수업지도안

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교수체제설계 임철일교수님

교안개발과제 2019.04.14

이름:  박찬실

I. 개요

〇 개념: 스마트시티(Smart city)

〇 대상 학습자: 대학교 1학년(도시계획)

〇 수업 수준: 2

〇 수업시간: 40분

▪ 결정적 특성

1. 법률상 스마트 시티는 도시에 ICT, 빅데이터 등 신 기술을 접목하여 각종 도시문제를 해결하고, 삶의 질을 개선할 수 있는 도시 모델이다.

스마트 시티(도시) (smart city)

유비쿼터스 시티(도시)

▪ 도시의 경쟁력과 삶의 질의 향상을 위하여 건설, 정보통신기술 등을 융. 복합하여 건설된 도시기반시설을 바탕으로 다양한 도시 서비스를 제공하는 지속가능한 도시

▪ 도시의 경쟁력과 삶의 질의 향상을 위하여 유비쿼터스 도시기술을 활용하여 건설된 유비쿼터스 도시기반시설 등을 통하여 언제어디서나 유비쿼터스 서비스를 제공하는 도시

2. 스마트시티는 인프라(도시인프라 ,ICT 인프라, 공간정보인프라), 데이터(IoT,데이터공유), 그리고 서비스(알고리즘 서비스, 도시혁신)의 세 가지 구성요소를 포함한다.

3. 첨단기술을 이용한 도시 인프라 확충을 통해 도시민의 삶의 질 향상과 국가 및 도시특성을 반영한 최종 지향적 목표를 가지고 있다.

▪ 가변적 특성

1. 스마트 시티는 각국 경제 및 발전수준, 도시 상황과 여건에 따라 스마트시티에 대한 정의에 차이를 보인다.

선진국(유럽등)

신흥국(아시아등)

주체

민간주도(삶의 질 향상)

공공주도(국가 경쟁력 강화)

목적

기후변화 대응, 도시재생

급격한 도시문제해결, 경기부양

2. 스마트 시티의 성장은 1단계 디지털시티를 거쳐, U-city를 기반으로 2012년 이후 스마트 시티의 개념이 정립되었다.

1단계 디지털시티

2단계

3단계

▪1990년대 중반 디지털시티등장(1993년 암스트레담 디지털시티,1996년,헬싱키Arena2000,1998년 쿄토등)

▪통신사 주도 도시 전반을 연결하는 네트워크 구축

▪ 2003년 한국 U-City를 기점으로 기술주도형 스마트시티 등장

▪1단계 부분적 도시정보화-2단계 전면적 도시 정보화

▪2008년 IBM의 Smater Planet을 계기로 Cisco등 글로벌 기업이 스마트시티에 참여

▪2012년 이후 스마트시티가 전 세계적으로 확산

▪중국의 스마트시티 공식화

▪2015년 인도 모디총리가 스마트시티 구축전략을 발표하면서 스마트시티가 개도국까지 확대

II. 개념적용 교안개발의 배경

가네(Gagne)에 의하면 개념은 지적기능(intellectual skills)의 한 하위요소로서 원리나 절차 학습의 기초가 된다(임철일, 2015)라고 한다. 그가 제시하였던 학습과제유형 중 지적기능의 하위요소로 구분되는 변별, 개념, 원리, 문제해결을 포함하고 있다. 이런 지적기능의 원리는 사물의 변화를 기술하기 때문에 원리를 학습하기 위해서는 반드시 개념에 대한 선행학습이 이루어져야한다고 가네(Gagne)는 주장한다.

본 수업은에서는 스마트시티에 대한 개념을 건축학과 학생들에게 정립시키기 위해 설계되었다. 최근 스마트폰을 비롯한 스마트 기기와 스마트 홈 등 스마트 공간들이 다양한 형태로 발전되어 등장하고 있다. 하지만 스마트에 대한 개념을 어디까지 적용시킬 수 있는가와 무분별하게 사용되는 ‘스마트시티’의 개념을 대학교 1학년 도시계획 수업시간을 통해 정립하고자 한다. 나아가 스마트시티의 용어적 개념이 똑똑한 도시가 아닌 도시를 스마트하게 만들고자 하는 의미로 사용되어지고 있는 만큼 건축학과 학생들은 본 개념을 정립할 필요성이 있다고 생각되었다. 나아가 스마트의 사전적 의미인 소프트웨어나 하드웨어에 관하여 말할 때 정보 처리 능력을 가지고 있다는 의미의 용어, 특히 지금까지는 기대할 수 없었던 정도의 정보처리 능력을 가지고 있다는 의미로 지능형(intelligent)이란 의미로도 사용되고 있는 스마트의 개념을 정립해보고자 한다. 다양한 산업과 분야에 사용되고 있는 스마트시티에 대한 개념을 확립하고 추후 스마트시티와 같이 스마트빌딩, 스마트 타운, 스마트 하이웨이 등과 같은 개념에 적용하여, ‘스마트’ 개념을 이해한 학생들이 건축을 설계함에 있어 다양하게 적용할 수 있도록 하는 것에 수업의 목적을 두었다.

III. 수업 청사진

방법

실행

Ⅰ. 제시

전형적인 예

(스마트시티의 전형: 영상자료를 활용하여 스마트시티를 구성하는 기반과 데이터, 그리고 서비스를 포함하고 있는 스마트 시티의 본보기를 동영상을 통하여 보여준다.)

2. 주의 집증

(결정적 특성에 주목하기)영상자료를 틀어주기 전에 비디오에서 나타나는 도시인프라,ICT 인프라, 공간정보인프라, oT,데이터공유, 알고리즘 서비스, 도시혁신에 대한 자료를 제공하여 동영상에서 보여지는 위의 7가지 상황을 체크할 수 있도록 한다.

3. 개념 정의

(전형의 소개)영상자료를 보고 난 후, 인프라, 데이터 그리고 서비스의 구성요소를 갖춘 도시가 스마트 도시임을 명시한다.

(개념의 결정적 특성 제시에 앞서 학습자 참여 유발)학생들에게 동영상을 상영하며 어떤 부분이 인프라로 느껴졌으며, 어떤 부분이 데이터 그리고 어떤 부분이 서비스라고 생각되었는지 질문한다.

(일반성: 준거적 정의 제시)어느 정도 결정적 속성들이 발표되면 스마트시티를 정의하고 스마트시티의 목표인 첨단기술을 활용하여 인간의 삶의 질을 높일 수 있도록 설계된 도시가 스마트시티임을 제시한다.

4. 파악 단계

(알고리즘)

(표상의 다양성) 나라별(선진국과 신흥국)에서 스마트시티를 설계하는 다른 목적과 그 주체의 다름을 설명한다.

(가변적 속성1) 최첨단 기술을 활용하여 인간의 삶의 질을 높이는 목적으로 설계되는 스마트 시티가 선진국과 신흥국에서 다른 목적으로 지어진다는 것을 알려준다.

(가변적 속성2) 스마트시티는 1단계 태동기(1996~2002)SUS 디지털 시티 등장을 중심으로 2단계 성장기(2003~2011) U-city 를 거쳐 3단계 확산 및 고도화기(2012~현재) 기술주도형 스마트시티의 등장과 확산이 진행되고 있다는 것을 power point life-cycle과 단계별 모형으로 제시한다.

5. 주의 집중

스마트 시티의 구성요소를 소크라티브 퀴즈를 통해 학생들에게 문제로 제시하고 정답을 맞히지 못한 학생들을 위해 전형적 특성과 가변적 특성을 다시 한 번 설명한다. 또한 정답을 맞힌 학생들이 정답이라고 생각하는 이유를 자유롭게 설명할 수 있도록 유도한다.

6. 예

(발산적 실예)디지털 시티와 U-City 그리고 스마트 시티의 전형적인 예를 제시하고 스마트시티의 전형을 다른 두 시티와 구분하는 요소들이 무엇인지 찾아보도록 한다.

선진국과 신흥국에서 추진되고 있는 스마트 시티의 사례를 제시하여 보여준다.

7. 다양성

선진국과 신흥국에서 추진되고 있는 스마트 시티의 설립 목적의 다양성을 제시한다.

True & False 질문: 00은 살기 좋은 미래도시 건설을 목표로 사이드워크랩(sidewalk labs)를 설립하여 주택비용의 절감, 효율적 교통망 구축, 에너지 소비 경감 등을 실행하였다.(T)

▪ 선진국의 스마트시티 사례와 신흥국의 스마트시티 사례를 보여준다.

8. 예가 아닌 경우

(대응적 비예) 스마트시티의 개념이 적용될 수 없는 경우들을 제시한다. 예를들어 첨단과학기술이 도입되어 있지만 도시를 연결하여 융합적으로 인간의 삶의 질을 높이는 경우가 아닌 사례 등을 True & False Question을 적용하여 제시한다.

질문: 1. 00은 생태계 복구를 위해 50만불을 투자하여 살림보호구역을 지정하고 이를 관리하기 위한 인원 200명을 투입하였다.

Ⅱ. 연습

연습1&2

연습 1. 스마트시티와 U-city의 사례를 제공하고 스마트 시티의 장점에 대해 자유롭게 토론해 보도록 한다.

연습 2. U-city가 스마트 시티로 넘어오게 된 결정적인 이유를 찾아본다.

연습3-가

▪ 각각의 사례가 왜 스마트 시티인지 또는 U-city인지에 대해 분별할 수 있도록 한다. 자연스럽게 스마트 시티의 구성요소와 U-city의 구성요소를 나열해 본다.

연습3-나

▪ 스마트 시티의 구성요소들이 각각 가지고 있는 장점이 어떻게 인간의삶의 질을 높여줄 수 있는지 토의해 본다.

▪ 스마트 시티의 구성요소들이 각각 어떤 연계성을 가지고 있는지 브레인 스토밍을 해본다.

연습3-다

▪ 각 그룹은 스마트시티를 구성하고 있는 위에서 제시한 7가지 구성요소를 바탕으로 지역을 선정한 후 이중 어떤 구성요소를 중심으로 스마트시티를 만들어 볼 것인지 선정하고 이유를 생각해 본다.

2. 다양성

평이-복잡

연습 1과 2는 단계적으로 성장해온 스마트시티의 구성요소에 대해 알아보고 스마트 시티의 장점을 다른 학생들과 이야기해 보면서 자연스럽게 구성요소에 대한 개념을 정립한다.(평이 수준)

연습 3의 가나다는 개념을 정의하고 개념의 가변적 속성을 파악하여 결과적으로 개념을 적용해 보는 3-다의 과제로 이어지며 단계별로 수준이 높아진다(평의에서 복잡)

Ⅲ. 피드백

동기화

칭찬/격려

그룹 발표 후에 수업에 대한 기여와 발표에서 잘한 점을 칭찬한다.

학생들이 스마트 시티의 7가지 구성요소를 반영하여 스마트시티를 설계하였는지 확인하고 그렇지 않은 팀의 경우 피드백을 제공한다.

2. 유도

학생들이 대답을 잘 하지 못할 때에는 결정적 특성과 가변적 특성을 힌트로 제시한다.

3. 정보제시

학생들이 토의하고 발표할 때마다 그 사례에 있어서의 전형적 특성, 가변적 특성을 환기시킨다.

IV. 수업 교안

절차

실행

시간

제시

교사: 저번시간 u-CITY에 대해 알아보았던 것에 이어, 이번 시간에는 ‘스마트 시티’가 무엇인지 알아보도록 하겠습니다. 앞으로 졸업 후 도시설계를 주도할 여러분들이 스마트시티에 대한 개념을 이해하는 것은 매우 중요합니다.

1분

2.전형의형성&주의 집중

교사: 여러분들의 이해를 돕기 위해 1분간 동영상을 상영하도록 하겠습니다.

동영상을 보면서 상영하면서 도시인프라,ICT 인프라, 공간정보인프라, IoT,데이터공유, 알고리즘 서비스, 도시혁신이 어떤 부분에서 이루어지고 있는지 제공해 드린 Script Question에 순서대로 표기해 보세요.

학생: 네.

2분

3. 개념 정의

(선행학습 내용과의 연결)

교사: 스마트시티가 우리생활에 어떤 삶의 질 향상을 가져왔을까요?

학생: 공간의 자유요!

학생: 시간의 자유요!

학생: 편리성이 확대되었어요!

교사: 네 맞아요. 이제 제공해 드렸던 7가지 스마트 시티의 구성요소들을 팀과 함께 2분정도 논의해 보세요.

학생: 네!

교사: (2분 후) 네 시간이 다 되었습니다, 먼저 7가지 스마트시티의 구성요소들중 인프라를 보여주었던 부분은 어디였나요? 1팀 발표해보세요.

학생: IoT기술과 전자제품을 연결한 스마트홈이요.

교사: 네 맞습니다. 그럼 이제 2팀은 데이터가 활용되었던 부분을 한번 발표해 볼까요?

학생: 백화점에서 인공지능시스템이 언어, 시각, 음성지능등 핵심요소들을 활용하여 손님들과 상호작용을 통해 정보를 알려주는 서비스요.

교사: 네 맞아요. 또한 스마트시티의 구성요소들이 사람들에게 도움이 되고 삶의 질을 향상시켜줄 수 있는 서비스를 제공하여 줄 때 우리는 스마트시티라고 표현할 수 있습니다. 인프라와 데이터가 기반이 된 도시라 하여도 융합적 서비스를 제공하고 실질적으로 인간의 삶의 영향을 줄 수 없다면 스마트시티라고 볼수 없겠지요. 이처럼 도시의 경쟁력과 삶의 질의 향상을 위하여 건설. 정보통신기술등을 융. 복합하여 건설된 도시기반 시설을 바탕으로 다양한 도시서비스를 제공하는 지속가능한 도시를 우리는 ‘스마트시티’라고 이야기 합니다.

7분

4. 다양성/ 예

교사: 스마트 시티는 선진국과 신흥국을 설계함에 있어 그 목적과 주체가 다르기도 합니다. 예를 들어 유럽의 선진 국가들의 경우 스마트시티를 설계하는 주체가 민간인들이 기후변화대응 및 도시재생을 통해 자신들의 삶의 질을 향상하기 위한 목적을 지닙니다. 반면, 신흥국들의 경우 국가경쟁력강화를 위해 국가가 주도적으로 진행하는 경우가 많으며, 급격한 도시문제를 해결하고 경기를 부양하기 위한 수단으로 스마트시티를 설계하고 있습니다.(파워포인트 프레젠테이션을 통해 다양한 선진국과 신흥국의 스마트시티 사례를 보여준다). 다음은 다음의 그림을 보며 스마트시티의 성장 과정을 살펴보도록 하겠습니다. 스마트시티는 1단계 태동기(1996~2002)SUS 디지털 시티 등장을 중심으로 2단계 성장기(2003~2011) U-city 를 거쳐 3단계 확산 및 고도화기(2012~현재) 기술주도형 스마트시티의 등장과 확산이 진행되고 있다는 것을 power point life-cycle과 단계별 모형을 통해 알아보겠습니다.

학생: 그럼 우리나라는 선진국과 신흥국 중 어떤 목적을 가지고 스마트시티를 설계하고 있나요?

교사: 매우 좋은 질문이에요. 현재 우리나라는 2003년 건설업 위주의 U-city 프로젝트로 시작하여 일시적 정체기를 지나, 최첨단 융. 복합 도시모델조성과 현실적 도시문제 해결을 위한 스마트 시티로 발전중입니다. 결과적으로 선진국과 신흥국 중간단계에 있다고 볼 수 있겠네요.

학생: 스마트시티 설계에 있어 선진국과 신흥국 사이에 존재하는 나라들이 많은가요?

교사: 네 그렇습니다. 현재 스마트시티의 확장이 진행되고 있는 추세이지만 일반 도시에서 디지털 시티를 거쳐 U-City를 기반으로 인프라와 데이터 그리고 서비스의 융합이 이루어진 도시가 형성이 되고 확장이 되기까지는 시간적 물리적 다양한 요소들을 고려해 볼 수 있겠지요.

학생: 아 그렇군요.

7분

5.파악단계/주의집중

교사: 자 이제 스마트 시티의 구성요소를 얼마나 이해하였는지 잠깐의 퀴즈를 진행하여 개념을 명확히 해보는 시간을 갖도록 하겠습니다. 모두 핸드폰을 꺼내서 소크라티브에 접속해 주세요!

학생: 네! ( 매시간 중간점검을 위해 사용하였던 기능임으로 자연스럽게 핸드폰을 꺼내어 소크라티브에 접속한다)

문제: 다음문장을 읽고 스마트시티의 7가지 구성 요소중 무엇을 이야기 하는지 표기하세요.

도시전체를 연결할 수 있는 유. 무선통신인프라는 과거에는 사람과 컴퓨터의 연결이 주된 목적이었지만 스마트시티에서는 사물간의 연결이 핵심이 된다.

① 공간정보 인프라 ② 도시인프라 ③ ICT인프라

교사: 과반수가 정답을 말씀해 주셨습니다. 그렇죠. 위의 글을 설명하는 요소는 ICT인프라입니다. 다른 답을 적어주신 분들도 계신데 괜찮습니다. 사물간의 연결에서 힌트를 찾아보시기 바랍니다.

학생: 네!

8분

6. 연습3

가나다

교사: 자 이제, 나눠드린 Worksheet의 내용을 팀과 함께 읽어보고 스마트시티의 구성요소와 지난시간에 이어 학습한 U-city의 구성요소를 나열해 보도록 하겠습니다.

학생: 네!

교사: 스마트 시티의 구성요소들은 어떤 것들이 있나요?

학생: 인프라 기반의 도시인프라, ICT인프라, 공간정보 인프라가 있어요!

학생: 데이터 기반의 IoT, 데이터 공유를 살펴볼 수 있어요!

학생: 서비스 기반의 알고리즘&서비스와 도시혁신을 들수 있습니다.

교사: 네. 좋습니다. 이제 발견하신 7가지 스마트시티의 구성요소들이 인간의 삶의 질을 어떤 방법으로 높여줄 수 있는지 2분간 팀과 함께 논의 해 보세요.

학생: 네! (스마트 시티의 구성요소들이 각각 어떤 연계성을 가지고 있는지 브레인스토밍을 해본다.)

교사: 자 이제 각 팀이 발견한 스마트시티 요소들의 장점들을 바탕으로 하나의 도시를 설정한 후 어떤 스마트 시티를 설계할 것인지 논의해 보세요!  도시는 자유롭게 팀별로 선정할 수 있으며, 선진국 또는 신흥국 혹은 중간 단계의 나라의 도시들, 우리나라 다양하게 선택할 수 있습니다. 주최자와 목적을 설정하고 도시의 환경분석을 진행한　후 다음시간까지 스마트시티 설계 그림을 그려 오시면 됩니다. 나눠드린 예시를 참고하세요!

10분

7.피드백

▪  각 팀을 돌며 도시선정의 이유를 묻고 팀별 피드백을 제공한다.

▪  개념을 확립하지 못한 학생을 발견할 경우 예시를 들어 설명해 주고 질문을 못한 학생들의 경우 1:1 피드백을 교실을 돌며 제공한다.

5분

V. 연습문제 Work Sheet

I. 동영상 질문

1. 동영상을 보고 스마트시티에 관련된 구성요소 사례를 〇 표기하세요.

구분

요소

내용

표기

인프라

도시인프라

소프트웨어 중심의 사업을 도시하드웨어 발전에 적용함

ICT인프라

도시 전체를 연결할수 있는 유.무선 통신 인프라

공간정보 인프라

지리정보,3D지도,혠 등 위치측정 시스템

데이터

IoT

CCTV를 비롯하여 각종센서를 통해 정보를 수집함

데이터 공유

생성된 데이터의 자유로운 활용지원 과 플랫폼 서비스

서비스

알고리즘&서비스

데이터 처리, 분석하는 알고리즘을 바탕으로 한 도시서비스

도시혁신

도시문제 해결을 위한 아이디어와 새로운 서비스

II. 연습문제

스마트시티의 7가지 구성요소들을 나열해 보세요.

2. 스마트 시티 구성요소들의 장점이 무엇인지 써보세요.

3. 스마트시티를 구성하고 있는 위에서 제시한 7가지 구성요소를 바탕으로 지역을 선정한 후 이중 어떤 구성요소를 중심으로 스마트시티를 만들어 볼 것인지 선정하고 이유를 생각해 본다.

주체:

목적:

도시이름:

구성요소:

예시:

*A4 용지 한 장에 자신의 그룹이 설계한 스마트시티의 모형을 그리고 구성요소와 장점을 설명을 100자 내외로 정리하세요. 발표는 다음시간에 조별 순으로 진행합니다.

제시 중에서 현재는 어ᄄᅠᆫ 부분?

도입?

이렇게 해서 전형이 형성되거나, 제안될 수 있나..

너무 복잡하지 않나. 활동이

구체적인 사례 도시들은 보여주지 않나?

결정적 속성을 제시하는 방식으로 보기 어려움.

특정 요소를 답변의 형식으로 확인하는 과정, 일종의 참여적 제시로 보여짐.

스마트 시티의 사례로 보기 어려움.

스마트 시티와 아닌 시티 사이를 구분하는게 목표이기 때문에.

너무 나간 교육 목표아닌가? 개념 적용 과제인데.

이 부분은 다른 시간에.

이것도 너무 나간 연습문제이고.