경주용 자동차

• 온라인 학생 자료를 검토하세요. 수업 중에 프로젝터를 사용하여 이 자료를 학생들과 공유하세요.
• 이전 수업에서 운동의 패턴을 인지하는 방법을 다루었는지 확인하세요.
• 모든 학생의 능력과 배경을 고려하세요. 모두가 수업에 참여할 수 있도록 수업을 차별화하세요. 아래의 차별화 섹션에 제시된 제안 사항을 참조하세요.

• 학생용 비디오를 여기에서 보거나 온라인 학생용 자료를 통해 액세스하세요.

• 비디오의 자동차 경주를 보면서 어떤 힘이 작용하는 것을 알게 되었는지에 대해 토의를 시작하게 하세요.
• 이러한 질문을 던져보세요.
  • 어떤 힘이 경주용 자동차를 움직이게 하나요? (반응력이나 추력이 자동차의 바퀴에 작용하여 차를 움직이게 만들어요. 이러한 힘은 모터 또는 차를 앞으로 밀어주는 다른 무언가로부터 발생해요.)
  • 어떤 힘이 경주용 자동차를 멈추게 하나요? (자동차는 바퀴로 굴러가므로 마찰의 힘이 자동차로부터 에너지를 빼앗아 속도를 떨어뜨려요. 이것을 “회전 저항”이라고 해요.)
  • 어떤 요인들이 자동차의 속도를 높이거나 낮추나요? (질량과 표면 마찰을 줄이는 것이 속도를 높이는 데 도움이 되어요. 질량과 표면 마찰이 커지면 속도가 느려져요.)
• 학생들에게 경주용 자동차 모델과 발사기를 조립하고 자동차의 움직임 패턴을 인지하기 위한 실험을 할 것이라고 말해주세요.
• 팀별로 세트를 하나씩 나눠 주세요.

• 학생들이 2명씩 팀이 되어 경주용 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.

실험 1:

• 학생들에게 중간 크기의 노란색 바퀴를 사용하여 자동차가 얼마나 멀리 이동하는지 테스트하게 하세요. 발사기를 뒤로 5번 위치까지 당겼다가 놓으라고 하세요.
  • 학생용 워크시트에 결과를 기록하게 하세요 (교사 지원 추가 리소스).

실험 2:

• 이제 학생들에게 작은 회색 바퀴와 큰 흰색 바퀴를 이용해 자동차를 테스트하게 하세요.
  • 매번 테스트 결과를 기록해야 한다는 것을 안내해 주세요.
  • 학생들에게 테스트를 수행하고 관찰된 바를 기록하는 중에 각각의 자동차가 얼마나 멀리 이동할 것인지 예측하고 트랙 옆에 브릭을 놓아 표시하게 하세요.

• 학생들을 한데 모으고 배운 내용을 공유하게 하세요.
• 이러한 질문을 던져보세요.
  • 바퀴를 바꿔서 실험을 하는 중에 무엇을 알게 되었나요? (작은 바퀴의 이동 거리가 큰 바퀴에 비해 짧았어요. 그 이유는 작은 바퀴가 큰 바퀴보다 축을 중심으로 더 빠르게 회전하는 관계로 마찰이 더 많이 발생하기 때문이에요.)
  • 어떻게 하면 자동차를 최대한 멀리 가게 할 수 있을까요? (스프링을 뒤로 끝까지 당기기, 무게 줄이기, 더 큰 바퀴 사용하기, 차를 매끄러운 표면에서 출발시키기 등이 답변에 포함되어야 해요.)

• 학생들을 한데 모은 다음, 실험에 대한 검토와 토의를 진행하세요.
• 이러한 질문을 던져보세요.
  • 바퀴의 크기를 바꿔본 결과 자동차의 움직임에서 어떤 패턴이 나타났나요?
  • 다음에 일어날 상황을 어디에서 예측할 수 있었나요?
• 모든 크기의 바퀴를 테스트한 후, 세트에 남아 있는 브릭을 이용해 자동차를 맞춤 제작하게 하세요.
• 학생들에게 모델을 분해하고 브릭을 트레이 안에 다시 분류한 다음, 작업 공간을 치우게 하세요.

• 수업 내내 “왜”와 “어떻게” 질문을 던져 학생들로 하여금 현재 다루고 있는 개념에 대해 생각해 보게 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

• 물체의 움직임에서 나타나는 패턴과 그러한 패턴을 이용해 이후의 움직임을 예측하는 방법을 학생들이 얼마나 능숙하게 설명하는지 측정하세요.
• 교사의 요구 사항에 맞는 척도를 만드세요. 예를 들면...
  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: 자동차의 움직임에서 패턴을 인지할 수 있다고 생각합니다.
  • 파란색: 자동차의 움직임에서 패턴을 인지할 수 있습니다.
  • 보라색: 자동차의 움직임에서 패턴을 인지할 수 있고, 패턴을 이용해 이후의 움직임을 예측할 수 있으며, 친구가 이해하도록 도울 수도 있습니다.

동료 피드백

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

모델 팁

• 브릭을 올바르게 배치하기 위한 방법으로 플레이트의 스터드를 세는 방법을 학생들에게 보여주세요. 숫자가 표시된 타일의 위치와 발사기의 마커에 주의를 기울여야 한다는 점을 강조하세요.
• 자동차를 출발시키려면 발사기를 뒤로 5번 위치까지 당기고 차를 평평한 플레이트에 맞댄 상태로 놓아주세요.
• 바퀴를 너무 꽉 조이지 않게 주의하라고 학생들에게 말해주세요. 마찰력이 늘어나 차가 느려질 테니까요.

수업을 단순화하는 방법:

• 학생들에게 중간 크기의 노란색 바퀴와 큰 흰색 바퀴만을 사용하여 실험을 해보게 하세요.

수업의 수준을 높이는 방법:

• 학생들에게 브릭을 덧붙여 무게를 늘리고 자동차의 움직임이 어떻게 바뀌는지 알아보게 하세요.
• 학생들에게 차를 출발시킬 때 발사기를 뒤로 절반만*(3번 위치)* 당겨보게 하세요.
  • 실험 1과 2에서 관찰한 결과를 바탕으로 자동차가 멈출 위치를 예측할 수 있겠나요?

(참고: 이렇게 하려면 추가 시간이 필요합니다.)
수학 능력을 발달시키기 위해, 학생들에게 표준 단위를 사용하여 세트에 들어 있는 물체의 질량을 예측하고 측정하게 하세요*(예: 무게추 브릭 53g, 큰 바퀴 16g, 중간 바퀴 6g)*.

2015개정교육과정, 수학
[4수03-08] 무게를 나타내는 표준 단위의 필요성을 인식하여 1g과 1kg의 단위를 알고, 이를 이용하여 무게를 측정하고 어림할 수 있다.