학교 안 에듀테크 – AI 와 VR 서경민

AD21010007 분야 및 학교급 첨단제품 활용형 / 초중등

2020년 융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발 최종보고서

과 제 명 연구책임자

학교 안 에듀테크 – AI 와 VR 서경민

2020. 12.

기 관 명 : 한국기술교육대학교

“이 보고서는 2020년도 정부(교육부)의 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

* 본 연구의 내용은 연구팀의 의견이며, 교육부와

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제 출 문

한국과학창의재단 이사장 귀 하

본 보고서를 “2020년 융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발”의 최종보고서로 제출합니다 .

2020년 12월 18일

○ 주관연구기관명 : 한국기술교육대학교

○ 연 구 기 간 : 2020.08.03.~2020.12.18

○ 주관연구책임자 : 서경민

○ 참여연구원

․연 구 원 : 이승호

․연 구 원 : 권정흠

․연 구 원 : 권오영

․연 구 원 : 황동옥

․연 구 원 : 박승빈

․연 구 원 : 임은영

․연 구 원 : 황선희

․연 구 원 : 이승미

․연 구 원 : 박혁거세

보고서 초록

과제번호 연구기간 2020.08.03.~12.18.

연구사업명 2020년 융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발 연구과제명 (한글) 학교 안 에듀테크 – AI 와 VR

(영문) Edutech with AI and VR in Elementary/Middle School 연구책임자

(연구기관명)

서경민 (한국기술교육

대학교 )

참 여

연구원수 총 11명 연 구

용역비 50,000 천원

요 약 문 보고서 면수

121 페이지

○ 연구 목적

- 과학적 사고력과 인문적 감성, 문제해결 능력을 갖춘 4차 산업혁명 시대의 창의융합형 인재양성 프로그램 개발

○ 연구 방향

- 4차 산업혁명 기술을 예술과 접목하여 공학ž과학 기술에 흥미를 가질 수 있는 초ž중등학교용 STEAM 프로그램 개발

- 초ž중등 학생들이 흥미를 느낄 수 있는 기술로 AI(인공지능)와 VR(가상현실) 선정 - 웹캠, 마이크, 스피커, VR카드보드, 온라인 사이트 등 첨단제품을 활용하여 예술, 수학 , 과학 등의 초ž중등 교과목에 AI과 VR 기술을 접목

○ 연구 내용 및 범위

­ 차시대체용 초등학교 STEAM 프로그램 3종 개발

­ 자유학기제형 중학교 STEAM 프로그램 2종 개발

- 온라인 교육이 가능하도록 공개된 인터넷 사이트를 활용하여 상시 교육이 가능한 프로그램 개발

- 상시 교육을 위해 일부 프로그램의 경우 온라인 녹화강의 제공

○ 기대효과

- 에듀테크 활용 프로그램을 통해 학생의 학습역량 강화

- 학생의 표현능력 향상 및 AI, VR 등 4차 산업혁명 기술의 이해도와 흥미 증가

­ 학교 STEAM 강화

- 학교 교과목 간 상호연계를 통한 교육 시너지 효과 달성 색인어

(각5개 이상)

한글 인공지능 , 목소리, 환경보호, 코로나19, 가상현실, 웹툰

Artificial Intelligence, Voice, Environment, Corona-19,

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요 약 문

Ⅰ. 제 목

학교 안 에듀테크 – AI 와 VR

Ⅱ. 연구의 목적 및 필요성

본 연구는 STEAM 방식을 적용하여 과학적 사고력과 인문적 감성, 문제해결 능력을 갖춘 4차 산업혁명 시대의 창의융합형 인재양성 프로그램 개발을 목 표로 한다. 4차 산업혁명 기술 중 초ž중등 학생들이 흥미를 느낄 수 있는 기 술로 AI(인공지능)와 VR(가상현실)을 선정하였다. 특히, 웹캠, 마이크/스피커, VR카드보드, 온라인 사이트 등 첨단제품을 활용하여 예술, 수학, 과학 등의 초ž중등 교과목에 AI과 VR 기술을 접목시키도록 한다.

Ⅲ. 연구의 내용 및 범위

∙ AI, VR 기술과 예술을 접목, 공학ž과학 기술에 흥미를 가질 수 있도록 돕 는 초ž중등학교용 STEAM 프로그램 개발

- AIž인문예술 융합 프로그램 4종

ü 사람의 움직임, 목소리, 사진, 그림을 AI를 활용하여 재탄생 ü AI로 재탄생된 모션/음성/이미지를 통해 공학ž과학 기술 이해 ü 적용(관련) 과목: 국어, 수학, 과학, 기술, 음악, 미술, 체육, 실과 - VRž인문 융합 프로그램 1종

ü 자신의 미래를 그림으로 그리고 이를 VR 웹툰으로 제작 ü 제작한 웹툰을 통한 공학ž과학 기술 이해

ü 적용(과목) 과목: 국어, 과학, 정보

∙ 첨단제품을 활용하여 AI, VR 기술을 이해하고 이를 예술과 접목하는 초ž 중등학교용 융합형 프로그램 개발

- 웹캠, 마이크/스피커, VR카드보드 등 첨단제품을 활용한 프로그램

∙ 온라인 교육이 가능하도록 공개된 인터넷 사이트를 활용하여 상시 교육 이 가능한 프로그램 개발

- 구글의 AI 학습 사이트 활용

Ⅳ. 연구 결과

∙ 5종의 초ž중등학교용 STEAM 프로그램 개발 완료 - 프로그램 1: AI, 내 친구를 지켜줘! (중등 6차시) - 프로그램 2: 나도 VR 웹툰 작가 (중등 6차시)

- 프로그램 3: AI, 사라진 동물 친구를 지켜줘! (초등 4차시) - 프로그램 4: 마스크 미착용자를 찾아라! (초등 3차시) - 프로그램 5: 온 몸으로 표현해요 (초등 3차시)

∙ 총 394명 학생 대상 프로그램 시범적용

- 프로그램 1: 마포중학교 1학년 6개 학급 125명 (온ž오프라인 연계형) - 프로그램 2: 정신여자중학교 2학년 7개 학급 206명 (온ž오프라인 연계형) - 프로그램 3: 구의초등학교 4학년 1개 학급 23명

- 프로그램 4: 잠전초등학교 5학년 1개 학급 20명 - 프로그램 5: 잠전초등학교 6학년 1개 학급 20명

Ⅴ. 연구 결과의 활용 계획

∙ 에듀테크 활용 프로그램을 통해 학생의 학습역량 강화

- 프로그램 적용을 통한 학생의 창의성 및 문제해결능력 향상

- 4차 산업혁명 등 미래사회 대비를 위한 첨단 기술/제품 활용능력 신장 향상 - 다양한 교과 지식과 기술, 경험 등을 융합하여 활용하는 능력 함양

- 문제해결 및 감성체험 통해 자신감을 갖고 미래 사회를 준비하는 계기 마련

∙ 학교 창의융합인재교육(STEAM)의 강화

- STEAM 전문가 협력연구를 통해 융합형 과학기술 연구환경 조성

- STEAM 프로그램 개발/운영을 통한 STEAM 교육의 인식 및 연구역량 제고 - 수학, 과학, 기술, 인문, 예술 등의 현실적인 상호연계 가능성 확인

- 이론/추상적인 과학을 실제/구체적인 사례로 연결하여 시너지 효과 기대

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목 차

제 1 장. 연구 개요

··· 8

제 2 장 연구 필요성

가. 연구의 중요성 및 필요성 ··· 8

나. 국내외 연구현황 ··· 10

제 3장 연구의 목표

가. 정성적 목표 ··· 12

나. 정량적 목표 ··· 12

제 4 장 연구 내용 및 방법

가. 연구내용 ··· 13

나. 연구방법 ··· 14

다. 연구 추진일정 ··· 16

제 5 장 STEAM 프로그램 개발 결과

가. 프로그램 개발 방향 ··· 17

나. 프로그램 구성 틀 ··· 18

다. 프로그램 총괄표 ··· 34

라. 프로그램 개요 ··· 35

제 6 장 시범 적용 학교 운영 결과

가. 시범 적용 학교 운영 총괄표 ··· 69

나. 시범 적용 만족도 조사 결과 ··· 71

다. 시범 적용 태도 검사 결과 ··· 86

라. STEAM 프로그램 운영이 학교 현장에 미친 영향 ··· 103

제 7 장 연구의 의의 및 기대성과

가. 연구의 의의 ··· 104

나. 기대성과 ··· 105

제 8 장 참고문헌

··· 107

[별첨] 시범 적용학교 운영 결과 ··· 108

1. 연구 개요

본 연구는 과학적 사고력과 인문적 감성, 문제해결 능력을 갖춘 창의융합형 인재양성 프로그 램 개발을 목표로 한다. 이를 위해 한국기술교육대학교 융합학과의 AI, VR 전문 교수들이 중 학교 수석 STEAM 교사를 포함한 초ž중등 교사들과 협업하여 AI융합 4종과 VR융합 1종의 프로그램을 개발한다. 개발 프로그램은 첨단제품을 활용한 에듀테크 프로그램으로, 온라인/대 면 수업에 모두 적용 가능하므로 4차 산업혁명 시대 新교육환경에 폭넓게 활용될 수 있다.

2. 연구 필요성

가. 연구의 중요성 및 필요성

❍ AI 등 4차 산업혁명 기술 교육의 필요성

­4차 산업혁명 도래에 따라 데이터와 지식이 기존 생산요소(노동, 자본)보다 중요해지고 다양한 제품·서비스 융합으로 이종 산업간 경계가 흐려지고, 지능화된 기계를 통한 자동 화가 지적노동 영역까지 확장되는 등 경제·사회 전반에 혁신적인 변화가 발생

­모든 사물에서 데이터가 끊임없이 생성되고 네트워크를 통해 실시간으로 전달(IoT, Mobile)되며 수집된 데이터를 효율적으로 저장하고 그 의미를 분석(Cloud, Big Data) 할 수 있는 기업이 글로벌 시장을 견인

­결국, 스스로 데이터를 AI 기술로 분석하고 예측할 수 있는 인재 양성은 필수적

­교육부는 이런 세계적 흐름에 발맞추어 인공지능 인재 양성을 위해 올해 하반기에 AI 교육 종합방안을 수립하기로 계획

­또한 AI 융합 교육과정 운영고교를 34곳 선정하고, 교사의 AI 전문성 함양을 위해 교육 대학원에 AI융합교육 전공을 연 1000명 규모로 신설하기로 하였음[3]

❍ STEAM 융합교육 연구의 필요성

­4차 산업혁명에 따른 기술의 융복합으로 미래사회 환경이 지능정보화 사회로 변화함에 따라 기술보다는 역량중심 교육이 강조되고, 미래 지능정보화 사회를 주도하는 창의융합 인재 양성을 위해 교육혁신이 필요

- 9 -

­STEAM 교육은 과학(Science), 기술(Technology), 공학(Engineering), 예술 및 인 문학(Arts), 수학(Mathematics)을 조합한 것으로, 학습자가 자신이 해결해야 할 문제 로 인식할 수 있는 ‘상황제시’, 공학 설계의 특징을 반영한 ‘창의적 설계’, 설계를 통한 몰 입과 즐거움의 ‘감성적 체험’ 등을 주요 수업 요소로 함[1]

­실제로는 STEAM 수업에서 창의적, 융합적 설계의 특징이 잘 반영되고 있지 않고, 학생들 의 창의적, 융합적 설계 활동을 위한 설계의 어려움이 보고됨[11]

­현재 STEAM 교육은 진정한 융합이라기보다 구성 요소들을 나열하여 제시하는 수준에 그치고 있어서 이를 적용하여 수업을 설계하는 데에는 한계점이 존재

­교사들이 본래 취지에 맞게 창의적 융합적 활동 수업을 설계하고 수행하기 위해서는 이 를 위한 체계적인 연구 수행이 시급함

<STEAM 수업 체크리스트 [14]>

나. 국내·외 연구동향

(1) 국내

❍ STEAM 교육 및 연구 추진

­교육과학기술부(2011)는 수학・과학 중심의 학교교육에 실용적인 기술ㆍ공학을 연계하 여 미래 사회에 필요한 창의적이고 예술적 소양을 갖춘 인재를 양성하고자 융합인재교육 (STEAM) 활성화 방안을 발표[2]

­이를 바탕으로 한국과학창의재단에서는 융합인재교육(STEAM) 활성화 세부 추진 계획 을 마련하고 융합인재교육(STEAM)의 이론적 토대를 갖추기 위한 연구 및 STEAM 수업모델과 다양한 STEAM 수업 프로그램을 연구 개발하고 보급해옴

­교육부(2016)는 “과학교육종합계획”에서 7가지의 중점 과제를 제시하였는데, ‘창의융 합형과학교육 활성화’라는 중점 과제 아래 ‘과학중심 융합인재교육(STEAM) 내실화 지 원’ 계획을 발표. 이는 학습자 성향을 고려한 맞춤형 STEAM 평가모형 개발하고, 학생 포트폴리오에 STEAM 평가를 반영할 수 있는 방안을 마련하도록 함

­한국과학창의재단에서는 융합인재교육(STEAM)의 현장 활성화를 위해 2011년부터 STEAM 교육에 관한 주요 연구 및 사업으로 STEAM 프로그램을 개발하여 보급하고 있 으며, 2016년과 2017년 ‘융합인재교육(STEAM) 프로그램의 분석 및 콘텐츠 맵 개발 연구’ 과제를 통해 2012~2016년 개발된 융합인재교육(STEAM) 프로그램들에 대해 분석하고 질적 평가를 하여 STEAM 교육의 이해와 프로그램 활용에 대한 접근성을 높 이기 위한 ‘STEAM 프로그램 가이드북’을 개발함[10, 11]

❍ 문제점

­현재 STEAM 교육은 여러 가지 구성 요소들을 나열하여 제시하는 수준에 그치고 있어서 이를 적용하여 수업을 설계하는 데에는 한계점이 존재. 또한 구체적인 평가기준과 활용 방법이 마련돼 있지 않는 경우가 많아 교사와 학습자들이 어려움을 겪어 왔음[12]

(2) 국외

❍ 창의융합 교육을 위한 각국의 노력

­지능정보화에 따라 STEAM 교육을 기반으로 컴퓨터 과학, 데이터 분석, SW 개발 등에 능통한 창의적인 지능정보영재가 미래의 인재상으로 등극할 예정[16]

- 11 -

­독일에서는 사회 전반에 디지털 교육의 중요성이 증가하면서 학교 교육에서 미디어 교육 과 정보과학 교육이 확대되고 있으며, 이 가운데 인공지능 관련 교육도 일부 시행되고 있음. 대부분의 주에서 5~6학년을 대상으로 미디어 교육을 의무적으로 시행하고, 7~8학 년을 대상으로 정보과학 기초과정을, 이후 학년부터는 정보과학 심화과정을 선택과목으로 교육하고 있음. 이 중 정보과학 심화과정에서 인공지능 관련 교육을 일부 시행하고 있음

­일본은 2013년 6월, 국무회의에서 2020년까지 대학 입시센터 시험을 폐지하고, 학습 자가 자신의 정체성과 문화를 확실히 파악하고 자율적인 학습을 할 수 있도록 돕는 IB(International Baccalaureate, 국제 바칼로레아) 과정의 보급 확대 계획을 밝혔음.

교사가 학생에게 일방적으로 지식을 전달하는 전통적인 교육 방식에서 벗어나 교사와 학 생의 적극적인 상호작용을 유도하고 수업은 철저히 발표, 에세이, 쓰기, 질문과 답변 등 주도적 학습에 기반해 진행됨

­핀란드는 2013년부터 매년 ‘RoboCup Junior Finnish Nationals’, ‘Robotics Tournament’와 같은 각종 로봇 경연회, 로봇 기술 전시회, 로봇 축제 등을 통해 코딩 및 로봇 공학 관련 프로그램을 개발·보급하고 있으며, 초·중·고 학생들과 성인들이 개발한 각종 로봇을 소개하고, 새로운 프로그래밍 및 로봇 활용 교육을 공유해오고 있음

3. 연구의 목표

가. 정성적 목표

❍ 4차 산업혁명 기술을 예술과 접목하여 공학ž과학 기술에 흥미를 가질 수 있도록 돕는 초ž중 등학교용 STEAM 프로그램 개발

­AI 및 VR 기술을 활용한 프로그램

❍ 첨단제품을 활용하여 AI, VR 기술을 이해하고 이를 예술과 접목하는 초ž중등학교용 융합형 프로그램 개발

­웹캠, 마이크/스피커, VR카드보드 등 첨단제품을 활용한 프로그램

❍ 온라인 교육이 가능하도록 공개된 인터넷 사이트를 활용하여 상시 교육이 가능한 프로그램 개발

­티처블 머신: https://teachablemachine.withgoogle.com/

­딥드림제너레이터: https://deepdreamgenerator.com/

­코믹스브이: https://comixv.com/ko

­터치클래스: https://mobile.touchclass.com/ko/

나. 정량적 목표

❍ STEAM 프로그램 총 5종 (각 프로그램 교사용 지도서, 학생용 교재 포함) 개발

­차시대체용 초등학교 4학년 프로그램 3차시 1종

­차시대체용 초등학교 5학년 프로그램 3차시 1종

­차시대체용 초등학교 6학년 프로그램 3차시 1종

­자유학시제형 중학교 프로그램 6차시 1종

­차시대체용 중학교 프로그램 5차시 1종

❍ STEAM 프로그램 시범운영 (5개교, 550명 이상) : 학교 이름과 인원 표로 작성 - 프로그램 시범 적용교사, 학생에게 만족도 조사 실시

❍ 사전․사후 설문검사 결과 활용

- 과학기술 분야 학술지 등재 및 학회 발표

❍ 학생의 자기평가

­창의성, 문제해결력, 의사 결정력, 소통, 협력, 정보이해력, 책임감에서 STEAM 프로그 램의 효과 분석

❍ 프로젝트 수행평가

­과학기술과 음약 분야에서 지식, 이해력이 향상되었는지 평가

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4. 연구 내용 및 방법

가. 연구 내용

❍ 추진 방법: 교과교육, 기술, 도구를 융합한 에듀테크 프로그램 개발

­교과교육: 초ž중등 교과과정 중 수학, 과학, 정보, 음악, 미술 등

­기술: 대표적인 4차 산업혁명 기술인 AI(인공지능), VR(가상현실) 기술 활용

­도구: 웹캠, 마이크/스피커, VR카드보드, 티처블 머신 등

ü 웹캠, 마이크/스피커 등 실생활에서 접할 수 있는 도구를 활용하여 AI, VR 이해 ü 티처블머신, 딥드림제너레이터 등 인터넷에서 접할 수 있는 첨단도구 활용

<에듀테크 기반 추진 방법>

❍ 첨단제품을 활용한 AIž인문예술 융합형 프로그램 4종

­AI 이미지/음성/모션 분석

❍ 첨단제품을 활용한 VRž인문 융합형 프로그램 1종

­VR 기반 웹툰 제작

❍ 추진 전략: 공학․예술 연구진과 현장 교사간 긴밀한 협력

­2015년 개정교육과정의 핵심 역량에 맞는 세부 프로그램 개발

­모든 프로그램은 개발자 교사들에 의해 초․중학교 현장 적용 및 검토

­시범 적용 후 현장 수업을 분석하여 프로그램을 수정․보완

­학생 스스로 문제를 해결하는 자기 주도적, 활동 중심적 프로그램 개발

­교사들이 학교 현장에서 지속적으로 사용 가능한 프로그램 개발

나. 연구 방법

❍ 주관기관: 한국기술교육대학교 융합학과

­융합학과는 ‘4차 산업혁명’ 등 빠르게 변화하는 미래 산업사회 수요에 선제적으로 대응할 수 있는 능력을 가진 인력을 양성하는 것을 목적으로 함[15]

ü 다양한 영역의 융∙복합 소양 보유 인재 양성

ü 미래 산업 수요에 선제적으로 대응하는 교육과정 운영 ü 사회 변화에 유연하게 대처할 수 있는 역량 교육 강화

ü 산업/교육 현장의 요구에 맞는 실전적 교육 및 실습기반 학습 실시

­미래사회에 적합한 교육모델(융합화․다양화․개방화)을 사회 변화에 맞춰 유연하게 개설․

운영함으로써 다양한 영역 간 융․복합을 이끌어낼 수 있는 능력을 개발하는데 주력함

­현재 AI․빅데이터 트랙을 포함하여 AR/VR 트랙, 스마트팩토리 트랙을 운영하고 있으며, 각 학부(과)의 교과목 개선․운영 및 부속기관의 신기술 연구․개발을 지원함

<한국기술교육대학교 新교육 모델: 융합학과 [7]>

­융합학과는 4차 산업혁명에 수반되는 새로운 기술들을 습득하고, 습득한 기술을 다양한 분야에 적용할 수 있는 융합적 사고를 갖고 여러 전공과 소통하며 협력할 수 있는 실천 공학기술자를 양성할수 있는 교육과정으로 구성되어져 있음 (다음 그림의 좌측부터)

ü AR/VR 프로그래밍과 VR 기기를 이용한 실습 교육

ü 산업 현장과 유사한 스마트 공장(스마트러닝팩토리)을 구현, 교과목에 반영 ü AI 와 IoT 기기를 이용한 실습 교육

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<융합학과 교육현장>

❍ 연구진 구성

­연구책임자: 한국기술교육대학교 융합학과 서경민 교수 Ÿ 융합학과 내 스마트팩토리 트랙 전담 교수

Ÿ 디지털트윈, 사이버물리시스템, 시뮬레이션 등 4차 산업혁명 관련 연구개발 전문가 Ÿ VR, 시뮬레이션 분야 국내외 우수논문상 다수 수상

ü 8. 연구원 구성표 - 나. 주관연구책임자 이력사항 참고 Ÿ VR, AI 관련 SCI급 저널 다수 게재

ü 8. 연구원 구성표 - 나. 주관연구책임자 이력사항 참고

Ÿ 주요 연구개발 사례: VR 시뮬레이션 가시화, AI 데이터 분석, 스마트팩토리 시뮬레이 션 SW 개발 등 (아래 대표 실적 그림 좌측부터)

<연구책임자의 VR, AI 관련 연구개발 실적>

­ 참여연구원: STEAM 교육 경험이 풍부한 연구진 구성 Ÿ STEAM 프로그램 개발 유경험자 다수 포함 Ÿ STEAM 교사 연구회 교사 포함

Ÿ 교과 내 또는 교과 간 융합 및 통합의 교육적 역량이 뛰어난 연구진으로 구성 Ÿ 정기적인 회의를 통한 각 프로그램의 타당도 검증이 가능한 연구진으로 구성

다. 연구 추진일정

순번 연구개발 내용 7월 8월 9월 10월 11월 12월추진일정 비고

1 착수 워크샵

2 STEAM 프로그램 1차 개발 3 토론회 1차

4 STEAM 프로그램 중간 평가 5 과제 내부 토론회 2차 6 STEAM 프로그램 개발 보완 7 학교현장 시범적용 2차 8 태도/만족도 설문 조사

9 학생의 자기평가 및 프로젝트 수행평가 10 과네 내부 토론회 3차

11 프로그램 최종 보완 12 논문(KCI급) 작성 1차 13 최종 평가

14 최종 보고서 및 연구성과물 제출

사업진도 (누적, %) ^{20 40 50 70 90 100}

- 17 -

5. STEAM 프로그램 개발 결과

가. 프로그램 개발 방향

❍ 4차 산업혁명 기술을 예술과 접목한 프로그램 개발

­공학ž과학 기술에 흥미를 가질 수 있도록 돕는 초ž중등학교용 STEAM 프로그램 개발

­프로그램을 실제 설계/구성 시 창의적 설계 단계에서부터 학생들이 주도적이고 창의적으 로 다양한 문제 해결 방법을 만들어 낼 수 있도록 보완하여 운영 (예: AI를 통한 동작 및 이미지 인식 등의 프로그램)

­프로그램을 실제 설계/구성 시 교과, 상황 제시, 창의적 설계 등이 효과적으로 연계되도 록 보완하여 운영

❍ 첨단제품을 활용한 융합형 프로그램 개발

­AI 및 VR 기술을 활용한 프로그램

­시범 적용학교 운영비를 활용하여 장비(웹캠, 스피커, 마이크, VR카드보드 등) 구매

❍ 온라인 교육이 가능한 프로그램 개발

­프로그램 산출물이 온라인으로 공유될 수 있는 방안을 적극 검토ž반영

­효과적인 온/오프라인 병행수업을 위해 마이크로 러닝, 온라인 수업 분야의 전문가 자문 을 추가 수행

나. 프로그램 구성 틀

교사용 교재와 학생용 교재는 연구진 전체 협의를 통해 통일된 구성틀을 기반으로 개발하기로 하였습니다. 아래 제시한 내용은 연구진이 사용한 교사용/학생용 구성틀이며, 주요 부분 별로 메모를 통해 세부적이며 논리적으로 설명을 하였습니다.

○ 교사용/학생용 교재

프로그램명

제목

- 19 -

<선생님을 위한 추천 정보>

이 프로그램은 어떤 프로그램일까요?

아래의 정보를 확인하시고 즐겁게 도전해보시기 바랍니다.

* 교재를 보시고 직접 수업을 진행하실 선생님들이 프로그램을 한눈에 파악할 수 있도록 소개하는 페이 지입니다. 아래 양식에 맞춰 작성 부탁드립니다.

제목

대상 학년

활용 가능 교과

요구환경

재료구입비

난이도

활용 가능성

산출물 이미지(Full View) 산출물 이미지(Detail View)

개발자 추천의 말

- 21 -

* 프로그램이 2015 개정 교육과정과 어떻게 연계 되어 있는지 보여주는 부분입니다. 관련된 교과를 모두 적어주시고, 내용 요소 및 성취기준을 적어 주시면 됩니다. (초등3~4학년의 경우, 두 학년에 모두 해당하면 두 학년 모두 써주시기 바랍니다.)

학년 (주제)

모듈

(차시) 관련교과

2015 개정 교육과정 연계 (◨내용 요소 및 ▣성취기준)

자유학기제 (매력만점, 반지의

제왕)

1

◨

▣

◨

▣

2

◨

▣

◨

▣

3

◨

▣

◨

▣

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■ 주제 개요

■ 학습목표 내용 목표 :

과정 목표 :

* 프로그램의 주제 개요, 학습 목표 (내용목표, 과정목표), STEAM 과목 요 소를 적어주시는 페이지입니다.

■ STEAM 과목 요소 ○ S :

○ T/E：

○ A：

○ M：

■ 융합인재교육(STEAM) 교수학습준거

상황제시

창의적 설계

감성적 체험

* 기존 STEAM 학습준거틀의 용어가 교수학습준 거로 변경되었습니다.

* 차시별 활동 흐름은 프로그램 내 전체 차시를 쭉 정리한 부분입니다. 차시 개수가 많은 경우 표 줄을 추가해서 작성해주시면 됩니다.

- 25 -

■ 차시별 활동 흐름

차시 차시명 학습목표 주요내용

1

2

3

■ 평가 계획

평가 영역 평가 내용 평가 방법

창의적 설계 (꿈 키우기)

(도전정신) (창의성)

(협업능력)

(협업능력)

(창의성)

감성적 체험 (꿈 펼치기)

(성취욕구)

(자기효능감)

(자기효능감) 진로 설계

(꿈 다지기) (도전정신)

■ 수행, 관찰 평가 기준표

평가영역 평가

항목

평가 척도

상 중 하

창의적 설계

(꿈 키우기)

창의성

도전정신

협업능력

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■ 수행, 관찰 평가 기록지

평가 영역 번호 이름

창의적 설계 감성적 체험 진로설계

창의성 도전정신 협업능력 성취욕구 자기효능감 창의성 도전정신

창의성

감성적 체험

(꿈 펼치기)

성취욕구

자기효능감

진로 설계 (꿈 다지기)

도전정신

■ 학교생활기록부 기재 예시

성취수준 평가내용

상

중

하

* 수행·관찰 평가 기록지에 평가한 내용을 수행·관찰 평가 기준표에서 찾아 기입한다면 성취욕구, 도전정신, 창 의성, 협업능역, 자아효능감의 평가항목에 맞는 구체적인 평가내용이 생활기록부에 기재될 수 있음.

- 29 -

■ 학생생활기록부 기재 예시자료

학생생활기록부 기재 예시 자료 기재 상황 예시

STEAM 수업 내용이 평가와 연계될 수 있도록 평가 방법을 구체적으로 제시해드리기 위한 코너입니다.

■ 수업의 흐름

순 활동명 활동 요약

1

2

3

4

1차시.

* 차시별 수업의 흐름을 시각적으로 보여주는 코너입니다.

- 31 -

■ 교수․학습 과정안

학습주제 차시 1/3

과목 단원

교육 과정

중심 교과 • 2015개정교육과정

관련 교과 • 2015개정교육과정

학습목표

융합준거

상황제시 창의적 설계 감성적 체험

준비물

교사 학생 학습

단계 교수·학습 활동 시간

(분) 자료 및 유의점

도입

*차시별 고수 학습 과정안입니다. 아 래 양식에 맞게 수정해주시면 되고, 지도안은 세안으로 작성하여 교재를 사용하시는 선생님들께서 지도안만 보고 수업을 이해하실 수 있도록 보 완이 되면 좋을 것 같습니다.

전개

정리

- 33 -

웹 어플리케이션 / 프로그램 활용가능 기기 어플 이름 무료 기본기능

무료 유료

안드로이드 애플 IOS 윈도우

*학생 활동지는 기존에 개발해주신 학생 활동지(예 시 답안 포함)를 사용하시되, 발문 수정이 필요한 경우 수정해주시면 됩니다.

활동지 윗 부분에 <이 활동을 하면> 과 <무엇이 필요할까> <어떻게 할까> 에 대한 부분은 새로 작 성해 주시면 됩니다.

*참고 자료는 기존에 작성해주셨던 참고자료를 넣어 주시면 되고, 필요할 경우 최신 자료로 업데이트, 추 가 보완을 해주시면 감사하겠습니다.

다. 프로그램 총괄표

연번 프로그램명 유형 차시 학교급 학년

1 AI, 내 친구를 지켜줘! 자유학기형 6 중학교 1

2 나도 VR 웹툰 작가 자유학기형 6 중학교 2

3 AI, 사라지는 동물 친구를

지켜줘! 차시대체형 4 초등학교 5

4 마스크 미착용자를 찾아라! 차시대체형 3 초등학교 6

5 AI와 함께 온 몸으로 표현해요 차시대체형 3 초등학교 4

6

- 35 -

라. 프로그램 개요

1) 프로그램 1: AI, 내 친구를 지켜줘!

○ 주제 개요

교육부가 발표한 ‘국민이 체감하는 교육혁신, 미래를 주도하는 인재 양성’과 서울교육청이 제시한

‘인공지능/빅데이터 교육을 강화’ 방향에 발맞추어 학생들이 쉽게 인공지능을 학습할 수 있는 구체적 인 융합 프로그램을 개발한다. 중학교 1학년 과학 ‘빛과 파동’ 단원을 연계하여 소리의 특징을 진폭, 진동, 파형으로 학습한 후 소리를 보고, 반대로 시각화된 소리의 특징을 들리는 소리로 상상하며, 구 글 티처블 머신으로 AI를 체험하도록 구성한다.

소리를 녹음하여 데이터를 수집하는 과정에서 학생들은 스마트기기 앱을 사용하여 진폭, 진동수, 파형을 관찰한다. 사람마다 갖고 있는 소리의 특징을 AI 학습언어인 알고리즘 표현과 오디오 분석으 로 이해한다. AI 음성분석이 사용되는 다양한 직업을 알아보고 음성합성, 음성모방의 위험성에 대해 생각하므로 건강하게 과학 기술을 사용하는 기술 주체자가 되도록 하는데, 최종 목적을 둔다.

○ STEAM 준거틀 계획

구분 주요 내용

상황제시

⊙ 보이스 피싱, 이제 남의 일이 아니다.

⦁빈번하게 일어나고 있는 주변의 보이스피싱 사례를 통해 학생들로 하여금 보이스 피 싱이 남의 일이 아니라 나의 일이 될 수 있다는 부분에 대해 공감할 수 있도록 함.

⊙ 비슷하지만, 다른 목소리임을 구분할 수 있다면?

⦁목소리를 감별할 수 있다면 보이스피싱 사례를 줄일 수 있다는 사실을 인지하도록 함.

⊙ 모둠원의 목소리 파형 관찰

⦁친구들의 목소리의 파형 관찰을 통한 소리의 3요소 파악

창의적 설계

⊙ 친구들의 목소리를 구분하는 AI, 티쳐블 머신

⦁ 구글 티쳐블 머신 오디오 사용 방법을 안내

⦁ 티쳐블 머신 녹음내용 선정

⊙ AI, 높은 확률로 목소리를 구분하게 하려면?

⦁ 티쳐블 머신을 이용해서 어떻게 목소리를 잘 구별 할 수 있을지 의견 모으기

⦁ 티쳐블 머신이 목소리 감별을 잘 할 수 있는 다양한 학습 방법 고안

⊙ 티쳐블 머신에 목소리를 학습시켜라!

⦁ 우리 모둠원 목소리를 높은 확률로 감별하기 위해 설계한 티쳐블 머신 교육을 시 작함.

감성적 체험

⊙ 우리 모둠 속 스파이를 구분해낸다!

⦁ 학생들이 설계한 티쳐블 머신을 열고 어떻게 티쳐블 머신을 학습시켰는지 모둠의 아이디어를 동료들과 공유

⦁교사가 지정한 스파이 학생이 <보이스 피싱 예방법>의 문구를 읽었을 때, 모둠별로 티쳐블 머신이 얼마나 높은 확률로 목소리를 구분하는지 확인해보고 피드백

⊙ 찾았다! 우리 모둠 스파이!

⦁높은 확률로 우리 모둠 속 스파이를 구분해낸 모둠 분석하기

- 학생들은 이 과정에서 다른 사람의 생각과 의견을 비판적으로 수용하는 방법을 익 히고 우리 모둠의 방법에 대해서 다시 한번 되돌아봄.

⊙ 보이스 피싱을 대하는 우리의 자세

⦁보이스 피싱이 일어났을 때, 우리는 어떻게 해야할지 고민해보고 우리의 대처 방법 에 대해서 정리하고 함께 이야기함.

⊙ 보이스 피싱을 대처하는 AI의 현주소

⦁현재 보이스 피싱을 AI를 이용해서 어떻게 다루고 있는지 안내함.

⊙ AI 음성분석과 관련된 미래의 직업 탐색

⦁AI 음성분석과 관련된 직업인 디지털음성 처리 전문가와 사이버범죄 수사관을 알아 보고 해당 직업을 가지려면 어떤 역량을 길러야 할지 생각함.

- 37 -

○ 차시 구성

프로그램명 AI, 내 친구를 지켜줘! 학교급 중학교 차시 총 6차시

교육목표

- 소리의 특징을 진폭, 진동, 파형으로 설명할 수 있다.

- 소음을 소리의 3요소에 따라 분석·분류할 수 있다.

- 파형을 보고 소리를 구별할 수 있다.

- 티처블 머신을 활용하여 가장 유사한 목소리를 구별 할 수 있다.

- 주어진 ‘문제 상황’을 해결하는 과정에서 성취감과 자신감을 느낄 수 있다.

- 다양한 음악을 듣고 음악의 특징을 구별할 수 있다.

- 오디오 분석하는 AI의 적정기술을 탐색할 수 있다.

- AI 오디오 분석을 이해하고 미래의 직업을 탐색할 수 있다.

관련교과 과학, 기술, 음악

2015 개정 교육과정

연계

과학

내용요소 (6) 빛과 파동

(24) 과학기술과 인류문명

성취기준

[9과06-04] 파동의 종류를 횡파와 종파로 구분하고, 소리의 특징을 진폭, 진동수, 파형으로 설명할 수 있다.

[9과24-02] 과학을 활용하여 우리 생활을 보다 편리하게 만드는 방안을 고안하고 그 유 용성에 대해 토론할 수 있다.

기술

내용요소 ^{(4) 기술시스템} (5) 기술활용

성취기준

[9과04-18] 정보통신기술과 관련된 문제를 이해하고, 해결책을 창의적으로 탐색하 고 실현하며 평가한다.

[9기가05-03] 일상생활에서 사용되는 제품둘이 기술적 문제 해결 과정을 통해 개 발되고 발전하고 있음을 이해한다.

[9기가05-06] 생활 속 문제를 찾아 아이디어를 구상하고 확산적·수렴적 사고 기법 을 활용하여 창의적으로 해결한다.

음악 내용요소 (2) 감상

성취기준 [9음02-02] 다양한 연주 형태의 음악을 듣고 음악의 특징을 구별하여 설명한다.

차시별 교수·학습 내용 중심교과 STEAM 요소

1차시

◨ 보이스 피싱, 이제 남의 일이 아니다.

- 빈번하게 일어나고 있는 주변의 보이스피싱 사례를 통해 학생들로 하 여금 보이스 피싱이 남의 일이 아니라 나의 일이 될 수 있다는 부분에 대해 공감할 수 있도록 함.

◨ 비슷하지만, 다른 목소리임을 구분할 수 있다면?

- 목소리를 감별할 수 있다면 보이스피싱 사례를 줄일 수 있다는 사실을 인지하도록 함.

◨ 모둠원의 목소리 파형 관찰

- 목소리의 파형 관찰을 통한 소리의 3요소 파악

◨ [읽기자료1] 소리란? 파형을 분석해주는 어플

과학 S, T

2~4차시 ◨ 친구들의 목소리를 구분하는 AI, 티쳐블 머신 기술, 음악 S, T, E, A

- 구글 티쳐블 머신 오디오 사용 방법 안내

- 티쳐블 머신 녹음내용 선정

◨ AI, 높은 확률로 목소리를 구분하게 하려면?

- 티쳐블 머신을 이용해서 어떻게 목소리를 잘 구별 할 수 있을지 의견 모으기

- 티쳐블 머신이 목소리 감별을 잘 할 수 있는 다양한 학습 방법 고안

◨ 티쳐블 머신에 목소리를 학습시켜라!

- 우리 모둠원 목소리를 높은 확률로 감별하기 위해 설계한 티쳐블 머신 교육을 시작함.

◨ [읽기자료2] AI 음성의 그럴싸함을 어떻게 평가할 수 있을까?

5차시

◨ 우리 모둠 속 스파이를 구분해낸다!

- 학생들이 설계한 티쳐블 머신을 열고 어떻게 티쳐블 머신을 학습시켰 는지 모둠의 아이디어를 동료들과 공유

- 교사가 지정한 스파이 학생이 <보이스 피싱 예방법>의 문구를 읽었을 때, 모둠별로 티쳐블 머신이 얼마나 높은 확률로 목소리를 구분하는지 확 인해보고 피드백

◨ 찾았다! 우리 모둠 스파이!

- 높은 확률로 우리 모둠 속 스파이를 구분해낸 모둠 분석하기

- 학생들은 이 과정에서 다른 사람의 생각과 의견을 비판적으로 수용하 는 방법을 익히고 우리 모둠의 방법에 대해서 다시 한번 되돌아봄.

음악 S, T, E, A

6차시

◨ 보이스 피싱을 대하는 우리의 자세

- 보이스 피싱이 일어났을 때, 우리는 어떻게 해야 할지 고민해보고 우 리의 대처 방법에 대해서 정리하고 함께 이야기함.

◨ 보이스 피싱을 대처하는 AI의 현주소

- 현재 보이스 피싱을 AI를 이용해서 어떻게 다루고 있는지 안내함.

◨ AI 음성분석과 관련된 미래의 직업 탐색

- AI 음성분석과 관련된 직업인 디지털음성 처리 전문가와 사이버범죄 수사관을 알아보고 해당 직업을 가지려면 어떤 역량을 길러야 할지 생각 함.

과학, 기술, 음악

T, E, A

- 39 -

○ 미디어 콘텐츠 개발 계획

Ÿ 소리의 특징 관찰하기: 소리분석(진폭, 진동수, 파형)

­‘과학 가상실험2’앱, ‘Sound Analyzer ­ Audio Oscilloscope’ 앱 등의 소리를 분석해주는 어플을 사용해서 스마트폰의 마이크를 통하여 소리의 특징을 직접 실험 할 수 있다.

Ÿ 티처블 머신(teachable machine)

­구글에서 개발한 머신 러닝의 툴로 PC 사용이 가능한 사람이면 누구나 쉽게 배우고 사용할 수 있는 도구이다. 특히 머신 러닝 모델을 훈련시키는 과정을 경험하고 이를 활용하여 이미지, 오디오, 포즈 등의 데이터 패턴이 다양한 방법과 용로의 학습 모델로 활용할 수 있도록 하였 다.

○ 평가 계획

(1) 수행·관찰 평가 계획

차시 평가 기준 평가 방법 평가도구

1차시

친구의 목소리 파형 분석을 통해 파동의 구분하고, 소리의 특징을 진폭, 진 동수, 파형으로 설명할 수 있는가?

관찰 및 활동지 평가

활동지

관찰평가 기준표 보이스피싱 사례를 알아보고 보이스피싱을 예방하기 위해서는 어떻게 대처

해야 할지 생각할 수 있는가?

보이스피싱 사례를 통해 나의 생각이나 느낌, 경험을 표현할 수 있는가?

2-4차시

구글 티쳐블 머신의 종류와 특징을 이해하고 활용할 수 있는가?

관찰 및 활동지 평가

동료/자기 평가

활동지

관찰평가 기준표

동료/자기평 가 기준표 티쳐블 머신(인공지능)의 사용 방법의 단계별 세부 요소를 이해하고 활용할

수 있는가?

보이스 피싱의 문제상황을 목소리를 구분하는 티쳐블 머신으로 예방할 수 있다는 것을 인지하고 해결책을 창의적으로 탐색하고 실현할 수 있는가?

목소리를 효과적으로 구분할 수 있는 티쳐블 머신 교육 방법에 대한 아이디어를 구상하 고 확산적·수렴적 사고 기법을 활용하여 창의적으로 해결할 수 있는가?

브레인스토밍을 통해 의견을 교환하여 합리적으로 문제를 해결할 수 있는 가?

AI 목소리 구별 확률을 높이기 위한 다양한 방법과 절차를 탐색하고 명확하 게 표현할 수 있는가?

5차시

티쳐블 머신 학습 방법에 대한 특징이 드러나도록 내용을 구성하여 발표할 수 있는가?

관찰 및 활동지 평가

산출물

관찰평가 기준표

동료/자기평 가 기준표 발표 시 친구들의 관심과 요구를 고려하여 말할 수 있는가?

모둠원의 발표를 비판적으로 분석하며 들을 수 있는가?

티쳐블 머신이 목소리를 구분하는 확률을 알아볼 수 있는가? 산출물 평가

6차시

보이스피싱 문제에 대해 조사하고 이를 예방하기 위해서 어떻게 대처해야 할지 알 수 있는가?

관찰 및 활동지 평가

활동지

관찰평가 기준표 인공지능을 활용하여 범죄 예방 방법을 고안하고 그 유용성에 대해 생각할

수 있는가?

기술의 발달에 따른 사회, 가정, 직업의 변화를 이해하고 미래 기술 활용 및 사회의 변화에 대하여 예측할 수 있는가?

인공지능 기술이 현대인의 삶에 미치는 영향에 대해 이해하고 과학 기술의 바람직한 활용 방안을 제시할 수 있는가?

음성모방과 합성과 관련된 산업에 대해 알 수 있는가?

인공지능을 이해하고 관련 분야의 진로를 탐색할 수 있는가?

- 41 - 평가

분야

평가 영역

평가 척도

상 중 하

창의적 설계

지식정 보처리 역량

소리의 주요 특징과 구성요소 를 정확히 이해하고 있으며, 파형을 보고 소리를 구별할 수 있음. AI 적정기술을 잘 이해 하고 있음. 음성모방이 실제 소리와 비슷한 이유를 해당 특 징과 연관을 지어 정확한 방법 으로 구별하고 설명할 수 있 음.

소리에 담긴 과학 원리를 대체 로 이해하고 있으며, 파형을 보고 소리를 구별할 수 있음.

AI 적정기술을 알고 있음. 음 성모방이 실제 소리와 비슷한 이유를 해당 특징과 연관을 지 어 설명하는 데 다소 어려움이 있음.

소리에 담긴 과학 원리를 명확 히 이해하지 못하며 과학적이 고 정밀한 방법으로 소리를 구 별하고 설명하는 능력이 많이 부족함. AI의 적정기술과 음성 모방의 특징을 설명하지 못함.

창의적 사고 역량

소리와 관련한 간 교과적 지식 과 기술을 다양하게 융합하여 AI 교육 방법에 대한 독창적인 아이디어를 생각하고 설계할 수 있음.

소리와 관련한 간 교과적 지식 과 기술을 제한적이나마 융합 하여 AI 교육 방법에 대한 새 로운 아이디어를 생각하고 설 계할 수 있음.

소리와 관련한 간 교과적 지식 과 기술을 융합하여 AI 교육 방법에 대한 새로운 아이디어 를 개발하고 생각하는 능력이 많이 부족함.

자기 관리 역량

수업에 대한 집중력이 좋으며 과제를 끈기 있게 해결하려고 노력함.

새로운 내용을 배우고 싶어 하 며 수업에 적극적으로 참여함.

수업에 대한 집중력이 있으며 과제를 해결하려고 대체로 노 력함.

새로운 내용을 대체로 배우고 싶어 하며 수업 참여도는 보통 수준임.

수업에 대한 집중력과 과제해 결을 위한 끈기가 부족함.

새로운 내용에 대해 흥미가 거 의 없으며 수업 참여에도 소극 적임.

감성적 체험

의사소 통과 공동체 역량

친구들과 효과적으로 소통하고 협업함. 모둠별로 주어진 도전 과제를 항상 시간 내에 해결 함.

친구들과 대체로 큰 갈등 없이 소통하고 협업함. 모둠별로 주 어진 도전과제를 대체로 해결 하는 편임.

친구들과 소통하고 협업하는 데 어려움이 있음. 모둠별로 주어진 도전과제를 해결하는 데 어려움이 있음.

심미적 감성 역량

도전과제를 해결하고 교사 및 친구들과 소통과 협업하는 과 정에서 공감적 이해와 문화적 감수성, 삶의 의미와 가치를 발견하고 나누는 역량이 두드 러지게 나타남.

도전과제를 해결하고 친구들과 소통과 협업하는 과정에서 공 감적 이해와 문화적 감수성, 삶의 의미와 가치를 발견하고 나누는 역량이 간혹 나타남.

도전과제를 해결하고 친구들과 소통과 협업하는 과정에서 공 감적 이해와 문화적 감수성, 삶의 의미와 가치를 발견하고 나누는 역량이 거의 나타나지 않음

(2) 평가기록지

평가 영역

번호 이름

창의적 설계 감성적 체험

지식정보처리역 량

창의적 사고

역량 자기관리 역량 의사소통과 공동체

역량 심미적 감성 역량

(3) 학생 자기/동료 평가 계획

평가 방법

평가 분야

평가

영역 평가 기준 평가 척도

상 중 하

자기 평가

감성적 체험

· 창의적

설계

자기관리

역량 새로운 지식에 흥미롭고 즐거운 마음으로 참여하였는가?

의 사 소통 과 공동체 역량

모둠별 도전과제를 창의적으로 해결을 위해 적극적으로 기여했다고 생 각하는가?

창의적 사고역량

여러 가지 소리 속에 담긴 과학적 원리를 잘 이해하여 AI 교육 방법 을 창의적으로 설계하였는가?

지식정보 처리역량

다양한 지식과 정보를 활용하여 티처블 머신의 적정기술이 잘 드러나 도록 프로젝트 활동을 수행하였는가?

동료 평가

감성적 체험

· 창의적

설계

의 사 소통 과

공동체 역량 모둠별로 역할 분담이 잘 되었으며 협동적으로 활동이 이루어졌는가?

창의적 사고역량

여러 가지 소리 속에 담긴 과학적 원리를 잘 이해하여 AI 기술 가치 가 잘 드러나도록 도전과제를 창의적으로 설계하였는가?

- 43 -

2) 프로그램 2: 나도 VR 웹툰 작가

○ 주제 개요

이세돌과 알파고의 세기적 대결 이후 인공지능에 대한 관심과 필요가 매우 높아지고 있다. 최근 가전제품들은 인공지능을 기본적으로 탑재하고 있고, 인공지능의 발달로 인해 미래 사라질 직업들이 많아지고 있다. 코로나로 인해 재택근무가 증가하고, 일자리가 감소한 곳에 인공지능과 로봇이 그 자 리를 대신하고 있다. 인공지능의 발달로 많은 직업이 사라질 수 있지만, 인간의 강점을 바탕으로 한 새로운 일자리가 생길 것이며, 빅데이터 전문가ㆍ데이터 사이언티스ㆍ개발자 등 인공지능의 전문적인 수요도 매우 많이 늘어날 것이다. 실제로 인공지능을 개발할 전문 인력이 매우 부족한 상태라고 한 다.

이 프로그램은 2015 개정 교육과정의 과학의 ‘과학기술의 발달, 미래 사회의 직업 변화’, ‘과학 원리를 활용한 창의적 설계’ 와 정보의 ‘정보사회’, ‘소프트웨어를 활용한 다양한 문제해결’, 국어의

‘매체의 표현 방법･의도 평가’, ‘매체 자료의 효과’, 미술의 ‘창의적 표현, 표현 매체의 확장’ 의 내용 요소를 바탕으로 중학교 정보 수업에서 10년 후에도 사라지지 않을 나의 진로를 설계하고 VR웹툰으 로 표현하여 발표할 수 있도록 구성되었다.

학생들이 스마트폰으로 가장 많이 보는 것이 유튜브와 웹툰이라고 한다. 학생들은 글보다 그림과 동영상에 익숙한 비디오 세대로 웹툰에 대한 관심과 흥미가 나날이 높아지고 있다. 웹툰작가의 연소 득이 꽤 높은 것을 보면 학생들이 웹툰작가를 희망하는 이유에 수긍이 간다. 또한 크리에이터를 희 망하는 학생이 매우 많은 것을 보면 글이 아니라 이미지, 동영상 형태로 자신을 표현하는 것을 선호 하는 것을 알 수 있다.

이 프로그램에서는 문제 상황을 해결하기 위해 10년 후에도 사라지지 않을 나의 진로를 찾는 것 을 시작으로 그를 VR웹툰으로 표현하기 위한 계획을 세운다. 나의 진로가 인공지능으로 대체되지 않 도록, 인공지능전문가에 대해 필수요소를 익혀 진로 분야의 인공지능전문가가 되기 위해 먼저 내 진 로의 전문가가 되도록 설계한다. 자신의 의견을 표현할 때 VR웹툰이라는 새로운 매체로 표현하여 도 전감과 성취감을 갖게 될 것이고, 자신의 진로에 대해 세심하게 고민하고 밀도 깊게 계획하는 과정 에서 내 삶에 대한 주인의식을 가지며 진로를 개척해 진취적으로 나아가길 기대한다.

○ STEAM 준거틀 계획

구분 주요 내용

상황제시

⦁코로나로 인해 무인화 서비스가 발달하여, 일자리가 감소하고 인공지능이 그 자리를 대신한다고 한다. 나의 진로가 10년 후에 인공지능으로 인해 사라지 면 안된다. 10년 후에도 사라지지 않을 나의 진로를 재탐색해보자.

⦁자기 소개하는 시간이 되면 주눅이 든다. 말주변이 없는 나는 앞에 나가 쭈 뼛거리기만 한다. 친구들은 동영상, 애니메이션 등을 통해 다양한 방법으로 발표를 하는데, 색다른 발표 방법은 없을까?

창의적 설계

⦁ VR웹툰을 기획하기 위해 콘텐츠 내용(내용 설계)을 설계한다.

- 핵심요소가 내용에 꼭 포함되도록 정보를 구조화하기

⦁VR웹툰에 흥미, 몰입감, 입체감을 잘 표현하기 위해 적절한 정보기술을 활용 한다.

⦁원하는 직업을 갖기 위해 어떻게 노력하고 진로를 설계할 것인지 진로에 대 해 심도 깊게 탐색한다.

감성적 체험

⦁자신만의 창의적 표현을 동료들과 공유한다.

⦁학생들은 이 과정에서 다른 사람의 생각과 표현 방법을 익히는 한편, 문제 를 해결하기 위해 다양한 방법을 시도하며 문제해결력을 키운다.

⦁인공지능과 관련된 직업인 빅데이터 전문가, 정보 분석가, 소프트웨어공학 자, 개발자, 인공지능전문가 등에 대해 해당 직업을 가지려면 어떤 역량을 길러야 할지 생각함.

⦁VR과 웹툰 관련 직업 찾아보고 직업의 핵심역량 탐구함.

- 45 -

○ 차시 구성

프로그램명 나도 VR 웹툰 작가 학교급 중학교 차시 총 6차시

교육목표 나의 진로가 해당 분야의 AI전문가라면 어떤 준비를 해야 할 지 웹툰으로 표현하고, Pixlr를 통해 VR로 구현할 수 있다.

관련교과 정보, 국어, 과학

2015 개정 교육과정

연계

정보 문화

내용요소 정보문화, 정보사회, 추상화

성취기준

[9정01-01] 정보기술의 발달과 소프트웨어가 개인의 삶과 사회에 미친 영향 과 가치를 분석하고 그에 따른 직업의 특성을 이해하여 자신의 적성에 맞는 진 로를 탐색한다.

국어

내용요소 매체의 표현 방법･의도 평가, 매체 자료의 효과 성취기준 [9국01-11] 매체 자료의 효과를 판단하며 듣는다.

[9국02-07] 매체에 드러난 다양한 표현 방법과 의도를 평가하며 읽는다.

과학

내용요소 빛의 파동, 평면 거울의 상

성취기준

[9과06-02] 물체의 색이 빛의 삼원색으로 합성됨을 관찰하고, 영상 장치에서 색이 표현되는 원리를 설명할 수 있다.

[9과06-03] 여러 가지 거울과 렌즈를 통해 나타나는 상을 관찰하여 상의 특 징을 비교하고, 평면거울에서 상이 생기는 원리를 설명할 수 있다.

차시별 교수·학습 내용 중심교과 STEAM 요소

1차시

◨ VR 개념 이해하기

- 자신의 VR 체험을 생각하며 VR 개념 이해하기 - VR 체험에 필요한 것 찾아보기

◨ VR 기기 만들기

- VR 체험을 위해 HDM-카드보드 만들기 - 개별적으로 동영상 보며 만들기

◨ VR의 과학적 원리 이해하기

- 사물을 보는 원리 회상하기(중1에 배웠음) - 양안시차의 원리 실습하기

- VR웹툰과 카드보드에 사용된 과학적 원리 찾아보기

과학 S, T

2차시

◨ AI의 개념과 필수요소 파악하기 - AI가 사용된 것 찾아보기 - AI의 개념과 필수요소 알아보기 - 학습알고리즘의 중요성 파악하기 - 전문가적 지식의 필요성 이해하기

정보,

국어 S, T, E

3차시

◨ 나의 진로를 설계할 수 있다.

- 나의 진로가 10년 후에도 사라지지 않게끔 해당 분야 의 AI 전문가로 설정하기

- AI 전문가가 되기 위해 먼저 해당 분야의 전문가 되기

◨ 진로를 웹툰으로 표현하기 위해 스토리보드를 작성하기

정보,

국어 S, T, E

4차시 ◨ VR웹툰 제작과정 파악하기 정보, T, E, A

○ 미디어 콘텐츠 개발 계획

Ÿ 스토리보드 작성

- 진로 관련 분야 도서를 읽고 AI전문가가 되기 위해 필요한 것들을 웹툰으로 표현하기 위해 스토 리보드를 작성한다. 스토리보드를 작성하는 데에는 핵심요소 추출하고 추상화 할 수 있는 역량이 필 요하다.

Ÿ 웹툰 그리기

- 4인 1모둠으로 진행되는 과정이라 모둠원끼리 원활한 의사소통으로 해야할 일들을 분업한다.

개별작업이 아니기에 웹툰 그리는 작업에서 스토리보드의 중요성을 더 잘 알 수 있으며, 의사소통 을 위해 사용한 매체(스토리보드)의 효용성을 알 수 있다.

- 캐릭터 설정 외에 일반 웹툰과 다른 점 파악하기

◨ 트리트먼트를 바탕으로 스케치하기

- VR웹툰으로 표현하기 위해 3컷 만화용지에 표현하기 - 디지털기기 이용 가능

- 온라인수업으로 진행되어 응용SW를 사용하지 않고, 아 날로그로 작성하였음.(학생들의 SW 활용능력이 매우 저조하 여 온라인으로 SW 사용법까지 설명하기에 시간이 부족함)

미술

5차시

◨ 360도 배경 이미지 그리기

- 180도, 270도, 360도 등장방도형법으로 배경 그리기

◨ 스케치 한 것 채색하기 - 디지털기기 이용 가능

- 아날로그로 작성할 땐 색칠도구가 필요함.

정보,

미술 T, E, A

6차시

◨ VR웹툰 포맷에 맞춰 그림 업로드 하기 - 2:1 비율로 음영 생기지 않게 그림 자르기 - 일반계정으로 한번에 1장의 사진만 업로드 가능 - 사진 형식, 크기를 VR웹툰 포맷에 맞춰야 업로드 가능

◨ VR웹툰 체험하기

- 1차시에 만든 카드보드로 업로드한 나의 작품과 친구 들의 작품을 VR모드로 감상하기

정보,

국어 S, T, E, A

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○ 평가 계획

(1) 수행·관찰 평가 계획

평가 영역 평가 내용 평가 방법

창의적 설계 (꿈 키우기)

(도전정신) 새로운 지식에 흥미롭고 즐거운 마음으로 참여하였는가? 관찰 평가 (창의성) VR웹툰 콘텐츠를 기획하면서 매체의 효과를 파악하여, 다양

한 효과를 사용해서 자신의 의사를 표현하였는가? 산출물 평가 (창의성) 인공지능전문가라고 가정했을 때 인공지능을 만들기 위한 새

로운 학습방안을 고안하였는가? 활동지 평가

(협업능력) 내가 할 수 없는 일을 맡아줄 친구와 더불어 협력하여 일

하였는가? 관찰평가

(창의성) VR웹툰을 제작할 때 핵심요소를 잘 추출하여 이야기의 흐름 이 끊기지 않고 흥미롭게 완성이 되었는가?

관찰평가 산출물 평가

감성적 체험 (꿈 펼치기)

(성취욕구) VR웹툰을 시간 내에 완성하여 내가 의도했던 것을 계획대

로 성취할 수 있었는가? 산출물 평가

(자기효능감) VR,웹툰을 제작하면서 새로운 분야에 대해 나도 할 수

있다는 자신감을 얻었는가? 활동지 평가

(자기효능감) VR웹툰을 서로 감상하면서 나의 의도를 다른 이들이 정

확하게 파악하였는가? 관찰 평가

진로 설계 (꿈 다지기)

(도전정신) 10년 후에도 사라지지 않는 직업을 찾기 위해 다양한 방

법을 탐구하였는가? 수행평가

평가영역 평가

항목

평가 척도

상 중 하

창의적 설계

(꿈 키우기)

창의성

인공지능의 학습원리와 알 고리즘의 중요성을 파악하 고, VR웹툰을 기획하는 과정에서 상상력, 유창성, 융통성, 독창성, 정교성이 두드러지게 나타남

인공지능의 학습원리와 알고리즘의 중요성을 파 악하고, VR웹툰을 기획하 는 과정에서 상상력, 유 창성, 융통성, 독창성, 정 교성이 가끔씩 나타남

인공지능의 학습원리와 알고리즘의 중요성을 파 악하지 못하고, VR웹툰을 기획하는 과정에서 상상 력, 유창성, 융통성, 독창 성, 정교성이 거의 나타 나지 않음

도전정신 선택한 진로가 10년 후에 사라지지 않게 만들기 위

선택한 진로가 10년 후 에 사라지지 않게 만들기

선택한 진로가 10년 후 에 사라지지 않게 만들기

(2) 평가기록지

평가 영역 번호 이름

창의적 설계 감성적 체험 진로설계

창의성 도전정신 협업능력 성취욕구 자기효능감 창의성 도전정신

해 다양한 방법과 확장성 을 모색함

위해 다양한 방법을 모색

함 위해 방법을 모색함

협업능력

정보기술활용능력, 의사소 통의 어려움이 발생했을 때, 문제를 해결하기 위해 교사, 동료들과 협업하려 는 능력과 의지를 보임

정보기술활용능력, 의사소 통의 어려움이 발생했을 때, 문제를 해결하기 위 해 교사, 동료들과 협업 하려는 의지를 보임

정보기술활용능력, 의사소 통의 어려움이 발생했을 때, 문제를 해결하기 위 해 교사, 동료들과 협업 하려는 능력과 의지가 부 족함

창의성

VR웹툰으로 내용을 표현 함에 이야기의 흐름이 자 연스럽고 흥미를 유발하며 몰입감이 뛰어남

VR웹툰으로 내용을 표현 함에 이야기의 흐름이 자 연스럽고 흥미를 유발함

VR웹툰으로 내용을 표현 함에 이야기의 흐름이 자 연스럽지 않거나 흥미롭 지 않음.

감성적 체험

(꿈 펼치기)

성취욕구

VR웹툰 제작을 모든 요건 을 갖춰 시간 내에 완성 함

VR웹툰 제작을 최소한의 요건만 갖춰 시간 내에 완성함

VR웹툰 제작을 시간내에 완성하지 못함

자기효능감

새로운 내용을 배우고 싶 어 하며 과제 해결을 위 해 적극적으로 참여함

새로운 내용에 대해 약간 의 흥미가 있으며 과제 해결 과정에 어려워하지 만 참여함

새로운 내용에 대해 흥미 가 거의 없으며 과제 해 결 과정에 거의 참여하지 않음

진로 설계 (꿈 다지기)

도전정신

인공지능전문가, 인공지능 관련 직업 뿐만 아니라, 10년 후에도 사라지지 않 을 다양한 직업을 탐색하 고 진로를 방향성을 확장 시킴

인공지능전문가, 인공지능 관련 직업 뿐만 아니라, 10년 후에도 사라지지 않을 다양한 직업을 탐색 함

인공지능전문가, 인공지능 관련 직업 뿐만 아니라, 10년 후에도 사라지지 않을 다양한 직업을 탐색 하지 않음