2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서
2021. 11.
광주농성초등학교
“이 보고서는 2021년도 정부의 재원으로
한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”
목 차
1. 요약문··· 01
2. 서론··· 02
3. 연구 수행 내용 및 결과··· 02
가. STEAM 프로그램 개발‧적용 ··· 02
(1) 프로그램 개발 내용 ··· 02
(2) 프로그램 개발‧적용 결과 ··· 02
나. 성과 확산 및 실천 ··· 03
(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최 ··· 03
(2) STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과 ··· 03
다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사 ··· 04
(1) 수혜학생 태도 조사 ··· 04
(2) 교원 만족도 조사 ··· 05
4. 결론 및 제언··· 05
[부록]
부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물(교수학습지도안, 교사용 참고자료, 학생용 활동지) 부록2. 학생 산출물, 사진, 수업 영상, 성찰일지, 교사의견, 자체평가 결과 등
부록3. 회의록
- 1 -
1. 요약문
프로그램명 초등학교 과학(5-6) AI 활용 STEAM 프로그램- 스스로 생각하고 작동하는 AI Hub 하우스 만들기
프로그램 개발 결과
① 지도안 및 활동지(6차시)
② 수업자료(PPT, 동영상, 사진 등)
③ 학생 산출물
프로그램 내용
1-2차시 [AI 스마트 하우스를 만나요]
· AI의 의미 알아보기
· AI 기술의 필요성 알아보기
· AI 프로그램을 활용한 AI 기술 탐색하기 3-5차시 [IoT 스마트 하우스 만들기]
· IoT 와 우리 생활 관계 살펴보기 · IoT 스마트 하우스 제작하고 꾸미기 6차시 [도전! AI 스마트 하우스 설계 발표회]
· AI 스마트 하우스 설계 발표회
적용 대상 총 115명(진남초 19명, 광주농성초 62명, 만호초 26명, 대촌중앙초 8명)
연구회 세부 활동 내용
① 중심과목(과학) + 연계과목(실과, 미술, 사회)
② 온라인과 오프라인 모두 활용가능한 STEAM 수업 프로그램 개발 및 적용
③ 인공지능 관련 연수와 서적, 전문가 피드백을 통한 교사 역량 강화와 STEAM 프로그램의 기반 다지기
④ 체계적인 역할 분담, 활발한 소통
⑤ 교사 연구회 교류를 통한 연구회 성과 공유 및 확산 실천
⑥ 학생 인터뷰 및 교사 만족도 조사 실시
성과
① 학생들의 삶의 터전인 인공지능 중심 도시 광주와 관련한 인공 지능에 대한 이해 및 기능 함양
② 2015 개정 교육과정에서 제시하는 핵심역량을 계발할 수 있는 STEAM 프로그램 개발 및 적용
③ STEAM 선도 학교(광주농성초), 광주지속가능발전교육연구회, 전문적 학습 공동체를 통한 프로그램 확산 실천
2. 서론
광주광역시는 2020년 1월 ‘AI 중심도시 광주’ 비전·전략 선포식을 통해 인공지능 중심 도시를 목표로 ‘의향 광주를 넘어 AI 광주시대로!’라는 모토를 세우고 4대 추진 전략과 20 대 중점과제를 제시했다. 그리고 이를 위해 전략3. AI 인재 양성 사다리 구축에서는 AI 융 합 인재 교육의 실천을 제안하고 있다. 본 연구회에서는 앞으로 학생들의 삶의 터전이 될 광주의 인공지능 도시로의 새로운 발돋움에 걸 맞춰 학생들의 인공지능에 대한 이해를 높 이고 이를 직접 체험할 수 있는 STEAM 프로그램 개발을 목표로 활동을 계획했다.
초등학교 5-6학년 실과 교육과정에서는 소프트웨어와 로봇을 학습하지만 인공지능에 대 한 직접적인 내용을 다루고 있지 않다. 따라서, 본 STEAM 프로그램은 AI 스마트 하우스를 주제로 인공지능에 대한 이해 및 체험을 할 수 있도록 구성했다. 학교 여건 상, 활용 가능 한 인공지능 교구가 제한되어 구글 인공지능 프로그램을 적극 활용했으며 우리 일상 속 인공지능 기술을 살펴보며 필요성을 느끼도록 했다. 학생들이 제작하는 AI 스마트 하우스 는 사물 인터넷 기술을 활용하고 있고 이어지는 활동에서는 본인이 설정한 가족 형태에 따라 스마트 하우스를 직접 설계해 사람에 따라 필요하고 활용가능한 인공지능 기술이 다 를 수 있음을 이해할수 있도록 구성했다.
2015 개정 교육과정에서 제시하는 핵심역량을 고루 계발할 수 있 있으며 확장 가능성이 높은
AI 활용 미래역량강화 STEAM 프로그램 개발 및 적용
3. 연구 수행 내용 및 결과
STEAM 프로그램
구분
프로그램명 초등학교 과학(5-6) AI 활용 STEAM 프로그램- 스스로 생각하고 작동하는 AI Hub 하우스 만들기 선행
프로그램명 해당 없음
학교급 초등학교 대상 학년(군) 5-6학년
목표 수혜학생 수 150명 내외
중심과목 과학 중심과목
성취기준 영역 [초등학교 5~6학년] 에너지와 생활
연계과목
과학 실과 미술 사회
연계과목 성취기준 영역
[초등학교 5~6학년] 전기의 이용 [초등학교 5~6학년] 기술 활용
[초등학교 5~6학년] 표현
[
초등학교 5~6학년] 지속 가능한 지구촌개발계획
주제 연번 차시
(시수) 과목 연계(안)
1 1-2 실과(0.75) + 과학(0.75) + 사회(0.5) 2 3-5 과학(2) + 실과(0.5) + 미술(0.5) 3 6 사회(0.5) + 과학(0.25) + 미술(0.25)
- 3 -
구분 수행 결과
교수학습지도안 개발 차시 총 6차시
수업 적용 기간 2021. 10. 1. ~ 2021. 11. 19.
(STEAM 수업) 수혜학생 수 총 115명(진남초 19명, 광주농성초 62명, 만호초 26명, 대촌중앙초 8명) 학생 태도검사 1차(사전) 검사 10월 8일, 6개 학급(115명) 실시완료
2차(사후) 검사 11월 19일, 6개 학급(115명) 실시완료
학생 및 교사 만족도조사 11.19. 실시
논문 게재 학회명
해당 없음 게재여부
학술대회 참가 행사명
해당 없음 일자/장소
특허출원(국외, 국내) 출원명 해당 없음
가. STEAM 프로그램 개발‧적용
(1) 프로그램 개발 내용
교수학습 지도안 개발
차시(시수)
프로그램 주제 세부 활동 내용
1-2
AI 스마트 하우스를 만나요 - 우리 생활 속 인공지능 기술 살펴보기
- 인공지능 프로그램 체험하기 (에이아이 포 오션, 퀵드로우, 두들바흐)
- 인공지능의 명암 생각해보기
본 차시는 AI 스마트 하우스를 만들기 전, 인공지능 에 대해 전반적인 이해를 높이는 차시이다. 학생들은 우리 일상 생활과 관련해 인공지능의 필요성을 생각 해보고 인공지능 프로그램을 통해 이를 체험해본다.
3-5
IoT 스마트 하우스 만들기 - 우리 생활 속 사물 인터넷 살펴보기
- IoT 스마트 하우스 제작하기
본 차시는 인공지능의 한 영역인 사물인터넷을 우리 생활 속 사례를 통해 이해하고 직접 IoT 스마트 하 우스를 제작해본다. IoT 스마트 하우스에는 LED등, 전등, 선풍기가 들어가며 와이파이를 활용해 무선으 로 조작하는 경험을 한다.
6 도전! AI 스마트 하우스 설계 발표회 - AI 스마트 하우스 설계 발표회
본 차시는 AI 스마트 하우스를 직접 설계하고 이를 다른 학생들과 공유한다. 설계하는 과정에서 거주하 는 사람이나 가족의 형태에 따라 필요한 인공지능의 기술이 달라짐을 이해하며 학생들의 생각이 담긴 다 양한 스마트 하우스를 관찰하는 경험을 갖는다.
(2) 프로그램 개발‧적용 결과
교수학습 지도안 개발
차시(시수)
프로그램명 프로그램 주제 운영
대상(학년)
완료 여부
개발 수업적용 학생수 1-2
스스로 생각하고 작동하는 AI Hub
하우스 만들기
AI 스마트 하우스를
만나요 5-6 O O 115
3-5 IoT 스마트 하우스
만들기 5-6 O O 115
6 도전! AI 스마트 하우스
설계 발표회 5-6 O O 115
합계 345
나. 성과 확산 및 실천
(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최
회차 일시 장소 참석대상 주요내용
수시 카카오톡 연구책임자
참여연구원
- 수업 자료 및 수업안 공유 - 수업 아이디어 회의 - 수업 관련 상호 피드백 - 학생 결과물 공유 1차 ‘21.6.18. 한섬하우스 라운지 연구책임자
참여연구원 - 역할 분담
2차 ‘21.8.3. 광주농성초등학교 연구책임자
참여연구원
- STEAM 프로그램 진행 상황 공유 - 수업안 피드백 전문가 선정 - 1차 수업안 완성 및 피드백
3차 ‘21.11.19. 광주농성초등학교
연구책임자 참여연구원 광주농성초 STEAM 연구회
- 수업 소감 나눔 및 결과물 공유 - 최종 보고서 관련 협의
‘21.10.-12.
- 각 학교 전문적 학습 공동체를 통한 성과 공유 - 광주농성초 STEAM 교사 연구회 성과 공유
- 광주창의융합교육발표대회 보고서 제출 - 광주지속가능발전교육 연구회 성과 발표회 참여
(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 정경수(연구책임자)
- 교사 연구회 운영 제반 사항안내 - STEAM 프로그램 개발 방향 및 진행
상황 공유
3차 ’21.9.14.(화)
16:30~18:00 온라인 정경수(연구책임자) - 본 연구회 프로그램 발표 및 개선 사항 논의
- 타 연구회 프로그램
다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사
(1) 수혜 학생 수: 총 115명(진남초 19명, 광주농성초 62명, 만호초 26명, 대촌중앙초 8명)
※ 참여연구원의 학교급, 담당 교과에 및 스마트 하우스 교구 여건에 의해 150명에서 115명으로 적용 학생 수 감소 (2) 학생 인터뷰
박OO
IoT 하우스 만들기가 어려울 것 같았는데, 친구들과 협력하여 만들고 나니 뿌듯했 습니다. 그리고 우리 생활 속에 IoT 를 활용한 것들이 많다는 것을 알게 되었습니다.김OO
이번 수업을 통해 AI에 대해 자세히 알게 되었고, AI 기능을 이용한 하우스 설계하 기 활동이 재미있었습니다. 친구들과 생각을 모아 설계도에 나타내는데 시간이 많이- 5 -
걸렸지만, 내가 마치 건축가가 된 느낌도 받았습니다.
김OO
우리 모둠이 설계한 혼자 사는 하우스에서 실제로 살고 싶습니다. 말동무 로봇이 나랑 친구가 되어 주고, 혼자 아파서 죽는 일이 없도록 건강 상태를 진단해주는 시 스템으로 나만의 공간 설계하는 동안 친구들이랑 많은 이야기를 할 수 있었습니다.
조OO
스마트 하우스를 만들 때 주로 나는 예술적인 분야를 맡았다. 과학기술은 어렵게만 느껴지고 참 어려웠는데, 내가 잘 하는 것과 연결하여 보니 멋진 작품이 만들어져서 너무 뿌듯했다. 고양이와 집사가 사는 스마트 하우스를 설계하였는데 특히 고양이의 운동량을 고려하여 캣타워가 움직일 수 있게 하는 A.I. 기능을 구현할 수 있게 설계 한 것이 마음에 든다.
이OO
친구들이 스마트 하우스 조립을 어려워해서 거의 혼자서 조립을 했다. 처음에는 친 구들이 같이 하지 않고 말만 하는 것 같아서 화가 났는데 하고나니 내가 다 만든 것 같아서 마음이 더 뿌듯했다. 다음에는 더 다양한 기능에도 도전할 수 있을 것 같고, 내 아이디어를 넣은 다양한 제품도 구현해보고 싶다.
박OO
처음에 조립이 너무 어려웠는데 신혼부부가 사용할 수 있도록 A.I. 스마트 하우스 를 설계할 수 있어서 뿌듯했다. 특히 신혼 부부를 위한 다양한 스마트 냉장고의 기 능을 넣어서 친구들이 신기해 할 때 재미있었다.
배OO
IoT 를 와이파이로 연결해서 선풍기도 돌려보고 전등도 켰다 컸다 하는게 신기했다. 우리집도 핸드폰으로 간편하게 조정할 수 있으면 좋겠다.박OO
보통 기기는 거의 블루투스로 연결을 하는데 와이파이로 연결해서 전등도 키고 선풍 기는 좀 시끄러웠지만 그래도 신기하고 재밌었다.고OO
IoT 를 이용해서 스마트홈을 만드는게 재미있었다. 그리고 AI로 폰을 이용해서 선풍 기와 전등을 켰다 끄는게 재미있었다.정OO
AI에 대해 알고 스마트홈에 와이파이를 연결해서 좋았다. 와이파이로 집 안에 있는 선풍기, 전등을 제어하는 것이 신기했다.정OO
IoT 하우스를 만드는 과정이 기억에 남는다. 미래에 내가 사는 집은 설계한 집처럼 IoT 로 모든 것을 컨트롤 할 수 있으면 좋겠다는 생각이 들었다. 그리고 인공지능 기 술이 어떻게 발전해나갈지 궁금하다.
박OO
스마트 하우스를 만드는 과정을 통해 인공지능에 대해 많은 것을 배울 수 있었다.
인공지능이 음악, 미술의 영역까지 활용되고 있다는 점이 신기했고 미래에 인공지능 관련한 일을 해보고 싶다는 생각을 했다.
김OO
우리 일상 생활에 인공지능 기술이 굉장히 많이 활용되고 있는 점이 신기했다. 퀵 드로우 프로그램이 기억에 남는데 내가 그리는 그림을 컴퓨터가 맞추는 것이 재미있 었다. 기회가 된다면 더 많은 인공지능 프로그램을 체험해보고 싶다.
4. 결론 및 제언
(1) 좋았던 점
- 프로그램을 통하여 AI와 IoT 개념을 정리할 수 있었으며, 실제 자신의 아이디어를 구현하여 AI
스마트 하우스를 설계하는 활동에 즐겁게 참여하였다. 스프트웨어, 건축 관련 진로에 대해서도 관심을 갖는 계기가 되었다.
- 기능이 한 개인 것들은 학생들이 접해보았지만 A.I 스마트 하우스 모형에 기능이 4개(태양광, 전등, 선풍기, Led조명)으로 다양한 기능을 복합해서 사용하는 것이 처음이라 학생들의 반응이 열광적이었다. 특히, 모형 만들면서 배선을 해야해서 건축 과정의 어려움을 고려하여 집을 설계 해야한다는 것을 직관적으로 체험해볼 수 있었다는 점에서 매우 신선했다.
- IoT 수업을 하면서 AI의 여러 가지를 알 수 있어 좋았다. AI 중심도시가 광주라고 하니 자랑 스
러웠고 나도 AI을 이용한 핸드폰을 개발 해보고 싶다.
- IoT 수업을 하면서 AI를 원리를 알 수 있던 것 같았다. 광주가 AI로 더 잘 됐으면 좋겠다. AI 는
못하는 것이 없는 것 같고, 어떻게 미래가 변화될지 궁금하다.
- IoT 수업을 하면서 스마트 폰으로 집을 조종할수 있다는 것을 알았고 그리고 만들때도 재미있 게 만들어서 좋았다.
- 프로그램에 참여하며 인공지능에 대해 이것 저것 찾아보는 과정에서 공부가 많이 되었다. 인공 지능을 활용한 프로그램을 많이 알게 되었으며 학생들에게 어떻게 인공지능을 도입해야할지, 인 공지능의 영역에는 무엇이 있고 어떤 것들을 다뤄야 할지에 대한 생각을 갖게 되었다.
(2) 어려웠던 점
- AI와 IoT 개념에 대해 대부분의 학생이 잘 모르고 있고, 생활 속의 사례를 통해 개념을 정리 할
수 있도록 하였다. IoT 하우스의 전선과 센서의 연결, 전지의 연결등 조작 활동을 어려워하여 모
둠 활동으로 서로 협력하여 할 수 있도록 하였다.
- 초등 5, 6학년 대상 수업이나 전기관련 단원이 6학년에 배정되어 있어서 닫힌 회로와 열린 회 로의 차이, 병렬 연결 등의 개념이 확립되어 있지 않고 세밀한 작업을 익숙하지 않아서 모형을 제작해 보는 것에 시간이 많이 소요되었다.
- 인공지능을 처음 지도하며 필요한 자료를 얻는 과정에서 약간 어려움이 있었다. 주로 인공지능 활용 연수와 서적을 활용해 지도법에 대한 자료를 획득할 수 있었다.
- 인공지능 활용 영역이 다양하지만 여건 상 제한된 주제만을 다룰 수 있었던 점이 아쉬웠다. 내 년에는 메타버스를 활용한 STEAM 프로그램을 제작해보고 싶다.
(3) 교사 인터뷰
정경수
본 프로그램을 개발하고 지도하며 막연하게 알고 있던 인공지능 기술에 대해 자세 하게 알게 되었다. 학생들이 프로그램을 진행하며 낯설었던 인공지능에 점점 흥미를 느끼고 적극적으로 참여하는 것을 느낄 수 있었는데 우리가 미래사회를 위해 학생들 에게 어떤 것을 지도해야할지에 대해 다시 한 번 생각해볼 수 있었다. 사회는 빠르 게 변화하고 있다. 이에 발 맞춰 트렌드를 빠르게 알고 학생들에게 핵심역량을 길러
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(4) 시사점
- 실제 스마트 하우스를 제작하고 모형을 구동해보고 나서 설계를 했기 때문에 설계의 욕구가 상승하였다. 누구에게 필요한 것인가에 대한 물음을 바탕으로 설계하여 좀 더 구체적인 설계가 돋보였다.
- 가장 기억에 남은 산출물은 다문화 가족을 위해 얼굴 인식을 통한 통역 시스템 하우스와 장애 가족을 배려한 신체 인식 자동화 시스템 하우스였다. AI 하우스 설계를 위해서는 대상에 대한 관심과 배려가 우선 된다는 것을 알 수 있었다.
- 초지능시대, 사람보다 독똑한 기계를 꿈꾸는 AI, IoT 에 대해 학생들에게 실생활의 청사진을 제시하고 실제 조작해보면서 어떤 미래 세상이 다가올지 알아보는 좋은 수업이 되었다.
- 우리가 미래 사회를 대비해 학생들에게 무엇을 지도해야할지, 그리고 어떤 역량을 길러줘야 할지에 대해 다시 한 번 고민해볼 수 있던 시간이었다. 미래사회에 필요한 요소들을 꾸준히 공부하는 교사가 되도록 노력해야겠다.
(5) 개선방안
- AI 에 관한 기술보다 미래 역량, 학생들의 진로가 AI 연구개발에 동참할 수 있는 내용도 추가 되면 좋겠다.
- 계층별, 가족 구성원별 A.I. 스마트 하우스에서 기대하거나 얻을 수 있는 것에 관해 설문조사를 한 후 설계도를 구상한다면 좀 더 의미있는 스마트 하우스 설계도가 될 것이라고 기대된다.
- AI의 개념을 사례 중심으로 이해하는 것도 좋으나 티처블머신과 같이 직접 AI를 구현해 보는 기회를 가질 수 있었다면 학생들이 AI기능을 더 구체적 이해하고 구현할 수 있을 것이다.
- 인공지능의 다양한 영역을 체험해볼 수 있는 여건과 기회가 주어진다면 학생들이 이에 대해 줄 수 있는 교육을 하는 교사가 되도록 더우 노력해야겠다.
송명희
2016 알파고가 이세돌기사를 이기는 장면을 보며 AI가 더 이상 공상과학만화나 소 설이 아니라는 점 그리고 지금 우리 곁에 와있다는 것을 실감했다. 미래역량으로 다 가온 AI와 IoT 를 접목한 수업을 하며 지금의 질문등에 대해 대답해보려는 목적으로 수업을 설계했고 어느정도 소기의 목적을 달성했다고 본다. 또 사회소외계층 및 장 애인등을 배려하는 감수성 접목 수업을 할 수 있었던 점도 기억에 남는다.
이종은
STEAM프로그램은 항상 아이들의 생각을 존중하고 구현할 수 있도록 기회를 만들 어 주어 학생의 능동적 참여를 이끌어 낸다는 매력이 있다. AI 스마트 하우스 설계하 기 프로그램을 통해 학생들은 자신의 아이디를 구현한 AI 스마트 하우스 설계하는 활동으로 우리 생활 속에 도움과 배려가 필요한 주변 사람들을 위해 AI 기능을 발전 시키고, 활용하고자 하는 도전 의식을 갖게 하였다.
최선하
이 프로그램은 설계의 중요성을 학생이 실감해보게 하고, 스마트 하우스를 다양한 계층에게 적용해 볼 수 있도록 설계할 수 있게 제작하였다는 점에서 좋은 프로그램 이다. 직접 만들어 보는 활동을 통해 집을 설계할 때, 전기 배선 등 고려할 점이 많 다는 것을 직관적으로 체험하여 학생이 설계도의 중요성을 실감할 수 있었다. 필요 한 대상을 고려하여 스마트 하우스 설계를 하여 학생들이 현실의 센서나 구동장치를 활용하여 소외, 나눔, 인권에 대하여 생각해볼 수 있는 기회가 되었다.
더욱 자세하게 이해할 수 있을 것이다.
- 본 프로그램은 스마트 하우스라는 주제를 중심으로 인공지능을 지도하는 프로그램인데 모둠별로 주제를 설정하고 인공지능을 활용한 산출물을 제작해보는 프로젝트 수업을 구성하면다면 인공지 능에 대한 이해와 관심을 더욱 높일수 있을 것이다.
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.
[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물
프로그램 명: 스스로 생각하고 작동하는 AI Hub 하우스 만들기
1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정연번 차시 (중심과목)
2015 개정 교육과정 성취기준
(연계과목) 성취기준 영역 1 1~2/6 [6 실 04-07] 소프트웨어가 적용된 사례를 찾아보고 우리 생활에
미치는 영향을 이해한다.
(과학) 에너지와 생활 (사회) 지속가능한 지구촌
2 3~5/6 [6 과 17-02] 자연 현상이나 일상생활의 예를 통해 에너지의 형태가 전 환됨을 알고, 에너지를 효율적으로 사용하는 방법을 토의할 수 있다.
(과학) 전기의 이용 (실과) 기술 활용 (사회) 지속가능한 지구촌
3 6/6
[6 사 08-06]지속가능한 미래를 건설하기 위한 과제(친환경적 생산과 소비 방식 확산, 빈곤과 기아 퇴치, 문화적 편견과 차별 해소 등)를 조사하고, 세계시민으로서 이에 적극 참여하는 방안을 모색한다.
(과학) 에너지와 생활 (미술) 표현
2. STEAM 프로그램 총괄표(총 6차시)
차시 주요내용
1~2/6
4 차 산업혁명의 시대가 도래함에 따라 초등학생 수준에서 AI(인공지능)의 뜻과 의의를 알고 일상생활에서 AI 기술이 유용하게 쓰일 수 있는 방법을 다음의 과정을 통해 찾도록 한다.
Co 1. 우리고장 “AI 융복합 단지 조성” 영상 시청하기 2. AI 스마트 에코 하우스 건설 계획 알아보기
CD 1. AI 개념 및 필요성 알아보기
2. 우리 삶에 적용하면 좋을 AI 기술 찾아보기(모둠 활동) 3 . AI 를 활용한 프로그램 체험해보기
ET 1. AI 스마트 하우스 설계 대회에 관심 가지고 적극적으로 참여하기 2. AI 기술과 우리의 삶의 관계 정리하기
3~5/6
소프트웨어가 우리 생활에 미치는 영향을 알고, IoT 하우스 제작을 통해 소프트웨어의 발 달로 인하여 변화될 미래 사회의 모습을 구현하고자 하는 도전 의식을 갖도록 한다.
Co 1 .생활 속 소프트웨어 찾아보기 2. 사물인터넷 개념 이해하기
ET 1. IoT 스마트 하우스 만들기(모둠 활동) 2. IoT 스마트 하우스 꾸미기(선택 활동) 3. IoT 스마트 하우스 제작 소감 나누기
CD AI 와 IoT 가 만난다면?
6/6
1~2 차시에 배운 AI 개념 및 기술 및 3~5 차시에서 직접 AI 체험을 해본 결과를 바탕으로 빛고을 광주 AI 스마트 하우스 설계를 해보고 이를 발표하여 투자유치를 받아본다.
Co AI 스마트 하우스 설계 미션 제시 및 우승 시 입주권 부여 안내
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3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안
CD 1. AI 스마트 하우스 설계하기 2. AI 스마트 하우스 설계 발표회
3. 가장 입주하고 싶은 AI 스마트 하우스 찾아보기
ET AI 스마트 하우스 설계 및 미래 사회의 다양한 집, 건물 상상하기를 통해 성취감 느끼기 AI 스마트 하우스 관련 진로 이야기 나누기
개발 의도 인공지능을 초등학생 수준에서 이해하고, 인공지능 기술을 일상생활에 적용할 수 있는 방 법을 AI 스마트 하우스 제작을 통해 알아본다.
1~2 차시는 AI 기술에 대해 학생들에게 소개하고, AI 기술이 우리 삶을 한 차원 높은 단계로 끌어 올리는 중요한 기술임을 인지하게 하는데 목적이 있다. 학생들의 흥미를 유발하는 ‘빛고을 AI 첨단 스 마트 에코 하우스 설계도 만들기’ 대회를 안내하고, AI 기술을 일상생활 속에 적용할 수 있는 방법을 학생 스스로 찾아보도록 구성하였다.
3~5 차시는 빛고을 AI 첨단 스마트 에코 하우스 설계를 위한 감성적 체험 단계로 소프트웨어의 발 달로 인하여 편리해지고 윤택해진 우리 생활을 탐색하고, 우리 생활속에서 IoT 를 구현해 본다. IoT 스마트 하우스 제작과정을 통해 소프트웨어 사용 시 주의할 점(안전과 윤리적 측면)을 생각해 봄으로 써 빛고을 AI 첨단 스마트 에코 하우스를 설계할 수 있는 사고력을 신장하고자 한다.
Co 생활 속 소프트웨어 찾아보기 활동을 통해 소프트웨어가 우리 생활 전반에 걸쳐 활용되고 있 음을 인지하도록 한다.
ET 생활 속 소프트 활용의 예로 사물 인터넷에 대해 개념을 정리하고, IoT 하우스 만들기 활동을 통해 AI 기반 사물 인터넷 하우스(빛고을 AI 첨단 스마트 에코 하우스) 설계에 도전 의식을 갖도록 한다.
6 차시는 전체 프로그램의 창의적 설계 단계로서 1~2 차시에 배운 AI 개념 및 기술 및 3~5 차시에서 직접 AI 체험을 해본 결과를 바탕으로 빛고을 AI 첨단 스마트 에코 하우스를 설계한다. 이후 설계발표 회에서 투자자들의 투자유치를 얻어내는 과정을 경험하며 학생들은 여러 설계의 장단점을 파악, 자신의 설계를 수정·보완할 수 있다. 학생들이 AI 를 이용한 미래의 모습을 상상하고 이야기를 나누는 활동 속 에서 이와 관련 진로에 대해 관심을 갖게 하는 것에 수업의 목표가 있다.
Co 빛고을 AI 첨단 스마트 에코 하우스 설계하기에 앞서 1~2 차시의 AI 개념 및 기술, 3~5 차시의 AI 체험을 떠올려보며 현실 및 과학에 바탕을 둔 상상을 설계에 반영할 수 있는 분위기를 조성하도록 한다. 빛고을 AI 첨단 스마트 에코 하우스 설계도를 발표하고 다른 모둠원의 설계도 발표를 들으며 학 생들은 의사소통능력과 비판적 사고력을 경험할 수 있을 것이다. 코로나 19 상황을 반영하여 설계발표 회를 온라인으로도 개최할 수 있도록 구성하였다.
ET 설계발표회 참가 활동을 통해 AI 의 미래를 구체적으로 상상해보고 관련 진로에 대해 관심을 갖기를 기대해본다.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
1. 우리 고장 AI 융복합 단지 조성 안내
2. 빛고을 광주 AI 스마트 하우스 건설 계획 안내
창 의 적 설 계
창의적 설계
1. AI 기술이 가진 무한한 가능성과 변화를 인지하고 이를 적극적으로 탐색해 보려는 태도와 가치관을 가지도록 함 2. AI 관련 진로
관심을 갖게 함
감 성 적 체 험 1. AI 에 대해 알아보기
2. AI 를 활용한 프로그램 체험해보기 3. AI 로 인한 미래사회 예측해보기 4. AI 스마트 하우스 설계 발표회
감성적 체험
가. 1~2차시 지도안
중심과목 실과 학교급/학년(군) 초등학교/5~6 학년
중심과목 성취기준
영역
[초등학교] 기술‧시스템 중심과목
성취기준
[6 실 04-07] 소프트웨어가 적용된 사 례를 찾아보고 우리 생활에 미치는 영 향을 이해한다.
주제(단원)명 AI 스마트 하우스를 만나요 차시 1~2/6
학습목표
∘AI 의 개념 및 필요성을 알 수 있다..
∘우리의 삶에 적용할 수 있는 AI 기술을 찾고 말할 수 있다.
∘일상 생활에 적용되는 AI 기술을 프로그램을 통해 체험한다.
∘AI 기술이 일생 생활에 가져올 수 있는 다양한 가능성과 가치를 깨닫고 관심을 갖는다.
연계과목 과학, 사회 연계과목
성취기준 영역
[초등학교 6 학년] 에너지와 생활 [초등학교 6 학년] 지속가능한 지구촌
STEAM 요소
S 에너지 전환 과정 이해하기
T 스마트 하우스 작동 원리 탐구, 인공지능 프로그램 체험하기 E 스마트 하우스 적용 가능 AI 기술 탐색
A 스마트 하우스 디자인 M
학습
과정 교수-학습 활동 학습자료(▪) 및
유의점(Tip! )
도입 (10 분)
Co ⋆ 우리고장이 AI 중심도시?
◦우리고장 “AI 융복합 단지 조성” 영상 시청하기 ◦우리고장이 AI 중심도시로 선정된 이유 생각해 보기 - 전체 인구에 비해 노인인구가 많다.
- 다른 지역에 비해 소외계층 인구가 많아 복지 지원 수요가 많다.
⋆AI 스마트 에코 하우스 건설 계획 알아보기
◦AI 스마트 에코 하우스 건설 계획 홍보 영상 시청하기 - 우리고장 AI 스마트 하우스 설계 대회 안내하기
(설계 대회 우승자는 자신이 설계한 AI 스마트 에코 하우스 입주권을 부여 받는다.)
ET ⋆ AI 스마트 하우스 설계 대회에 관심 가지고 적극적으로 참여하기
▪AI 융복합 단지 조성 동영상
Tip! 학생들이 실제 설계대회 초대를 받은 것처럼 상황을 제시 한다.
전개 (60 분)
CD ⋆AI 개념 및 필요성 알아보기 ◦우리 주변의 인공지능 살펴보기
- 세계 최초의 여성 AI 앵커 중국의 신샤오멍 - 인터넷 정오뉴스 AI 앵커 김주하
◦AI 개념 알아보기
- AI(인공지능): 인간의 학습능력, 추론능력, 지각능력, 그 외에 인공적으로 구현한 컴퓨터 프로그램 또는 이를 포함한 컴퓨터 시스템
- AI 과정: 데이터 수집(숫자, 이미지, 사운드 등)- 학습 – 판단 ◦AI 의 필요성(장점) 및 주의할 점 알아보기
- 장점: 짧은 시간에 방대한 양의 데이터를 해석 가능
데이터 분석을 통해 사람들에게 최상의 결정을 제안함.
- 주의할 점 및 인공지능 윤리: 인공지능에게 제시되는 데이터 편향성 경계, 정확성에만 치중한 결과 추구 등
▪동영상(AI 앵커 중 국의 신샤오멍 뉴스 동영상, AI 앵커 김 주하 뉴스 동영상 등
Tip! AI 에 대한 보편적 으로 합의된 기술적 정의는 없므므로 학생 들이 이해할 수 있는 범위 내(머신러닝, 딥 러닝)에서 개념을 정의 한다.
Tip! AI 와 우리 생활이 밀접해 질수록 사람이 AI 작동 시스템을 이해 하며 AI 에 대해 적절한 견제와 균형이 필요 하다는 것을 인식시 킨다.
- 4 -
⋆우리 삶에 적용하면 좋을 AI 기술 찾아보기(모둠 활동) ◦우리 고장에 필요한 AI 기술 조사 후 공유하기 - 분리수거를 잘못했을 때 바른 방법을 알려주는 AI - 긴급한 도움이 필요할 때 언제든지 나타나는 AI
- 인공지능을 활용하여 마스크를 썼는지 판단한 후 마스크를 안 쓴 사람에게 안내해 주는 AI 등
◦우리 집에 필요한 AI 기술 조사 후 공유하기 - 기분이 우울한 나를 웃게 만드는 AI
- 관절염을 앓고 계시는 할머니의 운동 시간을 체크하고 함께 운동하는 AI 등
CD ⋆AI 이해하기
◦ AI 에 대해 이해하기
- 태블릿 PC 를 활용해 일상 생활 속 AI 기술 살펴보기 - 인공지능 기술 기사문 작성하기
⋆AI 활용 프로그램 체험하기
AI for Oceans
인공지능이 작동하는 방법, 머신러닝에 대해 학 습이 가능한 프로그램
두들 바흐
내가 작곡한 곡을 바흐의 곡을 학습한 인공지능 프로그램이 바흐의 스타일로 화음을 넣어 변환 해주는 프로그램
퀵드로우
주어진 제시어를 그리면 인공지능이 어떤 그림 인지 공통된 패턴을 분석해 맞추는 프로그램.
머신러닝, 빅데이터 등에 대해 학습이 가능
▪스마트 패드 및 학 습지
Tip! 우리 삶에 적용 할 수 있는 AI 기술을 찾아보는 활동 시 학생 들의 상상력과 창의 력이 인간과 인간, 인 간과 사물, 사물과 사 물을 연결할 수 있는 기회가 될 수 있도록
허용적인 분위기를
조성한다.
▪태블릿 PC
Tip! 인공지능 기술 관련 기사문을 작성 하며 학생들이 자연 스럽게 인공지능 기술의 종류를 알고 필요성을 느끼도록 한다.
Tip! 구글 AI experiment 사이트에서는 다양한 인공지능 프로그램을 체험해볼 수 있다.
Tip! Auto Draw,
Semi-Conductor 등의 프로그램도 간편하게 활용 가능하다.
정리 (10 분)
ET ⋆AI 기술과 우리의 삶의 관계 정리하기
◦AI 기술이 일생 생활에 가져올 수 있는 다양한 가능성과 가치를 깨닫기
◦AI 스마트 하우스가 우리 삶에 끼치는 긍정적 영향 생각해보기 ◦ 차시예고
- IoT 스마트 하우스 만들기
Tip! 학생들이 다양 하고 창의적인 생각을 할 수 있도록 긍정적 이고 허용적인 분위 기를 조성한다.
나. 3~5차시 지도안
중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/5~6 학년
중심과목 성취기준
영역
[초등학교] 열과 에너지 중심과목 성취기준
[6 과 17-02] 자연 현상이나 일상생활의 예를 통해 에너지의 형태가 전환됨을 알고, 에너지를 효율적으로 사용하는 방법을 토의할 수 있다.
주제(단원)명 IoT 스마트 하우스 만들기 차시 3~5/6
학습목표
∘IoT 가 무엇인지 설명할 수 있다.
∘소프트웨어의 발달로 인하여 변화될 미래 사회 모습을 이야기 할 수 있다.
∘AI 첨단 스마트 하우스를 설계하고자 하는 도전 의식을 갖는다.
연계과목 과학, 실과, 미술 연계과목
성취기준 영역
[초등학교 6 학년] 전기의 이용 [초등학교 6 학년] 기술 활용
[초등학교 6 학년] 표현
STEAM 요소
S 에너지 변환 과정 이해하기, 전기 회로 이해하기 T 에코 IoT 하우스 작동 원리 탐구하기
E 에코 IoT 하우스 적용 가능 AI 기술 탐색하기 A 에코 IoT 하우스 아름답게 꾸미기
M 학습
과정 교수-학습 활동 학습자료(▪) 및
유의점(Tip! )
도입 ( 30 분)
Co ⋆ 생활 속 소프트웨어 찾아보기 ◦소프트웨어와 우리 생활
- “소프트웨어, 세상을 변화시키다” 영상 시청하기 - 소프트웨어의 의미 알아보기
: 내가 생각하는 소프트웨어란?, 소프트웨어란?
- 소프트웨어의 종류와 기능 정리하기
: 여러 가지 상황 속에서 소프트웨어가 활용되는 여러 가지 상황 찾고 그 기능 이야기 하기
- 생활 속 소프트웨어 찾아보기 내가 사용해 본
소프트웨어 소프트웨어의 기능
디지털 도어 록 디지털 도어 록은 비밀번호를 맞게 누르면 열쇠가 없어도 문이 열린다.
미디어 파일 재생 프로그램
음악이나 동영상 파일을 실행하여 감상할 수 있다.
증강 현실과 과학 동화 책 속의 동물을 스마트폰 어플리케이션으로 인식시키면 동물이 살아있는 것처럼 보인다.
◦소프트웨어 발달이 우리 생활에 미친 영향 - “소프트웨어, 세상을 움직이다” 영상 시청하기 - 소프트웨어가 우리 생활에 미치는 영향 알아보기
:스마트폰, 누리소통망(SNS), 자율 주행 자동차, 공장자동화, 수술 로봇
▪PPT
▪영상 자료
: https://goo.gl/uJM7Ji
Tip!
‧영상 자료를 통하여 생활 속 소프트웨어 의 모습과 기능을 찾 아볼 수 있도록 한다.
Tip! 스마트폰, 컴퓨 터 등 특정 도구로서 소프트웨어를 활용하 는 것에 초점을 두지 말고 계단에서 활용 되는 센서등, 엘리베 이터등 실생활 작은 부분에까지 소프트웨 어와 연관이 되어 있 음을 알도록하여 흥 미와 호기심을 이끌 어 낸다.
▪영상 자료
https://www.playsw.or.k r/repo/ebsdocu/73
전개 (70 분)
Co ⋆ 사물인터넷(IoT )개념 이해하기 ◦사물인터넷과 우리 생활
-“생활 속에 들어온 사물인터넷” 영상 시청하기 - 사물인터넷 의미 알아보기
: 인터넷을 기반으로 모든 사물을 연결하여 사람과 사물, 사물과
▪영상 자료, 학생 활동지 https://youtu.be/TEjO E1KuwKs
- 6 -
사물 간의 정보를 상호 소통하는 지능형 기술 및 서비스 - 생활 속 IoT 찾아보기
Tip!
사례 중심으로 개념 을 정리할 수 있도록 한다. 사전에 과제로
제시하여 패들렛에
자료 탑재후 공유할 수도 있다.
ET ⋆ IoT 스마트 하우스 만들기 ◦IoT 스마트 하우스
만들기[모둠활동]
- 준비물 확인하기 - 사용 설명서 살펴보기 - 역할 분담하기
- 만들기
◦IoT 스마트 하우스 꾸미기[선택활동]
- 색칠 도구 이용하여 꾸미기 ◦IoT 스마트 하우스 체험 후 소감
나누기
- 스마트 기기로 하우스 관리하기 - 활동 소감 나누기
▪[모둠별 준비물]사물 인터넷 교육용키트 스 마트 하우스 V2 만들 기, AAA 건전지 3 개, 색칠도구, 가위, 휴대폰 또는 노트북
[스마트 하우스 만들기]
:https://www.youtube.c om/watch?v=cvJr2XtED
MA
정리 ( 20 분)
CD ⋆ AI 와 IoT 가 만난다면?
◦ AI 와 IoT
- AI 와 IoT 만난 가구 영상 시청하기 - 우리집 IoT 영상 시청하기
◦ IoT 스마트 하우스에 AI 기능 더하기 - 아이디어 발표하기
◦ 차시예고
- AI 스마트 하우스 설계하기
Tip! 학생들이 다양하고 창의적인 생각을 할 수 있도록 긍정적이고 허용적인 분위기를 조성한다.
▪영상 자료
https://www.youtube.
com/watch?v=42GT5 X4WHO0&t=17s
https://www.youtube.
com/watch?v=sy6J-G FBeEc&t=20s
다. 6차시 지도안
중심과목 사회 학교급/학년(군) 초등학교/5~6 학년
중심과목 성취기준
영역
[초등학교 6 학년] 지속가능한 지구촌 중심과목 성취기준
[6사08-06] 지속가능한 미래를 건설하기
위한 과제(친환경적 생산과 소비 방식 확산, 빈곤과 기아 퇴치, 문화적 편견과 차별 해소 등)를 조사하고, 세계시민으로 서 이에 적극 참여하는 방안을 모색한다. 주제(단원)명 도전! AI 스마트 하우스 설계 발표회 차시 6/6
학습목표
∘일상 생활에 필요한 AI 기술을 적용하여 AI 스마트 하우스를 설계할 수 있다.
∘AI 기술의 중요성과 필요성을 느끼고 이를 이용하여 지속가능한 미래를 설계하려는 태도를 지닐 수 있다.
연계과목 과학, 미술 연계과목
성취기준 영역
[초등학교 6 학년] 에너지와 생활 [초등학교 6 학년] 표현
STEAM 요소
S 에너지 변환 과정 이해하기 T AI 스마트 하우스 작동 원리 탐구
E AI 스마트 하우스 적용 가능 AI 기술 탐색
A 다양한 계층을 위한 AI 스마트 하우스 설계 및 발표 M
학습
과정 교수-학습 활동 학습자료(▪) 및
유의점(Tip! )
도입 (10 분)
Co ⋆ AI 스마트 하우스 설계 미션 제시 및 우승 시 입주권 부여 안내 ◦AI 스마트 하우스 설계 미션 확인하기
- AI 개념 및 기술 떠올리기 - AI 스마트 에코 하우스 떠올리기 - AI 스마트 하우스 설계 미션 확인하기
▪전 차시 활동 동영상 또는 사진
전개 (25 분)
CD ⋆ AI 스마트 하우스 설계 ◦설계 조건 확인하기 - 2 인 이상 팀
- 다양한 입주자 고르기(다문화 가정, 조손가정, 노인만 사는 가정, 1 인 가구 등)
◦다양한 입주자에 알맞은 AI 기술을 적용한 AI 스마트 하우스
▪준비물: 펜, A4 용지 (또는 포스트잇 패드)
Tip! 활동에 소외되는 학생이 없도록 지도한 다.
- 8 - 설계하기
- 적용한 AI 기술 및 필요 장비 구체화하기 ⋆ AI 스마트 하우스 설계발표회
◦갤러리 관람하기
- 모둠에서 홍보물을 발표할 사람과 발표를 들으러 다닐 사람 정하기
- 정해진 시간이 지나면 서로의 역할 바꾸기
◦가장 입주하고 싶은 AI 스마트 하우스 찾아보기 - 입주자의 입장에서 고려하기
- 마음에 드는 AI 하우스 확인하기
⋆ <대안 1> 학급별 온라인 학습 공간에 공유하기 ◦e 학습터, 밴드, 클래스팅 등 온라인 게시판에 공유하기 - 답글, 댓글로 홍보물 관람 소감나누기
⋆ <대안 2> 줌(ZOOM) 화상 회의실에 공유하기 ◦줌(ZOOM) 화상 회의실 기능 활용하기
◦줌(ZOOM) 소회의실 기능 활용하기 - 모둠원을 소회의실에 나누기
- 소회의실에서 돌아가며 홍보물 발표하기 - 홍보물 공유 소감 나누기
Tip! 비판적인 평가보 다는 긍정적인 평가가 되도록 한다.
Tip! 네티켓을 지키며 온라인 활동에 참여할 수 있도록 지도한다.
Tip! 코로나 19 상황 으로 인하여 대면 수 업을 장담하기 어렵기 때문에 상황에 따라 설계 및 발표회를 온 라인으로 진행할 수 있다.
Tip! 온라인 공간에
홍보물을 탑재할 때 저작권에 문제가 생 기지 않도록 유의한다.
Tip! 교사가 각각의
소회의실을 둘러보며 홍보물 발표가 진지 하게 이루어질 수 있 도록 지도한다.
정리 (5 분)
ET ⋆ 소감나누기
◦ AI 스마트 하우스 설계 및 미래 사회의 다양한 집, 건물 상상하기
◦ 관련 직업을 떠올리며 진로에 관심 갖기 ◦ 성취감 느끼기
4. 학생활동지 / 학생참고자료
차시 3~5/6
■ IoT 스마트 하우스를 만들어 봅시다.
★ 사물 인터넷(IoT : Internet of Things)이란?
인터넷을 기반으로 모든 사물을 연결하여 사람과 사물, 사물과 사물 간의 정보를 상호 소통하는 지능형 기술 및 서비스
1. 준비물
사물인터넷 스마트 하우스 V2 만들기, AAA 건전지 3 개, 색칠도구, 가위, 휴대폰 또는 노트북
2. 역할 분담
모둠원 역할
3. 활동 소감
4. IoT 스마트 하우스에 AI 기능 더하기
자기 평가
IoT 가 무엇인지 설명할 수 있다.
소프트웨어의 발달로 인하여 변화될 미래 사회 모습을 이야기 할 수 있다.
AI 첨단 스마트 하우스를 설계하고자 하는 도전 의식을 갖는다.
(매우 잘함-◎, 잘함-○, 보통-△)
- 10 -
차시 6/6
■ 입주자에 알맞은 AI 스마트 하우스를 설계해 봅시다.
* 우리가 배운 다양한 AI기술을 바탕으로 하여 입주자에게 알맞은 AI 스마트 하우스를 설계 해봅시다.
-입주자: 집에 들어와서 살 사람, 예) 신혼 부부, 아이가 5명인 대가족, 할머니, 할아버지와 3대가 함께 사는 가족, 다문화 가족, 노인만 사는 가족, 혼자 사는 가족 등
설계한 사람
우리가 선택한 입주자
주로 사용한 AI 기술
자기 평가
AI 개념 및 관련 기술을 알고 있다.
도전! AI 스마트 하우스 설계하기에 적극적으로 참여하였다.
AI 에 관련 활동에 흥미와 성취감을 느꼈다.
(매우 잘함-◎, 잘함-○, 보통-△)
5. 교사 자료
차시 1~2/6
■Google experiment 사이트
: https://experiments.withgoogle.com/collection/ai
인공지능 기술을 적용한 다양한 프로그램을 태블릿 PC 로 간편하게 체험할 수 있으며 이를 통해 머 신러닝, 빅데이터, 신경망 등의 개념을 지도할 수 있다.
AI for Oceans
인공지능이 작동하는 방법, 머신러닝에 대해 학습이 가능한 프로그램
두들 바흐
내가 작곡한 곡을 바흐의 곡을 학습한 인공지능 프로그램이 바흐의 스타일로 화 음을 넣어 변환해주는 프로그램
퀵드로우
주어진 제시어를 그리면 인공지능이 어떤 그림인지 공통된 패턴을 분석해 맞추 는 프로그램. 머신러닝, 빅데이터 등에 대해 학습 가능
Semi Conductor
인공지능이 사람의 행동을 인식하고 분석하는 방법에 대해 학습할 수 있는 프로 그램. 이와 연관해 행동 인식 기술에 대해 학습 가능
■인공지능 윤리 관련 문제
- AI 채팅봇 이루다 https://www.youtube.com/watch?v=49GozhUHhAg - 트롤리 딜레마 https://www.youtube.com/watch?v=FXOmc1drCkE https://www.youtube.com/watch?v=jPo6bby-Fcg
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차시 1-6 인공지능 관련 사이트 링크
AI 를 활용한 10 가지 좋은 예
자료 주소 : http://www.aitimes.com/news/articleView.html?idxno=129809
티처블 머신 안내
자료 주소 : https://blog.naver.com/heatlove/222033122201
인공지능 시대의 미래교육
자료 주소 : https://blog.naver.com/shela5/222035068280
머신러닝의 이해
자료주소 : https://terms.naver.com/entry.naver?docId=3386834&cid=58369&categoryId=58369
자료출처 인터넷 사이트 링크 확인
6. 차시별 학생 평가기준 및 방법
차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구
1~2/6
상 AI 기술을 이해하고, AI 스마트 하우스에 활용할 수 있는 방법을 설계도로 나타낼 수 있다.
관찰 및
산출물평가 관찰평가지
중 AI 기술을 이해하고, AI 스마트 하우스에 활용할 수 있는 방법을 찾을 수 있다.
하 AI 기술이 무엇인지 이해한다.
3~5/6 상
소프트웨어의 발달로 인한 미래 사회 변화 모습을 구체적으로 이야기 할 수 있으며, AI 첨단 스마트 하우스를 설계하는데 창의적 아이디어를 낼 수 있다.
관찰 평가 자기평가지
(학생용) 중 소프트웨어의 발달을 이해하고, AI 첨단 스마트 하
우스를 설계하고자 하는 도전 의식을 갖는다.
하 소프트웨어의 발달을 이해하고 IoT , AI 개념을 이 해한다.
6/6
상 인공지능 기술을 바탕으로 거주자를 고려한 스마트 하우스를 설계하고 발표한다.
관찰 및 산출물 평가
자기평가지 (학생용) 중 인공지능 기술을 바탕으로 스마트 하우스를 설계하
고 발표한다.
하 스마트 하우스를 설계하고 발표한다.
가. 관찰평가지
번호 이름
지식 기능 태도
배움과 성장의 기록
인공지능의 요소를 포함하여 스마트 하우스를 설계하는가?
인공지능 요소가 드러난 스마트 하우스를 설계하고
제작하는가?
모둠원과 협동해 활동해 참여하는가?
상 중 하 상 중 하 상 중 하
※ 평가 노하우: AI 기술에 대한 흥미와 관심도를 가지고 이를 일상생활 속에서 적용할 수 있는 방법을 적극적으로 찾아보는 행동을 중심으로 평가할 것
- 14 -
[부록2]
수업 성찰 일지
교과 과학 일시 11.12-19 대상 진남초 교내
STEAM 동아리 수업자 최선하 학습주제 A.I. 스마트 하우스 설계하기
수업 설계 전략 수업 후 성찰
본 수업 차시 중 1차시와 3~6차시 수업을 진 행하였다. 이 프로젝트 이전의 수업에서 A.I.에 관해 다룬 적이 있었기 때문에 1차시의 상황제시 에서 A.I. 스마트 하우스 설계 프로젝트를 이해 하기 쉬울 것이라고 예상하였다.
3~5차시에서는 스마트 하우스를 직접 설계도에 따라 모형 조립을 해보았다. 이를 통해 학생들이 설계도에 따라서 다양한 기능을 가진 스마트 하 우스를 제작할 수 있도록 지도하였다.
다양한 기능(Fan, 태양광, 조명, LED 조명)을 포함하고 있어서 병렬식 닫힌 회로를 모둠원과 함께 제작하게 하였다.
중간중간 모형에 맞는 꾸미기를 실시하여 다 양한 재능을 가진 학생들이 자신의 재능을 협력 하여 발휘할 수 있었다.
마지막으로 스마트 하우스를 직접 제작해보면서 겪었던 어려움과 다양한 경험을 바탕으로 6차 시에 A.I.스마트 하우스 설계를 하고 이를 전체 학생들과 공유하며 PMI 기법으로 서로의 작품을 평가한다.
이를 통해 학생들이 미래기술의 변화를 이해 하고 입주자 개별 맞춤 미래기술을 적용할 수 있도록 하여 A.I. 및 빅데이터 기술의 필요성을 실감하고 이를 이용한 산업에 대한 관심을 높일 수 있도록 한다.
STEAM 동아리를 통해 A.I. 및 빅데이터, IoT 기술 및 센서에 대해 사전학습을 해왔기 때문에 학생들이 A.I. 스마트 하우스 설계 자체 에 흥미를 갖고 있었다.
스마트 하우스 조립 자체가 5학년에게는 쉽지 않은 활동이었기 때문에, 닫힌 회로, 집을 지으 면서 부품을 조립하는 과정 등을 꼼꼼히 안내할 필요가 있었다. 하우스 조립이 매우 도전적인 과제였기 때문에 학생들이 적극적으로 협력할 수 밖에 없었고, 자신이 잘하는 분야에 더욱 열 심히 참여하였다.
조립이 성공하여 실제로 와이파이를 이용하여 스마트 하우스를 통제하는 활동을 통해 A.I.가 실제로 어떻게 구현될 수 있는지 상상하기 더 쉬워졌다.
마지막으로 스마트 하우스를 설계하면서 상 상의 날개를 펼칠 수 있었기 때문에 입주자별 맞춤 하우스 설계를 할 수 있었다.
협력하는 기쁨을 알았다는 친구들도 많고, 실 제로 어떻게 적용해보고 싶은지 서로 발표해 보고 싶어하였다. 앞으로 더욱 과학 및 STEAM 활동 에 적극적으로 참여하여 자신의 진로와 연결할 수 있기를 기대한다.
교실 수업 모습
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학생 활동 결과물
A.I. 스마트 하우스
A.I. 스마트 하우스 설계
수업 성찰 일지
교과 과학/실과/미술 일시 10.12-11.19 대상 만호초 교내
STEAM 동아리 수업자 이종은 학습
주제 A.I. 스마트 하우스 설계하기
수업 설계 전략 수업 후 성찰
1~2차시에는 AI개념을 사례를 통하여 정리할 수 있도록 하고, 더 나아가 우리 삶에 AI를 어 떻게 적용하면 좋을지 이야기를 나누며 프로그 램의 전체 상황제시를 한다.
3~5차시에는 IoT 하우스 만들기를 통해 사 물인터넷에 대해 이해하고, 실제 우리 주변에서 IoT 사례를 찾아볼 수 있도록 하여 AI와 IoT 개념을 정확하게 이해할 수 있도록 한다.
IoT 하우스에 AI 기능을 더하여 입주자의 특성을 고려한 하우스를 설계하며 학생들의 생각 을 구현할 수 있도록 한다.
6차시는 IoT 하우스에 AI기능을 더한 하우 스 설계도를 공유하는 시간을 갖도록 한다.
이 프로그램을 통하여 소프트웨어의 발달이 우리 생활에 얼마나 많은 영향을 미치고 있는지 알고, 사물 인터넷(IoT )과 AI(인공지능)의 개념 을 이해하여, 입주자의 특성을 고려한 최첨단 하우스를 설계해보도록 하고자 한다.
1~2차시에는 AI의 개념에 대해 단순히 인공 지능 정도로만 알고 있는 학생들에게 어떻게 전달 할지 고민을 하다가 학생들에게 우리 생활 속의 AI 사례 조사하기를 예습적 과제로 제시하여 발표할 수 있도록하여 AI개념을 사례를 통하여 정리할 수 있도록 하였다. 더 나아가 우리 삶에 AI를 어떻게 적용하면 좋을지 이야기를 나누며 프로그램의 전체 상황제시를 하였다. 개념 전달 할 때 어떻게 하면 효과적으로 할 수 있을까 항상 고민해왔는데, 학생들이 사례조사를 통하여 스스로 개념을 정리할 수 있도록 하는 것이 학생 들의 능동적 참여를 이끌어 낼 수 있었다.
3~5차시에는 IoT 는 우리 생활에서 이미 상 용화가 되어 있음에도 학생들에게 개념이 제대 로 정리되어 있지 않은 상태라 IoT 하우스 만들 기를 통해 사물인터넷에 대해 이해하고, 실제 우리 주변에서 IoT 사례를 찾아볼 수 있도록 하여 AI와 IoT 개념을 정확하게 이해할 수 있 도록 하였다.
IoT 하우스에 AI 기능을 더하여 입주자의 특성을 고려한 하우스를 설계하며 학생들의 생각 을 구현할 수 있도록 하였다. 실제 학생들이 이 프로그램에서 가장 몰입했던 활동이 IoT 하우 스에 AI 기능을 더한 하우스를 설계하는 활동 이었다.
6차시는 IoT 하우스에 AI기능을 더한 하우 스 설계도를 발표하며 PMI기법으로 평가하도록 하였는데, 시간적인 여유가 있었다면 클라우드 펀딩을 통하여 공유 평가하는 시간을 가졌더라면 더 재미있지 않았을까 싶다.
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교실 수업 모습
IoT 하우스 만들기
입주자의 특성을 고려한 IoT + AI기능 하우스 설계하기
최종 산출물 PMI 기법으로 평가하기
학생 활동 결과물
입주자: 아이가 있는 핵가족 AI: 아이돌봄 시스템 입주자: 혼자 사는 가족 AI: 건강 상태 확인, 말동무
입주자: 3대가 함께 사는 대가족 AI: 집안일 로봇, 연령을 고려한 룸 시스템
입주자: 맞벌이 부부 AI: 집안일, 아이돌봄, 얼굴 인식 시스템
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수업 성찰 일지
교과 과학 일시 10.12-11.12 대상 광주농성초 6학년 수업자 정경수
학습
주제 [1-6 차시] 인공지능에 대한 이해, 스마트 하우스 만들기 및 설계하기
수업 설계 전략 수업 후 성찰
1-2차시는 학생들에게 인공지능에 대해 소개 하고 필요성을 느끼는데 초점을 맞췄다. 교사가 직접 인공지능에 대해 소개하기 보다 직접 학생 들이 인공지능에 대해 검색해보는 과정을 통해 이를 이해할 수 있도록 했다. 또한, 인공지능을 직접 체험해볼 수 있는 기회 제공을 위해 구글 experiment를 활용했다. 이제 인공지능에 대해 이해를 마친 학생들에게 다양한 프로그램을 통해 쉽고 재미있게 접근이 가능하며 미술, 음악 등 여러 영역의 인공지능 프로그램을 제공한다. 그 리고 인공지능의 문제점을 파악할 수 있도록 인 공지능과 관련된 윤리 문제를 제시하고 이에 대해 자신의 생각을 표현해볼 수 있도록 구성했다.
3-5차시는 직접 스마트 하우스를 제작하는 차시이다. 스마트 하우스는 사물인터넷 기술을 활용하고 있어 이와 관련된 내용을 도입하고 제 작으로 이어질 수 있도록 구성했다. 학생들이 단순히 제작으로만 끝나지 않도록 스마트 하우스 속 반영된 인공지능 기술에 대해 지속적으로 고민 해보고 관심을 갖도록 발문을 구성했다.
6차시는 그동안 배운 인공지능에 대한 내용 을 바탕으로 거주자를 고려한 스마트 하우스를 제작하는 차시로 활동을 통해 사람에 따라 필요 한 인공지능 기술이 다름을 이해하고 미래 사회 에 어떤 인공지능 기술이 개발되면 좋을지 생각 해보도록 한다.
1차시를 진행하며 대부분의 학생들이 인공지능 이라는 용어를 들어봤지만 구체적으로 무엇인지에 대해 알고 있는 학생들은 극소수였다. 직접 기사를 찾아 읽고 기사문을 작성하는 과정을 통해 인공 지능이 무엇이구나 이해하고 구글 experiment를 통해 인공지능을 체험해보며 인공지능과 가까워 질 수 있었다. 구글 experiment에서는 굉장히 다양한 인공지능 프로그램을 제공하고 있었는데 단순히 과학 영역 뿐만 아니라 미술, 음악, 수학 등의 영역에서도 이를 활용할 수 있음을 알 수 있었으며 행동 인식 등의 기술도 다룰 수 있는 장점이 있었다. 지도안을 작성하며 교수님께서 반드시 다루어야 할 내용 중 하나로 인공지능 윤리를 이야기하셨다. AI 채팅봇 이루다와 자율 주행 자동차의 트롤리 딜레마를 다루었는데 마냥 편리하고 좋을 것 같은 인공지능에도 개선해야 할 점이 많다는 것을 느낄 수 있던 시간이었다.
3-6차시에서는 실제로 스마트 하우스를 제작하 고 설계해 학생들의 호응이 굉장히 좋았다. 실 제 스마트 하우스들을 살펴보고 사물인터넷을 배 운 뒤, 직접 제작을 하고 스스로 작동하는 것을 확인하는 과정에서 학생들의 만족도가 높음을 알 수 있었다. 단순한 제작 과정에 그치지 않도 록 사전에 스마트 하우스 내 인공지능 기술에 대해 지도하고 제작 과정과 후에도 이에 대해 이야기하는 시간을 가졌는데 모두가 같은 인공 지능 하우스를 제작하다보니 차별화되는 점이 부족한 것이 아쉽게 느껴졌다.
교실 수업 모습
인공지능 기술 체험하기
AI 스마트 하우스 제작하기
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학생 활동 결과물
인공지능 기사문 작성하기
AI 스마트 하우스 설계하기
