캠(CAM)

－캠은 부품이 마찰차 윤곽을 따라 움직이는 방향이나 리듬을 바꾸기 위해 다양한 모양 의 디스크를 회전시키거나 움직이는 기계요소

－디스크의 모양을 바꾸는 것만으로도 더 적은 부품으로 복잡한 움직임을 만들기 위해 많은 기계들에서 사용됨

종류 특징

평면캠 판캠 회전 중심에서 접촉면까지의 거리가 일정하게 달라지는 모양을 가진 캠이 회전하면 서 접촉면의 굴곡을 따라 종동절이 상하 왕복 운동을 함

입체캠

원통캠 표면에 물결 모양의 홈이 파인 원통 형태의 캠이 회전하면 표면의 홈을 따라 종동절 이 왕복 운동을 함

구면캠 구의 표면에 홈이 나 있어 이것이 축의 둘레를 회전하면, 종동절은 그 축과 직각 방 향을 축으로 하여 어떤 각도 내에서 왕복 회전 운동을 함

오토마타가 들려주는 이야기

STEAM

오토마타, 책을 만나다.

주제 개요

인간은 오래전부터 인간이 가지고 있는 능력의 한계가 어디까지이며 개인의 능력에는 어떤 차이가 있고 또 어떻게 하 면 개인이 가지고 있는 능력을 최대한으로 발휘할 수 있을까에 대해 탐색해 왔습니다. 최근에 이르러 감성이 이성적인 결정이나 문제 해결 시 주요한 역할을 수행한다는 것이 밝혀짐으로써 이를 향상시키기 위한 다양한 연구가 진행되고 있 습니다. 본 프로그램은 감성 지능 중심 교육인 사회 정서 학습 SEL(Social and Emotional Learning)을 목표로 오토마 타의 설계 및 제작 과정을 통해 자기/타인 관찰 능력, 메타인지 능력, 감정 조절 능력, 공감 능력, 감정 이입 능력, 소통 능력을 향상시키도록 합니다.

중학교 프로그램인 ‘오토마타, 책을 만나다’는 학생들의 독서 활동에 활력을 불어넣을 수 있도록 하기 위해 오토마타를 활용한 움직임을 독서활동과 연계하도록 하였습니다. 흔히 독서 활동은 개별 작품에 대한 감상을 중심으로 이루어지는 경우와 과제 해결을 목적으로 이루어지는 경우로 나누어집니다. 과제 독서는 도서 자료를 이용하여 학습 과제를 해결하 도록 하는 것으로서 국어과만이 아닌 전 교과로 확대할 수 있는 독서 방법이라고 할 수 있다. 정적인 독서 활동을 동적인 교육 활동과 연계함으로써 독서 활동에 활력을 불어넣을 수 있는 활동이라고 할 수 있습니다. 또한 독서 활동에서는 책 을 읽는 것만큼이나 책을 읽은 후인 독후 활동도 중요합니다. 흔히 독후 활동으로는 독서 감상문을 작성하는 것이 가장 일반적입니다. 학생들이 독서 감상문을 작성하면서 겪는 어려움이 자칫 독서 활동에 흥미를 느끼지 못하게 되는 원인이 되기 때문에 보다 다양한 독후 활동이 요구됩니다.

본 프로그램은 독서활동이 책을 읽고 스토리를 감상하는 것으로 그치지 않고 오토마타의 움직임을 고려하여 책 속의 캐 릭터를 오토마타 작품으로 스케치하여 그림책으로 재 탄생시키는 새로운 방식의 독후활동을 제안하고 있습니다. 선정한 책을 읽고 그 내용 중 인상 깊은 부분을 선정하여 등장 인물을 중심으로 그림으로 나타내되, 이 때 등장 인물의 움직임은 오토마타의 메커니즘을 활용하는 것입니다. 흥미, 동기, 성공의 기쁨을 통해 새로운 문제에 도전하고자 하는 열정이 생길 수 있도록 구체적으로 상황을 제시하게 될 것입니다. 제작된 그림책은 학급 구성원이 함께 감상하고 평가하면서 감성적 체 험이 이루어지게 됩니다. 이 때, 다른 모둠의 작품을 보면서 책의 내용을 간접적으로 예측할 수 있을 뿐 아니라 독서 욕구 를 불러일으킬 수 있습니다. 또한, 평가표를 제시하여 객관적인 평가가 이루어질 수 있도록 합니다. 학생들이 그림책을 보 면서 서로 의사소통하는 능력도 향상될 수 있을 것입니다. 기존의 사회 정서 학습 프로그램은 이론 위주의 획일적이면서 고전적 교육 방식이 주를 이루고 있습니다. 그리고 접근하기 어려운 분야로 인식되어 타 과목과의 연계성이 부족한 실정입 니다. 본 프로그램에서는 오토마타의 융합적 지식을 기반으로 스스로 생각하고 몸으로 익히는 교육을 추구합니다. 미래 사 회에서 주어진 문제에 대해 함께 생각하고 공감하며 창의적으로 해결해나가는 데 중점을 두고 있습니다.

본 프로그램의 오토마타 기반 감성 중심 교육 활용은 사회적이고 충분한 공감 능력을 갖춘 미래지향적 창의인재 양성 에 기여할 것입니다. 이와 같은 오토마타의 융합 과학 이론에 대한 교육을 타 분야로 확장하고 자연스럽게 접근할 수 있 는 방법을 제안함으로써 사회 정서 학습에 기여할 수 있기를 기대합니다.

3. 기어(Gear)

－시계나 자전거와 같이 우리 모두가 아는 것에 사용되는 기계요소

－회전 방향뿐만 아니라 힘과 속도를 바꿀 수 있음

－두 축 사이의 거리가 가까울 경우에는 기어를, 두 축 사이의 거리가 멀 경우에는 체 인을 사용하여 동력을 전달할 수 있음

같은 크기의 기어

－두 기어의 치수가 같을 경우 두 기어의 회전속도는 동일하고, 방향만 반대로 바뀐다.

－힘은 같지만 회전방향이 반대방향으로 변한다.

큰 기어와 작은 기어

－작은 기어의 톱니 수가 큰 기어의 절반인 경우, 작은 기어의 전체 회전 시 큰 기어 는 사이클 반만 회전하므로 속가 절반으로 감소한다.

－두 개의 기어 중 작은 기어의 톱니 수가 큰 기어의 절반인 경우, 작은 기어가 한 바 퀴 회전할 때 큰 기어는 반만 회전하므로 속도가 절반으로 감소하며, 그 힘은 두 배가 된다.

다중 기어

－3개의 기어 중 같은 크기의 큰 기어 두 개 사이에 작은 기어를 배치하면 큰 기어 두 개의 톱니 수가 동일하므로, 작은 기어의 톱니 수에 관계 없이 큰 기어 두 개의 속도는 동일하지만, 맞물리는 기어의 방향이 변화된다. 또한 큰 기어 두 개의 톱니 수를 다르게 하면 속도 또한 쉽게 바뀔 수 있다.

평기어

두 축이 평행할 때 사용하는 가장 일 반적인 형태의 기어

베벨기어

두 축이 교차하는 곳에 사용하는 것으 로서 회전 방향을 직각으로 바꿀 때 사용됨

래크와 피니언

두 축이 평행할 때 사용되며 회전 운 동을 직선 운동으로 바꾸거나 직선 운 동을 회전 운동으로 바꿀 때 사용됨

<캠의 종류>

중학교용 STEAM

오토마타, 책을 만나다.

주제 개요

인간은 오래전부터 인간이 가지고 있는 능력의 한계가 어디까지이며 개인의 능력에는 어떤 차이가 있고 또 어떻게 하 면 개인이 가지고 있는 능력을 최대한으로 발휘할 수 있을까에 대해 탐색해 왔습니다. 최근에 이르러 감성이 이성적인 결정이나 문제 해결 시 주요한 역할을 수행한다는 것이 밝혀짐으로써 이를 향상시키기 위한 다양한 연구가 진행되고 있 습니다. 본 프로그램은 감성 지능 중심 교육인 사회 정서 학습 SEL(Social and Emotional Learning)을 목표로 오토마 타의 설계 및 제작 과정을 통해 자기/타인 관찰 능력, 메타인지 능력, 감정 조절 능력, 공감 능력, 감정 이입 능력, 소통 능력을 향상시키도록 합니다.

중학교 프로그램인 ‘오토마타, 책을 만나다’는 학생들의 독서 활동에 활력을 불어넣을 수 있도록 하기 위해 오토마타를 활용한 움직임을 독서활동과 연계하도록 하였습니다. 흔히 독서 활동은 개별 작품에 대한 감상을 중심으로 이루어지는 경우와 과제 해결을 목적으로 이루어지는 경우로 나누어집니다. 과제 독서는 도서 자료를 이용하여 학습 과제를 해결하 도록 하는 것으로서 국어과만이 아닌 전 교과로 확대할 수 있는 독서 방법이라고 할 수 있다. 정적인 독서 활동을 동적인 교육 활동과 연계함으로써 독서 활동에 활력을 불어넣을 수 있는 활동이라고 할 수 있습니다. 또한 독서 활동에서는 책 을 읽는 것만큼이나 책을 읽은 후인 독후 활동도 중요합니다. 흔히 독후 활동으로는 독서 감상문을 작성하는 것이 가장 일반적입니다. 학생들이 독서 감상문을 작성하면서 겪는 어려움이 자칫 독서 활동에 흥미를 느끼지 못하게 되는 원인이 되기 때문에 보다 다양한 독후 활동이 요구됩니다.

본 프로그램은 독서활동이 책을 읽고 스토리를 감상하는 것으로 그치지 않고 오토마타의 움직임을 고려하여 책 속의 캐 릭터를 오토마타 작품으로 스케치하여 그림책으로 재 탄생시키는 새로운 방식의 독후활동을 제안하고 있습니다. 선정한 책을 읽고 그 내용 중 인상 깊은 부분을 선정하여 등장 인물을 중심으로 그림으로 나타내되, 이 때 등장 인물의 움직임은 오토마타의 메커니즘을 활용하는 것입니다. 흥미, 동기, 성공의 기쁨을 통해 새로운 문제에 도전하고자 하는 열정이 생길 수 있도록 구체적으로 상황을 제시하게 될 것입니다. 제작된 그림책은 학급 구성원이 함께 감상하고 평가하면서 감성적 체 험이 이루어지게 됩니다. 이 때, 다른 모둠의 작품을 보면서 책의 내용을 간접적으로 예측할 수 있을 뿐 아니라 독서 욕구 를 불러일으킬 수 있습니다. 또한, 평가표를 제시하여 객관적인 평가가 이루어질 수 있도록 합니다. 학생들이 그림책을 보 면서 서로 의사소통하는 능력도 향상될 수 있을 것입니다. 기존의 사회 정서 학습 프로그램은 이론 위주의 획일적이면서 고전적 교육 방식이 주를 이루고 있습니다. 그리고 접근하기 어려운 분야로 인식되어 타 과목과의 연계성이 부족한 실정입 니다. 본 프로그램에서는 오토마타의 융합적 지식을 기반으로 스스로 생각하고 몸으로 익히는 교육을 추구합니다. 미래 사 회에서 주어진 문제에 대해 함께 생각하고 공감하며 창의적으로 해결해나가는 데 중점을 두고 있습니다.

본 프로그램의 오토마타 기반 감성 중심 교육 활용은 사회적이고 충분한 공감 능력을 갖춘 미래지향적 창의인재 양성 에 기여할 것입니다. 이와 같은 오토마타의 융합 과학 이론에 대한 교육을 타 분야로 확장하고 자연스럽게 접근할 수 있 는 방법을 제안함으로써 사회 정서 학습에 기여할 수 있기를 기대합니다.