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▮ 목차 ▮
1. 새로운 자동차 에너지원 구상 (걸리버의 첫 번째 지도)--- 1
2. 생체모방기술을 이용한 새로운 자동차 구상 (걸리버의 두 번째 지도) --- 9
3. 새로운 자동차 설계 (걸리버 자동차)--- 18
프롤로그
걸리버의 아침은 오늘도 분주합니다. 지난 해 한 방송 프로그램에서 ‘최고의 자동차 정비 공’으로 선정되면서 손님이 10배나 늘었거든요. 물론 이것은 걸리버의 피나는 노력이 뒷받 침된 결과이지만, 또 다른 결정적 요인이라면 아마도 지난 조난의 경험일 것입니다. 생각만 으로도 끔찍한 경험이었지만, 그 사고로 인해 걸리버는 안전의 중요성에 대해 다시 생각하 게 되었고, 고객들의 차를 고치는 데 있어서도 안전을 최우선으로 삼았으니까요. 하지만 그 덕분에 하루 종일 삐걱거리는 고장 난 자동차들과 씨름해야 하고, 그러다 보면 몸 이곳저 곳에서도 삐걱삐걱 소리가 날 지경이랍니다. 그래도 걸리버는 행복합니다. 최고의 정비공이 라고 자랑스러워하시던 어머니를 생각하면 다시금 불끈불끈 힘이 솟아납니다.
그러나 그런 걸리버에게도 걱정거리가 있습니다. 아이러니하게 걸리버의 걱정거리는 바 로 자신을 가장 행복하게 하는 어머니와 가족들입니다. 사실 걸리버의 어머니는 건강이 좋 지 않으십니다. 몇 해 전 걸리버가 조난을 당하고 연락이 끊기자, 근심 걱정에 몸져누우셨 지요. 걸리버가 돌아오고 많이 호전되었지만, 아직도 완전히 건강을 되찾진 못하고 계십니 다. 특히 가족들은 더욱 심각합니다. 유명해진 덕분에 많은 돈을 벌게는 되었지만, 그만큼 가족들과 함께 할 시간이 줄어들게 되었지요. 아이들의 학교 행사에도 가지 못하고, 고민도 들어주지 못하고, 심지어 아내와 마주하고 이야기 나눌 시간도 없다보니 쌓여가는 미안함 에 마음이 무겁습니다.
그러던 중 걸리버는 며칠 동안 정비소 문을 닫고 가족과 함께 하기로 결심했습니다. 걱 정만 하다 가족관계까지 고장 난 자동차처럼 삐걱거릴 수는 없으니까요. 집에 돌아온 걸리 버는 아내와 아이들을 한 자리에 불러 모았습니다. 그리고 무언가 다짐한 듯 이렇게 말했 습니다.
“우리 새로운 도전을 해보는 건 어때? 자동차 회사로 유명한 Map 회사 알지? 얼마 전에 그 회사에서 가족 도전 프로그램을 실시할 거라는 얘기를 들었어. 우리도 참가해서 우리 가족의 힘을 보여주는 거야. 이번 기회를 통해 함께 시간도 보내고 단합심도 키우면 좋을 것 같은데, 너희들 생각은 어때?”
사실 기대만큼 내심 걱정도 컸었는데, 그런 걱정이 무색할 만큼 가족들의 반응은 기대 이상이었습니다.
“무슨 도전인데요? 어디에서 하는 건데요? 얼마나 걸리지요? 편한 옷을 입고 가야하나?
……” 아내와 아이들은 벌써부터 들뜬 표정을 감추지 못했습니다. 그런 가족들을 보자 걸 리버의 입에도 활짝 웃음꽃이 피었습니다.
드디어 가족 도전 프로그램 첫 날, 걸리버네 가족들이 항구에 도착했습니다. 프로그램이 무인도에서 진행되는 탓에 멋진 배를 타고 이동을 한다지요. 화창한 날씨처럼 모든 게 순 조로웠습니다. 부드러운 카펫이 깔린 복도, 넓고 깨끗한 객실, 작은 창으로 내다보이는 파 아란 바다, 선원들의 깔끔한 옷차림까지, 어느 것 하나 만족스럽지 않은 게 없었지요.
새로운 자동차 에너지원 구상
(걸리버의 첫 번째 지도)
1~2 차시
초등학교 5,6학년
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[학생용]
반쪽뿐인 지도
걸리버 가족은 가족 간의 화목을 도모하고 도전 의식을 함양하기 위해 Map 회사가 실시한 ‘가족 도전 프로그램’에 참가하기로 했어요. Map 회사는 걸리 버 가족에게 무인도에서 가족들 스스로의 힘으로 특정 지점에 도달하는 미션 을 제시했어요. 걸리버 가족은 과연 성공할 수 있을까요?
걸리버 가족이 무인도에 도착해서 처음 보게 된 건 황량하기 그지없는 해변 이었어요. 아무리 주변을 둘러보고 또 둘러보아도 자신들이 어디에 와 있는지 도무지 알 수가 없었어요. 바다는 그저 잔잔할 뿐 말이 없고, 몇 그루의 엉성 한 해변의 나무들 뒤편으로 펼쳐진 넓은 벌판 역시 조용할 뿐이었어요. 가만 히 손 놓고 바라볼 수만 없었던 걸리버는 간단한 음식물, 옷, 식기, 나뭇가지 등의 짐을 챙겨 들고 가족들과 함께 벌판 쪽으로 걷기 시작했어요.
“아무도 없나요? 거기 누구 없어요?”
걷는 중간 중간 힘을 모아 외쳐보아도 들려오는 것은 그저 새나 바람 소리 뿐이었어요. 얼마나 걸었을까요? 저만치 허름한 집 한 채와 그 앞에 서 있는 자동차 한 대가 보였어요. 인기척이 없는 집 그리고 과연 움직이기나 할까 싶 을 만큼 허름한, 그리고 너무 낡아서 지붕도 없는 자동차...
조심스레 집의 현관문을 열고 집안으로 들어가 보니, 사람은 아무도 없고 먼지가 가득 쌓인 작은 상자가 보였어요. 얼른 달려가 상자를 열었는데, 글쎄 낡은 종이가 둘둘 말아져 들어 있는 게 아니겠어요?! 한참이나 들여다보던 걸 리버는 고민스러운 표정을 지으며 가족들에게 말했어요.
“이거 아무래도 우리가 가야 할 길을 알려주는 지도인 거 같아.”
Ⅰ. 상황제시
날씨 상황에 따라 이용할 수 있는 자동차의 에너지 자원을 알아보고 새로운 자
동차를 구상하여 봅시다.
새로운 자동차 에너지원 구상 (걸리버의 첫 번째 지도)
STEAM수업
학생용
비록 중간지점까지 밖에 알려주지 않은 반쪽뿐인 지도였지만, 걸리버는 조 금씩 희망이 보이기 시작한 거 같아 설레기 시작했어요. 그리고 지도와 함께 들어 있던 편지에는 다음과 같은 말이 쓰여져 있었어요.
A 코스는 태양의 길, B 코스는 바람의 길, C 코스는 비와 눈의 길이라네. 밤에 는 무시무시한 위험이 도사리고 있기 때문에 걸어서는 갈 수 없어 반드시 자동 차를 이용하여야 합니다. 중간도착지에 가면 나머지 지도를 찾을 수 있습니다. 코 스 선택은 여러분의 몫입니다. 코스에 맞게 자동차 변형 방안을 구상하여 글이나 그림으로 자세히 보내주십시오. 그 편지는 이 상자에 다시 넣어두면 됩니다. 선택 이 된다면, 모든 재료를 준비하여 여러분께 제공하도록 하겠습니다. 행운을 빕니다.
-Map 회사
- 걸리버가 찾은 것은 무엇인가요?
코스 상황 조건 분석
거리 날씨 문제점
A B C
- 중간 도착지까지 가기 위해 걸리버 가족이 앞으로 준비해야 할 일은 무엇일지 생각하여 적어 봅시다.
준비할 일 이유
Ⅱ. 우리가 해결해 보자
■ (모둠 활동) 지도 분석하기
- 위 이야기를 읽고 각 코스별(A~C) 상황 조건을 분석하여 다음의 표를 완성해 봅시다.
코스 에너지 자원
A
B
C
일단 걸리버는 이동하기 위해서는 자동차를 고쳐야겠다고 생각했어요. 어떤 자동차를 만들어야 할지 구상하기 시작했어요. 그러나 가스나 기름, 전기도 들 어오지 않는 이곳에서 걸리버는 어떻게 자동차를 움직이게 할 수 있을지 그저 막막하기만 했어요. 연료가 없다면 자동차는 집에서 아이들이 손으로 밀며 가 지고 노는 장난감과 다를 게 없으니까요. 또 연료가 있다고 해도 중간에 바닥 이 나기라도 한다면 무시무시하다는 밤을 또 다른 낯선 곳에서 맞이할지도 모 르는데…… 어떡하죠? 뭐 좋은 방법이 없을까요?
- 날씨 상황을 고려하여 각 코스별로 이용할 수 있는 에너지 자원을 생각하여 봅 시다.
코스 환경 자동차 변형
태양
바람
비
눈
에너지 자원 활용 난이도 자동차 변형 시간 평균 속력 소요 시간
태양 중 2시간 100km/h
바람 중 3시간 40km/h
비 하 2.6시간 50km/h
눈 중 3시간 60km/h
- 각 코스별 환경을 고려하여 자동차를 변형할 수 있는 방법에 대하여 생각하여 봅시다.
- 모둠별로 정리한 내용을 발표하고 생각을 비교하여 봅시다.
■ (활동) 코스와 에너지 자원 결정하기
아래의 표는 에너지 자원에 따른 조건을 가상으로 제시한 것입니다.
- 코스를 고려하여 소요시간을 계산하고 위의 표를 완성하여 봅시다.
소요 시간 = 속력 거리 + 자동차 변형시간
구분 내용
선택한 코스
에너지 자원
그 이유
- <표>를 참고하여 어떤 코스를 선택하는 것이 가장 좋은 지 적고, 그 이유를 적어 봅시다.
■ (활동) 제안서 작성하기
- Map 회사 관계자에게 지원을 요청하기 위한 제안서를 각 코스를 선택한 이유 와 에너지 자원 활용 방안이 구체적으로 잘 드러나도록 하여 작성해 봅시다.
필요하다면 그림을 함께 그려 넣어도 좋습니다.
- 작성된 제안서를 발표하여 봅시다.
Ⅲ. 나의 생각 다지기
자신과 친구들(3명)이 발표한 제안서 내용을 바탕으로 자신과 친구들의 내용을 평가하여 봅시다.
평가 방법
평가영
역 평가기준
평 가
상 중 하
자기 평가
감성적
체험 ◆ 즐거운 마음으로 활동에 참여하였는가?
창의적 설계
◆ 재활용품을 활용한 생활용품이 창의적 이었는가?
◆ 탄소량을 줄이기 위한 발명품 또는 아 이디어가 창의적인가?
◆ 여러 가지 학습적인 요소를 생각하기 위하여 노력하였는가?
동료 평가
감성적 체험
◆ 모둠별로 역할 분담이 잘 되었으며 협 동적으로 활동이 이루어졌는가?
친구 이름
Ⅳ. 새로운 도전
소중한 에너지 자원을 이용하여 우리는 매우 편리하고 윤택한 생활을 하며 지내 고 있습니다. 그러나 이러한 생활로부터 발생하는 에너지 자원의 고갈과 환경오염 의 문제는 인류를 위하여 과학자들, 공학자들, 기술자들이 해결해야 할 과제입니 다. 혹시 이러한 문제를 해결하기 위하여 우리가 할 수 있는 일은 없을까요?
생체모방기술을 이용한 새로운 자동차 구상
(걸리버의 두 번째 지도)
3~4 차시
초등학교 5,6학년
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[학생용]
연잎에 싸여진 지도
밤이 되기 직전, 다행히 중간 지점에 도착한 걸리버는 또 다른 지도를 찾기 위해 이곳저곳을 헤매었지만 상자는 어디에서도 찾을 수 없었어요. 설상가상 으로 비까지 내리기 시작했는데, 비를 피할 곳을 찾던 중 갑자기 아이들이 소 리쳤어요.
“아빠, 우리가 지도를 찾은 것 같아요.”
아이들이 가리킨 곳에는 커다란 연잎 하나가 돌돌 말아져 있었고, 그 안에 는 역시나 지도와 편지가 들어 있었어요.
Ⅰ. 상황제시
사는 곳에 따라 다른 동물이나 식물의 특징을 이해하고, 이를 이용하여 새로운 자동차를 구상하여 봅시다.
생체모방기술을 이용한 새로운 자동차 구상 (걸리버의 두 번째 지도)
STEAM수업
학생용
코스 상황 조건 분석
지형의 특징 이동상의 문제점
D E F
- 중간 도착지에서 걸리버가 찾은 것은 무엇인가요?
- Map 회사는 왜 연잎에 지도를 싸 놓았다고 했나요?
■ (활동) 지도 내용 분석하기
“동물이나 식물의 특징을 살펴보아야 한다니 그게 무슨 말이죠?”
걸리버의 아내가 어리둥절한 표정으로 걸리버에게 물었어요.
“땅에서 사는 닭의 깃털은 물에 쉽게 젖지만 물 위를 떠다니는 오리의 깃털 은 물에 젖지 않잖아요? 동물이나 식물은 사는 곳의 환경에 따라 적응하며 살 아가기 위해 다양한 기능을 발달시키지요. 그러니 그 기능을 잘 살펴야 최종 목적지까지 무사히 갈 수 있는 자동차를 만들 수 있지 않겠어요?”
걸리버의 가족들은 지도를 다시 펼쳐서 각 지형에서 살고 있을만한 동물과 식 물을 찾기 시작했어요. 경험을 떠올리면서 말이지요.
■ (활동) 생체모방이란?
생체모방과 관련된 동영상을 보고 질문에 답하여 봅시다.
[출처]
모방한 자연물 자연물의 특징 생체모방 기술 탈 것에 적용
연잎 물에 젖지
않는다.
돌기 구조의
연꽃잎을 모방 자동차 앞 유리 - 동영상에 나온 생체모방 기술에는 어떤 것이 있었는지 정리해 보고 탈 것에 어
떻게 적용할 수 있을지 구상해 봅시다.
- 동영상에 제시된 것 외에 알고 있는 생체모방의 예가 있으면 적어 봅시다.
- 알게 된 내용을 바탕으로 다음의 빈 칸을 채워 봅시다.
생체모방
은 다.왜냐하면
코스 동물이나 식물 동물이나 식물의 특징
D코스
코스 동물이나 식물 동물이나 식물의 특징
E코스
코스 동물이나 식물 동물이나 식물의 특징
F코스
■ (모둠 활동) 코스별 동물이나 식물 알아보기
- 각 코스의 지형에 살아가기 적합한 동물이나 식물을 찾아 적어 봅시다. 또한 찾은 동물과 식물이 어떤 특징을 가지고 있는지 알아봅시다.
구분 내용
선택한 코스
모방할 동․식물
자동차에 추가할 기능
구분 내용
추가할 기능 (Plus)
제거할 기능/
해결해야 할 기능 (Minus)
흥미로운 점 (Interesting)
Ⅱ. 우리가 해결해 보자
■ (활동) 생체모방기술을 이용하여 새로운 자동차 구상하기
- 앞에서 정리한 내용을 고려하여 코스와 모방할 동·식물을 결정하고 자동차에 추가할 기능을 구체적으로 적어 봅시다.
- PMI 기법을 활용하여 자신이 구상한 새로운 자동차의 개선해야 할 점을 정리 하여 봅시다.
준비물 :
- 여러분은 처음 걸리버가 출발을 했던 곳에서 최종 도착지까지 가기 위한 코스 를 결정하였습니다. 두 장의 지도를 참고하여 최종 도착지까지 가는 방법을 모 두 찾아봅시다.
첫 번째 지도에서 선택한 코스
두 번째 지도에서
선택한 코스 선택한 학생의 이름
- 같은 코스를 선택한 친구들끼리 모둠을 만들어 에너지 자원 활용 방법과 자동 차에 새롭게 추가할 기능에 대해 토의하고 최선의 방법을 결정해 봅시다.
<토의를 통한 의사결정의 유의점>
1. 다른 친구가 발표할 때에는 진지한 태도로 끝까지 잘 듣습니다.
2. 다른 친구의 발표가 끝나면 발언권을 얻어 발표를 합니다.
3. 토의 주제와 관련된 이야기를 중심으로 말 합니다.
4. 필요하다면 메모를 합니다.
5. 내 생각과 다른 의견도 존중하며 듣습니다.
6. 소수의 의견도 소중하게 생각합니다.
- 결정된 내용을 바탕으로 새로운 자동차(모형)를 만들기 위한 준비를 하여 봅시다.
Ⅲ. 나의 생각 다지기
자신이 구상한 새로운 자동차의 개선점을 스스로 평가해 보고 모둠원 발표 내용 을 듣고 친구들의 의견을 평가해 보고 칭찬하고 싶은 점도 간략히 써 봅시다. (친 구가 잘했다고 생각한 만큼 ☆에 색칠을 하면 됩니다.)
<자기 평가>
평가
방법 평가영역
평 가
상 중 하
자기 평가
추가할 기능(Plus)
제거할 기능/해결해야 할 기능(Minus) 흥미로운 점(Interesting)
<모둠원 평가>
이름 추가할
기능(Plus)
제거할 기능/해결해야 할 기능(Minus)
흥미로운 점 (Interesting)
칭찬하고 싶은 점
☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆
☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆
☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆
☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆
Ⅳ. 새로운 도전
생체모방기술은 우리의 실생활에서 이미 응용돼 상어비늘로부터 유체저항을 줄이는 원리를 응용한 수영복, 벌집의 육각형 구조를 모방해 개발한 자동차의 충격흡수장치, 도마뱀의 발바닥 생김새를 모방한 접착제 등의 제품으로 개발되었습니다. 그리고 생체 모방공학은 자동차·로봇·항공기·의료 등과 같은 다양한 산업에 활용할 수 있어 민간 분 야를 중심으로 상용화를 위한 많은 연구가 진행되고 있는데, 이를 활용하여 우리 생활
새로운 자동차 설계
(걸리버 자동차)
5~6 차시
초등학교 5,6학년
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[학생용]
걸리버 자동차 만들기
최종 도착지에 도착했을 때, 걸리버는 먼저 도착해 있던 많은 친구들을 만 날 수 있었어요. 이들 모두 미지의 세계에 도착하여 Map씨의 지도와 편지를 보고 도움을 받아 이곳에 도착한 사람들이었어요. 사람들은 서로 자신이 만든 자동차에 대해 설명하고 얼마나 험한 길을 거쳐 왔는지 이야기하느라 정신이 없었어요.
그때 갑자기 누군가 소리쳤어요.
“모두들 여기를 좀 보세요. Map 회사의 편지에요.”
그 소리에 시끄럽게 이야기를 나누던 사람들은 일순 모두 입을 다물었어요.
그때 그 사람은 편지를 걸리버에게 건넸고, 걸리버는 그 편지를 읽기 시작했 어요.
Ⅰ. 상황제시
에너지 자원과 생체모방기술을 활용한 기능을 고려하여 걸리버 자동차 모형을 만 들어 봅시다.
새로운 자동차 설계 (걸리버 자동차)
STEAM수업
학생용
걸리버는 같은 코스를 지나온 사람들을 찾기 시작했어요. 다들 각기 다른 자 동차를 가지고 한 자리에 모였지요. 그리고 걸리버는 이내 다른 사람들과 지 금까지 세상에 없던 걸리버 자동차를 만들기 시작했어요. 그것은 아주 새롭고 멋진 것이었지요. 그 누구도 상상하지 못한 전혀 새로운 자동차를 말이죠.
코스 구분 각 코스별 걸리버 자동차의 장점
A 코스
B 코스
C 코스
- 최종 도착지에서 걸리버 가족이 만난 사람들은 누구인가요?
- 걸리버 가족에게 주어진 마지막 미션은 무엇인가요?
■ (모둠 활동) 코스(A~F)별 걸리버 자동차의 장점 정리하기
- 코스별 걸리버 자동차의 장점을 간략히 정리해 봅시다.
D 코스
E 코스
F 코스
- 걸리버 자동차를 움직이게 하는 각 부분들과 에너지 자원을 생각해 봅시다.
부분 에너지 자원
- 다른 친구들의 도움을 받아 제작한 걸리버 자동차의 예상되는 장점은 무엇일까 요?
핵심 기능 걸리버 자동차의 이름
■ (모둠 활동) 구체적인 설계도 그리기
- 모둠별로 준비한 재료를 잘 살펴보고 새로운 탈 것의 구체적인 설계도를 그려 봅시다. (만들 재료와 구체적인 기능 설명을 → 표시로 추가하여 써 넣어도 좋 습니다.)
앞에서 본 모습 옆에서 본 모습 위에서 본 모습
- 우리 모둠에서 구상한 걸리버 자동차의 핵심 기능을 적어보고, 걸리버 자동차의 이름을 정해 봅시다.
평가 요소 평가 내용
Ⅱ. 우리가 해결해 보자(1)
■ (모둠 활동) 걸리버 자동차 모형 만들기
- 여러분이 준비한 재활용품을 활용하여 “걸리버 자동차 모형 만들기” 활동을 수 행함에 있어 참고해야 할 사항은 다음과 같습니다.
1) 주어진 재료를 특징을 살펴봅니다.
2) 자동차의 에너지 자원과 안정성을 위하여 구상한 내용을 다양한 방법으로 제안하 여 봅니다.
3) 모형의 특징을 살리기 위해 필요한 재료를 다양하게 제시하고, 사용하는 재료 비를 최소화하도록 합니다.
4) 걸리버 가족에게 도움을 줄 수 있는 자동차 모형을 제작하여 봅니다.
- 핵심 기능이 잘 드러나도록 걸리버 자동차의 모형을 제작하여 봅시다.
<모형 제작 시 유의사항>
1. 역할 분담을 하여 모형을 제작합니다.
2. 자기가 맡은 역할에 최선을 다합니다.
3. 서로 배려하고 협력하는 태도를 가집니다.
4. 사용하는 도구는 조심히 다룹니다.
5. 모형 제작 후 주변 정리를 잘합니다.
- 모둠별로 제작한 걸리버 자동차의 모형에 대해 발표해 보고 모둠별 평가 요소 와 내용을 정하여 우리반 최고의 ‘걸리버 자동차 모형’을 선정하여 봅시다.
<평가 기준>
구분 (모둠이름)
<평가표>
Ⅱ. 우리가 해결해 보자(2)
■ (선택 활동) 모형 발표 후 재설계하기
- 제작한 걸리버 자동차 모형을 발표하고 새롭게 추가하고 싶은 기능이 있는지 생각하여 봅시다.
구분 내용
개선해야 할 부분
추가될 기능
개선 후 예상되는 점
평가 요소 평가 내용
과학기술 적용할 수 있는 과학 기술이 적합한가?
독창성 적용한 과학 기술 내용이 독창적이고 참신한가?
논리성 걸리버 자동차 모형 제작 과정이 논리적이고 타당한가?
상상력 걸리버 자동차 모형 제작을 위해 풍부한 상상력을 발휘했는가?
- 걸리버 자동차 모형 제작 활동을 통해 새롭게 알게 된 내용과 더 알고 싶은 내 용을 써 봅시다.
구분 내용
새롭게 알게 된 내용
더 알고 싶은 내용
Ⅲ. 나의 생각 다지기
걸리버 자동차의 설계도와 핵심기능, 이름을 정리하여 우리반 친구들에게 발표해 봅시다. 제시된 평가 기준을 참고하여 모둠별 발표 내용을 보고 과학기술, 독창성, 논리성, 상상력 부분에 맞게 ☆에 색칠(★)을 해 봅시다.
<평가 기준>
구분
(모둠이름) 과학기술 독창성 논리성 상상력
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Ⅳ. 새로운 도전
공상과학 영화 속에서는 우리가 생각하지도 못했던 다양한 탈 것이 등장하고 있 습니다. 여러분들도 상상력을 발휘하여 새로운 기능을 추가하고, 독특한 모양으로 미래의 탈 것을 설계해 봅시다.
