AI개념의 시작: 데이터를 이용한 스트레칭

• 이번 수업에서는 학생들이 피치, 롤, 요 데이터 값을 스트리밍하여 실시간으로 선 그래프를 추적해볼 것입니다. 또한 이 그래프를 이용해 동작을 조정하고 스트리밍된 데이터를 미리 기록된 그래프와 일치시킬 수 있습니다.

• 피치, 롤, 요 데이터 값은 3개의 축에 대비한 물체의 기울기 각도를 말해줍니다.

  • 피치 - y축 기울기
  • 롤 - z축 기울기
  • 요 - x축 기울기

• 여러 가지 자료를 사용하여 학생들에게 피치, 롤, 요 데이터 값이라는 주제를 조사하게 하세요.

토의 시작

수업과 관련된 질문을 제시하면서 토의를 시작하세요. 질문의 예를 두어 가지 들어볼게요.

• 움직임이 정밀한지 여부를 판단하는 방법에는 어떤 것들이 있을까요?
• 어떻게 해야 실제 움직임이 반영된 값을 그래프에 표시할 수 있을까요?

학생들에게 자신이 생각한 대로 가설을 세우고 글로 적어보게 하세요.

• 학생들에게 요가 링을 조립하게 하세요. 학생들 스스로 모델을 생각하여 만들어도 좋고, 앱의 조립 설명서에 따라 요가 링 모델을 조립해도 상관없어요.
• 여러 가지 동작의 피치-롤-요 각도 값을 기록하기 위한 장치가 필요하다는 점을 설명해주세요.
• 학생들에게 스파이크 앱에 제시된 프로그램을 이용해 모델을 시험해보게 하세요. 첫 번째 동작은 링을 정면(허브의 LED 매트릭스가 학생의 눈을 향함)의 위치로부터 머리 위로 이동시키는 것이에요(비디오 참조).
• 학생들에게 그래프에서 시간의 경과에 따른 피치 각도를 살펴보고 관찰 결과를 기록하게 하세요.

• 학생들에게 약간의 시간을 주고 프로그램을 조정하여 다른 값들을 추적하게 하세요.
• 학생들에게 두 번째 그래프(사전 입력된 선 그래프)와 일치하도록 동작을 취하게 하세요.
• 이동 속도가 그래프의 “모양”에 영향을 미친다는 것을 알고 있는지 확인하세요.

• 스파이크 프라임 세트를 계속 사용할 수 있는 경우, 보다 상세한 체험식 학습을 위해 학생들에게 다음과 같은 방식으로 스파이크 앱의 과제를 완료하게 하세요.
  • 사전 입력된 마지막의 그래프는 두 개의 값을 동시에 사용합니다. 학생들에게 두 개의 동작을 하나의 긴 스트레칭 세션으로 합치게 하세요.
• 학생들이 세트를 이용할 수 없을 경우, 학생용 발명 노트를 작성하게 하거나 아래에 제시된 확장 활동을 과제로 부여하세요. 참고로, 대부분의 확장 활동은 체험식 실습 중에 수집된 데이터를 이용해 수행할 수 있습니다.
• 학생들이 각자의 생각과 실험 결과를 서로 교환할 수 있도록 일종의 공유 세션을 진행하세요. 정해진 틀은 없으며, 가장 효율적인 방법/도구(즉, 대면 또는 온라인)를 사용하면 돼요.

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

교사 관찰 체크리스트
아래의 예를 참조하여 교사의 요구 사항에 맞는 척도를 만드세요.

• 부분적으로 달성됨
• 충분히 달성됨
• 초과 달성됨

아래의 성공 기준을 사용해 학생들의 진척도를 평가하세요.

• 학생들이 선 그래프에 데이터를 기록하기 위한 장치를 프로그래밍할 수 있다.
• 학생들이 물리적 장치의 움직임과 그것이 만들어내는 선 그래프의 상관관계를 이해할 수 있다.
• 학생들이 피치, 롤, 요의 개념을 설명할 수 있다.

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

• 파랑: 앱을 통해 제공되는 프로그램을 이용해 데이터를 그래프로 만들 수 있다.
• 노랑: 선 그래프를 이용한 실험을 스스로 구상할 수 있다.
• 보라: 실험을 스스로 구상하고, 선 그래프를 이용하고, 그래프로부터 결론을 도출할 수 있다.

동료 평가

다음과 같이 학생들에게 서로 피드백을 제공할 것을 권장하세요.

• 한 학생이 위의 색 브릭 척도를 사용하여 다른 학생의 성과에 대해 점수를 매기게 하세요.
• 후속 수업 중에 성과가 더욱 향상될 수 있도록 서로에게 건설적인 피드백을 제시하게 하세요. 이때를 기회 삼아 혼합형 학습 시나리오에 따라 비디오 회의 도구나 블로그 게시 도구를 사용해보는 것도 좋겠죠.

수업을 단순화하는 방법:

• 학생들에게 허브만을 사용하여 실험을 재현하게 하세요. 이번 실험은 허브를 정확한 위치로 들어주는 것이 중요해요.
• 학생들이 스파이크 앱에 제시된 프로그램을 모델의 구성에 맞게 조정하는지 확인하세요.

수업을 다음 단계로 연결하는 방법:

• 학생들에게 각자 요가 링을 조립하게 하세요.
• 학생들에게 파트너의 요가 동작을 그래프에 기록하고, 그래프를 공유하고, 그래프의 데이터를 추적하여 서로의 동작을 따라해보게 하세요.

조립 팁

코딩 팁

이번 수업은 허브가 USB 또는 블루투스를 통해 연결된 상태에서 실행하도록 설계되었습니다. 이렇게 연결될 경우, 허브를 통해 수집된 데이터가 장치로 직접 스트리밍되고 선 그래프에 실시간으로 표시됩니다.

기본 프로그램

솔루션 프로그램

과학 데이터 팁
이 실험을 통해 얻을 수 있는 데이터의 예가 아래에 제시되어 있습니다.

수학교과 확장

수학 기술 계발 요소의 통합:

• 수업 중에 제공되는 샘플 데이터(또는 교사가 준비한 데이터)에 기초하여, 그래프에 직선과 곡선으로 표시되는 동작과 관련하여 무슨 일이 벌어지고 있는 것인지를 학생들에게 설명하게 하세요.
• 학생들에게 샘플 데이터 또는 따로 준비한 데이터가 표시된 그래프의 선 부분에서 수학 공식 y = mx + b와 일치하는 부분을 찾아보게 하세요.
• 학생들에게 전술한 일차방정식(y = mx +b)을 수동으로, 그리고 디지털 도구를 이용해 찾아보게 하세요.

참고: 이렇게 하려면 추가 시간이 필요합니다.

국어교과 확장

국어교과 기술 계발 요소의 통합:

• 학생들에게 디지털 미디어를 사용하여 이번 수업의 요지와 결과를 설명하게 하세요. 적당한 방법을 몇 가지 예로 들어볼게요.
  • 비디오 제작
  • 학습 관리 시스템을 통해 사진과 댓글을 게시(가능한 경우)
  • 요가 강사에게 연락하여 요가 링 모델과 같은 장치가 얼마나 쓸모 있을지를 조사

참고: 이렇게 하려면 추가 시간이 필요합니다.

진로 연결

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

• 치료 서비스
• 엔지니어링 및 기술