에너지의 흐름

(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 햇빛과 동물 성장 사이의 관계를 보여주는 모델을 만들어볼 것입니다. 각자 자신의 생각대로 디자인과 조립을 해야 하며, 특정한 정답 모델이 없다는 점을 강조하여 말해주세요.

• 과학적 배경 - 에너지의 흐름:
  • 태양에서 온 에너지가 동물이 먹는 음식에 저장됩니다(예: 식물이 햇빛을 화학 에너지로 변환하여 저장하고, 그 식물을 동물이 먹음).
  • 식물을 먹는 동물로는 초식성 동물(식물만 먹음)과 잡식성 동물(식물- 과 고기를 다 먹음)이 있습니다. 육식동물은 고기만 먹습니다. 육식동물이 식물을 먹는 모습은 학생들에게 보여주지 않는 것이 좋습니다.
• 사전 지식 쌓기 - 에너지의 흐름. 기초 과학 자료를 사용하여 정보, 이미지 및 용어 정의를 공유하세요.
  • 에너지는 햇빛, 식물 및 동물에 들어 있습니다.
  • 식물은 태양으로부터 받은 에너지를 몸을 키우는 데 사용합니다. 동물은 그런 식물을 먹음으로써 저장된 에너지를 얻습니다.
  • 어떤 동물은 오직 식물만 먹고(초식동물), 어떤 동물은 다른 동물만을 먹고(육식동물), 어떤 동물은 식물과 동물을 모두 먹습니다(잡식동물).
  • 동물은 성장, 움직임, 체온 유지와 같은 생명 기능을 위해 음식에 저장된 에너지를 사용합니다.
  • (선택 사항) 학생들이 초식, 육식 및 _잡식동물_이라는 용어를 알고 있을 경우, 이번 수업에서 만들어볼 모델이 식물을 먹는 동물, 즉 초식동물이거나 잡식동물이어야 한다고 말을 해주세요.
  • 주요 어휘: 에너지, 흐름, (선택 사항—초식동물, 육식동물, 잡식동물)
• 조립 및 프로그래밍 체험: 학습단원 계획의 제안 사항을 읽어보세요. 아울러 필요하다면, 이번 수업과 관련하여…
  • 스파이크 앱 시작 메뉴의 모든 튜토리얼을 이용해 내용을 보완하세요.
  • ‘우리 눈에 보이지 않는 과학’ 단원의 다른 수업을 한두 가지 참조하여 조립 체험을 확장하고 스파이크 앱의 단어 블록에 대한 이해도를 높이도록 하세요.

####파트 A (45분)

• 이야기의 주인공 소개 및 첫 번째 과제의 제시: 다니엘, 마리아, 레오, 소피는 식물이 햇빛을 이용해 성장을 한다는 것을 알고 있어요. 동물들도 더 크게 자라려면 빛이 필요할까요? 햇빛과 동물 성장 사이의 관계를 보여주는 모델을 조립하세요.

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

  • 식물은 성장에 필요한 에너지를 어디서 얻나요? (태양으로부터)
  • 동물은 에너지를 어디서 얻나요?(식물이나 식물을 먹는 다른 동물을 먹음)
  • 동물들이 그 에너지를 어디에 사용할까요? (몸을 키우고, 움직이고, 신체 부위를 치유하고, 온혈 동물의 경우 체온을 유지)
  • 학생들에게 설명해주세요. 에너지는 태양으로부터 식물과 동물에게로 흐르는 동안 계속 그 형태가 바뀝니다. 예를 들어, 식물은 햋빛의 에너지를 화학적 에너지로 변환하여 저장합니다.

• 스파이크 에센셜 세트와 장치를 그룹별로 하나씩 나눠주세요.

• 이번 수업은 일종의 개방형 프로젝트이며, 따라서 학생들이 원하는 대로 어떤 모델을 디자인하고 조립해도 상관없습니다. 정답 모델이 따로 없다는 점을 상기시켜주시고요.
• 학생 과제:
  • 스케치를 하는 등의 방법으로 디자인 아이디어를 시각적으로 표현해보세요.
  • 햇빛과 동물 성장 사이의 관계를 배우는 데 도움이 될만한 모델을 조립하고 프로그래밍하는 과정을 시작하세요. 에너지의 흐름 및 동물이 에너지를 얻고 사용하는 방식이 모델에 표현되어야 합니다.
• 레고 부품을 사용하여 모델의 각 부분을 표현할 방법에 대해 브레인스토밍을 진행하세요(예: 라이트 매트릭스를 이용해 태양을 표현하거나, 모터를 이용해 레고 동물의 동작과 에너지 사용 행태를 묘사).
• 과제 수행 중간에 학생들에게 익숙한 수업 방식에 따라 아이디어를 서로 교환하고 새로 떠오른 영감에 기초하여 모델을 업데이트하게 하세요.

• 학생들을 모두 모으고 정보를 공유하세요. 

• 그룹별로 모델과 스케치를 공개하고, 설명을 하고, 아직 조립 중인 모델의 어느 부분이 무엇을 나타내는지 말해보라고 하세요. 특히…

  • 에너지가 들어 있는 곳(예: 태양, 식물 및 동물)

  • 에너지가 태양으로부터 식물과 동물에게로 흐르는 과정

  • 동물이 그 에너지를 얻고 사용하는 방식

• 각 그룹별로 모델의 어느 부분이 어려운지 들어보고, 공유하고, 적절히 제안을 해주세요.

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

####파트 B (45분)

• 모델을 조립하는 중에 정보 공유, 브레인스토밍, 아이디어 구상을 지원하는 차원에서 파트 A의 설명 단계를 반복하세요.

• 학생 과제:

  • (10분) 조립 및 프로그래밍 단계를 계속 진행하며 공유 활동을 통해 얻은 아이디어를 덧붙이세요.
  • (15분) 완성된 모델을 사용하여 수업 중에 배운 내용을 공유하고 수업 과제의 질문에 답을 하세요. 동물들도 더 크게 성장하는 데 햇빛이 필요할까요? (직접적으로 필요한 것은 아니에요. 하지만 태양으로부터 에너지를 얻는 식물을 먹으니까 결국 필요한 에너지를 태양에서 얻는 셈이죠.)

• (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.
• 체크리스트를 사용하여 학생들의 진척도를 관찰하세요.
  • 식물이 태양으로부터 에너지를 얻고 그 식물을 먹는 동물에게로 다시 에너지가 흐른다는 사실을 모델이 정확히 보여준다.
  • 동물의 먹이에 담긴 에너지가 비록 형태는 바뀌었어도 원래는 태양으로부터 왔다는 사실이 설명에 정확하게 묘사되어 있다.
  • 동물이 먹이에 든 에너지를 활용하는 방식(성장이나 움직임 또는 체온 유지)이 최소 한 가지 이상 설명에 포함되어 있다.

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:

• 토끼나 말처럼 누구나 아는 초식 동물을 학생들에게 배정하고 모델을 만들게 하세요.

수업의 수준을 높이는 방법:

• 초식 동물을 포식하는 육식 동물을 모델에 포함시키고 추가적인 에너지 흐름을 표현해보라고 하세요.

• 학생들에게 인류가 태양 에너지를 활용하는 방식을 조사하게 하세요(태양전지판으로 전기를 만들거나, 패시브 솔라 시스템으로 난방을 하는 등)

이렇게 할 경우 수업 시간이 45분 이상으로 길어집니다.