

[학습목표]

1. 지문과 패턴의 관찰을 통하여 관찰하는 과정과 방법을 학습해 본다.

2. 지문과 패턴의 유사점과 차이점에 대해 학습해 본다.

[준비물]

교사 : 영상자료, 활동지 1-1(2장), 활동지 1-2, 잉크패드 학생 : 필기도구

수업형태: 시청각 교육, 토론, 발표 소요시간: 총 100분

지문 인식

과정 감상(15분) 패턴 매칭하기(35분)

지문 탐정 활동(20분)

지문과 패턴

유사점, 차이점 찾기 (20)

01

02

03

04

(20)

20자연의 패턴을 옮겨 담은 휴대폰 케이스

자연에서 쉽게 찾아볼 수 있는 패턴과 지문을 비교하여 관 찰해보고 그 과정과 방법을 학습한다. 영상자료를 통해 학 생들이 자연스럽게 지문에 대해 궁금증을 가질 수 있도록 한 다음 영상에서 기억되는 장면을 생각하도록 질문을 유 도한다. 이 과정을 통해 지문을 찾는 방법, 지문을 채취하는 방법 등 지문의 활용성에 대해 알아본다.

과학 드라마에 나오는 지문 인식 영상을 학생들과 함께 보 고 얘기 나눠본다.

- http://www.youtube.com/watch?v=vob8Os8HHqA

생각 열기

1-1 지문인식 과정 감상

(21)

21

지문 인식 영상을 감상했다면 감상한 느낌을 질문을 통해 정리해 보고 모둠별로 본인의 엄지손가락 지문을 살펴보면 서 각자 지문의 생김새에 대해 이야기해 보고 토론한다.

- 내 지문은 ~게 생겼는데 너의 지문은 어떻게 생겼니?

- 과연 지문은 어떤 역할을 할까?

(마찰 줄이기, 미끄럼 방지, 손가락 끝 예민하게 함) - 지문을 활용하여 어떤 패턴을 만들어 낼 수 있을까 한번 상상해 보자.

생각 더하기

1. 5~6명씩 모둠을 구성하게 한다.

2. 학생들과 손가락 지문에 대해 이야기해 본다.

3. 지문 인식 영상물을 준비해뒀다 학생들과 함께 시청한다.

4. 학생들 각자의 지문을 관찰하게 하고 모둠별로 지문 생김새에 대해 토의하게 한다.

5. 모둠 토의가 끝나면 교사는 전체에게 질문을 던져 생각을 정리하게 한다.

[ 준비물 ] 영상자료

[ Tip ]

1. 지문이 사람마다 다르 기 때문에 나만의 고유의 패턴이 될 수 있다.

교사 가이드

1-1 지문인식 과정 감상

(22)

<지문 활동 가이드 제작>

1. 학생들에게 잉크패드를 사용하여 ‘활동지 1-1’에 각자의 지문 을 찍게 한 다음 지문 아래에 자신의 이름을 적게 한다.

<선생님 개별 작업 사항>

1. [활동지 1-1]을 2장 복사합니다.

2. 한 장은 학생들의 이름이 적혀있는 것과 다른 한 장은 학생들 의 이름을 가려놓고 복사합니다.

3. 이름이 없는 [활동지 1-1]에 찍힌 지문에 번호를 지정하여 적고 개별지문카드 뒷면에도 동일하게 숫자를 적습니다.

2. 개별지문카드 [활동지 1-2]에도 동일하게 지문을 찍게 한다.

3. 개별지문카드는 지문활동카드에 찍힌 지문의 순서와 동일하 게 놓는다.

[ 준비물 ]

활동지 1-1, 활동지 1-2, 잉크패드

[ Tip ]

1. 지문 활동 가이드는 하 루 전날이나 쉬는 시간에 미리 제작한다.

2. 개별지문카드(5X5cm 사이즈) 인원수만큰 준비 합니다.

[개별지문카드(활동지 1-2)]

[지문활동카드(활동지 1-1)]

1-2 지문 탐정 활동

(23)

23 생각

다듬기

[ Tip ]

1. 한 번에 하나의 지문만 을 찾게 개별지문카드는 모둠별로 1개씩 제공한 다.

[ Tip ]

1. 나는 ~한 과정을 거쳐 지문을 찾아냈다. 너는 어 떠한 과정을 거쳐 지문을 찾아냈니? - 이런 방식으 로 모둠별 질문을 이어가 도 좋다.

[Question]

- 너는 어떠한 과정을 거쳐서 지문을 찾아냈는가?

- 지문의 어떠한 점이 유사하고 어떠한 점이 다른가요?

학생들은 지문 탐정이 되어 활동한다. 학생들에게 일정 시 간을 주고 지문을 매치시켜보게 한다. 일정 시간이 경과하 면 오른쪽에 있는 모둠에게 개별지문카드를 넘기게 한다.

활동 하기

1. 6명씩 모둠을 구성하게 한다.

2. 모둠에게 [활동지 1-1] 지문 활동 가이드(이름이 적혀있 지 않은 활동지)와 개별지문카드를 나누어 준다.

3. 2분의 시간동안 개별지문카드에 있는 지문과 [활동지 1-1]에 있는 지문을 매치시켜보게 한다.

4. 시간이 경과하면 오른쪽에 있는 모둠에게 개별지문카드를 넘기게 한다.

5. 교사는 교실을 돌아다니면서 모둠별 학생들의 대화를 듣 고 지문을 관찰하는 과정 등을 살펴본다.

6. 모둠별로 작업이 끝난 후 지문들을 확인해 보면서 지문의 주인을 찾아게 한다.

1-2 지문 탐정 활동

(24)

동물과 식물 패턴의 부분 사진을 보고 관찰후, 전체 사진을 보면서 자연에 패턴들이 존재한다는 것을 인식한다.

- 여기 있는 사진들이 무엇인지 알아내기 위해 어떠한 단 서를 사용했니?

- 어떠한 과정을 거쳐 패턴을 찾아냈니?

- 패턴에서 어떤 규칙성이나 요소를 발견했니?

- 방금 보았던 패턴을 활용해서 새로운 패턴으로 재창조할 수 있겠니?

발견 하기

1-3 패턴 매칭하기

(25)

25

1. 자료를 이용해 자연이나 동물의 부분 사진을 보여준다.

2. 부분 사진을 보고 유추해서 맞춰보게 한다.

3. 어떤 부분에서 알게되었는지 물어본다.

4. 전체 사진을 확인시켜준다.

5. 지문 활동 가이드를 나눠주고, 자연의 패턴과 비슷한 지문 을 찾아보게 한다.

6. 모둠별로 지문과 자연 패턴을 식별하면서 느낀 과정의 유사점과 차이점에 대해 토의하게 한다.

[ 준비물 ] 활동지 1-1

[지문 활동 가이드 (활동지1-1)]을 나눠주어 자연 패턴과 비교해본다. 자연에서 찾은 패턴과 가장 비슷한 지문과 가 장 다르게 생긴 지문을 찾아보고 왜 그렇게 생각했는지 이 야기해 본다. 이런 과정을 통해 모둠별로 지문과 패턴을 식 별하면서 느낀 과정의 유사점과 차이점을 비교해 보게 한 다.

[Question]

- 패턴과 지문의 유사점과 차이점을 구별하면서 거친 과정 은 어떻게 다르니?

- 패턴을 찾는데 사용한 과정과 지문을 찾는데 사용한 과 정 중 어떠한 과정이 더 쉬웠니? 더 어려웠니? 이유는?

생각 다듬기

1-3 패턴 매칭하기 1-4 지문과 패턴 유사점, 차이점 찾기

(26)

[S] [A]

[과학] 과학과 문명(인류의 건강과 과학기술) [미술] 고등 표현(마음을 움직이는 디자인) [수학] 고등 기하학(평행이동과 대칭이동) 사용자를 인터뷰하여 문제점을

발견하고, 가상인물을 설정하여 제품 컨셉을 잡는다.

section 2 ^{디자이너처럼} ^사용자를 ^{관찰해봐요!}

(27)

[학습목표]

1. 학생들은 인터뷰를 통해 사용자가 필요로 하는 기능과 문제점에 대해 파악해 본다.

2. 학생들은 사용자의 특징 및 기호를 파악한 페르소나를 제작해 본다.

[준비물]

교사 : 활동지 2-1, 활동지 2-2

학생 : 필기도구, 채색도구, 가위, 풀, 4절지, 잡지 등 꾸미기 재료 수업형태: 토론, 제작, 발표 소요시간: 총 100분

디자이너들은?(10분) 페르소나

(가상인물) 설정(15분) 역할 분담하여

인터뷰 진행(20분)

페르소나 제작(45분) 2-1

2-2

2-3

2-4

(28)

디자이너가 의뢰받는 제품을 만드는 과정에 대해 이해하고 제품 디자인 제작 과정에 대해 알아본다.

생각 열기

[디자이너들은 제품을 디자인하기 위해서]

1. 사용자를 관찰하여 사용자의 불편함을 발견한다.

2. 발견한 문제점에서부터 시작하여 아이디어를 내고 최종 결과물까지 만들어 낸다.

2-1 디자이너들은?

(29)

29 활동

하기

디자이너의 사고를 통해 휴대폰 케이스를 제작해 본다.

휴대폰 케이스의 형태 디자인, 패턴 디자인을 고려하고, 디 자인 제품 만들기의 전체적인 과정을 경험한다.

학생들은 디자이너가 되어 사용자를 관찰하고 아이디어를 내보기로 한다. 사용자, 관찰자, 기록자의 역할을 맡아 진행 한다.

[준비물]

활동지 2-1

[ Tip ]

1. 6명 모둠원에서 사용 자와 관찰자, 기록자로 2 팀을 구성한다.

2. 제작과 연결되는 문제 이므로, 휴대폰 케이스 패 턴의 기능, 형태의 기능 등을 상세하게 파악하게 한다.

1. 모둠에서 사용자, 관찰자, 기록자 한명씩 팀을 2팀으로 구성하게 한다.

2. 각자의 역할을 정하게 한다.

3. 사용자 역할을 맡은 친구는 학생, 직장인, 어린아이 등 다양한 역할을 지정할 수 있게 한다.

4. 관찰자는 사용자를 인터뷰하여 문제점과 필요한 기능을 파악하게 한다.

ex. 휴대폰을 사용하면서 불편했던 점 필요하다고 생각하는 점 등

5. 기록자는 두사람의 대화 내용을 듣고 상세히 기록하게 한다.

6. 관찰자는 휴대폰 케이스의 역할에 대해서도 질문하게 한다.

7. 기록자가 적은 인터뷰지를 가지고 모둠끼리 공유하여 필요한 기능과 문제점에 대해 토의하게 한다.

2-1 디자이너들은? 2-2 역할 분담하여 인터뷰 진행

(30)

모둠별로 인터뷰한 내용을 토대로 휴대폰 케이스를 제작하 기 위한 페르소나(가상인물)을 설정한다.

[페르소나 (Persona)]

- 사용자 그룹을 대표하는 가상의 인물을 말한다.

- 페르소나가 제품을 활용하면서 어떠한 도움을 얻고자 하는지 설 명한다.

<페르소나 작성시>

특징: 이름, 그림, 나이, 성별, 짧은 설명 목표: 제품이나 서비스를 이용하는 목적,

요구를 설명하고 제공되는 서비스에 의한 목적, 요구를 달성할 수 있는지 등

[ Tip ]

1. ppt 자료를 이용해 페 르소나(가상인물)에 대한 이해를 돕는다.

발견 하기

[페르소나 제작 과정]

역할 분담하여 인터뷰 진행

페르소나 설정하기

인터뷰지 기록하기

페르소나 제작하기

이나 래 27세/회사원/제품디자이너 naranara@oodle.com

가상의 인물을 설정하고 특징을 구체적으로 상상하기

“나는 뭔가를 새롭게 만드는 것을 좋아한다

‘건강한 육체에거 건강한 창조가 나온다’가 나의 모토이다”

혼자 살고 있다. 아담하지만 오븐이 있는 작은 원룸에 거주한다.

졸린 눈을 비비면서도 일어나자마자 홍삼 한 팩을 입에 문다

무엇보다도 밥심이 창조의 근원이라 생각해서, 화장은 못해도 아침은 꼭 챙긴다 뚝딱뚝딱 만드는것도 좋아해 곧잘 주말에는 과자도 굽고 요리도 한다 매일 요리를 하는것은 아니라서, 한번 사놓은 재료를 언제 사놨는지 까먹는다.

새로 나온 전자제품이나 맘에 드는 건강 관련 제품이 생기면 일단 지르고 본다

2-3 페르소나(가상인물) 설정

(31)

31 [ 준비물 ]

4절지, 잡지, 다양한 꾸미 기 재료 등

1. 페르소나(가상인물)를 설정하게 한다.

2. 모둠별로 4절지 종이를 나눠준다.

3. 잡지를 이용해 주인공 이미지, 내용과 연관된 이미지 등을 찾게 한다.

4. 필요한 것들만 오려서 꼴라쥬 형식으로 붙이게 한다.

5. 모둠에서 정리했던 내용들을 하나씩 정리하게 한다.

2-3 페르소나(가상인물) 설정

2-4 페르소나 작업하기

(32)

[T] [E] [A]

[미술] 고등 표현(마음을 움직이는 디자인) 체계적인 발상을 통해

주제를 발전시키고, 다양한 자료를 탐색하여

section 3 나만의 휴대폰 케이스를

제작하자!

(33)

수업형태: 토론, 제작, 발표 소요시간: 총 100분

[학습목표]

1. 학생들은 모둠별로 브레인스토밍을 통하여 서로의 아이디어를 공유해 본다.

2. 학생들은 사용자의 특성을 고려하여 개별적인 아이디어를 적용시킨 휴대폰 케이스를 제작해 본다.

[준비물]

교사 : 활동지 3-1. 활동지 3-2, 종이, 휴대폰 케이스를 제작하는데 필요한 물품들 (물감, 클레이, 종이, 노끈, 아크릴 물감, 직물천

학생 : 필기도구

좋은 제품이란?(5분)

컨셉 설정 및

아이디어 스케치 진행(30분)

브레인스토밍을 통한 아이디어 공유(15분)

휴대폰 케이스 제작(40분) 3-1

3-2

3-3

3-4

(34)

페르소나를 살펴보고, 페르소나의 니즈에 맞는 휴대폰 케 이스의 형태와 패턴이 디자인 되어야 한다.

형태와 패턴은 단순히 꾸미는 작업이 아니라 기능적인 역 할을 하여 사용자의 사용성을 도와야 한다.

생각 열기

[좋은 제품이 되기 위한 조건에는]

심미성

- 외적인 디자인이 아름다운가?

- 색과 질감 등이 아름다운가?

실용성

- 사용목적에 맞는 기능을 갖추었는 가?

- 튼튼하며 사용하기 편리한 구조인가?

창의성

- 독립적인 아이디어가 들어 있는가?

- 기존 제품과 차이는 있는가?

가공성

- 제품의 특성에 맞게 재료를 선택하였는가?

경제성

- 제작에 필요한 비용이 얼마인가?

- 제품의 상품가치는 얼마인가?

3-1 좋은 제품이란?

(35)

35

모둠별로 브레인스토밍을 통해 제품 디자인에 접목시킬 새 로운 아이디어를 도출한다.

[브레인스토밍 4원칙]

- 다른 친구의 의견에 대하여 절대 비판하지 않는다.

- 자유로운 아이디어가 창의적인 아이디어이다.

- 아이디어의 수는 많을수록 좋다. 질보다 양이다.

- 아이디어를 기록하고 결합하고 개선하면 된다.

[주의사항]

- 판매하고자 하는 사람, 즉 페르소나에게 어울릴 만한 패턴을 찾도록 학생들을 지도한다.

- 지문 찾기에서부터 시작된 휴대폰케이스 디자인의 목적이 자연으로 부터의 영감을 받은 패턴/디자인 제작임을 지속적으로 상기시킨다.

3-1 좋은 제품이란? 3-2 브레인스토밍을 통한 아이디어 공유

(36)

모둠별로 페르소나의 니즈에 맞게 자유롭게 20분 정도 브 레인스토밍을 진행한다.

1. 브레인스토밍의 주제 및 규칙을 명확하게 인식시켜준다.

2. 개별 생각할 시간을 3분정도 준다.

3. 모둠에서 진행 및 서기를 맡은 학생이 첫 번째 키워드 질 문을 던져주고 진행하게 한다.

4. 모둠에서 자유롭게 20분정도 브레인스토밍을 진행할 수 있게 한다.

활동 하기

[ 준비물 ]

활동지 3-1, 도화지, 싸인 펜 등

[ Tip ]

학생들 서로가 서로의 생 각을 존중하고 다양하고 창의적인 아이디어가 나 올 수 있도록 한다.

[브레인스토밍 진행 방법]

- 브레인스토밍 주제, 규칙을 명확하게 인식시켜준다.

- 개별 생각할 시간을 3분정도 준다.

- 모둠에서 진행 및 서기를 맡은 친구가 첫 번째 키워드 질문 을 던져준다.

(37)

37

브레인스토밍을 통해 나온 키워드들을 디자인과 기능(형태

가 하는 역할, 패턴이 하는 역할 등)으로 분류하여 묶어본

다. 컨셉을 정하기 위한 메인 키워드를 결정한다.

(38)

38자연의 패턴을 옮겨 담은 휴대폰 케이스 [ 준비물 ]

활동지 3-2, 도화지

[ Tip ]

아이디어 스케치를 진행 할 때에 휴대폰 케이스가 페르소나(가상인물)가 사 용할 것이라는 점을 염두 해 두고 제작 한다.

제작

하기

아이디어 스케치를 진행하기 전 모둠별로 주제를 정하고 각자 주제에 맞는 디자인을 구상한다. 모둠별 동일한 주제 를 가지고 개별 휴대폰 케이스를 제작한다.

1. 각자 주제에 맞게 아이디어 스케치를 진행하게 한다.

2. 휴대폰 크기에 맞추어 스케치하고 평면도를 그리게 한다.

3. 창의적이고 실용성 있는 휴대폰 케이스를 제작하게 한다.

4. 페르소나에 맞는 휴대폰 케이스가 진행되고 있는지 중간 체크하게 한다.

3-3 컨셉 설정 및 아이디어 스케치 진행

(39)

39

- 주어진 시간동안 모둠원들은 자신의 역할을 수행하였는가?

- 페르소나의 니즈에 맞는 휴대폰 케이스가 제작되었는가?

- 기능이 표현되는 휴대폰 케이스의 형태와 패턴을 제작하였는가?

[휴대폰 케이스 제작 과정]

[휴대폰 케이스 결과물]

3-3 컨셉 설정 및 아이디어 스케치 진행 3-4 휴대폰 케이스 제작

(40)

[A]

[미술] 고등 표현(마음을 움직이는 디자인) 자신의 의견을 체계적으로

정리하여 발표한다

section 4 나만의 휴대폰 케이스를

홍보해보자!

(41)

[학습목표]

1. 제작된 휴대폰 케이스의 특성을 강조하여 발표해 본다.

[준비물]

교사 : 활동지 4-1, 제작된 휴대폰 케이스 학생 : 필기도구

수업형태: 발표 소요시간: 총 100분

휴대폰 케이스 특성 정리(15분)

친구들과 함께 평가하기(10) 나만의 휴대폰 케이스

발표하기(20) 4-1

4-2

4-3

(42)

스티브 잡스가 애플에 새로운 제품이 나올 때 마다 발표를 했듯이, 우리도 내가 제작한 나만의 휴대폰 케이스를 친구 들 앞에서 발표해 본다.

발견 하기

1. 모둠별로 자리를 배치시킨다.

2. 제작된 휴대폰의 특성에 대해 생각하여 내용을 정리하게 한다.

3. 페르소나의 조건에 맞추어 제작된 나만의 휴대폰 케이스 장점을 부각해 발표하게 한다.

4. 발표를 듣는 학생들은 제품의 특성과 가격 등이 적합한지 를 평가하게 한다.

5. 모든 발표가 끝나고 나면 반 전체 학생들은 내 휴대폰 케 이스 를 제외하고 투표를 진행하게 한다.

4-1 휴대폰 케이스 특성 정리

(43)

43

- 내 생각이 친구들에게 잘 전달되었는가?

- 휴대폰 케이스의 기능적인 면에 대해서 잘 표현하였는가?

- 전체 프로그램 학습을 통해 알게 된 사실은 어떤것인가?

4-1 휴대폰 케이스 특성 정리 4-2 나만의 휴대폰 케이스 발표하기

4-3 친구들과 함께 평가하기

(44)

자연을

옮겨 담은

휴대폰 케이스

융합인재교육(STEAM)

프로그램 고등학교

학생용

(45)

45

활동지 1-1

지문과 패턴의

유사점과 차이점에 대해 알아볼까요?

서로의 지문을 알아보고 비교해 보기 위해 지문 활동 가이드를 제작해 보려고 해요. 한 사람씩 돌아가면서 빈 칸에 자신의 엄지손가락의 지문을 찍어보세요.

제작 방법

1. 오른쪽 엄지손가락을 잉크 패드에 묻힌다.

2. 다음으로 잉크 패드가 묻혀 있는 오른쪽 엄지손가락을 아래의 빈 칸에 찍는 다. 지문이 깨끗하게 찍힐 수 있도록 엄지손가락을 잘 굴려서 찍어준다.

3. 자신의 지문이 찍힌 아래에 자신의 이름을 적어준다.

(46)

활동지 1-2

지문활동가이드에 찍힌 지문과 비교하기 위해 개별지문카드를 제작해 보려고 해요. 빈 칸에 자신의 지문을 찍어보세요.

지문과 패턴의

유사점과 차이점에

대해 알아볼까요?

(47)

47

활동지 2-1

디자이너가 되어

시용자를 인터뷰하고

페르소나를 제작해 보아요!

인터뷰한 내용을 바탕으로 페르소나를 제작하려고 해요. 사용자가 필요로 하는 기능과 문제점 및 이름, 나이, 특징, 취미, 라이프스타일 등을 담은 인터뷰지를 작성해 보세요.

인터뷰지 인터뷰 내용

기록자 관찰자 사용자

(48)

활동지 2-2

디자이너처럼 사용자를 관찰해봐요!

인터뷰한 내용을 바탕으로 페르소나를 제작하려고 해요. 사용자가 필요로 하는 기능과 문제점 및 이름, 나이, 특징, 취미, 라이프스타일 등을 담은 내용을 정리 해 보세요.

이름 : 나이 : 특징 : 취미 :

라이프스타일 :

평소 휴대폰 케이스의 불편한 점 :

휴대폰 케이스에 필요한 기능 :

좋아하는 이미지:

(49)

49

활동지 3-1

나만의 휴대폰 케이스를 제작하자!

휴대폰 케이스 디자인을 위해서 아이디어를 내 보세요. 브레인스토밍을 진행하도록 하겠어요.

진행자가 먼저 하나의 단어를 던져주세요.

(50)

이름 : 나이 : 특징 : 취미 :

라이프스타일 :

평소 휴대폰 케이스의 불편한 점 :

휴대폰 케이스에 필요한 기능 :

좋아하는 이미지:

활동지 2-2

디자이너처럼 사용자를 관찰해봐요!

인터뷰한 내용을 바탕으로 페르소나를 제작하려고 해요.

사용자가 필요로 하는 기능과 문제점 및 이름, 나이, 특징, 취미, 라이프스타일 등을

담은 내용을 정리해 보세요.

이름 : 나이 : 특징 : 취미 :

라이프스타일 :

평소 휴대폰 케이스의 불편한 점 :

휴대폰 케이스에 필요한 기능 : 활동지 3-2

나만의 휴대폰 케이스를 제작하자!

모둠의 주제가 정해졌나요? 그럼 이제 나만

의 아이디어를 발전시켜보세요. 나만의 휴

대폰 케이스 형태, 패턴에 어떤 기능이 숨어

져 있을까요?

(51)

51

활동지 4-1

나만의 휴대폰 케이스를 홍보해보자!

페르소나의 조건에 맞추어 제작된 나만의 휴대폰 케이스의 특성을 정리해보세요 제품의 특성과 가격도 한번 정해볼까요?

페르소나의 특징 :

제품의 특성 :

가격은요?

(52)

Information

(53)

지문은 손가락의 감각을 예민하게 한다. 미끄럼을 방지하고 배수로 역할을 하며 충격을 줄여줘 손이나 발에 상처가 나지 않도록 한다는 연구결과가 있지만 정확하다고 볼 수는 없다.

경찰청에는 수백만 명의 지문 기록이 보관 되어 있다고 한다. 더욱이 해마 다 수십 여 만 명의 지문 기록이 추가 된다고 하니 그야말로 지문 총책이라 할 수 있다.

지문에 의한 개인 식별의 역사는 백 년 이상이나 거슬러 올라간다. 19세기 중반 인도가 영국의 지배를 받던 시절, 영국에서 부임해 온 하셀이라는 관 료는 노동자들의 연금이 중복 지급되는 것을 막기 위해 수취증에 지문을 날인시켰다. 이것이 계기가 되어 수형자 관리에도 지무넹 의한 개인 식별 방법이 도입 되었다고 한다.

그러나 지문이 개인을 식별하기 위해 있는 것은 아니다.

손가락 끝을 잘 살펴보면 봉긋한 줄이 거의 같은 간격으로 그려져 있다. 만 약 손끝의 표피를 벗겨 진피를 노출했다고 하자. 진피 표면에는 '유두'라 불 리는 조그만 돌기가 촘촘히 나 있다. 이 유두가 표피로 돌출해 서로 이어져 서 무늬를 형성한 것이 지문이다. 유두 안쪽에는 '촉각소체'라 불리는 신경 말단부가 이어진다. 유두가 표피로 돌출하기 때문에 촉각을 더 민감하게 포착할 수 있는 것이다. 따라서 손끝에 닿는 것을 더 민감하게 느끼도록 하 는 것이 지문의 역할이라 할수 있다.

지문의 고유성

지문은 태어나면서 죽을 때까지 같은 형태를 유지하며 외부 요인에 의해 상처가 생겼을 떄도 금방 기존의 형태로 재생되기 때문에 타인과 같은 지 문을 가질 확률은 굉장히 희박하다.

사람의 지문은 모두 다르고 평생 변하지 않는다. 지문은 유전되며 인종이 나 거주지역마다 차이가 있다. 때문에 범죄 수사나 개인 인증에 사용된다 고 한다.

지문이란

(54)

[디자인의 목적]

일상 생활을 보다 윤택하고 안락하게 하는 데 있다.

인간의 미적 욕구를 충족시키고 정서를 함양한다.

[디자인의 3요소]

기능성 - 쓰기 편하게 만든다.

심미성 - 아름답게 만든다.

양질성 - 알맞은 재료를 사용한다

[산업 디자인의 조건]

기능성 ; 사용하기 편리하고 안전해야 한다.

심미성 ; 모양이나 색의 아름다움을 살려야 한다.

양질성 ; 좋고 알맞은 재료를 선택한다.

경제성 ; 경제적이고 견고해야 한다.

지문의 유전

지문은 유전적인 형질에 속한다. 지문의 모양, 융기선의 수, 지문방향 등은 친자간에 유전적 관계가 존재하며 동양계의 인종에는 왓아문이 많고 유럽 계의 인종에서는 궁상문과 제상문이 많은 등 인종간에도 차이를 보인다.

일반적으로 인간과 영장류인 침팬지, 원숭이, 오랑우탄에게 지문이 있다.

또한 코알라도 지문이 있는데 사람의 지문과 가장 비슷하게 생겼다. 지문 이 있는 동물들은 손을 많이 사용하면서 생겨난 것이다.

동물의 지문

소의 경우, 소의 콧등에 있는 무늬가 지문 역할을 한다. 이 무늬는 소 개체 마다 다르고 일생동안 변형되지 않는다고 한다. 이를 비문이라 하는데, 지 문이 없는 동물은 그 동물의 갈기 모양이니 무늬의 갯수와 배열 등으로 구 분을 할 수 있다고 한다. 고래 역시 혹의 위치나 점의 위치 등으로 구분 가 능하다.

디자인이란

(55)

55 생산성 ; 대량생산이 가능할 수 있어야 한다

조화성 ; 현대의 생활과도 조화를 잘 이루어야 한다.

[디자인의 종류]

시각 디자인 ; 그래픽 디자인, 포스터, 광고, 영상 디자인 등 공업 디자인 ; 제품, 문구, 차량, 선박, 항공기 디자인 등 환경 디자인 ; 실내, 실외, 전시, 조경, 도시 계획 디자인 등 공예 디자인 ; 도자, 금속, 염색, 칠보, 종이, 목공예 등

[디자인 과정]

제품 기획 → 조사 분석 → 아이디어 스케치 → 렌더링(완성예상도) → 모 델링(모형제작하기) → 실물원형 제작 → 평가하기

*렌더링(rendering)

- 정면도, 평면도, 측면도에 기초로 완성품을 예상하여 정밀하게 그리는 그 림

- 투시도법에 의해 그린다. (제품의 특징을 가장 잘 나타나게) - 형태, 색채, 재질감 등 실물에 충실하게 그린다.

*모델링 - 실제 제작에 들어가기 전에 렌더링에 기초하여 만드는 입체적 인 모형

[인간공학(인체공학)]

인간이 사용하는 제품을 인체의 구조에 맞추어 디자인함으로써 편의성과 안전성을 높이는 것, 인간의 물리적인 욕구를 충족시킴

[감성공학]

인간의 감성적 특성을 제품디자인에 반영하는 것. 촉감, 온도와 습도, 색채, 조명, 음향, 냄새, 고급감 등이 이어 포함된다. 인간의 감성적 욕구를 충족 시킴

(56)

일부 물리학자들은 프랙탈 이론을 응용하여 프랙탈 우주론을 제시했는데, 작은 세계 속에 더 작은 세계가 있고 큰 세계는 또 다른 세계에 포함된다는 것으로, 우주가 무한대로 복제된 프랙탈 구조라고 한다.

프랙탈 우주론은 불가에서 말하는 ‘하나의 모래알 속에 삼천대천세계가 있 다’는 것이나, 도가에서 말하는 ‘인체는 하나의 소우주’라는 것과도 일맥상 통하는 것이어서 더욱 흥미롭다.

프랙탈은 자연 속의 고사리, 구름, 태양, 달팽이 등은 물론 우주의 구조와 그 진화과정에서도 발견되며 모든 동물의 신체 구조 속에 숨겨져 있다.

1) 프랙탈이란 부분이 전체를 닮는 자기 유사성(self - similarity)을 가지 면서 반복 순환 (recursiveness) 하는 도형 또는 구조를 일컫는다.

가) 규칙적 프랙탈 : 부분과 전체의 유사성이 기하학적인 구조 속에서 어떤 동질성을 갖는 것으로, 큰 것과 작은 것 사이에 동등성이 있는 것으로 자연 에서는 발견할 수 없다.

나) 통계학적 프랙탈이란 : 일반적으로 자연계에서 볼 수 있는 해안선, 번 개, 구름 등과 같은 현상으로, 부분과 전체의 유사성이 대략적으로 비슷한 확률을 갖는다

2) 프랙탈을 그리기 위한 기본형 탐구

▣ 기본형의 결합:서로 협쳐져서 하나가 됨

▣ 기본형의 공제 : 어떤 형에서 일부분을 빼냄

▣ 기본형의 비례 : 길이와 넓이 등의 크고 작은 차이의 비율

▣ 기본형의 왜곡 : 형태를 비틀어서 변형 시킴

프랙탈이란

(57)

57 3) 기본 도형의 반복과 겹침에 의한 패턴 만들기

가) 사각형의 반복에 의한 패턴

나) 삼각형의 반복에 의한 패턴

다) 육각형의 반복에 의한 패턴

라) 별모양의 반복에 의한 패턴

4) 프렉탈의 기학학의 다양한 형태

테셀레이션이란 동일한 모양을 빈틈없이 겹쳐서 채우는 것을 말한다. 욕실 의 타일이나 보도블럭, 전통문양에서 찾을 수 있는데 테셀레이션은 예술적 인 아름다움뿐 아니라 대칭이동, 평행이동, 회전을 포함하는 합동 개념, 각 의 크기 등을 학습 수 있는 수학적 소재를 제공해 준다.

(58)

(59)

고등학교 교사용

혹등고래를

닮고 싶은

프로펠러 이야기

(60)

가드너가 주장하는 여덟 가지 지능들은 여러 가지 복잡한 방식으로 함께 작용, 지능들은 항상 서로 교류하면서 작용한다.

이 프로그램을 학습하고 나면 가드너가 주장하는 여덟 가지 지능 중에 다음과 같은 지능이 발달할 수 있다.

가드너의 다중이론

프로그램을 학습하고 나면

모둠 토의 및 조작과 체험위주의 수업구성으로 흥미를 높일 수 있는 이 프로그램은 1) 세 가지 종류의 각각 다른 프로펠러를 제작해 봄으로써 혹등고래 지느러미의 원리를 이해한다.

2) 원리를 응용한 제품을 디자인해봄으로 실생활에 적용되는 제품에 대한 사고를 돕는다.

☆

신체를 이용해 표현하는 능력 언어의 구조, 의미, 실제활용능력 시각적, 공간적 아이디어 표현 타인의 의도 등을 지각하는 능력

자기 자신을 이해하고, 느낄 수 있는 인지적 능력 주변 사물을 자세히 관찰하는 능력

추리, 일반화, 계산, 가설검증 음악의 리듬, 음색 등에 대한 민감성 신체-운동학적 지능

언어적 지능 공간적 지능 대인관계 지능 자기이해 지능 자연탐구 지능 논리-수학적 지능 음악적 지능

(61)

상황제시 - section 1

- section 2 학생 스스로 문제해결을 찾아가는

창의적 설계 1

- section 4 학생이 문제를 해결하였다는

성공의 경험

전체 흐름도

- section 3 창의적 설계 2

학생의 일상생활에서 문제를 해결해가는

프로그램 구성도

- 섹션별 내용 정리

- Tip. 확인하기

- 생각 다지기 이렇게 보세요

중요 주제별로 나누어 각 강의 내용을 정리하여 핵심 내용을 쉽게 알아볼 수 있도록 하였다.

활동별 교사가 유념하고 있어야 하는 부분들에 대해서 정리해 참고할 수 있도록 하였다.

각 섹션 학습을 끝낸 후 교사의 질문으로 학생들의 생각을 정리해 줄 수 있도록 하였다.

(62)

혹등고래와

친구가 되어볼까요?

혹등고래를 모방한 프로펠러를 제작해볼까?

1. 생체 모방 공학을 이해하고, 혹등 고래의 특성에 대해 알게 된다.

1. 세 가지 종류의 각각 다른 프로펠러를 제작해 봄으로 흑동고래의 지느러미 형태 원리를 이해한다.

2. 실험을 통해 바람의 에너지를 활용하기 좋은 프로펠러를 만들 수 있다.

[혹등고래를 닮고 싶은 프로펠러 이야기]

전체 프로그램 흐름도

상황 제시

창의적 설계_1

01

02

(63)

혹등고래 지느러미의 특성을 가지고

제품을 개발하자!

혹등고래를 닮은 제품을 제작해보자!

1. 학생들은 브레인스토밍을 통해 서로의 아이디어를 공유해 본다.

2. 제품의 특성을 살릴 수 있는 재료에 대해서 생각해 본다.

1. 혹등고래 지느러미의 특성이 있는 새로운 아이디어 상품을 제작할 수 있다.

2. 제작된 제품의 특성을 강조하여 발표해 본다.

창의적 설계_2

성공의 경험

03

04

(64)

[혹등고래를 닮고 싶은 프로펠러 이야기]

논리 구성도

교과과정 연계 :

[과학] 과학과 문명 (에너지와 환경) [물리Ⅰ] 물질과 전자기장(전자기장)

[생명과학Ⅰ] 자연속의 인간(생물의 다양성과 환경) [물리Ⅱ] 전기와 자기(전류와 자기장)

[미술] 고등 표현 (마음을 움직이는 디자인) [수학]고등 기하학(부채꼴의 중심각과 호의 관계)

- 인간 생활이 생태계에 미치는 영향 - 에너지 전환

- 정보를 효율적으로 탐색하기 -실생활에서 유용한 정보 선택하기 - 생체모방 공학

- 수렴적사고와 발산적 사고(브레인스토밍)를 통한 창의로운 디자인 개발하기

- 제품의 용도와 특징을 살려 표현하기

- 부채꼴의 중심각과 호의 관계를 계산할 수 있다 - 속도 계산하기

전 체 구성도

S

T

A

E

M

(65)

[S] [T] [A]

[과학] 과학과 문명 (에너지와 환경) [생명과학Ⅰ] 자연속의 인간(생물의 다양성 [미술] 고등 표현 (마음을 움직이는 디자인)

section 1

인간 생활 속에서 자연이 주는 이익의 가치를 이해하고, 첨단 생명과학이 우리 생활에서 활용되고 있는 사례를 알아본다.

[S] [M]

[과학] 과학과 문명(인류의 건강과 과학기술) [미술] 고등 표현(마음을 움직이는 디자인) [수학] 고등 기하학(평행이동과 대칭이동)

section 2

실험을 통해 혹등고래 지느러미 형태의 원리를 이해하고, 바람의 에너지를 활용하기 좋은 프로펠러를 제작한다.

[T] [E] [A]

[미술] 고등 표현(삶과 디자인)

section 3

체계적인 발상을 통해 주제를 발전시키고, 다양한 자료를 탐색하여

[A]

[미술] 고등 표현(삶과 디자인)

[미술] 고등 표현 (마음을 움직이는 디자인)

section 4

자신의 의견을 체계적으로 정리하여 발표한다

(66)

66혹등고래를 닮고 싶은 프로펠러 이야기 66혹등고래를 닮고 싶은 프로펠러 이야기

[S] [A]

[과학] 과학과 문명 (에너지와 환경)

[생명과학Ⅰ] 자연속의 인간(생물의 다양성 [미술] 고등 표현 (마음을 움직이는 디자인) 인간 생활 속에서 자연이 주는 이익의 가치를 이해하고,

첨단 생명과학이 우리 생활에서 활용되고 있는 사례를 알아본다.

section 1 ^{혹등고래와} ^{친구가 되어볼까요?}

(67)

[학습목표]

1. 생체 모방 공학을 이해하고, 혹등 고래의 특성에 대해 알게 된다.

[준비물]

동영상

수업형태: 토론, 발표 소요시간: 총 100분(2차시)

01

02

03

04 생체모방이란(10분) 혹등고래 알기(20분)

생체모방 사례(5분) 혹등고래를

모방한 제품 사례(5분)

(68)

자연을 모방하는 생체 모방 공학(Biomimetics) 생체(Bio)와 모방(mimetics)이란 단어의 합성어이다.

어원에서 알 수 있듯 생체 모방 공학은 자연을 관찰하 여 모방하는 것이다.

자연으로부터 아이디어를 얻어 와서 사용하고 있는 것 들이 많이 있다.

자연에 대한 모방은 우리에게 많은 이익을 주고 있다.

우리가 자연에게서 배우면 지금까지 해결하지 못했던 것들,

비효율적이고 환경 파괴적으로 해결했던 것들을 해결 할 수 있다.

- 잘 드러붙는 도꼬마리 씨를 모방한 '찍찍이'라 불리는 벨크로 테이프

- 수직의 벽을 잘 기어오르는 도마뱀의 발을 모방한 '스티키봇' - 상어 피부를 모방해 물의 저항력을 최소화한 수영복

생각 열기

이런 문제 상황으로 시작해서 자연으로부터 영감을 얻는다.

벨크로 테이프의 개발자인 조르주 드 메스트랄은 사냥을 다 녀온 후에 밤송이 같은 가시 껍질이 자신의 바지와 개의 털에 달라붙어 있는 것을 보고 아이디어를 가져와 8년간의 실험과 연구 끝에 특허를 받고 상품화에 성공하였다.

1-1. 생체 모방 이란

1-2 생체 모방 사례

‘찍찍이’가 발명된 문제 상황은 무엇이 있을까?

- 신발끈을 묶었다 풀었다 하는 것이 귀찮다.

벨크로를 발명한 사람은 어디에서 영감을 얻었을까?

(69)

69

고래에 대한 설명 없이 학생들이 스스로 생각할 수 있 게, 혹등 고래가 헤엄치는 모습이 담긴 이미지 또는 동 영상을 감상한다.

활동 하기

1-3. 혹등 고래 알기

[참고 사이트]

http://www.youtube.com

검색창에 humpback whale swims under kayak(54초) 또는 humpback whale calf(2:06초)

[ Tip ]

1. 혹등고래 서식지의 특성에 대 해서 생각하고, 서식지에서 살기 위해서 어떤 특성을 가지면 좋을지 생각하게 한다.

2. 교사의 설명보다 원리를 학생 들의 사고과정에서 끌어내도록 한다.

1. 모둠을 구성하게 한다.

2. 모둠별로 혹등고래에 대해서 자유롭게 이야기 하게 한다.

3. 사는 환경의 특성, 사는 환경에 맞는 대처 방향에 대해서 집중적으로 이야기 하게 한다.

(70)

혹등 고래의 특성

혹등 고래는 큰 몸집과 달리 전속력으로 헤엄치다가 순식간에 180도 방향을 돌리 수도 있다.

혹등 고래의 비밀 무기는 앞지느러미에 있다.

혹등 고래의 지느러미는 매끄럽지 않고 울퉁불퉁하다.

이런 돌기들이 물속에서 저항을 감소시켜 물속에서 자유롭게 헤엄칠 수 있다.

몸길이 : 11~16m 몸무게 : 30~40t 수명 최대 : 60년

호흡 수 : 1시간에 10~20회

서식 지역 : 태평양, 대서양에 분포

(71)

71

혹등고래의 지느러미 원리를 이용한 생체 모방 기술에 대해 알아보면 다음과 같은 사례가 있 음을 알려준다.

풍력 터빈 웨일파워

풍력 발전기의 날개를

혹등 고래의 지느러미처럼 돌기를 가지게 만들어

바람에 날을 돌게 한다.

발명의 대부분은 문제를 인식하고 그 해결법을 고민하는 가운데 시작된다.

이렇게 자연을 모방한 제품들은 자연의 구조에서 영감을 얻은 것도 있고 기능에 서 영감을 얻은 것도 있다.

1-4. 혹등고래를 모방한 제품 사례

혹등고래는 큰 몸집을 이용해 빨리 움직인다.

전속력으로 헤엄치다 순식간에 180도 방향을 돌리는데, 이것은 '앞지느러미의 돌기'에서 답을 찾을 수 있다.

비행기 날개에서도 유사한 것을 찾아볼 수 있는데, 항공기 날개에 한 줄로 솟아 있 는 아주 작은 판이 있다.

물속이나 하늘의 공기나 원리는 같지 않을까?

비행기 날개

비행기 날개 표면에 돌기를 만들어 양력을 증가시킨다.

몸길이 : 11~16m 몸무게 : 30~40t 수명 최대 : 60년

호흡 수 : 1시간에 10~20회

서식 지역 : 태평양, 대서양에 분포

(72)

[S] [M]

[수학]고등 기하학(부채꼴의 중심각과 호의 관계) [물리Ⅱ] 전기와 자기(전류와 자기장)

실험을 통해 혹등고래 지느러미 형태의 원리를 이해하고, 바람의 에너지를 활용하기 좋은 프로펠러를 제작한다.

section 2 ^{혹등고래를 모방한} 프로펠러를 제작해볼까?

(73)

[학습목표]

1. 세 가지 종류의 각각 다른 프로펠러를 제작해 봄으로 흑동고래의 지느러미 형태 원리를 이해한다.

2. 실험을 통해 바람의 에너지를 활용하기 좋은 프로펠러를 만들 수 있다.

[준비물]

활동지 1-1, 1-2,1-3, 가위, 스톱워치, 작은선풍기 등

수업형태: 토론, 제작, 실험, 발표 소요시간: 총 50분 (1차시)

프로펠러 제작하기(15분)

결과 값 그래프로 작성하기(10분)

프로펠러

실험하기(20분) 정리하기(5분)

2-1

2-2

2-3

2-4

(74)

혹등고래 지느러미 형태를 하고 있는 프로펠러와 다른 모양의 2 가지 프로펠러를 실험하기로 한다.

<제작 방법>

1) 종이 위의 실선을 따라 프로펠러를 자른다.

2) 점선을 따라 A부분과 B부분을 접는다.

3) A부분과 B부분을 지탱하기 위해 밑에 작게 접는 부분을 접어준다.

4) C부분을 실선을 따라 아래로 접는다.

5) D부분을 뒤집어 C부분과 반대 방향이 되도록 접는다.

6) 완성 생각

열기

2-1 프로펠러 제작하기

(75)

75 [ 준비물 ] 활동지 1-1, 활동지 1-2, 스톱워치

[ Tip ]

1. 프로펠러를 실험하기 위해 2m 정도의 높이에서 떨어뜨린다.

2. 바람의 영향을 받지 않는 것이 좋다.

<제작 방법>

1) 종이 위의 실선을 따라 프로펠러를 자른다.

2) 점선을 따라 A부분과 B부분을 접는다.

3) A부분과 B부분을 지탱하기 위해 밑에 작게 접는 부분을 접어준다.

4) C부분을 실선을 따라 아래로 접는다.

5) D부분을 뒤집어 C부분과 반대 방향이 되도록 접는다.

6) 완성

제작이 완료되었다면 모둠별로 실험해보자.

1. [활동지 1-1]을 모둠별로 나눠줘 실험할 프로펠러를 제작하게 한다.

2. [활동지 1-1]의 3가지 형태의 프로펠러를 실험하게 한다.

3. A학생은 책상 위나 실험대 위에 올라가서 떨어 뜨린다.

4. B학생은 시간을 초 단위로 시간을 잰다.

5. C학생은 기록지에 작성한다.

2-2 프로펠러 실험하기

(76)

세 가지 종류의 각각 다른 바람개비를 낙하시킨 다음 바 닥까지 도착하는 시간을 [활동지 1-2]에 초단위로 기록 하고, 초단위로 기록한 결과를 평균값을 내어 막대그래 프로 그려 나타내보세요.

세 종류의 프로펠러를 10번씩 떨어뜨린 후에 그 시간을 다 더해서 10으로 나누어 평균값을 기록해 결과표를 완 성해본다.

3.5초 3.6초 4.5초 3.7초 3.3초 3.5초 3.6초 4.2초 3.7초 3.3초 4.1초

2.6초 1.5초 2.2초 2.7초 2.6초 1.5초 2.2초 2.7초 2.6초 2.7초 2.6초

2.1초 2.3초 2 초 1.8초 1.9초 2.2초 1.9초 2 초 1.8초 1.9초 2.1초 활동

하기

2-3 결과 값 그래프로 작성하기

자연에서

융합인재교육(STEAM) 프로그램

1.자연의 패턴을 옮겨 담은 휴대폰 케이스 2. 혹등고래를 닮고 싶은 프로펠러 이야기

고등학교 교사용

자연에서

배우는 미래

본 프로그램은 2012년 창의재단의 융합인재교육(STEAM)의 과학 예술 융합형 프로그램의 일환으로

‘생체모방기술을 적용한 산업디자인융합형 창의적 제작활동'

주제에 대한 연구개발과제로 진행된 교과과정입니다.

1) 과학, 예술 융합 교육에 디자인적 사고를 접목함으로서, 학생들이 일상생활을 직 접 디자인할 수 있는 기회를 제공하고, 사용자 중심, 비즈니스 중심, 기술 중심이 잘 조화를 이루는 학습경험들을 확대할 수 있을 것입니다.

2) 일선 과학교사 뿐만 아니라 미술교사, 예술교사들이 STEAM교육을 통한 창의체 험활동에 더 쉽게 참여 할 수 있으며, 참여 활성화를 통한 창의융합교육 실현할 것입니다.

3) 학생들이 융합프로그램을 통해 과학/예술을 통합적으로 이해하고, 융합적사고 와 문제해결력을 배양하여 미래시대가 요구하는 창의적인 인재로 성장에 기여합 니다.

들어가면서

프로그램을 의자

소개하다

수업설계의 원리

의자

[자연에서 배우는 미래]

CONTENTS

자연의 패턴을 옮겨 담은 휴대폰 케이스

52 44

Information 학생용 활동지

26

40

디자이너처럼 사용자를 관찰해봐요!

나만의 휴대폰 케이스를 홍보해보자!

18 11

32

지문과 패턴의

유사점과 차이점에 대해 알아볼까요?

나만의 휴대폰 케이스를

제작하자!

불편한 날씨에 나를 돕는 제품 만들기

102 92

Information 학생용 활동지

72

84

혹등고래를 모방한

프로펠러를 제작해볼까?

혹등고래를 닮은 제품을 제작해보자!

66 58

78

혹등고래와

친구가 되어볼까요?

혹등고래 지느러미의 특성을 가지고

제품을 개발하자!

고등학교 교사용

자연의 패턴을

옮겨 담은

휴대폰 케이스

프로그램을 학습하고 나면

신체-운동학적 지능 언어적 지능

공간적 지능 대인관계 지능 자기이해 지능 자연탐구 지능 논리-수학적 지능 음악적 지능

☆

☆

☆

☆

☆

신체를 이용해 표현하는 능력 언어의 구조, 의미, 실제활용능력 시각적, 공간적 아이디어 표현 타인의 의도 등을 지각하는 능력

자기 자신을 이해하고, 느낄 수 있는 인지적 능력 주변 사물을 자세히 관찰하는 능력

추리, 일반화, 계산, 가설검증

음악의 리듬, 음색 등에 대한 민감성

가드너의 다중이론

프로그램 전체 흐름도

전체 흐름도

섹션별 내용 정리

Tip. 확인하기

생각 다지기

이렇게 보세요

[자연의 패턴을 옮겨 담은 휴대폰 케이스 만들기]

논리 구성도

교과과정 연계 :

전 체 구성도

S

T

E

A

M

section 1

section 2

section 1 ^{지문과 패턴의} ^{유사점과 차이점에} ^{대해 알아볼까요?}

section 2 ^{디자이너처럼} ^사용자를 ^{관찰해봐요!}