09 무늬 만들기 나만 의 패턴

나만의 패턴 무늬 만들기

09

중학교 1학년/

지구계와 지권의 변화 과목 : 과학, 수학, 미술,

기술·가정, 공학

세계 지도를 보면 대륙들이 여러 곳에 흩어져 있고, 그 사이에 바다가 분포하고 있다. 이러한 분포는 아주 오랜 과거에도 현 재와 같았을까? 독일의 과학자 베게너는 세계 지도를 보던 중 대서양 양쪽에 있는 남아메리카 대륙과 아프리카 대륙의 해안 선 모양이 비슷하다는 사실을 알았다. 또, 서로 멀리 떨어진 여 러 대륙에서 같은 종류의 화석이 발견된다는 사실 등을 근거 로, 과거에 하나로 모여 있던 대륙들이 이동하여 오늘날과 같 은 분포를 이루었다는 대륙 이동설을 주장하였다.

하지만 학생들의 입장에서는 오랜 기간 일어난 일들을 이해하 기는 쉽지 않다. 이 프로그램은 수 만년 동안 이루어진 상황을 이해하고 그 당시의 상황을 재현하는 과정으로 6대륙의 판을

주제 및 제작 의도

대륙 이동을 이해하고, 패턴으로 이야기 를 만들 수 있다.

09 나만의 패턴 무늬 만들기 143 학습 목표 내용 목표 •대륙 이동의 증거를 찾을 수 있다.

• 몇 개의 패턴을 이용하여 다양한 모양을 만들 수 있다.

• 패턴으로 이야기를 만들면서 내용을 표현할 수 있다.

•모둠원 간의 이야기를 공유함으로서 공감대를 형성할 수 있다.

과정 목표

이야기를 어떻게 연결하면서 패턴을 배치할지를 알 아가는 과정을 통하여 창의성을 키우고 모둠원 간

의 이야기를 공유하는 과정에서 공감대를 형성하 며, 의사소통 능력을 키울 수 있도록 구성하였다.

STEAM 과목 요소

패턴을 디자인하고 출력 함수

패턴에 부여된 이야기

STEAM 단계 요소

• 지리학자 알프레드 베게너는 대륙이 이동했다는 것을 어떻게 알아내었 을까를 생각해 본다.

상황 제시

Step1

•대륙 이동설이 나오게 된 이유를 6대륙의 패턴을 이용하여 알아보기

•칠교놀이의 패턴을 통하여 다양한 이야기를 꾸며보기

•이야기 속 단어의 형태를 칠교판으로 만들어 보기

창의적 설계

Step2

• 6대륙의 패턴을 이용하여 대륙 이동설을 이야기로 만들어 가는 과정에서 의사소통 능력 키우기

•칠교판을 활용하여 단어의 형태를 만드는 과정에서 창의성 키우기

•패턴으로 이야기를 만드는 과정에서 스스로 보람과 성취감 느껴 보기

감성적 체험

차시별 계획 총괄표

차시 학습 내용

1~2 차시

소주제 대륙 이동 과정과 판 구조론 알기 대륙 이동설

원래 지구는 6대륙으로 이루어져 있었는지 생각한다.

tip 동영상을 활용하여 대륙이 움직이는 모습을 보여 준다.

6대륙이 어떻게 움직였는지 알아본다.

– 6대륙을 패턴으로 사용한다.

대륙이 어떻게 이동했는지 이야기를 만든다.

tip 각 모둠별로 발표할 수 있도록 한다.

3~4 차시

소주제 패턴으로 이야기 만들기

패턴을 디자인하고 만든 후에 이야기 만들기

삼각형, 사각형을 이용한 패턴에는 어떤 것이 있는지 알아보고, 패턴의 원리를 찾는다.

탱그램 패턴을 만든다.

– 그림판을 사용하여 그리고 레이저커팅기와 프라판으로 만든다.

tip 레이저커팅기가 없다면 그린 그림을 프린팅 한 후 두꺼운 종이를 붙여서 칼로 잘라 사용할 수 있다.

탱그램으로 이야기에 맞춰 퍼즐을 연결한다.

– 모둠별로 발표하여 상호 평가를 할 수 있도록 한다.

tip 칠교놀이는 방과 후 시간이나 창체 시간을 활용할 수 있다.

09 나만의 패턴 무늬 만들기 145

교육 과정

수업 단계 과목 단원 단원 학습 목표 STEAM 성취 목표/STEAM 요소

1~2차시 과학 지구계와 지권의 변화

대륙이 어떻게 이 동하였는지를 알 수 있다.

대륙 이동설과 판 구조론 이해 대륙 이동설과 판 구조론 이해하기

패턴으로 대륙의 이동 표현하기

3~4차시 미술 감상 패턴으로 이야기를 만들 수 있다.

패턴으로 이야기 만들기

패턴을 디자인하여 패턴으로 이야기 표현하기

평가 계획

연번 평가 기준 방법

1 대륙을 잘라서 연결하는데 있어서 연결이 맞는가? 수행 평가

2 대륙의 이동을 스토리로 잘 표현하는가? 관찰 평가/상호 평가

3 탱그램의 무늬를 연속적으로 배치하여 패턴을 형성하였는가? 수행 평가

4 패턴에 이야기를 부여하였는가? 상호 평가

5 모둠원끼리 협력하여 과제를 완성하는가? 관찰 평가

학습 과정 교수 · 학습 활동 준비물

도입 (10분)

지구의 대륙

원래 지구는 6대륙으로 이루어져 있었는지 생각한다.

tip 동영상과 사진 자료를 보여주고 학생들이 호기심을 느낄 수 있도록 한다.

http://www.ebs.co.kr/replay/show?prodId=170&lectId=1157982#;(대륙이 이동한다?) http://www.dt.co.kr/contents.html?article_no=2013110402019919649005(지구가 갈 라지는 곳 포착)

영상 자료 사진 자료

학습활동 (65분)

활동1 대륙별 휴대폰 고리 만들기

대륙 분포도를 이용하여 대륙 모형을 만든 후에 휴대폰 고리를 만든다.

대륙 모형에서 빙하의 흔적, 글로소프테리스의 분포, 해안선을 기준으로 과거 판게아를 맞춘다.

판게아에서 각각의 대륙을 움직여 지금의 대륙 모습으로 다시 맞춘다.

활동2 패턴 인식을 통하여 판 구조론 알아보기 여러 가지 작품이나 자료를 보고 패턴 인식을 이해한다.

스마트폰이나 컴퓨터를 활용하여 자료를 찾아서 대륙이 어떻게 이동하였는 지 유추한다.

tip 대륙 이동 및 판 구조론 학습 사이트(참고 자료1)를 보여 주고, 판 구조론에 대 해 이해하도록 한다.

활동 자료1 대륙 분포도 그림 (참고자료) 실험 준비물 참고 자료1

차시(단계)별 교수 학습 과정 1~2차시

대륙 이동 과정과 판 구조론 알기

과목 중학교 1학년/과학 수업 차시 1~2/4차시

단원 지구계와 지권의 변화

교육 과정 판 구조론의 발달 과정을 과학사적 관점에서 이해하고, 판의 운동과 지진, 화산 활동을 연계하여 설명 할 수 있다.

학습 목표 •대륙 이동설을 증거를 통하여 설명할 수 있다.

•대륙 이동설의 이유를 설명할 수 있다.

09 나만의 패턴 무늬 만들기 147

❶ 다음의 과정으로 만들어 봅시다.

준비물

가. 투명한 플라스틱 평판 밑에 대륙 분포도를 놓고 유성펜으로 따라 그린다.

나. 빙하의 흔적과 글로소프테리스 화석의 분포 지역을 각각 다른색으로 표시한다.

다. 테두리를 조금 남겨 두고 모양대로 가위로 오려낸다. 7대륙(아프리카, 남아메리카, 북아메리카, 유 라시아, 인도, 남극 대륙, 오스트레일리아)의 모형을 만든다.

라. 사포로 가장자리를 다듬고, 펀치로 위쪽에 휴대폰 고리를 끼울 구멍을 뚫는다.

마. 오븐에 넣어 1분 ~ 1분 30초 정도 최대 출력으로 열을 가해준다. 플라스틱 중간에 기포가 생기거나 형태가 변하지 않을 때까지만 가열한다.

바. 오븐에서 꺼내어 두꺼운 책으로 눌러 형태를 잡 은 뒤, 휴대폰 고리를 끼운다.(두꺼운 장갑을 끼 고 꺼낸다.)

❷ 모둠별로 완성된 대륙 모형의 빙하의 흔적, 글로소프테리스의 분포, 해안선을 기준으로 과거 판게 아를 맞추어 본다.

활동1 대륙별 휴대폰 고리 만들기

활동 자료 ¹

✽학생용 활동 자료는 STEAM 사이트(http://steam. kofac.re.kr)에 pdf파일로 탑재되어 있습니다.

❶ 화가 모리츠 작품, 패턴 퍼즐, 사방치기 놀이에서 패턴 인식에 대하여 알아봅시다.

❷ 패턴 인식을 통한 위대한 발견의 한 예로 대륙 이동설 및 판게아가 있습니다. 지금의 대륙 모습에 서 어떻게 과거의 대륙 모습이 하나였을지 유추해 봅시다.

모리츠 작품 패턴 퍼즐 산가지

활동2 패턴 인식을 통하여 판 구조론 알아보기

09 나만의 패턴 무늬 만들기 149

➌ 대륙이 어떻게 이동했는지 이야기를 만들어 봅시다.

•학생들이 만든 이야기를 발표하도록 하여 모두 공유할 수 있도록 한다.

•모둠별로 이야기에서 장점을 발견하여 칭찬하도록 한다.

예) 아주 오래전 대륙이라는 것이 존재하기 전으로 거슬러 올라가니 지구는 아주 적당하게 태양과의 거리를 유 지해 표면이 모두 물로 덮인 행성이었다. 하지만 물이 하나, 둘 지구를 떠나거나 저 깊은 땅속으로 숨으며 차츰 물 밖으로 딱딱한 대륙이 드러나 태양을 직접 볼 수 있게 되었다. 하지만 태양을 볼 수 없었던 대륙 밑 세계의 주인인 맨틀은 이를 시기하여 여기저기로 흘러가 버리게 했고, 결국 하나였던 대륙은 지금 지구 전 역에 걸쳐 흩어져 있게 되었으며 아직도 맨틀의 질투로 대륙 곳곳에서는 지진과 화산이 일어나고 있다.

대륙 분포도

참고 자료 ¹

빙하의 흔적 북아메리카대륙

남아메리카 대륙 아프리카 대륙 유라시아 대륙인도 대륙

남극 대륙

글로솝테리스 화석 분포

09 나만의 패턴 무늬 만들기 151 http://school.kerinet.re.kr/teach/menu-mid.htm

중1 과학(2010)→자료2 실행 → 모듈7 판 구조론을 본다.

판게아(라틴어: Pangaea, 어원은 그리스어: 팡가이아 →모든 땅)는 고생대 페름기와 중생대 트라이아 스기에 존재했던 초대륙이다. 1915년 독일의 알프레드 베게너가 제안한 이름이다. 3억 년 전에 대륙이 뭉쳐 판게아 대륙이 만들어지면서, 애팔래치아 산맥, 아틀라스 산맥, 우랄 산맥 등이 생겨났다. 판게아 대륙을 둘러싼 드넓은 바다는 판탈라사 해라고 부른다.

1억 8천만 년 전인 쥐라기에 판게아는 남쪽의 곤드와나와 북쪽의 로라시아로 나뉘었다. 판게아는 오랜 시간이 흐르면서 점차 분리되어 현재와 같은 7개의 대륙으로 나뉘게 되었다.

판게아 대륙은 적도를 끼고 초승달 모양으로 퍼져 있던 것으로 보인다. 초승달 내부의 거대한 얕은 내 해인 테티스 바다에는 많은 해양 생물이 번식했다고 생각된다. 반면 내륙은 해안에서 멀리 떨어진 건조 한 사막이 황량하게 펼쳐져 있었다고 생각된다. 거의 모든 대지가 육지로 연결되어 있었기 때문에 동 식물의 이동이 활발하였고, 생물 다양성은 현재보다 훨씬 균일했다고 추측된다. 1억 8천만 년 전 쥐라 기가 시작되면서 북쪽은 로라시아 대륙, 남쪽은 곤드와나 대륙으로 분열되었다.

[출처: 네이버 백과사전]

대륙 이동 및 판 구조론 학습 사이트

판게아 이론

▲ 2억 년 전 ▲ 1억 3500만 년 전 ▲ 현재

→ →

대륙 이동설

1912년에 알프레드 베게너가 자신의 《대륙 이동설》(The Origin of Continents and Oceans)에서 현재의 여러 대륙이 분열하기 전에 하나였다는 가설을 제창하여 그리스어로 모든 육지(Urkonti–

nent)라는 뜻으로, 판게아라는 가상 대륙을 명명했다.

베게너는 지질, 고생물, 고기후 등의 자료를 바탕으로 태고에는 대서양의 양쪽의 대륙이 각각의 방향으로 표류했다는 대륙 이동설을 주장하였다. 1915년에는 《대륙과 해양의 기원》(Die Entste- hung der Kontinente und Ozeane)에서 ‘판게아’라는 초대륙(거대한 육괴)이 존재하였고 약 2억 년 전에 분열한 뒤 표류하여 현재의 위치와 모습을 가지게 되었다고 발표하였다.

그러나 베게너는 대륙 이동의 원동력을 설명할 수 없어 그의 학설은 학계로부터 인정받지 못했다.

대륙을 이동시키는 힘은 베게너 이후 다른 학자들에 의해 맨틀의 대류로 제시되었으며, 대륙 이동 설은 판 구조론으로 발전되었다.

고생대 페름기 말, 2억 5,000만 년 전 무렵에 로렌시아 대륙, 발티카 대륙, 시베리아 대륙 등 모든 대륙이 잇달아 충돌하여 탄생하고, 중생대 트라이아스기 2억 년 전 무렵부터 다시 분열을 시작했 다. 초대륙의 완성된 지구 내부에서 슈퍼 플룸이 상승하여 세계 각지의 화산 활동이 활발해지고, 페름기와 트라이아스기 경계(P-T 경계) 당시 살아 있었던 고생대 해양 생물종 가운데, 무려 95%

이상이 멸종했다. 당시의 해수면이 높았기 때문에 대부분의 시대는 얕은 바다에 의해 몇 개의 육 지 덩어리로 나뉘어 있었다.

09 나만의 패턴 무늬 만들기 153 판 구조론(板構造論, plate tectonics)은 대륙 이동을 설명하는 지질학 이론이다. 판 구조론은 ‘대 륙 이동설’을 설명하는 것으로부터 발전해 왔으며 현재 이 분야의 과학자 대부분이 판 구조론을 받아들이고 있다. 판 구조론에 따르면 지구 내부의 가장 바깥 부분은 암석권(lithosphere)과 연 약권(asthenosphere)의 두 층으로 이루어져 있다. 암석권은 지각과 식어서 굳어진 최상부의 맨 틀로 구성되며, 그 아래의 연약권은 점성이 있는 맨틀로 구성된다. 수백만 년 이상의 시간 동안 맨틀은 극도로 점성이 높은 액체와 비슷한 행동을 보이지만, 지진파의 전파와 같이 짧은 시간 동 안 가해지는 힘에 대하여서는 탄성체와 같은 행동을 보인다.

암석권은 연약권 위에 떠 있으며, 판이라고 불리는 몇 개의 조각으로 나뉘어 있다. 10개의 주요 판으로는 아프리카 판, 남극 판, 오스트레일리아 판, 유라시아 판, 북아메리카 판, 남아메리카 판, 태평양 판, 코코스 판, 나즈카 판, 인도 판이 있다. 이들과 더불어 다수의 작은 판들은 서로 움직이면서 수렴 경계, 발산 경계, 보존 경계의 세 종류의 경계를 형성한다. 지진, 화산, 조산 운 동, 해구 등은 대부분 판의 경계를 따라서 일어난다.

판 구조론은 서로 다른 두 학설로부터 시작되었는데, 20세기 초반에 인식되기 시작한 대륙 표이 설과 1960년대 들어서 알려지기 시작한 해저 확장설이다. 판 구조론은 1960년대 후반부터 발달 하였는데, 그 후 지구과학의 혁명을 일으키며 거의 모든 과학자들에게 받아들여졌다. 이것은 화 학의 주기율표, 생물학의 유전 코드의 발견, 그리고 물리학의 양자역학에 비견되는 혁명적인 이 론으로 받아들여진다.

판 구조론

▲ 판의 경계와 화산대. 지진대의 분포

차시(단계)별 교수 학습 과정

학습 과정 교수 · 학습 활동 준비물

도입 (15분)

생활 속에 사용되는 다양한 패턴 디자인 알기 패턴 디자인하기

디자인 제작 도구의 명칭 및 작동법을 알아본다.

tip 그림판의 사용 방법과 레이저커팅기 활용 방법을 알려준다.

삼각형, 사각형을 이용한 패턴에는 어떤 것이 있는지 찾고, 패턴의 원리를 알 아본다.

여러 가지 패턴 그림 자료

학습 활동 (60분)

활동 탱그램 패턴으로 이야기 만들기

그림판이나 파워포인트를 사용하여 패턴을 그리고 패턴으로 이야기나 창작 일 기를 만든다.

tip 팀별로 컴퓨터를 사용해 그릴 수 없거나, 레이저커팅기가 없다면 손으로 그리고 사진으로 찍은 후 이를 프린트해 두꺼운 종이에 붙여 잘라서 사용할 수 있다.

활동 자료3 노트북 프린터 칼 가위 접착제 마무리

(15분) 모둠별로 만든 것을 전시하여 다른 모둠의 작품을 감상한다.

지도상의 유의점

•모둠별로 한 대 이상의 컴퓨터가 지급되어야 한다.

•레이저커팅기를 사용할 수 없으면 종이에 출력하여 두꺼운 종이에 붙여 사용한다.

과목 중학교/미술 수업 차시 3~4/4차시

단원 감상

교육 과정 주제, 표현 방법, 조형 요소와 원리, 사회 문화적 배경 등 다양한 감상 관점을 활용하여 종합적인 안목 을 가지게 할 수 있다.

학습 목표 •탱그램 패턴을 만들 수 있다.

•탱그램을 이용하여 이야기를 만들 수 있다.

3~4차시

패턴으로 이야기 만들기

09 나만의 패턴 무늬 만들기 155

❶ 삼각형과 사각형을 이용한 탱그램을 구상해 봅시다.

가. 스케치업 프로그램을 활용하여 삼각형과 사각형을 이용하여 탱그램을 디자인한다. 스케치 한 디자인을 3D 프린트한다.(3D 프린터가 없으면 두꺼운 종이에 패턴을 그려 잘라서 사용한다.) 나. 칠교놀이 4행시를 지어 본다.

칠 : 칠교 놀이는

교 : 교육적인

놀 : 놀이로

이 : 이 세상 어린이들이 모두 즐겼으면 합니다.

❷ 칠교판 또는 스핑크스 퍼즐 7조각을 사용하여 여러 가지 모양을 만들어 이야기나 창작 일기를 만들 어 봅시다.(아래의 글을 참고합니다.)

엄마께서는 장보러 가셨다. 나는 아기와 집을 보게 되었다. 아기는 요람 에서 자고 있었다.

나는 그동안 칠교놀이 를 했다. 토끼 도 만들어 보고 사자 도 만들어 봤다. 한참

재미있게 놀고 있는데, 아기울음 소리가 들렸다. 재빨리 아기요람으로 뛰어갔다. 조그마한 종 을

울렸더니 아기가 울음을 그쳤다. 다행이다.

활동 탱그램 패턴으로 이야기 만들기

활동 자료 ³

✽학생용 활동 자료는 STEAM 사이트(http://steam. kofac.re.kr)에 pdf파일로 탑재되어 있습니다.

아기가 밥 먹을 시간이 되었다. 아직 너무 어려서 우유를 먹는다. 주전자 에 물을 담아 끓였다. 그

리고 찬물을 조금 섞어서 분유를 탔다. 아기에게 분유 를 먹여줬다. 아기가 잠들었고, 곧 엄마가

오셨다. 달력을 봤다. 앗! 오늘 식목일이다. 마침 작은 나무가 한그루 있었다. 집 에서 나와 모종

삽 으로 마당에 나무를 심었다. 물 뿌리개 로 물도 줬다. 바람이 시원하게 불어왔다. 바

람개비 가 생각났다.

아기가 깰까봐 열쇠 로 열고 집으로 들어갔다. 그리고 가위 와 종이, 수수깡, 압정을 준비

했다. 탁자 로 가서 의자 에 앉아 바람개비를 만들었다. 창문으로 가져가니 정말 잘 돌

았다. 현관에 아빠 구두가 보였다. 너무 지저분해서 깨끗이 닦았다. 닦고 있는데 자동차 소리가

나더니 아빠가 들어 오셨다. 아빠께서 내가 구두 닦는 걸 보셨다. 아빠가 용돈을 주셨다. 야호!

기분이 너무 좋다. 저녁에는 밥그릇 에 밥을 가득 담아 많이 먹었다. 정말 바쁘고 즐거운 하루였다.

09 나만의 패턴 무늬 만들기 157

서울 도시철도 5호선 김포공항역에 있는 칠교 칠교 조각

칠교놀이(七巧)는 동양의 퍼즐 놀이 중 하나로, 큰 정사각형, 직각 이등변 삼각형과 정사각형 등의 총 7개의 조각으로 잘라서 그 조각들을 하나씩 모두 사용해 모양을 만드는 놀이이다.

탱그램 (칠교 놀이)

참고 자료 ³

I can see!

10

중학교 2학년 / 빛과 파동 과목 : 과학, 미술문화, 수학,

기술 · 가정, 공학

컴퓨터와 스마트폰, 책을 많이 접하는 현대인들에게 시력 저 하로 인한 안경 착용이 일반화 되어 있다. 야외 활동을 많이 하 는 사회 분위기에서 보안경으로서의 선글라스 역시 필수품을 넘어 자신만의 개성을 나타내는 액세서리로 자리 잡고 있다.

본 프로그램은 안경의 핵심인 렌즈의 종류와 구조, 초점 거리, 안경 구조, 안경테 디자인, 디자인 프로그램의 사용 및 3D 프 린터를 통한 디자인의 구현 방법 등을 통하여 학생들이 과제 를 완수하며 얻은 경험과 3D 프린터를 통해 구현된 자신의 작 품을 통해 다양한 경험을 할 수 있도록 구성하였다.

주제 및 제작 의도

빛의 굴절 원리를 알고, 나의 눈에 맞는 선글라스를 디자인할 수 있다.

10 I can see! 159 학습 목표 내용 목표 •오목렌즈와 볼록렌즈에 의한 상의 모양과 크기를 알 수 있다.

•렌즈의 종류에 따른 초점 거리를 구할 수 있다.

•3차원 설계 기술을 배울 수 있다.

• 선글라스를 직접 만들어봄으로써 간단한 제품에도 다양한 원리가 있음을 이해할 수 있다.

• 제품의 제작 공정 과정에 대해 이해할 수 있다.

• 과제를 직접 수행하는 과정을 통하여 성취감을 느낄 수 있고, 본인의 흥미에 따른 직업과 연관지을 수 있다.

과정 목표

STEAM 과목 요소

안경 디자인 렌즈의 초점 거리

STEAM 단계 요소

• 나의 눈에 맞는 선글라스를 만들어 본다.

상황 제시

Step1

• 눈의 구조에 대하여 알아보기

•나에게 맞는 선글라스를 디자인할 때 고려해야 하는 요소 알아보기

•림의 두께와 크기, 모양, 템플의 길이와 폭, 팁의 각도 정하기

창의적 설계

Step2

• 나에게 잘 어울리는 림의 형태와 색상 찾아보기

• 모둠원 간의 협력하는 과정에서 서로를 존중하는 방법 체험하기

•서로의 의견을 제시하는 과정에서 의사소통 능력 기르기

감성적 체험

차시별 계획 총괄표

단원 과학(빛과 파동), 미술문화(표현 방법), 기술 · 가정(기술과 발명)

차시 학습 내용

1차시

소주제 렌즈의 종류 및 특징 알기 렌즈의 종류, 렌즈의 원리, 초점 거리 안경의 역사

멀리 있는 차량의 글씨가 잘 보이지 않는다. 이유가 무엇이며, 어떤 렌즈를 사용한 안경을 사용해야 할지 생각한다.

렌즈의 종류와 특징을 알아본다.

볼록렌즈와 오목렌즈의 초점 거리를 구한다.

tip 실험을 통해 초점 거리를 구할 수 있도록 지도한다.

근시 교정용 안경은 어떤 것인지 확인할 수 있도록 작도를 하도록 한다.

렌즈의 특징에 따라 나의 얼굴에 어울리는 안경을 생각한다.

2차시

소주제 선글라스 디자인하기 안경의 구조와 명칭 익히기

나의 이미지에 잘 어울리는 안경 디자인 찾기 나만의 선글라스를 어떻게 만들지 구상한다.

림의 구조를 알아본다.

– 템플의 길이, 팁의 각도와 재질을 고려한 디자인을 한다.

tip 각 부분을 종이에 그려보도록 한다.

선글라스가 자신의 얼굴형에 잘 어울리는지 비교한다.

– 나만의 선글라스를 직접 디자인함으로써 만족감을 느낄 수 있다.

3~4 차시

소주제 스케치업을 활용하여 선글라스 만들기 스케치업을 활용한 선글라스 디자인하기 스케치업 프로그램에 대해 알아본다.

스케치업 프로그램을 이용하여 3차원 디자인을 완성한다.

tip 학생들이 프로그램 사용법을 익힐 수 있도록 지도한다.

출력한 선글라스를 친구들과 감상한다.

– 디자인한 선글라스를 직접 사용해 봄으로써 만족감을 느낀다.

10 I can see! 161

교육 과정

수업 단계 과목 단원 단원 학습 목표 STEAM 성취 목표/STEAM 요소

1차시 과학 빛과 파동 렌즈의 원리와 특징을 설명할 수 있다.

렌즈의 종류와 특징 알기 렌즈의 종류 알기

렌즈의 초점 거리 구하기 나에게 맞는 안경 찾기

2차시 미술

문화 표현 방법

생활에 이용할 수 있는 제품을 디자인하고 표 현할 수 있다.

나만의 선글라스 디자인하기 안경의 구조와 명칭 알기

나에게 잘 어울리는 선글라스 디자인하기

3~4차시 기술 · 가정 기술과 발명 생활 속의 제품을 창의 적으로 만들 수 있다.

스케치업을 활용한 선글라스 디자인하기 스케치업 활용하기

선글라스 디자인하기

평가 계획

연번 평가 기준 방법

1 초점 거리를 찾아내는 작도를 잘 하는가? 수행 평가

2 자기가 원하는 디자인을 잘 표현하는가? 포트폴리오

3 미션을 수행하는데 적극적으로 참여하는가? 상호 평가

4 수업 과정에서 적극적으로 참여했는가? 자기 평가

5 3D 프린터로 출력된 선글라스가 자신에게 잘 어울리도록 디자인 되었는가? 산출물 평가

학습 과정 교수 · 학습 활동 준비물

도입 (10분)

안경에 따른 렌즈의 종류

멀리 있는 차량의 글씨가 잘 보이지 않았다. 이유가 무엇이며, 어떤 렌즈를 사 용한 안경을 사용해야 하는 지 찾는다.

볼록렌즈와 오목렌즈로 물체를 보면 어떻게 보일지 알아본다.

tip 볼록렌즈와 오목렌즈를 이용하여 책을 보면서 그 특징을 구분해 보게 한다.

볼록렌즈 오목렌즈 책

학습 활동 (30분)

활동1 렌즈의 종류와 특징 알아보기

이론적으로 렌즈의 초점 거리를 구하는 방법을 알아본다.

볼록렌즈의 초점 거리를 광원과 렌즈, 자를 이용하여 측정하여 렌즈의 두께와 초점 거리가 어떤 관계가 있는지 알아본다.

tip 두께가 다른 볼록렌즈로 빛을 통과시켜 다른 점을 보여 준다.

활동2 눈과 렌즈사이의 거리 관계 알아보기

눈과 렌즈사이의 거리에 따른 상의 모습을 알아본다.

렌즈의 모양이 시력에 영향을 줄 수 있는지 알아본다.

활동 자료1 두께가 다른 볼록렌즈 3종 자(30cm) 전기스탠드(백열등) 참고 자료1

렌즈의 특징과 어울림

차시(단계)별 교수 학습 과정

1차시 렌즈의 종류 및 특징 알기

과목 중학교 2학년/과학 수업 차시 1/4차시

단원 빛과 파동

교육 과정 여러 가지 거울과 렌즈를 통해 나타나는 상을 관찰하고 평면거울과 볼록렌즈에 의한 상의 생성 원리 를 이해할 수 있다.

학습 목표 •렌즈의 종류와 원리를 알 수 있다.

•렌즈의 종류에 따른 초점 거리를 구할 수 있다.

10 I can see! 163

❶ 친구들의 안경과 돋보기 안경을 착용해 보고 렌즈의 모양과 보여지는 물체의 모습을 비교해 봅시다.

가. 친구 안경 : 오목렌즈, 멀리 있는 것이 잘 보인다.

나. 돋보기 안경 : 볼록렌즈, 가까이 있는 것이 확대되어 보인다.

❷ 오목렌즈와 볼록렌즈의 차이점을 비교하여 정리하여 봅시다.

볼록렌즈 오목렌즈

렌즈의 모양 가장자리로 갈수록 얇아진다. 가장자리로 갈수록 두꺼워진다.

상의 역전 유무 •가까울 때 : 정립

•멀 때 : 도립

•가까울 때 : 정립

•멀 때 : 정립

상의 크기 •가까울 때 : 확대

•멀 때 : 축소

•가까울 때 : 축소

•멀 때 : 축소

빛의 확산 유무 모은다. 분산시킨다.

➌ 렌즈의 초점 거리를 구해 봅시다.

렌즈의 종류 작도 및 초점 거리(cm)

얇은 볼록렌즈

중간 볼록렌즈

활동 1 렌즈의 종류와 특징 알아보기

활동 자료 ¹

✽학생용 활동 자료는 STEAM 사이트(http://steam. kofac.re.kr)에 pdf파일로 탑재되어 있습니다.

초점 거리

❶ 친구들의 안경과 돋보기 안경을 착용해 보고 렌즈의 모양과 보여지는 물체의 모습을 비교해 봅시다.

구분 상이 보이는 특징

눈과 안경 사이의 거리 초점 거리보다 멀수록 작아 보이고, 가까울수록 커 보인다.

가장 편안한 위치 초점 거리

❷ 렌즈의 모양과 시력은 어떤 관계가 있을지 써 봅시다.

근시는 수정체가 비정상적으로 두꺼워 초점이 망막 앞에 있으므로 오목렌즈를 사용하고,

렌즈의 종류 작도 및 초점 거리(cm)

두꺼운 볼록렌즈

활동2 눈과 렌즈사이의 거리 관계 알아보기

10 I can see! 165 렌즈는 빛의 직진과 굴절의 성질을 이용하여 상을 확대하고 축소한다. 빛은 동일한 매질을 통과할 때에는 직진하고 다른 매질을 만나면 반사하고 굴절한다. 렌즈와 연관 지어 설명하면 공기 중을 통과하는 빛은 직진하다가 렌즈를 만나면 반사하고 굴절하게 된다. 렌즈의 주재료인 유리는 빛의 대부분을 통과시키기 때문에 반사가 적고 대부분 굴절하게 된다.

1 빛의 굴절

빛은 렌즈의 두꺼운 쪽으로 굴절하기 때문에 렌즈의 가운데 부분의 두께가 가장자리보다 두꺼운 볼록렌즈의 경우 가운데 쪽으로 빛이 모이게 되고 렌즈의 가장자리 부분의 두께가 가운데보다 두 꺼운 오목렌즈의 경우에는 빛이 가장자리로 굴절되므로 빛이 퍼져 나가게 된다.

2 렌즈의 공식

렌즈에 의한 상의 크기나 종류, 상이 맺히는 위치를 알기 위해서는 렌즈에 관한 공식을 사용하면 되는데 이때 다음의 사항을 따라야 한다.

① 모든 빛은 왼쪽에서 오른쪽으로 진행하는 것으로 그린다.

② 모든 물체의 거리(

s

③ 모든 상의 거리(

s

④ 볼록렌즈의 초점 거리( f, f ' )는 양의 값, 오목렌즈의 초점거리( f, f ' )는 음의 값으로 정한다.

⑤ 물체와 상이 광축의 위로 생기면 양의 값, 광축의 아래로 생기면 음의 값으로 정한다.

⑥ 렌즈의 면이 볼록할 경우 반지름을 양의 값, 오목할 경우 반지름을 음의 값으로 정한다.

빛의 굴절과 렌즈

참고 자료 ¹

볼록렌즈 오목렌즈

 초점

 초점

볼록렌즈

1 렌즈의 원리

볼록렌즈의 초점 거리를 f 라 하고 렌즈 각 면의 곡률 반경을 R¹, R2라 하고 렌즈로 사용하는 물질 의 굴절률을 n이라 하면 f , R¹, R2, n 에 관한 관계식은 다음을 만족한다.

(n-1) (1 R¹-1

R²)=1

f ( f >0 : 볼록렌즈, f <0 : 오목렌즈)

물체가 렌즈를 통해 어떻게 보이는지 알기 위해 물체의 어느 한 지점에서 나오는 빛이 렌즈를 통 과했을 때 어느 지점에 상이 맺히는지 알아보면 된다. 얇은 렌즈의 경우 렌즈 안에서 빛이 굴절되 는 것은 무시할 수 있다. 따라서 간단한 식으로 상의 위치를 결정할 수 있고 상이 맺히는 위치를 광선 추적으로도 쉽게 찾을 수 있다. 물체의 모든 지점에서 모든 방향으로 빛이 반사되지만 렌즈 에 의해 생기는 상을 알아보기 위해선 물체(화살표)의 가장 끝점에서 나오는 세 가지의 빛에 대해 서만 광선 추적하여 맺히는 상의 위치와 종류를 결정한다.

① 물체에서 나온 빛이 렌즈의 광축에 평행하게 입사하면 렌즈의 초점( f ')을 지나도록 굴절된다.

② 렌즈의 초점( f )을 지나는 빛은 렌즈의 광축에 평행하게 굴절된다.

③ 렌즈의 중심을 지나는 빛은 렌즈 면에 수직하게 입사하므로 굴절되지 않는다. 따라서 그냥 직 진한다.

◀ 볼록렌즈의 초점 거리와 상의 위치(s는 물체와 렌즈사이의 거리, s'은 렌즈와 상사이의 거리)

2 물체의 위치에 따른 상의 종류와 크기

s s'

f f

10 I can see! 167

1 렌즈의 원리

오목렌즈도 기본적인 공식이나 원리는 볼록렌즈와 같다. 빛은 렌즈가 두꺼운 쪽으로 굴절되기 때 문에 오목렌즈는 볼록렌즈와 달리 물체에서 나오는 빛을 모으지 않고 분산시키는 효과가 발생한 다. 얇은 오목렌즈에서 맺히는 상을 찾기 위한 광선 추적 방법은 다음과 같다.

① 물체에서 나온 빛이 렌즈의 광축에 평행하게 입사하면 렌즈의 초점( f )를 지나는 것처럼 굴절 된다.

② 렌즈의 초점( f ')을 지나도록 입사한 빛은 렌즈의 광축에 평행하게 굴절된다.

③ 렌즈의 중심을 지나는 빛은 렌즈면에 수직하게 입사하므로 굴절되지 않는다. 따라서 그냥 직 진한다.

◀ 오목렌즈의 초점 거리와 상의 위치

2 물체의 위치에 따른 상의 종류와 크기

오목렌즈는 물체의 위치에 관계없이 항상 축소된 정립 허상이 생긴다. 오목렌즈의 초점 거리나 상 이 생기는 위치를 구하기 위해서는 볼록렌즈에서 사용한 렌즈의 공식을 그대로 사용하면 된다. 이 때 주의할 것은 R¹, R2, f,

s

s

[출처 : 위키백과]

오목렌즈

s s'

f f

차시(단계)별 교수 학습 과정

학습 과정 교수 · 학습 활동 준비물

도입 (10분)

나에게 어울리는 선글라스 찾기

다양한 사진 속의 선글라스 가운데 내게 맞는 선글라스를 선정한다.

나만의 선글라스를 어떻게 디자인할 것인지를 생각한다.

선글라스 사진

학습 활동 (35분)

활동1 안경의 구조와 이름 알아보기

나만의 선글라스를 만들기 위해 기초가 되는 선글라스 자료를 선정한 후 안경 의 구조와 이름을 알아본다.

tip 선글라스 종류 참고 사이트(참고 자료2)를 보여주고, 선택하도록 한다.

활동2 나에게 맞는 선글라스 디자인하기 림의 구조와 내게 맞는 템플의 길이를 정한다.

– 선글라스 샘플을 참고하여 나만의 개성 있는 선글라스의 구조와 모양을 그 린다.

tip 종이에 만들 선글라스의 도안을 그리도록 지도한다.

안경테의 구조가 내 이미지에 잘 맞는지 고려한다.

활동 자료2 참고 자료2

마무리

(5분) 내가 사용할 선글라스를 직접 디자인함으로써 만족감을 느낄 수 있다.

지도상의 유의점

너무 복잡한 디자인을 고르지 말고 자신이 할 수 있는 디자인을 선택하여 실제로 크기와 색상까지 자세하 게 디자인하도록 한다.

과목 고등학교/미술문화 수업 차시 2/4차시

단원 표현 방법

교육 과정 생활을 디자인하는 미술의 기능을 이해하고 적용할 수 있다.

학습 목표 •안경의 구조와 이름을 알 수 있다.

•나만의 선글라스를 디자인할 수 있다.

2차시 선글라스 디자인하기

10 I can see! 169

❶ 안경 관련 사이트를 검색하여 마음에 드는 모델을 고르고 선택한 이유를 친구들에게 말하고, 나에 게 잘 어울릴 수 있는지를 친구들과 이야기해 봅시다.

가. 선택한 이유

내가 가장 좋아하는 모델을 선정한다. 본인의 얼굴형과 안경의 모양이 어떻게 어울리는지 알아보도록 한다.

나.친구들의 의견

친구들의 조언을 참고하여 선글라스를 선택한다.

❷ 안경의 구조 및 종류 알아보기

가. 안경의 구조 : 안경의 부위별 이름을 조사하여 써 봅시다.

( 템플 ) ( temple )

( 팁 ) ( tip )

( 렌즈 ) ( lense )

( 힌지 ) ( hinge )

( 엔드피스 ) ( end piece ) ( 노즈패드 )

( nose pad ) ( 브릿지 )

( bridge ) ( 리벳 )

( rivet )

( 림 ) ( rim )

나. 안경의 종류

용도에 따른 분류 보호 안경 : 눈을 보호하기 위함(자외선, 바람, 화학 약품 등) 교정 안경 : 시력을 보정하기 위한 안경

교정 안경 종류 근시, 원시, 난시, 노안, 다중초점 안경

활동 1 안경의 구조와 이름 알아보기

활동 자료 ²

✽학생용 활동 자료는 STEAM 사이트(http://steam. kofac.re.kr)에 pdf파일로 탑재되어 있습니다.

❶ 다음의 내용을 생각하여 나만의 선글라스를 그려 봅시다.

❷ 실제 디자인한 안경이 자신의 이미지하고 잘 맞는지 친구들과 이야기해 봅시다.

활동2 나에게 맞는 선글라스 디자인하기

림의 모양과 크기는 어떻게 할 것인가? 렌즈의 색상은 넣을 것인가? 내게 맞는 템플의 길이와 재질은 어떤 것 을 사용할 것인가? 팁의 재질과 굴곡은 어떻게 할 것인가?

10 I can see! 171 http://www.zappos.com/sunglasses-eyewear~k

명칭 명칭 역할 및 기능

브릿지(bridge) 림(rim)과 림사이를 잇는 곳 림(rim) 안경 렌즈를 둘러싸고 있는 프레임 노즈패드(nose pad) 코패드

노즈암(nose arm) 코패드를 지지하는 금속 프레임 힌지(hinge) 다리를 움직이게 하는 부분 템플(temple) 안경 다리

엔드피스(end piece) 림과 템플을 잇는 금속부

렌즈(lense) 안경의 핵심

팁(tip) 안경 다리의 끝부분으로 귀에 걸리는 부분

1 보호 안경

눈을 외부로부터의 장애, 즉 자외선, 적외선, 강한 가시광선, 방사선 외에 바람, 이물, 약품 등을 막기 위해 쓰는 안경(선글라스, 고글 등)이다.

2 교정 안경

① 교정 안경의 종류 : 근시, 원시, 난시 등 굴절 이상 또는 노시라는 시력 장애를 보정하기 위해 사용하는 안경이다. 노안인 경우에 많이 사용되는 것이 다중초점렌즈이며 주로 이중초점 렌즈 가 사용되며 원용(遠用)과 근용(近用)의 렌즈 경계선이 없는 것도 있다. 또 안구에 밀착시켜 눈 의 굴절 이상을 교정하는 작고 얇은 렌즈를 콘택트 렌즈라고 한다.

선글라스 종류 참고 사이트

안경의 구조

안경의 종류

참고 자료 ²

안경테의 종류

② 교정 안경 처방 : 나안 시력을 측정하고 이어 검안테를 끼고 렌즈를 바꾸어 가며 교정 시력(사 용자에게 가장 좋은 시력)을 측정한다. 시력 교정에 사용되는 렌즈의「도(度)」는 디옵트리(D)로 나타낸다.

예를 들면 초점 거리가 50cm인 렌즈는 2D, 25cm는 4D가 된다. 렌즈의 도를 나타낼 때 볼록 렌즈에는 플러스(+) 부호를 붙이고 오목렌즈에는 마이너스(-) 부호를 붙인다. 예를 들면, -2D 의 오목렌즈로 먼 곳이 잘 보이면 –2D의 근시이다.

③ 렌즈의 종류 : 굴절률에 따라 약굴절, 중굴절, 강굴절의 세 종류로 나눌 수 있다. 굴절률이 높 아짐에 따라 비중이 증가하며 볼록렌즈의 주변부의 두께가 얇아지고 오목렌즈는 중심 두께가 얇아진다. 백내장 수술 후에는 수정체가 적출되어 있기 때문에 일반적으로 강도의 볼록렌즈를 사용하여 교정한다. 도수가 강해질수록 렌즈 주변부의 해상력이 나빠지므로 그런 결점을 보완 하기 위해 렌즈의 표면 커브에 비구면을 사용한 렌즈가 개발되고 있다.

볼록 렌즈

메니스 키스

페리스

코픽 평볼록 플랫 양볼록 접합 아이디얼A

오목 렌즈

복합 렌즈 메니스

키스

페리스

코픽 평오목 플랫 양오목 클립토크

D = 1 초점 거리(m)

10 I can see! 173

차시(단계)별 교수 학습 과정 3~4차시

스체치업을 활용하여 선글라스 만들기

학습 과정 교수 · 학습 활동 준비물

도입 (10분)

선글라스 디자인하기

구글 스케치업 프로그램을 사용한다.

디자인한 나만의 선글라스를 스캔하여 저장한다.

스케치업 프로그램

학습 활동 (75분)

활동1 스케치업을 활용하여 선글라스 디자인하기 스케치업 프로그램을 이용하여 3차원 디자인을 완성한다.

tip 학생들이 프로그램 사용법을 익힐 수 있도록 지도한다.

3차원으로 디자인한 선글라스를 출력한다.

tip 출력은 교사가 하도록 한다.

활동2 선글라스의 장단점 비교하기

만들어진 선글라스를 착용해 보고 장단점을 비교한다.

활동 자료3 3D 프린터 스케치업 프로그램 참고 자료3

마무리

(15분) 선글라스의 디자인의 장점을 설명하고, 친구에게 어울리는 요소를 찾아내어 전시회를 연다.

지도상의 유의점

•스케치업을 미리 배워서 수업시간에 활용한다.

• 자신이 디자인한 나만의 선글라스를 컴퓨터로 불러들인 후 스케치업 프로그램의 사용법을 충분히 숙지 하여 3D 디자인으로 완성한 후 출력할 수 있도록 지도한다.

•출력하는데 시간이 많이 걸리므로 작품은 나중에 받을 수 있도록 한다.

과목 중학교/기술 · 가정 수업 차시 3∼4/4차시

단원 기술과 발명

교육 과정

•아이디어 창출과 구체화, 실행, 평가의 기술적 문제 해결 활동의 과정을 알 수 있다.

• 기본적인 아이디어 구상, 입체 투상법, 확산적 사고 기법, 수렴적 기법을 활용하여 생활 속의 제품 의 문제를 창의적으로 해결할 수 있다.

학습 목표 •스케치업 프로그램의 사용법을 익혀 선글라스를 디자인할 수 있다.

•디자인한 선글라스를 3D 프린터로 출력할 수 있다.

❶ 구글의 스케치업 프로그램을 다운받아 컴퓨터에 설치합니다.

❷ 스케치업(SketchUp 8)을 실행하여 선글라스를 디자인합니다.

가. 안경테 디자인하기

① 스케치업을 실행하여 미리 다자인된 선글라스 전면부 그림을 불러온다.

② 연필툴로 선글라스 테두리 부분을 정밀하게 따라 그린 후 배경을 지운다.

③ 줄자툴로 선글라스의 크기를 자신에게 맞게 조절한다.

④ 밀기/끌기 툴로 3차원 입체 구조를 완성한 후 그룹화한다.

⑤ 완성된 디자인 파일을 저장한다.

나. 안경 다리 디자인하기

① 선글라스 다리(temple) 부분을 불러온다.

② 연필툴로 템플의 테두리 부분을 정밀하게 따라 그린 후 배경을 지운다.

③ 줄자툴로 템플의 크기를 자신에게 맞게 조절한다.

④ 밀기/끌기 툴로 3차원 입체 구조를 완성한 후 그룹화한다.

⑤ 완성된 디자인 파일을 저장한다.

➌ 3D 프린터로 출력하여 안경을 완성합니다.

① 해당 디자인이 프린트 가능한지 테스트한다.

② 해당 디자인을 별도의 STL파일로 제작한다.(SketchUp 8 pro버전에서 가능함.)

③ 완성된 디자인 파일을 3D 프린터로 출력하여 안경 다리 2개를 부착하여 착용해 본다.

활동1 스케치업을 활용하여 선글라스 디자인하기

활동 자료 ³

✽학생용 활동 자료는 STEAM 사이트(http://steam. kofac.re.kr)에 pdf파일로 탑재되어 있습니다.

10 I can see! 175

❶ 출력된 선글라스를 착용하고 친구들과 장단점을 서로 비교해 봅시다.

가. 선글라스의 디자인

디자인이 조화롭고 효율적인가?

나. 선글라스의 크기

선글라스의 크기가 자신의 얼굴에 잘 맞는가?

다. 선글라스의 어울림

선글라스의 모양이 자신의 얼굴형과 외모에 잘 어울리는가?

➋ 처음 디자인할 때의 생각과 어떻게 달라졌는지 써 봅시다.

가. 선글라스의 디자인

각 부분별로 변화된 부분을 적는다.

나. 선글라스의 크기

얼굴의 크기와 비율 등을 고려하여 크기를 수정한다.

다. 선글라스의 어울림

얼굴 모양, 의상 등과 어울리는지 본다.

➌ 다른 모둠이 만든 선글라스의 설명을 듣고 특징을 찾아 써 봅시다.

활동 2 선글라스의 장단점 비교하기

스케치업(SketchUp 8) 활용하는 방법

참고 자료 ³

1 프로그램 설치하기

① 구글 스케치업 홈페이지에 들어간다.

(http://www.sketchup.com/download/all)

② SketchUp 8 한국어 버전을 다운받아 설치한다. SketchUp 8 pro는 유료버전이고, SketchUp 8 한국어 버전은 무료이므로 언제든지 사용 가능하다.

2 프로그램 설치하기

① 바탕화면의 Sketch Up 8 아이콘( )을 클릭하여 프로그램을 시작한다.

② 미리 제작한 나만의 선글라스 디자인 파일을 불러온다.

(파일 – 가져오기 – 선택한 이미지 파일)

③ 중앙의 십자선에 불러온 파일을 배치한다. 이때 마우스를 이용하여 크기를 조절하고 손바닥모 양의 아이콘( -이동/상하좌우) 으로 사진을 중앙에 오도록 움직인다.

④ 안경이 중앙에 똑바로 올 수 있도록 궤도 아이콘( )을 클릭하여 이동시킨 후 화면에 맞게 확 대 범위 확대 축소 아이콘( )을 클릭한다.

▲③의 과정 ▲④의 과정

⑤ 펜 아이콘을( ) 선택하여 직선, 곡선, 자유곡선 형태로 선글라스 테두리와 렌 즈 부분을 그린다. 이때 안경의 반쪽만 그린 후 나중에 복사해서 나머지 반쪽을 붙일 수 있다.

⑥ 마우스로 나머지 배경의 렌즈를 클릭하여 delete키로 삭제한다.

10 I can see! 177 한 후 두 개의 그림을 붙인다. 마지막으로 가운데 선을 지우개 툴로 지워준다.

⑧ 줄자 아이콘( )을 클릭하여 안경의 크기를 자신에게 맞게 조정하고 밀기/끌기 아이콘( )을 눌러 선글라스를 3D 출력용으로 제작한다.

▲⑦의 과정 ▲⑧의 과정

⑨ 안경 전체를 선택하고 마우스 오른쪽 버튼을 눌러 전체를 하나의 그룹으로 묶는다.

⑩ 완성된 파일을 새 이름으로 저장한 후 내보내기에서 3D로 내보내어 저장한다.

3 안경 다리 디자인하기

① 스케치업 8에서 가져오기를 클릭하여 안경 측면부를 불러와서 중앙에 배치한다.

② 그리기 툴의 연필로 다리 부분의 테두리를 그린다.

③ 안경테의 나머지 부분을 마우스로 클릭하여 delete키로 지운후 밀기/끌기 아이콘( ) 을 클 릭하여 입체 모양을 완성한다.

▲①의 과정 ▲②의 과정 ▲③의 과정

④ 완성된 안경 다리를 다른 이름으로 저장한 후 내보내기에서 3D로 내보내어 저장한다.

4 3D 프린터로 출력하기

① 해당 디자인이 프린트 가능한지 테스트한다.

② 해당 디자인을 별도의 STL파일로 제작한다. (SketchUp 8 pro버전에서 가능함.)

③ 완성된 디자인 파일을 3D 프린터로 출력하여 안경 다리 2개를 부착하여 착용해 본다. 3D 프린 터는 인쇄 시간이 느리기 때문에 모둠별 1개 정도로 만드는 것이 좋으므로, 모둠에서 가장 좋을 것으로 생각되는 것을 선택하여 3D 프린터로 출력한다.

④ 3D 프린터가 없는 경우에는 페파쿠라(유료이지만 무료로 페파쿠라 뷰어를 사용할 수 있음)를 활용할 수 있다. 페파쿠라는 입체를 도안으로 볼 수 있도록 하여 종이에 출력한 후, 가위와 풀만 있으면 입체 모형을 만들 수 있는 프로그램이다.

스마트폰

액세서리 만들기

11

중학교 1학년 /힘과 운동 과목 : 과학, 기술 · 가정,

미술

인간의 생활에 새로운 발명품이 나타나면 수많은 부수적인 효 과가 사회에 나타난다. 산업혁명 초기에 자동차는 단순히 사 람이나 물건을 빠르게 옮길 수 있었는데 현재는 이동의 수단 뿐 아니라 디자인 및 편의성을 고려하지 않을 수 없고 이에 따 라 이 분야를 연구하는 사람들이 나타나게 되었다.

현재 우리생활에 가장 혁신적인 물건을 꼽으라 함은 3D 프린 터가 아닐까 한다. 이 물건을 통해 우리는 다양한 물건을 제작 하여 만들 수 있기 때문이며, 앞으로 이 물건이 우리의 삶에 얼 마나 지대한 영향을 줄지 기대가 된다.

미국에서는 벌써 3D 프린터를 이용한 교수 학습이 이루어지고 있다. 우리도 3D 프린터를 잘 활용할 수 있도록 학생들에게 진

주제 및 제작 의도

3D 프린터를 활용하여 스마트폰 액세서리를 만들 수 있다.

179 11 스마트폰 액세서리 만들기

학습 목표 내용 목표 •스마트폰의 작동 원리를 알 수 있다.

• 스마트폰의 기능을 추가하거나 보완하기 위한 방법을 찾고, 이를 디자인과 결합하여 자신 만의 스마트폰 액세서리를 제작할 수 있다.

•자신이 설계한 디자인과 출력물을 통해 스마트폰의 활용성이 증대됨을 느껴본다.

• 구글 스케치업의 사용 방법을 익히고 이를 통해 자신이 원하는 디자인을 설계할 수 있다.

•스마트폰의 활용성을 극대화시키는 방법을 찾아낼 수 있다.

과정 목표

STEAM 과목 요소

스마트폰 액세서리 디자인

스마트폰 액세서리의 강도 계산하기

STEAM 단계 요소

• 시중에서 판매되고 있는 스마트폰의 액세서리를 구입하지 않고, 내가 디자인하여 3D로 출력하여 나만의 액세서리를 만들어 본다.

상황 제시

Step1

• 스마트폰의 외형과 유용한 기능을 파악하여 설계하기

• 스마트폰의 외부를 보호하는 케이스 만들기

창의적 설계

Step2

• 디자인한 것을 발표하기

• 스마트폰 액세서리를 이용하여 역할놀이 해 보기

감성적 체험

차시별 계획 총괄표

단원 과학(힘과 운동), 미술(표현), 기술 · 가정(정보와 통신 기술)

차시 학습 내용

1~2 차시

소주제 나만의 스마트폰 액세서리 만들기 스마트폰의 원리 알기

스마트폰의 센서 알기(중력 센서, 조도 센서, 터치 센서 등) 스마트폰이 만들어지게 된 계기와 역사는 어떻게 될까?

tip 다양한 멀티미디어와 인터넷 자료를 활용하여 토의를 통해 결론을 얻어내도록 한다.

스마트폰에 사용된 센서는 어떤 것이 있으며 그 센서를 이용한 애플리케이션은 어떤 것이 있는지 알아본다.

tip 스마트폰 어플을 사용하며 느꼈던 센서의 종류를 이야기해 보고 모르는 내용은 인터넷을 통해 찾아보게 한다.

스마트폰 액세서리를 구상하고 디자인하기

스마트폰 액세서리 디자인하기 활동에서 잘된 점과 아쉬움 점 이야기하기

스마트폰의 활용성과 디자인을 동시에 만족할 수 있도록 꾸미려면 어떻게 해야 할까?

스마트폰을 꾸미기 위해 필요한 물질을 찾아본다.

tip 스마트폰 액세서리를 디자인하기 위해 필요한 물질을 생각해 보고 꼭 필요한 물질을 선택한다.

181 11 스마트폰 액세서리 만들기

교육 과정

수업 단계 과목 단원 단원 학습 목표 STEAM 성취 목표/STEAM 요소

1~2차시

과학 힘과 운동 • 스마트폰의 원리 를 알 수 있다.

• 창의적인 발상을 통해 스마트폰 액 세서리를 디자인 할 수 있다.

스마트폰의 원리와 기능 알기 스마트폰의 원리 알기

스마트폰 액세서리를 구상하고 디자인하기 스마트폰을 꾸미기 위한 액세서리를 찾아 보고 디자인하기

미술 표현

기술 · 가정 정보와 통신 기술

평가 계획

연번 평가 기준 방법

1 스마트폰의 원리(센서 포함)를 잘 이해하고 있는가? 수행 평가

2 스마트폰 액세서리 디자인을 잘하였는가?

(디자인과 3D 출력 결과를 포함) 산출물 평가

3 제작한 디자인이 스마트폰의 활용성에 도움이 되었는가? 산출물 평가

학습 과정 교수 · 학습 활동 준비물

도입 (10분)

스마트폰의 원리와 센서 이해하기

내 스마트폰에 필요한 액세서리에는 무엇이 있을까?

tip 스마트폰 원리에 관한 동영상을 보여준다.

우리나라에서 개발된 3D 프린터를 조사하고 원리 및 기능을 발표하기

스마트폰의 원리에 관한 동영상

학습 활동 (75분)

스마트폰의 액세서리를 구상하고, 스케치업으로 디자인하기 활동1 스마트폰의 액세서리 구상하기

스케치업 프로그램을 본인 스스로 사용해 보며 기능을 익히고 나만의 스마 트폰 액세서리를 디자인한다.

tip 학생들이 블로그를 적극적으로 참고하여 스케치업 프로그램을 익힐 수 있도록 유도한다. 학생들이 포기하려고 하기 직전 교사가 힌트 및 도움을 준다.

액세서리 디자인시 스마트폰의 센서와 어떠한 상호작용이 가능한지 디자인에 반영할 수 있도록 지도한다. 누구나 갖고 싶고 예쁘게 장식할 수 있는 핸드폰 액세서리를 만들 수 있도록 지도한다.

스케치업으로 완성한 모형 출력하기

완성된 액세서리의 좋은 점과 보완할 점을 찾아본다.

tip 디자인한 파일을 3D 프린터로 출력할 때는 전문 조교의 도움을 받고, 3D 출력 이 늦어질 경우 컴퓨터로 디자인한 파일을 소개하도록 한다.

활동 자료1 컴퓨터 3D 프린터 스케치업 프로그램 참고 자료1

차시(단계)별 교수 학습 과정 1~2차시

나만의 스마트폰 액세서리 만들기

과목 중학교/과학, 미술, 기술 · 가정 수업 차시 1~2/2차시 단원 힘과 운동, 표현, 정보와 통신 기술

교육 과정

•물체의 운동을 관찰하여 힘의 작용에 대하여 알고, 이를 통하여 힘과 운동의 관계를 알 수 있다.

• 창의적인 발상을 통해 주제의 특징과 목적을 표현할 수 있다.

• 우리 생활 속에서 정보 통신 기술의 세계를 탐색하고 정보 미디어 및 정보 통신의 원리와 기능을 활 용하여 정보 통신 기술과 관련된 문제를 해결한다.

학습 목표 •스마트폰의 원리와 센서 적용의 원리를 이해하고 말할 수 있다.

•스마트폰 액세서리를 디자인하고, 이를 입체로 출력할 수 있다

183 11 스마트폰 액세서리 만들기

❶ 나만의 액세서리를 구상해 봅시다. 어떤 기능과 모양을 가진 액세서리로 할 지 구상하고 그려 봅 시다.

•기능

스마트폰 케이스로 충격을 흡수하고 그립감을 좋게 하여 손에서 이탈하는 것을 방지한다.

동물 모양을 모방하여 단순하지만 재미있는 디자인으로 한다.

•모양

➋ 스케치업 프로그램을 익히고, 프로그램을 사용하여 디자인한 것을 3D 프린터로 출력해 봅시다.

➌ 다른 친구들의 작품을 보고 좋은 점을 서로 이야기해 봅시다.

활동 스마트폰의 액세서리 구상하기

활동 자료 ¹

✽학생용 활동 자료는 STEAM 사이트(http://steam. kofac.re.kr)에 pdf파일로 탑재되어 있습니다.

구글 스케치업 프로그램 사용법

스마트폰에 활용된 센서의 종류 및 활용 예

참고 자료 ¹

구글 스케치업에서 제공하는 동영상 자습서를 활용하여 사용법을 익히거나(http://

www.sketchup.com/intl/ko/training/videos.html), 스케치업 기능 정리 블로그를 참고한 다.( http://s.elfism.com/)

1 자이로스코프 센서

– 자이로스코프 센서 탑재 스마트폰

자이로스코프 센서는 기존의 가속센서에 각각 회전을 넣어 총 6축을 인식할 수 있게 해서, 좀더 정 밀한 동작을 인식할 수 있도록 도와 주는 센서로서, 애플 아이폰4에 처음으로 탑재되어 삼성 갤럭 시 탭, 팬택 베가S에서도 탑재되는 등 최근의 출시되는 제품에는 많이 탑재되고 있다.

2 지자기 센서

– 지자기 센서 탑재 스마트폰

지자기 센서는 지구 자기장을 이용해 방위각을 탐지할 수 있는 전자 나침판으로 위치 추적, 3차 원 입체 게임, 나침반 등의 용도로 사용되며 휴대폰, 무전기, GPS, PDA, 내비게이션 항법장치 등 에 사용된다.

3 가속도 센서

– 가속도 센서 탑재 스마트폰

가속도 센서는 이동하는 물체의 가속도나 충격의 세기를 측정하는 센서이다. 가속도 센서는 출력 신호를 처리하여 물체의 가속도, 진동, 충격 등의 동적 힘을 측정하는 것으로, 물체의 운동 상태 를 상세하게 감지할 수 있으므로 활용 분야가 아주 넓고, 갖가지 용도로 사용되고 있다. 가속도 센 서는 자동차, 기차, 선박, 비행기 등 각종 수송 수단, 공장 자동화 및 로봇 등의 제어 시스템에 있 어서는 필수적인 센서이다.