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

(1)

결과보고서

2019. 11. 15.

대곶초등학교

(2)

과 제 개 요

STEAM 프로그램

구분

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

초코파이보드 활용을 통한 핵심역량중심 STEAM 프로그램 개발

학교급 ^초등학교 대상 학년(군) ^5~6학년군

중심과목 ^{실과(정보)}

중심과목 성취기준

영역

[초등학교 5~6학년] 기술시스템

연계과목

미술, 음악 과학

연계과목 성취기준

영역

[초등학교 5~6학년] 표현 [초등학교 5~6학년] 생활화 [초등학교 5~6학년] 전기의 이용

연구기간

2019.5.16. ~ 2019.11.30.

연 구 비

일금사백만원(￦4,000,000)

참여연구원

4명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 3명)

연구 수행자에 관한 사항

구분 소속 학교명 담당과목 직위 성명

연구책임자 대곶초등학교 담임 교사 김재희

공동연구원 대곶초등학교 담임 교사 이사야

공동연구원 신양초등학교 담임 교사 이진아

공동연구원 마송중앙초등학교 담임 교사 주성우

2019년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아

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

2019년 11월 15일

연구책임자 : 김재희 (인)

(3)

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

(4)

목 차

1. 요약문

··· 2

2. 서론

··· 3

3. 연구 수행 내용

··· 3

가. 프로그램 개요 ··· 3

나. 연구 추진 과정 ··· 4

다. 연구의 설계 ··· 5

1) 연구 대상 및 기간 ··· 5

2) 연구 조직 구성 ··· 5

라. 연구의 실천 ··· 6

4. 연구 수행 결과

··· 7

가. 참여 대상 및 프로그램 운영 현황 ··· 7

나. 세부추진 결과 ··· 7

5. 연구 결과

··· 11

가. 핵심역량중심 STEAM교육 프로그램 종속표본 T검증결과 ··· 11

6. 시사점

··· 13

가. 핵심역량중심 STEAM교육 프로그램 운영 시사점 ··· 13

나. 연구결과 분석 및 차년도 반영 계획 ··· 13

7. 참고문헌

··· 14

[부록]

부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물 부록2. 사전사후 설문지 및 결과

(5)

Ⅰ 요약문

운영주제

초코파이 보드를 활용한 핵심역량 중심 STEAM교육 프로그 램 개발 및 적용을 통하여 STEAM교육을 희망하는 모든 학생의 재능 발굴 및 핵심역량 신장으로 창의융합인재 육성

추진과제 1

핵심역량중심 STEAM교육 프로그램 개발 및 적용

- 재능 탐색 및 발굴에 적합한 핵심역량중심 STEAM교육 프로그램 개발 및 적용

추진과제 2 교육을 통한 융합적 사고력 향상

- 메이커교육 프로그램 적용을 통한 융합사고력 향상 교육 실시

추진과제 3

STEAM 교육프로그램의 일반화

- 교사 워크숍 및 자료 보급을 통한 STEAM교육 프로그램 정착 및 일반화 추진

핵심역량중심 STEAM교육 프로그램 개발을 통한 창의융합인재 육성

핵심역량중심 STEAM교육프로그램 개발

나눔 및 일반화

추진과제3

•핵심역량중심 STEAM교육 프로그램 성과나눔회 실시

•차년도 학교 교육과정 적용 방안 논의

운영내용 교육을 통한 융합적 사고력

향상

추진과제2

• 메이커교육 프로그램 적용을 통한 융합사고력 향상 교육 실시

• 학부모 학생 교육 추진

운영내용 핵심역량중심

STEAM교육프로그램 개발

추진과제1

• 기개발된 STEAM프로그램 분석

• 역량중심 STEAM교육 프로그램 개발 및 적용

운영내용

(6)

Ⅱ 서론

추진배경 및 필요성

 2015개정교육과정에서는 미래사회가 요구하는 핵심역량을 기 를 수 있는 교과 교육과정을 개발하고 있다.

 이에 따라 여러 교과에서 학생들의 핵심역량을 신장하고 발 굴하는 기회가 주어져야 한다.

 따라서 본 연구회에서는 초코파이보드 활용을 통한 핵심역 량중심 STEAM 프로그램 개발을 통하여 핵심역량 및 융합적사고 력, 문제해결력을 신장할 수 있는 기회를 제공하고 키울 수 있 는 기회를 마련하고자 한다.

Ⅲ 연구 수행 내용 프로그램 개요

1 STEAM 프로그램

구분

프로그램명 초코파이보드 활용을 통한 핵심역량중심 STEAM 프로그램 개발 선행

프로그램명 해당없음

학교급 초등학교 대상 학년(군) 5~6학년군

중심과목 실과 (정보)

중심과목

성취기준 영역 [초등학교 5~6학년] 기술시스템

연계과목

미술 음악 과학

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 5~6학년] 표현 [초등학교 5~6학년] 생활화 [초등학교 5~6학년] 전기의 이용

개발계획

주제 연번

차시

(시수) 과목 연계(안)

1 3 실과(2) + 과학(1)

2 3 실과(2) + 과학(1)

3 3 실과(1.5) + 음악(1.5)

4 3 실과(1) + 음악(1) + 미술(1) 5 3 실과(1) + 미술(1) + 사회(1) 개발·적

용 현황 개발 및 적용 완료

(7)

연구 추진 과정

2 2015개정교육과정 에 따르면 여러 교과의 융합교육을 통해 ‘창의 융합형’인재를 양성하도록 되어있다.

그에 따라 학생 수요 중심의 STEAM교육을 통한 미래교육을 이루기 위하여 희망하는 모든 학 생에게 융합교육 기회 제공을 하여야 하며, STEAM교육을 통해 일상에 문제를 자신의 방법으 로 해결하는 STEAM교육프로그램이 필요하게 되었다.

따라서 본 연구회에서는 핵심 역량중심 STEAM 프로그램 개발 및 적용 운영 을 통하여 학생들의 핵심역량을 성장시키고 일상생활의 문제를 자신만의 해답 으로 해결하는 융합적사고력을 개발할 수 있도록 유도하여 미래의 창의융합인 재를 육성하고자 한다.

월 과정명 연구 내용 적용

대상

4 연구회 활동 방향

모색

Ü 핵심역량중심 STEAM교육 프로그램 비젼 공유 및 활동을 위 한 예비 모임

Ü 지역사회 및 학생, 학부모, 교사 실태 분석

- STEAM프로그램

분석 및 연구 범위 설정

Ü 연구회 업무분장 조직

Ü STEAM교육 프로그램 및 핵심역량 분석 Ü 운영주제 설정 및 교직원별 전문분야 설정

-

4-7

핵심역량중심 STEAM 프로그램

개발

Ü 관련 문헌 조사 및 선행연구 고찰 Ü 기개발된 프로그램 내용 및 효과 검토 Ü 프로그램 개발을 위한 협의회 실시

Ü 핵심역량중심 STEAM교육 프로그램 연구 및 개발 Ü 핵심역량중심 STEAM교육 프로그램 현장 적용

대곶초 신양초 마송중앙초

감정초 5~6학년 학생(80명)

8- 11

개발 자료 적용

Ü 개발된 프로그램 적용 및 분석

Ü 전문가 지도조언을 통한 피드백 (양적, 질적 분석)

- 8-

11 개발 자료

수정 및 보완

^Ü워크샵을 통한 프로그램 수정 및 보완

-

11 연구의 효과성 검증

Ü 연구 결과 정리 및 효과성 검증

Ü 2020학년도 대곶초 교육과정에(창체활동) 적용 논의

11 연구 활동의 정리

Ü 연구 성과물 정선화

Ü 개발 자료 탑재 및 연구 결과물 제출

Ü 차후년도 후속 연구 논의 및 연구회 활동의 발전방향 제시

(8)

연구의 설계

3 가. 연구대상 및 기간

대상 대곶초 및 연구원소속학교 5~6학년 학생(80명) 기간 2019년 4월 1일 - 2019년 11월 30일(8개월간)

주제 초코파이 보드를 통한 핵심역량중심 STEAM교육 프로그램 개발 및 적용 (2019.4.) 1 단계 2 단계

(2019.4.~2019.11) 3 단계 (2019.12.~)

•학교, 지역 실태 분석

•기개발 STEAM교육프로그램 분석 및 개발

ㆍ핵심역량중심 STEAM교육프 로그램 적용( 및 결과 분 석·결과 나눔

ㆍ최종 연구자료 나눔 및 일반 화

세부 추진내용

월별 계획 19학년도 비고

4월 5월 6월 7월 8월 9월 10월 11월 12월 대상자 모집

STEAM 프로그램 개발 및 적용 교직원 워크샵

설문 조사․결과 분석 및 공유

나. 연구 조직 구성

유관기관 연구회장 유관기관

경기도교육청 김 0 0 김포교육지원청

프로그램 개발 및 평가 프로그램 검증 분석 행정업무 학생 홍보 및 행사

• 핵심역량중심 STEAM 교수- 학습 프로그램 구안․적용 및 적용

• 평가 자료 투입

• 학생 설문 및 만족도 사전 ㆍ사후 설문지 개발 및 조사

• 효과성 검증 작업(SPSS)

• 계획서 및 보고서

• 준비물 구입 및 에듀 파인 실행

• 행정업무 전반 관리

• 보고회 계획 및 추진

• 각종 안내장 배부 및 수합

• 학생 관리

(9)

연구의 실천 4

핵심역량중심 STEAM교육 프로그램 개발을 통한 창의융합인재 육성

추 진 과 제 1

핵심역량중심 STEAM교육프로그램 개발

가 기개발된 STEAM교육프로그램 분석 및 2015 개정교육과정 핵심역량 분석 나 융합적 사고력 향상에 적합한 STEAM교육 프로그램 개발 및 적용

추 진 과 제 2

교육을 통한 융합적 사고력 향상 유도

가 메이커교육 프로그램 적용을 통해 융합적 사고력 향상 유도 나 초코파이보드를 활용한 핵심역량 중심 STEAM교육프로그램 교육

추 진 과 제 3

핵심역량중심 STEAM교육프로그램 개발 나눔 및 일반화

가 핵심역량중심 STEAM교육 프로그램 성과 나눔회 실시

나 학교 교육과정과 함께하는 역량중심 STEAM교육 프로그램

(10)

Ⅳ 연구 수행 결과

참여대상 및 프로그램 운영 현황

1 구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 15차시

수업 적용 일정 2019. 7. 1. ~ 2019. 7. 31.

(STEAM 수업)수혜학생 수 대곶초등학교 및 연구원 소속교 80명 학생 태도검사 사전검사 5월 , 4개 학급(80명) 실시 완료

사후검사 10월 , 4개 학급(80명) 실시 완료

학생 및 교사 만족도조사 10월 16일

교사연구회 STEAM 행사 개최

2019. 11. 2. ‘김포시 융합체험한마당’

2019. 12월 중 ‘김포 전문적 학습공동체 컨퍼런스 데이’ 참석 예정

논문 또는 학술대회 해당 없음

특허출원(국외, 국내) 해당 없음

세부추진 결과

2

운영유형 세부 운영내용(사진자료포함)

교육 프로그램

프로그램명

메이커란?

일시 2019.7.3.(수) 장소 컴퓨터실

대상학년 및 인원 5,6학년 40명 지도교사 0 0 0

활동모습

활동 사진-1 활동 사진-2 활동 사진-3

(11)

프로그램명

메이커 준비하기

일시 2019.7.10.(수) 장소 컴퓨터실

대상학년 및 인원 5,6학년 40명 지도교사 0 0 0 활동모습

프로그램명

위잉! 번쩍! 화재경보기 만들기

일시 2019.7.17.(수) 장소 컴퓨터실

프로그램명

폭염 경보기 만들기

일시 2019.7.24.(수) 장소 컴퓨터실

(12)

프로그램명

우리동네 문제해결! 나만의 산출물 만들기

일시 2019.7.31.(수) 장소 컴퓨터실

학부모연수

프로그램명

핵심역량 중심 융합프로그램을 알아보자

일시 2019.9.6.(수) 장소 행사장

대상학년 및 인원 5,6학년 학부모 강사 교사 김재희

활동모습

교사워크숍

프로그램명

핵심역량 프로그램개발 및 교육과정 재구성 워크샵

일시 2019.8.16. ~17. 장소 서울

대상학년 및 인원 연구회원

활동모습

활동 사진-1 활동 사진-2

(13)

김포융합 체험한마

당

프로그램명

김포융합체험한마당(나눔 축제)

일시 2019.11.2. 장소 한강중앙공원

대상학년 및 인원 관내 학생, 학부모

활동모습

(14)

Ⅴ 연구 결과

핵심역량중심 STEAM교육 프로그램 종속표본 T검증 결과

1 <표 –1> 학생 핵심역량 사전・사후 검증(p<.05)

영역 기술 통계량 대응표본 검정

N 평균 표준편차 t값 유의확률

자기관리역량

사전 80 3.04 1.07

-17.550 .000

사후 80 3.48 1.01

지식정보처리역량

사전 80 3.47 1.13

-12.478 .000

사후 80 3.93 .97

창의적 사고 역량

사전 80 3.01 1.06

-19.355 .000

사후 80 3.72 .97

심미적 사고 역량

사전 80 3.71 .93

-10.096 .000

사후 80 4.08 .73

의사소통 역량

사전 80 3.51 1.01

-13.915 .000

사후 80 3.89 .90

공동체 역량

사전 80 3.93 .77

-13.202 .000

사후 80 4.24 .66

전체

사전 80 3.44 .98

-20.642 .000

사후 80 3.89 .87

학생 핵심역량에 대한 실험 집단의 사전검사와 사후검사를 비교한 결과 전체적으로

3.44에서 3.89로 +0.45 향상되었고, 유의확률 p<.05 수준에서 통계적으로 유의미한

차이가 있었다. 학생 핵심역량 영역별 분석 결과는 다음과 같다. 자기관리역량의 평

균은 3.04에서 3.48로 +0.44, 지식정보처리역량의 평균은 3.47에서 3.93로 +0.46,

창의적 사고역량은 3.01에서 3.72로 +0.61, 심미적 사고 역량은 3.71에서 4.08으로

+0.37, 의사소통 역량은 3.51에서 3.89로 +0.38, 공동체 역량은 3.93에서 4.24로

+0.31로 모든 영역에서 향상된 것으로 나타났다. 또한 학생 핵심 역량 모든 영역이

유의확률 p<.05 수준에서 통계적으로 유의미한 차이가 있었다. 따라서 핵심역량 중

(15)

심 STEAM교육 프로그램은 학생 핵심역량 전 영역에 영향을 미치고 있는 것을 확인할 수 있었다.

<표 Ⅵ-1> 문제해결력 사전・사후 검증(p<.05)

영역 기술 통계량 대응표본 검정

N 평균 표준편차 t값 유의확률

지식・기능

사전 80 3.48 .92

-14.820 .000

사후 80 3.82 .87

확산적 사고

사전 80 3.27 .90

-12.140 .000

사후 80 3.72 .92

비판적・논리적 사고

사전 80 3.59 .84

-13.305 .000

사후 80 4.03 .86

동기적 요소

사전 80 3.49 .93

-16.630 .000

사후 80 3.92 .82

전체

사전 80 3.46 .89

-19.284 .000

사후 80 3.87 .86

문제해결력에 대한 실험 집단의 사전검사와 사후검사를 비교한 결과 전체적으로

3.46에서 3.87로 +0.41 향상되었고, 유의확률 p<.05 수준에서 통계적으로 유의미한

차이가 있었다. 문제해결력 영역별 분석 결과는 다음과 같다. 지식・기능 영역의 평

균은 3.48에서 3.82로 +0.32, 확산적 사고 영역의 평균은 3.27에서 3.72로 +0.45,

비판적・논리적 사고 영역은 3.59에서 4.03으로 +0.44, 동기적 요소 영역은 3.49에

서 3.92으로 +0.43로 모든 영역에서 향상된 것으로 나타났다. 또한 문제해결력 모든

영역이 유의확률 p<.05 수준에서 통계적으로 유의미한 차이가 있었다. 따라서 핵심

역량중심 STEAM교육 프로그램은 문제해결력 전 영역에 영향을 미치고 있는 것을 확

인할 수 있었다.

(16)

Ⅵ 시사점

핵심역량 중심 STEAM교육 프로그램 운영 시사점

1 종속표본 T검증결과에서도 나타난 바와 같이 핵심역량중심 STEAM교육 프로그램은 학생들의 핵심역량 향상 및 문제해결력을 향상시켰다. 따라서 개발된 프로그램을 2020년도에도 적용하여 학생들의 핵심역량을 신장시키고 융합적사고력을 향상시켜 창의융합인재 육성을 하는데 최선을 다하고자 한다. 또한 가장 효율적인 투입방법을 고려하였을 때 학교 정규교육과정에 투입하는 것이 옳다고 사료되어 연구원 소속교 교직원의 동의를 받아 2020학년도부터는 계발활동 동아리 부서에 위 과정을 투입하 여 운영하고자 한다. 이와 같은 노력은 차후 연구원 소속교 학생들이 창의융합인재 가 되는 밑거름이 되리라 확신하여 STEAM연구회 운영을 이어가고자 한다.

연구결과 분석 및 차년도 반영 계획

2

연구과제 운영 결과 분석 차년도 반영 내용

[연구과제1]

핵심역량중심 STEAM교육프로 그램 개발

w학생의 관심과 흥미도가 높은 프로 그램으로 개발하여 학생들의 참여가 높았음

학생들의 요구를 사전 수요조사하여 프로그램 개설 예정

w설문조사 결과 학생들의 역량을 높 이고 융합적사고력에 대한 이해를 높일 수 있었음

모두가 참여할 수 있도록 교내 학생 연수 추진 및 학부모 연수 추진 예정

[연구과제2]

교육을 통한 융합적 사고력 향상 유도

w메이커교육 프로그램에 반응이 좋 았음

2020학년도 연구원 소속교 교육과정에 반영

w다양한 분야의 교육이 필요하다고 사료됨

학생 발달 수준에 적합한 교구 개발 및 활용방안 연구

w융합활동과 연계한 STEAM 교육 프 로그램 개발 및 적용

소프트웨어와 메이커교육 연계 교육 프로그램 지속 개발

[연구과제3]

핵 심 역 량 STEAM교육프 로그램 개발 나눔 및 일반 화

w비슷한 환경의 학교와 프로그램을 공유하였음

관내 전체 학교를 대상으로 나눔 실 시 예정

w교육과정 내 진입이 가능하다고 판 단됨

창의적 체험활동시 계발활

동 동아리 부서로 개설하여

교육과정 접목 및 운영 예정

(17)

[ 참 고 문 헌 ]

1) 교육부(2018), 초등학교 3~4학년군 과학, 수학, 영어, 국어 교사용 지도서

2) 교육부(2019), 초등학교 5~6학년군 과학, 체육, 실과, 미술 교사용 지도서

3) 교육과학기술부(2012), 융합인재교육 교육과정 운영사례 STEAM 교육 따라잡기 1~6학년

4) 한국과학창의재단(2012), 학교교육과정연계 STEAM 프로그램

5) 박미향 외 4인(2012), 즐거운 초등진로, 삼양미디어

6) 교육부, 제4차 영재교육진흥계획

7) 요한나 본 호른 (2009), 나는 우리집 과학왕, 북스토리 아이

8) 요한나 본 호른 (2009), 나는 우리동네 과학왕, 북스토리 아이

9) 게리베일리(2012), 레오와 함께 배우는 STEAM, 미래아이.

[ 참 고 싸 이 트]

1) 한국창의재단 STEAM 교육 누리집 https://steam.kofac.re.kr/

2) 김정식 허명성의 과학사랑 http://sciencelove.com/

3) NCIC 국가교육과정 정보센터 http://ncic.go.kr/

(18)

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

붙임 STEAM 프로그램

(프로그램명) 메이커 STEAM 프로그램

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역

1 1~3/15 [6실04-09] 프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로그래밍 과정을 체험한다.

(과학)

[초등학교6학년] 파. 전기의이용

2 4~6/15 [6실04-10] 자료를 입력하고 필요한 처리를 수행한 후 결과를 출력하는 단순한 프로그램을 설계한다.

(과학)

3 7~9/15 [6실05-07] 여러 가지 센서를 장착한 로봇을 제작한다.

(음악)

[초등학교6학년] 다. 생활화

(미술)

[초등학교6학년] 나. 표현

(사회)

[초등학교4학년] 다. 우리 지역의 어제와 오늘

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 15차시)

차시 주요내용

1~3 /15

주제(단원)명 메이커란?

이번 주제를 통해 학생들은 메이커란 무엇이고 메이커 스페이스, 메이커 페어란 무엇인지 알아

(19)

봅니다. 과거 산업사회에서는 고가의 장비와 지식정보가 소수의 사람들에게만 허용되었습니다.

오늘날은 3D프린터와 같은 디지털 제작도구가 보급되어 전자부품의 단가가 낮아져 다양한 사람 들의 접근이 쉬어졌습니다. 이러한 시대적 흐름에 맞추어 자신이 필요한 물건들을 스스로 만드 는 사람들이 생겨났습니다. 이러한 사람들을 디지털제작 기술에 대한 이해를 바탕으로 창의적 아이디어를 공유하고, 만들기를 통해 실현할 수 있는 창의 계층 메이커라고 합니다. 이러한 메 이커들이 필요한 물건을 만들며 살아온 본능과 첨단 디지털 제작기술을 공유하면서 새로운 운동 을 만들었습니다. 이것을 메이커 운동이라고 합니다. 이번 차시에서 이러한 메이커에 관련된 용 어를 쉽고 재밌게 알아보는 것이 목표입니다.

4~6 /15

주제(단원)명 메이커 준비하기

이번 주제에서 메이커 활동은 초코파이 보드로 하드웨어를 만들고 스크래치 코딩과정을 통해 소 프트웨어를 만드는 활동으로 이루어집니다. 본 단원을 통해 메이커가 되기 위해 필요한 피지컬 컴퓨팅 도구인 초코파이 보드와 블록형 코드를 통해 코딩을 할 수 있는 스크래치에 대해서 알아 봅니다. 이것들을 통해 내가 머릿속에 있는 생각을 실제로 만들 수 있는 준비를 합니다.

7~9 /15

주제(단원)명 위잉! 번쩍! 화재경보기 만들기

본 차시를 통해 소리와 불빛이 나는 화재경보기을 만들어 봄으로써 일상생활의 문제를 자신 만의 해답으로 해결하는 메이커에 대해서 알아보고 실제로 메이커가 되어봅니다. 또한 디자 인사고과정을 통해 팀원과 협력하여 머릿속의 상상을 실제로 만들어봅니다.

9~12 /15

주제(단원)명 폭염 경보기 만들기

본 차시를 통해 폭염경보기를 만들어봄으로써 일상생활의 문제를 자신만의 해답으로 해결하 는 메이커에 대해서 알아보고 실제로 메이커가 되어봅니다 다른차시와는 다르게 센서의 개 념이 들어갑니다. 센서의 개념을 이해하기 쉽게 단원을 구성했습니다..

13~15

/15 주제(단원)명 우리 동네 문제해결! 나만의 산출물 만들기

(20)

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 실과 학교급/학년(군

) 초등학교/6 학년 중심과목

성취기준 영역

[초등학교] 라 기술시스템 중심과목 성취기준

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

주제(단원)명 메이커란? 차시 1~3/15

학습목표

- 4차산업 혁명 시대에 창의 융합형 인재로 성장하기 위해서 필요한 능력과 교육이 무엇 인지 알 수 있다.

- 메이커란 무엇인지 알 수 있다.

연계과목 과학 연계과목

성취기준 영역

(과학)

STEAM 요소

S 전기의 이용

T 메이커, 메이커 운동, 메이커 스페이스, 메이커교육 E 4 차산업혁명

A M

개발 의도 이번 주제를 통해 학생들은 메이커란 무엇이고 메이커 스페이스, 메이커 페어란 무엇인지 알아봅니다.

과거 산업사회에서는 고가의 장비와 지식정보가 소수의 사람들에게만 허용되었습니다. 오늘날은 3D 프린터와 같은 디지털 제작도구가 보급되어 전자부품의 단가가 낮아져 다양한 사람들의 접근이 쉬어 졌습니다. 이러한 시대적 흐름에 맞추어 자신이 필요한 물건들을 스스로 만드는 사람들이 생겨났습니 다. 이러한 사람들을 디지털제작 기술에 대한 이해를 바탕으로 창의적 아이디어를 공유하고, 만들기 를 통해 실현할 수 있는 창의 계층 메이커라고 합니다. 이러한 메이커들이 필요한 물건을 만들며 살 아온 본능과 첨단 디지털 제작기술을 공유하면서 새로운 운동을 만들었습니다. 이것을 메이커 운동이 라고 합니다. 이번 차시에서 이러한 메이커에 관련된 용어를 쉽고 재밌게 알아보는 것이 목표입니다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

※ 4 차산업 혁명에서 우리가 살아 남으려면?

※ 메이커란 무엇일까요?

창 의 적 설 계

창의적 설계

※ 메이커란 무엇이고 메이커가 되기 위해서 필요한 것이 무엇인지

알아봅시다

감 성 적 체 험 활동 1 메이커 운동 및 메이

커 페어란?

활동 2 _{메이커 스페이스} 활동 3 메이커 교육이란 무엇 일까요?

감성적 체험

본 차시를 통해 지역문제를 살펴보고 지역 문제의 해결방안을 찾아보면서 일상생활의 문제 를 자신만의 해답으로 해결하는 메이커가 되어 봅니다.

(21)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (30 분)

Co 4차산업 혁명에서 우리가 살아 남으려면?

4차산업혁명의 위기

http://clipbank.ebs.co.kr/clip/view?clipId=VOD_20170929_00177 [출처 : clip bank ]

4차산업 혁명시대의 키워드는 인공지능과 로봇입니다. 대부분의 학자들이 인공 지능과 로봇의 등장으로 인하여 많은 사람이 일자리를 잃는다고 예측하고 있습니 다. 이러한 상황에서 우리는 두가지의 선택지 중 하나를 선택 해야 합니다. “인 공지능과 로봇에게 지배당할 것 인가?”, “인공지능과 로봇과 공존할 것인가?”

빨리 계산하는 것, 많은 정보를 외우는 것들은 인공지능과 로봇이 더 잘합니다.

이러한 능력만 키우면 인공지능과 로봇에게 지배 당할 수 밖에 없습니다. 따라서 우리는 인공지능과 로봇과 공존하기 위해서 인공지능과 로봇과는 다른 인간만의 능력을 키워야 합니다. 어떻게 이러한 능력을 키울 수 있을까요? 메이커에서 해답 을 찾아봅시다.

Co 메이커란 무엇일까요?

메이커란 디지털 제작기술에 대한 이해를 바탕으로 창의적 아이디어를 공유하고 만들기를 통해 실현할 수 있는 창의계층을 말합니다.

동영상 http://cli pbank.ebs.

co.kr/clip /view?clip Id=VOD_201 70929_0017

7

co.kr/clip /view?clip

(22)

메이커란?

http://clipbank.ebs.co.kr/clip/view?clipId=VOD_20170929_00179 [출처 : clip bank ]

과거 공장에서 대량 생산을 하던 산업혁명 시대에서는 비싼 장비와 어려운 지식 이 소수의 사람들에게만 허용 되었습니다. 오늘날은 3D프린터 같은 디지털제작도 구가 보급되어 전자부품의 단가가 낮아져 모든 사람이 장비와 지식에 접근하기 쉬 워졌습니다. 이러한 상황에서 디지털 제작기술에 대한 이해를 바탕으로 창의적 아 이디어를 공유하고, 만들기를 통해 실현할 수 있는 창의계층이 등장하게 되었습니 다. 이렇게 집에서 물건을 만들고 새로운 일거리를 창조해내는 이들을 가리켜

‘메이커’라고 합니다. 메이커의 특징에 대해서 알아볼까요?

메이커는 결과 보다 과정을 중요시 합니다.

메이커는 공동 작업을 하면서 서로 격려하며 협업 합니다.

메이커들은 다른 메이커들의 열정을 격려합니다.

여러분 메이커라는 단어를 듣기만 해도 부럽지 않나요? 여러분들도 메이커가 될 수 있습니다.자 이제 메이커가 될 준비가 되었나요?

[출처 :www.makeall.com]

Id=VOD_201 70929_0017

9

(23)

전개 (60 분)

CD 활동 1 메이커 운동 및 메이커 페어란?

메이커 운동 이란?

필요한 물건을 만들어 살아온 본능과 첨단 디지털 제작기술, 공유문화등이 만나 메이커들이 서로 모여 공공의 이익을 위해 서로 협업하고 지식을 공유하자는 움직 임이 나타났습니다. 이러한 운동을 메이커 운동이라고 합니다.

기술 민주주의라는 말을 들어 본적이 있나요? 오픈소스와 디지털제작도구의 발 달이 기술이 더 이상 누구의 소유가 아닌 누구나 쓸 수 있게 보편화 되었다는 말 이 기술 민주주의입니다. 다시 말하면 기술 민주주의란 “ 개인이 할 수 있다는 것이 많아 졌다.” “개인이 만들어 전체를 변화 시킬 수 있다” 란 듯으로 이해 하면 됩니다. 이러한 시대 흐름 속에 자신이 만들면서 생긴 지식을 세상을 밝게 하기 위해 공유하고 나누자는 흐름이 나타나게 됩니다. 이것을 메이커 운동이라고 합니다. 마크 해치가 이야기 한 메이커 운동 선언을 한번 살펴보겠습니다.

메이커 운동 선언 by 마크해치

자신 스스로의 아이디어를 생각뿐이 아닌 눈에 보이고 실제 만지고 쓸 수 있는 것으로“ 만들기”가 필요하다.

이렇게 만든 물건, 만드는 과정의 경험과 지식을 나누는 “공유하기”야 말로 메이커의 가장 큰 충족감을 주는 행위이다.

“주기”를 통하여 만든 것을 다른 사람에게 공유하여 주는 이타적인 행위와 정신을 실천하여야 한다. 만든 이의 영혼이 담긴 물건을 다른 사람에게 주어 그 영혼이 퍼지도록 하여야 한다.

“도구를 갖춤”을 통해서 우리는 더 쉽고 편리한 방법으로 쉽게 만들어 낼 수 있다.

이렇게 도구를 통하여 만드는 “가지고 노는” 과정은 우리에게 흥미와 지속가능 행위를 하게 하는 동기부여를 하도록 한다.

메이커페어등의 다양한 행사에 “참여” 하면서 메이커 정신을 다른 메이 커 들과 나눈다.

메이커 페어란?

Tip! 메이커

스페이스 메 이커 페어 등 메이커에 필요한 자원 과 행사에 대해서 알아 봅니다.

Tip! 학생들

이 자연스럽 게 메이커에 대해서 알아 보면서 메이 커에 대한 자부심을 가 질 수 있도 록 유도합니 다.

(24)

메이커 페어는 메이커 운동의 꽃이라고 불립니다. 자신만의 작품을 전시하고 다 양한 분야의 전문가를 만들어보는 축제를 메이커 페어라고 합니다.

4차산업혁명의 대비

http://clipbank.ebs.co.kr/clip/view?clipId=VOD_20170929_00179 [출처 : clip bank ]

메이커 페어는 더 이상 학생들이 교실에서 학습하지 않고 직접 뭔가를 만들면서 참여하는 행사로도 진행됩니다. 이는 학습을 즐길 수 있는 또 하나의 방법으로 학 생들을 자신이 무엇을 할 수 있는지 생각하고 아이디어를 서로 공유할 수 있습니 다. 교육기관이나 여름 캠프, 과학센터, 지역사회 봉사활동을 통해 참여 할 수 도 있으며 학생이나 아이들이 스스로 만들 수 있는 기회를 제공합니다.

CD 활동 2 메이커 스페이스

메이커가 무엇인가를 만들려면 공간이 필요하겠죠? 이렇게 메이커들의 작업을 돕기 위해 다양한 기계가 구비되고, 기술에 관한 워크숍을 제공하는 곳이 “메이 커 스페이스”라고 합니다.

메이커 스페이스

http://clipbank.ebs.co.kr/clip/view?clipId=VOD_20170929_00179 [출처 : clip bank ]

메이커 스페이스는 뭔가를 만들 수 있는 도구가 있는 커뮤니티 공간입니다. 혼 자 하기 힘든 기술과 자원을 제공하고 누구나 창의적인 실험들을 할 수 있게 해

9

(25)

줍니다.

옛날은 기술을 배우기 어려웠습니다. 하지만 지금은 스스로 만들 수 있는 DIY(Do It Yourself)시대로 원하는 것을 제작할 수 있는 기술을 인터넷을 통해 배 울 수 있습니다. 이러한 기술이 있더라도 이것을 만들 공간이 필요하죠? 이곳을 메이커 스페이스 또는 FAB LAB(Favrication Laboratory : 제작 실험실)이라고 합 니다. 여러분들도 메이커 스페이스가 준비 되었나요? 컴퓨터가 있는 곳이라면 어 디든지 메이커 스페이스가 될 수 있습니다.

우리나라에서는 서울 종묘 근처 옛날 세운상가 자리에 메이커 시티 세운이라는 메이커 스페이스가 있습니다. 여기에서 오랜 시간 기술을 축적해온 세운상가의 장 인들로부터 많은 기술을 배우면서 새로운 창작과 개발을 할 수 있습니다.

CD 활동 3 메이커 교육이란 무엇일까요?

메이커 교육이란 메이커들을 만들어 낼 수 있는 교육을 말합니다. 우리는 앞으 로 메이커 스팀프로그램을 통해 메이커 교육을 받고 메이커가 될 것입니다. 메이 커 교육이 무엇인지 한번 볼까요?

메이커 교육의 예

http://clipbank.ebs.co.kr/clip/view?clipId=VOD_20170929_00181 [출처 : clip bank ]

1

정리 (30 분)

ET 메이커란?

메이커란 디지털 제작기술에 대한 이해를 바탕으로 창의적 아이디어를 공유하고 만들기를 통해 실현할 수 있는 창의계층을 말합니다.

메이커 운동이란?

필요한 물건을 만들어 살아온 본능과 첨단 디지털 제작기술, 공유문화등이 만나 새로운 경향을 만들었습니다. 이러한 확산운동을 메이커 운동이라고 합니다.

메이커 스페이스란?

뭔가를 만들 수 있는 도구가 있는 커뮤니티 공간입니다. 혼자 하기 힘든 기술과 자원을 제공하고 누구나 창의적인 실험들을 할 수 있게 해줍니다.

메이커 교육이란?

뭔가를 만들 수 있는 도구가 있는 커뮤니티 공간입니다. 혼자 하기 힘든 기술과

Tip! 메이커

란 무엇이 고 메이커 가 되기 위 해서 필요 한 것이 무 엇인지 알 아봅니다.

Tip! 메이커

(26)

자원을 제공하고 누구나 창의적인 실험들을 할 수 있게 해줍니다.

메이커가 되기 위해서 무엇이 필요한지 토의해 봅시다!

해서 정리 해봅니다.

(27)

중심과목 실과 학교급/학년(군) 초등학교/6 학년 중심과목

성취기준 영역

[6실04-10] 자료를 입력하고 필요한 처리를 수행한 후 결과를 출력하는 단 순한 프로그램을 설계한다.

주제(단원)명 메이커준비하기 차시 4~6/15

학습목표 - 컴퓨터의 언어인 코드와 언어를 조립하는 과정인 코딩에 대해서 알수 있다.

연계과목 과학 연계과목

성취기준 영역

(과학)

STEAM 요소

S 전기의 이용

T 피지컬 컴퓨팅, 코드, 코딩, 스크래치 E 4 차산업혁명

A M

개발 의도 이번 주제에서 메이커 활동은 초코파이 보드로 하드웨어를 만들고 스크래치 코딩과정을 통해 소프트웨어를 만드는 활동으로 이루어집니다.

본 단원을 통해 메이커가 되기 위해 필요한 피지컬 컴퓨팅 도구인 초코파이 보드와 블록형 코드를 통해 코딩을 할 수 있는 스크래치에 대해서 알아봅니다. 이것들을 통해 내가 머릿속에 있는 생각을 실제로 만들 수 있는 준비를 합니다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

※ 피지컬 컴퓨팅이란 무엇일까요?

창 의 적 설 계

창의적 설계

※ 메이킹 과정에 흥미를 갖아보자

감 성 적 체 험 활동 1 초코파이 보드 살펴보기

활동 2 초코파이 보드와 컴퓨터 연결하기

활동 3 스크래치 살펴보기

감성적 체험

학습

및 유의점

도입 (30 분)

Co

피지컬 컴퓨팅이란 무엇일까요?

ICT를 활용하여 인간으로부터 물리적인 형태로 정보를 입력받아 처리한 결과 를 물리적 형태로 출력하여 인간 또는 환경과 상호작용하는 컴퓨팅을 피지컬 컴 퓨팅(Physical computing)이라고 한다(O'Sullivan & Igoe, 2004)라고 나와 있습 니다. 너무 어렵나요?

Tip! 컴퓨터

의 언어인 코드와 언 어를 조립 하는 과정 인 코딩에 대해서 알

(28)

쉽게 말하면 이번시간에서는 피지컬 컴퓨팅 도구(로봇)을 통해 내가 코딩한 프로그램을 실제세계에 나타내고 반대로 실제세계를 내가 코딩한 프로그램에 나타낼 것입니다.

본 주제에 사용된 피지컬 컴퓨팅은 초코파이보드라는 교구를 중심으로 다양한 교구를 사용합니다. 초코파이보드는 각 특징을 가진 7개의 블록을 인터넷 선 연 결하는 방식으로 쉽게 연결 할 수 있어 저항, 브레드 보드 등 초등학생들이 조 작하고 이해하기 다소 어려운 아두이노 보드보다 상대적으로 쉽게 조작하고 이 해할 수 있습니다. 또한 초코파이 보드는 센서나 다양한 블록을 탈부착 할 수 있는 보드형 로봇이기 때문에 센서가 완벽하게 내장되어있는 완성형 로봇 보다 다양한 자신만의 작품을 만들기가 용이합니다.

[출처 : 직접제작]

^`

코드와 코딩이란 무엇일까요?

컴퓨터에게 “야 너 움직여”라고 말하면 움직여지나요? 아니죠? 컴퓨터에가 말을 하려면 컴퓨터가 알아들을 수 있는 언어 코드로 이야기해야 합니다. 예전에 컴퓨터가 처음 만들어 졌을 때는 컴퓨터 언어인 2진법수 0과 1을 직접 입력하기도 했습니다. 하지만 이런 2진법 기계어는 배우기도 어렵고 틀리기도 쉽기 때문에 사람이 사용하기 쉬운 기호나 언어, 수식으로 프로그램을 작성하고 그것을 컴퓨터가 사용하는 언어로 번역하는 방법을 사용하고 있습니다. 이런 컴퓨터의 언어인 코드의 종류는 C언어, JAVA, 파이썬과 같은 조금 어려운 텍스트언어, 우리가 이번시간에 사용할 언어인 스크래치 같은 블록형 언어가 있습니다.

아봅니다.

Tip! 내가 생

각한 아이디 어를 블록코 딩과 피지컬 컴퓨팅을 통 해 실현해 봅 니다.

(29)

엔트리 (블록형 언어)

[출처 : 직접촬영]

스크래치 (블록형 언어)

[출처 : 직접촬영]

즉 여러분들은 앞으로 상대적으로 쉬운 블록형 언어인 스크래치를 통해서 컴퓨터에게 말하는 방법(코딩)을 논리적이고 효율적으로 구성하는 방법에 대해서 배우는 시간이 될 것 입니다. 이런 방법을 통해 여러분들은 미래 필요한 역량인 컴퓨팅 사고력을 키울 수 있습니다.

전개 (60 분)

CD 활동 1 초코파이 보드 살펴보기

메인보드란?

[출처 : 직접촬영]

초코파이의 메인보드는 컴퓨터와 블록의 중간 역할을 한다고 생각하면 됩니다.

모든 블록은 초코파이 보드에 연결하면 되고 1~8번 포트 중 하나를 선택하고 연결 하면 됩니다. 이 보드에는 스위치 블록, LED 블록, 터치 블록, 센서 블록, 모션 블록, DC모터 블록, 서보모터 블록의 7가지 연결 가능한 블록이 있습니다.

메인보드의 세부 사항의 다음과 같습니다.

- MCU : Cortex M3 32Bit - 블루투스 4.0 BLE 통신 - 블록 연결 단자 8개

Tip! 피지컬

컴퓨팅 교 구인 초코 파이 보드 를 살펴봅 니다.

Tip! 초코파

이 메인보 드에 대해 서 알아봅 니다.

(30)

- 블록 자동 인식 기능 - 전원 입력 : DC 6~20V - 고효율 DC 전원 내장 - 크기: 90 x 63mm

터치 블록 이란?

[출처 : 직접촬영]

터치 블록은 정전용량의 변화를 감지해 터치 여부를 확인 할 수 있는 블록입니 다. 정전용량 변화 방식 용어가 어렵죠? 여러분들 스마트폰을 한번 볼까요? 스마 트폰 액정화면에는 미세한 전류가 흐르고 있습니다. 사람의 손은 전기가 통할까 요? 안 통할까요? 네 전기가 통합니다. 바로 대부분이 물로 이루어져 있기 때문이 죠. 미세한 전류가 흐르는 곳에 손을 터치하면 액정화면에 전기가 사라지면서 여 기를 클릭했구나! 알게 됩니다. 그것이 정전용량 변화 방식입니다.

따라서 터치블록에 손으로 직접 터치 가능하며 악어집게를 이용해 다른 물체와 연결하여 터치 여부도 확인 할 수 있습니다. 이러한 터치를 이용해 물건의 감지 변화, 피아노 등 다양한 프로젝트를 진행 할 수 있습니다

LED 블록 이란?

[출처 : 직접촬영] [출처 : 직접촬영]

LED는 조명, 간판등 빛으로 표현하는 장치입니다.

LED블록은 LED모듈을 연결하여 사용하고, 하나의 LED모듈은 3가지 색(Red, Green, Blue)을 기본색으로 표현하며, 이 색을 조합하여 다양한 색도 만들 수 있습니다.

(빨+파+녹 = 흰색, 빨+파= 다홍색, 빨+녹= 노란색, 파+녹= 청록색)

각각의 색깔에 대해 0~255까지 입력 가능하며 숫자에 따라 LED 밝기를 조절할 수 있습니다.

Tip! 터 치

블록의 과 학적 원리 와 터치블 록을 사용 해서 만들 수 있는 작 품의 예를 알 아 봅 니 다.

Tip! LED 블 록과 LED 모듈에 대 해서 알아 본 뒤 다양 한 색을 만 드는 방법

(31)

센서 블록 이란?

[출처 : 직접촬영]

센서 블록은 온도, 조도, 습도 센서가 내장되어 있고 외부 센서를 연결할 수 있 는 블록으로 센서 블록을 이용하면 센서가 감지하는 값에 따라 여러 동작을 하게 만들 수 있습니다. 아두이노 호환 아날로그 센서를 연결할 경우 커넥터에 연결하 여 사용할 수 있습니다.

활동 2 초코파이 보드와 컴퓨터 연결하기

초코파이 보드를 내가 원하는 장치로 만들기 위해서는 컴퓨터에 연결해야 합니 다. 컴퓨터에 연결하는 방법을 하나하나씩 알아봅시다.

[출처 :개인제작]

처음에는 초코파이 보드 설치 파일을 컴퓨터에 설치합니다. 설치하는 방법은 http://chocopi.org/ - DOWNLOAD 에 접속하여 초코파이 프로그램 최신 버전

다운로드 받고 설치하면 됩니다.

을 알아봅 니다.

Tip! 센서블

록의 내장 된 센서에 대해서 알 아보고 만 들 수 있는 작품의 예 를 알아봅 니다.

(32)

[출처 :개인제작]

설치하신 후 메인보드에 핸드폰 충전하듯이 안드로이드 핀을 메인보드에 연결 한 후 컴퓨터 USB 포트에 반대쪽을 연결하면 자동적으로 드라이버가 설치가 됩니다.

※ 프로그램 설치 종료 후 Windows 10은 초코파이보드에 대한 드라이버 설치가 필 요 없지만

Windows 8 이하 버전은 드라이버 설치마법사가 나타납니다. ‘다음’ 버튼을 클릭 하여 드라이버를 설치합니다. 장치 드라이버 설치 마법사가 완료되면 ‘마침’ 버

튼을 클릭합니다. 드라이버 설치 후 바탕화면에 설치된 ‘Chocopi’ 아 이콘을 클릭하여 실행시킵니다.

실행 시키면 상태 표시창과 크롬창이 뜨면서 스크래치 화면이 실행됩니다. 이때 크롬은 필수이니 검색을 통해 크롬 브라우저를 미리 설치합니다.

[출처 : 직접촬영] [출처 : 직접촬영]

활동 3 _{스크래치 살펴보기}

스크래치는 MIT랩에서 만든 블록형 언어로 레고처럼 명령어를 조립하여 원하는 프로그램을 만들어 주는 프로그램입니다. 처음에 영어로 되어 있어서 당황하셨죠?

왼쪽 위에 보면 지구본 모양이 있고 지구본 모양에서 한국어를 선택하면 한국어로 표시되는 것을 볼 수 있습니다.

(33)

[출처 : 직접촬영] [출처 : 직접촬영]

기존 스크래치와 초코파이 설치 파일을 통한 스크래치와 다른 점은 추가블록에 있습니다. 기존 스크래치는 초코파이보드를 실행하게 하는 명령어가 없는 반면에 초코파이 설치 파일을 통한 스크래치는 초코파이보드를 실행하게 하는 명령어가 있습니다. 이 명령어에 대한 설명은 다음 단원에 하도록 하겠습니다.

[출처 : 직접촬영]

정리 (30 분)

ET 코드란? 코딩이란?

코드는 컴퓨터가 알아들을 수 있는 언어를 말합니다. 코딩은 컴퓨터가 알아들을 수 있는 코드를 작성하는 것을 말합니다.

피지컬 컴퓨팅이란?

소프트웨어와 하드웨어를 사용하여 인간이 아날로그 세계를 감지하거나 반응할 수 있도록 설계한 물리적 시스템을 의미합니다.

스크래치란?

MIT랩에서 만든 블록형 언어로 레고처럼 명령어를 조립하여 원하는 프로그램을 만들어 주는 프로그램입니다.

터치블록 이란?

터치 블록은 정전용량의 변화를 감지해 터치 여부를 확인 할 수 있는 블록입니다.

Tip! 메이커

란 무엇이 고 메이커 가 되기 위 해서 필요 한 것이 무 엇인지 알 아봅니다.

Tip! 메이커

운동에 대 해서 정리 해봅니다.

(34)

LED는 조명, 간판등 빛으로 표현하는 장치입니다. LED블록은 LED모듈을 연결하여 사용하고, 하나의 LED모듈은 3가지 색(Red, Green, Blue)을 기본색으로 표현하며, 이 색을 조합하여 다양한 색도 만들 수 있습니다.

센서블록 이란?

센서 블록은 온도, 조도, 습도 센서가 내장되어 있고 외부 센서를 연결할 수 있는 블록으로 센서 블록을 이용하면 센서가 감지하는 값에 따라 여러 동작을 하게 만 들 수 있습니다.

메이킹 과정이 얼마나 흥미로운지 토의해 봅시다!

성취기준 영역

[6실05-07] 여러 가지 센서를 장착한 로봇을 제작한다.

주제(단원)명 위잉!번쩍! 화재경보기 만들기 차시 7~9/15

학습목표 - 머릿속의 상상을 실제세계에 표현하여 화재경보기를 만들 수 있다.

연계과목 음악 연계과목

성취기준 영역

(음악)

[초등학교6학년] 다. 생활화

STEAM 요소

S 화재경보기 T 메이커, 협업 E

A 디자인 사고과정

M

(35)

개발 의도 이번 주제에서 불빛이 나는 화재경보기을 만들어 봄으로써 일상생활의 문제를 자신만의 해답으로 해결하는 메이커에 대해서 알아보고 실제로 메이커가 되어봅니다.

본 단원에 나오는 디자인사고과정을 통해 팀원과 협력하여 머릿속의 상상을 실제로 만들어봅니다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

※ 디자인사고과정 이란 무엇일까요?

창 의 적 설 계

창의적 설계

※ 나만의 화재 경보기 발표회

감 성 적 체 험 활동 1 간단한 프로젝트 만들

어 보기

활동 2 번쩍 위잉 화재경보기 만들어 보기

감성적 체험

학습

및 유의점

도입 (30 분)

Co 나는 누구일까요? 나는 건물마다 있습니다. 나의 색깔은 빨간색이에요. 나 를 누가 만지거나 온도가 올라가면 나는 위잉 소리를 지르며 번쩍 번쩍 빛을 냅 니다. 맞아요. 나는 화재경보기입니다. 지금 복도로 나와 한번 살펴보세요. 빨간 색 전구가 보일거에요. 이것이 화재경보기에요. 화재경보기는 어떤 방식으로 작 동하는 것일까요? 우리 화재를 대비하기 위해서 언제 어디서나 컴퓨터만 있으면 울릴 수 있는 화재경보기를 만들어 볼까요?

디자인사고과정 이란 무엇일까요?

교육을 통해 학생들에게 신장시키고자 하는 사고력은 매우 많습니다. 그 중 창 의성은 현재 가장 강조하고 있는 사고력이라고 할 수 있겠습니다. 하지만 창의성 이라는 것은 매우 애매해서 구체적인 형태나 결과물을 찾기가 어렵습니다. 이에 창의성을 구체적이고 자연스럽게 끌어낼 수 있는 사고 방법인 디자인 사고가 스탠 포드 대학을 중심으로 확산이 되고 있습니다. 즉, 창의적 문제 해결 과정과 디자 인의 과정이 매우 유사하기 때문에 디자인 과정이 창의적 문제 해결 과정에 도움 이 된다는 것입니다.

디자인 사고란, 디자인 분야에서 시작된 사고방법입니다. 인류를 위해서 다 양한 분야의 전문가들과 힘을 모아서 어려운 문제를 해결하는 방법인 디자 인 사고과정은 시제품(Prototype)을 만드는 과정에서 연습의 실패를 반복하 여 최선의 답을 찾는 창의적 문제 해결 방법 이라고 할 수 있습니다.

Tip! 컴퓨터

의 언어인 코드와 언 어를 조립 하는 과정 인 코딩에 대해서 알 아봅니다.

(36)

실패를 경험해보면서 위잉 번쩍 나만의 화재경보기를 만들어 보겠습니다.

[출처 :개인제작]

전개 (60 분)

CD

활동 1 간단한 프로젝트 만들어 보기

저번단원에 배웠던 것이 기억나나요? 맞아요! 초코파이보드를 컴퓨터와 연결하는 방법에 대해서 배웠어요. 초코파이보드를 컴퓨터와 연결한 후 바탕화면에 초코파 이 아이콘을 클릭합니다. 이제 한번 간단한 프로젝트를 코딩해 볼까요?

간단한 프로젝트_블록코딩 (터치하면 불이 켜져요!)

[출처 :직접촬영]

(1) 팔레트에서 이벤트 블록을 추가하여

Tip! 여 러

단원 들을 재구성해서 직접 컴퓨 터 입력 장 치 ( 전 도 성 물체) 및 출력 장치

(37)

터치가 될 때 이벤트가 실행되도록 합니다.

[출처 :직접촬영]

(2) 팔레트에서 LED모듈을 실행시켜 주는 블록을 선택합니다. 왼쪽 그림은 “위치 1번의 빨간색 LED를 밝기 100으로 빛나게 한다.” 라는 뜻입니다.

[출처 :직접촬영]

(3) (1)블록과 (2)블록을 연결해 줍니다. 왼쪽 그림은 “터치번호 1번이 터치되면 LED 위치번호 1번이 빨간색 밝기 100으로 빛나게 한다.”라는 뜻입니다.

간단한 프로젝트_하드웨어 연결 (터치하면 불이 켜져요!)

[출처 :직접촬영] [출처 :직접촬영]

(1) 초코파이 보드에 TOUCH 블록을 연결합니다.

(2) 초코파이 보드에 LED블록을 연결합니다.

(3) 초코파이 보드에 LED블록을 연결한 후 1번 LED모듈을 연결합니다. 이 때 IN, OUT 방향에 주의하여 연결합니다.

(4) 마지막으로 앞에서 만들었던 스크립트를 실행 합니다. 1번 터치센서를 눌렀을 때 LED 색깔이 빨간색으로 변하는 것을 확인 할 수 있습니다.

(LED)를 디 자 인 하 고 초 코 파 이 (피지컬 컴 퓨 팅 ) 보 드 교구를 중 심으로 자 신만의 입 력 장 치 ( 전 도성 물체) 및 출력 장 치 ( L E D ) 를 만드는 것 이 이번 프 로 그 램 의 목 표 입 니 다.

(38)

활동 2 번쩍 위잉 화재경보기 만들어 보기

이제 세상에 단 하나 밖에 없는 나만의 화재경보기를 만들어 봅시다. 디자인 사 고과정을 따라 한 단계씩 진행해 볼까요? 아이디어 -> 설계 -> 제작 -> 공유 및 수정 절차로 시작하겠습니다.

[출처 :개인제작]

1단계

1단계 아이디어 생성 단계에서는 조별활동을 통해 협업하여 포스트 잇 종이로 여러 가지 아이디어를 적은다음 화이트보드 칠판에 붙이는 브레인스토밍 활동 을 진행합니다. 여기서 선택된 아이디어를 가지고 브레인 라이팅을 통해 아이 디어를 구체화 합니다.

브레인 스토밍

[출처 :직접촬영]

브레인 라이팅

[출처 :직접촬영]

2단계

(2) 2단계 설계(디자인하기) 단계에서는 1단계에서 구체화된 아이디어를 그림으로 표현해 보면서 머릿속에 있는 상상을 실제 세계에 나타낼 수 있게 합니다. 디 자인을 하면서 하드웨어를 어떻게 만들지, 스크래치를 통한 코딩은 어떻게 할 지 생각하면서 설계도를 만듭니다. 다음 제작 배경 및 제작 의도를 적는 활동

(39)

을 통해 왜 이것을 만들어야 하는지 이유도 생각해 봅니다.

디자인 하기

[출처 : 직접촬영]

3단계

(3) 3단계 제작 단계에서는 우선 재료를 선택합니다. 초코파이 보드에 터치블록 (TOUCH Block)은 정전용량을 이용한 센서로서 블록에서 1번이 접촉되었을 경우 정전용량이 변화하여 해당 블록터치 되었는지 확인을 할 수 있는 센서입니다.

다시 한 번 정리하면 터치블록에 전도체를 연결한 후 터치만 하면 반응하기 때 문에 원하는 화재경보기의 설계도를 보고 전도체 중(예: 젤리, 구리선, 4B연 필, 점토 등) 입력장치를 만들기 적합한 재료를 선택합니다.

재료 선택하기

[출처 : 직접촬영]

그 후 작품의 구동원리 및 작동방법을 생각하면서 작품을 제작 하고 나만의 화재경보기를 코딩합니다. 12개의 터치 번호들이 서로 간섭되지 않게 충분한 거리를 유지하면서 작품을 제작합니다. 스크래치 프로그램에서 추가블록 → 터 치 블록, 소리블록을 통해 원하는 소리와 추가블록 -> LED 블록을 통해 원하는 불빛이 나올 수 있게 코딩을 진행합니다.

화재경보기 스크립트 예시

(40)

려운 친구들을 위해 예시를 제시합니다.

4단계

(4) 4단계 공유 및 수정 단계에서는 하드웨어나 소프트웨어에서 작품이 올바르게 작동하는지, 작품의 제작 의도에 부합되는지, 재료는 적당한지 비판적 사고를 통해 수정 과정을 거친 후 세상에서 유일한 나만의 화재경보기 만들기를 완성 합니다.

(1) 팔레트에서 터치 1을 만질 때 블 록을 추가하여 터치 1번이 터치 될 때 이벤트 가 실행되도록 합니다.

(2) 팔레트에서

블록을 이벤트 블록과 연결하여 터치 1번을 눌 렀을 때 무한 반복하기 블록 안에 있는 명령어 들이 반복해서 실행 될 수 있게 합니다.

(3) 팔레트에서 블

록을 선택을 한 다음 맨 앞에 있는 1번을 18번 으로 변경하여 사이렌 소리와 비슷한 소리가 날 수 있게 합니다.

(4) 팔레트에서 LED모듈을 실행시켜 주는 블록을 선택합니다. LED 빨강색, 녹색, 파랑색 세기 안에다 팔레트에서 블록을 이용해 반짝이는 LED 블록을 만듭니다.

(5) (3),(4)에서 만든 블록을 (2)번블럭 안에다 넣어서 코딩한 후에 터치블록의 1번을 누르면 사이렌 소리와 LED 블록의 첫 번째 LED 모듈이 반짝이는 것을 확인 할 수 있습니다.

(41)

제작하기

[출처 :직접촬영]

공유 및 수정

터치식 화재경보기

아이언맨 화재경보기

우주선 화재 경보기

동영상 http://nav er.me/56Qd

qlcd

정리 (30 분)

ET 디자인 사고란?

시제품(Prototype)을 만드는 과정에서 연습의 실패를 반복하여 최선의 답을 찾는 창의적 문제 해결 방법 이라고 할 수 있습니다.

전기가 통하는 물질에는 무엇이 있을까요?

젤리, 구리선, 4B연필, 점토등이 있습니다.

위잉 번쩍 화재경보기에서 입력 출력 장치는 무엇이 있을까요?

입력 장치는 터치블록에 연결된 전도체입니다. 출력장치는 LED 블록에 연결된 LED 모듈 및 컴퓨터에 연결된 스피커입니다.

나만의 화재경보기를 발표회(메이커페어)를 해 봅시다!

(42)

학습 교수-학습 활동 학습자료

성취기준 영역

[6실05-07] 여러 가지 센서를 장착한 로봇을 제작한다.

주제(단원)명 폭염경보기 만들기 차시 10~12/15

학습목표 - 머릿속의 상상을 실제세계에 표현하여 나만의 폭염경보기를 만들 수 있다.

연계과목 미술 연계과목

성취기준 영역

(미술)

[초등학교6학년] 나. 표현

STEAM 요소

S 폭염경보기

T 메이커, 협업, 센서 E

A 디자인 사고과정

M

개발 의도 이번 주제에서 폭염경보기를 만들어봄으로써 일상생활의 문제를 자신만의 해답으로 해결 하는 메이커에 대해서 알아보고 실제로 메이커가 되어봅니다.

이번단원에서는 센서의 개념이 들어갑니다. 센서의 개념을 이해하기 쉽게 알아봅니다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

※ 센서란 무엇일까요?

창 의 적 설 계

창의적 설계

※ 나만의 폭염 경보기 발표회

감 성 적 체 험 활동 1 간단한 프로젝트 만들

어 보기

활동 2 폭염경보기 만들어 보 기

감성적 체험

(43)

과정 및 유의점

도입 (30 분)

Co 드디어 온 여름 물놀이 할 생각에 행복하고 아이스크림 먹을 생각에 행복하 지만 시골에 있는 할머니 할아버지 생각에 걱정이 됩니다. 시골에서 열심히 농사 를 지시는 우리 할머니 할아버지 폭염주의보나 폭염경보가 있는 날에는 쉬셔야 하는데 폭염경보와 주의보 확인을 못하셔서 걱정입니다. 뉴스에 할머니 할아버지 가 쓰러졌다는 소식을 들을 때마다 가슴이 너무 아픕니다. 폭염인 상황에서 소리 와 불빛으로 알려주는 경보기가 있으면 얼마나 좋을까요? 우리는 메이커입니다.

우리는 우리가 원하는 것은 무엇이라도 만들 수 있습니다. 폭염경보기를 직접 우 리 손으로 만들어보죠!

센서란 무엇일까요?

우리 과학시간에 사람 몸에 감각기간에 대해서 배운 것이 기억나나요? 눈, 피부 이런 것들을 감각기관이라고 배웠습니다. 컴퓨터에서 센서는 감각기간의 역할을 합니다. 이러한 센서를 통해서 많은 자료를 컴퓨터에 입력할 수 있고 많은 일들을 할 수 있습니다. 센서를 통해 입력된 자료를 모으는 과정 자료수집과 수집된 자료 를 분석하고 의미 있는 정보를 찾는 과정 자료 분석을 통해 우리는 일상생활에 있 는 많은 문제를 해결 할 수 있습니다.

혼자서 청소하는 로봇 청소기

http://clipbank.ebs.co.kr/clip/view?clipId=VOD_20110309_C0335 [출처 : clip bank ]

영상에 보았듯이 로봇청소기에는 많은 센서들이 내장되어 있습니다. 초코파이 보드에도 센서가 있을까요? 네 있습니다. 초코파이 보드 센서 블록에는 온도, 습 도, 조도를 측정할 수 있는 센서가 내장되어있습니다. 내장 되어있는 온도 센서를 통해 폭염경보기를 만들어 볼까요?

Tip! 센서에

대해서 알 아 봅니다.

Tip! 4 차 산 업 혁명시 대에 센서 의 중요성 에 대해서 알 아 봅 니 다.

co.kr/clip /view?clip Id=VOD_201 10309_C033

5

(44)

전개 (60 분)

CD

활동 1 간단한 프로젝트 만들어 보기

여러분 센서보드에 대해서 저번단원에 설명한 것이 기억나시나요? 네 맞아요.

센서보드는 온도 습도 조도의 센서가 내장되어 있고 아두이노의 센서를 연결하면 그 어떠한 센서도 될 수 있는 만능 키에요 폭염경보기에는 어떤 센서가 필요할까 요? 네 바로 온도 센서가 필요합니다. 그럼 간단히 온도계를 만드는 방법을 알아 볼까요?

간단한 프로젝트_블록코딩 (온도계 만들기)

(1) 팔레트에서 를 클릭한 후 현재 온도라는 변수를 만들 어 봅시다. 변수는 어떤 값을 저장하는 그릇입니다. 에서 ‘현재온 도’ 값을 만들어 현재온도를 확인할 수 있습니다.

[출처 :직접촬영]

(2) 팔레트에서 의 값을 선택하여

블록 빈칸에 넣어 블록으로 완성 시킵니다.

[출처 :직접촬영] [출처 :직접촬영]

Tip! 센서를

통해 폭염 경 보 기 를 만드는 것 이 이번 시 간의 목표 입니다.

Tip! 간단한

기 초 부 터 차근차근히 시작해 나 만의 폭염 경 보 기 를 만들어 봅 시다

(45)

[출처 :직접촬영]

(3) 팔레트에서 블록을 선택한다음 블록

을 포함시켜서 왼쪽 그림과 같은 스크립트를 만들어 냅니다.

[출처 :직접촬영]

(4) (3)스크립트가 실행되면서 현재온도가 왼쪽 그림과 같이 무대 현재온도 칸에 나타나게 됩니다.

간단한 프로젝트_하드웨어 연결 (온도계 만들기)

[출처 :직접촬영] [출처 :직접촬영]

(1) 초코파이 보드에 SENSOR 블록을 연결합니다.

(2) SENSOR블록을 잘 살펴보면 Temp/RH라고 표시되어 있는 부분 위에 정사각형 검 은색 부분을 손으로 지그시 눌러 주면 체온으로 인해서 무대에 현재온도 창의 온 도가 올라가는 것을 확인 할 수 있습니다.

활동 2 폭염경보기 만들어 보기

이제 세상에 단 하나 밖에 없는 나만의 폭염경보기를 만들어 봅시다. 3차시에 배웠던 디자인 사고과정을 따라 한 단계씩 진행해 볼까요? 아이디어 -> 설계 ->

제작 -> 공유 및 수정 절차로 시작하겠습니다.

(46)

[출처 :개인제작]

디자인 사고를 한번 다시 살펴 본 후 시작해 봅시다. 저번 단원때 각 단계를 자세하게 설명했기 때문에 간단하게 설명만 하겠습니다.

1단계 아이디어 생성

브레인 스토밍(아이디어 생성), 브레인 라이팅(아이디어 구체화)을 진행합니다.

2단계 설계

글로 쓴 것을 그림으로 나타내 보자! 그림으로 나타내는 순간 만들 준비 끝입니 다!

3단계 제작

재료 선택 후 작품의 구동원리와 작동방법을 생각하면서 작품을 제작합니다.

스크래치 프로그램을 통해 원하는 프로그램 코딩합니다. 밑에는 예시입니다.

폭염경보기 스크립트 예시

※ 메이커에 정답이란 없습니다. 여러분이 한 스크립트가 정답입니다. 하지만 어 려운 친구들을 위해 예시를 제시합니다.

(1) 팔레트에서 를 클릭한 후 현재 온도라는 변수를 만들어 봅시다. 변수 는 어떤 값을 저장하는 그릇입니다.

에서 ‘현재온도’ 값을 만들어

Tip! 폭염경

보기의 모 양 및 폭염 경 보 기 의 코딩 스크 립트는 정 답이 따로 없습니다.