동물의 구조

(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 학생들이 주어진 이미지를 참조하여 코가 움직이는 코끼리를 만들어볼 것입니다. 각자 자신의 아이디어에 따라 코끼리와 코를 디자인하고 조립하게 하세요.

• 사전 지식 쌓기 - 동물의 구조: 사전 지식 쌓기 차원에서 기초 과학 자료를 사용하여 정보, 이미지 및 용어 정의를 공유하세요.
  • 동물의 몸 안에는 심장, 위, 폐와 같은 내부 구조가 들어 있습니다. 또한 코끼리의 코, 귀, 눈, 상아, 다리, 발처럼 몸 밖에도 외부 구조를 갖추고 있고요.
  • 이러한 구조는 동물이 성장하고 생존하기 위해 필요한 중요한 기능(예: 먹기)을 도와줍니다.
  • 코끼리의 코는 호흡, 냄새 맡기, 음식과 물 섭취 및 의사소통과 같은 여러 가지 기능을 할 수 있습니다.
  • 코끼리의 코는 최대 19km 떨어진 곳에서도 음식과 물의 냄새를 맡을 수 있습니다. 코끼리는 하루에 최대 180kg까지 먹이를 찾아 먹으니까 그런 기능이 크게 도움이 되겠죠. 또한 코 안에 최대 9리터의 물을 담고, 코로 6.7m 높이의 나무에 달린 먹이를 따 먹고, 295kg의 무게를 들 수 있습니다.
  • 자연에서 일어나는 현상에 관한 모든 주장이나 진술은 논거를 통해 뒷받침되어야 하며(예: 코끼리 코의 외부 구조가 생존에 도움이 됨), 증거(추론 등), 데이터(사실 확인) 및/또는 모델(관찰 결과의 입증)이 논거에 포함되어야 합니다.
  • 주요 어휘: 외부 구조, 내부 구조, 기능, 생존하다/생존
• 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 이벤트, 사운드 및 모터 블록 섹션에서 추가로 도움이 될만한 부분을 찾아보세요.

파트 A (45분)

• 이야기의 주인공 소개 및 첫 번째 과제의 제시: 코끼리가 먹이를 먹는 것을 마리아가 보고 있어요. 그런데 코끼리가 코를 사용하는 방식이 볼수록 신기해요. 함께 궁금증을 풀어볼까요?

• 생각—필요에 따라 이야기 그림을 사용하여 수업의 주제에 대해 간략히 토의를 진행하세요.

  • 코끼리의 내부 및 외부 구조로 어떤 것들이 있나요? (내부: 심장, 뇌, 위, 신장, 폐 등 / 외부: 눈, 큰 귀, 주름진 피부, 긴 몸통, 상아, 다리, 발, 꼬리 등)
  • 코끼리가 코를 어떤 방식으로 사용하나요? (물건 옮기기, 음식과 물 얻기, 소리 내기)
  • 코가 코끼리의 생존에 어떻게 도움이 되나요? (생명을 유지하기 위해 공기, 음식, 물을 얻고, 안전을 위해 서로 의사소통함)
  • 그 밖에 코끼리의 다른 구조들이 코끼리의 생존에 어떻게 도움이 될 수 있을까요? (큰 귀와 주름진 피부로 몸을 식히고, 상아를 이용해 자신을 보호하고 먹이를 얻음)

• 스파이크 에센셜 세트와 장치를 그룹별로 하나씩 나눠주세요.

• 조립과 프로그래밍에 도움이 되도록 아래의 예를 학생들과 공유하는 방안을 고려해보세요. 단, 이미지는 하나의 본보기일 뿐이며, 학생들이 각자의 아이디어에 따라 코가 움직이는 코끼리를 디자인하고 조립해야 한다는 점을 분명히 말해주세요.

• 학생 과제:

  • 기본 모델을 사용하여 코가 움직이는 코끼리를 조립하세요.
  • 코끼리가 코를 사용하여 먹이를 잡거나 코끼리 소리를 내는 방법이 표현되도록 모델을 프로그래밍하세요.

• 레고^® 부품이나 공예 재료를 어떻게 사용하여 먹이, 물 또는 흙더미 등의 물체를 만들고 코끼리 코의 기능을 보여줄 것인지에 대해 브레인스토밍을 진행하세요. 아울러 프로그램을 통해 모터의 방향을 바꾸고 소리에 변화를 줄 수 있다는 사실을 학생들이 알아낼 수 있게 도움을 주세요.

• 과제 수행 중간에 학생들에게 익숙한 수업 방식에 따라 아이디어를 서로 교환하고 새로 떠오른 영감에 기초하여 모델을 업데이트하게 하세요.

예제 아이디어

• 학생들을 모두 모으고 정보를 공유하세요. 

• 각 그룹별로 직접 만든 모델을 이용해 시연과 설명을 해보라고 하세요.

  • 코끼리의 코가 어떻게 높은 나뭇가지의 먹이를 딸 수 있으며, 어떻게 코끼리의 성장에 도움이 되는가.
  • 코끼리가 코로 어떻게 큰 소리를 낼 수 있으며, 이것이 어떻게 의사소통에 도움이 되는가.

• 학생들에게 모델을 어떻게 바꾸어서 성능을 개선했는지에 대해 설명을 해보라고 하세요.

파트 B의 설명 섹션을 이어서 하고자 할 경우, 학생들에게 모델을 그대로 보관하게 하거나 따로 시간을 주고 다시 조립하게 하세요.

파트 B (45분)

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

• (5분) 정교화 단계에서 도움이 될 배경 지식을 공유하세요.
  • 내부 구조는 당연히 동물 내부에 있어야겠죠. 다만 내부 장기라는 사실을 알 수만 있다면 모델의 외부에 부착해도 상관없습니다.
  • 내부 구조에는 폐, 위, 심장 및 뇌가 포함될 수 있습니다.
  • 이러한 내부 구조는 호흡(폐), 섭식(위), 혈액 순환(심장), 생각과 제어(뇌) 등의 다양한 기능을 위해 사용됩니다.
• 이러한 구조를 브릭을 이용해 보여주는 몇 가지 방법을 예로 들자면, 1) 빨간 브릭을 심장으로 사용하고 빛이나 소리로 “박동”이 표현되도록 모델을 프로그래밍하거나, 2) 하얗거나 투명한 브릭 두 개를 폐로 사용하고 호흡 소리 녹음 파일이 재생되도록 모델을 프로그래밍하거나, 3) 센서를 두뇌로 사용하고 그것을 프로그래밍하여 모델의 다른 부분이 뭔가를 하도록 만드는 방법(예: 귀를 움직임) 등이 있을 것입니다.
• (15분) 학생들에게 모델을 반복 테스트하며 앱의 다음 과제를 완료하게 하세요.
  • 코끼리의 내부 구조에 해당하는 새 부품을 코끼리 모델에 추가하세요. 그 다음, 코끼리가 생존을 위해 그러한 구조를 사용하는 방식(폐를 사용하여 숨을 쉬거나 위를 사용하여 먹는 등)이 표현되도록 모델을 프로그래밍하세요.

예시

• (10분) 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

• 코끼리의 외부 구조가 먹이를 찾거나 소리를 냄으로써 생존에 도움이 된다는 논거를 제시한다.
• 학습 목표(교사 지원_ 참조)_를 읽어보세요.
• 체크리스트를 사용하여 학생들의 진척도를 관찰하세요.
  • 모델과 프로그램을 이용해 코, 폐 또는 위가 움직이는 코끼리를 만들었다. 또한 일부 모델은 코로 소리를 내기도 한다.
  • 코끼리의 외부 구조가 먹이를 찾아 먹고 의사소통을 위해 소리를 내는 데 어떻게 도움이 되는지를 설명함에 있어 모델에서 얻은 증거를 사용하여 논거를 입증한다.
  • 코끼리가 어떻게 체내의 폐 또는 위를 사용하여 호흡을 하고 먹으며 생존하는지를 설명함에 있어 모델에서 얻은 증거를 사용하여 논거를 입증한다.

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:

• 첫 번째 과제 수행 후 일단 진행을 멈추고, 외부 구조에만 초점을 맞춘 상태로 학생들에게 코끼리가 코를 어떻게 사용하여 먹이를 얻는지를 보여달라고 하세요. 또한 정교화 단계에서 조립에만 초점을 맞추고 프로그래밍은 생략하세요.

수업의 수준을 높이는 방법:

• 정교화 단계의 확장: 학생들에게 정교화 단계의 모델을 수정하여 두 개의 구조가 동시에 보이게 만들고(예: 코로는 음식을 얻고, 위로는 소화를 하고), 코끼리가 성장하고 생존함에 있어 이 두 가지가 어떻게 협업하는지를 설명해보라고 하세요.

• 동물과 식물의 내외부 구조에 관한 학습 자료를 제공하세요. 그 다음, 학생들에게 동물이나 식물을 하나 고르고, 동식물의 구조가 각자의 서식 환경에서 잘 자라는데 어떻게 도움이 되는지를 보여주는 자연 박물관 브로셔를 만들게 하세요.

이렇게 할 경우 수업 시간이 45분 이상으로 길어집니다.