MINDSTORMS® EV3 코어 세트

색상과 선

컬러 센서를 사용하여 선을 감지하고 따라가보아요.

45-90분
중급
6-8학년
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수업 계획

1. 준비

  • EV3 클래스룸 앱의 학생용 자료를 읽으세요.
  • 컬러 센서의 작동 방식 및 색상과 반사광 강도 모드를 어떻게 사용할 수 있는지에 관한 정보를 수집하세요.
  • 두껍고 검은 선을 만들기 위한 검은색 테이프가 필요합니다.
  • 수업의 진행을 위해 학생들이 드라이빙 베이스 모델을 조립해야 하며, 약 30분의 시간이 소요됩니다.

2. 착수(5분)

  • 학생들에게 아래 토의 시작 섹션에 제시된 아이디어를 이용해 이 수업과 관련된 토의를 시작하게 하세요.
  • 학생들이 두 명씩 팀을 이루게 하세요.

3. 탐구(20분)

  • 학생들에게 2인 1조로 드라이빙 베이스에 장착할 하향 컬러 센서를 조립하게 하세요.
  • 학생들이 기본 제공되는 프로그래밍 스택을 이용해 컬러 센서의 사용법을 탐구하고 모델이 선을 감지하고 따라가게 만드는 방법을 구상하도록 약간의 시간을 주세요.

4. 설명(10분)

  • 학생들에게 프로그래밍 스택을 사용하여 컬러 센서를 보정하고 그 효과를 관찰하게 하세요.
  • 컬러 센서를 보정하는 것이 왜 중요한지에 대해 토의를 진행하게 하세요.

5. 다듬기(10분)

  • 학생들에게 더 나은 선 따라가기 프로그램을 작성하게 하세요.
  • 뒷정리를 위한 약간의 시간을 남겨두는 것을 잊지 마세요.

6. 평가

  • 학생 개개인의 성과에 대한 피드백을 제공하세요.
  • 제공된 활동평가표를 사용하면 프로세스를 단순화할 수 있습니다.

토의 시작

로봇이 수행해야 하는 동작을 하드 코딩하는 것은별로 효율적이지 못해요. 즉, 로봇이 환경에 따라 이동을 할 수 있도록 여러 가지 안내 시스템을 갖추는 것이 필요해요. 간단하면서도 효과적인 방법 중 하나는 바닥에 색상 선을 그어놓고 로봇이 센서를 이용해 선을 따라갈 수 있게 만드는 것이에요.

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이러한 질문을 사용하여 학생들에게 선을 감지하는 능력을 가진 로봇에 대해 토의를 시작하게 하세요.

  • 색상을 감지하는 로봇에 대해 아는 바가 있나요?
  • 색상 선을 길찾기 수단으로 사용할 경우 어떤 장점과 한계가있을까요?
  • 반사광 강도가 무엇이며, 컬러 센서는 어떤 원리로 작동하는 것일까요?

조립 요령

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조립 설명서

사용 후에 드라이빙 베이스를 해체하지 말고 조립된 상태 그대로 보관하세요.

경로 설정
학생들에게 검은색 테이프를 나눠주고, 로봇이 감지하고 따라갈 수 있도록 두껍고 검은 선을 만들게 하세요. 여러 가지 형태의 선을 시험해보게 하되, 꺾이는 구간이 너무 뾰족할 경우 따라 이동하기가 어렵다는 점을 알려주세요.

컬러 센서 사용
컬러 센서를 2가지 모드(컬러 모드 또는 반사광 강도 모드)로 사용하여 이 과제를 해결할 수 있습니다.

컬러 센서의 반사광 강도 모드를 사용하면 정확성이 극대화됩니다. 선을 따라가는 동작은 2가지 색상 또는 2가지 반사광 강도를 번갈아 탐지하는 기능에 의해 구현됩니다. 시간을 들여 학생들과 함께 센서가 값을 어떤 식으로 알려주는지 알아보세요.

코딩 요령

기본 프로그램

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가능한 솔루션

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차별화

수업을 단순화하는 방법:

  • 컬러 센서의 반사광 강도 모드에 대해 설명을 해주세요.
  • 드라이빙 베이스가 따라가야 할 선의 형태를 단순하게 만들어 주세요.

수업의 수준을 한 단계 높이는 방법:

  • 학생들에게 프로그램을 수정하여 여러 가지 크기, 색상, 형태의 선을 따라가게 하세요.
  • 단순한 형태의 비례선 따라가기*(위의 *코딩 요령 섹션 참조) 프로그램을 보여주고, 학생들에게 프로그램이 작동하는 방식을 해석하게 하세요.

평가 기회

교사 관찰 체크리스트
교사의 요구 사항에 맞는 척도를 만드세요(예시 참조).

  1. 부분적으로 달성됨
  2. 완전하게 달성됨
  3. 초과 달성됨.

아래의 성공 기준을 이용해 학생들의 진척도를 평가하세요.

  • 학생들이 컬러 센서를 이용해 선에 반응하도록 프로그램을 작성할 수 있다.
  • 학생들이 컬러 센서를 보정하고 센서 보정의 중요성을 설명할 수 있다.
  • 학생들이 선 따라가기 프로그램을 최적화하여 보다 정확하게 만들 수 있다.

자기 평가
학생 개개인에게 자신의 성과를 가장 잘 나타낸다고 생각되는 레벨을 선택하게 하세요.

  • 브론즈: 드라이빙 베이스가 선 위에서 멈추게 하였다.
  • 실버: 드라이빙 베이스가 선을 따라가도록 프로그램을 작성했다.
  • 골드: 드라이빙 베이스가 선을 따라가도록 프로그램을 작성했고, 변화하는 조명 조건을 고려하여 컬러 센서를 보정했다.
  • 플래티넘: 드라이빙 베이스가 선을 따라가도록 프로그램을 작성했고 변화하는 조명 조건을 고려하여 컬러 센서를 보정했을 뿐 아니라, 드라이빙 베이스를 더 빠르고 효과적으로 이동하도록 최적화했다.
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국어교과 확장

국어교과 기술 계발 요소의 통합:

  • 학생들에게 이른바 간단한 비례선 따라가기라는 프로그램을 작성하게 하고(위 섹션의 코딩 요령 참조), 이 프로그램의 성능이 이전에 학생들이 작성했던 선 따라가기 프로그램과 어떻게 비교되는지를 설명하기 위한 프레젠테이션을 만들게 하세요.

참고: 이렇게 할 경우 수업이 더 길어집니다.

진로 연결

이 수업이 즐거웠던 학생이라면 아마 다음과 같은 진로 개발 영역에 대해서도 관심이 있을 것입니다.

  • 정보 기술(IT 응용 분야)
  • 제조 및 엔지니어링(기계 기술)
  • 제조 및 엔지니어링(예비 엔지니어링)

교사 지원

학생 과제:

  • 드라이빙 베이스가 검은색 선을 만나면 멈추도록 프로그램을 작성하세요.
  • 드라이빙 베이스가 검은색 선을 따라가도록 프로그램을 작성하세요.

2015 개정교육과정
프로그래밍[9정 04-04]
순차, 선택, 반복의 개념과 원리를 이해하고 세 가지 구조를 활용한 프로그램을 작성한다.
프로그래밍[9정 04-05]
실생활 문제 해결을 위한 소프트웨어를 협력하여 설계, 개발, 비교 분석한다.
컴퓨팅 시스템[9정 05-02]
센서를 이용한 자료 처리 및 동작 제어 프로그램을 구현한다.

학생용 자료

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