회룡초등학교

2018 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2018. 10. 30.

회룡초등학교

【 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】

과 제 개 요

과제명 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영

STEAM 프로그램

구분

프로그램명

학교급 초등

학교 대상 학년(군) 4학년

중심과목 수학 중심과목 성취기준 영역

[4수02-10] 여러 가지 모양의 사각형에 대한 분류 활 동을 통하여 직사각형, 정사각형, 사다리꼴, 평행사 변형, 마름모를 알고, 그 성질을 이해한다.

연계과목

수학 창체 미술

연계과목 성취기준 영역

[초 4학년] (4) 다각형, 4수02-10] 여러 가지 모양의 사각형에 대한 분류 활동을 통하여 직사각형, 정사각 형, 사다리꼴, 평행사변형, 마름모를 알고, 그 성질 을 이해한다.

[초 4학년] 미술, 체험 [4미01-04] 미술을 자신의 생 활과 관련지을 수 있다.

연구기간 2018.4. . ~ 2018.11.23.

연 구 비 일금사백만원 (￦4,000,000) 참여연구원 5명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 4명)

연구 수행자에 관한 사항

구분 소속 학교명 담당과목 직위 성명

연구책임자 회룡초교 과학 교사 김석희

공동연구원 회룡초교 과학 교사 최종연

공동연구원 회룡초교 초등1 교사 송혜선

공동연구원 호암초교 초등4 교사 이지영

공동연구원 가평초교 과학 교사 신동호

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

2018년 10월 30일

연구책임자 : 김석희 (인)

한국과학창의재단 이사장 귀하

“이 보고서는 2018년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

목 차

1. 서론

2. 연구 수행 내용

[과제1] STEAM 프로그램 개발·적용 ··· 5

[과제2] 수업 평가 방법 개발 및 적용 성과 조사 ··· 6

[과제3] STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천 ··· 7

3. 연구 수행 결과

4. 결론 및 제언

[붙임] STEAM 프로그램 개발 내용

[부록] 개발 프로그램 적용 사진

1. 서론

▷ 수학, 과학, 정보 진흥법의 취지에 부합하는 융합인재교육 프로그램을 개발하여 새로운 가치 창출 한다.

▷ 첨단 디스플레이를 활용하여 도형 학습 STEAM 컨텐츠를 개발하고 효과성을 연구 한다.

▷ 개발된 STEAM 콘텐츠 확산을 위한 워크샵을 개최한다.

2. 연구 수행 내용

[과제 1 : STEAM 프로그램 개발‧적용]

가. 개발 교육 프로그램의 개요

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 빛의 도화지에 도형을 그려 보자

학교급 초등학교 대상 학년(군) 3~4학년

중심과목 수학 중심과목

성취기준 영역

[4수02-10] 여러 가지 모양의 사각형에 대한 분류 활동을 통하여 직사각형, 정사각형, 사다리꼴, 평행 사변형, 마름모를 알고, 그 성질을 이해한다.

연계과목

수학 과학 사회

연계과목 성취기준 영역

[초 4학년] (4) 다각형, 4수02-10] 여러 가지 모양의 사각형에 대한 분류 활동을 통하여 직사각형, 정사각형, 사다리꼴, 평행사변형, 마름모를 알고, 그 성질을 이해한다.

[초 4학년] 미술, 체험 [4미01-04] 미술을 자신의 생활과 관련지을 수 있다.

개발계획

주제 연번 차시

(시수) 과목 연계(안)

1 3 수학(1)+창체(1)+미술(1)

2 3 수학(1)+창체(1)+미술(1)

개발 현황 1 3 수학(1)+창체(1)+미술(1) 개발 완료

나. 연구 개발 프로그램

□ 프로그램명 : 빛의 도화지에 도형을 그려 보자

□ 핵심 역량 2015 교육과정 성취기준

수학 [4수02-10] 여러 가지 모양의 사각형에 대한 분류 활동을 통하여 직사각형, 정사각형, 사다리꼴, 평행사변형, 마름모를 알고, 그 성질을 이해한다.

미술 [4미01-04] 미술을 자신의 생활과 관련지을 수 있다.

핵심 역량

차시 1차시 2차시 3차시

주제

스크래치 명령으로 플렉 서블 디스플레이에 도형 그리기

플렉서블 디슬레이에 도형 범례를 만들고 사각형을 구 별하기

플렉서블 디스플레이에 도 형 패턴으로 예술 작품 만 들기

일반

역량 지식정보처리 창의적 사고 심미적 감성 역량

교과

역량 추론 창의･융합 시각적 소통 능력

다. 개발 프로그램 적용 계획

[과제 2 : 수업 평가 방법 개발 및 적용 성과 조사]

가. 평가 문항 및 기준안

평가문항 평가기준

스크래치 프로그래밍으로 다양한 위치에 선을 그릴 수 있다.

상 위치가 겹치지 않게 색을 다르게 하여 선을 여러 개 그릴 수 있다.

중 위치가 겹치지 않게 선을 여러 개 그릴 수 있다.

하 선을 그릴 수 있다.

모둠별로 만든 질문으로 사 각형을 구별 할 수 있다.

상 모둠별로 만든 질문으로 사각형을 모두 구별할 수 있다.

중 모둠별로 만든 질문으로 사각형을 1~2개를 제외하고 구별할 수 있다.

하 모둠별로 만든 질문으로 사각형 구별에 잘 적용하지 할 때 나. 평가 결과 통지

주제 소주제 핵심역량 관련 평가 문항

통합활동(인지+

정의)에 대한 교사 의견

빛의 도화 지에 도형 을 그려 보자.

스크래치 프로그래밍으로 플렉서 블 디스플레이 프로그래밍 방법 알기

(추론)스크래치 프로그래밍을 이요하여 플렉서 블 디스플레이에 이용하여 •(점), ―(직선),

＼(대각선) 알아보고, 다각형을 그릴 수 있다.

플렉서블 디스플레이에 다각형을 그려 범례를 만들고 정례와 반례 를 찾으면서 도형에 대한 개념을 형성한다.

(추론)모둠별로 토론을 통해 각각의 도형을 식별하 는 최고의 질문을 찾아본다.

플렉서블 디스플레이에 도형으로 다양한 패턴을 만들어 보자.

(창의･융합)(시각적 소통)다각형을 그리고 지우 는 타이밍을 조정하는 프로그래밍을 통해 아름다운 패턴을 만들어 본다.플렉서블 디스플레이의 특성을 최대한 이용하도록 한다.

다. 학교생활기록부 기록

과목별 세부능력 특기사항

차시 과목 특기사항

1 창체

(추론)플렉서블 디스플레이를 스크래치 블록을 이용하여 •(점), ―(직선), ＼(대각선)을 플렉서블 디스플레이에 그릴 수 있으며, 선을 이어 도형을 그릴 수 있음

(시각적 소통)(추론)플렉서블 디스플레이의 특징과 사용법을 숙지하여 스크래치 블록 명령 을 사용하여 색깔과 도형의 모양을 변형하여 생각을 표현하였음.

2 수학

(추론)직사각형, 정사각형, 평행사변형, 마름모 도형을 이해하는 활동에서 각 도형의 특징을 정 확하게 찾아내어 식별할 수 있는 질문을 각자 만들고 모둠별로 최고의 질문을 토론을 통해 선정 할 수 있음.

3 미술 (창의･융합)(시각적 소통)플렉서블 디스플레이의 특성을 이용하여 도형으로 다양한 패턴을 만들어 작품을 만들 수 있음

대상 학년 4학년 4학년 영재학급

적용프로그램 빛의 도화지로 도형을 배워 보자.

빛의 도화지로 도형을 배워 보자.

빛의 도화지로 도형을 배워 보 자.

대상 학교 회룡초 호암초 가평초, 호암초

대상 학급 4학년 4학급 4학년 4학급 영재학급 2학급

대상 학생수 약 120명 약 100명 약 40명

합계 260명

적용 기간 2018. 9 ~ 2018. 11(3개월)

라. STEAM 수업 효과성 평가 법 개발 및 적용 성과

구분 내용 비고

적용학년 4학년

적용방법 비교집단과 통제집단으로 나누어 효과성 검증 적용학교 호암초등학교 4학년 110명

회룡초등학교 4학년 120명 비교집단 회룡초등학교 4학년 3,4반 호암초등학교 4학년 3,4반 통제집단 회룡초등학교 4학년 1, 2반

호암초등학교 4학년 1, 2반 교육프로그램 적용 9월 1일 ~ 9월 30일

사전검사 5월 1주 검사완료

사후검사 11월 1주 검사예정

평가문항 STEAM 교육 지원연구단’태도검사와 만족도 조사양식으로 실시

[과제 3 : STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천]

가. STEAM 워크샵 운영 계획

나. 수업공개 계획

구분 대상 연수내용 방법 시기 장소 비고

1차 워크샵 경기도교육청 관내 교원

• STEAM 형 교실을 활 용한 교과내 STEAM 수 업

• STEAM 수업 나눔 사 례

• 공문 발송하여 선착순

으로 참가 6월 호암초 실시

완료

2차 워크샵 경기도교육청 관내 교원

• 공문 발송하여 선착순

으로 참가 10월 호암초 실시

완료

구분 대상 학년 수업주제 시기 장소 비고

1회 호암초 교사 • 4학년 빛의 도화지에 도형을 그려

보자 ^{6월 호암초}

실시 완료

2회 회룡초 교사 • 4학년 빛의 도화지에 도형을 그려

보자 ^{11월 회룡초 예정}

3. 연구 수행 결과

구분 수행 계획

교수학습과정안 개발 차시 총 3차시

수업 적용 일정 2018. 9. 1. ~ 2018. 11. 30.

(STEAM 수업)수혜학생 수 호암초등학교 4학년 120명, 회룡초 4학년 120명

학생 태도검사 사전검사 6.30 일까지 8개 학급 240 명 실시 완료 사후검사 11.30 일까지 8개 학급 240 명 실시 완료

학생 및 교사 만족도조사 11월 19일 예정

교사연구회 STEAM 행사 개최 2018. 10. 20. ‘STEAM 수업나눔’ 개최 완료

4. 결론 및 제언

o 다수 학교 참여로 인한 일정 조율과 전체적인 의사소통 활성화 어려움이 다소 있었음.

o 다수 학교 참여로 설문을 통한 양적 결과 분석 및 검증 효과와 더불어 학생과 심층 인터뷰를 통한 질적인 결과 데이터를 다양하게 수집할 수 있었음.

o 개발 프로그램의 다수 학교 적용을 통한 현장 적합성 검증 능력 제고

o 교사 연구회 활동 및 2회의 STEAM 워크샵 개최를 통해 연구회 회원 및 워크샵 참여 교원의 소프트웨어 (SW) 교육/융합인재교육(STEAM) 역량 제고

붙임 STEAM 프로그램 개발 내용 초등학교 수학 (2)도형 수업용 STEAM 프로그램

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

수업단계 과목 단원 단원 학습 목표 STEAM 성취 목표/STEAM 요소

1~3차시

창의적 체험활동

- -

스크래치 프로그래밍으로 플렉서블 디스플레이 프로그래밍 방법을 알 수 있다.

●플렉서블 디스플레이에 점, 직선, 대각선을 나타낼 수 있다.

수학 6. 다각형

∙여러 가지 모양의 사각 형에 대한 분류 활동을 통해 직사각형, 정사각 형, 사다리꼴, 평행사변 형, 마름모의 성질을 이 해할 수 있다.

∙다각형, 정다각형과 대 각선의 뜻을 알 수 있다.

∙주어진 도형으로 여러 가지 모양을 만들 수 있 다.

● 플렉서블 디스플레이에 다각형 을 그리고 사각형을 구별할 수 있다.

미술

8. 빛으로 나타 내는 아름다움 [지학사]

∙빛이 주는 아름다움을 발견하고, 빛을 이용한 작품을 만들어 미술을 자 신의 생활과 관련지을 수 있다.

∙빛을 이용한 작품을 감 상하며 느낌과 생각을 이 야기 할 수 있다.

플렉서블 디스플레이에 다양한 도 형 패턴을 만들고 색의 변화를 주어 작 품을 만들 수 있다.

1-1. 교육과정 재구성표

초등 3~4학년

주제: 플렉서블 디스플레이를 활용하여 다각형 알아보기

재 구조화 수학 미술 창의적 체험활동

1 단원도입

2 사다리꼴을 알아보기

3 평행사변형을 알아보기

4 평행사변형의 성질을 알아보기

5 마름모를 알아보기

6 마름모의 성질을 알아보기

7 직사각형의 성질을 알아보기

8 다각형을 알아보기

9 대각선을 알아보기

10 내용추가

[STEAM 1/3]

스크래치 프로그래밍으로 플렉서블 디스플레이 프 로그래밍 방법 알기

11 차시 대체

여러 가지 모양을 만들어보기 [STEAM 2/3]

플렉서블 디스플레이에 다양한 다각형을 그리고 정례와 반례를 찾아보는 활동을 통해 도형에 대 한 개념 형성하기

12 공부를 잘했는지 알아보기

13 타교과 통

합 ^{문제해결하기}

[STEAM 3/3]

플렉서블 디스플레이에 다양 한 패턴의 도형을 만들어 예 술 작품 만들기

14 이야기마당(보충)

2. STEAM 프로그램 총괄표

차시 과목 단원 주제 학습내용

1차시 창체 스크래치 명령어 활용

스크래치 프로그 래밍으로 방법을 알고 플렉서블 디 스 플 레 이 에 점, 직선, 대각 선을 나타내기

 플렉서블 디스플레이를 PC에 연결하기

Co PC와 아두이노 확장보드, 플렉서블 디스플레이를 회 로도에 맞추어 연결한다.

 스크래치 명령 블록을 의미 알기

CD 스크래치 명령 블록을 하나씩 클릭 해보고 어떤 일 이 일어나는지 알아보기

 플렉서블 디스플레이에 •(점), ―(직선), ＼(대각 선) 표현하기

CD [과정중심평가]플렉서블 디스플레이 제어블록을 이용 하여 •(점), ―(직선), ＼(대각선) 표현하여 본다.

 [과정중심평가] 스크래치 명령 블록으로 여러 종류 선 그려 보기

CD 색깔과 위치를 다르게 하며 선 그려 보기

 선이 나타나는 순서를 다르게 하며 나만의 패턴을 만들기

ET 모둠원끼리 서로의 패턴을 비교해 보자.

 플렉서블 디스플레이가 이용되는 곳 알아보기

CD 휘거나 감는 디스플레이가 있다면 우리 생활에 어떻게 활용할 수 있는지 발표한다.

2차시 수학 3.다각형

플렉서블 디스플레 이에 다양한 다각형 을 그리고 정례와 반례를 찾아보는 활 동을 통해 도형에 대한 개념 형성하기

 여러모양의 다각형 디스플레이에 그리기

CD 학습활동지에 사다리꼴, 평행사변형, 마름모, 직사각 형, 정사각형을 그려보고 여러 가지 사각형의 특징을 알 고 플렉서블 디스플레이에 그려보기

 다각형 그림을 보고 공통점을 알아보고, 구별하는 질 문 만들기

CD 학습활동지에 제시된 다각형 그림을 보고 각자 마름 모, 직사각형, 평행사변형을 구별하는 질문을 만들어 보 자.

(하브르타교수법)모둠별로 최고의 질문을 찾기

CD 모둠별로 토론을 통해 각각의 도형을 식별하는 최고의 질문을 찾아본다.

[과정중심평가] (Skemp 범례이론)플렉서블 디스플레이 에 다각형을 그리고 정례와 반례를 찾는다.

CD 정례와 반례를 찾으면서 도형의 개념을 익히도록 한다.

 사다리꼴, 평행사변형, 마름모, 직사각형, 정사각형의 각 각의 특징 설명 해 보기

3차시 미술

8. 빛으로 나타내 는 아름다움[지학 사]

플렉서블 디스플레 이에 도형 패턴으로 예술 작품 만들기

 플렉서블 디스플레이로 디자인된 운동화 영상을 보 여주어 생활 속에서 어떻게 활용될 수 있는지 알게 하기

 플렉서블 디스플레이에 도형, 패턴을 이용해 작품 만 들기

ET [과정중심평가]다각형을 그리고 지우는 타이밍을 조정 하는 프로그래밍을 통해 아름다운 패턴을 만들어 본다.

 만든 도형 패턴을 활용할 방법 생각해 보기

ET 다른 물건에 붙이거나 대서 표현할 방법을 생각해 작 품을 만들어 본다.

 내가 만든 작품을 친구들에게 보여주며 이야기 해 보기

ET 플렉서블 디스플레이로 작품을 만든 모습을 보고 느낌 을 이야기해보자.

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 수학 학교급/학년(군) 초등학교 4 학년

중심과목 성취기준

영역

도형 중심과목

성취기준

[4 수 02-10] 여러 가지 모양의 사각형에 대한 분류 활동을 통하여 사다리꼴, 평행사변형, 마름모, 직사각형, 정사각형을 알고, 그 성질을 이해한다.

주제(단원)명 6. 다각형 차시 1~3/3

학습목표 빛의 도화지에 •(점), ―(직선), ＼(대각선)과 다각형을 그려 작품을 만들 수 있다.

연계과목 미술, 창의적체험 연계과목

성취기준 영역

[4 미 01-04] 미술을 자신의 생활과 관련지을 수 있다.

STEAM 요소

S

T 최신 기술인 플렉서블 디스플레이에 스크래치 프로그램으로 다양한 모양의 다각형을 그리기 E 최신 기술인 플렉서블 디스플레이에 스크래치 프로그램으로 다양한 모양의 다각형을 그리기 A 플렉서블 디스플레이를 활용하여 작품 만들기

M 플렉서블 디스플레이에 다양한 다각형을 그려보고 다각형의 성질 이해하기

개발 의도 시각적인 영상에 민감하고 익숙한 학생들에게 수학교과 도형 영역을 플렉서블 디스플레이를 이용하 여 학습해 보게 함으로써 첨단 디지털 기술에 대한 이해와 체험의 기회를 갖고자 한다.

시각적인 영상에 민감하고 익숙한 학생들에게 수학교과 도형 영역을 플렉서블 디스플레이를 이용하여 학습해 보게 함으로써 첨단 디지털 기술에 대한 이해와 체험의 기회를 갖고자 한다. 이를 위하여 다음과 같은 활동으로 프로그램 을 계획하였다.

Ÿ 스크래치 프로그래밍으로 플렉서블 디스플레이 프로그래밍 방법을 안다.

Ÿ 플렉서블 디스플레이에 다각형을 그려 범례를 만들고 정례와 반례를 찾아보면서 도형에 대한 개념을 형성한다.

Ÿ 플렉서블 디스플레이에 도형으로 다양한 패턴을 만들어 보고, 플렉서블 디스플레이의 특성을 이용하여 작품을 만 든다.

STEAM 학습준거

상황 제시

상 황 제 시

실수로 휴대폰 액정을 깨뜨린 퐁퐁이는 신기한 기술을 알게 됨.

창 의 적 설 계

창의적 설계 • 친구들이 플렉서블 디스 플레이에 만든 패턴을 일상생활에서 어떻게 활 용할 수 있을지 생각해 본다.

• 다른 친구들의 작품을 감상하며 다양한 모양 과 색깔의 도형이 주는 아름다움을 느낀다.

• 플렉서블 디스플레이 작 품을 전시할 적절한 장 소와 방법을 생각하여 보고 예술이 일상생활과 멀지 않음을 알 수 있 다.

감 성 적 체 험

• 스크래치 프로그래밍으로 플렉서블 디스플레이에 점을 찍고, 선을 그 린다.

• (하브루타 교수법) 다각형을 구별하 는 질문을 만들어 보고, 모둠별로 최고의 질문을 찾아본다.

•(Skemp 범례이론) 플렉서블 디스플 레이에 다각형을 그리고 정례와 반 례를 찾는 활동을 하면서 도형의 개 념을 익히도록 한다.

•다각형을 그리고 지우는 타이밍을 조정하는 프로그래밍을 통해 아름다 운 패턴을 만들어 본다.

감성적 체험

빛의 도화지에 •(점), ―(직선), ＼(대각선)과 다각형을 그려 작품 만들기

학습목표 _{빛의 도화지에} •(점), ―(직선), ＼(대각선)과 다각형을 그려 작품을 만들 수 있다.

학습과정

도입 (10분)

 플렉서블 디스플레이 소개하기

Co 액정이 깨진 화면을 제시하여 자신의 경험과 관련 짓기

∙여러분도 이러한 경험이 있나요?

∙액정이 깨져 불편한 점은 무엇인가요?

∙만약 아무리 구부리거나 휘어도 깨지지 않는 화면이 있다면 어떠할 것 같나요? (휘어지는 스마트폰 영상1, 2보여주기)

∙깨지지 않는 디스플레이를 플렉서블 디스플레이라고 부릅니다. 플렉서블 디스플레이를 이용한 휴대폰, 의상 등이 만들어지고 있습니다.

∙오늘은 플렉서블 디스플레이라고도 불리는 ‘빛의 도화지’에 •(점), ―(직 선), ＼(대각선) 및 다각형 패턴을 그려 자신만의 멋진 작품을 만들어 보도 록 하겠습니다.

학습문제빛의 도화지에 •(점), ―(직선), ＼(대각선)과 다각형을 그려 작품을 만들 수 있다.

*휘어지는 스마트폰 관련영상1(http

s://www.face book.com/MB Cnews/videos /174272024907

3671/)

*휘어지는 스마트폰 관련영상2 (https://www.

youtube.com/

watch?v=_Q9q B7dXndE)

학습활동

(90분)

Co 스토리텔링을 통한 플렉서블 디스플레이의 특징 알아보기

휴대폰 액정에 금이 가 친구들과 메시지도 못 보내 속상한 마음으로 울 다 지친 퐁퐁이는 낮잠을 자게 되었습니다. 쿨쿨 잠을 자다 깨어나 눈을 떠보니 알록달록한 빛이 가득하던 무지개나라가 깜깜한 암흑세계로 변 해있었습니다.

이때 저 멀리 희미한 빛이 보이는 동굴을 발견했습니다. 동굴에 들어 가 보니 동굴바닥에 떨어져있는 빛의 도화지에서 아주 작은 불빛이 깜 빡이고 있었습니다. 그때 갑자기 동굴의 크기가 퐁! 하고 작아지며 한줄 기 빛이 되어줄 휴대폰마저 동굴 밖 바닥에 떨어져 버렸습니다. 하지만 동굴 입구의 작은 구멍으로는 네모반듯하고 딱딱한 휴대폰이 구멍을 통

과할 수가 없었습니다. 이때 퐁퐁이는 “휴대전화가 (돌돌 말릴 )수 있다면 이 작은 구멍을 통과할 수 있었을 텐데..” 생각하며 아쉬워

했습니다.

∙ 작은 구멍의 동굴 입구로 휴대전화가 통과할 수 있는 방법에는 어떠한 것들이 있을까요?

- 휴대폰이 두루마리휴지처럼 돌돌돌 말리고 휘어진다면 작은 구멍을 통과 할 수 있습니다.

Tip! 다양한 답변이 나오도록 허용적인 분위기를 유도한다.

 휘어지는 휴대폰과 휘어지지 않는 일반 휴대폰 비교해보기

Co 퐁퐁이의 생각을 공개한 후 휘어지는 스마트폰과 일반적으로 사용하 는 스마트폰이 어떤 차이점이 있는지 알아보기

∙휘어지는 스마트폰과 일반적으로 사용하는 휴대폰은 어떤 차이가 있을까 요?

- 휘어지는 스마트폰은 가지고 다니는 것이 더 편리할 것 같습니다/무게가 더 가벼울 것 같습니다./액정이 깨지지 않을 것 같습니다.

 플렉서블 디스플레이의 이로운 점 알아보기

Co 플렉서블 디스플레이가 사용될 수 있는 곳과 이로운 점 생각해 보 기

[활동1] 빛의 도화지에 •(점), ―(직선), ＼(대각선)을 이용하여 패턴 그리기

Co 스토리텔링을 이용하여 •(점), ―(직선), ＼(대각선)을 이용하여 패 턴 그리는 상황 제시하기

이때! 갑자기 무지개 빛과 함께 레인보우박사가 나타났습니다.

“이 땅은 원래 무지개 빛이 가득한 아름다운 빛의 나라였지만, 사람들 의 무분별한 환경오염과 자연 파괴로 아름다운 빛을 잃었단다. 이 나라 를 다시 빛의 나라로 만들기 위해서는 3가지 문제를 풀며 빛의 도화지 를 밝혀야 이 어둠을 물리칠 수 있단다. 도와줄 수 있겠니?” 하고 레인 보우박사가 동굴 밖에서 말을 건네었습니다. 퐁퐁이는 작은 동굴 구멍으 로 아래의 미션종이를 건네받았습니다.

 플렉서블 디스플레이를 PC에 연결하기

*활동지 1

*PC,아두이노 확 장 보 드 , 플 렉서블 디스 플 레 이 ( 빛 의 도화지)

CD PC와 아두이노 확장보드, 플렉서블 디스플레이를 회로도에 맞추어 연결한다.

 스크래치 명령 블록을 의미 알기

• 플렉서블 디스플레이에 패턴을 표현하는데 필요한 명령블록에 대해 알 아볼까요?

 플렉서블 디스플레이에 •(점), ―(직선), ＼(대각선) 표현하기

CD 스크래치 명령 블록을 하나씩 클릭 해보고 어떤 일이 일어나는지 알아보기

• 활동지에 제시된 제어블록을 입력하여 어떤 모양이 나오는지 좌표에 색 칠하여 봅시다.

*활동지2

CD [과정중심평가] 플렉서블 디스플레이 제어블록을 이용하여 다양한

•(점), ―(직선), ＼(대각선) 표현하기

• 플렉서블 디스플레이에 다양한 모양과 색깔의 •(점), ―(직선), ＼(대각 선)을 표현해 볼까요?

 [과정중심평가] 스크래치 명령 블록으로 여러 종류 선 그려 보기

CD 색깔과 위치를 다르게 하며 선 그려 보기

 선이 나타나는 순서를 다르게 하며 나만의 패턴을 만들기

ET 모둠원끼리 서로의 패턴을 비교해 보기

*활동지3

[활동2] 빛의 도화지에 다각형을 그려보고 구별하기

 다각형 구별 질문 만들어보기

CD 학습활동지에 제시된 다각형 그림을 보고 각자 도형을 구별하는 질 문 만들기

• 다음 도형들의 공통점은 무엇인가요?

• 다른 도형과 구별하기 위해 어떤 질문을 하면 좋을지 생각해 볼까요?

도형명 구별 질문

정사각형 직사각형 평행사변형

마름모 사다리꼴

(하브르타교수법)모둠별로 최고의 질문을 찾기

CD 모둠별로 토론을 통해 각각의 도형을 식별하는 최고의 질문 찾기

최고의 질문(모둠) 구별할 수 있는 도형명

CD 활동지에 제시된 다각형 그려보기

• 활동지에 제시된 다각형을 그려볼까요?

 도형의 개념 익히기

CD 정례와 반례를 찾으면서 도형의 개념 익히기

*활동지4

*활동지4

[과정중심평가] (Skemp 범례이론)플렉서블 디스플레이에 여러모양의 다각형을 그리고 짝꿍에게 정례와 반례를 찾게 하는 문제를 내본다.

CD 학습활동지에 사다리꼴, 평행사변형, 마름모, 직사각형, 정사각형을 그려보고 여러 가지 사각형의 특징을 알고 플렉서블 디스플레이에 그려 보기

• 제시된 도형을 그려본 후 짝꿍에게 내가 그린 도형이 알맞게 그렸는지 문제를 내어봅시다. 만약 알맞게 그리지 않았다면 그 이유는 무엇인지 함 께 대화해봅시다.

ET 사다리꼴, 평행사변형, 마름모, 직사각형, 정사각형 각각의 특징을 설명 해 보고 빛의 도화지에 그려본 느낌 나누기

[활동3] 빛의 도화지를 다양한 패턴으로 디자인하여 작품 만들기

 수학을 이용한 패턴디자인 알게 하기

Co 다양한 패턴디자인에 대해 알아보기

• 패턴디자인이란 무엇일까요?

• 직선을 이용한 스트링아트에 대해 살펴봅시다.

• 테셀레이션에 대해 알아봅시다.

 플렉서블 디스플레이에 도형, 패턴을 이용해 작품 만들기

CD 여러 가지 점, 직선, 대각선 또는 도형을 이용하여 멋진 그림을 플렉서 블 디스플레이에 나타내 봅시다.

* 활동지5

 만든 도형 패턴을 활용할 방법 생각해 보기

ET [과정중심평가]다각형을 그리고 지우는 타이밍을 조정하는 프로그래밍 을 통해 아름다운 패턴 만들기

 플렉서블 디스플레이로 디자인된 운동화 영상을 보여주어 생활 속에 서 어떻게 활용될 수 있는지 알게 하기

ET 다른 물건에 붙이거나 대서 표현할 방법을 생각해 작품 만들기

 작품 감상하기

ET 다른 친구들의 작품을 감상하고 어떤 도형을 사용하였는지 알아보기

* 활동지6

*플렉서블 디스플레이 운동화 제작

영상1 (https://ww w.youtube.co m/watch?v=l l_W0qERJ-I)

*플렉서블 디스플레이 운동화 영상2 (https://ww w.youtube.co m/watch?v=

3kvQqR3i8d E )

마무리

(20분)

ET플렉서블 디스플레이로 작품을 친구들 앞에서 발표해 보기

 친구의 작품 속 에서 도형 찾아내기

Co 친구가 빛의 도화지에 표현한 패턴에서 어떤 도형을 사용했는지 알 아보기

ET 플렉서블 디스플레이를 이용하여 도형을 공부하고 작품을 만든 자 신의 느낌 말해보기

지도상의

유의점 ∙ 과정 중심 평가를 한다.

4. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 1~3/3

5. 교사자료

차시 1~3/3

□ 학습 전략

① Skemp 범례 학습 이론

Skemp 의 범례학습 이론에 의하면 수학적의 개념 형성에서 보다 높은 고차적인 개념의 형성은 정의만으 로는 이해할 수 없고 유일한 방법은 적절한 범례의 집합을 경험하는 일이다.

범례의 조건은 다음과 같다.

․ 학습자의 주의 집중과 호기심과 탐구심을 일으키며 단조로움과 권태가 생기지 않는 것

․ 주어진 범례를 가지고 학습한 후 학습자의 행동이나 심상에 오래도록 기억, 파지, 전이될 수 있는 것 범례는 동시에 제시할 수 있고, 정례와 반례를 따로 제시할 수 도 있다.

② 유목적적 사례 과제

좋은 수학과제 분석 발굴 연구에 의하면, 유목적적 사례 과제는 학생들이 분명한 목적을 지니고 다양 한 예를 생성하면서 관련된 수학적 개념 기능 등을 습득할 수 있을 뿐만 아니라 생성된 예를 탐구하면서 새로운 수학적 구조를 발견할 수 있는 활동이며, 유목적적 사례 과제는 학생들의 다양한 생각과 참여를 촉진하는 데 초점을 두고 있다. 학생들이 기존 지식을 활용하여 쉽게 참여할 수 있도록 구체적인 표현이 나 지침을 제시하고 이에 해당하는 사례를 만드는 것이 유목적적 사례 과제의 시작이다. 특히 생산적인 실패를 통해 학생들은 사전 지식을 활성화하고 기존 지식과의 다른 점을 자각할 수 있는데 이러한 사전 지식의 활성화와 차별성이 후속 학습에 영향을 준다는 것이다. 학생들에게 도전적이지만 포기할 만큼 어 렵지는 않은 수준의 과제가 생산적인 실패를 가능하게 한다고 하였다.

③ 하브루타 교수법

‘짝을 지어 질문하고 대화하고 토론하고 논쟁하는 것’의 의미를 갖는 하브르타는 유대인들의 탈무드 학 습에서 기원한 교수법으로, 2명에서 4명으로 짝을 만들어 함께 질문하고 논쟁하며 공부하는 수업의 방법 이다. 하브루타는 호기심을 자극하는 질문으로 그에 대한 해결과 함께 만족감을 얻을 수 있으며 질문을 통해 스스로 학습할 수 있는 기회를 만들어 줄 수 있는 장점이 있다. 하브루타를 진행하는 여러 방법이 있지만 그 중에서도 ‘쉬우르’는 논쟁을 한 뒤 교사가 전체 학생과 질문과 대답, 대화, 토론 등을 통해 학생들이 빠트린 내용에 대한 질문을 좀 더 던지거나, 심화된 생각을 이끌어내는 단계이다. 쉬우르’를 진행하는 방법으로 학생들이 선택한 질문이나, 해결하지 못한 질문들을 듣고 다시 질문하는 과정을 통해 학생들이 생각한 것을 자유롭게 이야기하도록 이끌 수 있다.

● 준비물

아두이노와 확장보드 플렉서블 디스플레이

● 어떻게 연결하나요?

아두이노 확장보드 플렉서블 디스플레이 알아보기

① 플렉서블 디스플레이는 전력소모가 일반 LED보다 많습니다. 그래서 외부전력을 이 용하는 ‘VIN’포트에 플렉서블 디스플레이의 빨간 선을 연결합니다.

② 플렉서블 디스플레이의 검은 전선은 다른 장치와 같이 ‘GND’포트에 연결합니다.

③ 플렉서블 디스플레이의 LED 하나하나를 제어하기 위한 신호 전선은 아두이노의 디지털 포트 중 ‘PWM’포트에 연결합니다. 여기서는 ‘D10’포트에 연결하였습니다.

Tip

‘PWM’ 포트란?

아두이노는 D3, D5, D6, D9, D10, D11 등과 같이 6개의 PWM포트가 있습니다. 다른 디지털포 트와의 차별점은 포트명 앞에 특수문자(‘~’)가 표시되어 있으며, 표현할 수 있는 값이 다릅니다.

일반적인 디지털 포트는 ‘LOW’, ‘HIGH’의 2가지 값을 표현하지만, PWM포트는 0~255의 값을 표현할 수 있습니다. 이러한 포트를 이용하여 LED의 밝기(빛의 양)을 표현할 수 있습니다.

● 플렉서블 디스플레이에 도형 표현하기

① 플렉서블 디스플레이에 직선 그리기

☞ ‘D10’포트에 연결된 플렉서블 디스플레이의 전체 크기인 256개의 LED를 사용한다.

☞ 직선의 시작 좌표인 (x1, y1)는 (0, 0), 끝 좌표인 (x2, y2)는 (6, 6)을 잇는 직선을 표현한다.

☞ 직선의 색깔 red, green, blue의 값은 각각 150, 150, 150이다.

② 플렉서블 디스플레이에 사각형 그리기

☞ ‘D10’포트에 연결된 플렉서블 디스플레이의 전체 크기인 256개의 LED를 사용한다.

☞ 사각형의 시작 좌표인 (x1, y1)는 (0, 0), width(너 비)의 길이가 ‘5’, height(높이)의 길이가 ‘5’인 사 각형을 표현한다.

☞ 사각형의 선 색깔 red, green, blue의 값은 각각

150, 150, 150이다.

활동 1 : 스크래치 명령 블록의 의미를 알아봅시다.

플렉서블 디스플레이에는 아래와 같이 256개의 LED가 있습니다. 각각의 LED는 위치 에 따라 정해진 번호가 있습니다. ‘0’번 LED에만 불이 켜지게 할 수 있고 ‘0’부터

‘256’번의 LED에 차례로 불이 켜지게 할 수도 있습니다.

그림 매트릭스 구조

또한 LED 하나가 아닌 여러 개의 LED에 불이 켜지게도 할 수 있습니다. 아래 그림

과 같이 각각의 LED는 숫자로 위치를 나타냅니다. 예를 들어 아래 ○표가 된 LED는

(2,1), (3,1), (4,1), (5,1)의 위치에 있습니다. 스크래치 명령 블록에 위치를 나타낼 때

는 앞에 있는 수는 x칸(가로)를 나타내고 뒤에 있는 수는 y칸(세로)를 나타냅니다.

다각형을 그리기 위해 사용하는 스크래치 명령 블록을 설명하면 아래와 같습니다.

‘D10’포트에 연결된 플렉서블 디스플레 이의 전체크기인 256개의 LED를 사용한 다.

5번 LED에 red, green, blue의 값이 각각 250, 250, 250으로 점을 표현한다.

직선의 시작 좌표인 (x1, y1)는 (0, 0), 끝 좌표인 (x2, y2)는 (6, 6)을 잇는 직 선을 표현한다.

사각형의 시작 좌표인 (x1, y1)는 (0, 0), width(너비)의 길이가 ‘5’, height(높이)의 길이가 ‘5’인 사각형을 표현한다.

사각형의 시작 좌표인 (x1, y1)는 (0, 0), width(너비)의 길이가 ‘5’, height(높이)의 길이가 ‘5’인 사각형을 색을 채워 표현한다.

6. 차시별 학생 평가기준 및 방법

차시 평가 기준 방법 평가도구

1

상 위치가 겹치지 않게 색을 다르게 하여 선을 여러 개 그릴 수 있다.

자기평가/관찰평가 자기평가지, 관찰평가지 (학생활동지 2) 중 위치가 겹치지 않게 선을 여러 개 그릴 수 있다.

하 선을 그릴 수 있다.

상 모둠별로 만든 질문으로 사각형을 모두 구별할 수 있다.

2 동료평가/관찰평가 동료평가지, 관찰평가지

(학생활동지 4) 중 모둠별로 만든 질문으로 사각형을 1~2개를 제외하고

구별할 수 있다.

하 모둠별로 만든 질문으로 사각형 구별에 잘 적용하지 못한다.

상 플렉서블 디스플레이의 특성을 이용하여 다양한 색 깔과 모양의 도형을 활용한 작품을 만들 수 있다.

3 자기평가/동료평가 자기평가지, 동료평가지

(학생활동지 7) 중 플렉서블 디스플레이를 이용하여 도형 작품을 만들

수 있다.

하 플렉서블 디스플레이로 도형을 활용한 작품을 만들 지 못한다.

* 자기평가, 동료평가지(학생활동지7)

7. 학교생활기록부 기재 예시

과목별 세부능력 특기사항

차시 과목 특기사항

1 창체

(추론)플렉서블 디스플레이를 스크래치 블록을 이용하여 •(점), ―(직선), ＼(대각선)을 플렉서블 디스플레이에 그릴 수 있으며, 선을 이어 도형을 그릴 수 있음

(시각적 소통)(추론)플렉서블 디스플레이의 특징과 사용법을 숙지하여 스크래치 블록 명령 을 사용하여 색깔과 도형의 모양을 변형하여 생각을 표현하였음.

2 수학

(추론)사다리꼴, 평행사변형, 마름모, 직사각형, 정사각형 도형을 이해하는 활동에서 각 도 형의 특징을 정확하게 찾아내어 식별할 수 있는 질문을 각자 만들고 모둠별로 최고의 질문을 토 론을 통해 선정할 수 있음.

3 미술 (창의･융합)(시각적 소통)플렉서블 디스플레이의 특성을 이용하여 도형으로 다양한 패턴을 만들어 작품을 만들 수 있음

[부록] 개발 프로그램 적용 사진