충주공업고등학교

2018 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2018. 10. 31.

충주공업고등학교

과 제 개 요

과제명

2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 드론, 3D 프린터를 활용한 신기술 취업역량개발 1박 2일 SKILL UP STEAM 캠프를 통한 학생들이 오고 싶은 학교 디오라마 제작 프로젝트

학교급 (특성화)

고등학교

대상

학년(군) 1학년, 2학년

중심과목 공학

(전자,건축,건설)

중심과목 성취기준

영역

-전자 (기초제도 성취기준 영역) [고등학교 1학년] 기초제도 Ⅱ.제도 규격과 통칙 -건설 (측량 성취기준 영역)

[고등학교 2학년] 측량. 평면기준점 측량 13.관측하기 -건선(측량 성취기준 영역)

Ⅳ. 세부측량, 2. 지형측량 -전자(자동제어기기제작 성취기준 영역) [고등학교 3학년]자동제어기기제작 Ⅲ.시스템제작 1.하드웨어 제작 2.소프트웨어 제작 -건축(건축일반 성취기준 영역)

[고등학교 2학년] 건축일반 Ⅰ. 건축계획 02. 건축관련계획 1) 건축계획과정 2) 세부건축계획

연계과목 물리

미술

연계과목 성취기준

영역

-물리

[고등학교 2학년] 물리 1. 1. 시공간과 우주 1-1.시간,공간,운동 1-1-4 운동의 법칙 -미술

[12미02-02] 조형요소와 원리를 다양하게 응용하여 창의적으로 표현할 수 있다[12미02-04] 주제와 표현 의도, 재료와 표현 방법, 매체, 표현 과정, 결과 등을 종합적으로 검토할 수 있다.

연구기간 2018.4. . ~ 2018.11.23.

연 구 비 일금사백만원(￦4,000,000)

참여연구원 7명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 6명) 연구 수행자에 관한 사항

구분 소속 학교명 담당과목 직위 성명

팀대표 충주공업고등학교 전기전자통신 교사 유진옥

팀원 충주공업고등학교 전기전자통신 교사 이수명

팀원 충주공업고등학교 건축디자인 교사 양형모

팀원 충주공업고등학교 건설정보과 교사 이화종

팀원 충주공업고등학교 건설정보과 교사 이승우

팀원 충주공업고등학교 물리 교사 장효근

팀원 충주공업고등학교 미술 교사 김혜민

2018년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 융합인재교육(STEAM) 교사연구회를 운영한 중간 결과로써 본 보고서를 제출합니다.

2018년 10월 31일

연구책임자 : 유진옥 (인)

“이 보고서는 2018년도 정부의 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

1. 서론

◦

4차 산업혁명 시대에 창조적인 발상과 집단지능을 활용한 협력적 문제 발굴과 해결이 중 요한 역량이므로 이를 키우기 위한 구체적인 융합 교육 방법 개발과 학교 교육과정에서의 융합 교육 실천 연구의 필요성이 요구된다.

◦

2015 개정 교육과정에서 제시하는 핵심 역량을 적용한 특성화고 교육과정 재구성의 구 체적 방안 및 실천을 통해 특성화고 학생들이 전문적인 여러 교과의 융합을 경험하고, 함 께 협력하여 배우고, 창의적인 생각을 담을 수 있도록 하는 프로젝트 개발의 필요성이 절 실하다.

◦ 전자, 건축디자인, 건설정보, 물리, 미술 교과 융합을 통한 학생들의 문제해결능력, 협 력, 창의력, 의사소통능력등 취업 역량 개발

◦ 드론, 3D프린터를 활용하여 다양한 교과 융합 프로그램 구안 및 적용을 통한 학생들 의 취업 역량 개발하고, SKILL UP!

◦ 교사의 수업 개선을 함께 연구하는 동료 교사들과 이루는 동료성과 융합인재교육에 대한 전문성 신장.

◦ 여러 교과 융합 수업을 통하여 미래사회가 요구하는 핵심 역량을 갖춘 창의융합형 인재, 건강한 인성을 갖춘 인재 양성

단계 추진 내용 및 방법 운영기간(2018.04.~11.)

3 4 5 6 7 8 9 10 11 계획수립 연구활동계획서 작성

준비 융합인재교육(STEAM)교사연구회 전국 워크숍 참석 융합인재교육(STEAM) 활성화를 위한 교사 협의회

실행

연구과제 1 : 융합인재교육(STEAM) 연구를 위한 환경 조성

∙ STEAM 교육 적용을 위한 2015 개정교육과정 성취기준 분석

∙ STEAM 태도 사전검사 실시

연구과제 2 : 췩업역량개발 및 SKILL UP STEAM 프로그램 개발

∙ 드론, 3D프린터 활용한 프로그램 주제 선정 및 개발

∙ 개발된 프로그램을 2015.개정교육과정에 맞춰 개선‧개발

∙ 기 개발된 프로그램을 2015.개정교육과정에 맞춰 개선‧개발

∙ 참여 학생들 대상 STEAM 사전 교육 실시 (2회)

∙ 여름방학 신기술취업역량개발 SKILL UP 1박 2일 캠프 실시 연구과제 3 : 자료검증을 통한 일반화 방안 모색

∙ 전교생 대상 STEAM주간 운영 (점심시간 활용 전시&체험부스 운영)

∙ STEAM 태도 사전,사후검사 후 개선점 도출 분석 자료 정리 및 결과보고서 작성

일반화 융합인재교육(STEAM)교사연구회 성과발표회 참석

1. STEAM교사 연구회 필요성

2. STEAM교사 연구회 목표

3. STEAM교사 연구회 추진 일정

드론, 3D프린터를 활용하여 학생들의 자발적인 참여와 신기술 프로그램 체험 학습을 통한 과학기술에 대한 흥미와 재미를 느끼고, 융합적 사고와 문제해결력, 의사소통능력, 인성등을 배양할 수 있도록하는 STEAM 프로그램을 개발하고, 2015 개정교육과정의 관련 교과 및 단원과의 연계성을 높게 하여 학교 현 장에서 쉽게 활용할 수 있는 교수-학습 자료를 개발한다.

연구의 실행 범위

연구 관련 콘텐츠와 연계할 중심과목 교육과정 및 관련단원

(공학) (전자, 건축, 건설)

∙ 2015 개정교육과정 1학년 [기초제도] Ⅱ. 제도 규격과 통칙 2. 도면의 크기와 척도 알기

4. 치수 기입하기

∙ 2015 개정교육과정 1학년 [기초제도] Ⅳ. 기본적인 도면 그리기 1. 기계요소 도면 그리기

4. 건축도면 그리기

연구 관련 콘텐츠와 연계할 연계과목 교육과정 및 관련단원

(물리, 미술)

개발 프로그램 검증 방식 ∙ 교육과정 재구성을 통해 여름방학 1박 2일 취업역량개발 및 SKILL UP STEAM캠프를 통해 적용, 검증

수업 활용 시간 ∙ 점심시간활용하여 1주일간 전교생 대상으로 STEAM주간 운영 (프로그램의 특성에 따라 다소 변경될 수 있음)

프로그램 적용 교사 및 학생 ∙ 연구회 소속 학급에 소속되어 있는 학생들을 대상으로 프로그램을 적용하고, 검증함 수업 진행 교사 수 ∙ 1인 또는 팀티칭

수업 자문 ∙ 충청북도 교사 연구회 회원, 충청북도 교사 연구회 자문 위원, 교사 연구회 담당 장학사 대상으 로 한 수업공개 및 워크숍 등을 통해 연구의 질 확보

STEAM 프로그램 적용에 따른 학생 태도검사(사전·사후) 조사를 통하여 검증하고 개선 방안을 제안한다.

자료 수집 시기 STEAM 프로그램 적용 전과 후에 1회씩 설문지

자료 수집 내용

• 수학과 과학에 대한 흥미도 • 수학과 과학에 대한 배려도

• 수학과 과학에 대한 소통 • 수학과 과학에 대한 유용성/가치

• 수학과 과학에 대한 자아개념 • 수학과 과학에 대한 자아효능감

• 이공계 진로선택

자료 수집 방법

• QR 코드를 활용한 온라인 검사

• 검사 동의서 작성 후 오프라인 검사

⇒ 2가지 방법 중 한가지를 선택하여 실시

4. 연구의 범위

5. 수업 프로그램 효과 검증

2. 본론

■ STEAM 프로그램 연구 및 적용

1) 드론, 3D프린터를 활용한 전자, 건축, 건설, 물리, 미술 교과들의 창의 융합 교육을 위한 프로젝트 연구 , 개발(4월~7월)

2) 드론, 3D프린터를 활용한 신기술 취업역량 개발 SKILL UP 1박 2일 여름방학 (5개 교과 창의융합교육을 펼치는 캠프 실시) (7월)

3) 드론, 3D프린터를 중심으로 (특성화고) 학생들이 가고 싶은 학교 모형(디오라마) 제작 프로젝트 제작 (7월)

4) 점심시간을 활용한 STEAM 주간 운영

(10월) (1주일 / 여름방학 캠프활동 동영상, 사진 전시, 학생들이 제작한 디오 라마 전시 , 드론 조종, 3D프린터 체험 부스 운영하여 STEAM교육 홍보)

■ STEAM 수업 평가 방법 개발 및 적용 성과 조사

1) 전공 실습 중심의 교육과정을 운영하는 특성화고에서 5개 교과가 융합하여 전문적이고 창의적인 수업 및 학생들의 인성과 역량 개발을 위해 1박 2일 캠 프를 선택하고 , 다양한 프로그램 개발

2) 드론, 3D프린터를 활용한 신기술 취업역량개발 및 SKILL UP 1박 2일 STEAM 캠프 참가자를 전교생 대상으로 모집하여, 희망자 50명 선착순으로 선발함 .

3) 희망자 50명을 대상으로 5월에 사전 검사를 실시함.

4) 1학년, 2학년으로 구성된 희망자 50명을 대상으로 STEAM교육에 대해 사전 교육 및 캠프 안전 교육 실시함 .

5) 오픈 데이터를 활용하여 3D프린팅하기, 오픈 슬라이싱 프로그램 큐라슬라이 스 활용하여 G-code만들기, stl파일 만들기, 3D CAD로 모델링하기는 당일 캠 프로 진행하는데 시간이 많이 소요되어 캠프전 2회 교육 실시함.

6) 드론, 3D프린터를 활용한 신기술 취업역량개발 및 SKILL UP 1박 2일 STEAM 캠프 실시 (오전 10시부터 저녁 10시까지 뜨겁게 진행된 7개 프로그 램 운영 / 조별 캠프 과정 PPT제작·발표로 우수조, 우수 학생 시상/학교에서 동거동락 텐트 취침 /40℃ 여름 학교 운동장에서 저녁 삼겹살 파티)

7) 캠프후 사후 검사를 실시하여 각 교과에 해당하는 영역에 대한 학습이 잘 이루어졌는지 확인 , 학생 만족도도 확인함. 또한 운영된 프로그램을 수정․보 완 할 수 있도록 함 .

1. 연구 수행 내용

3. 향후 계획

◦과제 수행 향후 계획

구분 수행 계획

교수학습지도안 개발 차시 총 15차시 예정

수업 적용 일정 2018. 6. ~ 2018. 10.

(STEAM 수업)수혜학생 수 충주공업고등학교 50명

학생 태도검사

사전 검사

5월 STEAM 1박 2일 SKILL UP캠프 참가 신청자 50명 실시 완료

사후

검사 7월 STEAM 1박 2일 SKILL UP캠프후 실시 완료

교사 만족도조사 10월 19일 예정

교사연구회 STEAM 행사 개최 (2018.10. 22. ~ 26.) 점심시간을 활용하여 전교생을 대상으로 ’SKILL UP! STEAM 주간 운영’ 개최 논문 또는 학술대회 현재까지는 없으나 2019년도 연구대회 출품 가능성 있음.

특허출원(국외, 국내) 해당 없음

■ STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천

1) 10월 SKILL UP! STEAM주간 운영 (점심시간, 전교생 대상으로 캠프 사진, 캠프 동영상 , 드론 조종, 3D프린팅 체험, 조별 학교 디오라마 전시 부스를 운 영하여 창의융합인재교육 (STEAM교육)홍보, 체험 주간 운영)

■ STEAM 연구회에서 진행한 프로젝트 수업의 주안점

1) 자발적인 학생들의 참여와 흥미로운 프로젝트 과제를 통한 학생들의 열정적 인 참여와 몰입을 통한 캠프후 학생들에게 보람과 수업 만족도를 높힌다 . 2) 드론, 3D프린터를 활용한 교육정 재구성과 구체적이고 창의적인 프로젝트

수업 방법을 개발한다 .

3) 선생님과 학생들이 학교에서 행복하게 배우고, 창의적인 생각들을 적용할 수 있는 SKILL UP 1박 2일 프로젝트 미션 완성을 통해 배움공동체를 실현하 므로 역량을 쑥쑥 ! 인성도 쑥쑥! 자라게 하는 시너지를 만든다.

4. 기타 사항 및 시사점

※ 교사연구회 참여를 통한 STEAM 프로그램 개발·적용 관련 좋았던 점과 어려웠던 점 1. 다양한 교과를 융합하여 동시에 배울 수 있는 장점이 있다.

2. 교과와 관련된 내용을 체험을 통해 몸으로 체득할 수 있다.

3. 학생 구성원간 팀별 활동으로 바람직한 단체생활을 경험할 수 있다.

4. 타 교과 교사와의 융합교육 과정에서 교사 스스로도 교수학습방법이 확장되는 경험을 하여 학생과 교사가 함께 성장할 수 있는 계기가 되었다.

5. 고정적 교육방법이 아닌 다양한 교육방법이 가능하여 교사와 학생간 유대관계 형성에 도움이 되었다.

6. 교사 스스로가 고정적인 교과 교육과정 운영의 사고를 깨야하고, 다양한 교과와의 교차점을 찾아야 하며, 융합된 교육과정의 교육을 위한 새로운 교수학습방법에 대한 노력이 수반되어 학교집단의 지원 과 참여 교사 스스로의 노력이 많이 요구되는 어려움이 있었다.

7. 교과목의 범위를 확장해서 학생들에게 다양한 융합 교육이 가능해서 창의적인 마인드 형성을 할 수 있었다. 보다 많은 예산 편성으로 많은 학생들이 스팀 교육의 혜택을 받도록 했으면 합니다.

※ STEAM 교사연구회와 해당 STEAM 수업 프로그램 발전을 위한 개선 방안 1. 스팀을 담당하는 교사에게는 수업연구를 위한 시간적 여유가 필요하다.

2. 교과별 단원 협력이라는 한계를 벗어나 교과외 다양한 내용을 가지고 융합하는 교육으로 확대가 필 요하며, 빠르게 변화하는 신기술 산업의 역량을 키울 수 있다. 

3. 보다 다양한 교과간 융합을 통해 우수사례를 일선학교에 전달하여 일반교사들이 사례를 통하여 접근 하기 용이해야하며 지속적인 노력이 필요하다.

※ 기타 사항 및 시사점

1.교과시간외 1박 2일과 같이 캠프형 프로그램을 적극 권장합니다.

붙임 STEAM 프로그램

1. STEAM 프로그램 목표

흥미로운 주제를 선정하여특성화고 학생들의 자발적인 참여에 중점을 두고, 드론, 3D 프린터를 활용 하여 7개 교과 융합프로그램을 적용한 1박 2일 SKILL UP! STEAM 캠프를 통해

학생들이 다니고 싶 은 학교 디오라마 제작 프로젝트를 완성하

므로, 학생들이 드론, 3D 프린터 활용 SKILL UP!

과 물리를 포함하여 7개 교과 교육과정이 연계하여 완성하는 가운데 7개 교과들에 대한 관련성 과 흥미와 관심과 재미를 배우게하는 주제 중심 교과 통합 융합 교육 프로그램을 구안한다.

2. STEAM 프로그램 연계 교육과정

차시 2015 개정 교육과정 성취기준(중심 교과 중심으로)

1~2

(전자)

1.1 항공기 및 드론의 종류에 따라 구분 할 수 있고 원리에 대해 조사하여 발표 할 수 있다.

1.2 드론 조종기술에 대한 용어를 습득하여 자유롭게 조종 할 수 있으며 짐벌을 이용한 항 공 영상을 편집 할 수 있다.

3 (물리)

[물1114-2] 스포츠 등 실생활에서 충격량과 운동량의 개념을 설명할 수 있다.

4~5 (건설)

[측량과13-2]관측 계획도에 따라 트랜싯과 토털스테이션 등으로 관련 점 간의 수평각, 연직각 및 거리 등을 측정할 수 있다.

6~7 (건축)

▸건축 계획과 설계 2-1-1. 건축의 의미와 건축이 만들어지는 과정을 설명할 수 있다.

▸건축 계획과 설계의 과정 2-1-2. 건축 계획의 의사 결정 과정을 이해하고, 건축 계획과 설계 의 과정을 순서대로 나열할 수 있다.

▸공간 계획 2-1-3. 건축의 공간 계획에 대하여 설명할 수 있다.

8~10 (전자)

[22-1]도면의 양식, [24-3]치수기입을 통해 배치도를 작성하고, 직접 3D CAD프로그램을 활용하 여 도면에 필요한 대상물들을 모델링하고, 슬라이싱을 하여 3D프린터로 출력하여 제작한다.

11~12 (건설)

[42-3] 지형 측량의 작업순서 및 방법을 이해할 수 있다.

[42-4] 지형도를 활용에 대해 이해할 수 있다.

13~15 (미술)

▶ [12미02-02] 조형요소와 원리를 다양하게 응용하여 창의적으로 표현할 수 있다

▶ [12미02-04] 주제와 표현 의도, 재료와 표현 방법, 매체, 표현 과정, 결과 등을 종합적으로 검토할 수 있다.

▶ [12미창 02-08] 포트폴리오를 제작하여 과정과 결과를 점검해본다.

■ 순차적인 차시로 운영되는 교육과정이 아니라, 팀별로 프로젝트 완성을 위한 단계 및 전략을 세우 고, 7개 교과의 수업을 팀별로 이동하며 배우고, 연계하여 최종 프로젝트를 완성하는 방식으로 운영 됩니다.

■ 수업은 학생들의 실습과 체험 중심으로 운영되었고, 그 결과 학생들은 수업후에 스스로 밤 10시 까지 모든 학생들이 남아서 프로젝트를 완성하는 놀라운 모습을 경험하게 되었습니다.

3. STEAM 프로그램 연계 교육과정에 사용되는 전문교과 안내

1) 유OO

*교과명 : 기초제도

*기초제도 성취기준 영역 :

[고등학교 1학년] 기초제도 Ⅱ.제도 규격과 통칙 2.도면의 크기와 양식

4.치수 기입하기(모델링, 3D프린터 제어하기)

■ 기초제도 전문교과 활용법

기계, 구조물을 새로 제작하거나, 개량하고자 할 때 먼저 도 면을 작성한다. 또한 도면에 그리는 대상물의 모양을 나타내 고, 크기와 위치, 자세등을 표시하기 위해 치수 기입을 한다.

이에 드론 영상 및 3D프린터 출력등에 필요한 전문 지식과 도면 활용법을 배워 프로젝트에 융합하도록 교육함.

2) 이OO

*교과명 : 자동제어기기제작

*제동제어기기제작 성취기준 영역: ■ 자동제어기기제작 전문교과 활용법

이 능력단위는 단위모듈의 기능을 통합하여 전체시스템을 완성하기 위하 여 하드웨어 시스템, 소프트웨어 시스템, 통합 시스템 및 인터페이스 시스 템을 구축하는 능력을 배워 프로젝트에 융합하도록 교육함.

3) 양OO

*교과명 : 건축일반

*건축일반 성취기준 영역:

[고등학교 2학년] 건축일반 Ⅰ. 건축계획 02. 건축관련계획 1) 건축계획과정 2) 세부건축계획

■ 건축일반 전문교과 활용법

“건축 일반“ 과목은 건축시공과 학생들이 ”건축 도면 해석 과 제도“, ”건축 기초 실습“, 각종 건축 시공 실무 과목을 이수하기 위해 반드시 익혀야 할 건축에 관련된 전반적인 지식, 기술, 태도를 기초부터 현장 실무 능력까지 함양시킬 수 있도록 구성되어 프로젝트를 전문적으로 완성하도록함.

4) 이OO

*교과명 : 측량

*측량 성취기준 영역 :

[고등학교 2학년] 측량. 평면기준점 측량 13.. 관측하기

■ 측량 전문교과 활용법

지표면, 지하, 수중 및 공간의 일정한 점의 위치를 측정하 여 도면 및 수치로 표시하고, 측량의 개념 및 전반적 기술 을 습득하여 실생활의 공간을 수치데이터화 하는 내용을 프 로젝트에 융합하도록 교육함.

5) 이OO

* 교과명 : 측량

* 측량 성취기준 영역 : Ⅳ. 세부측량, 2. 지형측량

■ 측량 전문교과 활용법

지표면, 지하, 수중 및 공간의 일정한 점의 위치를 측정하 여 도면 및 수치로 표시하고, 측량의 개념 및 전반적 기술 을 습득하여 실생활의 공간을 수치데이터화 하는 내용을 프 로젝트에 융합하도록 교육함.

3. STEAM 프로그램 총괄표(총 15차시)

차시 주요내용

1~2

소주제 드론의 원리와 촬영기법 그리고 멋진 영상 편집!

Co

왜 드론인가?

Tip!

드론 활용에 관한 다양한 영상을 시청

CD

드론 조정 및 영상 촬영, 촬영 영상 편집 및 동영상 제작하기!

ET

편집영상 발표 및 공유하기!

3

소주제 안전한 드론 조종

(

드론의 위험성과 대처)

Co

드론을 통제할 수 없는 경우가 발생할 경우 발생하는 상황은?

Tip!

드론 추락 사건에 관한 동영상 시청

CD

1. 드론의 무게와 통제할 수 있는 거리 파악 2. 추락시 충격량과 파괴정도 예측하고, 계산해보기

ET

1. 충격량 체험하기

2. 피해시 처리비용 계산해보기

4~5

소주제 우리학교 건물 배치 현황 조사하기

Co

학교의 현재 배치도 작성 공모전] 여러 기법을 이용한 배치도 작도하기

Tip!

GIS프로그램으로 학교의 현재 상태를 조사해보기

CD

1. [우리 학교 대지는 얼마나 클까?] 학교 대지 가로 세로 거리 측정하기 2. [현재 건축물과 구역 파악] 주요 도로를 이용하여 구역나누기 3. [현재 건축물의 배치파악] 전자지도를 이용하여 거리 및 면적 구하기

ET

전문가로써 현재의 학교 건물 배치도 작도하기~

6~7

소주제 학교 공간에 대한 요구 사항 조사하기

Co

우리 학교에서 학생들이 필요로 하는 공간에 대해 토론하도록 안내

Tip!

학교배치도 활용하여 구체적으로 분석해보기

CD

1. 드론을 이용하여 학교 배치를 촬영한다.

2. 웹사이트의 지도를 이용하여 대지분석을 한다.

3. 팀내 주어진 역할을 통해 협력과 공동체 활동으로 요구가 반영된 학 교 공간을 계획한다.

ET

조사한 내용을 분석하여 공간 요구에 대한 공간계획하기

8~10

소주제 도면에 필요한 건축물, 대상물을 3D CAD로 모델링하거나, 오픈데이터를 활용하여 다운 받고 3D프린터로 출력하기!

Co

설계사가 되어 프로젝트 배치도 작성, 도면에 필요한 대상물을 출력하기

Tip!

교과서 내용을 활용하여 전문적인 지식과 기술로 프로젝트를 해결할 수 있 도록 안내함.

CD

1. 조별 배치도를 작성을 하고, 도면에 필요한 대상물을 정리하기 2. 3D CAD로 모델링하기, 오픈 데이터 다운받아 슬라이싱 하기 3. 3D 프린터를 제어하고, 대상물을 출력하여 프로젝트 제작을 한다,

ET

출력할 대상물에 학생들의 의견이 반영되고, 팀별로 분담하고, 협력하 여 3D프린팅 할 수 있도록 함.

11~12

소주제 측량 전문가가 되어 필요한 지형정보 취득 및 지형도 설계

Co

측량 전문가가 되어 필요한 지형 정보의 취득 및 지형도의 설계

Tip!

미술과 연계하여 지형 모형을 만들고 감상하기

CD

1. 지형측량에 필요한 것 알아보기 2. 우리가 생각하는 지형 정보의 취득

3. 취득한 정보를 바탕으로 원하는 지형도의 설계

ET

발표회 참가 후 우리의 의견 제시하기

13~14

소주제 3D출력물과 미니어쳐모형을 활용한 디오라마 제작하기

Co

학교공간의 문제점을 이해하고 작품계획서를 활용하여 디오라마 제작하기

Tip!

미술과 연계하여 학교 공간을 창의적으로 표현하기

CD

1. 작품계획서 작성하기

2. 재료와 표현용구 등의 사용법을 익히고 모형 선택하기 3. 선택한 모형으로 학교 디오라마 제작하기

ET

디오라마 제작 후 작품 검토하기

15

소주제 SKILL UP! 1박 2일 캠프 활동을 담은 팀별 PPT제작,발표하기

Co

다양한 체험 후 과정과 결과를 PPT로 제작한 후 발표 및 점검하기

Tip!

팀원들의 개성을 담고, 경험을 창의적으로 담도록 함.

CD

1. PPT제작방법 설명 및 PPT템플릿 구상 2. 사진, 정보 등의 자료수집 후 PPT 제작 3. PPT발표

ET

PPT제작과 발표를 통해 뿌듯함과 자신감을 경험하기!

4-1. (자동제어기기제작) 차시별 프로그램 개요 및 교수학습지도안

학교급 /학년(군)

고등학교 시스템전자 실무

3 학년 차시 1~2

교육과정 성취기준

1.1 항공기 및 드론의 종류에 따라 구분 할 수 있고 원리에 대해 조사하여 발표 할 수 있다.

1.2 드론 조종기술에 대한 용어를 습득하여 자유롭게 조종 할 수 있으며 짐벌을 이용한 항공 영상을 편집 할 수 있다.

주제(단원)명

드론을 조정하여 학교 건물 및 구조를 촬영하여 편집하기

학습목표

1. 드론을 잘 조정 할 수 있다.

2. 드론을 이용한 영상 촬영 및 편집을 할 수 있다.

STEAM 요소

S

항공기의 비행 원리 항공역학에 대하여 조사하기

T

드론 조종 기술 익히기

E

쿼드 드론 회전 방향에 맞춰 대각선 날개 조립하기

A

드론으로 촬영한 영상 편집하기

M

주요내용

♣ 주요 활동 안내

1. 항공기 및 드론 원리에 대해 알고 학과별 활용 방법 알아보기 2. 항공 촬영 시나리오를 작성하고 학교 이미지 촬영하기 3. 촬영한 이미지를 캡쳐 및 편집하여 동영상 만들기

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

- 드론기술 활용 영상 및 원리 확인 하기

- 항공법에 대하여 알아보기

창 의 적 설 계

창의적 설계

-드론 조종기술 익히기

- 시나리오에 따라 촬영하기

감 성 적 체 험 - 드론 영상 촬영

시나리오 작성하기 - 촬영한 영상 프로그램을

이용 편집하기 - 편집 영상 상영하기

감성적 체험

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (15 분)

Co

왜 드론인가?

￭ 드론 직업 및 발전기술 영상 감상하기

￭ 드론으로 무엇을 할 수 있을까?

￭ 각 학과에 드론을 어떻게 이용 할 것인가?

CD

신기술 드론과 학과별 활용 방법 모색하기

(학과별 조별 토론을 통해 활용 방법 설계하기)

 PPT

 동영상

 자 유 롭 게 발표할 수 있 는 분위기를 조성한다.

전개 (65 분)

Co

활동 1 항공기 및 드론 원리에 대해 알아보기

?

◇ 항공기 원리에 대해 알아보기

◇ 드론의 원리 알아보기

◇ 항공 법규에 대해 알아보기

CD

활동 2 드론 조정 및 영상 촬영 실시!

◇ 팬텀4 앱 설치하기

◇ 드론 조정기술 실습하기

◇ 촬영시나리오 작성하시

◇ 촬영 방법 실습하기

CD

활동 3 촬영 영상 편집 및 동영상 제작하기!

◇ 무비메이커 설치하기

◇ 매뉴얼 익히기

편집 영상 및 이미지 가져오기 배경 음악 다운받기

영상 편집하기

 PPT 정보검색

 PC를 이 용하여 필요 한 지식을 조 사한다

 드론장비

 스마트폰

 메모리

 영상을 개 임별 및 팀별 차의성 있게 편집 할 수 있 도록 안내한다.

정리 (20 분)

ET

편집영상 발표 및 공유하기!

◇ 개인 및 팀별 발표하기

개인 희망자 및 팀별로 영상자료 발표하기

◇ 개인 및 팀별 발표 자료 비교 분석 발전 방향 모색

 주제에 대 한 자료 분석 더 나아가 발 전적 방향 및 활용에 대해 생각할 수 있 도록 유도한 다.

5. 차시별 학생활동지/학생참고자료(또는 학생용 교재)

차시 1차시~2차시

도입 왜 드론인가? 신기술 드론 학과별 활용?

드론 동영상 자료

차시 1차시~2차시

학생활동1 항공기 및 드론 원리에 대해 알아보기?

가. 드론 원리 및 조종 방향에 대해 조사해 봅시다.

나. 드론 촬영 시나리오 작성하기.

차시 1차시~2차시 학생활동2

드론 조정 및 영상 촬영 실시!

가. 드론의 구조를 탐구해 봅시다.

드론 구성 부품

드론 조립도

나. 안전 드론촬영을 알아 봅시다

6. 차시별 수업 자료

차시 1~2차시

차시 1~2차시 수업 자료 (드론의 원리&조종법) 차시 1~2차시 수업 자료 (드론 촬영 영상 편집)

7. 학생 활동 자료 스캔 및 활동 사진

4-2. (물리) 차시별 프로그램 개요 및 교수학습지도안

단원 안전한 드론조종 학습대상 STEAM 신청학생 50명

학습주제 드론의 위험성과 대처 수업모형 STEAM 수업모형

차시 1,2,3 / 3 교과서 쪽 36~37쪽 (운동량과 충격량) 학습목표

￭ 드론추락의 위험과 피해정도를 파악할 수 있다.

￭ 안전한 드론 조종을 할 수 있다.

자료 및 도구 드론, 스마트기기, 활동지, 등

학습

단계 학습 과정

교수 ․ 학습활동

시간 자료() 및 유의점()

교사 학생

도 입

상황 제시

동기유발

◇ 드론 추락 동영상 드론 추락과 피해의 동영 상을 보고 위험성을 안다.

10분

 동영상

자유롭게 발 표할 수 있는 분위기를 조성 한다.

상황제시

드론 조종을 할 경우 제일 중요한 것이 뭘까?

학습목표

￭ 드론추락의 위험과 피해정도를 파악할 수 있다.

￭ 안전한 드론 조종을 할 수 있다. ^{ PPT}

전개 창의

적 설계

활동 1

드론의 위치에너지 구해보기

◇ 위치에너지, 운동에너지, 운동량, 충격량 설명

CD 1

◇ 위치에너지, 운동에너지, 운동량, 충격량을 충분히 이해한 후 드론추락시 위의 물리량을 계산하여 본다

20분

 PPT 정보검색

 PC를 이용 하여필요한 지 식을조사한다.

활동 2

추락 결과 살펴보 기

◇ 추락시 충격으로 말미암 은 피해 설명

CD 2

◇ 추락시 충격으로 말미암 은 피해를 계산해 보고 실 습실의 물건들로 충격량을

체험해 본다.

20분

 동영상

 드론장비

 스마트폰

학습 단계

학습 과정

교수 ․ 학습활동

시간 자료() 및 유의점()

교사 학생

전개 창의

적 설계

활동 3

추락후 피해 처 리

CD 3

◇ 여러 경우의 피해 처리 에 대해 조사해 본다.(차에 떨어질 경우, 사람에게 떨 어질 경우 등)

30분

 동영상

 PC

정리 감성

적 체험

정리활동

주의할 것을 확 실히 인지하기!

◇ 추락 피해를 방지하기 위 한 방법을 모색하도록 지시

◇ 토론을 통한 발표자료 정 리 지시

◇ 추락 피해를 방지하기 위한 방법을 모색한 후 개 인 및 팀별 발표하기

30분

 주제에 대 한 자료 분석 더 나아가 발전 적 방향 및 활 용에 대해 생각 할 수 있도록 유도한다.

차시예고

※ 학생 활동지(워크시트) 1

드론의 위치에너지와 운동에너지는 얼마나 될까?

팀명 : 학년 반 이름 :

조사 활동

활동 1 드론의 역학적 에너지 계산하기

가. 드론의 위치에너지와 운동에너지를 계산해 봅시다.

드론의 질량:

드론의 위치에너지구하기 : mgh=

드론의 낙하 속도 구하기 : _



^(운동에너지) = mgh를 이용하여 v를 계산

나. 조 구성원들 간의 협력으로 드론의 위치에너지 운동에너지 낙하속도를 계산해 봅시다.

※ 학생 활동지(워크시트) 2

드론의 운동량과 충격량은 얼마나 될까?

팀명 : 학년 반 이름 :

조사 활동

활동 1 드론의 운동량과 충격량 계산하기 가. 드론의 운동량과 충격량을 계산해 봅시다.

드론의 질량 : 드론의 낙하속도:

드론의 운동량 구하기 : mv=

드론의 충격량 구하기 : ft(충격량) = mv를 이용하여 충격량을 계산

나. 조 구성원들 간의 협력으로 계산된 충격량이 얼만큼의 피해를 내는지 조사해

봅시다.

탐구활동

가. 우리 학교 주변에 드론 추락시 큰 피해가 날 수 있는 곳을 파악하고, 이를 방 지할 수 있는 방법을 찾아보세요.

조사 탐구 내용

나. 다른 조와의 비교를 통해 개선점을 반영하시오.

※ 이론적 배경 1

가. 위치에너지와 운동에너지

탐구 내용

1. 일·운동 에너지 정리

(1) 일과 운동 에너지 ; 속도 _로 운동하는 질량 인 물체에 운동 방향으로 힘 가 작용하여 거리

 만큼 이동하였을 때 속도가 가 되는 경우, 등가속도 직선 운동의 식에서

   × 

×   ^ _^이다. 따라서 거리  만큼 이동하는 동안 한 일은

_{  }



^ 

_^이 된다. 이때 물리량 

^이 물체의 운동 에너지이다.

2. 중력에 의한 퍼텐셜 에너지(위치 에너지)

(1) 물체의 무게와 같은 힘 로 질량 인 물체를 높이 만큼 들어 올리는 동안 물체에 한 일은

  이며, 이때 물리량 이 중력 퍼텐셜 애너지이다.

3. 역학적 에너지 보존

(1) 역학적 에너지 :물체의 운동 에너지와 퍼텐셜 에너지의 합

(2) 역학적 에너지 보존 법칙 : 공기 저항이 없을 때 운동 에너지와 퍼텐셜 에너지의 합은 항상 일정하 게 보존된다.

 

  

 

※ 이론적 배경 2

가. 운동량과 충격량

탐구 내용

1. 운동량과 충격량

(1) 운동량 : 운동하는 물체의 질량()과 속도( )에 비례하는 물리량(단위 : kg·m/s)

  

(2) 충격량 : 물체에 작용하는 힘과 작용하는 시간의 곱(단위 : N·s)



▲충격량 그래프

(3) 충격량과 운동량의 관계 : 물체가 받은 충격량은 물체의 운동량의 변화량과 같다.

질량 인 물체가 속도 _로 운동할 때 일정한 크기의 힘 가 시간  동안 운동 방향으로 작용하

여 물체의 속도가  로 변한 경우 _{   }



  

이므로 충격량은     으 로 나타낼 수 있다.

▲충격량과 운동량의 관계

나. 노트.

4-3. (측량) 차시별 프로그램 개요 및 교수학습지도안

학교급

/학년(군) 고등학교/1~2 학년 차시 5~6

교육과정 성취기준

[측량과13-2]관측 계획도에 따라 트랜싯과 토털스테이션 등으로 관련 점 간의 수평각, 연직각 및 거리 등을 측정할 수 있다.

주제(단원)명 우리학교 건물 배치 현황 조사하기(측량 13-2. 관측하기)

학습목표 드론영상 또는 항공사진 자료를 이용하여 현재 학교의 주요 도로와 건물의 배치 현황을 조사할 수 있다.

STEAM 요소

S

T 현재 건물 배치도 작도하기

E 상용 전자지도(항공사진)을 활용하여 공간배치 조사하기 A

M 실측자료를 도면화하기 위한 축척 계산하기

주요내용

♣ 주요 활동 안내

1. STEAM 문제 상황 확인하기

2. 현재 우리 학교의 도로 건축물 배치 상태 조사하기 3. 내가 생각하는 학교 구성 요소 토론하기(계획도)

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

-내가 다니고 있 는 학교 배치도 공 모전 상황 제시

창 의 적 설 계

창의적 설계

- 현재 상황을 조사하면서 개선해야 할 점에 대하여 고민하기

감 성 적 체 험 - 현재 학교 배치 상태에

대한 조사 방법 의견나누기 - 다양한 방법 중

경제적인 방법을 선정하고 실내외 조사 요소에 대하여 토론하기

감성적 체험

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (10 분)

Co

공고문 통해 문제 상황 확인하기

<공고문 설명>

우리학교를 학생들이 다니기 행복한 학교로 변화시키기 위한 장기 프로 젝트 중 도입단계인 현재의 학교 상태 파악 후 개선점에 대한 조사하기 단계로서 “우리학교 현재 배치도 작도하기” 공모전이 열립니다.

우리학교의 건축물 및 도로, 운동장, 체육관 등을 여러 가지 도구와 기법 을 활용하여 주어진 시간내에 조사 및 작도하시면 되겠습니다. 이를 통하 여 현재의 단점 및 개선점을 토론하여 향후 학교 구성원의 의견을 수렴하 는 과정을 거쳐 요구사항이 반영된 미래 학교 배치도를 완성해 나가고자 합니다. 많은 참여 바랍니다.

※ 공고문 포 스터

Tip!

공고문을 미리 B4 사이즈로 컬러 인쇄하여 게시판에 게재

Tip!

공고문은 우리 학교 주변의 환경에 따라 수정하여 제시 하기

전개 (100 분)

Co

활동 1 현재의 공간 분석기법 고민하기(10 분)

CD

-현재의 학교 배치를 조사할 수 있는 여러 기법 중 자신이 활 용 가능한 조사기법 나열해보기

-포스트잇 또는 여분지에 자신이 생각하는 조사 기법을 나열하고 장단점을 인터넷에서 조사하기

Co

활동 2 토론을 통하여 공간 분석 기법 결정하기(20 분)

CD

-자신이 생각한 기법과 조원들이 생각한 기법에 대하여 장단점 을 비교해보고 장점을 조합하여 학교 공간 분석 기법을 결정 하기

-교사는 실내에서 할 수 있는 조사기법(다음지도, 네이버지도 등의 전자지 도 이용과 현장 실측 기법 등에 대한 안내를 조언하기.

Co

활동 3 현재 학교 건물 배치도 작도(70 분)

CD

- 조원과의 협의로 결정된 기법을 활용하여 활동지 1, 2에 개 인별로 현재 학교 건물 배치도를 그려보기

-활동지 1 은 순수하게 학생 개인의 능력으로 그려보고 활동지 2 는 조원들 의 결과물을 보고 자신의 미흡한 점을 보완하여 그릴 수 있도록 지도.(반 복 및 모방을 통한 스킬업 가능)

※ 포스트잇 또는 활동지

Tip!그림 이나 글로 자유롭게 표현 가능(사전 검사지로 활용)

Tip!팀원 들과 협의하여 가장 실용적인 기법 결정하기

Tip!외부 현 장 실측 전 안 전 교육 실시

정리 (5 분)

ET

현재 학교 건물 배치도 정리하기

-결과물이 미흡하더라도 조사해보는 과정에서 관측기법이 향상됨을 안내 -현재 학교 건물 배치도가 최종 목표물이 아님을 안내하여 정리되지 않은

자료도 다음 과제에서 아이디어로 활용할 수 있음을 안내

(1) 차시별 학생활동지

※ 학생 활동지(워크시트) 1

현재 교내 건물의 규모 및 배치를 실측하여 계산하시오.

팀명 : 학년 반 이름 :

조사 활동

활동 1 현재의 공간을 분석하기

항공 사진 또는 드론 정사 촬영 사진, 온라인 지도 등을 활용하여 현재 교내 건물의

배치 및 크기를 계산하여 도면에 작성해봅시다.

탐구활동

활동 2 조원 간의 토론을 통해 내용 보완하기

조 구성원들 간의 협력으로 현재의 공간 분석자료를 수정·보완해보고, 자신이 놓 쳤거나 보강해야할 내용에 대하여 기술하고, 도면을 수정 작성하시오.

(2) 차시별 수업 자료

차시 주제3. 우리학교 건물 배치 현황 조사하기 (5-6차시)

학생활동

공간분석 기법 결정하기

1. 온라인 서비스 활용하기 (예: 다음지도, 네이버지도)- 난이도: 하, 정밀도: 하

온라인 사이트(다음, 네이버, 구글 등)에서 제공하는 지도서비스의 기능 중 항공사진 오버레이 기능과 거리, 면적 등을 추정할 수 있는 기능을 활용하여 개략적인 공간 분석이 가능하다.

가. 장점

1) 날씨의 영향을 받지 않는다.

2) 사용이 간편하다.

3) 비용이 발생하지 않아 경제적이다.

나. 단점

1) 정밀도가 낮아, 개인별 오차가 많이 발생한다.

2) 업데이트가 느려 미반영된 자료가 많다.

2. 줄자를 활용하여 현장에서 실측하기 (도구: 50m 줄자)- 난이도: 하, 정밀도: 중상

측량 도구 중 가장 기초적인 거리 측정 도구인 50m 줄자를 이용하여 도로 거리, 도로폭, 건물간격, 가로세로 거리 등을 측정할 수 있다.

가. 장점

1) 직관적인 측량이 가능하여 사용법이 쉽다.

2) 다른 측량 기법과 병행하여 사용할 수 있다.

나. 단점

1) 최소 2명 이상의 측정인원이 필요하다.

2) 날씨의 영향을 많이 받는다.

3. 측량 장비를 활용하여 현장에서 실측하기 (트랜싯, 토탈스테이션)- 난이도: 상, 정밀도: 최상 측량 장비를 이용하여 필요 요소(점)을 선정하고 도로 거리, 도로폭, 건물간격, 가로세로 거 리 등을 측정할 수 있다.

가. 장점

1) 비교적 측정 시간이 짧게 걸린다.

2) 높은 정밀도를 가진 좌표점을 취득할 수 있다.

나. 단점

1) 날씨의 영향을 조금 받는다.

2) 높은 전문기술을 요구한다.

1. 온라인 지도서비스 활용법

가. 상용프로그램으로 무료 제공되는 포털사이트의 지도 서비스를 이용하여 개략적 측정이 가 능하다.

나. 우측 상단 동그라미 표시 부분의 “위성”을 클릭하여, 항공사진을 켜고 끌 수 있다.

(상황에 따라 편리한 방향으로 설정하도록 한다.)

다. 화면 우측에 위치한 “자” 모양 아이콘을 클릭하여, 거리 또는 면적을 측정할 수 있다.

(ESC키 또는 마우스 우측 버튼 등을 클릭하여 부수적 기능도 사용 가능하다.)

2. 줄자를 활용한 거리 측량

3. 측량장비를 활용한 현장측량

가. 최소 2인 1조로 50m 줄자를 활용하여 직접 거리 측량이 가능하다.

나. 필요시 3인 1조로 운영하며, 줄자의 꼬임, 처짐, 비뚤어짐을 교정 하며 운영할 수 있다.

다. 4인 1조로 편성할 경우, 추가되는 1명은 기록원으로 운영가능하다.

라. 기상 및 기온의 영향을 많이 받으므로 상황에 맞게 다른 방법과 병 행하여 운영하는 것이 좋다.

마. 오차가 비교적 크지만 체험적 측량 기법으로는 적당하다.

가. 최소 1인 이상이 운영하여 다양한 측량이 가능하다.

나. 기상 및 기온 등 날씨의 영향을 비교적 적게 받아 상시운영이 가능 하다.

다. 장기간의 교육이 필요하여 체험적 기법으로는 부적절하다.

라. 시범을 통한 간접 체험 및 측량 기법의 견학 수준이 적절하다.

7. 학생 활동 자료 스캔

4-4. (건축일반) 차시별 프로그램 개요 및 교수학습지도안

학교급

/학년(군) 고등학교/1~3 차시 (건축일반) 1 차시

교육과정 성취기준

▸건축 계획과 설계

2-1-1. 건축의 의미와 건축이 만들어지는 과정을 설명할 수 있다.

▸건축 계획과 설계의 과정

2-1-2. 건축 계획의 의사 결정 과정을 이해하고, 건축 계획과 설계의 과정을 순서대로 나열할 수 있다.

▸공간 계획

2-1-3. 건축의 공간 계획에 대하여 설명할 수 있다.

주제(단원)명

학교공간분석 및 요구조건 조사하기

학습목표

1. 학교 공간계획에 대해 설명할 수 있다.

2. 공간요구에 대한 다양한 의견을 조사하고 분석하여 공간 계획에 활용할 수 있다.

3. 드론을 이용하여 학교배치를 촬영할 수 있다.

4. 팀내 주어진 역할을 통해 협력과 공동체 활동에서 익혀야 하는 태도를 기를 수 있다.

STEAM 요소

S

T

캠코더를 이용하여 공간계획을 위한 요구 조건 인터뷰 및 조사 내용 분석

E

드론을 이용하여 학교 건물 배치도 및 크기 촬영

A M

전 개

탐색

▸ 그룹활동1

- 한 조당 7명씩 그룹을 구성한다.

- 그룹별 좋아하는 공간에 대해 토론한다.

- 그룹별 학교에 필요한 공간에 대해 토론한다

10

수업 자료2

드론 개념

도입

- 학생들이 좋아하는 공간에 대해 그룹별 토론한다.

- 학교 공간계획과 학교설계과정을 설명한다.

- 건축계획 zoning 방법을 보여주고 직접 계획하도록 한다.

15

개념 적용

▸ 소그룹활동 2

- 드론을 이용하여 학교배치 및 건물을 촬영한다.

- 학교배치도를 그리고 크기와 간격을 기록한다.

- 면적을 구하고 공간 구획을 한다.

- 실제 학교 배치도와 그룹별 공간계획의 차이를 비교한다.

15

정리및평가

- 그룹별로 학교설계과정과 공간계획방법에 대해 토론한 내용을 발표한다.

- 우수한 학생과 조에 상점을 부여한다.

- 사용한 물품을 정리정돈한다.

5

지도상의유의점

▸수업준비

-학교배치도 촬영용 드론을 준비한다.

▸안전사고예방

-드론 비행시 날개에 다치지 않도록 주의하고 사람에게 근접한 비행을 하지 않도록 교육한다.

학교급

/학년(군) 고등학교/1~3 차시 (건축일반) 2 차시

교육과정 성취기준

▸건축 계획과 설계

2-1-1. 건축의 의미와 건축이 만들어지는 과정을 설명할 수 있다.

▸건축 계획과 설계의 과정

2-1-2. 건축 계획의 의사 결정 과정을 이해하고, 건축 계획과 설계의 과정을 순서대로 나열할 수 있다.

▸공간 계획

2-1-3. 건축의 공간 계획에 대하여 설명할 수 있다.

주제(단원)명

학교공간 아이디어 표현 및 도면작성하기

학습목표

1. 학교공간에 대한 창의적인 아이디어를 발표하고 그룹별로 표현할 수 있다.

2. 에스키스를 도면으로 그리는 방법에 대해 설명할 수 있다.

3. 다양한 의견교환을 통해 상대방의 생각과 의견을 이해하고 존중하며 경청하는 태도를 익힐 수 있다.

STEAM 요소

S

T

CAD프로그램을 이용

E

도면화작업을 위한 건물배치도 작성 및 크기 분석

A

M

전개

탐색

▸ 그룹활동1

- 한 조당 7명씩 그룹을 구성한다.

- 그룹별 브래인스토닝과 에스키스를 하도록 한다.

- 그룹별 아이디어를 표현하는 방법에 대해 토론한다

10 학습지

A2방안 지 및 캔트지 개념 색연필

도입

- 이미지맵을 이용하여 학생들이 좋아하는 공간에 대해 분석하고 표현하도록 한다.

- 평면도, 입면도, 투시도 그리는 방법을 설명한다.

- 도면을 그리고 동선과 공간의 구성에 따라 다른 색으로 표현하도록 지도한다.

15

개념 적용

▸ 소그룹활동 2

- 이미지맵과 에스키스를 활용하여 구체적으로 도면화작업을 지도한다.

- 프리핸드 도면 작성하기

- CAD프로그램을 이용하여 도면그리기

15 CAD

정리및평가

- 그룹별로 도면 작성과정과 완성된 도면을 발표한다.

- 우수한 학생과 조에 상점을 부여한다.

- 사용한 물품을 정리정돈한다.

5

지도상의유의점

▸수업준비

-도면작도를 위한 방안지, 삼각자, 스케일 등 준비한다.

▸안전사고예방

-실습 도구로 장난치지 않도록 교육한다.

학교급

/학년(군) 고등학교/1~3 차시 (건축일반) 3 차시

교육과정 성취기준

▸건축 계획과 설계

2-1-1. 건축의 의미와 건축이 만들어지는 과정을 설명할 수 있다.

▸건축 계획과 설계의 과정

2-1-2. 건축 계획의 의사 결정 과정을 이해하고, 건축 계획과 설계의 과정을 순서대로 나열할 수 있다.

▸공간 계획

2-1-3. 건축의 공간 계획에 대하여 설명할 수 있다.

주제(단원)명

모형만들기

학습목표

1. 도면화한 학교공간을 3D프린팅으로 구체화하고 모형을 제작할 수 있다.

2. 그룹 활동을 통해 과제를 수행하며 협력하는 태도를 기른다.

STEAM 요소

S

T

3D프린터 이용

E

도면화 작업을 통한 3D프린팅을 작업

A

M

전개

탐색

▸ 그룹활동1

- 한 조당 7명씩 그룹을 구성한다.

- 그룹별 도면을 검토하고 3D프린트 사용법에 대해 설명한 다.

- 그룹별 3D 프린트의 사용에 대해 토론한다

10

3D 프린터

도면

개념 도입

- 3D프린트 기본 명령어를 익히고 모형 제작을 위한 준비를 한다.

- 도면을 보고 축척에 맞게 모형을 제작한다.

15

모형 제작 개념 준비물

적용

▸ 소그룹활동 2

- 3D프린트를 이용하여 모형 제작을 한다.

- 학교배치도를 보고 축척에 맞게 모형을 배치한다.

15

정리및평가

- 그룹별로 도면 작성과정과 완성된 도면을 발표한다.

- 우수한 학생과 조에 상점을 부여한다.

- 사용한 물품을 정리정돈한다.

5

지도상의유의점

▸수업준비

-도면작도를 위한 방안지, 삼각자, 스케일 등 준비한다.

▸안전사고예방

-실습 도구로 장난치지 않도록 교육한다.

차시 주제1 (1차시)

학생활동1 공간요구조사 / 수업주제 : 우리 학교 새롭게 만들기

○ 학교공간 요구 조사하기 :

- 학교공간에 대한 다양한 의견을 나누고, 만들고 싶은 학교 공간에 대해 토론을 한 후 그 내용을 정리 해 보세요.

1.

2.

3.

4.

5.

○ 학생활동지

- 요구 조사 내용을 분석하여 만들고 싶은 학교 공간에 대한 마인드맵을 작성해 보세요 (아래 예를 참고하세요).

※ 학습내용 (교실 평면 계획하기)

탐구 내용

1. 과제 내용

우리 학교 교실의 평면을 계획하여 보자. 교실은 책상이 설치된 수업 위주의 일반 학습 공간으로도 충분하지만, 개별학습, 그룹 학습 등 다양한 학습 형태를 위해서는 코너 학습 공간이 필요하다. 일반 수업을 위한 정사각형 및 직사각형 교실의 형태는 다음과 같이 다 양하다. 여러 형태의 교실 유형을 계획하여 보자.

2. 조건

교실의 설계 치수는 다음과 같다.

※ 학습활동지

■

학생 조별 활동 자료

1조

2조

3조

4조

5조

※ 학생 활동 자료 스캔&활동사진

■

학생 조별 활동 사진~~

6조

4-5. (기초제도) 차시별 프로그램 개요 및 교수학습지도안

학교급

/학년(군) 특성화고/ 1 학년 차시 (기초제도) 1 ~ 3

교육과정 성취기준

22-1. KS 제도 통칙에 따른 도면의 크기와 양식의 의미에 대하여 설명할 수 있다.

주제(단원)명

도면의 양식을 배우고, 학교 디오라마 배치도를 작성한다.

학습목표

1. 배치도에 들어갈 대상물을 팀별로 함께 탐색하며, 대상물을 배치할 수 있다.

2. 3D CAD 모델링, 슬라이싱, 3D 프린터로 대상물을 출력할 수 있다.

3. 오픈데이터 다운받아 슬라이싱, 3D 프린터 대상물을 출력할 수 있다.

STEAM 요소

S

T

도면의 양식에 맞게 배치도를 작성하기

E

대상물을 3D CAD 로 모델링하기, 슬라이싱하기, 3D 프린터로 출력하기

A

오픈 데이터 사이트에서 검색하여 아름다운 건축물, 조각상들 파일 다운 받기

M

주요내용

♣ 주요 활동 안내

1. STEAM 문제 상황 확인하기

2. 팀별로 우리가 생각하는 학교에 대해 충분히 나누기 3. 학교에 필요한 건물, 공간, 대상물들을 조사하기 4. 대상물 3D CAD로 모델링하기-슬라이싱-3D프린팅하기 5. 오픈 데이터 다운받기-슬라이싱-3D프린팅하기

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

- 3D 프린터를 활용 하여 우리가 가고 싶 은 학교 디오라마를 제작하기 위한 팀별, 개인별 상황 제시

①도면의 양식 습득

②학교 배치도 작성

③건축물 stl 파일 다 운 받기

④대상물 모델링

⑤3D 프린터출력 창 의 적 설 계

창의적 설계

-학교 디오라마에 필요한 건축물, 공간 에 필요한 대상물등 을 3D 프린터로 출력 하기

감 성 적 체 험 - 학교에 대한 자신의 생각

표현하고, 나누기

- 다양한 방법으로 학교 건 축물, 학교에 필요한 공간, 대상물 찾기

- 정해진 시간동안에 출력해 야하므로 팀원끼리 협력하 고, 분담하여 출력하기

감성적 체험

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (10 분)

Co

구체적인 디오라마 제작 사진을 통해 문제 상황 확인하기

<다양한 컨셉의 디오라마 제작 사진 제시>

다양한 컨셉의 디오라마 사진을 통해 구체적인 디오라마 제작을 위해 어 떤 활동과 절차가 필요한지를 생각하고, 의견을 발언하도록 한다.

(힌트; STEAM 프로젝트 활동 흐름, tip 포함)

<현재, 미래 학생들의 로망(오고 싶은)을 담은 학교 배치도에 작성 안내 >

여러분들의 창의적이고 좋은 아이디어를 기다리고 있겠습니다.

^Tip! 정해진 시간동안에 건축물, 대상물을 출력해야 하므로 충분한 협의와 분담의 중요성을 강조함.

※ 디오라마 제작 사진등 을 통해 상황 제시 (PPT)

Tip!

7 개의 수업을 융합하여 해결 하도록 안내함.

전개 (160 분)

Co

활동 1 팀별로 배치도 작성하기(건물, 공간, 대상물 기입)(10 분)

CD - 팀별 오고싶은 학교에 대한 생각을 배치도에 표현하기

- 배치도에 들어갈 건축물, 대상물등을 서로 분담하여 출력하도록 정함.

Co

활동 2 오픈데이터 다운받기 – 슬라이싱 - 3D 프린팅(70 분)

CD

-싱기버스에 접속하여 컨셉에 맞는 파일 찾아 다운받기

- 학교 공간에 있는 시설, 건물, 대상물등을 서로 분담하여 컨셉에 맞는 파 일 다운 받기

- 큐라슬라이스 프로그램을 활용하여 g-code생성하기

- 3D프린터 설정하여 출력하기 (팀원 모두 1개 이상 출력하도록 함.)

Co

활동 3 3D CAD 로 모델링 – 슬라이싱 – 3D 프린팅(80 분)

CD

-3D CAD프로그램으로 직접 모델링하여 3D프린터 출력하기

- 학교 공간에 있는 꼭 있어야할 시설, 대상물들을 3D CAD로 모델링하기 - 팀원 전체가 3D CAD로 함께 모델링하고, 자신의 스타일대로 수정하여 저장하기

- 큐라슬라이스 프로그램을 활용하여 g-code생성하기

- 3D프린터 설정하여 출력하기 (팀원 모두 1개 이상 출력하도록 함.)

※ 활동지 Tip!그림 이나 글로 자유롭게 표현 가능

Tip!4 ~ 8 명 이 1팀이 되도록 구성(1박 2일 동 거 동 락 하 며 프로젝트를 완 성하고 싶은 학생들끼리 팀 구성함.)

Tip!팀별로 CAD모델링할 때 서투른 팀 원을 서로 도 와 모든 팀원 이 모델링하도 록 함.

Tip!

7대의 3D프린 터를 활용하여 정해진 시간안 에 출력해야 하므로 분담과 협력의 중요성 을 안내함.

정리 (10 분)

ET

3D 프린터 출력물 정리하기, 주변 정리하고, 이동하기

-학교 공간안에 있어야 할 시설, 건물, 대상물등을 출력하고, 정리한다.

-팀별로 간단히 학교 디오라마 컨셉과 출력물에 대해 이야기하기.

Tip!다음 팀 을 위해 쓰레 기 모두 줍기

5. 차시별 학생활동지/학생참고자료(또는 학생용 교재)

차시 (주제5) 도면에 필요한 건축물, 대상물을 3D CAD로 모델링하거나, 오픈데이터를 활용하여 3D프린터로 출력하기! (1차시)

학생활동1 도면의 양식을 익히고, 도면에 학교 배치도를 그린다.

1. 도면의 양식에서 반드시 그려야 할 3가지를 설명하시오.

2. 내가 바라고, 꿈꾸는 학교에 대해 구체적으로 건물, 공간, 대상물등을 아래 배치도에 작성해보세요.

척도 충주공업고등학교

각법 도명

작성일 작성자

차시 (주제5) 도면에 필요한 건축물, 대상물을 3D CAD로 모델링하거나, 오픈데이터를 활용하여 3D프린터로 출력하기! (2차시)

학생활동2 오픈 데이터 사이트에 접속하여

컨셉에 맞는 건축물, 대상물 파일 찾고, 다운받기 -> 슬라이싱 하기!

팀 이름: (구성원: )

1. 건축물 (학교 건물)

< 학교 건축물 컨셉 >

2. 대상물1 (예 : 축구 골대 등) 작성하고, 분담하여 오픈 데이터를 다운 받고, 3D프린터 출력하기

대상물1 :

대상물2 :

대상물3 :

3. 대상물2( 예 : 학교 조각상등) 작성하고, 분담하여 오픈 데이터를 다운 받고, 3D프린터 출력하기

대상물4 :

대상물5:

차시 (주제5) 도면에 필요한 건축물, 대상물을 3D CAD로 모델링하거나, 오픈데이터를 활용하여 3D프린터로 출력하기! (3차시)

학생활동2 3D CAD를 활용하여 모델링, 슬라이싱, 3D프린터로 출력하기 팀 이름: (구성원: )

1. 모델링1

2. 모델링2

3. 모델링3

6. 차시별 수업 자료

차시 1차시

학생활동

도면의 양식, 학교 배치도 작성, 건축물, 대상물 정리하기

▲도면의 양식

(MEMO)

▲ 척도 표기 (예시)

(MEMO)