훈련 캠프 3: 선에 반응하기

1. 준비

• 레고^® 에듀케이션 스파이크^™ 앱의 학생용 자료를 읽으세요.
• 수업의 진행을 위해 굵은 검정색 선이 그어진 흰색 또는 밝은 색의 표면이 필요합니다.

  ▷ 흰색 종이 위에 검은색으로 선을 그으세요.
  ▷ 밝은 색 표면 위에 전기 테이프를 붙이세요.
  ▷ “선 아이디어” PDF를 인쇄해 보세요.
  ▷ 레고 스파이크 코어 세트의 검은색 축 구성품을 사용해보세요.

2. 착수(5분)

• 학생들에게 아래 토의 시작 섹션의 아이디어를 이용해 이 수업과 관련된 토의를 시작하게 하세요.
• 비디오를 이용해 수업의 개요를 설명하세요.

3. 탐구(20분)

• 학생들에게 2인 1조로 컬러 센서가 장착된 드라이빙 베이스를 조립하게 해 보세요.
• 학생들에게 첫 번째 프로그램 꾸러미를 실행하고 연습용 드라이빙 베이스가 전진 이동하다가 검은 선과 수직을 이루는 순간 멈추도록 해 보세요.
• 학생들에게 두 번째 프로그램 꾸러미를 시험해보고 어떤 일이 벌어지는지 설명하게 해 보세요.

4. 설명(5분)

• 컬러 센서가 어떻게 검은색 선을 감지하는지에 대해 토의를 진행해 보세요.

5. 다듬기(15분)

• 학생들이 다음 프로그램을 이용해 검은색 선을 따라 이동하는 드라이빙 베이스를 만들도록 해 보세요.
• 학생들에게 코드를 최적화하여 선 따라가기 프로그램을 개선하게 해 보세요.

6. 평가

• 학생 개개인의 성과에 대한 피드백을 제공하세요.
• 주어진 활동평가표를 사용하면 프로세스를 간소화할 수 있습니다.

이 아이디어를 이용해 학생들이 경진대회 경기장과 경기장 위에 그어진 선에 대해 토의를 시작하게 해 보세요.

• 학생들에게 이러한 선을 어떻게 활용하여 드라이빙 베이스 프로그램을 보다 효과적으로 만들 수 있을지를 질문해 보세요.
• 여러 가지 유형의 선과 교차로에 대해 설명해 보세요.

  ▷ 가는 선
  ▷ 직각
  ▷ T-자형 교차로
  ▷ 불연속적인 선
  ▷ 유색의 선에 의해 절단된 검은색 선

학생들에게 비디오를 보여주고 활동의 개요를 파악하게 하세요.

컬러 센서가 장착된 단순한 드라이빙 베이스
컬러 센서가 장착된 단순한 드라이빙 베이스를 사용해 보세요. 케이블 클립을 사용하는 것을 잊지 마세요.

컬러 센서의 사용
컬러 센서를 2가지 모드(컬러 모드 또는 반사광 강도 모드)로 사용하여 이 챌린지를 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. 잠시 시간을 할애하여 학생들과 함께 센서가 값을 어떤 식으로 알려주는지를 조사해 보세요. 예를 들면...

전원 모드에서 모터 사용하기
속도 조절 모드를 사용하여 모터를 켜면 허브가 모터에 전력(전압)을 점진적으로 보내 원하는 속도에 다다르게 한 후에 일정 속도를 유지합니다. 이때 드라이빙 베이스가 달리는 표면상태는 상관없습니다(평평 혹은 경사 여부).

전원 모드에서 모터를 켜면 허브가 모터에 필요한 전원(전압)을 즉시 공급합니다.

라인 따라가기 예제의 경우, 드라이빙 베이스가 작은 동작을 빠르게 수행해야 하기 때문에(매번 흰색과 검은색 공간 사이에서 10도 미만으로 흔들릴 가능성이 높음) 전원 모드를 사용하여 프로그래밍을 하면 보다 반응성이 높고 정확한 라인 따라가기 동작이 가능해집니다.

이 블록은 “모터 추가메뉴” 확장 영역에서 찾아볼 수 있습니다.

기본 프로그램

가능한 솔루션

기타 프로그램

수업을 단순화하는 방법:

• 컬러 센서의 반사광 강도 모드에 대해 설명을 해주세요.

  ▷ 스파이크 앱의 도움말 섹션에서 컬러 센서에 관한 자세한 정보를 찾아보세요.

수업을 다음 단계로 연결하는 방법:

• 학생들에게 지시하여 드라이빙 베이스가 여러 가지 크기, 색상 및 모양의 선을 따라가도록 프로그램을 수정하게 하세요.

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

1. 부분적으로 달성됨
2. 충분히 달성됨
3. 초과 달성됨

아래의 성공 기준을 사용해 학생들의 진척도를 평가하세요.

• 학생들이 컬러 센서를 이용해 선에 반응하도록 드라이빙 베이스를 프로그래밍할 수 있다.
• 학생들이 "IF ELSE" 문을 프로그램에 사용하여 단순한 선 따라가기 기능을 구현할 수 있다.
• 학생들이 선 따라가기 프로그램을 최적화하여 정확도를 높일 수 있다.

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

• 파란색: 드라이빙 베이스가 직각으로 놓인 선을 만나는 순간 멈추도록 했다.
• 노란색: 드라이빙 베이스가 선을 따라가도록 프로그램을 작성했다.
• 보라색: 드라이빙 베이스가 보다 빠르고 보다 정확하게 움직이도록 선 따라가기 프로그램을 수정했다.

동료 평가
다음과 같이 학생들에게 서로 피드백을 제공할 것을 장려하세요.

• 한 학생이 위의 색 브릭 척도를 사용하여 다른 학생의 성과에 대해 점수를 매기게 하세요.
• 다음 수업 중에 그룹의 성과가 더욱 향상될 수 있도록 서로에게 건설적인 피드백을 제시하게 하세요.

국어교과 기술 계발 요소의 통합:

• 학생들에게 ‘각종 선 따라가기’라는 이름의 프로그램을 보여주고(코딩 요령 섹션 참조), 프로그램의 작동 원리를 알아내게 하세요.
• 학생들에게 이 프로그램의 성능을 이전의 선 따라가기 프로그램과 비교하여 평가하게 하세요.

참고: 이렇게 할 경우 수업이 더 길어집니다.

수학 기술 계발 요소의 통합:

• 학생들에게 컬러 센서의 반사광 강도를 이용하는 선 따라가기 프로그램이 어떻게 작동하는지를 아래의 용어를 사용하여 설명하게 하세요.

  ▷ 경계값
  ▷ 중간값
  ▷ 보다 큼, 보다 작음
  ▷ 범위
  ▷ 백분율

참고: 이렇게 할 경우 수업이 더 길어집니다.

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

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