2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서

(1)

2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서

2021. 11. 17

산북초등학교

(2)

과제명 2021년 STEAM 교사연구회 운영

구분

연구회 구성 유형 (택 1) 프로그램 개발유형 (택 1)

① 융합학습공동체형

(

○

)

1. 자유학기제형

( )

6. 학생 주도 참여형

( )

2. 첨단기술 및 ICT 교구 활용형

(

○

)

7. 고교학점제 기반 학습형

( )

3. 온라인 기반 학습형

( )

8. 예·체능 중심 활동수업형

( )

4. 지역사회 연계형

( )

9. 유·초등 연계형

( )

5. 교육소외계층 포용형

( )

^{10. 자율선택형} (학교 자체 개발 프로그램)

( )

② 글로벌형

( )

StarT 프로그램 참여를 통한 프로그램 개발

프로그램 정보

프로그램명 초등학교 6학년 실과 SW기반의 STEAM 프로그램 적용한 창의 융합교육

신규 개발 ○ 기 개발

학교급 초등학교 대상 학년(군) 6학년

중심과목 실과 중심과목 성취기준 영역 초등학교 6학년 소프트웨어

연계과목 미술

수학 연계과목 성취기준 영역 초등학교 6학년 애니메이션 초등학교 6학년 비례식과 비례배분 연구기간 2021.4.29. ~ 2021.11.30.

신청금액 일금사백만원(￦4,000,000)

참여연구원 총 7명 (연구책임자: 1명, 참여연구원: 6명) 연구 수행자에 관한 사항

구분 소속(학교명) 직위 성명 담당과목

연구책임자 산○초등학교 교사 최○관 초등

참여연구원 가○초등학교 교사 이○우 초등

참여연구원 가○초등학교 교사 허○일 초등

참여연구원 농○초등학교 교사 정○영 초등

참여연구원 모○초등학교 교사 유○영 초등

참여연구원 모○초등학교 교사 조○영 초등

참여연구원 호○○초등학교 교사 박○원 초등

2021년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 STEAM 교사연구회를 운영한 중간 결과로써 본 보고서를 제출합니다.

2021년 11월 17일

주관연구기관장 : 권 도 (직인)

연구책임자 : 최병관 (서명 또는 인)

한국과학창의재단 이사장 귀하

(3)

“이 보고서는 2021년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

(4)

목 차

요약문

··· 01

1. 서론

··· 02

2. 서론

··· 02

3. 연구 수행 내용 및 결과

··· 02

가. STEAM 프로그램 개발‧적용 ··· 03

(1) 프로그램 개발 내용 ··· 03

(2) 프로그램 개발‧적용 결과 ··· 03

나. 성과 확산 및 실천 ··· 04

(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최 ··· 04

(2) STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과 ··· 04

다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사 ··· 04

(1) 수혜학생 태도 조사 ··· 04

(2) 교원 만족도 조사 ··· 05

4. 결론 및 제언

··· 06

[부록]

부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물 ··· 01

부록2. 학생 산출물, 사진, 수업 영상, 성찰일지, 교사의견, 자체평가 결과 물 ··· 35

부록3. 회의록 ··· 36

(5)

<요약문>

주제명

초등학교 6학년 실과 SW기반의 STEAM 프로그램 적용한 창의 융합교육

학교명 산○초등학교외 4개교 연구교원 최○관외 6명 연구대상 6학년 6개 학급

연구의 필요성

코로나19로 인해 비대면, 비접촉의 중요성이 대두됨에 따라 최소한 접촉을 통해 코로나19를 방역에 앞장 서고자하는 생각을 바탕으로 문제를 해결하는 과정에서 교과간의 융합을 통해 핵 심역량을 신장하고 문제해결능력을 기르고자 하였다.

목적 마스크 착용 여부 확인 및 비접촉 소독을 통해 코로나19를 예방하는 프로그램을 설계하고 직 접 작품을 제작할 수 있다.

수행과제 실천 내용

실과 SW기반의 STEAM 프로그램 개발

실과 SW기반의 STEAM 프로그램 적용

실과 SW기반의 STEAM 프로그램 공유 및 확산

가. 각 학교별 역할 분담 나. 프로그램 운영 계획 수립 다. SW기기 활용 연수

가. 실과 SW기반의 STEAM 교육과정 재구성

나. STEAM 프로그램 개발 다. STEAM 프로그램 제작

가. STEAM 프로그램 현장 적용 나. STEAM 프로그램 현장 적 용 결과 바탕으로 수정·보완 다. STEAM 수업 나눔 읽어주기 기능

을 활용한 건 물 출입 시 안 내 및 주의사 항 안내

➡

데이터 모델링 을 활용한 건 물 출입시 마 스크 착용 여 부 확인

➡

열감지 센서 또는 열화상 카메라를 활 용한 발열 확 인

➡

음 성 인 식 센서를 통 한 전화번 호 입력

➡

자동 손소독 뿌리기를 통 한 손소독 실시

운영 결과

6학년 실과 SW기반의 STEAM 프로그램 운영을 위해 각 학 교별 역할 선정 및 역할에 따 른 운영 계획을 수립하였다.

마이크로비트나 과학상자 코 딩보드등의 작동에 대하여 각 자 공부한 뒤 2회의 협의회를 진행하였다. 부족한 부분에 대 하여 개인적으로 연수를 진행 하여 프로그램 운영을 위한 준비를 하였다.

6학년 실과교과를 기반으로 SW기반의 공학 기술 및 과 학, 수학을 연계한 교육과정 을 재구성하고 STEAM 프로 그램을 개발을 위한 아이디어 를 모으고 작품 설계를 구상 하였다. 구상된 작품들을 바 탕으로 선생님들과 함께 작품 을 제작할 수 있도록 하였다.

개발한 프로그램 산출물에 대 하여 학교에서 시범 적용하여 현장에서 사용해 보았다. 작품 의 적용 결과를 바탕으로 부 족한 부분을 수정·보완하여 현 장에서 사용할 수 있도록 하 였다. 또한 STEAM 수업에 대 한 반성회를 실시하여 프로그 램을 진행하는 동안 부족한 부분과 더 보완할 부분을 찾 아 향후 프로그램 적용에 대 한 보완할 점을 찾을 수 있도 록 하였다.

일반화 내용 - 6학년 실과 SW기반의 STEAM 프로그램 10차시 분량 개발

- 6학년 실과 SW기반의 STEAM 프로그램 결과 보고서 작성 후 공유

(6)

1. 서론

코로나19의 델타 변이로 인해 비접촉 문화가 확산하고 있는 분위기에 동참하여 코로 나19 방역 또한 비접촉으로 이루어지고 있다. 이에 맞춰 학교 현장에서 활용할 수 있 는 비접촉 코로나19 방역 프로그램을 아이들과 생각해보았다. 아이들이 직접 만든 만 큼 다른 아이들도 더욱 관심을 갖고 방역에 동참하지 않을까? 라는 생각을 바탕으로 작년에 겪은 코로나19의 경험과 더불어 교과시간에 배운 실과 및 수학, 과학등을 바탕 으로 작품을 제작하고자 하였다.

2. 연구의 목적

가. 교과 간 융합을 바탕으로 실제 수업에서 적용 가능한 STEAM 프로그램의 연구·

개발 및 적용

1) STEAM프로그램을 적용한 교육과정 편성·운영을 위한 교수·학습 자료 개발 2) STEAM교육을 통한 융합적 사고력 및 학습자 중심의 문제해결력과 절차적 사고력 증진

나. STEAM교육을 바탕으로 한 실생활 문제 해결을 위한 프로그램 개발

1) 실생활 중심의 STEAM교육을 통한 실생활의 문제 해결 방안 탐구 및 해결 2) STEAM 교육 활용과 관련한 등 다양한 대회 참여를 통한 SW활용 능력 증진

3. 연구 수행 내용 및 결과

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 초등학교 6학년 실과 SW기반의 STEAM 프로그램 적용한 창의 융합교육 선행

프로그램명 해당 없음

학교급 초등학교

대상 학년(군) 6학년

목표 수혜학생 수 200명

중심과목 실과 중심과목

성취기준 영역 초등학교 6학년 소프트웨어

연계과목 미술 수학

연계과목 성취기준 영역

초등학교 6학년 애니메이션 속으로 초등학교 6학년 비례식과 비례배분

개발계획

주제 연번 차시

(시수) 과목 연계(안)

1 3 실과(2) + 미술(1)

2 3 실과(2)

3 3 실과(2) + 수학(1)

4 3 실과(2)

5 3 실과(2) + 수학(1)

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구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시

총 10차시

수업 적용 기간

2021. 5. ~ 2021. 10.

(STEAM 수업) 수혜학생 수

모

○

초등학교, 호

○○

초등학교 6학년 200명

학생 태도검사 1차(사전) 검사

7월, 6개 학급(200명) 온라인 실시

2차(사후) 검사

10월, 6개 학급(200명) 온라인 실시

학생 및 교사 만족도조사

11월 2일 실시 완료

가. STEAM 프로그램 개발‧적용 (1) 프로그램 개발 내용

코로나19를 예방하기 위해 아래의 단계를 실시하는 인공지능 STEAM 프로그램을 개발 하여 실생활에 적용할 수 있도록 한다.

 1단계: 읽어주기 기능을 활용한 건물 출입 시 안내 및 주의사항 안내  2단계: 데이터 모델링을 활용한 건물 출입시 마스크 착용 여부 확인  3단계: 열감지 센서 또는 열화상 카메라를 활용한 발열 확인

 4단계: 음성인식 센서를 통한 전화번호 입력  5단계: 자동 손소독 뿌리기를 통한 손소독 실시

1~5단계를 통해서 쉽고 간편하게 실내로 출입 가능한 프로그램 개발

(2) 프로그램 개발‧적용 결과

교수학습 지도안 개발

차시(시수)

프로그램명 프로그램 주제 운영

대상(학년

⁾

완료 여부

개발 수업적용 학생수

1 음성인식 및 읽어주기 음성인식 및 읽어주기를

통한 주의사항 안내하기 6학년 완료 완료 30 2 음성인식 및 읽어주기 음성인식 및 읽어주기를

통한 주의사항 안내하기 6학년 완료 완료 30 3 데이터 모델링 마스크 착용/ 미착용 데

이터 모델링 6학년 완료 완료 30

4 데이터 모델링 마스크 착용/ 미착용 데

이터 모델링 6학년 완료 완료 30

5 열감지 센서 열감지 센서를 통한 발

열 체크 6학년 완료 완료 30

6 열감지 센서 열감지 센서를 통한 발

열 체크 6학년 완료 완료 30

7 음성 인식 센서 전화번호 음성 인식 6학년 완료 완료 30

8 음성 인식 센서 전화번호 음성 인식 6학년 완료 완료 30

9 초음파 센서 거리에 따른 초음파 센

서 인식 6학년 완료 완료 30

10 초음파 센서 거리에 따른 초음파 센

서 인식 6학년 완료 완료 30

합계 150

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나. 성과 확산 및 실천

(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최

회차 일시 장소 참석대상 주요내용

1차 ‘21.6. 23. 문경교육지원청

STEAM연구회원 7명

- STEAM연구회 역할 분담 및 운영 계획 2차 ‘21.8. 26 문경교육지원청

STEAM연구회원 7명

- 산출물 제작 계획 수립 및 역할 분담

(2) STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과

회차 일시 장소 참석자 상호 컨설팅 결과

1차 ’21.5.31.(월)

16:30~18:00 온라인 최

○

관 교사(연구책임자) -

STEAM 프로그램 운영 계획 변경

2차 ’21.7.15.(목)

16:30~18:00 온라인 최

○

관 교사(연구책임자) -

STEAM 프로그램 운영 결과 점검 및 추후 운영 방법 문의

다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사

(1) 수혜학생 태도 조사

수혜학생 수

모○초등학교 및 호○○초등학교 6학년 200명

학생 사전•사후 검사 시기

사전검사: 5월, 사후 검사 11월

학생 인터뷰

초등학교 6학년 동안에 가장 기억에 남는 1년이 되었는 것 같다. 처음 보는 SW기기로 수업을 한다고 해서 별로 관심이 없었는데 친구들이 재 미있어 하는 것을 보면서 나도 관심이 갔었다. 그리고 엔트리를 혼자 해보는데 생각보다 재미있었고, COBL로 책에 있는 춤추는 발레리나를 혼자 만들어봤을 때 얼마나 짜릿한 감정을 느꼈는지 모른다. 나와 상관 없다고 했는 것 같았는데 이제는 내가 가장 기다리는 수업이 되었다.

내년에 졸업을 해서 이 수업을 듣지 못해서 아쉽지만 올해 배운 것을 바탕으로 계속 공부해 보고 싶다. - 모전초등학교 6학년 박○혜

5학년때 교육청 SW영재 학급에서 배운 내용을 학교에서 배운다고 하니 너무 설레었다. 내가 좋아하는 수업인데 학교에서 한다고 하니 너무 좋 았다. 수업을 하면서 내가 아는 내용을 친구들에게 알려줄 수 있었고, 평소 친하지 않은 친구와도 많은 이야기를 할 수 있었다. 내가 미술을 잘 못해서 애니메이션을 잘 그리지 못했는데 친구의 도움으로 성공적인 애니메이션이 들어간 엔트리 작품도 만들 수 있었다. 올해의 최고 수업 으로 뽑는 것 중에 하나다 -호서남초등학교 6학년 김○원

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(2) 교원 만족도 조사

4. 결론 및 제언

첫째. STEAM교사 연구회원간의 역할 분담 및 소통의 중요성을 일깨웠다.

2021년 처음 STEAM 교사 연구회 활동을 하면서 회원간의 역할 분담이 필수적임을 알 수 있었다. 특히 지도하는 학년도 다르고 학교가 달라서 역할 분담 및 소통의 문제 점이 있어서 초반에 프로그램 개발 및 적용이 어려웠지만, SW기기 활용 분야, 학생 지도 분야, 학생 지도 보조 분야, 프로그램 개발 적용 분야로 나눔에 따라 원활하게 진 행할 수 있었다.

구분 성명 인터뷰 내용

연구책임자 최○관

올해 처음 시도한 STEAM교사 연구회를 마치면서 많은 것을 느낄 수 있었다. 연구책임자로서 처음에 의욕적으로 실시하였지만 어려운점도 많았다. 하지만 함께 진행한 참여연구원들 덕분에 너무 쉽게 진행되 었는 것 같다. 내년에도 함께 진행하면서 아이들에게 좋은 수업, 아 이들이 행복한 STEAM 수업을 진행해보고자 한다.

참여연구원 이○우

우리학교 우리반 아이들이 대상이 아닌 것이 많이 아쉽다. 내년에는 우리반 학생들을 대상으로 진행하여서 아이들과 더욱 많은 STEAM수 업을 진행해보고 싶다.

참여연구원 허○일

SW기기 활용에 대한 전달 연수를 책임지면서 더욱 성장한 나의 모 습을 되돌아 볼 수 있었다. 전달 연수를 책임지면서 자세한 분야를 학습하면서 나의 성장과 더불어 동료교사들의 성장이 있어서 뿌듯한 마음을 가질 수 있었다.

참여연구원 정○영

서로 학교가 멀리 떨어져 있어서 처음 진행하는 것이 어려운점이 있 었지만 함께 이야기하면서 STEAM수업을 진행해 나가는 것을 보면서 나의 수업과 학교 생활에 흥미를 가질 수 있었다.

참여연구원 유○영

처음에 흥미없어 하던 아이들도 시간이 지나면서 더 많은 관심을 갖 고 쉬는 시간이나 점심시간등에 스스로 SW기기를 활용하여 코딩을 하거나 피지컬컴퓨팅을 하는 모습을 보면서 STEAM교사 연구회 활동 에 감사함을 느낄 수 있었다.

참여연구원 조○영

저는 올해 2학년 담임을 하면서 6학년 수업을 보조하였다. 6학년 아 이들의 SW기기 활용하는 능력이 점점 능숙해지는 것을 보면서 교사 로서의 뿌듯함과 함께 중요성을 일깨울 수 있었다.

참여연구원 박○원

SW기기를 활용한 수업을 진행하면서 아이들도 힘들어하고 나도 더 알아봐야해서 힘든점이 없지는 않았지만 1년을 되돌아보면 아이들과 함께 성장한 나의 모습을 보면서 내년에도 꼭 도전해야겠다는 다짐 을 할 수 있었다.

(10)

둘째. STEAM 수업은 교사의 역량보다 의욕과 관심도가 중요하다.

STEAM교사 연구회를 운영하면서 우리가 잘 할 수 있을까? 라는 생각을 갖고 있었 다. 하지만 SW기기 활용 분야 및 STEAM교육에서 부족한 역량을 각자 공부하면서 더 알아갈 수 있었고, 1년동안 하고자하는 의욕과 열정을 갖고 프로그램을 운영하면서 한 단계 발전한 우리들의 모습을 알 수 있었다.

셋째. STEAM 프로그램에 대한 학생들의 참여도를 높이는 방법 고안해야한다.

STEAM 교사연구회에 참여하는 교사들의 학급 학생들이 적극적으로 참여하면서 타 학급 대상으로 프로그램을 원활하게 운영할 수 있었다. 학생들의 참여도가 증진하면서 동료교사들의 관심도도 증가하였다. 그 결과 학생들은 실과시간에 요리하는 수업보다 SW기기를 활용한 STEAM 수업을 더 기다리는 수업이 되었다.

넷째. 학년별 연계성 및 지속성을 갖고 STEAM 프로그램을 운영해야할 것이다.

STEAM 교사 연구회를 운영하면서 아쉬운점이 타학년을 대상으로 운영하지 못한점 과 6학년이 내년에 졸업하여서 중학교가서 연속적으로 지도를 못하는점이 아쉽다. 내 년부터는 4학년~6학년을 대상으로 학년별 수준에 맞는 STEAM프로그램을 운영하여 연속성을 갖고 지속적으로 운영하고자 한다.

구분 소속(학교명) 성명 담당학년 역할

연구책임자 산○초등학교 최○관 4학년 - STEAM 교사 연구회 운영 및 총괄 - STEAM 교사 연구회 예산 집행 참여연구원 가○초등학교 이○우 2학년 - STEAM 적용 프로그램 개발

- STEAM 행사 프로그램 계획

참여연구원 가○초등학교 허○일 과학전담 - STEAM 교사 연구회 대상 SW기기 활용 연수 - STEAM 적용 가능한 교수학습기기 선정 참여연구원 호○초등학교 박○원 6학년 - STEAM 교육 실시 및 프로그램 개발 적용

- STEAM 특화 프로그램 운영

참여연구원 농○초등학교 정○영 6학년 - STEAM 교육 실시 및 프로그램 개발 보조 - STEAM 특화 프로그램 운영 보조

참여연구원 모○초등학교 유○영 6학년 - STEAM 교육 실시 및 프로그램 개발 적용 - STEAM 특화 프로그램 운영

참여연구원 모○초등학교 조○영 2학년 - STEAM 교육 실시 및 프로그램 개발 보조 - STEAM 특화 프로그램 운영 보조

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주 의 문

1. 본 연구의 주장이나 제언은 연구진의 견해이며, 한국과학창의재단의 공식 입장이 아닙니다.

2. 이 보고서 내용을 대외적으로 공개하거나 발표할 때에는 반드시 한국

과학창의재단과 사전에 상의하여야 합니다.

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[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

초등학교 6학년 실과 SW기반의 STEAM 프로그램 적용한 창의 융합교육

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역 1 1~2/10 [6 실 04-09]프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로그래밍 과정을

체험한다.

초등학교 6학년 미술

2 3~4/10 [6 실 04-08]절차적 사고에 의한 문제 해결의 순서를 생각하고 적용한다.

3 5~6/10 [6 실 04-11]문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정에서 순차, 선택, 반복 등의 구조를 이해한다.

초등학교 6학년 수학

4 7~8/10 [6 실 04-10]자료를 입력하고 필요한 처리를 수행한 후 결과를 출력하는 단순한 프로그램을 설계한다.

5 9~10/10 [6 실 04-09]프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로그래밍 과정을 체험한다.

초등학교 6학년 수학

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 10차시)

차시 주요내용

1~2 /10

주제(단원)명

음성 분류 및 읽어주기를 통한 건물 출입시 주의사항 안내하기

[6 실 04-07]소프트웨어가 적용된 사례를 찾아보고 우리 생활에 미치는 영향을 이해한다.

[6 실 04-08]절차적 사고에 의한 문제 해결의 순서를 생각하고 적용한다.

[6 실 04-09]프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로그래밍 과정을 체험한다.

Co

상황 제시

1. 2021 년 현재 코로나 19 델타 바이러스 출현으로 급속하게 확산되고 있다.

2. 백화점등 다중 이용 시설 출입할 때 유의할 점이 많이 있다.

3. 사람들에게 백화점등 다중 이용 시설에 입장할 때 주의사항을 다시한번 안내하고 경각심을 키울 수 있는 방법이 없을까?

CD

창의적 설계

1. 백화점 출입시 주의사항에 대하여 질문할 내용 및 안내 케릭터 구상하기 2. 엔트리 인공지능 블록을 활용하여 네/ 아니요 관련 데이터 학습

3. 수집된 데이터(음성)를 바탕으로 데이터 분류하기

(13)

4. 분류한 데이터(음성)를 바탕으로 모델 학습하기

ET

감성적 체험

1. 코로나 19 가 급속하게 확산되는 지금 발열이나 콧물등 코로나 19 증상이 있는 경우 다중 이용 시설 출입을 하지 않고 휴식을 취하는 것이 예방하는 방법임을 알고 실천할 수 있도록 지도하기

2. 활동하면서 어려웠던점과 더 탐구 해보고 싶은점 이야기하기

3~4 /10

이미지 분류를 통한 마스크 착용/ 미착용 데이터 모델링

[6 실 04-10]자료를 입력하고 필요한 처리를 수행한 후 결과를 출력하는 단순한 프 로그램을 설계한다.

[6 실 04-11]문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정에서 순차, 선택, 반복 등의 구 조를 이해한다.

Co

상황 제시

1. 2021 년 현재 코로나 19 델타 바이러스 출현으로 급속하게 확산되고 있다.

2. 이러한 상황에도 불구하고 마스크를 착용하지 않고 건물에 출입하는 사람이 있다.

3. 마스크를 착용하지 않은 사람은 건물안에 출입하지 못하도록 하는 방법이 없을까?

CD

창의적 설계

1. 엔트리 인공지능 블록을 활용하여 마스크 착용/미 착용에 관련 데이터 학습 2. 수집된 데이터(이미지)를 바탕으로 데이터 분류하기

3. 분류한 데이터(이미지)를 바탕으로 모델 학습하기

ET

감성적 체험

1. 코로나 19 가 급속하게 확산되는 지금 마스크 착용이 코로나 19 를 예방하는 방 법임을 다시 깨닫고 마스크를 끼는 것은 기본 예절임을 상기하기

2. 활동하면서 어려웠던점과 더 탐구 해보고 싶은점 이야기하기

5~6 /10

열감지 센서를 통한 발열 체크

[6 실 04-10]자료를 입력하고 필요한 처리를 수행한 후 결과를 출력하는 단순한 프 로그램을 설계한다.

[6 실 04-11]문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정에서 순차, 선택, 반복 등의 구 조를 이해한다.

Co

상황 제시

1. 2021 년 현재 코로나 19 델타 바이러스 출현으로 급속하게 확산되고 있다.

2. 다중 이용 시설에 입장할 때는 코로나 19 증상 확인에 1 가지 방법은 발열체크 이다.

3. 체온계를 활용할 경우 접촉해서 열을 재는 경우가 많이 있다.

CD

창의적 설계

1. 열감지 센서를 활용하여 비접촉 발열체크할 수 있는 아이디어 구상하기 2. 열감지 센서를 활용하여 비접촉 발열체크 코딩하기

ET

감성적 체험

(14)

1. 코로나 19 가 급속하게 확산되는 지금 체온이 37.5 도 이상일 경우 코로나 19 를 의심증상이기 때문에 자가격리하거나 PCR 검사를 하는 것이 코로나 19 를 예방하는 방법임을 다시 깨닫고 기본 예절임을 상기하기

2. 활동하면서 어려웠던점과 더 탐구 해보고 싶은점 이야기하기

7~8 /10

전화번호 음성 인식

[6 실 04-10]자료를 입력하고 필요한 처리를 수행한 후 결과를 출력하는 단순한 프 로그램을 설계한다.

[6 실 04-11]문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정에서 순차, 선택, 반복 등의 구 조를 이해한다.

Co

상황 제시

1. 2021 년 현재 코로나 19 델타 바이러스 출현으로 급속하게 확산되고 있다.

2. 코로나 19 상황에서 수기로 전화번호를 적는 경우 접촉이 발생한다.

3. 전화번호를 적을 때 비접촉으로 적는 방법이 없을까?

CD

창의적 설계

1. 엔트리 인공지능 블록을 활용하여 0~9 까지의 숫자 데이터 학습하기 2. 수집된 데이터(0~9 까지의 숫자)를 바탕으로 데이터 분류하기

3. 분류한 데이터(0~9 까지의 숫자)를 바탕으로 모델 학습하기

ET

감성적 체험

1. 코로나 19 가 급속하게 확산되는 건물을 출입할 때 전화번호를 꼭 적고 입장하는 것이 코로나 19 를 예방하고 기본 예절임을 상기하기

2. 활동하면서 어려웠던점과 더 탐구 해보고 싶은점 이야기하기

9~10 /10

거리에 따른 초음파 센서 인식

[6 실 04-10]자료를 입력하고 필요한 처리를 수행한 후 결과를 출력하는 단순한 프 로그램을 설계한다.

[6 실 04-11]문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정에서 순차, 선택, 반복 등의 구 조를 이해한다.

Co

상황 제시

1. 2021 년 현재 코로나 19 델타 바이러스 출현으로 급속하게 확산되고 있다.

2. 코로나 19 상황에서 손소독제를 손으로 누르는 경우 접촉이 발생한다.

3. 손소독제를 누를때 비접촉으로 하는 방법이 없을까?

CD

창의적 설계

1. 초음파 센서를 활용하여 비접촉 손소독 할 수 있는 아이디어 구상하기 2. 초음파 센서를 활용하여 비접촉 손소독제 코딩하기

ET

감성적 체험

1. 코로나 19 가 급속하게 확산되는 지금 손 소독하여 손을 깨끗이 하는 것이 코로 나 19 를 예방하는 방법임을 다시 깨닫고 기본 예절임을 상기하기

2. 활동하면서 어려웠던점과 더 탐구 해보고 싶은점 이야기하기

(15)

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

2. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안(1~2/10)

중심과목 실과 학교급/학년(군) 초등학교 6 학년

중심과목 성취기준

영역

[초등학교] (6) 3. 문제해결과 프로그래밍 중심과목 성취기준

[6실04-11] 문제를 해결하는 프로그램 을 만드는 과정에서 순차, 선택, 반복 등 의 구조를 이해한다.

주제(단원)명 쉽게 배우는 소프트웨어와 프로그래밍 차시 1~2/10

학습목표 데이터 모델링(음성)을 통해 생활 속의 문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정을 이해하고 프로그래밍 할 수 있다.

연계과목 수학 연계과목

성취기준 영역

초등학교 6학년 수와 연산

STEAM 요소

S SW 활용 기능

T 인공지능 모델링(음성)으로 통해 마스크 착용/ 미착용 구분 E

A 주의사항을 안내하는 나만의 캐릭터 만들기 M

개발 의도

코로나19를 예방하는 AI 프로그램 개발로 인해 등교나 실내 출입할 때 코로나19 증상을 확인하는데 필요한 시간과 인력과 예산을 줄일 수 있을 것이다.

◎ 개발 의도

요즘 백화점등 다중 이용 시설에 코로나 19 증상이 있는 사람이 입장하여 코로나 19 를 확산시키고 있 다. 이에 다중 이용 시설에 출입할 때 유의점을 안내하고 코로나 19 증상을 있지만 속이고 출입하는 경 우 구상권을 청구하기 위한 동의 절차를 받고자는 의도에서 개발하였다.

◎ 교수학습 내용

질문에 대한 네/ 아니요의 음성 데이터로 입력하여 학습하도록 하였다. 학습 결과에 따라서 질문에 대 한 네/ 아니요의 대답에 따른 출입 안내와 출입 불가 판정을 내리도록 할 수 있도록 하였다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

다중이용시설에 입장 할 때 코로나 19 의심 증상 확인 여부를 통 해 출입을 판단하고, 속이고 출입할 경우 구상권을 청구하고자 한다.

창 의 적 설 계

창의적 설계

코로나 19 가 확산하는 상황에서는 코로나 19 증상이 있는 경우 가 정에서 휴식을 취하는 것이 코로나 19 확산을 방지하는 효과임을 안 다.

감 성 적 체 험 1. 질문에 따른 네/ 아니요

모델링

2. 네/ 아니요 대답에 따른 읽어주기

감성적 체험

(16)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점 도입

( 20 분)

[6 실 04-07]소프트웨어가 적용된 사례를 찾아보고 우리 생활에 미치는 영향을 이해한다.

[6 실 04-08]절차적 사고에 의한 문제 해결의 순서를 생각하고 적용한다.

[6 실 04-09]프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로그래밍 과정을 체험 한다.

Co

상황 제시

2021 년 현재 코로나 19 델타 바이러스 출현으로 급속하게 확산되고 있 다. 코로나 19 가 길어짐에 따라 백화점등 다중 이용 시설을 사람들이 많 이 이용하지만 자신의 편의에 따라 증상이 있지만 출입을 하는 경우가 많다 또한 다중이용시설에서 지켜야할 수칙을 몰라서 지키지 않는 경우 가 많다. 사람들에게 백화점등 다중 이용 시설에 입장할 때 주의사항을 다 시한번 안내하고 경각심을 키울 수 있는 방법이 없을까?

동영상 https://ww w.youtube.

com/watc h?v=hfMh CV6IveM

전개 (50 분)

CD

창의적 설계

1. 다중이용시설 출입할 때 유의할 점을 스토리텔링으로 만들기 - 출입시 유의할점 안내할 내용 만들기

- 코로나 19 증상을 속이고 입장할 경우 구상권에 대하여 안내할 내용 만들기

2. 다중이용시설 출입할 때 유의할 점을 안내할 캐릭터 만들기 - 건물 및 상황에 따른 나만의 캐릭터 만들기

3. 분류:음성 활용하여 네/ 아니요에 대한 데이터 분류

- 엔트리의 인공지능 >> 인공지능 모델 학습하기>> 분류: 음성 - 모델명: 네/ 아니요 분류하기

- 클래스 1: 네 음성 10 번 녹음 - 클래스 2: 아니요 음성 10 번 녹음 - 모델 학습하기 및 결과 확인하기

분류: 음성 모델링 과정

- 노트북

- 마이크

(17)

주의사항 안내에 관한 프로그래밍 구상권 청구 안내에 관한 프로그래밍

정리 (10 분)

ET

자신의 결과물 소개하고 소감 말하기 - 분류: 음성 네/ 아니요 모델링 오류 수정하기

- 분류: 음성 네/ 아니요 모델링 결과 친구들에게 소개하기 - 활동하면서 어려웠던 점과 더 탐구해 보고 싶은 점 이야기하기

네/ 아니

요 분류를

활용한

다른 질문

탐색

(18)

3. 학생활동지 / 학생참고자료

차시

1~2/10

분류:음성 모델링 결과

구분 데이터 네 아니요

네

아니요

다중 이용시설 출입 시 안내할 주의사항을 적어 봅시다.

주의사항을 안내할 나만의 케릭터를 만들어 봅시다.

(19)

4. 교사자료

※ 학생활동지 해설, 교사참고자료 등 / 필요 시 추가 가능

차시

1~2/10

클래스

클래스는 학습 데이터의 묶음이며, 새롭게 들어온 데이터를 분류하는 기준이 됩니다.

학습 모델이 알려주는 결과 값으로 클래스 이름을 사용하니까 클래스 이름을 알아보기 쉽 게 정해주는 것이 중요해요.

음성 데이터

각 클래스에 대해서 충분히 학습을 할 수 있도록, 각 클래스마다 최소 5 개 이상의 음성 데이터를 입력합니다. 모델이 학습할 음성은 직접 녹음하거나 wav, mp3 파일로 업로드할 수 있습니다.직접 녹음할 때는 1~3 초까지 녹음 길이를 설정할 수 있고, 녹음된 음성의 앞 부분과 뒷부분을 잘라낼 수 있는 트리밍 기능을 사용할 수 있습니다.

2 개 이상의 클래스를 입력하고 나면, 학습 박스의 '모델 학습하기' 버튼이 활성화됩니다.

세대(Epoch) 입력한 데이터를 모두 몇 번씩 학습할 것인지 정하는 부분입니 다.

배치 크기(Batch

Size)

몇 개의 데이터를 학습하고 모델에 반영할지 정하는 부분입니 다.

학습률(Learn ing Rate)

학습한 내용을 모델에 반영할 때,

학습에서 예상되는 에러를 얼마나 고려할 것인지 정하는 부분입 니다.

테스트 데이터 비율(Validati

on Rate)

입력한 데이터 중 어느정도 비율을

학습한 모델을 검증하는 데에 사용할지 정하는 부분입니다.

(20)

차시

1~2/10

버튼을 누르면 학습의 과정을 그래프로 확인할 수 있어요.

가로축은 세대(Epoch)를 의미하며, 학습이 진행되면서 하나씩 추가됩니다

Ü

acc 는 훈련 정확도를 의미하고, val_acc 는 검증 정확도를 나타냅니다.

학습한 모델로 '이미지' 인식하기 '학습한 모델로 이미지 인식하기' 블록을 사용하면, 작품을 실행 하였을 때 이미지 데이터를 입력하는 창이 나타납니다. 이미지를 직접 촬영하거나 업로드 할 수 있습니다.

인식 결과 학습한 모델이 인식한 결과 값을 알려주는 블록입니다.

말하기 블록에 넣어 인식 결과를 화면에 보여주거나, 판단 블록 이나 계산 값에 넣어 사용할 수 있습니다.

인식 결과가 (클래스) 인가?

이 블록을 이용하면 이미지 인식 결과 값을 참/거짓으로 확인할 수 있습니다.

(클래스)의 신뢰도 이 블록은 클래스의 신뢰도를 %로 보여줘요. 신뢰도가 높을 수 록 새롭게 입력된 데이터가 특정 클래스로 정확하게 분류된다는 것을 알 수 있습니다.

자료출처 엔트리 공식 홈페이지

(21)

2. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안(3~4/10)

영역

학습목표 데이터 모델링(이미지)을 통해 생활 속의 문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정을 이해하고 프로그래밍 할 수 있다.

초등학교 6학년 수와 연산

STEAM 요소

S 마스크 착용/ 미착용에 관한 빅데이터 수집

T 인공지능 모델링으로 통해 마스크 착용/ 미착용 구분 E

A M

개발 의도

코로나19를 예방하는 AI 프로그램 개발로 인해 등교나 실내 출입할 때 코로나19 증상을 확인하는데 필요한 시간과 인력과 예산을 줄일 수 있을 것이다.

◎ 개발 의도

마스크를 끼지 않고 건물에 입장하는 사람이 많이 있어서 인공지능을 통해 분류하고자 하였다.마스크 가 끼지 않았을 때 인공지능으로 마스크를 착용 하였을 때와 착용하지 않을 때를 분류하여 마스크를 착용하지 않았을 때 건물에 출입하는 차단바가 열리지 않도록 아이디어를 설계하였다.

◎ 교수학습 내용

마스크를 착용한 사진과 마스크를 착용하지 않은 사진을 데이터로 입력하여 학습하도록 하였다. 학습 결과에 따라서 마스크 착용 여부를 인공지능이 판단하고 분류 결과가 마스크 착용이면 오른쪽 모터가 회전하여 차단바가 열리고, 분류 결과가 마스크 미 착용시 경고음 또는 경고불빛이 나오도록 하였다.

상황 제시

상 황 제 시

다중이용시설에 마스 크를 착용하지 않고 출입하는 사람이 많아 서 마스크를 착용하지 않았는 경우 출입을 금지하고자 한다.

창 의 적 설 계

코로나 19 가 확산하는 상황에서는 마스크 착 용이 남을 배려하는 올바른 예절임을 깨닫 는다.

감 성 적 체 험 3. 마스크 착용/ 미착용 모델링

4. 마스크 색상에 따른 모델링 여부 확인하기

감성적 체험

(22)

학습

( 20 분)

[6 실 04-10]자료를 입력하고 필요한 처리를 수행한 후 결과를 출력하는 단 순한 프로그램을 설계한다.

[6 실 04-11]문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정에서 순차, 선택, 반복 등의 구조를 이해한다.

Co

상황 제시

2021 년 현재 코로나 19 델타 바이러스 출현으로 급속하게 확산되고 있다.

이러한 상황에도 불구하고 마스크를 착용하지 않고 건물에 출입하는 사람 이 있다. 마스크를 착용하지 않은 사람은 건물에 출입하지 못하도록 하는 방법이 없을까?

동영상 https://ww w.youtube.

com/watc h?v=n_Zo 7A6E9KQ

전개 (50 분)

CD

창의적 설계

1. 개와 고양이 카드를 활용하여 개/ 고양이에 대한 데이터 분류 - 엔트리의 인공지능 >> 인공지능 모델 학습하기>> 분류: 이미지 - 모델명: 개/ 고양이 분류하기

- 클래스 1: 개 사진 20 장 찍기 - 클래스 2: 고양이 사진 20 장 찍기 - 모델 학습하기 및 결과 확인하기

2. 엔트리 인공지능 블록을 활용하여 마스크 착용/미 착용에 관련 데이터 학습

- 엔트리의 인공지능 >> 인공지능 모델 학습하기>> 분류: 이미지 - 모델명: 마스크착용/ 미착용

- 클래스 1: 마스크 미착용한 사진(흰) 20 장 찍기 - 클래스 2: 마스크 착용한 사진(흰) 20 장 찍기 - 클래스 3: 마스크 미착용한 사진(검) 20 장 찍기 - 클래스 4: 마스크 착용한 사진(검) 20 장 찍기 - 모델 학습하기 및 결과 확인하기

2. 모터를 활용하여 모델 학습 결과에 따라 작동하는 차단바 제작하기

- 과학상자 6 호 - 과학상자 코 딩 팩 Step 3 - 노트북

정리 (10 분)

ET

자신의 결과물 소개하고 소감 말하기

- 마스크착용/ 미착용을 활용한 모델링 오류 수정하기

- 마스크착용/ 미착용을 활용한 모델링 결과 친구들에게 소개하기 - 활동하면서 어려웠던 점과 더 탐구해 보고 싶은 점 이야기하기

무늬가 있

는 마스크

구별에 대

하여 탐구

(23)

3. 학생활동지 / 학생참고자료

차시

3~4/10

학습 모델의 결과

구분 데이터 마스크 착용(흰) 마스크 착용(검) 마스크 미착용

흰색 마스크 착용

검정색 마스크 착용

마스크 미착용

강아지 사진

출처 구글 이미지

고양이 사진

출처 구글 이미지

(24)

4. 교사자료

차시

3~4/10

클래스

이미지 데이터

각 클래스마다 최소 5 개 이상의 이미지 데이터를 입력합니다. 데이터는 이미지 파일을 업 로드하거나 컴퓨터의 카메라로 바로 촬영해 입력할 수 있습니다. 뒤에 배경이 너무 화려하면, 모델 학습에 영향을 줄 수 있으므로, 가능하면 흰 배경에서 촬영한 이미지를 올립니다.

2 개 이상의 클래스를 입력하고 나면, 학습 박스의 '모델 학습하기' 버튼이 활성화됩니다.

세대(Epoch) 입력한 데이터를 모두 몇 번씩 학습할 것인지 정하는 부분입니다.

Size)

몇 개의 데이터를 학습하고 모델에 반영할지 정하는 부분입니다.

on Rate)

(25)

차시

3~4/10

버튼을 누르면 학습의 과정을 그래프로 확인할 수 있어요.

가로축은 세대(Epoch)를 의미하며, 학습이 진행되면서 하나씩 추가됩니다

acc 는 훈련 정확도를 의미하고, val_acc 는 검증 정확도를 나타냅니다.

학습한 모델로 '이미지' 인식하기 '학습한 모델로 이미지 인식하기' 블록을 사용하면, 작품을 실행 하였을 때 이미지 데이터를 입력하는 창이 나타납니다. 이미지를 직접 촬영하거나 업로드 할 수 있습니다.

이 블록을 이용하면 이미지 인식 결과 값을 참/거짓으로 확인할 수 있습니다.

자료출처

엔트리 공식 홈페이지

(26)

2. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안(5~6/10)

영역

학습목표 열감지 센서를 활용한 프로그램 코딩을 통해 생활 속의 문제를 해결하는 프로그램을 만드 는 과정을 이해하고 산출물을 제작 할 수 있다.

초등학교 6학년 수와 연산

STEAM 요소

S SW 활용 기능

T 열감지 센서를 활용하여 발열 체크 확인

E 과학상자를 활용하여 발열시 차단하는 차단바 제작하기 A

M 센서값을 계산하는 식 만들기

개발 의도

코로나19를 예방하는 AI 프로그램 개발로 인해 등교나 실내 출입할 때 코로나19 증상을 확인하는데 필요한 시간과 인력과 예산을 줄일 수 있을 것이다.

◎ 개발 의도

최근 열화상 감지기로 발열체크를 하는 경우가 많지만 여전히 열화상 감지기가 비싸서 대신 귀를 활용 하여 발열체크를 하고 있다. 귀에서 발열체크 하는 경우 접촉이 발생하여 코로나 19 를 예방하는 효과가 감소하기도 한다. 이에 가격이 비싸지 않고 접촉이 없이 발열체크를 할 수 있는 기기를 개발하고자 하는 의도에서 개발하였다.

◎ 교수학습 내용

체온을 센서값으로 계산하여 열감지 센서의 센서값에 따른 발열 판단 여부를 알리도록 하였다. 열이 37.5 이상일 경우 경고등이 울려서 입장할 수 없도록 설계하였다.

상황 제시

상 황 제 시

다중이용시설에 입장 할 때 비접촉 발열체 크를 통해 발열이 있 는 경우 입장을 금지 하고자 하고 정상체온 일 경우 차단바가 올 라가서 입장할 수 있 도록 한다.

창 의 적 설 계

창의적 설계 코로나 19 가 확산하는 상황에서는 열이 나는 경우에는 다중이용시 설을 이용하지 않고 가정에서 휴식을 취하는 것이 코로나 19 확산을 방지하는 효과임을 안 다.

감 성 적 체 험 5. 정상체온(37.5 이하)>>

차단바가 올라가서 입장 6. 발열(37.5 이상)>>

차단바가 올라가지 않아서 입장 금지

감성적 체험

(27)

학습

( 20 분)

[6 실 04-07]소프트웨어가 적용된 사례를 찾아보고 우리 생활에 미치는 영향을 이해한다.

[6 실 04-08]절차적 사고에 의한 문제 해결의 순서를 생각하고 적용한다.

[6 실 04-09]프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로그래밍 과정을 체험 한다.

Co

상황 제시

2021 년 현재 코로나 19 델타 바이러스 출현으로 급속하게 확산되고 있 다. 코로나 19 가 길어짐에 따라 백화점등 다중 이용 시설을 사람들이 많 이 이용하지만 자신의 편의에 따라 증상이 있지만 출입을 하는 경우가 많다. 코로나 19 의심 증상 중 발열체크를 가장 많이 확인하는데 열화상 감지기의 가격이 비싸서 접촉식 체온계를 많이 이용한다. 가격이 낮고 접촉이 없이 발열체크를 할 수 있는 방법이 없을까?

전개 (50 분)

CD

창의적 설계

1. 발열체크 및 입장 차단을 할 수 있는 산출물의 디자인 설계하기 - 열감지 센서는 어디에 장착할지 구상하기

- 입장 차단을 하는 차단바 구상하기 2. 발열체크 및 입장 차단바 제작하기

- 과학상자 6 호를 활용하여 발열체크 및 입장 차단바 제작하기 3. 발열체크 및 입장 차단바 코딩하기

- 발열체크 온도에 따른 센서값 측정하기 - 구동모터의 회전 각도 측정하기

- 구동모터의 회전 속도 측정하기

모터의 속도 및 방향 프로그래밍

-과학상자

6 호

-과학상자

코딩보드

(28)

열감지 센서에 관한 프로그래밍

정리 (10 분)

ET

자신의 결과물 소개하고 소감 말하기 - 열감지 센서의 측정값 수정하기

- 구동모터의 각도 및 속도 수정하기 - 자신이 만든 산출물 친구들에게 소개하기

- 활동하면서 어려웠던 점과 더 탐구해 보고 싶은 점 이야기하기

다양한 센

서값 입력

으로 최적

의 값 구

하기

(29)

3. 학생활동지 / 학생참고자료

차시

5~6/10

친구들에게 우리가 만든 작품을 설명해 봅시다.

열감지 센서와 DC모터를 활용한 새로운 작품 계획을 세워 봅시다.

모둠

평가결과(A,B,C)

(30)

4. 교사자료

차시

5~6/10

차단기 구조물 조립하기

① 평단(대) 1개에 사각평판 2개와 앵글-3 2개 를 그림과 같이 결합한다.

② 풀리(중) 1개와 스트립-11 1개를 그림과 같이 결합한다.

동력 전달 장치 연결하기(서보모터, 체인기어 이용)

③ ①번 구조물에 앵글-2 1개, 서브모터 1개, 체인기어 1개를 그림과 같이 결합한다.

④ 축 7.5cm 1개에 ②번 구조물 1개, 체인기어 1개, 실리콘부싱 2개를 넣은 다음, 그림과 같이 연결하여 주차차단기를 완성한다.

(31)

차시

5~6/10

입구차단기 연결하기

⑤ 평판(소)를 이용하여 ④번 구조물 2개를 같 이 결합한다.

⑥ 스트립-11 2개를 ⑤번 구조물에 그림과 같이 연결한다.

코딩보드와 센서 연결하기

⑦ ⑥번 구조물에 있는 스트립-11에 플라스틱 부 싱 4개를 이용하여 코딩보드를 결합한다.

⑧ ㄷ형스트립-5 1개를 ⑤번 구조물 가장자리에 결합한 후 센서를 연결하여 완성한다.

(32)

2. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안(7~8/10)

영역

학습목표 데이터 모델링(음성)을 통해 생활 속의 문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정을 이해하고 프로그래밍 할 수 있다.

초등학교 6학년 수와 연산

STEAM 요소

S 0~9 까지의 숫자를 활용한 빅데이터 수집

T 인공지능 모델링(음성)으로 통해 0~9 까지의 숫자 모델링 E

A M

개발 의도

코로나19를 예방하는 AI 프로그램 개발로 인해 등교나 실내 출입할 때 코로나19 증상을 확인하는데 필요한 시간과 인력과 예산을 줄일 수 있을 것이다.

개발 의도

다중 이용시설에 입장할 때 아직 수기로 전화번호를 적는 경우가 많이 있다. 수기로 전화번호를 적으 면서 볼펜을 손으로 잡으면서 접촉이 발생한다. 다중 이용 시설 입장할 때 비접촉으로 전화번호를 입 력하는 방법을 알아보고자 하였다.

교수학습 내용

0~9 까지의 숫자를 음성 데이터로 입력하여 학습하도록 하였다. 0~9 까지의 숫자를 조합하여 자신의 전화번호 또는 안심번호를 작성하여 비접촉 전화번호 입력을 할 수 있도록 하였다.

상황 제시

상 황 제 시

다중이용시설에 입장 할 때 전화번호를 적 는데 볼펜으로 적으면 서 접촉이 발생하는 상황이다. 비접촉으로 전화번호를 입력하는 방법이 없을까?

창 의 적 설 계

창의적 설계 코로나 19 가 확산하는 상황에서는 개인용품 사용을 하거나 공용 물품을 사용할 때 비 접촉 방식으로 사용하 는 것이 위생적이며 코로나 19 를 예방하는 방법임을 깨닫는다.

감 성 적 체 험 1. 0~9 까지의 숫자모델링

2. 0~9 까지의 숫자 모델링 결과를 바탕으로 전화번호 입력

감성적 체험

(33)

학습

( 20 분)

[6 실 04-10]자료를 입력하고 필요한 처리를 수행한 후 결과를 출력하는 단 순한 프로그램을 설계한다.

[6 실 04-11]문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정에서 순차, 선택, 반복 등의 구조를 이해한다.

Co

상황 제시

다중이용시설에 입장할 때 전화번호를 적는데 볼펜으로 적으면서 접촉이 발생하는 상황이다. 비접촉으로 전화번호를 입력하는 방법이 없을까?

전개 (50 분)

CD

창의적 설계

1. 0~9 까지의 숫자를 활용하여 0~9 까지의 숫자 데이터 분류 - 엔트리의 인공지능 >> 인공지능 모델 학습하기>> 분류: 음성 - 모델명: 0~9 까지의 숫자 분류하기

- 클래스 1: 숫자 0 30 개 이상 입력하기 - 클래스 2: 숫자 1 30 개 이상 입력하기 - 클래스 3: 숫자 2 30 개 이상 입력하기 - 클래스 4: 숫자 3 30 개 이상 입력하기 - 클래스 5: 숫자 4 30 개 이상 입력하기 - 클래스 6: 숫자 5 30 개 이상 입력하기 - 클래스 7: 숫자 6 30 개 이상 입력하기 - 클래스 8: 숫자 7 30 개 이상 입력하기 - 클래스 9: 숫자 8 30 개 이상 입력하기 - 클래스 10: 숫자 9 30 개 이상 입력하기 - 모델 학습하기 및 결과 확인하기

- 노트북

정리 (10 분)

ET

자신의 결과물 소개하고 소감 말하기

- 0~9 까지의 숫자를 활용한 모델링 오류 수정하기

- 0~9 까지의 숫자를 활용한 모델링 결과 친구들에게 소개하기

- 활동하면서 어려웠던 점과 더 탐구해 보고 싶은 점 이야기하기

(34)

3. 학생활동지 / 학생참고자료

차시

7~8/10

학습 모델의 결과

구분 데이터 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

(35)

4. 교사자료

차시

7~8/10

클래스

음성 데이터

각 클래스마다 최소 5 개 이상의 음성 데이터를 입력합니다. 모델이 학습할 음성은 직접 녹음하거나 wav, mp3 파일로 업로드할 수 있습니다. 직접 녹음할 때는 1~3 초까지 녹음 길이를 설정할 수 있고, 녹음된 음성의 앞부분과 뒷부분을 잘라낼 수 있는 트리밍 기능을 사용할 수 있습니다.

세대(Epoch) 입력한 데이터를 모두 몇 번씩 학습할 것인지 정하는 부분입니다.

Size)

몇 개의 데이터를 학습하고 모델에 반영할지 정하는 부분입니다.

on Rate)

(36)

차시

7~8/10

버튼을 누르면 학습의 과정을 그래프로 확인할 수 있어요.

가로축은 세대(Epoch)를 의미하며, 학습이 진행되면서 하나씩 추가됩니다

acc 는 훈련 정확도를 의미하고, val_acc 는 검증 정확도를 나타냅니다.

학습한 모델로 '음성' 인식하기 '학습한 모델로 인식하기' 블록을 사용하면, 작품을 실행하였을 때 음성 데이터를 입력하는 창이 나타납니다. 음성을 직접 녹음 하거나 음성 파일을 업로드 할 수 있어요.

이 블록을 이용하면 음성 인식 결과 값을 참/거짓으로 확인할 수 있습니다.

자료출처

엔트리 공식 홈페이지

(37)

2. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안(9~10/10)

영역

학습목표 초음파 센서를 활용한 프로그램 코딩을 통해 생활 속의 문제를 해결하는 프로그램을 만드 는 과정을 이해하고 산출물을 제작 할 수 있다.

초등학교 6학년 수와 연산

STEAM 요소

S SW 활용 기능

T 초음파 센서를 활용하여 거리에 따른 손소독제 분사

E 과학상자를 활용하여 자동으로 손소독제가 분사되는 산출물 제작하기 A

M 센서값을 계산하는 식 만들기

개발 의도

코로나19를 예방하는 AI 프로그램 개발로 인해 등교나 실내 출입할 때 코로나19 증상을 확인하는데 필요한 시간과 인력과 예산을 줄일 수 있을 것이다.

개발 의도

최근 자동으로 손소독제를 분사하는 기기를 사용 하는 경우가 많지만 자동 손소독제 분사 기기가 비싸 서 손으로 누르는 손소독제를 사용하고 있다. 손으로 누르는 손소독제를 사용 하는 경우 접촉이 발생하 여 코로나 19 를 예방하는 효과가 감소하기도 한다. 이에 가격이 비싸지 않고 접촉이 없이 손소독을 할 수 있는 기기를 개발하고자 하는 의도에서 개발하였다.

교수학습 내용

손과 초음파센서의 거리를 센서값으로 계산하여 초음파 센서의 센서값에 따른 손소독제 모터의 작동 여부를 판단할 수 있었다. 거리값이 일정 수준 이상 될 경우 손소독제 산출물이 작동되도록 설계하였다.

상황 제시

상 황 제 시

다중이용시설에 입장할 때 비접촉 손소독제 사용을 통해 비접촉으 로 손소독제를 사용할 수 있도록 하였다.

창 의 적 설 계

코로나 19 가 확산하는 상황에서는 손소독을 꼭 하고 다중이용시설에 입장하는 것이 코로나 19 확산을 방지하는 효과임을 안다.

감 성 적 체 험 7. 초음파센서와 손과의 거리가

일정수준 이상 >>

손소독제가 눌러져서 손소독 기계 작동 및 손소독

감성적 체험

(38)

학습

( 20 분)

[6 실 04-07]소프트웨어가 적용된 사례를 찾아보고 우리 생활에 미치는 영향을 이해한다.

[6 실 04-08]절차적 사고에 의한 문제 해결의 순서를 생각하고 적용한다.

[6 실 04-09]프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로그래밍 과정을 체험 한다.

Co

상황 제시

2021 년 현재 코로나 19 델타 바이러스 출현으로 급속하게 확산되고 있 다. 코로나 19 가 길어짐에 따라 백화점등 다중 이용 시설을 사람들이 많 이 이용하지만 간이 소독제를 사용하면서 접촉이 발생하고 있다. 다중이 용시설에 입장할 때 비접촉 손소독제 사용을 통해 비접촉으로 손소독제 를 사용할 수 있도록 하였다.

전개 (50 분)

CD

창의적 설계

1. 비접촉 손소독을 할 수 있는 산출물의 디자인 설계하기 - 초음파 센서는 어디에 장착할지 구상하기

- 비접촉 손소독제 구상하기 2. 비접촉 손소독제 제작하기

- 과학상자 6 호를 활용하여 비접촉 손소독제 제작하기 3. 비접촉 손소독제 코딩하기

- 초음파 센서와 손의 거리에 따른 센서값 측정하기 - 구동모터의 회전 속도 측정하기

초음파센서 프로그래밍

-과학상자

6 호

-과학상자

코딩보드

(39)

정리 (10 분)

최종작품

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