2. 자고 있는데 화재경보기가 울렸어요!

이 차시에서는 미래사회의 일상생활을 시작합니다. ‘네오스파이더’의 가스 모듈과 온도 모듈의 역할을 알고, 실생활에서 어떻게 적용할 수 있을지 알아보는 차시입니다. 모듈을 설명하기 위해 학생들에게 친숙하고 흥미롭게 다가오는 신체 가스와 신체의 열을 활용할 수 있습니다. 그러나 일상생활에서 가스 센서와 열 감지 센서는 화재 발생이나 위독 가스 흡입과 같이 위험한 상황들로부터 우리의 안전을 지켜주는 역할을 합니다.

주제 : 화재경보기 만들기
학습목표

(학습 목표) ‘스마트 화재경보기’를 만들기 위한 두 가지 모듈을 말할 수 있습니다.

(SW교육 목표) 가스 모듈과 온도 모듈을 사용하여 ‘스마트 화재경보기’를 만들 수 있습니다.

컴퓨팅
사고력
자료수집 자료분석 자료표현 문제분해 추상화 알고리즘 시뮬레이션
2015 교육과정 성취기준

[9과학02-04] 생활에서 열의 이동을 이용한 예를 조사합니다.

[9정통04-02] 문제해결 코딩 프로그램의 기초 단계 예제를 해결합니다.

[12과학02-03] 화재 예방 및 화재 발생 시 대처 방법을 알고 실천합니다.

준비물 : 컴퓨터, 네오스파이더, 활동지, 뿌리는 손소독제
학습단계 : 도입
자고 있는데 화재경보기가 울렸어요!
학습형태 : 전체학습
학습단계 : 전개 - 활동1
스마트 화재경보기가 울리는 조건 확인하기

https://youtu.be/qs9BfFMGe9M

화재경보기가 무엇인지 알아보기

스마트 화재경보기가 울리는 조건 찾기

학습형태 : 전체학습
학습자료 : 동영상
학습단계 : 전개 - 활동2
네오스파이더로 화재경보기 만들기

필요한 모듈 찾고 조립하기

엔트리에서 코딩하기

학습형태 : 개별화, 수준별 학습
학습자료 : 컴퓨터, 네오스파이더, [활동지 2-1]
학습단계 : 전개 - 활동3
네오스파이더 화재경보기 작동 실험하기

온도 값 변화시켜 경보음 울리게 하기

가스 값 변화시켜 경보음 울리게 하기

학습형태 : 개별화, 수준별 학습
학습자료 : 뿌리는 소독제
학습단계 : 정리
미래의 우리 집 스마트 화재경보기 그려보기
학습형태 : 전체학습
학습자료 : [활동지 2-2]
활동 TIP

활동 1, 2에서는 화재경보기를 만들기 위해 먼저 확인해야 할 정보를 학습하고, 센서를 통해 인식된 교실 상황(온도 등)에 맞추어 코딩하는 실습을 합니다.

활동 3에서는 네오스파이더 주변의 온도를 높이거나 공기를 바꾸기 위해 여러 가지 방법을 사용할 수 있습니다.

반드시 안전에 유의하여 활동해주시기 바랍니다. 자세한 내용은 활동 3의 ‘지도 TIP’을 확인해주세요.

지도안 다운로드

【학습목표】

1. ‘스마트 화재경보기’를 만들기 위한 두 가지 모듈을 말할 수 있습니다.

2. 가스 모듈과 온도 모듈을 사용하여 ‘스마트 화재경보기’를 만들 수 있습니다.

들어가기자고 있는데 화재경보기가 울렸어요!

2040년 7월 1일, 네오는 아침 일찍 깼어요.
삐용삐용 큰 소리가 났기 때문이에요.
방에 설치된 화재경보기에서 경고음이 나오고 있었어요.

그런데 가스레인지도, 전자레인지도 모두 꺼져있었어요. 무슨 일일까요?
공기청정기를 확인한 네오는 깜짝 놀랐어요.

실내 공기 수준이 위험 수준이래요! 앗! 네오는 문득 깨달았어요.
화재경보기가 울린 이유는 바로...

오늘 아침에 화재경보기의 경고음이 시끄러워서 깼어.

네오가 자면서 뀐 방귀 때문이었네요!

연기와 온도를 감지하는 스마트 화재경보기 : https://youtu.be/qs9BfFMGe9M

활동
1‘스마트 화재경보기’가 울리는 조건 확인하기

▣ 화재경보기가 무엇인가요?

화재: 불이 남. 불이 나서 재난이 일어난 상태

사람,동물,식물 모두 죽거나 다쳐요. 집이 없어지기도 해요.

화재경보기: 화재가 났거나 화재가 날 위험이 있다는 것을 알려주는 기계

주방에 불이 난 모습
음식에 불이 붙은 모습

▣ 화재경보기는 언제 울리나요? 동영상을 보고 답해봅시다.

연기와 온도를 동시에 감지하는 스마트 화재 감지기 / YTN 사이언스 유튜브 영상 스크린샷

동영상 : https://youtu.be/qs9BfFMGe9M

기와 온도를 동시에 감지하는 스마트 화재 감지기 / YTN 사이언스 유튜브 영상 스크린샷

가스: 평소보다 연기 농도가 15% 이상 올라감

기와 온도를 동시에 감지하는 스마트 화재 감지기 / YTN 사이언스 유튜브 영상 스크린샷

온도: 60도 이상으로 온도가 올라감

동영상에 나오는 스마트 화재경보기는 언제 울렸나요?

가스(연기)가 평소보다 올라가거나, 온도가 60도 이상으로 올라가면 화재가 발생했다고 알려준다고 하네요.

화재가 발생해서 가스(연기)가 많아지고, 온도가 올라가면 우리의 몸은 어떻게 반응할까요?

공기 중에 가스(연기)가 많아지면
우리는 어떻게 되나요?

숨쉬기 힘들어요.

공기의 온도가 올라가면
우리는 어떻게 될까요?

화상을 입어요.
활동
2네오스파이더로 화재경보기 만들기

▣ 필요한 모듈을 찾고 조립하기

- 우리가 사는 세상의 상태(가스, 온도)를 컴퓨터에게 전달하는 모듈을 찾습니다.

① 가스 모듈은 주변에 가스가 있는지 없는지를 컴퓨터가 알아볼 수 있는 숫자로 나타내주는 모듈입니다.

② 온도 모듈은 주변의 온도를 컴퓨터가 알아볼 수 있는 숫자로 나타내주는 모듈입니다. 온도계가 나타내는 실제 온도와는 다를 수 있습니다.

온도(Temp) 모듈

온도(Temp) 모듈

가스(Gas) 모듈

가스(Gas) 모듈

*가스 모듈은 꽂고 나서 20초 동안 기다려야 합니다. 예열 시간이 필요하기 때문입니다.

- 우리가 명령한 내용을 네오스파이더가 우리에게 보여주게 하는 모듈을 찾습니다.

빛 모듈

빛(Light) 모듈

▣ 엔트리에서 코딩하기

- 다음 순서를 따라 엔트리에서 코딩합니다.

순서 내용 블록꾸러미 블록
1 시작하기 버튼을 클릭했을 때 실행되도록 하기 시작 시작하기 버튼 클릭했을 때
2

‘자료’ 블록꾸러미에 가스 변화값, 온도 변화값을 추가하기

가스 모듈을 통해 컴퓨터는 우리 교실에 가스가 얼마큼 있는지 알 수 있어요. 또 온도 모듈을 통해 컴퓨터는 우리 교실의 온도를 알 수 있어요. 컴퓨터는 알게 된 가스와 온도 정보를 우리가 알 수 있도록 숫자로 나타내주지요.

그 숫자를 ‘가스 변화값’ 혹은 ‘온도 변화값’이라고 이름을 붙이는 과정입니다.

자료

잠깐! 어떤 블록이 우리에게
가스 변화값, 온도 변화값을 보여줄 수 있나요?

‘변수’는 변화하는 수(변화값)를 말해요. 기온은 매일 변화합니다. 야구 스코어도 매 경기마다 변화합니다. 내 성적도 매 학기 변화합니다.이렇게 변화하는 수를 변수라고 합니다. 이렇게 변수를 저장해두고 우리에게 보여주는 블록이 변수 블록입니다.


변수를 2개 추가합니다.

변수이름 가스 변화값
변수이름 온도 변화값
3 현재 우리 교실의 가스값, 온도값을 확인하기 (※TIP ① 참고)

‘실행화면’ 재생하기

시작하기
현재 교실의 가스값 769(안전한 상태)

표시된 숫자는 현재의 ‘안전한 상태’를 나타내는 숫자예요.

4 ‘온도 변화값이 우리 교실의 현재 온도값보다 크거나 가스 변화값이 우리 교실의 현재 가스값보다 크면’ 이라는 조건 추가하기 판단 만일 참이라면
온도 변화값 >29.3 또는 가스 변화값 >800

(※TIP ② 참고)

5 온도가 높거나 가스가 많이 감지됐을 때 경고 말풍선, 빛이 나오게 하기 하드웨어 생김새 RGB LED 전체 으로 켜기
6 온도가 높지 않거나 가스가 많이 감지되지 않았을 때 안전 말풍선이 나오게 하기 생김새 아니면 안정한 상태입니다. 을 말하기

TIP

1. 온도 변화값은 온도계가 나타내는 숫자와 다를 수 있어요.

2. 현재의 우리 교실의 가스 변화값과 온도 변화값이라는 숫자를 기준으로 조금 더 큰 숫자를 코딩해요.
추천: 가스 변화값 + 30
온도 변화값 + 5

완성!

완성 코딩

[활동지 2-1] 참고

활동지 다운로드

▸ 우리 교실의 온도와 공기의 질 수준을 숫자로 표현하고, 이 숫자에 맞춰 경고 불빛이 발생하는 가스·온도값을 코딩합니다. 상황에 따라 다르지만, 온도는 9 이하의 숫자를 더한 값, 가스는 50 이하의 숫자를 더한 값을 추천합니다.

예시 우리 교실 경고 코딩값 추천
온도 우리 교실의 온도가 ‘29’라는 숫자로 표현되고 있는 경우 30
가스 우리 교실의 가스가 ‘769’라는 숫자로 표현되고 있는 경우 800
활동
3네오스파이더 화재경보기 작동 실험하기

▣ ‘스마트 화재경보기’를 작동할 때 주의사항

- 우리가 만든 ‘스마트 화재경보기’를 작동하기 전에 주의사항을 확인합시다.

예시로 드라이기랑 소독제랑 동시 사용하면 불이나서 위험

열이 나는 기기와 소독제를 동시에 사용하지 않아요.

모듈을 장착한 네오스파이더에 소독제를 들이 부으면 고장.

기기 센서(모듈)에 소독제를 너무 많이 뿌리지 않아요.

모듈에 액체를 부으면 고장

모듈에 직접 소독제를 뿌리지 않아요.

열 받은 가스모듈

가스 모듈이 많이 뜨거워질 수 있으니 사용하지 않을 때는 빼주세요.

- 우리가 만든 ‘스마트 화재경보기’가 잘 작동하는지 실험을 해봅시다.

방법 결과
1. 손 소독제를 뿌려

가스 변화값을 올려요.
소독제 뿌리기 light off
소독제 뿌리기 light on
소독제를 뿌리기 이전 교실의 가스 변화값 : 729 (이상한 공기 감지)
2. 입으로 바람을 불어

온도 변화값을 올려요.
현재 교실의 온도값 39.18 (이상한 공기 감지)
네오스파이더 화재경보기 작동 실험하기 동영상 썸네일

▸ 활동 3에서는 교실의 환경을 빠르게 바꾸기 위해 헤어드라이어나 뿌리는 소독제, 인센스 스틱 등을 활용할 수 있습니다. - 안전을 위해 열을 발생하는 기기와 가스를 발생시키는 제품을 동시에 사용하지 않습니다. - 소독제를 뿌려 가스를 발생시킨 경우, 헤어드라이어를 사용하여 열을 발생시키는 방법보다는 소독제를 뿌린 후 손의 따뜻한 열로 온도 모듈을 감싸서 경고음을 발생시키는 방법을 권장합니다.

정리하기학습 주요 개념 살펴보고 확인하기

▣ 미래의 우리 집 스마트 화재경보기 그려보기

- 미래 사회에는 온도 감지, 연기 감지 기능이 더 발달해서 우리 집을 더 안전하게 지켜줄 것입니다. 우리 집에 ‘스마트 화재경보기’가 있다면, 어떤 기능이 있을까요? 또, 어떤 모습일까요? 자유롭게 그려봅시다.

화재가 난 쪽으로 물을 뿌리고, 노래방 조명처럼 레이저 조명이 나오는 그림

[활동지 2-2] 참고

활동지 다운로드

개념 쏙쏙
1
가스 모듈: 주변에 가스가 있는지 없는지를 컴퓨터가 알아볼 수 있는 숫자로 나타내주는 모듈
2
온도 모듈: 주변의 온도를 컴퓨터가 알아볼 수 있는 숫자로 나타내주는 모듈

함께 확인해요! - 학습활동 평가

평가내용 평가결과
‘스마트 화재경보기’를 만들기 위한 두 가지 모듈을 말할 수 있나요?
가스 모듈과 온도 모듈을 사용하여 ‘스마트 화재경보기’를 만들 수 있나요?