2023 공학적 접근 프로젝트

🍀1차시: 스타트업 팀 조직

• 스타트 업에 대한 영상을 보여주어 관련 회사의 개념에 대해 이해시켰습니다. 

• 학급 인원 수에 따라 3인 1조, 4인 1조로 조를 편성하였습니다. 

• 팀이 정해진 후 공학적 접근 방법 수행 평가 자료를 개별로 배부하고 논의를 진행하였습니다.

• 역할 분담을 하였습니다.(4인 1조 기준: 개발자 2명, 제품 디자이너 1명, 포트폴리오 제작 및 정리 1명)

• 해결할 문제 상황과 마이크로 비트를 활용하여 제작할 제품에 대한 설명을 구체적으로 작성하도록 지도하였습니다. 

• 위 모든 내용을  MS Forms를 활용하여 수합하였으며, 그 웹설문에는 반, 조원번호, 스타트업 이름, 역할 분담, 문제상황, 제작하고 싶은 제품 설명, 캔바 편집 링크를 작성할 수 있도록 지도하였습니다.

• 아래는 1차시 작성 링크 입니다. 관련 링크를 정리하여 생활기록부 작성을 하기 위해 설문 형태로 활동을 진행하였습니다.

🍃1차시 수업 활동 사진

• 스타트업 영상을 보고 관련 내용을 이해하였습니다. 전체 프로젝트는 조별, 팀별이 아닌 스타트업 이름을 정하고, MCU중 마이크로 비트를 활용하여 실생활 문제를 해결할 수 있는 간단한 제품을 만드는 것을 목적으로 하였습니다. 단순 제작 및 발표가 아닌 마지막 평가 날 각 조가 가지고 있는 '가상 머니' 투자를 받는 것을 목표로 하고 프로젝트를 진행하였습니다. 가장 가치있고 센스있으며, 소비자 평가가 높은 제품이 투자가 많이 발생할 것으로 설명하며 공학적 제품을 제작하는 것도 중요하지만 누군가의 공감을 얻는 것도 중요함을 강조하였습니다. 최종적으로 가장 많은 투자금을 회수 하는 스타트업은 현금 보상을 받을 예정이며, 가장 높은 공감을 얻은 스타트업 제품일 것이라는 이야기를 하였습니다.  관련 내용을 1차시에 설명하고 위 링크의 설문을 작성하는 방향으로 수업 진행을 완료하였습니다. 

🍃2차시 수업 활동 사진

• 2차시에는 학생들이 제출한 설문 내용을 정리하고 조원을 한번 확인하였습니다. MS Forms로 설문을 받은 내용을 정리하고 각 반별로 파일을 만들었습니다. 

• 고등학생들 또한 피지컬 컴퓨팅 교육 및 코딩 교육을 받아 보지 못한 학생들이 많아서, 마이크로 비트 기초 교육을 진행하고 프로젝트를 이어가기 시작했습니다.

• 관련 PPT: 마이크로 비트 블록 코딩 (왼쪽 링크 자체제작한 자료를 이용하였습니다.)

• 알고리즘, 블록의 개념, 마빗 연결 방법, 기본 블록을 설명하고 진행하였습니다.

• 아래 사진을 첨부합니다.

🍃3차시 수업 활동 사진

• 3차시에는 입력 블록(온도입력블록) 및 조건문을 활용하여 '엉덩이로 공부하는 의자(엉덩이로 앉아서 일정 온도 이상 올라가면 소리가 발생하는 장치)'와 관련된 코드를 설계 하며 연습을 하였습니다. 

• 기본 블록에서 시작 블록과 무한반복블록을 동시에 사용하는 방법을 설명하며, 일반 적인 기계가 켜질 때 시작되는 모습을 연상하며 수업을 진행하였습니다. 공학적 관점으로 기존에 우리가 사용하는 기계에 대한 이해를 하는 방법으로 진행하였습니다.

• 관련 PPT: 마이크로 비트 블록 코딩 (왼쪽 링크 자체제작한 자료를 이용하였습니다.)

• 마지막으로 PPT에 있는 '나침반 만들기' 코드를 활용하여 학생들이 코딩을 하는 수업을 하고 교사가 확인 후 수업을 마무리 하였습니다.

• and 혹은 or와 같은 육각형 블록(상태 블록)을 미리 찾아보고 사용하는 방법으로 진행하였습니다. 

🍃 4차시 수업 활동 사진

• 4차시는 아래 블록을 조합하여, 흔들면 주사위 기능이 있는 마이크로 비트를 설계하며 알고리즘에 대한 이해를 하였습니다. 고등학교 수준에서 다소 쉬울 수 있으나, 코딩 교육 격차를 줄이기 위한 수업으로 진행하였습니다. 초, 중학교 시기 코딩을 배운 친구, 아예 접하지 못한 친구가 고등학교 기준으로 섞여 있기 때문에 아래 블록을 바탕으로 알고리즘에 대한 이해를 진행하였습니다. 

• 다음으로 마이크로 비트 보드에 대한 이해로, 흔들림 입력 기능 이외 다른 10가지 기능을 실제로 보드에 넣어보며, 어떻게 작동하는지 확인하였습니다. 

🍃 5차시 수업 활동 

• 블록에 대한 이해는 끝이 난 듯하여, '인공지능' 에 대한 기초 이해 수업을 진행하였습니다. 마이크로 비트, 티쳐블 머신, P5.js를 활용하여 '인공지능의 지도학습'에 대한 기능을 학습시기키 위한 과정이었습니다. 원클릭 AI 사이트에 접속하여 지도 및 비지도 학습을 연습해 보았습니다. 아래는 해당 수업에 대한 영상입니다. 영상이 날 수업이라 농담으로 하는 욕과, 예시 등이 조금 선정적으로 들어가 있습니다. 인공지능 윤리에 대한 이야기를 추후에 하기 위해 이야기를 한 내용이니 이해부탁드립니다.

🍃 6차시 수업 활동 

• 블록 코딩에 대한 기본적인 흐름은 이해했다. 이제는 Teachablemachine과 p5.js를 활용, 그리고 p5.j5 web 그리고 마이크로 비트의 시리얼 통신 기능을 활용하여 인공지능 비젼학습 데이터 값을 마이크로 비트에 보내는 방법에 대해 수업하였습니다. 중학교 학생 대상으로는 약 150분 정도 진행하였으나, 고등학생에게 부연 설명없이 실습 위주로만 진행했을 때는 50분안에 가능한 수업입니다. 인공지능 비젼학습의 기본 기술을 구현할 수 있는 수업이었으며, 학생들이 잘 따라올지는 미지수 였습니다. 수업이 종료 되었을 때 80% 정도 학습 성공률을 보였습니다. 다른 반도 수업을 해봐야 알겠지만, 해당 기술을 바탕으로 다른 창의적인 사례가 나왔으면 좋겠습니다.

• 그리고 현재 마이크로 비트에서 다양한 오류가 발생하는 상황입니다. 인공지능 선도학교 예산으로 마이크로 비트 V2.21버젼을 추가 구매하여, 인공지능 공학 프로젝트에 활용해 보려 합니다. 마이크로 비트 AAA전지 홀더, 실리콘 케이스, 연결 잭 등을 함께 구매하였습니다. 

🍃 7차시 수업 활동 

• 고등학교 2학년 학생이기 때문에 Chat GPT를 활용하는 것은 문제가 없습니다. 따라서 7차시 기초 강의로 '파이썬 에디터' 연결 및 파이썬 기본 코드 작성 그리고 GPT를 활용하여 마이크로 비트 코드 생성 부분을 수업하였습니다. 코드를 모두 설명한다기 보다, 인공지능 자연어 처리 모델인 Chat GPT를 도구로 생각하고 코드 설계에 도움을 받을 수 있는 방법을 지도하였습니다. 

🍃 8차시 수업 활동 

• 실제 4-5차시 정도 프로젝트 시간을 주었습니다. 수행평가로 창의적 산출물 제출, 프레젠테이션 제출, 발표 이렇게 3가지 활동을 평가요소로 넣었습니다. 아래는 역할과 날짜, 제출해야할 요소 등을 정리한 시트입니다. 

• 제품 투자 PPT에 들어가야 할 내용은 교수자가 지정해 주었습니다. 2학기 프로젝트에서는 자율적으로 학습자에게 위탁? 할 예정입니다.

🍃 13차시 수업 활동: 투자 유치 당일(프레젠테이션) 

🍃평가 결과 

• 발표의 형태가 어색해서 그런지 수줍어 하는 학생들이 있었습니다. 발표 활동이 끝나고 인당 1만원씩 투자를 할 제품을 선택하도록 하였으며, 아래 시트의 '투자금'에 가격을 기록해 두었습니다. 2학기에 해당 제품을 더 발전시켜 다음 버젼의 제품을 제작 및 발표하는 활동으로 이어서 진행하려 합니다. 거기에서 1학기에 받은 '투자금'을 기준으로 교구를 구매할 수 있도록 진행할 예정입니다(아직 확실하지는 않음). 해당 과정의 전체적인 부분에서 '공학적 접근과 과정 그리고 실제 제작과 경제적으로 필요한 단계'를 이해할 수 있었으면 좋겠습니다.