미사교 프로그램 계획안

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항목 내용 제 목 친환경 미니 세탁기 만들기 대 상 학 년 1학년 관련단원 과목명 단 원 내용 STEAM Science Technology Art 미술 실생활에 필요한 디자인, 에코 디자인 과학 물리 [힘과 운동] - 관성, 원심력 물리 [전자기력] - 전동기의 원리 수업 지도의 필요성 및 개관 ∙아이디어 상품처럼 수업에 흥미를 불러일으킬 수 있는 요소를 첨가해서 ‘물리’라는 과 목에 좀 더 쉽게 접근할 수 있도록 돕는다. 배운 것을 바탕으로 아이들 스스로 자신만의 디자인하게 해봄으로써 창의성과 독창성을 기를 수 있다. 또한 적정기술에 대해 배우면서 ‘사람’을 위한 디자인에 대해 생각하게 하고 이 과정을 통해 인격형성에 도움을 준다. STEAM 학습목표 ∙아이디어 상품 속에서 과학적 원리를 도출해낼 수 있다. ∙적정기술에 대해 이해하고 적정기술이 적용된 미니 세탁기를 디자인할 수 있다. ∙궁극적으로 Science, Technology, Art가 모두 융합된 작품을 제작할 수 있다. STEAM 관련 영역 ∙Science - Physics ∙Technology – Appropriate Technology ∙Art - Design 교수학습 개요 차시 학습단계 주요학습내용 학습활동 부분 적용 모형 1차시 흥미유발 생활 속 기발한 아이디어 상품에 대한 소개 창의적 사고 의견교류 및 원리파악 회전 관성에 대해 알아보기 -모둠을 구성하고 어떤 원리가 이용 되었는지 조원들과 토의 -실제로 사용된 원 리에 대해 학습 토의학습, 수업 전동기의 원리에 대해 알아보기 사고의 확장 배운 것을 토대로 자신만의 아이디어 상품 디자인 원리적용 설계, 디자인 2차시 연상 앞서 배운 두 원리가 적용 된 세탁기 연상하기 세탁기의 원리에 대한 이해 제작 건전지를 동력으로 하는 미니세탁기 제작 모형 제작 제작 3차시 동기유발 아프리카 빈곤 국가의 수동 세탁기 소개 다른 곳에서의 적용 에코 디자인 사고의 확장 대체 에너지 태양 전지의 원리 연료 전지의 원리 작품제작 대체 에너지를 이용한 친환 경 미니 세탁기 만들기 학습한 원리 적용 창의적 디자인 조별활동 교수학습 방법 문제 기반 학습, 탐구학습, 체험학습, 창의적 산출물 제작학습, 협력학습 1) 프로그램 구성

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Page 1: 미사교 프로그램 계획안

항목 내용

제 목 친환경 미니 세탁기 만들기 대 상학 년

초 중 고1학년

관련단원

과목명 단 원 내용STEAM

Science Technology Art미술 실생활에 필요한 디자인, 에코 디자인

과학물리 [힘과 운동] - 관성, 원심력물리 [전자기력] - 전동기의 원리

수업 지도의

필요성 및 개관

∙아이디어 상품처럼 수업에 흥미를 불러일으킬 수 있는 요소를 첨가해서 ‘물리’라는 과목에 좀 더 쉽게 접근할 수 있도록 돕는다. 배운 것을 바탕으로 아이들 스스로 자신만의 디자인하게 해봄으로써 창의성과 독창성을 기를 수 있다. 또한 적정기술에 대해 배우면서 ‘사람’을 위한 디자인에 대해 생각하게 하고 이 과정을 통해 인격형성에 도움을 준다.

STEAM학습목표

∙아이디어 상품 속에서 과학적 원리를 도출해낼 수 있다.∙적정기술에 대해 이해하고 적정기술이 적용된 미니 세탁기를 디자인할 수 있다.∙궁극적으로 Science, Technology, Art가 모두 융합된 작품을 제작할 수 있다.

STEAM 관련 영역

∙Science - Physics∙Technology – Appropriate Technology∙Art - Design

교수학습개요

차시 학습단계 주요학습내용 학습활동 부분 적용 모형

1차시

흥미유발 생활 속 기발한 아이디어 상품에 대한 소개 창의적 사고

의견교류 및 원리파악

회전 관성에 대해 알아보기-모둠을 구성하고 어떤 원리가 이용되었는지 조원들과 토의-실제로 사용된 원리에 대해 학습

토의학습,수업전동기의 원리에 대해

알아보기

사고의 확장 배운 것을 토대로 자신만의 아이디어 상품 디자인 원리적용 설계, 디자인

2차시연상 앞서 배운 두 원리가 적용

된 세탁기 연상하기세탁기의 원리에

대한 이해

제작 건전지를 동력으로 하는 미니세탁기 제작 모형 제작 제작

3차시

동기유발 아프리카 빈곤 국가의 수동 세탁기 소개

다른 곳에서의 적용 에코 디자인

사고의 확장 대체 에너지 태양 전지의 원리연료 전지의 원리

작품제작 대체 에너지를 이용한 친환경 미니 세탁기 만들기

학습한 원리 적용창의적 디자인 조별활동

교수학습 방법 문제 기반 학습, 탐구학습, 체험학습, 창의적 산출물 제작학습, 협력학습

1) 프로그램 구성

Page 2: 미사교 프로그램 계획안

주제 아이디어 상품 속 물리 원리를 이용한 자신만의 아이디어 상품 만들기

목표 아이디어 상품 속에 숨어 있는 물리 원리들에 대해 이해하고 그 원리들을 적용한 자신만의 아이디어 상품을 상상해볼 수 있다.

학습 방법 문제 기반 학습, 탐구학습 학습 공간 교실

학습 자료 Self stirring mug, 증강현실 프로젝터, 전동기 실험 , 디자인 활동지

단계 과정 교수학습활동 STEAM요소

수업자료 및 유의점

도입

흥미유발

학습목표제시

학습 동기 유발

-신기한 아이디어 상품을 보여줌으로써 학생들의 흥미를 유발하고 ‘물리’라는 과목에 대해 거부감 없이 좀 더 쉽게 접근할 수 있도록 돕는다.

지도상의 유의점:1.원리에 대한 설명을 해주지 않고 학생들 스스로 만져보며 탐구하게 한다. 어떤 원리가 사용되었을지 생각해보도록 하면서 창의적 사고를 돕는다.2.정확한 용어를 구사하지 않아도 된다는 것을 인지시켜주고 학생들 스스로 생각하는 바를 정리해서 적어보도록 한다.

■ 학습 목표 제시 -전체적인 수업 개요 간략히 설명■ 수행 평가 기준 제시

Art&

Science

self-stirring mug,

활동지

전개

학습주제탐색활동

■학습 주제 탐색 활동 -학생 스스로 어떤 원리가 사용되었는지 생각하는 과정에서 1차적인 학습이 이루어질 수 있다. -앞으로 무엇을 배울 것인지 예상하는 과정에서 학습에 대한 흥미를 유도할 수 있다.

활동지

2) 교수·학습과정(안) >1차시

Page 3: 미사교 프로그램 계획안

탐구활동

전동기의 원리 관성의 법칙 버튼을 누르면 전기가 통하면서 전동기가 작동한다. 전동기와 부착되어있는 컵의 내부가 회전한다.

전동기: 전기 에너지를 전자 유도 현상을 이용하여 기계적 에너지인 회전 운동으로 바꾸는 기계 장치, 즉 전기를 이용하여 동력을 만드는 기계. 일반적으로 모터라고 함.[네이버 지식백과] 전동기 [電動機] (Basic 중학생을 위한 기술·가정 용어사전, 2007.8.10, (주)신원문화사)

전동기의 원리:

위 그림과 같이 전류가

정지해있던 컵 속의 내용물이 컵의 내부가 돌자 따라 돌기 시작한다.(관성, 원심력)

관성: 모든 물체는 자신의 운동 상태를 그대로 유지하려는 성질이 있다. 정지한 물체는 계속 정지해 있으려 하고, 운동하는 물체는 원래의 속력과 방향을 그대로 유지하려는 성질. 회전관성:  회전축을 중심으로 회전하는 물체가 계속해서 회전을 지속하려고 하는 성질.

[네이버 지식백과] 관성 [inertia, 慣性] (두

-학습 주제 탐색과 설정에 대한 학습자들의 자발적인 참여를 이끌어 낼 수 있다.

■모둠별 토의활동 -모둠별로 모여 토의하면서 ‘Self stirring mug’에 어떤 원리가 사용되었는지 자유롭게 의견을 공유하는 시간을 갖는다.■원리에 대한 이해 -‘Self stirring mug’ 컵 속의 액체가 움직이는 이유가 건전지에 의해 돌아가는 모터로 내부의 회전력이 생기기 때문이라는 답을 명확하게 제시해준다. 또한 이런 내부의 회전력이 생기는 이유인 관성과 전동기의 원리에 대해 알아보는 시간을 갖는다.

<<몇 가지 과학적 원리>>

Art&

Science

PPT

미디어(사진

및 동영상)

증강현실프로젝터

전동기실험장치

(자석,코일,전선,

건전지)

Page 4: 미사교 프로그램 계획안

흐를 때, A-B 도선은 아래쪽으로, C-D 도선은 위쪽으로 힘을 받아 반시계 방향으로 회전을 하게 된다. 정류자에 의해 전류가 흐르지 않을 때는 관성에 의해 계속 같은 방향으로 돈다. 전동기의 회전 속력은 자기장이 셀수록, 전류의 세기가 셀수록 빠르고, 회전 방향의 변화는 자석의 극이나, 전류의 흐르는 방향을 바꿔주면 된다.[네이버 지식백과] 전동기의 원리 (Basic 중학생을 위한 과학 용어사전, 2007.2.7, (주)신원문화사)

산백과)

<<추가적인 설명>> 구심력: 물체가 원 궤도를 따라 운동할 수 있게 중심 쪽으로 당겨 주는 힘을 말한다. 원심력: 구심력과 반대되는 힘으로 원 운동하는 물체가 중심 밖으로 나가려는 힘. 그러나 실제로 원심력이란 어떤 힘이 존재하는 것이 아니라 관성에 의한 효과의 일종일 뿐이다. [네이버 지식백과] 원심력 (Basic 중학생이 알아야 할 사회· 과학상식, 2007.2.20, (주)신원문화사)

적용 디자인설계

■문제 기반 학습 -앞서 배운 두 가지 원리를 이용해서 학생들에게 ‘나라면 어떤 상품을 만들 수 있을까?’ 생각해보게 하는 질문을 던진다.지도상의 유의점:1.형식은 자유롭다. 아이디어 상품이 되어도 좋고 장난감이 되어도 좋고 무엇이 되든 상관없다. 단지 앞서 배운 두 가지 원리가 모두 포함되게 디자인 하면 된다.■사고의 확장 -자유로운 사고가 가능한 시간이다. 앞에서 배운 두 가지 원리를 이용하여 자신만의 창의적인 아이디어 상품을 개발해보도록 한다. 이 과정을 통해 앞서 배운 원리에 대해 충분한 이해를 할 수 있고 그 지식을 스스로 구조화 시키고 응용함으로써 창의성을 기를 수 있게 된다.

Art&

Science

Page 5: 미사교 프로그램 계획안

주제 세탁기 작동원리 이해하기

목표 ‘Self stirring mug’를 통해 비슷한 원리가 이용된 세탁기를 연상할 수 있고 그 작동원리를 파악할 수 있다.

학습 방법 관찰, 체험학습 학습 공간 교실학습 자료 증강 현실 프로젝터, 사발2개, 방수 전동기, 건전지, 전선, 스위치

단계 과정 교수학습활동 STEAM요소

수업자료 및 유의점

도입 연상관찰

■ 연상 -지난 시간에 배웠던 전동기의 원리와 관성의 법칙을 증강현실, 3D를 통해 가시적으로 보여주며 상기시켜준다. -두 가지 원리로부터 세탁기를 연상할 수 있도록 돕는다.

지도상의 유의점:1.지난 시간 학습자들이 고안해낸 아이디어에 대해 학급학생들과 공유하는 시간을 갖는다.2.계속되는 질문을 통해 사고를 확장시키고 학습자들의 창의적인 대답을 이끌어낸다.3.학습자들이 스스로 세탁기를 생각해낼 수 있게 유도한다.4. 마지막으로 ‘self stirring mug'에 작은 천을 넣고 돌리는 것을 보여주며 세탁기를 연상할 수 있게 한다.

Art&

Science

PPT

미디어(사진

및 동영상)

증강현실프로젝터

>2차시

Page 6: 미사교 프로그램 계획안

학습목표제시

■ 관찰 -증강현실을 통해 세탁기 내부를 3D로 관찰한다. 세탁기 속 모터가 돌고 그 힘에 의해 내부에 회전력이 생기는 과정을 시뮬레이션으로 보여주면서 이론을 시각화시킨다.

■ 적용 -선풍기의 모터를 재활용하여 세탁기를 만드는 법을 소개하여 학생들의 흥미를 유도한다. 이렇게 할 때의 한계점 또한 꼭 언급해준다.

한계점 : 선풍기의 모터는 화재 위험성이 있다.

■ 실험 예시 -미니 세탁기를 만들기에 앞서 예시를 들어 제작과정을 간략히 설명한다.

전개 제작

■ 모둠별로 미니세탁기 만들기

-건전지를 동력으로 하는 미니세탁기 제작 신성사인언스 몰

지도상의 유의점:1. 전동기위에 올릴 그릇의 모양은 팀 스스로 결정할 수 있게 한다. 무엇이든 상관없다. 이 과정을 통해 어떻게 해야 가장 효율적인 세탁기를 디자인할 수 있을지 학생들 스스로 알게 된다. 모두 작동이 되는지 확인하고 다음 차시로 넘어간다.

Page 7: 미사교 프로그램 계획안

주제 친환경 미니 세탁기 만들기

목표 적정기술에 대해 이해하고 다양한 디자인의 친환경 미니 세탁기를 제작할 수 있다.

학습 방법문제 기반 학습, 체험학습, 창의적 산출물 제작학습,

협력학습학습 공간 교실

학습 자료 PPT 미디어 (사진 및 동영상), 태양전지판 키트, 연료전지 키트, 미니 세탁기 제작 관련 소도구

단계 과정 교수학습활동 STEAM요소

수업자료 및 유의점

도입

학습목표에대한이해

■동기유발 -아프리카 빈곤 국가의 수동 세탁기 소개

-전기가 부족한 빈곤 국가에서 페달을 밟아 회전력을 만들어 전기 없이 세탁뿐만 아니라 탈수까지 할 수 있는 에코디자인이 있다는 것을 알려준다. (같은 원리가 적용된 사례)

Art&

Technology&

Science

PPT 미디어

(사진 및 동영상)

>3차시

Page 8: 미사교 프로그램 계획안

적정기술에대한이해

<< 수동세탁기에 대한 부가적인 설명>>

수동 세탁기의 장점은 전기가 없어도 세탁이 가능하다는 점이다. 현지 사정을 고려하여 제품을 만들기 위한 모든 부품은 어디서나 구 할 수 있는 소재를 활용했다. 동그란 양동이와 끈, 그리고 오래된 워터 파이프, 네오프렌 고무가 전부이다. 이는 모두 현지에서 20 달러 미만에 구하거나 재활용을 통해 조달할 수 있는 소재들이다. 모든 부속품들은 위에서 언급한 5갤런(gallon) 양동이 안에 들어갈 수 있도록 고안되어 이동 시 편의 또한 고려하였다. 이렇게 탄생한 수동 세탁기 Up-stream, 따로 전기가 필요 없으며 사용자가 그저 양동이 안에 옷과 약간의 물과 세제를 넣고 양동이에 연결 된 끈을 자전거를 운행하듯이 밟으면 회전에 의해 세탁이 가능하다. 탈수도 이와 같은 원리로 가능하다. 마지막에는 끈을 풀어 잡아당기면 빠른 회전으로 탈수 효과는 배가 된다.

■사람을 위한 디자인

-이전 단계에서 조금 확장된 사고를 유도하여 빈곤 국가의 노동력을 줄이기 위한 방법에 대해 생각해보게 한다. -수동세탁기가 빈곤 국가의 노동력을 줄이기 위한 혁신적인 디자인이긴 하지만 그들에게 좀 더 나은, 좀 더 편한 생활을 가능하게 하기 위한 대안으로 무엇이 있으면 좋을지 생각해보게 한다.

지도상의 유의점:1. 보다 더 창의적인 대안이 나올 수 있다는 가능성을 열어둔다. 학생들에게서 또 다른 좋은 대안이 제시된다면 적극적으로 수용하고 그 의견을 발전시켜준다.

-수업 예시로써 태양전기판과 연료전지를 통해 전기를 생산하는 것도 그들의 노동력을 줄일 수 있는 좋은 친환경 대체에너지가 될 수 있다는 점을 가르친다. -태양전기판과 연료전지를 통해 전기를 생산하는 원리를 설명한다.

지도상의 유의점:1. 교과과정이 아니므로 사진이나 영상을 통하여 최대한 쉽고 간략하게 설명해준다.

Art&

Technology&

Science

PPT 미디어

(사진 및 동영상)

Page 9: 미사교 프로그램 계획안

대체에너지원리에대한이해

<<대체에너지>>

- 태양전지의 원리:

PPT 미디어

(사진 및 동영상)

Page 10: 미사교 프로그램 계획안

대체에너지원리에대한이해

- 연료전지의 원리:

Page 11: 미사교 프로그램 계획안

대체에너지장단점파악

-대체에너지의 장단점을 각각 설명해주고 미니세탁기에 쓸 동력을 직접 고르게 한다. ▸태양전지의 장단점: 태양 에너지를 전기 에너지로 변환할 목적으로 제작된 광전지로, 태양으로부터 생성된 빛에너지를 전기 에너지로 바꾸는 반도체 소자이다. 태양 전지에 빛을 비추면 빛에너지(광자)에 의하여 전자와 정공이 생긴다. p형 반도체에서 빛(광자)에 의하여 생성된 전자와 정공으로 인하여 형성된 밀도차는 전자의 경우에 더욱 급격한 변화를 겪고, n형 반도체에서는 이와 반대되는 현상이 생길 것이다. 이러한 밀도차에 의하여 전류가 흐른다. 태양 전지는 액체가 없고 부식성 화학 물질이 사용되지 않으며, 햇빛만 있으면 무한히 전기를 생산할 수 있는 장점이 있지만 아직 효율이 낮고 큰 집열 면적이 필요하며, 재료비가 비싸다는 단점이 있다. 태양광 시설로 초기 설치비용은 결코 저렴하지는 않다고 한다. 그러나 한번 설치한 뒤에는 지속적으로 활용할 수 있고 무엇보다 전력 시설이 없는 지역에서 활용하기에 경제적이다.

▸연료전지의 장단점: 최근 들어 미래의 에너지 문제와 공해 문제를 한꺼번에 해결할 수 있는 대안으로 연료 전지를 꼽고 있다. 연료 전지의 기본 원리는 전기를 이용해 물을 수소와 산소로 분해하는 것을 역이용하여 수소와 산소에서 전기 에너지를 얻는 것이다. 연료 전지는 중간에 발전기와 같은 장치를 사용하지 않고, 수소와 산소의 반응에 의해 전기를 직접 생산하기 때문에 발전 효율이 매우 높다. 발전 장치의 규모가 크지 않아도 되기 때문에 소규모로 여러 곳에 설치해서 송전 비용도 줄일 수 있다. 뿐만 아니라 사용 원료가 고갈될 염려도 없고, 전기를 생산한 후 발생하는 물질이 물뿐이므로 공해도 전혀 일으키지 않는다. 이렇게 장점이 많기 때문에 연료 전지는 초기에 자동차나 인공위성 등 이동용 장치의 독립 전원으로 개발되기 시작하였으며, 최근에는 대체 에너지원으로 사용하기 위한 대형 시스템이 개발되고 있다. 아직도 연료 전지가 실용화되려면 해결해야 할 문제점이 많지만, 미래의 에너지 문제를 해결하고 에너지 생산에 뒤따르는 환경 문제를 일으키지 않는다는 점이 연료 전지의 미래를 밝게 하고 있다.

Page 12: 미사교 프로그램 계획안

전개 디자인설계

■작품제작 -배운 것을 바탕으로 모두 종합하여 조별로 한 가지 산출물을 제작하게 한다. -학습한 원리를 적용하여 친환경 미니 세탁기를 디자인하고 제작하게 함으로써 창의성을 기를 수 있다. -협력활동을 통해 협동심을 키울 수 있다.

<<제작순서>>1. 모둠으로 모여 태양전지판 키트와 연료전지 키트 중 하나를 선택하여 각 조의 특색에 맞게 미니세탁기를 디자인 도안을 그리기.

-태양전지판 키트-

-연료전지 키트-

디자인용지

태양전지판 키트.연료전지

키트

Page 13: 미사교 프로그램 계획안

제작

2. 보다 더 효율적이고 시각적으로 아름다운 세탁기 디자인.

3. 태양전기 키트나 연료전지 키트를 이용하여 전력장치를 만들도록 하고 그것을 앞서 만들었던 세탁기의 모터에 연결하여 친환경 미니 세탁기를 완성.

※ 활동지 뒤에 첨부.

소도구(조 마다원하는재료를

사용할 수있다.)

Page 14: 미사교 프로그램 계획안

정리

감상

평가

■ 작품 발표 - 각 모둠별로 제작한 작품을 발표한다. - 왜 이런 디자인을 선택했는지 이유를 반드시 언급하도록 한다.

예시1)

예시2)

제작된산출물

Page 15: 미사교 프로그램 계획안

예시3)

■ 상호 평가 -자신이 속한 조를 제외하고 가장 참신하고 미적으로 아름답게 미니 세탁기를 제작한 조에 투표하도록 한다. -결과에 따라 적절한 보상을 제공한다.

Page 16: 미사교 프로그램 계획안

3) 활동지

자동으로 저어주는 컵을 이리저리 잘 살펴보았나요? 그럼 다음 질문에 대답해봅시다.1. 자동으로 저어주는 컵 속에 사용된 원리는 무엇일까요?

(정답이 아니어도 좋으니 자유롭게 생각해봅시다.)

2. ( )원리와 ( )원리를 이용해서 나라면 어떤 아이디어 상품을 만들 수 있을지 생각해보고 아래의 공간에 그려주세요.

학습지 1차시 Self stirring cup속의 원리를 찾아서! ( )학년 ( )반 이름( )

Page 17: 미사교 프로그램 계획안

1. 우리 조는 [ 태양전지판 / 연료전지 ] 키트를 이용해서 미니 세탁기를 만들고 싶다.

2. 그 이유는?

3. 우리 조가 만들 미니 세탁기 도안 그리기

4. 우리조가 이런 디자인을 선택한 이유?

학습지 3차시 우리만의 미니 세탁기 ( )학년 ( )반 ( )모둠 이름( )

Page 18: 미사교 프로그램 계획안

출처

☑ Up-stream 이 개발한 수동세탁기 (Provisional Patent with Philadelphia University No. 61/620,197)

> 홈페이지 주소 : http://eliotcoven.wix.com/dev-world-laundry#!how_it_works/cehp > 간접 인용 : http://navercast.naver.com/contents.nhn?rid=192&contents_id=33678

4) 참고자료 및 추가설명자료

Page 19: 미사교 프로그램 계획안

☑ 적정기술 ( Appropriate Technology)

적정기술은 큰 자본이 필요하지 않고 간단한 기술을 이용하는 것으로, 편리하고 화려한 신기술을 사용할 형편이 되지 않는 빈곤국가의 사람들을 위해 연구된다. 우리나라에는 2006년 5월 경남 산청군에 대안기술센터가 건립돼 적정기술을 연구하고 있다. 적정기술의 대표적인 예인 자전거 차체와 드럼통을 결합한 자전거 세탁기는 저개발국가 여성이나 아이들이 빨래하는 데 들이는 수고를 줄여주고 있다.

출처 : [네이버 지식백과] 적정기술 [適正技術, appropriate technology] (시사상식사전, 박문각)

☑ 물이 적게 드는 세탁기

세탁기는 펄세이터식, 아지테이터식, 드럼식 이외에도 기계적 충격으로 진동판을 진동시키는 진동식 세탁기, 전기적으로 진동자를 발진시키는 초음파세탁기, 고압펌프를 이용한 수압식 세탁기 등이 있으며, 세탁소에서 사용되는 드라이클리닝용 세탁기가 있다. 드라이클리닝용 세탁기는 보통의 세탁기와는 달리 물을 사용하지 않고 드라이클리닝용으로 만들어진 석유계 용제나 과클로로에틸렌 등을 이용하여 세척을 하므로 건식세탁기로 구분된다. 물세탁 시 의복의 형태가 손상 및 변형되기 쉬운 모직물이나 견직물 제품에 주로 이용된다. 세탁소에서 사용하는 드라이클리닝용 세탁기 이외에 물이 매우 적게 드는 세탁기는 없을까? 이 세탁기가 바로 스팀세탁기이다. 고농도의 세제수와 98℃ 고온의 스팀(수증기)을 분사해 세제수로 세탁물을 적시고 스팀으로 때를 불려 깨끗이 세탁할 수 있다. 즉 스팀과 열풍만으로 구김과 냄새를 제거할 수 있다. 이 세탁 방식은 스팀을 이용해 세탁력이 향상될 뿐만 아니라 물과 전기가 많이 절약된다고 한다. 세탁을 물로만 하는 것이 아니라 스팀으로도 할 수 있어 물 절약, 전기절약 등 에너지 절약에 큰 역할을 할 수 있다. 또한, 최근에는 무세제 세탁기가 등장하고 있다. 무세제 세탁기의 원리는 물을 전기분해하여 물의 성질을 변화시킨다. 물에 전해질 탄산나트륨을 넣으면 물이 전기분해되어 물보다 작은 이온들이 생성되어 이 이온들이 오염물질을 분해하거나 살균하여 세탁이 된다. 세제를 사용하지 않아 환경보호에 안성맞춤이다.

참고문헌 : 김형자, [과학에 둘러싸인 하루],(살림출판사, 2008), 일본화학회, [일상생활에서 과학을 보다],(한티미디어, 2009) ☑ 태양전지, 수소연료 키트 http://www.happyschool.biz/shop/main/index.php

☑ Self stirring mug 사진 및 후기 http://blog.naver.com/88smc?Redirect=Log&logNo=50181824046

Page 20: 미사교 프로그램 계획안

평가영역 평가기준평정

우수 보통 미흡5 4 3 2 1 0

구조와 기능

1. 아이디어 상품(Self stirring mug)을 관찰하고, 이것이 어떤 원리로 작동하는지 이해하였는가?

2. 세탁기의 내부를 관찰하고, 그 구조와 기능을 이해하였는가?

3. 아이디어 상품과 세탁기에 동일하게 적용되는 원리가 무엇인지 말할 수 있는가?

4. 각 구조의 어느 부분에서 회전관성과 전동기의 원리가 적용되는지 설명할 수 있는가?

5. 이와 비슷한 원리로 작동하는 다른 물품의 예시를 들 수 있는가?

6. 미니 세탁기 제작 시 전기 대신 태양 전지판을 이용했을 때의 장단점을 이해하고, 그 원리를 설명할 수 있는가?

5) 평가

1. 채점시 주의점 구조와 기능 영역에서는 학생들의 이해능력 등을 평가하고, 시연 및 시각화 영역에서 완성도와 이해도를 바탕으로 실제 적용능력과 시각화, 시연 능력 등을 평가한다. 디자인의 평가 영역에서 주의해야 할 점은 교사는 단순히 상중하의 평정으로 예술적 감성을 평가해서는 안 된다는 점이다. 이는 학생들의 미적 공감도와 이해도를 이해하는 자료로서 활용하여, 예술적 감성을 높일 수 있는 방향으로의 수업을 계획해야 한다. 또한 협력 및 참여도에서는 학생 본인이 배운 바를 바탕으로 적극적으로 참여할 줄 아는 적극성, 의견 전달 능력과 타인과 협력하여 수행할 줄 아는 협력심, 단합심 등을 평가한다.

[김성원(2012), STEAM교육의 이론과 실제] 참고

2. 평가 지표

Page 21: 미사교 프로그램 계획안

시연 및 시각화

7. 배운 원리를 바탕으로 미니 세탁기 제작을 완성하였는가?

8. 제작 시 주의해야 할 점과 한계점을 알고 진행하였는가?

9. 완성된 미니 세탁기가 제대로 작동하였는가?

10. 미니 세탁기의 각 요소들이 어떤 기능을 하는지 설명할 수 있는가?

디자인

11. 자신만의 생각으로 미니 세탁기의 형태와 디자인을 완성하였는가?

12. 미니 세탁기의 형태가 세탁기로서의 기능을 효율적으로 할 수 있도록 디자인 되었는가?

13. 완성된 디자인은 시각적으로 아름답게 제작되었는가?

14. 기능뿐만 아니라 디자인도 기기에 중요한 역할을 한다는 것을 이해하였는가?

15. 어떤 디자인이 세탁기로서의 기능에 적합한지 이해하고 설명할 수 있는가?

협력 및 참여도

16. 조원으로서 제작에 적극적으로 참여하였는가?

17. 조원들이 모두 협력하여 제작을 완성하였는가?

18. 조원들 모두 미니 세탁기의 원리를 알고 이를 바탕으로 제작하였는가?

Page 22: 미사교 프로그램 계획안

19. 제작 과정에서 다른 조원의 의견을 수용하고, 자신의 의견을 자신 있게 전달할 수 있었는가?

20. 팀별 토론 및 제작 과정은 효과적인 실습에 도움이 되었는가?