“이 보고서는 2018년도 정부의 재원으로

2018 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2018. 10. 31

장흥초등학교

【 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】

과 제 개 요

과제명 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 초등학교 실과 ‘기술 활용’ 수업용 STEAM 프로그램

학교급 초등 대상 학년(군) 5학년

중심과목 실과 중심과목

성취기준 영역 [초등학교5~6학년] 마. 기술 활용

연계과목

수학 과학 사회 미술

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 5~6학년] 도형

[초등학교 5~6학년] 온도와 열, 날씨와 우리생활 [초등학교 5~6학년] 세계의 여러 나라들 [초등학교 5~6학년] 표현

연구기간 2018.4. . ~ 2018.11.23.

연 구 비 일금사백만원(￦4,000,000)

참여연구원 6명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 5명) 연구 수행자에 관한 사항

구분 소속 학교명 담당과목 직위 성명

연구책임자 장흥초등학교 과학 교사 김관규

공동연구원 용면초등학교 미술 교사 최태형

공동연구원 광영초등학교 수학 교사 박성진

공동연구원 화순제일초등학교 수학 교사 서은석

공동연구원 순천남초등학교 사회 교사 박광남

공동연구원 목포부주초등학교 과학 교사 이강은

2018년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아

융합인재교육(STEAM) 교사연구회를 운영한 중간 결과로써 본 보고서를 제출합니다.

2018년 10월 31일

연구책임자 : 김 관 규 (인)

“이 보고서는 2018년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

목 차

1. 요약문··· 1

2. 서론···

··· 2 가. 연구의 필요성 및 목적 ···

나. 연구의 범위 ···

3. 연구 수행 내용 및 결과···

가. 연구 수행 내용 ···

나. 연구 수행 결과 ···

1) ···

2) ···

4. 결론 및 제언 ···

5. 참고문헌···

[부록]

부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물(

1. 요약문

2. 서론

◦ 학교 현장에서 융합인재교육 활성화를 위한 교육과정 재구성을 통하여 실과 발 명단원의 STEAM 프로젝트 수업안을 개발한다.

- 실과의 생활과 기술 단원과 융합하여 운영할 수 있는 교육과정을 분석하기 - 분석한 교육과정과 실과와의 매칭을 통해 새로운 교육과정 작성하기

◦ 실과와 다른 교과와의 융합 수업안을 개발하여 적용하여 학생들의 자기주도적 학습능력과 문제 해결력을 신장한다.

- 실과 생활과 기술 단원과 다른 교과와의 융합 수업안 개발 - 수업안을 현장 적용하여 장양점 및 개선점 파악

- 수정 보완을 거쳐 최종 수업안 보급

본 연구회에서는 초등학교 교육과정안에서 스팀관련 교육과정을 발명주제 중심으 로 재편성하여 프로젝트의 형태로 수업을 전개하고자 한다. 그리하여 모든 교과가 서로 따로가 아니라 유기적으로 밀접한 관계임을 알고, 교과서 속의 발명교육으로 발명에 대한 소양을 가지고 나아가 융합적 사고를 활용하여 발명품을 고안할 수 있 는 인재를 키우고자 한다.

학교 현장에서 발명 융합인재교육 활성화를 위한 교육과정을 재구성, 수업방법, 지 도장법 및 자료 등을 개발하였다. 그리하여 팀별 발명 프로젝트 스팀교육 수업안을 12차시를 개발하였다.

우리는 이를 실제 수업에 적용하여보고 수정 보완을 거쳐 최종본을 완성하였다.

우리의 결과물이 교육현장에서 조금이나마 도움이 되었으면 한다.

3. 연구 수행 내용

STEAM 프로그램 연구 및 적용 가. 개정교육과정 이해 연수

- 2015 개정교육과정의 의의와 방향 알기

- 발명관련 교과와 융합이 가능한 교과의 성취기준 알기

나. STEAM 교육과 발명관련 교과 교육과정 분석 및 재조직화 연수 - 발명관련 교과간 교육과정 재구성 방법 연수

- 교과별 자료: 실과, 과학, 수학, 미술 등

다. 발명과 관련한 STEAM 프로그램 교육과정 재구성 - 발명과 관련한 교과 융합 STEAM 프로그램 재구성하기 - 팀별 활동이 가능한 교육과정으로 제시

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 초등학교 실과 ‘기술 활용’ 수업용 STEAM 프로그램

학교급 초등 대상 학년(군) 5학년

중심과목 실과 중심과목

성취기준 영역 [초등학교5~6학년] 마. 기술 활용

연계과목

수학 과학 사회 미술

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 5~6학년] 도형

[초등학교 5~6학년] 온도와 열, 날씨와 우리생활 [초등학교 5~6학년] 세계의 여러 나라들 [초등학교 5~6학년] 표현

개발계획

주제 연번

차시

(시수) 과목 연계(안)

1 2 실과(1) + 과학(1)

2 2 실과(1) + 과학(0.5) + 사회(0.5) 3 2 실과(1) + 과학(0.5) + 수학(0.5) 4 3 실과(1.5) + 과학(1) + 미술(0.5) 5 3 실과(1.5) + 과학(1) + 미술(0.5)

STEAM 교육 연수

(1) 교육과정 운영의 전문성 신장을 위한 연수

가) 2015개정교육과정에 대한 올바른 이해를 위하여 연구원들을 대상으로 개정교육 과정 연수를 실시하였다.

나) STEAM 교육과 교과 교육과정 분석 및 재조직화 연수를 2회 실시하였다.

(2) 맞춤형 컨설팅 활동 전개 가) 컨설팅 조직 및 운영

개정교육과정에 대한 이해도가 뛰어난 선생님을 중심으로 컨설팅단을 만들어 운영하였다.

나) 맞춤형 연수 및 좋은 수업 만들어가기 활동

연구원을 대상으로 맞춤형 연수를 추진하고 좋은 수업 실천을 위하여 멘토링제를 운영 하였다.

팀별 발명 프로젝트 STEAM 교육을 위한 교육과정 분석

(1) 발명 STEAM 교육관련 교육과정 분석을 통해 발명교육 주제 분석 가) STEAM 교과와 발명교육 주제 설정

나) 주제별 교과 단원 추출

(2) 교과와 연계한 창의적 체험활동

가) STEAM 교과와 창의적 체험활동 연계운영 나) 교과와 창의적 체험활동 간 주제 통합

팀별 발명 프로젝트 STEAM 프로그램 개발 및 적용 재구성 팀별 발명 프로젝트 STEAM 교육 프로그램

1) 교과별 학습자료: 실과, 과학, 수학, 미술 등 전교과 2) 발명 주제별 학습자료

- 발명교육 프로그램 관련주제

팀별 발명 프로젝트 STEAM 프로그램 학습 1) 발명주제 선정 및 학습방법

가) 교육과정 분석 및 발명주제 관련 프로젝트 주제선정 2) 팀별 발명 프로젝트 학습 적용

가) 햄스터 로봇을 이용하여 미로찾기

나) 생각을 키우는 방법 알아보기

다) 무게중심을 이용한 나만의 팽이 만들어보기

라) 자연물을 모방한 손전등 발명하기

마) 무게중심 원리를 이용한 나만의 컵 만들기

창의인성교육 연계한 프로젝트 학습 1) 팀별 프로젝트 산출물 대회

협동심과 배려하는 마음을 키우기 위하여 팀별 프로젝트 수업을 진행하였다.

(미션 수행) (롤링볼 장치 만들기) 2) 가정과 연계한 1인 1주제 발명 체험활동 전개

학부모와 함께하는 우리 가족 발명품 대회 전개하여 가족과 함께 탐구하는 과정을 통해 가족의 소중함과 발명의 즐거움을 온가족이 함께 느끼도록 함.

4. 연구 수행 결과

◦과제 수행 결과

- 창의융합인재 육성을 위한 교육과정 발명요소 파악화여 교육과정을 재구성 하 였음. 교수학습과정안 2차시 개발 및 적용해 보았으며, 수업 협의를 통하여 교 수학습과정안 수정 및 보완 완료하였음.

- 2학기 수업 적용 하였고 수업안 최종안 완성

구분 수행 계획

교수학습지도안 개발 차시 총 12차시

수업 적용 일정 2018. 9. 10. ~ 2018. 10. 19.

(STEAM 수업)수혜학생 수 장흥초등학교 148명(5학년 전교생) 예정

학생 태도검사 사전검사 4월, 2개 학급(46명) 완료

사후검사 10월, 2개 학급(46명) 완료

학생 및 교사 만족도조사 10월 22일

교사연구회 STEAM 행사 개최 2018.9. 19. 7교시(15:00~15:40) 수업공개 예정 2018.10. 26. ‘STEAM 나눔행사’ 개최 예정

논문 또는 학술대회 해당 없음

특허출원(국외, 국내) 해당 없음

5. 결론 및 제언

STEAM 프로그램 개발을 위하여 지역이 서로 떨어져 있는 선생님들이 온라인 네트워크를 형 성하여 수시로 의견을 주고 받을 수 있었으며 한단에 한 번 이상은 오프라인으로 만나 협의 시간을 갖기도 하였다. 우리의 주제인 초등학교 실과 의 ‘기술 활용’에서의 선행자료는 없다시 피하여 어려움을 겪었지만 오히려 연구원끼리 뭉쳐서 개발할 수 있는 동기가 되었다.

우리가 개발한 수업안을 우리도 2차 보완을 해 나아갈 것이지만 우리의 자료를 활용해보는 

생님들이 계시다면 또다른 보완점을 찾아 더욱 발전하는 프로그램이 되었으면 좋겠다.

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

초등학교 실과 ‘기술 활용’ 수업용 STEAM 프로그램

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역 1 1~2/12 [6실05-01] 일과 직업의 의미와 중요성을 이해한다.

[6실05-02] 나를 이해하고 적성, 흥미, 성격에 맞는 직업을 탐색한다.

[과학 5~6학년]

온도와 열, 날씨와 우리생활

2 3~4/12 [6실05-03] 생활 속에 적용된 발명과 문제해결의 사례를 통해 발명의 의미와 중요성을 이해한다.

[사회 5~6학년]

세계의 여러 나라들 3 5~6/12 [6실05-04] 다양한 재료를 활용하여 창의적인 제품을 구상하고 설계한다. [수학 5~6학년]

도형

4 7~9/12 [6실05-04] 다양한 재료를 활용하여 창의적인 제품을 구상하고 제작한다. [미술 5~6학년]

표현

5 10~12/12 [6실05-04] 다양한 재료를 활용하여 창의적인 제품을 구상하고 제작한다. [미술 5~6학년]

표현

2. STEAM 프로그램 총괄표(총

12차시)

차시 주요내용

1~2 /12

주제(단원)명 햄스터 로봇을 활용하여 미로찾기

햄스터 로봇의 속력을 구하는 방법을 이해하고 친구들에게 설명할 수 있다.

햄스터 로봇의 속력과 동작원리를 통해 미로를 찾을 수 있다.

모둠의 역할을 성실히 수행하며 주어진 문제를 해결할 수 있다.

Co 햄스터 로봇을 보고 어떻게 동작하는지 살펴보기

CD 햄스터 로봇의 실행원리 알아보고 코딩하기

ET 로봇을 동작하여 미로 통과하기

3~4 /12

주제(단원)명 생각을 키우는 발명 기법 알아보기

발명 기법의 원리에 대하여 이해하고 발명 기법을 이용하여 만들어진 다양한 제품을 설명하며, 세계 여러 나라의 문제를 발명기법을 통해 해결할 수 있다.

Co 선생님이 들고 있는 발명품은 어떤 원리를 통해 만들어졌을까요?

CD 사진을 보고 발명기법 알아보기

ET 나라의 여러 문제를 해결하는 발명아이디어 내기

5~6 /12

주제(단원)명 무게중심을 이용한 나만의 팽이 만들기

다각형의 무게중심을 이용하여 나만의 팽이를 만들 수 있다.

Co 한 손가락으로 물건을 들 수 있는 부분 찾아보기

CD 무게중심 나만의 팽이 만들기

ET 활동을 통해 알게 된 점 이야기하기

7~9 /12

주제(단원)명 자연물을 모방한 손전등 발명하기

폐품을 활용하여 자연물을 모방한 나만의 손전등 만들기를 하 수 있다.

Co 자연물을 모방한 생활 속 물건 알아보기

CD 손전등 디자인하고 만들기

ET 제작 소감 이야기하기

10~12 /12

주제(단원)명 무게중심의 원리를 이용한 위생적인 컵 만들기 무게중심의 원리를 이용하여 위생적인 컵을 제작할 수 있다.

Co 양치한 컵이 어떻게 보관되는지 살펴보기

CD 무게중심을 이용한 위생적인 컵 만들기

ET 자신의 발명품을 학생들에게 발표하기

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 실과 학교급/학년(군) 초등학교/5 학년 ※ 적용 대상

중심과목 성취기준

영역

[초등학교] 기술활용 중심과목

성취기준

[6실05-01] 일과 직업의 의미와 중요성 을 이해한다.

[6실05-02] 나를 이해하고 적성, 흥미, 성격에 맞는 직업을 탐색한다.

주제(단원)명 햄스터 로봇을 활용하여 미로찾기 차시 1~2/12

학습목표

◦햄스터 로봇의 속력을 구하는 방법을 이해하고 친구들에게 설명할 수 있다.

◦햄스터 로봇의 속력과 동작원리를 통해 미로를 찾을 수 있다.

◦모둠의 역할을 성실히 수행하며 주어진 문제를 해결할 수 있다.

연계과목 과학 연계과목

성취기준 영역 [초등학교] 물리

STEAM 요소

S 햄스터 로봇의 속력을 평균을 이용하여 측정함 T 햄스터 로봇을 소프트웨어를 활용하여 제어함 E

A 다양한 방법으로 미로를 그림 M 로봇 속력 계산시 평균값을 이용

개발 의도

햄스터 로봇이라는 교육용 로봇과 이를 제어하는 스크래치라는 교육용 소프트웨어를 활용하 였다. 먼저 문제를 해결하기 위해 햄스터 로봇의 속력을 알고 이를 활용하여 모둠별로 알고 리즘을 설계하였으며, 이를 기반으로 스크래치를 활용하여 햄스터 로봇을 제어하여 문제를 해결하였다.

본 차시는 원래 자전거, 인라인 스케이트와 같은 움직이는 물체의 속력을 측정함으로써 일상생활에서의 속력을 이해하고 문제 상황을 해결하기 위하여 속력을 이해하고 학생 스스로 움직이는 물체의 속력을 측 정하는 학습을 통하여 이 단원에서 학습한 물체의 속력을 생각하는 차시이지만 차시를 재구성하여 소프 트웨어교육의 방법을 적용하였다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

햄스터 로봇의 동작 영 상을 보고 어떻게 하면 미로를 통과할 수 있을 지 다양한 의견을 듣고 문제 해결 방법을 토의 한다.

창 의 적 설 계

창의적 설계

학생들은 수업의 전 과 정에서 로봇의 특징을 이해하고 그 불확실성 을 인지하고 그것을 극 복할 수 있는 제어 방 법을 체험한다.

감 성 적 체 험 단순하게 로봇이 미로를 통과하

는 것이 아닌 로봇의 속력과 이 동 각도를 과학과 수학의 원리를 이용하여 계산하고 이를 이용하 여 알고리즘을 표현하는 수업 설 계를 실시함.

감성적 체험

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 ( 분)

◉ 동기유발 하기 ^Co

• 햄스터로봇의 동작 동영상을보고햄스터 로봇에 어떻게동작했는지 설명한다.

-햄스터 로봇이 앞으로 전진하고 장애물이 있으면 회전하여 미로를 빠져나가고 있습니다.

• 미로 학습지를 제시하며 모둠별로 햄스터 로봇을 동작하여 미로를 빠져나가야 함을 설명한다.

• 미로를 빠져나가려면 햄스터 로봇이 어떤 동작을 해야 합니까?

-미로 한 칸의 크기에 맞게 전진해야 합니다.

-장애물이 있으면 회전해야 합니다.

• 햄스터 로봇이 전진하는 정확한 거리를 코딩할 수는 없으며 전진하는 시간만 알 수 있습니다. 그러면 햄스터 로봇이 정확히 미로를 빠져나가려면 무엇을 알아야 할까요?

-햄스터 로봇의 속력을 알아야 합니다.

◉ 학습 문제 파악

햄스터 로봇의 속력을 알고 미로를 찾아봅시다.

◉ 학습 순서 알아보기^CD

- 학습문제 해결을 위한 전략을 세우고 공부할 순서 정하기 [ 활동 1 ] 햄스터 로봇 속력 알아보기

[ 활동 2 ] 미로를 찾는 알고리즘 생각하기 [ 활동 3 ] 햄스터 로봇으로 미로 찾아보기

자햄스터 동 작 동영상

Tip! 햄스터 로봇의 속력 을 알아야 미로를 빠져 나갈 수 있 음을 알게 한다.

전개 ( 분)

【활동1】햄스터 로봇 속력 알아보기^{CD ET}

◉ 햄스터 로봇 속력 알아보기

• 다음과 같이 ‘앞으로 1초 이동하기 블록’을 활용하여 햄스터로봇의 이동 거리를 알아봅시다.

• 모눈종이 위에 햄스터 로봇을 올려놓고 햄스터 로봇이 1초 동안 이동한 거리를 측정 하여 봅시다.

-모든 모둠원이 문제를 푸는 방법을 알 수 있도록 토의하여 봅시다.

• 햄스터 로봇의 이동거리를 3번 측정하여 측정한 거리를 모두 더한 후, 3으로 나누어 봅시다.

-1초 동안 약 5cm를 이동하였습니다.

• 햄스터 로봇의 속력은 얼마입니까?

-약 5cm/초입니다.

【활동2】미로를 찾는 알고리즘 생각하기^{CD ET}

◉ 미로를 찾는 알고리즘 생각하기

• 햄스터 로봇이 미로를 통과하는 방법을 생각하는 데, 다음과 같은 조건을 활용합니다.

☆ 순서대로 하나씩 동작하도록 합니다.

☆ 앞으로 한 칸 이동하기와 오른쪽으로 90도 돌기만을 사용합니다.

• 햄스터 로봇의 미로를 통과하는 알고리즘을 모둠별로 표현하여 봅시다.



자모눈종이, 햄스터로봇, 컴퓨터

Tip! 지 난 시간에 학습 한 속력공식 을 활용한다.





자학습지, 자



자모둠칠판

Tip! 앞으로 1초 이동하면 혼란이 올 수 있으므로 한 칸 이동으로 알 고 리 즘 을 설계한다



.

시작

앞으로 한 칸 이동 오른쪽으로 90도 돌기

앞으로 한 칸 이동

앞으로 한 칸 이동

끝

【활동3】햄스터 로봇으로 미로 찾아보기^{CD ET}

◉ 미로를 찾는 알고리즘 코딩하기

• 모둠별로 표현한 알고리즘을 토대로 스크래치를 활용하여 코딩하여봅시다.

◯ 로봇을 동작하여 미로 통과하기

• 로봇을 실행시켜 햄스터 로봇이 미로를 통과하도록 합니다.

-햄스터 로봇이 미로를 통과하여 목적지에 도착한다. 혹시 실패하면 코딩을 수정하여 성 공하도록 한다.



자모눈종이, 햄스터로봇, 컴퓨터

Tip! 오 른 쪽 으로 회전하는 방법은 교사가 제시한다.



정리 ( 분)

◉ 공부한 내용 검토하기^ET

- 햄스터 로봇의 속력을 알아보았습니다.

- 햄스터 로봇을 활용하여 미로를 통과하였습니다.

◉ 차시 학습 내용 안내

- 다음 억지 아이디어 산출 방법 알아보기

◉ 과제 안내

- 주변의 다양한 아이디어를 활용할 수 있는 방법 알아오기

Tip! 학생들 의 자유로운 활동에 대한 비판을 금지 한다.

4. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 1~2/12

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 실과 학교급/학년(군) 초등/5 학년

중심과목 성취기준

영역

[초등학교] 나. 기술의 세계 중심과목 성취기준

[6실05-03] 생활 속에 적용된 발명과 문제해결의 사례를 통해 발명의 의미와 중요성을 이해한다.

주제(단원)명 2. 생활과 기술 차시 3~4/12

학습목표

간단한 발명 기법의 원리에 대하여 이해할 수 있다.

발명 기법을 이용하여 만들어진 다양한 제품을 설명할 수 있다.

세계 여러 나라의 문제를 발명기법을 통해 해결할 수 있다.

연계과목 사회 연계과목

성취기준 영역 [사회 5~6학년] 세계의 여러 나라들

STEAM 요소

S 4-2-4. 화산과 지진, 5-1-1. 날씨와 우리 생활 T

E 5-1-2. 생활과 기술(중심)

A 6-2-3. 함께 해결하는 지구촌 문제 M

개발 의도

5-1-2. 생활과 기술 단원에 있는 발명 기법 알아보기에서 발명 기법을 알아보고, 생활 주변의 물건에서 발명 기법을 찾아본 다음, 실제로 발명을 해볼 수 있도록 되어 있어 그 소재를 찾을 때 현재 지구촌에 있는 다양한 문제들과 결부하여 생각해 보도록 하여 발명의 시야를 넓힐 수 있도록 하였다.

5-1-2. 생활과 기술 단원에 있는 발명 기법 알아보기에서 발명 기법을 알아보고, 생활 주변의 물건에서 발명 기법을 찾아본 다음, 실제로 발명을 해볼 수 있도록 되어 있어 그 소재를 찾을 때 현재 지구촌에 있는 다양한 문제들과 결부하여 생각해 보도록 하여 발명의 시야를 넓힐 수 있도록 하였다.

수업의 구성으로는 먼저 학생들이 발명 기법이 무엇인지, 우리가 사용하는 물건들이 발명기법으로 만들어 졌다는 것을 알아본다. 그리고 물건들이 어떤 발명기법으로 만들어 졌는지 확인해 본 다음, 제시된 세계 여러 나라의 문제들을 공부했던 발명기법을 통해서 해결해 보도록 하여, 세계 여러

나라에는 다양한 문제가 있음을 깨닫고, 공감하는 마음을 가지며, 직접 해결해 보는 시간을 갖도록 구성 하였다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

○ 발명 기법을 알아보기

○ 발명 기법을 적용해 보기

○ 적정기술에 대해 알아보기

창 의 적 설 계

창의적 설계

○ 지구촌에 있는 다양한 문제를 알아보고 공감하기

감 성 적 체 험

○ 다양한 발명 기법을 적용하여 지구촌에 있는 문제들을 해결 할 수 있는 발명품 구상하기

감성적 체험

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (5 분)

Co 동기유발 및 전시학습 상기하기

◉ 전시학습 상기하기

∘ 다음 발명품을 보면서 발명이 무엇이었는지 생각해 봅시다.

- 지금까지 없었던 것을 만드는 것입니다.

- 쓸모가 있어야 합니다.(편리해야 합니다.

◉ 학습 동기 유발하기

∘ 선생님이 들고 있는 발명품은 어떤 원리를 통해 만들어 졌을까요?

- 어떤 물건과 물건을 더한 것 같습니다.

Co 학습문제 확인

◉ 학습 문제

발명 기법을 알아보고, 이를 활용하여 지구촌의 문제를 해결하는 발명 아이디어를 구상해 봅시다.

◉ 학습 순서 알아보기

- 활동 1 : 발명기법 알아보기

- 활동 2 : 발명품을 보고 기법 알아보기 - 활동 3 : 지구촌의 여러 문제 해결하기

 ppt

 발명이 무 엇 인 지 공 부 했 던 내용을 상 기 하 도 록 한다.

 발명품

전개 (65 분)

CD 발명 기법 알아보기

◉ 발명 기법 알아보기 ∘ 1기법: 더하기

- 힐리스 운동화, 라이트 볼펜 ∘ 2기법: 빼기

- 오픈카, 무선 마우스 ∘ 3기법: 크기 바꾸기 - 효도전화기, 3분 카레 ∘ 4기법: 반대로 생각하기 - 벙어리장갑, 발가락 양말

∘ 5기법: 모양 바꾸기 - 주름 빨대, 코카콜라병 ∘ 6기법: 재료 바꾸기 - 다양한 재료의 컵, 장갑 ∘ 7기법: 용도 바꾸기

- 선풍기와 환풍기, 온도계와 체온계 ∘ 8기법: 재활용 하기

- 계란판-방음재, 프라이탁 가방 ∘ 9기법: 모방하기

- 개구리-물갈퀴, 장미가시-철조망

 ppt

Tip! 발명품 의 사례를 보 여 주 면 서 발 명 품 의 원리를 알 아보는 방식 으로 진행

 코카콜라 동영상



 학습지



원탁토의

발명문제



ET 발명품을 보고 기법 알아보기

◉ 제시된 발명품 그림이 어떤 발명 기법으로 만들어 졌는지 알아보기

∘ 개인별로 제시된 발명품 그림이 어떤 발명 기법으로 만들어 졌는지 그림에 알 맞은 발명기법을 써 봅시다.

- 개인별로 그림에 알맞은 발명기법을 쓴다.

∘ 기록한 것을 발표해 보도록 합시다.

ET 지구촌 문제 알아보고, 적정기술에 대해 알아보기

◉ 발명 기법을 이용하여 발명 아이디어 구상하기

∘ 모둠별로 제시된 세계 여러 나라의 문제들을 해결하기 위해 발명 기법을 이용 하여 모둠별로 발명 아이디어를 구상해 봅시다.

- 제시된 문제를 해결하기 위한 발명 기법을 선택하고, 발명 아이디어를 구상한다.

∘ 기록 한 것들을 발표해 봅시다.

- 발표하기 정리

(10 분)

ET 오늘의 베스트 아이디어 선정하기

◉ 오늘의 베스트 아이디어 선정하기

• 오늘의 가장 좋은 아이디어를 다수결로 선정한다.

Tip! 자 기 조를 제외한 아이디어 중

• 오늘의 발명왕에게 격려를 해준다.

ET 정리하기

◉ 아이디어 선정 후 해야 할 일 알기

• 아이디어 선정 후 해야 할 일은 무엇일까요?

- 아이디어가 다른 사람에 의해 이미 발상되었는지 검색해 봅니다.

• 검색은 어떻게 할까요?

- 키프리스나 네이버전문정보 등에서 검색해 봅니다.

• 오늘 여러분이 발상한 아이디어에 대해 꼭 검색해 보기 바랍니다.

• 이렇게 살고 있는 사람에게 맞는 발명품들을 ‘적정기술’이라고 합니다. 집에서 적 정기술의 사례를 1가지 이상 알아봅시다.

• 다음 시간에는 창의적인 제품을 만들어 보도록 하겠습니다.

가장 좋은 아 이 디 어 를 선 택 하 도 록 한다.

Tip! 검색되 어도 실망 하지 않도록 이 야 기 해 준다.

4. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 3~4/12

□ 내가 발명왕!! 학습지

1. 다음 발명품이 어떤 발명기법을 통해 만들어 졌는지 발명품 그림 아래에

<보기>의 발명 기법을 골라 써봅시다.

더하기, 빼기, 크기 바꾸기, 반대로 하기, 모양바꾸기, 용도바꾸기, 재료바꾸기, 폐품 이용하기

<보기>

( ) ( ) ( ) ( )

손목시계형 포스트잍

( ) ( ) ( ) ( )

목재 키보드 빛을 막는 재료

로 만든 양산

플라스틱

셔틀콕 피자판 게임기

( ) ( ) ( ) ( )

2. 위의 발명품 중 하나를 선택해서 어떻게 발명되었는지 설명해봅시다.

예) 지우개연필

지우개와 연필을 함께 가지고 다니면 편리하므로 더하기 기법을 통해 발명했다.

차시 3~4/12

□ 지구촌의 문제를 해결해 봅시다.

1. 불편함 내용(모둠별로 택 1 해서 함께 문제를 해결해 봅시다.)

아프리카에는 매일 물을 물동이에 길어서 1km 이동해야 합니다. 편리하게 이동할 수 있는 물동이를 발명해 봅시다.

스위스에는 1년에 130일이나 비가 온다고 합니다. 그리고 자전거를 타고 출근하는 사람이 많습니다. 자전거를 타고 다닐 때 비를 맞지 않을 수 있는 발명품을 생각해 봅시다.

2. 발명 기법을 이용해서 해결해 봅시다.

발명 기법 발명기법을 적용(그림을 활용해도 됨)

예) 휴대폰의 아랫 부분을 삼각형 모양으로 바꿔본다. 등

더하기

빼기

크기 바꾸기

거꾸로 하기

모양바꾸기

5. 교사자료 (※ 학생활동지 해설, 교사참고자료 등)

차시 3~4/12

※

적정 기술(appropriate technology)

적정 기술(適正技術, 영어: appropriate technology, AT)은 한 공동체의 문화·정치·환경 적인 면들을 고려하여 만들어진 기술을 말한다. 적정 기술을 지지하는 사람들은 적정 기술 이 대세를 이루는 기술보다 더 적은 자원을 사용하며, 유지하기 더 쉽고, 환경에 더 적은 영 향을 미친다고 주장한다. 적정 기술이라는 단어는 개발도상국들, 아니면 이미 산업화된 국 가들의 소외된 교외 지역들에 알맞은, 단순한 기술을 의미하는데, 보통 이 단어가 이용되는 기술들은 자본집약적 기술이라기 보다는 대부분 노동집약적 기술이다. 실제로, 적정 기술은 특정한 지역에서 효율적으로 원하는 결과를 얻을 수 있게 하는 가장 단순한 수준의 기술을 말한다.

‘적정기술’이라는 이름을 얻기 위해서는 몇 가지 조건이 필요하다.

첫째, 적정기술은 값이 비싸지 않아야 한다.

둘째, 적정기술은 인간의 힘으로 작동 가능해야 한다.

셋째, 적정기술은 사용자의 부상 없이 오랜 기간 사용할 수 있어야 한다.

넷째, 적정기술은 맨발이나 자전거, 버스로 이동할 수 있을 정도로 작고 가벼워야 한다.

다섯째, 적정기술은 추가적인 도구나 특별한 교육 없이도 설치와 사용이 쉬워야 한다.

여섯째, 적정기술은 대부분 극한 상황에서 사용되기 때문에 거친 환경에서도 견딜 수 있 어야 한다.

일곱째, 적정기술은 해당 지역에서 구할 수 있는 재료로, 그 지역에서 만들어야 한다.

여덟째, 적정기술이 사용할 사람들의 생활습관과 문화에 잘 맞아야 한다.

아홉째, 적정기술은 환경에 나쁜 영향을 주어서는 안된다.

열째, 적정기술을 개발한 사람들에게 수익을 가져다 줄 수 있을 정도로 필요한 사람이 많 아야 하며, 기술개발자와 투자자에게 그 이익을 돌려줄 수 있어야 한다.

(이상의 기준은 킥스타트라는 적정기술 기업에서 제시하는 원칙이다. )

예) 큐드럼 (Q Drum) - 1993년 남아공 헨드릭스 형제가 가뭄에 고통 받는 아프리카를 돕기 위해 고안하였다. 물통의 모양에서 Q드럼이라고 이름 지었다. 많은 아이들이 큐드럼 을 가지면 50리터를 넣고 즐겁게 물을 운반한다. 물 운반시간이 줄어들어 아이들은 학교에 갈 수 있게 되었다.

<큐드럼>

자료출처 네이버 블로그

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 실과 학교급/학년(군) 초등학교/5 학년

중심과목 성취기준

영역

[초등학교] 기술의 세계 중심과목 성취기준

[5 실 02-03] 생활 속에서 사용되는 다양한 제품을 찾아보고, 기술과 발명의 관계를 이해하며, 발명에 필요한 간단한 발명기법을 익힐 수 있다.

주제(단원)명 다각형의 무게중심을 이용하여

나만의 팽이 만들기 차시 5/12

학습목표 다각형의 무게중심을 이용하여 나만의 팽이를 만들 수 있다.

연계과목 수학 연계과목

성취기준 영역 도형

STEAM 요소

S 팽이에서 일어나는 회전의 원리를 이해할 수 있다.

T

E 나만의 팽이를 설계할 수 있다.

A 움직임의 원리를 이용해 나만의 팽이를 만들 수 있다.

M 다각형의 무게중심을 이해하고 찾을 수 있다.

개발 의도 여러 가지 도형을 이용하여 다양한 모양을 만들어 퍼즐을 구성해 보는 활동이다.

수학과목에서 학습한 여러 가지 도형의 무게중심을 이용해 자신만의 창의적이니 팽이를 고안하여 제작하는 과정으로 이루어진 수업니다. 도입단계에서 우리 생활 속에서 사용되는 다양한 물건을 한 점을 이용해 들어보는 활동을 통해 학생들의 동기를 유발하고, 전개단계에서 우리 주변의 물건을 삼각형, 사각형 정도의 항목으로 분류하여 학생들이 그 모양의 무게중심을 어떻게 구할 수 있는지에 대해 집단사고를 통해 결론을 도출한 후 그 내용을 기반으로 자신만의 창의적인 팽이를 만들어 본다.

대부분의 팽이는 원 모양을 이용해 만들지만 자신만의 창의적인 모양으로 만들어 적용해 보는 활동까지 진행된다. 그리고 정리 단계에서는 활동을 통해 알게된 점과 적용시켜 본 점에 관한 소감을 나누는 활동이 이루어진다. 물건을 만들 때에는 여러 가지 공구를 사용하므로 안전에 관한 지도 또한 수시로 이루어져야 한다는 점을 인지하고 지도할 필요가 있다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

∘주변에 있는 여러 가 지 물건을 손가락 끝이 나 펜을 이용해 들었을 때 어떤 곳을 짚었을 때 균형을 맞추어 들 수 있을까?

창 의 적 설 계

창의적 설계

∘다각형을 이용한 나 만의 팽이를 만들어 발 표하고 활용하는 활동 하기

감 성 적 체 험 - 여러 가지 도형의 무게 중심

찾기

- 나만의 팽이 만들기

감성적 체험

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 ( 5 분)

Co 학습동기 유발

∘ 책상에 있는 여러 가지 물건을 한 손가락 끝이나 펜을 이용하여 각각의 물체를 들 어봅시다.

- 책이나 연필 등의 여러 가지 물건을 들어본다.

∘한 손가락이나 펜을 이용해 물건을 들 수 있는 부분은 몇 개입니까?

- 한 개입니다.

- 저는 책을 들었는데 반대편 부분까지 포함해 두 개입니다.

∘평평한 물건을 펜을 이용해 들어보면 앞면, 뒷면에 똑같은 부분이 중심이 되는데 이 것을 따로 구분하지 않고 한 개라고 할 수 있습니다.

Co 학습 문제 파악

∘이번 수업시간에는 평평한 도형의 무게중심을 찾아 나만의 팽이를 만들어 보는 공부를 하겠습니다.

다각형의 무게중심을 찾아 나만의 팽이를 만들어 봅시다.

ppt자료

전개 (30 분)

CD 삼각형, 사각형, 원의 무게중심 찾아보기

∘모눈종이를 이용해 여러 가지 모양의 도형을 제단한 후 무게중심 찾아보기

∘무게의 중심이 되는 원리 발견하기

CD 생각 정리하기

∘ 모둠별로 도형의 무게중심을 찾는 방법에 대해 토의하기 - 모둠별로 기록함

CD 발표하기

∘여러분의 해결한 내용을 발표해봅시다 - 발표한다.

CD 나만의 팽이 만들기

∘모둠별로 발견한 원리를 이용하여 팽이를 만들어 봅시다.

- 팀별로 제작하기

CD 검증하기

∘제작한 팽이를 돌려 무게중심을 잘 맞추었는지 확인해 봅시다.

ET 응용하기

∘이러한 원리를 이용한 물건 찾아보기 - 모빌이 있습니다.

- 시소가 있습니다.

PPT자료

 생각의 포용성을 열 어두어 어떠 한 방법으로 해결하든 인 정해준다.



PPT자료



정리 ( 5 분)

ET 알게 된 점이나 느낀 점 이야기하기

∘ 오늘 학습을 통해 알게 된 점이나 느낀 점을 말해 봅시다.

- 무게중심을 알게 되었습니다.

- 우리의 생각으로 문제를 풀어가는 것이 즐거웠습니다.

동영상

중심과목 실과 학교급/학년(군) 초등학교/5 학년 중심과목

성취기준 영역

[초등학교] 기술의 세계 중심과목 성취기준

[5 실 02-03] 생활 속에서 사용되는 다양한 제품을 찾아보고, 기술과 발명의 관계를 이해하며, 발명에 필요한 간단한 발명기법을 익힐 수 있다.

주제(단원)명 평면도형을 이용하여 다양한 모양의

퍼즐 만들기 차시 6/12

학습목표 평면도형을 이용하여 다양한 모양의 퍼즐을 만들 수 있다.

연계과목 수학 연계과목

성취기준 영역 도형

STEAM 요소

S T

E 평면도형을 이용한 퍼즐을 설계할 수 있다.

A 도형의 모양을 맞추어 다른 모양으로 바꿀 수 있다.

M 도형의 결합을 통해 새로운 모양을 찾을 수 있다.

개발 의도 평면도형의 결합을 이용하여 새로운 모양을 만들어보는 활동을 통해 학생들의 창의력을 키우는 데 그 의도가 있다.

아이디어 산출을 위해 창의적 발상 기법인 브레인 스토밍과 수렴적 사고과정인 히트기법을 이용해 창의적인 모양의 퍼즐을 설계하여 제작해보는 활동이다. 도입 단계에서는 여러 가지 도형을 이용한 다양한 모양의 퍼즐을 보여주고, 실제 여러 가지 도형 조각을 나누어 준 뒤 학생 개개인이 상상하는 모양을 만들어 보게 한다. 전개 단계에서는 퍼즐을 만들기 위한 아이디어 발상을 시작하여 수렴하는 과정을 거친다. 브레인스토밍을 통해 아이디어를 모은 뒤 히트기법을 사용하여 모아진 아이디어를 하나로 수렴하는 활동을 한다. 그리고 난 다음 그 결정된 아이디어를 퍼즐로 만들어 보는 활동을 한다.

활동지를 통해 퍼즐을 알리는 활동까지 이 단계에서 이루어진다. 정리 단계에서는 만들어진 퍼즐의 문제점을 살펴보고 개선점을 도출하는 활동이 이루어진다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

생활 속의 여러 가지 모양을 제시하고 이것 들을 평면도형의 결합으로 모양을 만들 수 있을지에 대한 상황을 제시한다.

창 의 적 설 계

창의적 설계

다양한 테마의 퍼즐을 제작한 후 친구들과 함께 퍼즐을 맞추어 보며 소통하는 체험, 문제해결을 위해 고민하는 과정을 경험한다.

감 성 적 체 험 - 브레인 스토밍을 통한

아이디어 생성

- 히트기법을 이용한 아이디어 선정

- 창의적 퍼즐 만들기

감성적 체험

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (10 분)

Co 여러 가지 퍼즐 알아보기

◦선생님이 보여주는 이 사진이 무엇인가요?

- 달걀모양의 퍼즐입니다.

◦이런 댤걀모양 퍼즐 이외에도 하트, 육각형, 눈송이 모양등의 다양한 퍼즐이 있 어요. 또 T자형, H자형 같은 문자모양의 퍼즐도 있습니다.

Co 생각하기

◦ 대부분의 퍼즐은 먼저 조각을 모아 어떠한 모양을 만들기 보다는 전체적인 모양을 정한 뒤 그것을 조각낸 후 그 조각을 이용해 다른 모양을 만들어 보는 방식으로 만 듭니다. 여러분도 이러한 과정을 통해 여러분만의 퍼즐을 만들어 보도록 합시다. 단 조건이 주어집니다. 다음의 두 조건을 만족시키는 퍼즐을 만들어 봅시다

- 조건 1: 8개 이내의 퍼즐 조각을 만든다.

- 조건 2: 퍼즐조각을 이용해 10개 이상의 다른 모양을 만들 수 있어야 한다.

Co

평면도형을 이용하여 다양한 모양의 퍼즐을 만들어 보자.

ppt자료

전개 (25 분)

CD 아이디어 생성하기

◦다양한 아이디어를 브레인스토밍 방법을 이용해 생각해봅시다.

- 다양한 아이디어 생각하기 - 다양한 모양의 퍼즐 토의하기

CD 아이디어 선정하기

- 생성된 아이디어를 선정하기 위한 기준 세우기 - 기준에 따라 가장 부합하는 모양 선정하기

CD 퍼즐 만들기

- 모둠별로 선정된 아이디어를 우드락을 이용해 퍼즐 만들기 - 만든 퍼즐을 이용해 다양한 모양 만들기

- 활동지를 이용해 퍼즐 자랑하기

PPT자료

 생각의 포용성을 열 어두어 어떠 한 방법으로 해결하든 인 정해준다.



PPT자료



정리 ( 5 분)

ET 문제점과 개선점 생각해보기

- 만들면서 있었던 문제점과 앞으로 개선할 점을 생각한다.

ET 다음차시 예고

- 나만의 연필꽂이를 만들기 위한 아이디어를 구상하는 공부를 하겠습니다.

4. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 1~3/16

5. 교사자료

차시 5-6/16

※ 무게 중심이란

- 다각형, 다면체에서의 중심이란, 그 도형의 중력의 합력의 작용점을 지칭한다. 삼각형의 경우 중 선은 한 점에서 만나는데이 점이 바로 다각형과 다면체의 무게 중심이라 한다. 특히 삼각형의 경우 세 중선의 교점으로, 한 중선을 2:1로 내분하는 점이다.

※ 수렴적 사고 기법

◈ 수렴적 사고기법

　 발산적으로 생성된 많은 정보나 질문, 감정 등을 현재의 상황에 비추어 좀 더 잘 이해할 수 있도록 자료를 거르고, 분류하고, 조직화하는 사고가 수렴적 사고이다. 즉, 수렴적 사고는 이미 생성되어 있는 아이디어나 정보를 여러 가지 기법을 통하여 분류하고, 따져보고 분석해 봄으로써 가장 효과적이고 바람직한 대안을 유도해 내는 것이 목적이다.

◇ 수렴적 사고의 유의점

- 모든 수렴적 사고에서 특별히 강조하고 있는 것은 ‘긍정적인 판단’이다. 대안의 강점이나 긍정적 측면을 살펴보고, 단점을 죽이기보다는 단점에 대하여 ‘어떻게 이러한 단점을 보완할 수 있을까?’, ‘어떻게 하면 이러한 면을 수정할 수 있을까?’와 같은 질문을 통하여 단점을 수정 하고 보완해 나간다.

- 신중해야 한다.

- 신기성을 고려해야 한다. 독창적인 아이디어는 신기성을 배제할 수 없다. 따라서 독창적인 것을 살리기 위해서는 신기로운 면을 보완해 나가도록 한다.

- 언제나 목표에다 초점을 두고 거기에서 벗어나지 말아야 한다.

　1. 히트(hits) 기법

　 수렴적인 기법들은 발산적인 사고 기법을 통한 많은 아이디어들을 바탕으로 이루어진다.

아이디어를 생성할 때는 판단을 유보하면서 거침없이 쏟아놓았기 때문에 먼저 목적에 맞는지 여부를 생각해 보아야 한다. 이 때 활용하는 기법이 히트 기법이다. 문제에 적절하고 분명하고 흥미롭다는 생각이 들고 해결하고자 하는 목적에 부합된다고 생각이 되는 대안에 대하여 ∨표 를 하면서 선택한다. 선택된 대안들은 다시 준거를 설정하여 평가하거나 하이라이팅 기법으로 분류할 수도 있다.

　2. 하이라이팅(highlighting) 기법

　 하이라이팅 기법은 히트 기법으로 선정된 그럴듯한 대안들을 몇 개의 같은 범주끼리 분류

해 보는 것이다. 직관에 의하여 분류해 보는데, 먼저 히트한 대안에 번호를 부여하고 같은 성 격의 아이디어이거나 대안들 간의 어떤 관계를 중심으로 공통 주제끼리 영역을 만들어 조직화 한다. 조직화된 영역에서는 공통의 주제를 재진술 한다.

　 하이라이팅 기법은 아이디어를 평가하고 선택하는 간단하면서도 효과적인 방법이다. 이렇 게 일차적으로 평가된 대안들을 좀 더 구체적으로 분석해 볼 필요가 있을 때는 역브레인스토 밍, ALU, PMI, P-P-C 대화기법 등을 활용할 수 있다.

　3. 역 브레인스토밍 기법(reverse brainstorming)

　 하나의 아이디어가 가질 수 있는 가능한 약점을 발견하고 실천될 때 잘못될 수 있는 부분 을 예상해보는 기법으로 Hotpoint 회사가 하나의 집단 방법으로 생각해낸 방법이다.(Whiting 1958) 이미 생성해놓은 아이디어를 ‘비판’한다는 점에서 고전적인 브레인스토밍과 차이를 보인 다. 이 기법은 일차적인 평가 과정을 거친 소수의 아이디어들을 심도 있게 분석하는데 적절하 며 의견일치가 어려울 경우 ‘목표 스토밍(goalstorming)’을 실시한 후 ‘가장 그럴듯한 아이디어’

를 선택한다. 선택 후 목표를 세분화하여 세분 목표가 평가될 때까지 한다.

　4. PMI (Plus, Minus, Interesting)

　 PMI는 DeBono(1973)가 고안한 기법으로 주의집중의 도구이다. 주의를 먼저 의도적으로 P (강점)에 집중시킨다. 그 다음으로 약점(M)에 그리고 마지막으로 그 아이디어가 가지고 있는 I(흥미로운 점)에 주목하여 생각한다. 다시 말하면 제시된 아이디어에 대하여 좋은 점이나 좋 아하는 이유를 먼저 살펴보고, 그 다음으로 그 아이디어의 나쁜 점이나 싫어하는 이유를 생각 하고 마지막으로 제시된 아이디어와 관련되어 흥미롭게 생각되는 점 등을 따져보는 것이다.

　5. 평가 행렬표 (evaluation matrix)

　 이 기법은 하이라이팅된 대안들을 평가할 때나 생성된 대안이나, 행위계획을 위한 대안들 을 평가할 때 활용되며, 대안들은 어떠한 준거에 따라 체계적으로 평정척도를 제시하여 평가 하는 것이다.

　6. 쌍비교 분석법 (Paired Comparison Analysis, PCA)

　 이 기법은 많은 대안들이 모두 중요해서 어느 것을 먼저 실천해야 하며, 어느 것을 가장 먼저 생각하여 일을 처리해야 할지를 판단하고자 할 때 사용되는 기법이다. 즉, 우선순위를 정 하여 대안을 선택하고 결정해야 할 때 활용되는 기법이다. 모든 대안들을 서로 한 번씩 비교 해 보고 상대적으로 중요한 것을 확인하여 상대적인 우선순위를 정할 수 있다.

※ 퍼즐 만들기 예시자료

자료출처

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 실과 학교급/학년(군) 초등학교/5 학년

중심과목 성취기준

영역

[초등학교] (1) 생활과 기술 중심과목 성취기준

[6실05-04] 다양한 재료를 활용하여 창 의적인 제품을 구상하고 제작할 수 있다.

주제(단원)명 자연물을 모방한 손전등 발명하기 차시 7~9/12

학습목표

∙ 자연물이 가진 특징을 알 수 있다.

∙ 나만의 손전등을 창의적으로 설계할 수 있다.

∙ 과제 활동에 적극적으로 참여하는 태도를 갖는다.

연계과목 과학, 미술 연계과목

성취기준 영역

[초등학교 5~6학년] (13) 전기의 이용 [초등학교 5~6학년] (2) 표현

STEAM 요소

S 전구에 불이 켜지는 전지와 전구, 전선의 연결 조건 알기 T 간단한 전기회로 구성하기

E 폐품을 활용하여 손전등 만들기

A 자연물의 특징을 손전등 디자인에 담기 M

개발 의도

학생들에게 교과 속 과학 지식을 활용하여 발명품을 실제적으로 제작해 볼 수 있는 기회를 제공하여 문제해결능력을 길러 주고, 창의적인 아이디어를 표현할 수 있는 기회를 제공하고자 한다.

‘동기유발’ 단계에서는 자연물의 특징을 활용한 자전거 라이트를 보여주고, 발명아이디어로 자연물의 특징을 활용할 수 있음을 자연스럽게 알게 한다.

‘활동 1’은 브레인 라이팅을 통해 자연물의 특징을 찾아보고 손전등 디자인에 적용 가능한 특징을 찾아보 도록 한다.

‘활동 2’는 사용할 재료를 고려하여 자연물의 특징을 활용한 나만의 손전등을 디자인하는 활동을 한다.

‘활동3’은 친구들의 디자인 아이디어를 살펴보고 질문하는 시간을 통해 다양한 아이디어를 탐색할 기회를 제공한다.

‘정리하기’에서는 자신의 디자인을 수정, 보완하도록 하고 다음 시간 활동을 안내한다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

광고 속 자전거 라이트를 관찰해 보고 특징을 찾아 본다. 꿀벌 모양의 자전거 라이트는 모양이 아름답고 자전거 손잡이에 장착하기 편리함을 알고 자연물을 모방한 디자인의 필요성을

느껴보도록 한다.

창 의 적 설 계

창의적 설계

친구들의 작품을 감상하며 질문을 통해 다양한 아이디어를 얻고 나아가 자신의 작품을 좀 더 개선시켜 보도록 한다.

감 성 적 체 험 자연물의 특징을 찾아 보고

장점을 잘 살려 창의적으로 손전등을 디자인하고 제작한다.

감성적 체험

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (7 분)

◉ 자전거 라이트 광고 관찰하기 ^Co

◦영상 속 물건은 무엇일까요?

- 자전거 라이트입니다.

◦영상 속 자전거 라이트는 어떤 모양인가요?

- 날개가 달린 꿀벌 모양입니다.

◦라이트를 자전거에 어떻게 장착하나요?

- 고무 재질로 만들어진 꿀벌의 날개 부분을 손잡이에 감아서 장착합 니다.

◦생활 속 물건 중에는 자연물을 모방한 디자인을 한 물건들이 많이 있 습니다. 자연물의 모양을 모방한 물건들은 어떤 것이 있나요?

- 자연물을 모방한 생활 속 물건을 생각하여 본다.

◦이번 시간에는 자연물을 모방한 나만의 손전등을 디자인하고 만들어 봅시다.

◉ 학습문제 확인하기 ^Co

자연물을 모방한 나만의 손전등을 만들어 보자.

◉ 학습 활동 순서 안내하기 ^Co

활동 1) 물건 속에서 자연물의 특징 알아보기 활동 2) 손전등 디자인하기

활동 3) 손전등 만들기

□^자광고 영상



◯^유자연물을 모방하여 발 명아이디어 로 활용할 수 있음을 알게 한다.

전개 (110 분)

활동 1) 물건 속에서 자연물의 특징 알아보기

◉ 자연물의 특징 알아보기^CD

◦학습지 속 물건은 어떤 자연물을 모방하였고, 어떤 부분인지 찾아봅시 다.

- 물건이 어떤 자연물을 모방하였고 어떤 부분인지 찾아본다.

◦자연물이 가진 특징과 장점을 토의하여 봅시다.

- 자연물이 가진 특징과 장점을 토의한다.

◦자연물이 가진 특징 중 손전등에 결합시킬 수 있다고 생각하는 특징 을 선택하여 봅시다.

- 손전등에 결합시킬 수 있는 특징을 선택한다.

활동 2) 손전등 디자인하기 ^CD

◉ 자연물을 모방한 손전등 디자인하기

◦손전등 디자인에 사용할 자연물의 특징을 선택하여 봅시다.

- 디자인에 사용할 자연물의 특징을 선택한다.

◦사용할 재료를 참고하여 자연물의 특징을 이용한 손전등을 디자인해

□^자학습지



◯^유브레인 라 이팅을 통해 자연물의 특 징에 대한 다 양한 생각을 생 각 그 물 로 표현해 본다.

□^자학습지



_{주어진 재}

료를 고려하 여 디자인 하 도록 한다.

봅시다.

- 손전등을 디자인한다.

◦자신의 디자인을 발표하여 봅시다.

- 디자인을 발표한다.

◦친구들의 다자인에 대한 자신의 생각이나, 궁금한 점이 있으면 말하여 봅시다.

- 자신의 생각을 말하거나 질문한다.

활동 3) 손전등 만들기 ^ET

◉ 간단한 전기회로 구성하기

◦전지의 직렬 연결과 병렬 연결을 알아봅시다.

- 전지의 직렬, 병렬 연결을 해 본다.

◦전구의 직렬 연결과 병렬 연결을 알아봅시다.

- 전구의 직렬, 병렬 연결을 해 본다.

◦전지와 전구의 직렬 연결과 병렬 연결의 특징을 정리하여 봅시다.

- 전지와 전구의 직렬, 병렬 연결의 특징을 정리한다.

◉ 자연물을 모방한 손전등 만들기

◦간단한 전기회로를 구성하여 나만의 손전등을 만들어 봅시다.

- 나만의 손전등을 만들어 본다.

◦자신이 만든 손전등을 친구들에게 소개하여 봅시다.

- 손전등을 소개한다.

_자연물이

가진 기능적 특징을 손전 등 디자인에 담을 수 있도 록 하고 자연 물의 형태를 단순히 모방 하는 것도 인 정한다.

□^자전구, 건전 지, 건전지 홀더, 전선, 다양한 폐품, 테이프, 가위, 풀



_{자신의 디}

자인을 발표 하고 친구들 의 의견을 보 충하여 디자 인의 완성도 를 높이도록 한다.

정리 (3 분)

ET

◉ 제작 소감 알아보기

◦나만의 손전등을 만들어보며 알게 된 점이나 느낀 점이 있다면 발표해 보도록 합시다.

- 각자 자신의 생각을 발표한다.

4. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 7~9/12

단 원 자연물을 모방한 손전등 발명

활동 주제 자연물을 모방한 손전등을 창의적으로 디자인 하여 보자.

사용할 재료

• 손전등에 사용할 재료를 선택하여 봅시다.

- 공통 재료: 전구 1개, 전구소켓 1개, 스위치 1개, 건전지, 건전지 끼우 개,

전선(30cm) 2개

- 추가 재료:

손전등 디자인하기

• 디자인에 사용할 자연물의 특징을 적어 봅시다.(두 가지 이상 도 가능함)

- -

• 손전등을 창의적으로 디자인 하여

5. 교사자료 (※ 학생활동지 해설, 교사참고자료 등)

차시 7~9/12

※

직렬연결과 병렬연결

1) 직렬 회로 : 전지나 전구를 2개 이상 연결할 때, 한 줄로 연결하여 전류가 흐르는 길이 하나인 회로

2) 병렬 회로 : 전지나 전구를 2개 이상 연결할 때, 한 줄로 연결하지 않고 갈라져서 전류가 흐르게 연결한 회로

직렬 연결과 병렬 연결의 비교

3) 전지의 직렬 연결과 병렬 연결 : 전구 1개는 그대로 두고 전지 2개를 직렬로 연결 하면, 전구가 더 밝아지지만 전지 사용 시간은 기준과 같다. 또 전구 1개에 전지 2개를 병렬로 연결하면, 전구 밝기는 기준과 같지만 전지 사용 시간은 2배가 된다.

4) 전구의 직렬 연결과 병렬 연결 : 전지 1개는 그대로 두고, 전구 2개를 직렬로 연결 하면 전구의 밝기는 기준보다 더 어두워진다. 그러나 전구 2개를 병렬로 연결하면 전구 1개의 밝기는 기준과 비슷하다.

자료출처 네이버 지식백과

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 실과 학교급/학년(군) 초등학교/5 학년

중심과목 성취기준

영역 [실과 5~6학년] 생활과 기술 ^중심과목 _성취기준 [6실05-04] 다양한 재료를 활용하여 창 의적인 제품을 구상하고 제작한다.

주제(단원)명 생활과 기술 차시 10~12/12

학습목표

◦무게중심의 원리를 이해하고 친구들에게 설명할 수 있다.

◦무게중심의 원리를 이용하여 위생적인 컵을 제작할 수 있다.

◦자신의 발명품에 대해 친구들에게 발표할 수 있다.

연계과목 과학, 미술 연계과목

성취기준 영역 [미술 5~6학년] 표현 STEAM

요소

S 무게 중심 이해하기

T 무게 중심을 이용하여 나만의 위생적인 컵 설계하기 E 다양한 재료를 선택하여 위생적인 컵 제작하기

A 위생적인 컵 디자인하기, 친구들의 작품 보고 서로 느낀 점 공유하기 M

개발 의도 생활 속의 경험을 통해 발명품 고안의 필요성을 느끼고 주어진 재료를 이용하여 생활 속 불편한 점을 개선하는 발명품을 제작하면서 창의성을 기르도록 한다.

양치를 할 때 사용하는 컵의 보관 방법을 생각해 보면서 위생적인 컵을 만들고 싶도록 상황을 제시하 여 동기를 유발시킨다. 또한, 위생적인 컵을 만들기 위한 미션을 확인하여 미션 조건을 탐구하면서 무게 중심을 이용하여 학생 개개인의 해결 방안을 생각하고 발명품을 제작하도록 한다. 제작한 발명품의 모 양, 특징 등을 발표하고 자기 평가하고 상호 평가하면서 서로의 작품에 대해 생각하도록 한다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

양치를 할 때 사용하는 컵을 보관하는 생활 속 경험을 통해 어떻게 하 면 위생적인 컵을 만들 수 있을까?

창 의 적 설 계

창의적 설계

위생적인 생활의 중요 함을 인식시키고 위생 적인 컵 손잡이를 만들 면서 창의성을 기를 수 있다.

감 성 적 체 험 컵 손잡이의 모양을 다양하게 변

항하여 위생적인 컵을 만들어 생 활 속 불편한 점을 개선하도록 한다.

감성적 체험

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (5 분)

Co ◉ 동기유발

∘(오늘의 학습 자료인 욕실에서 사용하는 컵을 소개하면서) 양치를 할 때 사용하는 컵을 양치 후에 어떻게 보관하는지 경험을 이야기해 보도록 한다.

-양치 후 사용한 컵은 바로 세워 놓습니다.

-양치 후 사용한 컵을 거꾸로 걸어놓지 않고 나와 어머니께 자주 혼납니다.

-양치 후 사용한 컵에 물을 담아 놓아 컵 안쪽에 곰팡이 같은 것이 생겨 사용하

욕실의 컵 사진

생활에서 쉽게 경험할 수 있는 컵 을 사용했던