안녕하세요, 인문계 고등학교에서 근무하는 귤쌤
입니다.
입니다. 찬 바람이 불기 시작하는 계절이네요. 한 해가 이렇게 마무리를 향해 달려가고 있습니다. 정보쌤들께서는 학교생활의 한 해의 마지막 분기를 즐겁게 보내고 계신가요?
정보 교과는 다른 교과와의 융합 학습이나 실생활 문제 기반의 해결 학습을 하기 매우 유용한 교과이죠. 특히, 피지컬 컴퓨팅 도구를 활용한 문제해결 프로젝트는 문제 인식과 해결을 위한 실제적 방법을 고민하여 구현까지 해보는 매우 실제적인 문제해결학습이 가능한 영역입니다. 오늘은 학교에서 진행했던 정보 행사 사례로 마이크로비트 기반 문제해결 프로젝트 행사를 진행한 사례를 공유하고자 합니다.
피지컬 컴퓨팅 도구 : 마이크로 비트
제가 소개할 행사에서 사용한 피지컬 교구는 마이크로 비트입니다. 마이크로비트는 영국 BBC사에서 컴퓨터 교육에 사용하기 위한 Make it Digital 캠페인으로 발표한 교육용 하드웨어입니다. 신용카드의 절반 정도 크기의 소형 마이크로컨트롤러 보드인데요, LED 매트릭스, 버튼, 가속도 센서, 자력 센서, 온도 및 조도 센서, 무선통신 기능을 포함하여 아이디어에 따라 프로그램을 설계하고 확장할 수 있습니다.
별도의 소프트웨어 설치 없이 웹에서 코드를 작성하고 USB 케이블로 업로드하여 확인할 수 있어 매우 편리합니다. 또한, 웹에서 시뮬레이션을 미리 해볼 수 있다는 장점이 있고, 블록 코딩뿐 아니라 파이썬, 자바 스크립트 코드를 작성할 수도 있습니다.
교구가 작고 단순해서 관리하기도 용이합니다. 또한 다양한 별도 센서를 사용하여 확장할 수 있다는 장점이 있어 초등학교, 중학교뿐 아니라 고등학교에서도 단발성 행사에 활용하기 용이합니다.
문제 인식 : 공사 중인 학교의 문제를 해결하라
먼저, 행사의 성격을 소개하겠습니다. 일반계 고등학교에서 1, 2학년의 희망자 40명을 대상으로 진행한 행사로 연초인 4월에 실행한 행사였습니다. 즉, 텍스트 기반 프로그래밍을 경험한 학생보다는 경험 전인 학생이 대다수였으므로 학생의 수준에 따라 프로그래밍이 가능한 마이크로비트를 교구로 설정하였습니다.
우리 학교는 현재 학교 이사 문제로 공사 중에 있습니다. 많은 부분 불편이 있어 학생들의 불만이 많은 관심 이슈입니다. 그래서 이번 문제 해결 프로젝트의 주제를 실생활 문제에서 가져오기로 하였습니다. 공사 중인 학교의 문제를 해결하는 피지컬 컴퓨팅 프로젝트를 계획하였습니다.
우선, 마이크로 비트 교구를 소개하고, 간단한 센서 활용 예제를 해본 후 문제 확인 시간을 가졌습니다. 활동지를 통해 학교 문제를 설명하고 공사로 인해 불편한 상황을 분석하고 모둠별 토의하도록 지도하였습니다.
[문제 인식 활동지 ]
함께 해보기 - 문제 상황 해결 예제
문제상황을 분석하는 시간을 가진 후에 모둠 별로 인식한 문제를 공유하는 시간을 가졌습니다. 그리고 다 함께 해볼 수 있는 대표적인 문제 상황 해결 프로그래밍을 소개하였습니다. 주제는 아래와 같습니다.
함께 해보기 : 공사 중인 학교에서의 주요 문제는 무엇일까?
1.
공사 현장 안전 확보 - 조도 센서를 이용한 스마트 전등 만들기
2.
공사 현장에 누군가 들어오면? 안전 경보를 울리자!
3.
공사 소음 속에서도 비상 연락하기 - 라디오 통신 활용
문제1. 공사 현장 안전 확보 - 조도 센서 를 이용한 스마트 전등 만들기
를 이용한 스마트 전등 만들기버튼을 활용한 조도 센서 활용 스마트 전등 프로그램은 단순한 코딩을 통해 문제 해결을 해볼 수 있는 간단하고 좋은 예제입니다. 마이크로 비트 전면에 있는 버튼과 LED 매트릭스를 활용합니다. 또한 확장 보드를 활용하여 LED를 직접 연결해 볼 수도 있습니다. 조건문을 활용하여 조도를 확인하고 일정 이하일 때 전등이 작동하도록 구현합니다.
[문제 상황 1. 공사 현장 안전 확보를 위한 스마트 전등 구현]
문제2. 공사 현장에 누군가 들어오면? 안전 경보를 울리자!
를 울리자!이번에는 안전 경보 시스템을 구현해 보는 차례입니다. 충돌 감지 센서 또는 버튼과 수동 부저를 활용하여 충돌이 발생했을 때 소리가 나도록 구현해 보았습니다.
[문제 상황 2. 공사현장에 누군가 들어오며? 안전 경보를 울려라! 활동지]
문제3. 공사 소음 속에서도 비상 연락하기
하기마지막으로 함께 해본 활동은 라디오 통신을 활용한 비상 연락입니다. 마이크로 비트에서는 라디오 주파수를 설정하여 같은 주파수를 사용하는 기기끼리 통신할 수 있는 라디오 통신 기능이 있습니다. 이를 활용하여 모둠원끼리 비상 연락하는 프로그램을 구현해 보고 실행해 보았습니다. 물론, 목적은 공사 중인 현장의 소음으로 인한 의사소통 문제 해결이었습니다.
[문제 상황3. 공사 소음 속에서도 비상연락하기 활동지]
개별 도전 과제 : 공사 중인 학교의 문제를 해결할 나만의 아이디어는?
세 개의 예제를 함께 실행해 본 후, 학생들은 개별 또는 모둠별 아이디어 회의에 돌입합니다. 공사 중인 학교의 문제를 해결하기 위한 본인만의 아이디어를 토의하고 결정하여 실제 구현에 들어갑니다.
다양한 센서나 액추에이터를 활용할 수 있도록 별도의 키트를 모둠별로 제공하였습니다. 다만 활용 방법을 모두 알려주지는 않고 매뉴얼을 제공하여 자기 주도적으로 활용하였습니다. 아이디어를 활동지에 작성하고, 코드를 작성하여 업로드 후 실행을 확인하였습니다.
다음은 학생들이 제안하고 구현한 문제해결 아이디어 중 일부입니다.
[학생들의 아이디어]
•
안전 확보를 위한 거리 감지 시스템
•
학교 분진 문제 해결을 위한 자동 환기 시스템
•
소음 정도에 따른 안전 경보 시스템
•
공사장 주변 온도 확인 시스템
•
공사장 근로자 더위 문제 해결 시스템
•
공사장 위험 행동 감지 시스템
구현이 잘되지 않을 경우 코멘트를 해주고, 해당 센서의 매뉴얼을 함께 찾아 적용하고, 오류를 함께 찾아보는 것이 저의 역할이었습니다. 또한, 학생들은 보고서와 소감문을 작성하는 것으로 활동을 마무리하였습니다. 시간이 허락한다면 프로젝트 결과를, 발표를 통해 공유해도 좋을 것 같습니다. 저는 시간의 한계로 하지 못해 아쉬웠습니다.
학생의 활동 내용을 기록하는 것도 우리가 해야 할 일이지요. 특히, 행사를 진행했을 경우에는 이 분야에 관심이 많은 학생이 치열한 경쟁률을 뚫고 선착순으로 신청했을 뿐 아니라 적극적으로 참여하기 때문에 잘 기록해 주고 싶은 마음이 큽니다.
어떤 기록이 좋은 기록일지에 대한 고민은 교사 생활 내내 따라다닐 고민 같은데요, 자신만의 도전 과제 내용을 중심으로 학생의 역량(문제 인식, 문제 분석, 협업 역량, 의사소통 역량, 문제 해결 등)을 기술하려고 노력하였습니다.
행사를 마무리하며..
행사를 계획하고 진행하는 것은 많은 에너지를 필요로합니다. 특히, 정보 교과는 학교에 같은 교과 교사가 많지 않기 때문에 부담이 되는 것도 사실이에요. 하지만 항상 행사를 진행하고 나서 느끼는 것은 뿌듯함과 즐거움인 것 같습니다. 아마도 학생들이 즐겁게 참여하는 모습을 보기 때문인 것 같습니다. 특히, 이번 활동은 실생활 문제에서 시작한 것이 의미 있었다는 소감이 많은 것이 인상적이었습니다. 다음 해에는 어떤 행사를 기획하면 좋을지 고민을 해봐야겠습니다.
학생들을 위해 힘들지만 즐거운 길을 택하시는 우리 정보 선생님들, 모두 파이팅이요.