태블릿 PC 초등학교 5, 6학년

융합인재교육(STEAM)

태블릿 PC

초등학교 5, 6학년

본 교재는 태블릿 PC를 주제로 한 프로젝트형 STEAM 프로그램입니다. 프로그램은 크게 세 파트 로 구성되어 있으며, 각 단계에서 태블릿 PC의 과거, 현재, 미래에 관해 학생들이 경험해 볼 수 있도 록 했습니다.

첫 번째 단계인 Part I에서는 다양한 종류의 컴퓨터, OS 화면, 게임 화면 등이 담긴 카드를 모둠별로 나누어 주고, 학생들은 이 카드들을 관찰하여 시간적인 순서대로 나열해 보고 사진들의 상호 연계 성을 한 장의 포스터로 표현하는 작업을 수행합니다. 이 과정을 통해 학생들이 컴퓨터가 과학 및 기 술의 발전에 따라 어떻게 진화해 왔고, 인류의 삶에 어떤 영향을 미쳤는가를 역사적인 관점에서 분석 하여 ‘기초과학-응용기술-융합기술-새로운 발명-사회적 영향’의 연결고리를 이해하는 것을 목표 로 합니다.

Part Ⅱ에서는 최신 태블릿 PC를 직접 만져 보고 활용해 보면서 태블릿 PC 기술의 현재를 알아보 는 단계입니다. 이 과정을 통해 첨단 제품을 친숙하게 느끼고 다양한 분야에서 기술 발달을 이룬 뒤 태블릿 PC가 개발될 수 있었음을 파악하게 합니다. 또한 태블릿 PC와 관련된 과학 및 공학 분야를 소개함으로써 진로 교육이 이루어지도록 합니다.

Tablet PC 편

Prologue

Part Ⅲ는 태블릿 PC의 새로운 어플리케이션을 디자인해 보는 과정으로, 앞에서 경험한 배경지식 을 활용하여 사용자의 입장과 개발자의 입장을 모두 고려하여 구체적인 어플리케이션을 구상해 볼 수 있도록 합니다. 이 과정을 통해 창의적인 사고 과정을 경험하는 것을 목표로 합니다.

STEAM은 학생들이 능동적으로 참여하여 스스로 문제를 정의하고 해결할 수 있는 능력을 길러 주기 위한 교육 방식입니다. 본 교재에 실린 프로그램이 학생들에게는 새로운 지식의 습득보다는 새 로운 발상을 하는 훈련의 기회가 되기를 바라며, 과학 및 공학에 대한 흥미를 끌어낼 수 있는 기회가 되기를 희망합니다. 이를 위해서 프로그램을 운영하는 선생님들께서는 학생들 스스로 문제를 파악 하고 해결할 수 있도록 도와주는 역할을 해 주시기 바라며, 학생들이 다양한 관점에서 문제를 바라 볼 수 있도록 지도해 주시기 바랍니다.

2013년 1월 지은이 모두

목차

2 ^프롤로그 4 ^목차 6 ^{태블릿 PC} 8 태블릿 PC Part Ⅰ.

18 태블릿 PC Part Ⅱ.

28 태블릿 PC Part Ⅲ.

T AB LE T PC

TABLET PC

Part Ⅰ

알쏭달쏭 Scene #1

사진 속 이것은 무엇일까요?

위의 게임 화면은 요즘 게임 화면과 어떤 다른 점이 있는지 아래의 빈칸에 적어 보아요.

1차시

9

Part Ⅰ

창의 활동 Scene #1

컴퓨터는 어떻게 발달해 왔을까요? 그리고 우리 생활에 어떤 영향을 주었 을지 생각해 보아요.

1

- 카드를 배열하면서 관찰한 점을 찾아보고, 왜 이 순서로 배열했는지 설명해 보아요.

2

- 카드를 배열하면서 관찰한 점을 찾아보고, 왜 이 순서로 배열했는지 설명해 보아요.

10

3

- 카드를 배열하면서 관찰한 점을 찾아보고, 왜 이 순서로 배열했는지 설명해 보아요.

4

카드를 왜 이 순서로 배열했는지 설명해 보세요.

1차시

11

Part Ⅰ

1. 컴퓨터가 사람보다 영리할 수 있을까?

컴퓨터 전문가들은 2020년쯤에는 사람처럼 상식이 풍부한 컴퓨 터가 개발되고, 빠른 속도로 지능이 진화되어 아마도 2050년쯤 이면 컴퓨터가 사람보다 영리해질 것으로 내다보고 있어요. 그런 데 사람처럼 생각하는 기계를 개발하기 위해서는 사람의 지능 지 수처럼 기계의 지능을 평가할 수 있는 방법이 있어야 하겠죠? 이 방법을 처음 제시한 사람은 영국의 앨런 튜링(1912년~1954년)이 에요. 그는 1936년 24세에 컴퓨터의 개념을 최초로 정립한 이론 을 내놓았어요.

1950년 튜링은 기계의 지능을 시험하는 게임을 발표했어요. 이것 은 훗날 그의 이름을 따서 ‘튜링 테스트’라고 불려요. 21세기 초반 의 컴퓨터는 아직 튜링 테스트를 통과할 만한 지능을 갖지 못한 상태예요. 컴퓨터 이론가인 미국의 레이 커즈와일은 2019년에 컴 퓨터가 튜링 테스트를

통과하여 2029년에 마 침내 튜링 테스트를 완 벽하게 통과할 것이라 고 말했어요. 만약 이것 이 현실화되면 사람만이 할 수 있는 일을 찾아보 기 어려운 세상이 되겠 지요?

WHY?

WHY!

△ 앨런 튜링.

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2. 세계 최초의 전자식 컴퓨터

진공관 속의 전자의 흐름을 이용한 최초의 컴퓨터 ‘에니악 (ENIAC, Electronic Numerical Integrater And Calculator)’은 전자계산기의 최초라고 볼 수 있으며 현대적 방식의 기능을 하 는 최초의 컴퓨터예요. 에니악은 30톤의 덩치와 진공관이 무려 1 만 7,468개나 사용된 엄청난 크기였어요. 전선 길이도 130km 정 도 사용되었고요. 에니악의 성능은 예전의 286AT 정도에 불과하 지만 당시에는 대단한 계산능력을 자랑했지요. 사람이 7시간 걸 려 풀어낸 탄도 계산을 에니악은 단 3초 만에 해결했고, 이로 인 해 ‘총알보다 빠른 계산기’로 불리기도 했어요. 하지만 에니악은

1955년 다양한 컴퓨터들이 개발 되면서 대단원의 막을 내렸어요.

△ 에니악. 세계 최초의 전자식 컴퓨터. 1차시

13

창의 활동 Scene #2

앞에서 배열했던 카드를 비슷한 시기에 나온 제품들끼리 연결해 보아요.

컴퓨터 외형

소프트웨어

컴퓨터 게임

이야기

드를 이용하여 명령 어를 입력하였다.

인터넷을 이용하여 옆집 친구와 같이 게임을 하였다.

14

손가락으로 터치 패드를 만져 아이 콘을 움직였다.

마우스를 이용해 아이콘을 클릭하 였다.

2차시

15

WHY?

WHY!

Entrance

Set identifier-2 to current FROM value

Exedcute specified set of statements

Condition-1 True Exit False

Augment identifier-2 with current

BY value

컴퓨터는 누가 어떻게 일을 시킬까요?

컴퓨터를 켜면 게임, 정보 검색, 문서 작성 등 간단한 아이콘만 클 릭해도 프로그램이 실행되어, 할 수 있는 일들이 정말 많이 있어 요. 그런 여러 가지 프로그램들을 만드는 사람들은 프로그래머라 고 하죠. 그렇다면 프로그래머들은 어떻게 컴퓨터에게 프로그램 을 만들기 위한 일을 시키는 걸까요?

프로그래머들은 컴퓨터를 작동시키기 위해 그에 필요한 세세한 명령어들을 준비하고 작성해요. 이를 컴퓨터 프로그래밍이라고 하지요. 프로그래머들이 프로그램을 작동시키는 데 사용하는 언 어가 바로 프로그래밍 언어예요. 프로그래밍 언어는 대개 단어,

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△ 컴퓨터는 0과 1로 작업을 수행해요.

낱 문자, 숫자, 특수 기호와 이들 구성 요소들을 조합하는 데 필 요한 규칙으로 되어 있어요.

대부분의 프로그래머들은 고급 언어를 사용하여 프로그램을 만 들어요. 프로그래머가 사용할 언어의 종류는 프로그램이 어떤 작 업을 할 것인지에 따라 달라져요. 예를 들어 사무 처리를 하는 데 이용하는 프로그램의 언어는 코볼(COBOL, common business oriented language)이고, 복잡한 과학 문제를 푸는 프로그램에 는 포트란(FORTRAN, formula translator)과 같은 수학 지향 언 어가 사용되어요. 이외에도 프로그램 언어에는 베이식, 파스칼, C, C⁺⁺, 자바 등이 있어요. 베이식은 간단한 PC용 프로그램을 만드 는 데 적합하고, 파스칼은 프로그램을 가르치는 데 적합해요.

2차시

17

TABLET PC

Part Ⅱ

창의 활동 Scene #1

태블릿 PC 사용법을 알아보아요.

1

① 전원 ON/OFF ② 음량 조절 ③ 홈 버튼 ④ 음성 입력

⑤ 어플리케이션 ON/OFF ⑥ 화면 캡처

2

① 인터넷 검색 ② 카메라 ③ 메모 ④ 앱 스토어

3차시

19

Part Ⅱ

창의 활동 Scene #2

데스크톱 PC와 태블릿 PC를 비교해 볼까요?

서로 비교하여 같은 점과 다른 점을 찾아 적어 보아요.

데스크톱 PC

✽예시 : 키보드가 있다.

V S

20

태블릿 PC

✽예시 : 터치가 된다.

V S

3차시

21

크고 작은 태블릿 PC, 당신의 선택은?

태블릿 PC가 각광받게 된 것에 중요한 역할을 한 ‘아이패드’, 얼 마 전까지만 해도 아이패드 시리즈는 크기가 모두 9.7인치였어 요. 그러나 최근에 ‘아이패드 미니’라고 해서 7.9인치의 좀더 작은 태블릿 PC가 출시되었지요.

그렇다면 왜 작은 크기의 태블릿 PC가 출시되었을까요? 태블릿 PC가 가지는 가장 큰 장점은 바로 가지고 다니면서 손쉽게 데스 크톱 PC에서 하는 것들을 할 수 있다는 점이에요. 이런 점에서 크 기가 작은 태블릿 PC가 나온 이유는 ‘좀더 가지고 다니기 편리하 기 위해서’임을 알 수 있겠죠? 기존의 크기가 큰 태블릿 PC 역시 가지고 다니기 편했지만 주머니에 넣기에는 너무 커서 가방이 필 요했죠. 이런 점은 휴대성을 중요시 여기는 사람들에게는 불편했 을 거예요.

WHY?

WHY!

△ 아이패드 미니.

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그렇다고 해서 크기가 큰 태블릿 PC가 작은 태블릿 PC보다 좋지 않다고 할 수는 없어요. 큰 화면에서는 좀더 내용을 잘 알아볼 수 있기 때문이죠. 예를 들면 태블릿 PC로 책을 읽을 때 글씨가 큰 편이 눈에 잘 들어올 것이고, 사진이나 동영상을 볼 때도 세세한 부분까지 잘 볼 수 있으니까요. 즉 가독성을 중요시 여기는 사람 들에게는 화면이 큰 쪽이 더 좋겠죠?

태블릿 PC를 구매할 때는 그 성능도 중요하지만 과연 어떤 크기 가 내게 적당할지 역시 중요하게 생각해야 될 부분이에요. 가독 성과 휴대성, 두 마리 토끼를 다 잡을 수 있으면 좋겠지만 그렇지 못하니 내게 적합한 크기를 고르는 것이 좋을 것 같아요.

△ 아이패드와 갤럭시탭. 3차시

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표현 활동 Act #1

태블릿 PC로 미션을 수행해 보아요.

태블릿 PC를 이용하여 다양한 미션을 해결해 보아요.

미션1

미션2

24

미션3

미션4

* 이번 활동을 하면서 느낀 점을 발표해 보아요.

4차시

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Part Ⅱ

가속도 센서를 가진 태블릿 PC

태블릿 PC로 사진을 보다가 옆으로 누웠는데 사진도 같이 옆으 로 누워 버린 적 있지요? 화면을 잘못 건드린 줄 알고 다시 앉아 서 뭔가 조작해 보려는데 사진이 원래 상태로 돌아왔네요? 어떻 게 태블릿 PC는 자신이 기울어졌다는 걸 알고 화면을 움직일까 요?

그 비밀은 바로 가속도 센서 중 ‘중력 센서’라는 것에 있어요. 중력 이 영어로 ‘gravity’이기 때문에 흔히들 ‘G센서’라고 부른답니다. 이 것은 기울기에 따라 받는 중력의 영향이 다르다는 것을 이용해서 화면이 자동으로 돌아갈 수 있도록 해줘요. 이에 따른 어플리케 이션들 또한 많이 나와 있는데, 대표적으로 레이싱 게임이 있죠.

방향 전환을 위해 좌우로 기울이면서 플레이하는 방식이에요.

손으로 이쪽저쪽으로 기울이기만 하면 되는 정도로는 별로 이 센 서의 대단함을 못 느끼겠다고요? 그렇다면 이 표시들은 과연 뭘 까요? 바로 자전거 타는 사람을 위한 방향지시등 앱이에요.

WHY?

WHY!

△ 태블릿 PC가 오른쪽으로 기울어졌으나 화면은 반대 방향으로 회전.

26

△ 방향지시등 앱.

이렇게 자전거를 타며 태블릿 PC를 등에 부착해서 사용해요. 자전거를 오른쪽 방향 으로 움직이면 몸도 오른쪽으로 살짝 기울겠죠? 그럼 G센서가 그것을 감지하고 사 진과 같이 오른쪽을 가리키는 지시등을 출력해 주지요. 왼쪽이나 오른쪽으로 기울지 않고 계속 방위만 움직일 경우에는 화살표 표시로 직진한다고 알려 주고, 방위가 바 뀌지 않으면 멈췄다고 알려 주어요.

태블릿 PC에 있는 가속도 센서들은 사진을 크게 보고 싶을 땐 기기를 옆으로 기울이 기만 하면 되고, 레이싱 게임도 직접 핸들을 움직이는 것처럼 느끼게 해주어 더욱 재밌 게 할 수 있어요. 또한 자전거를 타며 뒤에서 오는 다른 라이더나 차량에게 지시등을 보여 주어 안전한 자전거 타기를 할 수 있도록 해준답니다. 그 기울기 정도는 프로그 램을 만들 때 미세한 차이를 감지하거나 혹은 좀더 둔하게 하는 정도를 조절할 수 있 다고 하니 참 대단하죠!

손으로 이쪽저쪽으로 기울이기만 하면 되는 정도로는 별 로 이 센서의 대단함을 못 느끼겠다고? 그렇다면 이 표시 들은 과연 뭘까? 바로 자전거 타는 사람을 위한 방향지시 등 앱이다.

이렇게 자전거를 탈 때 태블릿 PC를 등에 부착해서 사용한 다. 자전거를 오른쪽 방향으로 움직이면 몸도 오른쪽으로 살짝 기운다. 그럼 G센서가 그것을 감지하고 사진과 같이 오른쪽을 가리키는 지시등을 출력해 준다. 왼쪽이나 오른 쪽으로 기울지 않고 계속 방위만 움직일 경우에는 화살표 표시로 직진한다고 알려 주고, 방위가 바뀌지 않으면 멈췄 다고 알려 준다.

태블릿 PC에 있는 가속도 센서들은 사진을 크게 보고 싶 을 땐 기기를 옆으로 기울이기만 하면 되고, 레이싱 게임도 직접 핸들을 움직이는 것처럼 느끼게 해 주어 더욱 재밌게 할 수 있다. 또한 자전거를 타며 뒤에서 오는 다른 라이더 나 차량에게 지시등을 보여 주어 안전한 자전거 타기를 할 수 있도록 해 준다. 그 기울기 정도는 프로그램을 만들 때 미세한 차이를 감지하거나 혹은 좀더 둔하게 하는 정도를 조절할 수 있다고 하니 참 대단하다.

WHY? WHY!

△ 방향지시등 앱.

△ 태블릿 PC를 등에 부착한 모습.△ 태블릿 PC를 등에 부착한 모습. 4차시

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TABLET PC

Part Ⅲ

알쏭달쏭 Scene #1

아래의 사진은 각각 어떤 정보를 주는 어플리케이션일까요?

응용 프로그램인 어플리케이션은 우리 삶에 편리한 것을 많이 제공해 주고 있어요. 버스 정거장에 설치된 버스 안내판 어플리케이션은 발을 동동 구르며 버스가 오기를 기다리지 않게 해 주고, 요 리 어플리케이션은 한 번도 만들어 본 적이 없는 음식을 손쉽게 할 수 있게 도와주지요. 그러면 우 리도 어플리케이션을 디자인해 볼까요?

5차시

29

Part Ⅲ

30

창의 활동 Scene #1

다음의 상황에서 어떤 어플리케이션이 필요할지 알아보아요.

내가 만 약 산에 서 길을 잃었 다면…

내가 만약 사막에서 길을 잃었다면…

내가 만약 혼 을 찾아가려면 자 병원 …

5차시

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Part Ⅲ

전 세계로의 소통, 소셜 네트워크

다들 SNS라는 말을 많이 들어 보았을 거예요. SNS는 Social Networking Service의 약자로, 온라인상에서 다른 사람들과 소통을 할 수 있게 해주는 서비스예요. 대표적으로 페이스북 (Facebook)과 트위터(Twitter)가 있죠.

SNS는 데스크톱 PC나 노트북으로도 이미 널리 사용되고 있어 요. 하지만 바깥에서 좋은 생각이 났거나 여행을 가서 좋은 사진 을 찍어도 인터넷 연결이 되는 데스크톱 PC를 찾지 못하면 업데 이트를 할 수가 없었어요. 집에 돌아와서 데스크톱 PC를 켤 때면 SNS에 올리려던 것을 잊어버리기도 하고 그때의 감정이 사그라 져 올리는 것을 망설이다 그만둘 때도 있어요.

하지만 태블릿 PC가 등장하면서 SNS에서는 더욱 활발한 소통 의 장이 열리게 되었답니다. 도서관에서 책을 읽다 좋은 구절이 있으면 바로 SNS에 글귀를 올리고, 점심식사를 하다가 있었던 재밌는 일을 즉시 업데이트하고, 여행을 하다 멋진 사진을 찍어 바로 올릴 수 있어요. 태블릿 PC에 SNS 어플리케이션만 있으면 온라인상에서 다른 사람과 손쉽게 소통

할 수 있게 된 것이지요.

특히 트위터의 경우 수많은 사람들이 서 로를 팔로우하고 팔로잉하는 방식으로

WHY?

WHY!

△ SNS의 대표적인 어플리케이션.

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되어 있어 어떤 쇼킹한 소식이 포착되면 놀라운 속도로 세계로 퍼져 나가지요. 물론 헛소문도 많지만 개중에는 진실도 많아요. 실제로 그 놀라운 전파력 덕분에 사회문 제로 떠올라 피해자가 구원을 받기도 하고 도주 중인 범죄자의 위치가 노출되어 잡히 기도 했답니다.

또 많은 지식인들이 SNS를 통해 자신의 의견을 피력하거나 다른 사람의 멘토 역할을 하기도 해요. 대표적으로 혜민 스님은 많은 사람들에게 힘이 되는 좋은 말들을 해 주 어서 ‘국민 멘토’라 불리며 도움을 받은 사람들로부터 크게 존경받고 있지요. 그 글귀 들을 보면 가슴이 따뜻해지기도 하고 힘이 나기도 하는데, 원할 때 언제 어디에서나 태 블릿 PC로 SNS에 접속해서 볼 수 있다니, 정말 좋죠?

이와 같이 SNS는 관심 분야가 비슷한 사람들과 친해져 정보를 공유하고, 좋은 글귀 를 올려 사람들의 멘토가 되기도 하고, 또 소셜 게임을 통해 온라인상에서도 놀이를 즐길 수 있는 등 새로운 소통의 다리 역할을 하고 있어요. 이러한 SNS를 장소와 때에 구애받지 않고 사용할 수 있게 해 주는 태블릿 PC 덕에 더 자주, 더 다양하게 다수의 사람들과 소통할 수 있게 되었어요. 태블릿 PC가 있다면 SNS를 통해 훨씬 그 사용 폭을 넓히고 자신에게도 유용하게 사용할 수 있을 거예요.

△ 혜민 스님의 어플리케이션. △ 카페에서 SNS를 즐기다.

6차시

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창의 활동 Scene #2

어플리케이션을 디자인해 보아요.

이제 우리만의 새로운 어플리케이션을 디자인해 볼까요? 이때 어플리케이션이 필요한 상황을 생 각해 본 다음 관련된 어플리케이션이 있는지 검색해 보아요.

1

2

3

34

4

5

*새로운 어플리케이션을 디자인하면서 느낀 점을 발표해 보아요.

6차시

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Part Ⅲ

학생 작품 예시

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창의 활동 Scene #3

내가 디자인한 어플리케이션

활동 콕콕!

디자인한 내용을 친구들 앞에서 발표해 보아요.

6차시

37

Part Ⅲ

미래에는 어떤 태블릿 PC가 나올까?

최초의 컴퓨터 에니악(ENIAC)은 무게만 해도 무려 30톤이나 나 갈 정도로 엄청난 크기였어요. 그후 컴퓨터는 점점 더 발전하여 책상 위에 올려놓아도 될 정도로 크기가 작아졌어요. 컴퓨터의 성능이 매우 월등해진 것은 물론이고요. 그러다가 컴퓨터를 들 고 다녀도 될 정도로 아주 작아졌지요. 그런데도 여전히 사람들 은 키보드가 따로 달려 있고 열었다 닫았다 하는 것이 불편하다 고 생각했죠. 그리하여 드디어 태블릿 PC가 등장하게 되었어요.

물론 태블릿 PC는 아직 처리 속도가 노트북이나 데스크톱 PC에 비해 뒤떨어지지만, 이를 만회하고도 남을 정도의 장점이 있어 많 이 사용되고 있어요.

하지만 여전히 사람들은 태블릿 PC는 딱딱하고 심지어 주머니에

WHY?

WHY!

△ 그래핀 소재.

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집어넣을 수도 없다며 더 발전된 형태의 태블릿 PC를 원하고 있어요. 그러다 보니 ‘그 래핀(graphene)’이라는 신소재가 주목받고 있죠. 그래핀이란 용어는 흑연을 뜻하는 Graphite와 이중 결합을 뜻하는 diene을 결합시켜 만들었다고 해요.

그래핀이라는 신소재를 이용하여 태블릿 PC를 만들면 접어서 다닐 수도 있다고 해요.

게다가 세상에서 가장 단단한 물질이라고 알려진 다이아몬드보다도 단단하다고 해 요. 이런 신소재를 잘 이용한다면 태블릿 PC를 평상시에는 둥글게 말아 손목에 시계 처럼 차고 다니다가 책을 볼 때는 접거나 말아둔 것을 펴서 볼 수 있겠지요?

△ 키넥트를 응용한 실험 장면.

△ 영화 <마이너리티 리포트> 속 주인공이 홀로그램을 손으로 조작하는 장면.

6차시

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융합인재교육(STEAM)

태블릿 PC - 초등학교 5, 6학년

1판 1쇄 인쇄 2011년 5월 23일 1판 1쇄 발행 2011년 5월 31일

발행처 한국과학창의재단

발행인 강혜련

제작처 UNIST(울산과학기술대학교) 편집처 중앙일보교육법인(주) 편집인 이민정 정경임

디자인 이여비

주 소 서울특별시 강남구 선릉로 602 전 화 02-555-0701

팩 스 02-555-0702 ISBN 978-89-93633-19-1

* 이 책은 한국과학창의재단과 저작권자와의 계약에 따라 발행한 것이므로 반드시 교육용으로만 사용해야 하며, 본 재단의 허락 없이는 어떠한 형태나 수단으로도 이 책의 내용을 사용하지 못합니다.

값 16,000원