1. 주제 개요
미래의 인재들에게는 창의적인 상상력과 뛰어난 과학적 사고력 그리고 공감과 나눔 의 감성적 마인드를 갖춘 융합적소양이 필요합니다.
학생들에게 세계 곳곳에서 발생되는 비극적인 상황들과 그에 따른 가난한 이웃들 의 어려움에 대해 이해하게 하고 ‘공존, 기술, 사람 그리고 희망’이라는 국제사회의 흐름에 동참하는 한 방법으로 전쟁지역의 지뢰 등으로 다리를 절단 당한 사람들을 위한 의족을 디자인하는 감성적 체험을 하게하고 적정기술이라는 개념의 습득을 통해 인간에게 유익한 지식의 사용이 가능한 융합적 인재로 양성하고자 하는데 목 적을 두는 프로그램입니다.
과학은 매우 빠르게 발전하여 우리가 상상했던 많은 것이 현실로 이루어 졌습니다.
최근에는 휘어지는 핸드폰과 네비게이션 기능을 가지고 있는 구글 글래스 등 놀라 운 과학기술의 작품들이 쏟아져 나오고 있습니다. 따라서 이들은 구매할 경제력만 갖추고 있다면 예전과 비교할 수 없을 만큼 편리해졌습니다. 그러나 이렇게 과학이 발전했다고 해서 모두 다 이의 수혜를 입고 잘 살고 있지는 않습니다. 과학이 이보 다 더 발전한다고 해도 그 과학의 발전을 전혀 모르고 죽어갈 사람도 많을 것입니 다. 우리가 말하는 대부분의 과학의 발전은 대부분 경제력을 갖추고 있는 사람들 을 위한 과학이었기 때문입니다. 그러나 이러한 과학의 효용성에 반대하여 인간의 얼굴을 한 기술로 알려진 적정기술이 등장합니다. ‘작은 것이 아름답다’의 저자인 독 일 경제학자 E. F 슈마허가 만들어낸 ‘적정기술’이란 용어는 1960년대 슈마허가 설 립한 ‘중간기술개발그룹’은 제3세계의 빈곤문제를 해결하고 자립을 도울 수 있는 기 술을 개발하는 데 주력했던 일의 개념에서 시작하였습니다. 경제력을 가진 소비자 를 대상으로 개발해오던 기술을 비판하고 소외된 90%를 위한 적정기술은 그때부 터 많은 관심을 받게 되었습니다. 하루 종일 먼 곳으로 가서 양동이에 물을 떠서 무 겁게 어깨에 이고 오던 물통을 동그랗게 만들어 굴릴 수 있게 한 Q드럼, 오염된 물
중학교 바이오
STEAM 적정기술을 통한
나만의 의족 만들기
대인 라이프 스트로우는 이런 적정기술의 대표적 예입니다. 이 프로그램은 적정기 술의 제품들 중 자이푸르 풋에 주목하였습니다. 인도에 살고 있는 열 네 살 된 빌 하난은 맨발로 생활하던 생활습관 탓에 상피병에 걸려 한 쪽 무릎아래 다리를 절단 했고 그 후로 꿈을 잃고 극심한 우울증에 시달렸습니다. 가족들은 빌 하난에게 알 맞은 의족을 사주고 싶었지만 무려 2만 달러가 필요했기 때문에 사줄 수가 없었습 니다. 하지만 빌 하난은 적정기술의 자이푸르 풋(Jaipurfoot) 덕분에 다시 다리를 가지게 되었고 예전처럼 친구들과 나무를 오르내리기도 하고 점프를 할 수 도 있었 습니다. 인도의 북부마을 이름을 딴 자이푸르 풋의 기술혁신은 2만 달러에 달했던 의족을 단 28달러 우리 돈 약3만원에 가능케 했습니다. 주로 고무와 나무, 알루미 늄으로 구성되었지만 1.3 ~ 1.5kg에 불과하며 5년 이상 지속하여 사용할 수 있습니 다. 자이푸르 풋은 빈곤층과 아프가니스탄을 비롯한 전쟁지역에서 지뢰로 다리를 잃은 사람들에게 큰 희망을 주었습니다. 타임지가 선정한 최고의 발명품에도 이름 을 올린바 있는 자이푸르 풋은 매년 16,000명에게 새로운 팔과 다리를 제공하고 있 습니다. 이 프로그램은 우리도 착한 과학자가 되어 적정기술에 알맞은 의족을 디자 인 해 보도록 설계되었습니다. 먼저 적정기술의 개념을 익힌 뒤에 적정기술의 따뜻 한 마음을 기본 개념으로 하여 의족 설계를 위해 필요한 지식인 인체의 뼈와 근육, 관절에 대해 배워 뼈와 관절이 어떻게 움직이는지 학습합니다. 그리고 인체에 사용 되는 것이기 때문에 아름답게 만들기 위하여 인체의 황금비에 대해 학습합니다. 그 리고 마지막에 적정기술의 개념과 인체와 황금비의 학습내용을 기반으로 나만의 의족을 디자인하게 됩니다. 내가 만들 의족의 대상도 직접 선택하고 그에 맞게 내료 도 선택하게 하여 학생들 스스로 학습을 주도하도록 , 그리고 많은 생각을 하도록 하였습니다. 그리고 내가 디자인한 의족을 다른 사람들에게 홍보함으로써 적정기술 에 동참한 기쁨과 보람을 느끼며 감성적 체험을 할 수 있습니다.
2. 학습 목표
내용 목표
- 손과 발의 구조와 기능을 알고, 관절 운동의 원리를 말 할 수 있다..
- 공기 압력을 이용하여 로봇팔을 만들고 로봇팔의 움직임에 대해 설명할 수 있다.
- 인체 속에 숨겨진 황금비를 발견하고 의족디자인에 황금비를 반영할 수 있다.
- 적정기술의 이념에 맞는 나만의 의족을 제작하고 장점과 특징을 살려 홍보할 수 있다.
과정 목표
- 적정기술의 정의와 특징에 대해 이해하고, 적정기술 제품에 대해 생각해본다.
- 프로젝트 수행과정에서 결과물 작성을 위해 모둠 내에서 협력적으로 문제 해결 을 경험한다.
3. STEAM 과목 요소
S : 과학기술, 인체에 대한 이해, 뼈의 구조와 관절운동원리
T/E : 적정기술의 이해 로봇팔 제작
관절의 구현을 위한 적절한 재료의 탐색
A : 아름다운 의족 디자인하기
M : 황금비율과 그의 적용
4. STEAM 단계 요소
상황제시
이동하면서 초고속 인터넷을 하고, 안경에 네비게이션 정보가 뜨고 안경으로 사 진을 찍을 수 있는 것처럼 공상과학영화에서나 볼 수 있는 장면들이 현실로 가 능한 지금, 이제는 과학기술이 생존을 결정짓는 것이 아니라 더 여유롭고 편리하 게 생활하기 위해 발달하고 있다. 그러나 이렇게 과학이 발전했다고 해서 모두 다 이의 수혜를 입고 살 수 없으며 과학기술발달은 대부분 경제력을 갖추고 있는 사 람들을 위한 것이다. 그러나 이러한 과학의 효용성에 반대하여 인간의 얼굴을 한 기술로 알려진 적정기술이 등장하였고 우리는 그 의미를 알아보고자 한다.
- 1, 2차시에서 타임지가 선정한 최첨단 발명품에 대해 제시하고 과학기술의 발
달에 대해 함께 이야기 해 본 뒤에 이러한 혜택을 받을 수 없는 인도의 빌 하
난 이야기를 도입하여 적정기술의 개념에 대해 생각하는 시간을 갖도록 하며
우리도 적정기술에 동참하기 위해 의족을 디자인할 것을 제안한다.
의족 설계를 위해 필요한 지식인 인체의 뼈와 근육 및 관절에 대해 학습한 후 뼈 와 관절이 어떻게 움직이는지 학습한다. 그리고 의족은 인체에 사용되는 것이기 때문에 외적으로도 중요하므로 의족을 조화롭고 균형있게 만들기 위하여 인체의 황금비에 대해 학습한 후 이를 적용해 보고자 한다.
- 3차시에서는 닭발을 관찰하고 해부하면서 골격을 이루고 있는 뼈대와 힘줄, 인 대의 기능을 알고 4차시에서는 자신의 손을 관찰하고 손뼈에 대해 알아보면서 뼈에 대해 학습하며 5차시에서는 로봇팔을 만들어 보면서 관절의 움직임에 대 해 이해한다.
- 6차시에서는 황금비가 무엇인지 안내하고 황금사각형 그리는 방법을 찾아내고 그 속에 숨겨진 원리를 설명하며 7차시에서는 인체 속에 숨겨진 황금비를 찾아 내며 의족 설계를 위한 인체의 황금비 개념을 확고히 다질 수 있도록 한다.
감성적 체험
적정기술의 개념과 인체와 황금비의 학습내용을 기반으로 나만의 의족을 디자인 하도록 한다. 본인이 만들 의족의 대상도 직접 선택하고 그에 맞는 재료도 선택하 게 하여 학생들 스스로 학습을 주도하도록 하며 많은 생각을 할 수 있는 기회가 되도록 한다. 그리고 내가 디자인한 의족을 다른 사람들에게 홍보함으로써 적정 기술에 동참한 기쁨과 보람을 느끼며 감성적 체험을 할 수 있다.
- 8차시에서 내가 만들 의족의 사용대상과 재료를 선정하고 사용 대상에 따라
의족을 디자인 하며 9차시에서는 디자인한 의족을 홍보할 포스터를 만들고 10
차시에서는 홍보포스터로 자신의 의족 디자인을 홍보하고 서로 상호 평가한다.
5. 지도안 총괄표
과목 기술, 수학, 미술 총차시 4
단원
[과학 1] Ⅰ. 과학이란
Ⅰ.- 2. 과학이 우리생활에 미치는 영향 [과학 2] Ⅰ. 자극과 반응
Ⅰ.- 2 신경계 [기술·가정 3] Ⅲ.전자 기계 기술 Ⅲ.- 1 전기·전자 이해하기 Ⅲ.- 2 기계운동의 원리 Ⅲ.- 3 운동장치 만들기 [수학 2] Ⅷ. 도형의 닮음
Ⅷ.- 2 닮음의 응용 [수학 3] Ⅶ. 피타고라스 정리 Ⅶ.- 1 피타고라스 정리 [미술2] Ⅰ. 미적체험
Ⅰ.- 1 자연과 함께하는 미술 Ⅱ. 표현
Ⅱ.- 5 인물의 아름다움
Ⅱ.- 15 그림이나 기호로 전달하는 디자인 Ⅱ.- 18 현대 생활용품의 기능과 아름다움
교육과정
2009 개정 교육과정 중 1학년 과학이란 : 과학이 우리생활 많은 영향을 미치고 있다.
2009 개정 교육과정 중 2학년 자극과 반응 : 자극에 대한 반응경로를 안다.
2007 개정 교육과정 중 3학년 전자·기계기술 : 기계의 구성요소와 운동 원리를 이해한다.
학습목표 적정기술의 이념에 맞는 나만의 의족을 제작하고 장점과 특징을 살려 홍보할 수 있다.
흐름 문제제시 & 제작활동 학습자료(▶) 및 유의점(※)
<상황 제시>
최첨단 발명품 은 왜 발명되었
을까?
(25분) (1/10차시)
ⓈⓉⒻ 2012년 타임지가 선정한 발명품 이미지카드를 보고 현재 발명되 고 있는 최첨단의 과학기술을 접할 수 있도록 한다.
Tip
• 이미지 카드에 제시되어 있는 발명품의 용도를 학생들이 먼저 예상하게 한 후 발 명품에 대한 동영상을 보여주고 간단한 설명을 한다.
- 위 발명품은 왜 2012 타임지 최고의 발명품으로 선정되었을까?
- 각각의 발명품은 어디에 쓰일까?
- 각각의 발명품은 많은 시간, 노력, 비용을 들어 개발되었다. 왜 이와 같 은 발명품이 발명 되었을까?
- 각각의 발명품은 어떤 사람(직업, 나이, 경제력, 성별)들이 사용할지 예 상해보도록 한다.
▶ 활동지
▶ 수업 ppt. (과학기술발달)
생 각 열 기
내 주변에는 어떠한 발명품들이 있을까? 내가 알고있는 최고의 발명품은 무엇인가?
미국의 대표적인 시사주간지 타임지는 매년 참신한 아이디어가 돋보이는 발명품을 선정한다. 2012년 타임지가 선정한 최고의 발명품 26개 중 이미지 카드에 제시되 어 있는 발명품에 대해 모둠별로 토의해 보자.
최첨단 발명품은 왜 발명되었을까? [1/10]
1. 위 발명품들이 왜 타임지 최고의 발명품으로 선정되었을지 생각해보자.
2. 위 발명품은 많은 시간, 노력, 비용을 들어 개발되었다. 왜 이와 같은 발명품 이 발명되었을까?
소니 하이엔드 카메라 RX100 구글 글래스 전기차 테슬라 모델S [2012 타임지가 선정한 발명품]
082013 융합인재교육(STEAM) 프로그램
<상황 제시>
최첨단 발명품 은 왜 발명되었
을까?
(25분) (1/10차시)
ⓈⓉⒻ 활동이 끝난 후에 느낀 점을 발표하도록 함으로써 과학기술의 발 달이 많은 사람에게 삶을 풍요롭고 편리하게 하지만 모든 사람들이 이러 한 혜택을 받을 수 있는 것이 아님을 생각하게 한다.
- 발명품을 보고 느낀점을 말해보자.
- 모든 사람들이 이 편리한 발명품의 혜택들 받을 수 있을까?A
▶ 동영상 (구글 글래스의 모 양과 기능에 대한 동영상)
http://www2.pullb-
bang.com/video.
pull?vcode=l15024196
※ 동영을 볼 때 학생들이 신 기한 발명품과 과학기술의 발달에만 관심이 가지 않 도록 유도하며, 과학기술 이 현재 어떻게 사용되는 지에 초점을 두도록 한다.
<상황제시>
빌 하난의 이야기
(20분) (1/10차시)
ⓈⓉⒻ 인도에 살고 있는 빌 하난의 이야기를 듣고 빌 하난이 두발로 걸 을 수 있는 방법을 모둠별로 생각해보도록 한다.
Tip
• 모둠 안에서 브레인스토밍으로 다양한 의견을 내 놓도록 하고, 이 중 여러 조건을 고려하여 현실적으로 도울 수 최선의 방법을 하나 선택하여 구체적으로 도울 수 있는 방법을 토의하도록 한다.
ⓈⓉⒻ 생각해본 후 빌 하난을 위해 발명되었던 자이푸르 풋의 동영상을 소개하고 그것을 본 소감을 자유롭게 이야기 해 보도록 한다.
Tip
• 빌 하난의 이야기를 들려 줄 때 세계 절단 장애인의 80%는 개발도상국에 살고 있다는 내용을 덧붙인다.
- 자이푸르 풋의 동영상을 본 소감을 개인적으로 발표해보자
- 자이푸르 풋이 빌 하난과 개발도상국 아이들에게 어떤 의미일지 생각 해보자.
▶ 준비물
- 모둠별 화이트보드, 활 동지, 동영상
▶ 활동지
▶ 수업 ppt. (자이푸르 풋)
▶ 동영상 및 기사 (자이푸 르 풋에 대한 내용이 담긴 동영상 )
http://www.youtube.
com/watch?v=-2QSLl- 3DIO8&NR=1&fea- ture=endscreen http://blog.nav- er.com/benefit- mag/140160441075
생 각 열 기
인도에 살고 있는 빌 하난의 이야기를 들어본 적 있는가?
가난한 빌 하난이 두발로 걸을 수 있는 방법은 무엇일까?
이제 빌 하난은 예전처럼 친구들과 나무를 오르내리기도 하고 점프를 할 수도 있 다. 이는 자이푸르 풋(Jaipurfoot)이라는 발명품 덕분이었다. 빌 하난을 위해 발명 되었던 자이푸르 풋의 동영상 본 후 소감을 자유롭게 이야기 해 보자.
빌 하난의 이야기 [1/10]
가난한 이에게도 희망의 다리를 인도에 사는 열네 살인 빌 하난은 맨발로 생활하다가 상 피병에 걸려 한 쪽 무릎아래 다리를 잃게 되었다. 한창 뛰어놀고 많은 꿈을 꿀 시기에 빌 하난이 다리 하나만 을 잃은 것이 아니었다. 다리와 함께 꿈을 잃은 빌 하난 은 극심한 우울증에 시달렸다. 가족들은 그에게 다리를 대신할 의족을 사주고 싶었지만 무려 2만 달러가 필요 했다. 2만달러는 하루 2달러를 벌어 근근이 살아가는 빈 곤층 가족에게 꿈도 꿀 수 없는 사치품이었다.
1. 빌 하난을 도울 수 있는 방법을 생각해 봅시다.
122013 융합인재교육(STEAM) 프로그램
학습자료(▶) 및 유의점(※)
<상황제시>
적정기술이란 무엇인가?
(45분) (2/10차시)
ⓈⓉⒻ 다양한 적정기술의 제품을 이미지 카드로 제시하고, 각 제품이 어 떻게 사용될지 예상해 보도록 한다.
- 각제품의 용도는 무엇일까?
- 어떤 사람들을 위한 제품일까?
ⓈⓉⒻ 이 제품들이 적정기술임을 알려주고 적정기술이란 무엇인지 정 의해보도록 한다.
- 적정기술이란?
- 적정기술에 대해 어떻게 생각하는가?
Tip
• 적정기술의 정의를 생각하면서 적정기술의 의의를 생각해볼 수 있다.
▶ 활동지
▶ 수업 ppt. (적정기술이란)
▶ 읽기자료 참고 : 적정기술 제품
▶ 준비물 : 이미지카드
<창의적 설계>
닭발 해부로 뼈와 근육의 움직임 관찰
하기 (45분) (3/10차시)
ⓈⒶ 본인의 손과 다리를 만져보게 하고 어떤 구조로 이루어져 있는지 토 론하고 발표하도록 한다.
ⓈⓉ 닭발 해부 실험을 통해 관절과 움직임의 원리를 알아본다.
- 해부용 가위와 핀셋을 이용하여 발목 부분에서 발가락까지 피부를 조 심스럽게 제거한다.
- 피부를 제거한 닭발의 표면을 보면서 힘줄의 분포를 관찰한다.
- 펜치를 이용하여 발의 바닥 쪽, 등 쪽의 모여 있는 힘줄을 각각 당겨 본다.
- 모여 있는 힘줄을 분리하여 하나씩 당겨보며 어떤 힘줄을 당겼을 때 어 떤 발가락이 움직이는지 확인한다.
Tip
• 준비한 닭발을 해부해 껍질을 벗겨내어 하얀 힘줄들이 보이도록 한다.
• 힘줄을 핀셋(또는 펜치)으로 잡아당긴다.
Ⓢ 닭발의 움직임에 대해 토론하도록 한다.
- 닭발의 움직임에 대해 토론하고 활동 소감을 나눈다.
▶ 활동지
▶ 수업 ppt. 닭발 해부실험
q-드럼 OLPC(one laptop per child) pot in pot cooler
라이프 스트로우 permanet
3. 평소 알고 있던 적정기술에 대해 말해보자. 어떤 제품을 알고 있는가?
알고 있었던 것을 친구들에게 소개해보자.
2. 이미지카드에 있는 제품들은 적정기술의 대표적인 예이다. 적정기술을 정의 해보자.
적정기술이란:
[준비물] 활동지, 이미지카드
15 STEAM _ 바이오(Bio)
생 각 펼치기
나의 손과 발은 어떻게 움직이는 걸까?
자신의 팔과 다리를 만져보고 어떤 구조로 이루어져 있는지 토론하고 발표해보자.
닭발 해부를 통해서 뼈와 근육의 움직임을 확인해보자.
2. 닭발 움직이기 1) 해부용 가위와 핀셋을 이용하여 발목 부분에서부터 발가락까지 피부를 조심
스럽게 제거한다. 이때 피부 근처에 힘줄(건)이 붙어 있으므로 손상되지 않도 록 주의해야한다.
2) 피부를 제거한 닭발의 표면을 보면서 힘줄의 분포를 관찰한다.
3 ) 펜치를 이용하여 발의 바닥 쪽, 등 쪽의 모여 있는 힘줄을 각각 당겨본다.
4) 모여 있는 힘줄을 분리하여 하나씩 당겨보며 어떤 힘줄을 당겼을 때 어떤 발 가락이 움직이는지 확인한다.
사진 관찰 및 사전정의 알아보기
1. 닭발의 겉모습 관찰하기
▶ 닭발의 겉모습 그리기
▶ 발가락의 개수와 조류의 특징을 서술해보자.
21 STEAM _ 바이오(Bio)
6) 위 닭발의 움직임을 관찰하고 관절 운동의 원리를 설명해보자.
5) 피부를 벗겨 낸 닭발의 근육과 힘줄을 그림으로 나타내보자.
<바닥 쪽>
<바닥 쪽>
3. 생각해 보기 1) 바닥 쪽 힘줄다발을 당겨 보았을 때 닭발의 움직임은 어떻게 나타나는가?
2) 바닥 쪽 힘줄 다발을 분리하여 하나씩 당겨 보았을 때 닭발의 움직임은 어떻 게 나타나는가?
3) 등 쪽 힘줄다발을 당겨 보았을 때 닭발의 움직임은 어떻게 나타나는가?
4) 등 쪽 힘줄다발을 분리하여 하나씩 당겨 보았을 때 닭발의 움직임은 어떻게 나타나는가?
222013 융합인재교육(STEAM) 프로그램
<창의적 설계>
인체의 손뼈 구조 알기와 모형만들기
(45분) (4/10차시)
Ⓢ 자신의 손의 모양을 관찰하고 어떤 모양의 뼈들로 구성되어 있는지 생 각해 보게 한다.
- 손을 이루고 있는 다양한 뼈의 종류와 구성하고 있는 뼈의 개수를 탐 구해 보자.
Ⓢ 손을 이루고 있는 뼈의 개수를 세어보고, 각 뼈들의 명칭을 알아보 게 한다.
Tip
• 생물의 종류에 따라 뼈의 구조와 기능이 조금씩 차이가 있음을 이해시킨다
ⓈⓉⒶ 손 골격 그림 위에 다양한 색 점토를 활용하여 뼈대의 구조물을 제작하게 한다.
Tip
• 다양한 점토를 이용하여 뼈의 모양 위에 접착하도록 하게하고 미적 효과를 극대 화 할 수 있도록 유도한다.
▶ 활동지
▶ 수업 ppt. (손을 이루고 있 는 뼈들의 명칭)
<창의적 설계>
팔의 모형 만들기
(45분) (5/10차시)
Ⓢ 로봇댄스 동영상을 시청하게 한다.
- 관절이란 무엇일지 생각해 보게 한다.
ⓈⒶ 여러 가지 재료를 이용하여 팔의 모형을 만들어 보는 시간이다. 앞 서 배운 뼈와 근육, 관절의 움직임을 기본으로 하여 본인이 생각한 모양 의 로봇팔을 스케치해본다.
ⓈⓉⒶ 공기 압력을 이용한 2관절 로봇팔을 만들도록 한다.
- 여러 재료와 공기압을 이용하여 보다 정교한 관절을 만들어본다.
▶ 활동지생 각펼치기
팔의 모형 만들기 [5/10]
팔은 어떤 원리로 움직일까?
여러 가지 재료를 이용하여 팔의 모형을 만들어보자. 앞 서 배운 뼈와 근육, 관절 의 움직임을 기본으로 하여 본인이 생각한 모양의 로봇팔을 스케치해 본 후 로봇 팔을 만들어보자.
1. 로봇팔 만들기 각 재료의 역할
- 주사기의 역할 : 피스톤을 밀고 당김으로써 주사기와 비닐호스 사이의 공 기의 흐름을 조절하여 압력의 변화를 주는 역할을 한다.
- 비닐호스의 역할 : 먼 거리에 있는 주사기 간에 압력을 전달해 주는 역할 을 한다.
- 볼트, 너트, 와셔 : 관절 부분을 고정시켜주는 역할과 동시에 부드럽게 움직 일 수 있도록 중간 역할을 한다.
① 자신이 생각한 모양의 로봇팔 모양을 스케치하기
27 STEAM _ 바이오(Bio)
17 16
15
13 12
11 92 8
5 67
3 4
14
10
1
<손을 이루고 있는 뼈들의 명칭>
1. 손목뼈 2. 작은마름뼈 3. 머리뼈 4. 갈고리뼈 5. 손배뼈 6. 반달뼈 7. 삼각뼈 8. 콩알뼈 9. 큰마름뼈 10. 손바닥뼈 11. 바닥 12. 몸통 13. 머리 14. 손가락뼈 15. 첫째마디뼈 16. 중간마디뼈 17. 끝마디뼈 18. 종자뼈
생 각 펼치기
인체의 손뼈 구조 알기와 모형 만들기 [4/10]
내 손은 몇 개의 뼈로 되어 있을까요? 어떤 구조로 되어 있을까?
내 손의 모양을 관찰하고 어떤 모양의 뼈들로 구성되어 있는지 생각해보자.
자신의 손과 팔의 모양을 만져보고, 어떤 모양의 뼈들로 구성되어 있을지 생각해 보자.
1. 자신의 손과 팔의 모양을 만져보고, 어떤 모양의 뼈들로 구성되어 있을지 생각 해보자.
2. 손을 이루고 있는 뼈의 개수를 세어보고, 각 뼈들의 명칭을 알아보자.
17 16 15
13 12 11
92 8
567
34 14
10
1
242013 융합인재교육(STEAM) 프로그램
3. 다음의 손 골격 그림 위에 다양한 색 점토를 활용하여 뼈대의 구조물을 제작해 보자.
25 STEAM _ 바이오(Bio)
<창의적 설계>
팔의 모형만 들기 (45분) (5/10차시)
Tip
• 공기가 새어 나가지 않도록 비닐호스와 주사기 사이의 틈을 잘 막아주어야 하고, 로봇팔에 작용하는 공기의 압력이 지나치게 낮아지지 않도록 주의한다.
ⓈⒶ 자신이 만든 로봇팔 작품 발표하기
▶ 수업 ppt. (로봇팔 만들기)
▶ 동영상(로봇댄스 동영상) http://blog.naver.com/
lamerveille?Redirect=Log&- logNo=201046982&- jumpingVid=D7F3FAF- C9A5926403E8FD- 924CAC68161967F
<창의적설계>
황금비란 무엇 인가?
(20분) (6/10차시)
ⒶⓂ 5개의 사각형 중 가장 편안하게 보이는 사각형을 찾아보도록 한다.
- 이 중 가장 조화롭게 보이는 사각형은 무엇인가?
- 왜 이 사각형이 조화롭고 안정적이게 보이는가?
- 자신이 선택한 사각형의 가로의 길이와 세로의 길이의 비율을 구해 보자.
Tip
• 비율에 따라 조화롭고 안정적이며, 아름답게 보일 수 있음을 인식시켜 준다.
ⒶⓂ 황금비에 대해 설명하여 황금비가 인간이 인식하는 가장 균형적이 고 조화로운 비율임을 스스로 확인하도록 한다.
Tip
• 황금비를 설명할 때 황금비의 비율을 증명하는 것에 치중하지 않는다.
▶ 활동지
▶ 수업 ppt. (아름다운 사각 형 찾기)
▶ 준비물 자, 계산기
▶ 읽기자료 참조 : 황금비
종이 및 스티로폼으로 기본 재료 만들기
- 그림을 보고 유사한 모양으로 또는 자신이 생각한 모양의 로봇팔 모양을 스케치하기
- 각 부분별 재료를 잘라서 만들기
- 각 재료의 역할을 파악하여 자유스럽게 구상하여 로봇팔을 만 든다.
2. 생각해 보기
① 주사기에 공기를 넣었을 때 로봇팔의 움직임은 어떻게 나타나는가?
② 주사기에 공기를 빼내었을 때 로봇팔의 움직임은 어떻게 나타나는가?
③ 위 로봇팔의 움직임을 관찰하고 관절 운동의 원리를 설명해보자.
3. 활동소감
[준비물] 활동지, 종이, 스티로폼, 피스톤, 튜브, 양면테이프, 볼트, 너트, 호 수, 가위
[TIP]
1. 공기가 새어 나가지 않도록 비닐호스와 주사기 사이의 틈을 잘 막아주어 야 하고, 로봇팔에 작용하는 공기의 압력이 지나치게 낮아지지 않도록 주 의한다.
② 각 재료의 역할을 파악하여 자유스럽게 구상하여 로봇팔을 만들어보자.
282013 융합인재교육(STEAM) 프로그램
생 각 펼치기
황금비란 무엇인가? [6/10]
A B C D E
질문1▶ 5개의 사각형 중에서 가장 조화롭고 안정적이게 생각되는 사각형을 골 라보자.
질문2▶ 선택한 사각형을 고른 이유를 말해보자.
질문3▶ 자신이 선택한 사각형의 가로의 길이와 세로의 길이의 비율을 구해보자.
29 STEAM _ 바이오(Bio)
A B C D E
<창의적설계>
황금나선 그 리기 (25분) (6/10차시)
ⒶⓂ 황금사각형 그리는 원리를 먼저 학습한 후 황금사각형을 이용하여 황금나선을 그려보도록 한다.
[황금나선그리기]
1) 한 변의 길이가 1인 정사각형을 그립니다.
2) 이 정사각형과 합동인 정사각형을 바로 이웃하게 붙여서 그립니다.
3) 두 개의 정사각형을 붙인 기다란 직사각형 긴 변의 길이를 한 변으 로 하는 정사각형을 이웃하게 붙여서 그리세요. 이때 새로운 사각형을 그리는 방향은 항상 같아야 합니다. 새롭게 이어 붙이는 사각형을 시 계 방향으로 그렸으면 그 다음에 붙이는 사각형도 시계 방향으로 붙 여 그립니다.
4) 세 정사각형을 붙인 기다란 직사각형의 긴 변의 길이를 한 변으로 하는 정사각형을 이웃하게 붙여서 그립니다.
5) 정사각형을 그린 방향과 같은 방향으로 각 정사각형 안에 사분원을 그립니다.
▶ 활동지
▶ 수업 ppt. (황금사각형 그 리기, 황금나선 만들기)
※ 유의점
1. 학생들이 충분히 생각하고 협의하여 황금사각형을 발 견할 수 있도록 유도한다.
학생들의 발견이 어려우면 완성된 그림 힌트를 제공 하도록 한다.
2. 황금나선을 그릴 때 먼저 어떻게 그려야 할지 학생 들이 먼저 생각해보게 한 다. 학생들이 어려워할 경 우 교사는 1~3번 까지만 같이 그려보고 그 후는 학 생들이 직접 완성해보도 록 한다.
3. 과도하게 이론적 과정으로 접근하지 않는다.
4. 모눈종이를 이용하면 더 쉽게 그릴 수 있다.
▶ 준비물
- 자, 컴퍼스, 계산기
생 각 펼치기
황금나선그리기 [6/10]
1. 황금사각형을 이용하여 황금나선을 그려보자.
322013 융합인재교육(STEAM) 프로그램
1
1 1
1 1
2
1 1
3 2 5
8 1 1
3 2
<창의적설계>
인체의 황금비 알아보기.
(10분) (7/10차시)
ⒶⓂ 그림으로 인체의 황금비에 대해 먼저 설명하여 인체의 황금비를 알 게 한다.
ⒶⓂ 실제로 자신의 신체에서 황금비 찾는 과정을 적용함으로써 황금비 를 이해할 수 있도록 한다.
- 우리 몸에서 황금비를 찾아보자.
<창의적설계>
레오나르도 다 빈치의 그림 속 에 숨겨진 황금 비를 찾아보자.
(30분) (7/10차시)
ⒶⓂ 인체의 황금비를 학습한 후 학생들이 평소 잘 알고 있는 레오나르도 다 빈치의 명화 속에서 숨어 있는 황금비를 찾아보도록 한다.
ⒶⓂ 자신의 신장을 이용하여 배꼽의 위치 찾아보고 무릎까지의 길이 를 찾아보자.
[문제] 개인마다 약간의 차이는 있지만 인간의 신체에서 배꼽이 상반신과 하반신을 1 : 1.618로 황금 분할합니다. 키가 165cm인 사람의 배꼽 위치 는 발로부터 시작해서 몇 cm인 곳에 위치하는지 알아보자.
[풀이] 배꼽의 위치를 x라고 하고 황금비의 비례식을 풀면 다음과 같습 니다.
1 : 1.618 = x : 165 1.618x = 165
x = 165 ÷ 1.618 = 101.9778 ≒ 101.98
Tip
• 위의 과정을 거치며 앞으로 진행하게 될 의족디자인의 심미성에 적용할 수 있 도록 한다.
▶ 활동지
▶ 수업 ppt. (숨겨진 황금비 를 찾아보자)
▶ 준비물 자, 계산기
1
1
1 1.618
1.618
1.618
레오나르도 다 빈치 그림에서 황금비 찾아보기 1. 레오나르도 다빈치의 그림 속에 숨겨진 황금비를 찾아보자.
[그림1] 자를 이용하여 신체의 길이를 측정하여 보고 그 비율을 구하여 보자.
37 STEAM _ 바이오(Bio) [그림2] 자를 이용하여 얼굴을 중심으로 길이를 측정하여 보고 그 비율을 구하
여 보자.
2. [문제] 개인마다 약간의 차이는 있지만 인간의 신체에서 배꼽이 상반신과 하반신 을 1 : 1.618로 황금 분할합니다. 키가 165cm인 사람의 배꼽 위치는 발로 부터 시작해서 몇 cm인 곳에 위치하는지 알아보자.
382013 융합인재교육(STEAM) 프로그램
<창의적설계>
황금비가 이용 되는 예를 찾아
보자 (5분) (7/10차시)
ⒶⓂ 우리는 개의 손가락과 발가락을 가지고 있으며, 손가락은 2개의 관 절을 가지고 있으며, 각 손가락은 3개의 마디로 이루어져 있다. 손가락 뼈 사이에도 황금비가 발견된다. 또한 발과 발가락에서도 황금사각형으로 측정이 되는 황금비가 발견된다는 것을 설명하며 다양한 예를 제시한다.
ⓈⓉⒺⒶⓂ 황금비가 상업적으로 이용되는 예에 어떤 것들이 있을까? 예 시들을 찾아보고 발표해보도록 한다
① 애플 핸드폰 및 로고에 사용된 황금비의 예
② 화면비율, 홈버튼, 음량조절 버튼과 슬립버튼에 사용된 비율, 후면 ip- hone 글자와 나라별 인증마크에 사용된 황금비
③ 안테나, 카메라, 내부모습 속에 사용된 황금비
④ 애플의 통합 클라우드서비스 아이클라우드의 구름모양 아이콘 속 황 금비
▶ 수업 ppt. (황금비의 상업 적 예)
▶ 참고사이트(황금비) http://blog.naver.
com/midaslove?Re- direct=Log&log- No=60203839062
▶ 참고사이트
http://biophilosophy.
tistory.com/28
<감성적 체험>
의족 사용 대상 및 자료 선정
하기 (25분) (8/10차시)
ⓈⓉⒺⒶⓂ 의족을 사용하는 사람들은 성별, 나이, 신체적 조건, 의족을 사용하는 목적이 다양하다. 이들을 고려하여 모둠별로 만들 의족의 대상 을 선정하도록 한다.
- 위 조건을 고려하여 본인이 만들 의족의 대상을 선정하게 한다.
- 적정기술이 추구하는 이념에 맞는 의족을 만들기 위해 교사가 제시하 는 제한된 가격(5만원)안에서 재료를 선정하게 한다.
Tip
• 대상에 따라 중요시되는 부분을 고려하여 부품을 선정한다.
[ 의족에 필요한 부품에 대해 더 자세히 알아보기 ]
1. 뼈대A. 티타늄뼈대 - 튼튼하고 가벼우며, 쇳독 같은 것이 생기지 않아 인체 에 무해함. 의족에 매우 적합하지만 가격이 비싸서 경제성이 떨어짐.
B. 알루미늄뼈대 - 가격 면에서 티타늄에 비해 경쟁력이 커서 많이 사 용되는 뼈대임. 가볍지만 강도가 약해서 체중이 무거운 사람은 사용 을 못하는 경우도 있음.
C. 스틸 뼈대 - 가격이 저렴하고 튼튼한 장점이 있음. 하지만 가장 무 겁고 녹이 슬기도 해서 일부 사람들에게 알레르기를 유발하기도 함.
2. 라이너
A. 고급 - 부드럽고 편안함 B. 중급 - 부드럽지만 조금 불편함 C. 저급 - 착용감이 좋지 않음
▶ 활동지
▶ 활동지
▶ 첨단 신소재를 사용하 여 제작하는 의족 만들기 동영상
http://www.youtube.
com/watch?v=7Waxy- uS8vDc
구성 제품 장점 단점 가격(원)
뼈대
티타늄 가볍다, 튼튼, 무해함 비싸다 30,000
알루미늄 가볍다 약하다 25,000
스틸 튼튼, 저렴하다 무겁다, 녹이 슨다 20,000
라이너
고급 부드럽다, 편안하다 비싸다 15,000
중급 부드럽다 고급에비해 불편하다 10,000
저급 저렴하다 착용감이 좋지않아
불편하다. 5,000
발 발
의족처럼 보이지 않는다 5,000
커버 커버 10,000
[의족에 필요한 부품에 대해 더 자세히 알아보기]
(1) 뼈대
A. 티타늄뼈대 - 튼튼하고 가벼우며, 쇳독 같은 것이 생기지 않아 인체에 무해 함. 의족에 매우 적합하지만 가격이 비싸서 경제성이 떨어짐.
B. 알루미늄뼈대 - 가격면에서 티타늄에 비해 경쟁력이 커서 많이 사용되는 뼈대임. 가볍지만 강도가 약해서 체중이 무거운 사람은 사용을 못하는 경 우도 있음.
C. 스틸 뼈대 - 가격이 저렴하고 튼튼한 장점이 있음. 하지만 가장 무겁고 녹이 슬기도 해서 일부 사람들에게 알레르기를 유발하기도 함.
(2) 라이너 A. 고급 - 부드럽고 편안함 B. 중급 - 부드럽지만 조금 불편함 C. 저급 - 착용감이 좋지 않음 (3) 발
발은 신체의 발과 같은 모양을 의족에 입혀서 실제 발처럼 보이게 함. (옵션으로 선택)
(4) 커버
의족의 뼈대에 입혀서 외관을 꾸며주어 실제 다리처럼 보이도록 해주는 기능을 함. (옵션으로 선택)
[준비물] 활동지 [TIP]
1. 대상을 정했다면 그 대상의 특징을 섬세하게 고려해야 한다.
2. 의족에 필요한 부품들이 어떤 것이 있고 어떤 특징이 있는지 먼저 알고 대상에 맞게 선정한다.
442013 융합인재교육(STEAM) 프로그램 생 각 다지기
의족 사용 대상 및 재료 선정하기 [8/10]
1. 의족을 사용할 대상을 선정해보자.
▶ 의족 대상 선정하기 - 남, 여, 노, 소, - 체중이 가벼운 사람, 적당한 사람, 무거운 사람
▶ 의족에 필요한 부품을 자신이 선정한 대상에 맞게 선택하기 1. 뼈대
2. 라이너 3. 발 4. 커버
2. 선정한 대상에 맞게 재료를 선정해보자.
제한된 가격 ( ex) 5만원)을 두고 본인이 제작할 의족에 필요한 재료를 선정해 본다.
구성 제품 장점 단점 가격(원)
뼈대
티타늄가볍다, 튼튼, 무해함 비싸다 30,000
알루미늄 가볍다 약하다 25,000
스틸 튼튼, 저렴하다 무겁다, 녹이 슨다 20,000 라이너
고급 부드럽다, 편안하다 비싸다 15,000
중급 부드럽다 고급에비해 불편하다10,000
저급 저렴하다 착용감이 좋지않아
불편하다. 5,000
발 발 의족처럼 보이지 않는다 5,000
커버 커버 10,000
43 STEAM _ 바이오(Bio)
생 각 다지기
의족스케치 [8/10]
1. 의족 디자인하기 1) 스토리 만들기
2) 의족 스케치하기
45 STEAM _ 바이오(Bio)
의족 대상 선정하기
- 남, 여, 노, 소 (성별, 나이)- 직업, 신체적 조건, 의족 사용 목적을 고려하라.
의족에 필요한 부품을 자신이 선정한 대상에 맞게 선택하기
1. 뼈대2. 라이너 3. 발 4. 커버
<감성적 체험>
의족 사용 대상 및 자료 선정
하기 (25분) (8/10차시)
3. 발
발은 신체의 발과 같은 모양을 의족에 입혀서 실제 발처럼 보이게 함.
(옵션으로 선택) 4. 커버
의족의 뼈대에 입혀서 외관을 꾸며주어 실제 다리처럼 보이도록 해주 는 기능을 함. (옵션으로 선택)
Tip
• 대상 선정 시 10대 남성, 30~40대 여성, 운동선수, 어린이 등으로 더 세분화 하 여 정하여도 된다고 알려준다.
• 의족에서 뼈대와 라이너는 필수이고, 발과 커버는 외관을 고려한 것으로 옵션이 라고 정할 수 있다.
<감성적 체험>
의족스케치 (20분) (8/10차시)
ⓈⓉⒺⒶⓂ 의족을 사용할 대상과 재료를 선정한 뒤 그에 따라 의족을 디 자인하도록 한다.
- 스케치를 진행할 때 선정한 대상의 특징을 잘 파악하고 소비자가 원하 는 기호를 고려하여 디자인한다.
- 스케치에 의족의 기능이 잘 타나날 수 있도록 디자인한다.
ⓈⒶ 디자인한 의족을 발표한다.
- 학생들이 발표하는 디자인에 대해 서로 비교해보도록 한다.
<감성적 체험>
의족 홍보포스 터 만들기
(45분) (9/10차시)
ⓈⓉⒶ 디자인 한 의족의 보완할 점을 조금 더 생각하게 한 뒤 디자인을 한 번 더 검토하도록 한다.
ⓈⒶ 의족 스케치를 발판으로 내가 만든 의족을 홍보할 포스터를 만든다.
- 한 눈에 보았을 때 의족의 기능과 특징이 분명하고 정확하게 전달될 수 있도록 제작하도록 하게 한다.
- 포스터에 자신이 제작하는 의족의 장점이 제대로 나타날 수 있도록 강 조되게 지도한다.
ⓈⒶ 홍보할 내용을 간단히 정리하도록 한다.
<감성적 체험>
의족 홍보 및 평가하기
(45분) (10/10차시)
ⓈⒶ 자신의 홍보포스터를 보며 홍보할 내용에 대해 연습할 시간을 갖 도록 한다.
ⓈⓉⒺⒶⓂ 적정기술 취지에 부합하도록 제작하는 것이 이 수업의 목표 임을 다시 한 번 상기시키며 본인이 설계한 의족의 장점과 단점이 잘 나 타나게 홍보할 수 있도록 지도한다.
- 홍보하는 제한된 시간 안에 특징을 잘 살리고 간결하게 본인이 디자인 한 의족을 홍보하도록 한다.
- 한 모둠의 홍보가 끝날 때마다 질의응답시간을 갖도록 한다.
- 다른 모둠이 발표할 때 잘 듣다가 궁금한 점은 질문하도록 한다.
ⓈⒶ 학생들의 홍보 후에 상호평가가 이루어지도록 홍보포스터를 이젤위 에 올려놓고 평가시간을 갖는다.
- 본인이 가장 잘 디자인 되었다고 생각한 다른 학생의 홍보 포스터에 스 티커를 붙이도록 한다.
- 가장 점수가 높은 작품에 대해 어느 면이 우수했는지 토의한다.
▶ 활동지
3) 디자인의 특징과 장점 설명해보기
1조2조3조4조5조6조7조8조9조10조 스토리
재료의 적정성 디자인의 예술성 합계 4) 의족 디자인 상호 평가하기
[준비물] 활동지 4-2 [TIP]
1. 스케치를 진행할 때 선정한 대상의 특징을 잘 파악하고 소비자가 원하는 기호를 고려하여 디자인 한다.
2. 스케치를 통해 의족의 기능과 디자인을 홍보할 수 있다
462013 융합인재교육(STEAM) 프로그램
자 료
2012 타임지가 선정한 발명품
소니 하이엔드 카메라 RX100 구글 글래스 전기차 테슬라 모델S
1. 보통의 DSLR보다 20% 정도 슬림한 1인치 센서는 주머니에 들어갈 정도의 작은 DSLR을 가능하게 했고 이는 DSLR의 혁신을 주도했다고 볼 수 있다.
2. 안경모양으로 만들어진 컴퓨터로, 미래의 컴퓨터 방향인 웨어러블 컴퓨 터 기기라고 볼 수 있다. 우측 상단에 보이는 1.3cm의 디스플레이는 사진 을 찍거나 공유할 수 있게 해주고, 영상통화를 하거나 고화질 동영상 녹 화가 가능하며, 인터넷을 사용할 수 있으며 구글지도나 메일을 확인할 수 있도록 해준다.
3. 전기차 테슬라 모델S는 한 번의 충전으로 462km를 갈 수 있으며 터치스
크린으로 GPS 네비게이션부터 서스펜션등 자동차의 상태와 제어가 가능
하며 네트워크와의 연동으로 하루아침에 새로운 기능이 업데이트가 되기
도 한다. 테슬라 모델S는 전기차의 혁신을 주도했다고 볼 수 있다.
그밖에 2012 타임지가 선정한 발명품
1. 실내구름 (Indoor Clouds)
적당한 크기의 방에서 완벽하게 실제 구름을 생성할 수 있는 발명품으로 네 덜란드의 아티스트 Berndnaut Smilde 가 발명한 '실내구름'은 기온, 습도, 조 명이 완벽하게 구현된 상태에서만 발현되는 인공실내 구름으로서 드라이아 이스로 생성되는 구름과 확실한 차이를 보인다. 다만 잠시 만들어졌다가 금 세 사라진다.
2. LiquiGlide
이 발명품은 MIT공대의 5명의 학생들과 교수가 만든 제품으로, 이 병은 마찰 력이 거의 제로에 가까워서 병 안에 어떤 내용물이 들어가더라도 그냥 기울이 면 내용물이 다 쏟아져 나오게 된다. 이 제품은 유리, 세라믹, 금속 플라스틱 등 어느 물질에서 사용 가능하다.
모든 용기에 저 리퀴글라이드코팅을 쓴다면, 매년 버려지는 케첩 소스 100만t 을 아낄 수 있다. 가격은 25센트 정도이다.
3. 자기 팽창 타이어
자동차타이어의 압력이 너무 낮은지 아니면 너무 높은지를 판단해서 내부의 압력을 스스로 조절하는 타이어로 타이어 내부의 압력 조절기가 타이어 튜 브 안으로 공기 펌핑하도록 해주고, 타이어 내부 압력이 너무 높으면 자동으 로 차단된다.
타이어가 펑크로 인한 사고가 나는 경우가 있는데, 이 타이어를 쓰면 그런 위 험은 줄어들 것이다.
4. 이미지 반송 카메라
이 발명품은 MIT 학생들과 미 육군 레인저가 만든 제품으로 불에 타고 있는 건물이나 혹은 인질극을 벌이고 있는 건물 등 위험한 곳에 이 야구공만한 제 품을 던져 6개의 카메라로 부터 360도 앞뒤 전체의 이미지를 실시간으로 전 송 받을 수 있다.
이 제품은 공기의 오염도, 온도, 방사선 등을 측정할 수 있고 스마트폰으로 데
이터 전송이 가능하다.
적정기술의 사례
생명을 구하는 마법의 빨대 - LifeStraw
설치된 정수필터는 인간에게 치명적인 이질, 장티푸스, 디프테리아, 콜레라 등 을 일으키는 세균과 미생물을 99% 걸러내는 기능을 가지고 있으며 하루 2리 터이상의 물을 정수시킬 수 있고, 수명은 1년이다.
이런 기능에도 불구하고 제조단가는 단 2$밖에 되지 않는다.
라이프스트로의 종류로는 개인용과 가족용이 있다. 개인용은 한 사람이 1년간 먹기에 충분한 용량인 700리터의 물을 정수할 수 있으며, 99.9%의 수인성 박 테리아와 98.5%의 바이러스를 제거한다. 가족용의 경우, 한 가족이 2년간 먹 을 수 있는 18,000리터의 물을 정수 할 수 있으며, 99.9%의 수인성 박테리아, 99.9%의 바이러스, 99.9%의 기생충을 제거할 수 있으며, 오염이 심해 혼탁한 물도 효과적으로 정수할 수 있는 기능을 가지고 있다.
대부분은 콩고, 케냐, 수단, 나이리지아 등의 물이 부족하거나 양질의 물을 공
급받기 어려운 아프리카의 사람들에게 국제 구호단체를 통해 공급되고 있다.
적정기술의 사례
편하게 더 많이 - Q드럼
알파벳 Q를 닮았다고 해서 Q드럼이라 불리는 이 적정기술제품은 전 세계의 물 관련 문제에 혁신적인 해결책을 제시하고 있다. 개발도상국에서 보통 먹을 물을 길러올 때 멀게는 몇 킬로미터를 이동하기도 하며 이들이 길러올 수 있 는 물의 양도 적은데 Q드럼을 이용하면 과도한 부담을 주지 않고 어린아이라 도 평지에서 50리터이상의 물통을 손쉽게 굴릴 수 있도록 고안되었다.
☞ 관련 동영상 보기 :
http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=G8sMAolVUEw
적정기술의 사례
아이들의 정보화는 나에게 맡겨라!!
- OLPC(one laptop per child)
100달러 정도의 아주 저렴한 노트북 컴퓨터로 제3세계의 아이들도 정보화 시 대라는 하나의 흐름에 잘 따라갈 수 있고, 나아가 이 아이들이 정보를 다루는 기술을 익혀 더불어 잘 사는 사회를 만들기 위해 시작된 적정기술로 이 프로 젝트는 다음과 같은 5가지 원칙이 있다.
1. 어린이가 소유해야 한다.
2. 어린이가 쓰기 쉬워야 한다.
3. 충분히 보급되어야 한다.
4. 서로 연결되어야 한다.
5. 자유롭고 공개된 소스여야 한다.
500MHz의 CPU와 1GB 플래시 메모리, 그리고 인공위성을 통한 인터넷 통신
장비와 인력에 의한 전력공급 시스템을 갖추었고, S/W는 오픈소스인 리눅스
를 바탕으로 독자적인 가볍고 쓰기 편한 UI가 제공된다. 성능은 낮지만 제3세
계의 어린이들에게 정보화 시대의 흐름에 발맞출 수 있는 기회를 제공한다는
것에서 큰 의미를 가지고 있다.
적정기술의 사례
간단한 원리로 생계를 유지시키는 냉장고- Pot-In-Pot Cooler
두 개의 항아리로 구성되어 있으며 큰 항아리 속에 작은 항아리가 들어있는 구조로 빈 공간은 젖은 모래가 채워져 있다. 물이 증발하면서 작은 항아리 안 에 들어있는 열을 빼앗으므로 채소나 과일을 신선하게 보관할 수 있다. 가지는 27일 동안이나 신선하게 유지되는데 이는 그냥 보관했을 때 보다 무려 9배나 더 오래 보관할 수 있는 것이며, 토마토와 피망은 21일까지 유지된다.
☞ 관련 동영상 보기 :
http://www.youtube.com/watch?v=LfKgOpJc7Ps
적정기술의 사례
말라리아모기를 막아라! 살충 처리된 모기장 - Permanet
퍼마넷은 지속적인 살충효과를 지닌 모기장이다. 최신 제품은 20번을 세탁해 도 4년 동안 살충 능력을 유지할 만큼 뛰어난 성능을 갖고 있다.
선진국에서는 거의 존재하지 않는 말라리아 같은 질병에 개발도상국에서는 무방비로 노출되어 있고 이런 문제를 해결하기 위해 만들어진 적정기술이 퍼 마넷이다.
세계보건기구에 따르면 퍼마넷이 모기로 인한 죽음을 30%이상 낮추었다고
한다.
점토모형으로 만나는 생명과학
교사들은 많은 교수학습 상황에서 다양한 동기유발, 흥미유발의 ‘꺼리’를 찾는다.
어떤 것이 우리 학생들에게 깊은 감동을 주고 그로 인한 학습 효과가 오래도록 지속되게 할 것인가? 이번에는 점토모형으로 그 실마리를 하나 찾아보고자 한다.
마침 과학기술의 발달과 함께 학생들이 손으로 주물럭거리며 많은 것을 창출해 내기 쉬운 광범위하고 다양한 점토가 나와 있고, 훌륭한 생명과학 밑그림들을 쉽게 접할 수 있게 되었다. 이 점토모형으로 생명과학을 만나보자.
Ⅰ . 점토
1. 점토(粘土, clay)의 개념
우리가 일반적으로 쓰는 용어인 ‘점토’라는 말은 찰흙을 이야기하는 것이며, 과학적으로는 지름이 0.002mm 이하인 미세한 흙입자를 말한다. ‘수지점토(樹 脂粘土)’라는 말은 송진과 같이 ‘진득진득한 나무의 진액’과 같은 찰흙, 즉 ‘고 무찰흙’이라는 말이다.
최근에 많이 쓰는 용어에는 ‘칼라믹스’, ‘클레이’ 등이 있다. ‘칼라믹스’는 우리 나라의 수공업자에 의해서 만들어진 고무찰흙이며, ‘폴리머클레이’는 폴리머 (polymer: 합성수지)와 클레이(clay: 점토, 찰흙)의 합성어로써 수지점토(고무 찰흙)을 영어로 표시한 것이다. 이렇듯 점토에 대한 용어는 제각각이다. 재료를 생산하거나 판매하는 회사의 이름을 붙여서 ○○칼라믹스, ○○클레이, ○○점 토 등 여러 가지 명칭으로 불리어지고 있다.
2. 점토공예
‘점토공예’는 점토를 주된 재료로 사용하여, 실생활에 사용되는 생활소품의 제
작을 비롯하여 캐릭터, 팬시용품, 액세서리, 애니메이션, 모형, CF, 일러스트 등
을 제작할 수 있는 기예이다. 점토공예는 이미 전 세계적으로 미술공예분야
의 일부분으로 자리를 잡았다. 뿐만 아니라 과학기술의 발달로 광범위하고 다
양한 기능을 갖고 있는 점토재료가 계속 개발되어, 이제는 생활 공예나 미술
공예에 그치지 않고 교육 분야나 산업분야에 까지 응용범위가 확대되고 있는
데, 다양한 교육자료, 만들기 자료, 항공기나 자동차 등의 대형모형제작에 활
용하는 것이 그 예이다.
가. 합성수지점토(고무찰흙) : 시중에서 수공예용으로 사용하는 점토의 95%
이상
나. 토질점토 : 흙을 재료로 한 가장 근원적인 점토 다. 석분점토 : 돌가루를 주원료로 한 점토 라. 종이점토 : 종이를 주원료로 한 점토 마. 기타
Ⅱ . 점토모형 학습의 효과
점토모형으로 생명과학을 만난다면 어떤 학습 효과가 있을까? 필자는 그것 을 교육 과학적으로 검증된 자료를 제시할 만한 수준에는 이르지 못한다. 다 만 다양한 색깔의 점토를 주물럭거리면서 생명체의 모형을 만드는 동안 학생 들의 동기와 흥미가 유발되고 수업에 재미있게 참여한다는 것만은 확실하다.
▹ 학생들이 재미있어 하며 학습동기 유발에 충분한 효과가 있다.
▹ 학생들의 집중력을 향상시킬 수 있다.
▹ 작품을 만드는 동안 평정심을 가지면서 마음 수련을 할 수 있다.
▹ 생각을 손가락의 움직임으로 표현함으로써 사고를 촉진할 수 있다.
▹ 예술(디자인, 색 감각, 조화, 균형 등)적인 감성을 기를 수 있다.
▹ 듣거나 말하는 단계를 넘어서 몸에 익히는 체득(體得)의 학습효과를 얻을 수 있다.
▹ 주어진 밑그림을 넘어서 창의적인 표현을 하게 할 수 있다.
※ 주의사항
▹ 알레르기나 특이체질, 질병이 있는 학생은 담당교사의 각별한 주의가 필 요하다.
▹ 먹지 않도록 해야 하며 장난을 치지 않도록 지도한다.
▹ 교실을 어지럽힐 가능성이 많으므로 많은 알맞은 양을 제공한다.
Ⅲ. 점토모형으로 만날 수 있는 것들
1. 생명영역
단원 연변 주제 대상
세포 조직 기관
1 세포 모형(동물세포, 식물세포) 중, 고 2 조직, 기관 모형(식물잎, 관다발) 중
3 인체 내장기관(전체) 중, 고
4 인체 골격 모형(손, 발, 갈비뼈 등) 고
소화
5 영양소 모형 중
6 소화기관 및 소화과정 모형 중
7 소장의 융털 모형 중, 고
호흡 8 기관지 폐포 모형 중, 고
순환 9 심장 모형 중, 고
10 혈맥(동맥, 정맥) 모형 중
배설 11 네프론 모형 중, 고
감각 신경
12 뉴런, 시냅스 모형 고
13 눈 모형 중, 고
14 망막세포, 신경 모형 고
15 귀(외이, 중이, 내이) 모형 중, 고
유전 생식 진화
16 DNA 모형 중, 고
17 염색체 모형 중
18 세포분열 과정(체세포, 생식세포) 모형 중, 고
19 생식기관(남, 여) 모형 중, 고
20 단백질 합성 고
21 오페론설 고
22 상동기관(척추동물 앞다리 골격 비교) 중, 고
▹ 탱탱볼 – 탄성, 낙하실험 ▹ 색의 혼합
▹ 원자구조 모형
▹ 분자구조 모형(H2, H2O, CO2, O2, H2O2, HCl, NH3, CH4 등) ▹ 화학결합 모형(이온결합 과정, 공유결합 과정 등)
▹ 단층모형
▹ 태양계 크기 모형
▹ 별자리 모형
▹ 지구 내부구조 모형
황금비율
황금비율이란?
황금비율은 고대 그리스에서 발견되었고, 인간이 보기에 가장 편안하고 아름 답게 느껴지는 비율을 말한다. 이는 1 : n = n : n = 1 이라는 공식을 바탕으로 하는 비율이며 n값을 풀어 1 : 1.618이라는 황금비가 탄생하게 되었다. 이 수를 자연수로 바꾸면 3 : 5, 또는 5 : 8에 가까운 비율이 된다.
황금비는 우리 생활의 곳곳에 쓰이고 있고, 건축, 예술, 과학 등 많은 분야에
걸쳐 사용되고 있다.
레오나르도 다빈치와 황금비율
레오나르도 다빈치는 어릴 때부터 수학, 음악, 회화 등 모든 학문에서 다재 다능하였다. 레오나르도 다빈치의 많은 작품에는 많은 그림에서 황금비가 적용되어 있는데 그중 비트루비우스의 인체비례에서 그는 이렇게 말하였다 고 한다.
‘자연이 낸 인체의 중심은 바로 배꼽이다. 등을 대고 누워서 팔 다리를 뻗 은 다음 컴퍼스 중심을 배꼽으로 맞추고 원을 돌리면 두 팔의 손가락 끝과 두 발의 발가락 끝이 원에 붙는다. 또한 정사각형으로도 된다. 이것은 사람 키를 발바닥에서 정수리까지 잰 길이는 두 팔을 가로 벌린 너비와 같기 때 문이다.’
또한 모나리자의 얼굴은 여러 부분에서 1대 1.618의 비율이 적용된다.
얼굴의 세로비율, 가로비율, 심지어 왼쪽얼굴 길이 대 오른쪽얼굴도 황금비 율이 적용된다.
1 1
1
1 1
1 1.618
1.618 1.618
1.618
1.618 1.618
황금비율의 예
건축과 예술
황금비를 적용한 최고의 건축물은 기원전 4700여전에 만들어진 피라미드 이다. 따라서 인류가 황금비율을 사용한 것은 훨씬 그 이전부터라고 생각 이 된다.
피라미드뿐만 아니라 파르테논 신전, 파리의 개선문, 석굴암의 불상, 부석 사 무량수전, 밀러의 비너스상 등 건축과 예술품에서 황금비율을 적용한 것 을 찾아볼 수 있다.
음악
음악의 한 옥타브는 8음계로 이루어져 있다. 피아노의 건반은 한 옥타브를 13개의 음으로 나누어 표현하고 있으며, 이중 하얀 건반이 8개, 검은 건반이 5개 있고 하얀 건반은 3개와 5개, 검은 건반은 2개와 3개로 구분되어 있다.
여기에서 나타나는 2, 3, 5, 8, 13은 피보나치수열로 황금비가 적용된 것을 알 수 있다.
과학
심전도로 측정한 인간의 심장박동도 황금비의 리듬에 따르고 있음이 알려졌 다. 정상적인 심장의 박동은 한 주기 내에 황금 분할된 지점에서 다시 작은 박동이 일어나는데, 이는 심방에서 심실로 이동할 때 생긴다고 한다.
또 유전자의 구조는 이중나선으로 되어 있는데, 이 나선의 한 주기는 가로
가 34 옹스트롬(anlstrom : 1 mm의 1000만분의 일)이고, 세로가 21옹스트롬
인데, 그 비율이 1.619로 황금비에 매우 가깝다.
관찰 평가 계획
평가 영역
평가 항목
우수 (A)
보통 (B)
미흡 (C)
상황 제시
과학
•다양한 적정기술 제품을 찾아내고 발표하는가?
• 적정기술 제품을 생각하고 제품의 효능성에 대 해 설명할 수 있는가?
기술 •적정기술의 의미를 설명할 수 있는가?
•적정기술 제품의 재료 선정을 잘 하였는가?
창의적 설계
과학
• 닭발의 바닥 쪽과 등 쪽의 힘줄을 자세히 관찰하 고 그 특징을 설명할 수 있는가?
• 힘줄의 작용과 발의 모양의 변화를 정확히 설명 할 수 있는가?
• 자신의 손과 팔을 통해 뼈의 기본 구조를 알아 낼 수 있는가
• 자연 속에 발견된 황금비에 대해 이해하고 있 는가?
• 상업적으로 적용되고 있는 황금비의 예에 대해 알고 그를 확장하여 적용할 수 있는가?
미술
•색점토를 활용하여 제작한 손뼈의 구조의 색감 이 조화롭고 골격의 구조화가 표현했는가?
• 실험의 재료를 정확히 이해하고 표현했는가?
• 예술작품 속에 숨겨진 황금비율에 대해 설명할 수 있는가?
수학
•황금비가 무엇인지 말할 수 있는가?
• 황금사각형을 그리고, 그린 사각형이 황금사각 형인 이유를 설명할 수 있는가?
• 황금사각형을 기준으로 황금나선을 그릴 수 있 는가?
• 황금비에 대하여 이해하고, 제작한 모형에서 황 금비를 찾을 수 있는가?
기술
•닭발의 움직임의 원리를 정확히 설명할 수 있 는가?
•로봇팔의 구조가 튼튼히 잘 설계되고 제작되었 는가?
감성적 체험
과학, 기술
•관절 구현 방법이 실제 적용 가능한가?
•적절한 재료로 의족을 만들 수 있도록 디자인 하였는가?
미술
•황금비가 잘 활용되어진 의족을 디자인 하였는 가?
•인체의 황금비율에 알맞도록 제작되었는가?
총평
평가기록지
평가 영역 이름
감성적 체험 창의적 설계 감성적 체험
총평
과학 기술 과학 미술 수학 기술 과학,
기술 미술
발표 평가 기록지
면접대상 ( )학년 ( )반 이름 : 성별 :
일시 년 월 일 : ~ 발표교사
발표계획
• 관절 구현 방법이 실제 적용 가능한가?
• 적절한 재료로 의족을 만들 수 있도록 디자인 하였는가?
• 황금비가 잘 활용되어진 의족을 디자인 하였는가?
발표내용 (면접 과제 질문과 답변
학생 특성)
• 자신의 의족의 특징을 잘 살려 홍보하고 있는가?
• 적정기술의 취지에 맞추어 적절하게 재료를 선택하여 디자인하였 는가?
• 의족의 디자인이 창의적이고 예술적인가?
평가 결과
발표 후 학생의 변화
•
•
1조 2조 3조 4조 5조 6조 7조 8조 스토리
재료의 적 정성 디자인의
예술성
합계
평가기록지
요소
이름
융합적 사고 창의적 설계 감성적 체험 의사소통
활동지 평가 기준표
평가
영역 평가기준 평 가 척 도
상 중 하
융합적 사고
• 적정기술 제품을 생각하고 제품의 효능 성에 대해 설명할 수 있는가?
•적정기술 제품의 재료 선정을 잘 하였 는가?
창의적 설계
• 색점토를 활용하여 제작한 손뼈의 구조 의 색감이 조화롭고 골격의 구조화가 표 현했는가?
• 로봇팔의 구조가 튼튼히 잘 설계되고 제 작되었는가?
감성적 체험
• 적절한 재료로 의족을 만들 수 있도록 디 자인 하였는가?
• 황금비가 잘 활용되어진 의족을 디자인 하였는가?
의사 소통
•다른 사람을 설득 할 수 있게 발표 하 는가?
•경청 및 발표 태도는 바람직 한가?
평가 방법
평가
영역 평가기준 평 가
상 중 하
자기 평가
상황
제시 • 즐거운 마음으로 활동에 참여하였는가?
창의적 설 계
• 의족 대상에 맞게 재료를 선택하고 디자 인하였는가?
• 의족 디자인의 아이디어가 창의적인가?
• 여러 가지 학습적인 요소를 생각하기 위 하여 노력하였는가?
동료 평가
감성적 체험
• 모둠별로 역할 분담이 잘 되었으며 협동
적으로 활동이 이루어졌는가?
7. 학습 내용
• 2012 타임지가 선정한 최고의 발명품이 제시 된 이미지 카드 제시
(더 다양한 사진을 제공하기를 권장한다.)
• 이 발명품이 왜 선정되었을지 생각해봄으로 써 과학기술의 발달에 대한 생각을 정리해볼 수 있다.
• 과학자들은 왜 이러한 발명품을 개발하였을 지 생각해보는 시간을 갖도록 하자.
• 이 발명품들이 모든 사람들에게 필요한 발명 품일까요?
- 각각의 발명품은 어떤 사람(직업, 나이, 경제 력, 성별)들이 사용할지 예상해봅시다.
• 최첨단 발명품 준비물 - 이미지카드, 활동지
• 지도시 주의 사항
- 학생들이 신기한 발명품과 과학기술의 발달 에만 관심이 가지 않도록 유도하며, 과학기 술이 현재 어떻게 사용되는지에 초점을 두 도록 한다.
생 각 열 기
내 주변에는 어떠한 발명품들이 있을까? 내가 알고있는 최고의 발명품은 무엇인가?
미국의 대표적인 시사주간지 타임지는 매년 참신한 아이디어가 돋보이는 발명품을 선정한다. 2012년 타임지가 선정한 최고의 발명품 26개 중 이미지 카드에 제시되 어 있는 발명품에 대해 모둠별로 토의해 보자.
최첨단 발명품은 왜 발명되었을까? [1/10]
1. 위 발명품들이 왜 타임지 최고의 발명품으로 선정되었을지 생각해보자.
2. 위 발명품은 많은 시간, 노력, 비용을 들어 개발되었다. 왜 이와 같은 발명품 이 발명되었을까?
소니 하이엔드 카메라 RX100 구글 글래스 전기차 테슬라 모델S
[2012 타임지가 선정한 발명품]
