3D 디자인 소프트웨어 기반 초등 심화 사사 교육 프로그램 경북대학교 과학영재교육원 2024 경북대학교 과학영재교육원 프로그램 1 프로그램 개요 초등학교 3D 디자인 소프트웨어 기반 사사 교육 프로그램 : 5-6학년 설계 기반의 실생활 문제해결 프로젝트 1. 프로그램 소개 2022 개정 교육과정은 미래형 교육과정이라는 별칭에 맞춰 다양한 새로운 역량이 강조되고 있 으며, 최근 급격한 디지털 전환을 고려한 교육이 주목받고 있다(교육부, 2022). 이 프로그램은 이 러한 교육적 변화를 반영하여 과학 영재교육에 3D 디자인 소프트웨어를 활용한 메이커 교육 (M aker Education)을 융합하여 개발되었다. 3D 디자인 소프트웨어 활용에 익숙하지 않은 학생 들까지를 대상으로 교육을 실시하기 위해 프로그램은 4개의 단계로 구성되었다. 프로그램의 1단계는 3D 모델링을 수행할 수 있는 전문 디자인 소프트웨어를 사용할 수 있도록 기본적인 기능에 대해 알아보는 단계이다. 학생들이 문제해결 과정에서 필요한 기능을 다시 반복 해서 학습할 수 있도록 동영상 강의로 제작되었다. 1단계 교육은 교육 기간 동안 학습관리시스템 을 통해 온라인으로 상시 운영하였고 학생들의 학습을 보조할 수 있도록 하였다. 2단계에서는 3D 모델링 소프트웨어에 대한 실습을 대면 수업으로 진행하였고, 소프트웨어 활 용에 익숙해지는 단계이다. 준비된 예시와 실습 도면을 바탕으로 직접 3D 디자인을 모둠별로 수 행하고 최종 완성이 진행될 때까지 모둠원 및 강의자와의 상호작용을 통해 문제 상황을 해결할 수 있도록 구성하였다. 3단계와 4단계는 초등 과학영재 사사 교육을 수행하는 단계이다. 설계 기반 융합교육 모형인 ADBA 모형(이효녕 외, 2014)의 분석(Analysis) - 설계(Design) - 제작(Build) - 평가 (Assessm ent) 단계를 적용하여 과학적 문제해결을 수행할 수 있는 주제 및 상황을 제시하고 공 학적 설계를 바탕으로 문제해결을 경험할 수 있도록 제시하였다. 이때 공학적 설계 과정에서 3D 모델링 소프트웨어를 활용할 수 있도록 교육 및 안내를 실시하였다. 학생들의 문제해결 활동의 최 종 산출물에 대해서는 결과 발표회를 기획하고 운영하여 학생들 사이의 추가적인 상호작용이 이 루어질 수 있도록 하였다. 3D 디자인 소프트웨어를 활용한 문제해결 프로젝트 사사 교육 프로그램 (40차시) 1단계(14차시) 3D 디자인 소프트웨어 온라인 학습 ⇨ 2단계(12차시) 3D 디자인 소프트웨어 대면 실습 ⇨ 3단계(12차시) 문제 해결 프로젝트 사사 교육 활동 ⇨ 4단계(2차시) 사사 교육 활동 결과 발표회 3 2024 경북대학교 과학영재교육원 프로그램 2. 프로그램 개요 구분(단계) 초등 심화(사사) 분야 과학, 실과, 정보 개발 차시 40차시 과학과 나의 진로 (과학) 관련 초등 과학, 교육과정 실과(기술⋅가정)/정보 기술적 문제해결과 혁신 영역 디지털 사회와 인공지능 소프트웨어 활용 문제 해결 과정 • 3D 디자인 소프트웨어를 활용하여 자신이 원하는 3차원 모형을 디자인 하고, 문제 상 프로그램 목표 황을 해결할 수 있다. • 3D 활용 능력을 바탕으로 사사 교육 활동을 수행하여, 과학적 문제해결을 위한 창의적 인 산출물을 도출하고 협력과 공유의 가치를 이해할 수 있다. 3. 프로그램 차시별 내용 차시 주요 활동/내용 1단계: 3D 디자인 소프트웨어 온라인 학습 1~14 컴퓨터, • 영상 강의 및 예제를 활용한 자체 실습 수행 (반복 수행) 인터넷 • 3D 디자인 소트프웨어를 활용한 모둠활동을 수행 • 모둠원 및 강의자와의 상호작용을 통한 3D 디자인 소프트웨어 심화 학습 3단계: 문제해결 사사 프로젝트 활동 27~38 개인 • 3D 디자인 소프트웨어 설치 및 기본 사용방법에 대한 온라인 강의 학습 2단계: 3D 디자인 소프트웨어 현장 실습 15~26 준비물 • ADBA 모델을 적용한 과학적 문제해결 모둠 활동을 수행 • 융합교육의 측면에서 공학적 설계 도구로 3D 모델링 소프트웨어를 활 용할 수 있는 탐구 주제 및 실생활 관련 문제해결 프로젝트 진행 개인 노트북 또는 컴퓨터실 개인 노트북 또는 컴퓨터실 4단계: 사사 교육 결과물(산출물)에 대한 결과 발표회 • 모둠 및 개인 산출물에 대한 결과 발표 및 공유를 통해 작품을 창의적으 39~40 로 발전시킬 수 있는 기회를 제공 • 결과 평가를 통한 시상식으로 학습 동기 및 성취, 감성적 체험이 가능하 도록 안내 4 행사 공간 2024 경북대학교 과학영재교육원 프로그램 2 차시별 교수· 학습 지도안 기술적 문제해결과 혁신 초등 관련 교과 실과(기술⋅가정)/ 영역 정보 디지털 사회와 수업 차시 인공지능 (해당/전체) 1~14 / 40 알고리즘과 프로그래밍 학습 목표 핵심 역량 3D 디자인 소프트웨어 활용 방법을 학습하여 자신이 원하는 디자인을 완성할 수 있다. □ 창의적 문제해결 능력 □ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 □ 학문적 개념의 통합적 활용 □ ✓ 융합 및 응용 능력 □ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 □ ✓ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 □ ✓ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 수업단계 ) □ ✓ 설명식 교수 □ 토의·토론 학습 □ 협력 학습 □ 탐구 학습 □ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ ✓ 기타( 플립드 러닝, 자기주도학습 ) 교수⋅학습 활동 수업자료 및 유의점 3D 디자인 소프트웨어 온라인 학습 기초: 4차시 • 1차시 – 소프트웨어를 다운로드하고 설치하는 과정을 소개하고, 예제 파 일을 열어 3차원 공간을 조작하는 방법에 대한 설명 및 실습 도입 및 기초 (4차시) • 2-3차시 – 3차원 공간에서 2차원 스케치를 작성하는 방법과, 치수 및 관 계를 활용한 2차원 스케치 정교화 방법에 대한 설명 및 실습 • 4차시 – 기본 아이콘과 2차원 스케치를 활용해 3차원 모형을 생성하는 방법, 기둥형 3차원 모형과 회전형 3차원 모형에 대한 설명 및 실습 동영상 강의, 예제 활용 실습 • 차시별 준비된 온라인 동영상 강의를 시청하고, 예제를 활용해 직접 기 능을 수행해 익숙해질 수 있도록 충분한 강의 이수 기간을 제시하여 자 기주도학습이 가능하도록 진행 5 2024 경북대학교 과학영재교육원 프로그램 3D 디자인 소프트웨어 온라인 학습 전문: 6차시 • 5~7차시 – 3차원 모형을 수정, 편집하는 다양한 방법과, 독특한 형상의 3차원 모형을 설계하는 방법, 가상의 3차원 형상에 재질, 색상을 부여해 꾸며보고 분석하는 방법에 대한 설명 및 실습 • 8~9차시 – 가상의 3차원 공간에서 디자인된 3차원 형상을 조립하거나 전문 (6차시) 시뮬레이션 동작을 실행할 수 있는 어셈블리 환경에 대한 이해, 영상 제 작 등의 추가 기능에 대한 설명 및 실습 • 10차시 – 키샷 소프트웨어를 활용해 가상의 디자인을 실제처럼 보여주 동영상 강의, 예제 활용 실습 는 사진 및 영상을 생성하는 방법과 3D 프린팅을 활용하기 위한 저장과 공유 방법에 대한 설명 및 실습 • 차시별 준비된 온라인 동영상 강의를 시청하고, 예제를 활용해 직접 기 능을 수행해 익숙해질 수 있도록 충분한 강의 이수 기간을 제시하여 자 기주도학습이 가능하도록 진행 3D 디자인 소프트웨어 온라인 학습 심화: 4차시 • 11~12차시 – 실제 산업현장에서 3D 디자인 소프트웨어를 활용하는 방 법과 도면을 사용해 설계, 디자인 하는 방법, 공학적 설계과정에서 문제 를 해결하는 방법에 대한 설명 및 실습 • 13차시 – 도면 및 3차원 설계의 다양한 기능들을 활용하여 수학의 기하 심화 (4차시) 학적 문제를 해결하는 심화 과정에 대한 소개 • 14차시 – 3차원 공간에서 필요한 부분을 잘게 나누어 편리하게 편집할 수 있는 서브디비전(Subdivision) 기능을 활용한 3D 디자인에 대한 설 명 및 실습 • 차시별 준비된 온라인 동영상 강의를 시청하고, 예제를 활용해 직접 기 능을 수행해 익숙해질 수 있도록 충분한 강의 이수 기간을 제시하여 자 기주도학습이 가능하도록 진행 6 동영상 강의, 예제 활용 실습 2024 경북대학교 과학영재교육원 프로그램 3 평가 계획 및 기준안 3D 디자인 소프트웨어 기반 사사 교육 프로그램 : 프로그램 명 설계 기반의 실생활 문제해결 프로젝트 과학과 나의 진로 (과학) 기술적 문제해결과 초등 과학, 관련 교과 실과(기술⋅가정) 영역 /정보 혁신 수업 차시 디지털 사회와 (해당/전체) 40/40 인공지능 소프트웨어 활용 문제해결과정 • 3D 디자인 소프트웨어를 활용하여 자신이 원하는 3차원 모형을 디자인 하고, 문제상황 학습 목표 을 해결할 수 있다. • 3D 활용 능력을 바탕으로 사사교육 활동을 수행하여, 과학적 문제해결을 위한 창의적 인 산출물을 도출하고 협력과 공유의 가치를 이해할 수 있다. • 온라인 학습에 참여한 정도를 정량적으로 평가한다. (14차시 이수 비율) 평가 내용 • 최종 사사교육 활동 산출물에 대한 정성적 평가를 실시하고, 결과 발표회 운영 동안 학 습자들의 동료평가를 실시하여 결과를 종합하여 학생들의 성취를 판단한다. 평가 방법 학습 참여도 평가, 동료평가, 발표 및 보고서 평가 • 온라인 학습 이수 평가 (100점) - 총 14차시에 대한 이수 비율을 바탕으로 점수를 부여 이수 구분 90% 이상 90%미만 80%미만 70%미만 ~80%이상 ~70%이상 ~60%이상 90 70 50 60% 미만 평가 기준표 배점 100 0 • 사사교육 활동 산출물 평가 (100점) - 동료 학습자의 디자인 산출물 및 발표 결과에 대하여 총괄적인 의견을 바탕으로 투표 를 실시하여 득표 결과에 따라 10%의 점수를 비례 가산 (10점/100점) 12 2024 경북대학교 과학영재교육원 프로그램 - 최종 산출물에 대한 전문가 3인 이상의 평가를 바탕으로 점수를 부여 항목 주제 선정 평가 기준 과학 사사교육 활동에서 주어진 주제, 영역의 맥락을 적 절히 고려하고, 과제에 몰입하여 주제를 선정함. 배점 20 주어진 주제 상황에서 문제해결을 위한 창의적인 아이디 창의성 어를 제시하고 3D 디자인으로 구현하기 위한 방안을 협 20 의함. 3D 디자인 소프트웨어의 다양한 기능들을 활용하여 남 들과는 차별화된 산출물을 계획하고 해당 산출물을 실제 3D 디자인 역량 생성해 냄. - 재질이나 색상, 어셈블리 조립, 키샷 소프트웨어 활용, 30 영상 제작 등 다양한 추가 기능을 사용한 부분들을 종 합적으로 판단. 완성한 디자인 산출물을 다른 사람들에게 소개하기 위한 적절한 자료를 구성할 수 있음. 발표 역량 디자인 산출물 및 발표 자료를 바탕으로 다른 사람들에 20 게 효과적으로 본인의 아이디어를 설명하고 다른 사람들 에게 알릴 수 있음. 13