01 인공지능과 공존하는 우주생활

(1)

(2)

(3)

1

^{주제 개요}

06

2

^{학습 목표}

07

3

^STEAM^{과목 요소}

08

4

^{차시구성 계획}

09

5

차시별 교수학습과정

11

6

미디어 콘텐츠 개발 활용 계획‧

29

7

^{평가 계획}

30

8

^{학습 내용}

32

9

^{진로 탐색}

84

10

^{지도상의 유의점}

85

(4)

01 중 학 교 차시구성계획

■

중학교 총 차시( 5 )

프로그램명 차시 내용 단원

1 - 태양계의 행성과 생명

- 골디락스 제 의 지구를 찾아라, 2

과학 [ ]

태양계 (10)

별과 우주 (23)

2

- 빅데이터와 인공지능으로 우주의 신비를 푼다

- 데이터로 만나는 외계행성

정보 [ ]

추상화와 알고리즘 (3)

3 - 지구의 탐사선 새로운 행성으로 , 향하다

과학 [ ]

별과 우주 (23)

4 - 제 의 지구를 탐사하기 위한 탐사2 선 착륙선 디자인하기( )

미술 [ ]

미술과 체험 (1)

미술과 표현 (2)

5 - 행성 탐사선 발표 및 영상 만들기

과학 [ ]

별과 우주 (23)

미술 [ ]

미술과 표현 (2)

(5)

중학교 총 차시( 5 )

주제 인공지능 활용 스팀교육으로 여는 미래의 우주시대

차시 프로그램 명 내용

중 학 교

1

- 태양계의 행성과 생명

- 골디락스 제 의 지구를 찾아라, 2 .

2 - 빅데이터와 인공지능으로 우주의 신비를 푼다.

- 데이터로 만나는 외계행성

3 - 지구의 탐사선 새로운 행성으로 향하다, .

4 - 제 의 지구를 탐사하기 위한 탐사선 착륙선 디자인하기2 ( )

5 - 행성 탐사선 발표 및 소개 영상 만들기

(6)

01 중 학 교

프로그램명 인공지능과 공존하는 우주생활 :

1 주제 개요

본 프로그램은 우주시대를 맞이하여 학생들이 창의적이고 융합적인 사고 역량을 증진하기

위해 우주의 새로운 행성과 생명체를 찾기 위해 다양한 과학적인 지식과 인문학적인 상상 력 그리고 예술적인 요소를 활용하여 중학교 자유학기 수업을 위해 구성하였다, .

우선 우주시대를 살아갈 학생들에게 새로운 도전을 위한 여정을 표현하고 있으며 태양계

, ,

뿐 아니라 외계의 행성에 탐사선을 보내 제 의 지구를 찾는 목표를 갖고 다양한 정보를 2 수집하는 것이다 그리고 골디락스라고 불리는 생명체의 서식조건에 대해 탐구해 본 후 우. 주 탐사를 위한 빅데이터와 인공지능을 통해 인류가 거주할 수 있는 행성을 찾은 뒤 그 행 성을 탐사하기 위한 탐사선의 컨셉을 디자인하는 활동으로 이어진다 이 과정에서 학생들은 . 우주탐사를 위한 인공지능의 가치와 가능성을 확인하고 생명체가 존재할 수 있는 행성을 탐 사하기 위해 행성의 조건과 물리적인 특성을 고려하여 탐사 및 착륙선을 디자인하고 발표한 다.

본 프로그램은 총 차시로 구성되어 있다 중학교의 자유학기제의 수업 중 주제선택활동

5 .

에 활용이 가능하도록 구성하였으나 교육여건에 따라 재구성하여 수업을 설계할 수 있도록 제시하였다 특히 블록타임으로 운영될 수 있고 차시별 테마를 활용하여 교과대체 . STEAM프 로그램으로 활용이 가능하다.

(7)

2 학습 목표

▎내용 목표

- 우주시대를 맞아 제 의 지구와 같이 우주의 생명체를 찾기 위해 외계 행성의 조2 건을 탐구하고 이를 과학적으로 설명할 수 있다.

- 인공지능을 활용한 우주탐사의 원리를 이해하고 이를 바탕으로 행성 탐사선을 설계 하기 위해 행성의 물리적인 특성과 환경을 탐색할 수 있다.

▎과정 목표

- 인공지능으로 외계 행성을 찾는 방법에 대해 인식하고 이를 활용한 이미지 처리 알 고리즘을 통해 은하계의 형태를 구별할 수 있다.

- 행성을 탐사하기 위한 탐사 및 착륙선을 행성의 특징을 근거로 상상하고 이를 시각 화하여 표현 할 수 있다.

▎창의적 사고기능 및 태도 목표

- 외계 행성에 대해 창의적이고 과학적인 상상을 통해 논리적으로 사고할 수 있는 태 도를 갖는다.

- 협력적인 문제해결력을 통해 주어진 과제를 효과적으로 해결할 수 있다.

(8)

01 중 학 교

3 STEAM 과목 요소

▎ S : 태양계 과학기술과 문명 /

- 태양계를 구성하는 행성의 특징을 알고 생명체의 서식조건을 설명할 수 있다, . - 과학기술과 인류 문명의 관계를 이해하고 과학의 유용성에 대해 설명할 수 있다.

▎ T, E : 첨단기술 인공지능 ( )

- 인공지능의 발달에 따른 사회 가정 직업의 변화를 이해하고 기술 활용 및 사회변화에 대, , 해 예측한다.

- 인공지능의 알고리즘과 서비스를 활용하여 주어진 상황에 따른 과제를 창의적으로 해결한 다.

▎ A : 체험 표현 ,

- 표현 의도에 적합한 주제를 다양한 방식으로 탐색하고 활용할 수 있다.

- 제 의 지구와 생명체를 탐사하기 위한 탐사 및 착륙선을 효과적으로 표현할 수 있다2 .

(9)

4 차시구성 계획

준거틀 구성계획

| STEAM

구분 주요 내용

상황제시

- 스페이스엑스(Space X)의 엘론 머스크는 지구에 안주해서는 인류의 멸종을 막을 “ 수 없다 유일한 대안은 지구 밖에 자립할 수 있는 제 의 문명을 만드는 것이다. 2 .”

라고 이야기했다 엘론 머스크뿐 아니라 많은 과학자 들이 인구 환경 자원 등의 . , , 문제로 제 의 지구를 찾아야 한다고 주장한다 지구와 비슷한 행성을 어떻게 찾2 . 을 수 있을까 외계에서 지구와 유사한 행성과 생명은 분명히 존재하지만 그 동? 안 우리는 외계행성을 찾는데 어려움이 있었다 우주 망원경을 통해 수집된 방대. 한 데이터를 처리하고 분석하는데 어려움을 겪었으나 최근 인공지능에 의해 정보 를 해석함으로써 천여 개의 행성을 찾아냈다 인공지능을 학습시켜 제 의 지구. 2 를 찾아보자.

창의적 설계

- 제 의 지구로서의 조건을 재구성하여 다이어그램으로 표현한다2 .

- 외계행성 탐사 데이터를 활용한 경향성 탐구활동으로 데이터사이언스를 체험한 다.

- 제 의 지구를 탐사하기 위한 탐사선 착륙선 을 디자인한다2 ( ) .

감성적 체험 - 제 의 지구를 찾기 위한 탐사선의 컨셉 디자인을 발표한다2 .

- 탐사선 소개 영상을 공유함으로써 과정 중심 평가 및 자기성찰을 이룰 수 있다.

인공지능 기반교육

- 빅데이터를 활용한 데이터 사이언스 탐구 활동을 통해 인공지능의 주요 원리인 데 이터기반의 경향성과 분석 과정을 체험한다.

원격수업 활용방안

- 온라인 스토리보드를 활용하여 제 2 의 지구의 조건에 대한 과학 토론 및 지식의 구조화를 진행한다.

- 제 의 지구 탐사선의 디자인 및 소개2 영상을 공유함으로써 과정중심의 평 가 및 온라인을 통한 자기성찰을 경 험한다.

(10)

01 중 학 교 프로그램 내용

|

프로그램명 인공지능과 공존하는 우주생활 학교급 중학교

자유학기

( ) 차시 총 차시5

교육목표

- 우주시대를 맞아 제 의 지구와 같이 우주의 생명체를 찾기 위해 외계 행성의 조건을 탐2 구하고 이를 과학적으로 설명할 수 있다.

- 빅데이터와 인공지능을 활용한 우주탐사의 원리를 이해하고 이를 바탕으로 행성 탐사선 을 설계하기 위해 행성의 물리적인 특성과 환경을 탐색할 수 있다.

5 차시별 교수 학습 과정

차시 교수 학습 과정 1

대상 과목/ 중학교 과학/ 차시 1/5차시

단원 (10) 태양계/ (23) 별과 우주

준비물 도입영상 학생활동지 파일 웹 접속 가능한 디바이스, ( ),

교육과정 성취기준

과 태양계를 구성하는 행성의 특징을 알고 목성형 행성과 지구형 행성으로

[9 10-04] ,

구분할 수 있다.

과

[9 23-04] 우주 탐사의 의의와 인류에게 미치는 영향을 조사하여 발표할 수 있다.

학습과정 교수 학습 활동· 학습자료( ) ‣ 및

유의점( )※

도입 분 (10 )

들어가며 [ ]

스페이스엑스의 엘론 머스크는 지구에 안주해서는 인류의 멸“ 종을 막을 수 없다 유일한 대안은 지구 밖에 자립할 수 있는 . 제 의 문명을 만드는 것이다 라고 이야기했다 엘론 머스크뿐 2 .” . 아니라 많은 과학자들이 인구 환경 자원 등의 문제로 제 의 , , 2 지구를 찾아야 한다고 주장한다 지구와 비슷한 행성을 어떻게 . 찾을 수 있을까 외계에서 지구와 유사한 행성과 생명은 분명? 히 존재하지만 그동안 우리는 외계행성을 찾는데 어려움이 있 었다 우주 망원경을 통해 수집된 방대한 데이터를 처리하고 . 분석하는데 어려움을 겪었으나 최근 인공지능에 의해 정보를 해석함으로써 천여 개의 행성을 찾아냈다 인공지능을 학습시. 켜 제 의 지구를 찾아보고 그 행성을 탐사하기 위한 탐사선2 을 디자인해보자.

▸ 지구에 생명체가 탄생하기 위해 어떤 조건을 갖추고 있을까?

▸ 행성에 인간이 살기 위한 조건을 탐색해 보자.

- 에너지원 인간과 같이 복잡한 생명체는 태양에너지를 통해 에: 너지를 생성하지만 땅속의 생물들은 화학반응을 통해 에너지를 얻기도 한다 이와 같이 태양에너지 혹은 그 외의 에너지원이 . 존재해야 생명이 에너지를 얻을 수 있다.

- 영양분 모든 생명체는 무언가를 얻으며 살아가며 지구의 생: , 명체들은 가지 화학 원소로 이루어진 양분을 얻으며 살아간다6 . - 물 물은 대기를 형성하고 대기는 날씨와 자연환경을 만드는 :

- 스페이스 엑스 의 엘론 머스 크는 천문학자 인 칼 세이건 의 말을 인용 하면서 화성 개척에 대한 도전을 천명한 바 있다 이와 . 관련된 영상을 통해 상황제시 를 부연 설명 한다.

- http://t2m.kr/i 4ff3

- 본격적인 수업 이전에 생명체 가 살아가기 위해 필요한 것이 무엇일지 학생들에게 생 각해 보는 시 간을 준다.

(12)

01 중 학 교

역할을 한다 행성을 탐사할 때 물이 흐른 자국을 찾는다거나 . 대기의 유무를 확인하는 이유는 액체 형태의 물이 생명체를 살 게 하는데 중요한 역할을 하기 때문이다.

- 워 드 클 라 우 드 로 학생들의 생각을 수합하 여 제시한다.

전개 분 (25 )

▫ 태양계

사진 : ©Rursus

출처 https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Solarsys.svg

분류 1)

- 태양 주위를 도는 천체는 행성 왜행성 태양계 소천체, , (small 의 세 종류로 분류

Solar System bodies)

① 행성 구형의 몸체를 이룰 정도로 충분한 질량을 가지면서 공: , 전 궤도상에 있던 자신보다 작은 모든 천체를 빨아먹은 천체‘ ’ . 태양계에는 수성 금성 지구 화성 목성 토성 천왕성 해왕성 , , , , , , ,

개의 행성이 존재 8

② 왜행성 구형의 몸체를 이룰 정도로 충분한 질량을 가지면서 : 태양을 공전하고 있으나 행성과는 달리 궤도 근처의 자신보다 , 작은 천체를 청소하지 못한 천체

③ 소천체 태양주위를 돌고 있는 나머지 천체:

▫ 태양 질량 1)

- 태양계 구성 물질의 거의 전부를 차지하며 막대한 질량 지구질, ( 량의 33만 2,900 ) 배 때문에 태양 내부는 핵융합이 일어나기에 충분한 밀도가 유지

- 융합 반응을 통해 막대한 양의 에너지가 전자기 복사 형태로 우주 공간으로 방출

- 전자기 복사 중 400~700 나노미터 띠 부분이 우리가 가시광선

- 활 동 지[ 1 - 1 ] 을 통해 과학 교과 내 태양 계와 행성에 대한 내용을 정리하고 (10) 태양계 단원과 연계하여 지도 할 수 있도록 한다.

- 천체를 항성, 행성 위성으로 , 분류하여 설명 한다.

- 태양계의 행성 들에 대해 소 개한다.

- 태양계의 행성 에 대해 물리적 인 특성을 파악 하고 인간의 거 주가 가능한 행 성에 대해 탐색 한다.

(13)

으로 부르는 영역이고 인간의 눈으로 볼 수 있는 부분, 온도

2)

- 태양의 표면 온도는 약 5,800 켈빈으로 분광형상 G2V에 속하 는데 이는 질량이 큰 편에 속하는 황색 왜성, ‘ ’

▫ 내행성계 지구형 행성 1)

- 암석으로 조밀하게 구성되어 있으며 위성이 적거나 없고 고리, 가 없음

- 행성을 구성하는 광물은 대부분 높은 녹는점을 보유 - 대기와 충돌 크레이터 열곡대 지구대 화산의 발달, , ,

목성형 행성 2)

- 태양을 도는 개의 행성 8 99%의 질량에 해당 - 밀도가 낮아 암석 행성의 20%수준

- 수소와 헬륨으로 구성되어 있고 고리가 있음

▫ 골디락스 제 의 지구를 찾아라 , 2 골디락스 지대

1)

- 별 주변에 차갑지도 뜨겁지도 않은 구역으로 생명체가 가장 필 요한 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 조건을 갖춘 생명체 거 주 가능 영역으로 간주되어 외계행성을 탐색할 때 최우선 권으 로 두는 곳

태양계의 골디락스 존 2)

사진 : ©Petigura/UC Berkely, Howard/UH-Manoa, Marcy

다음 중 생명이 살 수 있는 행성을 찾아보자 3)

- 활 동 지[ 1 - 2 ] 골디락스 지대 에 대해 생각 해 보고 어떤 과학적인 근거 로 제 의 지2 구로 불리는지 탐구할 수 있 도록 안내한다.

- 참 고 자 료[ 1 ] 을 통해 골디락 스 존에 대해 교수학습에 활 용하거나 학생 들 학습을 지원 한다.

- 태양계의 골디

(14)

01 중 학 교

사진 : ©NASA, ESA 및 Z. Levy (STScI)

- 골디락스 존 을 가진 각 유형의 별들 방사선 조사량과 전체 별‘ ’ . 들에서 차지하는 비율 별의 수명,

출처 NASA ESA, Z. Levy (STScI)}

탐구예시[ ]

태양과 비슷한 노란 형 별 주변의 영역과 함께 태양보다 더 미지근

- G

하고 어두운 주황색 형 왜성 그리고 형 왜성 주변의 골디락스 존K M 이 함께 그려져 있다.

맨 아래 형 별인 우리 태양은 노란색 별로 가장 넓은 골디락스 존

- G

을 거느리고 있다 또한 별의 상태가 안정적이라서 생명체에 해로운 . 방사능이 비교적 적게 방출된다 하지만 이들은 우리은하의 별 중 겨. 우 6%에 지나지 않으며 수명도 짧은 편으로 약 , 100억 년 정도다.

형 별 위쪽 은 작고 더 좁은 골디락스 존을 갖는다 이들은 억

- M ( ) . 1000

년 넘게 아주 오래 살며 가장 숫자가 많아 우리은하 별의 약 73%를 차지할 만큼 흔한 별이다 그러나 이들은 굉장히 활발한 자기장을 갖. 고 있어서 생명에 치명적인 방사선을 태양에 비해 400배나 방출한다. 따라서 생명이 살 수 있는 행성을 찾기에는 형 왜성 가운데 이 가장

- K ( )

적합할 것으로 생각된다 태양의 배나 되는 . 4 400억 년이란 긴 수명을 갖고 있을 뿐더러 그렇게 드물지도 않다 또한 상대적으로 넓은 생명 . 거주 가능 구역을 갖고 있으며 유해 방사선도 그리 많이 내뿜지 않는 다 이 유형의 골디락스 존 별들은 우리은하의 별의 약 . 13%를 차지 한다.

락스존에 화성 이 포함되고 있 다는 것을 설명 하고 이것이 갖 는 의미에 대해 생각해 보도록 한다.

- 골디락스 존과 방사선 조사량 에 대해 짧게 설명하고 생명 의 존재와 어떤 연관성이 있는 지 생각해보도 록 안내한다.

정리 분 (10 )

- 골디락스존에 대한 요약과 정리 진행하기 - 내가 생각하는 골디락스 지대에 대한 발표하기 - 차시예고 골디락스를 찾는 빅데이터 그리고 인공지능[ ]

- 활동지를 정리 하고 요약한다.

지도상 유의점

- 태양계와 행성은 교육과정에 준하는 성취기준을 위한 수업이 아니라 교양과학 수준에서 학생들이 알고 있는 내용을 정리해 줄 수 있는 내용으로 구성한다.

(15)

대상 과목/ 중학교 정보/ 차시 2/5차시

단원 (3) 추상화와 알고리즘 준비물 활동지 스마트기기, (PC) 교육과정

성취기준 [9 03-04]정 문제 해결을 위한 다양한 방법과 절차를 탐색하고 명확하게 표현한다.

유의점( )※

도입 분 (15 )

▫ 우주의 신비를 푸는 빅데이터

- 우주에서 온 다양한 정보와 신호를 데이터 수집

- 그러나 빛 전파신호등 다양한 데이터를 하루에 , 30TB정도로 수 집하고 있지만 이를 처리하는 기술에 어려움

- 구글 년 동안 처리한 우주데이터 1 7,800PB - 페이스북 년간 사진 비디오 저장량 1 , 100PB

▫ 빅데이터와 우주

- 기존의 데이터 처리능력을 넘어서는 수십 테라바이트의 데이터 를 분석하여 가치를 추출하는 기술

- 빅데이터 기술을 통해 우주에서 수집한 데이터에서 과학적으로 유용한 정보를 찾음

출처 https://www.hankyung.com/news/article/2015101834341 들어가며

[ ]

골디락스는 제 의 지구를 찾기 위한 조건으로 태양계 내 뿐 2 아니라 외계행성의 존재에 대한 탐구를 하였다 그럼 현재 외계. 행성을 찾는 기술인 빅데이터 에 대해 알아보자‘ ’ .

- 우주탐사를 위 해 수집된 데이 터가 기존의 인 터넷망의 정보 량보다 월등히 많다는 것을 인 식시키고 빅데 이터 분석의 중 요성에 대해 설 명한다.

(16)

01 중 학 교

▫ 빅데이터로 구성한 우주 구글 스카이:

- 우주탐사기관으로부터 데이터를 수집하여 구성 - 억 개의 별과 억 개의 은하를 탐색1 2

- 구글스카이를 통해 우주를 둘러보자

출처 http://www.google.co.kr/intl/ko/sky/

▫ 빅데이터와 인공지능

- 빅데이터는 대량의 데이터를 바탕으로 데이터 속에 숨은 의미 와 패턴을 찾는 것이므로 이를 처리할 기술로 인공지능을 활용 - 인공지능이란 인간의 학습능력과 추론능력 지각능력 자연언: , ,

어의 이해능력 등을 컴퓨터 프로그램으로 실현한 기술로 컴퓨 터가 인간의 지능적인 행동을 모방할 수 있도록 하는 것 - 인공신경망이란 인간의 신경을 흉내 낸 머신러닝 기법으로 여:

러 개의 뉴런이 연결되며 수행하는 빅데이터나 복잡한 연산 등 과 같은 두뇌의 처리 과정을 모방해서 만든 알고리즘

뉴런과 인공신경망

생명체의 뉴런 인공신경망

출처 https://untitledtblog.tistory.com/141

- 인공지능 능력 인공지능의 능력을 효과적으로 활용하기 위해: 서는 양질의 데이터를 확보해야한다 즉 어떤 데이터를 학습하. 느냐에 따라 인공지능의 능력이 달라지기 때문이다.

- 우주에서 수집 한 데이터로 제 작한 구글스카 이는 교사가 시 연하면서 설명 한다.

- 구글 스카이를 대 신 하 여

을 s te ll a r iu m 활용해 태양계 의 천체들과 다른 은하를 살펴본다.

- 빅데이터가 인 공지능과 어떻 게 연결되는지 설명하고 인공 신경망으로 대 표되는 인공지 능의 알고리즘 을 간략히 설명 한다.

- 참 고 자 료[ 2 ] 에서 천문분야 빅데이터의 활 용에 대해 교사 참고 및 학생 학습을 지원한 다.

- 인 공 지 능 으 로 우주에서 수집 된 빅데이터를 분석하고 있다 는 설명을 통 해 인공지능의 향후 활용성과

(17)

▫ 우주의 신비 인공지능으로 풀어낸다, .

출처 https://www.ytn.co.kr/_ln/0104_201905062325561878 사이언스

2019. YTN

- 미래 우주시대에 인공지능과 인류는 어떻게 공존할 수 있을까?

- 인공지능과 공존하는 미래에는 인류에게 어떤 새로운 직업이 필요할까?

- 우주로 도약하기 위해 우리는 어떠한 도전을 할 수 있을까?

생각해 볼 수 있도록 한다.

- 영국 드라마 를 통

‘humans’

해 인공지능이 일상화 된 미 래 사회를 엿 보고 미래 직 업과 인간의 삶을 고민해 본다.

- https://www.y outube.com/w atch?v=wtdtU 4mqqig&t=1s

전개 분 (25 )

▫ 행성 탐사방법

- 통과법 별을 공전하는 행성이 별을 지날 때 밝기차를 이용해: 서 행성을 탐사하는 방법

출처 https://en.wikipedia.org/wiki/Methods_of_detecting_exoplanets

- 외계행성인 케플러-6b의 밝기변화

출처 http://t2m.kr/UzXIO

- [ 활 동 지2 ] 외계행성의 탐 사방법 중 가 장 유용하게 활용하는 통과 법에 대해 설 명한다.

- 참 고 자 료[ 3 ] 활용하기

- 행성 탐사방법 에 통과법 이외 에 다양한 방법 이 있음을 소개 한다.

(18)

01 중 학 교

▫ 데이터로 행성을 찾아라

케플러 우주 망원경이 수집한 데이터 탐색 1)

화면내용 활동과정

https://archive.stsci.edu/prepds/kepl 사이트에 접속한다

er_hlsp/ .

케플러 시계열 데이터 다운로드

2) (Kepler Time Series)

라고 쓰여진 The First Five Targets

표가 개의 타켓 행성이다 이중 케5 . 플러시계열(Kepler Time Series)행 성에 해당하는 txt파일을 다운받는 다.

엑셀에서 데이터 세팅하기 3)

엑셀프로그램에서 txt파일을 열고 상단의 텍스트를 삭제한 뒤 데이 터만 남긴다 그리고 데이터메뉴에. 서 텍스트나누기를 클릭한 뒤 텍 스트를 나눈다.

데이터 시각화하기 4)

경향성을 보기위해 왼쪽 시간을 와 같이 연번으로 변경한 뒤 1,2....

그래프 차원 꺽은선형 로 변환한(2 ) 다.

어떤 경향성이 있는지 탐구해보자

5) .

다른 개의 행성도 같은 방식으로 모두 그래프로 변환하여 6) 4

경향성을 살펴보자

.

개의 행성 데이터를 그래프로 나타낸 것을 비교하여 분류한다

7) 5 .

출처 http://t2m.kr/z4JhJ

- [ 활 동 지 2 ] 케 플 러 망 원 경 이 수집한 데 이터를 활용하 여 통과법에 의해 행성을 찾는 과정을 재현한다.

- 액셀 사용법이 익숙하지 않은 학생들이 많아 시간이 오래 걸 린다.

- 오피스 프로그 램의 버전에 따 라 보이는 가 UI 달라 혼란을 야 기 할 수 있다.

(19)

정리 분 (5 )

▫ 행성탐사 발표하기

- 케플러 HLSP의 데이터로 행성탐사 경향성 발표하기 - 우주에서 데이터가 갖는 의미 성차하기

진로활동 빅데이터 전문가 [ ]

- 정의 대량의 데이터로 사람들의 행동이나 시장의 변화 등을 : 분석하는데 도움이 되는 정보를 제공

- 역할 데이터 수집 데이터 저장 및 분석 데이터 시각화 담당: , , - 직업 정보통신기술분야 시스템 소프트웨어 개발자등: , - 흥미 탐구형 기업형: ,

- 적성 창의력 수리논리력 : , 출처 커리어넷

차시예고 통과법을 통해 찾은 제 의 지구를 탐구하기

[ ] 2

- 빅데이터 전문 가에 대해 진로 를 탐색하고 다 양한 영상자료 로 설명한다.

- http://t2m.kr/BK TCA

- 참 고 자 료[ 4 ] 을 참조해서 빅 데이터전문가에 대한 정보를 제 공한다.

지도상 유의점

- 통과법의 경우 PC환경이 구축되었을 경우 개인별 실습을 할 수 있지만 교실수업이나 PC환경이 아닌 온라인수업에서는 교사의 시범활동으로 전개를 한다.

(20)

01 중 학 교

단원 (3) 별과 우주 준비물 활동지 스마트기기, 교육과정

성취기준 [9 23-04] 우주 탐사의 의의와 인류에게 미치는 영향을 조사하여 발표할 수 있다.과

유의점( )※

도입 분 (10 )

들어가며 [ ]

지난시간 학습한 통과법은 빅데이터를 활용하여 제 의 지구2 를 찾는 방법이다 그럼 우리가 찾은 제 의 지구에는 어떤 것. 2 들이 있으며 어떤 행성에 탐사선을 보내야 할까?

▫ 우주탐사선 보이저 호가 밝혀낸 태양계 끝2

- 1977년 월 일에 발사되어 년 만에 태양계 이탈 8 20 42 - 태양권계면 통과를 통해 태양계의 현상을 이해 - 보이저 호는 목성의 대적점과 대기를 최초로 촬영1

출처 https://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2019/11/06/2019110600174.html

▫ 우주탐사의 과정과 탐사선

- 우주탐사의 방법 인공위성 우주정거장 우주로봇 탐사선: / / / - 미국과 소련의 탐사경쟁

- 행성 탐사 금성탐사 매리너 호 화성탐사 혜성탐사 등 활발: ( 1 ), , - 화성탐사로봇 큐리오시티 핵에너지 동력 분화구 탐험, : ,

사진 : ©NASA

- 행성탐사의 역 사에 대해 간략 하게 추가로 안 내한다.

- http://t2m.kr/Ot T3k

- 우주탐사의 다 양한 방법에 대 해 안내하고 최 근 발사한 화성 탐사로봇에 대 해 언급한다.

- http://t2m.kr/H 0Kty

(21)

전개 분 (30 )

행성 탐사선 특징

수성

매리너 호10 최초 참사 중력 도움 비행,

메신저 궤도탐사 북극 얼음발견 표면, , 지도 완성

금성 마리너 호2 표면온도 450도 측정 베네라 금성 착륙, 23분 자료전송

화성 바이킹 호1 최초 착륙

패스파인더 착륙 및 탐색

목성 파이어니어 최초 근접 촬영

보이저 위성 대기 대적점 확인, ,

토성 보이저1,2호 위성 지표 이미지 촬영 카시니 호이겐스- 타이탄 지표 착륙

탐구 제 의 지구가 될 태양계 내 행성 및 위성 [ 2] 2

이름 특징

엔켈라두스

- 토성의 위성 - 99%의 물로 된 얼음

- 101개의 간헐천 카시니 관측( )

에우로파 - 목성의 대 위성4

- 3km의 얼음과 심해상 액체 생명체( )

화성 - 지구와 온도 비슷 양극점에 물 존재, - 95%이산화탄소, 4%질소, 1%산소

타이탄

- 토성의 최대 크기 위성 - 강과 호수 액체 천연가스( ) - 97%질소, 2%질소

이오 - 목성의 위성 - 화산활동 높은 기온,

- [ 활 동 지 3 ] 우주탐사를 위 한 방법이 어떤 역할을 하는지 설명한 뒤 과거 우 주 탐 사 선 에 대한 자료를 분 석하여 특징과 역할에 대해 탐 한다.

- 참 고 자 료[ 5 ] 우주탐사선카드 를 개인별 또는 모둠별로 배부 한다.

(22)

01 중 학 교

탐구 제 의 지구가 될 행성 찾기 [ 3] 2

▫ 탐구과정

① 행성의 특성에 대해 토론하기

② 모둠에서 탐사를 하고 싶은 행성선택하기

③ 탐사를 하고 싶은 목적과 이유 설명하기

④ 어떤 방식으로 탐사를 할 예정인지 계획세우기

⑤ 선택한 탐사선에 대해 설명하기 참고자료 참조( 6 )

궤도선 착륙선

탐사차 기타

사진 : ©NASA / JPL-Caltech

⑥ 탐사선의 종류를 선택한 이유 설명하기

▫ 탐구활동

① 탐사행성에 대한 자료를 추가 조사하기

② 탐사행성에 대한 탐사계획서 작성하기

- 참 고 자 료[ 5 ] 를 통해 탐사선 의 종류와 특징 에 대한 카드를 활용하여 학생 들이 탐사선의 종류를 탐색할 수 있도록 안내 한다.

정리 분 (5 )

- 탐사 행성의 선정 및 이유를 선정한다.

- 우주 탐사선에 필요한 과학적 기능에 대해 발표한다.

차시예고 우주 탐사선의 디자인하기 [ ]

- 탐사를 해보고 싶은 행성을 선 정한 뒤 그 이유 에 대해 발표할 수 있도록 안내 한다.

지도상 유의점

- 태양계 내에서 우리가 직접 탐사를 하고 있거나 탐사 예정인 행성 중 하나를 선택하여 그 곳을 탐사할 우주선을 디자인할 수 있도록 안내한다 그리고 단순 디자인이나 그림으로 표현하. 는 것이 아니라 과학적인 논리와 구조를 통해 행성 탐사의 역 할을 할 수 있는 기능이 필요함을 주지시킨다.

(23)

대상 과목/ 중학교 미술/ 차시 4/5차시

단원 5. 생활이 아름다운 디자인 준비물 탐사선 카드 학생 활동지, 교육과정

성취기준

미 자신과 주변 대상 환경 현상의 관계를 탐색하여 나타낼 수 있다

[9 01-01] , , .

미

[9 02-06] 주제와 의도에 적합한 표현 매체를 선택하여 활용할 수 있다.

유의점( )※

도입 분 (10 )

▫ 내가 탐색한 행성에 갈 수 있는 우주탐사선을 디자인해보자 - 동기유발 발문 아래 탐사선은 어떤 행성을 가기 위해 만들어:

졌을까 아래 탐사선에는 어떤 기능이 있을까? ?

사진 : ©NASA 사진 : ©NASA

인사이트 탐사선 배치 상상도

[ ]

왼쪽 아래 지진계측기와 오른쪽 쪽 아래 지열탐지기가 부착됨

인사이트 탐사선 [

착륙 상상도]

출처 http://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/871920.html

산업 디자인에서 중요한 것은 무엇일지 함께 생각한다

- .

우주 탐사선 디자인 조건에 대해 탐구한다

- .

들어가며 [ ]

지난시간 학습안 통과법은 빅데이터를 활용하여 제 의 지구2 를 찾는 방법이다 그럼 우리가 찾은 제 의 지구에는 어떤 것. 2 들이 있으며 어떤 행성에 탐사선을 보내야 할까?

- 탐사선 인사이‘ 트 의 화성 착륙 ’ 기사를 공유하 여 학생들에게 학습 동기 및 상 황제시를 제시 한다.

- 학생들이 스스 로 우주탐사선 디자인에서 중 요한 것은 무엇 일지 생각해볼 수 있는 시간을 갖도록 발문한 다.

(24)

01 중 학 교

 우주 탐사에 대한 과학적인 지식과 행성의 지형 정보를 바 탕으로 과학적인 우주 탐사선 디자인

 우주 탐사선의 기능을 강조할 수 있는 디자인 설계

 우주 탐사선 스케치를 인공지능 프로그램을 활용하여 디자 인 완성

전개 분 (30 )

[탐구1] 내가 갈 행성의 특징

- 과학 시간에 학습한 행성 자료와 사이트를 활용하여 탐사선이 착륙할 행성을 선택하고 행성에 대한 정보를 탐구한다.

- 행성의 특징과 연결하여 탐사선에 강조하고 싶은 기능을 계획 한다.

탐구 우주 탐사선 아이디어 스케치 [ 2]

- 아이디어 스케치 종류에 대해 탐색한다.

섬네일스케치 - 여러 가지 아이디어를 작은 그림으로 자세하게 스 케치하는 것

러프스케치 - 레이아웃과 형태를 대략적으로 스케치 하는 것

스타일스케치 - 최종적으로 하나의 디자인 안을 선택하기 위해 완 성물과 같은 수준으로 표현하는 것

- 스케치 활동에 활용할 수 있는 표현 도구를 탐색한다.

- 전통적인 표현 도구에서부터 학생들이 생활 속에서 접한 스마 트도구를 활용한 경험으로 확장하여 생각할 수 있도록 한다.

- 스케치에 글씨가 있거나 드로잉 선이 명확하지 않는 경우 인공 지능 채색 프로그램이 흐릿하게 인지하여 채색이 잘 되지 않음 을 주의하여 스케치한다 스케치에는 글씨가 없는 것이 채색에 . 효율적이다.

- 활동지4-1에서 계획한 우주 탐사선의 기능이 최대한 이미지로 나타날 수 있도록 탐사선 카드를 참고하여 스케치한다.

탐구 우주 탐사선 디자인 완성 [ 3]

- 인공지능 프로그램을 활용하여 디자인을 완성한다.

- 인공지능 채색 프로그램을 활용한 활동 예시를 함께 확인한다.

출처 https://petalica-paint.pixiv.dev/

- 활 동 지[ 4 - 1 ] 에 행성의 정보 를 기입할 때 과 학 자료를 참고 할 것을 안내한 다.

- 차시에 학습한 3 탐사선 카드를 참고하여 활동[ 지 1-2]에 아이 디어 스케치를 구체적으로 계 획할 수 있도록 지도한다.

- 우주탐사선 디 자인 스케치를 할 때 행성의 특 징과 연계되어 우 주 탐 사 선 의 기능이 드러난 디자인을 계획 할 수 있도록 지 속적으로 안내 한다.

(25)

1. 활동지에 그린 스케치를 컴퓨 터에 업로드 한다 사진 찍은 . ( 후 메일로 전송 또는 드라이 브 공유)

2. 프로그램 사이트 메인 화면에 를 클릭하여 파일을 [upload]

업로드 한다.

3. 아이콘 [color] 아래 팔레트에서 원하는 색상을 선택하여 우 주 탐사선 스케치 속 원하는 부분에 간단히 색깔을 표시한 다.

4. 원하는 색을 표시하면 자동으로 채색이 완성된다.

5. 채색이 완성된 모습을 실시간으로 확인하며 변경 한다.

6. 왼쪽 아이콘에서 [line]을 선택하여 모드를 바꾸면 드로잉 선도 간단히 보완할 수 있다.

- 반복적인 시범 을 통해 프로그 램 활용방법을 안내하여 학생 들이 쉽게 활용 할 수 있도록 지 도 한다.

- 원격 수업 시 화 면을 공유하여 교사의 채색 시 범이 꼭 필요하 며 스마트폰을 실행한 경우와 컴퓨터로 실행 한 경우를 각각 보여주는 것이 효과적이다.

- 인공지능 채색 프로그램의 특 성상 배경까지 드로잉으로 인 지하여 채색이 명확하게 되지 않는 경우가 있 음을 주지시켜 드로잉 선을 선

명하게 사용하여

스케치 하도록

반복 안내한다

.

(26)

01 중 학 교

정리 분 (5 )

- 완성한 우주 탐사선 디자인과 아이디어 스케치 활동을 비교하 여 계획했던 우주탐사선의 기능이 잘 반영되었는지 확인하고 완성된 그림 파일을 저장한다.

차시예고 탐사계획 및 탐사선 소개영상 제작하기 [ ]

지도상 유의점

- 과학적이고 기능적인 우주 탐사선 제작이 목적이기 때문에 디 자인 컨셉을 계획할 때 과학적 정보를 바탕으로 구체적으로 계 획할 수 있도록 피드백을 제시한다.

- 컴퓨터 인공지능 프로그램을 활용하여 디자인 활동을 완성하기 때문에 모든 학생들이 프로그램을 사용할 수 있는 수업 환경이 마련된 장소에서 미술 수업을 진행한다.

- 스케치를 할 때 인공지능 채색프로그램이 명확히 인지할 수 있 도록 선명한 스케치를 진행하도록 안내한다.

- 계획서에서 구상한 기능이 반영된 스케치가 완성될 수 있도록 지도한다.

- 과제 제출 플랫폼을 활용하여 완성된 탐사선 디자인 파일을 학 생들이 공유하여 감상할 수 있도록 한다.

(27)

단원 (23) 별과 우주

준비물 학생 디자인 시안 영상 제작 도구 학생 활동지, , 3 교육과정

성취기준 [9 23-04] 우주 탐사의 의의와 인류에게 미치는 영향을 조사하여 발표할 수 있다. 과

유의점( )※

도입 분 (5 )

▫ 보이저호의 골든 레코드

- 인류가 우주의 가장 먼 곳까지 보낸 탐사선

- 외계인에게 보내는 편지 금으로 도금된 : 30cm 골든 레코드

사진 : ©NASA

- 골든 레코드가 인류 베스트앨범이라고 불리는 이유가 무엇인지 생각해 보자

출처 http://www.astronomer.rocks/news/articleView.html?idxno=87623

- 영상제작 어플 을 선택하여 소 개 영상을 제작 할 수 있도록 다 양한 어플 프로, 그램을 제시한 다.

전개 분 (30 )

▫ 행성 탐사선을 소개합니다“ .”

행성 탐사선 소개항목 1)

- 탐사 행성과 그 이유 - 탐사선의 명칭과 역할

- 탐사선에 디자인 요소 과학요소에 대한 설명,

제작과정 예 2) PP

행성의 특성 탐사선소개

- 효과적인 전달 을 위해서 영상 에 활용할 우주 탐사선 소개 대 본을 간략히 짠 뒤 제작할 수 있 도록 순서를 안 내한다.

- ppt 역시 버전에 따라 동영상을 제작할 수 없는 경우도 있으며 가 달라 혼란 UI

(28)

01 중 학 교

이미지를 동영상으로 변환하기 3) PPT

- 영상팀 : PPT의 녹화기능 활용

- 더빙팀 대본작성 및 클로바 더빙으로 녹음:

녹화

PPT 클로바더빙

파워포인트의 삽입메뉴에서 화‘ 면녹화 버튼을 누르고 음성에 맞’ 게 화면을 전환하면서 녹화한다.

클로바더빙

clovadubbing.naver.com

사이트에 접속해서 음성더빙을 제작한다.

이 발생할 수 있 음을 인지한다.

- 학생들이 기존 에 사용하던 영 상 제작 프로그 램을 사용하도 록 한다.

- 영상을 제작하 는 다양한 방법 을 소개할 필요 성이 있다.

정리 분 (10 )

제작한 우주 탐사선 소개 영상을 공유한다

- .

우주 탐사선 소개 영상 감상 활동지를 작성한다

- .

- 활 동 지[ 4 - 2 ] 행 성 탐 사 선 을 평 가 함 으 로 써 아이디어를 공 유하고 성찰할 수 있도록 안내 한다.

지도상 유의점

- 과제 탑재 드라이브가 유용하게 공유되어 모든 학생들이 서로 의 작품 소개 영상을 감상할 수 있도록 한다.

- 다른 친구들의 디자인을 유의미하게 감상할 수 있도록 과학 자 료와 디자인의 기능을 복습한 후 감상 활동지를 작성하도록 안 내한다.

(29)

6 미디어 콘텐츠 개발 활용 계획 ‧

 1차시는 현재 과학 천문학 에서 활발히 연구되고 있는 골디락스 행성을 찾는 활동에 대( ) 한 미디어 자료를 제시한다 다양한 뉴스 자료를 통해 생명체 거주 가능 행성에 대한 기. 사가 업데이트되고 있으므로 최근 웹 자료를 활용하는 것이 학생들의 몰입도를 높이는데 효과적이다 특히 스피츠 우주망원경을 통해 해마다 골디락스 행성을 추가하고 있으며 . 향후 몇 년 이내 제임스 웹이라는 고해상도 망원경을 통해 더욱 많은 외계행성이 관측될 것이므로 우주망원경과 관련된 미디어콘텐츠 자료를 활용하도록 한다.

 2차시는 인공지능을 통해 외계 행성을 찾는다는 다큐 및 영상을 통해 제시한다 인공지. 능과 우주과학이 연결될 수 있는 중요한 콘텐츠이며 우주에서 야기되는 다양하고 방대. 한 데이터를 처리하기 위한 방안으로 인공지능이 활용됨을 제시하도록 한다 이어서 인. 공지능을 이해할 수 있는 영상클립 개념 알고리즘 사례 을 제작하여 교실 수업 및 원격( , , ) 수업에서도 활용하도록 한다.

 3차시는 외계 행성을 탐사하는 방법이 소개된 영상을 도입부에 제시함으로써 인류의 과 학적인 노력이 외계 생명체를 찾는데 어떤 영향을 줄 수 있는지 인식할 수 있도록 하며, 통과법을 설명할 수 있는 영상과 이미지 자료를 통해 항성과 행성의 데이터가 갖는 의미 에 대해 탐구하도록 한다.

 4차시는 현존하는 탐사선에 대한 정보가 담긴 카드 및 영상을 활용하여 학생들이 탐사 선을 과학적으로 탐구하고 디자인할 수 있도록 안내한다.

 5차시는 보이저호의 탐사임무가 담긴 동영상 자료 및 보이저호의 골든 레코드와 같이 동기를 유발할 수 있는 이미지를 통해 모둠별 탐사선의 소개 영상을 제작하는데 참고하 고 방향을 제시할 수 있도록 한다.

(30)

01 중 학 교

7 평가계획

수행 관찰 평가 기준표 ,

수행 관찰 평가 기록지 ,

평가 영역 번호 이름

창의적 설계 감성적 체험

외계행성 데이터분석

행성탐사선 디자인

행성탐사선

소개영상 집중과 끈기 흥미와

참여도 창의성

평가영역 평가

항목

평가 척도

상 중 하

창의적 설계

외계행성 데이터

분석

외계행성의 데이터를 과 학적이고 논리적으로 경 향성을 분석함

외계행성의 데이터에 대 한 경향성을 찾음

외계행성에 대한 데이터 를 그래프로 전환함

행성 탐사선 디자인

행성의 물리적인 성질과 정보를 바탕으로 과학적 이고 효율적인 탐사선을 설계함

행성의 물리적인 성질과 정보를 바탕으로 과학적 으로 구상하였지만 효과 적으로 표현하지 못함

행성의 물리적인 성질을 고려하여 작품을 제작함

행성 탐사선

소개 영상

과학적 디자인적 요소를 , 바탕으로 행성 탐사선의 기능과 역할을 효과적으 로 설명함

디자인 요소를 바탕으로 행성 탐사선의 기능을 설 명함

행성 탐사선에 대한 소개 를 영상으로 표현하여 설 명함

감성적 체험

집중과 끈기

과제에 대한 집중력이 좋 으며 과제를 끈기 있게 해결함

과제에 대한 집중력은 있 으나 끈기가 부족함

과제에 대한 집중력과 끈 기가 부족함

흥미와 참여도

새로운 내용을 배우고 싶 어하며 도전 과제 해결을 위해 적극적으로 참여함

새로운 내용에 대해 약간 의 흥미가 있으며 도전 과제 해결 과정에 어려워 하지만 참여함

새로운 내용에 대해 흥미 가 거의 없으며 도전 과 제 해결 과정에 거의 참 여하지 않음

창의성

문제를 해결하는 과정에 서 유창성 융통성 독창, , 성 정교성이 두드러지게 , 나타남

문제를 해결하는 과정에 서 유창성 융통성 독창, , 성 정교성이 가끔씩 나타, 남

문제를 해결하는 과정에 서 유창성 융통성 독창, , 성 정교성이 거의 나타나, 지 않음

(31)

학생 자기 동료 평가 기준표 /

평가 방법

평가

영역 평가기준 평가 척도

상 중 하

자기 평가

감성적 체험

즐거운 마음으로 적극적으로 활동에 참여하였는가 흥미 참여도? ( , ) 모둠별 도전 과제 해결을 위해 스스로 기여했다고 생각하는가 성? ( 취감 보람, )

창의적 설계

외계 행성 데이터를 그래프로 전환하여 효과적으로 분석하여 경향 성을 탐구하였는가?

과학적 디자인적 요소를 반영하여 행성의 물리적인 특성과 정보를 , 활용한 행성탐사선을 표현하였는가?

행성 탐사선의 과학적인 탐사와 구조 및 기능을 효과적으로 영상을 통해 설명하였는가?

동료 평가

창의적 설계

모둠별로 역할 분담이 잘 되었으며 협동적으로 활동이 이루어졌는 가?

학교생활기록부 기재 예시

학생생활기록부 기재 예시 자료 기재 상황 예시

과학

외계행성의 탐사방법 중 통과법을 활용하여 행성의 밝기 데이터를 효과적으로 분석하였으며 밝기변화의 주기성이 갖는 의미에 대해 성, 찰함 특히 행성의 물리적인 요인과 특성을 고려하여 지형에 대한 과. 학적인 접근을 토대로 행성의 착륙선을 구상하여 발표함

통과법을 활용하여 외계행성을 탐사하 는 모습을 모사하 는 활동이 갖는 의 미를 학생의 성찰 과정을 통해 기술

미술

목성의 위성을 탐사하기 위한 탐사선을 과학적이고 기능적으로 설계하여 디자인 컨셉을 계획하였으며 인공지능 서비스 프로그, 램을 효과적으로 활용하여 아이디어를 시각화하여 표현하고 논 리적으로 발표함

과학적인 설계와 기능적인 디자인 컨셉을 나타낼 수 있도록 개별적으로 기술

(32)

01 중 학 교

8 학습내용

①

내용 [ 자료 ]

골디락스 제 의 지구를 찾아라, 2

■

 태양계의 행성과 생명 - 태양계

- 내행성과 외행성

 골디락스 지대를 통한 외계 생명 조건

- 엘론 머스크의 도전 http://t2m.kr/i4ff3 - 태양계 http://t2m.kr/JOfoS

- 골디락스존 http://t2m.kr/bBhNN

②

내용 [ 자료 ]

데이터로 만나는 외계 행성

■

 빅데이터와 인공지능으로 우주 탐구

 외계행성 데이터를 통한 경향성 탐구

- 우주탐사 빅데이터 http://t2m.kr/uC4EH - 인공신경망 http://t2m.kr/aYwhm

- 우주신비 가 풀어낸다 AI http://t2m.kr/k8C1R - 통과법 http://t2m.kr/QmFBv

- 캐플러 망원경 수집 http://t2m.kr/z4JhJ

③

내용 [ 자료 ]

행성 탐사선 알아보기

■

 행성 탐사선의 종류와 기능

 탐사 가능한 태양계 내 행성 탐구

- 보이저 호 2 http://t2m.kr/5aHGb - 행성탐사의 역사 http://t2m.kr/OtT3k - 퍼시비런스 http://t2m.kr/H0Kty

➃

내용 [ 자료 ]

행성 탐사선 디자인하기

■

 행성의 물리적 특성에 맞는 탐사선 설계

 과학적인 역할 기능과 구조 탐구,

- 탐사선 인사이트 http://t2m.kr/3hiBp - 페탈리카페인트 http://t2m.kr/7zydl

➄

내용 [ 자료 ]

행성 탐사선을 소개합니다

■

 탐사선의 소개 영상제작 서비스 활용(AI )

 탐사선 소개 영상의 공유 및 평가

- 골든 레코드 http://t2m.kr/nW67h

(33)

활동지 1-1 태양계의 행성

학년 반 번 이름

( ) ( ) ( ) ( )

1. 태양계의 행성

태양계 행성

1) :

수성 금성 지구 화성 목성 토성 천왕성 해왕성 󰃚 , , , , , , ,

내행성과 외행성을 정리해보자

2) .

내행성

외행성

지구형 행성과 목성형 행성의 특징을 그래프를 통해 정리해 보자

3) .

▴지구형 행성과 목성형 행성의 특징 비교

구분 행성 반지름 질량 평균

밀도 고리 위성 수

지구형 행성

목성형 행성

(34)

01 중 학 교

활동지 1-1 태양계의 행성

( ) ( ) ( ) ( )

2. 태양계의 행성

태양계 행성

1) : 태양을 중심으로 같은 방향으로 공전하는 행성 수성 금성 지구 화성 목성 토성 천왕성 해왕성 󰃚 , , , , , , ,

내행성과 외행성을 정리해보자

2) .

내행성 지구 공전 궤도의 안쪽에서 공전하는 행성 ⇨ 수성 금성,

외행성 지구 공전 궤도의 바깥쪽에서 공전하는 행성 ⇨ 화성 목성 토성 천왕성, , , , 해왕성

지구형 행성과 목성형 행성의 특징을 그래프를 통해 정리해 보자

3) .

▴지구형 행성과 목성형 행성의 특징 비교

구분 행성 반지름 질량 평균

밀도 고리 위성 수

지구형 행성 수성 금성, ,

지구 화성, 작다 작다 크다 없다 없거나

적다 목성형 행성 목성 토성, ,

천왕성 해왕성, 크다 크다 작다 있다 많다

(35)

▶ 제 의 지구는 행2 성이므로 우리가 속해있는 태양계의 행성을 먼저 확인 하고 이해하는 과 정이 선행되도록 한다.

▶ 지구형 행성과 목 성형 행성을 통해 행성의 특성을 이 해하고 학생들이 스스로 분류할 수 있도록 지도한다.

▶ 원격수업의 경우 라 이 브 워크 시 트 와 같은 SW를 활용하 여 온라인 활동지 로 변환하여 활용 가능하다.

(36)

01 중 학 교

활동지 1-2 골디락스 제 의 지구를 찾아라, 2 .

( ) ( ) ( ) ( ) 골디락스 지대란 무엇인지 요약해 보자

1. .

다음은 골디락스 지대를 지닌 각 유형의 별들을 나타낸 것이다

2. .

각 유형의 특성을 정리해 보자

1) .

유형 방사선 양 전체 별의 비율 별의 수명

M K G

위 특성을 근거로 생명이 살 수 있는 행성으로 가장 적합한 것을 찾고 설명해 보자

2) .

(37)

활동지 1-2 골디락스 제 의 지구를 찾아라 교사용, 2 . ( )

( ) ( ) ( ) ( ) 골디락스 지대란 무엇인지 요약해 보자

1. .

한 항성 주위에서 지구와 비슷한 생명체가 발생할 수 있는 행성의 공전 영역으로 생명체 거주가능 영역이라고 한다 이는 지구상의 . 생명체들이 살아가기에 적합한 환경을 지니는 우주 공간의 범위를 말한다 항성계 내에 있는 항성 주위 생명체 거주가능 영역에서 생명이 . 태어날 확률이 크다 이러한 지역을 그린벨트 골디락스 지대 생명체 . ' ', ' ', ' 영역 생태권 등으로 불린다 여기서 골디락스 지대란 너무 차갑지도 ', ' ' . 않고 뜨겁지도 않은 적당한 온도의 지대라는 의미이다, .

다음은 골디락스 지대를 지닌 각 유형의 별들을 나타낸 것이다

2. .

각 유형의 특성을 정리해 보자

1) .

유형 방사선 양 전체 별의 비율 별의 수명

M 태양에 400배 방출 우리은하의 73% 수명길다(1000억년) K 상대적으로 적게 방출 우리은하의 13% 수명 중간(400억년) G 비교적 적게 방출 우리은하의 6% 수명짧다 (100억년정도) 위 특성을 근거로 생명이 살 수 있는 행성으로 가장 적합한 것을 찾고 설명해 보자

2) .

생명이 살 수 있는 행성을 찾기에는 형 왜성 가운데 이 가장 적합할 것으로 생각된다K ( ) . 태양의 배나 되는 4 400억 년이란 긴 수명을 갖고 있을 뿐더러 그렇게 드물지도 않다 또. 한 상대적으로 넓은 생명 거주 가능 구역을 갖고 있으며 유해 방사선도 그리 많이 내뿜 지 않는다 이 유형의 골디락스 존 별들은 우리은하의 별의 약 . 13%를 차지한다.

(38)

01 중 학 교

활동지 활동 시 유의사항 [ 1-2]

▶ 수업시간 골디락스 존에 대해 학습하 고 활동지를 적어 보도록 한다.

▶ 구글 설문지를 활 용하여 미션 형태 로 부여한 활동에 서 골디락스 존의 의미를 다시 확인 한다.

(39)

활동지 우주 빅데이터와 인공지능2

( ) ( ) ( ) ( )

1. 다음의 이미지를 보고 천문데이터를 빅데이터로 부르는 이유를 설명해 보자

케플러 망원경의 데이터를 통해 외계행성 탐사하기 2.

내가 선택한 행성은

1) ?

수집 데이터를 통해 분석한 경향성을 그려보자

2) .

경향성을 통해 내가 알아낸 사실을 작성해 보자

3) .

(40)

01 중 학 교

활동지 활동 시 유의사항 [ 2]

▶ 학생들의 흥미를 유발하기 위해 구 글 설문지를 활용 해 방탈출 형태로 미션을 제공해 자 료를 해석할 수 있 도록 안내한다.

‘

▶ 주어진 자료를 이 용해 그래프 형태 로 경향성을 나타 내도록 한 후 온라 인 과제 형태로 제 출한다.

(41)

활동지 행성과 탐사선3

( ) ( ) ( ) ( ) 보이저가 찾은 태양계의 끝은 어떤 형태인지 요약해서 작성해 보자

1. .

다음의 우주 탐사를 위한 기기들은 어떤 역할을 하는지 작성해 보자

2. .

사진 : ©NASA

다음의 탐사선은 어떤 역할을 했는지 요약해서 정리해보자

3. .

행성 탐사선 특징과 역할

수성 매리너 호10 메신저

금성 마리너 호2 베네라

화성 바이킹 호1 패스파인더

목성 파이어니어 보이저

토성 보이저1,2호 카시니 호이겐스-

(42)

01 중 학 교

▶ 보이저가 촬영한 영상을 시청 한 뒤 태양계의 끝부분을 묘사할 수 있도록 안내한다.

▶ 우주탐사선의 종류 에 대해 이해하고 각각 어떤 역할을 하고 있는지 탐구 하여 정리하도록 지도한다.

▶ 과거 또는 현재의 우주탐사선에 대해 특징과 역할을 수 집하여 요약 정리 하도록 안내한다.

(43)

활동지 4-1 행성 탐사선 아이디어 스케치

( ) ( ) ( ) ( ) 미션 내가 선택한 행성에 착륙하기 위한 탐사선을 디자인해보자

내가 착륙할 행성 1.

행성 이름

행성에 대한 정보 및 행성의 특징

우주탐사선에 필요한 기능 번에서 선택한 행성의 특성과 연관 지어 구상해주세요

2. (1 )

우주탐사선 이름

우주탐사선에 필요한 기능

(44)

01 중 학 교

▶ 과학 시간에 탐구 한 행성 내용을 토 대로 개별적으로 보충 조사하여 행 성에 대한 탐구한 다.

▶ 우주 탐사선의 기 능과 행성의 특징 을 연결하여 기능 구상한 뒤 우주 탐 사선 카드 참고하 여 기능 구체화한 다.

▶ 생명체 탐사가 이 루어 졌던 행성 및 , 위성들을 참고하여 가상의 제 ‘ 2 지구’ 가 가질 수 있는 환경에 대한 생각 을 갖도록 하고 탐 사선에 필요한 기 능을 기존의 탐사 선을 활용하여 생 각해 보도록 한다.

(45)

활동지 4-2 행성 탐사선 아이디어 스케치

( ) ( ) ( ) ( )

미션 내가 선택한 행성에 착륙하기 위한 탐사선을 디자인해보자

번에서 구상한 내용을 토대로 행성 탐사선을 구체적으로 스케치 해보자

3. 1~2 .

우주 탐사선의 부분별 기능을 설명하여 디자인을 구체화 해보자

( )

(46)

01 중 학 교

▶ 수업에 제공된 탐 사선 카드 이미지 참고하여 이미지를 구체화하도록 지도 한다.

▶ 인공지능 채색 프 로그램의 명확한 이지를 위한 선명 한 드로잉 선 활용 하여 스케치를 하 도록 안내한다.

▶ 계획서를 참고하되 스케치에는 기능에 대한 설명을 적시 하지 않고 이미지 로만 완성하도록 설명한다.

(47)

활동지 행성 탐사선 평가하기 5

( ) ( ) ( ) ( )

미션 친구들이 제작한 행성 탐사선의 소개 영상을 평가해 보자.

행성 탐사선 평가 기록지 행성

탐사선 이름

평가

항목 우수한 점 보완할 점

과학 디자인

자기평가 행성 ( )

■ 탐사선 디자인 활동을 하고 난 후 느낀 점을 적어주세요

(48)

01 중 학 교

▶ 학생들이 직접 제 작한 영상을 시청 한 후 평가 기록지 를 작성하도록 안 내한다.

▶ 과학과 미술의 교 과수행평가와 연계 하여 학생들 상호 동료평가 자료 및 과정중심평가를 위 한 기록으로 활용 한다.

(49)

참고자료 골디락스 존이란1 ?

골디락스 행성은 어떤 항성의 생물권 안을 돌고 있는 외계 행성을 다르게 표현한 말로 종, 종 지구 정도 크기의 행성을 가리키는 말로 쓰인다.

어원 [ ]

이 명칭은 골디락스와 세 마리 곰《》(Goldilocks and the Three Bears)이라는 이야기에서 따 온 것이다 이 동화의 주인공인 소녀 골디락스는 숲 속에서 길을 잃고 헤매다가 빈 집. 을 찾아 들어갔다 집 안 식당에는 죽 세 그릇이 있었는데 너무 뜨거운 것도 너무 차가운 . 것도 아닌 적당하게 따뜻한 죽을 찾아 먹는다 침실의 침대도 셋 중 딱딱하지도 너무 폭, . 신하지도 않은 적당히 부드러운 것을 선택한다 마찬가지로 골디락스 행성은 어머니 항성, . ' 으로부터 너무 멀지도 너무 가깝지도 않아서 적당하게 따뜻한 온도가 형성될 수 있는 위, 치를 도는 행성은 생명체가 번성하기에 알맞다 라는 의미를 담고 있다' .

논점 [ ]

골디락스 행성은 그 곳에 지성체가 살고 있든지 아니면 먼 미래 그 곳을 인류가 개척 제, , 의 지구처럼 꾸며서 살 수 있을 가능성이 있음을 고려할 때 천문학자들에게 있어 관심의 2

대상이 되고 있다 드레이크 방정식의 변수 중 하나인 는 어떤 행성계 내에 생명을 품는 . ne 행성이 있을 확률이다 태양계 밖에서 골디락스 행성들을 발견하는 것은 이전까지는 미지. 의 값으로 여겨져 온 해당 변수를 좀 더 선명하게 밝히는 데 도움이 될 것이다.

(50)

01 중 학 교

다만 변수의 크기에 대해서는 상반된 견해가 대립하고 있다 변수의 값을 극히 작게 잡는 . 천문학자들은 생명체가 발생하기 위해서는 단순히 행성이 생물권 내에 있는 것만으로는 ' 부족하며 여간해서는 일어나기 힘든 사건 및 정황들이 발생해야 한다 라고 주장한다, ' . 이들의 논리를 정리한 것이 희귀한 지구 가설이다 반대로 평범성의 원리를 신봉하는 . 자들은 변수의 값을 높게 잡는데 이들은 우주에는 수많은 골디락스 행성들이 있고 , 마찬가지로 수많은 외계 지구가 존재할 것이라고 주장한다 즉 지구는 특별한 존재가 . 아니라는 것이다.

탐사 계획

[ ]

프랑스 CNES와 유럽 ESA이 주관하는 COROT 망원경이 2006년 발사되었다.

미국 NASA가 주관하는 케플러 우주 망원경이 2009년 발사되었다 케플러 미션은 지구 . 크기의 골디락스 행성을 찾는 것을 주 임무로 하고 있는데 케플러 망원경을 이용하여 , 생물권 안에 있는 행성들을 연구하고 그 특징을 분석할 계획이다.

년 유럽 우주국 은 다윈 우주 망원경을 발사할 계획이다 다윈 계획은 개에서

2015 (ESA) . 4

개의 망원경을 사용할 예정이다

9 .

처녀자리 70 b가 생물권 내를 돌고 있다는 이유로 골디락스 라는 별명을 얻은 적이 있다' ' . 그러나 이후 연구를 통해 이 행성은 생명체가 살기에는 지나치게 뜨거운 것으로 밝혀졌다.

지금까지는 글리제 581 d의 환경이 생명체가 발생하기에 가장 적합한 것으로 여겨지고 있다.

출처 위키백과

| :

https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%83%9D%EB%AA%85%EC%B2%B4_%EA%B1%B0%EC%A3%BC%EA%B 0%80%EB%8A%A5_%EC%98%81%EC%97%AD

01 인공지능과 공존하는 우주생활

Contents

1

06

2

07

3

08

4

09

5

11

6

29

7

30

8

32

9

84

10

85

01

중 학 교 차시구성계획

■

01

중 학 교

프로그램명 인공지능과 공존하는 우주생활 :

1 주제 개요

2 학습 목표

▎내용 목표

▎과정 목표

▎창의적 사고기능 및 태도 목표

01

중 학 교

3 STEAM 과목 요소

▎ S : 태양계 과학기술과 문명 /

▎ T, E : 첨단기술 인공지능 ( )

▎ A : 체험 표현 ,

4 차시구성 계획

준거틀 구성계획

| STEAM

01

중 학 교 프로그램 내용

|

5 차시별 교수 학습 과정

01

중 학 교

01

중 학 교

01

중 학 교

01

중 학 교

01

중 학 교

01

중 학 교

01

중 학 교

01

중 학 교

01

중 학 교

6 미디어 콘텐츠 개발 활용 계획 ‧

01

중 학 교

7 평가계획

수행 관찰 평가 기준표 ,

수행 관찰 평가 기록지 ,

학생 자기 동료 평가 기준표 /

학교생활기록부 기재 예시

01

중 학 교

8 학습내용

01

중 학 교

01

중 학 교

01