초등 3, 4 교사용 초등 3, 4 교사용 01

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초등 3, 4

교사용

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1. 주제 개요

사람은 살면서 불편함을 느끼면 뭔가를 만들기 시작합니다. 그 불편한 문제를 해 결하기 위한 아이디어를 구체화하면서 전에 없던 새로운 발명품을 만들고 생활에서 사용하는 도구로 발전하게 됩니다.

하늘을 통해 산을 넘어가고 싶은 사람의 의지는 비행기를 만들었고, 수영하는데 앞으로 나아가기 힘이 들어 오리발을 만들었습니다.

그런데 과거에는 없던 도구들의 아이디어는 어디에서 왔을까요?

초등학생들의 시각으로 동물의 몸에서 발명의 힌트를 찾아보고자 합니다.

이 스팀 프로그램의 상황제시에서는 다른 듯 닮은 사진 세 장이 제시됩니다. 그리 고 영화 속에서나 나올 법한 상황을 학생들에게 들려줍니다. 과연 학생들은 세 장 의 사진에서 공통점을 찾아 문제 상황을 해결할 수 있을까요? 학생들의 사고 과정 을 통해 주어진 문제 상황을 인식하고 상호 의견을 교류하면서 적절한 해답을 찾 아보고자 합니다.

창의적 설계에서는 동물의 신체적 특징에 대해 구체적으로 알아가기 위해 교사의 단순한 지식 제시에 의한 학습이 아닌 학생 스스로가 정보를 찾아가며 지식을 만들 어갈 수 있도록 합니다. 컴퓨터실에서 인터넷을 통해 정보를 검색하고 학생들 자신 이 찾은 정보를 칠판에 공동으로 기록 및 공유하여 거대한 마인드맵으로 정리함으 로써 지식체계를 구축해가는 과정을 거쳐봅니다. 그리고 마인드맵으로 구축된 하 나의 지식 덩어리는 토의를 거쳐 분류 작업을 해 나가며 상황제시에서 주어진 문제 를 해결하기 위한 발명 아이디어로 다듬어 갑니다.

감성적 체험에서는 상황제시의 문제를 해결하기 위한 발명 아이디어를 모둠별로 구체화하고 발명에 필요한 재료를 준비해 모형으로 제작하는 활동을 합니다. 또한 발명품 발표회를 하고 친구들이 만든 발명품의 우수한 점을 찾아 말해주며 더 좋 은 발명품이 될 수 있도록 아이디어 더하기 활동을 합니다.

초등 3, 4

STEAM 발명 아이디어 = 동물?!

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2013 융합인재교육(STEAM) 프로그램

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다음은 ‘발명 아이디어 = 동물?!’의 프로그램 단계별 수업 내용의 체계표입니다.

프로그램명 단계별 수업내용

상황 제시(1차시) 세 장의 사진에서 공통점 찾기 &이야기 속 문제 해결 방법 찾기 창의적 설계

(2, 3차시)

인터넷으로 정보 검색하여 마인드맵 완성하기 마인드맵의 내용 분석하여 발명 아이디어 찾기

감성적 체험 (4~6차시)

문제 상황 해결을 위한 발명품 구상하기 발명품을 다양한 방법으로 표현하기

발명품 발표회 및 아이디어 더하기

2. 학습 목표

 내용 목표

- 여러 동물이 가지고 있는 신체적 능력을 알 수 있다.

 과정 목표

- 문제 상황을 해결하기 위한 아이디어를 동물에서 찾을 수 있다.

- 인터넷 검색을 통해 동물의 손과 발에 해당하는 부위의 정보를 검색할 수 있다.

- 검색한 정보를 친구와 함께 마인드맵으로 정리하여 지식을 구축할 수 있다.

- 마인드맵 내용을 분석하여 발명 아이디어를 찾을 수 있다.

- 발명 아이디어를 모둠별 토의를 통해 구체화할 수 있다.

- 모둠별로 다양한 재료를 이용하여 문제 해결을 위한 발명품을 다양한 방법 으로 표현할 수 있다.

- 발명품 발표회 및 아이디어 더하기를 할 수 있다.

3. STEAM 과목 요소

 S : 여러 동물의 생김새, 동물의 신체적 특징에 따른 분류

 T/E : 문제 상황을 해결하기 위한 아이디어 찾기, 인터넷을 활용하여 원하는

자료 검색하기, 수집한 자료 친구들과 마인드맵으로 정리하기, 다양한

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4. STEAM 단계 요소

 상황제시

학생들에게 세 장의 사진을 차례대로 보여주며, 사진의 공통점을 찾아보도록 한다.

위 세 사진의 공통점은 나무 위에 동물들이 올라가 있다는 점이다. 그런데 사진 속의 동물들은 나무 위로 어떻게 올라갈 수 있었을까? 학생들은 동물의 신체적 특 징을 고려하여 다양한 답을 생각해낼 것이다.

앞의 사고 활동 후 짧은 이야기 한편을 들려준다. 이야기는 미래에 있을지 모르 는 절박한 상황이다.

지구온난화는 심각해져 2020년 지구의 평균 기 온은 40도까지 올라갔습니다. 전 세계의 지도자들 이 UN에 모여 높은 기온으로 인해 발생한 전 세 계적 가뭄을 해결하기 위한 방법을 논의했습니다.

지도자들은 지구의 온도를 낮출 수 있는 냉각가 스를 살포하기 위해 수십 대의 로켓을 대기권으 로 발사하였습니다.

로켓을 발사한 첫해에는 지구온난화 문제를 성 공적으로 해결한 줄 알았습니다. 하지만 2년이 채 안되어 더욱 심각한 문제가 발생하고 말았습니다.

기온이 영하로 떨어지게 되어 땅위의 모든 곳은 얼음이 덮고 말았습니다.

사람들은 먹을 것을 찾기 위해, 쉴 곳을 찾기 위해 얼음산을 넘어야만 했습니 다. 해가 지면 기온은 영하 40도까지 낮아져 사람들은 극심한 추위 속에서 얼어 죽던가 동상에 걸려 몸을 제대로 움직일 수 없게 되었습니다.

여러분은 현재 1주일간 먹을 것을 먹지 못하고 있습니다. 지금 눈앞에 높이 버티고 있는 얼음산을 넘어가야지만 쉬고 먹을 것을 구할 수 있는 창고를 발견 할 수 있습니다.

어떤 방법으로 이 얼음산을 넘어갈 것인가요?

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얼음산의 사진을 TV화면으로 보여주며 이야기를 들려준 후 얼음산을 넘을 수 있 는 방법을 생각해보도록 한다. 학생들이 생각을 하는데 어려워한다면 교사는 높은 곳에 올라갈 수 있는 동물의 신체적 특징을 떠올려보라고 말해줄 수 있다.

상황제시는 1차시 40분 동안 이루어지며 교사의 생각을 전달하기 보다는 활동 지를 활용하여 학생들이 자유롭게 사고하고 이를 정리하고 서로의 생각으로 공유 할 수 있도록 한다.

 창의적 설계

창의적 설계는 2차시 분량으로 구성되며 이때 수업 장소로는 인터넷이 되는 컴 퓨터실을 권장한다.

1차시에는 다양한 동물의 손과 발에 해당하는 부위의 특징에 대해 조사하는 과 제를 제시한다. 학생들은 인터넷으로 관련 자료를 검색하여 활동지에 간단하게 정 리를 하는 동안, 교사는 칠판에 마인드맵의 기본 구조만 그려준다. 아래는 마인드 맵 기본 구조의 예시이다.

학생들은 조사한 정보를 바탕으로 친구들과 함께 마인드맵을 완성해 나가며, 마 인드맵의 가지는 학생들이 조사한 내용에 따라 학생들이 자유롭게 추가 또는 삭제 할 수 있다. 여기에서 교사는 학생들이 마인드맵을 완성해 나갈 때 조사한 내용에 따라 기록하기에 알맞은 곳을 안내 정도만 할 수 있다.

동물의 손과 발의 특징

포유류 이름 쓰기 곤충류

특징 쓰기

어류 조류

그 외 파충류

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물들을 찾아 발표하면 교사는 학생들이 발표한 내용을 워드 프로그램을 이용하여 일정한 표 양식에 정리한다. 그리고 분류 활동이 완료되면 교사는 정리한 표를 출 력해서 학생 개인별로 나누어 준다.

비슷한 특징 1 나무에 오를 수 있도록 발에 날카로운 부분이 있다.

동물이름 사마귀, 사슴벌레, 고양이

기존 생활 발명품

새로운 발명 아이디어

학생의 분류 발표를 정리하는 표 양식 예시

학생들은 스스로 동물을 특징별로 분류하고 교사가 정리해서 나누어 준 표를 보 며 동물의 신체적 특징을 적용한 생활 발명품을 찾아보거나 새로운 발명 아이디어 를 생각해보고 표의 빈 곳을 채워보고 발표를 한다. 교사는 학생들이 말한 생활 발 명품 또는 응용한 새로운 발명 아이디어를 워드 프로그램을 이용하여 정리를 하여 저장하며, 저장한 파일은 감성적 체험 수업을 하는데 활용한다.

기존 생활 발명품 아이젠, 빙벽등반용 헤머

새로운 발명

아이디어 갈고리형 발톱 아이젠이 붙어 있는 장갑

생활 발명품 및 발명 아이디어를 정리하는 표 양식 예시

 감성적 체험

감성적 체험은 3차시 분량으로 구성되며 이때 수업 형태는 3~4명의 모둠으로 구성하는 것이 좋다. 또한 1차시를 한 후 재료 준비를 위해 다른 날에 2, 3차시 활 동을 하는 것이 좋다.

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1차시에는 지난 창의적 설계에서 최종적으로 작성한 표(이하-마인드맵 내용 분 류표)를 출력해서 모둠별로 나누어 준다. 교사는 얼음산의 사진을 TV로 보여주며 상황제시 이야기를 다시 들려준다.

학생들은 교사의 이야기를 듣고 과제를 해결하기 위해 마인드맵 내용 분류표 를 보며 모둠별로 토의를 하여 발명 아이디어를 공유하고, 정해진 발명 아이디어 를 구체화하는 작업을 한다. 구체화하는 작업은 발명품의 모습 4절 도화지에 스케 치, 발명품의 기능 글로 설명, 발명품 모형을 제작하는데 필요한 재료 정하기의 과 정을 거친다.

지구온난화는 심각해져 2020년 지구의 평균 기 온은 40도까지 올라갔습니다. 전 세계의 지도자들 이 UN에 모여 높은 기온으로 인해 발생한 전 세 계적 가뭄을 해결하기 위한 방법을 논의했습니다.

지도자들은 지구의 온도를 낮출 수 있는 냉각가 스를 살포하기 위해 수십 대의 로켓을 대기권으 로 발사하였습니다.

로켓을 발사한 첫해에는 지구온난화 문제를 성 공적으로 해결한 줄 알았습니다. 하지만 2년이 채 안되어 더욱 심각한 문제가 발생하고 말았습니다.

기온이 영하로 떨어지게 되어 땅위의 모든 곳은 얼음이 덮고 말았습니다.

사람들은 먹을 것을 찾기 위해, 쉴 곳을 찾기 위해 얼음산을 넘어야만 했습니 다. 해가 지면 기온은 영하 40도까지 낮아져 사람들은 극심한 추위 속에서 얼어 죽던가 동상에 걸려 몸을 제대로 움직일 수 없게 되었습니다.

여러분은 현재 1주일간 먹을 것을 먹지 못하고 있습니다. 지금 눈앞에 높이 버티고 있는 얼음산을 넘어가야지만 쉬고 먹을 것을 구할 수 있는 창고를 발견 할 수 있습니다.

이 얼음산을 넘어갈 수 있는 발명품을 모둠별로 그림과 글로 설계해 보세요.

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4절 도화지는 아래와 같은 양식으로 활용할 수 있다.

<발명품 이름 : >

( )모둠 구성원 : , , ,

◆ 발명품 모습 스케치

◆ 발명품의 기능 :

◆ 발명품 모형 제작에 필요한 재료 :

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2차시에는 지난 1차시에 완성한 발명품 도안에 맞춰 준비한 재료를 이용하여 모 둠원이 함께 발명품 모형을 만든다. 상황제시의 문제를 해결할 수 있는 기능을 갖 춘 실물을 제작하는 것을 원칙으로 하나, 규모가 크거나 재료의 확보가 힘들어 실 물 제작이 어려울 경우에는 발명품의 기능을 알 수 있는 모형이나 그림으로 세부묘 사를 하여 표현해도 괜찮다.

3차시에는 모둠별로 완성한 발명품을 하나씩 발표하는 시간을 갖는다. 발표를 할 때에는 발명품의 기능 및 사용한 재료를 말해주며, 전체 모둠의 발표를 들으며 학 생들은 활동지에 모둠별 발명품의 장점 및 아이디어 더하기를 기록한다. 그리고 다 른 친구들의 발명품을 보고 우수한 점을 말해주고 더 좋은 발명품이 될 수 있도록 아이디어 더하기도 말해준다.

모든 활동이 끝나면 모둠별 발명품은 교실에 전시를 하여 쉬는 시간을 활용하여

친구들의 발명품을 더 감상할 수 있도록 한 후 스팀 프로그램을 마무리한다.

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5. 지도안 총괄표

과목 과학, 실과, 국어, 미술, 수학 총차시 6

단원 (과학 3-2) 2. 동물의 세계, (실과 6) 2. 인터넷과 정보, (국어 4-2) 5. 정보를 모아, (미술 5~6) 10. 디자인과 생활, 11. 공예와 생활용품, (수학 3-1) 8. 길이와 시간

교육과정

2007개정교육과정 _ 초 3-2과학 _ 2. 동물의 세계

- 여러 가지 동물의 생김새를 관찰하여 특징을 찾을 수 있다.

- 동물의 특징에 따라 분류할 수 있다.

2007개정교육과정 _ 초 6실과 _ 2. 인터넷과 정보 - 인터넷을 활용하여 원하는 자료를 찾을 수 있다.

- 2007개정교육과정_초4-2국어_5. 정보를 모아 - 여러 종류의 자료에서 정보를 얻는 방법을 알 수 있다.

- 조사한 내용을 이해하기 쉽게 정리할 수 있다.

2007개정교육과정 _ 초 5~6미술 _ 10. 디자인과 생활 - 나의 생각을 글과 그림으로 전달할 수 있다.

2007개정교육과정 _ 초 5~6미술 _ 11. 공예와 생활용품 - 여러 재료를 사용하여 생활용품을 만들 수 있다.

2007개정교육과정 _ 초 3-1수학 _ 8. 길이와 시간 - 길이를 재고 수로 나타낼 수 있다.

학습목표

1. 사진을 보며 공통점을 찾고, 동물의 신체적 능력에 대해 토의할 수 있다.(1차시) 2. 이야기를 듣고 문제 상황을 파악하여 적절한 해결 방법을 찾을 수 있다.(1차시) 3. 인터넷 검색을 통해 동물의 손과 발에 해당하는 부위의 정보를 검색할 수 있다.(2차시) 4. 검색한 정보를 친구와 함께 마인드맵으로 정리하여 지식을 구축할 수 있다.(2차시) 5. 마인드맵의 내용을 분석하여 발명 아이디어를 찾을 수 있다.(3차시)

6. 발명 아이디어를 모둠별 토의를 통해 구체화할 수 있다.(4차시)

7. 모둠별로 다양한 재료를 이용하여 <1차시-상황제시2>의 문제 해결을 위한 발명품을 다양한 방법으로 표현할 수 있다.(5차시)

8. 발명품 발표회 및 아이디어 더하기를 할 수 있다.(6차시)

흐름 문제제시 & 제작활동 학습자료(▶) 및 유의점(※)

<상황 제시 1>

세 사진의 공통 점 찾기

(15분) (1/6차시)

ⓈⓉ 4명씩 모둠을 정하여 자리를 배치시키고, PPT로 제시되는 세 장의 사진을 관찰하도록 한다.

세 사진의 공통점에 대해 모둠별로 토의한 후 활동지 <상황 1-①>에 생각 을 정리한 후 자유롭게 발표하도록 한다.

※ 예시 공통점 : 나무 위에 동물들이 올라가 있다.

선생님의 질문을 잘 듣고 동물의 신체적 특징을 고려하여 학생들의 생각 을 활동지 <상황 1-②>에 정리한 후 발표하도록 한다.

▹ 질문 1. 고양이는 어떻게 나무 위로 올라갔을까요?

▹ 질문 2. 새는 어떻게 나무 위로 올라갔을까요?

▶ 세 장의 사진(ppt)

▶ 활동지

생 각

열 기 동물에게 해답을 구하다(1/6차시)

◆ <상황 1> 아래 세 장의 사진을 잘 보고 물음에 답하시오.

◆ <상황 2> 선생님이 들려주시는 이야기를 잘 듣고, 문제를 해결할 수 있는 방법 을 적어보시오.

① 위 세 사진의 공통점은 무엇인가요?

② 선생님의 질문을 잘 듣고 동물의 신체적 특징을 고려하여 여러분의 생각을 적 어보시오.

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▹ 질문 3. 개구리는 어떻게 나무 위로 올라갔을까요?

Tip

• 사진을 보고 공통점을 찾을 때, 개인별 생각을 모둠별로 공유한 후 활동지에 정 리하여 발표하도록 한다.

활동지의 ①번 문항의 공통점을 정확히 찾은 후 ②번 문항으로 넘어가며 선생님 이 각 사진별로 질문을 하며 학생들의 생각을 활동지에 적어 발표하도록 한다.

<상황제시 2>

문제 해결 방법 찾기 (25분) (1/6차시)

ⓈⓉⒶ 선생님이 문제 상황을 알 수 있는 사진을 PPT로 보여주며, 문제 상황이 담긴 이야기를 들려준다.

- 얼음산의 사진을 PPT 화면으로 크게 보여주어 얼음산을 넘을 수 있는 방법을 생각해보도록 한다.

- 높은 곳에 올라갈 수 있는 동물의 신체적 특성을 떠올려 보도록 한다.

- 동물의 신체적 특성에 부합되는 도구를 활용하여 얼음산을 넘을 수 있 는 방법에 대해 생각하여 활동지에 정리하여 발표하도록 한다.

※ 예시 방법 ① 커다란 못을 얼음벽에 박아가며 올라간다.

※ 예시 방법 ② 날개가 달린 비행체를 제작하여 올라간다.

※ 예시 방법 ③ 압착고무를 손에 붙여 올라간다.

※ 예시 방법 ④ 땅굴을 건너편까지 파서 간다. 등

▶ 상황제시용 PPT

▶ 상황제시용 이야기 자료

▶ 활동지

지구온난화는 심각해져 2020년 지구의 평균 기온은 40도까지 올라갔습니다. 전 세계의 지도 자들이 UN에 모여 높은 기온으로 인해 발생한 전 세계적 가뭄을 해결하기 위한 방법을 논의했 습니다. 지도자들은 지구의 온도를 낮출 수 있는 냉각가스를 살포하기 위해 수십 대의 로켓을 대 기권으로 발사하였습니다.

로켓을 발사한 첫해에는 지구온난화 문제를 성 공적으로 해결한 줄 알았습니다. 하지만 2년이 채 안되어 더욱 심각한 문제가 발생하고 말았습 니다. 기온이 영하로 떨어지게 되어 땅위의 모든 곳은 얼음이 덮고 말았습니다.

사람들은 먹을 것을 찾기 위해, 쉴 곳을 찾기 위해 얼음산을 넘어야만 했습니 다. 해가 지면 기온은 영하 40도까지 낮아져 사람들은 극심한 추위 속에서 얼어 죽던가 동상에 걸려 몸을 제대로 움직일 수 없게 되었습니다.

여러분은 현재 1주일간 먹을 것을 먹지 못하고 있습니다. 지금 눈앞에 높이 버 티고 있는 얼음산을 넘어가야지만 쉬고 먹을 것을 구할 수 있는 창고를 발견 할 수 있습니다.

어떤 방법으로 이 얼음산을 넘어갈 것인가요?

생 각

열 기 동물에게 해답을 구하다(1/6차시)

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- 위 예시 방법에 국한되지 않고 학생들의 자유로운 생각을 듣고 친구들 과 공유하도록 한다.

Tip

• 해결 방법은 구체적으로 제시하여야 함을 말해주고, 발표가 구체적이지 않을 경우 어떻게 그러한 방법을 실현할 것인지 발문하도록 한다. 학생이 발문을 이해하지 못하여 해결 방법을 구체적으로 제시하지 못할 경우에는 선생님이 예시로 구체적 도구를 활용하여 산을 넘어가는 방법을 한 가지 설명해주는 것도 좋다.

<창의적 설계 1>

정보검색과 마 인드맵으로 지 식 구축하기

(40분) (2/6차시)

ⓈⓉⒺ 창의적설계는 컴퓨터실에서 활동하는 것이 좋다. 교사는 칠판에 마인드맵의 기본 구조만 그려주고 가지의 단계별로 적을 내용에 대해 안 내한다. 학생들에게 다양한 동물의 손과 발에 해당하는 부위의 특징에 대 해 조사하는 과제를 제시하며, 학생들은 인터넷 검색을 통해 다양한 동물 의 손과 발에 해당하는 부위의 특징을 조사하여 활동지에 간단하게 정리 하여 적는다. 학생들은 활동지에 정리한 내용을 바탕으로 개별적으로 칠 판의 마인드맵을 완성해간다.

- 마인드맵의 가지는 학생들의 조사한 내용에 따라 학생들이 자유롭게 추 가 또는 삭제할 수 있다

※ 마인드맵 기본 구조 예시

Tip

• 학생들이 검색을 하여 정보를 구했으나 마인드맵 어디에 써야할지 모른다면 조사 한 내용에 따라 기록하기에 알맞은 곳을 교사가 안내할 수 있다.

▶ 인터넷이 되는 학생용 컴 퓨터

▶ 검색 정보 기록 활동지

▶ 칠판

▶ 다양한 색 분필(또는 다양 한 색 보드마카)

▶ 교사용 컴퓨터

<창의적 설계 1>

마인드맵에서 핵심 추출하기

(40분) (3/6차시)

ⓈⓉⒶ 판에 완성한 마인드맵을 보며 학급 전체 학생이 비슷한 특징을 가 지고 있는 동물끼리 묶는 분류 작업을 한다. 학생들이 비슷한 특징을 가지 고 있는 동물들을 찾아 발표하면 교사는 학생들이 말한 동물을 일정한 표 양식에 워드로 정리한다. 분류가 완료되면 교사는 정리된 표(이하-마인드 맵 내용 분류표)를 출력해서 개인별로 나누어 준다.

특징 쓰기

어류 조류

그 외 파충류

생 각 펼치기

신속 정확, 동물 정보 검색하기(2/6차시)

◆ <설계 1 : 검색 정보 기록> 인터넷으로 찾은 다양한 동물의 손과 발에 해당하는 부위의 특징을 찾아 정리하여 적어봅시다.

동물이름 신체적 특징

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학생들은 교사가 정리해준 분류표를 보고 생각나는 생활 발명품 또는 응 용한 새로운 발명 아이디어를 빈칸에 기록한 후 발표한다. 이 때 역시 교 사는 학생들이 발표하는 생활 발명품 또는 새로운 발명 아이디어를 워드 로 정리한다.

Tip

• 학생들이 비슷한 특징을 가진 동물끼리 묶는 활동에서 오류가 있다면 다른 학생 의 발표로 보충을 하거나 교사가 보충해줄 수 있다. 그리고 다양한 아이디어 나 올 수 있도록 학생들의 생각에 단점을 지적하기 보다는 장점을 부각시켜준다.

학생들이 분류한 내용, 발표하는 생활 발명품 또는 새로운 발명 아이디어를 워드 로 정리할 때는 TV 또는 스크린으로 정리하는 과정을 학생들이 볼 수 있도록 하 는 것이 좋다.

▶ 교사용 컴퓨터

▶ TV(또는 빔프로젝트+스 크린)

▶ 마인드맵 내용 분류표 양식

<감성적체험1>

발명 아이디어 구체화 하기

(40분) (4/6차시)

ⓉⒺⒶⓂ 지난 3차시에서 교사가 정리한 마인드맵 내용 분류표를 모둠별 로 출력해서 준다. 교사는 <1차시-상황제시2>의 이야기를 다시 들려주고, 학생들은 마인드맵 내용 분류표를 보고 문제를 해결하기 위한 아이디어 를 모둠별로 토의한다.

▶ 상황제시용 사진이 담 긴 PPT

▶ 상황제시용 이야기 자료

▶ 준비물

- 4절 도화지, 색연필, 싸 인펜

기존 생활 발명품 아이젠, 빙벽등반용 헤머

새로운 발명

아이디어 갈고리형 발톱 아이젠이 붙어 있는 장갑

지구온난화는 심각해져 2020년 지구의 평균 기온은 40도까 지 올라갔습니다. 전 세계의 지도자들이 UN에 모여 높은 기온 으로 인해 발생한 전 세계적 가뭄을 해결하기 위한 방법을 논의 했습니다. 지도자들은 지구의 온도를 낮출 수 있는 냉각가스를 살포하기 위해 수십 대의 로켓을 대기권으로 발사하였습니다.

로켓을 발사한 첫해에는 지구온난화 문제를 성공적으로 해결 한 줄 알았습니다. 하지만 2년이 채 안되어 더욱 심각한 문제가 발생하고 말았습니다. 기온이 영하로 떨어지게 되어 땅위의 모 든 곳은 얼음이 덮고 말았습니다.

사람들은 먹을 것을 찾기 위해, 쉴 곳을 찾기 위해 얼음산을 넘어야만 했습니다. 해가

생 각 펼치기

마인드맵속동물을분류해봅시다(3/6차시)

◆ <설계 2 : 마인드맵에서 핵심 추출하기> 여러분이 마인드맵을 보며 비슷한 특징 을 가지고 있는 동물끼리 묶어보았습니다. 아래 표는 선생님이 여러분의 토의 내 용을 정리한 것입니다. 빈 칸에 동물의 신체적 특징을 적용한 생활 발명품이나 여러분의 새로운 발명 아이디어를 적어봅시다.

비슷한 특징 1

비슷한 특징 2

동물이름 동물이름

기존 생활

발명품 기존 생활

발명품 새로운 발명

아이디어 새로운 발명

아이디어 비슷한 특징 3

비슷한 특징 4

기존 생활 발명품 새로운 발명 아이디어

13 STEAM _ 바이오(Bio)

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모둠별로 토의한 발명 아이디어를 물건으로 만들기 위해 4절 도화지에 발명품의 모습을 스케치하고 발명품의 기능 및 제작에 필요한 재료를 정 하여 기록한다.

발명품 제작에 필요한 재료는 구하기 쉬운 재료를 대체 선정할 수 있도록 교사가 조언을 해주는 것도 좋은 방법이다.

교사는 학생들이 모둠별로 발명품을 구체화하는 작업을 어려워하거나, 주 어진 시간 활용을 잘 하지 못할 경우 순회를 통해 발명품의 제작이 절차에 맞게 이루어 질 수 있도록 기능이 나타날 수 있는 발명품 스케치, 기능을 구현하는데 필요한 재료 등에 대한 구체화 작업 지원을 한다.

Tip

• 발명품이 규모나 재료의 확보가 어려워 실물 제작이 힘들 경우 찰흙이나 지점 토 등 기타 재료를 활용하여 발명품의 모형을 제작할 수 있다는 점을 알려준다.

다음 5차시에는 발명품을 실물 제작하므로 반드시 재료를 모둠별로 확실히 준비 해 올 수 있도록 안내해야 한다.

<발명품 이름 : >

( )모둠 구성원 : , , ,

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<감성적체험2>

발명품 다양한 방법으로 표현

하기 (40분) (5/6차시)

ⓉⒺⒶⓂ 지난 차시에 완성한 발명품 도안에 맞춰 모둠원끼리 준비한 재 료를 이용하여 발명품 모형을 만든다.

<1차시-상황제시2>의 문제 상황을 해결할 수 있는 하나 이상의 발명 아이 디어가 나타나게 제작하도록 하며, 교사는 학생들이 발명품 제작 중간에 발명 아이디어를 잘 나타내고 있는지 확인하고 지도해준다.

Tip

• 발명품이 규모가 너무 크거나 재료가 귀해 모둠원이 재료를 준비하지 못하여 실 물 제작이 힘들 경우 발명품의 기능을 알 수 있는 모형이나 그림을 발명품 도안보 다 더욱 세부 묘사하여 표현해도 괜찮다.

▶ 모둠별 발명품 도안

▶ 준비물

- 전 차시(4/6)에 모둠별 로 토의하여 정한 발명 품 제작에 필요한 재료

<감성적체험3>

발명품 발표회 및 아이디어 더

하기 (40분) (6/6차시)

Ⓐ 모둠별로 완성한 발명품의 기능 및 제작에 사용된 재료를 말하도록 한 다. 다른 모둠원은 친구의 발표를 듣고 활동지에 발명품의 장점 및 아이 디어 더하기를 기록한다.

학생들이 자유로운 사고를 할 수 있도록 아이디어 더하기의 내용이 독특 하더라도 장점을 찾아 칭찬해준다.

Tip

• 활동을 모두 마친 후 발명품들을 일정 기간 전시를 하여 서로의 발명 아이디어 를 공유하여 수업 시간 외에도 다양한 의견을 교류할 수 있도록 한다. 방학 과제 로 현재 나와 있는 발명품을 대상으로 아이디어 더하기 활동을 하여 발명품 제작 과제를 제시할 수도 있다.

▶ 실물화상기

▶ 아이디어 더하기 활동지^{생 각}^펼치기

발명품에 아이디어 더하기(6/6차시)

◆ <체험 3 : 아이디어 더하기> 모둠 친구들의 발명품 설명을 들으며 장점을 찾아보 고, 친구의 발명품이 더 훌륭한 발명품이 될 수 있도록 아이디어를 더해 봅시다.

구분 1모둠 2모둠

장점 아이디어 더하기

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평가 영역 평가항목 우수(A) 보통(B) 미흡(C)

창의적 설계

문제해결 과정

검색을 통해 필요 한 자료를 정확하게 찾아 마인드맵의 구 조에 알맞게 내용을 구성함

검색을 통해 필요한 자료를 찾아 마인드 맵을 구성함

검색을 통해 필요한 자료를 찾기를 어려 워하며 마인드맵의 구조에 맞게 내용을 기록하지 못함

산출물 도출

마인드맵을 보고 동 물의 특징에 따라 분 류를 정확하게 하 며 발명 아이디어를 유추함

마인드맵을 보고 동 물을 특징에 따라 분 류할 수 있으나 발명 아이디어를 유추하는 데는 제한이 있음

마인드맵을 보고 동 물의 특징에 따른 분 류활동이 되지 않음

감성적 체험

집중과 끈기

아이디어 구체화 및 발명품 제작에 대한 집중력이 좋으며 과 제를 끈기 있게 해 결함

아이디어 구체화 및 발명품 제작에 대한 집중력은 있으나 끈 기가 부족함

아이디어 구체화 및 발명품 제작에 대한 집중력과 끈기가 부 족함

창의성

상황제시의 문제 해 결에 필요한 기능에 서 융통성, 독창석, 정교성이 드러나게 발명품에 표현함

상황제시의 문제 해 결에 필요한 기능에 서 융통성, 독창성, 정 교성이 가끔 나타나 게 발명품에 표현함

상황제시의 문제 해 결에 필요한 기능에 서 융통성, 독창성, 정 교성이 발명품에 거 의 나타나지 않음 총평

6. 평가 계획

 관찰 평가 계획

 평가기록지

평가 영역

이름

창의적 설계 감성적 체험

총평 문제해결 과정 산출물 도출 집중과 끈기 창의성

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 학생 자기/동료 평가 계획

평가

방법

평가

영역 평가기준 평 가

상 중 하

자기 평가

상황 제시

• 마인드맵의 내용을 동물의 특징에 맞게 분류하였는가?

창의적 설 계

• 즐거운 마음으로 활동에 참여하였는가?

• 발명품 제작을 위한 도안을 구체적으로 작성하였는가?

• 상황제시의 문제를 해결하기 위한 기능 이 발명품에 잘 표현되었는가?

동료 평가

감성적 체험

• 내가 생각하는 가장 잘 만든 모둠의 발 명품은?

- 1위, 2위, 3위 모둠을 오른쪽의 빈 칸에 순서대로 쓰세요.

1위 2위 3위

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읽 기 자 료

가. 분류학의 연구과정 (1~3차시용 읽기자료)

식물과 동물의 다양한 무리들을 단계별로 질서 있게 정리하여 원리와 방법을 탐구 하는 과학

1) 개요

현대적인 분류학적 연구를 위한 주요과정은 다음과 같다. ① 표본의 채집 및 고정 과 보존이 포함되며, 필요한 경우 특별한 처리를 한다. ② 대상표본이 기존의 생물군 중 어떤 무리에 속하는가를 비교한다. ③ 대상표본이 이미 명명되어 기재된 종들 중 의 어느 것과 일치하는지를 조사해 정확하게 동정하고, 기존 종들과의 유사점이나 차이를 기재한다. 신종일 경우에는 국제명명규약에 따라 명명한다. ④ 기존의 분류 체계에서 가장 잘 맞는 분류학적 위치를 결정하고, 새로운 정보의 추가에 따라 분 류체계에 수정할 점이 없는지를 결정한다. ⑤ 대상분류군의 진화과정과 그 진화요인 을 탐구할 수 있는 증거들을 수집한다. 이러한 일련의 작업을 수행하기에 앞서 분류 체계에서 쓰이는 각종 분류계급, 명명법, 검증의 절차 등을 숙지하는 것이 필요하다.

2) 계급

분류, 즉 생물들간의 유사성을 바탕으로 하여 생물들을 질서있게 무리짓고 배 열하기 위해서는 우선 계급체계가 필요하다. 분류체계에 사용되는 계급의 수는 학 자나 대상분류군에 따라 다양한데, 가장 아래 계급인 종(種)에서 시작하여 속(屬), 과(科), 목(目), 강(綱), 문(門), 계(界)는 의무적으로 쓰여지고 있는 7가지의 기본 계급 을 나타내고 있다.

이 7가지 기본계급 각각에 위로는 상(上 super), 아래로는 아(亞 sub)·하(下 infra) 등의 접두어를 붙여서 사용해 계급의 수를 늘릴 수 있고, 필요에 따라서는 코호트 (cohort)·절(節 section)·족(族 tribe) 등의 계급들을 추가해 쓰기도 한다. 각 분류군 명의 구성은 종명은 2단어로 이명식, 아종명은 3단어인 3명식으로 이루어지며, 그 밖의 계급에서는 한 단어이다. 동물명명규약에 따르면, 분류군명의 어미를 상과의 경우 ‘─oidea’, 과는 ‘─idae’, 아과는 ‘─inae’, 족은 ‘─ini’로 각각 쓰게 되어 있다.

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3) 명명법

명명법은 린네의 명명체계를 바탕으로 하고 있는데, 국제식물명명규약(1901), 국 제동물명명규약(1906), 세균과 바이러스를 대상으로 한 국제미생물명명규약(1948) 등 으로 각각 독립되어 있으며, 이후 약간씩 수정을 거듭하고 있다. 바이러스의 경우는 린네식의 이명법이 사용되지 않고 있으며, 국제재배식물명명규약은 1953년에 별도 로 제정되었다. 이러한 국제명명규약들은 각각 관련된 국제회의를 거쳐 제정된 것 이며 세부적으로는 서로 다른 점이 많이 있으나 모두 다음과 같은 요소들을 포함 하고 있다.

① 종명은 라틴어 2단어로 쓴다.

② 선취권이 보장된다. 즉 가장 먼저 작성되고 명명규약의 조건에 맞는 것이 학명 으로 쓰일 권리를 가진다.

③ 하나의 유효한 학명은 특정 단일 분류군에만 쓰여 학명의 유일성과 독특성 을 보장한다.

④ 만약 어떤 분류군의 분류학적 위치가 변할 때에는 학명도 그에 따라 변할 수 있다.

⑤ 하나의 학명이 가지는 의미는 모식(模式)에 준해 결정한다. 이밖에도 명명규약 은 계급과 출판에 관한 규정 및 파생어에 대한 권고 등을 싣고 있다.

4) 형질의 평가

잘 알려진 분류군의 경우, 단순히 동정의 목적 정도라면 적절한 검색표를 통해

그것에 실려 있는 형질들에 대해서만 조사를 해도 어느 정도 가능할 것이다. 그러

나 대상이 새로운 분류군일 경우, 가능한 한 많은 형질을 조사해야 하고 기존의 분

류체계와의 면밀한 대조가 필요하다. 유사한 두 집단간의 유연관계를 밝히기 위해서

는 형태적 형질뿐 아니라 다수의 생화학적 형질, 생리학적 형질, 행동학적 형질 등이

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유전적 형질에 따른 분류에는 막대한 시간이 소요된다. 그러나 최근에는 DNA 재조 합 기술의 발전에 따라 DNA 분자조성의 차이로부터 생물들간의 유사정도를 결정 하는 것이 가능해졌다.

유연관계를 조사할 때는 수렴진화(收斂進化), 즉 어류와 고래처럼 계통이 다르더 라도 오랫동안 유사한 환경에 적응하는 과정에서 독립적으로 유사한 형질을 소유하 게 되는 경우를 반드시 주의 깊게 가려내야 한다. 또한 내부 기생생물과 같이 특이한 환경에 적응하기 위해 체형에 큰 변이가 오는 경우, 또는 일시적으로만 나타나거나 현저하게 드러나지 않는 형질들도 완전한 생활사를 관찰하는 등의 주의를 기울일 필 요가 있다. 분류학자들은 분류방법과 분류군에 따라 어느 형질이 상대적으로 더 중 요한지, 즉 어떤 형질이 유연관계를 더 잘 반영하는지를 비교하게 되는데, 형질의 중 요성 유무를 측정하는 것에 대해서는 학계에서 많은 논란이 있어 왔다.

형질의 중요성 유무를 재는 것이 종종 임의적이고 부정확하다고 지적되고 있지만, 다른 한편에서는 만약 형질의 중요성 여부에 따라 작업을 하지 않는다면 극단적인 수렴진화의 경우들도 같은 무리로 분류될 위험이 있다고 주장한다.

전자의 입장을 대변하는 수리분류학은 어떤 특정형질에 비중을 두지 않고 가능한 많은 형질을 고려한 소위 모든 유사성에 바탕을 두고 분류를 목표로 하는 데 반해, 후자의 진화분류학에서는 형질의 중요성에 따라 조상후손관계를 더 잘 나타낸다고 믿어지는 형질을 더 중요하게 고려한다.

출처 : “분류학의 연구과정.”

Encyclopædia Britannica. 2013. Encyclopædia Britannica Online.

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읽 기 자 료

나. 조선의 발명가 장영실 (4차시용 읽기자료)

장영실은 비천한 신분에도 불구하고 타고난 재능과 기술로 조선 전기 과학기술 수준을 비약적으로 끌어올리는 데 큰 역할을 했다.

본관은 아산(牙山). 아버지는 귀화한 중국인이며, 어머니는 기녀였다고 한다. 동 래현(東萊縣)의 관노(官奴)로 있다가 뛰어난 기술재능으로 발탁되어, 1423년(세종 5년) 노비 신분을 벗고 상의원별좌(尙衣院別座)로 임명되었다.

1424년 중국의 체재를 참고하여 물시계를 만들어 그 공으로 행사직(行司直)이 되었다. 1432년 김돈(金墩)·이천(李) 등을 도와 간의대(簡儀臺)의 제작에 착수하 고, 각종 천문기기의 제작을 감독했다. 1433년 호군(護軍)에 올랐으며, 같은 해 6 월 혼천의(渾天儀)를 완성했다.

이듬해 김빈(金)과 함께 자동시보(自動時報) 물시계인 자격루(自擊漏)를 만들었 다. 11세기 송(宋)의 소송(蘇頌)이 제작한 천문시계장치와 아라비아 시계의 자동시 보장치에 영향을 받은 이 시계는 시(時)·경(更)·점(點)에 따라서 자동적으로 종·

북·징을 쳐서 시보를 알리도록 되어 있었다. 1434년 7월 1일부터 사용된 표준시간 은 자격루에 맞추어 운용되었다.

또한 같은 해 금속활자인 경자자(庚子字)의 결함을 보완한 갑인자(甲寅字) 제 작을 감독했다.

1437년 천체관측용 기구인 대·소간의(大小簡儀), 공중 해시계인 앙부일구(仰釜日晷), 휴대용 해시계인 현주일구(懸珠日晷), 태양시(太陽時)와 항성시(恒星時)를 측정하여 주야 겸용 시계로 쓴 일성정시의(日星定時儀), 태양의 고도와 출몰을 측 정하는 규표(圭表) 등을 완성했다.

다음해 자격루의 일종인 옥루(玉漏)를 제작, 완료하고 경상도 채방별감(埰訪別監)이 되어 동(銅)·철(鐵)의 채광·제련을 지휘, 감독했다. 1441년 강우량 측정기인 측우기(測雨器)와 하천 수위 측정기인 수표(水標) 제작을 감독, 완성했다.

상호군(上護軍)으로까지 특진했으나 1442년 그의 감독으로 제작된 왕의 가마가

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읽 기 자 료

다. 장영실의 발명품 자격루 (5차시용 읽기자료)

자동적으로 시간을 알려주는 물시계는 당시 사람들의 가장 오래된 바람이었 다. 세종은 자동시보 물시계를 제작하기 위해 동래현의 관노였던 장영실을 특별 히 등용하여 중국에 파견해서 연구하게 하고, 상의원(尙衣院) 별좌의 관직을 주 었다. 이에 장영실은 천문학자 김조(金)와 함께 2년 여의 노력 끝에 1434년(세종 16) 6월에 자격루를 완성했다. 이 시계는 경복궁 남쪽에 세워진 보루각(報漏閣)에 설치되어 그해 7월 1일을 기해 공식적으로 사용되기 시작해서 경루 대신 새로운 표준시계로 등장했다. 자격루는 당시 야루법(夜漏法)인 부정시제(不定時制：계절 에 따라 시간의 길이가 다름)에 맞게 경점(更點)을 자동적으로 알려주도록 정밀 하게 설계되었다.

〈세종실록〉에는 자격루의 구조를 자세히 설명하고 있는데 요약하면 다음과 같 다. 파수호(播水壺)는 4개인데 크기가 차이가 있다. 수수호(受水壺)는 2개로 물을 갈 때에 번갈아 사용한다. 살은 2개이다. 면은 12시로 나누고 시마다 8각(刻)으로 나누었는데 초정여분(初正餘分)을 향해 100각이 되며 각은 12분으로 만들었다. 밤 에 쓰는 살[箭]은 이전에는 21개였는데 수시력에 의해 2개의 절기로 묶여 12개로 만들었다. 그리고 시간을 맡는 목인(木人)을 만들어 시각에 따라 스스로 알리도록 했다고 한다. 또 "파수호에서 새어나오는 물이 수수호로 흘러들어가면 떠 있는 살 [淨箭]은 점차 떠오른다. 시각에 따라 왼쪽 구리판 구멍의 장치를 튕기면 작은 구 슬이 떨어져나와 구리통으로 굴러들어간다. 그리고 그것이 구멍으로부터 떨어져 서 그곳의 장치를 튕기면 그 장치가 열리면서 구슬이 떨어진다. 그것이 굴러서 자 리 아래에 걸린 짧은 통으로 굴러가는데, 이것이 떨어지면서 장치의 숟가락을 움 직이면 이 장치의 다른 끝이 통 속으로부터 올라와 시(時)를 맡은 신(神)의 팔꿈치 를 건드려 종이 울리게 한다"고 하여 지렛대의 원리와 공의 운동을 잘 연결시켜 자동으로 시보를 알려주게 만든 것이라고 설명하고 있다. 이것은 원나라 순제(順帝)의 명에 의해 제작된 궁정물시계와 아라비아의 자동시보 물시계 장치의 영향 을 받은 흔적이 뚜렷하다. 그러나 수수호의 길이가 11자 2치, 지름이 1자 8치나 되 는 거대한 것이고, "무릇 모든 기계는 보이지 않고 속에 들어 있어서 겉에 나와 있 는 것은 관(冠)과 대(帶)를 갖춘 목인뿐이다"라는 〈세종실록〉의 기록에서 보듯이 그

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정교함이 뛰어났다. 자격루의 제작은 조선의 물시계를 기계시계로 발전하게 하는 기술적 향상에 크게 이바지했다고 평가된다.

그러나 자격루는 창설된 지 21년 만인 1455년(단종 3) 2월에 이르러 자동시보장 치의 사용은 중지되고 보루각도 폐지되었다. 이는 장영실이 죽고 그 공동설계자인 김조도 고령이어서 고장난 자동장치를 고칠 수 없었던 것이 주요원인이었다고 생 각된다. 그후 자격루는 1469년(예종 1) 10월에 복설되었다가 1505년(연산군 11) 창덕 궁으로 이전되었다. 성종 때에 이르러 자격장치에 의한 시보가 잘 맞지 않자 새로 운 시계를 만들려는 움직임이 있었다. 그뒤 새 자격루가 1536년(중종 31) 6월에 제 조되었다. 유전(柳傳)과 최세정(崔世鄭)이 개조한 새 자격루의 구조는 장영실의 것 과 같았으나 점수를 알릴 뿐만 아니라 인정과 바라도 자격(自擊)할 수 있게 개량되 었다. 1653년(효종 4) 시헌력의 시행에 의해 하루가 100각에서 96각으로 바뀌자 자 격장치를 그대로는 쓸 수 없게 되어, 그것을 제거하고 누기만으로 조선시대말까지 누국(漏局)에서 사용했다. 현재 덕수궁에 보존되어 있는 누각은 중종 때의 새 자격 루로, 1945년까지 창경궁에 보존되어 있던 것을 8·15해방 후에 옮겨놓은 것이다.

출처 : “자격루.” Encyclopædia Britannica. 2013. Encyclopædia Britannica Online.

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읽 기

자 료 라. 조선시대의 해시계 앙부일구 (6차시용 읽기자료)

앙부일영(仰釜日影)이라고도 한다. 네 발 달린 반구형(半球形)의 솥처럼 생겼기 때문에 앙부라는 이름이 붙었다. 이것은 〈원사 元史〉 천문지(天文志) 앙의(仰儀)에 있는 곽수경법(郭守敬法)에 의해 만들었다고 하나 앙의와는 다르다.

우리나라에서는 세종 때 처음 만들었으며 이후 조선말까지 계속해서 만든 대 표적인 해시계로 공중용으로 설치해놓는 것과 작게 만들어 휴대할 수 있는 것이 있다. 이 오목형 해시계는 일본에도 전해져 많은 유물이 남아 있으나 중국에서는 나타나지 않는다.

〈증보문헌비고 增補文獻備考〉 상위고(象緯考) 의상(儀象)에 의하면 세종의 명 으로 정초(鄭招)·정인지(鄭麟趾) 등이 고전을 연구하고, 이천(李蕆)과 장영실(蔣英實)이 공역(工役)을 감독하여 1438년(세종 20)에 앙부일구를 비롯한 여러 천문 의기를 만들어냈다고 한다.

김돈(金墩)의 앙부일구명(仰釜日晷銘)에는 “무릇 시설 중에서 시간에 관한 것 보다 더 중대한 것은 없다. 밤에는 경루가 있으나, 낮에는 시간을 알기 어렵다. 구 리를 부어서 그릇을 만들었는데 모양이 솥과 같다. 지름에 둥근 송곳을 설치하여 북에서 남으로 마주 대하게 했으며, 움푹 팬 곳에서 휘어져 돌게 했고, 점을 깨알 같이 찍었다. 그 속에 도(度)를 새겨서 반주천(半周天)을 그렸다. 시신(時神)을 그린 것은 백성이 시간을 쉽게 이해하기 위함이며, 시간이 정확하고 해 그림자가 명백 하다. 길가에 놓아두니 구경꾼이 모여든다. 이로부터 백성도 이것을 만들 줄 알게 되었다.”고 앙부일구에 대해 적고 있다.

공중용 앙부일구는 2개를 만들어 종묘 남쪽 거리와 혜정교(惠政橋)에 돌로 대 를 쌓고 그 위에 설치하여 일반 백성들이 이용할 수 있게 했다. 이때의 앙부일구는 현존하지 않는다. 다만 18세기 전후의 작품들이 현존하여 궁중유물전시관에 보관 되어 있으며, 이 2기가 현재 보물 제845호로 지정되어 있다.

앙부일구의 재료는 보통 청동이지만, 자기나 돌을 깎아 만든 것도 있다. 공중용

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앙부일구는 보통 30~40cm 정도의 크기이다. 앙부일구는 그림자를 만들기 위해 끝이 뾰족한 막대[影針]를 쓰는데 이것도 보통 청동으로 만든다. 영침의 길이는 앙 부일구 지름의 절반이 된다. 영침의 끝을 앙부일구의 중심에 오도록 하며 그 방향 은 천구의 북극을 향한다. 앙부일구의 안쪽면에는 절후선(節候線)이라는 13개의 위선이 있고, 시각선(時刻線)이라는 여러 개의 경선이 그어져 있다. 시각선과 절후 선은 항상 서로 직교한다. 절후선의 가운데 있는 춘추분선은 천(天)의 적도면과 일 치하는 대원(大圓)이 되며 나머지 12개의 절후선은 적도에 평행하다. 태양의 고도 가 여름에는 높아지고 겨울에는 낮아지므로 절후선에 닿는 그림자의 위치로 시간 뿐만 아니라 그해의 절기를 알 수 있다. 청동으로 만든 앙부일구에서는 절후선이 나 시간을 나타내는 글씨를 칼로 홈을 파고 은으로 상감했다.

앙부일구의 영침의 위치는 관측 지점에 따라 달라져야 한다. 대개는 윗면이나 옆면에 한양북극고도(漢陽北極高度) 또는 북극출지(北極出地)의 도수로서 표시 하고 있다.

휴대용 앙부일구로 유명한 것은 1874년(고종 8)에 강건(姜健)이 납석(蠟石)으로 만든 것이 있다. 4~6cm 정도 크기의 직육면체 상자에 반구를 파고 그 안에 영침 을 세웠다. 또한 방향을 쉽게 정할 수 있도록 자침을 설치한 것이 특징이다. 이밖 에 청동제나 상아로 만든 앙부일구가 상당수 남아 있다.

출처 : “앙부일구.” Encyclopædia Britannica. 2013. Encyclopædia Britannica Online.

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7. 학습 내용

• 상황제시 1

- PPT로 세 장의 사진을 학생들이 볼 수 있 도록 TV에 제시

- 세 사진의 공통점에 대해 모둠별로 토의한 후 활동지에 생각을 정리한 후 자유롭게 발표

- 선생님의 질문을 잘 듣고 동물의 신체적 특징을 고려하여 활동지에 정리한 후 발표

※ 질문 1. 고양이는 어떻게 나무 위로 올라갔 을까요?

※ 질문 2. 새는 어떻게 나무 위로 올라갔을 까요?

※ 질문 3. 개구리는 어떻게 나무 위로 올라 갔을까요?

• 상황제시 2

- 문제상황을 알 수 있는 사진을 PPT로 보여 주며, 문제 상황이 담긴 이야기 들려주기 - 학생들이 해결해야 할 문제가 무엇인지 정

확히 알고 있는지 질문

- 문제 해결 방법에 대해 모둠별로 상호 의견 교류

- 적절한 방법을 활동지에 정리하여 발표.

단, 해결방법은 구체적으로 제시하여 함을 말해주고, 발표가 구체적이지 않을 경우 어 떻게 그러한 방법을 실현할 것인지 발문

• 수업 준비물

- 상황제시용 PPT, 상황제시용 이야기, 활동 지

해결 방법을 구체적으로 제시하지 못할 경우, 교사가 예시로 구체적 도구를 활용하여 산을 넘어가는 방법을 한가지 설명해주는 것도 좋음

생 각

열 기

동물에게 해답을 구하다

(1/6차시)

08 2013 융합인재교육(STEAM) 프로그램

Tip

나무 위에 동물들이 올라가 있습니다.

고양이는 발톱이 날카로워 나무에 발톱을 박으며 올라갈 수 있습니다.

새는 날개가 있어 하늘을 날아 나무를 올라갈 수 있습니다.

개구리의 발가락은 달라붙는 기능이 있어 나무에 올라갈 수 있습니다. 등

커다란 못을 얼음벽에 박아가며 올라간다.

날개가 달린 비행체를 제작하여 올라간다.

압착 고무를 손에 붙여 올라간다.

삽으로 땅굴을 건너편까지 파서 간다. 등

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(29)

생 각 펼치기

신속 정확, 동물 정보 검색하기

^(2/6차시)

◆ <설계 1 : 검색 정보 기록> 인터넷으로 찾은 다양한 동물의 손과 발에 해당하는 부위의 특징을 찾아 정리하여 적어봅시다.

동물이름 신체적 특징

• 활동지 작성 전 활동

- 교사는 칠판에 마인드맵의 기본 구조만 그 려주고 가지의 단계별로 적을 내용에 대해 안내

• 활동지 작성

- 다양한 동물의 손과 발에 해당하는 부위의 특징에 대해 인터넷을 통해 조사하여 활동 지에 정리

• 활동지 작성 후 활동

- 활동지에 정리한 내용을 바탕으로 학생들이 개별적으로 칠판의 마인드맵을 채움 - 마인드맵의 가지는 학생들이 조사한 내용에

따라 학생들이 자유롭게 추가 또는 삭제할 수 있음

- 교사는 학생들이 마인드맵을 채울 때 어느 곳에 적어야 할지 모른다면 기록하기 알맞 은 곳을 안내

- 인터넷이 되는 학생용 컴퓨터(컴퓨터실 활 용), 검색 정보 기록 활동지, 칠판, 다양한 색 분필(또는 다양한 색 보드마카)

마인드맵에 사용하는 도형의 모양은 자유롭게 Tip

특징 쓰기

조류 어류

그 외 파충류

사마귀

청개구리

독수리

두더지

다리에 톱니가 있어 벌레를 잡으면 놓치지 않 는다.

발가락에 홍반이 있어 벽이나 나무에 달라붙 을 수 있다.

날개가 있어 하늘을 빠르게 날 수 있다.

발톱이 강하고 발이 삽처럼 넓적하여 땅에 구 멍을 팔 수 있다.

(30)

•마인드맵 내용 분석

- 칠판에 완성된 마인드맵을 보고 학생들이 비슷한 신체 특징을 갖고 있는 동물들을 찾 아 분류

- 교사는 학생이 발표하는 동물들을 활동지 에 워드로 정리

- 최종적으로 완성된 분류표를 출력해서 학 생 개인별로 나눠줌

•발명 아이디어 찾기

- 학생들은 교사가 저리해준 분류표를 보고 생각나는 생활 발명품 또는 응용한 새로운 발명 아이디어를 기록한 후 발표

- 교사는 학생이 발표하는 생활 발명품 또는 새로운 발명 아이디어를 워드로 정리

•수업 준비물

- 마인드맵 내용 분류표 양식, 교사용 컴퓨터, TV(또는 빔프로젝트+스크린)

학생들이 비슷한 특징을 가진 동물끼리 묶는 활동에서 오류가 있다면 다른 학생의 발표로 보충을 하거나 교사가 보충해줄 수 있음 다양한 아이디어가 나올 수 있도록 학생들의

생각에 단점을 지적하기 보다는 장점을 부각 교사가 워드로 정리하는 과정을 TV나 스크린

으로 학생들이 볼 수 있도록 하여 발산적 사고 를 계속 유지하도록 함

생 각 펼치기

마인드맵속동물을분류해봅시다

◆ <설계 2 : 마인드맵에서 핵심 추출하기> 여러분이 마인드맵을 보며 비슷한 특징 을 가지고 있는 동물끼리 묶어보았습니다. 아래 표는 선생님이 여러분의 토의 내 용을 정리한 것입니다. 빈 칸에 동물의 신체적 특징을 적용한 생활 발명품이나 여러분의 새로운 발명 아이디어를 적어봅시다.

비슷한 특징 1

비슷한 특징 2

비슷한 특징 3

비슷한 특징 4

13

STEAM _ 바이오(Bio)

나무에 오를 수 있도 록 발에 날카로운 부 분이 있다.

사마귀, 사슴벌레, 고양이

아이젠, 빙벽등반용 헤머

아이젠이 붙어 있는 장갑

벽에 달라붙을 수 있 는 흡착판이 있다.

청개구리, 문어, 빨 판상어 압착고무

유리벽에 붙어 오를 수 있는 압착 장갑

Tip

30

(31)

생 각 펼치기

발명아이디어구상도화지사용예시

^(4/6차시)

<발명품 이름 : >

( )모둠 구성원 : , , ,

•발명 아이디어 구상 전 활동

- 지난 3차시에 교사가 정리한 마인드맵 내용 분류표를 모둠별로 출력해서 줌

- 학생들은 마인드맵 내용 분류표를 보고 <1 차시-상황제시2>의 문제를 해결하기 위한 아이디어를 모둠별로 토의

•발명 아이디어 구상

- 모둠별로 토의한 발명 아이디어를 물건으로 만들기 위해 4절 도화지에 발명품의 모습을 스케치하고 발명품의 기능 및 제작에 필요 한 재료를 기록

- 교사는 학생들이 모둠별로 발명품을 구체 화는 작업을 어려우하거나 주어진 시간 활 용을 잘 하지 못할 경우 순회를 통해 발명 품의 제작이 절차에 맞게 이루어질 수 있도 록 문제 해결 기능을 나타낼 수 있는 발명 품 스케치, 기능을 구현하는데 필요한 재료 등에 대한 구체화 작업을 지원

•발명 아이디어 구상 후 활동

- 다음 차시 발명품 제작에 필요한 재료 준비 안내

상황제시용 PPT, 상황제시용 이야기 자료, 4절 도화지, 색연필, 싸인펜

발명품이 규모나 재료의 확보가 어려워 실물 제작이 힘들 경우 찰흙이나 지점토 등 기타 재 료를 활용하여 발명품의 모형을 제작할 수 있 다는 점을 안내

Tip

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•아이디어 더하기 활동 전

- 교사는 모둠별로 발명품을 발표하며 발명 품이 작을 경우에는 실물화상기를 이용하 여 TV로 크게 보여줌

- 학생은 발명품의 기능 및 제작에 사용된 재 료를 말함

•아이디어 더하기 활동

- 다른 모둠원은 친구의 발표를 듣고 활동지 에 발명품의 장점 및 아이디어 더하기를 기 록한 후 발표

- 학생들이 자유로운 사고를 할 수 있도록 아 이디어 더하기의 내용이 독특하더라도 장점 을 찾아 칭찬

•아이디어 더하기 활동 후

- 활동을 모두 마친 후 발명품들을 일정 기간 전시를 하여 서로의 발명 아이디어를 공유 하며, 수업 시간 외에도 다양한 의견을 교류 할 수 있도록 함

- 모둠별 발명품, 실물화상기, 아이디어 더하 기 활동지

방학과제로 시중에 나와 있는 발명품을 대상 으로 아이디어 더하기 활동을 해보며, 발명품 제작을 과제로 제시함

생 각 펼치기

발명품에 아이디어 더하기

(6/6차시)

◆ <체험 3 : 아이디어 더하기> 모둠 친구들의 발명품 설명을 들으며 장점을 찾아보 고, 친구의 발명품이 더 훌륭한 발명품이 될 수 있도록 아이디어를 더해 봅시다.

장점

아이디어 더하기

장점

Tip

얼음벽에 쉽게 올라갈 수 있도록 손바닥에 압축고무를 튼무를 튼 튼하게 부착하였다.

얼음벽이 매끄럽지 못한 곳에서도 사용할 수 있도록 장갑의 뒷면에는 갈고리형 아이젠을 붙인다.

얼음벽에 달아 붙어 올라갈 수 있 도록 장갑 바닥에 갈고리형 아이젠 을 부착하였다.

배낭에 들어가는 접이형 글라이더 날개를 만들어 산 정상에서는 빠 르게 내려갈 수 있도록 한다.

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9. 사진 출처

가. 나무 위의 고양이(교사용·학생용 교재 1차시) : http://pixabay.com 나. 나무 위의 새(교사용·학생용 교재 1차시) : http://pixabay.com 다. 나무 위의 개구리(교사용·학생용 교재 1차시) : http://pixabay.com 라. 얼음산(교사용·학생용 교재 1, 4차시) : http://pixabay.com 마. 생각하는 사람(학생용 교재 프롤로그) : http://pixabay.com

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강지혜 태평초등학교 교사 이승우 와우초등학교 교사 김진우 화성한울초등학교 교사 송재원 중부초등학교 교사 이석원 대경정보산업고등학교 교사 최정훈 한양대학교 교수

이한경 용인대학교 교수 최주선 경남대학교 교수 성낙훈 용인대학교 교수 성열관 경희대학교 교수 이환명 호서대학교 교수

과학기술 분야 주제별 융합형 프로그램 개발 바이오 - 초등학교 3, 4

발행처 : 교육부 창의과학재단 대경정보산업고등학교 발행일 : 2014년 1월

제작처 : 태성커뮤니케이션