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2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서

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Academic year: 2022

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(1)

2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서

2021. 11.

장천초등학교

(2)

과제명 2021년 STEAM 교사연구회 운영

구분

연구회 구성 유형 (택 1) 프로그램 개발유형 (택 1)

① 융합학습공동체형

( ○ )

1. 자유학기제형

( )

6. 학생 주도 참여형

( )

2. 첨단기술 및 ICT 교구 활용형

( ○ )

7. 고교학점제 기반 학습형

( )

3. 온라인 기반 학습형

( )

8. 예·체능 중심 활동수업형

( )

4. 지역사회 연계형

( )

9. 유·초등 연계형

( )

5. 교육소외계층 포용형

( )

10. 자율선택형 (학교 자체 개발 프로그램)

( )

② 글로벌형

( )

StarT 프로그램 참여를 통한 프로그램 개발

프로그램 정보

프로그램명 모두가 즐거운(All Intereting) 단계적 AI 교육 프로그램

신규 개발 기 개발

학교급 초등학교 대상 학년(군) 3~6학년

중심과목 과학 중심과목 성취기준 영역

[초등학교 3~4학년] (3) 동물의 생활 [초등학교 3~4학년] (5) 식물의 생활 [초등학교 3~4학년] (12) 혼합물의 분리 [초등학교 5~6학년] (5) 생물과 환경 [초등학교 5~6학년] (6) 날씨와 우리 생활 [초등학교 5~6학년] (17) 에너지와 생활

연계과목

국어, , 수학, , 도덕, , 실과 , 미술

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 3~4학년] 쓰기 [초등학교 5~6학년] 쓰기

[초등학교 3~4학년] (5) 자료와 가능성 [초등학교 5~6학년] (5) 자료와 가능성 [초등학교 3~4학년] (2) 표현 [초등학교 5~6학년] (4) 기술 시스템 [초등학교 5~6학년] (5) 기술 활용 [초등학교 5~6학년] (2) 타인과의 관계

연구기간 2021.4.29. ~ 2021.11.30.

신청금액 일금사백만원(₩4,000,000)

참여연구원 총 6명 (연구책임자: 1명, 참여연구원: 5명) 연구 수행자에 관한 사항

구분 소속(학교명) 직위 성명 담당과목

연구책임자 장천초등학교 교사 김상철 초등교육

참여연구원 화흥초등학교 교사 나상호 초등교육

참여연구원 영암초등학교 교사 차다예 초등교육

참여연구원 완도중앙초등학교 교사 박지이 초등교육

참여연구원 완도중앙초등학교 교사 하선용 초등교육

노화북초등학교 교사 박영후 초등교육

2021년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 STEAM 교사연구회를 운영한 결과로써 본 보고서를 제출합니다.

2021년 11월 8일

주관연구기관장 : 홍 경 환 (직인)

연구책임자 : 김 상 철 (서명 또는 인)

한국과학창의재단 이사장 귀하

(3)

“이 보고서는 2021년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

(4)

목 차

1. 요약문

··· 01

2. 서론

··· 01

3. 연구 수행 내용 및 결과

··· 02

가. STEAM 프로그램 개발‧적용 ··· 03

(1) 프로그램 개발 내용 (2) 프로그램 개발‧적용 결과 나. 성과 확산 및 실천 ··· 04

(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

··· 06

[부록]

부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물(교수학습지도안, 교사용 참고자료, 학생용 활동지) 부록2. STEAM 교사연구회 주최 워크숍

부록3. STEAM 확산 실천 사례

(5)

1. 요약문

◦ 미래사회의 변화에 두려움 없이 대처하고 인공지능을 활용하여 문제를 창의적으로 해결할 수 있도록 단계적 인공지능 교육 프로그램을 개발하였다.

◦ 교육부「초등 인공지능 교육 내용 기준」을 기반으로 단계적 STEAM 프로젝트 수업을 운영하였다. 초등학교 3~4학년군과 5~6학년군 수준을 고려하여 STEAM 프로그램을 개발하였다.

◦ 교실 대면 수면과 온라인 수업 환경 모두에 적용 가능하도록 학생들의 협업, 자기주도적 학습을 제공하는 프로그램을 개발하였다.

2. 서론

우리 아이들이 살아갈 사회는 인공지능 기술이 기존 단순 반복 업무의 일자리를 대 체하지만, 새로운 유형의 일자리가 대폭 증가할 것으로 전망하고 있다. 2030년까지 전 세계 일자리의 15%~30% 자동화가 예측되며, 한국은 기존 일자리 700만 개가 감소하고, 신규 최대 730만 개 창출이 예상된다고 한다.(맥킨지 2017~2018) 따라서 인공지능 기술 발달로 인한 패러다임 변화에 대응하기 위해 미래를 살아갈 학생들에게 기초 소양으로 서 인공지능 교육의 중요성이 강조되고 있다.

인공지능 교육은 2015 개정 교육과정에서 도입된 소프트웨어 교육의 연장선에 있는 것으로, 「초·중고 인공지능 교육 내용 기준」은 소프트웨어 교육을 기반으로 학교급 별 학생 수준에 맞는 인공지능 교육 방안을 제시하고 있다. 본 연구회에서는 인공지능 교육 내용 기준에 맞춰 인공지능에 대한 이해와 올바른 태도를 갖고, 인공지능을 활용 하여 다양한 문제를 창의적이고 융합적으로 해결할 수 있는 역량을 기를 수 있도록 STEAM 프로그램을 개발하고 운영하였다.

<인공지능 등 과학기술로 인한 미래직업 변화 트랜드>

출처:‘10년 후 대한민국, 미래 일자리의 길을 찾다’, 과학기술정보통신부 미래준비위원회

(6)

3. 연구 수행 내용 및 결과

STEAM 프로그램

구분

프로그램명

모두가 즐거운(All Interesting) 단계적 AI 교육 프로그램

선행

프로그램명

해당 없음

학교급

초등학교 대상 학년(군) 3~6학년

목표 수혜학생 수 196명

중심과목

과학 중심과목

성취기준 영역

[초등학교 3~4학년] (3) 동물의 생활 [초등학교 3~4학년] (5) 식물의 생활 [초등학교 3~4학년] (12) 혼합물의 분리 [초등학교 5~6학년] (5) 생물과 환경 [초등학교 5~6학년] (6) 날씨와 우리 생활 [초등학교 5~6학년] (17) 에너지와 생활

연계과목

국어 수학 미술 실과 도덕

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 3~4학년] 쓰기 [초등학교 5~6학년] 쓰기

[초등학교 3~4학년] (5) 자료와 가능성 [초등학교 5~6학년] (5) 자료와 가능성 [초등학교 3~4학년] (2) 표현

[초등학교 5~6학년] (4) 기술 시스템 [초등학교 5~6학년] (5) 기술 활용 [초등학교 5~6학년] (2) 타인과의 관계

개발계획

주제 연번 차시

(시수) 과목 연계(안)

1 2 과학(1) + 국어(1)

2 3 과학·수학(1) + 국어·미술(1)

3 4 과학(1) +도덕(1)

4 3 과학(2) + 실과(1)

5 2 과학(1) + 실과(1)

6 2 국어(1) + 미술(1)

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 16차시

수업 적용 기간 2021. 9. 1. ~ 2021. 10. 31.

(STEAM 수업) 수혜학생 수 영암초등학교, 완도중앙초등학교 등 196명 학생 태도검사 1차(사전) 검사 7월 6일 ~ 9일, 9개 학급(196명) 실시 완료

2차(사후) 검사 10월 18일 ~ 22일, 9개 학급(196명) 실시 완료 학생 및 교사 만족도조사 10월 22일 실시 완료

논문 게재 해당 없음

학술대회 참가 해당 없음

(7)

가. STEAM 프로그램 개발‧적용

(1) 프로그램 개발 내용

(2) 프로그램 개발‧적용 결과

◦ 6개의 세부 영역별로 1개의 프로그램 개발하여 총 6개(총 16차시) 프로그램을 개발하였고 개발한 프로그램의 내용은 다음과 같다.

지도안 개발 차시(시수)

프로그램명 프로그램 주제 운영

대상(학년)

완료 여부 개발 수업적용 학생수

1~2 인공지능과 사회 우리 주변의 인공지능 4학년 완료 완료 50

3~5 인공지능의 이해 자율주행 자동차

안전장치 구상하기 5학년 완료 완료 50

6~9 인공지능과 데이터 데이터로 만나는 지구 문제 4학년 완료 완료 11

10~12 인공지능과 기계학습 기계학습 원리 활용 산출물

만들기 5학년 완료 완료 20

13~14 인공지능의 영향력 미래의 교통수단 3학년 완료 완료 50

15~16 인공지능 윤리 인공지능의 순기능과 역기능 5학년 완료 완료 15

합계 196

◦ 2015 개정 교육과정에서 도입된 소프트웨어 교육 연장선에 있는 것으로, 교육부「초·

중고 인공지능 교육 내용 기준」의 3대 영역을 기반으로 학년 수준을 고려하여 세부 영 역을 ‘기본’과 ‘심화’ 세분하여 STEAM 프로그램을 개발하였다.

- 3대 영역: 인공지능의 이해 / 인공지능의 원리와 활용 / 인공지능의 사회적 영향 - 세부영역: 인공지능과 사회, 인공지능과 에이전트 / 데이터, 인식, 분류, 탐색, 추론, 기계학습과 딥러닝 / 인공지능의 영향력, 인공지능 윤리

영역 인공지능의 이해 인공지능의 원리와 활용 인공지능의 사회적 영향

세부 영역

<기본>

인공지능과 사회

<심화>

인공지능과 에이전트

<기본>

데이터/인식

<심화>

분류, 탐색, 추론/기계학습

과 딥러닝

<기본>

인공지능 영향력

<심화>

인공지능 윤리

3~4학년군

5~6학년군

(8)

나. 성과 확산 및 실천

(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최

회차 일시 장소 참석대상 주요내용

1차 ‘21.5.29.~5.30. 나주중앙초 연구원 및 희망교원

- STEAM 교사연구회 운영 방안 및 AI 교 육 프로그램 개발 방향 협의

- AI교육 프로그램 개발을 위한 실기 중심 과학과 교수학습자료 개발 실습

2차 ‘21.10.16. 화순제일초 연구원 및 희망교원

- STEAM 교사연구회 개발 프로그램 공유 및 보완내용 협의

- STEAM 교육 실기연수 및 수업 자료 개 발을 위한 자료 제작 실기

3차 ‘21.10.23. 화순제일초 연구원 및 희망교원

- STEAM 교육 실기연수 및 수업 자료 개 발을 위한 자료 제작 실기

-과학축전 참여를 위한 STEAM 프로그램 개발 실습

(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 김상철 교사(연구책임자) 연구회 간 운영 및 프로그램 개발 방향 공유

2차 ’21.7.15.(목)

16:30~18:00 온라인 김상철 교사(연구책임자) 개발 중인 프로그램 공유 및 개선 방향 에 대한 조언

3차 ’21.9.14.(화)

16:30~18:00 온라인 김상철 교사(연구책임자) 코로나19로 비대면 상황 속에서 연구회 운영 방법 공유

(9)

다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사

(1) 수혜학생 태도 및 교사 만족도 조사

◦ 개발한 프로그램은 각 연구진의 해당 학교에서 대면 수업으로 적용하였다.

◦ 한국과학창의재단에서 제공한 온라인 설문지를 활용하여 수혜 학생들을 대상으로 사전 사후 태도검사를 실시하였다.

◦ 1학기에 일부 학교에서는 코로나-19 확산으로 대면 수업에 어려움이 있었다. 그런 이유로 1 학기 때는 프로그램 개발에 대한 구상 작업과 사전 검사를 실시하였다.

- 대상: 영암초, 완도중앙초 등 190명

- 사전 태도검사 실시: 2021. 7. 6. ~ 7. 9. 온라인 설문조사 실시

◦ 2학기에는 1학기 때 개발한 프로그램을 적용해 보고 사후 검사를 실시하였다.

- 대상: 영암초, 화흥초 등 196명

- 사후 태도검사 실시: 2021. 10. 18. ~ 10. 22. 온라인 설문조사 실시

◦ 교사 대상 만족도 조사 실시: 2020. 10. 22. 온라인 설문조사 실시

(2) 학생들의 반응 및 인터뷰 결과

◦ 인공지능? 신기해요!

인공지능에 대해 잘 몰랐던 학생들이 다양한 인공지능에 대한 영상을 보고 신기해했다. 사람이 아닌 컴퓨터가 사람처럼 이미지로 남자와 여자를 구별하고 사람과 자동차를 다르게 인식해서 자율주행을 할 수 있다는 사실에 놀라워하기도 했다. 우리가 흔히 말하는 통계, 빅데이터도 인 공지능이었다는 것에 새로워하는 학생들도 있었다.

◦ 앞으로가 기대돼요.

그리고 현재 인공지능의 수준이 강 인공지능까지 와 있음을 이야기해 주었을 때는 앞으로의 미래를 기대하는 모습을 보이기도 했다. 인공지능이 얼마나 더 발전할지, 우리의 생활을 얼마 나 더 변화시킬지 상상하고 글과 그림으로 표현해 보는 활동에 즐겁게 참여했다.

◦ 우리 주변에 인공지능이 이렇게 많다니.

자신들이 가지고 있는 휴대폰도, 집에서 자주 보는 TV도 인공지능 기능을 가지고 있다는 사실 을 알고 나서는 우리 주변에 많은 인공지능에 대해 다시 생각해 보는 기회를 가질 수 있었다.

수업이 끝나고도 자기 주변의 인공지능에 대해 관심을 가지고 인터넷으로 검색하거나 주변의 기기들을 둘러보며 찾아보는 학생들이 많았다.

◦ 인공지능, 해보니 재미있어요.

엔트리 등의 프로그램을 활용하여 직접 코딩을 하고 이미지 인식 기반의 기계학습을 경험하고 나서는 굉장히 뿌듯해하는 모습을 보이는 학생들도 많았다. 한꺼번에 많은 것을 알려주는 것 보다 직접 경험하는 것이 더 큰 효과를 가지고 있다는 것을 보여주었다.

◦ 인공지능은 필요할까요?

학생들은 그저 좋기만 한 인공지능인 줄 알았더니 부작용도 있다는 걸 배우고는 더 다양한 각

도로 생각해 보게 되었다고 이야기했다. 인공지능을 활용할 때는 적절한 기준이나 법칙을 제

공하는 것도 중요하다는 것도 알게 되었다.

(10)

4. 결론 및 제언

1. 교사연구회의 전체 회원 사이의 협력적 활동

◦ 코로나-19 상황 아래의 대면 모임이 어렵다는 제약이 있었으나 ZOOM을 활용한 원격화상 회의를 통해 현 연구 상황을 공유하고 수업을 위한 아이디어를 같이 나눌 수 있었다.

◦ 인공지능 관련 원격연수도 개별로 수강하였고, 오프라인 인공지능 연수도 함께 참여하여 인 공지능에 대한 이해도를 높이고 적용 방안도 모색할 수 있었다.

◦ 교사들도 인공지능에 대해 잘 알지 못하는 부분이나 오개념들이 있어 협의를 통해 인공지능 의 다양한 형태와 개념을 정립해 나갈 수 있어 교사의 전문성 향상에 도움이 되었다.

◦ 융합 수업 자체가 쉽지 않은 수업이라서 STEAM 연구회의 교사들이 맡은 학년이 다양하지 만 서로의 지도안을 함께 살펴주는 협력적 활동을 진행하였다.

2. 교사연구회를 통해 참여 교사들의 STEAM 수업 역량 증가

◦ 인공지능과 관련된 수업의 형태는 배움 중심 수업 또는 프로젝트 수업으로 진행될 수 있도 록 다양한 논의가 이루어졌다.

◦ 인공지능의 역사와 현주소에 대해 논의를 하면서 교사들도 인공지능에 대해 많이 알게 되었 다.

◦ STEAM 수업을 계획하고 실행하면서 자기 주도적이고 학생 중심적인 수업을 효과적으로 할 수 있었다.

3. STEAM 교사연구회와 해당 STEAM 수업 프로그램 발전을 위한 개선 방안

◦ 교사연구회를 통해 다양한 어플을 소개하고 사용 후기를 공유함으로써 도움을 받을 수 있어 좋았다. 교사의 경험이 학생에게 다양한 경험을 제공할 수 있는 기반이 된다는 사실을 새삼 깨닫게 되었다. 스팀연구회 활동에 도움을 줄 수 있는 교사 연수의 기회를 홍보 및 안내하거 나 직접 제공한다면 연구회가 활성화될 것으로 생각해 본다.

4. 교사연구회 참여를 통한 STEAM 프로그램 개발‧적용 관련 좋았던 점과 어려웠던 점

◦ 막상 우리 생활 속 인공지능의 사례를 찾아보려니 막막했고 수업으로 학생들에게 경험시키 려니 더 어렵게 느껴졌다. 5,6학년에는 실과 교과와 관련하여 지도할 수 있는 내용도 있고 학 생 수준에도 적절했으나 1~4학년에게 적용하기에는 다소 어려운 감이 있었다.

◦ 교과 속 STEAM 요소를 추출하여 교과 간 연계 또는 교과와 창체 연계가 쉽지 않았다.

(11)

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.

(12)

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

프로그램 명: 모두가 즐거운( All Interesting) 단계적 AI 교육 프로그램

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역

1 1~2/16 [4사04-05] 사회 변화(저출산・고령화, 정보화, 세계화 등)로 나타난 일 상생활의 모습을 조사하고, 그 특징을 분석한다.

(과학)

[초등학교 3~4 학년] 생명

2 3~5/16

[6

07-03]

일상생활에서 속력과 관련된 안전사항과 안전장치의 예를 찾 아 발표할 수 있다

.

(실과)

[5-6학년군] (4) 기술 시스템

3 6~9/16

[4과03-02] [4과05-02]

동물(식물)의 생김새와 생활 방식이 환경과 관련되어 있음을 설명할 수 있다.

(수학)

[3~4학년]자료 와 가능성

4 10~12/16

[6

05-03]

생태계 보전의 필요성을 인식하고 생태계 보전을 위해 우리 가 할 수 있는 일에 대해 토의할 수 있다

.

(실과)

[5~6학년군] (3) 자원 관리와 자 립

5 13~14/16

[4

01-05]

옛날과 오늘날의 교통수단에 관한 자료를 바탕으로 하여 교 통수단의 발달에 따른 생활모습의 변화를 설명한다

.

(미술)

[초3~4학년] 표 현

6 15~16/16

[6

01-04]

이미지를 활용하여 자신의 느낌과 생각을 전달할 수 있다

.

(국어)

[5~6학년] 쓰기

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 15차시)

차시 주요내용

1/16

주제(단원)명 우리 주변의 인공지능

정보화, 특히 인공지능의 개발과 도입으로 인한 일상생활의 변화한 모습의 사례를 찾아보고 실제로 체험해 봄으로써, 우리에게 바짝 다가온 인공지능과 그 장점에 대해 인식하고 우리 생활을 어떻게 바꿔갈 것인지 생각할 수 있도록 개발

Co 영상에서 나왔던 옷을 컴퓨터가 찾는 과정 이야기 나누기

CD 기초적인 인공지능 기술 알아보기

◦인공지능을 가진 기계가 어떻게 지능을 갖게 되었을지 이야기하기

ET 실생활에 적용하기

◦ 주변에서 보거나 들었던 인공지능 도구에 관해 이야기해 보기 ◦ 이야기했던 인공지능 기계와 배웠던 인공지능 기술과 연결해보기

(13)

차시 주요내용

2/16

주제(단원)명 인공지능으로 발생한 생활의 변화

Co 개념 익히기

◦ 우리 주변의 인공지능 도구에서 사용되는 인공지능 기술을 이야기해 보기 ◦ 이야기했던 인공지능 기계와 배웠던 인공지능 기술과 연결해보기

CD 실생활에 적용하기

◦ 학생들이 준비해 온 식물의 잎을 보며 식물 이름 맞추기

◦ 인공지능 카메라 애플리케이션(네이버 렌즈)을 활용하여 식물의 이름과 특징 찾기

ET 결론 찾기

◦ 인공지능이 우리 생활을 어떻게 변화시켰고 바꿔 나갈 것인지 이야기하기

3/16

주제(단원)명 약인공지능과 강인공지능 구분

CO 동영상 자료 살펴보기

◦ 영화 속 인공지능 비서와 인공지능 스피커는 어떤 차이가 있습니까?

CD 생활 속 인공지능 수준 비교하기

◦ 생활 속에 활용되는 인공지능 스피커와 자율주행 자동차를 학습지에 제시한 기준에 따 라 비교해 봅시다.

ET 인공지능의 수준 구분하기

◦ 그림을 보고 다양한 인공지능들을 간단한 기능을 하는 것부터 복잡한 기능을 하는 것까 지 차례로 나열해 봅시다.

4/16

주제(단원)명 속력과 관련된 안전장치

CO 사진 자료 살펴보기

◦ ‘범퍼카’ 놀이기구를 이용하면서 차끼리 부딪치기도 하는데 위험하지 않은 이유는 무엇일 까요?

CD 자동차의 안전장치 조사하기

◦ 자동차에 설치된 안전장치를 찾아보고 그 기능을 알아봅시다. 스마트기기를 활용하여 모둠원과 함께 조사해 봅시다.

ET 도로에 설치된 안전장치 알아보기

◦ 도로에 설치된 안전장치를 찾아보고 그 기능을 알아봅시다. 스마트기기를 활용하여 모둠 원과 함께 조사해 봅시다.

5/16

주제(단원)명 자율주행 자동차의 안전장치 구상

CO 동영상 자료 살펴보기

◦ 자율주행 자동차는 어떻게 움직이는 것일까요?

◦ 여러분이라면 자율주행 택시를 이용하겠습니까?

CD 자율주행 자동차의 위험 상황 예상하기

◦자율주행 자동차를 이용할 때 어떤 위험한 상황이 있을지 모둠끼리 이야기해 봅시다.

ET 자율주행 자동차의 안전장치 구상하기

◦모둠원과 자율주행 자동차 안전장치를 구상해 봅시다.

(14)

차시 주요내용

6/16

주제(단원)명 데이터로 만나는 지구 문제

Co 데이터 통해 지구 문제 알아보기

◦ 다양한 지구 문제를 더 쉽게 알 수 있는 데이터를 더 찾아볼까요?

◦ 다양한 데이터를 통해 지구 문제에 대해 더 알아볼까요?

CD 지구 문제 홍보 데이터 만들기

◦ 지구 문제에 대한 모둠의 생각을 표로 정리해 봅시다.

◦ 워드클라우드의 특징을 알아보고 모둠별 지구 문제에 대한 생각을 워드클라우드로 나타 내 볼까요?

ET 제작 데이터 발표 및 공유하며 문제 해결 필요성 알기

◦ 모둠별 워드클라우드를 함께 발표하며 지구 문제에 대한 우리 반 친구들의 생각을 이야 기해 볼까요?

◦ 문자 데이터와 시각화된 데이터의 특징을 이야기하며 지구 문제를 보다 효과적으로 알 릴 수 있는 데이터 제작의 필요성에 대해 느낀 점을 이야기해 볼까요?

7~8 /16

주제(단원)명 나만의 지구 사랑 AI 데이터 1

Co 지구 문제 홍보 데이터 제작 필요성 생각하기

◦ 여러 브랜드 이미지를 보며 지구 문제에 대해 알아볼까요?

◦ 브랜드 이미지의 특징을 알아보며 제작 계획을 준비해 볼까요?

CD 홍보 데이터 제작 계획 세우기

◦ 수집한 자료를 그래프로 표현하고 분석해 볼까요?

◦ 브랜드 이미지의 특징을 생각하며 제작 계획을 세워 볼까요?

.홍보 자료에 포함할 내용(대표 이미지, 색깔, 메시지 등)을 생각해 볼까요?

ET 홍보 데이터 제작 계획 발표하고 공유하기

◦ 제작 계획을 발표해 보고 느낀 점을 이야기하며 지구 문제에 대해 관심을 가져 볼까요?

9/16

주제(단원)명 나만의 지구 사랑 AI 데이터 2

Co 지구 문제에 대한 브랜드 이미지 제작 방안 생각하기

◦ 오토드로우 체험을 통해 오토드로우 프로그램의 특징을 알아볼까요?

◦ 제작한 브랜드 이미지를 어떻게 제품화하여 홍보할 것인지 생각해 볼까요?

CD 지구 문제 홍보 브랜드 이미지 제작하고 제품화 방안 설계하기

◦ 오토드로우를 활용하여 지구 문제 홍보 브랜드 이미지를 제작해 봅시다.

◦ 제작한 브랜드 이미지를 어떻게 제품화할 것인지 계획을 세워 봅시다.

ET 지구 문제 홍보 브랜드 이미지와 제품화 방안 발표하고 공유하기 ◦ 브랜드 이미지와 제품화 계획을 발표해 볼까요?

◦ 이미지와 제품화 계획에 대해 서로 평가하며 지구 문제에 대한 관심과 해결의 필요성을 이야기해 봅시다.

(15)

차시 주요내용

10/16

주제(단원)명 기계학습의 원리

Co 데이터 통해 지구 문제 알아보기 ◦ 얼굴 자동 인식 출입문 영상 시청하기 ◦ 인공지능이 학습하는 방법 생각해 보기

CD 기계학습의 원리 알아보기

◦ 기계학습을 체험해 보고 기계학습이 이루어지는 과정 이해하기 ◦ 기계학습을 활용한 사례 알아보기

ET 기계학습의 체험하기

◦ 기계학습을 체험해 보고 알게 된 점과 느낀 점 이야기하기

11~12 /16

주제(단원)명 기계학습을 활용한 산출물 제작

Co 지구 문제 홍보 데이터 제작 필요성 생각하기 ◦ 인공지능을 활용한 분리수거기 영상 시청하기 ◦ 자원 재활용과 재활용품 분류가 필요한 상황 제시

CD 인공지능 쓰레기통 만들기

◦ 아두이노를 이용하여 인공지능 쓰레기통 제작하기

◦ 엔트리 인공지능 블록을 활용하여 인공지능 쓰레기통 코딩하기

ET 자신이 만든 쓰레기통 발표하고 공유하기

◦ 기계학습을 활용한 인공지능 쓰레기통 제작을 통해 알게 된 점이나 느낀 점 이야기하기

13/16

주제(단원)명 미래 교통수단 표현

Co 교통수단의 문제점 찾아보기

◦ 교통수단의 문제점을 찾아보고 이를 해결할 수 있는 미래의 교통수단 이야기하기

CD 미래 교통수단의 모습 상상하여 표현하기

◦ 현재의 교통수단의 문제점을 해결할 수 있는 미래 교통수단을 상상하기 ◦ 상상한 미래 교통수단을 글과 그림으로 설명자료 만들고 친구들에게 소개하기

ET 미래의 교통수단에 대해 토의하기 ◦ 실제 교통수단의 변화 과정 알아보기

◦ 기술의 발달이 가져오는 생활의 편리함에 알아보기

14/16

주제(단원)명 미래 생활 모습 예상하기

Co 문제점을 해결할 수 있는 미래의 교통수단 알아보기

◦ 미래 교통수단의 모습 살펴보고 미래 기술에 대한 궁금증 갖기

CD 사람과 자동차를 구분하는 자율주행 자동차(인공지능) 만들기 ◦ 엔트리로 사람과 자동차를 구분하는 인공지능 프로그램 만들기 ◦ 교통수단의 문제점을 해결할 수 있는 미래 교통수단을 탐색하기

ET 달라질 미래의 우리 생활 모습 예상하기

◦ 미래 사회의 변화 모습 예상해보고 앞으로의 변화에 대비하기

(16)

차시 주요내용

15/16

주제(단원)명 인공지능의 순기능과 역기능

Co 인공지능 관련 경험 공유하기

◦ 인공지능을 활용한 경험이 있거나 보고 들은 경험 공유하기

◦ 인공지능 기술을 이용한 딥페이크 기술의 긍정적인 부분과 부정적인 부분 알아보기

CD 입장 정하고 토론하기

◦ 인공지능 기술 활용에 찬성과 반대 입장 정하기 ◦ 적절한 근거와 알맞은 표현으로 주장하는 글쓰기 ◦ 자신의 쓴 글을 참고하여 찬반 토론하기

ET 판정 및 소감 나누기

◦ 찬반 토론 판정하고 서로의 느낀 점 나누기

16/16

주제(단원)명 인공지능의 올바른 사용법

Co 인공지능의 순기능과 역기능 정리하기

◦ 지난 시간 토론을 통해 알게 된 순기능과 역기능 떠올려보기

CD 인공지능 올바른 사용법 홍보하기 ◦ 표현할 인공지능 기능 선택하기

◦ 올바른 인공지능 사용 방법을 표현할 이미지 구상하고 표현하기

ET 자신이 만든 작품 발표하고 공유하기 ◦ 자신이 만든 작품 친구들에게 발표하기 ◦ 올바른 사용방법에 대해 다짐하기

(17)

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안 1) 우리 주변의 인공지능

중심과목 사회 학교급/학년(군) 초등학교/4 학년

중심과목 성취기준

영역

[초등학교 3~4 학년] 사회・문화 중심과목 성취기준

[4

04-05]

사회 변화

(

저출산・고령화

,

정 보화

,

세계화 등

)

로 나타난 일상생활의 모습을 조사하고

,

그 특징을 분석한다

.

주제(단원)명 우리 주변의 인공지능 차시 1/16

학습목표 인공지능에 대해 알아보고 우리 생활 속에서 찾을 수 있다.

연계과목 과학 연계과목

성취기준 영역

[초등학교 3~4학년] 생명

STEAM 요소

S

T 우리 주변의 인공지능에 대해 알기 E 인공지능의 개념 알기

A M 개발 의도

인공지능이 미래 우리 생활의 모든 분야에 영향을 미칠 것으로 보이는 상황에서 우리 학생들이 인공지능에 대한 거리감을 쉽게 줄일 수 있도록 친숙한 소재로부터 인공지능을 인식해 나가고 체험하게 하고자 함.

도입은 평소에 인터넷 쇼핑을 할 때 어떻게 필요한 물건을 찾는지 이야기를 하며 시작한다.

그 후 인공지능의 도입과 관련 있는 영상을 함께 본다.

영상 속 사진에 있는 옷은 어떻게 검색이 된 것일지 이야기를 해 보며 인공지능에 대한 흥미와 호기 심을 이끌어 내며 수업을 시작한다.

학습문제를 도출한 뒤 인공지능이란 단어를 명료화하는 단계를 거친다.

명료화 단계에서 지능의 의미를 먼저 이야기한 뒤 인공지능이란 단어의 의미를 알려준다.

그 후 인공지능에 대해 학생들과 생각을 나누며 인공지능에 대한 기본적인 개념을 정립한다.

음성 인식 기술, 이미지 인식 기술, 기계 학습 등의 기초적인 개념 정립 후 이런 개념들을 가지고 있 는 우리 생활 속에서 찾을 수 있는 인공지능 도구들에 대해 이야기를 나누고 다시 한번 인공지능에 대한 개념을 확인한 후 인터넷으로 인공지능 기술이 사용되고 있는 곳을 찾는 과제를 제시하며 1 차시 를 마친다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

우리에게 다가온 인공지능

창의적 설계

도입 영상에 나왔던 인공지능에 적용된 기술들과 관련하여 인공지능 개념 정립

감 성 적 체 험 정립된 개념과 자신의 경험을

토대로 주변에서 보거나 들었던 인공지능 기술을 나눔

감성적 체험

(18)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 ( 8 분)

◉ 동기 유발하기

평소에 인터넷 쇼핑을 할 때 어떻게 필요한 물건을 찾는지 이야기하기

동영상을 보고 영상 속 사진에 있는 옷을 컴퓨터는 어떤 과정을 거쳐 찾았을지 이야기 나누기 Co

◉ 학습문제 도출하기

< 학습문제 >

인공지능에 대해 알아보고 우리 생활 속에서 찾아봅시다.

명료화하기

- 지능: 계산이나 문장 작성 따위의 지적 작업에서 성취 정도에 따라 정해지는 적응 능력

- 인공지능: 학습, 추론, 언어이해 능력 등 인간의 지능을 구현해낸 컴퓨터 프로그램

 동영상

"이런 것까지 AI 가?"…새해 '인공지능 충격'

온다

Tip! 동 영 상 20 초까지 보고 1 분 21 초로 넘 어가 1 분 59 초 까지만 보고 나 머지는 전개 단 계에서 보는 것 이 효과적이다.

전개 (26 분)

◉ 개념 익히기

◦ 기존의 컴퓨터, 프로그램과 인공지능과의 차이 알아보기

- 컴퓨터: 아주 좋은 계산기 역할, 사람이 내린 명령만 수행함. 프로그램되어있는 작업만 수행하며, 스스로 생각하여 작업을 수행하지는 않음

- 인공지능: 학습된 데이터를 토대로 스스로 생각하여 작업을 수행함.

◦ 기초적인 인공지능 기술 알아보기 CD

- 이미지 인식 기술: 이미지를 여러 패턴으로 분류하여 패턴형 데이터를 학습하 고 이를 활용하여 새로운 이미지를 알아내는 기술입니다.

- 음성 인식 기술: 사람이 말하는 음성언어를 컴퓨터가 문자 데이터로 전환해 주 는 기술

- 음성 합성 기술: 사람의 목소리를 학습하여 인식한 문자를 학습한 목소리로 소 리내어 들려주는 기술

◦ 인공지능을 가진 기계가 어떻게 지능을 갖게 되었을지 이야기하기

- 기계 학습: 기계 학습, 인간의 학습능력과 같은 기능을 컴퓨터에서 실현하고자 하는 기술입니다.

- 딥 러닝: 기계가 학습하는 방법의 하나, 컴퓨터가 사람의 복잡한 신경망을 모 방한 방식으로 스스로 배울 수 있도록 하는 기술입니다.

◉ 실생활에 적용하기 ET

◦ 주변에서 보거나 들었던 인공지능 도구에 대해 이야기해 보기 - 시리, 빅스비

- 실시간 번역 애플리케이션 - 로봇 청소기

- 인공지능 스피커(KT지니, 네이버 클로바) - 인공지능 카메라(네이버 렌즈, 구글 렌즈)

◦ 이야기했던 인공지능 기계와 배웠던 인공지능 기술과 연결해보기

Tip! 컴 퓨터 와 인공지능의 차이 는 학생들이 이 야기하게 하여 학생들의 사고를 촉진해 주고, 인 공지능 기술은 학생들이 아직 인식할 수 있는 영역 밖의 지식 이므로 교사의 설명을 기본으로 하여 수업을 이 끌어 가는 것이 좋다.

정리 ( 6 분)

◉ 확인하기

◦ 배웠던 인공지능에 대해 이야기하기 ◦ 우리 실생활 속 인공지능 이야기하기

◉ 마무리하기

◦ 우리 주변의 인공지능 더 조사해 보기 과제 제시

◦ 차시 예고하기 – 인공지능으로 바뀐 우리 사회, 준비물: 교내의 식물 잎 1개

(19)

중심과목 사회 학교급/학년(군) 초등학교/4 학년 중심과목

성취기준 영역

[초등학교 3~4 학년] 사회・문화 중심과목 성취기준

[4

04-05]

사회 변화

(

저출산・고령화

,

정 보화

,

세계화 등

)

로 나타난 일상생활의 모습을 조사하고

,

그 특징을 분석한다

.

주제(단원)명 우리 주변의 인공지능 차시 2/15

학습목표 인공지능으로 발생한 생활의 변화를 알 수 있다.

연계과목 과학 연계과목

성취기준 영역

[초등학교 3~4학년] 생명

STEAM 요소

S 학교에서 볼 수 있는 식물에 대해 알기

T 기계들에 적용된 다양한 인공지능 기술에 대해 알기 E 인공지능 작동하는 원리 알고 체험하여 편리함 알기 A 인공지능에 의해 우리 사회가 변화되는 모습 이야기하기 M

개발 의도 우리 주변의 인공지능에 대해 알고 그 인공지능의 편리함을 알게 함으로써 인공지능이 우리 생활을 어떻게 변화시킬 것인지를 생각할 수 있게 하고자 함.

조사했던 사용되고 있는 인공지능을 발표하며 수업을 도입한다.

학생들과 인공지능을 접목하여 만들어진 다양한 도구들에 대하여 이야기한다. 인공지능이 없는 도구와 인공지능이 있는 도구를 사용할 때의 차이점을 상기시키며 학습문제를 도출한다.

변화라는 말을 학생들이 잘 인지하지 못할 수 있어서 명료화를 통해 확실히 인지시킨 뒤 전개 과정으로 들어간다.

로봇 청소기, 인공지능 스피커, 인공지능 카메라, 인공지능 번역기 등에 어떤 인공지능 기술이 적용되어 있는지 이야기를 하고 실제로 인공지능 카메라를 사용해 봄으로써 인공지능의 편리함에 대해 인식해 보게 한다.

그 후 그 편리함을 생각하면서 인공지능이 과거와 비교하여 우리 생활이 어떻게 변했는지 그리고 미래에 어떻게 변해갈 것인지 이야기하며 수업을 마친다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

우리 주변의 인공지능 기술

창의적 설계

인공지능 기술 체험 감 성 적 체 험 우리 주변의 인공지능 기술에

대해 알고 실제로 인공지능 기술을 체험해 봄으로써 인공지능이 우리의 생활을 어떻게 바꿨고 바꿔 나갈 것인지

스스로 생각

감성적 체험

(20)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 ( 5 분)

◉ 동기 유발하기

◦ 조사해온 인공지능에 대해 발표하기

◦ 인공지능이 있는 도구와 인공지능이 없는 도구를 사용할 때의 차이점을 이야기 하기

◉ 학습문제 도출하기

< 학습문제 >

인공지능으로 발생한 생활의 변화를 알아봅시다.

명료화하기

- 불의 발견으로 생긴 생활의 변화 - 전기의 발명으로 생긴 생활의 변화 - 인터넷 도입으로 생긴 생활의 변화

동영상-유튜브 인공지능의 학습 법과 응용 사례

Tip! 인 공지 능 을 사용해 본 학 생이 없는 경우, 동영상을 통해 인공지능 사용 소감을 들어본 다.

(6 분 6 초~7 분 19 초)

Tip! 인 공지 능 사용 소감을 통 해 인공지능이 우리 사회를 변 화시키고 있다는 점을 인식시킨 후 학습문제를 도출해 낸다.

전개 (28 분)

◉ 개념 익히기 Co

◦ 전 차시에 배운 인공지능에 대해 복습하기 - 인공지능이란?

- 인공지능 기술은?

- 컴퓨터: 아주 좋은 계산기 역할, 사람이 내린 명령만 수행함. 프로그램되어있는 작업만 수행하며, 스스로 생각하여 작업을 수행하지는 않음

- 인공지능: 학습된 데이터를 토대로 스스로 생각하여 작업을 수행함.

◦ 우리 주변의 인공지능 도구에서 사용되는 인공지능 기술을 이야기해 보기 - 시리, 빅스비 - 음성 인식 기술, 음성 합성 기술

- 실시간 번역 애플리케이션 - 음성 인식 기술, 음성 합성 기술 - 로봇 청소기 - 기계학습

- 인공지능 스피커(KT지니, 네이버 클로바) - 음성 인식 기술, 음성 합성 기술 - 인공지능 카메라(네이버 렌즈, 구글 렌즈) - 음성 인식 기술, 음성 합성 기술 ◦ 이야기했던 인공지능 기계와 배웠던 인공지능 기술과 연결해보기

◉ 실생활에 적용하기 CD

◦ 학생들이 준비해 온 식물의 잎을 보며 식물 이름 맞추기

◦ 인공지능 카메라 애플리케이션(네이버 렌즈)을 활용하여 식물의 이름과 특징 찾기 - 각자 준비해 온 식물의 잎 인공지능 카메라로 확인하기

- 친구가 준비해 온 식물의 잎 인공지능 카메라로 확인하기 - 선생님이 준비한 화분의 식물 인공지능 카메라로 확인하기 ◦ 인공지능 카메라를 사용해 본 느낌 말하기

◉ 결론 찾기 ET

◦ 인공지능이 우리 생활을 어떻게 변화시켰고 바꿔 나갈 것인지 이야기하기

Tip! 동 기유 발 에서 이야기했던 인공지능 도구들 을 판서해 놓고 그를 활용하여 학생들과 이야기 한 우리 주변의 인공지능 기계에 서 사용되는 인 공지능 기술을 판서한다.

Tip! 학 생들 은 식물의 이름을 몰라도 된다.

Tip! 학 생들 의 스마트폰을 활용 하며 혹시 없는 학생은 학교 태 블릿 PC 를 활용 할 수 있도록 준 비한다.

정리 ( 7 분)

◉ 정리하기

◦ 우리 주변의 인공지능 도구가 사용하는 기술 이야기하고 인공지능 도구를 사용 하면 어떤 장단점이 있는지 정리하기

◦ 인공지능의 장단점으로 인해 사회가 어떻게 바뀌어 갈 것인지 정리하기

(21)

2) 자율주행 자동차 안전장치

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등학교/ 5 학년

중심과목 성취기준

영역

힘과 운동 영역

[5-6 학년군] (7) 물체의 운동

중심과목 성취기준

[6

07-03]

일상생활에서 속력과 관련된 안전 사항과 안전장치의 예를 찾아 발표 할 수 있다

.

주제(단원)명 물체의 운동 차시 3~5/16

학습목표

인공지능의 수준에 따라 약인공지능과 강인공지능을 구분할 수 있다.

속력과 관련된 안전 사항과 안전장치의 예를 조사해 발표할 수 있다.

다양한 안전장치 아이디어를 발상하고 구체적으로 표현할 수 있다.

연계과목 실과, 미술 연계과목

성취기준 영역

[5-6학년군] (4) 기술 시스템 [5-6학년군] (2) 표현

연계과목

성취기준

[6실04-04] 수송과 수송 수단의 의미를 알고, 수송 수단의 기본 요소를 설명한다. [6미02-02] 다양한 발상 방법으로 아이디어를 발전시킬 수 있다.

STEAM 요소

S 속력과 관련된 안전장치와 안전장치의 예를 찾아 발표하기 T 인공지능의 수준에 따라 약인공지능과 강인공지능 구분하기 E 미래형 수송 수단 ‘자율주행 자동차’의 안전장치 원리 알아보기 A 자율주행 자동차에 필요한 안전장치 아이디어 발상하기

M

개발 의도

AI 교육과 과학 수업을 연계하여 인공지능의 수준을 구분하고 미래형 수송 수단인 자율 주행 자동차의 안전장치를 창의적으로 설계해보는 과정에서 감성적 체험을 할 수 있도록 융합인재 교육으로 운영하고자 한다.

5 학년 과학 4. 물체의 운동 단원에서는 물체의 운동과 속력을 이해함으로써 과학적 표현과 의사소 통 능력을 기르도록 하는 데 중점을 두고 있다. 본 차시는 일상생활에서 경험할 수 있는 충돌 상황에 서 빠른 물체와 느린 물체에 의한 피해의 차이를 알고 속력과 연관된 안전 수칙을 지키도록 하는 활 동으로 구성되어 있다.

본 차시를 5-6 학년군 AI 교육에서 인공지능의 이해-인공지능과 에이전트와 연계하여 인공지능의 수 준에 따라 약인공지능과 강인공지능으로 구분하고, 속력과 관련된 안전 사항과 안전장치의 예를 찾아 발표하고, 강인공지능인 자율주행 자동차와 연계하여 안전장치 아이디어를 발상하는 활동으로 개발하 여 수업을 전개하고자 한다. 이러한 활동 속에서 ‘상황 제시-창의적 설계-감성적 체험’ 융합인재 교육 학습 준거 틀을 경험하고, 새로운 문제에 도전하는 과정을 통해 과학적 의사소통 능력을 함양한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

* 자율주행 자동차와 관련된 뉴스 시청하기

* 안전한 자율주행 자 동차의 필요성 느끼기

창의적 설계

* 자율주행 자동차의 위험한 상황 생각하고 안전장치 발상하기

감 성 적 체 험

* 인공지능의 수준 구분하기

* 속력과 관련된 안전 사항과 안 전장치의 예를 찾아 발표하기

* 자율주행 자동차 안전장치 아 이디어 발상하기

감성적 체험

(22)

- 3차시

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (5 분)

◉ 동영상 자료 살펴보기

CO

◦ 동영상에서 등장한 과학기술은 무엇인가요?

- 두 가지 영상에서 공통으로 인공지능 기술이 나왔습니다.

- 첫 번째 영상은 아이언맨이라는 영화에서 나오는 인공지능 비서 ‘자비스’이고, 두 번째 영상에는 인공지능 스피커 ‘지니’가 나왔습니다.

◦ 영화 속 인공지능 비서와 인공지능 스피커는 어떤 차이가 있습니까?

CO

- 하나는 로봇을 움직이고, 하나는 대화를 합니다.

- 영화 속 인공지능이 로봇을 움직이니깐 더 똑똑한 것 같습니다.

◦ 이렇게 같은 인공지능에도 그 수준에 따라 차이가 있습니다.

◉ 학습문제 확인하기

◦오늘 이 시간에는 인공지능의 다양한 수준을 알아보고 구분해 보는 공부해 보겠습니다.

< 학습문제 >

다양한 인공지능의 수준을 구분해 봅시다.

◉ 학습순서 알아보기

【활동 1】 생활 속 인공지능 비교하기 【활동 2】 인공지능의 수준 구분하기

 [동영상1]

KBS 뉴스 호모 이코노미쿠스_

아이언맨 자비스 (21.06.14.) [동영상 2]

kt 기가지니광고 _신우바른습관

학습문제에서 중요한 낱말을 학 생들과 찾아보고 밑줄을 그어 본다.

전개 (30 분)

◉ [활동 1] 생활 속 인공지능 비교하기

◦ 생활 속에 활용되는 인공지능 스피커와 자율주행 자동차를 학습지에 제시한 기준에 따라 비교해 봅시다.

- 인공지능 스피커는 음성 명령을 듣고 음악 재생, 정보 검색 등을 해서 사람에게 알 려주는 일을 합니다. 자율주행 자동차는 도로 상황에 따라 자동으로 운전합니다.

- 인공지능 스피커에는 음성 인식 기술만 적용되어 있습니다.

- 자율주행 자동차는 음성 인식, 이미지 인식, 문자 인식, 사람의 명령 없이 판단을 내릴 수 있는 기술이 있습니다.

◦ 인공지능 스피커와 자율주행 자동차 중 어떤 것이 더 복잡한 인공지능일까요? 그렇 게 생각한 이유는 무엇인지 모둠원과 함께 토의해 봅시다.

CO

,

ET

브레인 라이팅 토론

주제 제시

의견 적기: 붙임쪽지에 2~3개 아이디어 생각나는 대로 적기

의견 분류하기: 적힌 붙임쪽지를 각각 비슷하거나 동일한 것으로 분류 의견 게시하기: 소칠판에 분류하여 게시하기

집단 의견 발표하기: 반 전체를 대상으로 이끔이가 모둠의 의견 발표하기

◦ 모둠에서 토의한 내용을 발표해 봅시다.

- 자율주행 자동차가 더 복잡한 인공지능입니다. 왜냐하면 적용된 기술이 더 많기 때 문입니다.

- 자율주행 자동차가 복잡한 인공지능이라고 생각합니다. 사람의 명령 없이도 스스로 판단할 수 있기 때문입니다.

◉ [활동 2] 인공지능의 수준 구분하기

◦ 그림을 보고 다양한 인공지능들을 간단한 기능을 하는 것부터 복잡한 기능을 하는 것까지 차례로 나열해 봅시다.

- 질문에 대답하는 챗봇 → 얼굴을 인식하는 스마트폰 잠금장치 → 내 말을 알아듣는 인공지능 스피커 → 손동작으로 드론을 조종하는 장갑 → 유명 화가의 화풍으로 그림

 학습지 1

 붙임쪽지

브레인라이팅 토론

존중, 배려

 학습지 2

(23)

- 4차시

을 그리는 프로그램 → 스스로 운전하는 자율주행 자동차 순입니다.

◦ 이렇게 인공지능은 간단한 기능부터 복잡한 기능을 하는 것까지 아주 다양합니다.

인공지능의 수준에 따라 스스로 판단하고 다양한 기능을 하는, 높은 수준의 인공지능 을 ‘강인공지능’이라고 하고, 다른 기능에 비해 쉬운, 낮은 수준의 인공지능을 ‘약인공 지능’이라고 합니다.

Tip! 인공지능 수준에 대해 강 인공지능과 약인 공지능으로 용어 를 도입하여 구 분한다.

정리 (5 분)

◉ 학습내용 정리하기

◦ 이번 시간에 알게 된 점이 무엇인지 이야기해 봅시다.

- 약인공지능과 강인공지능을 알게 되었습니다.

- 인공지능에도 수준이 있다는 것을 알게 되었습니다.

◉ 다음 시간에 공부할 내용 안내하기

◦ 오늘은 인공지능의 수준에 대해 공부를 했습니다. 다음 시간에는 속력과 관련한 안전장 치에 대해 알아보겠습니다.

 학습 문제와 관련지어 알게 된 점을 발표할 수 있도록 안내 한다.

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (5 분)

◉ 사진 자료 살펴보기

CO

◦ 사진에서 보이는 놀이기구는 무엇인가요?

- 범퍼카입니다.

◦ ‘범퍼카’는 어떤 놀이기구이지요?

- 범퍼카끼리 움직이면서 서로 부딪치기도 하고, 피하기도합니다.

◦ ‘범퍼카’ 놀이기구를 이용하면서 차끼리 부딪치기도 하는데 위험하지 않은 이유는 무 엇일까요?

- 범퍼카가 천천히 움직이기 때문입니다.

- 안전벨트가 있고, 차 바깥쪽에 고무패드가 두껍게 붙여져 있어서 충격을 흡수해 줍 니다.

◉ 학습문제 확인하기

◦ 놀이공원의 ‘범퍼카’처럼 실제 우리가 이용하는 자동차에도 안전하게 하는 장치들이 있습니다. 오늘 이 시간에는 속력과 관련된 안전장치를 알아보는 공부해 보겠습니다.

< 학습문제 >

속력과 관련된 안전장치를 알아봅시다.

◉ 학습순서 알아보기

【활동 1】 자동차의 안전장치 조사하기 【활동 2】 도로에 설치된 안전장치 알아보기

 범퍼카 놀이기구 사진

학습문제에서 중요한 낱말을 학 생들과 찾아보고 밑줄을 그어 본다.

전개 (30 분)

◉ [활동 1] 자동차의 안전장치 조사하기

◦ 자동차에 설치된 안전장치를 찾아보고 그 기능을 알아봅시다. 스마트기기를 활용하 여 모둠원과 함께 조사해 봅시다.

CO

,

ET

- (모둠끼리 모여서 역할을 나눠서 조사한다.) ◦ 조사한 내용을 발표해 봅시다.

- 차간 거리 유지 장치는 가속 발판을 밟지 않아도 자동차를 운전자가 원하는 속력으 로 운행해 안전거리를 유지합니다.

- 자동 긴급 제공 장치는 앞차와 충돌 위험이 있을 때 자동차를 멈춥니다.

Tip!

스마트기기를 활용하여 관련 내용을 찾아볼 때는 ‘자동차 안전장치’ 등으로 검색하 면 다양한 자료를 찾아볼 수 있다.

Tip!

학생들은 자신이 본 적이 있거나 경험한 적이 있는 안전장치는 쉽게 찾아 잘 설명

 스마트패드

Tip! 영상자료 를 찾았을 때는 이어폰을 끼고 들 을 수 있도록 사 전에 준비물을 모 둠별로 배부한다.

 저작권과 관련 하여 자료를 찾았 으면 반드시 그 출처를 밝히도록

(24)

- 5차시

할 것이다. 하지만 기술적으로 복잡한 안전장치는 장치의 원리를 제대로 이해하지 못 할 수 있다. 따라서 교사는 사전에 다양한 안전장치를 숙지하여 학생들이 조사한 내 용을 발표할 때 부연 설명을 해주는 것이 좋다.

◉ [활동 2] 도로에 설치된 안전장치 알아보기

◦ 도로에 설치된 안전장치를 찾아보고 그 기능을 알아봅시다. 스마트기기를 활용하여 모둠원과 함께 조사해 봅시다.

CO

,

ET

- (모둠끼리 모여서 역할을 나눠서 조사한다.) ◦ 조사한 내용을 발표해 봅시다.

- 교통 표지판은 자동차 운전자와 보행자에게 위험 상황이나 규칙을 알려줍니다.

- 횡단보도는 보행자가 안전하게 길을 건널 수 있도록 보행자를 보호하는 구역입니다.

Tip!

도로에 설치된 안전장치를 찾는 것이 어렵다면 과학책 88~89쪽에 있는 그림을 참고하도록 한다.

안내한다.

정리 (5 분)

◉ 학습내용 정리하기

◦ 이번 시간에 알게 된 점이 무엇인지 이야기해 봅시다.

- 속력과 관련된 여러 가지 안전장치를 알아봤습니다.

- 자동차에 설치된 안전장치에는 긴급 제동장치, 에어백 등 있다는 것을 알게 되었습 니다.

- 도로에 교통 표지판, 횡단보도 등이 안전을 위한 장치 역할을 한다는 것을 깨닫게 되었습니다.

◉ 다음 시간에 공부할 내용 안내하기

◦ 오늘은 속력과 관련된 안전장치에 대해 공부를 했습니다. 다음 시간에는 미래의 자율주 행 자동차에 대해 알아보겠습니다.

 학습 문제와 관련지어 알게 된 점을 발표할 수 있도록 안내 한다.

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (5 분)

◉ 동영상 자료 살펴보기

CO

◦ (영상을 시청한 후) 무엇에 대한 뉴스인가요?

- 자율주행 택시가 미국에서 운행되었다는 소식입니다.

◦ 자율주행 자동차는 어떻게 움직이는 것일까요?

- 카메라와 센서로 주변을 감지해서 자동으로 운전합니다.

- 컴퓨터가 판단해서 운전하는 것입니다.

◦ 맞습니다. 뉴스 속 택시처럼 자율주행 자동차는 고성능 컴퓨터라고 할 수 있는 ‘인공 지능’을 이용해서 움직이는 자동차입니다. 이처럼 자율주행 자동차 운행은 현실이 되 었습니다. 여러분이라면 자율주행 택시를 이용하겠습니까?

- 네, 운전을 안 해도 되니깐 편리해서 이용할 것 같습니다.

- 아니요, 저는 인공지능이 자동으로 운전하는 것이 안전하지 않을 것 같아서 이용하 고 싶지 않을 것 같습니다.

◉ 학습문제 확인하기

◦오늘 이 시간에는 인공지능을 활용한 자율주행 자동차와 관련된 안전장치에는 무엇이 있고 앞으로 펼쳐질 자율주행 자동차 시대에는 어떤 안전 수칙이 필요할지 공부해 보겠습니다.

< 학습문제 >

미래의 자율주행 안전장치를 구상해 봅시다.

 YTN뉴스 아 마존 ‘죽스’ 첫 자율주행 택시 (20.12.16.)

학습문제에서 중요한 낱말을 학 생들과 찾아보고 밑줄을 그어 본다.

(25)

◉ 학습순서 알아보기

【활동 1】 자율주행 자동차의 위험 상황 예상하기 【활동 2】 자율주행 자동차의 안전장치 구상하기

전개 (30 분)

◉ [활동 1] 자율주행 자동차의 위험 상황 예상하기

◦ 미래의 자율주행 자동차는 카메라와 센서로 여러 가지 위험을 감지하고 빠른 대응을 할 수 있도록 개발되고 있습니다. 자율주행 자동차를 이용할 때 어떤 위험한 상황이 있을지 모둠끼리 이야기해 봅시다.

CO

,

ET

- (모둠원과 읽기 자료를 읽고 토의한다.) ◦ 어떤 위험이 있을까요?

- 교통 표지판을 잘못 인식할 수 있습니다.

- 도로에 있는 물체를 사람으로 잘못 인식해서 갑자기 정지해 버릴 수도 있습니다.

- 차량용 인공지능이 해킹을 당하면 위험할 수 있습니다.

- 차선을 잘못 인식해서 다른 길로 갈 수 있습니다.

◉ [활동 2] 자율주행 자동차의 안전장치 구상하기

◦ 모둠원과 함께 이러한 문제를 해결할 수 있는 자율주행 자동차 안전장치를 구상해 봅시다.

CO

,

CD

,

ET

- (차량 안전장치나 도로 안전장치를 생각해서 그림으로 표현하고 설명을 간단히 적는다.) ◦ 구상한 자율주행 자동차 안전장치를 모둠별로 발표해 봅시다.

- 교통신호를 인식할 수 있도록 도로 교통 표지판에 QR코드를 삽입합니다.

- 보행자 감지 시스템을 만들어서 교통사고를 줄입니다.

- 자율주행 자동차 지붕에 카메라를 달고 360도 회전을 할 수 있게 해서 시야를 넓 힙니다.

- 보행자가 다닐 수 있는 통로를 지하나 도로 위로 따로 만듭니다.

【관찰 평가】

자동차 안전장치에 대한 다양한 아이디어를 나누면서 모둠 활동에 적극적으로 참 여하는 지 교사 관찰 평가를 진행한다.

평가내용 학생명

최○○ 문○○ 이○○ 박○○

자동차 안전장치에 대한 아이디 어를 생각하고 설명할 수 있다.

 토의 읽기 자료

버즈 토의

존중, 배려

 학습지3

아이디어 생 성과 함께 모둠 토의에 참여하는 태도를 함께 고려 하여 평가를 진행 한다.

정리 (5 분)

◉ 학습내용 정리하기

◦ 이번 시간에 알게 된 점이 무엇인지 이야기해 봅시다.

- 자율주행 자동차의 단계가 0~5단계까지 있다는 것이 새로웠습니다.

- 자율주행 자동차의 안전장치에 차로 유지 지원 장치, 차로 인식 장치 등이 있다는 것을 알게 되었습니다.

- 미래의 교통수단에 대해 관심을 갖게 되었습니다.

◉ 다음 시간에 공부할 내용 안내하기

◦ 오늘은 인공지능과 자율주행 자동차에 대해 공부를 했습니다. 다음 시간에는 스마트기 기를 이용해 우리 학교 안내 지도를 만들어 보겠습니다.

 학습 문제와 관련지어 알게 된 점을 발표할 수 있도록 안내 한다.

(26)

※ 심화 대체 활동 – 2, 3차시

[2차시]

◉ 자율주행 자동차 안전장치(ADAS) 알아보기

◦ 자율주행 자동차에는 어떤 안전장치가 있을까요? 스마트기기를 활용하여 모둠원과 함께 조사해 봅시다.

CO

,

ET

- (모둠끼리 모여서 역할을 나눠서 조사한다.) ◦ 조사한 내용을 발표해 봅시다.

[그림 출처:

https://www.hyundai.co.kr/TechInnovation/Autonomous/Roadmap.hub]

- 자율주행의 안전장치에는 차로 유지 지원 장치(LKAS), 차간 거리 유지 장치(ACC), 자동제동장치(AEB), 교통신호 인식(TRS), 전후방 모니터링(FRVM), 보행자 감지(PD), 충돌방지(회비) 시스템(CAS) 등이 있다.

 스마트패드

Tip! 영상자료 를 찾았을 때는 이어폰을 끼고 들 을 수 있도록 사 전에 준비물을 모 둠별로 배부한다.

 저작권과 관련 하여 자료를 찾았 으면 반드시 그 출처를 밝히도록 안내한다.

[3차시]

◉ 미래의 자율주행 도로 안전장치 만들기

◦ 미래의 자율주행 자동차는 카메라와 센서로 여러 가지 위험을 감지하고 빠른 대응을 할 수 있도록 개발되고 있습니다. 현재까지 개발된 안전장치에도 몇 가지 위험 요인을 지적 하는 과학자도 있습니다. 어떤 위험이 있을지 모둠끼리 이야기해 봅시다.

CO

,

ET

- (모둠원과 읽기 자료를 읽고 토의한다.)

◦ 어떤 위험이 있을까요?

- 교통표지판를 잘못 인식할 수 있습니다.

- 도로에 있는 물체를 사람으로 잘못 인식해서 갑자기 정지해 버릴 수도 있습니다.

- 차량용 인공지능이 해킹을 당하면 위험할 수 있습니다.

- 차선을 잘못 인식해서 다른 길로 갈 수 있습니다.

◦ 모둠원과 함께 이러한 문제를 해결할 수 있는 자율주행 자동차 도로 안전장치를 구 상해 봅시다.

CO

,

CD

,

ET

- (도로 안전장치를 생각해서 그림으로 표현하고 설명을 간단히 적는다.)

【관찰 평가】

도로 안전장치에 대한 다양한 아이디어를 나누면서 모둠 활동에 적극적으로 참여 하는 지 교사 관찰 평가를 진행한다.

평가내용 학생명

최○○ 문○○ 이○○ 박○○

도로 안전장치에 대한 아이디어 를 생각하고 설명할 수 있다.

 토의 읽기 자료

버즈 토의

존중, 배려

아이디어 생 성과 함께 모둠 토의에 참여하는 태도를 함께 고려 하여 평가를 진행 한다.

참조

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