환경 변화 문제의 해결

(참고: 이 수업은 파트 A와 파트 B로 구성되어 있으며, 표준에 따른 온전한 학습을 위해 두 가지가 다 중요합니다. 시간이 제한적일 경우, 두 파트를 모두 검토한 후, 필요한 요소들을 골라 사용하세요.)

이번 수업에서는 습지에 건물을 짓는 것이 특정 동물에게 끼칠 문제에 대한 해법을 디자인하고 조립해볼 것입니다. 참고로, 관심유도 섹션에 예시된 몇 가지 문제와 해법은 아이디어 구상에 도움을 주기 위한 본보기에 불과합니다. 학생 자신이 선택한 동물이 겪게 될 문제에 대한 해법을 디자인하고 조립할 것을 당부하세요.

• 사전 지식 쌓기 - 환경 변화로 인해 유발되는 문제의 해결: 사전 지식 쌓기 차원에서 기초 과학 자료를 사용하여 정보, 이미지나 비디오 및 용어 정의를 공유하세요.
  • 환경이란 동식물의 주변을 둘러싸고 동식물에 영향을 미치는 모든 생물과 무생물의 집합체를 의미합니다.
  • 습지란 연중 전부 또는 일부 기간 동안 토양이 담수, 해수 또는 담수와 해수가 혼합된 물로 덮여 있는 환경을 의미합니다.
  • 습지는 다양한 종류의 동물과 식물이 살아가는 서식지입니다.
  • 사람들은 습지 안쪽이나 습지 근처에 건물을 지을 때 습지의 물을 빼거나 흙을 부어서 습지를 메우는 수가 많습니다. 이러한 행위는 여러 가지로 환경을 변화시키고, 그곳에 사는 동식물에게 영향을 미칩니다.
  • 문제를 해결할 방법에 대한 주장을 펼치고, 그러한 주장을 논거를 통해 뒷받침하고, 어째서 그 해법으로 문제의 해결이 가능한지를 보여주는 증거와 추론을 통해 논거를 입증하세요. 증거에는 이유, 사실 및 논리적 인과관계가 포함될 수 있습니다(흙을 부으면 식물이 사멸하여 새가 둥지를 지을 수 없게 됨, 식물이 필요로 하는 빛이 높은 건물에 의해 차단됨).
  • 주요 어휘: 환경, 습지, 주장, 증거.
• 조립 및 프로그래밍 체험: 학습단원 계획의 제안 사항을 읽어보세요. 아울러 필요하다면, 이번 수업과 관련하여…
  • 스파이크 앱 시작 메뉴의 모터 튜토리얼을 이용해 내용을 보완하세요.
  • 스파이크 앱의 도움말>단어 블록 메뉴의 모터 및 사운드 섹션에서 추가로 도움이 될만한 부분을 찾아보세요.
  • 늪지 보트 수업을 통해 학생들에게 습지의 개념을 가르쳐주세요.
• 재료: 필요에 따라, 습지에 관한 정보, 이미지 및/또는 비디오를 찾아서 수업 중에 활용하세요. 아울러 습지가 무엇인지 검색을 해보고, 환경 탐사 및 보호와 관련된 정부기관 또는 민간 단체의 웹 사이트를 찾아보세요.

파트 A (45분)

• 이야기의 주인공 소개 및 첫 번째 과제의 제시: 소피가 듣자하니 사람들이 자기 집 근처 습지에 높은 건물을 지을 것이라네요. 걱정이군요. 그곳에 사는 새들과 다른 동물들에게 해를 끼치게 될 텐데요.

• 생각—교사의 판단에 따라, 준비된 리소스와 이야기 그림을 사용하여 수업의 주제에 대해 간략히 토의를 진행하세요.

  • 습지란? (습지 및/또는 늪지란 연중 전부 또는 일부 기간 동안 토양이 물로 덮여 있는 환경을 말합니다. 필요에 따라 이미지와 비디오를 보여주세요.)
  • 습지에 어떤 종류의 식물들이 살고 있나요? (키가 큰 풀 모양의 식물, 키가 작은 이끼 모양의 식물, 또는 관목과 나무)
  • 습지에 어떤 종류의 동물이 살고 있나요? (인근의 습지에서 볼 수 있는 오리와 같은 물새들, 비버, 사향쥐, 악어, 개구리, 거북이, 뱀, 온갖 곤충을 비롯하여 다양한 동물들이 있을 것입니다)
  • 습지에 건물을 세우는 것이 어떤 식으로 변화를 불러오게 될까요? 그리고 이러한 변화가 어떻게 식물과 동물의 생존을 어렵게 만들 수 있을까요? (학생들이 제시하는 아이디어를 나열하세요. 예를 들어, 건물을 지을 공간을 만들기 위해 물을 빼거나 흙을 덮으면 수위가 달라지고, 그로 인해 토양이 건조해지거나 마실 물이 적어질 수 있겠죠. 결국 물과 토양의 높이가 바뀌면 먹이 공급원, 은신처 또는 둥지 지을 곳이 파괴될 위험이 커요(조류 산란지 보호를 위한 솔루션의 예제 참조). 또한 건물이 햇빛을 가림에 따라 조도가 바뀔 수도 있을 테고요.)
  • 소피의 습지에 사는 동물을 하나 고르고 어떤 문제가 있는지 알아본 후, 해결 방법을 생각해보세요.

• 스파이크 에센셜 세트와 장치를 그룹별로 하나씩 나눠주세요.

• 학생들이 과제를 수행하는 중에…

  • 조립과 프로그래밍을 도와주는 차원에서 아래의 예제를 공유하는 방안을 고려해보세요. 단, 이 모델은 사라져버린 새 둥지 터를 대체하는 방법에 대한 하나의 보기일 뿐이며, 학생들이 각자 자신이 선택한 문제에 대한 해법을 조립 모델로 만들어야 한다는 점을 분명히 말해줘야 합니다.
  • 각자 선택한 문제 및 그 해법의 제시를 위해 레고^® 부품을 활용하는 방법에 대해 브레인스토밍을 진행하세요.

• 학생 과제:

  • 자신이 선택한 동물이 습지의 변화로 인해 겪게 될 문제 및 문제의 해결을 위한 디자인 아이디어에 대해 토의를 진행하세요. 그 동물에게 무엇이 필요하게 될까요?
  • 스케치를 하는 등의 방법으로 디자인 아이디어를 시각적으로 표현해보세요.
  • 기본 모델과 프로그램을 참고하여 아이디어를 구상하고, 문제를 해결하거나 줄여줄 모델의 조립 및 프로그래밍을 시작하세요.

예제 아이디어

• 학생들을 모두 모으고 정보를 공유하세요. 

• 각 그룹별로 조립 중인 모델과 스케치를 이용해 시연과 설명을 해보라고 하세요.

  • 어떠한 문제를 선택했는가(습지의 어떤 부분이 변할 수 있는지, 그리고 그것이 동물에게 어떤 문제를 일으키는지 등).
  • 자신의 디자인이 습지의 변화와 동물이 겪게 될 문제를 어떻게 줄여주는가.
  • 문제의 해결을 위해 그러한 디자인을 선택한 이유는 무엇인가.
  • 프로그램이 무슨 기능을 하는가.

• 학생들에게 진행 상황을 수시로 공유하고 아이디어 공유를 통해 새로운 영감을 찾아보게 하세요.

• 학생들에게 부분적으로 완성된 모델을 그대로 보관하라고 하세요. 파트 B의 조립, 프로그램 및 설명 섹션에서 다시 사용하게 될 테니까요.

파트 B (45분)

• 다른 그룹이 추가로 배운 내용의 시연과 설명을 할 수 있도록 파트 A의 설명 단계를 반복하세요.

• 학생 과제:

  • (10분) 설명 단계에서 정보 공유를 통해 얻은 아이디어를 바탕으로 조립 및 프로그래밍을 계속하세요. 예를 들어, 여러 가지 크기의 동물(예: 작은 새와 큰 새)에 맞춰 해법을 개선하는 것도 생각해볼 수 있겠죠.
  • (10분) 완성된 모델을 사용하여 자신의 주장을 펼치세요. 건축이 시작된 후로 자신의 디자인이 소피의 늪지에 사는 동물의 생존에 어떻게 도움이 된다는 것인가요? 어떤 추론과 증거로써 그 주장을 뒷받침할 수 있을까요?

• (5분) 학생들에게 아래의 기준에 부합하는 지식, 아이디어 또는 기술을 모두와 공유하게 하세요.

  • 과제를 완료하는 데 도움이 되었다.
  • 조립하는 중에 배움을 얻었다.

• 학생들에게 세트와 수업 공간을 정리정돈하게 하세요.

• 학생들이 아이디어를 구상하고 조립과 프로그래밍을 하는 동안 유도질문을 통해 생각과 결정을 들어보세요.

관찰 체크리스트

• 학습 목표(교사 지원* 참조)*를 읽어보세요.
• 학습 목표 및 여러 숙련도 수준에 걸쳐 나타나는 행동을 점검하세요.
• 체크리스트를 사용하여 학생들의 진척도를 관찰하세요.
  • 사람들이 습지에 건축을 할 경우에 동물이 겪게 될 문제를 정확하게 묘사한다(먹이, 은신처 또는 둥지 터의 상실 등).
  • 문제에 대한 한 가지 해결책을 모델을 통해 보여준다.
  • 자신의 디자인이 앞서 언급한 동물의 문제를 줄여줄 것이라는 주장을 적절히 제시한다.
  • 습지의 변화가 일으키는 문제(예: 흙을 부어 메워버리면 새들이 둥지를 지을 나무가 자랄 수 없기에 새들이 다른 곳에서 둥지를 틀어야 함) 및 자신의 디자인으로 동물의 문제가 해결되는 이유(예: 새집을 만들어서 새들이 둥지를 틀고 새끼를 기를 수 있는 다른 장소를 제공함)에 대해 자신이 주장하는 바를 증거로써 뒷받침한다.

보다 자세한 평가 방법은 추가 리소스 섹션의 자기 평가 및 동료 피드백 부분을 참조하세요.

자기 평가

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

• 파란색 브릭: 프로그램 작성 지침을 따를 수 있다고 생각한다.
• 노란색 브릭: 프로그램 작성 지침에 따라 프로그램을 만들 수 있다.
• 녹색 브릭: 프로그램 작성 지침에 따라 프로그램을 만들 수 있으며, 친구에게 도움을 줄 수도 있다.

동료 피드백

학생들을 소규모 그룹으로 나누고, 협업의 체험에 대해 토의를 하게 하세요.
다음과 같은 문장을 사용할 것을 제안하세요.

• 네가 어땠을 때 좋았냐 하면…
• 내가 너에게서 더 듣고 싶었던 것은…

수업을 단순화하는 방법:

• 모든 학생에게 동일한 문제를 제시하고 해법을 구상하게 하세요(예: 새집 예제를 사용하여 둥지 터 상실의 문제를 해결).
  수업의 수준을 높이는 방법:
• 자신이 선택한 문제로부터 파생될 수 있는 상황에 대처할 방법을 찾아보라고 하세요. 예를 들어, 땅에 둥지를 짓는 새와 나무 위 높은 곳에 둥지를 짓는 새가 한 곳에 살고 있을 경우, 두 가지 문제를 모두 해결할 방법을 찾아야겠죠.

• 미국 농무부에 따르면 미국 내에서 준위협 내지 멸종 위기에 처한 어류의 약 절반, 조류의 1/3, 식물의 1/4, 그리고 포유류의 1/6이 습지에 서식처를 두고 있습니다. 학생들에게 정사각형에 색을 칠하거나 블록을 그룹화하거나 기타 유사한 활동을 통해 이런 동물들이 차지하는 비중을 표시하고 비교해보라고 하세요.

이렇게 할 경우 수업 시간이 45분 이상으로 길어집니다.