미는 자동차 경주

• 온라인 학생 자료를 검토하세요. 수업 중에 프로젝터를 사용하여 이 자료를 학생들과 공유하세요.
• 이전 수업에서 관련 개념*(예: 밀기, 당기기, 마찰, 거리 측정)*을 다루었는지 확인하세요.
• 학생들이 자동차를 테스트할 수 있도록 매끄러운 바닥에 길이 90cm 정도의 공간을 마련하고 레이스트랙으로 정하세요. 마스킹 테이프를 사용하여 출발선을 표시하세요.
• 모든 학생의 능력과 배경을 고려하세요. 모두가 수업에 참여할 수 있도록 수업을 차별화하세요. 아래의 차별화 섹션에 제시된 제안 사항을 참조하세요.

• 비디오를 보여주기 전에 이렇게 질문을 던지세요.
  • 어떻게 해야 모터를 사용하지 않고 차를 움직일 수 있을까요?
  • ‘미는 자동차 경주’에 대해 들어보았나요?
• 학생용 비디오를 여기에서 보거나 온라인 학생용 자료를 통해 액세스하세요.

• 비디오의 미는 자동차 경주 장면에서 학생들이 어떤 힘이 작용하는 것을 보았는지에 대해 토의를 시작하게 하세요.
• 학생들에게 약간의 안내가 필요할 경우, 다음과 같은 질문을 통해 도움을 주세요.
  • 무엇이 자동차를 빠르게 또는 느리게 움직이게 하나요? 미는 강도, 언덕, 마찰.
  • 사람들이 차를 놓으면 어떤 일이 벌어질까요? 차가 계속 굴러갈 거예요.
  • 무엇이 차의 속도를 늦출 수 있을까요? 브레이크, 마찰.
• 학생들에게 미는 자동차와 스프링 발사기를 조립할 것이라고 말해주세요.
• 팀별로 세트를 하나씩 나눠 주세요.

• 학생들이 2명씩 팀이 되어 미는 자동차 모델을 조립하게 하세요. 한 명이 브릭을 찾는 동안 다른 한 명은 조립을 하게 하고, 매 단계가 완료될 때마다 역할을 바꾸게 하세요.
• 아래의 팁 섹션에서 조립에 도움이 될 정보를 찾아볼 수 있어요.
• 학생들이 조립을 마치는 대로 팀별로 발사대를 출발선에 놓게 하세요.
• 학생들에게 자동차를 출발시킬 때마다 이동한 거리를 측정하게 하세요. 눈금자를 사용해도 좋고, 측정이 가능한 조작도구를 사용해도 좋아요.
• 학생들에게 아래의 테스트 과제 지침을 전달하세요.
  • 스프링을 앞으로 밀거나 당긴 상태를 유지하세요. 이렇게 하면 스프링이 수축되고 모양이 변경된다는 점을 강조하세요.
  • 차를 미니피규어 옆에 놓으세요.
  • 팁: 자동차를 노란색 밀기 브릭에 닿도록 최대한 뒤로 굴렸다가 놓아주면 이동 거리가 가장 길어집니다. 학생들에게 이것을 시연해 보여주세요.
  • 스프링을 놓고 자동차가 달려가는 모습을 지켜보세요.
  • 노란색 브레이크를 밀어서 제동을 해보고, 그 다음으로 브레이크 없이 차가 얼마나 멀리 가는지 알아보세요.
  • 브레이크를 걸고 3회, 브레이크 없이 3회 측정을 하세요. 실험을 마칠 때마다 차가 멈춘 지점에 다른 미니피규어를 체크무늬 깃발과 함께 놓으세요. 이전의 거리를 초과할 경우 미니피규어를 옮겨 새로운 정지 지점을 표시하고, 그렇지 않을 경우 그대로 놓아두세요.
• 학생들에게 실험 결과를 학생용 워크시트에 기록하게 하세요(교사 지원-추가 리소스).

• 학생들을 한데 모으고 조립한 모델을 공유하게 하세요.

• 이러한 질문을 던져보세요.

  • 브레이크가 차량의 이동 거리에 어떻게 영향을 미치는지에 대해 무엇을 알게 되었나요?
    브레이크가 차량의 바퀴를 밀면서 속도를 떨어뜨린다는 점을 설명해주세요.
    또한 바닥이 바퀴에 압력을 가해요. 이러한 힘을 “마찰”이라고 불러요.
  • 몇몇 실험 중에 자동차가 유독 더 멀리 움직인 이유가 무엇이라고 생각하나요?
  • 미는 힘에 대해 무엇을 알게 되었나요?

• 학생들에게 발사기의 화살표를 살펴보게 하세요.

  • 발사기에 두 개의 화살표가 있는 이유가 무엇일까요?
  • 그것이 무엇을 나타내나요*(즉, 밀기/당기기)*?

• 마찰에 대한 상세한 설명을 위해, 학생들에게 공중에서 손을 흔들어보라고 하세요. 마찰이 작기 때문에 흔들기가 쉬울 거예요. 그 다음, 책상 위에 손을 대고 이리저리 끌어보라고 하세요. 더 세게 내리누를수록 손을 움직이기가 더 어려워진다는 점을 설명해주세요. 그 이유는 마찰이 크기 때문이에요. 자동차의 브레이크도 같은 원리로 작동하는 것이에요.

• 학생들에게 모든 발사기를 정렬하고 미는 자동차 경주를 시작하게 하세요. 누구의 차가 가장 멀리 가나요? 그 이유는?
• 학생들에게 모델을 분해하고 브릭을 트레이 안에 다시 분류한 다음, 작업 공간을 치우게 하세요.

• 길잡이 질문을 통해 “생각을 소리 내어 말하기”를 장려하고, 학생들이 모델을 조립하는 중에 어떤 과정과 논리를 거쳐 문제 해결 방법을 결정하였는지 설명해 보게 하세요.

관찰 체크리스트

• 더 세게 밀거나 당김으로 인해 물체가 빨라지거나 느려지는 데 있어 힘의 유형이 어떻게 영향을 미치는지를 학생들이 얼마나 능숙하게 묘사하는지 측정하세요.
• 교사의 요구 사항에 맞는 척도를 만드세요*(아래의 예 참고)*.
  1. 추가적인 도움 필요
  2. 독립적으로 수행 가능
  3. 남을 가르쳐도 될 정도

자기 평가

• 학생 개개인에게 자신의 성과를 가장 잘 나타낸다고 생각되는 브릭을 선택하게 하세요.
  • 녹색: “밀기”와 “당기기”의 의미를 묘사할 수 있다고 생각합니다.
  • 파란색: “밀기”와 “당기기”의 의미를 묘사할 수 있습니다.
  • 보라색: “밀기”와 “당기기”의 의미를 묘사할 수 있으며, 친구가 이해하도록 도울 수도 있습니다.

동료 피드백

• 학생들을 소규모 그룹으로 나누고, 학생들이 팀으로 활동한 경험에 대해 이야기하게 하세요.
• 다음과 같은 문장을 사용할 것을 장려하세요.
  • 네가 어땠을 때 좋았냐 하면…
  • 내가 너에게서 더 듣고 싶었던 것은…

모델 팁

• 이 모델은 좀 까다로울 거예요. 학생들이 실수하는 것을 발견할 경우, 즉시 지적하여 실수가 계속 반복되지 않게 해 주세요. 대부분의 학생이 20분 이내에 최소한 발사기 조립은 마쳐야 해요. 가장 좋은 방법은 20분 경과 시점에 학생들에게 조립을 멈추게 하고 실험할 시간을 주는 것이에요. 학생들이 자동차 조립을 완료하지 못한 경우, 마커나 둥글게 구긴 종이 뭉치를 자동차 삼아 밀어주면 돼요.
• 수업 전에 이 모델을 손수 조립하세요. 그리고 모델이 작동하는 원리를 학생들에게 보여주기 위한 샘플로 사용할 수 있도록 잘 보관해두세요.
• 자동차를 출발시킬 때...
  • 첫 번째 학생이 스프링을 노란색 화살표가 있는 앞쪽으로 당기고, 발사대는 제자리에 고정해 주세요.
  • 두 번째 학생이 자동차를 미니피규어 옆에 놓으세요. 에너지의 전달이 극대화되도록 자동차를 밀어줄 브릭과 자동차가 맞닿은 상태인지 확인하세요.
  • 스프링을 놓고 차를 출발시키세요.

수업을 단순화하는 방법:

• 학생들에게 노란색 상자 없이 차의 하단 부위만을 미는 연습을 하게 하세요.

수업의 수준을 높이는 방법:

• 학생들에게 발사기를 다시 조립하되, 스프링의 위치를 바꿔가며 발사기의 성능이 개선되는지 확인하게 하세요*(즉, 발사기에 스프링이 필요하긴 한가요?)*.
• 학생들에게 더욱 멀리 굴러갈 수 있는 새로운 자동차를 디자인하게 하세요.

(참고: 이렇게 하려면 추가 시간이 필요합니다.)
수학 능력을 발달시키기 위해, 학생들에게 여러 가지 측정 단위를 사용하여 자동차가 이동한 거리를 기록하고 상호 비교하게 하세요. 예를 들면 레고^® 브릭, 레고 스터드, 신발 또는 기타 창의적인 측정 단위를 사용하여 차의 이동 거리를 측정할 수 있을 거예요.

2015개정교육과정, 수학
[2수03-05] 길이를 나타내는 표준 단위의 필요성을 인식하고, 1cm와 1m의 단위를 알며, 상황에 따라
적절한 단위를 사용하여 길이를 측정할 수 있다.
[2수03-07] 여러 가지 물건의 길이를 어림하여 보고, 길이에 대한 양감을 기른다.