2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서

2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서

2021. 11.

대구비산초등학교

과제명 2021년 STEAM 교사연구회 운영

구분

연구회 구성 유형 (택 1) 프로그램 개발유형 (택 1)

① 융합학습공동체형

( ○ )

1. 자유학기제형

( )

6. 학생 주도 참여형

( )

2. 첨단기술 및 ICT 교구 활용형

( ○ )

7. 고교학점제 기반 학습형

( )

3. 온라인 기반 학습형

( )

8. 예·체능 중심 활동수업형

( )

4. 지역사회 연계형

( )

9. 유·초등 연계형

( )

5. 교육소외계층 포용형

( )

^{10. 자율선택형} (학교 자체 개발 프로그램)

( )

② 글로벌형

( )

StarT 프로그램 참여를 통한 프로그램 개발

프로그램 정보

프로그램명

실생활 문제해결력 함양을 위한 첨단기술 활용형 STEAM 프로그램 미션 <전기도둑 잡아라!>

( )

신규 개발 ○ 기 개발

학교급 초등 대상 학년(군) 6학년

중심과목 과학 중심과목 성취기준 영역 운동과 에너지

연계과목 실과, 수학, 미술 연계과목 성취기준 영역 기술의 세계, 규칙성, 표현

연구기간 2021.4.29. ~ 2021.11.30.

신청금액 일금사백만원(￦4,000,000)

참여연구원 총 4명 (연구책임자: 1명, 참여연구원: 3명) 연구 수행자에 관한 사항

구분 소속(학교명) 직위 성명 담당과목

연구책임자 대구비산초등학교 교사 박윤정 실과

참여연구원 대구비산초등학교 교사 권정환 미술

참여연구원 대구비산초등학교 교사 김용수 수학

참여연구원 대구달서초등학교 교사 이현주 과학

2021년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 STEAM 교사연구회를 운영한 중간 결과로써 본 보고서를 제출합니다.

2021년 11월 17일

주관연구기관장 : 박 영 순 (서명/인) 연구책임자 : 박 윤 정 (서명/인)

한국과학창의재단 이사장 귀하

“이 보고서는 2021년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

목 차

1. 요약문 ··· 01

2. 서론 ··· 01

3. 연구 수행 내용 및 결과 ··· 02

가. STEAM 프로그램 개발‧적용 ··· 03

(1) 프로그램 개발 내용 ··· 03

(2) 프로그램 개발‧적용 결과 ··· 04

나. 성과 확산 및 실천 ··· 04

(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최 ··· 04

(2) STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과 ··· 04

다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사 ··· 05

(1) 학생 반응 인터뷰 ··· 05

(2) 교원 만족도 조사 ··· 05

4. 결론 및 제언 ··· 05

[부록]

부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

- STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정 - STEAM 프로그램 총괄표

- STEAM 프로그램 차시별 수업지도안 - 학생 활동지 및 교사 자료

- 차시별 학생 평가기준 및 방법 - 학생기록부 기재 예시

부록2. 학생 활동 및 수업 사진 부록3. 회의록

부록4. STEAM 교사연구회 주최 성과발표회

1. 요약문

학습자의 실생활 문제해결력을 함양하고자 교육용로봇, 인공지능, 웹협업도구 등 첨단기술을 활용하여 STEAM프로그램 ‘ 미션<전기도둑 잡아라!>’를 개발하고 초등학교 6학년 학생에게 적용하였다.

이 프로그램은 과학, 실과, 미술, 수학 교과를 융합하여 실생활에서 전기에너지를 절약하는 내용으로 6주제로 구성된다. 전기회로를 만들어 전구의 불 켜기, 빛의 밝기 변화를 이용한 미술 작품 만들기, 비례식으로 전자석의 세기 조절하기, 프로그래밍으로 전기 절약하기, 지속가능한 전기자동차 만들기 등 다양한 STEAM교육활동을 운영하였다.

2. 서론

1 1 ^{연구의 필요성}

4차 산업혁명 및 AI, 5세대 이동통신(5G) 등 첨단기술 시대가 열리며 교육 현장에서도 시대적 흐름에 맞춰 미래 인재상과 방향, 핵심어를 우측 도식과 같이 바꿔가고 있다. 하지만 아직 까지 실제 교수·학습 상황에서 첨단기술 및 ICT교구 활용이 원활하지 않고 보편적으로 적용 가능한 교수·학습 프로그램이 드문 실정이다. 특히 2010년 이래 교육과학기술부가 ‘STEAM 교육 강화’를 목표로 설정하고 창의융합형 인재를 양성하기 위해 많은 프로그램들을 개발하였으나 이 또한 급격하게 발전하는 사회와 기술 발전의 속도를 따라잡기가 어렵다.

따라서 본 STEAM연구회는 미래 사회를 주도할 인재를 양성 하기 위해 첨단기술 및 ICT교구를 활용한 창의융합형 STEAM 프로그램을 개발하고 이를 현장에 적용하고자 한다. 또한 메타 인지적 안목을 기르기 위해 융합적 사고력, 디지털 리터러시 등 창의융합형 인재가 갖추어야 할 본질적인 핵심 역량을 강조 한다. 이에 학생의 실생활과 관련된 주제를 선정하고 교과 간 교육과정을 재구성해 ‘실생활 문제해결력 함양을 위한 첨단기술 활용형 STEAM프로그램, 미션<전기도둑 잡아라!>를 개발하고 운영하여 그 결과를 확산하고자 한다.

시대적 변화 요구 및 교육 현장의 핵심어

2 2 ^{연구의 목표}

첨단기술 ̇ ̇ ̇ ̇ 을 접목한 STEAM 프로그램으로 학생들의

창의

창의융합적 사고

창의융합적 사고

융합적 사고

및 실생활 문제해결력 및 실생활 문제해결력

및 실생활 문제해결력 함양 프로그램 개발 기반 및 유형

융합학습공동체 활동 방향 STEAM교사연구회 목표

3. 연구 수행 내용 및 결과

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 실생활 문제해결력 함양을 위한 첨단기술 활용형 STEAM 프로그램 미션 <전기도둑 잡아라!>

( njoy, co-friendly, lectricity)

선행

프로그램명 해당 없음

학교급 초등학교 대상 학년(군) 6학년

목표 수혜학생 수 172명

중심과목 과학 중심과목

성취기준 영역

[초6과-운동과 에너지] (13)전기의 이용

연계과목

실과 수학 미술

연계과목 성취기준 영역

[초6실-기술의 세계] (1)기술 시스템, (2)기술 활용 [초6수-규칙성] (3)비례식과 비례배분

[초6미-표현] [초6미-체험]

개발계획

주제 연번 차시

(시수) 과목 연계(안)

1 3 과학(2) + 실과(1)

2 4 과학(2) + 미술(2)

3 2 과학(1) + 수학(1)

4 3 과학(1) + 실과(2)

5 3 과학(1) + 실과(2)

6 4 과학(1) + 실과(2) + 미술(1)

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 19차시

수업 적용 기간 2021. 4. 29. ~ 2021. 11. 30.

(STEAM 수업) 수혜학생 수 대구비산초등학교 및 대구달서초등학교 172명(6학년 전교생)

학생 태도검사

1차(사전) 검사 7월 12일, 8개 학급(172명) 실시완료 2차(사후) 검사 10월 22일, 8개 학급(172명) 실시완료 학생 및 교사 만족도조사 10월 22일 실시 완료

논문 게재

학회명 ·

게재여부 ·

학술대회 참가

행사명 ·

일자/장소 ·

특허출원(국외, 국내) 출원명 ·

가. STEAM 프로그램 개발‧적용

(1) 프로그램 개발 내용

차시 주제명 세부 활동 방법 교과

^{창의·융합}_전략

중점 사항

1~3 /19

우리 반에 찾아 온 환한 빛

▪ 미션 <전기도둑 잡아라!> 시작하기 - 생활 속에서 활용하는 전기 제품 찾기 - 전구에 불을 켜는 조건 탐구하기 - 교육용 로봇(터틀봇)을 활용해 올바른

회로도 그리고 우리 반 밝게 밝히기

과학 실과

※ 우리가 매일 사용하는 전기, 빛에 호기심을 갖고 전기 안전 및 절약을 위해 과학·기술 기반 실생활 문제해결력을 기른다.

4~7 /19

더 밝게, 더 오래 밝혀줘

▪빛의 밝기 변화를 활용한 작품 만들기 - 전지의 연결 방법에 따른 밝기 변화 탐구하기 - 전구의 연결 방법에 따른 밝기 변화 탐구하기 - 빛의 밝기를 활용한 미술 작품 구상 및

제작하기

과학 미술

※ 전지와 전구의 연결 방법에 따른 빛의 밝기를 탐구하고 이를 활용해 과학, 기술, 예술을 융합한 창의적인 작품을 제작한다.

8~9 /19

천하장사 전자석아

부탁해

▪비례식으로 전자석의 세기 조절하기 - 전선 근처의 나침반 살펴보기 - 전자석을 만드는 방법 알기

- 비례식을 활용해 전자석의 세기 변화를 탐구하고 웹문서에 데이터 공유하기

과학 수학

※ 비례식을 활용해 전지 개수, 에나멜선을 감는 횟수가 늘어남에 따라 전자석 세기가 강해짐을 탐구한다. 결과 데이터를 웹문서에 올려 실시간 으로 공유한다.

10~12 /19

어서와, E-House는

처음이지?

▪우리 집 전기 절약을 위한 E-House 설계하기 - 생활 속에서 전기 절약 및 안전에 관련된

문제 상황 탐색하기

- 전기 절약 및 안전을 실천하는 방법 알기 - 코블을 프로그래밍 하여 전기 사용량을

줄이는 E-House시스템 설계하기

과학 실과

※ 실생활에서 전기가 낭비 되거나 안전을 위협하는 상황을 탐색하고 해결 과 정에서 과학·기술을 융합 해 실생활 문제에 대처할 수 있다는 것을 깨닫는다.

13~15 /19

내 친구 AI 찌릿고!

▪머신러닝을 활용한 AI찌릿고 제작하기 - <전기의 이용> 단원정리하기

- 관련 데이터로 머신러닝하기

- 전기 절약 및 안전에 대한 상식을 알려주는 AI찌릿고 제작하기

과학 실과

※ 다양한 전기 데이터를 기반으로 지식을 축적한 AI를 제작하며 메이커 교육, 미래형 AI교육에 흥미와 재미를 느낀다.

16~19 /19

달려라!

자동차

▪지속가능한 미션 완료하기 - 전기 도둑 잡는 방법 정리하기 - 전기 회로를 연결해 전기자동차 만들기 - 창의적 산출물 공유 및 발표하기 - 실생활에서 미션 지속실천하기

과학 실과 미술

※ 그 동안의 프로그램 과정을 피드백하고 과 학을 중심교과로 다른 교과의 내용을 융합하여 지속적으로 전기를 잘 활용하게 한다.

(2) 프로그램 개발‧적용 결과

교수학습 지도안 개발

차시(시수)

프로그램명 프로그램 주제 운영

대상(학년

)

완료 여부

개발 수업적용 학생수

1~3/19 우리 반에 찾아 온 환한 빛

미션

<전기도둑 잡아라!> 시작하기

6학년

완료 완료 172

4~7/19 더 밝게, 더 오래 밝혀줘

빛의 밝기 변화를 활용한

융합 작품 만들기

완료 완료 172

8~9/19 천하장사 전자석아 부탁해

비례식으로

전자석의 세기 조절하기

완료 완료 172

10~12/19 어서와, E-House는 처음이지?

우리 집 전기 절약을 위한

E-House 설계하기

완료 완료 172

13~15/19 내 친구 AI 찌릿고!

머신러닝을 활용한

AI찌릿고 제작하기

완료 완료 172

16~19/19 달려라!

자동차

지속가능한 미션

완료하기

완료 완료 172

합계 860

나. 성과 확산 및 실천

(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최 [부록4 참고]

회차 일시 장소 참석대상 주요내용

1회 ‘21.11.8.(월) 대구비산초 교원(24명) STEAM교사연구회 활동 공유 및 성과 발표

(2) STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과

회차 일시 장소 참석자 상호 컨설팅 결과

착수 워크숍

’21.4.29.(목)

14:00~17:30 온라인 박윤정 교사(연구책임자) - 교사연구회 운영 계획 및 일정 안내 - ‘20년 우수사례 공유 및 질의응답

1차

’21.5.31.(월)

16:30~18:00 온라인 권정환 교사(참여연구원) - 지역별 네트워크 구성

2차

’21.7.15.(목)

16:30~18:00 온라인 김용수 교사(참여연구원) - 지역별 네트워크 간 진행 과정 공유

3차 ’21.9.14.(화)

16:30~18:00 온라인

이현주 교사(참여연구원) - 지역별 네트워크 간 진행 과정 공유

다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사

(1) STEAM 프로그램에 참여한 학생들의 반응 인터뷰

<전기도둑 잡아라!> 프로젝트를 하면서 터틀봇, 코블 등 평소 다른 수업 시간에는 해볼 수 없었던 새로운 도구들로 공부할 수 있어서 신기했고 놀면서 자연스럽게 공부할 수 있 어서 즐거운 시간이었다.

가장 기억에 남는 활동은 코블 센서 기능들을 내 생각대로 코딩할 수 있던 것이다. 진짜 너무 신기했고, 내가 코딩한대로 기능들이 작동하는 스마트 E-House를 직접 만들어보니 공부한 보람을 느낄 수 있어서 좋았다.

AI는 똑똑한 사람들만 만들 수 있는 줄 알았는데 나도 해낼 수 있어서 뿌듯하다. 이번 활동 에서 머신러닝 챗봇이 이름은 어렵지만 생각보다 쉽게 만들 수 있는 것이라는 것을 알게 되었다. 이번에 배운 방법으로 다른 문제도 해결할 수 있겠다는 생각이 들었다. 등

(2) 교원 만족도 조사

여러 교과목을 융합하여 하나의 주제로 탄생한 STEAM 프로그램에 대한 학생의 만족도가 높았고 다양한 종류의 수업 도구를 활용해 학생들의 몰입도를 향상시킨 효과가 있었다.

각 교과의 지식적인 내용들을 실생활 속에서 마주할 수 있는 상황으로 개발하고 적용하여 학생들의 학습동기가 적절히 유발되었으며 실생활 문제해결력이 향상되었다.

한정적인 교과서의 활동들이 참신한 STEAM 프로그램으로 거듭나는데 많은 수고가 있었 으며 코로나19 상황으로 인해 많은 제약이 있어 학생들의 협력적인 소통이 원활하지 못한 아쉬움이 남는다.

4. 결론 및 제언

➊ 교사연구회 협의를 통한 더 나은 수업 방법에 대한 고찰

STEAM프로그램이란 현재 실생활에 필요한 역량을 키우는 융합적 수업이므로 수업 목표 도달을 위한 다각도의 접근이 필요하다. 따라서 교사 한 명의 역량이 아닌 다양한 관점에서의 수업 연 구와 프로그램 개발이 요구된다. 교사연구회를 통해 수업에 대한 다양한 관점과 방법을 연구하여 더 나은 프로그램을 개발할 수 있었다.

❷ 현 시대에 요구되는 협력학습 방안 개선

온라인을 기반으로 한 비대면 수업이 증가하고 이에 대한 요구도 높아진 상황에서 예전의 협력 학습의 방법을 그대로 적용하기에 어려운 상황이다. 이에 따라 다양한 매체를 활용하여 새로운 방식의 협력학습을 적용하였고 이를 통해 전통적 협력학습이 어려운 상황에서도 학생 상호간의 협력이 이루어질 수 있도록 개선하였다.

❸ 교실을 넘어서 거시적 관점의 프로그램 개발

대기오염, 지구온난화, 미세플라스틱 등 지구 환경에 대한 담론은 이미 모든 분야에서 중요 하게 다루어지고 있다. 본 연구에서 다루고 있는 전기라는 주제도 미래 환경에 대한 문제 해 결을 바탕으로 한다. STEAM프로그램을 통해 아이들이 더 큰 세상을 바라보고 문제 해결에 대한 거시적 관점을 길러내어 앞으로의 미래 사회에 대한 대처와 새로운 문제 해결 역량을 길러내 잘 적응해나갈 수 있는 수업 프로그램을 개발하였다.

주 의 문

1. 본 연구의 주장이나 제언은 연구진의 견해이며, 한국과학창의재단의 공식 입장이 아닙니다.

2. 이 보고서 내용을 대외적으로 공개하거나 발표할 때에는 반드시 한국

과학창의재단과 사전에 상의하여야 합니다.

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

프로그램명: 실생활 문제해결력 함양을 위한 첨단기술 활용형 STEAM 프로그램 미션 <전기도둑 잡아라!>

( njoy, co-friendly, lectricity)

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역

1 1~3/19 [6과13-01] 전지와 전구, 전선을 연결하여 전구에 불이 켜지는 조건을 찾아

설명할 수 있다. ^{(실과)기술의 세계}

2 4~7/19 [6과13-02] 전구를 직렬 연결할 때와 병렬 연결할 때 전구의 밝기 차이를

비교할 수 있다. ^{(미술)표현}

3 8~9/19 [6과13-04] 전자석을 만들어 영구 자석과 전자석을 비교하여 일상생활에서

전자석이 사용되는 예를 조사할 수 있다. ^{(수학)규칙성}

4 10~12/19 [6실04-09] 프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로그래밍 과정을 체험

한다. (과학)전기의 이용

5 13~15/19 [6실04-08] 절차적 사고에 의한 문제 해결의 순서를 생각하고 적용한다.(과학)전기의 이용

6 16~19/19 [6실05-07] 여러 가지 센서를 장착한 로봇을 제작한다. (과학)전기의 이용 (미술)체험

[실생활 문제해결력 함양을 위한 첨단기술 활용형 STEAM프로그램 흐름도]

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 19차시)

차시 주요내용

1~3 /19

주제(단원)명 우리 반에 찾아 온 환한 빛

(올바른 전기 회로를 만들어 깜깜한 우리 반 밝히기 ) 상황 제시CO ·우리 생활에서 발견할 수 있는 전기 제품은 어떤 것이 있을까?

창의적 설계CD

·전구, 전선, 전지 등 전기 부품을 알고 전구에 불을 켜기 위한 조건 찾아보기

·로봇(터틀봇)를 활용하여 올바른 회로도 그리기

· 미션 <전기도둑 잡아라!> 시작하기 감성적 체험ET ·로봇을 활용해 만든 회로도 공유하기

4~7 /19

주제(단원)명 더 밝게, 더 오래 밝혀줘

(회로 연결 방법에 따른 빛의 변화를 활용한 작품 만들기 ) 상황 제시CO ·전구의 밝기를 조절한 아름다운 작품 감상하기

창의적 설계CD ·전지와 전구의 연결 방법에 따른 전구 밝기의 변화 탐구하기

·전기회로를 활용한 예술 작품 구상 및 제작하기 감성적 체험ET ·예술 작품 감상 및 평가하기

8~9 /19

주제(단원)명 천하장사 전자석아 부탁해

(비례식으로 전자석의 세기를 강하게 하는 방법 탐구하기 ) 상황 제시CO ·전기로 자석의 세기를 조절할 수 있을까?

창의적 설계CD

·전기가 흐르는 전선 근처의 나침반 살펴보기

·전자석 만드는 도구를 살펴보고 전자석 만들기

·전지 개수에 따라 전자석의 세기 변화를 비례식으로 나타내기 감성적 체험ET ·웹기반 문서에 전지 개수에 따른 전자석의 세기 변화 공유하기

10~12 /19

주제(단원)명 어서와, EEE-House는 처음이지?

(우리 집 전기 절약을 위한 E-House 설계하기 ) 상황 제시CO ·우리가 전기 낭비 문제를 해결할 수 있을까?

창의적 설계CD

·전기가 낭비되는 상황 조사 및 전기를 절약하는 방법 탐색하기

·코블 활용 방법 익히기

·다양한 조건을 조합하여 최종 사용 전기량을 줄이는 스마트 E-House 프로그램 설계 및 제작하기 감성적 체험ET ·창의적 산출물을 학급 공유하고 작품의 감성과 가능성 나누기

13~15 /19

주제(단원)명 내 친구 AI, 찌릿고!

(머신러닝을 활용한 AI 찌릿고 제작하기 ) 상황 제시CO ·AI로 생활 속 전기 문제를 해결할 수 있을까?

창의적 설계CD ·다양한 전기 관련 상식 조사 및 머신러닝 방법 익히기

·다양한 전기 관련 상식을 알려주는 AI 찌릿고 제작 및 수정하기 감성적 체험ET ·창의적 산출물을 학급 공유하고 작품의 감성과 가능성 나누기

16~19 /19

주제(단원)명 달려라! 자동차

(지속가능한 전기자동차 만들기 ) 상황 제시CO ·환경을 보호하는 자동차는 어떤 것이 있을까?

창의적 설계CD ·다양한 센서의 역할을 살펴보고 전기 회로를 올바르게 연결하여 전기자동차 만들기

·전기자동차를 꾸며 움직이는 장난감 만들기

감성적 체험ET ·창의적 산출물을 학급 공유하고 프로그램 전 과정 평가 및 피드백하기

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

1 우리 반에 찾아 온 환한 빛 (1~3/19) 우리 반에 찾아 온 환한 빛 (1~3/19) 우리 반에 찾아 온 환한 빛 (1~3/19)

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/6 학년

중심과목 성취기준

영역

[초등학교] 운동과 에너지 중심과목 성취기준

[6과13-01] 전지와 전구, 전선을 연결하여 전구에 불이 켜지는 조건을 찾아 설명할 수 있다.

주제(단원)명 전기의 이용 차시 1~3/19

학습목표

∙ 전구에 불이 켜지는 조건을 알 수 있다.

∙ 전지와 전구, 전선을 연결하여 전구의 불을 켤 수 있다.

∙ 로봇 기술을 활용하여 생활 속의 문제를 해결하고자 하는 태도를 기를 수 있다.

연계과목 실과 연계과목

성취기준 영역 기술의 세계 [6실05-06]

STEAM 요소

S 전구에 불이 켜지는 조건 탐구하기 T 교육용 로봇(터틀봇)을 활용한 코딩하기

E 전구의 불이 켜질 수 있는 다양한 회로도 구상하기 A

M

개발 의도

※ 과학과 ‘전기의 이용’ 단원을 통해 우리 생활에 사용되는 다양한 전기 현상에 호기심을 가지고 주제를 시작하며 전구에 불이 켜지게 되는 조건을 알아본다. 이후 전지, 전구, 전 선의 올바른 연결방법을 교육용로봇(터틀봇)을 활용하여 실험하며 회로의 개념을 이해하 는 과정에서 실과를 연계한다. 이를 통해 학생들은 도구를 통해 효과적으로 전기 회로도 를 이해할 수 있다.

생활 속에서 많이 활용하거나 관찰할 수 있는 다양한 전기 제품과 현상에 호기심을 가지고 주제를 시작한다. 전기 제품들을 살펴보며 작동하는 원리와 제대로 연결되어 있지 않을 때에는 어떤 일이 일 어나는지 살펴보게 된다. 이후 전지, 전지 끼우개, 전구, 전구 끼우개, 전선, 스위치 등을 활용하여 전 구에 불이 켜지는 과정을 관찰, 탐구한다. 이어지는 활동으로 터틀봇의 기본 사용 방법을 익힌 후 터 틀봇과 다양한 도구 카드를 이용하여 직접 회로도를 구성해보고 다른 모둠과 함께 방법을 공유‧토의 하며 전구에 불이 켜지는 조건을 이해하며 활동을 마무리한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

- 주변의 전기제품을 살펴보고 작동원리 호기심 가지기 - 제품의 전선이

제대로 연결되어 있지 않다면 어떤 일이 일어날지 생각해보기

창 의 적 설 계

창의적 설계 - 다양한 도구를 활용하여 전구의 불이 켜지는 방법 탐구하기

- 교육용

로봇(터틀봇)을 활용하여 전구의 불이 켜지도록 회로도 완성하기

감 성 적 체 험 - 주변의 전기 도구와 전기

현상 살펴보기

- 다양한 도구를 활용하여 전구의 불이 켜지는 조건 탐구하기

- 터틀봇을 활용하여 다양한 회로도 완성하기

감성적 체험

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료(□) 및

유의점

문재 소개 (10 분)

◎ <수업들머리> 창의·협력 구호 외치기

◎ 우리 생활 주변의 전기 제품 둘러보기

◦ 생활 속에서 전기를 이용해 본 경험이 있나요?

- 컴퓨터의 전원을 켜기 위해 콘센트를 연결했습니다.

- 전기를 이용하여 크리스마스 트리의 장식용 전구에 불을 켜 본 적 이 있습니다. 등

◦ 우리 생활 속의 전기 제품들을 살펴보고, 어떻게 작동하는지 알아 봅시다.(자료)

- 제품 속에 전기를 충전하거나, 콘센트를 연결하고 전기가 흘러서 작동합니다. 등

◦ 전기 제품의 전선이 제대로 연결되어 있지 않다면 어떤 일이 일어날까요?

- 전기 제품이 제대로 작동하지 않습니다.

- 불이 나거나 다칠 위험이 있습니다. 등

◎ 공부할 문제와 학습 활동 순서 정하기

♣ 전구에 불이 켜지는 조건을 알고 올바른 전기 회로를 만들어 봅시다.

【활동 1】전구에 불이 켜지는 조건 알아보기 【활동 2】전기 회로 완성하기

동영상

Tip!

일상 생활 속 접할 수 있는 전 기제품들을 보며 어떤 과정을 통해 작동하는지 유추 해보도록 지도한다.

탐색 (30 분)

◎ 다양한 부품을 이용하여 전기 회로 연결하기

◦ 전기 회로에 사용할 부품들의 이름을 알아봅시다(자료)

- 전지, 전지 끼우개, 집게 달린 전선, 전구, 전구 끼우개, 스위치 입니다.

◦ 부품을 활용하여 전구에 불이 들어오는 경우를 알아봅시다.

- 부품을 활용하여 전구에 불이 들어오는 경우를 확인한다.

◎ 다른 물체를 연결하여 전구에 불 켜보기

◦ 불이 들어오는 회로에 주변의 다양한 물건들을 연결하여 전구에 불이 들어오는지 확인해 봅시다.(자료, )

- 가위, 클립으로 연결하니 전구에 불이 들어옵니다.

- 플라스틱 자, 종이로 연결하면 전구에 불이 들어오지 않습니다. 등

회로 부품 (전지, 전지 끼우 개, 집게 달린 전 선, 전구, 전구 끼 우개, 스위치)

◯

^?

-① 관찰평가

회로 부품

활동지

◯

^?

-② 관찰평가

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료(□) 및

유의점

설명 및 해결 방안 제시 (70 분)

◎ 터틀봇 기능 간단히 익히기(자료) ◦ 터틀봇 코딩의 종류를 알아봅시다.

입력 출력 입력 출력

직진하기 우회전하기

U턴하기 좌회전하기

정지/도착

◦ 터틀봇 코딩을 통해 간단한 도형을 그려 봅시다.

- 터틀봇으로 간단한 도형을 그린다.(사각형 등)

◎ 부품카드와 터틀봇을 활용하여 회로도 완성하기 (자료, , )

◦ 다양한 부품 중 몇 가지를 고르고, 터틀봇을 활용하여 전구에 불 이 켜지도록 간단한 회로를 완성해 봅시다.

- 부품카드와 터틀봇을 활용하여 회로를 완성한다.

◦ 완성한 회로를 함께 살펴보며 전구에 불이 들어오는지 확인해 봅 시다.

- 전지의 +극과 –극이 제대로 연결되어 있지 않습니다 등.

◎ 회로도 퀴즈 완성하기(자료, , )

◦ 모둠별 회로 퀴즈를 만들어보고 다른 모둠의 회로를 완성해 봅시 다.

- 부품카드를 임의로 배치하여 회로 퀴즈를 만든다.

- 다른 모둠의 회로 퀴즈를 터틀봇을 활용하여 완성한다.

터틀봇 *교육용로봇

활동지

터틀봇

부품 카드

◯

^?

-② 동료평가

Tip!

선택한 부품 카드를 다양한 방 법으로 배치하여 회로를 완성해보 도록 한다.

실행 (10 분)

◎ 창의적 산출물 공유하기

◦ 수정, 보완한 내용으로 완성한 회로를 살펴보며 전구에 불이 켜 지기 위한 조건을 정리한다.

◎ 배움 정리하기

◦ PMI로 학습한 내용을 정리한다.

◦ 다음 시간에는 건강과 인공지능에 대해 알아봅시다.

Tip!

결과물 사진은 구글 클래스룸 및 드 라이브에 실시간으로 공유하고 해석하도록 한다.

◯

^?

-③ 관찰평가

2 더 밝게, 더 오래 밝혀줘 (4~7/19) 더 밝게, 더 오래 밝혀줘 (4~7/19) 더 밝게, 더 오래 밝혀줘 (4~7/19)

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/6 학년

중심과목 성취기준

영역

[초등학교] 운동과 에너지 중심과목 성취기준

[6과13-02] 전구를 직렬 연결할 때와 병 렬 연결할 때 전구의 밝기 차이를 비교 할 수 있다.

주제(단원)명 전기의 이용 차시 4~7/19

학습목표

∙ 전지와 전구의 연결 방법에 따른 전구의 밝기를 비교할 수 있다.

∙ 전구의 밝기를 조절하며 전기회로를 활용한 작품을 제작할 수 있다.

∙ 전기 회로를 이용해 창의적인 예술 작품을 만들 수 있다.

연계과목 미술 연계과목

성취기준 영역 표현 [6미02-05]

STEAM 요소

S 전지와 전구의 연결 방법에 따른 전구의 밝기 탐구하기 T 전구의 밝기를 조절할 수 있는 회로 연결 방법 탐색하기 E

A 전구의 밝기를 활용한 작품 제작하기 M

개발 의도

※ 전지와 전구의 연결 방법에 따라 전구의 밝기가 달라짐을 실험을 통해 탐구하고 자신이 원 하는 작품을 만들기 위해 전지와 전구를 어떻게 연결할지 토의하며 전구를 활용한 작품을 구 상하고 표현하면서 메이커 활동으로 전기가 사용된 작품을 만든다. 이 과정에서 과학과 기술, 예술의 융합을 경험할 수 있다.

이 주제는 과학적 사고력과 과학적 문제해결력을 함양하는 동시에 실과 및 미술 교과와 연계해 과학 -기술-예술의 융합주제활동으로 운영한다. 우리 생활에서 전구의 쓰임(가로등, 성탄절 나무에 장식한 전구 등)과 관련된 작품을 살펴보고 전구의 쓰임은 아니지만 빛이 밝게 빛나는 경우(별빛, 촛불, 자동 차의 전조등 등)를 관련짓고 발광 다이오드, 전도성 테이프 등을 이용해 전기 회로를 꾸미며 과학-기 술의 유용성을 경험한다. 또한 과학-기술 분야와 미술 교과를 연관 지으며 시각적 소통 능력 및 창의 융합적 사고 능력을 기르고 활동 과정에서 여러 교과에서 활용되는 미술적 표현 요소를 스스로 구상 해 만들며 자발적이고 주도적으로 학습할 수 있다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

- 전구의 밝기를 조절한 아름다운 작품 감상하기 - 과학과 기술이

융합된 현대미술 작품 감상 및 동기 유발하기

창 의 적 설 계

창의적 설계

- 전기회로를 활용한 과학-기술-예술의 융합 작품 제작 결과 공유하기 - 평가 및 생각

나누기

감 성 적 체 험 - 전지의 연결 방법에 따른

전구의 밝기 변화 탐구하기 - 전구의 연결 방법에 따른

전구의 밝기 변화 탐구하기 - 전기회로를 활용한 예술 작품

구상 및 제작하기

감성적 체험

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

탐색 및 문제 파악 ( 20 분)

◎빛을 이용한 예술 작품 탐색하기

◦실생활에서 전구의 쓰임과 빛을 이용한 사례 및 작품을 찾아봅시다.(자료



)

◦전구에 불을 켜는 방법을 떠올려 봅시다.

- 전기, 전선, 전구, 스위치를 연결해 전구에 불을 켜거나 끌 수 있습니다.

◎ 공부할 문제와 학습 활동 순서 정하기

♣ 전기 회로를 이용하여 작품을 만들어 봅시다.

[활동 1] 전기 회로를 이용한 작품 구상하기 [활동 2] 전기 회로를 이용한 작품 제작하기

자료



(빛을 이용 한 예술 작 품 검색용 태블릿)

작품 구상 하기 ( 40 분)

◎ 전기 회로를 이용한 작품 구상하기

◦전기 회로의 연결 방법에 따른 전구의 밝기를 탐색해 봅시다.(자료)

- 전지, 전선, 전구가 끊어지지 않게 전기 부품의 도체끼리 연결하여 회로를 만든다.

- 전지 또는 전구를 직렬과 병렬로 연결하여 빛의 밝기를 비교한다.

◦전기 회로를 이용해 어떤 작품을 만들지 구상해 봅시다.(자료) - 주제에 맞게 어떤 전기 부품을 재료로 사용할지 정한다.

(전지↔동전 전지/ 전선↔전도성 테이프/ 전구↔발광다이오드 / 스위치↔클립) - 전기 회로를 이용한 작품의 제목을 정하고 글과 그림으로 표현한다.

자료

자료

전 기 부품을 어떻 게 연결하면 좋을지 생각 하며 밑그림 을 그린다.

작품 제작 하기 (60 분)

◎ 전기 회로를 이용한 작품 제작하기 (자료)

<전기 회로를 이용한 빛나는 작품 만들기>

① 그림 도구를 사용해 도화지에 그림을 그리고, 발광 다이오드에 불이 켜질 위치를 정합니다.

② 그림 뒷면에 전기 회로 밑그림을 그립니다.

③ 전기 회로 밑그림을 따라 발광 다이오드, 동전 전지를 전도성 테이프와 연결합니다.

④ 전도성 테이프가 끊어진 곳에 클립을 끼워 고정한 다음, 발광 다이오드에 불이 켜지는지 확인합니다.

자 료  여 러 가지 전기 부품

안 전 에 유의하며 전 기 부품의 특성을 살려 제 작 하 도 록 안내한다.

결과 공유 및

감상 하기 (30 분)

◎ 작품 감상 및 제작 결과 공유하기

◦전기 회로 작품 소개하기

-자신이 만든 작품을 친구들에게 소개하기

-친구들의 작품에서 전기 회로가 어떻게 연결되어 작품이 되었는지 파악하기

◦평가 기준에 따라 잘된 점, 보충할 점을 찾으며 작품 감상하기

- 등대의 불빛을 발광 다이오드를 이용해 켰다가 껐다가 하는 점이 재미있습니다.

- 스위치 대신 사용한 클립이 제대로 고정되지 않아 불이 잘 켜지지 않는 점을 수 정하면 좋겠습니다. 등

작 품 에 서 창의적으 로 융합된 부분이 무엇 인지 찾으며 감상 및 평 가한다.

적용 및 응용

(10 분)

◎ 융합활동의 유용성 느끼기

◦과학-기술-미술을 융합하였을 때의 좋은 점은 무엇인가요?

-과학과 기술의 유용성이 더욱 느껴진다.

-미술 활동을 다른 교과 영역과 융합하여 생각하는 능력이 길러진다. 등

다 양 한 열 린 사 고 를 할 수 있도 록 허용한다.

3 천하장사 전자석아 부탁해 (8-9/19) 천하장사 전자석아 부탁해 (8-9/19) 천하장사 전자석아 부탁해 (8-9/19)

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/ 6 학년

중심과목 성취기준

영역

[초등학교] 과학 (13) 전기의 이용 중심과목 성취기준

[6과13-04] 전자석을 만들어 영구 자석 과 전자석을 비교하여 일상생활에서 전 자석이 사용되는 예를 조사할 수 있다.

주제(단원)명 전기의 이용 차시 8~9/19

학습목표 전자석이 무엇인지 알고 전자석의 세기를 강하게 하는 방법을 비례식으로 알 수 있다.

연계과목 수학 연계과목

성취기준 영역

규칙성 6수04-04]

STEAM 요소

S 전류가 흐르는 전선 주변의 나침반을 통해 전기와 자기의 관련성 탐구하기 T 실험 데이터를 웹문서를 통해 학급에서 실시간으로 공유하기

E A

M 비례식을 통해 전지의 개수와 전자석의 세기 사이의 관계 파악하기

개발 의도

'전기 도둑 잡아라' STEAM 프로그램에서 전류의 특성을 알아보는 것은 중요하다. 과학 교 과에서도 쉽게 이해하기 어려운 차시이므로 전류의 세기와 전자석의 세기를 비교해보며 흥미를 느낄 수 있도록 프로그램을 구성하였다.

전기와 자기가 서로 영향을 주는 개념임을 실험을 통해 이해하고, 전지의 개수, 에나멜선을 감는 횟 수의 변인을 조작하여 전자기의 개념을 알 수 있도록 한다. 이 과정에서 웹문서를 활용하여 모둠 내, 모둠 간 상호작용을 발생시키고 협업을 할 수 있도록 안내한다.

-도입: 전선 근처의 나침반을 살펴보고 전류가 흐르는 전선 근처에서 자기장의 변화가 있음을 관찰함.

-전개: 전자석을 만드는 방법을 알아보고 전자석의 세기에 변화를 주는 요인을 찾아봄. 전류의 방향과 전지의 개수를 변화시켜 전자석의 자력을 증가시키는 변인은 무엇인지 웹문서를 통해 탐구함.

-정리: 데이터를 비교해보고 전자석의 세기를 변화시키는 요인을 모둠과 공유함.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

전기와 자기가 서로 영향을 주는지 알아보 기, 전자석의 세기를 변화시키는 요인 찾아 보기

(실험: 전류 주변의 나 침반 관찰하기)

창 의 적 설 계

창의적 설계

웹문서를 통해 공유된 실험결과를 함께 논의 하고 전자석의 세기에 관해 결론을 도출함.

감 성 적 체 험 - 전자석 만드는 도구를 살펴보

고 전자석 만들기

-전지 개수, 전류의 방향등을 변 화시켜 전자석의 특징 알아보기 -비례식을 알아보고 데이터를 웹 문서로 나타내기

감성적 체험

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

탐색 및 문제 파악 ( 10 분)

◎전류가 흐르는 전선 주변의 나침반 살펴보기

◦전류가 흐르는 전선 주변의 나침반이 어떻게 변화하는지 살펴봅시다.

- 전류가 흐를 때 나침반의 바늘이 움직입니다.

◦전기를 이용하여 자석을 만들어 봅시다.

◎ 공부할 문제와 학습 활동 순서 정하기

♣ 전자석을 만들고 전자석의 세기를 조절해 봅시다.

[활동 1] 전자석 만들기

[활동 2] 전자석의 세기 변화시키기

전 류 가 흐르는 전선 주변에서 어 떤 일이 발 생할지 예상 함.

자료 제시 및

관찰 탐색 ( 20 분)

◎ 전자석 만들기 및 전자석 세기 측정하기

◦전류가 흐르는 전선 주변의 나침반이 어떻게 변화하는지 살펴봅시다.(자료



) - 전류가 흐를 때 나침반의 바늘이 움직입니다.

◦전자석을 만드는 방법을 알아봅시다.

-전자석 장치를 꾸민다.

◦전자석의 세기를 측정할 수 있는 장치를 생각해봅시다.

-전자석의 세기를 정량적으로 측정할 수 있는 장치를 토의를 통해 꾸민다.

-토의한 내용을 바탕으로 전자석의 세기를 측정하기

(자료



)전자 석 만들기 재료

에 나 멜 선을 감는 횟수는 정해 주도록 함.

추가 자료 제시 및

관찰 탐색 (25 분)

◎ 전자석의 세기 변화시키기

◦전자석의 세기를 변화시킬 수 있는 방법을 찾아봅시다.

-전자석의 세기를 변화시킬 수 있는 요인에 대해 토의한 후 변인을 찾는다.

-전지의 개수를 변화시켜 자석의 세기를 측정한다.

-전지의 방향을 변화시켜 자석의 세기를 측정한다,

◎ 결과 공유하기

◦전자석의 세기를 변화시키는 요인 비교하여 결과를 공유해봅시다.

-전지의 개수에 따라 전자석의 세기를 비교한 표를 웹문서로 공유한다. (자료) -웹문서를 통해 다른 모둠의 결과를 비교한다.

전 지 의 개수에 따라 전자석의 세 기가 변화함 을 정량적으 로 확인할 수 있도록 한다.

(자료)태블 릿 PC

규칙성 발견 및

개념 정리 (15 분)

◎ 비례식 알아보기

◦관찰한 내용을 비례식으로 나타내봅시다.

-전지의 개수가 증가할수록 전자석의 세기로 증가합니다.

-일정하게 증가하기도 하고 아닌 경우도 있었습니다.

◦전자석의 세기를 증가시키기 위해서는 어떻게 하면 되나요?

-전지의 개수를 더합니다.

◎ 전기와 자기의 관계 이야기하기

◦전기와 자기 사이에는 어떤 관계가 있는지 말해봅시다.

-전기가 흐르면 자기력이 생깁니다.

전 지 개수에 따라 정 비 례 하 지 않을 수 있 으므로 비례 관계에 있다 는 것만 확 인한다.

적용 및 응용 ( 10 분)

◎ 전자석을 활용하는 방법 알아보기

◦생활 속에서 전자석을 사용할 수 있는 방법을 떠올려봅시다.

-분리수거를 할 때 전자석으로 금속을 찾아냅니다.

-자기부상열차를 만듭니다. 등

다 양 한 열 린 사 고 를 할 수 있도 록 허용한다.

4 어서와, E-House는 처음이지? (10~12/19) 어서와, E-House는 처음이지? (10~12/19) 어서와, E-House는 처음이지? (10~12/19)

중심과목 실과 학교급/학년(군) 초등학교/6 학년

중심과목 성취기준

영역

[초등학교 5~6학년] 라. 기술의 세계 중심과목 성취기준

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

주제(단원)명 어서와, E-House는 처음이지? 차시 10~12/19

학습목표 전기를 절약하며 안전하게 쓰는 방법을 알고 스마트 E-House를 프로그래밍할 수 있다.

연계과목 과학 연계과목

성취기준 영역 전기의 이용 [6 과 13-03]

STEAM 요소

S 다양한 전기 절약 및 안전 사용 방법 조사하기 T 코블 센서의 기능을 알고 코딩 연습하기 E 스마트 E-House 를 코블로 프로그래밍하기 A 스마트 E-House 작품 감상하기

M

개발 의도 코블의 다양한 센서를 활용해 집에서 전기를 절약 및 안전하게 사용할 수 있는 장치를 설 계 및 제작해봄으로써 창의융합적 사고 역량을 신장시킨다.

본 주제에서는 전기를 절약하고 안전하게 사용할 수 있는 방법에 대해서 알아보고, 이를 로봇을 활 용해 생활에서 편리하게 실천할 수 있는 방안을 모색해본다. 코블의 다양한 센서의 종류를 알고 기능 을 익혀, 센서를 활용한 전기 절약 및 안전 사용을 실천할 수 있는 스마트 E-House 를 설계 및 제작한 다. 이를 통해 과학과 기술이 융합되어 사회에 어떻게 실제적으로 활용될 수 있는지를 직접 느끼고, 제작한 스마트 E-House 작품들을 감상하며 창의적 아이디어를 공유 및 모색한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

안전한 전기 사용의 필요성 알아보기

전기 절약 및 안전 사용을 위한 로봇 활용 방안 모색하기

창 의 적 설 계

창의적 설계

스마트 E-House 작품 감상하기

스마트 E-House 작품 아이디어 추가하기

감 성 적 체 험

전기 절약 및 안전 사용 방법 조사하기

스마트 E-House 설계하기

코블을 활용해 스마트 E-House 제작하기

감성적 체험 학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (10 분)

◎ 전기 절약 및 안전 사용의 필요성 알아보기

◦영상을 통해 어떤 상황인지 이야기해봅시다. () ^Co

- 전기 플러그를 너무 많이 꽂아서 불이 날 뻔한 상황입니다.

◦실생활에서 비슷한 경험이 있었는지 이야기해 봅시다. ^Co

- 전기 콘센트를 만졌는데 너무 뜨거워서 놀랬던 기억이 있습니다.

- 전기 콘센트에 너무 많은 플러그를 꽂아 전기가 나갔던 적이 있습니다. 등 ◦전기 절약하고 안전하게 사용하기 위해 로봇을 활용한다면 어떻게 제작할 수 있

을까요? ^Co

- 전기가 많이 흐르면 이를 스스로 감지하고 차단해주는 기능이 있으면 좋을 것 같습니다. 등

♣ 코블을 이용하여 [스마트 E-House] 작품을 제작해 봅시다.

 동영상 (전기 관련 화재 영상)

Tip! 센서

기능에 국한 되지 않고 최대한 다양 한게 로봇 활용 방안을 낼 수 있도 록 지도한다.

[활동1] 전기 절약 및 안전 사용 방법 알아보기

[활동2] 스마트 E-House 설계하기 [활동3] 스마트 E-House 제작하기

전개 (90 분)

◎[활동1] 전기 절약 및 안전 사용 방법 알아보기

◦모둠원들과 전기 절약 및 안전하게 사용할 수 있는 방법을 이야기해 봅시다. ^Co - 사용하지 않는 전기 제품은 플러그를 뽑아 놓습니다.

- 사용하지 않는 전등은 끕니다. 등

◦이러한 방안이 E-House 에서 어떻게 구현되면 좋을지 이야기해 봅시다. ^Co - 실제 사람이 있을 때만 전등이 켜지도록 하면 좋을 것 같습니다.

- 특정 온도 이하가 되면 에어컨이 꺼지도록 하면 좋을 것 같습니다. 등

◎[활동2] 스마트 E-House 설계하기(,) ◦코블의 다양한 센서를 알아봅시다. ^Co

온도센서 온도를 측정함 숫자전광판 4자리 숫자 표현 가능 초음파센서 물체와의 거리를 측정함 각도모터 15-165도 각도 운동에 사용

빛센서 밝기를 측정함 회전모터 360도 회전 운동에 사용 버튼스위치 켜짐, 꺼짐 등 스위치 작동 적외선센서 근거리 물체 감지

외부 LED 코블 보드와 연결해 빛을 냄 USB선풍기 USB 포트와 연결해 사용 ◦코블 센서의 기능을 익히기 위한 간단한 코딩을 연습해 봅시다.^CD

온도 및 선풍기 사용하기 초음파 및 LED 사용하기

◦센서들을 어떻게 활용해서 스마트 E-House 를 제작할지 이야기해 봅시다. ^CD - 온도 센서를 활용해 선풍기를 자동으로 끄고 키도록 하겠습니다.

- 현관문에서 전등이 사람을 감지해 5초만 켜질 수 있도록 하겠습니다.

- 초음파 센서를 활용해 사람이 없으면 불이 꺼지도록 하겠습니다. 등 ◦스마트 E-House 설계 제작서를 완성해봅시다.() ^CD

◎[활동3] 스마트 E-House 제작하기(,,)

◦설계서를 바탕으로 스마트 E-House 작품을 제작해 봅시다.^CD - 모둠별로 작품을 완성하도록 한다.

 코블

 노트북

Tip! 모든

센서를 활용 해보지는 못 하더라도 학 생들이 질문 하는 센서는 함께 코딩해 보도록 한다.

작품 설 계서

Tip! 실제 제작 시에는 반드시 전기 절약 및 안 전과 관련되 지 않아도 다양한 스마 트 기능을 추가할 수 있다는 것을 안내한다.

정리 (20 분)

◎ 스마트 E-House 작품 감상하기

◦둘 가고 둘 남기 활동을 통해 모둠에서 만든 스마트 E-House 작품을 소개해 봅 시다. ^ET

◦친구들이 만든 스마트 E-House 작품을 보고, 생각과 느낌을 말해 봅시다. ^ET - 다양한 센서를 활용한 점이 좋았습니다. 등

◦더 만들고 싶은 스마트 E-House 작품을 생각해 봅시다.^CD

- 실제 전류를 감지하는 센서가 있으면 활용할 수 있다면 좋겠습니다. 등

5 내 친구 AI, 찌릿고! (13~15/19) 내 친구 AI, 찌릿고! (13~15/19) 내 친구 AI, 찌릿고! (13~15/19)

중심과목 실과 학교급/학년(군) 초등학교/6 학년

중심과목 성취기준

영역

[초등학교 5~6학년] 라. 기술의 세계 중심과목 성취기준

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

주제(단원)명 내 친구 AI, 찌릿고! 차시 13~15/19

학습목표 전기의 특성에 대해 알아보고 AI찌릿고를 제작할 수 있다.

연계과목 과학

미술

연계과목 성취기준 영역

전기의 이용 [6 과 13-03]

체험 [6 미 01-05]

STEAM 요소

S 다양한 전기 관련 상식 조사하기

T 인공지능 챗봇의 특징을 알고 머신러닝 코딩 연습하기 E AI 찌릿고를 머신러닝으로 프로그래밍하기

A AI 찌릿고 작품 감상하기 M

개발 의도 머신러닝을 활용해 다양한 전기 관련 상식에 대답할 수 있는 챗봇을 설계 및 제작해봄으 로써 창의융합적 사고 역량을 신장시킨다.

본 주제에서는 전기 관련 상식 공유의 필요성을 느끼고 AI 챗봇 제작을 통한 상식 공유의 장점을 생각해본다.. 머신러닝 포 키즈를 이용한 챗봇 제작 방법을 이해하고, 다양한 전기 관련 상식을 조사 하여 AI 찌릿고 챗봇을 제작한다. 이를 통해 과학과 기술이 융합되어 사회에 어떻게 실제적으로 활용 될 수 있는지를 직접 느끼고, 제작한 AI 찌릿고 챗봇 작품들을 감상하며 창의적 아이디어를 공유 및 모색한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

전기 관련 상식 이야기하기

전기 상식을 안내하는 챗봇 제작의 필요성 느끼기

창 의 적 설 계

창의적 설계

AI 찌릿고 작품 감상하기

AI 찌릿고 작품 아이디어 추가하기

감 성 적 체 험

전기 상식 조사하기

머신러닝 활용 방법 알기

AI 찌릿고 작품 제작하기

AI 찌릿고 작품 제작 수정하기

감성적 체험

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (10 분)

◎ AI 찌릿고 제작의 필요성 느끼기

◦전기에 대해서 알고 있는 상식을 이야기해 봅시다. ^Co - 전기를 병에 모아 다닐 수 있습니다.

- 번개는 구름과 구름, 구름과 땅 사이에 일어나는 아주 센 정전기 현상입니다.

◦전기 상식을 서로 공유할 수 있는 방법에는 어떤 것이 있을까요? ^Co

- 휴대폰의 시리처럼 전기에 대한 상식을 답해주는 프로그램을 만들면 좋을 것 같습니다.

- AI 챗봇을 이용해 답할 수 있도록 하면 좋을 것 같습니다. 등

♣ 전기의 특성 알아보고 AI 찌릿고 작품을 제작해 봅시다.

[활동1] 전기 상식 조사하기

[활동2] AI 찌릿고 제작 준비하기 [활동3] AI 찌릿고 제작하기

Tip! 알고

있는 전기 관련 상식이 틀 리 더 라 도 챗봇에서 바 른 상식을 안내해줄 수 있도록 설계 하도록 지도 한다.

전개 (90 분)

◎[활동1] 전기 상식 조사하기(, )

◦모둠원들과 전기에 관련된 궁금한 점들을 이야기하고 정리해봅시다. ^Co - 전기를 110V 를 쓰는 나라에는 어떤 곳들이 있을까?

- 전구의 밝기는 다른 것들과 비교했을 때 얼마만큼 밝을까?

- 정전기는 왜 일어날까? 등

◦토의한 궁금한 점들에 대한 답을 찾아 정리해봅시다. ^CD

- 활동지에 모둠원들이 질문한 내용에 대한 답을 조사하여 같이 정리한다.

◎[활동2] AI 찌릿고 제작 준비하기

◦챗봇을 만들기 위한 AI 프로그램은 어떤 것이 있을까요? ^Co - 머신러닝을 활용하면 될 것 같습니다. 등

◦머신러닝 활용 순서를 알아봅시다.()^CD

■시작하기 ■데이터 입력하기 ■ 훈련하기 ■ AI 봇 코딩방법 알기

◦머신러닝의 챗봇이 답변할 수 있도록 주제와 질문을 레이블과 데이터로 분류해 봅시다.()^CD

주제(레이블) 질문(데이터)

역사

사람들은 언제 전기를 발견했을까?

전기는 언제부터 사용했을까?

전기를 발견하게 된 계기는 무엇일까?

정전기 정전기는 왜 일어날까?

정전기는 어떻게 하면 잘 일어날까?

◦챗봇이 답할 수 있도록 간단한 코딩을 연습해봅시다.() ^CD

◎[활동3] AI 찌릿고 제작하기(,) ◦AI 찌릿고 작품을 제작해 봅시다.^CD

- 모둠에서 조사했던 내용을 바탕으로 챗봇을 제작하도록 한다.

 활동지

 태블릿

Tip! 조사하

는 과정에서 비슷한 내용 끼리 미리 분류해서 유 목화 할 수 있도록 지도 한다.

 노트북

Tip! 레이블

은 반드시 영어로 작성 해야 함을 지도한다.

Tip! 레이블

을 폭넓게 잡아 학생들 이 질문을 다양하게 넣 을 수 있도 록 지도한 다.

정리 (20 분)

◎ AI 찌릿고 작품 감상하기

◦둘 가고 둘 남기를 통해 모둠에서 만든 AI 찌릿고 작품을 소개해 봅시다. ^ET - 우리 모둠에서는 전기와 환경과 관련된 상식을 대답해 줄 수 있는 챗봇을 만들었

습니다.

◦친구들이 만든 AI 찌릿고 작품을 보고, 생각과 느낌을 말해 봅시다. ^ET - 다양한 상식을 많이 넣은 것이 좋았습니다. 등

◦더 만들고 싶은 AI 찌릿고 작품을 생각해 봅시다.^CD - 좀 더 세분화된 챗봇을 만들고 싶습니다. 등

Tip! 먼 저

작품을 다 른 모둠원 이 만져보 고 그 후에 추 가 적 으 로 설 명 하 도 록 지도한다.

6 _{달려라! 달려라! 달려라!} 자동차 (16~19/19) 자동차 (16~19/19) 자동차 (16~19/19)

중심과목 실과 학교급/학년(군) 초등학교/6 학년

중심과목 성취기준

영역

[초등학교 5~6학년] 라. 기술의 세계 중심과목 성취기준

[6실05-07] 여러 가지 센서를 장착한 로 봇을 제작한다.

주제(단원)명 로봇의 기능과 구조 차시 16~19/19

학습목표 ∙ 다양한 종류의 센서를 살펴보고 기능을 이해할 수 있다.

∙ 전기자동차를 꾸며 움직이는 장난감을 제작할 수 있다.

연계과목 과학 연계과목

성취기준 영역 [초등학교] 13. 전기의 이용

STEAM 요소

S 전기자동차가 움직이도록 전기회로 구성하기 T 여러 가지 센서의 기능 살펴보기

E 센서를 통한 전기자동차의 기능 구상하기 A 전기자동차의 모습 디자인하기

M 전기자동차의 충전 시간과 성능의 관계 비교하기

개발 의도

다양한 센서의 기능을 살펴보고 활용하여 안전하면서도 환경을 보호하는 데 도움이 되는 자신만의 전기자동자를 설계 및 제작해봄으로써 공동체 역량과 함께 창의융합적 사고 역 량을 기르도록 한다.

본 주제에서는 환경을 보호하는 자동차들을 간단하게 살펴보고, 환경을 보호할 수 있는 기능을 가진 전기자동차를 직접 구상하고 제작하도록 한다. 적외선 센서, 광량 센서, 소리 센서, 접촉 센서 등 다양 한 센서의 기능을 살펴보고 환경을 위한 활용방안을 모색하여 간단한 장난감 전기자동차를 구상하고 제작한다. 작품들을 감상하고 아이디어를 공유하며 과학과 기술이 융합하여 실생활 속에서 많은 도움 이 된다는 것을 경험하도록 한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

- 지구 환경오염의 현주소 떠올려보기

- 환경을 보호하는 자동차 살펴보기

창 의 적 설 계

창의적 설계

- 다양한 기능을 가진 전기자동차를 제작하고 결과 공유하기 - 평가 및 생각

나누기

감 성 적 체 험 - 센서의 기능과 역할 알아보기

- 센서를 활용한 전기자동차 구상하기

- 전기자동차를 꾸며 움직이는 장난감 만들기

감성적 체험 학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점 탐색 및

문제 파악

◎ 환경을 보호하는 자동차의 종류 살펴보기

◦환경을 보호하는 자동차의 종류는 무엇이 있는지 살펴봅시다.

- 전기자동차, 수소자동차가 있습니다.

자 유 롭 게 떠올리며 이야기 할

( 10 분)

- 쓰레기 청소차가 있습니다. 등

◦다양한 기능을 활용하여 환경을 보호할 수 있는 전기자동차를 만들어 봅시다.

◎ 공부할 문제와 학습 활동 순서 정하기

♣ 센서의 기능을 살펴보고 전기자동차를 만들어 봅시다.

[활동 1] 센서의 기능 알아보기

[활동 2] 전기 회로를 이용하여 전기자동차 만들기

수 있는 분 위기를 조성 한다.

작품 구상 하기 ( 60 분)

◎ 센서의 기능 살펴보기

◦센서를 살펴보며 종류와 기능에 대해 알아봅시다.(자료) - 빛의 양을 측정할 수 있는 광량 센서가 있습니다.

- 소리를 감지하는 소리 센서가 있습니다.

- 접촉 여부를 알려주는 접촉 센서가 있습니다.

- 적외선 LED 를 이용하여 물체의 멀고 가까움을 알리는 적외선 센서가 있습니다.

◦센서를 자동차에 어떻게 활용할 수 있는지 구상해 봅시다.(자료) - 광량 센서를 이용하여 자동차의 불을 켜고 끌 수 있습니다.

- 접촉 센서를 활용하여 에어백을 조절할 수 있습니다.

- 소리 센서를 활용하여 소음 공해를 점검할 수 있습니다.

- 적외선 센서를 활용하여 충돌을 예방할 수 있습니다. 등

◎ 센서를 활용하여 자동차를 구상해 봅시다.(자료)

- 다양한 방법으로 환경을 보호하는 전기자동차를 구상한다.

자 료  센 서 (적외선 센서, 광량 센서, 소리 센서, 접촉 센서)

자료활동지 자 유 롭 게 센서의 활 용 방 법 과 자동차를 구 상하도록 한 다.

작품 제작 하기 (60 분)

◎ 전기 회로를 이용하여 전기자동차 만들기 (자료)

<전기 회로를 이용하여 전기자동차 만들기>

① 자동차의 몸체가 되는 판과 기어, 축, 바퀴를 조립합니다.

② 몸체와 콘덴서, 구리테이프를 연결하여 줍니다. 콘덴서의 긴 발은 (+)극, 짧은 발 은 (-)극과 연결합니다.

③ 모터와 기어, 스위치를 각각의 위치에 맞게 연결합니다.

④ 전기자동차 충전소(건전지케이스)의 빨간 선과 (+)극, 모터의 빨간 선을 연결하고 충전소의 검은 선과 (-)극, 모터의 검은 선을 연결합니다.

⑤ 환경을 보호할 수 있는 기능을 생각하여 자동차를 꾸며줍니다.

자 료  전 기 자동차 부품 전 기 제품을 다룰 때의 안전 수 칙과 함께 자 동차 부품의 전극에 주의 하며 제작하 도록 한다.

결과 공유 및

감상 하기 (20 분)

◎ 작품 감상 및 제작 결과 공유하기

◦나만의 환경보호 전기자동차 소개하기 -자신이 만든 작품을 친구들에게 소개하기

-친구들의 작품을 통해 환경을 보호할 수 있는 방법 탐구하기

◦평가 기준에 따라 잘된 점, 보충할 점을 찾으며 작품 감상하기

- 적외선 센서를 추가하여 어두운 밤에도 환경보호활동을 할 수 있습니다.

- 광량 센서를 활용하여 지구의 날 소등 행사를 감시할 수 있습니다. 등

작 품 에 서 창의적으 로 융합된 부분이 무엇 인지 찾으며 감상 및 평 가한다.

적용 및 응용

(10 분)

◎ 프로젝트 전 과정 평가 및 피드백하기

◦프로젝트를 통해 잘된 점과 아쉬운 점 이야기하기

-스마트 E-House 에서 더 다양한 센서가 있었으면 좋았을 것 같습니다.

-이번 프로젝트를 통해 E-House, 머신 러닝 챗봇, 전기자동차를 만들면서 전기에 대해 더 많이 알게 된 것 같습니다. 등

프 로 젝 트 전 과정을 되돌아보며 반 성하도록 한다.

4. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 1~3/19