2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서

2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서

2021. 11.

군포초등학교

“이 보고서는 2021년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

목 차

1. 요약문

2. 서론

3. 연구 수행 내용 및 결과

가. STEAM 프로그램 개발‧적용 ··· 03

(1) 프로그램 개발 내용 (2) 프로그램 개발‧적용 결과 나. 성과 확산 및 실천 ··· 05

(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최 (2) STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과 다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사 ··· 05

(1) 수혜학생 태도 조사 (2) 교원 만족도 조사

4. 결론 및 제언

5. 참고문헌

[부록]

부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물(교수학습지도안, 교사용 참고자료, 학생용 활동지) 부록2. 학생 산출물, 사진 등

부록3. 회의록

부록4. STEAM 교사연구회 주최, STEAM 확산 실천 사례(행사 및 연수) 자료

1. 요약문

1 추진 목표

○ ‘AI 리터러시’를 함양시킬 수 있는 특색있는 AI STEAM 프로그램의 개발과 적용 ○ AI기술, 주제 융합, 진로 융합의 단계별 프로그램을 통한 학생들의 STEAM 능력 신장

○ 교육 프로그램의 공유를 통해 AI 데이터 리터러시 교육의 방향성을 제시하고, 일반화와 확산에 기여

2 추진 내용

○ AI STEAM 프로그램 운영

교수학습

프로그램 개발 프로그램명 프로그램 주제

1 – 연구회 주 개발 차시 (총 40차시)

AI 보조교재를 활용한 STEAM 수업자료 개발 및 운영 - 교과, 창의적 체험활동 재구성 AI교육

AI STEAM 교육 프로그램 제작 및 운영 2

(총 8차시) AI 주제 온라인 코딩파티 시즌 1, 2 운영 AI STEAM 교육 프로그램 운영

3

(총 12차시) STEAM 영재 캠프 운영 AI STEAM 교육 프로그램

운영 4

(총 7차시) 초등 AI STEAM 연구회 교사 수업공개 AI STEAM 교육 프로그램 운영 5

(총 16차시) AI STEAM 동아리 운영 AI STEAM 교육 프로그램

운영 6

(총 15차시) 영재 학급 AI STEAM 수업 운영 AI STEAM 교육 프로그램 운영

7

(5월~8월) AI 주제 통계 포스터 대회 참가 AI STEAM 활용 대회 참가 8

(총 3차시) AI STEAM 교육 방과후캠프 AI STEAM 교육 프로그램

운영

○ 성과 확산 및 실천

1) STEAM 교사연구회 상호 네트워크 성과 나눔 및 교육 자료 컨설팅 참여 2) STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사 실시

3) 전국 통계 포스터 발표대회 은상 수상(성과물 공유 및 산출물 발표) 4) AI STEAM 동아리 군포 지역 ‘행복마을 잔치’ 영상 참여

3 기대 효과

○ AI STEAM 교육을 통한 학생들의 ‘AI 리터러시’향상을 통한 미래 사회의 인재를 양성한다.

○ AI STEAM 교수학습 자료 개발 및 공유를 통해 초등 인공지능 교육의 방향성을 제시한다.

2. 서론

◦ ‘AI 리터러시’를 함양시킬 수 있는 특색있는 AI STEAM 프로그램의 개발과 적용

- AI 시대, "인간 중심"으로 사고하면서 "인간 고유의 창의성"을 발현하는 감성적인 창조자를 육성 하기 위해 AI 중심의 STEAM 교육이 필요

- 지금까지의 STEAM 교육을 적용한 선행 연구들을 살펴보면 대부분 수학, 과학 분야에 가장 많은 비중을 차지하고 있었으나, 현 시대의 흐름과 발맞추어 AI 기술에 대한 학생들의 흥미와 이해를 높이고 AI 시대의 실생활 문제해결력을 함양을 위한 교육의 활성화

◦ AI기술, 주제 융합, 진로 융합의 단계별 프로그램을 통한 학생들의 STEAM 능력 신장 - 기존의 주제융합에 AI기술 융합을 더해 STEAM 교육을 학생 자신의 삶과 관련이 있는 실생활 문

제로 인식하고 스스로 문제를 정의하며 해결해나가는 교육의 필요성

- STEAM 교육이 단순히 활동을 목적으로만 끝나는 것이 아닌 학생들의 인식 변화 및 이를 토한 자 신의 삶과 진로에 연결시킬 수 있는 교육으로서의 발전 모색

◦ 교육 프로그램의 공유를 통한 AI STEAM 교육의 방향성 제시 및 일반화와 확산에 기여 - 초등 교육과정과 연계한 AI 교육 프로그램 개발 및 적용을 통해 학교 현장에 적합한 AI 교육 프로그

램 일반화

- 일선 학교에서 적용하기에 적합한 프로그램을 홍보하고 공유함으로써 확산에 기여

- AI STEAM 교육에 대한 교육 공동체 인식 제고

3. 연구 수행 내용 및 결과

가. STEAM 프로그램 개발‧적용 (1) 프로그램 개발 내용

- 교육부와 한국과학창의재단에서 개발한 AI 보조교재(학교에서 만나는 인공지능 수업) 교재를 활용 하여 초등학교 정규 교육과정 속에서 활용 가능하도록 교과 및 창체 교과와 융합한 STEAM 프로 그램을 개발한다.

- 온라인 코딩파티, AI를 활용한 다양한 수업을 통해 효과성 높은 AI STEAM 수업자료를 개발한다.

- AI STEAM 동아리 및 영재학급, 방학 캠프를 통해 AI STEAM에 관심 있는 학생들을 대상으로한 보 다 심화적인 교육 자료를 개발한다.

- 수학 및 과학 과목에 대한 호기심을 유발하고, 실생활 속에서 과학적인 태도를 함양하는 탐구 활 동으로 개발한다.

- 학생들이 다양한 학문이 융합(STEAM)된 과학탐구놀이를 하면서 과학에 대한 관심과 호기심을 가 지고 꾸준히 탐구하고자 하는 마음을 갖도록 한다.

- 체험 중심의 과학 활동을 통해 과학 개념 및 원리를 체득하게 하고, 창의력과 탐구능력을 신장시 킨다.

STEAM 프로그램

구분

프로그램명

초등 AI STEAM 교육 연구

선행

프로그램명

해당없음.

학교급

초등학교

3~6학년

목표 수혜학생 수

270명

중심과목

실과 수학

중심과목 성취기준 영역

기술 시스템 자료와 가능성

연계과목

수학 과학 창체 미술 국어 사회 체육

연계과목 성취기준 영역

수학 – 자료와 가능성 과학 – 생명 창체 – 자율, 진로 미술 – 표현, 감상 국어 – 쓰기 사회 – 정치 체육 – 표현

개발계획

주제 연번 차시

(시수) 과목 연계(안)

1 3~4 (17차시) 5~6 (23차시)

AI 보조교재를 활용한 STEAM 수업자료 개발 - 교과, 창의적 체험활동 재구성 AI교육 실시(수학+과학+미술+도덕+사회+음악) 2 3-6 (8) AI 주제 온라인 코딩파티 시즌 1, 2 운영(창체 8)

3 3-6 (12) STEAM 영재 캠프 운영 (방학 중 12)

4 3,6 (7) AI STEAM 연구회 교사 수업공개(실과 1+국어1) 5 5-6 (16) AI STEAM 동아리 운영(방과후 16)

6 5-6 (15) 영재 학급 AI & STEAM 수업 운영(방과후 15) 7 - AI 주제 통계 포스터 대회 참가(수학+실과) 8 3-6 (3) AI교육 방과후캠프(방과후 3)

(2) 프로그램 개발‧적용 결과

교수학습 지도안 개발

차시(시수)

프로그램명 프로그램 주제 운영

대상(학년)

완료 여부

개발 수업적용 학생수

1 – 연구회 주 개발 자료

(총 40차시)

AI 보조교재를 활용한 STEAM 수업자료 개발 및

운영 - 교과, 창의적 체험활동 재구성 AI교육

AI STEAM 교육 프로그램

제작 및 운영

3-6학년 완료 일부

적용 270

(총 4차시)

AI 주제 온라인 코딩파티 시즌 1, 2 운영

AI STEAM 교육 프로그램

제작 및 운영

3-6학년 - 완료 270

3

(총 12차시) STEAM 영재 캠프 운영 AI STEAM 교육 프로그램

제작 및 운영

3-6학년 - 완료 45

4 (총 7차시)

AI STEAM 연구회 교사 수업공개

AI STEAM 교육 프로그램

제작 및 운영

6학년 - 완료 175

5

(총 16차시) AI STEAM 동아리 운영 AI STEAM 교육 프로그램

제작 및 운영

6학년 - 완료 7

6 (총 20차시)

영재 학급 AI & STEAM 수업 운영

AI STEAM 교육 프로그램

제작 및 운영

5-6학년 - 완료 20

7 AI 주제 통계 포스터 대회

참가 AI STEAM 대회 참가

6학년 - 완료 3

8 (총 3차시)

AI STEAM 교육 방과후 캠프

AI STEAM 교육 프로그램

제작 및 운영

3-6학년 - 완료 30

전체 3~6학년 175

- AI 보조교재를 활용한 STEAM 수업자료 개발(40차시 개발, 지도안○, 수업자료○) - AI 주제 온라인 코딩파티 시즌 1, 2 운영

- STEAM 영재 캠프 운영 - AI STEAM 동아리 운영 - STEAM & AI 수업공개

- 영재학급 AI & STEAM 수업 운영

- AI 주제 통계 포스터 대회 참가(경기도 1등, 전국대회 은상 수상) - AI STEAM 교육 방과후 캠프

(3) 기타

- 계획서의 실과 교과의 SW 수업 STEAM으로 운영 부분을 AI 보조교재를 활용한 STEAM 수업자료 개발 및 운영으로 통합하여 운영

- 계획서의 창의 융합 축제→ 코로나로 인한 소수 인원 방과 후 캠프로 진행

- 학년별 자율적 주제통합 STEAM 교육 차시 배정을 AI 보조교재를 활용한 STEAM 수업자료 개발 및 운영으로 통합하여 운영

- 진로중심 집중 주간 및 프로젝트 운영을 AI 주제 통계포스터 대회 참가로 변경하여 운영

나. 성과 확산 및 실천

(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최

회차 일시 장소 참석대상 주요내용

1차 ‘21. 10. 19.-20. 군포초

AI 꿈터 참가학생 - AI STEAM 방과후 캠프 진행 - AI STEAM 공개수업(줌 주소 공유) 2차 ‘21. 10. 29. 군포초

AI 꿈터 군포초 전교사 - AI STEAM 교육 사례 공유

- 초등 AI STEAM 교사연구회 성과 나눔 - 부록 4첨부

(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 조인호 교사(연구책임자) - 권역별 연구회 주제 나눔 - 연구회 운영 컨설팅 2차 ’21.7.15.(목)

16:30~18:00 온라인 조인호 교사(연구책임자) - 주제별 연구회 진행사항 발표 및 나눔 - 성과 나눔 및 협의

3차 ’21.9.14.(화)

16:30~18:00 온라인 조인호 교사(연구책임자) - 연구회 성과 발표 및 나눔 - 일정안내 및 보고서 작성

다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사

(1) 수혜학생 태도 조사

- 초등 AI STEAM 교사연구회 소속 교사 담당 학생 대상 진행

- 전체적인 프로그램 진행 전 후 실시.(6월부터 프로그램 적용, 1차 시기에도 이미 교육대상자)

구분 조사 시기 내용

1차(사전)검사 ’21. 7. 12. ~ ’21. 7. 23. 7월, 3-6학년, 대상자 270명 실시완료 2차(사후)검사 ’21. 10. 11. ~ ’21. 10. 21. 10월, 3-6학년, 대상자 270명 실시완료

(2) 기타 사항 및 시사점

- ‘AI 보조교재(학교에서 만나는 인공지능 수업)를 활용한 STEAM 수업자료 개발 및 운영 - 교과, 창의

적 체험활동 재구성’ 을 주제로 연수 및 개발자료 공유를 통해 초등 AI STEAM 교사 연구회 홍보 예정

4. 결론 및 제언 1) 연구 여건 조성

초등 AI STEAM 교사연구회를 운영하며 교사들의 AI 리터러시 전문성과 STEAM 전문성을 제고하 는데 노력하였다. 교내 교사 대상 연수를 통해 AI STEAM 수업 사례공유를 하였으며, 이를 바탕으로 연구회 교사가 직접 다양한 방과후 캠프, 방학 캠프를 운영하여 STEAM 수업을 개발하고, 운영함으 로서 AI와 STEAM에 대한 전문성을 기를 수 있도록 노력하였다. 또한 다양한 관련 도서 및 워크북 을 통해 교사연구회의 전문성을 함양시키기 위해 노력하였다.

2) AI 데이터 리터러시 교육 프로그램 개발 및 적용

국내에는 STEAM 교육과 관련한 많은 연구가 이루어지고 있지만 아직 AI 및 데이터와 융합된 교 육 프로그램이 많이 개발되어 있지는 않다. AI 교육이 각광을 받으며 많은 개발이 진행되고 있으나, AI 교육과정이 아직 확립되지 않은 상태로 교육 프로그램들을 개발하는 것은 그 체계성이 떨어지고 교육 내용들 간의 위계도 정립하기 어려우며, 이는 프로그램을 적용할 때 혼란과 교육의 질 저하로 이어진다.

이에 초등 AI STEAM 연구회를 운영하면서 국내·외 AI 교육 연구 동향 및 문헌 분석을 통해 우리 나라의 교육 실정에 맞는 AI교육 내용 체계표를 선 개발하고자 노력하였다. 이는 현재 군포초등학 교가 운영하고 있는 AI 선도학교 및 AI 데이터리터러시 모델학교 운영을 통해 이루어졌으며, 이를 기반으로 초등 AI STEAM 연구회 또한 효과적으로 운영할 수 있었다. AI 교육의 개발로 끝내지 않 기 위해, 현재 기개발되어 있는 교육부와 창의과학재단에서 배포한 ‘학교에서 만나는 인공지능 수 업’보조교재를 활용하였다. 이 교재는 STEAM이 아닌 AI 교육의 보조교재로 개발되었다. 교육내용은 초등학생 수준에 맞게 아주 잘 구현되어 있지만 초등학교 현장에서 이 보조교재를 활용한 수업을 하는 것은 쉬운일이 아니다. 우선 6학년을 제외한 모든 학년에서 SW 및 AI 수업을 적용한 교육과 정 시수 배정이 전무하다. 하여 초등에서의 AI 및 SW 교육은 융합교육이 필수적이다. 초등 AI STEAM 연구회에서는 이 맹점에 착안하여 ‘학교에서 만나는 인공지능 수업’보조교재를 활용한 STEAM 교육 프로그램을 개발하고자 하였다. 이 과정에서 AI 선도학교, AI 데이터리터러시 모델학교 를 운영하는데 필요한 프로그램 역시 AI STEAM을 주제로 하여 운영하는 것으로 결정하게 되었고, 많은 프로그램을 개발 및 적용할 수 있었다.

초등 AI STEAM 교사연구회에서는 AI 관련 수업을 시도하는 교사들이 어려움 없이 수업의 흐름을 파악하고 적용할 수 있도록 교수학습설계안과 수업용 파워포인트, 학생용 학습지 등을 제작하였으 며, 보조교재의 40차시를 모두 적용할 수 있도록 위계를 나누고 학년을 설정하였다. 학년 선정 후

‘학교에서 만나는 인공지능 수업’보조교재의 AI 내용체계표를 기준으로 학년 별 성취기준을 연계, 수업차시를 선정하였으며 학년 별 성취기준과 AI 내용체계표의 목표를 동시에 만족할 수 있는 STEAM 프로그램을 개발하였다.

‘학교에서 만나는 인공지능 수업’보조교재의 STEAM 프로그램 개발 및 적용이 연구회의 주된 연구

였지만. 이것으로 끝나지 않고 연구회의 역량 향상 및 학생들의 STEAM 역량 신장을 위하여 학교의

등 다양한 행사에서 AI STEAM을 주제로 한 수업을 운영하였으며 학생들의 성취정도를 파악할 수 있었다. 또한 수업용 프로그램 개발은 아니지만 STEAM의 요소를 가지고 있는 전국 통계포스터발표 대회에 AI교육이라는 주제로 참여하여 경기도 1등, 전국 은상 수상이라는 좋은 결과를 얻을 수 있 었으며 교사연구회 교사들간의 수업개방 및 성과나눔을 통해 서로의 연구자료를 공유하고, 서로의 전문성을 신장시킬 수 있도록 노력하였다. 또한 한 학교가 아닌 군포초등학교를 중점으로 한 4개의 학교, 3~6학년이라는 4개의 학년에서 STEAM 프로그램을 개발, 적용하여 다른 수준, 다양한 환경을 고려한 STEAM 프로그램을 개발, 성과 확인을 할 수 있었다는 초등 AI STEAM 교사연구회의 장점이 있었다. 하지만 다른 연구회에 비해 참여인원도 많고, 적용 범위도 크다보니 소통에서의 어려움도 존재하였다. 코로나 19라는 어려운 시기에 STEAM 연구회를 운영하다보니 교사끼리 협의진행도 어 려울때가 많았으며, 특히 연구회 소속 다른 학교 교사와의 만남이 쉽지 않아 프로그램 개발에 있어 서 어려움이 존재하였다.

3) AI 데이터 리터러시 교육 프로그램 보급 및 확산

초등 AI STEAM 연구회에 처음 도전해본만큼 이를 공유하고 확산하여 보다 많은 학생들 및 교사들 에게 양질의 AI STEAM교육을 제공할 수 있도록 노력하고자 한다. 펜데믹 상황이라는 특수한 상황 때문에 학부모 연수나 큰 범위의 수업공개는 부담이 있어 진행하지 못하였지만, 교내 교사 대상의 연수를 다양하게 진행하기 위해 노력하였으며, 연구회 교사간의 수업공개 및 성찰, 협의회 진행등을 통해 서로의 생각을 나누기 위해 노력하였다. 더 나아가 초등 ‘인디스쿨’이라는 초등교사 자료공유 사이트에 해당 연구회의 성과를 공유함으로써 보다 많은 학생들에게 AI STEAM 교육의 기회가 제공 될 수 있도록 하고자 한다.

5. 참고문헌

※ 교육부, 한국과학 창의재단 ‘학교에서 만나는 인공지능 수업’

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:

1. STEAM 프로그램 총괄표(총 40차시) - 연구회 주 개발 자료

차시 주요내용

1 /40

주제(단원)명 1-1. 안녕 인공지능

- 3-2 사회교과 2 단원 ‘시대마다 다른 삶의 모습’ 연계

- 학습목표: 인공지능의 뜻과 특징을 알아보고 인공지능과 관련된 생활 도구 알아보기 2

/40

주제(단원)명 1-2. 똑똑한 내 친구 인공지능 - 3-2 사회교과 2 단원 ‘시대마다 다른 삶의 모습’ 연계

- 학습목표: 인공지능으로 인해 바뀌게 될 미래의 생활 모습 상상해 보기 3-4

/40

주제(단원)명 2-1 데이터로 그림을 그려볼까요?

- 3-1 미술교과 2 단원 ‘알콩달콩 미술과 대화하기’ 연계

- 학습목표: 인공지능이 데이터를 이용하여 그림을 이해하는 원리를 적용하여 캐릭터 그리기

5 /40

주제(단원)명 2-2 내 주변의 데이터 - 4-1 과학교과 3 단원 ‘식물의 한살이’ 연계

- 학습목표: 여러 가지 씨의 특징을 살펴보고 서로 다른 방법으로 관찰하여 다양한 유형의 데이터를 찾아보기

6-7 /40

주제(단원)명 2-3 우리 학교에는 어떤 데이터가 있을까?

- 4-2 사회교과 1 단원 ‘촌락과 도시의 특징’ 연계

- 학습목표: 인공지능이 되어 촌락과 도시의 공통점과 차이점을 찾아보기 8

/40

주제(단원)명 2-4 데이터와 그래프의 만남 - 4-1 수학교과 5 단원 ‘막대그래프’ 연계

- 학습목표: 실생활 자료를 조사하여 막대그래프를 그릴 수 있다.

9 /40

주제(단원)명 3-1 인공지능에는 눈, 입, 귀가 있어요 - 4-2 사회교과 3 단원 ‘사회 변화와 문화의 다양성’ 연계

- 학습목표: 일상생활 속 정보화의 모습을 알아보고, 인공지능으로 변화하는 우리 사회의 모습 이해하기

10-11 /40

주제(단원)명 3-2 그림을 알아보는 인공지능 - 4-2 미술교과 6 단원 ‘컴퓨터로 그려요’ 연계

- 학습목표: 그림판의 다양한 기능을 활용하여 표현하고 오토드로우의 원리를 알아볼 수 있다.

12 /40

주제(단원)명 3-3 인공지능, 나를 도와줘!

- 4-2 사회교과 1 단원 ‘촌락과 도시의 특징’ 연계

- 학습목표: 도시의 문제를 알아보고, 도시 문제를 해결하기 위한 다양한 노력을 알아보기 13-14

/40

주제(단원)명 3-4 너도 인공지능 만들 수 있어!

- 4-2 사회교과 1 단원 ‘촌락과 도시의 특징’ 연계 - 학습목표: 촌락의 종류와 특징 알기

15-16 /40

주제(단원)명 4-1 생활을 편리하게 만드는 인공지능 - 4-2 사회교과 3 단원 ‘사회 변화와 문화의 다양성’ 연계

- 학습목표: 오늘날 사람들이 통신 수단을 이용하는 다양한 모습을 알아보기 17

/40

주제(단원)명 4-2 세상을 따뜻하게 만드는 인공지능 - 3-2 도덕교과 5 단원 ‘함께 지키는 행복한 세상’ 연계

※ 지도안 O- 부록1 첨부, 학습자료(PPT, 학습지) O – 공유 링크 첨부

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1w2iDToViEASXzsBl7GUnJApHX27Xq1DAq8Wzs6ih3Kc/edit

?usp=sharing

자료활용 : 교육부, 한국과학창의재단 인공지능 보조교재 ‘학교에서 만나는 인공지능 수업’

차시 주요내용

18-19 /40

주제(단원)명 1-1 우리 생활 속 인공지능 - 5-2 미술교과 ‘발상과 아이디어 결합’ 연계

- 학습목표: 결합의 아이디어 발상으로 인공지능 기술이 결합된 미래 제품 디자인하기 20-21

/40

주제(단원)명 1-2 다양한 수준의 인공지능 - 5-1 국어교과 5 단원 ‘글쓴이의 주장’ 연계

- 학습목표: 인공지능의 종류를 알아보고, 인공지능에 대해 주장하는 글 쓰기 22-23

/40

주제(단원)명 2-1 많은 데이터! 좋은 데이터!

- 5-2 과학교과 2 단원 ‘생명과 환경’ 연계

- 학습목표: 생태계 보전의 필요성을 알고, 생태계 보전을 위한 인공지능 만들기

24-25 /40

주제(단원)명 2-2 그림으로 살펴보는 데이터 - 6-1 수학교과 5 단원 ‘여러 가지 그래프’ 연계

- 학습목표: 데이터 시각화의 중요성과 방법을 이해하고, 통계 자료를 활용하여 통계 포스터 만들기 계획세우기

26 /40

주제(단원)명 2-3 미래를 예측하는 인공지능 - 6-1 수학교과 5 단원 ‘여러 가지 그래프’ 연계

- 학습목표: 그래프를 해석해서 데이터의 변화를 예측하기 27-28

/40

주제(단원)명 2-4 감정을 인식하는 인공지능 - 6-1 실과교과 3 단원 ‘프로그래밍 요소와 구조’ 연계

- 학습목표: 인공지능 데이터 학습을 활용하여 엔트리 프로그램 만들기 29-30

/40

주제(단원)명 2-5 인공지능이 사물을 분류하는 방법 - 6-2 수학교과 6 단원 ‘원기둥, 원뿔, 구’ 연계

- 학습목표: 의사결정트리를 이용하여 여러 가지 도형 중에서 원기둥, 원뿔, 구 분류하기 31-32

/40

주제(단원)명 2-6 무엇이든 찾아주는 인공지능 - 6-2 사회교과 1 단원 ‘세계 여러 나라의 자연과 문화’ 연계

- 학습목표: 우리나라와 관계 깊은 나라의 자연환경과 인문환경을 지식 그래프로 표현해보기 33-34

/40

주제(단원)명 2-7 학습하는 인공지능

- 6-1 실과교과 3 단원 ‘프로그래밍 요소와 구조’ 연계

- 학습목표: 티쳐블 머신을 통해 강아지와 고양이를 분류하는 인공지능 모델 만들기

35-36 /40

주제(단원)명 3-1 우리와 함께 살아갈 인공지능의 역할 - 5-2 도덕교과 4 단원 ‘밝고 건전한 사이버 생활’ 연계

- 학습목표: 인공지능을 효율적으로 활용하며 함께 살아가기 위해 인공지능에게 부여할 역할을 제시하기

37-38 /40

주제(단원)명 3-2 인공지능의 문제점과 올바른 사용 - 5-2 도덕교과 4 단원 ‘밝고 건전한 사이버 생활’ 연계

- 학습목표: 인공지능 제품과 서비스에서 발생 가능한 문제점을 알고 올바르게 사용하기 39-40

/40

주제(단원)명 4-1 비행기표를 인식하는 인공지능 - 6-2 사회교과 1 단원 ‘세계 여러 나라의 자연과 문화’ 연계

- 학습목표: 세계 여러 나라의 생활모습을 알고, 여행하고 싶은 나라에 대해 설명하기

붙임 2021년 STEAM 교사연구회 프로그램(지도안 및 평가모델)

STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 미술 학교급/학년(군) 초등학교 4 학년

중심과목 성취기준

영역

초등학교 4 학년

6. 컴퓨터로 그려요. (천재 류재만 3-4 용) (2) 그림판으로 그리기

중심과목 성취기준

[4 미 01-03] 생활 속에서 다양하게 활용되 고 있는 미술을 발견할 수 있다.

[4 미 02-06] 기본적인 표현 재료와 용구의 사용법을 익혀 안전하게 사용할 수 있다.

주제(단원)명

그림판의 다양한 기능을 활용하여 표현하고 오토드로우의 원리

알아보기

차시 2～3/5

학습목표 그림판의 다양한 기능을 활용하여 그림을 그려보고, 오토드로우의 원리를 알아볼 수 있다.

연계과목 기술 연계과목

성취기준 영역 초등학교 / 4학년

STEAM 요소

S

T 그림판 사용방법 E

A 다양한 방법으로 그리기 M

개발 의도 컴퓨터 프로그램 중 하나인 그림판의 다양한 기능을 활용하여 그림을 그려보고, 인공지 능이 활용된 오토드로우의 원리를 알아볼 수 있다.

교육부와 한국과학창의재단에서 개발한 초등학교 1~4학년용 보조교재 ‘학교에서 만나는 인공지능 수업’을 활 용하여, 초등학교 정규 교육과정 중 미술 교과 수업에서 활용할 수 있도록 STEAM 교육 프로그램을 개발하였 다. (천재 류재만 미술 3-4용)

이번 차시는 보조교재 1-4학년군 38-39쪽을 활용하였으며 미술 교과의 <컴퓨터로 그려요.>단원 중 그림 판의 다양한 기능을 활용하여 그림을 그려보는 활동과 인공지능이 활용된 오토드로우를 체험해 보면서 오 토드로우의 원리인 딥러닝 기술이 인공지능이 데이터를 학습한 후 사람이 그리는 간단한 그림을 판단하여 자 동으로 그림을 예측하는 것임을 알게 하는 것을 목표로 한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

- 그림판의 다양한 기능 을 활용하여 그림을 그려보도록 하고, 좀 더 쉽게 정확하고 멋 진 그림을 그릴 수 있 는 방법을 생각해보기

창 의 적 설 계

창의적 설계

- 친구에게 그린 그림을 맞혀보게 하기

- 친구와 의사소통하기 - 소감 이야기하기

감 성 적 체 험 - 단순히 그림판으로 그림을 그리

는 활동이 아닌 친구와 함께 그 림이 무엇을 그린 것인지 맞혀보 게 하고, 정확도를 높이기 위한 방법을 탐구하게 함.

학습 과정

교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

교사 학생

도입 (10 분)

○배울 내용 확인하기

∙오늘 배울 내용과 관련된 뉴스 기사와 영상 을 보고, 소감을 말해 봅시다.

∙여러분도 컴퓨터나 휴대폰으로 그림을 그려 본 경험이 있나요?

∙오늘은 어떤 것에 대해 알아볼 것 같나요?

- 인공지능이 그림을 그릴 수 있다니 놀랍습니 다.

- 사람이 그린 것보다 더 잘 그린 것 같아서 미래에는 ‘화가’라는 직업이 없어질까봐 걱 정됩니다.

- 휴대폰 앱으로 그려본 적이 있어요.

- 인공지능과 그림과 관련된 내용에 대해 알아 볼 것 같습니다.

Tip! 로봇 이 그린 그 림이라는 이 야기는 하지 않고 보여준 후 활동한다.

∙뉴스 기사 -AI 로봇예 술가 관련

https://v.kakao.

com/v/2019060 7033048307

∙동영상-AI가 그린 수묵화 관련 영상

https://www.yo utube.com/watc h?v=djcOi8Ekkr 4

○학습 문제 확인하기

그림판의 다양한 기능을 활용하여 그림을 그려보고, 오토드로우의 원리를 알아볼 수 있다.

○학습 활동 안내하기

<활동1> 그림판의 다양한 기능 알아보기 <활동2> 그림판을 이용한 짝활동 하기 <활동3> 오토드로우 체험하고 원리 알아보기

전개 (60 분)

<활동1> 그림판의 다양한 기능 알아보기

○그림판 도구의 기본 사용법 알기

∙연필 모양은 언제 사용할까요?

∙페인트 모양은 언제 사용할까요?

∙A라고 된 것을 누르면 어떤 것을 할 수 있 나요?

∙지우개를 누르면 어떤 기능이 생길까요?

∙스포이드는 어떤 기능이 있을까요?

∙돋보기는 어떤 역할일까요?

○ 그림판 도구로 그리기

∙그림판 도구로 도형과 색채우기 등을 이용하 여 그림을 그려봅시다.

∙브러시의 여러 기능을 활용하여 그려봅시다.

- 선을 그릴 수 있습니다.

- 색칠하기에 사용합니다.

- 마우스 왼쪽은 색 1, 오른쪽은 색 2를 칠할 수 있습니다.

- 글씨를 쓸 수 있습니다.

- 그림을 지울 수 있습니다.

- 그림에서 원하는 색을 골라낼 수 있습니다.

- 그림을 확대 또는 축소시킬 수 있습니다.

- 다양한 방법으로 그림판의 기능 탐색하기

- 일반연필, 크레용, 수채화브러시, 마커, 에어 브러시 등의 효과를 살려 그려보기

∙ 컴 퓨 터 나 스마트 기 기

Tip! 최소한 2인 1기기를 사용할 수 있는 환경에 서 진행한다.

Tip! 실 제 로 실행해 보면 서 그림판의 기능을 익히 도록 한다.

Tip! 학 생 마 다 기능을 익히는 속도 가 다르므로, 빠르게 익힌 학생은 사진 을 활용하여 편집해 보도 록 한다.

∙단어카드

Tip! 단 어 카 드는 친구가 볼 수 없게

<활동2> 그림판을 이용한 짝활동 하기

○ 친구 그림 알아맞히기 활동

∙선생님이 주는 단어카드를 친구에게 보여주 지 않고, 그 카드가 나타내는 것을 그림판으 로 그린 후 친구에게 보여줍시다.

∙친구에게 그림판으로 그린 그림을 보여주고 무엇을 그린 것인지 맞혀보도록 합시다.

- 그림판으로 단어카드에 있는 것을 그림으로 그린다.

- 짝에게 그린 그림을 보여주고 무엇을 그린

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구

2-3/5

상 그림판의 다양한 기능을 활용하여 그림을 능숙하게 그릴 수 있고, 오토드로우 의 원리를 잘 설명한다.

과정중심

수행평가 관찰평가 중 그림판의 다양한 기능을 활용하여 그림을 그릴 수 있고, 오토드로우의 원리를

설명한다.

∙역할을 바꾸어 활동해 봅시다.

○ 친구에게 특정 그림 그리게 하기

∙선생님이 제시한 그림을 말로만 친구에게 설 명하고, 그려보도록 합시다.

∙설명한 그림을 보여주고, 그린 그림과 비교 해 봅시다.

- 단어카드를 보여주며 확인한다.

- 친구와 역할을 바꾸어 활동한다.

- 친구의 설명만 듣고 그림판에 그림으로 나타 낸다.

- 그림판에 그린 것과 실제 그림카드를 비교해 본다.

하여 그린 후 무슨 그 림인지 맞혀 보게 한다.

∙그림카드

Tip! 그 림 카 드는 친구가 볼 수 없게 하고, 설명 만으로 어떤 그림인지 예 측하며 그려 보게 한다.

∙오토드로우

https://www.autodraw.com/

Tip! <활동2>

에서 그린 그림 뿐 아 니라 원하는 것을 그림으 로 그린 뒤 오토드로우 가 추천하는 목록에 나오 는지 확인하 게 한다.

<활동3> 오토드로우 체험하고 원리 알아보기

○오토드로우 체험하기

∙컴퓨터나 스마트기기에서 ‘오토드로우’를 검 색하여 실행해 봅시다.

∙아까 친구에게 맞혀보도록 한 것을 그려보 고, 오토드로우는 나의 그림을 무엇으로 인 식하는지 써 봅시다.

○오토드로우의 원리 알아보기

∙오토드로우에서 그림을 그리면 인공지능은 그림의 특징을 찾아 저장된 그림 중 가장 비슷한 것을 추천합니다. 여러분이 원하는 그림이 나왔나요?

∙어떻게 그게 가능할까요?

- AutoDraw를 실행하여 <활동2>에서 그렸던 그림들을 다시 그려보고, 무엇으로 인식하는 지 확인한다.

- 네. 조금만 그려도 원하는 그림이 나옵니다.

- 사람들이 그린 그림을 많이 분석할 것 같습 니다.

- 인공지능이 알고있는 그림들 중에서 제일 비 슷한 것을 나열할 것 같습니다.

정리 (10 분)

○ 배운 내용 정리하기

∙로봇과 인간의 그림을 비교해 보고 소감을 말해 봅시다.

∙오늘 수업을 통해 새롭게 알게된 점이나 느 낀 점을 발표해 봅시다.

○차시 예고 및 과제 제시

∙다음 시간에는 컴퓨터를 사용하여 그린 작품 을 감상해 봅시다.

- 어느 게 인간의 그림인지 구분이 힘듭니다.

- 인공지능의 그림이 더 정교하게 보이기도 합 니다.

- 오토드로우가 제가 원하는 그림을 알아내는 게 신기했습니다.

- 많은 자료가 모일수록 더 인공지능은 똑똑해 질 것 같습니다.

- 인공지능이 엄청 발전했다는 것을 알게 되었 습니다.

∙인간화가 vs 인공지능의 그림 그리기 대결 영상-

https://www.yo utube.com/watc h?v=Nou2jvqM- bY&t=5s

3. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 2-3/5

※ 단어 카드

※ 그림 카드

코끼리 토끼 고양이 물병 TV 스케치북 자전거 빗자루

책가방 축구공 줄넘기 케이크 연필 피아노 의자 시계

자료출처 오토드로우

붙임 2021년 STEAM 교사연구회 프로그램(지도안 및 평가모델)

STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 사회 학교급/학년(군) 초등학교 3학년

중심과목 성취기준

영역

2. 시대마다 다른 삶의 모습 중심과목 성취기준

[4사02-03] 옛사람들의 생활 도구나 주거 형태를 알아보고, 오늘날의 생활 모습과 비교하여 그 변화상을 탐색한다.

주제(단원)명 인공지능의 뜻과 특징을 알아보고 인

공지능과 관련된 생활 도구 알아보기 차시 14/15

학습목표 인공지능의 뜻과 특징을 알아보고 우리 생활속에서 인공지능과 관련된 생활 도구를 찾아 편리함을 설명할 수 있다.

연계과목 사회 연계과목

성취기준 영역 [초등학교 3-4학년]

STEAM 요소

S 생활도구, 기기 T 인공지능

E 사회모습, 생활변화 A

M

개발 의도 인공지능이 무엇인지 알아보고 우리 생활에서 사용되는 인공지구 도구들이 어떤 편리함을 갖고 있는지 살펴 본다.

교육부와 한국과학창의재단에서 개발한 보조교재 ‘학교에서 만나는 인공지능 수업’을 활용하여, 초등학교 3학 년 사회 교육과정에서 수업할 수 있도록 STEAM 교육 프로그램을 개발하고자 한다.

이번 차시는 보조교재 3-4학년군 10-11페이지를 활용하였고 ‘인공지능 스피커’체험을 통해 인공지능이 무엇인 지, 인공지능의 편리함에는 어떤 것이 있는지 알아본다. 그리고 이러한 인공지능이 우리 현재 생활 도구에 어떻 게 적용되고 있는지 살펴 보며 과거와 달라진 생활 모습, 생활이 편리해 진 점을 찾을 수 있도록 한다. 더 나아 가 다음 15차시에서 인공지능과 함께하는 미래의 생활 모습을 예측할 수 있도록 수업을 구상한다. 현재 실제 생활에서 사용하는 도구를 통해 인공지능에 대해 배움으로써 자연스럽게 인공지능의 개념을 익힐 수 있기 바 란다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

- 과거부터 현재까지 사 용된 생활 도구의 변 화와 특징

창 의 적 설 계

창의적 설계

- 인공지능으로 편리해 진 생활 이야기 하기

감 성 적 체 험 - 인공지능 스피커 체험하기

- 인공지능의 특징 알고 인공지능 생활 도구 찾기

감성적 체험

학습 과정

교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

교사 학생

도입 (5 분)

○배울 내용 확인하기

∙지난날 우리 생활에서는 의식주 관련 어떤 도구를 사용했나요?

∙지금은 어떤 도구로 바뀌고 생활은 어떻게 바뀌었나요?

∙인공지능에 대해 알고 있나요?

-세탁기, TV, 자동차, 에어컨 등

-인터넷 TV, 자율주행자동차, 로봇청소기 등 -로봇, 미래사회 등

∙PPT

Tip! 관 련 된 생활도구를 연결 해 변 화상을 알 수 있도록 한다.

○학습 문제 확인하기

인공지능의 뜻과 특징을 알아보고 우리 생활속에서 인공지능과 관련된 생활 도구를 찾아 편리함을 설명할 수 있다.

○학습 활동 안내하기

<활동1> 빨라진 오늘날의 발전 <활동2> 인공지능 체험하기 <활동3> 인공지능 생활도구 만들기

전개 (32 분)

<활동1> 빨라진 오늘날의 발전

○오늘날 달라진 물건 찾기

∙청소도구는 어떻게 발전되었나요?

∙탈 것은 어떻게 발전되었나요?

∙농사 방법은 어떻게 발전되었나요?

∙옛날과 오늘날의 물건을 비교하며 그 변화를 생각해봅시다,

∙이러한 발전된 도구로 우리 생활은 어떤 점 이 좋아졌나요?

○인공지능이 무엇인지 알아보기

∙다음 영상을 보며 인공지능은 무슨 뜻일지 생각해 봅시다.

∙인공지능, AI 라는 말을 들었을 때 생각나는 것들을 적어봅시다.

∙인공지능(AI : artificial intelligence) 이란?

- 로봇청소기가 생겼습니다.

- 자율주행자동차가 생겼습니다.

- 사람이 직접하던 것을 기계와 함께하고 점점 기계 가 스스로 하고 있습니다.

- 오늘날 발전이 점점 더 빨라진 것 같습니다.

- 직접 조작하지 않아도 됩니다, 시간을 줄일 수 있 습니다. 여러 일을 동시에 할 수 있습니다.

- ‘소프트웨어야 놀자’ 영상 시청

- 로봇, 자율주행, 알파고, 미래사회 등

- 인공지능은 생각이나 학습과 같이 인간이 가지고 있는 능력을 컴퓨터를 통해 구현하는 기술

-우리가 학교에서 수업을 듣고, 생각하고, 공부하는 것과 같이 인공지능도 사람과 비슷하게 학습하여 동 작할 수 있다.

∙스마트 기 기

Tip! AI : 인 간의 지능 이 가지는 학습, 추 리, 적응, 논증 따위 의 기능을 갖춘 컴퓨 터 시스템

∙동영상 - https://ww w.youtube.

com/watch

?v=Sxlz-r5 FeCo

<활동2> 인공지능 체험하기

○인공지능 스피커 체험하기

∙인공지능 스피커에 질문을 입력하고 대답하 기 활동을 해 봅시다.

∙인공지능 스피커를 실행하여 질문을 한 뒤, 인공지능의 실제 대답과 에상한 대답을 비교 해 보세요.

-자기 소개 해 줘. -오늘 날씨는 어때?

-너 어디서 살아? -남자야 여자야?

-스무고개 할래? -내 이름 알고 있어?

-교재에 친구들과 함께 예상답을 적고 인공지능 스피 커에 질문해 본다.

∙동영상 https://ww

w.youtub e.com/wa tch?v=pW E_L-tH0r Q

∙ 인공지능

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구

14/15

상 인공지능의 뜻과 특징을 설명하고 우리 생활 속에서 사용되 는 예와 편리함을 설명할 수 있다.

과정중심

수행평가 관찰평가

중 인공지능의 뜻과 특징을 체험하고 우리 생활 속에서 사용되 는 예와 편리함을 소개할 수 있다.

하 인공지능의 뜻과 특징을 잘 알지 못하고 우리 생활 속에서 활용되는 예를 찾지 못한다.

∙인공지능 스피커가 정확히 대답한 질문은 무 엇입니까?

∙인공지능 스피커가 정확히 대답하지 못한 질 문은 무엇입니까?

∙두 질문의 차이는 무엇입니까?

∙인공지능의 특징과 우리에게 줄 수 있는 정 보가 무엇인지 정리해 봅시다.

- 자기소개 해 줘 오늘 날씨 어때?

- 너 몇 살이야? 어디서 살아?

- 내 이름 알고 있어? 스무고개 할래?

우리학교에서 가장 가까운 편의점은 어디야?

좋아하는 음식은 뭐니?

남자야 여자야?

- 기존에 있는 자료만 대답할 수 있다.

-인공지능은 학습이 필요하다. 사람들이 정보를 주어 야 한다.

-정보를 구현할 기기가 필요하다.

11쪽

Tip! 체험

전 질문을 함께 공유하 고 답을 미 리 예상해 보도록 한다.

<활동3> 인공지능 생활도구 만들기

○우리 생활 속 인공지능과 관련된 생활 도구 찾아보기

∙여러 생활 도구 중 인공지능과 관련된 생활 도구는 무엇일까요?

○우리의 생활은 어떻게 변했나요?

∙과거의 생활모습과 비교하여 인공지능이 있 는 요즘의 생활 모습 변화를 이야기 해 봅 시다.

○아이디어 발표 및 공유

∙우리 생활 속에서 인공지능과 관련된 도구를 찾고 특징과 편리함을 소개하는 만화를 꾸며 봅시다.

- 로봇청소기, 인공지능 스피커, 인공지능 에어컨, 스 마트 집 등

-음성 지원이 되어 찾아 읽지 않고 물어보기만 해도 알 수 있다.(네비게이션, 인공지능스피커)

-내가 직접 조종하지 않아도 자동으로 실행되고 꺼진 다.(로봇청소기)

-내가 소개할 도구는 로봇청소기야. 자동으로 청소를 해 주고 청소가 끝나면 충전기까지 스스로 찾아가서 충전 도 해. 직접 청소하지 않아도 되어 편리해.

∙활동지

Tip! 단 순 히 편리한 도구 와 인공지능 관련 도구가 어떤 차이가 있는지 구별 한다.

정리 ( 3 분)

○학습 내용 정리

∙인공지능이란?

∙우리 생활과 어떤 관련이 있나요?

○차시 예고 및 과제 제시

∙차시 예고: 인공지능과 함께 하는 미래는 어 떤 모습일지 알아보겠습니다.

-인공지능은 생각이나 학습과 같이 인간이 가 지고 있는 능력을 컴퓨터를 통해 구현하는 기 술

-우리 생활 속에서 편리하게 이용되고 있다.

(로봇 청소기, 네비게이션 등)

3. 학생활동지 / 학생참고자료

붙임 2021년 STEAM 교사연구회 프로그램(지도안 및 평가모델)

STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 사회 학교급/학년(군) 초등학교 3학년

중심과목 성취기준

영역

2. 시대마다 다른 삶의 모습 중심과목 성취기준

[4사02-03] 옛사람들의 생활 도구나 주거 형태를 알아보고, 오늘날의 생활 모습과 비교하여 그 변화상을 탐색한다.

주제(단원)명 인공지능으로 인해 바뀌게 될 미래의

생활 모습 상상해 보기 차시 15/15

학습목표 인공지능이 잘 하는 일이 무엇인지 알아보고 인공지능으로 인해 바뀌게 될 미래의 생활 모습 상 상할 수 있다.

연계과목 사회 연계과목

성취기준 영역 [초등학교 3-4학년]

STEAM 요소

S 생활도구, 기기 T 인공지능 E 미래사회와 생활

A 영화, 도서 작품 속 인공지능 M

개발 의도 인공지능이 잘 하는 일이 무엇인지 알아보며 미래의 인공지능과 사회 변화 모습을 예측해 본다.

교육부와 한국과학창의재단에서 개발한 보조교재 ‘학교에서 만나는 인공지능 수업’을 활용하여, 초등학교 3학 년 사회 교육과정에서 수업할 수 있도록 STEAM 교육 프로그램을 개발하고자 한다.

이번 차시는 보조교재 3-4학년군 12-13페이지를 활용하였고 ‘인공지능이 잘 하는 일이 무엇일까’라는 활동으 로 인공지능과 관련된 영화, 도서 등을 함께 하며 인공지능의 특징과 미래의 인공지능 모습을 알아 본다. 지금 이순간도 인공지능은 발달하고 있으며 이러한 인공지능이 미래의 우리 생활과 사회에 어떤 영향을 미칠지 인 공지능과 함께하는 미래는 어떤 모습일지 생각해 보는 시간이 되길 바란다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

- 인공지능이 사람보다 잘 하는 것과 못하는 것

창 의 적 설 계

창의적 설계

- 발달된 인공지능과 함 께하는 미래의 나의 모습 이야기 하기

감 성 적 체 험 - 미래의 인공지능은 어떤 모습일

까?

- 발달된 인공지능과 함께하는 우 리 사회의 모습은 어떠할까?

감성적 체험

학습 과정

교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

교사 학생

도입 (5 분)

○배울 내용 확인하기

∙우리 생활속 도구들은 계속 발전해 왔고 저 번 시간에는 인공지능과 관련된 생활 도구에 대해 배웠습니다.

∙인공지능이란?

∙우리 생활 속에 인공지능이 활용되는 기기에 는 무엇이 있나요?

∙앞으로는 어떤 인공지능 기기들이 생겨날까 요?

-인공지능은 생각이나 학습과 같이 인간이 가지고 있 는 능력을 컴퓨터를 통해 구현하는 기술

-네비게이션, 로봇청소기, 자율주행자동차, 인 공지능스피커 등

-도우미 로봇, 우주관련 기기 등

∙PPT

Tip! 관련 영 화

: 아이로봇, AI

○학습 문제 확인하기

인공지능이 잘 하는 일이 무엇인지 알아보고 인공지능으로 인해 바뀌게 될 미래의 생활 모습 상상하여 꾸밀 수 있다.

○학습 활동 안내하기

<활동1> 똑똑한 내 친구 인공지능 <활동2> 와우! 인공지능

<활동3> 미래의 생활모습은?

전개 (30 분)

<활동1> 똑똑한 내 친구 인공지능

○인공지능이 잘 하는 것은 무엇일까?

∙인공지능이 잘 하는 것은 무엇입니까?

∙내가 할 수 있는 일을 인공지능도 할 수 있 을까? 활동카드에 적힌 내용을 보고 인공지 능이 잘 하는 것과 사람이 잘 하는 것으로 나눠 보기

∙인공지능이 잘 하는 것과 사람이 잘 하는 것 은 어떻게 나눌 수 있습니까?

-빠르게 검색할 수 있다, 계산이 정확하다, 많은 것을 기억할 수 있다.

-인공지능이 잘하는 것

: 목소리로 책 읽기, 사진이 누구인지 알아보기, 복 잡한 계산하기, 많은 자료 기억하기, 내가 좋아하는 영상 추천하기, 체스나 바둑 두기 등

-사람이 잘 하는 것

: 친구의 기분 파악하기, 책을 읽고 느낀 점 표현하 기, 손글씨 쓰기, 상황에 맞게 가족과 대화하기 등

-인공지능의 장점 : 빠른 처리 속도, 자료 분석 능력 사람의 장점 : 느낌 표현, 주위 공감

∙ 인 공 지 능 수업 교재 14쪽 활 동 카 드

부 록 6 9 , 71, 73쪽

Tip! 인공지 능이 잘 하 는 분야는 점점 늘어나 고 있다.

∙동영상 - 인 공 지 능 과

감 정

https://you tu.be/NSGj UXqxMG8

<활동2> 와우! 인공지능

○미래의 인공지능과 생활 도구 예측해보기

∙앞으로 인공지능이 잘 할 수 있는 일은 더욱 늘어날 것입니다. 여러분이 생활하면서 인공 지능이 필요하다고 생각되는 일에는 무엇이 있을까요?

-의 : 더위나 추위를 자동으로 조절해주는 옷, 사람과 동물의 건강을 자동으로 확인하고 이상이 생기면 연 락 해 주는 옷이나 시계, 목걸이 등

-식 : 부족한 음식을 자동으로 주문해주는 냉장고, 집

Tip! 자 동 화 기계와 인공 지능의 차이 를 구분하지 못할 수도 있다. 사람처

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구

15/15 상

인공지능과 사람이 각각 잘 하는 일은 무엇이고 어떤 특징이 있는 지 알고, 앞으로 인공지능이 우리 생활에 어떻게 쓰이게 될지 예측 하여 변화된 생활 모습을 상상하여 꾸밀 수 있다.

과정중심

수행평가 관찰평가

중

인공지능이 잘 하는 일을 정확히 떠올리지는 못하나 앞으로 인공지 능이 우리 생활에 어떻게 쓰이게 될지 예측하여 변화된 생활 모습 을 상상하여 꾸밀 수 있다.

하

인공지능이 잘 하는 일을 잘 떠올리지 못하고, 앞으로 인공지능이 우리 생활에 어떻게 쓰이게 될지, 어떻게 우리 생활이 변화게 될지 상상하는데 어려움이 있다.

∙과학동화-미래의 집에 가볼래?

https://youtu.be/u0tX-mutV_I

-주 : 날씨에 맞게 냉난방과 환기를 자동으로 조절 해 주는 집, 자동 쓰레기 분리 배출 로봇, 자율주행 택 시 등

모으고 이를 바탕으로 새 로움을 만들 어 내는 능 력을 설명해 주고 미래사 회에서 발달 된 인공지능 의 모습을 떠올려 볼 수 있도록 한다.

<활동3> 미래의 생활 모습은?

○미래의 집 꾸미기

∙과학동화-9.0의 비밀

∙인공지능 기능과 함께 하는 집을 꾸며 봅시 다.

∙생활 도구의 이름이나 자세한 설명도 써 주 세요.

-인공지능 관련 미래의 생활 도구, 교통수단, 통신수단 그리고 설명하기

∙ 배 움 공 책 , 네임펜

Tip! 집 뿐 만 아니라 학교, 병원, 공원 등 다양한 장소를 제시 할 수 있다.

정리 ( 5 분)

○아이디어 발표 및 공유

∙미래의 집과 그 안에서 사용중인 인공지능 생활도구를 친구들에게 설명해봅시다.

○학습 내용 정리

∙인공지능으로 편리해진 미래를 상상해 본 소 감을 이야기해 봅시다.

-냉장고에 있는 음식을 파악해 자동으로 음식을 만들어 주는 로봇입니다. 아이나 할머니가 혼자 있어도 집에서 만든 건강한 식사를 할 수 있습니다.

-인공지능이 발달되어 일생생활에 어려움이 있는 사람 (장애인, 노약자)들이 도움을 받았으면 좋겠습니다.

붙임 2021년 STEAM 교사연구회 프로그램(지도안 및 평가모델)

STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 미술 학교급/학년(군) 초등학교 3학년

중심과목 성취기준

영역

3. 뚝딱! 창의력 발전소 중심과목 성취기준

[4미02-04]표현 방법과 과정에 관심을 가지고 계획할 수 있다.

주제(단원)명

인공지능이 데이터를 이용하여 그림을 이해하는 원리를 적용하여 캐릭터 그리기

차시 4～5/6

학습목표 인공지능이 데이터를 이용하여 그림을 학습하는 원리를 적용하여 그림판 프로그램으로 다양한 캐릭터를 디자인할 수 있다.

연계과목 미술 연계과목

성취기준 영역 [초등학교 3-4학년]

STEAM 요소

S 그림판 프로그램 T 인공지능 E

A 그림 M 표

개발 의도 인공지능이 데이터를 이용하여 그림을 학습하는 원리를 적용하여 그림판을 이용한 캐릭터 그리기를 할 수 있게 한다.

교육부와 한국과학창의재단에서 개발한 보조교재 ‘학교에서 만나는 인공지능 수업’을 활용하여, 초등학교 정규 교육과정에서 수업할 수 있도록 STEAM 교육 프로그램을 개발하고자 한다.

이번 차시는 보조교재 1-4학년군 18-19쪽을 활용하였으며 인공지능이 데이터를 활용하는 방법을 배우는 것과 동시에 이를 활용하여 우리 주변의 과학적, 사회적 문제를 해결하는 것을 목표로 한다. 특히, 인공지능이 어떻 게 그림을 인식하고 그릴 수 있는지 그 기술의 원리를 이해한 후, PIXEL ART를 통해 PIXEL의 개념을 확실하게 다지고 이를 응용하여 컴퓨터 그림판으로 자신이 그리고자 하는 캐릭터나 사물을 다양하게 그려보는 체험까지 제공하는 것을 목표로 수업을 구성하였다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

- 인공지능과 데이터에 대한 개념을 이해하기

창 의 적 설 계

창의적 설계

- 서로의 작품을 감상하 기

감 성 적 체 험 - PIXEL ART 체험하기

- 컴퓨터 그림판으로 자신이 구상 한 캐릭터 그리기

감성적 체험

학습 과정

교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

교사 학생

문제 파악 및

준비 (5 분)

○배울 내용 확인하기

∙컴퓨터로 그림을 그려 본 경험이 있나요?

∙여러 가지 작품 중에서 컴퓨터 그림판으로 그린 작품을 찾아본다.

∙이 영상은 어떤 내용입니까?

∙네, 맞아요. 이렇게 다양한 분야에서 사용되 고 있는 그림이나 사물을 인공지능은 어떻게 이해하고 있는지 알아보고, 여러분도 직접 캐릭터를 디자인 해 봅시다.

-컴퓨터로 그림을 그려 본 경험을 이야기한다.

-컴퓨터로 그린 그림을 찾아보며, 컴퓨터로 그 린 그림의 특징을 찾아본다.

-인공지능이 그림을 그리는 것에 대한 영상입 니다.

∙수업PPT 활동지

∙인공지능에 관한 동영 상

○학습 문제 확인하기

인공지능이 데이터를 이용하여 그림을 학습하는 원리를 적용하여 그림판 프로그램으로 다양한 캐릭터를 디자인할 수 있다.

○학습 활동 안내하기

<활동1> 인공지능과 데이터에 대해 알아보기 <활동2> 픽셀(PIXEL)아트 체험하기

<활동3> 그림판으로 캐릭터 디자인하기

구상 (35 분)

<활동1> 인공지능과 데이터에 대해 알아보기

○사람이 사물을 그리기 위해 어떻게 하는지 말하기

∙여러분은 그림을 그릴 때 어떻게 하나요?

∙네, 그림을 그릴 때 사물의 모양이 어떻게 생겼는지, 색은 무슨 색이고 어떻게 칠해야 하는지 등 여러분은 여러 가지를 생각할 것 입니다.

∙그렇다면 반대로 여러분이 그림을 보면 어떻 게 하나요?

○인공지능이 데이터를 이용하는 것 소개하기

∙인공지능도 여러분처럼 그림을 보면 그림에 대해 여러 가지 정보를 수집합니다. 이 때 그림에 대한 모든 정보를 데이터라고 합니 다.

○픽셀 영상 속의 특징 발표하기

∙자, 다음 영상을 봐주세요.

∙여러분이 본 영상을 자세히 보고 그림이 어 떻게 그려져 있는지 특징을 발표해 볼까요?

∙네, 잘 보았어요. 이렇게 작은 단위의 화소 를 픽셀이라고 합니다.

∙인공지능은 그림을 픽셀단위로 데이터를 수

-먼저 뭘 그릴지 정합니다.

-그리려고 하는 것이 어떻게 생겼는지 생각해 봅니다.

-무슨 색으로 칠할지 떠올려 봅니다.

-무슨 색으로 칠해졌는지, 무엇이 그려진 것인 지 하나하나 자세하게 살펴 봅니다.

-인공지능이 인식하는 데이타에 대해 탐색한 다.

-데이타(DATA)에 대한 개념 배우기

-픽셀단위로 그려진 그림을 연결하여 만든 심 슨 영상을 보며 자연스럽게 픽셀에 대해 이해 한다.

-그림들이 네모모양의 아주 작은 단위로 색칠 이 되었습니다.

-픽셀(PIXEL)에 대한 개념 배우기

-학습지에 데이터와 픽셀에 대해 정리한다

∙수업PPT 활동지

∙인공지능이 그림을 인 식하는 방 법에 관한 동영상

∙픽셀로 그 려진 영상 시 청 ( 심 슨 만화영상)

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가내용

4~5/6

상 픽셀아트의 표현 방법과 과정을 생각하며 창의적으로 그림판 프로 그램을 이용하여 캐릭터를 그릴 수 있다.

과정중심 수행평가 동료평가

인공지능이 데이터 를 이용하여 그림 을 이해하는 원리 를 적용하여 그림 판으로 캐릭터를 디자인할 수 있는 가?

중 픽셀아트의 표현 방법을 적용하여 주어진 캐릭터를 그림판 프로그 램을 이용하여 그릴 수 있다.

하 픽셀아트의 표현 방법을 이해하지 못하나 그림판 프로그램을 사용 하여 캐릭터를 그릴 수 있다.

<활동2>픽셀(PIXEL)아트 체험하기

○픽셀아트에 대해 알아보기

∙인공지능이 그림을 최소단위로 나타내어 각 각의 칸에 쓰여진 숫자에 맞는 색을 인식하 는 것처럼 여러분도 직접 그림을 표현해 봅 시다.

∙첫 번째 그림의 캐릭터는 누구인가요? 두번 째 그림은?

○구상카드 작성하기

∙네, 아주 잘했습니다. 이번에는 여러분이 그 리고 싶은 캐릭터를 그린 후 각각을 픽셀단 위로 나누어 무슨 색으로 칠할지 색과 숫자 를 적어 봅시다.

-숫자에 맞는 색을 칠하는 방법을 이해 한 후 각자 픽셀 그림(2개)을 그린다.(픽셀개념을 익 히기 위해 직접 픽셀에 쓰여진 숫자에 해당하 는 색을 칠하면서 픽셀아트를 체험한다.) -아이언맨입니다.

-인어공주입니다.

-자신이 그릴 그림을 구상한 후 각각의 칸에 숫자를 쓰고 그 숫자에 맞는 색을 정한다.

Tip! 학 생 들 은 숫자에 따른 색이 곧 여러 가 지 데이터에 해당한다는 것을 깨닫는 다.

표현 및 감상 (35 분)

<활동3> 컴퓨터 그림판 프로그램으로 캐릭터 디자인하기

○표현 활동하기

∙지금부터 여러분이 작성한 픽셀캐릭터 디자 인을 직접 그림판으로 그려 봅시다.

○관점 생각하며 감상하기

∙자신의 그림을 소개하거나 친구의 작품을 감 상하며 특징을 이야기 해 볼까요?

-그림판의 픽셀마다 색을 칠해가며 캐릭터를 그린다.

-도구 상자의 연필, 색 채우기, 브러시, 지우 개 도구 등 다양한 그림판 도구를 사용하여 그려 본다.

-자신과 친구들이 만든 작품을 감상하며 특징 을 이야기한다.

Tip! 학 생 들 이 처음 접 하는 프로 그 램 이 므 로. 교사의 시범을 보 고 익혀서 따라 할 수 있도록 컴 퓨터실에서 지도한다.

정리

( 5 분) ○학습 내용 정리

∙지금까지 학습한 내용을 바탕으로 인공지능 이 어떻게 그림을 인식하는지 발표해 봅시 다.

○차시 예고 및 과제 제시

∙차시 예고: 다음시간에는 디자인한 캐릭터를 생활용품에 직접 활용해 봅시다

-인공지능도 사람처럼 학습을 해야 하고 사물 을 색을 구분하기 위해서는 픽셀 단위로 데이 터를 구축해야 한다는 것을 배웠습니다.

-디자인한 캐릭터를 파일에 저장하고 생활용품 에 어떻게 활용할지 생각해 본다.

3. 학생활동지 / 학생참고자료

※ 인공지능이 그림을 이해하는 방법에 대하여 알아봅시다.

영상에서 본 화가 중 가장 마음에 드는 화가와 그 이유를 써 보세요.

화가의 그림을 인공지능은 어떻게 인식하는지 아래 그림을 참고하여 써 보세요.

※ PIXEL과 데 이 타 에 대 하 여 알 아 봅 시 다 . PIXEL이 무엇인지 간단하게 써 봅시다.

데이타(DATA)가 무엇인지 간단하게 써 봅시다.

미술

3-1

3. 뚝딱!창의력발전소

그림판으로 캐릭터 디자인하기

( )초등학교

( )학년 ( )반 ( )번

이름 :

※ 숫 자 로 그 림 을 그 리 는 방 법 에 대 하 여 알 아 봅 시 다 .

⑴ 먼저 다음과 같은 규칙을 약속합니다.

⑵ 아래 네모칸들에 적힌 숫자를 확인하고 그 숫자에 해당하는 색을 칠합니다.

⑶ 색칠하고 난 뒤 보이는 그림을 보고 무엇인지 답을 쓰세요.

<문제> 아래 그림의 숫자에 맞는 색을 칠한 후 무엇을 그린 것인지 맞춰 보세요.

<답> ( )

※ Pixel Art를 연 습 해 봅 시 다 .

아래 그림의 숫자에 맞는 색을 칠한 후 무엇을 그린 것인지 맞춰 보세요.

( 빨강=1, 노랑=2, 검정=3, 파랑=4 )

1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 2 1 1 1 2 1 1 1 2 2 1 1 2 2 2 2 2 2 2 1 1 3 3 3 3 3 3 3 1 1 2 3 3 2 3 3 2 1 1 2 2 2 2 2 2 2 1

1 2 2 2 2 2 1 1 2 3 3 3 2 1 1 3 1 1 1 3 1

1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4 4 4 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 1 4 4 4 1 1 1 2 2 1

2 2 1 1 1 4 1 1 1 2 2

2 2 1 1 1 1 1 1 1 2 2

1 1 1 1 3 3 3 1 1 1 1

1 1 1 1 3 1 1 1 3 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

3 3 3 3 3 3 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 2 2 1

2 2 2 2

1 1 1 1

1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 2 2 1

<답> ( )