학교내 무한상상실

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학교내

무한상상실

운영 매뉴얼

학교내 무한상상실

운영 매뉴얼

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학교내

무한상상실

(3)

제1장 : 개요

Ⅰ. 추진배경 및 경과 ... 05

Ⅱ. 목적 및 과제 ... 06

제2장 : 유형 Ⅰ. 목공 중심 무한상상실 ... 09

Ⅱ. 디지털 장비 중심 무한상상실 ... 12

Ⅲ. SW 중심 무한상상실 ... 15

Ⅳ. 스토리텔리형 무한상상실 ... 18

제3장 : 운영 프로그램 Ⅰ. 상상이 샘솟는 나만의 오토마타 만들기 ... 22

Ⅱ. 무전원 동력 자동차 만들기 ... 24

Ⅲ. 텐서그리티의 원리 ... 26

Ⅳ. 방향 조종 비행 원리와 첨단 수송기술 리플릿 제작하기 ... 28

Ⅴ. 우드버닝기를 활용한 우드 액자 만들기 ... 30

Ⅵ. 레이저조각기를 활용한 다양한 창작물 만들기 ... 32

Ⅶ. 3D 펜을 이용한 Egg Protector Project ... 34

Ⅷ. OPP 와 패들렛을 활용한 기후변화 극복 Project ... 36

Ⅸ. 아두이노 & 센서를 활용한 진로 연계 발명품 제작 ... 38

(4)

제5장 : 교사학습공동체

Ⅰ. (초등) 같이의 가치를 높이는 교사학습공동체 ... 48

Ⅱ. (중등) 융합수업을 위한 무한한상상실 교사학습공동체 ... 52

제7장 : Q&A 제6장 : 안전 Ⅰ. 학교 안전 수칙 ... 57

Ⅱ. 안전사고 지침 및 유형 ... 59

Ⅲ. 안전관리 체크리스트 ... 63

... 64

[부록] 학교내 무한상상실 운영 사례

1. 상상을 현실로 만들어가는 진주교육대학교부설초등학교 무한상상실... 69

2. 창의 융합형 인재 육성을 위한 『Tech Lounge Maker cafe』운영 ... 75

3. 고교학점제를 위한 『이공계 중심 교육과정 운영』학교내 무한상상실을 소개합니다. ... 81

학교내 무한상상실은?

학교에 설치되는 창의적인 공간으로 학생의 창의성 , 상상력 , 아이디어를 발굴하고 , 이러한 아이디어를 기반으로 능동적으로 실험·제작·콘텐츠 제작·스토리 창작 등을 할 수 있는 공간 (한국과학창의재단, 2020)

학교내 무한상상실

운영 매뉴얼

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제 1 ^장 ^{: 개요}

(6)

5

추진 배경 및 경과

Ⅰ

가. 미래 인재 양성을 위해 학생들의 창의적인 아이디어를 독려하고, 상상력을 자극할 수 있는 창의융합형 교육 환경에 대한 사회적 변화 요구

나. 개별 학생의 특성을 고려한 다양한 형태의 교육활동과 창의적 사고 구현이 가능한 탐구·창작·융합 교육 공간 구축 및 확산

1. 추진 배경

’14∼’16년 학교내 무한상상실(공 사립) 29개교 운영 (’14년 26개교→’15∼’16년 29개교)

’17년 학교내 무한상상실(공 사립) 20개교 신규 구축 운영(’17.3.)

’18년 학교내 무한상상실(공 사립) 50개교 운영(’18.4.)

’19년 학교내 무한상상실(공 사립) 100개교 선정 및 국립 중학교

7개교 신규 구축 운영(’19.12.)

’20년 국립 초등학교 16개교(신규), 중학교 7개교(계속)

’21년 국립 고등학교 9개교(신규), 초등학교 16교 및 중학교 7개교(계속)

3. 추진 경과 2. 추진 근거

가. 국정과제 54-1. 지식 정보‧ 융합 교육 강화

나. 『과학·수학·정보‧·융합 교육 종합계획(‘20~’24)』｣ (’20.5.) 다. 『2021년 융합교육 추진계획 (’21.1.)』｣

◆ 국정과제 54-1. 지식 정보‧·융합 교육 강화

- STEAM 연구 선도학교 운영을 통한 우수모델 발굴 및 교사연구회 지 원 확대 등 창의융합교육 활성화 기반 구축

◆ 과학·수학·정보‧·융합 교육 종합계획(‘20~’24)

- 융합교육이 실현되는 공간과 환경 구축하며, 학교 내 융합 공간 조성 및 무한상상실 등 학교 내 다양한 융합형 공간들의 지속적인 운영 활동 지원

◆ 2021년 융합교육 추진계획(‘21.1.)

- STEAM 교육 우수 모델 발굴 확산을 위한 선도학교 운영 및 학생의 창

의적인 아이디어 구현을 돕는 국립학교 학교내 무한상상실 구축

(7)

목적 및 과제

Ⅱ

1. 목적

가. 학생들의 상상력 창의력을 구현할 수 있도록 학교내 융합형 공간 조성 및 학생참여형 STEAM 교육 운영 활성화 기반 마련

나. 학생이 참여하는 토론‧ 실험‧ 창작 등 교육활동이 활발히 이루어질 수 있도 록 융합적 교육 공간 구축을 통한 학교 환경 혁신

2. 학교 연차별 과제

연도 추천과제 내용

1차년도 학교내 무한상상실 공간 조성 및 시범 운영

학교내 무한상상실 시설 및 기자재 구축

학교별, 지역별 특색에 맞는 프로그램 개발 운영

2차년도 학교내 무한상상실 본격 운영

1,2차년도 운영실적을 바탕으로 신규 기자재 확충 및 보유기자재 질 관리

융합동아리 운영 및 정규수업, 방과후 활동 등 을 통해 프로그램 적용

3차년도 학교내 무한상상실 활용 확대 및 성과 확산

우수 무한상상실 운영 프로그램 발굴

지역거점 학교로서 인근학교로의 성과 확산

(8)

제 2 ^장 ^{: 유형}

학교내 무한상상실 운영 매뉴얼

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<무한상상실 4가지 공간 유형>

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9

목공 중심 무한상상실

Ⅰ

목공중심의 무한상상실은 목공용 장비와 공구를 활용하여 자신이 구상한 목제품을 설계·가공·조립·완성하는 활동을 하는 공간을 말한다.

1. 개념

2. 주요 사용 장비

전동 드릴 드릴 프레스 밴드 쏘

3. 수업 예시

화장품 보‧관함 만들기

◉재료: 아카시아 집성목

◉사용장비: 테이블쏘 또는 밴드쏘, 트리머, 클램프, 사포 등

◉제작 방법: 주요 기자재를 활용하여 재료를 가공한 후, 목공 본드로 접합하여 클램프로 고정. 사포질 후 오일 마감.

(테이블쏘가 없는 경우에는 양날톱으로 가공)

야외 평상 만들기

◉재료: 야외용 방부목

◉사용 장비: 테이블쏘, 전동 드릴,이중 드릴비트, 피스, 클램프 등

◉제작 방법: 주요 기자재를 활용하여 재료를 가공한 후, 이중 드릴 비트로 예비 구멍을 뚫고 피스를 박아 접합. 오일스테인 마감.

(테이블쏘가 없는 경우에는 재단된 재료 구입)

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4. 구축 사례

가. 학교 내 무한상상실 구축 사례

*출처: 광주교육대학교부설초등학교 무한상상실 소형테이블쏘,각도절단기,

드릴링머신 등의 장비배치

① Tool Zone

충전용 목공 장비 충전이 가능한 공간

② Charging Zone

전동용 목공 장비 보관 공간

③ 장비 수납 Zone

설계, 가공, 마감 등 다양한 목공 활동이 가능한 공간

④ Making Zone

대면 및 온라인 수업이 가능 한 온라인 목공 수업용장비 가 구축된 교사 수업 공간

⑤ Teacher Zone

학생 목공 작품 전시 공간

⑥ 전시 Zone

(12)

11

나. 학교 밖 Maker Space 구축 사례

*출처: 오산시 오산메이커교육센터 회전하는 주축에 드릴 및

탭 등의 절삭공구를 장착하 고 회전시켜, 목재 등의 재 료에 구멍 뚫기 가공을 위 해 구축

① 드릴프레스

Computer Numerical Control 의 약자로 컴퓨터 수치 제어 에 의해 작동이 되며, 목재의 3D 가공을 위해 구축

② CNC 조각기

둥근 원반 모양의 회전하는 톱날을 이용하여 목재의 자 르기, 켜기, 홈파기(groove

& dado), 반턱(rabbet) 등 의 가공을 위해 구축

③ 테이블쏘

목재에 장붓 구멍 및 장부 관절과 같이 정사각형 또는 직사각형 구멍 뚫기 가공 을 위해 구축

④ 각끌기

유압펌프를 작동하여 작업대 높이 조절이 가능한 작업대 구축

⑤ 유압식 높이 조절 작업대

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디지털 장비 중심 무한상상실

Ⅱ

1. 개념

디지털 장비 중심 무한상상실은 3D프린터, 레이저조각기와 같은 디지털 패브 리케이션 장비를 활용하여, 자신이 구상한 디지털 제품을 설계·제작하는 활동 을 하는 공간을 말한다.

3. 수업 예시 2. 주요 사용 장비

3D 프린터 승화전사 프린터

(머그프레스)

레이저조각기

승화전사 머그컵/포토 액자

◉재료: 승화전사용 머그컵 또는 액자

◉사용 장비: 승화전사 프린터, 머그프레스, 평판프레스

◉ 제작 방법: 승화전사 프린터로 사진 출력 후 승화전사용 머그컵이나 액자에 뒤집어 붙여 열프레기기로 압축하여 전사

레이저조각기 활용 생활용품

◉재료: 목재, 아크릴, 로마크판 등

◉사용 장비: 레이저조각기

◉제작 방법: 잉크스케이프나 일러스트레이터 등 2D 그래픽 디자인 프로그램으로 모델링 후, RDWorks 등 레이저조각기 전용 프로그램 으로 레이저 출력 설정 후 가공

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13

4. 구축 사례

가. 학교 내 무한상상실 구축 사례

*출처: 전남대학교사범대학부설중학교 무한상상실 오픈형, 챔버형 3D 프린터의 안전한 사용

을 위해 3D 프린터 전용 보관 캐비넷 구축

① 3D 프린터 전용 보관 캐비넷

3D 프린터 전용 보관 캐비넷 3단 내부에 유해물질 자동 환기 시스템 구축

② 배기 덕트

3D 프린터 전용 보관 캐비넷 1단 내부를 재료 및 수납 공간으로 활용

③ 재료 보관함

환기 시설에 3D 프린터 유해물질 감지 센서 및 집진 장치 내장

*참고

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나. 학교 밖 Maker Space 구축 사례

*출처: 만들마루(전남대학교 Maker Space) 유해물질 차단을 위해 챔버형

3D 프린터 구비

① FFF 3D 프린터

3D 프린팅 시 발생하는 유해 물질 외부 배출을 위한 배기 장치 구축

② 배기 덕트

필라멘트 및 광경화성 수지 보관

다량의 3D 프린터 보관을 위해 선반 구축

④ 선반

가공 방식이 다른 DLP 프린터 별도 배치

⑤ DLP 3D 프린터

유해 물질이 배출되는 3D 프린터와 레이저 조각기 등 은 독립 공간에 분리 배치

* 참고

(16)

15

SW 중심 무한상상실

Ⅲ

1. 개념

SW 중심 무한상상실은 로봇, 센서 보‧드, 마이크로비트, 아두이노 등의 각종 코딩 교구를 활용해 프로그래밍 및 피지컬 컴퓨팅 수업이 가능한 공간을 말한다

3. 수업 예시 2. 주요 사용 장비

노트북 및 태블릿 코딩 교구 무선통신 환경(AP)

마이크로비트 스마트 화분

◉재료: 마이크로비트, 마이크로비트 확장보드, 토양수분센서, OLED, LED 모듈 등

◉사용 장비: 노트북, 3D 프린터

◉작품 소개: 토양수분센서로 화분의 수분량을 측정해 실시간으로 OLED에 값을 표시하고, 기준량 이하일 경우 적색 LED켜서 경고를 표시해 주는 작품

아두이노 인체감지 자동 손세정제

◉재료: 아두이노, 서보모터, 초음파센서, MDF 등

◉사용 장비: 노트북, 레이저커팅기

◉작품 소개: 초음파 센서에 손이 감지되어 기준 거리 이하로 가까워지면, 서보모터가 일정 각도 회전하여 손세정제의 펌프를 자동으로 눌러주는 작품

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4. 구축 사례

가. 학교 내 무한상상실 구축 사례

*출처: 오산중학교 Maker Space 태블릿을 활용한 수업 진행

을 위해 충전 및 동기화가 가능한 태블릿 보관함 구축

① 태블릿 보관함

학생들이 태블릿 또는 노트북 에서 활동한 내용을 빔프로젝 터에 연결하여 다른 학생들과 화면 공유가 가능하도록 구축

② 인터렉션 빔프로젝터

노트북을 활용한 수업 진행 을 위해 충전이 가능한 노 트북 보관함 구축

③ 노트북 보관함

다양한 코딩에 필요한 교구 를 종류에 따라 보관할 수 있는 보관함 구축

④ 코딩 교구 보관함

필요에 따라 모둠원들과 즉 각적으로 협력하기 위해 이 동이 가능한 일체형 의자 및 책상 구비

⑤ 일체형 의자 및 책상

모둠원들과 토의 및 토론을 할 수 있는 화이트보드 구축

⑥ 모둠별 토의 화이트보드

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17

나. 학교 밖 Maker Space 구축 사례

*출처: 만들마루(전남대학교 Maker Space) 강의 화면 공유

① 빔프로젝터

개인용 인두, 글루건, 콘센트 내장형 책상 고안

② 개인 Making Tool

각종 코딩 교구 보관함 구축

실시간 화면 공유된 1번 모니터를 보며, 2번 모니터에서 SW 실습이 가능하도록 듀얼 모티터 구축

④ 듀얼 모니터

다양한 SW 수업과 Makig 활동이 가능 한 다목적 테이블 구축

⑤ 테이블

(19)

스토리텔링 중심 무한상상실

Ⅳ

1. 개념

스토리텔링 중심 무한상상실은 각종 콘텐츠 제작 도구 활용하여, 자신이 구상 한 과학기술 기반의 문화 콘텐츠(영상, 음반, 도서, 시나리오 등)를 제작할 수 있는 공간을 말한다.

2. 주요 사용 장비

3. 수업 예시

영상 제작용 카메라 짐벌 크로마키/조명

청소년 독립 영화 제작

◉재료: 스토리보드

◉사용 장비: 영상 제작용 카메라, 조명, 편집 프로그램 등

◉제작 방법: 청소년의 학교생활을 주제로 영화 시나리오를 작성한 후, 기획·연출·촬영·편집 과정을 거쳐 독립 영화 제작

◉재료: 스토리보드, 필라멘트 등

◉사용 장비: 3D펜, 3D프린터 등

◉제작 방법: 해당 지역의 역사, 인물, 특산물 등을 주제로 스토리를 구성하여 3D펜이나

(20)

19

가. 학교 내 무한상상실 구축 사례

4. 구축 사례

UCC 및 라이브 방송 영상을 촬 영할 수 있는 방송 제작용 카메라 및 별도의 마이크 구축

① 방송제작용 카메라

영상 편집 및 라이브 방송용 고사양 컴퓨터 구축

② 컴퓨터

영상 촬영시 배경 색깔 변경 이 가능한 그린스크린 구축

③ 그린스크린

*출처: 영등포고등학교 Maker Space 카메라 이외의 장면을 촬영

할 때 사용되는 장비 구축

④ 보조 웹캠

방송용 지속광 조명 구축

⑤ 방송용 조명

PDF 파일에 글자를 쓰며 영상 을 촬영하기 위한 목적으로 구 축

⑥ 태블릿

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나. 학교 밖 Maker Space 구축 사례

*출처: 동양미래미디어센터(동양미래대학교 Maker Space) 광량이 높고, 빛샘 우려가 없는 반사용 천

을 사용한 지속광 조명 구축

① 지속광 조명

크리에이터 실시간 자기 영상 확인용 프 리뷰 모니터 설치

② 프리뷰 모니터

다른 기기의 영상을 입력받 아 녹화하거나, 컴퓨터 등 다 른 모니터로 전송하기 위한 캡쳐보드 구축

③ 캡쳐보드

화질 HD 영상 촬영이 가능 한 4K 캠코더 구축

④ 영상 제작용 카메라

2가지 색 중 하나를 선택하 여 크로마키 효과를 구현할 수 있는 2단 롤스크린 구축

*참고

(22)

제 3 ^장 ^{: 운영 프로그램}

학교내 무한상상실 운영 매뉴얼

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상상이 샘솟는 나만의 오토마타 만들기

Ⅰ

수업목표

나만의 이야기가 있는 오토마타를 만들 수 있다

준비물

두꺼운 도화지, 공예 철사, 가위, 풀, 색칠도구(마카펜, 싸인펜 등)

수업개요

-오타마타의 작동 원리를 탐구하고 이해한다.

-만들고 싶은 이야기의 장면을 정하고,창의적인 오토마타를 설계하여 제작한다.

-나만의 이야기가 있는 오토마타를 공유하고 개선한다.

학교급

초1~2학년

차시

4차시

사용기자재

만들기 도구

※ 한눈에 보는 수업 ※

1차시 (국어2-2)

장면을 떠올리며 생각이나 느낌 말하기 (국어, ‘장면을 떠올리며’ 단원과 연계) - 이야기를 읽고 장면을 떠올려 말하기

- 이야기의 장면을 떠올리며 생각이나 느낌 말하기 - 이야기를 찾아 여러 가지 방법으로 전하기

Tip) 이야기의 인상 깊은 한 장면을 정하도록 안내하기 Tip) 장면 선정이 어려운 경우 이야기책 표지 그림 활용하기

2차시 (통합-겨울)

(설계) 오토마타 작동 원리 알아보기 (통합의 ‘두근두근 세계 여행’ 단원과 연계)

- 다른 나라의 장난감과 관련하여 ‘오토마타’ 소개하기 - ‘오토마타’ 작동 원리 알아보기

- 공예철사를 이용하여 요철 구조를 만들어 보고 탐구하기 - 상자 모양에 공예철사를 설치하여 작동 과정 탐구하기

Tip) 공예철사의 요철 구조를 탐구하는 것이 어려운 경우, 미리 만들어 사용 Tip) 미리 두꺼운 도화지를 이용하여 상자 모양을 만들거나,

빈 상자 준비하기

3차시 (창체)

(제작) 이야기 장면을 담은 오토마타 만들기(창체의 ‘동아리 활동’과 연계) - 두꺼운 도화지에 인상 깊은 장면을 그리기

- 움직일 대상을 정하여 오리기(배경을 만들지 여부는 선택하여 진행) - 공예철사로 만든 요철 구조와 움직일 대상 연결하기

- ‘오토마타’ 작동 연습 하기

Tip) 움직일 대상과 요철 구조의 연결 방법은 고리에 끼우는 형식으로 지도

4차시 (통합-겨울)

이야기 장면을 담은 오토마타 발표하기 (통합의 ‘두근두근 세계 여행’ 단원과 연계)

- 인상 깊은 장면에 대한 소개와 함께 오토마타 작동하기

- 다른 친구가 만든 오토마타를 보며 인상적이거나 재미있는 점 이야기하기 - 다른 친구의 이야기를 듣고 ‘오토마타’ 개선하기

Tip) 이야기와 어울리는 장면을 움직이는 오토마타로 표현하여 발표하도록 지도

(24)

23

※ 프로그램 활용 ※ 특징

- ‘공예철사’가 저학년 학생들도 다룰 수 있어 좋음

-이야기가 있는 모든 장면에서 활용이 가능함.

-아이러니한 장면이나 인상깊은 장면을 표현하면 학생 만족도도 높고, 좋아함.

수업 준비

-공예철사를 다룰 때 끝부분에 대한 안전 지도를 사전에 해야함. 가급적 끝부분은 안쪽으로 말아서 사용하도록 지도.

-상자 모양을 사전에 준비하여 수업을 진행하면 창작 과정에 몰입할 수 있음.

활용 TIP

-‘오토마타’의 원리를 공학적으로 설명하기 보다는, 요철 구조와 길이를 조절한 높낮이의 변화 정도로 경험적으로 이해하도록하는 것이 효과적임.

-다양한 오토마타 작품(https://www.exploratorium.edu/curious-contraptions/artists) 을 소개하는 것도 좋음.

-본 프로그램 관련하여 자세한 정보, 초등 메이커 자료 안내 (https://blog.naver.com/makern)

※ 창의적 산출물 ※

※ 실제 수업 장면 ※

1차시 : 이야기 장면 정하기

2차시 : 오토마타 작동원리 3차시 : 오토마타 만들기 4차시 : 발표하기

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무전원 동력 자동차 만들기

Ⅱ

수업목표

무전원 동력으로 움직이는 자동차를 만들 수 있다.

준비물

빨대 2개, 모형 바퀴 1세트, 원형자석(30mm) 1개, 고무줄, 아이스크림막대 5개, 종이테이프(소) 1개, 만들기 재료

수업개요

- 물질의 성질과 자석의 이용에 대해 탐구하고 이해한다.

- 무전원 동력을 이용한 다양한 모양의 자동차를 설계하여 제작한다.

- 내가 만든 움직이는 자동차에 대해 공유하고 개선한다.

학교급

초3~4학년

차시

4차시

사용기자재

만들기 도구

※ 한눈에 보는 수업 ※

1차시 (과학3-1)

고무줄과 자석의 성질 탐구

(과학의 ‘물질의 성질’, ‘자석의 이용’ 단원과 연계)

- 두 자석의 같은 극, 다른 극 사이에서 자석의 움직임 관찰하기 - 고무로 만든 줄의 성질 탐구하기

- 고무줄과 자석을 이용하여 자동차를 움직이는 방법 탐구하기

Tip) 자동차의 바퀴는 모형 바퀴는 이용하여 사전에 안내하여 움직이는 방 법 탐구에 집중하기

2차시 (과학3-1

(미술3))

(설계) 움직이는 자동차 설계하기

(과학의 ‘물질의 성질’, ‘자석의 이용’ 단원과 연계) - 모형 바퀴는 고무줄과 자석으로 움직이는 방법 정하기 - 움직이는 방법에 따라 자동차 설계하기

- 틴커캐드 활용 방법 이해하고 창의적인 이름표 설계하여 STL 파일로 만들기

- 슬라이싱 프로그램 활용 방법 익힌 후 학생의 창의적 이름표 G코드 만들기 Tip) 슬라이싱 프로그램을 활용하여 1개보‧다 여러개의 이름표를 G코드 한개로 만들기

3~4차시 (과학3-1) (사회3-1) (미술3)

(제작) 무전원 동력으로 움직이는 자동차 만들기(과학의 ‘물질의 성질’,

‘자석의 이용’ 단원과 연계, 사회의 ‘교통과 통신 수단의 변화’ 단원과 연계) - 설계한 방법에 따라 자동차 만들기

- 다양한 재료를 사용하여 자동차 완성하기 - 테스트 및 작동 상태 점검 후 보완하기

Tip) 모형 바퀴를 이용한 움직이는 부분은 학생들이 어려워할 경우 교사 제 시

만든 작품 발표 및 공유하기

- 자기가 만든 자동차를 움직이는 원리에 대해 소개하기 - 자기가 만든 자동차의 특징 또는 장점 소개하기 - 다른 친구들의 발표를 듣고 피드백하기, 개선하기

Tip) 비슷한 형태라도 자기 작품을 소개하는 과정에서 움직의 원리를 깨닫 고, 창작활동에 대한 흥미와 재미를 얻는 기회의 장 마련

(26)

25

※ 프로그램 활용 ※ 특징

- 특별한 장비가 없어도 창작 활동이 가능함

- ‘움직임’에 대한 내용을 다양한 시도와 체험을 통해 이해가 가능함 - 초등학생 눈높이에 적합한 활동으로 창작활동에 도전과 흥미를 갖게 함

수업 준비

- 각종 재료를 자르나거나 붙이는 활동에 대해 사전 안전 교육이 필요함 - ‘자동차’라는 주제가 학생들에게 흥미가 없을 경우에는

‘놀잇감 만들기’로 수업 준비

활용 TIP

- 체육관에서 경주는 하는 것도 재미있고, 가정에서 시연하는 장면을 영상으로 제출하여 포트폴리오로도 활용 가능.

-핀터레스트(https://www.pinterest.co.kr/)에서 다양한 아이디어를 탐색하는 것도 좋은 방법임.

-본 프로그램 관련하여 자세한 정보, 초등 메이커 자료 안내 (https://blog.naver.com/makern)

※ 실제 수업 장면 ※

※ 창의적 산출물 ※

1차시 : 움직임의 원리 2차시 : 만들기 3~4차시 : 발표 및 공유하기

(27)

텐서그리티의 원리

Ⅲ

수업목표

• 안정적이며 신기한 텐서그리티의 원리를 탐구할 수 있다.

※ 한눈에 보는 수업 ※

준비물

텐서그리티 조각(MDF), 고무줄(낱개 5개), 낚시줄, 털실 등

수업개요

- 텐서그리티를 이용한 사례를 알아보고, 원리를 이해한다.

- 서로 끌어당기는 힘을 다르게 하며 튼튼하며 안정적인 텐서그리티를 탐구한다.

- 나만의 텐서그리티를 다른 친구들과 공유한다.

1차시 (과학5·6-2)

(실과6) (미술)

텐서그리티 이용 사례 소개 및 원리 이해

(과학의 ‘재미있는 나의 탐구’, ‘에너지와 생활’ 단원, 실과의 ‘발명과 로봇’

단원, 미술의 ‘꿈꾸는 건축가’ 단원과 연계) - ‘텐서그리티’의 원리 소개하기

- 건축물 또는 구조 설계에 ‘텐서그리티’가 이용 된 사례 알아보기 - ‘텐서그리티’ 조각의 특징 탐구하기

2~3차시 (과학5·6-2)

(실과) (미술)

텐서그리티 만들기(과학의 ‘재미있는 나의 탐구’, ‘에너지와 생활’ 단원, 실과의 ‘발명과 로봇’ 단원, 미술의 ‘꿈꾸는 건축가’ 단원과 연계) - ‘텐서그리티’ 조각을 이용하여 ‘텐서그리티’ 만들기

- 만든 ‘텐서그리티’를 개선하거나 발전할 수 있는 방법 탐구하기 Tip) 만드는 과정에서 연결 부분의 구조와 특징을 관찰할 수 있도록 안내하기

4~5차시 (수학5·6-2)

텐서그리티 개선하기

(수학의 ‘평균과 가능성’, ‘비례식과 비례배분’ 단원과 연계)

- 완성한 ‘텐서그리티’ 위에 무게추를 올리면서 상판의 어느 부분이 안정적 인지 관찰하기

- 완성한 ‘텐서그리티’ 위에 무게추를 올리면서 무너질 때까지 지지하중을 기록하기

- 텐서그리티의 중심 부분의 고무줄을 기본보다 2배 짧게 만들어 무너질 때 까지 지지하중을 기록하기

- 텐서그리티의 중심 부분과 바깥쪽 4부분의 고무줄을 기본보다 2배 짧게 만들어 무너질 때까지 지지하중을 기록하기

- 다양한 방법으로 탐구하여 안정적이면서 견고한 구조물 만들기 Tip) 학생들이 도전하고자 하는 경우 몇배라도 짧게 만들어 할 수 있도록 허용

텐서그리티 탐구 결과 발표 및 공유하기

- 안정적이면서 견고한 텐서그리티를 만드는 방법 발표하기 - 자기가 만든 텐서그리티의 특징 또는 장점 소개하기 - 다른 친구들의 발표를 듣고 피드백하기, 개선하기

학교급

초5~6학년

차시

3차시

사용기자재

레이저조각기

(28)

27

※ 프로그램 활용 ※

특징

-사전 준비 과정에서 레이져조각기로 직접 제작하는 과정을 학생들이 관찰 가능 -간단한 구조와 접착제를 사용하지 않아, ‘텐서그리티’ 구조 탐구에 집중할 수 있음 -초등학교 과정에서 등장하는 다각형과 건축물, 구조물 발명 등 전반에 활용 가능

수업 준비

-텐서그리티 조각은 레이져컷 MDF로 미리 준비하기 (공유 도안: https://www.thingiverse.com/thing:5031673)

-무게추 또는 계측 가능한 물체를 이용하여 상판 지지하중을 측정할 수 있도록 준비하기

활용 TIP

- ‘싱기버스(https://www.thingiverse.com/)’ 에서 학생이 원하는 물체를 Laser 도안으로 다운로드 받아 출력해보는 경험으로 발전해도 좋음.

- 실생활에서 각종 물건 전시대로 활용하는 방법을 안내해도 좋음.

※ 창의적 산출물 ※

※ 실제 수업 장면 ※

1차시: 텐서그리티 원리 2~3차시: 텐서그리티 만들기

4~5차시: 텐서그리티 개선하기

(29)

방향 조종 비행 원리와 첨단 수송기술 리플릿 제작하기

Ⅳ

수업목표

• 비행기의 방향 조종 원리를 배우고 체험해 볼 수 있다.

• 다양한 첨단 수송기술과 관련된 리플릿을 제작할 수 있다.

※ 한눈에 보는 수업 ※

준비물

우드락, 열선커터기, 나무젓가락, 리플릿 제작 도구

수업개요

- 비행기의 방향조종 원리에 대한 학습을 진행한다.

- 방향조종 비행 체험 및 미션 수행을 통해 방향조종 원리를 배운다.

- 배운 내용을 리플릿으로 정리하고, 첨단 수송기술에 대해서도 조사하여 발표해본다.

1차시 (과학, 기술)

(이론) 방향 조종 비행기란?

(과학 ‘힘과 운동, 뉴턴의 운동법칙’, 기술 ‘수송기술’ 내용과 연계) - 비행기의 방향 조종 원리 알아보기.(승강타와 방향타의 원리) - 다양한 비행기의 비행 원리를 비교해보며 특징을 이해하기.

Tip) 승강타(중심)와 방향타(꼬리)의 방향에 따른 비행 방향을 찾아보‧는 활동

2~3차시 (기술)

(제작) 무동력 방향 조종 비행기와 첨단 수송기술에 관한 리플릿 제작하기 - 우드락(날개1T, 본체3T)을 이용하여 무동력 방향 조종 비행기를 제작해 본다.

- A4용지 사이즈의 리플릿을 제작해보기.(3등분으로 접어 6면 활용) - 수업 시간에 배운 방향 조종의 원리와 특징 등을 리플릿으로 정리하기.

- 첨단 수송기술과 관련된 다양한 예시를 조사하여 작성해보기.

(인터넷 활용 가능)

Tip) 리플릿에 작성할 수 있는 다양한 주제나 미션을 제시하여 학생들이 선택할 수 있게 구성하면 제작 활동을 보‧다 원활히 진행할 수 있음.

4~5차시 (기술)

(체험, 미션수행) 방향 조종 체험하기(기술 ‘수송기술의 문제해결’ 내용과 연계) - 방향 조종을 위한 날개(방향타와 승강타) 위치 확인하기.

- 무동력 비행기의 승강타와 방향타를 조작하여 방향 조종을 체험하기.

- 바람의 영향이 없고 넓은 장소에서 방향 조종을 해보고, 멀리 날리기, 오래 날리기 등 미션 수행 해보기.

Tip) 수업으로 진행할 때, 한 번에 모든 학생이 실습하기 어렵기 때문에 순환식 수업으로 진행.

(예시-방향조종팀(A), 리플릿 제작팀(B), 미션수행팀(C) 등)

6차시 (국어)

(평가) 나만의 비행기의 특징과 수송 기술과 관련한 미래 직업을 탐색하여 발표하기 (국어의 ‘듣기·말하기’ 단원과 연계)

- 제작한 리플릿을 통해 방향 조종 비행기, 첨단 수송기술에 대해 느낀점을 발표해보기.

- 첨단 수송기술의 발달로 없어질 직업, 새롭게 생겨날 직업을 탐색해보기.

- 첨단 수송기술의 발달로 인한 부작용과 사회적 문제 생각해보기.

학교급

중학교

차시

6차시

사용기자재

^{우드락, 열선커터기}

(30)

29

※ 프로그램 활용 ※ 특징

- 비행기의 방향 조종과 미션을 수행하는 체험활동으로 학생들이 매우 즐거워함.

- 비행기의 방향 조종 원리 등 이론적인 내용을 배우고, 리플릿으로 제작하여 발표 하며 첨단 수송기술의 다양한 요소를 함께 배울 수 있음.

- 비행기만 배우고 체험하는 것이 아닌, 다양한 첨단 수송기술을 조사하고 발표하 는 과정을 통해 미래의 수송 기술에 대해 진로와 병행하여 지도할 수 있음.

수업 준비

- 교사는 방향 조종 방법을 미리 배우고 숙지하여야 하며, 안전하게 체험할 수 있는 장소를 마련해야 함. 바람의 영향이 적은 강당이나 넓은 실내 공간이 좋음.

-체험활동과 제작 활동을 병행하기 위한 순환식 수업의 계획이 필요.

활용 TIP

- 무동력 방향조종 비행기를 제작 후, 콘덴서 소형 모터를 장착하여 활용 가능.

- 미션을 수행할 수 있는 기준을 명확하게 제시하고 측정 방법을 고민.

※ 창의적 산출물 ※

※ 실제 수업 장면 ※

1차시 2~3차시

4~5차시 6차시

(31)

우드버닝기를 활용한 우드 액자 만들기

Ⅴ

수업목표

우드버닝기를 활용하여 평화통일 문구가 담긴 액자를 제작할 수 있다.

※ 한눈에 보는 수업 ※

준비물

우드버닝기, 핸드드릴, LED(와이어 연결형), 먹지, 글루건, 테이프

수업개요

- 목재의 특성과 우드버닝기의 작동 방법을 배울 수 있다.

- 평화통일 수업을 통해 통일이 필요한 이유와 우리 나라의 현실을 이해할 수 있다.

- 평화통일 문구를 디자인하고, 우드버닝기를 활용하여 LED 액자를 제작할 수 있다.

1차시 (기술, 도덕)

(이론) 실습 과제 안내 (기술 ‘제조 기술과 제품생산’, ‘도덕 ‘통일의 의미’ 단원과 연계) - 목재의 특성과 목재를 이용한 다양한 제품과 활용 예시를 배우기.

- 우드버닝기의 작동원리와 사용 방법 익히기. (안전 수칙 강조.) - 통일의 의미와 통일이 필요한 이유에 대해 이해하기.

Tip) 우드버닝기의 종류는 학교의 여건에 따라 구매(개별, 4인 동시 작업 등)

2차시 (미술, 기술)

(디자인, 설계) 학습한 내용을 바탕으로 창의적인 문구와 그림을 디자인하기.

(미술 ‘미술과 함께하는 삶’ 단원과 연계, 기술 ‘제조 기술과 제품생산’ 단원과 연계) - 목재에 새겨 넣을 문구 또는 디자인하기.

- 인터넷, 인쇄가 가능한 경우, 웹 검색을 통한 이미지를 활용 가능.

Tip) 액자의 크기를 확인하고 LED의 작업 공간을 확보‧할 수 있도록 안내

3~4차시 (기술)

(제작) 우드버닝기로 목재 태우기,

LED연결(기술의 ‘제조기술의 문제해결’ 단원과 연계) - 디자인한 문구를 먹지를 활용하여 목재에 그리기 - 우드버닝기를 활용하여 목재를 태워 디자인 완성하기.

- 전동드릴을 이용하여 LED 위치에 구멍 뚫은 후, LED 연결 작업하기.

Tip) LED 작업은 목재에 구멍을 뚫지 않고 테두리에 설치 가능.

다양한 형태로 제작.

5차시 (국어)

(평가) 제작한 우드 액자의 발표하기(국어의 ‘듣기·말하기’ 단원과 연계) - 자신이 제작한 우드 액자의 문구와 디자인의 의미를 담아 발표하기.

- 교실 등 실내 공간에 전시하여 친구들의 작품 감상하고 감상평 적어보기.

(상호평가)

Tip) 주제와 연관된 문구와 디자인을 할 때,

리듬감 있는 표현과 중의적 표현 활용, 미술 시간에 배운 시각 이미지를 통한 의미의 전달 등 융합 요소를 적용하여 창의적이고 재미있는 표현이 가능하도록 구성.

학교급

중학교

차시

5차시

사용기자재

우드버닝기

(32)

31

※ 프로그램 활용 ※ 특징

- 목재를 활용한 실습으로 우드버닝기라는 생소한 장비를 배워 목재를 아름답게 꾸미는 과정을 통해 학생들의 흥미를 유발할 수 있음.

- 목재의 특성, LED 연결, 채색 도구의 사용 등을 통해 다양한 재료의 특성을 이해 하고 배울 수 있음.

수업 준비

- 우드버닝기는 뜨거운 펜촉을 활용하기 때문에 교사의 철저한 안전교육과 안내 필요.

-전동드릴을 이용한 구멍 뚫기 작업 시, 적절한 안내 필요.

활용 TIP

- 평화통일, 학교폭력, 인성교육 등 다양한 주제와 연결할 수 있어, 학교의 계기 교육으로 활용하기 좋으며, 학생들의 작품을 전시할 수 있음.

※ 창의적 산출물 ※

※ 실제 수업 장면 ※

3~4차시(우드버닝)

1~2차시

3~4차시(드릴링) 3~4차시(LED 작업) 5차시

(33)

레이저조각기를 활용한 다양한 창작물 만들기

Ⅵ

수업목표

• 레이저조각기를 활용하여 다양한 소재의 창작물을 제작할 수 있다.

※ 한눈에 보는 수업 ※

준비물

레이저조각기, 노트북(데스크탑), 로마크판, 3구자석(명찰제작용), 아크릴, mdf

수업개요

- 레이저조각기의 원리와 작동 방법을 배울 수 있다.

- 레이저조각기를 활용한 다양한 산업과 관련 직업을 탐색해 볼 수 있다.

- 다양한 재료를 가공하여 나만의 다양한 창작물을 제작할 수 있다.

1차시 (과학)

(이론) 레이저조각기 소개 및 원리 탐구(과학의 ‘빛과 파동’ 단원과 연계) - CO2레이저의 발생 원리와 작동 방법 배우기.

- 렌즈를 통한 빛의 반사와 물체와 초점간의 거리에 따른 에너지 배우기 - 속도와 파워에 따라 물체를 절단(커팅), 각인(스캔), 마킹의 원리 배우기 Tip) 레이저조각기의 속도와 파워의 설정에 따른 작업 실패 사례등을 활용.

2∼4차시 (기술)

(실습) 프로그램을 통한 디자인(기술의 ‘통신 기술과 소통’ 단원과 연계) - RDworks, Inkscape 등 레이저조각기를 활용하기 위한 프로그램의 기초 배우기.

- 프로그램을 활용하여 나만의 명찰, 명함 제작, LED 무드등 디자인, 상자 만들기.

- 글씨와 이미지를 모두 포함한 디자인해보기.

Tip) 상자만들기는 메이커케이스 사이트(https://www.makercase.com/) 를 활용하면 쉽게 제작 도면을 제작할 수 있다.

5차시 (기술)

(제작) 레이저조각기로 출력 및 후가공(기술의 ‘제조기술의 문제해결’ 단원과 연계) - 레이저조각기를 활용하여 직접 출력해보기.

- 레이저조각기를 사용하기 위한 냉각장치, 환풍장치, 공기 콤프레샤 등 주 변 장치의 필요성을 알아보고, 작동시켜보기.

- 레이저조각기로 출력 시 안전사항 준수하기.

Tip) 재료에 따라 레이저조각기의 파워와 속도를 변경해야 하며, 그 예시를 표로 제작하여 레이저조각기를 사용하는 실에 보‧관하면 좋다.

6차시 (국어)

레이저조각기를 활용한 직업 탐색하여 발표하기 (국어의 ‘듣기·말하기’ 단원과 연계)

- 자신이 제작한 작품에 대해 소개하고 발표하기.

- 레이저조각기가 사용되고 있는 산업, 활용방안 탐색해보기.

- 레이저조각기와 관련된 직업을 탐색해보고, 미래 직업 예측해보기.

Tip) 교실, 학교, 가정에서 레이저조각기를 활용할 수 있는 방법 찾아보‧기.

학교급

중학교

차시

6차시

사용기자재

레이저 조각기

(34)

33

※ 프로그램 활용 ※ 특징

-3D 프린팅에 비해 상대적으로 빠른 작업과 레이저를 사용하는 장비를 실제로 체 험해 볼 수 있는 점에서 학생들의 흥미를 유발할 수 있음.

- 실제 산출물의 퀄리티가 뛰어나고, 눈으로 빠르게 확인이 가능함. 다양한 재료를 가공 해보며 재료의 특성을 이해할 수 있음.

수업 준비

- 레이저조각기를 사용하기 위한 프로그램을 숙지해야 하며, 재료에 따른 레이저 조각기의 파워와 속도를 변경해야 하기 때문에 사전 작업을 통해 교사가 적절한 파워와 속도를 확인해 두는 것이 필요함.

- 레이저조각기의 소음이 크고, 유해가스가 발생할 수 있어 별도의 공간에서 작업 을 진행해야 하고, 동시에 여러 작품을 출력할 수 없기 때문에 수업 구상을 고려 해야함.

활용 TIP

- 레이저조각기는 커팅, 각인에 따른 시간 소요가 다르기 때문에 시간이 적게 소요 되는 커팅 작업과 시간이 많이 소요되는 스캔 작업을 구분하여 진행할 필요가 있음.

- 디자인을 수정하거나 확인하는 과정이 필요하므로, 교사 혼자서 모든 것을 진행 하는 것 보다는 도우미 학생이나 보조 교사의 도움이 필요할 수 있음.

- 학기 초, 학교 명찰, 학급에서 필요한 것들을 직접 제작하여 사용할 수 있음.

- 인터넷을 활용하여 작품의 전개도나 도면을 쉽게 얻을 수 있으므로 웹 검색을 활용.

※ 창의적 산출물 ※

※ 실제 수업 장면 ※

1차시 2~4 차시(디자인) 5 차시(출력하기) 5 차시(후가공)

(35)

3D 펜을 이용한 Egg Protector Project

Ⅶ

수업목표

• 3D 펜을 이용하여 자유낙하하는 계란을 보호할 수 있는 구조물을 제작할 수 있다.

※ 한눈에 보는 수업 ※

준비물

3D 펜, 필라멘트(PLA), OHP 필름(구조물 제작용), 구운계란, 구조물 낙하 실험대(책상 등)

수업개요

- 3D 펜의 구조와 원리를 배우고 이해한다.

- 과제를 통해 충격과 시간에 따른 운동량의 변화를 알 수 있다.

- 구조에 따른 하중의 분산을 배우고, 계란을 보호할 수 있는 구조물을 제작할 수 있다.

- 3D 펜의 다양한 활용 방법을 공유하고, 미래 직업에 대해 탐색해 볼 수 있다.

1차시 (과학, 기술)

(이론) 3D 펜 소개 및 원리 탐구(과학의 ‘물질의 상태’ 단원과 연계) - 3D 펜의 원리와 충격과 시간에 따른 운동량의 변화에 대해 이해하기 - 플라스틱(필라멘트)에 열을 가해서 고체 → 액체 → 고체 변화 이해하기 - 다양한 분야에서 활용되고 있는 3D 펜의 예시와 사례

Tip) 3D펜을 활용한 다양한 작품 및 활용사례 안내 (유튜버 ‘사나고’ 등 자료 인용)

2~3차시 (기술, 공학)

(설계 및 제작) 3D 펜을 활용한 구조물 제작

(기술의 ‘제조기술의 문제해결’, 공학 ‘공학설계’ 단원과 연계)

- 3D 펜의 사용방법 익히기.(전원 연결, 필라멘트 넣고 빼기, 속도 조절 등) - 직선, 곡선 연습을 통한 입체도형 제작하기

- 구조물을 어떻게 제작할 것인가 설계도 를 그린 후, 제작하기.

Tip) 설계한 것처럼 3D 펜으로 제작하는 것이 쉽지 않기 때문에 수정되는 부분을 확인하고 노트하면서 제작하도록 지도가 필요.

4차시 (공학)

(평가) 자유낙하 실험을 통한 튼튼한 구조물 찾기

(공학 ‘공학설계- 공학과 융합 문제 해결 체험활동’ 단원과 연계) - 다양한 높이의 실험대를 준비하여 순차적으로 실험.

Tip) 교실의 의자, 책상, 선반 등을 이용하면 됨. 단, 순차적으로 질서있게 평가에 임할 수 있도록 지도가 필요. 충격으로 인한 계란의 파손 정도를 어떻게 평가할 것인가를 사전에 공지하여 평가의 공정성을 확보‧.

5차시 (국어)

자기 구조물의 제작과정 및 결과 발표를 통한 피드백 (국어의 ‘효과적인 의사소통, 국어의 바른표현’ 단원과 연계)

- 충격 실험 종료 후, 자신의 구조물의 제작과정과 결과, 보완해야 할 점을 스스로 작성하여 피드백 할 수 있도록 함.

Tip) 최초 설계와 최종 작품의 달라진 점. 구조물의 장단점을 스스로 분석.

학교급

고등학교

차시

4차시~5차시

사용기자재

3D 펜

(36)

35

※ 프로그램 활용 ※ 특징

- 3D 펜은 비교적 저가의 실습도구로 학생들이 쉽게 배우고 사용할 수 있는 실습 도구임. 특히 원하는 모양을 쉽게 제작할 수 있다는 점이 학생들의 흥미를 유발 하기 좋음.

- 충돌실험을 통해 충격을 줄여줄 수 있는 구조물 만들기를 다양한 형태로 변형하 여 구상할 수 있음.(교량 제작하기, 튼튼한 구조물 만들기, 높은 구조물 만들기 등)

수업 준비

- 3D 펜은 쉽게 노즐이 막히거나 오작동, 고장이 나는 경우가 많으므로 여유있게 준비하는 것이 좋음. 간단한 고장은 직접 수리할 수 있는 수리키트를 준비하고 수 리할 수 있도록 연습이 필요.

- 3D 펜을 활용하여 제작하는 실습은 재료의 사용량, 시간에 따라 작품의 퀄리티가 달라지기 때문에 공정하게 평가하기 위해서는 재료의 양과 시간을 통제하여 평가 기준을 명확하게 할 필요가 있음.

- 3D 펜의 사용시 전원불량, 필라멘트 막힘, 추출 속도의 변화 등 교사가 3D 펜의 특성을 미리 파악해야함.

활용 TIP

- 필라멘트는 유해성분이 적은 생분해성 필라멘트(PLA)를 사용해야 하며, 환기가 잘 이루어지는 장소에서 충분한 안전 교육을 실시한 후 실시.

※ 창의적 산출물 ※

※ 실제 수업 장면 ※

1차시 2~3 차시(연습) 2~3 차시(제작) 4~5 차시(평가,피드백)

(37)

OPP 와 패들렛을 활용한 기후변화 극복 Project

Ⅷ

수업목표

• OPP와 패들렛을 활용하여 기후변화를 극복할 수 있는 대안을 제시할 수 있다.

준비물

컴퓨터(노트북, 데스크탑), 우드락, 클레이

수업개요

- 오픈포트폴리오와 패들렛을 익혀 인터넷을 통한 공유 문서의 장점을 배울 수 있다.

- 자신의 진로와 관련하여 기후변화를 극복할 수 있는 대안을 제시할 수 있다.

- 발표를 통해 아이디어를 공유하고, 피드백할 수 있다.

학교급

고등학교

차시

6차시

사용기자재

컴퓨터

※ 한눈에 보는 수업 ※

1차시 (환경)

(이론) 기후변화로 인한 위기 상황과 대처방안 (환경의 ‘지속가능한 사회’ 단원과 연계)

- 지구의 환경오염과 자원고갈, 그로 인한 기후변화의 위기를 조사해보기.

- 기후변화의 위기를 극복하기 위한 국가적, 사회적, 개인적 대안 탐색해보기.

- ESG, 소셜벤처 기업 등 사회적으로 기여하는 친환경 기업 사례에 대해 알아보기.

Tip) 자신의 진로분야(관심분야)에서 어떤 노력을 기울이고 있는지 사례를 조사.

2∼4차시 (공학, 정보)

(실습) OPP와 패들렛을 통한 자료 정리

(공학의 ‘공학과 융합 문제해결 체험활동’, 정보 ‘자료와 정보’ 단원과 연계) - 오픈포트폴리오와 패들렛의 사용 방법 익히기.

(https://padlet.com/t88/padlet)

- 나만의 포트폴리오를 작성하며 정리된 자료를 패들렛을 활용하여 친구들 과 공유하기.

- 기후변화를 극복하기 위한 대안 탐색을 주제로 발표 자료 준비하기.

Tip) 오픈포트폴리오 작성은 개별 조사, 작성. 패들렛을 통한 공유를 통해 중간 평가를 진행할 수 있고, 아이디어를 공유할 수 있음.

5차시 (공학)

(제작) 프로토타입 제작하기(공학의 ‘에너지와 재료’ 단원과 연계) - 우드락, 클레이, 재활용품 등 간단한 재료를 이용하여 자신의 아이디어를 표현하기.

- 기후변화를 극복하기 대안에 관한 아이디어를 프로토타입으로 간단히 제작.

Tip) 제작 활동은 아이디어를 쉽게 표현하기 위한 수단으로 많은 시간을 할애 하지 않음. 아두이노, 마이크로비트 등 코딩 수업을 적용하여 제작 활동 에 적용 가능.

6차시 (국어)

(발표, 평가) 기후변화를 극복할 수 있는 대안 발표하기 (국어의 ‘효과적인 의사소통, 국어의 바른 표현’ 단원과 연계) - 교내 대회와 연계하여 수행평가 발표를 진행.

Tip) 학급별 발표를 통해 우수작을 선정하고, 교내 대회는 수상 가능 범위에서 진행.

수행평가에 참여한 학생들이 예선 참가자가 되기 때문에 수상자 선정에 용이함.

(38)

37

※ 프로그램 활용 ※ 특징

- 자신의 진로 분야와 연계된 내용으로 주제발표 할 수 있음.

- 생활기록부의 교과별 세부능력 특기사항 등 작성 가능.

- OPP와 패들렛을 통해 자신의 포트폴리오를 제작할 수 있고, 이후 꾸준히 활용을 통해 대입을 위한 자료로 이용 가능.

수업 준비

- 학교의 여건에 따라 컴퓨터를 사용 가능 확보해야 함.

- 오픈포트폴리오와 패들렛의 사용법을 숙지해야 함.

- 다양한 분야에서 기후변화를 극복할 수 있는 사례를 조사하고 안내할 수 있도록 사전 조사가 필요함.

활용 TIP

- 코딩 교육을 통한 프로토타입의 제작, 홍보 자료의 제작 등 수업을 연장하여 활동적인 수업으로 전개할 수 있음.

※ 창의적 산출물 ※

※ 실제 수업 장면 ※

1차시 2~4 차시(OPP, 패들렛 실습)

5 차시(제작) 6 차시(발표)

(39)

아두이노 & 센서를 활용한 진로 연계 발명품 제작

Ⅸ

수업목표

• 아두이노와 센서를 활용하여 창의적인 발명품을 제작할 수 있다.

준비물

컴퓨터, 아두이노, 우드락, 클레이 등

수업개요

- 아두이노를 통해 오픈소스 하드웨어를 이해하고, 코딩의 기초를 배울 수 있다.

- 다양한 센서를 아두이노와 연결하여 작동시켜 보고, 센서의 원리를 이해할 수 있다.

- 자신의 진로 관심 분야에서 창의적인 발명품 아이디어를 제시하고 제작해 볼 수 있다.

학교급

고등학교

차시

6차시

사용기자재

^{아두이노, 컴 퓨터}

※ 한눈에 보는 수업 ※

1차시 (정보)

(이론) 아두이노란 무엇인가? (정보의 ‘컴퓨팅 시스템’ 단원과 연계) - 피지컬 컴퓨팅의 구성과 구현 방법을 배우기.

- 아두이노를 활용한 다양한 작품 사례를 보고, 코딩 교육의 의미를 이해하기.

Tip) 아두이노 실물과 연계할 수 있는 온라인 사이트를 통해 코딩과 피지컬 컴퓨팅을 연습해 볼 수 있다.(www.tinkercad.com - 서킷 매뉴얼)

2∼4차시 (정보, 공학)

(프로그램 익히기) 아두이노를 통한 센서의 작동

(정보의 ‘컴퓨팅 시스템’, 공학‘정보 통신과 자동화’ 단원과 연계) - 아두이노의 연결 방법, 아두이노의 구성, 브레드보드의 사용, 센서의 기능 학습하기.

- LED, 조도센서, 초음파센서, 기울기센서, 자석센서, 피에조부조 등 기초 센서 실습하기.

- 실습을 통해 센서의 기능을 이해하고, 어떻게 사용할 수 있는지 탐색하기.

Tip) 아두이노 사용 시, 프로그래밍(코딩)에 대한 거부감을 느끼지 않도록 누구나 이용가능한 오픈소스를 통해 쉽게 이용할 수 있도록 지도하는 것이 좋음.

5~6차시 (기술)

(발명 아이디어) 자신의 관심 분야에서 발명품 찾기 프로젝트 (기술의 ‘기술 혁신과 이용’ -발명과 창업 단원과 연계)

- 문제점 찾기-아이디어 내기-키프리스 검색- 아이디어 선정- 아이디어 구체화 - 발명품을 개발하기 위한 발명 프로세스를 학습하기.

Tip) 발명품 아이디어를 찾을 때, 특정 주제를 제시하거나 자신의 진로와 연관 지어 발명 아이디어를 찾아봄.

7-8차시 (기술, 국어)

(제작, 발표) 발명품 제작하기, 발표를 통한 아이디어 공유

(기술의 ‘기술 혁신과 이용’, 국어의 ‘효과적인 의사소통, 국어의 바른표현’ 단원과 연계) - 아두이노와 센서를 활용한 시제품 제작하기.

- 제작동기, 제작과정, 결과 및 효과에 대한 발표를 통해 아이디어를 공유하고 피드백.

Tip) 학생들의 다양한 아이디어를 충족할 수 있는 센서를 모두 사용할 수 없기 때문에 사용 가능한 센서를 이용하여 발표 위주의 수업으로 진행.

(40)

39

※ 프로그램 활용 ※ 특징

- 발명교육과 SW교육을 통해 융합적 사고와 창의력을 기를 수 있음.

- 코딩이나 프로그래밍에 대한 거부감 없이 쉽게 SW 교육에 접근하여 활용할 수 있음.

- 자신의 진로 분야와 연계된 발명품 아이디어를 제시하여 흥미를 높일 수 있음.

- 고등학교 생활기록부의 교과별 세부능력 특기사항 등 개별 특성 작성에 용이함.

수업 준비

- 학교의 여건에 따라 컴퓨터와 아두이노를 확보해야 함.

- 교사는 아두이노의 사용방법을 숙지해야 함.

- 아두이노, 센서, 제작 도구 등 교사가 준비해야 하는 준비물이 많아 계획적인 준비 가 필요함.

활용 TIP

- 학교의 여건상 컴퓨터를 사용하기 어려운 경우, NO-Coding으로 센서를 활용하는 것도 가능함. (https://m.blog.naver.com/baramik/222477879092) - 발명 교육과 SW 교육을 연계한 프로젝트로 수업 시간이 최소 8차시 이상의 장기간 프로젝트가 될 수 있음. 교사의 역량에 따라 수업 내용을 재구성하여 활용 가능.

※ 창의적 산출물 ※

※ 실제 수업 장면 ※

1차시(이론‧)

5~6 차시(발명 아이디어제시)

2~4차시(아두이노 실습)

7~8 차시(발명 시제품 제작)

(41)

제 4 ^장 ^{: 평가}

(42)

41 평가를 계획할 때 평가의 기본 절차를 확인하고 아래의 기본 절차의 내용을 따르면 체계

적인 수업 평가 활동으로 이어질 수 있다.

1. 평가의 기본 절차

평가 개요

Ⅰ

수업계획

평가 기준 설정 평가 목표 설정

평가 시행 및 피드백 평가 계획

성적 산출 기록

- 교과별 성취기준을 검토하여 문제해결력 함양을 위한 학습 목표 설정 - 문제해결, 과제수행, 탐색조사, 산출물 제작 등의 수업 방향을 계획

- 교사의 관찰평가, 모둠 내/외 동료 평가, 자기평가 등에 대한 평가 기준표를 작성

- 수업 주제, 내용에 따라 기대되는 학생의 수행 활동이 무엇인지 파악 - 문제해결력 함양에 요구되는 핵심역량과 역량 요소를 설정

- 학생의 수행 활동에 대한 교사의 관찰 평가/동료평가/자기평가 시행 - 학생의 수행 활동에 대한 교사의 피드백 시행

- 수업 과정에서 어떤 활동을 누가, 언제, 어떻게 평가할 것인지를 계획 - 교사의 관찰평가, 모둠 내/외 동료 평가, 자기평가 점수 계획 수립

- 평가 방법에 따른 점수의 종합으로 성적 산출 - 학생의 성취 수준을 기록

- 종합 평가 결과에 따른 교사의 피드백

무한상상실에서의 평가도 다른 수업의 평가와 크게 다르지 않다. 무한상상실 내에서 일어나는 학생들의 모든 활동 과정이 평가의 대상이 된다. 수업 현장에 서 진행되는 평가의 기본 절차와 프로젝트 수업 예시를 통해 무한상상실 수업의 평가를 알아보자.

(43)

평가 사례

Ⅱ

무한상상실에서 진행된 프로젝트 수업의 예를 통해서 무한상상실 수업 활동에서 실 시할 수 있는 다양한 평가 예시를 살펴보‧자. 평가 예시를 활용하여 수업 활동을 평가 하는데 참고 자료로 활용 가능하다.

1. 프로그램 정보표

제목 무한상상실에서 신나는 재해 재난 예방 IoT Maker!!! 총차시 6 학습 주제 재해 재난을 예방할 수 있는 IoT 제품 만들기 학교급 중학교

학 습 목 표

내용

- 재해 재난 사례와 관련된 자료를 조사하여 그 원인과 피해에 대해 과학적으로 분석할 수 있다.

- 무한상상실에서 아두이노를 활용하여 재해 재난을 예방할 수 있는 IoT 제품을 설계, 제작할 수 있다.

과정

- 재해 재난이 일어나는 원인과 대처 방안에 대한 모둠별 토의 과정을 통해 의사소통 능력을 향상 시킬 수 있다.

- 팀별 문제 해결 프로젝트 활동을 통해, 타인에 대한 배려와 협동심을 기를 수 있다.

2. 수업-평가 흐름도

재해 재난 예방 IoT Maker!!!

문제 상황 재해·재난 관련 동영상 시청 후, 재해 재난 피해의 심각성에 대해 생각해보기

문제 정의

[재해 재난에 대한 과학적 고찰과 대처 방안 탐구]

재해·재난 발생의 과학적 원인 및 대처방안 분석 해보기 재해·재난의 원인을 탐색하고 해결의 필요성 공감하기

제품설계

[재해 재난 예방 IoT 제품 설계하기]

아두이노를 활용한 재해 재난 예방 IoT 제품 생각해보기 재해 재난 예방 IoT 제품 구상 및 설계하기

제품산출

[재해 재난 예방 IoT 제품 제작하기]

무한상상실에서 아두이노를 활용하여 재해 재난을 예방할 수 있는 IoT 제품 제작하기 재해 재난 예방 IoT 제품 및 홍보 UCC 광고 제작하기

[재해 재난 예방 IoT 제품 발표회]

재해 재난 예방 IoT 제품 발표 및 시연하기

교사 관찰 평가표

동료(모둠 외) 동료 평가표 평가 주체 평가 방법

동료

(모둠 내) 동료 평가표

교사 자필 평가표 관찰 평가표

교사 관찰 평가표 교사 관찰 평가표

(44)

43

3. 교수 학습 지도안

단계 교수·학습 활동 평가

도 입

필요 발견 (10′)

재해 재난 피해의 심각성 이야기하기 - 재해 재난 관련 영상을 보고 느낀 점 말해보기

전 개

문제 정의 (35′)

재해·재난에 대한 과학적 고찰과 대처 방안 탐구

☞ 전문가 집단 활동

- 모둠원들이 각각 여러 가지 재해·재난 사고 중에서 1개를 고른 후, 같은 주제를 고른 학생들끼리 전문가 집단을 조직하여, 전문가별로 모둠을 재구성하기 ☞ 모집단 활동

- 전문가들이 본인의 모둠에 돌아와 자신이 맡은 재해· 재난에 대해 정리한 자료를 다른 모둠원들에게 약 5분 정 도 설명하기

▶ 교사 : 관찰 평가표 - 재해 재난의 발생 원인을 과학 적으로 분석하였는가?

▶ 모둠 내 동료 : 동료 평가표 - 모둠별 탐구 활동에서 자신이 맡은 주제에 대해 설명하고, 자신 의 임무를 성실하게 수행하는가?

재해·재난의 원인을 탐색하고 해결의 필요성 공감하기 ☞ 전체 활동

- 재해·재난의 원인을 탐색하고 해결의 필요성 공감하기 - 재해·재난 사고에 대한 주원인과 그것을 해결할 수 있 는 과학적 원리에 대해 자신이 해당 분야의 전문가가 되 었다는 자신감 얻기

▶ 교사 : 관찰 평가표 - 재해 재난의 과학적 발생 원인 을 정확하고 합리적으로 표현하 여, 자신의 의견을 이해하기 쉽게 전달할 수 있는가?

제품 설계 (90′)

아두이노 제품 관련 영상을 보고, 아두이노를 활용한 재해·재난 예방 IoT 제품 생각해보기

- 아두이노 및 사물인터넷 관련 동영상을 보고, 만들면 편리해질 IoT 제품에 대해 모둠별 토의 후 발표해보기

▶ 교사 : 지필 평가표 - IoT 제품 제작 과정에서 알게 된 다양한 분야의 지식을 이해하 고 있는가?

아두이노를 활용하여 재해·재난을 예방할 수 있는 IoT 제 품 구상 및 설계하기

- 재해·재난을 예방할 수 있는 IoT 제품 구상하기 - 구상한 재해·재난 예방 IoT 제품 설계도 작성하기

▶ 교사 : 관찰 평가표 - 실생활의 재해 재난 문제를 해 결하기 위해 재해 재난 예방 IoT 제품을 구상, 설계할 수 있는가?

제품 산출 (90′)

재해·재난을 예방할 수 있는 IoT 제품 제작하기 - 재해·재난 예방 IoT 제품 아두이노 코딩하기 - 3D 프린터로 관련 부품을 설계하고 출력하기 - 재해·재난 예방 IoT 제품 제작하기

▶ 교사 : 관찰 평가표 - 다양한 여러 분야의 지식을 응 용하여 재해 재난 예방 IoT 제품 제작에 활용할 수 있는가?

재해·재난 예방 IoT 제품을 홍보하기 위한 UCC 광고 제작하기 - IoT 제품 관련 TV 광고 동영상을 보고, 개발한 재해·재 난 예방 IoT 제품을 홍보하기 위한 UCC 광고 제작하기

제품 평가 (45′)

재해·재난 예방 IoT 제품 발표 및 시연하기

- 개발한 재해·재난 예방 IoT 제품을 발표 및 시연하고, 느낀점 공유하기

- 개발한 재해·재난 예방 IoT 제품 평가하기

▶ 교사 : 관찰 평가표

▶ 모둠 외 동료 : 동료 평가표 - 창의적인 아이디어로 재해 재난 예방 IoT 제품을 제작하 였는가?

IoT 제품을 홍보하기 위한 UCC 광고를 감상하기 - 제품을 홍보하기 위한 UCC 광고를 감상하고, 모둠별 토의 등을 통해 피드백 및 개선 사항 발표하기

▶ 모둠 외 동료 : 동료 평가표 - 제품을 효과적으로 잘 표현 하여 UCC 광고를 제작, 발표하 였는가?

프로젝트 수업 정리하기 - 프로젝트 수업 정리하기

- 자기평가를 통한 프로젝트 활동 되돌아보기

▶ 자기 자신 : 자기 평정표 -친구들이 활동에 집중할 수 있 도록 배려하고 존중하였는가?

▶ 자기 자신 : 자기 평정표 - 과학 기술 분야에 흥미를 느끼 게 되었는가?

▶ 교사 : 포트폴리오 평가표

학교내 무한상상실

학교내

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운영 매뉴얼

학교내 무한상상실

운영 매뉴얼

학교내

무한상상실

Contents

제1장 : 개요

Ⅰ. 추진배경 및 경과 ... 05

Ⅱ. 목적 및 과제 ... 06

제2장 : 유형 Ⅰ. 목공 중심 무한상상실 ... 09

Ⅱ. 디지털 장비 중심 무한상상실 ... 12

Ⅲ. SW 중심 무한상상실 ... 15

Ⅳ. 스토리텔리형 무한상상실 ... 18

제3장 : 운영 프로그램 Ⅰ. 상상이 샘솟는 나만의 오토마타 만들기 ... 22

Ⅱ. 무전원 동력 자동차 만들기 ... 24

Ⅲ. 텐서그리티의 원리 ... 26

Ⅳ. 방향 조종 비행 원리와 첨단 수송기술 리플릿 제작하기 ... 28

Ⅴ. 우드버닝기를 활용한 우드 액자 만들기 ... 30

Ⅵ. 레이저조각기를 활용한 다양한 창작물 만들기 ... 32

Ⅶ. 3D 펜을 이용한 Egg Protector Project ... 34

Ⅷ. OPP 와 패들렛을 활용한 기후변화 극복 Project ... 36

Ⅸ. 아두이노 & 센서를 활용한 진로 연계 발명품 제작 ... 38

제5장 : 교사학습공동체

Ⅰ. (초등) 같이의 가치를 높이는 교사학습공동체 ... 48

Ⅱ. (중등) 융합수업을 위한 무한한상상실 교사학습공동체 ... 52

제7장 : Q&A 제6장 : 안전 Ⅰ. 학교 안전 수칙 ... 57

Ⅱ. 안전사고 지침 및 유형 ... 59

Ⅲ. 안전관리 체크리스트 ... 63

... 64

[부록] 학교내 무한상상실 운영 사례

학교내 무한상상실은?

학교내 무한상상실

운영 매뉴얼

제 1 장 : 개요

추진 배경 및 경과

가. 미래 인재 양성을 위해 학생들의 창의적인 아이디어를 독려하고, 상상력을 자극할 수 있는 창의융합형 교육 환경에 대한 사회적 변화 요구

나. 개별 학생의 특성을 고려한 다양한 형태의 교육활동과 창의적 사고 구현이 가능한 탐구·창작·융합 교육 공간 구축 및 확산

1. 추진 배경

’14∼’16년 학교내 무한상상실(공 사립) 29개교 운영 (’14년 26개교→’15∼’16년 29개교)

’17년 학교내 무한상상실(공 사립) 20개교 신규 구축 운영(’17.3.)

’18년 학교내 무한상상실(공 사립) 50개교 운영(’18.4.)

’19년 학교내 무한상상실(공 사립) 100개교 선정 및 국립 중학교

7개교 신규 구축 운영(’19.12.)

’20년 국립 초등학교 16개교(신규), 중학교 7개교(계속)

’21년 국립 고등학교 9개교(신규), 초등학교 16교 및 중학교 7개교(계속)

3. 추진 경과 2. 추진 근거

가. 국정과제 54-1. 지식 정보‧ 융합 교육 강화

나. 『과학·수학·정보‧·융합 교육 종합계획(‘20~’24)』｣ (’20.5.) 다. 『2021년 융합교육 추진계획 (’21.1.)』｣

◆ 국정과제 54-1. 지식 정보‧·융합 교육 강화

- STEAM 연구 선도학교 운영을 통한 우수모델 발굴 및 교사연구회 지 원 확대 등 창의융합교육 활성화 기반 구축

◆ 과학·수학·정보‧·융합 교육 종합계획(‘20~’24)

- 융합교육이 실현되는 공간과 환경 구축하며, 학교 내 융합 공간 조성 및 무한상상실 등 학교 내 다양한 융합형 공간들의 지속적인 운영 활동 지원

◆ 2021년 융합교육 추진계획(‘21.1.)

- STEAM 교육 우수 모델 발굴 확산을 위한 선도학교 운영 및 학생의 창

의적인 아이디어 구현을 돕는 국립학교 학교내 무한상상실 구축

목적 및 과제

1. 목적

가. 학생들의 상상력 창의력을 구현할 수 있도록 학교내 융합형 공간 조성 및 학생참여형 STEAM 교육 운영 활성화 기반 마련

나. 학생이 참여하는 토론‧ 실험‧ 창작 등 교육활동이 활발히 이루어질 수 있도 록 융합적 교육 공간 구축을 통한 학교 환경 혁신

2. 학교 연차별 과제

연도 추천과제 내용

제 2 장 : 유형

<무한상상실 4가지 공간 유형>

목공 중심 무한상상실

목공중심의 무한상상실은 목공용 장비와 공구를 활용하여 자신이 구상한 목제품을 설계·가공·조립·완성하는 활동을 하는 공간을 말한다.

1. 개념

2. 주요 사용 장비

전동 드릴 드릴 프레스 밴드 쏘

3. 수업 예시

화장품 보‧관함 만들기

야외 평상 만들기

4. 구축 사례

가. 학교 내 무한상상실 구축 사례

나. 학교 밖 Maker Space 구축 사례

디지털 장비 중심 무한상상실

1. 개념

디지털 장비 중심 무한상상실은 3D프린터, 레이저조각기와 같은 디지털 패브 리케이션 장비를 활용하여, 자신이 구상한 디지털 제품을 설계·제작하는 활동 을 하는 공간을 말한다.

제 1 ^장 ^{: 개요}

제 2 ^장 ^{: 유형}

제 3 ^장 ^{: 운영 프로그램}