STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2021 틴커캐드 프로그램을 이용한 생태통로 설계 부산대학교 과학영재교육원 2021년 STEM 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 프로그램 개요 기관명 부산대학교 프로그램 틴커캐드 프로그램을 이용한 생태통로 설계 이름 주요 과목 생물 관련 단원 생태계와 상호작용 관련 과목 생명과학1 관련 단원 생물 다양성 보존 STEM 요소 S, E 지역 개발자 무분별한 개발로 인해 서식지가 단편화 되었을때의 문제점을 탐구하며, 해 주요 수업 결방안으로 생태통로를 설계한다. 생태통로 설계시 다양한 변인들을 고려 개요 하며, 이를 바탕으로 틴커캐드 프로그램을 이용하여 3D 형태로 최적의 생 태통로를 구현한다. 1차시 : 서식지 단편화로 인한 문제점 탐구 및 우리 지역의 생태통로 탐색 및 효용성 확인 차시별 주요내용 (키워드 위주) 2차시 : 생태통로에 대한 심화 탐구 및 보조시설 탐구 3차시 : 틴커캐드 프로그램에 대한 이해 4차시 : 틴커캐드 프로그램을 활용하여 3D 모델링을 통한 생태통로 설계 5차시 : 설계한 생태통로에 대한 평가 및 문제점 보안을 통해 최적의 생태 통로 설계 생명과학 생태통로 설계하기 - 생물다양성을 사수하라! 1 1. 서식지 단편화의 개념과 문제점을 인식한다. 1 2. 다양한 생태 통로의 기능과 장단점을 파악한다. 1 2 3 4 D C B A 학습 목표 1. 서식지 단편화의 개념과 문제점을 인식한다. 2. 다양한 생태 통로의 기능과 장단점을 파악한다. 준비물 서식지 파괴 관련 동영상, 서식지 단편화에 대한 개념 학습지, 생태 통로 개념에 대한 설명자료, 생태 통로 조사 결과 정리 자료. 상황제시 1. 모둠구성활동 ∙ 모둠 정하기 활동지에 나온 그림으로 4인 1모둠 정하기 2. 서식지 파괴에 대한 동영상 시청 유의사항 ∙ 모둠 정하기 파일 참고 동영상 출처 ∙ 조별로 다른 동영상 시청, 내용 요약 ∙ 서식지 파괴: ① 서식지 파괴에 따른 야생동물 멸종위기, 그에 대한 대책 동영상 https://youtu.be/QCYiaCIUG fk - 의왕 왕송호수의 두꺼비 로드킬 사례 - 안산 도심의 금개구리 보호 사례 ② 생물 다양성 감소 위기 - 농지 증가를 위한 천연림의 감소 - 그 결과 : 서식지 파괴 ➜ 생물 다양성 감소 ➜ 생물의 대멸종?? ∙ 다양성 감소 위기: https://youtu.be/o3h4DJArG vo ∙ 전염병: https://youtu.be/VYpOMXQ pcyE 인류의 멸종?? ③ 서식지 파괴와 전염병 - 서식지 파괴로 인해 병원체와 인간의 접촉이 잦아짐 - 병원체의 유전적 다양성이 증가함 부산대학교 과학영재교육원 41 4. 생명과학 ① 문제정의와 제한조건 확인 유의사항 ∙ 모둠 정하기 파일 참고 1. 서식지 단편화로 일어나는 문제점 발표 및 토의 ∙ 동영상에 나타난 서식지 단편화의 문제점 발표 - 생존 터전의 파괴, 보존의 중요성 - 서식지 파괴로 인한 생물 다양성의 감소와 멸종 가능성 - 전염병의 발생 빈도 증가 ∙ 이를 해결하는 방법에 대한 토의 - 자연 환경의 보호, 적절한 개발, 생태통로 건설 2. 서식지 단편화에 대한 보완책 - 생태통로 ∙ 생태통로란 무엇인가? (인터넷 검색) - 종류, 특징과 장단점, 위치와 이용하는 생물, 이용률 등 - 생태통로 현황 검색 서비스 이용 ∙ 생태통로 상세정보, 모니터링 결과 부분을 참고 유의사항 ∙ 생태통로 검색 서비스 https://www.nie-ecobank.kr/ wildlifecrossing/index.do 42 2021 STEM 생각교실 프로그램북 - 교사용 수업지도안 생태통로 설계하기 - 생물다양성을 사수하라! 2 3. 정보 수집(배경 연구)과 재료 탐색 1 2 3 4 D C 학습 목표 B A 준비물 생태통로 개념 학습지, 생태통 로 조사 결과지, 생태통로 설계 에 대한 환경부 고시 자료 1. 생태통로 개념을 학습한다. 2. 다양한 변인을 참고로 생태통로 유형을 결정한다. 정보 수집 재료 탐색 1. 생태통로 조사 결과지와 개념 학습지를 토대로 생태통로에 대한 개념을 정리 2. 생태통로 설계 유형을 결정 ∙ 서로 다른 3곳의 지도를 제시, 각 지역에 알맞은 생태통로를 생각 고속도로가 지나가는 곳 댐(또는 하구 둑)이 있는 곳 지방도로가 지나가는 곳 ∙ 자기 모둠이 결정한 생태통로 유형에 대한 이유, 장점, 적합성 등에 대한 토론 ∙ 자기 모둠이 설계할 생태통로를 결정함 ∙ 생태통로 결정시 연꽃기법 활용해서 토론 - 생태통로 결정시 고려할 사항 : 재료, 장소, 모양, 이용 동물, 주변상황, 보조 장치 등 ∙ 생태통로 설계시 제한사항 - 동물 종류 - 자연스럽게 숲 처럼 만드는게 필요 부산대학교 과학영재교육원 43 4. 생명과학 ① 3 4. 해결책 탐색 1 2 3 4 준비물 모델링 프로그램(TinkerCad), D C B 학습 목표 1. TinkerCAD 프로그램의 기초 사용법 배우기 2. TinkerCAD 프로그램을 사용하여 다양한 3D 물체 만들어보기 유의사항 해결책 설계 ∙ TinkerCAD 홈페이지 https://www.tinkercad.com ∙ 실습을 할 때 노트북 또는 테 블릿이 부족한 경우가 생길 수 있으므로 모둠별로 몇몇 학생이 방관자가 되지 않고 산출물 제작에 적극 참여하 도록 역할을 부여하거나 순 서를 정하여 사용할 수 있도 록 지도한다. 1. TinkerCAD 프로그램 배우기 ∙ TinkerCAD 홈페이지 학생회원 가입 ∙ TinkerCAD 프로그램 배우기 ① 동영상 강의를 통해서 배우기 - 기초 사용법 익히기 https://www.youtube.com/watch?v=cxEA4Yq3dE4 https://www.youtube.com/watch?v=FvmEAU0l8aE https://www.youtube.com/watch?v=X5_rp__lZFA ② 유인물 자료를 참조해서 배우기 2. 프로그램을 사용하여 다양한 물체를 3D로 만들어보기 44 2021 STEM 생각교실 프로그램북 - 교사용 수업지도안 A 생태통로 설계하기 - 생물다양성을 사수하라! 4 3. 정보 수집(배경 연구)과 재료 탐색 / 4. 최적화 1 2 3 4 D C B A 학습 목표 1. TinkerCAD 프로그램으로 생태통로를 설계한다. 2. 설계한 생태통로에 대한 장단점을 검토한다. 준비물 모델링 프로그램(TinkerCAD) 유의사항 해결책 설계 ∙ TinkerCAD 홈페이지 1. 자기 모둠의 생태통로를 설계 ∙ 검토해야 할 변인 : 이동할 동물 설정, 위치, 구조, 크기, 길이, 재료 등 ∙ 변인들을 바탕으로 구체적인 생태 통로 설계 - 환경부 고시와 생태통로 학습 자료를 참고 ∙ 설계 후, TinkerCAD 프로그램을 사용하여 자신들의 설계 모습을 모형으로 제작함 2. 자기 모둠의 생태통로 설계 결과의 장단점을 검토함. https://www.tinkercad.com ∙ 참고자료 - 환경부 고시 자료 참고 - 생태통로 가이드라인 ∙ 패들렛을 이용하여 설계한 생태통로를 단계에 따라 올 리도록 하면 시간에 따른 변 화과정을 확인할 수 있으며 서로 다른 모둠원들끼리 산 출물을 쉽게 공유할 수 있다. ∙ 4색 사고 모자 활용 - 각자 창의적, 중재와 정리, 긍정적, 부정적 역할을 맡아서 자신의 의견을 다양하게 제시해보기 ∙ 패들렛 https://ko.padlet.com/ ∙ 4색 모자 사고 - 파랑 모자 - 창의적 아이디어 : 새로운 의견 제시하는 역할 - 초록 모자 - 긍정적 아이디어 : 장점 제시하는 역할 - 노랑 모자 - 부정적 아이디어 : 단점 제시하는 역할 - 보라 모자 - 중재와 정리 : 각 의견을 수합, 통합하는 역할 부산대학교 과학영재교육원 45 4. 생명과학 ① 5 4. 최적화 1 2 3 4 D 준비물 모델링 프로그램(TinkerCAD) 을 사용한 생태통로 설계 산출물 C B A 학습 목표 1. 설계한 생태통로를 발표한다. 2. 자기 모둠에서 설계한 생태통로에 대해 피드백 결과를 반영하여 최적화시킨다. 유의사항 해결책 설계 ∙ TinkerCAD 홈페이지 https://www.tinkercad.com 1. 자기 모둠의 생태 통로 설계 산출물 발표와 개선 ∙ 평가 기준을 참고하여 발표 준비 ∙ 참고자료 - 환경부 고시 자료 참고 - 생태통로 가이드라인 ∙ 최종 발표 후 교사는 학생들 의 개념이해를 점검해볼 수 있으며 학습한 내용에 대해 개념도를 작성하고 발표해보 는 시간을 가져보면 학습한 내용을 명료화하는데 도움이 될 수 있다. ∙ 생태 통로 설계안 발표 ∙ 다른 모둠의 피드백 수집 및 검토, 개선 공학 설계 과정 문제정의/ 제한조건 평가 기준 A: 해당 지역의 서식지 단편화가 생태계에 미치는 영향을 고려하여 문제점이 무엇인지 명확하게 제시함 B: 해당 지역의 서식지 단편화가 생태계에 미치는 영향이 무엇인지를 명확하게 설명함 C: 해당 지역의 서식지 단편화가 생태계에 미치는 영향이 무엇인지를 막연하게 설명함 D: 해당 지역의 서식지 단편화가 생태계에 미치는 문제를 파악하지 못함 정보수집/ 재료탐색 A: 서식지 단편화가 생태계에 미치는 영향과 그에 따른 문제들과 명확하게 연관된 정보 들을 수집함 B: 서식지 단편화가 생태계에 미치는 영향과 문제에 대한 정보를 수집함 C: 서식지 단편화가 생태계에 미치는 문제에 대한 정보를 수집함 D: 서식지 단편화가 생태계에 미치는 영향이나 문제와 상관없는 정보를 수집함. A: 생태 통로에 대한 서로 다른 해결책들의 장점을 모아서 창의적인 새로운 생태 통로를 설계함 해결책 설계 B: 생태 통로 설계시, 전체 문제를 작게 나누어 각 부분에 대한 해결책을 고려하여 설계함 C: 활용 가능한 여러 생태 통로에 대한 연구와 탐색 결과로 설계함 D: 활용 가능한 생태 통로를 설계함 A: 설계한 생태 통로를 평가하고 그 결과를 반영하여 생태 통로 설계를 변경함 최적화 B: 설계한 생태 통로의 장단점을 평가함. C: 설계한 생태 통로의 장점만을 파악함 D: 생태 통로에 대한 검토가 없음 2. 피드백을 참고하여 최종 생태통로 산출물 완성 46 2021 STEM 생각교실 프로그램북 - 교사용 수업지도안