사이언스 11+

과학과 사회

인간의 영향
환경

연어를 구하라

공존을 위한 엔지니어링

 초등학교 5학년-중학교
 4인 그룹
 40분
 C104
 사이언스 11+ 과학과 사회 
 연어를 구하라 공존을 위한 엔지니어링 
 교사용 지도서
관련 교과 (2022 개정 교육과정 기준)


[9과01-01] 과학과 인류의 지속 가능한 삶: 과학적 탐구 방법을 이해하고, 일상생활의 문제에 대한 과학적 해결 방안을 제안 할 수 있다.

핵심 개념


회귀 본능(Homing Instinct), 인공 구조물(Artificial Structure), 생태 통로(Eco-corridor)

학습 목표


1. 홍수/가뭄 대비를 위한 댐 건설이 생태계(연어)에 미치는 영향을 설명할 수 있다.

2. 다양한 도구와 재료를 창의적으로 활용하여 연어가 댐을 넘어갈 수 있는 어도(Fish Way)를 설계할 수 있다.

3. 인간의 안전(재해 예방)과 자연의 보존(생태계) 사이의 균형을 맞추는 해결책을 제시할 수 있다.


교사가 알아야 할 과학적 배경지식  Teacher's Knowledge

💡 아이들의 질문에 이렇게 답변해 주세요!

공존을 위한 3가지 요소 (The 3 Elements for Coexistence)

이 수업은 단순히 장치를 만드는 것을 넘어, 인간의 필요와 자연의 생존이 충돌할 때 공학이 어떻게 해결책이 되는지 이해하는 것이 목표입니다.

1

인간의 필요 (Human Needs): "물을 다스리자!"



• 개념: 홍수와 가뭄 같은 기상 재해를 막기 위해 인간은 강에 댐이나 보를 건설합니다.

• 수업 적용: 댐은 나쁜 것이 아니라 사람을 보호하기 위한 시설임을 인지시킵니다. 하지만 이 구조물은 연어에게  '지나갈 수 없는 벽'이 됩니다.



2

자연의 본능 (Nature's Instinct): "집으로 가야 해!"



• 개념: 연어는 알을 낳기 위해 자신이 태어난 강 상류로 거슬러 올라가는 모천 회귀 본능이 있습니다. 길이 막히면 번식을 못 해 멸종 위기에 처합니다.

• 수업 적용: 연어에게 이동은 선택이 아닌 '생존'의 문제임을 강조합니다.



3

공학적 해결 (Engineering Solution): "길을 열어주자!"



• 개념: 댐을 부수지 않고도 연어가 지나갈 수 있도록 어도(Fish Way)나 물고기 엘리베이터를 설치합니다.

• 수업 적용: 계단식(점프), 엘리베이터식(승강기), 자연형 수로 등 다양한 실제 사례를 힌트로 제공하여 아이디어를 자극합니다.


교수·학습 과정  LEGO 4C Process

1단계
Connect (생각 열기 / 5분)


• 상황 제시: "홍수를 막기 위해 강에 거대한 댐을 지었습니다. 마을은 안전해졌지만, 고향으로 돌아가던 연어들은 거대한 벽 앞에 갇히고 말았습니다."

• 발문: "연어가 상류로 못 가면 생태계에는 어떤 일이 생길까요? 댐을 유지하면서 연어도 살릴 방법은 없을까요?"

2단계
Construct (만들기 / 10분)


  • 활동: 개인 또는 모둠별로 문제 상황을 모델링합니다.
  • 지형: 브릭을 쌓아 물길을 막는 높은 댐(벽)을 만듭니다.
  • 생물: 연어(빨간 브릭)를 댐 아래쪽에 배치합니다.
  • 상황 연출: 연어 모형을 손으로 움직여보며, 댐이 너무 높아 스스로 넘어갈 수 없음을 확인합니다.
3단계
Contemplate (생각하기 & 해결하기 / 15분)


  • 문제 발견: "연어의 점프력만으로는 저 높은 벽을 넘을 수 없습니다. 도구가 필요합니다."
  • 업그레이드 미션 (핵심 적용):
  • "여러분이 가진 재료(브릭, 바퀴, 축, 모터 등)를 활용하여 연어가 벽을 안전하게 넘어갈 수 있는 장치를 만들어주세요."
  • "손으로 돌리는 수동 장치도 좋고, 모터나 센서를 활용한 자동 장치도 좋습니다."
4단계
Continue (확장하기 / 10분)


• 결과 공유: 각 팀이 만든 어도(계단, 리프트, 슬라이드 등)가 연어를 어떻게 이동시키는지 시연합니다.

정리: 자연재해를 예방하는 기술(댐)과 생태계를 지키는 기술(어도)이 조화를 이루어야 '지속 가능한 삶'이 가능함을 정리합니다.


평가 계획  Evaluation Criteria

평가 방법: 관찰 평가, 활동지(보고서) 작성, 발표

평가 기준 (주안점):

• [지식] 댐(재해 예방)과 어도(생태계 보존)의 역할을 이해했는가?

• [탐구] 주어진 재료의 특성을 활용하여 물체를 위로 이동시키는 구조를 창의적으로 설계했는가?

• [태도] 인간과 자연의 공존 문제에 대해 관심을 갖고 토의에 참여했는가? 


수업 팁  Tips for Teachers

• 눈높이 비유: 어도(Fish Way)를 '물고기 전용 엘리베이터'나 몸이 불편한 친구를 위한 '휠체어 경사로'에 비유해 주세요. 댐이라는 거대한 계단을 만난 연어에게 우리가 과학 기술로 다리를 놓아준다고 설명하면 공학의 목적을 더 쉽게 이해합니다.


• 색상의 상징성: 브릭의 색깔로 역할을 명확히 구분하게 하세요. 연어는 빨간색, 강물은 파란색, 막고 있는 댐은 회색이나 검은색 브릭을 사용하도록 지도하여, '회색 벽에 가로막힌 생명'이라는 위기 상황이 시각적으로 잘 드러나게 합니다.


• 성공의 기준: 장치의 화려함보다 '연어가 안전한가?'를 강조하세요. 아무리 멋진 장치라도 이동 중에 연어가 밖으로 튀어 나가거나 틈새에 낀다면 좋은 어도가 아닙니다. 생명을 다루는 기술임을 상기시켜 줍니다.

 사이언스 11+ 과학과 사회 
 연어를 구하라 공존을 위한 엔지니어링 
 개인 탐구 활동지
생태계 구조대 연구 일지

이름 :                                   날짜 :                년              월              일             학년/반 :

미션1
공존을 위한 목표 설정


지금 강에서는 두 가지 소원이 충돌하고 있습니다. 각각 무엇을 원하는지 체크해 보세요.


• 👨‍🔧 사람들의 소원: (하나 선택) 


□ 댐을 없애고 홍수가 나도 그냥 참는다.

□ 홍수를 막고 전기를 만들기 위해 댐이 꼭 있어야 한다.


• 🐟 연어의 소원: (하나 선택) 


□ 댐 아래에서 그냥 산다.

□ 태어난 곳(상류)으로 돌아가 알을 낳아야만 한다.


→ 나의 임무: 사람에게 필요한 [ 안전 / 위험 ]과(와) 연어에게 필요한 [ 생존 / 멸종 ]을(를) 모두 해결하는 발명품 만들기!

미션2
해결 전략 매칭


문제 상황에 맞는 해결 방법을 찾아 선으로 이어보세요.


                  문제 상황                                                               해결 전략(아이디어)

벽이 너무 높아서 못 넘어가요.    •                              •    자동 감지 센서 (연어가 올 때만 작동한다)

연어가 왔는지 어떻게 알죠?       •                              •    엘리베이터/리프트 (위로 올려준다)

물이 너무 세게 흘러요.              •                              •    계단식 수로 (물을 천천히 흐르게 한다)

미션3
1차 실험 보고서 (문제 확인)


처음에 만든 댐 모델 앞에서 연어는 어떤 어려움을 겪고 있나요?


 관찰: 연어가 점프해서 벽을 넘을 수 있나요? (             )

 필요한 것: 연어를 (             ) 이동시켜 줄 도구가 필요하다.

미션4
나만의 어도(Fish Way) 설계도


연어를 위로 올려보내기 위해 어떤 구조를 만들 것인가요?

브릭과 모터 및 센서를 사용해서 자유롭게 사용하여 그려보세요.


•  나의 방식:     □ 엘리베이터형(수직 상승)           □ 에스컬레이터형(경사 상승)           □ 계단형(점프)


설계 스케치

(연어를 어디에 태우나요? 무엇을 이용해서 움직이나요? 그림으로 자세히 그려주세요)
















미션 5
최종 작동 결과


내가 만든 장치는 연어를 상류로 안전하게 이동시켰나요?


•  결과:                                                                                                                                                                       



스스로 평가하기

⭐ 오늘 활동을 되돌아보며 별을 색칠해 보세요.

• 연어가 강 상류로 돌아가야 하는 이유(회귀 본능)를 알게 되었나요? ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ 

• 나만의 아이디어를 더해 창의적인 이동 장치를 완성했나요? ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ 

• 인간의 안전과 자연의 보호, 두 마리 토끼를 잡는 방법을 고민했나요? ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ 

 사이언스 11+ 과학과 사회 
 연어를 구하라 공존을 위한 엔지니어링 
 모둠 활동지
공존을 위한 엔지니어링 프로젝트

팀 이름 :                                    날짜 :                년              월              일             

팀원 : 🔴                                 🔵                                 🟢                                  🟡                               

1

우리 팀의 역할을 정해요 (Role Play)



이 구역의 연어 구조대는 나야 나! 색상에 맞춰 역할을 정해주세요. 


색상역할 이름하는 일 (Mission)담당 친구 이름
🔴토목 설계가댐과 주변 지형을 튼튼하게 조립해요.
🔵생태 연구원연어 모형이 다치지 않게 이동 경로를 확인해요.
🟢
장치 엔지니어
연어를 이동시킬 기계나 구조물을 만들어요.

🟡프로젝트 매니저전체 과정을 설명하고 발표를 준비해요.

2

긴급 전략 회의



연어를 높은 댐 위로 어떻게 올릴까요? 우리 팀의 핵심 기술(Key Tech)을 결정해 주세요.


· 후보 1: [ 엘리베이터 ] (장점: 수직으로 들어 올려서 자리를 적게 차지함)

· 후보 2: [ 에스컬레이터 ] (장점: 경사로를 따라 부드럽게 이동함)

· 후보 3: [ 계단식 점프 ] (장점: 물이 흐르는 자연스러운 길을 만듦)


· 우리 팀의 최종 선택: 우리는 [                                     ] 기술을 사용하여 연어를 구하겠습니다!

· 이유:                                                                                                                                                       

3

비밀 설계도



우리 팀이 만들 '어도(Fish Way)'의 모습을 자세히 그려주세요.


설계도 스케치

(모터나 손잡이가 어디에 있는지, 연어가 어디로 들어가는지 화살표로 표시해 주세요!)











4

위기 탈출 시뮬레이션



완벽해 보이는 우리 팀의 장치에도 약점이 있을까요? 4가지 가상의 위기 상황을 해결할 비상 대책을 세워주세요.


· 위기 1. 천적의 습격 🐻 

상황: "맛있는 냄새가 난다!" 곰이나 독수리가 어도 출구에서 입을 벌리고 기다린다면?

→ 대책: (                                                    )


· 위기 2. 에너지 방전 ⚡

상황: "삐이-익!" 갑자기 전기가 끊기거나 모터가 고장 나서 장치가 멈춘다면?

→ 대책: (                                                    )


· 위기 3. 쓰레기 습격 🗑

상황: "꽉 막혔어!" 떠내려오던 나뭇가지나 쓰레기가 입구를 막아버린다면?

→ 대책: (                                                     )


팀 활동 평가 (서로 칭찬하기)

오늘 생태계를 구하기 위해 가장 멋진 활약을 한 친구를 칭찬해 주세요.

•  최고의 생태 구조대원: [ 이름 :                                     ]

· 이유 : [ ex. 연어가 다치지 않게 꼼꼼하게 배려했어요. ]

                                                                                                                                                                                                    


• 황금손 엔지니어: [ 이름 :                                     ]

· 이유 : [ ex. 튼튼하고 기발한 이동 장치를 만들었어요. ]

                                                                                                                                                                                                    

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