결과보고서
2021. 11.
한림여자중학교
한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”
목 차
1. 요약문··· 01
2. 서론··· 01
3. 연구 수행 내용 및 결과··· 03
가. STEAM 프로그램 개발‧적용 ··· 04
(1) 프로그램 개발 내용 ··· 04
(2) 프로그램 개발‧적용 결과 ··· 05
나. 성과 확산 및 실천 ··· 05
(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최 ··· 05
(2) STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과 ··· 05
다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사 ··· 06
(1) 수혜학생 태도 조사 ··· 06
(2) 교원 만족도 조사 ··· 06
4. 결론 및 제언··· 07
[부록] 부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물 1. STEAM 프로그램 개발⦁적용 교육과정 ··· 09
2. STEAM 프로그램 총괄표(총15차시) ··· 10
3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안 ··· 12
4. 학생활동지/학생참고자료 ··· 24
5. 교사자료 ··· 34
6. 차시별 학생 평가기준 및 방법 ··· 60
부록2. (학생 산출물, 사진, 수업 영상, 성찰일지, 교사의견, 자체평가 결과 등) 1. 구글 두들 바흐를 이용하여 4⦁3 추모 교향곡 제작하기 ··· 62
2. 3D 프린터 모델링 및 출력(3D로 4⦁3 표현하기) ··· 63
3. 인공지능 교육플랫폼을 활용한 태양계 행성 알리미 제작 ··· 64
4. 인공지능 활용 메이커 톤 캠프 ··· 65
부록3. STEAM 교사연구회 주최, STEAM 확산 실천 사례 1. 구글 두들 바흐를 이용하여 4⦁3 추모 교향곡 제작하기 ··· 66
2. 인공지능 이해와 활용 수업 공개(STEAM 행사) ··· 69
창의융합형 인재가 요구되는 현시대에 창의적인 산출물 설계 및 제작 활동으로 학생들의 잠재된 능력을 계발하고 창의적인 사고력과 문제해결능력을 함양하고자 하였다. 또한 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 무선통신(Mobile) 등 지능정보기술의 급 변화로 미래인재 양성을 위한 교육분야의 변화와 준비가 시급해졌다. 또한 인공지 능 기술 발달로 인한 사회 전반의 패러다임 변화에 대응하여 미래를 살아갈 모든 학생에게 인공지능 교육의 중요성이 강조되고 있다. 이에 학생들이 인공지능 기능 을 직접 활용할 수 있는 수업을 설계하고 적용하여 인공지능에 대한 이해를 돕고자 하였다. 또한 인공지능 사회에서 우리가 갖추어야할 역량이나 함께 살아갈 수 있는 방법들에 대한 고민이 필요해 인공지능과 사회에 대해서도 수업을 진행하였다. 인 공지능의 이해, 인공지능 활용, 인공지능과 사회로 총 15차시의 수업을 진행하였으 며, 일부 프로그램을 방과후 시간을 활용하여 캠프 형태로 진행하였다. 창의성과 문 제해결력을 높일수 있는 방법으로 소프트웨어 활용 교육이 강조되고 있어 인공지능 캠프에서는 학생들에게 아두이노와 센서를 활용한 코딩에 대한 기초 활동을 진행하 였으며, mBlock의 인공지능 블록을 활용하여 창의적인 산출물을 제작하도록 하였 다. 3D 프린터를 활용하여 작품을 제작할 수 있도록 1학기에는 3D 프린터 모델링 교육과 3D 프린터 사용법 교육을 실시하였으며, 4⦁3을 표현할 수 있는 창작물을 제작하도록 해 제주의 아픈 역사인 4⦁3에 대한 학생들의 생각을 작품으로 확인할 수 있었다. 최근 3D 프린터와 인체 유해성과 관련된 논란이 있어 악기 만들기 프로 젝트 활동시에는 3D 프린터를 별도의 공간에 위치시켜 학생들과의 접촉을 최소화 시켰다. 또한 구글 두들 바흐 프로그램을 이용하여 4⦁3 추모 교향곡 만들기 프로 젝트를 진행하여 1학년 학생들 모두가 각자 맡은 부분을 작곡하여 곡을 합쳐 완성 할 수 있었다.
또한, 우리학교는 여자 중학교라 작품을 만들 수 있는 장비들이 많이 구비되어 있 지 않아 어려움이 있었다. 공모사업을 신청하여 3D 프린터는 지능형 탐구키움터 예 산, 유니맷은 제주특별자치도 예산을 확보하여 구비하였으며, 이로 인해 계획대로 수업을 개발하고 진행할 수 있었다. 학생들의 적극적인 참여로 인해 STEAM 수업을 마무리 할 수 있었으며 연구 결과물은 STEAM 행사를 개최하여 공유하였다.
2. 서론
◦ 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 무선통신(Mobile) 등 지능정보기술의 급변화로 미래인재 양성을 위한 교육분야의 변화와 준비가 시급해졌다. 또한 인공지능 기술 발달로 인한 사회 전반의 패러다임 변화에 대응하여 미래를 살아갈 모
든 학생에게 인공지능 교육의 중요성이 강조되고 있다. 인공지능 교육은 2015 개정 교육과정에서 도입된 소프트웨어 교육의 연장선에 있는 것으로, 「초·
중등 인공지능 교육 내용 기준」은 소프트웨어 교육을 기반으로 학교 급별 학생 수준에 맞는 인공지능 교육 방안을 제시하고 있다.
- 최근 교육부와 각 시도교육청에서는 학생들에게 인공지능에 대해 쉽고 재미 있게 지도할 수 있는 자료를 만들고자 노력하고 있으며, 학교에 배부를 하고 있다.
- 이러한 자료를 활용하여 학생들에게 인공지능 사회에서 적응하고 살아갈 수 있는 지식과 인공지능의 이해를 돕기위해 인공지능 프로그램을 적용한 수업 을 진행하고자 한다.
◦ 인공지능을 교육하기 위하여 어떤 내용과 방식을 사용할 것인가에 대한 고민 이 많은데, 최근 교육 흐름과 더불어 인공지능과 관련된 지식을 전달하는 방 법보다는 학생과 밀접한 일상생활의 소재를 활용하여 인공지능의 기본 원리 이해 하고 인공지능이 사회에 미치는 영향에 대한 고민을 바탕으로 창의적인 산출물을 만들어 보는 형태의 교육이 선호되고 있다.
- 사회시간을 이용하여 인공지능으로 인한 사회변화와 구조를 학습하고, 기술 가정 시간을 활용하여 3D프린팅 기술과 목공기계에 대해 학습을 한 후, 과학 시간을 이용하여 첨단기술에 대한 학습, 기본적인 코딩에 대한 학습, 인공지 능 프로그램의 적용 등을 통해 인공지능에 대해 학습하고자 한다.
- 이러한 학습을 바탕으로 인공지능 기능이 들어간 창의적인 산출물을 제작하 여 발표하는 시간을 가진 후, 사회시간을 활용하여 자신이 만든 물건의 가격 을 책정하고, 홍보를 통해 투자를 이끌어내는 등 경제활동에 대한 학습을 하 고자 한다.
- 그 외, 음악, 미술 교과와 연계하여 구글두들 바흐, Quick Draw, Auto Draw 등 인공지능 프로그램을 적용한 수업을 전개하고 VR 프로그램을 활용한 체육 수 업을 진행하고자 한다.
◦ STEAM 교육에서 추구하는 방향도 기존의 것들을 가지고 새로운 가치를 부 여하고 이를 융합적인 사고력을 활용하여 창의적인 결과물을 만들어 내는데 있다.
◦ 창의융합형 인재가 요구되는 현시대에 창의적인 산출물 설계 및 제작활동으 로 학생들의 잠재된 능력을 계발하고 창의적인 사고력과 문제해결능력을 함 양하고자 한다.
◦ 또한 4차 산업혁명에 대응하여 미래사회를 선도할 창의 융합형 인재 양성을 위하여 다양한 과학현상에 대한 실험 활동과 함께 실생활 문제를 첨단과학기
3. 연구 수행 내용 및 결과
STEAM 프로그램
구분
프로그램명 인공지능 프로그램 활용 프로젝트 수업 선행
프로그램명
<2019년 STEAM 프로그램 개발-경인교대>
초・중학교 인공지능과 기계학습
학교급 중학교 대상 학년(군) 1, 2학년 전체학생
목표 수혜학생 수 154명
중심과목 과학 중심과목
성취기준 영역 [중학교 1~3학년] (7) 과학과 나의 미래
연계과목
사회 기술・가정
체육
연계과목 성취기준 영역
[중학교 1~3학년] (12) 현대사회변동 [중학교 1~3학년] (5) 기술 활용 [중학교 1~3학년] (3) 생물의 다양성
개발계획
주제 연번 차시
(시수) 과목 연계(안)
1 1 사회(1)
2 3 음악(1) + 과학(2)
3 3 기술⦁가정(3)
4 3 정보(1) + 과학(2)
5 5 체육, 사회(1) + 기술⦁가정(1) + 과학(3)
구분 수행 결과
교수학습지도안 개발 차시 총 15차시
수업 적용 기간 2021.04.30. ~ 2021.11.13.
(STEAM 수업) 수혜학생 수 중학교 154명(중학교 1, 2학년 전체 학생)
학생 태도검사
1차(사전) 검사 7월, 3개 학급(78명) 실시완료
2차(사후) 검사 10월, 3개 학급(78명) 실시완료
학생 및 교사 만족도조사 11월 실시 완료
논문 게재
* 해당하는 경우만 기입
학회명 해당 없음
게재여부 해당 없음
학술대회 참가
* 해당하는 경우만 기입
행사명 해당 없음
일자/장소 해당 없음
특허출원(국외, 국내)
* 해당하는 경우만 기입 출원명 해당 없음
가. STEAM 프로그램 개발‧적용 1) 프로그램 개발 내용
◦ 사회시간을 이용한 인공지능과 사회
- 인공지능의 개발로 인한 사회구조의 변화와 급격한 변화 속에서 적응하고, 인공지능과 공존할 수 있는 방법에 대한 우리의 역할이 무엇일지에 대해 탐구해보는 시간을 갖고자 한다.
- 인공지능의 개발로 인해 변화될 수 있는 사회구조를 예측해보고, 미래에 사 라질 직업과 이유, 미래에 선호되는 직업과 이유 등에 탐구해보는 시간을 갖는다.
◦ 기술・가정 시간을 활용한 첨단기술과 장비의 이해
- 3D 프린터, 3D 펜 등에 대해 공부하고 직접 3D로 모델링하고 출력해보는 시간을 갖는다.(최근 유해성으로 인해 논란이 되고 있는 점들을 감안하여 학생들의 접촉을 최소화 시키고 환기시설을 갖출 별도의 공간에서 출력하 고자 한다.)
- 유니맷 등 목공기계에 대한 학습을 통해 장비에 대한 이해를 돕는다.
◦ 과학 시간을 활용한 인공지능의 이해
- 과학 시간을 이용하여 인공지능 기술에 대한 이해를 하고 최근 개발된 인공 지능 프로그램을 활용하여 직접 수업에 적용해 보는 시간을 갖고자 한다.
- 1학년 ‘생물의 다양성’ 단원에서는 엔트리의 이미지 학습하기 기능을 활 용하여 직접 생물을 분류하는 프로그램을 제작하여 인공지능의 원리에 대한 학습을 진행하고자 한다.
- 1학년 ‘빛과 파동’ 단원에서는 소리에 대해 학습하며 학생들에게 ‘구글 두들바흐’라는 인공지능 프로그램을 이용하여 직접 음악을 제작해보는 시 간을 갖고자 한다. 추가적으로 아두이노와 버튼 센서를 이용하여 아두이노 건반악기를 제작할 수도 있다.
◦ 창체 시간을 활용한 인공지능 기능을 가진 창의적인 산출물 제작
- 2~3인을 한 팀으로 하여 수업시간에 배운 인공지능 기술을 바탕으로 3D 프 린터, 목공기계 등을 이용하여 인공지능 기능을 갖춘 창의적인 산출물을 제 작하고자 한다. 학생들은 팀별 활동을 통해 협업 능력과 의사소통 능력을 함양할 수 있으며, 인공지능에 대한 종합적인 사고를 키울 수 있을 것으로 기대한다.
교수학습 지도안 개발
차시(시수)
프로그램명 프로그램 주제 운영
대상(학년)
완료 여부 개발 수업적용 학생수
1 인공지능과 사회 인공지능과 사회 1학년 완료 완료 78
3 인공지능 4⦁3 교 향곡
구글 두들 바흐를 이용 하여 4⦁3 교향곡 제작 하기
1학년 완료 완료 78
3 3D로 표현한 4⦁3 3D 모델링으로 4⦁3을
표현하기 2학년 완료 완료 76
3 태양계 행성 알리 미
인공지능 교육플랫폼을 활용한 태양계 행성 알 리미 제작
2학년 완료 완료 76
5 인공지능 활용 산 출물 제작
인공지능을 활용한 창의 적인 산출물 제작
희망
학생 완료 완료 30
합계 338
나. 성과 확산 및 실천
1) 교사연구회 STEAM 행사 개최
회차 일시 장소 참석대상 주요내용
1차 ‘21.6.11. 서향도서관 교원
- 인공지능 행성 알리미 프로그램 제작 및 발표 수업 공개
- 수업후 수업 나눔 실시
2차 ‘21.11.05. 과학실 교원 - STEAM 수업 공개
2) STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과
회차 일시 장소 참석자 상호 컨설팅 결과
3차 ’21.9.14.(화)
16:30~18:00 온라인
진영주(연구책임자) 이현주(참여연구원) 이상훈(참여연구원)
STEAM 수업 점검 STEAM 수업 결과 공유 남은 기간 방향 점검
다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사
1) 수혜학생 태도 조사
구분 조사 시기 내용
1차(사전)검사 ’21. 6. 28. ~ ’21. 8. 13. 7월, 3개 학급(78명) 실시완료
2차(사후)검사 ’21. 9. 20. ~ ’21. 10. 22. 10월, 3개 학급(78명) 실시완료
학생 소감 일부
3D 프린터가 자꾸 작동이 멈추고 원하는 결과물이 나오지 않아서 처음엔 화가 났지만 결국 작품을 완성하고 나니 너무 뿌듯했다. 내가 만들고 싶은 모양으로 만들 수 있다 는 것에 흥미를 느꼈다.
2학년 고O재 친구들이 모두 합심하여 하나의 곡을 완성시켰다는 것에 놀랐고 힘들었지만 재미있었 던 경험이었다.
1학년 양O정 내 손으로 뭔가를 만들고 작동 시킨다는 것이 뿌듯했다.
2학년 엄O민 인공지능과 딥러닝에 관심이 생겼다.
2학년 홍O연 실습이 많고 창의적으로 무언가를 만들어 보았던점이 좋았다.
2학년 강O경 생각보다 너무 재밌었고 과연 산출물을 만들어낼 수 있었을까 싶었는데 하루 교육 받 은것으로도 만들 수 있다는게 좋았고 자유로웠다.
2학년 고O나 2) 교원 만족도 조사
참신한 방법으로 수업을 진행하는게 좋았고 아두이노와 LED를 연결하여 수업에 적용 하여 진행하는 모습에 많은 준비가 있었을 것이라 생각되어 고생은 되지만 학생들이 적극적으로 참여하고 좋아하는 모습에 본받을 점이 있다고 생각했다.
사회교과에도 아두이노와 센서를 적용하여 연도별 사건순서, 사건이 일어난 나라 등을 표현하게 하는 수업을 진행하고 싶다는 생각을 했다.
노는 학생들이 없이 모두가 적극적으로 참여하는 모습이 좋았고 과학수업 뿐만아니라 여러 교과에 적용하면 좋을 것 같다는 생각을 했다.
가. 학생들은 실생활 속에 깊숙이 들어와있는 다양한 인공지능 제품들의 원리에 대해 조금이나마 이해할 수 있는 계기가 되었고, 직적 인공지능 기능을 활용하여 창의적 인 산출믈을 제작하는 활동속에서 생활속의 편리함에 대해서 다시한번 생각해 볼 수 있는 계기를 마련할 수 있었단.
나. 인공지능 이해와 활용 수업에서 다양한 인공지능 프로그램에 대해서 이해할 수 있 었고 인공지능 메이커 캠프에서는 자신들만의 독창적인 아이디어로 다양한 작품들 을 완성하였으며 제작과정에 유니맷, 3D 프린터 등 다양한 장비들을 사용하여 기능 적인 능력도 많이 함양되었다.
다. 학생들은 ‘4⦁3 추모교향곡’, ‘4⦁3을 표현한 3D 산출물’, ‘인공지능 태양계 행성 알리미 프로그램’, ‘인공지능 기능을 활용한 창의적인 산출물 제작 및 발 표’등 다양한 활동에서 자신들이 제작한 작품들을 발표하는 과정에서 어려웠던 점들과 활동 과정에서 느낀점들을 친구들과 얘기를 나누며 공감하는 시간을 가졌 으며, 많은 학생들이 힘들었지만 매우 뿌듯했던 활동이라는 소감들을 얘기하였음.
또한, 특히 인공지능 메이커 캠프에서는 어렵게만 느껴졌던 아두이노와 코딩이 이 제는 어렵지만은 않고 재밌고 할 만하다는 생각을 하게 되었다는 느낌을 발표함.
라. 인공지능이 핫 키워드로 떠오르고 많은 교육현장에서 인공지능을 활용한 수업들이 진행되고 있다. 자유학기제 프로젝트 수업으로도 인공지능을 활용할 수 있다. 구글 두들바흐, 퀵드로우, 오토드로우, 엔트리 인공지능 블록 등 여러 인공지능 프 로그램들을 하나의 큰 주제속에서 활용한다면 원하는 프로젝트 수업을 할 수 있을 것으로 기대된다.
마. 본 프로그램에 참여한 STEAM 교사 연구회 소속 교사들은 학생들을 지도하는 과정 에서 3D 프린터, 유니맷 등 다양한 장비에 대한 기능들을 익히게 되었으며, 아두이 노와 센서를 활용한 활동들에도 적극 참여하여 코딩에 대한 기초 지식을 쌓게 되 었음. 많은 선생님들께서 이번 프로그램이 끝나도 이를 활용하여 교과수업에 적용 하여 다양한 프로그램 활동을 진행하고자 하는 의지를 보였음.
바. STEAM 교사 연구회 소속 교사들 모두가 협력하여 프로그램을 운영하였으며, 본인 에 해당하는 수업이 아니어도 참관하고 함께 참여하는 등 프로그램의 완성도를 높 이기 위해 모두 적극적으로 참여하였음.
사. 학생들은 본인들의 작품 뿐만 아니라 다른 학생들의 작품들도 서로 감상하고 느낀 점 들을 발표하면서, 친구들의 다양한 아이디어들을 서로 공유 하였으며, 추후 다 시 기회가 주어진다면 더욱 창의적이고 완성도 높은 작품을 만들겠다는 다짐들을 하였음.
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.
프로그램 명: 인공지능 프로그램 활용 프로젝트 수업
1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정
연번 차시 (중심과목)
2015 개정 교육과정 성취기준
연계과목 성취기준 영역
1 1/15
[9사(일사)01-03] 사회집단의 의미를 이해하고, 사회집단에서 나타 나는 차별과 갈등의 사례와 이에 대한 해결 방안을 탐구한다. [9사(일사)06-01] 인권 보장의 중요성을 이해하고, 우리나라 헌법 에서 보장하고 있는 기본권의 종류, 기본권 제한의 내용과 한계를 탐구한다.
사회
2 2~4/15 [9과06-04] 파동의 종류를 횡파와 종파로 구분하고, 소리의 특징
을 진폭, 진동수, 파형으로 설명할 수 있다. 과학 3 5~7/15 [9기가04-03] 제조 기술의 특징과 발달 과정, 재료의 특성과 이용
을 설명하고 제조 기술의 발달 전망을 예측한다. 기술⦁가정 4 8~10/15 [9과10-04] 태양계를 구성하는 행성의 특징을 알고, 목성형 행성
과 지구형 행성으로 구분할 수 있다. 과학
5 11~15/15
[9사(일사)01-03] 사회집단의 의미를 이해하고, 사회집단에서 나타 나는 차별과 갈등의 사례와 이에 대한 해결 방안을 탐구한다. [9사(일사)06-01] 인권 보장의 중요성을 이해하고, 우리나라 헌법 에서 보장하고 있는 기본권의 종류, 기본권 제한의 내용과 한계를 탐구한다.
[9과06-04] 파동의 종류를 횡파와 종파로 구분하고, 소리의 특징 을 진폭, 진동수, 파형으로 설명할 수 있다.
[9기가04-03] 제조 기술의 특징과 발달 과정, 재료의 특성과 이용 을 설명하고 제조 기술의 발달 전망을 예측한다.
[9과07-02] 현대 사회의 다양한 직업이 과학과 어떤 관련성이 있는지
예를 들어 설명하고, 미래 사회에서의 직업의 변화를 토의할 수 있다. [9정03-01] 실생활 문제 상황에서 문제의 현재 상태, 목표 상태를 이해하고 목표 상태에 도달하기 위해 수행해야 할 작업을 분석한다.
[9정03-03] 논리적인 문제 해결 절차인 알고리즘의 의미와 중요성
을 이해하고 실생활 문제의 해결 과정을 알고리즘으로 구상한다.
[9정04-01] 사용할 프로그래밍 언어의 개발 환경 및 특성을 이해한다.
[9정04-05] 실생활 문제 해결을 위한 소프트웨어를 협력하여 설
사회 과학 기술⦁가정
정보
2. STEAM 프로그램 총괄표(총 15시)
차시 주요내용
1 /15
주제(단원)명 인공지능과 사회
인공지능의 개발로 인한 사회구조의 변화와 급격한 변화 속에서 적응하고, 인공지능 과 공존할 수 있는 방법에 대한 우리의 역할이 무엇일지에 대해 탐구. 인공지능의 개발로 인해 변화될 수 있는 사회구조를 예측해보고, 미래에 사라질 직업과 이유, 미래에 선호되는 직업과 이유 등에 탐구
Co 인공지능 기술이 적용된 다양한 사례에 대한 동영상을 보고 인공지능이 사회에 미치는 영향 생각해 보기
CD 인공지능의 개발로 인해 변화될 사회구조를 예측해보고 미래에 사라질 직업과 이유를 작성해보기
ET 작성한 내용 발표하고 공유하기
2~4 /15
주제(단원)명 구글 두들 바흐를 이용하여 4⦁3 교향곡 제작하기
인공지능의 다양한 교육플랫폼을 소개하고 활용해 보는 시간을 갖고 인공지능 프로 그램인 구글 두들 바흐를 이용하여 4⦁3 교향곡을 제작해본다.
Co 인공지능 교육플랫폼을 소개하고 활용해보기
CD 구글 두들 바흐를 이용하여 각자 4⦁3 교향곡의 2 마디를 제작해보기
CD 개인별로 제작학 교향곡의 일부분을 모둠별로 협의를 통해 순서를 정하고 하나 의 곡으로 완성하기
ET 제작한 곡 함께 듣고 소감 발표하기
5~7 /15
주제(단원)명 3D 모델링으로 4⦁3 표현하기
4 차산업혁명 시대에 이슈 키워드 중 하나인 ‘3D 프린터’에 대해 많은 학생들에게 직접 사용해 볼 수 있는 기회를 제공하여 변화하는 시대의 흐름을 선도할 수 있는 주역으로 성장시키고자 3D 프린터를 활용한 STEAM 수업을 계획함. 제주의 아픈 역 사인 4⦁3 사건에 대한 자신의 생각을 3D 로 표현해보고 작품 내용에 대해 나누기
Co 3D 프린터로 제작한 작품의 예시를 보여주기
Co 사회시간에 배운 4⦁3 사건에 대해 서로 이야기 나누고, 각자 4⦁3 을 표현할 수 있는 작품을 생각하기
CD 틴커캐드를 이용하여 제작하고 싶은 작품 모델링하기 3D 프린터로 모델링한 작품 출력하기
ET 틴커캐드로 모델링한 작품과 출력한 작품을 발표하기
8~10 /16
주제(단원)명 인공지능 교육플랫폼을 활용한 태양계 행성 알리미 제작
엔트리의 이미지 학습기능을 이용하여 태양계 행생의 이미지를 학습하여 특정 이미 지를 제시했을 때, 그 행성에 대해 안내하여 주는 ‘인공지능 태양계 행성을 알리미’
프로그램을 제작
Co 지도학습과 비지도 학습에 대해 안내하기
Co 학습한 정도에 따른 인공지능의 정확도 비교한 영상 보여주기
Co 영화 ‘마션’ 중 화성에서 살아남기 위해 노력하는 모습의 영상과 주로 기체로 이루어진 목성의 영상을 보여준 후, 여러 행성들이 서로 다른 특징들을 가지고 있음을 알고 행성마다 어떤 특징들이 있는지 호기심을 갖게 하기
CD 인공지능 행성 알리미 프로그램 제작하기
ET 모둠별로 제작한 작품에 대해 소개하고 발표하기
11~15 /15
주제(단원)명 인공지능을 활용한 창의적인 산출물 제작
유니맷(목공예기계) 사용법에 대해 학습하여 기능을 익힌다. 기존에 배웠던 3D 모델 링과 공작 기계 활용 능력으로 창의적인 산출물을 제작한다. 아두이노와 센서에 대 해 교육하고 mBlock 프로그램의 인공지능 기술을 활용하여 ICT 와 인공지능 기술을 활용한 창의적인 산출물을 제작하고 발표한다.
Co 유니맷(목공예기계)를 활용한 작품 소개하기
Co 인공지능기능이 들어간 다양한 제품 소개하기
CD 유니맷을 활용하여 나무판 절단하기
CD mBlock 의 인공지능 기능 학습하기- 이미지 학습하기, 음성 인식하기 등
CD 아두이노와 센서에 대해 학습하기
CD 인공지능 기능이 들어간 창의적인 작품을 설계하고 제작하기
ET 제작한 작품 발표하고 공유하기
2. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안 1) 1차시 (인공지능과 사회)
중심과목 사회 학교급/학년(군) 중학교 1 학년
중심과목 성취기준
영역
[중학교 1~3 학년]
Ⅰ. 개인과 사회생활
중심과목 성취기준
[9사(일사)01-03] 사회집단의 의미를 이
해하고, 사회집단에서 나타나는 차별과
갈등의 사례와 이에 대한 해결 방안을 탐구한다.
주제(단원)명 인공지능과 사회 차시 1/15
학습목표 인공지능이 사회에서 적응하는 과정을 통해 인공지능과 공존하게 될 사회에 대한 자신의 입장을 발표할 수 있다.
연계과목 정보 연계과목
성취기준 영역
STEAM 요소
S 인공지능에 대한 이해, 인공지능과 사회
T 인공지능 기술, 인공지능이 사회속에서 할 수 있는 기능에 대한 이해 E 인공지능이 인간에게 미치는 영향
A 인공지능의 외모 M
개발 의도
인공지능이 일상생활 속에서 활용되고 있는 현재 상황에서 더욱 인공지능 기술이 발달했을 때, 인간과 유사한 모습의 인공지능들이 사회속에서 적응해 나가는 과 정, 인간과 인공지능 간에 겪게되는 여러 갈등상황과 이해 관계에 대해 다시한번 생각해 보고 앞으로 변화될 사회에 적응하고 대처할 수 있는 역량을 기르고자 함.
인공지능과 관련된 여러 영화와 드라마 중에서 ‘휴먼스’라는 영국 드라마의 일부를 학생들에 게 보여주고 인공지능이 사회에서 적응하기 위해 겪게 되는 에피소드들을 통해 인간과 인공 지능이 공존할 수 있는 방법에 대해 고민해 보게 함. 또한 현재의 인권과 법의 테두리 안에 서 해결 할 수 없는 다양한 문제상황들에 대해 고민해보고 해결 방안에 대해 서로 토의해보 는 시간을 통해 인공지능에 대해 깊이있는 생각을 해보고자 함. 토의와 토론 과정에서 인공 지능에 대한 이해를 높일 수 있고 인공지능과 함께하는 사회에서 우리가 어떻게 대처하고 준 비 해야할 지에 대해 생각해보는 계기가 됨.
수업의 흐름
인공지능 관련 영상 시청(영국드라마 휴먼스) – 인공지능이 사회에 적응하는 과정에서 겪게 될 수 있는 하나의 에피소드를 제공 – 실제상황이라면 어떻게 대처해야 할 지에 대해 모둠별 로 토의 – 토의 결과를 발표 – 다른 상황에 대해 제시 – 제시한 문제에 대한 자신의 생각을 발표 – 인공지능과 함께할 사회에서 필요한 내용에 대한 자신의 생각을 발표 – 수업 마무리
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
-드라마 휴먼스에서 인공지능이 사회에 적응하는 과정에서 인간과 갈등이 생기 는 하나의 에피소드 제공하기
창 의 적 설 계
창의적 설계
-실제 인공지능과 함 께하게 된다면 어떤 준비가 필요할 지에 대해 자신의 생각을 발표하고 공유하기
감 성 적 체 험 인공지능과 함께할 미래사회
에 대한 설계
감성적 체험
도입 (5 분)
Co 인공지능 관련 영국 드라마 ‘휴먼스’에서 인공지능이 인간사회에 적응하 기 위해 겪게 되는 에피소드 소개하기
(예 – 인공지능이 자동차에 치이게 될 위기에 놓인 인간을 구하는 장면, 인공지능의 독거 노인 케어)
Co 독거 노인은 예전의 인공지능과 함께하고 싶어하는데 보건 당국에서 보 내준 최신 인공지능을 거부하는 상황에서의 갈등을 보여주기, 강압적으 로 독거 노인을 케어 하려고 함.
동영상
Tip!
전개 (35 분)
□ CD 독거 노인 케어에 대한 생각을 정리하고 발표하기
❍ 동영상에서 본 인공지능이 독거 노인을 케어하는 상황에 대해 건강을 위해 강압적으로 약, 식사를 통제하는 상황에 대해 찬⦁반에 대한 자신 의입장을 정리하고 발표하기
□ CD 인공지능이 사회생활을 하게 되며 겪게될 수 있는 다양한 상황에 대 해 토의해보기
❍ 인공지능 성매매, 인공지능 해킹, 인공지능 불법유통 등
□ ET 자신의 의견과 친구들의 의견을 공유하기
□ ET 인공지능과 함께할 미래사회에서 우리에게 필요한 역량에 대해 생각 해보고 준비해야 할 자세에 대해 서로 토의하고 의견 공유하기
자료) 인 터 넷 이 연결된 컴 퓨터, 크롬 브라우저
정리 (5 분)
□ ET 인공지능에 대해 자신의 생각을 발표한다.
※ 변화될 미래사회에 대해 발표할 수도 있다.
※ 한 차시로 수업을 마무리 할 수도 있지만 인공지능의 인권에 대해서도 생각해보고 서로 토의하는 시간을 더 가질 수 있다.
2) 2~4차시 (구글 두들 바흐로 4⦁3교향곡 제작하기)
중심과목 과학 학교급/학년(군) 중학교 1 학년
중심과목 성취기준
영역
[중학교 1~3 학년] Ⅵ. 빛과 파동 중심과목
성취기준
[9과06-04] 파동의 종류를 횡파와 종파 로 구분하고, 소리의 특징을 진폭, 진동 수, 파형으로 설명할 수 있다.
주제(단원)명 구글 두들 바흐로 4⦁3 교향곡
제작하기 차시 2~4/15
학습목표 구글 두들 바흐 프로그램을 이용하여 4⦁3 교향곡을 제작하고 발표할 수 있다.
연계과목 음악 연계과목
성취기준 영역
STEAM 요소
S 진동수에 따라서 음의 높이가 달라짐을 알고 음의 높낮이로 곡의 분위기를 표현 T
E
A 나만의 감성으로 4⦁3 교향곡 제작하기 M
개발 의도
인공지능 프로그램 중 하나인 구글 두들 바흐를 활용하여 자신이 제작한 기본음 에 인공지능으로 화음을 넣어 자신만의 4⦁3 교향곡을 제작할 수 있다. 반 구성원 모두가 각자 교향곡의 일부를 제작하고 하나로 합쳐 완성된 교향곡을 제작할 수 있다.
인공지능 프로그램 중 하나인 구글 두들 바흐를 활용하여 자신이 제작한 기본음에 인공지능 으로 화음을 넣어 자신만의 4⦁3 교향곡을 제작할 수 있다. 또한 각자 제작한 교향곡의 일부 분을 모둠별로 교향곡의 합쳐 하나로 완성하고 모든 모둠의 교향곡을 모두 하나로 합쳐 한 곡의 교향곡을 완성할 수 있다. 각자 제작한 교향곡이 어느 위치에 들어가느냐에 따라 전체 적인 곡의 느낌이 달라진다는 것을 확인할 수 있고 서로 의견을 교환하여 하나의 곡을 완성 하는 과정에서 협동심을 기를 수 있다.
수업의 흐름
개별로 교향곡의 2마디를 제작 – 모둠별로 하나로 완성 – 모든 모둠의 곡을 하나로 완성
※ 처음 시작 시 모둠별로 곡의 도입, 중간, 마무리 등을 구분하여 제작하고 모둠 내에서도 개별적으로 곡에서의 위치를 구분하면 좀 더 수월하게 제작이 가능
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
-구글 두들 바흐로 화음을 넣어 연주한 곡을 소개하기
-Quick Draw, Auto Draw 등 인공지능 프로그램을 소개하기
창 의 적 설 계
창의적 설계
-개별적으로 만든 교 향곡의 일부, 모둠별 로 만든 교향곡의 일 부가 모여, 하나로 완 성된 교향곡을 함께 감상하며 느낀점을 발표하며 공유하기
감 성 적 체 험 개별적으로 기본 멜로디를 만
들고 인공지능으로 화음을 넣 어 교향곡의 일부를 제작한다.
반 구성원 모두 합쳐 하나의 완성된 교향곡을 제작한다.
감성적 체험
도입 (10 분)
Co 구글 두들 바흐로 화음을 넣어 연주한 곡을 소개하기
Co Quick Draw, Auto Draw 등 인공지능 프로그램을 소개하기
Co 진동수에 따라 음의 높이가 달라짐을 보여주기
동영상
Tip!
전개 (100 분)
□ CD 진동수와 음의 높낮이 관계 학습하기
❍ 컵에 물의 높이를 달리하여 나무젓가락으로 두드려 보고 음의 높낮이를 비교해 본다.
❍ 진동수가 많으면 높은음, 진동수가 적으면 낮은음이 난다는 것을 확인한 다.
□ ET Quick Draw, Auto Draw 등 인공지능 프로그램을 활용해 보기 ❍ Quick Draw, Auto Draw 프로그램으로 그림 그리기
□ CD 구글 두들 바흐를 이용하여 4⦁3 교향곡을 제작하기
❍ 낮음음으로 구성된 멜로디와 높은음으로 구성된 멜로디의 차이를 비교 하여 자신이 제작하고 싶은 교향곡의 분위기를 파악한다.
❍ 반별로 하나의 4⦁3 교향곡을 제작하기 위해 모둠별로 곡의 어느 부분 을 맡아서 진행할지 토의를 통해 결정한다.
❍ 모둠별로 제작하는 곡의 부분 중 모둠을 구성하는 구성원별로 제작하고 자 하는 위치를 결정하여 제작한다.
❍ 자신이 맡은 부분을 개별적으로 제작한다.
□ CD 제작한 4⦁3 교향곡을 하나의 곡으로 완성하기
❍ 음원을 합쳐주는 프로그램을 활용하여 곡의 위치를 결정하여 제작하고 자 했던 분위기의 곡을 완성한다.
※ 곡의 분위기에 따라 처음 제작하고자 하는 위치가 바뀔 수 있다.
자료) 인 터 넷 이 연결된 컴 퓨터, 크롬 브라우저
자료) 곡을 완성 하기 위해 선 음원을 합 쳐 주 는 프 로 그 램 이 필요
정리 (25 분)
□ ET 반 구성원 모두가 함께 완성한 4⦁3 교향곡을 함께 감상하며 느낀점 을 나누고 공유한다.
※ 추가적인 시간을 할애하여 각자 제작한 부분의 악보를 곡의 순서에 맞게 배열하여 하나의 악보로 제작할 수도 있다.
3-1) 5~6차시 (3D 프린터 모델링 수업)
중심과목 기술⦁가정 학교급/학년 중학교 2 학년
중심과목 성취기준
영역
[중학교 1~3학년] Ⅴ. 제조기술과 창조 중심과목 성취기준
[9기가04-03]
제조 기술의 특징과 발달 과정, 재료의 특성과 이용을 설명하고 제조 기술의 발 달 전망을 예측한다.
주제명 3D 프린터 모델링 차시 5~6/15
학습목표 틴커캐드를 이용하여 3D 프린터 모델링을 할 수 있다.
연계과목 과학 연계과목
성취기준 영역
STEAM 요소
S 3D 프린터 원리 알기
T 틴커캐드를 이용하여 3D 프린터 모델링하기 E
A 4⦁3 을 표현할 수 있는 나만의 창의적인 모델링 하기 M
개발 의도
4차산업혁명 시대에 이슈 키워드 중 하나인 ‘3D프린터’에 대해 많은 학생들에게 직접 사용해 볼 수 있는 기회를 제공하여 변화하는 시대의 흐름을 선도할 수 있 는 주역으로 성장시키고자 3D 프린터를 활용한 STEAM 수업을 계획하였으며, 제 주의 아픈 역사인 4⦁3 사건에 대한 자신의 생각을 3D로 표현해보고 작품 내용 에 대해 나누고자 함.
3D프린터는 창작자의 창의성을 현실로 이뤄내고, 실용성 높은 도구와 구조물을 제작하는데 많이 이용된다. 3D프린터의 원리와 기본적인 사용법을 익히고, 학생이 구상한 구조물을 틴커 캐드로 직접 모델링함으로써 창의성을 발휘할 수 있고, 스스로 결과물을 만들기에 성취감을 가질 수 있다. 제주의 아픈 역사인 4⦁3 사건에 대해 자신만의 방식으로 표현할 수 있고, 직 접 제작해 볼 수 있다. 더 나아가 결과물을 발표하고 친구들과 공유하는 과정에서 성공으로 인한 자기 효능감을 느끼고, 창의성이 크게 신장할 것이다.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
-3D프린터로 제작한 결과물을 제시하며 동기유발을 촉진한다.
-제주의 아픈 역사인 4⦁3 사건에 대해 자 신만의 방식으로 표 현하고자 하는 내용 을 자유롭게 발표한 다.
창 의 적 설 계
창의적 설계 자신이 모델링한 것 을 발표하며 공유한 후, 친구들의 모델링 한 내용을 보며 같은 사건에 대한 생과 표 현의 차이를 알게 되 고 수정 보완할 점을 자신의 모델에 반영 해 완성도를 높인다.
감 성 적 체 험 틴커캐드를 이용하여 자신이
표현한 4⦁3의 상징물을 3D 로 모델링한다. 모델링한 작품 을 3D 프린터로 출력하여 발 표한다.
감성적 체험
도입 (15 분)
□ Co 3D프린터로 제작한 결과물을 제시하며 동기유발을 촉진한다.
❍ 동영상 ‘아들을 위한 의수 만들기’, ‘Derby의 의족 만들기’를 보고, 자 신이 필요한 물건 또는 사회에 도움이 될 수 있는 도구를 만들고 싶거 나, 단순히 창의성을 표현하고 싶은 순간이 없었나요?
❍ 제주의 아픈 역사인 4⦁3 사건에 대해 잘 알고 있나요? 동백꽃은 4⦁3 사건을 상징하는 대표적인 상징물입니다. 그 이유를 알고 있나요?
자료) 관련 동영 상
전개 (65 분)
□ Co 3D 프린터는 어떤 분야에 사용되고 있을까요?
□ 구상하기
○ 자신이 만들고 싶은 4⦁3의 상징물을 자유롭게 구상하고 그림으로 표현 하기
□ Co 구상한 작품을 컴퓨터로 어떻게 표현할 수 있을까요?
○ 틴커캐드를 소개하며 모델링하는 동영상을 예시로 제시한다.
□ CD 틴커캐드로 자신이 구상한 작품을 모델링하기
○ 틴커캐드 사이트 접속부터 시작 전까지의 방법을 안내한다.
- 구글 검색창에 ‘tinkercad’ 검색 또는 http://www.tinkercad.com 접속
- 국가, 생년월일, 전자메일, 암호 입력 후 계정 생성 ○ 틴커캐드 시작 화면의 기능과 구성 안내
- 마이 페이지, 다양한 기능, 디자인 검색, 설정, 새 디자인 작성 등 ○ 인터페이스 소개(교사자료 참고)
○ ‘새 디자인 작성’에서 제공되는 다양한 기능을 직접 다뤄보기
- 시점 회전/이동, 확대/축소, 도형 이동/변형, 그룹 기능, 정렬, 반전 - 눈금자, 구멍 도형, 단축키
○ 간단한 구조물을 제작해보기 – 집, 나무 등
○ 자신이 구상한 작품을 직접 모델링하기
자료) 인 터 넷 이 연결된 컴 퓨터, 크롬 브라우저
정리 (10 분)
□ ET 자신이 모델링한 작품을 발표하며 소개하기 - 다른 학생이 만든 작품을 함께 감상하며 공유하기
□ 오늘 활동한 내용에 관한 이야기 나누기
3-2) 7차시 (3D 프린터 출력 수업)
중심과목 기술⦁가정 학교급/학년 중학교 2 학년
중심과목 성취기준
영역
[중학교 1~3학년] Ⅴ. 제조기술과 창조 중심과목 성취기준
[9기가04-03]
제조 기술의 특징과 발달 과정, 재료의 특성과 이용을 설명하고 제조 기술의 발 달 전망을 예측한다.
주제명 3D 프린터 출력 차시 7/16
학습목표 틴커캐드로 모델링한 작품을 3D 프린터로 출력할 수 있다.
연계과목 과학 연계과목
성취기준 영역
STEAM 요소
S 3D 프린터 원리 알기
T 틴커캐드를 이용하여 3D 프린터 모델링하기 E 3D 프린터를 이용하여 작품 출력하기 A 나만의 창의적인 모델링 하기
M
개발 의도
4차산업혁명 시대에 이슈 키워드 중 하나인 ‘3D프린터’에 대해 많은 학생들에게 직접 사용해 볼 수 있는 기회를 제공하여 변화하는 시대의 흐름을 선도할 수 있 는 주역으로 성장시키고자 3D 프린터를 활용한 STEAM 수업을 계획함.
3D프린터는 창작자의 창의성을 현실로 이뤄내고, 실용성 높은 도구와 구조물을 제작하는데 많이 이용된다. 3D프린터의 원리와 기본적인 사용법을 익히고, 학생이 구상한 구조물을 틴커 캐드로 직접 모델링함으로써 창의성을 발휘할 수 있고, 스스로 결과물을 만들기에 성취감을 가질 수 있다. 제주의 아픈 역사인 4⦁3 사건에 대해 자신만의 방식으로 표현할 수 있고, 직 접 제작해 볼 수 있다. 더 나아가 결과물을 발표하고 친구들과 공유하는 과정에서 성공으로 인한 자기 효능감을 느끼고, 창의성이 크게 신장할 것이다.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
- 3D프린터로 제작 한 결과물을 제시하 며 동기유발을 촉진 한다.
- 제작하고 싶은 도 구와 구조물을 자유 롭게 발표한다.
창 의 적 설 계
창의적 설계
자신이 출력한 작품 을 발표하고, 모델링 및 출력 시 주의해 야할 점에 대해 느 낀 점을 공유한다.
감 성 적 체 험 틴커캐드를 이용하여 자신이
표현한 4⦁3의 상징물을 3D 로 모델링한다. 모델링한 작품 을 3D 프린터로 출력하여 발 표한다.
감성적 체험
도입 (5 분)
□ Co 틴커캐드로 모델링한 작품을 출력하는 동영상을 보여준다.
❍ 동영상을 보고 어떻게 인쇄 설정을 해야 인쇄 시간과 재료, 내구성 등 효율적으로 인쇄할 수 있을까요?
자료) 관련 동영 상
전개 (40 분)
□ Co 3D 프린터는 어떤 원리로 구조물을 출력할까요?
○ 모델링한 작품을 출력하는 과정을 소개하기.
- 3D 프린터에 따라 방식이 약간 차이가 있음.
- FDM: 재료를 녹여 적층하며 출력
- SLS/:SLA: 재료에 열, 레이저 등으로 입체구조물을 적층하며 출력
□ CD 틴커캐드로 모델링한 작품을 3D 프린터로 출력하기 - 출력 속도, 채우기, 서포터 등 설정에 대해 안내
- 사용하고자 하는 3D 프린터에 대해 안내하고 사용법을 설명 - 슬라이싱 과정에 대해 설명
- 필라멘트를 교환하는 과정에 대해 설명
※ 틴커캐드에서 모델링한 파일을 프린터로 출력하는 과정은 프린터마다 차 이가 있으므로 프린터의 안내서를 참조해야 함.
※ 출력 시간이 오래 걸리는 작품들은 출력을 방과 후, 점심시간 등을 이용 하여 출력할 수 있도록 한다.
자료) 인 터 넷 이 연결된 컴 퓨터, 크롬 브 라 우 저 , USB
정리 (5 분)
□ ET 자신이 출력한 작품을 발표하며 소개하기 - 다른 학생이 만든 작품을 함께 감상하며 공유하기
□ 오늘 활동한 내용에 관한 이야기 나누기
4) 8~10차시 (인공지능 교육플랫폼을 활용한 태양계 행성 알리미 제작)
중심과목 과학 학교급/학년 중학교 2 학년
중심과목 성취기준
영역
[중학교 1~3학년] Ⅲ.. 태양계 중심과목 성취기준
[9과10-04] 태양계를 구성하는 행성의
특징을 알고, 목성형 행성과 지구형 행성
으로 구분할 수 있다.
주제(단원)명 태양계 행성 알리미 제작 차시 8~10/16
학습목표 인공지능 교육플랫폼을 활용한 태양계 행성 알리미를 제작할 수 있다.
연계과목 과학 연계과목
성취기준 영역
STEAM 요소
S 태양계 행성
T 지도학습에 대해 이해하고 코딩을 통해 이미지 학습하기 E 이미지로 태양계 행성을 구분해주는 프로그램 제작 A 모둠별로 프로그램 구성과 내용을 달리하여 표현 M
개발 의도 최근 이슈가 되고 있는 인공지능에 대해 학습하고 이를 적용하여 행성의 이미지 를 분류하여 행성의 특성을 알려주는 인공지능 태양계 행성 알리미를 제작
최근 인공지능은 핫 키워드로 떠오르고 있고 많은 교육기관에서 교육을 하고 있다. 이에 인 공지능의 원리를 학습하여 지도학습을 통해 이미지를 분류할 수 있는 프로그램을 제작하고자 한다. 더 나아가 특정 행성의 이미지를 보여주었을 때, 행성의 특성에 대해 설명해주어 반 구 성원들의 학습을 돕고자 한다. 처음에는 모두 동일하게 하나의 프로그램을 제작하고 이를 바 탕으로 한걸음 더 나아가 모둠별로 특정 행성에 대해 소개해 주는 프로그램을 제작하고 발표 하여 공유하고자 한다.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
-지도학습과 비지도 학습에 대해 안내하 기
-학습한 정도에 따른 인공지능의 정확도 비교한 영상 보여주 기
창 의 적 설 계
창의적 설계 모둠별로 제작한 인 공지능 행성 알리미 프로그램을 발표하 고 공유한다.
다른 모둠의 발표내 용을 경청하고 기록 한 후, 느낀점을 발 표한다.
감 성 적 체 험 이미지를 학습하여 특정 행성
의 이미지를 보여주었을 때, 행성을 구분하고 행성의 특성 을 설명해 주는 프로그램 제 작하기
감성적 체험
도입 (10 분)
□ Co 지도학습과 비지도 학습에 대해 안내하기
□ Co 학습한 정도에 따른 인공지능의 정확도 비교한 영상 보여주기
□ Co 태양계 행성의 특성에 관심갖게 하기
❍ 영화 ‘마션’ 중 화성에서 살아남기 위해 노력하는 모습의 영상과 주로 기체로 이루어진 목성의 영상을 보여준 후, 여러 행성들이 서로 다른 특징들을 가지고 있음을 알고 행성마다 어떤 특징들이 있는지 호기심 을 갖게 하기
자료) 관련 동영 상
전개 (100 분)
□ 태양계 행성의 특징 학습하기
❍ 지구형 행성과 목성형 행성 구분하기 ❍ 태양계 행성의 종류에 대해 학습하기
□ CD 태양계 행성 알리미 프로그램 제작하기
❍ 엔트리의 인공지능 블록을 활용하여 제작한 태양계 행성 알기 프로그 램을 제작하는 활동을 한다.
□ CD [활동Ⅰ] 1차시에서 제작한 프로그램 보완 및 발표 준비하기
❍ 1차시 활동에서 제작한 인공지능 태양계 행성 알리미 프로그램을 수정⦁
보완 한다.
❍ 제작한 작품이 정상적으로 작동하는지 확인하는 활동을 한다.
□ ET [활동Ⅱ] 제작한 작품을 공유하고 발표하기
❍ 제작한 프로그램을 ‘작품 공유하기’를 통해 공유한다. 공유한 작품을 모둠별로 발표한다. 모둠별로 서로 다른 행성에 대해 조사하였으므로, 다른 모둠의 발표에 주의를 기울이고 발표내용을 기록한다.
자료) 인 터 넷 이 연결된 컴 퓨터, 크롬 브 라 우 저 , USB
정리 (25 분)
□ ET 목성은 아니지만 목성으로 분류할 수 있는 사진으로 인공지능 프로 그램 확인하기?
❍ 목성이 아니지만 목성처럼 보이는 사진을 제시하였을 때, 인공지능 프로 그램이 목성으로 판단하게 된다. 주변에서 볼 수 있는 인공지능 제품들 이 완벽하지는 않고 사람의 주관이 개입될 수 있다는 사실을 알게 한 후, 인공지능에 대해 다시 생각해보게 한 후 본 수업을 마무리한다.
5) 11~15차시 (인공지능을 활용한 창의적인 산출물 제작)
중심과목 과학 학교급/학년 전교생 중 희망학생
중심과목 성취기준
영역
[중학교 1~3학년] 정보 중심과목 성취기준
[9정04-05] 실생활 문제 해결을 위한 소 프트웨어를 협력하여 설계, 개발, 비교․
분석한다.
주제(단원)명 문제해결과 프로그래밍 차시 8~10/16
학습목표 인공지능 기능을 활용하여 창의적인 산출물을 제작할 수 있다.
연계과목 과학 연계과목
성취기준 영역
STEAM 요소
S 프로그래밍, 인공지능
T 지도학습에 대해 이해하고 코딩을 통해 이미지 학습하기, 음성인식하기 E 인간의 생활에 이로움을 주는 인공지능 창의적인 산출물 제작
A 모둠별로 프로그램 구성과 내용을 달리하여 표현 M
개발 의도 최근 이슈가 되고 있는 인공지능에 대해 학습하고 이를 활용하여 창의적인 산출 물을 제작, 이때, 아두이노와 센서를 활용하여 코딩을 통해 구현
3D 프린터, 유니맷등 기본 장비 교육과 더불의 최근 핫 키워드로 떠오른 인공지능을 연계하 여 창의적인 산출물을 제작하고 발표하고자한다. 인공지능 교육플랫폼은 mBlock를 활용하고 아두이노와 센서로 산출물을 제작한다. 산출물 제작에는 인공지능 기능이 포함되어야 하며, 실생활에 이로움을 주는 산출물을 제작한다. 서로의 작품을 발표하며 창의적인 아이디어를 공유하는 시간을 갖고 인공지능에 대한 이해를 높인다.
STEAM 학습 준거
상황 제시
상 황 제 시
-mBlock을 활용한 인공지능 교육
-지도학습과 비지도 학습에 대해 안내하 기
-아두이노와 센서에 대한 기초 교육
창 의 적 설 계
창의적 설계 팀별로 제작한 인공 지능활용 창의적인 산출물을 발표하고 공유한다.
다른 팀의 발표내용 을 경청하고 기록한 후, 느낀점을 발표한 다.
감 성 적 체 험 아두이노와 다양한 센서를 활
용한 교육을 실시하고 인공지 능 교육 플랫폼인 mBlock의 인공지능 기능을 활용한 창의 적인 산출물 제작
감성적 체험
도입 (10 분)
□ Co 인공지능 기술을 활용한 동영상 보여주기(가수 거북이)
□ Co 인공지능이 널리 알려진 계기(알파고) ❍ 영상 시청 후 생각 나누기
자료) 관련 동영 상
전개 (100 분)
□ 인공지능의 분류
❍ 약한 인공지능과 강한 인공지능
□ 인공지능의 역사
□ 기계학습(지도학습과 비지도학습, 딥러닝)
□ mBlock 인공지능 블록 알아보기
- 이미지 학습, 음성인식, 번역하기, 인공지능 모델학습 하기 등
□ 아두이노 이해와 활용
- 아두이노 연결, 아두이노로 LED 깜빡이기, 아두이노와 센서 활용(초음 파 센서, 버튼 모듈, 빛감지 센서, 토양습도 센서, LCD 출력 등)
□ CD 인공지능 활용 창의적인 산출물 설계하고 제작하기
❍ 인공지능 기능이 있는 창의적인 산출물을 설계하고 제작하는 활동을 한다. (3D 프린터, 유니맷 활용)
□ CD [활동Ⅰ] 제작한 산출물 보완 및 발표 준비하기
❍ 팀별 활동에서 제작한 인공지능 활용 창의적인 산출물의 작동여부를 확 인하고 코딩을 점검하며 작품과 프로그램을 수정⦁보완 한다.
❍ 제작한 작품이 정상적으로 작동하는지 확인하는 활동을 한다.
□ ET [활동Ⅱ] 제작한 작품을 공유하고 발표하기
❍ 제작한 작품을 팀별로 발표한다. 팀별로 제작한 작품들을 서로 발표하 고 공유하면서 다른 팀의 아이디어와 자신의 팀과의 공통점과 차이점 을 생각해 본다. 다른 팀의 발표에 주의를 기울이고 발표내용을 기록한 다.
자료) 인 터 넷 이 연결된 컴 퓨터, 크롬 브 라 우 저 , USB
정리 (25 분)
□ ET 소감 발표하기 ?
❍ 인공지능 작품 내용을 공유하고 각자의 소감을 발표해본다. 캠프 기간동 안 느꼈던 점들에 대해 간단한 설문조사를 실시한다.
❍ 인공지능이 실생활에 많이 들어오고, 인간과 유사한 인공지능과 함께 사 회생활을 하게 되면 어떤 점들을 고려하고 준비해야할 지에 대해 질문 을 던지고 생각해보게 한 후 본 수업을 마무리한다.
3. 학생활동지 / 학생참고자료
차시 1/15
▣ 인공지능과 사회
자율주행자동차가 실용화된 미래의 모습을 상상하여 아래의 문제를 해결해 봅시다.
문제 상황
2030년 자율주행자동차가 제주도에 본격적으로 도입이 되면서 사람이 직접 운전 하는 것이 법으로 금지되었다. 어느 날 서귀포시 내 편도 1차선 도로에서 자율 주 행하던 자동차가 4명의 탑승자를 태우고 가던 중 브레이크가 파열되었음을 알게 되 었다. 이 때 전방에는 무단횡단하는 사람 3명이 있고, 보도 위에는 행인 2명이 걸어 가고 있었으며 중앙선 너머 트럭 1대가 마주 오는 상황이 생겼다.
1. 자율주행자동차는 위의 문제 상황에서 어느 방향으로 주행해야 하는지 아래 보기 에서 골라봅시다.
① 중앙선을 침범해 마주 오는 트럭을 향해서 주행 ② 무단횡단하는 사람 3명을 향해서 주행
③ 보도 위의 행인 2명을 향해서 주행
2. 조별로 인공지능 개발자의 입장에서 위의 상황을 고려하여 주행 방향을 선택하고 그 이유를 적어봅시다.
▣ 파동을 소리로 표현하기
1 |진폭|
⑴ 큰 소리는 진폭이 , 작은 소리는 진폭이 . ⑵ 소리의 크기는 파동의 에 따라 달라진다.
<큰소리> <작은소리>
2 |진동수|
⑴ 높은 소리는 진동수가 , 낮은 소리는 진동수가 . ⑵ 소리의 높낮이는 파동의 에 따라 달라진다.
<높은 소리> <낮은 소리>
3 |파형| 이 다르면 다른 소리가 난다.
<바이올린 소리의 파형> <섹소폰 소리의 파형>
차시 2~4/15
▣ 인공지능으로 화음 넣기
화음을 넣어주는 인공지능 프로그램
구글 두들인 2019년 3월 21일, 요한 제바스티안 바흐의 탄생을 기념하여 만든 인공지능 작곡입니다. 구글에서 구글드들바흐를 검색한 후, 피아노를 치고 있는 남자 로고를 클릭하 면 구글두들바흐를 만날 수 있다. 사용자가 오선지에 마우스로 툭툭 멜로디를 입력하고, 화 음넣기를 입력하면 인공지능이 알토, 테너, 베이스의 화음을 덧붙여 아름다운 음악을 만들 어 준다. 또한, 락버전으로도 바꿀 수 있다. 같은 멜로디가 클래식 버전과 락버전 만든 음 악을 비교하는 체험을 할 수 있으며, 만든 음악을 파일로 저장하여 활용할 수 있다. (구글 에서 구글두들바흐 검색)
1. 구글두들바흐로 4⦁3 추모 교향곡을 제작하기
내가 맡은 부분은? (어떤 느낌으로 만들까?)
▣ 인공지능으로 화음 넣기
2. 제작한 4⦁3 추모 교향곡의 악보를 그리기
☞ 첫 번째 마디
☞ 두 번째 마디
3. 제작한 4⦁3 추모 교향곡을 소개하고 느낀점을 적어보세요
작품소개
느낀점
차시 5~7/15
▣ 3D 프린터는 어떤 분야에 사용되고 있을까요?
▣ 나만의 3D 모델링(4⦁3 표현하기)
