레고® 에듀케이션 스파이크™ 프라임 세트

스쿼트 점프

점프의 최고 높이에서의 위치 에너지를 그래프로 표시하세요.

30-45분
고급
6-8학년
Squat Jumps - Lesson Header

혼합형 학습 준비

(수업 전)

  • 필요에 따라 앱의 시작하기 자료를 이용해 지도안을 작성하세요. 교사와 학생 모두 스파이크 프라임과 친숙해지는 데 도움이 될 것입니다.

  • 이 페이지의 수업 비디오를 시청하세요.

  • 이 페이지의 링크 또는 스파이크 앱에서 이 수업에 관한 학생용 자료를 찾아 읽으세요.

  • 다음과 같은 방법을 고려해보세요.

    • 올바른 도구와 올바른 장소를 선택하세요. 예를 들어, 비디오를 시청하거나 교과서를 읽거나 체험 학습을 준비하는 것은 집에서도 얼마든지 할 수 있겠죠. 반면, 실험을 하고 “체험” 데이터를 모으는 등의 활동은 교실 환경에서 하는 것이 한결 쉬울 거예요.
    • 다양한 도구를 사용하고 차별화의 범위를 크게 넓혀볼 것을 권장하세요. 학생들의 참여도를 높이고 학습 결과를 개선하는 데 도움이 될 거예요.
    • 가상 협업을 위한 다양한 수단을 제시하세요. 방법을 몇 가지 예로 들어볼게요.
      • 화상 회의
      • 블로그, 채팅 또는 벽면 게시물
      • 학생용 워크시트의 디지털 버전
  • 수업 전반에 걸쳐 교실 환경이 아닌 상황에도 대처할 수 있도록 수업의 흐름을 조정하세요. 수업 흐름의 예를 몇 가지 들어볼게요.

  • 그 외에도 아래와 같은 방법으로 필요에 따라 수업의 흐름을 조정할 수 있습니다.
    • 학생들에게 비디오를 보여주고 무엇을 하려는 것인지 설명합니다. 학생들이 비디오를 찾아볼 수 있도록 스파이크 앱 또는 학생용 워크시트 URL을 알려주세요.
    • 수업 주제와 관련하여 기존에 준비해 놓은 다른 자료를 사용합니다.
    • 학생들이 학습 환경을 준비하고 자신의 과제 수행 결과를 검토할 수 있도록 학생용 발명 노트를 맞춤 구성합니다. (추가 리소스 참조)
    • 수업 브리핑(사용하기 쉬운 1페이지짜리 인쇄본 수업 개요)을 통해 학생들에게 개방형 과제에 대한 아이디어를 심어줍니다. (추가 리소스 참조)

착수

(수업 전, 20분.)

  • 이번 수업의 주제는 위치 에너지입니다. 위치 에너지 방정식은 Ep=mgh이며, “g”의 값은 알려져 있고 “m”은 계산하거나 어림할 수 있습니다. 알려지지 않은 변수 “h”는 학생들이 측정할 점프의 높이입니다. 우선 아래쪽으로 향한 거리 센서를 이용해 점프 중에 지면으로부터의 최대 거리를 측정하는 것부터 수업을 시작하세요(표면이 평평한지 확인). 뒤이어 허브의 가속도 센서를 이용하는 방법을 알아볼 것입니다.

토의 시작

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

  • 위치 에너지가 뭔가요?
  • 얼마나 높이 점프할 수 있나요?
  • (위치) 에너지가 얼마나 될까요?

학생들에게 자신이 생각한 대로 가설을 세우고 글로 적어보게 하세요.

탐구

(수업 중, 30분.)

  • 학생들에게 점프와 관련된 데이터를 수집하기 위한 케틀벨 모델을 조립하게 하세요. 학생들 스스로 모델을 생각하여 만들어도 좋고, 앱의 조립 설명서에 따라 케틀벨 모델을 조립해도 상관없어요.
  • 학생들에게 제안된 프로그램을 이용해 모델을 실험해보게 하세요.
  • 엄격하게 제어된 방식으로 점프를 해야 해요. 케틀벨이 평평한 표면(러그나 카펫 사용 금지)을 수직으로 내려다보는 자세를 유지하도록 하세요.

설명

(수업 중, 15분.)

  • 학생들에게 약간의 시간을 주고 프로그램을 조정하여 성능을 개선해보게 하세요.
  • 실험 중에 최대한 많은 데이터를 기록할 것을 권장하세요.
  • 필요에 따라, 학생들에게 다른 소프트웨어에서 조작이 가능하도록 데이터를 CSV 파일로 내보내게 하세요.

다듬기

(수업 후, 25분.)

  • 스파이크 프라임 세트를 계속 사용할 수 있는 경우, 보다 상세한 체험식 학습을 위해 학생들에게 다음과 같은 방식으로 스파이크 앱의 과제를 완료하게 하세요.
    • 질량을 늘린 상태(예: 배낭을 멘 상태)로 점프를 하고, 배낭을 메었을 때와 그렇지 않을 때를 비교하여 위치 에너지를 설명하게 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.
  • 학생들의 정보 교환을 위한 공유 세션을 진행하세요. 정해진 틀은 없으며, 가장 효율적인 방법/도구(즉, 대면 또는 온라인)를 사용하면 돼요.

평가

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

평가 기회

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 선 그래프에 나타나는 값을 해석할 수 있다.
  • 학생들이 자신의 생각에 따라 위치 에너지를 설명하고 질량과 높이 사이의 연결 관계를 그림으로 정확하게 표현할 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: 내 힘으로 선 그래프를 만들고 결과를 설명할 수 있다.
  • 보라: 내 힘으로 새로운 실험을 만들어냈다.

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.
assessment-general.png

차별화

수업을 단순화하는 방법:

  • 학생들에게 허브만을 사용하여 실험을 재현하게 하세요(거리 센서를 추가하는 것도 괜찮아요).
  • 학생들이 스파이크 앱에 제시된 프로그램을 모델의 구성에 맞게 조정하는지 확인하세요.
    • 데이터는 허브가 지면과 수직을 이루고 있는 동안 가속도 값을 기록하기에 적합해야 합니다.

수업을 다음 단계로 연결하는 방법:

  • 학생들에게 점프의 높이를 판정할 다른 방법을 찾아보게 하세요.
    • 허브의 가속도 센서를 사용하세요.
    • 자신이 점프하는 모습이 녹화된 비디오를 사용하세요.
    • 시간만 사용하세요.
DIFF.png

조립 팁

Student-02.png

코딩 팁
다운로드 모드 사용
이 수업은 다운로드 모드에서 실행하도록 설계되었습니다. 다운로드 모드를 사용하면 허브의 데이터 수집 속도가 보다 빨라집니다. 즉, 선 그래프의 해상도가 향상됩니다. 아울러 프로그램을 중지한 후 데이터 집합을 가져와야 한다는 것을 의미합니다.

멈춤 블록을 이용한 데이터셋 자동 전송
이 블록을 사용하면 프로그램이 종료되며, 블루투스가 연결된 경우 수집된 데이터셋이 허브로부터 사용자의 장치로 자동 업로드됩니다. USB 연결을 사용할 경우 데이터셋을 수동으로 업로드해야 합니다.

SPIKE PRIME Science Stop Block - en

기본 프로그램

SPIKE Prime Science Time for Squat Jumps - STEP03 - ko-kr

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

placeholder-image.png

확장

수학교과 확장

수학 기술 계발 요소의 통합:

  • 학생들에게 케틀벨의 바닥과 지면 사이의 거리를 거리 센서를 이용해 직접 기록하는 대신, 가속도 값을 이용해 점프 높이를 알아내게 하세요.
  • 학생들에게 이러한 각각의 방법(거리 측정부터 가속도 값의 계산까지)을 사용하여 위치 에너지를 알아내게 하고, 어떤 방법이 가장 어렵거나 가장 효율적이었으며 그 이유는 무엇이라고 생각하는지 설명하게 하세요.

참고: 이렇게 하려면 추가 시간이 필요합니다.

MATH.png

국어교과 확장

국어교과 기술 계발 요소의 통합:

  • 학생들에게 누군가 점프할 때 어떤 일이 일어나는지를 설명하기 위한 문서를 작성하게 하세요. 그 다음, 근육의 힘과 생체역학에 대해 조사를 하고, 인간의 점프 능력을 몇 가지 동물과 비교하게 해보세요.
  • 학생들에게 점프 능력을 가진 로봇의 프로토타입을 조사하게 하고, 그것을 만든 엔지니어들이 근육 자극을 모방하기 위해 어떤 시도를 했는지에 대한 설명을 문서로 작성하게 하세요.

참고: 이렇게 하려면 추가 시간이 필요합니다.

LA.png

진로 연결

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

  • 치료 서비스
  • 엔지니어링 및 기술

교사 지원

학생 과제:

  • 점프의 높이를 측정할 방법을 조사하세요.
  • 측정된 값을 이용해 위치 에너지를 계산하세요.

레고® 에듀케이션 스파이크 프라임 세트
레고 에듀케이션 스파이크 앱이 설치된 장치

2015 개정교육과정

[6국03-03]
목적이나 대상에 따라 알맞은 형식과 자료를 사용하여 설명하는 글을 쓴다.

[9과19-03]
일의 의미를 알고, 자유 낙하하는 물체의 운동에서 중력이 한 일을 위치 에너지와 운동 에너지로 표현할 수 있다.

[9수03-02]
다양한 상황을 그래프로 나타내고, 주어진 그래프를 해석할 수 있다.

[9수03-05]
일차함수의 의미를 이해하고, 그 그래프를 그릴 수 있다.

[9정03-03]
논리적인 문제 해결 절차인 알고리즘의 의미와 중요성을 이해하고 실생활 문제의 해결과정을 알고리즘으로 구상한다.

[9정03-04]
문제 해결을 위한 다양한 방법과 절차를 탐색하고 명확하게 표현한다.

학생용 자료

학생용 워크시트

온라인 HTML 페이지 또는 인쇄 가능한 PDF 형식으로 다운로드하거나 살펴보거나 공유하세요.