■ 로봇의 분류(인간과 유사성)
5. 지도안 총괄표
과 정 수 업 감성적 체험 학습자료(‣) 및 유의점(※)
<필요발견>
및
<문제 정의>
(30분) (1~2/5차시)
상황제시
- 미래의 어느 날 부모님의 결혼기념일에 두 분만의 시간을 드리기 위해 집에 혼자 남은 주인공은 한가 로이 집에서 여유를 즐기 고 있다.
- 이 때 집에 침입자가 발 생하고 신고를 할 수 있 는 여건이 되지 않아 두 려움과 공포에 떨게 된다.
- 그러던 중, 집에 애완용 로봇에게 침입자를 제압 할 수 있는 기능이 있으 면 어떨까 하는 생각을 하게 된다.
(활동)
- 주어진 상황을 분석하여 보안 및 경비에 필요한 로봇에 대한 기능 분석 - 작성한 상황분석표를 이
용하여 로봇 컨셉 회의 진행
< 감성적체험>
- 상황제시와 활동을 통하 여 학생들에게 미래에 충분히 일어날 수 있는 상황임을 공감, 그리고 다른 사람에 대한 감정 에 대한 배려를 하기 위 해 각 주체가 되어 이러 한 상황이 되었을 때 어 떤 감정이 들 것인지 토 론한다.
문제인식에서 가장 중 요한 핵심 포인트는 바로 내면화다. 제시된 상황이나 활동을 자신 이 해결해야하는 상황 으로 인식시키기 위한 과정이 반드시 필요하 다. 학생들에게 이러한 공감을 불러일으키는 좋은 방법 중 하나는 비슷한 경험을 가진 학생들에게 자신의 경 험을 발표할 수 있는 기회를 주는 것이다.
친구가 겪은 이야기를 들으며 나에게도 충분 히 일어날 수 있다는 생각을 하게 된다. 만 약 학생들 중 이러한 경험이 없다면 선생님 께서 이와 유사한 경 험을 이야기 해주시거 나 조사를 통하여 이 야기해주시는 것도 좋 은 방법이 될 것이다.
<창의적 설계>
(60분) (1~2/5차시)
제품설계(로봇 작동 메 커니즘 탐구)
- 인간(동물)과 로봇의 자 극에 대한 반응 행동 메 커니즘 분석을 통한 로봇 작동원리를 탐구한다.
- 수학의 톱니바퀴 문제를 이용한 감속기 원리 탐구 - 로봇팔 흉내내기 체험을
통한 로봇 기계공학 원리 를 탐구한다.
- 구상도(설계도) 작성한다.
< 감성적체험>
- 로봇을 만든다는 것이 학생들에게 매우 어려울 수 있다. 학생들은 처음 에는 어려움과 좌절을 느낄 수 있다. 그러나 선 생님과 모둠원의 도움을 받으며 나를 도와주는 사람에 대한 감사와 나 를 배려해 주는 사람들 에 대한 믿음이 자랄 수 있다. 학생들이 로봇을 작성하는 단계에서 선생
제품설계 단계에서 중 요한 핵심 포인트는 학생들이 로봇의 작동 원리에 대한 충분한 이해를 할 수 있도록 지도해야 한다. 인간의 기관과 로봇의 각 부 분을 대응하는 활동을 통하여 학생들이 로봇 의 개념을 내면화 할 수 있도록 도와준다.
특히 로봇 기계공학 요소는 학생들이 매우 어려워 할 수 있다. 그 이유는 학생들은 로봇
(활동)
- 인간의 감각기관과 로봇 센서 대응 비교
- 톱니바퀴 맞물림 계산(최 소공배수 이용)
- 로봇팔처럼 움직여 보기 체험
님과 주변 학생들의 도 움을 충분히 받을 수 있 도록 해야 한다.
의 움직임이 모두 모 터에 의해 제어되고 있다는 사실이 익숙하 지 않기 때문이다. 결 국 로봇의 행동제어는 로봇에 설치된 모터의 제어라고 해도 과언이 아니다. 이러한 사실을 이해시키기 위해 특히 로봇 팔 체험 활동을 충실하게 실시하고, 필
요 하 다 면
Fillped-learning에서 제공된 동영상을 이용 하길 바란다.
<제품 산출>
(90분) (3~4/5차시)
Mission 수행을 위한 로봇 제작
1) Mission 목적
- 초음파 센서와 Arduino와 과학상 자를 기반으로 로봇을 제작하 여 사람인형 위에 놓인 밀가루 풍선을 터뜨려 사람인형에 밀 가루 뿌려지게 만들기 2) Mission 규칙
- 주어진 재료 이외에 다른 재료를 사용할 수 없다.
- 로봇의 전원스위치 작동 후 로봇 에 대하여 어떠한 조작을 할 수 없다.
- 풍선이 터져 밀가루가 뿌려져 사
람인형에 떨어졌을 때
Mission 성공으로 인정한다.
- 로봇이 다양한 동작을 보였을 경 우 더 많은 점수를 받는다.
3) 채점 기준 - Mission 성공여부 - 원활한 로봇 작동
- 다양한 동작 1개 당 가산점 부여
< 감성적체험>
- 로봇을 제작하는 것만으 로도 새로운 경험에서 오는 흥미와 재미를 느 끼기에 충분하다. 하지만 로봇의 제작은 매우 어 려운 요소가 많아 실망 과 좌절을 많이 할 것이 다. 그럴 때 마다 서로
격려할 수 있는 분위기
를 조성해주시고, 선생님 께서도 현재 하고 있는 작업이 매우 어려운 작 업임을 인정해 주시고,격려를 아끼지 않으신다
면 학생들은 반드시 실 망과 좌절을 딛고 일어 나 다시 도전할 것이다.제품 산출의 핵심요소 는 어떤 제품이 되었 든 산출되는 요소가 있어야 한다. 이번 수 업의 산출물은 로봇이 다. 학생들이 로봇의 제작이 어렵다며 쉽게 포기할 수 있고, 제작 과정에서 학생들 간의 의견대립과 논쟁이 있 을 수 있다. 이러한 과 정이 잘못된 것이 아 니며 누구나 거칠 수 있는 과정임을 인지시 켜 주는 것이 중요하 다. 학생들은 어떤 일 이든 순차적으로 잘 진행이 되어야 성공적 이라는 생각을 하기 쉽다. 하지만 어려운 과정을 거치는 동한 배우는 의미가 더 크 다는 것을 일깨워 주 시길 바란다. 그리고 자신들의 산출물과 다 른 모둠의 산출물을 비교하며 자신들의 산 출물을 비하하지 말고
(활동)
- Mission의 규칙을 이해 - Arduino 모듈 프로그래
밍을 통한 모터제어 - 미션 수행을 위한 가장
적합한 기계요소 추출 - 모터제어와 기계요소 결
합을 통한 로봇 제작
(거꾸로 학습 동영상 제공)
자부심을 가질 수 있 도록 격려를 해주어야 한다.
<제품평가>
(30분) (5/5차시)
시제품 설명 및 미션 수 행
(활동)
- 모둠별로 간단한 작품 설 명 및 미션 수행
- 미션 수행 후 로봇의 장․
단점 피드백
< 감성적체험>
- 다른 사람에게 평가를 받는다는 것은 긴장되고,
불안한 일이다. 이러한 긴장과 불안을 줄이는
가장 좋은 방법은 학생 들의 자존감 신장이다.수업 중 격려와 실패에 대한 관대한 태도로 자 존감을 신장시킬 필요가 있다.
미션 수행을 진행할 때 핵심은 공정한 심 사이다. 미션을 수행하 는 과정에서 공정하지 못한 규칙 적용이나 변칙 등을 용인하는 태도는 수업에 대한 신뢰와 만족감을 떨 어드리는 요소가 된다.
미션이 시작된 이후에 는 되도록 미션 규칙 을 변경하지 말고, 만 약 변경을 할 상황이 발생했다면 반드시 학 생 전원의 동의를 구 하기 바란다.
<평가∙보상>
(15분) (5/5차시)
체크리스트를 통한 평가 - 체크리스트를 통한 각 단 계별 수행수준 평가(자기 평가)
- 교사들은 체크리스트를 통한 조별 평가 실시
보상
- 채택된 법률을 발의한 모둠 에게 박수 및 격려 보내기 - 수업에 참여한 모든 학생들 에게 어려운 수업을 포기하 지 않고, 성실하게 수행한 점 에 대한 격려와 박수 보내기
< 감성적체험>
- 수업단계에서 자신이 활 동한 내용이나 산출물을 이용하여 스스로 평가해 봄으로서 자신이 만들어 낸 결과에 대한 성취감 을 맛볼 수 있고, 수업결 과를 정리하며 칭찬하고, 칭찬받는 과정에서 소속
감과 연대감을 느낄 수
있다.체크리스트 평가의 핵 심은 솔직함이다. 특히 학생들의 경우 스스로 평가를 하기 때문에 더욱 솔직함이 요구된 다. 체크리스트 문항에 대한 솔직하게 답변하 기 위해서는 체크리스 트의 내용이 자신의 활동을 반성하고, 개선 점을 찾기 위한 피드 백이라는 점을 강조하 고, 성적이나 기타 학 교 평가에 반영하지 않을 것임을 분명히 해야 한다.