AR과 SW의 만남, 빛으로 바라본 세상

첨단 ICT 과학 콘텐츠 수업지도안

	2018 사이언스레벨업 우수과학콘텐츠 지도교사 수업지도안

첨단 ICT 과학 콘텐츠 수업지도안

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수업 개요 및 차시 총괄표

주제 개요

[사이언스 레벨업] 「AR과 SW의 만남, 빛으로 바라본 세상」은 증강현실 교구(AR)를 통해 빛의 직진·반사·굴절 등 빛의 성질을 이해하고, 우리 생활 속 사물 및 현상을 활용하여 빛의 성질을 탐구하며 학습한 내용을 소프트웨어(SW) 프로그래밍 도구인 엔트리를 통해 표현해보는 융합인재교육(STEAM) 프로그램이다.

본 프로그램 참여를 통해 빛의 성질을 알고, 우리 생활 주변에서 빛의 성질과 관련한 사물 및 현상을 이해할 수 있다. 또 과학적 요소와 원리를 AR을 통해 이해하고 SW를 통해 표현해 봄으로써 AR과 SW에 대한 학생들의 이해력을 높이고 긍정적 인식을 높일 수 있다. SW활동은 주요 활동임과 동시에 학습자들의 학습 내용의 이해 여부를 점검할 수 있는 평가도구로서 활용할 수 있다.

학습 목표

가. 증강현실 교구를 활용하여 빛의 성질를 이해하고 설명할 수 있다.

나. 우리 생활 주변에서 빛의 성질과 관련한 현상을 찾을 수 있다.

다. 빛의 성질에 대해 학습한 내용을 엔트리를 활용하여 표현할 수 있다.

교육 과정

차시	과목	교육과정 및 성취기준	활동 내용
1 · 2	과학, 실과, 수학	과학 4학년 2학기: 3단원 그림자와 거울 [4과15-03] 물체와 평면거울에 비친 모습을 비교하여 거울의 성질을 설명할 수 있다. 과학 6학년 1학기: 3단원 렌즈의 이용 [6과11-02] 빛이 유리나 물, 볼록 렌즈를 통과하면서 굴절되는 현상을 관찰하고 관찰한 내용을 그림으로 표현할 수 있다. [6과11-03] 볼록 렌즈를 이용하여 물체의 모습을 관찰하고 볼록 렌즈의 쓰임새를 조사할 수 있다. 실과 6학년: SW교육과정 [6실04-08] 절차적 사고에 의한 문제 해결의 순서를 생각하고 적용한다. [6실04-09] 프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로그래밍 과정을 체험한다. [6실04-10] 자료를 입력하고 필요한 처리를 수행한 후 결과를 출력하는 단순한 프로그램을 설계한다. [6실04-11] 문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정에서 순차, 선택, 반복 등의 구조를 이해한다. 수학 4학년 1학기: 2단원 각도 [4수03-13] 주어진 각도와 크기가 같은 각을 그릴 수 있다.	· 이해: [AR] 빛의 반사 현상 이해 · 탐구: [AR] 거울을 활용한 빛의 반사 현상 탐구 · 표현: [SW] 엔트리 활용하여 빛의 반사 현상 표현
3 · 4			· 이해: [AR] 빛의 직진 현상 이해 · 탐구: 카메라 옵스큐라의 원리, 광각 카메라의 원리 탐구 · 표현: [SW] 엔트리 활용하여 카메라 옵스큐라, 광각 카메라의 원리 표현
5 · 6			· 이해: [AR] 빛의 굴절 현상 이해, 눈의 구조와 기능 이해 · 탐구: [AR] 눈의 구조, 볼록렌즈와 오목렌즈, 근시와 원시 원리 탐구 · 표현: [SW] 엔트리 활용한 안경의 렌즈 표현

차시별 계획 총괄표

차 시	총괄 계획표
1~2 -빛의 반사와 거울-	도입	▶ [인포그래픽] 가상현실, 증강현실, 복합현실 개념 이해 - 가상현실: https://sciencelevelup.kofac.re.kr/data/infographic/info245.jpg - 증강현실: https://sciencelevelup.kofac.re.kr/data/infographic/info246.jpg - 복합현실: https://sciencelevelup.kofac.re.kr/data/infographic/info247.jpg
	전개	▶ 이해: [AR] 빛의 반사 현상 이해 ▶ 탐구: [AR] 거울을 활용한 빛의 반사 현상 탐구 - [넥스트up!가상현실][AR빛 실험실] 구면거울의 반사 실험 ▶ 표현: [SW] 엔트리 활용하여 빛의 반사 현상 표현
	정리	▶ 학습한 빛의 성질에 대한 생각과 느낌 공유
3~4 -빛의 직진과 카메라-	도입	▶ 카메라 옵스큐라 관련 동영상 속 빛의 원리 살펴보기
	전개	▶ 이해: [AR] 빛의 굴절 현상 이해, 눈의 구조와 기능 이해 ▶ 탐구: [AR] 눈의 구조, 볼록렌즈와 오목렌즈, 근시와 원시 원리 - [넥스트up!가상현실][AR빛 실험실] 다양한 렌즈와 빛의 굴절 - [넥스트up!가상현실][AR빛 실험실] 다양한 물질에서 빛의 굴절 ▶ 표현: [SW] 엔트리 활용한 안경의 렌즈 표현
	정리	▶ 학습한 빛의 성질에 대한 생각과 느낌 공유
5~6 -빛의 굴절과 안경 렌즈-	도입	▶ 빛의 굴절 관련 동영상 감상 속 빛의 원리 살펴보기
	전개	▶ 이해: [AR] 빛의 굴절 현상 이해 [AR] 눈의 구조와 기능 이해 ▶ 탐구: [AR] 눈의 구조, 볼록렌즈와 오목렌즈, 근시와 원시 원리 - [넥스트up!가상현실][와그작 사이언스] 우리 몸의 카메라, 눈 - [넥스트up!가상현실][AR빛 실험실] 다양한 렌즈와 빛의 굴절 ▶ 표현: [SW] 엔트리 활용한 안경의 렌즈 표현
	정리	▶ 학습한 빛의 성질에 대한 생각과 느낌 공유

평가 계획

평가영역	평가내용	평가방법
지식	빛의 성질를 이해하고 설명할 수 있는가?	관찰법
기능	빛의 성질에 대한 증강현실 교구를 활용할 수 있는가?	포트폴리오
	빛의 성질에 대해 학습한 내용을 엔트리를 활용하여 표현할 수 있는가?
태도	빛의 성질을 탐구하는 활동에 적극적으로 참여하는가?	관찰법

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차시별 교수학습 과정안 (1~2/6)

수업주제	AR과 SW의 만남, 빛으로 바라본 세상! -빛의 반사와 거울-	대상	5~6학년	차시	1~2/6
수업 주안점	· 이해: [AR] 빛의 반사 현상 이해 · 탐구: [AR] 거울을 활용한 빛의 반사 현상 탐구 · 표현: [SW] 엔트리 활용하여 빛의 반사 현상 표현
준비물	· AR 감상이 가능한 스마트 기기, 엔트리 이용이 가능한 PC · 엔트리 실습파일 및 교사용 완성파일(https://goo.gl/NtJwK7)
활용 콘텐츠	[과학 인포그래픽][ICT] 상상으로만 있었던 가상의 현실이 내 눈 안으로 다가온다-가상현실 [과학 인포그래픽][ICT] 현실세계와 가상의 물체가 공존하는 증강현실 [과학 인포그래픽][ICT] 가상현실과 증강현실의 운명적인 만남, 복합현실 [넥스트up!가상현실][AR빛 실험실] 구면거울의 반사 실험

흐름	수업모형		교수-학생 활동	학습 자료
	단계	시간
도입	이해	10분	▶ 가상현실, 증강현실, 복합현실에 개념 이해 ○ 인포그래픽 살펴보기 ○ 증강현실의 사례 살펴보기 - 이**가구 동영상 https://www.youtube.com/watch?v=vDNzTasuYEw - 구글 고래 동영상 https://www.youtube.com/watch?v=aVYhKdZf58g ○ 증강현실의 종류: 위치기반형 / 마커인식형 ○ 가상현실과 증강현실의 차이점 이해	인포 그래픽 자료 및 이미지 자료, 활동지
전개	이해 및 탐구	10분	▶ 빛의 반사에 대한 동영상 감상: 거울로 빛을 반사시켜 닭을 굽는 장치 https://www.youtube.com/watch?v=afGRYD2HeJU ○ 거울과 빛을 이용하여 닭을 익힐 수 있었던 이유에 대해 자유롭게 의견 나누기	동영상 자료 (03:53 ~06:43)
		15분	▶ [AR] 빛의 반사와 거울 ○ 평면거울과 레이저1구 마커를 활용하여 빛의 진행 방향 살펴보기 - 빛의 반사의 특징 살펴보기: 입사각과 반사각(학습자의 유형에 따라 용어 및 난이도 재구성) ○ 빛의 반사의 의미를 생각하기 ▶ 빛의 반사의 의미 이해 http://clipbank.ebs.co.kr/clip/view?clipId=VOD_20150122_A0013	마커, 스마트 기기, 활동지
	표현	40분	▶ [SW] ‘빛의 반사’ 엔트리 프로그램 제작하기 ▲ 평면거울이 하나인 경우 ▲ 평면거울이 두 개(이상)인 경우 SW교육에 대해 특별한 배경지식이 없더라도 쉽고 간단하게 완성할 수 있도록 단순한 블록사용과 알고리즘을 활용한 프로그램 제작과정이다. 평면거울에 비친 레이저의 진행과정을 살펴보면서 빛의 반사에 대해 이해할 수 있다. 또한 SW제작과정을 통해 빛의 성질에 대한 이해 여부를 확인할 수 있는 평가의 방법으로도 활용이 가능하다. AR과 SW를 통해 재미있게 실험에 참여하며 빛의 성질에 대해 탐구할 수 있다. ※ 자세한 순서와 활용 방법은 활동지 참고 ▶ 작품이 표현된 원리 발표하기 ▶ ‘빛의 반사’ 이해 여부 점검하기	PC, 엔트리 실습 파일, 활동지
정리	공유	5분	▶ 활동을 통해 학습한 빛의 성질 생각하기 ▶ 활동을 통해 학습한 빛의 성질에 대한 생각과 느낌 공유하기, 서로에게 설명하기 ▶ 활동에 대한 소감 나누기

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차시별 교수학습 과정안 (3~4/6)

수업주제	AR과 SW의 만남, 빛으로 바라본 세상! -빛의 직진과 카메라-	대상	5~6학년	차시	3~4/6
수업 주안점	· 이해: [AR] 빛의 직진 현상 이해 · 탐구: 카메라 옵스큐라의 원리, 광각 카메라의 원리 탐구 · 표현: [SW] 엔트리 활용하여 카메라 옵스큐라, 광각 카메라의 원리 표현
준비물	· AR 감상이 가능한 스마트 기기, 엔트리 이용이 가능한 PC · 엔트리 실습파일 및 교사용 완성파일(https://goo.gl/NtJwK7)
활용 콘텐츠	[넥스트up!가상현실][AR빛 실험실] 다양한 렌즈와 빛의 굴절 [넥스트up!가상현실][AR빛 실험실] 다양한 물질에서 빛의 굴절

흐름	수업모형		교수-학생 활동	학습 자료
	단계	시간
도입	이해	10분	▶ 빛의 직진에 대한 동영상 감상: 어두운 방에서 렌즈를 통해 들어온 풍경을 그림으로 그린 다산 정약용 https://youtu.be/2OeQh3emSnQ ○ 카메라 옵스큐라에 담긴 빛의 원리 살펴보기	동영상 자료
전개	이해 및 탐구	15분	▶ 빛의 직진의 의미 이해하기 ▶ [AR] 증강현실을 활용한 빛의 직진 현상 이해 및 탐구 ○ 빛의 진행방향 관찰 - 레이저 5구와 레이저 1구 마커를 활용하여 빛의 진행방향 관찰하기 ○ 물질에 따른 빛의 직진 변화 관찰하기 - 다양한 물질에서 빛의 직진 여부 관찰	마커, 스마트 기기, 활동지
	표현	20분	▶ [SW] 빛의 직진성을 활용한 카메라 옵스큐라 ○ 카메라 옵스큐라를 엔트리로 작품 구현하기 렌즈 역할을 하는 좁은 구멍을 통해 빛이 통과되어 밖의 물체가 비추어져 어두운 상자 안에서 밖의 물체를 관찰할 수 있다. 이때 비춰진 물체는 상하가 바뀐다. 카메라가 만들어진 계기가 된 카메라 옵스큐라의 원리이며, 6학년 과학 교과서에 실린 바늘구멍 사진기에도 이 원리가 담겨 있다. AR과 SW를 통해 영상이 맺히는 원리에 대해 쉽게 이해할 수 있다. 카메라 옵스큐라를 엔트리로 구현해보는 활동은 빛의 직진과 카메라의 원리를 표현하는 활동이기도 하지만 지난 시간 사용했던 블록과 코딩을 복습하는 과정을 겸하고 있다. ※ 자세한 순서와 활용 방법은 활동지 참고	PC, 엔트리 실습 파일, 활동지
	표현	30분	▶ [SW] 빛의 직진과 굴절을 활용한 광각 카메라의 원리 프로그램 ○ [AR]을 통한 빛의 진행방향 관찰 레이저 5구와 레이저 1구 마커를 활용하여 볼록렌즈에 비춰 빛의 진행방향 관찰하기 ○ 광각 카메라와 관련한 용어 이해: 화각, 광각 ▲ 망원카메라의 화각변화 ▲ 광각카메라의 화각변화 최근 스마트폰의 최신기술로 주목 받고 있는 광각카메라의 원리를 살펴볼 수 있다. 엔트리 프로그램을 통해 광각 촬영 시 렌즈의 역할과 렌즈에 따른 화각의 변화의 모습을 가시적으로 살펴볼 수 있다. 또한 스마트폰 카메라의 한계(DSLR카메라와 구분되는 특징) 등을 탐구하는 방법으로 확장할 수 있다. ※ 자세한 순서와 활용 방법은 활동지 참고 ▶ 스마트폰 카메라의 한계 탐구 스마트폰의 렌즈는 스마트폰의 두께 만큼 범위 내에서 움직일 수 있기 때문에 한계가 있다.(정밀한 망원, 광각의 이미지는 SW를 통해 구현 및 보완하는 방식이 많기 때문에 이미지의 화소가 손상되는 경우가 많다.) 그러나 DSLR은 렌즈를 교환하는 방식으로 렌즈의 위치를 스마트폰에 비해 폭넓게 조절할 수 있다.	[AR빛 실험실] ‘다양한 렌즈와 빛의 굴절’ 마커, 스마트기기, PC, 엔트리 실습 파일, 활동지
정리	공유	5분	▶ 활동을 통해 학습한 빛의 성질 생각하기 ▶ 활동을 통해 학습한 빛의 성질에 대한 생각과 느낌 공유하기, 서로에게 설명하기 ▶ 활동에 대한 소감 나누기

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차시별 교수학습 과정안 (5~6/6)

수업주제	AR과 SW의 만남, 빛으로 바라본 세상! -빛의 굴절과 안경 렌즈-	대상	5~6학년	차시	5~6/6
수업 주안점	· 이해: [AR] 빛의 굴절 현상 이해, 눈의 구조와 기능 이해 · 탐구: [AR] 눈의 구조, 볼록렌즈와 오목렌즈, 근시와 원시 원리 탐구 · 표현: [SW] 엔트리 활용한 안경의 렌즈 표현
준비물	· AR 감상이 가능한 스마트 기기, 엔트리 이용이 가능한 PC · 엔트리 실습파일 및 교사용 완성파일(https://goo.gl/NtJwK7)
활용 콘텐츠	[넥스트up!가상현실][와그작 사이언스] 우리 몸의 카메라, 눈 [넥스트up!가상현실][AR빛 실험실] 다양한 렌즈와 빛의 굴절

흐름	수업모형		교수-학생 활동	학습 자료
	단계	시간
도입	이해	10분	▶ 빛의 굴절에 대한 동영상 감상: 돌까지 녹아버리는 태양열 https://www.youtube.com/watch?v=FhIJFQcf53A ○ 돌까지 녹일 수 있는 프레넬 렌즈(fresnel lens) 속 숨겨진 빛의 성질과 과학의 원리 이해	동영상 자료
전개	이해 및 탐구	10	▶ [AR] 눈의 구조와 기능 이해 ○ 눈의 구조 이해 ○ 눈의 기능 이해: 상이 맺히는 원리 ○ 원시와 근시의 의미와 차이점 탐구: 상이 맺히는 위치의 변화 모습 살펴보기	[와그작 사이언스] ‘우리 몸의 카메라, 눈’ 마커 및 스마트 기기
		10	▶ [AR] 렌즈의 특징 이해 ○ 볼록렌즈 - 볼록렌즈의 의미 이해 및 특징 탐구 - 볼록렌즈의 두께에 따라 빛이 모이는 부분의 위치 변화 탐색 ○ 오목렌즈 - 오목렌즈의 의미 이해 및 특징 탐구 - 오목렌즈의 두께에 따라 빛이 퍼져나가는 각도의 변화 탐색 ○ 근시와 원시에 따른 렌즈의 선택 이야기 나누기	[AR빛 실험실] ‘다양한 렌즈와 빛의 굴절’ 마커, 스마트기기, 활동지
	표현	15	▶ [SW] 엔트리로 ‘안경 렌즈 선택’ 프로그램 제작 ○ 근시와 원시 이해 ○ 근시와 원시에 따른 렌즈 선택의 이유 생각하기 ○ 엔트리로 ‘안경 선택’ 프로그램 제작하기 일반적으로 상이 맺힌 모습을 살펴보고, 근시와 원시가 발생하는 원인을 탐색한다. 근시와 원시를 교정하기 위해 안경에 사용되는 렌즈는 어떤한 유형의 렌즈가 있는지 SW교육을 통해 이해할 수 있다. ※ 자세한 순서와 활용 방법은 활동지 참고 ▲ 일반적으로 상이 맺히는 곳 ▲ 원시의 경우: 볼록렌즈 선택 ▲ 근시의 경우: 오목렌즈 선택 ▶ 시력의 변화에 따라 렌즈를 바꾸어야 하는 이유 탐구 볼록렌즈의 두께에 따라 빛이 모이는 부분의 위치 변화, 오목렌즈의 두께에 따라 빛이 퍼져나가는 각도의 변화 등AR 빛 실험실 활동을 통해 시력이 나빠질수록 두껍고 무거운 렌즈를 착용해야 함을 알 수 있다. 그러나 사람이 착용하는 것에 한계가 있어 렌즈를 압축하여 활용한다. 학급 학생들의 실제 안경을 수업소재로 활용하여 압축렌즈를 직접 관찰하며 수업의 효과를 높일 수 있다.	PC, 엔트리 실습 파일, 활동지
	표현	30	▶ 빛의 성질을 활용한 아이디어 상품 구상하기 ○ 빛의 특징 정리하기 ○ 기존의 아이디어 작품 탐구하기 ○ 자신만의 아이디어 작품 탐구하기: PMI기법을 활용하여 학생들의 기발한 상상력을 반영 ○ 아이디어 작품 디자인하기 ○ 아이디어 작품 전시 및 발표	채색 도구, 활동지
정리	공유	5	▶ 활동을 통해 학습한 빛의 성질 생각하기 ▶ 활동을 통해 학습한 빛의 성질에 대한 생각과 느낌 공유하기, 서로에게 설명하기 ▶ 활동에 대한 소감 나누기

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차시별 수업 활동지 ※ 빨간색 부분 삭제하여 활용

	[AR과 SW의 만남, 빛으로 바라본 세상] 빛의 반사와 거울 (1~2차시)	O OO O 학교 O O학년 OO반 번호:OO 이름: OOOOOOOOOOO

1. 증강현실(AR)과 가상현실(VR)에 대한 인포그래픽을 살펴보고, AR과 VR을 차이점은 무엇인지 자신의 생각을 적어봅시다.

▶가상현실: https://sciencelevelup.kofac.re.kr/data/infographic/info245.jpg ▶증강현실: https://sciencelevelup.kofac.re.kr/data/infographic/info246.jpg ▶복합현실: https://sciencelevelup.kofac.re.kr/data/infographic/info247.jpg

증강현실은 AR이라고 하며, 현실세계의 이미지나 영상 위에 가상의 이미지나 영상이 덧

대어진 형태입니다. 가상현실은 VR이라고 하며, 가상의 이미지나 영상으로만 이루어져 있

습니다.

2. ‘빛의 반사’에 대해 알아봅시다. ‘AR 빛 실험실’을 실행시킨 후, ‘구면거울의 반사 실험’ 마커 중 ‘평면거울’ 마커, ‘레이저 1구’ 마커를 활용하여 빛의 반사 현상을 관찰하여 봅시다.

직진하던 빛이 물체에 부딕칠 때 친행 방향이 바뀌어 나가는 현상을 빛의 반사라고 합니다. 빛의 반사에는 법칙이 있습니다. 바로 입사각과 반사각의 크기가 항상 같다는 점입니다.

※ 참고자료 https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=3344292&cid=47338&categoryId=47338

3. ‘빛의 반사’를 엔트리로 표현하여 봅시다.(1) (실습파일 다운로드 주소: https://goo.gl/NtJwK7)

▲ 거울 1개를 활용한 빛의 반사 https://youtu.be/4_A2PjYWwcs

가. 필요한 오브젝트를 살펴봅시다.

나. 실습파일 중 ‘빛’ 오브젝트에 있는 코드를 살펴봅시다. 오브젝트는 어떻게 움직일까요?

다. 조건문과 신호 보내기를 통해 ‘빛의 반사’ 코딩을 완성하여 봅시다. 조건문과 신호 보내기의 필요성에 대해서 자신의 생각을 말하여 봅시다.

▲ 조건문 만들기	▲ 신호 보내기

라. 빛의 진행방향이 자연스러운지 살펴봅시다. 그리고 다음 2가지의 동영상을 비교하여 보고, 보다 자연스러운 모습을 위해 무엇을 변화시켜야 하는지 살펴봅시다. (오브젝트의 중심)

https://youtu.be/fmSbDSZTgGY	https://youtu.be/4_A2PjYWwcs

마. 만약 빛의 시작 위치가 바뀐다면 어떻게 될까요? 빛의 시작 위치가 바뀌더라도 빛의 반사(입사각과 반사각이 동일하도록)가 표현되려면 어떻게 해야 할까요?

▶

4. ‘빛의 반사’를 엔트리로 표현하여 봅시다.(2) (실습파일 다운로드 주소: https://goo.gl/NtJwK7)

▲ 거울 2개를 활용한 빛의 반사 https://youtu.be/UnFUnxiP8hw

가. 필요한 오브젝트를 살펴봅시다.

나. 실습파일 중 ‘빛’ 오브젝트에 있는 코드를 살펴봅시다. 오브젝트는 어떻게 움직일까요?

다. 앞서 배운 조건문과 신호 보내기를 활용하여 거울 ‘2개일 때 빛의 반사’ 코딩을 완성하여 봅시다. (예: 거울1에 닿으면 신호보내기, 거울2에 닿으면 신호보내기)

	【더 나아가기】
한 단계 높은 코딩에 도전하여 봅시다! ▲ 법선, 입사각과 반사각이 표현된 ‘빛의 반사’ 코딩 https://youtu.be/laoa7MK9CTQ

5. ‘빛의 반사와 거울’ 활동을 통해 새로 알게된 점과 느낀 점을 적어봅시다.

	[AR과 SW의 만남, 빛으로 바라본 세상] 빛의 직진과 카메라 (3~4차시)	O OO O 학교 O O학년 OO반 번호:OO 이름: OOOOOOOOOOO

1. [AR 빛 실험실] ‘다양한 렌즈와 빛의 굴절’ 중 레이저 5구와 1구 마커를 활용하여 빛의 진행 방향을 관찰하여 봅시다. 또 ‘다양한 물질에서 빛의 굴절’ 마커들을 활용하여 다양한 물질 속에서 빛의 직진 현상을 관찰하여 봅시다.

빛의 직진하는 성질을 빛의 직진이라고 합니다. 바늘구멍 사진기는 빛의 직진성을 활용한 대표적 사례입니다.

※ 참고자료: https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1261307&cid=40942&categoryId=32238

2. ‘빛의 직진’과 관련한 ‘카메라 옵스큐라’를 엔트리로 표현하여 봅시다.

(실습파일 다운로드 주소: https://goo.gl/NtJwK7)

▲ 카메라 옵스큐라와 빛의 직진 https://youtu.be/6Zrhf15g56Q

가. 필요한 오브젝트를 살펴봅시다.

나. 지난 시간을 떠올리며, 필요한 블록은 무엇인지 생각하여 봅시다.

※학생용은 삭제

다. 빛의 직진성을 생각하며 ‘카메라 옵스큐라’ 코딩을 완성하여 봅시다.

빛1	빛2

3. ‘빛의 직진’과 관련한 광각카메라를 엔트리로 표현하여 봅시다.

(실습파일 다운로드 주소: https://goo.gl/NtJwK7)

▲광각카메라의 비밀 https://youtu.be/iKiUinH6Zis

가. 필요한 오브젝트를 살펴봅시다.

나. 변수에 대해 알아봅시다.

https://www.playsw.or.kr/repo/bbc/181

다. ‘초점거리’라는 이름의 ‘변수’를 만들어 봅시다.

	속성을 클릭하고 변수를 선택하면, 아래 부분에 ‘+변수 추가’ 버튼을 볼 수 있다. 변수 ‘무게’ 만들기 이 버튼을 눌러주고 변수의 이름을 설정한다. 새롭게 제작할 변수의 이름을 적는다. 제작한 변수는 ‘자료 카테고리’에서 찾아볼 수 있다.

라. ‘광각카메라의 비밀’ 코딩을 완성하여 봅시다.

오브 젝트	코딩
텍스트	광각	망원
렌즈
선1
선2

4. AR과 SW 활동을 통해 스마트폰과 렌즈교환식 카메라(DSLR)를 비교하여 봅시다.

[스마트폰 카메라의 한계]

스마트폰의 렌즈는 스마트폰의 두께 만큼 범위 내에서 움직일 수 있기 때문에 한계가 있다.(정밀한 망원, 광각의 이미지는 SW를 통해 구현 및 보완하는 방식이 많기 때문에 이미지의 화소가 손상되는 경우가 많다.) 그러나 DSLR은 렌즈를 교환하는 방식으로 렌즈의 위치를 스마트폰에 비해 폭넓게 조절할 수 있다.

5. ‘빛의 직진과 카메라’ 활동을 통해 새로 알게된 점과 느낀 점을 적어봅시다.

	[AR과 SW의 만남, 빛으로 바라본 세상] 빛의 굴절과 안경 렌즈 (5~6차시)	O OO O 학교 O O학년 OO반 번호:OO 이름: OOOOOOOOOOO

1. 서커스AR 앱을 실행한 후, 다음 마커를 활용하여 눈의 구조와 기능, 상이 맺히는 원리, 근시와 원시 등에 대해 학습하여 봅시다.

https://sciencelevelup.kofac.re.kr/virtualReality/detail?course_cd=POS001&contents_idx=79&current_page=1

2. ‘[AR 빛 실험실] 다양한 렌즈와 빛의 굴절’에서 렌즈와 레이저 마커를 활용하여 ‘빛의 굴절’ 현상을 관찰하여 봅시다. 볼록렌즈와 오목렌즈의 두께 변화에 따른 변화 모습을 살펴봅시다.

빛이 어느 한 물질에서 다른 물질로 진행할 때 경계면에서 진행 방향이 꺾이는 현상을 빛의 굴절이라고 합니다.

※ 참고자료: https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=3344294&cid=47338&categoryId=47338

3. ‘빛의 굴절과 안경 렌즈’를 엔트리로 표현하여 봅시다.

(실습파일 다운로드 주소: https://goo.gl/NtJwK7)

▲ 빛의 굴절과 안경 렌즈 https://youtu.be/cxqwxTMKW6I

가. 필요한 오브젝트를 살펴봅시다.

나. ‘빛의 굴절과 안경렌즈’ 프로그램을 완성하여 봅시다.

오브 젝트	코딩
텍스트	일반	볼록	오목
볼록	일반	볼록	오목
오목	일반	볼록	오목
빛1	※‘일반’ 신호의 경우 ‘빛1’과 ‘빛2’ 공통 해당사항
빛2

4. 시력의 변화에 따라 렌즈를 변경해야 하는 이유를 생각하여 봅시다.

[시력의 변화에 따라 렌즈를 바꾸어야 하는 이유 탐구]

볼록렌즈의 두께에 따라 빛이 모이는 부분의 위치 변화, 오목렌즈의 두께에 따라 빛이 퍼져나가는 각도의 변화 등AR 빛 실험실 활동을 통해 시력이 나빠질수록 두껍고 무거운 렌즈를 착용해야 함을 알 수 있다. 그러나 사람이 착용하는 것에 한계가 있어 렌즈를 압축하여 활용한다. 학급 학생들의 실제 안경을 수업소재로 활용하여 압축렌즈를 직접 관찰하며 수업의 효과를 높일 수 있다.

5. 지금까지 배운 ‘빛의 성질’을 활용한 아이디어 상품을 구상하여 발표하여 봅시다.

[사이언스레벨업] 「AR과 SW의 만남, 빛으로 바라본 세상」

빛으로 만드는 아이디어 작품

(      )초   학년   반 이름:

6. ‘빛의 굴절과 안경 렌즈’ 활동을 통해 새로 알게된 점과 느낀 점을 적어봅시다.

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기타 후기 및 피드백 결과

[교사 후기]

우리가 세상을 바라볼 수 있는 이유는 바로 빛이 있기 때문이다. 빛은 세상과 소통하기 위해 필수적 요소이다. 그렇기 때문에 빛의 성질에 대한 연구는 역사가 깊다. 그러나 우리는 빛에 대해 얼마나 알고 있을까? 우리 생활 속에서 가장 중요한 과학적 개념이기에 초등학교 4학년, 6학년 과학 시간에 빛과 관련한 내용을 학습하도록 되어 있다. 그렇지만 빛과 관련한 실험·실습은 실험교구의 미확보 또는 노후화, 빛 실험을 위해서 철저하게 빛을 차단할 수 있는 공간 부족 등 다양한 한계에 부딪혀 어려운 실정이다. 그런 상황 속에서 시공간의 한계를 극복할 수 있는 증강현실 기반의 교구의 등장은 무척 반갑다. 기존의 증강현실 기반의 교구들은 사용자 편의성이 떨어지거나 수업에 적용하기에는 부족함이 많았는데, 본 프로그램에 사용한 사이언스레벨업의 ‘AR 빛 실험실’, ‘와그작 사이언스-우리 몸의 카메라, 눈’ 등은 기존 증강현실 교구의 장점을 극대화하고 단점이 보완되어 즉각적으로 수업에 적용해도 손색이 없었다. 단순히 증강현실 형태로 구현하는 것에서 그치는 것이 아니라 각 객체 간 상호작용할 수 있다는 사실이 굉장히 놀라웠다.

「AR과 SW의 만남, 빛으로 바라본 세상」은 융합인재교육 프로그램으로서 증강현실 교구(AR)를 통해 빛의 직진·반사·굴절 등 빛의 성질을 이해하고, 우리 생활 속 사물 및 현상을 활용하여 빛의 성질을 탐구하도록 계획되었다. 또 앞의 과정을 바탕으로 학습한 내용을 엔트리를 활용하여 표현하는 활동으로 확장하였다. 교육과정 개정에 따라 2019년 초등 실과 교육과정 내 SW교육이 도입된다. 이런 사회적·교육적 요구를 반영하여 SW교육과의 융합을 우선적으로 고려하였다. 코딩을 처음 접한 학생들도 접근하기 쉽도록 실습파일을 제공하고 코딩의 기초·기본 원리를 실습할 수 있도록 하였다. 본 프로그램 참여함으로써 빛의 성질을 알고, 우리 생활 주변에서 빛의 성질과 관련한 사물 및 현상을 이해할 수 있다. 또한 과학적 요소와 원리를 AR을 통해 이해하고 SW를 통해 표현해 봄으로써 AR과 SW에 대한 학생들의 이해력을 높이고 긍정적 인식을 높일 수 있다. SW활동은 프로그램의 주요 활동임과 동시에 학습자들의 학습 내용의 이해 여부를 점검할 수 있는 평가도구로서 활용할 수 있다는 장점도 있다. 또 컴퓨팅 사고력 신장이라는 목표를 강화한다면 안내형(실습형) 엔트리 파일을 제공하여 기초를 학습하는 방식에서 벗어나, 기초부터 하나씩 완성된 형태의 프로그램을 제작해가는 방식으로 재구성할 수 있다.

본 프로그램 적용의 시작부터 마지막에 이르기까지 지속적으로 학생들과 프로그램에 대한 의견을 나누었다. 학생들이 즐거워하는 부분은 어디인지, 또 어려워하는 부분은 어디인지 학생들의 생각을 이해할 수 있었고, 학생들의 의견은 다음 차시 프로그램을 수정하는 데 반영하였다. 활동 후 소감을 나누며 학생들이 즐겁게 배우고 체험할 수 있는 기회가 되었다는 의견이 많았다. 많은 시간 준비했는데 준비한 만큼 학생들이 알아 준 것 같아 고마웠다. 그러나 무엇보다 가장 보람되었던 것은 평소 SW나 AR 등 최신 기술들을 접목한 교육활동에 흥미가 적었던 학생, 과학적 요소나 원리를 학습하는 것에 어려움을 느꼈던 아이들이 이 활동을 통해 조금이나마 생각의 변화가 나타났다는 점이다. 이것만큼 교사가 뿌듯한 순간이 있을까? 앞으로도 아이들의 긍정적 변화를 위해 끊임없이 노력하는 교사가 되고 싶다. 우리 아이들이 「사이언스 레벨업」, 「AR과 SW의 만남, 빛으로 바라본 세상」 활동을 통해 과학, AR과 SW에 조금 더 가까워지길 기대한다.

[학생후기] ※ 활동소감 원본 다운로드 주소 https://goo.gl/NtJwK7

프로젝트 활동이 오늘 끝났다. 짧지만 빛과 빛의 반사 AR과 SW를 공부하는 시간이 되었다. 빛하면 그냥 아무 생각없이 밝게 해주는 것하고 관심이 없었는데 AR로 만들어진 렌즈 마커 덕분에 빛에 대해 조금 알게 되었다. AR을 처음 해보는 것은 아니지만 AR로 교육을 할 수 있다는 점에 놀라웠다. 이 활동은 내가 AR을 통해 알아본 것과 연관지어 코딩을 했다. 어려움도 있었지만 선생님이나 친구들한테 도움을 받아서 완성하면 빛의 반사에 대해 더 자세히 알게 된 것 같은 느낌이었다. 그리고 난시나 원시, 근시 등 많이 헷갈렸지만 AR을 통해 공부하니 이제는 기억이 잘 난다. 또 안경은 그냥 같은 안경인줄 알았는데 ‘원시’인 사람들이 쓰는 안경, ‘근시’인 사람들이 쓰는 안경 렌즈 모양이 다르다는 점, 안경을 자세히 보면 안경에 여러 렌즈가 압축 되있는 점도 새롭게 알게 되었다. 옛날 화가들이 깜깜한 방안에 작은 구멍 하나를 뚫어 놓고 바깥 풍경이 비춰지는 것을 따라 그렸다는 것도 정말 놀라웠다. 이것을 통해 빛이 직진한다는 것도 알게 되었다. 나중에 원래 근시나 원시 뿐만 아니라 난시인 사람들이 끼는 안경의 렌즈도 알고 싶고 옛날 화가들이 했던 방법으로 그림을 그려 보고 싶다. 그리고 나중에 이런 활동을 더 열심히 배워보고 싶다. - 5학년 최OO

나는 지금까지 AR실험 수업과 SW수업이 정말 재미있고 좋았다. 그리고 이 수업들을 통해서 몰랐던 것을 처음으로 알게 되어 신기했다. 그리고 이 수업들 덕분에 AR과 SW에 관심이 많아졌다. 그리고 가장 신기하고 재미있었던 것은 AR서커스 활동이었다. 그 이유는 눈의 구조에 대해 더 잘 알게 되었고, 그 구조들이 어떤 일을 하는지도 알게 되었다. 그리고 덕분에 마지막에 나왔던 퀴즈들도 5문제 다 맞출 수 있었다. 그리고 소리까지 나서 더 재미있었다.

내 생각에는 이런 수업은 흔하지 않은 수업인 것 같다. 그래서 더 재미있게 활동했던 것 같다. 그래서 앞으로도 이런 기회가 자주 왔으면 좋겠다. 그리고 이 활동들을 해보니 코딩이 정말 재미있다는 것을 깨달았다. 선생님이 알려주시고 우리가 따라 하며 더 재미있게 활동할 수 있었고, 어려운 활동도 쉽게 해결할 수 있었던 것 같다. 그리고 AR빛 실험실 활동을 할 때 태블릿으로 인식을 하여 레이저 등등을 관찰하는게 재미있었다. - 5학년 송OO

[사이언스 레벨업] 「AR과 SW의 만남, 빛으로 바라본 세상」 활동을 하면서 카메라 옵스큐라, 광각 카메라, 볼록과 오목렌즈, 난시와 근시 등을 배우고 몰랐던 내용들도 더 자세히 알게되었다. AR(증강현실) 등도 잘 알게되어 신기하고 기억에 많이 남는 시간이 될 것 같다. 사실 나는 소프트웨어 등의 컴퓨터로 하는 것들에 대해서 별로 관심이 많이 없었는데 이 활동을 계기로 좀 더 SW에 대해 친숙해지고 적응이 조금 더 많이 된 것 같아서 너무 뿌듯하다. 그리고 이 활동을 하면서 코딩 등도 더 많이 알게 되어 너무 좋았다. SW는 항상 어려운 것이라고 생각했는데 직접해보니까 진짜 쉽다는 생각이 들었다. 마지막으로 [사이언스 레벨업] 「AR과 SW의 만남, 빛으로 바라본 세상」 활동은 계속 계속 또 하고 싶다는 생각이 들게 하는 그런 좋은 활동이었던 것 같다. - 5학년 김OO

난 이번 활동에서 증강현실에 대해 배웠고 또 빛의 반사와 빛의 굴절에 대해서도 배웠다. 사실 이 활동을 하기 전에 마커를 계속 오리기만 해서 하기가 싫고 활동이 별로 재미없을 것 같다는 생각이 들었는데, 직접 마커를 인식하면서 레이저를 쏴 각각의 렌즈에 비춰보니까 재미있었다. 그리고 전에는 몰랐었던 눈의 기능에 대해 하나씩 자세히 알아보니까 좋았다. 또 원시와 근시에 대해서도 배웠다. 내가 안과에서 시력검사를 하고 시력이 더 나빠져서 안경렌즈를 바꿀 때 안경을 맞춰주시는 분이 시력이 더 나빠지면 안경의 두께가 두꺼워 진다고 말씀하셔서 그때 왜 그런지 궁금하였었다. 그런데 마침 이 활동을 하면서 선생님의 설명을 해주셔서 궁금했던 것을 알게 되어 좋았다. 그리고 직접 코딩으로 렌즈를 만들어 보니 좋았다. 이 활동을 통해 전에는 몰랐던 것을 알게 되었다는 것이 큰 장점이다. - 5학년 정OO

[사이언스 레벨업] 「AR과 SW의 만남, 빛으로 바라본 세상」을 활동하면서 처음에는 신기하고 재미있었고 계속 하고 싶어서 열심히 했다. 때로는 생각만큼 제대로 되지 않아서 아쉽기도 했지만 이 활동을 하면서 ‘아! 진짜 과학은 파고파고 해도 계속 그 안에 무언가가 있고, 그것을 협동하여 풀고 답을 맞추면 기분이 UP!’이라는 생각이 들었다. 정말 이 활동을 통해 과학적인 것에 더 점점 관심이 생기기 시작했다. 이런 활동을 더 하고 싶지만 언제나 끝과 마지막이 있어서 아쉽다.

‘선생님께서 우리를 위해 프로그램 등을 열심히 만들어 주시고 더 즐겁게 활동하라고 일을 하루 종일 하시겠구나’ 정말 선생님이라는 직업이 대단하다고 생각했다. 이 활동은 정말 최고다. 이런 활동을 우리에게 알려주시는 선생님을 정말 존중하고 좋은 선생님이라고 생각한다. 진짜 선생님 감사합니다. 이 활동 정말 재미있었습니다. 감사합니다. - 5학년 석OO

나는 AR 빛 실험실을 하면서 빛이 거울에 반사가 어느 각도로 반사되는지 모르고 있었지만 이 활동을 하면서 빛이 어떻게 거울에서 반사되는지 알게 되었다. 빛이 반사되는 성질을 이용해 태양열도 반사 시켜서 닭을 굽는 영상은 많이 봤지만 빛의 성질을 알고 보니까 이해하기가 더 쉬웠다. 빛의 직진을 배울 때 카메라의 진짜 이름이 카메라 옵스큐라라는 것을 새로 알게 되었다. 빛의 직진을 배울 때 광각이라는 것도 배웠다. 빛의 굴절을 배울 때 원을 반으로 나누고 직선이 아닌 곡선 모양 쪽이 빛을 비추면 빛이 한 곳으로 모이는 것도 알게 되었다. 나는 이 활동을 하면서 엔트리를 할 때 오브젝트를 돌리는 것이 가장 재미있었다. - 5학년 정OO

[사이언스 레벨업] 「AR과 SW의 만남, 빛으로 바라본 세상」 활동은 먼저 태블릿에 ‘AR 빛 실험실’이라는 앱을 깔고 마커에다가 대면 지금 이곳에 없는 것이 나타나는 것이 신기했다. 그리고 마커에 레이저, 볼록렌즈, 오목렌즈 등이 있는데 레이저하고 볼록렌즈를 AR로 보니까 레이저가 볼록렌즈를 통해서 어떻게 굴절되는지 알 수 있었다. 볼록렌즈를 통해서 레이저는 한 곳으로 보였다. 볼록렌즈가 두꺼울수록 한 곳으로 보이는 곳이 렌즈와 점점 가까워졌다. 레이저하고 오목렌즈도 AR로 보니까 레이저가 오목렌즈를 통해서 한 곳으로 모아지는 것이 아니라 반대로 바깥으로 퍼졌다. 이렇게 쉽게 앱을 통해 이런 것들을 볼 수 있다는 것이 놀랍고 신기했다. 또 AR서커스 라는 앱을 통해 마커를 인식해서 입체로 된 눈을 통해 눈의 구조를 공부했는데 신기했다. 이 앱을 활용해서 눈이 어떻게 생겼는지 자세히 알아볼 수도 있었다. 원시와 근시 등의 설명도 듣고 마지막에 퀴즈도 있어서 공부가 더 재밌고 이해하기 쉬웠다. 이 활동들을 하고 난 후에 엔트리로 코딩을 했는데 컴퓨터라고 해서 빛이 반듯하게 진행되지 않을 줄 알았는데 반듯하게 진행되어 좋았다. 그리고 이것들을 코딩으로 만들 수 있다는 것이 신기하고 이 활동이 재미있었다. 앞으로 6학년이 되어서도 이 활동들이 있었으면 좋겠다. - 5학년 홍O

나는 이번 활동을 통해 AR은 어떤 것이고, 어떻게 하는지 또 어떤 종류가 있는지 알게 되었다. 나는 오늘 이 활동을 끝내게 되어 좀 아쉬움도 있다. 왜냐하면 신기하기도 하였고 좀 복잡한 엔트리 만드는 것도 문제를 스스로 푸는 것이 재미있었다. 마커를 인식해서 태블릿 화면에 떠서 코딩 비슷하게 하는 것도 재밌었다. 레이저를 나타내는 마커와 렌즈들을 나타내는 마커를 조합해서 하는 것도 재미있었다. 이런 활동 이외에도 태블릿으로 눈의 기능(눈 기관)도 알아 보았고 눈이 볼록렌즈와 오목렌즈는 어떨 때 필요한지 원시 근시도 무엇인지 알아보았다. 마지막에는 빛의 성질을 이용한 아이디어를 그림으로 그렸는데 막상 그리려고 하니 잘 생각이 나지 않았서 아쉬웠다. 그래도 여러 가지의 기능이나 렌즈에 대해 새롭게 알게 되어서 좋았고 엔트리에 대해 좀더 알게 된 것 같았다. 아직은 안경을 쓰지는 않지만 만약 쓰게 된다면 안과나 안경점에 가서 볼록렌즈나 오목렌즈라고 하였을 때 알아 들을 수 있으니 이 프로젝트를 열심히 하길 잘한 것 같다. 나중에 활동을 다시 하게 된다면 좋겠다. - 5학년 문OO