안전한�삶을�위한� 자동화�장치�제작하기

(1)

재해·재난으로부터

안전한�삶을�위한�

자동화�장치�제작하기

학생용

이 보고서는 2018년도 교육부의 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임

This work was supported by the Korea Foundation for the Advancement of Science and Creativity(KOFAC) grant funded by the Korea government(MOE)

(2)

Prologue ᰍ⧕ㆍᰍӽᮝಽᇡ░ᦩᱥ⦽ᔗᮥ᭥⦽

ᯱ࠺⪵ᰆ⊹ᱽ᯲⦹ʑ

우리사회의 지속가능발전을 위해 재해・재난을 극복하라!

일본 기록적 폭우에 최소 62명 사망… 네티즌 “추가 인명 피해 없길”

일본에서 발생한 폭우와 지진으로 인해 최소 62명이 숨지고 45명이 실종됐다는 보도가 나왔다. 7일 일본 NHK 방송은 “일본에서 규모 6.0의 지진이 발생했다”면서 “진앙지는 지바현 인근에 위치한 바다고 높이는 66km다”고 보도했다. 이어 8일 교도통신 집계에 따르면 사망자는 62명이며 중상 피해자도 최소 6명이다. 생사여부가 확인되지 않은 사람도 45명에 달한다.

(이하 생략)

<00신문, 2018년 7월 기사 발췌>

,QWUR

(3)

우리 인류는 지금껏 수많은 재해・재난 상황을 경험해 왔다. 지진, 화산, 폭우 등의 자연재해는 물론, 1995년 1,400여명의 사상자가 발생했던 삼풍백화점 붕괴 사고, 2014년 300여명의 사상자가 발생했던 세월호 침몰 사건 등이 그 예이다. 특히 과학과 기술의 발전으로 우리사회가 거대화, 고속화 되어갈수록 뜻하지 않은 재해・재난의 피해는 더욱 커지고 있으며, 이에 따른 사회적 파급효과 역시 과거와 비교할 수 없을 정도로 크다. 이처럼 재해・

재난은 우리 인류에게 경제적, 사회적 문제를 발생시켜 우리 사회의 지속가능발전을 저해하고 있다. 그렇다면 과학과 기술의 발전은 재해・재난 상황에 있어 우리 인류에게 악영향을 주는 것일까?

인류는 이러한 재해・재난으로부터 피해를 줄이기 위해 과학과 기술을 활용한다. 다양한 상황에 대한 예측과 경보는 물론, 인간이 접근하기 힘든 사고 위치에 로봇을 투입하여 복구와 구조 활동을 수행하기도 한다. 이렇듯 재해・재난 상황을 극복하기 위한 과학과 기술의 활용 사례를 확인하고 또 이를 직접 경험해보는 과정은 과학의 효용성을 인식하는 계기가 될 것이다.

<화재 감지기> <국내 재난대응 로봇 (휴보와 똘망)>

(4)

3URORJXH

영화 속 재해・재난 이야기

재해・재난은 우리의 주변에서 끊임없이 발생하고 있다. 화산, 지진과 같이 인간의 범위 내에서 통제할 수 없는 자연재해는 물론, 화재, 교통사고 등 우리 인간이 살아가면서 발생시키는 다양한 형태의 재해・재난이 발생한다.

이러한 재해・재난은 사회・경제적으로 많은 피해를 주며, 때로는 큰 인명피해를 만들어 내기도 한다.

이러한 재해・재난의 피해는 우리 모두가 직면할 수 있는 가능성이 있기 때문에 많은 사람들의 두려움의 대상이 되기도 하며, 반대로 이를 극복하는 과정을 통해 위로받거나 기쁨을 느끼기도 한다. 이러한 이유로 재해・재난은 영화의 단골 소재가 되기도 한다.

다음은 재해・재난을 소재로 한 다양한 영화의 예고편을 나타낸 것이다. 스마트폰 장비를 활용해 예고편을 감상한 후 아래의 질문에 대한 답을 생각해보자.

ࢤпః਋ӝ

■ 재해ㆍ재난이란 무엇일까?

■ 재해ㆍ재난은 인간의 삶에 어떤 영향을 줄까?

■ 과학기술과 재해ㆍ재난은 어떤 관계가 있을까?

1차시

(5)

3URORJXH

재해・재난이란?

재해는 날씨 등의 자연현상의 변화, 또는 인위적인 사고로 인해 발생하는 사회적・경제적 피해를 의미하며, 재난은 재해로 인해 인간이 받게 되는 피해를 의미한다. 재해・재난은 발생 원인에 따라 다음과 같이 자연재해와 인위재해로 나눈다.

자연재해는 자연현상에 기인한 재해・재난으로 기상재해(태풍, 홍수, 폭설, 가뭄 등), 지질재해(지진, 화산 등), 감염성 질병 확산 등이 있으며, 인위재해는 인간의 활동 과정에서 발생하는 재해・재난으로 화재, 화학물질 유출, 운송수단 사고 등이 있다.

▣ 자연재해

▣ 인위재해

이러한 재해・재난은 막대한 경제적인 피해 뿐만 아니라 인명 피해까지 발생시킬 수 있어 우리에게 좋지 않은 영향력을 주며, 대규모의 재해・재난은 사회적인 문제를 야기 시킬 수 있다. 그렇다면 우리는 이러한 재해・

재난의 피해를 줄이기 위해 어떤 노력을 할 수 있을까?

<기상재해>

<화재>

<지질재해>

<화학물질 유출>

<질병확산>

<운송수단 사고>

1차시

(6)

3URORJXH

재해・재난 극복을 위한 과학기술의 활용

인류는 재해・재난으로부터 스스로를 지키기 위해 많은 노력을 해 왔다. 자연재해의 경우 인위적으로 발생을 완전히 근절시킬 수 없는 불가항력적인 요소를 지니고 있으므로 내진설계, 방파제와 같은 예방시설을 구축하기도 한다. 또, 각종 센서를 활용해 실시간 감지기를 제작하기도 하고, 재난대응 로봇을 사람이 접근하기 힘든 환경에 투입하여 인명구조 활동이나 복구 활동에 활용하기도 한다.

다음은 재해・재난을 극복하기 위해 과학기술을 활용한 사례를 정리하여 나타낸 것이다.

구분 설명 예시

예방 재해・재난 발생 이전에

이를 대비하는 기술

해일에 대한 대비를 위해 방파제를 설치하여 생활환경까지 심한 파도가 치지 못하게 한다.

예측 재해・재난 발생 가능성을

예측하는 기술

지진, 지열, 가스 방출량 등에 대한 자료를 토대로 화산 폭발의 가능성을 예측한다.

감지 재해・재난 발생 시

이를 감지하는 기술 지진계를 활용해 지진의 규모 및 크기를 감지한다.

전달 재해・재난 발생사실과

안전대책을 알리는 기술 폭염 발생 시 재난문자 알림 서비스를 활용해 외부활동 유의사항을 전달한다.

복구 재해・재난 발생 후

피해를 복구하는 기술

재난대응 로봇을 개발하여 인간이 활동하기 어려운 재해・재난 상황에 로봇을 투입한다.

이처럼 과학기술은 예방, 예측, 감지, 전달, 복구 등의 역할을 수행하여 재해・재난으로부터 우리를 보호해주고 있다.

<재난 예방시설의 예 - 방파제> <국내 재난대응 로봇 (휴보와 똘망)>

1차시

(7)

] ᔾ•b•ᩕ•ʑ

우리 주변의 재해・재난 이야기

▣ 우리 주변에서 발생하는 재해・재난 알아보기

인터넷을 통해 우리 주변에서 발생했던 다양한 재해・재난의 사례를 조사한 후 다음의 양식에 따라 정리해보자.

▶ 사례 1 :

• 내 용 :

• 원 인 :

• 결 과 :

▶ 사례 2 :

• 내 용 :

• 원 인 :

• 결 과 :

1차시

(8)

] ᔾ•b•⠝•⊹•ʑ

▣ 과학기술을 활용한 재해・재난의 극복

다음은 재해・재난을 극복하기 위해 과학기술이 활용되는 분야를 나타낸 것이다. 재해・재난 사례 중 하나를 선택하여 이를 극복하기 위해 과학기술이 어떻게 활용될 수 있는지 생각해보자.

▶ 모둠에서 선택한 재해・재난 사례 :

과학기술을 활용한 재해・재난의 극복

예방

예측

감지

전달

복구

1차시

(9)

] ᔾ•b•݅•ḡ•ʑ

학습내용 정리 및 생각 공유하기

학습한 내용을 여러 친구들 앞에서 공유하며, 자신의 생각을 정교하게 다듬어 봅시다. 친구들이 발표할 때에는 경청하며, 비난 보다는 개선할 점을 찾아주는 시간이 되도록 합시다.

발표내용 1. 재해・재난이란 무엇일까요?

2. 재해・재난은 우리 일상생활에 어떤 영향을 줄까요?

3. 재해・재난을 극복하기 위해 과학기술은 어떤 역할을 할까요?

모둠이름 생각 공유하기

내가 몰랐던 점 바르고 고쳐야 할 점 1차시

(10)

] ᔾ•b•ࡹ•࠭•ᦥ•ᅕ•ʑ

학습 평가하기

모둠원과 학습한 과정 중 자신의 수업태도 및 학습분량, 창의성을 평가해봅시다. 모둠원의 아이디어에 개선할 점을 안내해주고, 격려해줍시다.

▣ 수업 되돌아보기

▶ 스스로를 정직하게 평가하고, 다음 수업을 준비해봅시다.

첫째 모둠원과 함께 학습에 집중하였나요? 5, 4, 3, 2, 1

둘째 재해・재난의 사례를 인터넷을 통해 검색해서 정리할 수 있나요? 5, 4, 3, 2, 1

셋째 재해・재난이 일상생활에 어떤 영향을 주는지 설명할 수 있나요? 5, 4, 3, 2, 1

넷째 재해・재난 극복을 위한 과학기술의 역할을 설명할 수 있나요? 5, 4, 3, 2, 1

다섯째

수업시간에 힘들었던 점은 무엇인가요?

1차시

(11)

3URORJXH

재해・재난에 대한 과학 기술의 도전 - 경보기

재해・재난의 피해를 줄이기 위해 과학기술을 활용한 사례 중 하나는 경보기이다. 우리는 일상 생활에서 화재경보기, 풍랑경보기 등 다양한 경보기를 활용하고 있으며 이로부터 얻은 정보를 활용해 재해・재난을 예측하고 예방한다. 이런 다양한 경보기는 각각의 역할은 다르지만 감지 대상이 되는 물리량을 측정한 뒤 조건에 따라 후속 동작을 만들어 낸다는 점에서 공통점을 갖는다. 이를 토대로 생각해 볼 때, 우리가 경보기를 만들기 위해서는 다음과 같은 사항을 고려해야한다.

1. 경보기가 측정해야 하는 물리량은 무엇인가?

2. 경보를 효과적으로 하기 위한 방법은 무엇인가?

이와 같은 정보를 알아내기 위해서는 먼저 극복하고자 하는 재해・재난의 특징을 알아야만 한다. 예를 들어 화재를 감지하기 위해서는 온도, 불꽃, 가스 등 화재 발생 시 발생하는 특징을 확인해야 하며, 혹은 화재가 잘 발생하는 온도와 습도의 조건을 파악하여 예방적 차원의 감지를 할 수도 있다. 마찬가지로 효과적인 경보를 하기 위해서는 경보가 필요로 하는 사람의 집단과 그 특징을 파악할 필요가 있다.

이번 활동에서 우리는 지진 경보기를 만들어보는 시간을 갖고자 한다. 이를 위해 지진의 특징은 물론 지진으로 인해 피해를 당할 수 있는 피해자들과의 공감의 과정도 필요할 것이다.

ࢤпః਋ӝ

■ 지진 경보기를 필요로 하는 사람을 어떻게 알 수 있을까요?

■ 지진이 발생했다는 것을 어떻게 감지할 수 있을까요?

■ 지진이 발생할 때, 피해를 줄이기 위한 방법에는 무엇이 있을까요?

2-3차시

(12)

3URORJXH

지진에 대한 이해

지진 경보기를 만들기 위해서는 지진에 대한 이해를 바탕으로 지진이 발생하는 상황을 어떻게 감지할 것인지를 정해야 한다.

지진이란 한 지점에 응축되어 있던 지구 내부의 에너지가 급격히 방출될 때 일어나는 현상으로 땅이 흔들리거나 갈라져서 인간에게 피해를 주는 자연재해의 한 종류이다. 지진은 핵무기 실험과 같이 인위적인 상황에서도 발생할 수 있지만, 자연 상태에서 발생하는 지진의 원인은 판구조론에

따른 판의 운동으로 설명한다.

판 구조론에 따르면 지구의 표면은 여러 개의 판으로 이루어져 있고, 각각의 판은 맨틀 대류를 따라 이동하면서 판의 경계에서 지진이나 화산 활동과 같은 지각 변동을 일으키게 된다. 이 과정에서 서로 다른 판은 충돌 혹은 마찰을 일으키게 되는데, 이 때 받은 힘에 의해 지층이 끊어지게 되면 그 충격이 주변으로 확산되어 지진이 발생하게 된다.

지진이 발생하게 되면 지표면이 흔들리게 되며, 심할 경우 건물이 붕괴되거나, 땅이 갈라지는 등 대규모의 피해가 발생하기도 한다. 또 강이나 샘물의 흐름이 바뀌기도 하며, 지하수가 분출해 솟구치는 일이 발생하기도 한다. 해저에서 발생하는 지진은 해수에 진동을 가해 쓰나미(tsunami)를 만들기도 한다.

2-3차시

(13)

3URORJXH

지진으로부터 피해를 줄이기 위해서는?

지진은 불가항력적으로 발생하는 자연재해이므로 우리가 지진의 발생을 막을 수는 없다. 그러므로 우리가 지진으로부터 피해를 줄이기 위해서는 우선 지진의 발생을 정확하게 예측하는 것이 필요할 것이다. 하지만 현재까지의 과학기술로는 지진을 완벽하게 예측할 수 있는 방법은 없다고 말할 수 있다. 속설로는 지진운이나 지진광, 곤충들의 대 이동 등으로 지진을 예측할 수 있다고 하지만 과학적으로 확실하게 증명된 사례는 없다.

그나마 P파와 S파의 상대적인 속도 차이를 측정하는 방법이나, 방사성 동위원소 양의 변화 등을 활용해 지진을 성공적으로 예측한 경우는 있으나 이러한 방법 역시 모든 지진 상황에 적용되지는 않는다. 그러므로 예측을 통해 지진을 대비하는 것 역시 현재까지는 불가항력적이라 할 수 있다. 그러므로 우리는 지진의 피해를 막기 위해 주로 내진설계 방식으로 건물을 짓는 등 예방적 차원의 관리가 이루어지고 있다.

<다양한 지진 예방 건축 설계 구조>

또한, 지진이 발생했을 때, 우리의 부주의로 인한 2차적 피해가 발생하는 경우도 많다. 엘리베이터 안에 갇히는 경우, 떨어지는 물체에 부딪히는 경우, 무너지는 벽에 깔리는 경우 등이 그 예이다. 이러한 2차적 피해를 줄이기 위해서는 평소에 지진대비 행동요령을 정확히 숙지하고 있어야 한다. 더하여, 지진이 발생했을 때 적절한 안내와 경고 메시지 등을 통해 이를 상기시켜 준다면 지진으로부터의 피해를 보다 줄이는데 도움이 될 것이다.

2-3차시

(14)

<행정안전부 재난대비 국민행동요령 중 지진대비 행동요령>

(15)

] ᔾ•b•ᩕ•ʑ

지진 경보기 제작을 위한 상황 분석하기

▣ 활동하기. 지진 감지 물리량 추출하기

지진 경보기를 제작하기 위해서는 지진 상황을 감지할 수 있어야 한다. 앞선 학습자료를 참고하여 지진 발생을 감지할 수 있는 방법과 이를 통해 측정할 수 있는 물리량을 생각해보자.

2-3차시

현상 측정 물리량

(16)

▣ 활동하기. 지진 경보를 위한 작동요소의 선정하기

지진대비 행동요령을 바탕으로 이를 역으로 생각하여 지진이 발생했을 때 2차적 피해가 발생하는 이유를 생각해보자.

지진이 났을 때 해야 하는 행동 ^역으로 지진에 인한 피해가 발생한 이유 생각하기

(17)

] ᔾ•b•⠝•⊹•ʑ

▣ 활동하기. 지진 경보기 만들기

다음은 지진이 발생했을 때 생길 수 있는 하나의 상황과 이를 해결하기 위해 구상한 아이디어를 나타낸 것이다.

<문제 상황>

철수는 최근 발생한 지진 때 다리를 다쳐서 병원에 입원을 했다. 지진이 발생하는 순간 벽에 걸려있던 시계가 철수의 다리로 떨어졌기 때문이다. 평소에 지진대비 행동요령을 배워서 지진이 발생했을 때에는 벽에서 떨어져야 한다는 것을 알고 있었지만 예고 없이 갑작스레 찾아온 지진 속에서 철수는 당황한 나머지 행동요령대로 행동하지 못했다.

<문제해결 아이디어>

지진 발생 시 떨어질 물건이 있는 벽에 경고등이 들어오는 지진 경보기를 설치해 놓으면 지진 상황에 당황하며 벽 쪽으로 다가가던 사람이 경고등을 보고 벽에 기대지 않을 것이다.

위의 내용을 참고하여 지진에서의 2차 피해 방지를 위한 지진 경보기를 만들어보자.

1. 다음은 경보기가 작동하는 과정을 일상어(자연어)로 나타낸 것입니다. 빈 칸에 적절한 말을 넣으시오.

( ㉠ )이 감지되지 않았을 때에는 벽에 붙어있는 경보기에서 ( ㉡ )이 나오지 않고, 만약, ( ㉠ )이 감지된다면 경보기에서 ( ㉡ )이 나온다.

2. 일상어(자연어)로 표현된 경보기의 작동 단계를 아래와 같은 순서도의 형태로 나타내고자 할 때, 빈 칸에 적절한 말을 채우시오.

지진 경보기 만들기

2-3차시

Yes

No

(18)

3. 아래의 회로도를 활용하여 지진 경보기의 회로를 만들어 보자.

• 준비물 : 노트북, 아두이노, 브레드보드, 전선, 진동센서(Vibration Sensor Switch), LED • 핀연결 : 진동센서 - 3pin, LED - 4pin

4. 아래의 아두이노 코드를 IDE에 입력한 후 아두이노에 업로드 시킨 후 경보기를 흔들어가며 정상적으로 작동하는지를 확인해보자.

• 현재 만든 경보기보다 더 좋은 성능의 경보기를 만들기 위한 개선 방안을 생각해봅시다.

(19)

] ᔾ•b•݅•ḡ•ʑ

학습내용 정리 및 생각 공유하기

발표내용 1. 지진의 발생 원인과 특징은 무엇인가요?

2. 지진을 감지하기 위한 물리량을 무엇인가요?

3. 지진 발생 시 피해를 줄이기 위한 방법은 무엇인가요?

내가 몰랐던 점 바르고 고쳐야 할 점 2-3차시

(20)

] ᔾ•b•ࡹ•࠭•ᦥ•ᅕ•ʑ

학습 평가하기

▣ 수업 되돌아보기

둘째 지진의 발생 원인과 특징을 설명할 수 있나요? 5, 4, 3, 2, 1

셋째 지진의 특성을 바탕으로 이를 감지하기 위한 물리량을 추출해 낼 수 있나요? 5, 4, 3, 2, 1

넷째 지진 발생 시 발생하는 피해를 바탕으로 이를 줄이기 위한 아이디어를 제시할 수

있나요? 5, 4, 3, 2, 1

다섯째

2-3차시

(21)

3URORJXH

자동화 장치를 만들기 위해서는...

앞서 지진 경보기를 만들었던 것과 같이 우리가 재해・재난의 피해를 줄이기 위한 자동화 장치를 만들기 위해서는 우리가 극복하고자 하는 재해・재난의 특성을 정확하게 알고 있어야 한다. 또, 그 상황에 대한 이해와 공감을 바탕으로 재해・재난 상황에서 피해가 발생하는 이유를 발견해야만 한다. 이 후, 이를 바탕으로 제작 부품을 선택하고, 회로 제작, 코딩과 같은 기술적인 역량을 발휘하여 작품을 제작해 제작해야만 한다. 또, 이를 기반으로 더 나은 기능을 갖추고자 끊임없이 개선의 방법을 고민하는 과정은 보다 완성도 높은 자동화 장치를 제작할 수 있게 만들어 줄 것이다.

그럼 지금부터, 앞서 활동했던 지진 경보기의 제작 과정을 상기시켜 가면서 모둠에서 극복하고 싶은 재해・재난 상황 중 하나를 선택하여 이를 극복을 위한 우리 모둠의 자동화장치를 만들어 보자.

ࢤпః਋ӝ

■ 자동화 장치 제작을 위해 필요한 부품은 어떻게 선택할 수 있을까?

■ 문제 상황 해결을 위한 진짜문제(도전과제)는 어떻게 찾을 수 있을까??

4-7차시

(22)

3URORJXH

센서와 액추에이터

자동화 장치를 제작하기 위해서는 먼저 작동을 위한 조건을 감지할 수 있어야 한다. 이렇듯 외부에서의 신호를 감지하는 부품을 센서라고 하며, 이는 인간의 감각기관에 대응된다.

구분 감각기관 (눈) 센서 (CdS 광센서)

외부 신호 빛 빛

신호의 전달 ^시신경 ^전선

신호의 처리 ^뇌 ^MCU

모형도

<인간의 감각기관과 센서의 비교>

또, 자동화 장치는 상황에 따른 적절한 동작을 수행할 수 있어야 한다. 이렇듯 컴퓨터의 명령(신호)에 따라 동작을 수행하는 부분을 액추에이터라 하며, 이는 인간의 운동기관에 대응된다.

구분 운동기관 (팔) 액추에이터 (서보모터)

신호의 출발 ^{뇌 혹은 척수} ^MCU

신호의 전달 ^운동신경 ^전선

작동 내용 팔이 움직인다. 모터가 돌아간다.

모형도

<인간의 운동기관과 액추에이터의 비교>

4-7차시

(23)

3URORJXH

알고리즘 작성하기

자동화 장치를 제작하기 위한 부품의 선택이 완료 되었다면, 다음으로는 자동화 장치의 작동 과정을 설계해야 한다. 이러한 설계를 보다 쉽게 단계적으로 나타내는 것이 바로 알고리즘이다.

알고리즘이란 주어진 문제를 논리적으로 해결하기 위해 필요한 절차와 방법을 설계하는 과정을 의미한다.

논리적 흐름에 따라 작동 단계를 서술하는 것 역시 알고리즘이라고 볼 수 있지만, 일반적으로 순서도(Flow Chart) 의 형태로 표현하기도 한다. 알고리즘 순서도를 작성하기 위한 주요 기호는 다음과 같다.

<알고리즘 순서도 주요 기호>

4-7차시

(24)

] ᔾ•b•ᩕ•ʑ

센서와 액추에이터의 종류 확인하기

▣ 활동하기. 센서와 액추에이터의 종류 확인하기

인터넷 검색을 통해 다양한 센서와 액추에이터를 조사해 정리해보자.

▶ 센서

센서의 종류 기능 및 특징

초음파 센서

온습도 센서

사운드 센서 자기장 센서

압력 센서

▶ 액추에이터

액추에이터의 종류 작동내용 및 특징

LED LCD

피에조 스피커 서보 모터

DC 모터

4-7차시

(25)

] ᔾ•b•⠝•⊹•ʑ

▣ 활동하기. 재해・재난의 특징 확인하기

우리 주변에서 발생할 수 있는 재해・재난 중 한 가지를 선택한 후, 다음 양식에 따라 정리해가며 특징을 확인해보자.

1. 우리가 극복하고 싶은 재해・재난 : 2. 선택한 재해・재난에 대한 이해 :

• 발생 원인 :

• 발생 시 특징 :

• 안전을 위한 행동 요령 :

재해・재난의 특징 확인하기

4-7차시

(26)

▣ 활동하기. 공감 인터뷰

1. 다음 단계에 따라 모둠에서 선택한 재해ㆍ재난 상황에서 발생하는 피해에 관한 공감 인터뷰를 실시해보자.

① 모둠에서 조사한 재해ㆍ재난 발생 시 받을 수 있는 피해와 관련된 핵심 질문을 만든다.

ex) 지진 발생 시 2차 피해가 생기는 이유는 무엇일까?

지진 피해의 최대 피해자는 누구일까? 등

② 모둠 내에서 질문자와 답변자로 역할을 나눈 후 다음과 같은 역할을 수행한다.

•질문자 : 모둠활동지를 가지고 다니며 인터뷰 실시

•답변자 : 타 모둠의 질문에 대해 포스트잇에 의견을 적어 인터뷰판에 부착

③ 인터뷰가 완료되면 본인의 모둠으로 복귀하여 인터뷰 내용을 분류한다.

2. 연관성이 있는 내용끼리 재구성하여 정리한 후 아래의 표에 정리해보자.

구분 내용

1

2

3

3. 모둠 토의를 통해 재해ㆍ재난 상황에서 피해가 발생하는 핵심 원인을 정리해봅시다.

공감 인터뷰를 통한 진짜 문제 발견하기

(27)

▣ 활동하기. 자동화 아이디어 구상하기

1. 모둠 토의를 통해 재해・재난 상황의 피해 원인을 바탕으로 피해를 줄이기 위한 방안을 설명해보자.

2. 위 방안을 실현시키기 위해 필요한 센서와 액추에이터를 선정해보자.

• 센서 :

• 액추에이터 :

3. 위에서 구상한 자동화 아이디어의 작동 단계를 자연어(일상어)로 나타내봅시다.

자동화 아이디어 구상하기

(28)

4. 자연어(일상어)로 표현된 자동화장치의 작동 과정을 알고리즘 순서도로 표현해봅시다.

(29)

▣ 활동하기. 재해・재난 경보기 만들기

1. 위의 알고리즘을 바탕으로 다음 단계에 따라 자동화 장치를 만들어봅시다.

단계1. 회로 점검하기

• 센서와 액추에이터를 MCU에 연결한다.

• 센서의 입력 데이터에 따라 액추에이터의 동작이 일어나도록 코딩한다.

단계2. 외관 만들기

• 센서와 액추에이터의 구조와 크기, 쓰임새 등을 고려해 자동화 장치의 외관을 만든다.

단계3. 회로와 외관 조립하기

• 제작된 외관에 회로를 결합하여 최종 자동화 장치를 만든다.

2. 완성된 작품을 사진으로 찍은 후 출력하여 아래에 붙여봅시다.

완성 작품 모습

3. 보다 나은 작품을 만들기 위한 개선의 아이디어를 생각해봅시다.

나만의 경보기 만들기

(30)

] ᔾ•b•݅•ḡ•ʑ

학습내용 정리 및 생각 공유하기

발표내용

1. 센서와 액추에이터는 우리 인체의 무엇에 비교할 수 있을까요?

2. 자동화 장치를 만들기 위해 재해・재난의 특징을 살펴보는 이유는 무엇일까요?

3. 알고리즘을 작성하는 이유는 무엇일까요?

내가 몰랐던 점 바르고 고쳐야 할 점 4-7차시

(31)

] ᔾ•b•ࡹ•࠭•ᦥ•ᅕ•ʑ

학습 평가하기

▣ 수업 되돌아보기

둘째 센서와 액추에이터를 인체의 부위에 비유하여 설명할 수 있나요? 5, 4, 3, 2, 1

셋째 재해・재난의 특징을 바탕으로 경보기의 제작을 위한 부품을 선택할 수 있나요? 5, 4, 3, 2, 1

넷째 경보기의 작동을 위한 단계를 나누어 순서에 맞게 배열할 수 있나요? 5, 4, 3, 2, 1

다섯째

4-7차시

(32)

3URORJXH

전시장 학습이란?

박물관이나 과학관과 같은 전시장에 갔던 경험을 떠올려보자. 한 공간 안에는 다양한 주제를 가진 전시물들이 전시되어 있으며 우리는 원하는 작품을 순서에 상관 없이 자유롭게 돌아다니면 관람할 수 있다. 때로는 전시물을 소개해주시는 분을 통해 전시품에 대해 소개도 받기도 한다. 이렇듯 전시장을 한 바퀴 돌아가며 관람을 하게 되면 우리는 그 안에 있는 다양한 작품들을 쉽게 이해할 수 있다.

전시장 학습은 이러한 전시장의 장점을 활용한 학습의 방법 중 하나이다.

전시장 학습에서는 모둠에서 소개하고 싶은 주제에 대해 소개하는 자료를 만들며 이를 전시물과 함께 게시한다.

모둠원의 역할은 관람자와 설명자의 역할로 나뉘게 되며, 각 역할에 따라 모둠의 전시물을 소개하기도, 혹은 타 모둠의 전시물을 소개 받기도 한다. 이러한 과정 안에서 관람자는 다양한 정보를 쉽게 얻을 수 있고, 소개자는 반복된 설명 과정을 통해 내용에 관한 이해도를 높이며 발표력 또한 향상시킬 수 있다.

ࢤпః਋ӝ

■ 과거에 전시장을 관람한 경험을 떠올리며, 전시장에서의 학습이 주는 장점을 생각해봅시다.

■ 전시장 학습이 주는 자료의 공유는 어떤 장점을 가지고 있을지 생각해봅시다.

8차시

(33)

] ᔾ•b•ᩕ•ʑ

작품 개요 작성하기

▣ 활동하기. 작품 개요 만들기

다음 양식에 따라 모둠에서 만든 자동화 장치에 대한 개요를 작성해보자.

•작품명 :

•제작의도 :

• 작품의 특징 :

• 작품의 장단점 :

• 기대효과 :

• 개선 아이디어 :

8차시

(34)

] ᔾ•b•⠝•⊹•ʑ

▣ 활동하기. 재해・재난 자동화 장치 만들기

다음의 내용을 포함하여 모둠에서 제작한 재해・재난 경보기에 대한 안내 자료를 제작해 봅시다.

작품명 / 모둠명 / 모둠원 작성

필수 작성 내용을 포함해 모둠에서 표현하고 싶 은 다양한 내용을 작성

작품을 소개받은 사람들에게 댓글을 받는 공간

▶ 필수 작성 내용

- 재해・재난 관련 : 모둠에서 선택한 재해・재난의 종류와 원인, 발생시 피해 규모 - 자동화 장치 관련 : 센서와 액추에이터를 선택한 목적, 장치를 통한 기대효과 - 이상 외 모둠에서 표현하고 싶은 다양한 내용 등

작품 소개자료 만들기

8차시

(35)

▣ 활동하기. 전시장 관람하기

1. 모둠 안에서 관람자와 발표자의 역할을 나누어 다음의 역할을 수행한다

관람자 다른 모둠을 순회하며 각 모둠의 발표를 경청한 후, 관람일지를 작성한다.

발표자 모둠에서 제작한 재해・재난 경보기에 대해 관람자에게 설명을 한다.

2. 순회가 마무리되면 관람자와 발표자의 역할을 바꿔 다시 한 번 순회한다.

<전시장 학습 관람일지>

전시장 관람하기

8차시

• 작품명 :

• 작품요약 :

• 인상적인 부분 :

• 작품명 :

• 작품요약 :

• 작품명 :

• 작품요약 :

• 작품명 :

• 작품요약 :

(36)

] ᔾ•b•݅•ḡ•ʑ

학습내용 정리 및 생각 공유하기

발표내용

1. 우리 주변에서 발생하는 다양한 재해・재난의 원인은 무엇일까요?

2. 재해・재난 상황에서 피해를 줄이기 위한 방법은 무엇일까요?

내가 몰랐던 점 바르고 고쳐야 할 점 8차시

(37)

] ᔾ•b•ࡹ•࠭•ᦥ•ᅕ•ʑ

학습 평가하기

▣ 수업 되돌아보기

둘째 전시 자료를 제작하는 과정에서 협업하여 함께 활동했나요? 5, 4, 3, 2, 1

셋째 타 모둠의 발표를 경청하며 공감하고자 노력하였나요? 5, 4, 3, 2, 1

넷째 재해・재난의 원인과 피해를 줄이기 위한 방안에 대해 경청하며 이해하였나요? 5, 4, 3, 2, 1

다섯째

8차시

(38)

연 구 원 : 윤 현(한남대학교) 연 구 원 : 한제준(남원 대산초) 연 구 원 : 김은정(전주 우림초) 연 구 원 : 정지현(광주 대성초) 연 구 원 : 정은정(대전 대룡초) 연 구 원 : 박종명(세종 두루중) 연 구 원 : 송옥수(경기 예봉중) 연 구 원 : 조규동(서울 명지고) 연 구 원 : 박종일(경기 동화고)

중 학 교 군 : 경기 장당중, 세종 두루중

자 유 학 기 제 : 대전 두리중, 경기 성호중, 세종 두루중

■자문 및 검토

교육과정 : 안유민(한국교육과정평가원) 초등교재 : 박수진(음성교육지원청)

중등교재 : 송주현(음성 생극중), 박기락(광주 하남중) 검 토 : 장순선(한국교통대)

저 작 권 : 법무법인 오름

본 연 구 서 는 비 매 품 으 로 서 교 육 을 위 하 여 정 당 한 범 위 안 에 서 공 정 한 관 행 에 합치되게 공표된 저작물을 일부 인용하였음을 확인합니다.