Ⅶ
평가와 보상
1) 소통
- 제작한 간이 전동기의 성능을 향상시키기 위하여 다양한 의견을 자유롭게 제안하고 다른 친구들의 의견을 비판적으로 받아들이고 공유할 수 있도록 한다.
■ 자동차의 구조
차체 - 자동차 외관
- 실내장치, 조명장치, 편의장치
섀시
- 차체를 제외한 부분
- 동력발생장치, 동력전달장치, 조향장 치, 현가장치, 제동장치 등
■ 클러치와 변속 장치
가. 클러치 : 엔진과 플라이휠 사이에서 동력의 전달을 차단하거나 연결
나. 변속 장치 : 주행 상태에 맞게 기관의 속도와 토크를 바꾸는 장치 회전 속도 기어의 잇수 토크
높다 적다 작다
낮다 크다 크다
교사용 참고자료
■ 차동장치
자동차가 회전할 때 혹은 험로에서는 안쪽 바퀴와 바깥쪽 바퀴의 회전 거리가 다를 것입니다. 이를 어떻게 해결할 수 있을까요?
차동장치란 굽은 길에서 안쪽 바퀴는 적게, 바깥쪽 바퀴는 많이 회전하도 록 하여 미끄럼 없이 주행하도록 하는 장치입니다.
■ 현가 장치
주행 중의 진동이나 충격 흡수
① 현가스프링 : 바퀴에 가해진 충격을 흡수 진동 완화
② 쇼크옵져버 : 스프링에 흡수된 진동을 흡수 승차감을 향상, 스프링의 피로를 줄임
③ 스테빌라이져 : 차체의 평형을 유지
■ 조향 장치
주행을 원하는 곳으로 바꾸기 위한 장치
- 회전 후 조향 핸들이 저절로 직진 상태로 되돌아 오는 것은 앞바퀴 정렬 때문
- 앞바퀴 정렬 : 앞바퀴를 차축에 결합시킬 때 토인, 캐스터, 캠버를 고 려하는 것(자동차의 주행과 안전에 중요)
1) 토인 : 앞바퀴의 앞쪽이 뒤쪽보다 좁은 상태로 되어 있는 것(타이어 의 마멸 방지)
2) 케스터 : 앞바퀴를 옆에서 보았을 때 킹핀 중심선이 수직선에 대해 경사져 있는 것(직진성 및 회전 후 원상태 유지)
3) 캠버 : 앞바퀴를 정면에서 보았을 때 윗부분이 아랫부분보다 더 벌 어져 있는 것(핸들 조작을 용이하게)
토인 캐스터 캠버
■ 제동 장치
1) 감속시키거나 정지시키는 장치 및 정지 중인 차가 저절로 움직이지 않도록 하는 장치(브레이크)
2) 상용 브레이크(유압식) : 주행중 사용(foot brake)
3) 주차 브레이크(기계식) : 주차 상태를 안전하게 유지하기 위해 사용 (hand brake)
4) 감속 브레이크 : 엔진 브레이크가 대표적이며, 보조 제동에 사용
※ABS란?
Antilock Break System, 주행 중에 급제 동이나 눈길, 빗길과 같은 노면에서 제동 을 하면 바퀴의 잠김(locking)에 의해 미 끄러짐이 발생합니다. ABS는 이를 감지하 고 전자장치를 이용하여 1초에 10~20번
정도 기계적으로 차량의 브레이크 작용을 반복하게 해 줌으로써 바퀴 의 잠김 현상을 미연에 방지하고 제동 시에도 핸들 조절이 가능하며 차체의 쏠림 없이 최단 거리로 정지 시킬 수 있게 해줍니다.
■ 가솔린 기관의 작동 1) 작동 원리
가) 연료(가솔린)와 공기의 혼합기를 실린더 속에 흡입한 후에 압축시 켜 그 폭발에 따른 팽창력으로 피스톤이 왕복운동을 하고, 이것이 크랭 크축에 의해 회전운동으로 바뀐다.
2) 4행정 사이클 기관의 작동
※ 사이클 : 반복적으로 일어나는 일을 일컫는 말 ※ 행정 : 피스톤이 상사점에서 하사점까지 이동한 거리
흡입 → 압축 → 폭발 → 배기처럼 의 4행정(크랭크축 2회전)으로 1사이클 완료
행정 동작
밸브
피스톤 실린더 부피 압력 흡기 배기
흡입 피스톤이 하강하면서 연료와 공기의
혼합기를 기화기를 통해 흡입 열림 닫힘 내려감 증가 감소 압축 피스톤이 올라가면서 흡입된 혼합기
를 압축 닫힘 닫힘 올라감 감소 증가
폭발
압축된 혼합기에 전기 불꽃으로 점 화·폭발시켜 그 가스의 압력으로 피 스톤이 내려가면서 동력 발생
닫힘 닫힘 내려감 증가 증가
배기 피스톤이 올라가면서 연소가스 배출 닫힘 열림 올라감 감소 유지
4행정 사이클 기관의 그림
흡입 압축 폭발 배기
■ 가솔린 기관의 구조
1) 기관 본체 : 동력을 발생하는 부분
가) 실린더 : 연료가 연소되고 이에 따라 피스톤이 왕복운동을 하는 곳 나) 피스톤 : 폭발력을 받아 수직으로 왕복운동을 하는 것
다) 커넥팅로드 : 피스톤의 수직 왕복운동을 크랭크축에 전달시켜 주는 것
라) 크랭크축 : 피스톤의 수직왕복운동을 회전운동으로 바꾸어 주는 것 마) 실린더헤드 : 실린더의 덮개
바) 플라이휠 : 크랭크축의 끝에 붙어서 크랭크축의 회전을 원활하게 해 주는 바퀴
2) 연료 장치 : 연료(휘발유)와 공기를 적당한 비율로 혼합한 후 연소실로 보내는 장치의 일체
수냉식 공랭식
가) 기화기의 원리
부피 감소 -> 속도 증가 -> 압력 감소 나) 초크 밸브 : 흡입 공기량 조절
다) 스로틀 밸브 : 가속 페달에 연결되어 혼합기의 흡입량을 조절하여 출력 조절
라) 전자 제어 연료 분사 방식
① 오늘날 대부분의 자동차에서 이용
② ECU에 의해 배출 가스의 정화, 연료 소비량 등을 제어
3) 전기 장치
가) 시동을 걸거나, 점화 플러그에 전기 불꽃을 일으키는 전기 장치 나) 전원 : 발전기, 축전지
4) 윤활 장치
가) 운동부의 윤활
나) 윤활, 냉각, 방청, 부식 방지, 충격 완화, 소음 방지 등의 역할 5) 냉각 장치
- 기관이 과열되지 않고 정상적인 운전을 할 수 있도록 물(냉각수)이나 공기를 이용하여 기관의 온도를 일정하게 유지하는 장치
6) 배기 장치
가) 연소 가스를 기관의 바깥으로 방출하는 장치
나) 배기메니폴드 : 각 실린더에서 배출되는 배기가스를 모아 소음기로 보내는 역할
다) 소음기(muffler) : 배기가스를 서서히 팽창시켜 대기압과의 압력차를 줄여 소음을 낮추는 역할
나만의 하이브리드 자동차 만들기
(하이브리드 자동차 제작)
4,5차시
초등 5,6학년
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[교사용]
교육 과정
학
년 과목 소단원 영역 내용요소 활동적용 예
2007
5 국어 5-1-1.문학의 즐거움(4/6)
친구들과
경험담 나누기 경험담 나누기
l 부모님 차의 연료가 떨어져 멈춘 것 을 경험한 적이 있는지에 대해 이야 기해 봅시다.
l 우리나라에서 판매되고 있는 하이브 리드 자동차의 구조를 살펴봅시다.
l 나만의 하이브리드 자동차를 구상하 고 제작하여 봅시다.
l 제작한 하이브리드 자동차를 이용하 여 경주를 하여 봅시다.
l 제작한 하이브리드 자동차의 성능을 향상시켜 봅시다.
5 과학 5-2-3.물체의 속력(1/10)
고무동력 수레 경주하기
하이브리드 자동차 경주하기
5,6 미술 9.상상
표현(심화5~6/)
움직이는 원리를 생각하여 표현하기
하이브리드 자동차 제작하기
5,6 미술 11.공예와
생활용품(5~6/6)
재활용품을 이용한 생활용품
만들기
하이브리드 자동차 제작하기
6 실과 6.생활 속의 전기 전자(6~8/10)
전자 회로 꾸미기
하이브리드 자동차 구상하기
2009
5 과학 물체의 빠르기 수레 경주하기 하이브리드
자동차 경주하기
l 제작한 하이브리드 자동차를 이용하 여 경주를 하여 봅시다.
l 제작한 하이브리드 자동차의 성능을 향상시켜 봅시다.
5,6 미술 표현 조형 요소와
원리
하이브리드 자동차 구상하기
5,6 미술 표현 표현 방법 하이브드리드
자동차 만들기
6 실과 생활과 전기․전자 비례식과
비례배분
하이브리드 자동차 경주하기
4~5. 나만의 하이브리드 자동차 만들기 4~5. 나만의 하이브리드 자동차 만들기 4~5. 나만의 하이브리드 자동차 만들기
STEAM지도안 초등 5,6학년 4,5차시
Ⅰ
STEAM 열기
이번 시간에는 자원고갈의 문제와 연관 지어 하이브리드 자동차의 필요성을 인식하도록 하였 다. 이를 위해 연료가 바닥난 산타의 비행기 추락에 관한 기사 자료를 통해 유사한 경험을 상 기하도록 유도하였으며, 또한 하이브리드 자동차의 구조와 장점을 살펴보고 장난감 자동차의 동작 방법을 알아보는 활동을 통해 나만의 하이브리드 자동차를 구상할 수 있도록 하였다. 이 를 바탕으로 나만의 하이브리드 자동차를 디자인하고 제작하여 경주를 한 뒤 제작한 하이브리 드 자동차의 성능을 향상시키기 위한 다양한 방법을 제안하도록 하였다.
Ⅱ
교육과정 분석
Ⅲ
본시 STEAM 수업 구성 및 준비물
<구성>
상황 제시 ▶ 내용 융합
▶ 평가/보상
창의적 설계 감성적 체험
n 연료가 바닥난 산타 의 비행기 추락에 관 한 기사 자료를 통해 유사한 경험 상기
n 하이브리드 자동차 구조 살펴보기 n 나만의 하이브리드
자동차 구상하기 n 나만의 하이브리드
자동차 만들기
n 제작한 하이브리드 자동차 경주하기 n 제작한 하이브리드
자동차 성능 향상시 키기
n 나만의 하이브리드 자동차 제작과 경주 하기를 통해 성취 경 험
n (평가) 창의적으로 원리를 적용하였는지 평가
n (보상) 동작하는 자 동차에 대한 보상
새로운 문제에 도전
<준비물>
활동순서 활동명 준비물
1 하이브리드 자동차 살펴보기
나무 자동차 들, 건전지, 전지 끼우개, 폴리, 고무줄, 태양광 전지, 충전모듈
2 나만의 하이브리드 자동차 구상 및 설 계하기
3 나만의 하이브리드 자동차 제작하기 4 하이브리드 자동차 경주 및 자동차 성
능 향상
Ⅳ
STEAM 체크리스트
구분 요소 세부 내용
목적 융합인재 양성
Ÿ (창의)하이브리드 자동차를 디자인 및 제작하기 위한 다양한 아이디어 제안
Ÿ (융합)재료의 특징, 하이브리드 자동차의 장점을 융합하여 작 품 제작
Ÿ (배려)다른 친구들의 아이디어를 경청하고 공유
개념
학생흥미 증진 Ÿ 연료가 바닥난 산타의 비행기 추락에 관한 상황 제시를 통해 흥미 유발
실생활 연계 Ÿ 제시된 상황과 비슷한 경험 상기
융합적 사고력 배양 Ÿ 창의적인 나만의 하이브리드 자동차 제작을 통한 융합적 사 고
교육 활동 준거
상황
상황 제시 Ÿ 연료가 바닥난 산타의 비행기 추락에 관한 상황 제시 자기 문제화 Ÿ 상황 제시를 통해 사고 예방의 필요성 인식
내용
통합 내용통합 Ÿ 국어, 실과, 미술, 과학 교과 간 내용을 통합하여 제시
창의적 설계
자기주도적 학습 Ÿ 나만의 하이브리드 자동차를 디자인 및 제작하기 위한 자신 의 아이디어 제안
문제발견 및 정의 Ÿ 하이브리드 자동차의 구조를 이해하고 이를 바탕으로 하이브 리드 자동차 제작에 따른 문제 발견
아이디어 발현 Ÿ 하이브리드 자동차를 디자인 및 제작하기 위한 다양한 아이 디어 제안과 공유
학습 방법 Ÿ 나만의 하이브리드 자동차를 제작하기 위해 학생 스스로 디 자인 및 구상
과정, 활동 중심 Ÿ 제작된 작품 평가보다 적용된 기능 및 아이디어 제안 과정 강조
다양한 산출물 Ÿ 개인별 하이브리드 자동차 제작
협력 학습 Ÿ 나만의 하이브리드 자동차를 디자인 및 제작하기 위한 다양 한 아이디어를 발표하고 공유
감성적 체험
몰입 Ÿ 연료가 바닥난 산타의 비행기 추락에 관한 상황 제시를 통하 여 동기 유발
Hands-on Ÿ 나만의 하이브리드 자동차 직접 제작
성취의 경험 Ÿ 학습자가 직접 나만의 하이브리드 자동차를 제작해보고, 이를 통해 성취감과 지속적인 관심을 가질 수 있도록 유도
배려 Ÿ 다른 친구들의 아이디어를 경청하고 공유
새로운 도전 Ÿ 제작한 하이브리드 자동차의 성능 향상을 위한 개선점 제안 자기 평가 Ÿ 제작된 하이브리드 자동차 경주 및 발표
보상 내재적/외재적 보상 Ÿ 나만의 하이브리드 자동차 제작을 통한 성취적 동기 부여