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교사용

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Academic year: 2022

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(1)

2014년 융합인재교육(STEAM) 3~4 학년 아웃리치 프로그램

교사용 지도서

(주차장을 밝혀라)

(2)

교사용 지도서

초등학교

3-4학년 주차장을 밝혀라!

1. 주제 개요

이 수업은 4학년 1학기 사회 1단원 ‘도시의 발달과 주민생활’에서 학생들이 자기 동네의 가로등을 관찰하여 본 뒤 가로등이 켜지는 원리를 발견해보고 가로등 프로그 램 만들기를 통해 지하주차장의 조명시스템을 창의적으로 설계해보는 시간을 갖고자 한다.

본 프로그램의 구성은 다음과 같다. 상황제시에서는 가로등이 어두워지면 자동으로 켜지 는 시스템을 관찰하고 그 원리에 대해 궁금증을 가진 후 ‘조건 찾기 놀이’를 통해 조건에 따라 동작하는 프로그램의 원리를 이해하게 한다. 창의적 설계에서는 앞에서 살펴본 원리 를 바탕으로 가로등 프로그램 만들기를 센서보드와 스크래치 프로그램으로 구현해보았다.

마지막 감성적 체험에서는 우리 동네나 아파트 주차장의 전기를 절약하면서 안전하고 편리 한 주차장의 조명 시스템 조건을 생각해보고 인공지능과 연결시켜 생각해보도록 한다.

본 수업은 자신의 살고 있는 아파트나 동네의 가로등을 관찰하여 본 후 안전하고 편리한 주차장 조명 시스템을 설계해보는 수업으로 어떤 지역에 거주하더라고 적절히 수정하여 적 용될 수 있다.

상황제시 창의적 설계 감성적 체험

·저절로 켜지는 가로등의 원리 가 무엇인지 생각해본다.

·조건 찾기 놀이를 통해 조건 따라 동작하는 프로그램의 원리를 찾아보고 스크래치 로그램의 조건문을 생각해본 다.

․스크래치로 프로그램과 센서 보드를 활용하여 가로등 프로 그램 만들기를 실행해본다.

·어두워지면 저절로 켜지는 로등의 원리를 생각하며 센서 보드를 활용해본다.

․ 우리 아파트나 동네의 주차 장처럼 전기도 절약하면서 리한 실내주차장의 전등 켜는 방식을 생각해보자.

(3)

○ 교육과정 분석

학년 과목 단원 내용요소 활동적용 예

4 사회 4-1-2.도시의 발달과 주민생활

도시문제의 해결방안을 모색 하고 문제해결에 참여하기

․ 우리 아파트나 동네의 가로 등을 살펴보고 안전하고 편리 한 주차장 조명 시스템의 조건 을 생각하여 보기

4 과학 4-2-1. 재미있는 나의 탐구

탐구주제를 정하여 실행하여 보기

4 국어 4-1-6. 소중한 정보

텔레비전, 인터넷, 휴대전화 등에서 얻은 정보에 대해 생 각 나누기

2. 학습 목표

○ 내용 목표

- 살고 있는 동네의 문제를 알아보고 해결방안을 찾아볼 수 있다.

- 탐구주제를 정하여 계획하고 실행하여 볼 수 있다.

- 텔레비전, 인터넷, 휴대전화 등에서 얻은 정보에 대해 생각을 나눌 수 있다.

○ 과정 목표

- 저절로 켜지는 가로등의 원리를 이해하고 스크래치 프로그램으로 구현할 수 있 는 순서도를 짤 수 있다.

- 스크래치 프로그램과 센서보드를 활용하여 저절로 켜지는 가로등 프로그램을 만들 수 있다.

3. STEAM 과목 요소

○ S : 탐구주제를 스스로 정해서 계획하고 실행할 수 있다.

○ T/E : 컴퓨터 프로그래밍 언어를 이용하여 프로그램을 만들 수 있다.

○ A: 프로그램의 배경을 디자인하고 특성에 맞는 블록의 형태를 표현할 수 있다.

○ M: 센서보드에 적절한 수치를 입력할 수 있다.

(4)

4. STEAM 단계 요소

○ 상황제시

- 저절로 켜지는 가로등의 원리 생각해보기

- 우리 동네나 아파트의 어두운 곳을 밝혀 주어야할 장소 생각해보기 - 실내주차장 조명의 작동방법 생각해보기

- 조건 찾기 놀이를 통해 조건에 따라 동작하는 프로그램 원리 찾아보기 - 스크래치 프로그램의 조건문 이해하기

○ 창의적 설계

- 스크래치로 가로등 프로그램 만들기 1) 센서보드의 빛 센서 사용방법 알아보기

2) 어두워지면 저절로 켜지는 가로등 프로그램 생각하기 3) 스크래치 가로등 프로그램 만들기

○ 감성적 체험(성공의 경험 등) - 주차장을 밝혀보자!

우리 아파트나 동네의 주차장처럼 실내 주차장의 전등을 켜는 방식을 생각해보자.

1) 지하주차장의 특징 생각해보기

2) 지하주차장의 필요한 조건 생각해보기

3) 전기를 절약할 수 있는 주차장의 불 켜지는 조건 생각해보기

우리 주변에 사용되고 있는 인공지능 프로그램을 알아보고 어떤 곳에 인공지능이 사 용될 수 있을지 의견을 나누기

(5)

과목 사 회 수업차시 1회차 (1차시)

단원 2. 도시의 발달과 주민생활

교육과정 1) 도시문제를 해결하기 위하여 참여할 수 있는 방법을 살펴본다.

2)도시문제의 해결방법을 알아본다.

학습목표 - 가로등이 저절로 켜지는 원리를 이해할 수 있다.

- 조건에 따라 동작하는 프로그램의 원리를 이해할 수 있다.

학습과정 교수 ‧ 학습 활동 준비물

도입 (5분)

- 우리 고장의 가로등 관찰하기

◼ 우리고장은 가로등은 언제 켜지나요?

◼ 우리고장의 가로등은 어떻게 자동으로 켜질까요?

◼ 저절로 켜지는 가로등의 원리를 생각해보고 이야기하기

과제로 미리 제시할 것

학습활동 (30분)

- 조건 찾기 놀이

◼ 조건과 행동카드를 나눠 갖는다.

◼ 모둠별로 적절한 조건과 행동을 선택한다.

◼ 조건에 맞는 행동을 연습한다.

◼ 선생님에게 질문을 해서 조건에 맞는 행동을 하게 한다.

◼ 가장 많이 행동을 하게 한 모둠이 이긴다.

- 일상생활 속 조건에 따라 행동하는 내 모습 찾아보기

◼ 조건에 따라 특별한 행동을 하는 경우는 언제인가요?

◼ 왜 그런 행동을 할까요?

조 건 문 과 명 령 문 카드

마무리 (10분)

- 조건에 따라 동작하는 프로그램 원리

◼ 조건문 안에 들어있는 명령문은 어떤 경우에 명령이 실행 되는지 생각하면서 저절로 켜지는 가로등의 원리도 생각해보자.

지도상의 유의점

조건 찾기 놀이를 통해 저절로 켜지는 가로등의 원리을 이해할 수 있도록 연결시킨다.

5. 지도안 총괄표

저절로 켜지는 가로등

(6)

과목 과 학 수업차시 2회차(2-3차시)

단원 1. 재미있는 나의 탐구

교육과정 1) 나만의 탐구주제를 정할 수 있다.

2) 정해진 탐구주제에 따라 계획하고 실행할 수 있다.

학습목표

- 센서보드의 빛 센서 사용방법을 이해하고 활용할 수 있다.

- 스크래치 프로그램의 기본 명령을 이해하고 빛 센서를 이용하여 가로등 프로그램 만들기를 할 수 있다.

학습과정 교수 ‧ 학습 활동 준비물

도입 (5분)

- 스크래치 알아보기

◼ 스크래치는 무엇일까요?

◼ 스크래치는 어떻게 구성되어 있을까요?

컴퓨터 ppt자료

학습활동 (60분)

- 센서보드 알아보기

◼ 센서보드 시뮬레이션.sb 파일열기

◼ 센서보드 연결하기

◼ 센서보드의 빛 센서, 소리 센서의 값을 확인하고 어떻게 사 용하는지 알아보기

◼ 스크래치와 센서보드를 이용하여 가로등 프로그램 만들기

◼ 센서값 입력을 달리하며 프로그램 실행 살펴보고 수정하기

컴퓨터, 스 크 래 치 프로그램, 센서보드

마무리 (15분)

- 어두워지면 저절로 켜지는 가로등 프로그램 생가해보기

◼ 낮인 경우와 밤인 경우 가로등의 불 켜기 상태는 어떠해야 할지 생각해보기

◼ 빛센서 값을 생각하며 프로그램 설계하기

◼ 빛센서를 이용하여 어떤 프로그램을 더 만들어 볼 수 있을 지 생각해보기

센 서 보 드 , 스 크 래 치 프로그램

지도상의 유의점

가로등 만들기 프로그램을 구현하기 전에 어떤 순서로 프로그램을 짜야할지 먼저 순서도를 구상하도록 한다.

가로등 프로그램 만들기

(7)

과목 국 어 수업차시 3회차(4차시)

단원 6. 소중한 정보

교육과정

1) 텔레비전, 인터넷, 휴대전화 등에서 얻은 정보에 대하여 생각을 나누기 2) 좋은 댓글에 대한 자신의 생각이나 느낌 표현하기

3) 누리집에서 펼쳐진 활동을 살펴보고 생각이나 느낌 나누기

학습목표 - 전기도 절약하면서 편리한 주차장의 불 켜는 조건을 생각해보자.

- 인터넷이나 휴대전화를 사용하여 인공지능에 대한 정보를 얻을 수 있다.

학습과정 교수 ‧ 학습 활동 준비물

도입 (5분)

- 우리 동네 아파트 주차장의 전등 켜는 방식을 생각해보자

◼ 지하주차장의 특징은 무엇인가요?

◼ 지하주차장의 불 켜는 조건은 무엇이 있을까요?

주차장 사 진

학습활동 (25분)

- 전기를 절약할 수 있는 주차장의 불 켜는 조건 생각해보기

◼ 사람이 들어가면 불이 켜져야 할까요?

◼ 차가 들어가면 불이 켜져야 할까요?

◼ 안전을 위해서는 24시간 불이 켜져야 할까요?

- 인공지능 프로그램 알아보기

◼ 우리 주변에서 인공지능을 이용한 프로그램은 무엇이 있을 까요?

인 공 지 능 활 용 분 야 동 영 상 이 나 사진

마무리 (10분)

- 인공지능을 어떤 분야에 활용하면 좋을지 생각해보기

◼ 인터넷이나 휴대폰을 이용하여 인공지능이 사용되는 분야 정보 찾아보기

◼ 인공지능을 어떤 분야에 활용하면 좋을지 의논해보기

컴퓨터 스마트폰

지도상의 유의점

인공지능 시스템을 이용하여 전기를 절약할 수 있는 주차장의 불 켜는 조건 도 생각해보도록 한다.

주차장을 밝혀보자!

(8)

6. 평가 계획

▢ 학생 자기/동료 평가 계획

평가

방법 평가영역 평가기준

평 가

자기 평가

창의적 설계

◆ 전기를 절약할 수 있는 주차장의 불 켜는 조건을 고안 할 수 있는가?

창의적 설계

◆ 스크래치 프로그램과 센서보드를 활용하여 가로등 켜기 프로그램을 만둘 수 있는가?

동료 평가

감성적

체험 ◆ 동료와 협력하여 의견을 나누며 활동할 수 있는가?

평가영역 평가항목

창의적 설계

스크래치 로그램과 서보드를 용하여 가로 등 켜기 프로 그램을 만둘 수 있는가?

센서보드를 잘 활용하여 가로등 켜기

프로그램을 만들 수 있다.

센서보드 활용법을 해하고 있으나 프로그 램 구성이 다소 미흡하 다.

센서보드 활용법에 대한 이해력이 부족하고 프로그램

구성도 부족하다.

감성적 체험

동료와 협력 하여 의견을 나누며 활동 있는 가?

동료와 협력하여 수업 활동에 참여한다.

동료와 협력하여 수업에 참여하나 적극성이 부족하다.

동료와의 협력이 이루어지지 않아 수업활동이 원활하지

않다.

(9)

MEMO

(10)

7. 학습내용

• 상황제시

우리 고장의 가로등은 어떻게 불이 켜지고 꺼 지는지 미리 관찰하도 록 과제를 내준다.

‣ ‘인공지능 주차장, 전 기요금 30% 줄여’ 신문 기사 읽어주기

http://www.asiae.co.kr /news/view.htm?idxno=2 012012514275761713

자동차나 사람이 들어오 면 자동으로 불이 켜진 다.

• 준비물 인공지능 주차장 신문기사

• 지도 시 주의 사항

학생들이 동네에 있는 가로등을 관찰하여 어떻게 불이 켜 지고 꺼지는지 미리 조사해서 발표하도록 한다.

(11)

• 가로등이 저절로 켜 지고 꺼지는 원리는 무엇인지 모둠별로 자 유롭게 생각하고 의견 을 나누도록 한다.

• 동네나 아파트에 있 는 가로등은 어떤 시 스템으로 제어되는지 추측해보도록 한다.

http://blog.naver.com/e ztcpcom/60195990407

• 지도 시 주의사항

가로등이 저절로 켜지는 원리를 생각할 때 모둠별로 자유 롭게 의견을 나누도록 한다. 과학기술적인 접근도 중요하지 만 엉뚱해도 다양한 추측들이 나오는 분위기를 허용해준다.

• 준비물

가로등 관찰일지

(12)

• 조건 찾기 놀이에서 는 스크래치의 ‘조건 문’에 따른 명령수행을 활동으로 이해하는 시 간이다. 조건문에 다양 한 명령을 넣어 조건문 을 충분히 이해할 수 있도록 놀이형식으로 진행한다.

• 일상생활 속에서 나 는 어떤 경우에 조건에 따라 특별한 행동을 하 게 되는지 일상생활을 떠올려보게 한다.

• 준비물

조건과 행동카드

• 지도 시 주의 사항

일상생활 속에서 나는 어떤 경우에 조건에 따라 특별한 행 동을 하게 되는지 떠올려보고 컴퓨터가 명령에 따르는 것도 사람과 비슷하다고 이해하게 한다.

(13)

• 센서보드가 낯선 상 황이므로 센서보드의 활용법을 먼저 충분히 익히고 난 뒤 프로그 램 만들기에 들어가도 록 한다.

• 센서보드의 다양한 센서를 경험할 수 있 도록 완성된 예제를 제시하여 실행시켜 보 도록 한다.

• 지도 시 주의사항

센서보드를 처음 접하는 학생들이 대부분인 만큼 충분한 이해와 예제프로그램을 통해 센서보드와 친숙해진 후 가로 등 만들기 프로그램을 시작하도록 한다.

• 준비물

컴퓨터, 스크래치 프 로그램, 센서예제 프로 그램, 센서보드

(14)

• 어두워지면 저절로 켜지는 가로등 프로그 램을 스크래치로 구현 하기 전에 어떤 순서도 로 프로그래밍을 해야 할 지 이야기를 나누어 공책에 정리해보도록 한다.

• 스크래치 프로그램 1) 녹색깃발 클릭

2) 배경 낮으로 바뀌 기

3) 빛 센서값이 50미 만인지 확인(조건문) 4) 빛 센서값이 50미 만이면 밤으로 배경 바 뀌기(센서값이 50초과 면 낮 배경 유지)

5) 밤 방송하기- 가로 등 켜지기

• 준비물

컴퓨터, 스크래치 프 로그램, 센서예제 프로 그램, 센서보드

• 지도 시 주의 사항

- 빛 센서 값을 달리하였을 때 프로그램 실행은 어떻게 달라지는지 살펴보게 한다.

- 조건문과 방송하기 블록을 가로등 만들기 프로그램에 어떻게 사용하는 것이 적절한지 알고리즘을 구상한 뒤 프로

(15)

• 인공지능은 우리 일 상생활 속에서 이미 많이 사용되고 있다는 것을 보여주기 위해 가전제품이나 장난감 등을 소재로 먼저 소 개하고 설명해준다.

-인공지능 완구 퍼비 붐(Furby Boom) http://www.mt.co.kr/vi ew/mtview.php?type=

1&no=201410011004 3332267&outlink=1

• 뇌연구 프로젝트

http://imnews.imbc.com/re play/2014/nwtoday/article/

3505120_13495.html

• 로봇대학생

http://www.hkbs.co.kr/?m

=bbs&bid=envplus11&uid

=327336

• 지도 시 주의사항

학생들이 인공지능을 너무 어렵게 생각하지 않도록 친숙한 가전제품이나 장난감에 인공지능이 사용된 예를 제시해 준 다.

• 준비물

컴퓨터, 뉴스 동영상, 신문기사자료 등

(16)

참고자료 1

인공지능 주차장

지하주차장은 항상 어두운 지역이고, 안전한 환경을 만들기 위해서는 항상 불을 켜 두어 야 합니다. 하지만 매일 24시간 동안 전등을 켜두게 되면 전력 낭비가 너무 심합니다.

전기를 아끼면서도 안전한 지하주차장을 만들기 위해서는 어떤 방법을 써야 할까요?

우리나라에서도 이런 고민을 해결하기 위해 2012년에 한 건축회사에서 지하주차장의 전기 를 절감하기 위해 ‘인공지능 주차장’ 시스템을 도입했다. 이 시스템은 전기요금을 최소 30%가량 절약하는 게 가능하다고 한다. 핵심이 되는 기술은 차가 오면 센서로 인식하고 LED 등이 켜지는 방식이고, 안전을 위해서는 위치 인식 시스템과 비상콜 시스템을 연결한 방법을 적용했다.

여러분은 어떤 센서를 이용해서 안전하면서도 밝은 주차장을 만들고 싶나요?

미래에는 어떤 기술을 이용한 인공지는 주차장이 개발될까요?

지하주차장을 이용하면서 여러분의 아이디어를 발전시켜 보세요.

※ 인공지능 주차장(동영상) : http://vimeo.com/110885793

(17)

참고사이트

- 인공지능 완구 퍼비 붐(Furby Boom)

http://www.mt.co.kr/view/mtview.php?type=1&no=2014100110043332267&outlink=1

- 뇌연구 프로젝트

http://imnews.imbc.com/replay/2014/nwtoday/article/3505120_13495.html

- 로봇대학생

http://www.hkbs.co.kr/?m=bbs&bid=envplus11&uid=327336

- 인공지능 주차장

http://www.asiae.co.kr/news/view.htm?idxno=2012012514275761713

참조

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