물질

*(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 수업은 학생들이 예시된 이미지를 참조하여 바람개비를 조립하는 과정을 수반합니다. 각자 자신의 아이디어에 따라 바람개비를 디자인하고 조립하게 하세요.

• 과학적 배경 - 물질:
  • 물질이란 사물을 구성하고 있는 기본적 물질을 지칭합니다.
  • 물질은 질량을 가지며, 고체, 액체 또는 기체의 형태로 공간을 차지합니다.
• 학생들의 사전 지식 쌓기 - 물질: 기초 과학 자료를 사용하여 정보, 이미지 및 용어 정의를 공유하세요.
  • 바람이란 공기의 움직임을 말합니다. 공기도 다른 어느 물질과 마찬가지로 물리적 입자로 구성되어 있습니다. 다만 너무 작아서 안 보일 뿐이죠. (학생들이 분자의 개념 또는 공기에 포함된 기체의 유형까지 알 필요는 없습니다.)
  • 주요 어휘: 물질, 공기, 입자
• 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 및 센서 블록 섹션에서 추가로 도움이 될만한 부분을 찾아보세요.
• 재료: 종이탑을 만드는 방법은 다음과 같습니다. 1) 복사용지를 세로 방향으로 3등분합니다. 2) 1/3 크기로 잘라진 종이의 긴 변에 평행하게 두 번 접어서 디귿자 모양을 만듭니다. 3) 종이가 무풍 상태에서 똑바로 서고 가벼운 바람에 넘어지는지 확인합니다(템플릿 참조). 교사의 판단에 따라, 수업 중에 학생들에게 각자 독창적인 종이탑을 만들어보라고 하세요.

파트 A (45분)

• 이야기의 주인공 소개 및 첫 번째 과제의 제시: 마리아가 가만히 보아하니, 창문을 열자 방 안의 종이가 날아가네요! 어떻게 그런 일이 일어나는 걸까요?

• 생각—수업의 주제에 대해 간략히 토의를 진행하세요

  • 공기가 뭔가요? 그냥 텅 빈 공간인가요? (아니요, 공기는 너무 작아서 보이지 않는 입자로 구성되어 있어요.)
  • 공기가 그저 빈 공간이 아니라는 증거를 일상 생활 속에서 어떻게 찾을 수 있을까요? (여러 가지 예가 있을 것입니다. 풍선이나 타이어가 부풀고, 호흡을 하고, 바람이 부는 것이 느껴진다는 이야기가 학생들에게서 나올 수 있겠죠.)

• 레고^® 에듀케이션 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 바람개비를 디자인하고 조립해야 한다는 점을 분명히 말해주세요.

• 학생 과제:

  • 종이탑을 불어 넘어뜨릴 수 있도록, 기본 모델을 사용하여 바람개비를 조립하세요.
  • 100%의 속도로 날개가 회전하기 시작하도록 모델을 프로그래밍하세요. 종이탑을 1) 정면을 향하게 세우거나, 2) 옆으로 돌려 세우거나, 3) 바람개비와의 거리를 바꿔가면서 바람개비의 성능과 효과를 테스트하고 관찰할 수도 있겠죠.
  • 모델이 종이탑을 넘어뜨릴 수 있을지를 시험해보세요.
  • 필요한 만큼 다시 디자인하고 다시 시험해보세요.

• 레고 부품을 어떻게 사용해야 종이탑을 효과적으로 불어 쓰러뜨릴 바람개비를 만들 수 있을지에 대해 브레인스토밍을 진행하세요.

• 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. 바람개비가 어떻게…

  • 공기 입자를 움직이게 하는 건가요?
  • 종이탑을 건드리지도 않고 넘어뜨릴 수 있는 건가요?

• 학생들에게 모델을 어떻게 업데이트하여 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. 판지나 다른 재료를 사용하면 더 많은 공기를 밀어낼 수 있기 때문에 레고 부품에 비해 더 효과적인 바람개비를 만들 수 있어요.

• (20분) 학생들에게 모델을 반복 테스트하며 앱의 다음 과제를 완료하게 하세요. 판지 또는 기타 재료를 사용하여 더 효과적인 바람개비 날개를 디자인하고, 바람개비 실험을 다시 해보세요. 어떤 일이 벌어지나요?

• (5분) 학생들에게 아래의 기준에 부합하는 지식, 아이디어 또는 기술을 모두와 공유하게 하세요.
  • 과제를 완수하는 데 도움이 되었거나, 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.
  • 바람개비가 가까운 거리에서 종이탑을 넘어뜨릴 수 있다.
  • 비록 눈에 보이지는 않지만, 바람개비에 의해 밀려난 공기 입자들이 종이를 밀어낸다는 사실이 설명을 통해 드러나보인다.

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, 공기 입자들이 종이탑을 넘어뜨릴 수 있다는 것을 보여주는 바람개비 모델을 조립하게 한 후, 예/아니오 질문을 통해 학생들의 설명을 이끌어내세요.
  수업의 수준을 높이는 방법:
• 학생들에게 모터의 속도를 바꿔가며(예: 기본값 75%와 최대값 100%) 그 효과를 조사하고 비교하게 하세요. 그 다음, 학생들에게 공기와 다른 물질의 입자가 어떻게 영향을 받는지를 설명해주는 다이어그램을 그리고 레이블을 붙이게 하세요.

• 바람의 힘을 측정하는 데 사용되는 보퍼트 풍력계급에 관한 학습 자료를 나눠주세요. 주관적인 느낌을 사용하는 것에 비해 풍력의 측정을 위한 척도를 사용하는 것이 어째서 더 유용할까요? 학생들에게 보퍼트 풍력계급에 관한 글이나 광고를 만들어서 그 이유를 설명해보라고 하세요.

이렇게 할 경우 수업 시간이 45분 이상으로 길어집니다.