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삼죽초등학교

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Academic year: 2022

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(1)

2019 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 최종 결과보고서

2019. 11.

삼죽초등학교

(2)

과제명 2019년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영(삼죽초등학교)

STEAM 프로그램

유형 (유형2) 다양한 교과 간 협동 연구를 통한 STEAM 프로그램 신규 개발 ( ○ )

프로그램명 뚝딱‘S TEAM의 미래융합형 움직이는 공작 수업 프로그램 학교급

대상 학년(군)

5,6학년(타학년 적용 가능)

중심과목

과학

중심과목 성취기준 영역

[초등학교 5,6] 전기의 이용, 다양한 생물과 우리 생활, 우리 몸의 구조와 기능, 에너지와 생활

연계과목

실과 미술 수학

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 5,6] 기술시스템, 기술 활용

[초등학교 5,6] 체험,(소통) 표현(발상,제작), 감상(이해,발상) [초등학교 5,6] 도형, 규칙성

연구기간 협약체결일 ~ 2019.11.30.

신청금액 일금사백만원(₩4,000,000)

참여연구원 4명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 3명) 연구 수행자에 관한 사항

구분 소속(학교명) 직위 성명 연락처 E-mail

연구책임자 삼죽초등학교 교사 이세기

공동연구원 삼죽초등학교 교사 고지훈

공동연구원 삼죽초등학교 교사 이승환

공동연구원 삼죽초등학교 교사 권누리

2019년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아

융합인재교육 (STEAM) 교사연구회를 운영한 중간 결과로써 본 보고서를 제출합니다.

2019년 11월 15일

연구책임자 : 교사 이세기 (인)

(3)

“이 보고서는 2019년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

(4)

1. 서론

가. 목표

◦ STEAM 교육과 융복합 가능한 공작 교육 관련 국내외 우수 프로그램을 조사 및 연구하고

◦ 과학기술‧공학‧예술이 융합되고 공작교육이 강화된 STEAM형 교육과정 분석하며 ◦ 과학교과 중심 미래융합형 공작 수업 프로그램을 개발, 적용한 후 효과 및 만

족도를 검증하는데 목표를 둔다.

나. 방침

◦ 공작 교육 주제 중심 교과간 연계형 STEAM 교육을 위한 교육과정 분석은 과학, 실과, 미술, 수학을 대상으로 한다.

◦ 수업 프로그램 연구‧개발은 미래융합형 공작 수업 모듈형 ○종으로 하고 교사용 지도안, 학생용 활동지, 교사용 참고자료를 포함해 개발한다.

◦ 모듈 개발시 과학 교과 중심으로 선정한다.

2. 연구 수행 내용

가. 연구 개발 개요

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 뚝딱‘S TEAM의 미래융합형 움직이는 공작 수업 프로그램 선행

프로그램명 해당없음

학교급대상 학년(군)

5,6학년(타학년 적용 가능)

중심과목 과학 중심과목

성취기준 영역

[초등학교 5,6] 전기의 이용, 다양한 생물과 우리 생활, 우리 몸의 구조와 기능, 에너지와 생활

연계과목

실과 미술 수학

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 5,6] 기술시스템, 기술 활용

[초등학교 5,6] 체험,(소통) 표현(발상,제작), 감상(이해,발상) [초등학교 5,6] 도형, 규칙성

개발계획

주제 연번 차시

(시수) 과목 연계(안)

1 2 과학(1) + 실과(1)

2 1 과학(0.5) + 미술(0.5)

3 3 과학(2) + 실과(1)

4 2 과학(0.5) + 미술(0.5) + 실과(0.5) + 수학(0.5) 5 5 과학(2.5) + 미술(1) + 실과(1) + 수학(0.5) 개발·적용

현황 ※ 최초 12차시 개발에서 14차시 개발로 변경됨.

(5)

나. 개발 프로그램 내용 요약

뚝딱‘S TEAM의 미래융합형

움직이는 공작 수업

학교급대상 학년(군)

5,6학년(타학년 적용 가능)

중심과목 과학 중심과목

성취기준 영역

[초등학교 5,6] 전기의 이용, 다양한 생물과 우리 생활, 우리 몸의 구조와 기능, 에너지와 생활

연계과목

실과 미술 수학

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 5,6] 기술시스템, 기술 활용

[초등학교 5,6] 체험,(소통) 표현(발상,제작), 감상(이해,발상) [초등학교 5,6] 도형, 규칙성

차시별 주제

차시 시수 주제

1 1 로봇 영화 속 미래 사회 이해하기

2 1 로봇의 역사 알아보기

3 1 모형 로봇 손 제작하기

4~5 2 유압식 굴착기 제작하기

6 1 나만의 로봇팔 설계하기

7~8 2 전기회로의 이해와 움직이는 장난감 만들기 9~10 2 나만의 움직이는 로봇 설계하기

11~13 3 움직이는 로봇 제작하기

14 1 나눔 발표하기

다. 연구 수행 과제

운영 과제 1 STEAM 교육 프로그램 개발을 위한 여건 조성 가. 모듈형 교재 연구 및 개발을 위한 연구 및 조사, 여건조성 나. STEAM 교육 운영을 위한 교원 역량 강화

운영 과제 2 미래융합형 공작 수업 프로그램 개발 가. 프로그램 개발을 위한 교육과정 요소 추출

다. 공작 수업 STEAM 교육 프로그램 개발

운영 과제 3 STEAM 교육 프로그램 적용 및 검증, 확산 가. STEAM 교육 프로그램 적용

나. STEAM 교육 프로그램 효과 및 만족도 검증, 확산 실천

- 시사점 도출

(6)

라. 운영과제별 수행내용

운영 과제 1 STEAM 교육 프로그램 개발을 위한 여건 조성 가. 모듈형 교재 연구 및 개발을 위한 연구 및 조사, 여건조성 나. STEAM 교육 운영을 위한 교원 역량 강화

실행과제 항목 실행 내용 실행 현황

여건조성

전용 연구실 확보

○ 교내 유휴공간인 교사 연구실(구 급식실) 확보(격주

목요일 17:00~) -연중 활용 중

누리집활용(본교 홈페이지)

○ 교사, 학생에게 개방형으로 제공되는 OOSS 구축 (Open Online Service System)

교원역량 강화

STEAM 관련 연수 등

○ 자체 연구회원 연수 및 협의회 월1회 진행 (마지막주 목요일 17:00~)

○ STEAM, 과학, 수학 관련 연수 이수

-회원 협의회 3회 실시 -회원 역량강화 STEAM 원격연수 이수(3명 완 료)

연구조사

개발 내용 요소

○ 움직이는 장난감 관련 제작 방법 탐색

(교육과정 주제 관련성, 주제 재구성 가능성, 성취기 중 및 핵심역량 신장 효과성)

-초6학년 과학2학기 전기의 이용 단원 분석 완료

학년군 적용

적합성 ○ 저,중,고 학년 적용 적합성 여부 연구 -수준별 적용을 위한 모듈화

재표 적절성 ○ 재료 탐색 -재료 선정 완료

안전성 ○ 제작 과정 안전성

-안전성 확보를 위한 교사의 선행 연구, 실험 완료

특별학급 학생

적용 가능성 ○ 특수교육대상 학생 적용 가능성, 적용 방안 등 -특수교육 대상 학생 적용 적절성 검토

운영 과제 2 미래융합형 공작 수업 프로그램 개발 가. 프로그램 개발을 위한 교육과정 요소 추출

다. 공작 수업 STEAM 교육 프로그램 개발

실행과제 항목 실행 내용 실행 현황

교육과정 요소 추출

5,6학년군 관련 영역 요소 추출

○ 과학, 수학, 실과, 미술 교과간 연계 가능한 교육과정

요소를 추출 -추출 완료

프로그램

개발 프로그램 개발 ○ 총 14차시(최초 12차시에서 증대) 개발 중

○ 14차시 개발 및 적용

-14차시 개발 완료 -14차시 적용 완료

※14차시로 증대 이유 : 프로그램 적용 결과, 활동 시간의 추가 편성이 요구

(7)

운영 과제 3 STEAM 교육 프로그램 적용 및 검증, 확산 가. STEAM 교육 프로그램 적용

나. STEAM 교육 프로그램 효과 및 만족도 검증, 확산 실천 - 시사점 도출

실행과제 항목 실행 내용 실행 현황

적용 프로그램 적용

○ 삼죽초 4~6학년(30명) -적용 완료

○ 삼죽초 1~3학년(30명) -적용 완료

○ 안성교육지원청부설영재교육원 6학년(20명) -적용 완료

○ 안성교육지원청부설영재교육원 5학년(20명) -적용 완료

○ 원곡초 5,6학년(20명) -적용 완료

만족도 타당성

검토

태도검사 ○ 태도검사 대상 선정(삼죽초 5학년 등 12명)

○ 태도검사 실시 -완료

3. 수행 결과

가. 연구 수행 결과

구분 수행 계획

교수학습지도안 개발 차시 총 14차시

수업 적용 일정 2019.10.22.한

(STEAM 수업)수혜학생 수 삼죽초 등 약 120명

학생 태도검사

사전검사 7월 16일, 2개 학급(31명) 실시 완료

사후검사 11월 중, 1개 학급(12명) 실시 완료

학생 및 교사 만족도조사 완료

교사연구회 STEAM 행사 개최 참여

(8)

가. STEAM 프로그램 개발 차시별 개요

차시 주요내용

1~2/14

주제(단원)명 -로봇 영화 속 미래 사회 이해하기 –로봇의 역사 알아보기

★중심과목 : 과학 ☆연계과목 : 실과

※중심과목 성취기준 : [6 과 17-01] 생물이 살아가거나 기계를 움직이는 데 에너지가 필요 함을 알고, 이때 이용하는 에너지의 형태를 조사할 수 있다.

◎관련 영역(내용) 융합 및 실행 방법 : 다양한 생명체의 기원과 탄생에 대한 이해를 바탕 으로 로봇의 역사를 이해하고 미래 사회 로봇의 쓰임과 형태를 실생활과 연계, 탐구해본다.

◆학습 준거별 주요 활동 내용

Co AI, 빅히어로 영화 시청

CD 새로운 생물의 다른 형태로써의 로봇, 로봇의 역사 이해하기, 미래 로봇 상상 그리기

ET 내가 상상한 로봇 감상 및 공유하기

3/14

주제(단원)명 -모형 로봇 손 제작하기

★중심과목 : 과학 ☆연계과목 : 미술

※중심과목 성취기준 : [6 과 16-01] 뼈와 근육의 생김새와 기능을 이해하여 몸이 움직이는 원리를 설명할 수 있다.

◎관련 영역(내용) 융합 및 실행 방법 : 우리 손의 구조와 기능을 모형 제작 활동을 통해 미술과와 연계하여 움직이는 도구의 기계적인 작동 원리를 지도한다.

◆학습 준거별 주요 활동 내용

Co 가위 바위 보 놀이하기

CD 움직이는 손 모형 제작하기

ET 손 모형으로 가위 바위 보 놀이하기

4~6/14

주제(단원)명 -유압식 굴착기 제작하기 –나만의 로봇팔 설계하기

★중심과목 : 과학 ☆연계과목 : 실과

※중심과목 성취기준 : [6 과 16-01] 뼈와 근육의 생김새와 기능을 이해하여 몸이 움직이는 원리를 설명할 수 있다.

◎관련 영역(내용) 융합 및 실행 방법 : 팔의 구조를 생각하며 유압식 굴착기를 제작하고 나만의 로봇팔을 설계하는 활동을 통해 로봇의 움직이는 기계적 구조를 설계, 제작해본다.

◆학습 준거별 주요 활동 내용

Co 로봇팔 영상 시청 및 주사기 물총 놀이하기

CD 파스칼의 원리 이해하기, 유압식 굴착기 제작하기

ET 유압식 굴착기 배틀 놀이하기

7~8/14

주제(단원)명 -전기회로의 이해와 움직이는 장난감 만들기

★중심과목 : 과학 ☆연계과목 : 실과, 미술, 수학

※중심과목 성취기준 : [6 과 13-01] 전지와 전구, 전선을 연결하여 전구에 불이 켜지는 조 건을 찾아 설명할 수 있다.

◎관련 영역(내용) 융합 및 실행 방법 : 전기부품을 활용해 움직이는 장난감을 만들어보고 기계와 전기의 이용을 활용한 나만의 움직이는 로봇을 설계한다.

◆학습 준거별 주요 활동 내용

Co 움직이는 장난감 영상 시청하기

CD 전기회로를 이용한 움직이는 장난감 제작하기, 나만의 움직이는 로봇 설계하기

ET 움직이는 장난감 놀이하기

9~14/14

주제(단원)명 -나만의 움직이는 로봇 설계하기 –움직이는 로봇 제작하고 결과 나누기

★중심과목 : 과학 ☆연계과목 : 실과, 미술, 수학

※중심과목 성취기준 : [6 과 13-01] 전지와 전구, 전선을 연결하여 전구에 불이 켜지는 조 건을 찾아 설명할 수 있다.

◎관련 영역(내용) 융합 및 실행 방법 : 전기회로, 기계적 구조를 적용한 나만의 움직이는 로봇을 설계 및 제작해보고 결과물을 나눈다.

◆학습 준거별 주요 활동 내용

Co 다양한 로봇 영상 시청하기

CD 나만의 움직이는 로봇 제작하기

ET 나눔 발표하기

(9)

나. 학생 활동 장면

(10)
(11)

다. 프로그램 검증

실행과제 항목 실행 내용 실행 현황

적용 프로그램 적용

○ 삼죽초 4~6학년(30명) -적용 완료

○ 삼죽초 1~3학년(30명) -적용 완료

○ 안성교육지원청부설영재교육원 6학년(20명) -적용 완료

○ 안성교육지원청부설영재교육원 5학년(20명) -적용 완료

○ 원곡초 5,6학년(20명) -적용 완료

만족도 타당성

검토

태도검사 ○ 태도 및 만족도 대상 선정(삼죽초 5학년 등 12명)

○ 태도검사 및 만족도 검사 실시 -완료

영역 실행내용 검증내용 검증결과

운영 과제

2,3

주제 중심 STEAM 교육 프로그램 개발

가. STEAM 교육 프 로그램 개발 만 족도

교사 (N=4)

0 1 2 3 4

매우 우수

우수 보통 미흡 매우

미흡 주제 선정 적절성

교육과정 효과성 목표-내용간 체계성

나. STEAM 교육 프 로그램 적용 만 족도

학생 (N=12)

0 2 4 6 8 10 12

매우 우수 우수 보통 미흡 매우 미흡 흥미도

수행 과제 난이도 호기심, 흥미 학습목표 달성

(12)

4. 결론 및 제언

가. 결론

본 프로그램은 학생이 설계해 제작하는 움직이는 로봇 만들기 공작 활동 속에서 자연스럽고 즐겁게 메이커스 활동을 할 수 있도록 개발되었다.

이를 위하여 학생의 흥미와 호기심을 유발할만한 로봇을 주제로 사용했다. 학생들의 창의성 이 극대화되어 개발되는 상황을 직접 손으로 만지고 조립하고 분해하는 공작활동에 있다고 설 정하고 상황제시 단계에서부터 학생의 공작 활동을 70% 이상으로 적용해 수업 몰입도 및 참 여도를 증대시키고자 하였다. 또한, 수준별 메이커스 활동이 이루어지도록 쉬운 수준의 공작 활동부터 어려운 수준의 공작활동까지 차시별로 별도의 프로그램 적용이 가능하도록 제작되었 으며 과학 교과와 연계하여 전기회로 등의 과학과 공학, 기술 영역에서 초등학생이 다룰 수 있 는 최대한의 교구와 장비를 활용했다. 디자인 등의 미적 완성도를 높이고자 마을 디자인하기라 는 목표를 설정해 융합교육의 목적에 맞도록 구성했다.

본 프로그램 운영을 위하여 교사 스스로 자기계발의 노력과 기회를 얻었다. 교사들은 자율연 수와 직무연수 등 자기계발을 위한 노력에 최선을 다했으며 정기적으로 관련 협의회를 진행하 고 학생들의 적용 방안과 피드백에 대해 논의하였다. 이를 통해 학생들이 살아갈 미래사회의 핵심역량을 신장시키는데 필요한 교사의 교수역량을 발전시킬 수 있었다.

나. 제언

각 차시별로 마무리 활동을 강화, 수정하여 학년별, 수준별 모듈화 적용이 보다 용이하고 가 능하도록 수정, 보완 작업이 필요하다.

소인수 소규모 학교이다보니 학생의 수업 적용에 어려움이 있었으며 어렵게 찾은 타학교 적

용 대상 학생들을 장시간 수업에 투입할 수 없어 불가피하게 일부 차시만 적용했던 점이 아쉬

웠으며 이를 해결하기 위하여 인근 학교 교사의 연구회 통합 구성 또는 협력이 요구된다.

(13)

붙임 STEAM 프로그램

(프로그램명) 뚝딱‘S TEAM의 미래융합형 움직이는 공작 수업

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역

1 1~2/14

[6과17-01]

생물이 살아가거나 기계를 움직이는 데 에너지가 필요함을 알고, 이때 이용하는 에너지의 형태를 조사할 수 있다.

(실과)

[초등 6-기술활용]

[6실05-06]

2 3/14

[6과16-01]

뼈와 근육의 생김새와 기능을 이해하여 몸이 움직이는 원리를 설명할 수 있다.

(미술)

[초등 5,6-표현]

[6미02-03]

3 4~6/14

[6과16-01]

뼈와 근육의 생김새와 기능을 이해하여 몸이 움직이는 원리를 설명할 수 있다.

(실과)

[초등 6-기술활용]

[6실05-06]

4 7~8/14

[6과13-01]

전지와 전구, 전선을 연결하여 전구에 불이 켜지는 조건을 찾아 설명할 수 있다.

(실과)

[초등 6-기술활용]

[6실05-06]

5 9~14/14

[6과13-01]

전지와 전구, 전선을 연결하여 전구에 불이 켜지는 조건을 찾아 설명할 수 있다.

[6과16-01]

뼈와 근육의 생김새와 기능을 이해하여 몸이 움직이는 원리를 설명할 수 있다.

(실과)

[초등 6-기술활용]

[6실05-06]

1-1. 교육과정 재구성 요소 추출 내용

교 과 학 년 군 /

관련 영역(내용) 과학 수학 실과 미술 비고

5,6학년군

미래사회의 변화 ● ◎ ◎ ○

○조금 관련

◎밀접한 관련

●아주 밀접한 관련

새로운 기술과 직업 ● ◎ ● ○

로봇 ● ○ ● ○

도형과 규칙성 ◎ ● ○ ◎

창의적인 표현 ○ ○ ◎ ●

동물의 특징 ● ○ ◎ ◎

에너지 ● ○ ◎ ○

우리 몸의 구조 ● ○ ○ ○

(14)

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 14차시)

차시 주요내용

1~2/14

주제(단원)명 -로봇 영화 속 미래 사회 이해하기 –로봇의 역사 알아보기

★중심과목 : 과학 ☆연계과목 : 실과

※중심과목 성취기준 : [6 과 17-01] 생물이 살아가거나 기계를 움직이는 데 에너지가 필요 함을 알고, 이때 이용하는 에너지의 형태를 조사할 수 있다.

◎관련 영역(내용) 융합 및 실행 방법 : 다양한 생명체의 기원과 탄생에 대한 이해를 바탕 으로 로봇의 역사를 이해하고 미래 사회 로봇의 쓰임과 형태를 실생활과 연계, 탐구해본다.

◆학습 준거별 주요 활동 내용

Co AI, 빅히어로 영화 시청

CD 새로운 생물의 다른 형태로써의 로봇, 로봇의 역사 이해하기, 미래 로봇 상상 그리기

ET 내가 상상한 로봇 감상 및 공유하기

3/14

주제(단원)명 -모형 로봇 손 제작하기

★중심과목 : 과학 ☆연계과목 : 미술

※중심과목 성취기준 : [6 과 16-01] 뼈와 근육의 생김새와 기능을 이해하여 몸이 움직이는 원리를 설명할 수 있다.

◎관련 영역(내용) 융합 및 실행 방법 : 우리 손의 구조와 기능을 모형 제작 활동을 통해 미술과와 연계하여 움직이는 도구의 기계적인 작동 원리를 지도한다.

◆학습 준거별 주요 활동 내용

Co 가위 바위 보 놀이하기

CD 움직이는 손 모형 제작하기

ET 손 모형으로 가위 바위 보 놀이하기

4~6/14

주제(단원)명 -유압식 굴착기 제작하기 –나만의 로봇팔 설계하기

★중심과목 : 과학 ☆연계과목 : 실과

※중심과목 성취기준 : [6 과 16-01] 뼈와 근육의 생김새와 기능을 이해하여 몸이 움직이는 원리를 설명할 수 있다.

◎관련 영역(내용) 융합 및 실행 방법 : 팔의 구조를 생각하며 유압식 굴착기를 제작하고 나만의 로봇팔을 설계하는 활동을 통해 로봇의 움직이는 기계적 구조를 설계, 제작해본다.

◆학습 준거별 주요 활동 내용

Co 로봇팔 영상 시청 및 주사기 물총 놀이하기

CD 파스칼의 원리 이해하기, 유압식 굴착기 제작하기

ET 유압식 굴착기 배틀 놀이하기

7~8/14

주제(단원)명 -전기회로의 이해와 움직이는 장난감 만들기

★중심과목 : 과학 ☆연계과목 : 실과, 미술, 수학

※중심과목 성취기준 : [6 과 13-01] 전지와 전구, 전선을 연결하여 전구에 불이 켜지는 조 건을 찾아 설명할 수 있다.

◎관련 영역(내용) 융합 및 실행 방법 : 전기부품을 활용해 움직이는 장난감을 만들어보고 기계와 전기의 이용을 활용한 나만의 움직이는 로봇을 설계한다.

◆학습 준거별 주요 활동 내용

Co 움직이는 장난감 영상 시청하기

CD 전기회로를 이용한 움직이는 장난감 제작하기, 나만의 움직이는 로봇 설계하기

ET 움직이는 장난감 놀이하기

9~14/14

주제(단원)명 -나만의 움직이는 로봇 설계하기 –움직이는 로봇 제작하고 결과 나누기

★중심과목 : 과학 ☆연계과목 : 실과, 미술, 수학

※중심과목 성취기준 : [6 과 13-01] 전지와 전구, 전선을 연결하여 전구에 불이 켜지는 조 건을 찾아 설명할 수 있다.

◎관련 영역(내용) 융합 및 실행 방법 : 전기회로, 기계적 구조를 적용한 나만의 움직이는 로봇을 설계 및 제작해보고 결과물을 나눈다.

◆학습 준거별 주요 활동 내용

Co 다양한 로봇 영상 시청하기

CD 나만의 움직이는 로봇 제작하기

ET 나눔 발표하기

(15)

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등/5,6학년군

중심과목 성취기준

영역

[초등학교 5,6]다양한 생물과 우리 생 활

중심과목 성취기준

[6과17-01]생물이 살아가거나 기계를 움 직이는 데 에너지가 필요함을 알고, 이 때 이용하는 에너지의 형태를 조사할 수 있다.

주제(단원)명 -로봇 영화 속 미래 사회 이해하기

–로봇의 역사 알아보기 차시 1~2/14

학습목표 다양한 생명체의 기원과 탄생에 대한 이해를 바탕으로 로봇의 역사를 이해하고 미래 사회 로 봇의 쓰임과 형태를 기계의 움직임과 관련된 실생활과 연계, 탐구할 수 있다.

연계과목 실과 연계과목

성취기준 영역 [초등학교 5,6] 기술시스템, 기술 활용

STEAM 요소

S 생물의 탄생과 동작 원리, 로봇의 역사 T 기계의 동작 원리

E 기계의 구조, 로봇의 구조 A

M 개발 의도

로봇의 역사와 구조, 쓰임을 살펴보며 움직이는 장치의 구조와 원리를 이해한다. 새로운 형태 의 생물의 탄생이라는 관점으로 로봇을 접근하여 내용적으로는 로봇, 방법적으로는 공작 수업 을 활용해 여러 교과간 융합을 통해 탐구할 수 있도록 구성하였다.

학습 과정

교수-학습 활동

※ STEAM 학습 준거 표시( Co 상황 제시, CD 창의적 설계, ET 감성적 체험)

학습자료 및 유의점

도입 (20 분)

Co 로봇 관련 영화 시청하기

- AI, 빅 히어로 영화 클립 시청하기 - 영화 속 로봇의 특징 발표해보기 - 로봇이 쓰이고 있는 곳 생각해보기

CD 로봇과 인간의 비슷한 점 찾아보기 - 로봇과 인간의 에너지는 무엇인가요?

- 로봇과 인간은 어떻게 움직이나요?

-https://www .youtube.com /watch?v=l9h 2Fo80lC8 https://www.

youtube.com /watch?v=Uo CwrCJ4GNw

전개 (50 분)

CD 생명체와 로봇의 기원과 발전 탐색하기 - 생명체의 기원과 진화 과정에 대해 살펴보기 - 로봇의 의미 살펴보기

- 로봇의 발전 역사 알아보기 - 로봇의 역할과 쓰임 탐색해보기

CD 로봇은 생명체일까?(토론하기) - 로봇을 생명체로 봐야할까요?

- 로봇 윤리와 시민의 사회적 책임 이해하기

CD 로봇 활용 미래 모습 그리기

- 로봇과 함께 살아가는 미래 사회 상상화 그리기

Tip! 토론 시 간을 충분히 부여한다.

정리 (10 분)

ET 로봇과 평화롭게 공존하는 세상 꿈꾸기 - 각자 그린 미래 사회 상상화 전시하기 - 서로의 작품 감상하기

- 자기 평가 및 동료 평가하기

ET 느낀 점 발표 및 차시예고

Tip! 로 봇 은 지배, 복종의 대상이 아닌 공존의 대상으 로 가치관을 확장 유도

(16)

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등/5,6학년군 중심과목

성취기준 영역

[초등학교 5,6]우리 몸의 구조와 기능 중심과목 성취기준

[6과16-01]뼈와 근육의 생김새와 기능을 이해하여 몸이 움직이는 원리를 설명할 수 있다.

주제(단원)명 -모형 로봇 손 제작하기 차시 3/14

학습목표 우리 손의 구조와 기능을 모형 제작 활동을 통해 미술과와 연계하여 움직이는 도구의 기계적 인 작동 원리를 이해할 수 있다.

연계과목 미술 연계과목

성취기준 영역

[초등학교 5,6] 체험,(소통) 표현(발상,제 작), 감상(이해,발상)

STEAM 요소

S 우리 몸(손)의 구조와 기능 T 관절의 움직임 원리 E 관절의 구조

A 재료를 활용한 표현 M

개발 의도

움직이는 기계는 우리 몸의 구조와 매우 유사하게 개발, 제작되었음을 모형 손 만들기라는 간 단한 활동을 통해 알아본다. 학생들은 미술과 연계하여 간단한 재료로 손가락의 관절이 움직 이는 도구를 제작해보며 우리 몸의 구조와 기능을 쉽게 이해할 수 있다. 가위 바위 보 놀이를 통해 감성적 체험을 경험한다.

학습 과정

교수-학습 활동

※ STEAM 학습 준거 표시( Co 상황 제시, CD 창의적 설계, ET 감성적 체험)

학습자료 및 유의점

도입 ( 5 분)

Co 가위 바위 보 놀이하기

- 선생님을 이겨라 가위 바위 보 놀이하기 - 손가락의 구조를 살펴보기

- 손가락으로 만들 수 있는 여러 가지 모양 만들어보기

Tip! 가위 바 위 보 놀이에 작은 상품을 준비해 참여도 와 몰입도를 높인다.

전개 (30 분)

CD 손의 구조 살펴보기

- 손은 어떤 구조로 되어 있을까?

- 손을 구성하고 있는 뼈와 관절에 대해 살펴보기

- (선택 1)손의 기능은 무엇일까? 활동지에 손 그리고 관절부분 표시해보기 - (선택 2)3D 펜으로 사람 손 모양 그리기

CD 움직이는 손 모형 제작하기 - 재료 살펴보기

- 재료 사용방법과 안전지도하기

- 움직이는 손 모형 제작 방법 안내하기 - 움직이는 손 모형 제작하기

- 움직이는 손 잘 작동하는지 검사 및 오류 수정하기

Tip! 가위, 송 곳을 사용할 때는 반드시 안전에 유의한 다.

정리 ( 5 분)

ET 손 모형으로 가위 바위 보 놀이하기

- 내가 만든 손 모형을 이용해 선생님, 친구들과 가위 바위 보 놀이하기 - 손 모형으로 만들 수 잇는 여러 가지 모양 만들어보고 실제 손과 비교해보기 - 실제 손과 다른 점은 무엇일까? 관절 부분을 살펴보기

- 서로 만든 손 모형 살펴보고 장단점 이야기하기

ET 느낀 점 발표 및 차시예고

Tip! 실제 손 을 살펴보며 내가 만든 모 형과 비교해본 다.

(17)

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등/5,6학년군 중심과목

성취기준 영역

[초등학교 5,6]우리 몸의 구조와 기능 중심과목 성취기준

[6과16-01]뼈와 근육의 생김새와 기능을 이해하여 몸이 움직이는 원리를 설명할 수 있다.

주제(단원)명 -유압식 굴착기 제작하기

–나만의 로봇팔 설계하기 차시 4~6/14

학습목표 팔의 구조를 생각하며 유압식 굴착기를 제작하고 나만의 로봇팔을 설계하는 활동을 통해 로 봇의 움직이는 기계적 구조를 설계, 제작할 수 있다.

연계과목 실과 연계과목

성취기준 영역 [초등학교 5,6] 기술시스템, 기술 활용

STEAM 요소

S 파스칼의 원리, 우리 몸(팔)의 구조와 기능 T 로봇의 동작 원리

E 로봇 팔의 기계적 구조 A

M

개발 의도

우리 몸 중에서 다양한 관절의 원리가 적용된 팔을 본 뜬 도구(로봇 팔, 굴착기 등)가 많음을 공작 활동을 통해 알아본다. 로봇의 동작 원리와 기계적 구조를 파스칼의 원리가 적용된 유압 식 굴착기를 제작해봄으로써 탐구해보고자 했다. 이와 더불어 기계적 원리가 적용된 움직이는 로봇팔을 설계해보는 등 다양한 활동으로 구성된 움직이는 공작 기계 만들기 수업을 꾸며보 았다.

학습 과정

교수-학습 활동

※ STEAM 학습 준거 표시( Co 상황 제시, CD 창의적 설계, ET 감성적 체험)

학습자료 및 유의점

도입 (10 분)

Co 움직이는 다양한 로봇팔 영상 시청하기 - 로봇팔은 어떤 구조인가요?

- 로봇팔은 어떤 원리로 움직일까요?

- 로봇팔은 어느 분야에 활용되고 있나요?

- 우리 몸의 팔과 로봇팔을 비교해 비슷한 점과 다른 점 찾아보기

https:/ /w ww.youtub e.com/wat ch? v= G6 0 D Z m m g R mY&t=10s

전개 (100

분)

Co 주사기로 물총놀이 하기

- 주사기 1 개를 이용해 멀리 쏘기, 주사기 2 개를 고무관으로 연결해 압력을 가해 보기

- 주사기 2 개로 압력을 넣으면 반대쪽 주사기의 변화는 어떻게 되나요?

CD 파스칼의 원리 이해하기

- 파스칼의 원리에 대해 알아보고 활용된 예 찾아보기

CD 굴착기의 구조와 동작 원리 탐구하기

- 굴착기는 우리 몸의 팔, 그리고 로봇팔과 어떤 공통점이 있나요?

- 파스칼의 원리가 굴착기에 어떻게 적용되어 있는지 탐구해보기

CD 유압식 굴착기 제작하기

- 주사기를 활용해 유압식 굴착기를 만들어보고 구조와 동작 원리를 알아보기

Tip! 하 드 보 드지와 주사기 를 활용해 제 작할 수도 있 으며 판매되고 있는 키트를 활용할 수도 있다.

정리 (10 분)

ET 유압식 굴착기 배틀하기

- 제작한 유압식 굴착기를 동작시켜보기

- 솜 볼을 정해진 시간동안 많이 옮겨 넣는 배틀 놀이하기

ET 움직이는 장치의 동작 원리와 효과적인 구조 정리하기 - 굴착기가 잘 작동하기 위한 조건은 무엇인가요?

- 잘 움직이지 않았던 이유를 생각해보고 토의해보기

ET 느낀 점 발표 및 차시예고

Tip! 움 직 이 는 기계장치의 구조를 이해하 는데 중점을 둔다.

(18)

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등/5,6학년군 중심과목

성취기준 영역

[초등학교 5,6] 전기의 이용, 다양한 생물과 우리 생활, 우리 몸의 구조와 기능, 에너지와 생활

중심과목 성취기준

[6과13-01]전지와 전구, 전선을 연결하여 전구에 불이 켜지는 조건을 찾아 설명 할 수 있다.

주제(단원)명 -전기회로의 이해와 움직이는 장난감

만들기 차시 7~8/14

학습목표 전기부품을 활용해 움직이는 장난감을 만들어보고 기계와 전기의 이용을 활용한 나만의 움직 이는 로봇을 설계할 수 있다.

연계과목 실과, 미술, 수학 연계과목

성취기준 영역

[초등학교 5,6] 기술시스템, 기술 활용 [초등학교 5,6] 체험,(소통) 표현(발상,제 작), 감상(이해,발상)

[초등학교 5,6] 도형, 규칙성

STEAM 요소

S 전기의 이용, 전자회로의 이해, 트리즈 기법 중 떨리게 하기 T 전기회로의 원리, 발명의 원리

E 움직이는 전기 장난감 제작

A 재료를 이용해 주제에 어울리게 표현하기 M 황금비율과 규칙성 있게 배치하기

개발 의도

움직이는 공작 기계를 제작하기 위해서는 기계적인 장치외에 전기적인 장치를 활용하면 좋다 는 점을 지도하기 위해 전기회로를 활용한 움직이는 장난감 만들기 수업을 편성하였다. 학생 들은 움직이는 장난감을 전기부품을 활용해 제작해보고 앞서 배운 기계적인 장치와 함께 움 직이는 기계에 적용하는 방법을 터득하고 이를 실제 설계를 통해 적용해본다.

학습 과정

교수-학습 활동

※ STEAM 학습 준거 표시( Co 상황 제시, CD 창의적 설계, ET 감성적 체험)

학습자료 및 유의점

도입 (10 분)

Co 전기회로 활용 움직이는 장난감 영상 시청하기 - 전기회로가 어떻게 구성되어 있는지 살펴보기 - 사용된 전기 부품을 찾아보고 회로도 그려보기

- 움직이는 장난감에 전기와 전기회로를 활용하면 좋은 점 말해보기

https:/ /w ww.youtub e.com/wat ch?v=Z7N 0xCDVzIA

&t=6s

전개 (50 분)

CD 편심력과 트리즈 기법 이해하기 - 편심력에 대해 알아보기

- 트리즈 기법에 의한 발명 방법 설명하고 적용방안 탐색하기

CD 움직이는 전기회로 장난감 제작하기 - 재료 활용법과 특징 설명하기

- 안전교육 실시하기

- 만드는 방법 안내하고 순서에 따라 창의적으로 설계, 구상해보기 - 창의적으로 나만의 움직이는 장난감 제작하기

CD 움직이는 장난감 동작시켜 보기

- 친구들과 비교해가며 동작시켜보고 오류 수정하기

Tip! 안 전 교 육을 반드시 실시한다.

정리 (20 분)

ET 원탁 위에서 배틀 게임하기

- 움직이는 장난감을 원탁이나 테이블 위에 올려놓고 밀어내기 놀이하기

- 바닥에서 동작시키고 장난감 위에 가벼운 바구니를 부착해 공 던져 넣기 놀이하 기

ET 움직이는 장치 제작에 전기의 활용 방안 토의하기

- 움직이는 장치에 기계와 전기를 함께 활용하면 좋은 점 생각해보기

ET 느낀 점 발표 및 차시예고

Tip! 놀이 시 간을 충분히 부여한다.

(19)

중심과목 과학 학교급/학년(군) 초등/5,6학년군

중심과목 성취기준

영역

[초등학교 5,6] 전기의 이용, 다양한 생물과 우리 생활, 우리 몸의 구조와 기능, 에너지와 생활

중심과목 성취기준

[6과13-01]전지와 전구, 전선을 연결하여 전구에 불이 켜지는 조건을 찾아 설명 할 수 있다.

[6과16-01]뼈와 근육의 생김새와 기능을 이해하여 몸이 움직이는 원리를 설명할 수 있다.

주제(단원)명 -나만의 움직이는 로봇 설계하기

-나만의 움직이는 로봇 제작하기 차시 9~14/14

학습목표 나만의 움직이는 로봇을 설계하고 전기 부품을 이용해 나만의 움직이는 로봇을 제작할 수 있 다.

연계과목 실과, 미술, 수학 연계과목

성취기준 영역

[초등학교 5,6] 기술시스템, 기술 활용 [초등학교 5,6] 체험,(소통) 표현(발상,제 작), 감상(이해,발상)

[초등학교 5,6] 도형, 규칙성

STEAM 요소

S 전기의 이용, 전자회로의 이해, 우리 몸의 구조와 기능 T 전기회로의 원리, 발명의 원리

E 움직이는 전기 로봇 제작

A 재료를 이용해 주제에 어울리게 표현하기 M 황금비율과 규칙성 있게 배치하기

개발 의도

이제까지 배운 전기 부품의 활용과 연결, 몸의 구조와 기능, 발명 원리 등을 모두 종합해 작 동이 가능한 방식으로 움직이는 로봇을 설계해본다. 이를 바탕으로 간단한 움직이는 보행 로 봇을 제작해보고 나아가 나만의 로봇을 다양한 방법과 방식으로 제작해보는 활동까지 구성해 보았다. 학생의 수준과 속도에 맞춰 나만의 로봇 제작은 선택적으로 실시하였다.

학습 과정

교수-학습 활동

※ STEAM 학습 준거 표시( Co 상황 제시, CD 창의적 설계, ET 감성적 체험)

학습자료 및 유의점

도입 (10 분)

Co 움직이는 보행 로봇 영상 시청하기

- 움직이는 보행 로봇에 사용된 전기 부품은 무엇인지 생각해보기 - 어떻게 만들었을지 고민해보기

- 더 잘 걷게 하기 위해서 어떻게 변형시키면 좋을지 생각해보기

전개 (50 분)

CD 나만의 움직이는 로봇 설계하기

- 사용되는 전기 부품을 골라 제작가능한 로봇 설계해보기

CD 간단한 움직이는 보행 로봇 제작하기

- 선생님이 준비한 움직이는 보행 로봇 살펴보기 - 안전교육 실시하기

- 만드는 방법 안내하고 순서에 따라 제작보기 - 추가, 보완했으면 하는 부분 생각하고 발표해보기

CD 설계 수정하기

- 실습을 통해 알게 된 점과 느낀 점을 바탕으로 설계 수정하기

CD 나만의 움직이는 로봇 제작하기 - 전기 부품과 준비물 준비하기

- 설계도에 맞게 각 부분별 제작 후 조립, 완성하기 - 부족한 부분 및 보완 부분, 오류 사항 수정하기

Tip! 안 전 교 육을 반드시 실시한다.

Tip! 5 시간을 확보하기 어려 운 경우 활동 별로 2~3 일에 나눠 실시한 다.

정리 (20 분)

ET 나만의 움직이는 로봇 발표하기

- 나만의 움직이는 로봇의 특징을 포스터로 제작하기 - 친구들에게 발표하고 동작 시연하기

(20)

4. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 1~2/14

※로봇이 활용되고 있는 분야를 찾아 조사해봅시다.

( )학년 ( )반 ( ) 활용

분야 로봇의 쓰임과 역할

※로봇과 인간의 공통점과 차이점을 찾아 적어봅시다.

구분 로봇 인간

공통점

차이점

(21)

차시 1~2/14

※로봇과 함께 살아갈 미래 사회의 모습을 상상해 그림으로 그려 봅시다.

( )학년 ( )반 ( )

(22)

차시 3/14(선택 1)

※오른쪽 손을 종이에 대고 그려보세요. 그 후에 손에서 접었다 펼 수 있 는 부분을 모두 찾아 색연필로 V 표시 해보세요.

( )학년 ( )반 ( )

(23)

차시 3/14(선택 2)

※3D 펜을 이용해 아래 손 뼈 모양을 그려보세요.

( )학년 ( )반 ( )

(24)

차시 4~6/14

※주사기 물총 놀이와 유압식 굴착기를 제작해 보았나요? 다음의 물음에 답해봅시다.

( )학년 ( )반 ( ) 1. 주사기를 누르면 그 속의 물은 어떻게 되나요?

2. 주사기 물총으로 물을 멀리 쏘려면 어떻게 해야하나요?

3. 유압식 굴착기를 만들고 주사기에 공기를 넣었을 경우와 물을 채웠을 경우에 언제 굴착기의 관절이 더 잘 작동되나요? 그 이유는 무엇이라 고 생각합니까?

4. 파스칼의 원리가 쓰인 우리 주변 물건이나 발명품을 찾아적어봅시다.

(25)

차시 7~8/14

※전기회로와 떨리게하기 기법을 활용해 나만의 움직이는 장치를 설계해 봅시다.

( )학년 ( )반 ( )

(26)

차시 7~8/14

※수업 시간에 배운 전기 부품의 이름과 쓰임을 조사하고 회로도에 그리 는 기호를 그려보세요.

( )학년 ( )반 ( )

전기부품 이름 쓰임 특징

(27)

차시 9~14/14

※나만의 움직이는 로봇의 설계도를 그려봅시다. 제작에 필요한 전기 부품 은 무엇인지 생각해서 적어보세요.

( )학년 ( )반 ( )

필요한 부품

(28)

차시 9~14/14

※나만의 움직이는 로봇을 제작해보고 다음의 물음에 답해봅시다.

( )학년 ( )반 ( ) 1. 선생님이 준비해주신 움직이는 로봇을 만들어보고 더 추가되었으면 하 는 기능이 있으면 적어보세요.

2. 나의 설계도에서 수정, 보완해야할 부분은 무엇인가요?

3. 내가 만든 움직이는 로봇의 특징과 장점, 단점은 무엇인가요?

4. 움직이는 로봇을 제작해보고 느낀 점을 적어봅시다.

(29)

차시 9~14/14

※친구들에게 발표할 나만의 움직이는 로봇 포스터를 작성해보세요.

( )학년 ( )반 ( )

(30)

5. 교사자료

차시 1~2/14

※로봇의 역사

1. 로봇의 개념 및 어원 : 로봇(문화어: 로보트, 영어: robot)은 사람과 유사한 모습과 기능을 가진 기계, 또는 무엇인가 스스로 작업하는 능력을 가진 기계를 말한다. 제조공장에서 조립, 용접, 핸들링 등을 수행하는 자동화된 로봇을 산업용 로봇이라 하고, 환경을 인식하고 스스로 판단하는 기능을 가진 로봇을 '지능형 로봇'이라 부른다. 사람과 닮은 모습을 한 로봇을 '안드로이드'라 부르기도 한다.

그리고 다른 뜻은 형태가 있으며, 자신이 생각할 수 있는 능력을 가진 기계라고도 한다.

인공의 동력을 사용하는 로봇은 사람 대신, 또는

사람과 함께 일을 하기도 한다. 통상 로봇은 제작자가 계획한 일을 하도록 설계된다.

'로봇'이란 용어는 체코슬로바키아의 극작가 카렐 차페크(Carel Čapek)가 1920 년에 발표한 희곡 "R.U.R"에 쓴 것이 퍼져 일반적으로 사용되게 되었다. 체코어로 "노동"을 의미하는 robota 가 어원이다.

2. 로봇의 3 원칙

아이작 아시모프가 1950 년 발간한 소설인 'I'Robot'에서 제안된 로봇의 행동에 관한 3 가지 원칙이다.

-제 1 법칙:로봇은 인간에게 해를 끼쳐서는 안 되며, 위험에 처해 있는 인간을 방관해 서도 안 된다.

-제 2 법칙:로봇은 인간의 명령에 반드시 복종해야만 한다. 단, 제 1 법칙을 거스를 경 우에는 제외다.

-제 3 법칙:로봇은 자기 자신을 보호해야만 한다. 단, 제 1 법칙과 제 2 법칙을 거스를 경우는 예외다.

군사용 로봇이 공격의 기능을 갖출 경우, 첫 번째 원칙에 위배되게 된다.

자료출처 인터넷 : 위키피디아(https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%A1%9C%EB%B4%87)

(31)

차시 1~2/14

※로봇의 역사

3. 로봇의 쓰임

그동안 인간이 해 오던 많은 일들을 지금은 로봇이 대신하고 있다. 산업 현장에는 단조로운 반복 작업이나 따분한 작업, 불쾌한 작업들이 많은데, 이와 같은 작업은 특히 로봇에게 맡기기에 적합하다. 조립 공장에서 리벳 박는 일, 용접, 자동차 차체를 칠하는 일 등은 그 좋은 예이다. 이런 종류의 작업은 로봇 쪽이 인간보다 더 잘 해낼 수 있다. 왜냐하면 로봇은 언제나 일정한 수준의 정밀도와 정확도로 작업을 계속할 수 있으며, 결코 지칠 줄 모르기 때문이다. 따라서 제품의 품질은 항상 일정하며 게다가 휴식을 취할 필요가 없기 때문에 많은 양의 제품을 만들 수 있다.

또한 로봇은 위험한 작업을 대신할 수가 있다. 방호복을 입지 않고 원자력 공장에서 방사성 물질을 취급하거나, 유독 화학 물질을 취급할 수가 있으며, 인간에게는 너무 덥거나 추운 환경에서도 일할 수가 있다. 인간의 생명이 위험에 노출될 수 있는 곳에서도 로봇을 사용할 수 있다. 예를 들면 폭발물을 수색하거나 폭탄의 뇌관을 제거하는 일, 그리고 우주 공간에서의 작업도 그중의 하나이다.

로봇은 우주 공간에서의 작업에 특히 이상적이다. 지구를 돌고 있는 인공위성을 수리하거나 유지하는 데 사용되기도 하고, 보이저호와 같이 탐사와 발견을 목적으로 먼 천체까지 비행하는 데도 로봇이 사용된다.

한편 가정에서도 점점 많은 로봇이 가사를 돕기 위해 사용되고 있다. 그리고 육체적인 장애를 가진 사람들을 돌보는 일에도 많이 이용될 것으로 기대된다. 로봇 간호보조자는 장애자나 노령으로 인해 체력이 약해진 사람들이 가족들에게서 독립하여 혼자서도 살 수 있도록 해주며, 병원에 입원하지 않아도 될 수 있도록 도와 주게 될 것이다.

로봇이 사용되는 분야의 예를 들면 다음과 같다.

-자동차 조립 -전자제품 조립 -자동 운반 로봇 -수술 보조 로봇 -배달 로봇

-수치 제어 공작 기계 -가정용

-군사 및 탐사용

자료출처 인터넷 : 위키피디아(https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%A1%9C%EB%B4%87)

(32)

차시 3/14

※빨대 로봇 손 만들기 1. 재료

- 빈 종이 박스, 굵은 빨대, 굵은 실, 글루건, 가위, 펀치, 송곳 2. 만드는 방법

가. 종이 박스에 손을 대고 테두리를 그린 후 오린다.

(이때, 손목부터 팔꿈치까지 박스를 길게 그려 오린다.)

나. 손가락을 관찰하고 손가락이 접히는 부분을 종이에 표시한 뒤 안쪽으로 한 번 접는다.

다. 각 접히는 부분과 부분 사이에 굵은 빨대를 적당한 길이로 잘라 글루건으로 붙힌다.

라. 뼈 모양으로 빨대를 배치, 고정시킨 뒤, 실을 잘라 빨대에 넣는다.

마. 종이로 만든 손가락 끝 부분의 실은 고정시킨 뒤, 반대쪽 실은 진짜 손으로 조종이 가능하도록 고리를 만든다.

바. 고리에 손가락을 끼우고 실을 잡아당겨 잘 움직이는지 살핀다.

사. 오류를 정정한 뒤 친구들의 작품을 서로 감상한다.

자료출처 https://www.google.co.kr

(33)

차시 3/14

※손의 구조

자료출처 일송재단 국제농업개발원 웹기사

<http://m.iadi.or.kr/news/articleView.html?idxno=1772>

(34)

차시 4~6/14

※유압식 굴착기 만들기 1. 재료

- 유압식 굴착기 만들기 세트, 양면테이프, 셀로판테이프, 물, 색소 등 2. 만드는 방법(세트를 사용하지 않는 경우)

가. 굴착기의 종류와 작동 장면을 시청한다.

나. 골판지, 주사기(최소 6 개), 볼트, 너트, 가위, 글루건, 송곳, 다 쓴 볼펜 심, 케이블타이를 준비한다.

다. 판, 판 고장 부분, 굴착기 팔 1, 굴착기 팔 2, 굴착기 손 등의 부분을 모둠원과 상의해 설계한다.(실제 굴착기 사진 제공)

라. 유압식 굴착기의 각 부분을 골판지에 그린 뒤, 가위나 칼로 오린다.

마. 굴착기의 각 부분을 연결하기 위해 송곳으로 구멍을 뚫고 볼펜 심을 끼워 고정시킨다.

바. 볼펜심과 볼펜심(각 부분을 연결)을 주사기로 연결한다.(양 끝의 볼 펜심에 주사기의 위 아래를 연결하는데 이때 주사기 뒷부분은 송곳으로 구멍을 뚤어 볼펜심에 단단히 고정하고 앞 부분은 글루건 등으로 붙혀 케 이블 타이로 고정한다.)

사. 각 부분을 연결한 주사기와 조종용 주사기 3 개를 고무관으로 연결 한 뒤 조종용 주사기를 누르고 당겨 굴착기가 제대로 작동하는지 관찰한 다.

아. 색소를 탄 물을 넣으면 더 확실하게 동작함을 알게 한다.

자료출처 https://www.google.co.kr

(35)

차시 7~8/14

※편심력과 떨리게 하기 기법 및 전기회로를 활용한 움직이는 장난감 만들기

1. 주요 전기 부품 이해하기

구분 특징 및 쓰임 비고

모터

-전력을 이용하여 회전운동의 힘을 얻는 기계로 전동기라고도 함.

-전격 전압에 맞게 활용

토글 스위치

-전류를 차단하거나 연결하는 역할의 전기 부품

-보통 전기 제품에 사용되는 스위치는 토 글 스위치

-다리 2개 토글 스위치는 각각에 +, -극을 연결

-다리 3개 토글 스위치는 중간 다리와 양 쪽 다리 중 1개에 +, -에 연결

2. 트리즈(떨리게 하기) 기법이란?

가. 발명문제(혹은 창의문제)의 해결을 위한 체계적 방법론 나. 한국발명진흥회 트리즈 기법 영상 20가지 참고

다. ‘떨리게 하기’가 적용된 발명품으로는 안마의자, 초음파 세척기, 진동 벨, 전동 칫솔 등

* 트리즈 기법 영상 링크 : http://iped.kr/ 접속 후 검색칸에 m1401 ~ m1420

* 트리즈 기법 ‘떨리게 하기’ 영상 링크 : http://iped.kr/m1418

자료출처 발명교육포털사이트

(36)

차시 7~8/14

※편심력과 떨리게 하기 기법 및 전기회로를 활용한 움직이는 장난감 만들기

3. 제작 과정

단계 설명 비고

1 CD테두리 근처에 탁구공 3개를 적당한 간 격으로 튼튼하게 고정한다.

2 모터 끝에 6각 볼트를 글루건으로 단단히 붙이고 CD의 가장자리 부분에 고정시킨다.

3 모터의 반대편에 전지 소켓을 고정시킨다.

4 모터와 전지 소켓, 스위치를 사진과 같이 전선으로 연결한다.

5 스위치를 조작하기 쉬운 위치에 고정하고 스위치를 조작하며 움직임을 관찰한다.

자료출처 자체 제작

(37)

6. 차시별 학생 평가기준 및 방법

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구

1~2 /14

상 로봇의 역할과 쓰임을 잘 이해하고 미래 로봇을 상상해 그리기에 즐겁게 참여한다.

모둠별 토론평가 자기/동료평가지 (학생용) 중 로봇의 역할과 쓰임을 조금 이해하고 미래 로봇을

상상해 그린다.

하 로봇의 역할과 쓰임을 잘 이해하지 못한다.

3 /14

상 손의 구조와 기능에 부합되는 움직이는 손을 정교하게 만든다.

관찰 및

산출물평가 관찰평가지

중 손의 구조와 기능에 부합되는 움직이는 손을 만든다.

하 손의 구조와 기능에 부합되는 움직이는 손을 만들기 어려워한다.

4~6 /14

상 유압식 굴착기의 기계적 원리를 잘 이해하고 부드럽게 작동하는 굴착기를 제작한다.

관찰 및

산출물평가 관찰평가지

중 유압식 굴착기의 기계적 원리를 알고 작동 가능한 굴착기를 제작한다.

하 유압식 굴착기의 기계적 원리를 이해하지 못하고 굴착기 제작에 어려움이 있다.

7~8 /14

상 전기회로의 구조를 완벽하게 이해하고 움직이는 장난감을 만든다.

관찰 및

산출물평가 관찰평가지

중 전기회로를 연결해 움직이는 장난감을 만든다.

하 전기회로를 이해하지 못한다.

9~14 /14

상 나만의 움직이는 로봇을 설계하고 그 설계에 맞게 동작이 가능하도록 창의적으로 제작할 수 있다.

포트폴리오 평가 포트폴리오 중 나만의 움직이는 로봇을 설계하고 제작할 수 있다. 평가지

하 나만의 움직이는 로봇을 설계할 수 있다.

(38)

가. 자기/동료평가지(1~2차시)

자기/동료평가지

평가방법 평가기준 평가

자기평가

토론활동에 적극적으로 참여했나요?

로봇의 역할과 쓰임에 대해 잘 알게 되었나요?

미래 로봇을 상상해 즐겁게 그렸나요?

모둠 내 동료평가

토론활동에 적극적으로 참여했나요?

로봇의 역할과 쓰임에 대해 잘 알고 있나요?

미래 로봇을 상상해 즐겁게 그렸나요?

나. 관찰평가지(3~8차시)

관찰평가지

학 년 반 이

시 3

평가 시기

평가

내용 우리 손의 구조와 기능에 부합되는 움직이는 손을 만들 수 있다.

평가 장면

및 의견

수준별 평가 결과 □ 매우 잘함(상) □ 잘함(중) □ 보통(하)

평가 기준

상 손의 구조와 기능에 부합되는 움직이는 손을 정교하게 만든다.

중 손의 구조와 기능에 부합되는 움직이는 손을 만든다.

하 손의 구조와 기능에 부합되는 움직이는 손을 만들기 어려워한다.

(39)

관찰평가지

학 년 반 이

시 4~6

평가 시기

평가

내용

움직이는 기계의 기계쩍 구조를 이해하고 팔의 구조를 생각하며 유압식 굴착기를 제작할 수 있다.

평가 장면

및 의견

수준별 평가 결과 □ 매우 잘함(상) □ 잘함(중) □ 보통(하)

평가 기준

상 유압식 굴착기의 기계적 원리를 잘 이해하고 부드럽게 작동하는 굴착기를 제작한다.

중 유압식 굴착기의 기계적 원리를 알고 작동 가능한 굴착기를 제작한다.

하 유압식 굴착기의 기계적 원리를 이해하지 못하고 굴착기 제작에 어려움이 있다.

관찰평가지

년 반 이

시 7~8

평가 시기

평가

내용 전기회로의 구조를 이해하고 움직이는 장난감을 만들 수 있다.

평가 장면

및 의견

수준별 평가 결과 □ 매우 잘함(상) □ 잘함(중) □ 보통(하)

평가 기준

상 전기회로의 구조를 완벽하게 이해하고 움직이는 장난감을 만든다.

중 전기회로를 연결해 움직이는 장난감을 만든다.

하 전기회로를 이해하지 못한다.

참조

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