낙동중학교

(1)

2018 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2018. 11.

낙동중학교

【 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】

과 제 개 요

과제명 2018년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 중학교 과학 (1) 여러 가지 힘 수업용 STEAM 프로그램

학교급 중학교 대상 학년(군) 1학년

중심과목 과학 중심과목

성취기준 영역[중학교] (1) 여러 가지 힘

연계과목 수학 기술 미술

연계과목 성취기준 영역

[중학교 1~3학년] (다) 함수/ (1) 좌표평면과 그래프 (라) 기하 /(3) 평면도형의 성질 (4) 입체도형의 성질 [중학교 1~3학년] (4) 제조기술의 문제해결 / (2) 제조기술문제의 창의적 해결 [중학교 1~3학년] (2)표현

연구기간 2018. 4. 5. ~ 2018.11.23.

연 구 비 일금사백만원(￦4,000,000)

참여연구원 6명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 5명) 연구 수행자에 관한 사항

구분 소속 학교명 담당과목 직위 성명

연구책임자 낙동중학교 과학 교사 윤일주

공동연구원 낙동중학교 과학 교사 김경미

공동연구원 낙동중학교 수학 교사 최승인

공동연구원 낙동중학교 수학 교사 김미정

공동연구원 낙동중학교 기술 교사 김동원

공동연구원 낙동중학교 역사 교사 김은주

2018년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 융합인재교육(STEAM) 교사연구회를 운영한 결과로써 본 보고서를 제출합니다.

2018년 11월 23일

연구책임자 : 윤 일 주 (인)

한국과학창의재단 이사장 귀하

(2)

“이 보고서는 2018년도 정부의 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

목 차

1. 요약문··· 1

2. 서론··· 2

3. 연구 수행 내용 및 결과··· 2

가. 연구 수행 내용 ··· 2

1) STEAM 프로그램 개발 및 적용 ··· 2

2) STEAM 수업 평가 방법 개발 및 적용 성과 조사 ··· 4

3) STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천 ··· 6

나. 연구 수행 결과 ··· 6

4. 결론 및 제언 ··· 7

5. 참고문헌··· 8

[부록]

부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물 부록2. 학생 산출물, 사진

(3)

1. 요약문

2015 개정 교육과정에는 여러 가지 아이디어가 함의되어 있지만, 그 가운데 핵심역량 반영 교 육과정과 창의융합형 교육과정 설계, 학습자 참여 중심 수업을 통한 학습흥미도 제고 등이 핵을 이룬다고 할 수 있다. 올해 1학년부터 적용되는 2015 개정 교육과정의 이러한 취지를 구현하려면 학교와 교실 상황에 따른 교육과정 재구성 및 이에 따른 다양한 교수학습 자료가 필요하다. 이에 본 연구회에서는 2015 개정 교육과정과 연계한 교과 연계 STEAM 프로그램을 개발하고 이를 중 학교 1학년 교과 수업에 적용하고자 하였으며 개발 단원으로 중학교 1학년 과학 “여러 가지 힘”

단원을 선택하였다. “여러 가지 힘” 단원 수업용 STEAM 프로그램은 수학, 기술, 미술 교과와 연 계하여 학교 내 무한상상실 장비를 활용한 학생 참여 중심 수업을 설계하고 적용하는 방향으로 개발되었고 약 10차시에 걸쳐 본교 1학년 학생 전체 42명에게 적용하였다.

STEAM 프로그램

3D 프린팅을 이용한 탄성 비행체 제작하기

과학의 탄성력, 수학의 좌표와 그래프, 기술의 기술시스템 영역 융합.

물체의 탄성에 대한 기초 실험을 실시하고 실험결과를 그래프로 표시한 후 이를 바탕으로 탄성력의 특징을 설명할 수 있으며 3D 프린팅으로 탄성력을 이용한 비행 물체를 만든다.

공기 저항을 줄이는 장난감 자동차 만들기

과학의 마찰력, 수학의 다각형, 기술의 기술시스템 영역 융합

마찰력의 특성을 알고 마찰력에 영향을 주는 요인을 알아보는 실험을 설계한다. 이 실험 결과를 활용하여 공기 저항을 줄이는 장난감 자동차를 도안하여 제작한 후 성능을 알아본다.

무게 중심을 찾아 균형 잡기

과학의 중력, 수학의 입체도형, 미술의 표현 영역 융합

물체에 작용하는 중력의 크기가 무게임을 설명할 수 있으며 입체도형에서 무게중심을 찾는 방법을 안다. 이를 활용한 나만의 균형 잡기 미술 작품을 만든다.

연구 과정

2015 교육과정 재구성 → 교과 연계 프로그램 개발 및 수정 → 사전 검사 실시 → 수업 적용 및 수업 공개 / 과정 중심 STEAM 평가 진행 → 프로그램 최종 수정 → 사후 검사 실시 → NEIS 기록에 활용

연구 결과

- 1 학년 과학 “ 여러 가지 힘”단원 지도를 위한 교과연계 STEAM 프로그램 개발 - STEAM 교육 및 학교 내 무한상상실 활성화에 기여함

- 인근 학교 교사를 대상으로 개발 프로그램을 적용한 수업을 공개하여 STEAM 교육 확산에 이바지 함

주요 성과

- 본 연구에서 개발한 프로그램의 교수학습 과정안, 학습 자료 등을 책자 및 PDF 파일로 배포.

- 연구회의 활동 과정과 결과를 정리하여 본교 자유학년제 연계 연구학교 자료로 탑재.

- 교육부, 한국과학창의재단 주관 STEAM 협의체 협의회 연구위원 2인 참석(서울), 창의 융합메이커 연수에 연구위원 6인 참가.

- STEAM 교사연구회 주관으로 인근학교 교원대상 공개수업을 1회 실시 (2018.09.12.) - 2018년 부산 창의융합페스타 STEAM 교사 연구회 부스 운영(2018.12.14.~2018.12.15.)

2. 서론

가. 연구의 필요성

핵심역량 반영 교육과정과 창의융합형 교육과정 설계, 학습자 참여 중심 수업을 통한 학습 흥미도 제고 등이 핵심인 2015 개정 교육과정의 취지를 학교 현장에서 구현하려면 교육과정 재구성 및 이에 따른 다양한 교수학습 자료가 필요하다. 이에 본 연구회에서는 2015 개정 교육과정과 연계한 교과 연계 STEAM 프로그램을 개발하고 이를 중학교 1학년 교과 수업에 적용하고자 한다.

나. 연구의 목적

l 교과연계 STEAM 교육 사례 및 자료 분석을 통한 프로그램 개발 토대 마련 l 1학년 교과수업에 적용 가능한 교과 연계형 STEAM 프로그램 개발 및 적용 l 연구회원의 다양한 연구 활동 지원 및 STEAM 교육 역량 강화

다. 연구의 범위

본 연구회는 다음과 같은 범위 내에서 연구를 수행한다.

첫째, 교과연계 STEAM 교육 사례 및 자료 분석을 수행하여 프로그램을 개발하고 적용할 수 있는 기반을 마련한다.

둘째, 중학교 1학년 과학 “ 여러 가지 힘” 수업에 적용할 수 있는 교과연계형 융합인재교육 교수‧학습 프로그램을 개발한다.

셋째, 개발한 프로그램을 학습자에게 적용하고 수정, 개선하여 학습 자료를 보급한다.

3. 연구 수행 내용

연구과제1 STEAM 프로그램 개발 및 적용 가. STEAM 프로그램 개발

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 중학교 과학 (1) 여러가지 힘 수업용 STEAM 프로그램

학교급 중학교 대상 학년(군) 1 학년

중심과목 과학 중심과목

성취기준 영역 [중학교] (1) 여러 가지 힘

연계과목 수학 기술

미술

연계과목 성취기준 영역

[중학교 1~3 학년] (다) 함수/ (1) 좌표평면과 그래프 (라) 기하 / (3) 평면도형의 성질 (4) 입체도형의 성질 [중학교 1~3 학년] (4) 제조기술의 문제해결 / (2) 제조기술문제의 창의적 해결 [중학교 1~3 학년] (2)표현

개발 결과

주제 연번 차시

(시수) 과목 연계(안)

1 4 과학(2) + 수학(1) + 기술가정(1) 2 3 과학(2) + 수학(1)

3 3 과학(1) + 수학(1) + 미술(1)

적용 결과 10 차시 3 주제의 프로그램을 개발하여 1 학년 과학교과 수업에 10 차시 적용

(4)

나. STEAM 프로그램 개발 내용

2015 개정 교육과정과 연계한 중학교 1학년 과학 “여러 가지 힘” 단원 교과연계형 STEAM 프로그램 연구 및 개발

프로그램 1

프로그램명 3D 프린팅을 이용한 탄성 비행체 제작하기 적용학년/시기 1학년 교과 3월~6월

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

중학교 과학 (1)여러가지 힘 수업용 STEAM 프로그램

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준 (연계과목) 성취기준 영역 1 1~4/10 [9과02-02] 일상생활에서 물체의 탄성을 이용하는 예를 조사

하고, 그 예를 통하여 탄성력의 특징을 설명할 수 있다.

[중학교 1~3학년]

(4) 기술시스템

다. 함수/(1) 좌표 평면과 그래프

2 5~7/10 [9과 02-03] 물체의 운동을 방해하는 원인으로써 마찰력을 알고, 실험을 통해 마찰력의 크기를 정성적으로 비교할 수 있다.

(4) 기술시스템 라. 기하/(1) 기본도형

3 8~10/10 [과학[[9과02-01] 무게가 중력의 크기임을 알고, 질량과 무게를 구별할 수 있다.

(4) 기술시스템 라. 기하/(2) 입체도형 (2) 표현

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 10차시)

차시 주요내용

1~4/10

주제(단원)명 3D 프린팅을 이용한 탄성 비행체 제작하기 과학의 탄성력, 수학의 좌표와 그래프, 기술의 기술시스템 영역 융합.

물체의 탄성에 대한 기초 실험을 실시하고 실험결과를 그래프로 표시한 후 이를 바탕으로 탄성력의 특 징을 설명할 수 있으며 3D 프린팅 및 탄성력을 이용한 물체를 만든다.

Co 다양한 모양의 활을 보여준다. 이 중 어느 활이 화살을 가장 멀리 날릴 수 있을까?

CD 용수철을 이용하여 탄성력의 크기는 용수철의 늘어난 길이에 비례하는 실험을 설계한다, ET 3D 프리터와 고무밴드의 탄성을 이용한 창의적인 비행체를 만들어 날려본다.

5~7/10

주제(단원)명 공기 저항을 줄이는 장난감 자동차 만들기 과학의 마찰력, 수학의 다각형, 기술의 기술시스템 영역 융합

마찰력의 특성을 알고 마찰력에 영향을 주는 요인을 알아보는 실험을 설계한다. 이 실험 결과를 활용하 여 공기저항을 줄이는 장난감 자동차를 도안하여 제작한 후 성능을 알아본다.

Co 평창 동계 올리픽의 컬링 경기 동영상을 보여준다. 선수들이 비질을 하는 이유는 무엇일까?

CD 마찰력에 영향을 미치는 요인을 알아보기 위한 실험을 설계한다.

ET 레이저 커팅기 및 페이퍼 커팅기를 활용하여 공기저항을 줄이는 장난감 자동차를 만든다.

8~10/10

주제(단원)명 무게중심을 찾아 균형 잡기!

과학의 중력, 수학의 입체도형, 미술의 표현 영역 융합

물체에 작용하는 중력의 크기가 무게임을 설명할 수 있으며 입체도형에서 무게중심을 찾는 방법을 안다. 이를 활용한 나만의 균형 잡기 미술 작품을 만든다.

Co 무게중심 앵무새, 무게중심을 이용한 작품 등을 보여준다. 오뚝이는 왜 넘어져도 일어날까요?

CD 무게중심을 찾는 실험을 설계한다.

ET 레이저 커팅기를 이용하여 무게중심 균형 잡기 작품을 만든다.

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안 ( 3D프린팅을 이용한 탄성 비행체 제작하기)

중심과목 과학 학교급/학년(군) 중학교 1 학년

중심과목 성취기준

영역

[중학교] (나) 여러 가지 힘 중심과목 성취기준

[9과02-02] 일상생활에서 물체의 탄성 을 이용하는 예를 조사하고, 그 예를 통 하여 탄성력의 특징을 설명할 수 있다.

주제(단원)명 3D프린팅을 이용한 탄성 비행체

제작하기 차시 1~4/10

학습목표

· 일상생활에서 물체의 탄성을 이용하는 예를 말할 수 있다.

· 탄성력의 특징을 설명할 수 있다.

· 탄성력의 크기를 측정하는 실험을 설계하고 수행할 수 있다.

· 정비례 관계를 이해하고 그래프로 나타낼 수 있다.

· 3D프린터 프로그램을 활용하여 도형을 표현할 수 있다.

· 탄성력을 이용한 비행체를 제작하고 시연할 수 있다.

연계과목 수학, 기술가정 연계과목

성취기준 영역

다. 함수, (4) 기술시스템

STEAM 요소

S 탄성력의 이해 T 비행의 원리 E 3D모델링 및 출력 A

M 일차함수와 정비례의 이해

개발 의도 일상생활에서 탄성력이 다양하게 쓰임을 알게 하고 3D 프리터로 탄성력을 이용한 비행체를 설계하고 제작하게 한다.

탄성력의 크기는 탄성체의 변형정도에 따라 달라짐을 실험으로 확인하고 탄성력의 특징을 이해하게 한다.

또한 첨단 디지털 기기인 3D 프린터의 사용법을 익혀 이를 자유자재로 활용하는 기회를 갖게 한다.

탄성력을 동력으로 하는 창의적인 비행체를 3D 프로그램으로 설계하고 3D프린터로 구현하여 탄성력에 대해 학습한 내용을 내재화하고 비행체를 고안하고 제작하는 과정에서 성공의 경험을 제공하고자 하였다.

STEAM 학습준거

상황 제시

· 볼펜심을 보여준다.

-볼펜심이 들어가고 나오게 하는 힘은 무엇인가?

·다양한 활을 보여준다.

- 이 중 화살을 가장 멀리 날릴 수 있는 활은?

창 의 적 설 계

창의적 설계

3D 프로그램 및 3D 프린터로 고무동력 비행체를 고안하고 제작하는 과정에서 성공의 경험을 체험 한다.

감 성 적 체 험 용수철로 스타이로폼 구 쏘아 올리기

탄성력을 이용한 힘의 크기 측정하기 3D프로그램으로 비행체 설계하기

감성적 체험

(8)

가. 탄성력이란?(1/4차시) 학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 ( 5 분)

Co볼펜심이 들어가고 나오게 하는 모습을 보여 준다.

- 볼펜심을 움직이게 하는 힘은 무엇일까?

Co다양한 활의 모습을 보여준다.

- 이중 화살을 가장 멀리 보낼 것으로 생각되는 활은?

- 그렇게 생각한 이유는?

학생들에게 탄성력에 대하여 간단히 설명한 후 학습주제에 대해 안내한다.

사진 볼펜

Tip! 여러 학생에게 물어 본다.

전개 (30 분)

CD 용수철로 스타이로폼 구 쏘아 올리기

- 먼저 용수철을 손으로 눌렀을 때 손에 어떤 힘이 작용하는지 느껴 보게 하여 학생들이 탄성력을 체험할 수 있게 한다.

- 용수철 위에 스타이로폼 구를 올려놓고 손으로 용수철을 눌렀다 놓아 스타이로폼 구를 쏘아 올리게 한다.

- 용수철을 눌러 압축시킨 길이를 변화시키면서 스타이로폼 구가 올라간 높이는 어떻게 되는지 측정하여 발표하게 한다.

탄성력의 특성을 설명한다.

- 용수철이 원래 상태로 되돌아가면서 나타나는 힘이 탄성력임을 설명한다.

- 탄성력의 방향은 용수철이 늘어났을 때는 줄어드는 방향, 줄어들었을 때는 늘어 나는 방향으로 작용하게 됨을 확인한다.

- 결국 탄성력은 변형되기 전의 원래 상태로 되돌아가려는 방향으로 작용함을 이해시킨다.

ET(모둠활동)우리 주변에서 탄성력을 이용한 예를 알아보고 탄성력이 어떻게 적용 되고 있는지 설명해 보자.

학생들에게 조사한 내용을 발표시킨다.

스타이로폼 구 탄성용수철

자 태블릿PC 이젤패드

정리 (10 분)

이번 차시 학습내용 정리 및 차시예고 (용수철의 탄성력을 이용한 힘의 크기 측정)

나. 탄성력을 측정하자 (2/4차시) 학습

및 유의점

도입 ( 5 분)

Co악력계를 준비하여 학생들이 악력을 측정해 보도록 한다.

- 어떤 경우에 악력계 값이 크게 나올까?

- 악력계 값이 다르게 나온 이유는?

지난 시간에 배운 탄성력에 대하여 간단히 설명한 후 탄성력의 크기를 측정하는 방법에 대해 생각해 보게 한다.

디지털 악력계

전개 (30 분)

CD 탄성력을 이용한 힘의 크기 측정 - 오른쪽 그림과 같이 장치한다.

- 용수철에 추를 매달고 용수철이 늘어나는 길이를 측정한다.

- 용수철에 매다는 추의 개수를 증가 시킨다.

- 용수철의 늘어난 길이는 원래 길이에서 추를 매달았을 때의 길이까지 임을 설명하고, 그 결과를 표에 기록하게 한다.

- 추의 개수가 추가 용수철을 당기는 힘으로 나타남을 설명한다.

- 추의 개수와 용수철의 늘어난 길이를 그래프로 나타내고 분석한다.

Tip! 그래프를 그리는 목적은 두 변인 사이의 관계를 알기 위한 것으로, 점으로

연결된 그래프가 아니라 변인 관계를 알 수 있는 선의 형태로 그리도록 지도한 다.

ET 분석한 결과를 토의한 후 발표한다.

힘의 크기 측정

- 탐구 결과를 분석하여 용수철에 작용한 힘의 크기가 용수철의 늘어난 길이와 비례함을 이해시킨다.

- 임의의 추를 달았을 때 용수철의 늘어난 길이가 몇 배인지 알면, 이 추의 무게는 처음 추의 무게의 몇 배인지 알 수 있다. 이러한 원리를 이용한 것이 용수철저울 임을 설명한다.

- 힘의 단위는 N(뉴턴)이며, 질량 1 kg에 작용하는 중력의 크기는 약 9.8 N임을 설명한다.

ET 용수철저울을 사용하여 여러 가지 물체의 무게를 측정하는 활동을 한다.

값을 구한 후 모둠끼리 토의한다.

스탠드 추 5개 자 클램프 활동지

정리

(10 분) 이번 차시 학습내용 정리 및 차시예고 (고무동력 비행체 제작)

(9)

다. 3D프린팅을 이용한 탄성 비행체 제작하기 (3~4/4차시) 학습

및 유의점

도입 ( 5 분)

Co다양한 탄성이용 비행체를 보여준다.

- 이 비행체들이 이용하는 힘은?

- 멀리까지 날아가려면?

지난 시간에 배운 탄성력에 대하여 간단히 설명한 후 3D 모델링과 탄성력을 이용한 비행의체를 제작하여 날릴 것임을 알린다.

동영상

전개 (60 분)

CD 고무밴드를 탄성력으로 이용하는 비행체 설계하기

- 구상지에 오래 날 수 있는 비행체를 설계하여 도면으로 나타 낸다.

CD 3D Design 프로그램으로 비행체 모델링하기

ET 모델링 결과를 공유하기

CD 3D프린터의 원리를 알고 프린팅 하기 G-cord변환 후 프린트

고체기반 3D프린터의 원리 알아보기

FDM열가소성 수지의 변화과정에서 상태변화 알아보기

Tip! FDM 기술을 이용한 고체기반 3D 프린팅 방식 설명 후 상태변화 알아보기 프린팅 후 조립하기

학생 활동지

정리 (25 분)

ET 완성된 작품 날리기 동료 평가하기

4. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 탄성력이란? (1/4)

학습목표 일상생활에서 물체의 탄성을 이용하는 예를 말할 수 있다.

탄성력의 특징을 설명할 수 있다.

<상황제시>

(1) (2) (3) 1. 어느 활의 화살이 가장 멀리 갈까요?

2. 그렇게 생각한 이유는?

3. 용수철로 스타이로폼 구 쏘아 올리기

· 용수철의 한쪽 끝을 접착테이프로 책상에 고정하자.

· 용수철 위에 탁구공을 올려놓고 손으로 눌렀다 놓아 보자.

· 용수철을 눌러 압축한 길이를 변화시키면서 공이 올라간 높이를 비교해 보자.

-용수철을 눌렀던 손을 놓는 순간 탁구공은 어떻게 되는가?

- 용수철을 눌렀다가 놓을 때 탄성력은 어느 방향으로 작용하는가?

- 용수철이 압축된 정도가 클수록 탁구공이 올라간 높이는 어떻게 되는가?

- 용수철이 압축된 정도와 탄성력의 크기 사이에는 어떤 관계가 있는가?

4. 탄성력이란?

5. 탄성력의 방향과 크기에 대해 설명하시오.

6. 우리 주변에서 탄성력을 활용한 예를 찾아 설명하시오

(10)

차시 탄성력을 측정하자 (2/4차시)

학습목표 탄성력의 크기를 측정하는 실험을 설계하고 수행할 수 있다.

정비례 관계를 이해하고 그래프로 나타낼 수 있다.

<창의적 설계> 용수철을 이용한 물체의 무게 측정

준비물 : 스탠드, 클램프, 50 g 추 5 개, 용수철, 50 cm 자, 이쑤시개, 접착제, 집게 과정 : 그림과 같이 이쑤시개를 붙인 용수철과 자를 스탠드에 매달자.

용수철에 50 g 추를 1 개 매달고 용수철이 늘어난 길이를 측정하여 기록하자.

출처 : 미래엔교과서

용수철에 50 g 추를 2 개, 3 개 …… 매달 때 용수철이 늘어난 길이를 각각 측정하여 표에 기록하자.

추의 질량(g) 50 100 150 200 250 추의 무게(N)

용수철이 늘어난 길이(cm)

추의 무게에 따라 용수철이 늘어난 길이를 그래프로 나타내 보자.

필통을 용수철에 매달고 용수철이 늘어난 길이를 측정해 보자.

- 용수철이 늘어난 길이는 몇 cm인가?

- 그래프를 이용하여 용수철이 늘어나는 길이는 물체의 무게와 어떤 관계가 있는지 설명해 보자.

- 무게 1 N당 용수철이 늘어나는 길이는 몇 cm인가?

- 필통의 무게는 몇 N인가?

차시 3D프린팅을 이용한 탄성 비행체 제작하기 (3~4/4차시) 학습목표 3D프린터 프로그램을 활용하여 도형을 표현할 수 있다.

탄성력을 이용한 비행체를 제작하고 시연할 수 있다.

<설계도 그리기>

3D 모델링과 고무밴드를 이용하여 비행체를 만들려고 한다. 어떻게 구조물을 만들면 탄성력을 증가 시 킬 수 있을지, 좀 더 견고할 것인지, 오래 비행할 것인지, 예술적으로 아름다울 지를 생각하여 아래에 설계도를 그려보고, 설명하여 보자.

--- <작품 설명> ---

(11)

5. 교사자료

차시 (1) 여러가지 힘 – 탄성력 (1~4/10)

1. 힘

가. 과학에서의 힘 : 물체에 직접 작용하여 물체의 모양이나 운동 상태를 변하게 하는 원인이 되는 것 나. 힘의 효과: 물체에 힘을 주면 물체의 모양이나 운동 상태가 변함

모양 변화 (=변형)

운동 상태 변화 모양과

운동 상태의 변화 속력의 변화 운동 방향의 변화

• 고무줄을 잡아당길 때

• 압축기로 캔을 찌그러뜨릴 때

• 정지한 골프공을 칠 때

• 볼링공을 굴릴 때

• 날아오는 축구공을 헤딩할 때

• 야구 방망이로 야구공을 번트할 때

• 날아오는 야구공을 방망이로 친 순간

• 축구공을 발로 찬 순간

다. 힘의 표시 : 화살표로 표시

1) 힘의 3요소 : 힘의 작용점, 힘의 크기, 힘의 방향

2) 힘의 표시 : 힘의 크기와 방향을 함께 나타내기 위해서 화살표를 사용한다.

<힘의 표시>

2. 탄성력 : 물체가 힘을 받아 변형되었을 때, 원래 상태로 되돌아가려는 힘 가. 탄성력의 방향: 물체의 변형이 일어난 방향과 반대 방향

나. 탄성력의 크기

1) 탄성력의 크기 = 작용한 힘의 크기

2) 탄성체의 변형정도가 클수록 커진다. (용수철의 변형길이 ∝ 탄성력의 크기)

다. 탄성력의 이용 : 번지점프에 사용하는 줄, 용수철 저울, 완력기, 침대, 컴퓨터 자판, 다이빙대, 활, 새총, 빨래집게, 스카이 콩콩, 공을 이용한 운동(농구, 축구, 배구 등), 다이빙, 뜀틀, 장대높이뛰기, 활쏘기 등

자료출처 미래엔 중1 과학 교과서, 비상교육 중1 과학 교과서

6. 차시별 학생 평가기준 및 방법

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구

1/4

상 탄성력의 크기는 물체의 변형 정도에 비례하며, 탄성력의 방향은 물

체가 원래 모양이나 위치로 돌아가려는 방향임을 설명할 수 있다. 관찰평가

동료평가 관찰평가지 중 탄성력을 이용한 물체에서 변형된 정도가 크면 탄성력이 큼을 말할 수 있다.

하 일상생활에서 탄성을 이용하는 물체의 예를 말할 수 있다.

2/4

상 표를 작성하고 그래프를 그린 후 변인과의 관계를 옳게 분석한다.

관찰평가

자기평가 관찰평가지 중 표를 작성하고 그래프를 옳게 그렸으나 변인과의 관계를 설명하지 못한다.

하 표를 작성한 후 그래프 그리는 데 어려움이 있다.

3~4/4

상 탄성력을 이용하여 날 수 있도록 3D모델링이 되고 작품을 완성하였으며 비행시간이 길다.

관찰평가, 산출물평가 동료평가

관찰평가지 중 탄성력을 이용하여 날 수 있도록 3D모델링이 되고 작품을 완성하였으나

비행시간이 짧다.

하 탄성력을 이용하여 날 수 있도록 3D모델링이 되지 않고 작품을 완성하지 못하였다.

자기/동료평가지(1~3차시)

평가방법 평가기준 평가

상 중 하

자기평가

나는 모든 활동과정에 적극적으로 참여하였다.

나는 탄성력에 대해 친구에게 설명할 수 있다.

나는 완성된 탄성비행체를 소개하고 시연하는 활동에 적극적으로 참여 하였다.

동료평가

기획 및 제작활동에 적극적이고 합리적인 태도로 임하는가?

모둠활동 과정에서 다른 사람의 의견을 존중하는가?

모둠원으로서 자신의 맡은 역할을 충실히 수행하는가?

※ 평가 노하우 : 관찰 평가는 수업 중에 학생들의 활동을 관찰하거나 중간 결과물을 표현할 때 교사가 평 가표를 참고로 작성하여 평가를 실시하고 산출물 평가는 수업의 최종 마무리 부분에서 만들어진 결과물을 교사가 산출물 체크리스트를 보고 평가한다.

7. 학교생활기록부 기재 예시

항목 학생부 기재 예시

교과학습발달상황 세부능력 및 특기사항

(미술) 3D 모델링과 고무밴드를 이용한 탄성 비행체를 표현 의도에 적합한 조형 요소와 원리를 적용하여 효과적으로 표현함.

(수학) 실험 결과를 그래프로 나타낼 수 있고, 그래프를 의미있게 해석할 수 있음.

행동특성 및 종합의견

호기심이 많아 각종 활동에 적극 참여하며 수업 중 설명하는 과학 원리에 대해 많은 질문을 함. 실험 설계를 잘하고 결과 분석이 정확하며 기계의 작동원리를 이해하는 능력이 탁월하여 매끄럽게 작동하 는 탄성비행체를 완성함

(12)

STEAM 프로그램 차시별 수업지도안 (공기 저항을 줄이는 장난감 자동차 만들기)

영역

[9과02-03] 물체의 운동을 방해하는 원인으로써 마찰력을 알고 실험을 통 해 마찰력의 크기를 정성적으로 비교 할 수 있다.

주제(단원)명 공기 저항을 줄이는 장난감 자동차

만들기 차시 5~7/10

학습목표

· 일상생활에서 마찰력이 작용하는 예를 설명할 수 있다.

· 마찰력에 영향을 주는 요인이 무엇인지 알 수 있다.

· 마찰력과 마찰력에 영향을 주는 요인과의 관계를 바르게 표현할 수 있다.

· 3D프린터 프로그램을 활용하여 도형을 표현할 수 있다.

· 장난감 자동차를 만들고 경주할 수 있다.

연계과목 수학, 기술가정 연계과목

성취기준 영역

다. 기하, 기본도형 (4) 기술시스템

STEAM 요소

S 마찰력의 이해

T 도형의 모형과 공기저항과의 관계 E 3D모델링 및 출력

A 장난감 자동차의 모양 M 기하, 기본 도형의 이해

개발 의도 일상생활에서 마찰력의 쓰임을 알게 하고 마찰력에 영향을 주는 요인을 탐구한 후 공기와의 마찰을 최소한으로 하는 장난감 자동차를 만들게 한다.

마찰력의 크기는 접촉면의 성질 및 물체의 무게에 따라 달라짐을 실험으로 확인하고 일상생활에서 마찰 력이 커서 좋은 경우와 작아서 좋은 경우를 알아보게 한다. 3D CAD의 사용법을 익히고 이를 활용하여 마찰력이 작은 장난감 자동차를 설계하고 출력하여 경주하는 경험으로 성취의 즐거움을 느끼게 하고자 한 다.

상황 제시

· 평창 동계 올림픽 컬링 경기 동영상을 보여준다.

- 선수들이 비질을 하는 까닭은?

· 물미끄럼틀과 등산 용 아이젠 사진을 보여준다.

- 마찰력이 클수록 좋은 경우는?

창 의 적 설 계

3D 프로그램 및 3D 프린터로 장난감 자동 차를 고안하고 제작하여 경주함으로써 성취의 즐거움을 체험한다.

감 성 적 체 험 마찰력의 크기에 영향을 주는 요인

알아보기

3D프로그램으로 장난감 자동차 설계하기

감성적 체험

가. 마찰력이란?(1/3차시) 학습

및 유의점

도입 ( 5 분)

Co평창 동계 올림픽 컬링 경기 동영상을 보여준다.

- 선수들이 비질을 하는 이유는 무엇일까?

Co물미끄럼틀과 등산용 아이젠 사진을 보여준다.

- 이중 마찰력이 커야 좋은 경우는?

- 그렇게 생각한 이유는?

학생들에게 마찰력에 대하여 간단히 설명한 후 학습주제에 대해 안내한다.

동영상 사진

전개 (30 분)

CD 마찰력에 영향을 주는 요인 탐구하기

- 교실 바닥, 신문지, 굵은 사포 위에 나무 도막을 놓고 용수철 저울로 끌어 당기는 힘의 크기를 측정한다.

- 신문지 위에 나무도막을 각각 1개, 3개, 5개를 놓아두고 용수철 저울로 끌어 당기는 힘의 크기를 측정한다.

- 신문지를 2등분, 4등분, 8등분하여 준비하고 각각의 종이 위에 나무도막을 놓고 용수철 저울로 끌어 당기는 힘의 크기를 측정한다.

ET 실험 결과를 토의하여 발표하게 한다.

- 마찰력은 접촉면의 거칠기와 물체의 무게에 따라 달라지며 접촉면의 넓이와는 관계없다.

마찰력의 특성을 설명한다.

- 물체의 운동을 방해하는 힘이 마찰력임을 설명한다.

- 마찰력의 방향은 외력이 작용하는 방향과 항상 반대 방향임을 설명한다.

- 마찰력의 크기에 영향을 주는 요인을 설명한다.

ET(모둠활동)우리 주변에서 마찰력을 이용한 예를 알아보고 마찰력이 어떻게 적용 되고 있는지 설명해 보자.

용수철 저울 나무도막

여러개 사포 신문지 학습지 태블릿PC 이젤패드

정리

(10 분) 이번 차시 학습내용 정리 및 차시예고 (3D 프린터로 장난감 자동차 제작하기)

(13)

나. 3D프린팅을 이용한 장난감 자동차 제작하기 (2~3/3차시) 학습

및 유의점

도입 ( 5 분)

Co다양한 모양의 비행기, 자동차, 배, 전투기 등 탈 것을 보여준다.

- 이 탈 것들의 모양에서 찾아 볼 수 있는 공통점은?

- 이 탈 것들의 속도를 더 빠르게 하려면?

지난 시간에 배운 마찰력에 대하여 간단히 설명한 후 공기 저항을 줄일 수 있는 장난감 자동차를 3D 모델링으로 설계하여 제작한 후 경주 대회를 할 예정임을 알린 다.

동영상

전개 (60 분)

CD 공기 저항을 줄이는 장난감 자동차 설계하기

- 구상지에 공기저항을 줄일 수 있는 자동차를 설계하여 도면으로 나타낸다.

CD 3D Design 프로그램으로 자동차 모델링하기

ET 모델링 결과를 공유하기

CD 3D프린터의 원리를 알고 프린팅 하기 G-cord변환 후 프린트

고체기반 3D프린터의 원리 알아보기

FDM열가소성 수지의 변화과정에서 상태변화 알아보기

Tip! FDM 기술을 이용한 고체기반 3D 프린팅 방식 설명 후 상태변화 알아보기 프린팅 후 조립하기

학생 활동지

정리 (25 분)

ET 완성된 작품으로 경주하기 동료 평가하기

학생활동지 / 학생참고자료

차시 마찰력이란? (1/3)

학습목표 마찰력과 마찰력에 영향을 주는 요인과의 관계를 바르게 표현할 수 있다.

탄성력의 특징을 설명할 수 있다.

<상황제시>

(1) 컬링 경기 (2) 물미끄럼틀 (3) 등산용 아이젠

1. (1)에서 선수들이 비질을 하는 이유는?

2. (2)와 (3)중 마찰력이 커야 좋은 이유는? 그렇게 생각한 이유는?

<창의적 설계> 마찰력의 크기에 영향을 주는 요인은 무엇일까?

준비물 : 나무도막 여러 개, 신문지, 굵은 사포, 용수철 저울, 가. 문제 인식

1) 아기들 양말이나 실내에서 신는 덧신의 바닥에 울퉁불퉁한 무늬가 있는 것은 걷기에 편하다.

2) 가벼운 물건보다 무거운 물건을 옮기기가 더 어렵다.

나. 가설 설정 1) 2) 3)

(14)

다. 변인통제

다르게 해 준 것 면의 거칠기 물체의 질량 접촉면의 넓이 조작변인 같게 해 준 것 물체의 질량 독립변인

접촉면의 넓이

면의 거칠기 접촉면의 넓이

물체의 질량

면의 거칠기 통제변인 실험결과로

확인하는 것 마찰력의 크기(저울에 나타나는 힘의 크기) 종속변인 라. 실험설계

(면의 거칠기와 마찰력과의 관계) 1)

2) 3) 4)

(물체의 질량과 마찰력과의 관계) 1)

2) 3) 4)

(접촉면의 넓이와 마찰력과의 관계) 1)

2) 3) 4) 마. 실험결과

(면의 거칠기와 마찰력과의 관계)

상태 그대로 신문지 굵은사포

마찰력(N)

(물체의 질량과 마찰력과의 관계)

상태 나무도막 1개 나무도막 2개 나무도막 3개

마찰력(N)

(접촉면의 넓이와 마찰력과의 관계)

상태 넓은 쪽 중간 쪽 좁은 쪽

마찰력(N)

바. 실험 결론 1) 2) 3) 4)

사. 더 알고 싶은 내용

(15)

차시 3D프린팅으로 공기 저항을 줄이는 장난감 자동차 제작하기 (2～3/3차시) 학습목표 3D프린터 프로그램을 활용하여 도형을 표현할 수 있다.

장난감 자동차를 제작하고 경주할 수 있다.

<설계도 그리기>

3D 모델링으로 장난감 자동차를 만들려고 한다. 어떤 모양으로 만들면 공기 저항을 줄일 수 있을지, 예술적으로 아름다울 지를 생각하여 아래에 설계도를 그려 보자. 또한 설계도에 포함된 과학적 요소와 기술적, 예술적 요소를 설명해 보자

< 설계도 >

--- <작품 설명> --- - 과학적 요소

- 기술적 요소

- 예술적 요소

교사자료

차시 (1) 여러가지 힘 – 마찰력 (5~7/10)

마찰력 : 두 물체가 접촉하여 운동할 때 물체의 운동을 방해하는 힘 가. 마찰

한 물체가 다른 물체와 맞닿아 있는 상태에서 움직이려고 할 때 또는 움직이고 있을 때 그 접촉면에 서 운동을 저지하려고 하는 현상을 말하며 정지해 있는 물체를 움직이려고 할 때 생기는 저항을 정지 마찰(static friction), 움직이고 있는 물체에 작용하는 저항을 운동마찰(kinetic friction)이라 한다. 또, 운동 형태에 의하여 물체의 면을 따라 미끄러질때의 마찰을 미끄럼마찰(sliding friction), 물체의 면을 따라 구를 때의 마찰을 굴림마찰 (rolling friction)이라 한다. 유체 내부에서도 유체의 각 부분 사이에 유동에 대한 위와 같은 저항(내부마찰)이 나타나지만, 이것은 흔히 점성이라고 하여 고체의 면 사이에서 일어나 는 마찰과 다른 것으로 간주한다. 유체 속을 움직이는 물체가 받는 저항 중에서 유체의 점성에 의해서 일어나는 것을 마찰저항이라고 한다.

나. 마찰력

마찰할 때 생기는 두 물체 사이의 저항력, 즉 물체가 다른 물체의 표면에 접하여 움직이려고 할 때 또는 움직이고 있을 때 접촉면을 따라 작용하는 운동을 저지하려는 힘.

1) 정지 마찰력

수평면 위에 물체를 놓으면 물체에는 중력과 수직항력이 작용하고 힘의 평형을 이루게 되어 물체는 정지하고 있다. 이 때 물체에는 마찰력이 작용하지 않는다. 그러나 수평면 위에 정지하고 있는 물체를 움직이게 하려고 수평방향으로 힘(외력)을 가하는 순간부터 물체에는 마찰력이 작용하게 된다. 수평한 책상 위에 정지해 있는 물체의 접촉면에 대하여 평행한 힘을 가하여 끌 때 힘의 크기가 어떤 값 이상이 되지 않으면 물체는 움직이지 않는다. 이것은 책상과 물체의 접촉면 사이에 마찰력이 작용하여 끄는 힘과 평형을 이루었기 때문이다. 이와 같이 물체에 외력이 작용하여도 운동하지 않고 정지하고 있는 물체에 작용하는 마찰력을 정지마찰력이라 한다.

(가) 정지마찰력은 접촉면에 대하여 물체를 움직이게 하려고 수평으로 힘을 가할 때부터 생긴다.

(나) 정지마찰력은 물체와 접촉면에 따라 다르게 작용하고, 물체가 운동하려는 방향과 정반대 방향으로 물체에 작용한다.

(다) 힘을 가하여도 물체가 정지하고 있거나 등속도 운동을 하고 있으면 외력과 마찰력의 크기는 같다.

2) 최대정지마찰력

물체에 가하는 외력의 크기를 점점 증가시키면 정지마찰력도 같은 크기로 증가한다.

그러나 정지마찰력에는 한계가 있어서 어떤 크기의 힘을 가하면 물체가 움직이기 시작한다. 이때 물체가 움직이는 순간에 작용한 마찰력이 정지 마찰력 중에 가장 크기 때문에 최대정지마찰력이라고 한다.

(16)

(가) 최대정지마찰력은 수직항력에 비례한다.

(나) 최대정지마찰력은 접촉면의 넓이와는 관계없고 접촉면의 성질에 따라 달라진다.

(다) 최대정지마찰력은 정지마찰력 중 가장 큰 값이고 마찰계수는 보통 1보다 작다.

3) 운동 마찰력

물체가 운동하고 있는 중에 작용하는 마찰력이다.

다. 마찰의 법칙

1) 접촉면의 거칠기가 거칠수록 마찰력은 커진다.

2) 물체의 무게가 클수록 마찰력이 커진다.

3) 마찰력과 접촉면의 넓이는 관계가 없다.

라. 마찰력의 이용

1) 마찰력이 커야 편리한 경우: 사람이 걸을 때, 신발 끈을 맬 때, 바이올린을 켤 때, 자동차의 브레이크를 밟을 때 등

2) 마찰력이 작아야 편리한 경우: 미끄럼을 탈 때, 창문을 열고 닫을 때, 스키나 스케이트를 탈 때, 바닥에 놓인 물체를 끌 때 등

<스케이트> <자전거 바퀴>

자료출처 미래엔 중1 과학 교과서, 비상교육 중1 과학 교과서

차시별 학생 평가기준 및 방법

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구

1/3

상 마찰력의 방향은 물체의 운동방향과 반대이며 접촉면의 거칠기와

무게에 따라 마찰력의 크기가 다름을 설명할 수 있다. 관찰평가

동료평가 관찰평가지 중 마찰력의 크기는 접촉면이 거칠수록, 무게가 무거울수록 큼을 말할 수 있다.

하 일상생활에서 마찰력을 이용하는 물체의 예를 말할 수 있다.

2~3/

상 공기 저항을 줄일 수 있는 장난감 자동차를 3D모델링 하고 작품을 완성 하였으며 속력이 빠르다.

관찰평가, 산출물평가 동료평가

관찰평가지 중 공기 저항을 줄일 수 있는 장난감 자동차를 3D모델링 하고 작품을 완성

하였으나 속력이 느리다.

하 공기 저항을 줄일 수 있는 장난감 자동차를 3D모델링 하지 못하고 작 품을 완성하지 못하였다.

자기/동료평가지(1~3차시)

평가방법 평가기준 평가

상 중 하

자기평가

나는 모든 활동과정에 적극적으로 참여하였다.

나는 마찰력에 대해 친구에게 설명할 수 있다.

나는 장난감 자동차를 소개하고 경주하는 활동에 적극적으로 참여하였다.

동료평가

기획 및 제작활동에 적극적이고 합리적인 태도로 임하는가?

모둠활동 과정에서 다른 사람의 의견을 존중하는가?

모둠원으로서 자신의 맡은 역할을 충실히 수행하는가?

학교생활기록부 기재 예시

항목 학생부 기재 예시

교과학습발달상황 세부능력 및 특기사항

(기술) 3D 프로그램을 활용하여 설계한 대로 자동차를 제작하였으며 공기 저항을 줄이는 기술적 요소를 3가지 이상 적용함.

(수학) 여러 가지 도형의 특징을 이해하고 적절히 배치하여 안정감 있는 구조물을 완성함.

행동특성 및 종합의견 마찰력의 특징 및 마찰력에 영향을 주는 요인을 설명할 수 있으며 이를 활용하여 공기 저항을 줄이는 자동차를 3D프린터로 제작하여 경주에 참여하는 등 모든 활동에 호기심을 갖고 적극 참여함.

(17)

STEAM 프로그램 차시별 수업지도안 ( 무게중심을 찾아 균형 잡기)

영역

[9과02-01] 무게가 중력의 크기임을 알고, 질량과 무게를 구별할 수 있다.

주제(단원)명 무게중심을 찾아 균형 잡기! 차시 8~10/10

학습목표

· 무게중심은 물체의 각 부분에 작용하는 중력의 합력의 작용점임을 설명할 수 있다.

· 다각형의 무게 중심을 찾을 수 있다.

· 레이저 커팅기를 이용하여 균형 잡기 작품을 만든다.

연계과목 수학, 기술가정, 미술 연계과목 성취기준 영역

다. 기하, 기본도형 (4) 기술시스템 (2) 표현

STEAM 요소

S 무게 중심과 중력의 이해 T 무게중심 활용도 E Laser CAD 설계 및 출력

A 미적 요소를 고려한 균형 잡기 작품 만들기 M 기하, 기본 도형의 이해

개발 의도 중력을 이해하고 물체의 무게중심을 구해 봄으로써 힘의 합력을 체득하고 이를 활용하여 미적 요소를 고려한 균형 잡기 작품을 만드는 경험을 갖게 한다.

무게중심의 원리를 바탕으로 창의적인 균형 잡기 구조물을 만들게 한다. 뿐만 아니라 공학적 측면에서 위치 안정도와 무게 중심의 관계를 알게 하고 미적 요소를 고려한 균형 잡기 작품을 레이저 커팅기를 활용하여 만들어 보고자 한다.

상황 제시

· 무게중심을 이용한 다양한 작품을 보여 준다.

- 사진을 보고 알게 된 사실은?

· 생활주변에서 안정 한 상태로 있는 것과 불안정한 상태에 있는 것을 찾아 말해보자.

창 의 적 설 계

레이저 커팅기를 활용 하여 심미적인 균형잡기 작품을 고안하고 제작하 여 성공의 경험을 갖게 한다.

감 성 적 체 험 여러 가지 다각형의 무게중심 구하기

Laser CAD로 균형 잡기 작품 만들기

감성적 체험

가. 무게중심이란?(1/3차시) 학습

및 유의점

도입 ( 5 분)

Co다양한 균형 잡기 물체를 보여준다.

- 왜 넘어지지 않을까?

Co안정한 물체와 불안정한 물체의 사진을 보여준다.

- 불안정하게 보이는 물체와 안정하게 보이는 물체의 차이점은 무엇일까?

- 안정성이 있는 구조물을 만들기 위해서 어떤 과학 개념을 알아야 하는가?

학생들에게 무게중심에 대하여 간단히 설명한 후 학습주제에 대해 안내한다.

동영상 사진

전개 (30 분)

CD무게중심을 찾아보자.

ET 무게중심 찾는 방법을 토의하여 발표하게 한다.

무게 중심 찾는 법을 설명한다.

대칭인 물체

균일한 막대나 원판․구 : 중심이 무게중심

삼각형 모양 : 세 개의 중선이 만나는 점이 무게중심 평행사변형인 물체 : 대각선이 만나는 점이 무게 중심.

대칭성이 없는 불규칙한 물체

무거운 추를 매단 실의 중선들을 연결하여 찾는다.

^ET 다양한 형태의 물체 무게중심을 찾는다.

- 막대형 물체의 무게중심을 찾는다.

- 판자형 물체의 무게중심을 찾는다.

- 찾은 무게중심을 싸인펜으로 표시하고 압정 위에 얹어 보자.

- 넘어지지 않고 잘 버티는가?

- 찾은 무게 중심에 구멍을 뚫고 낚시줄을 매어 공중에 매달아 보자.

- 어느 쪽으로도 기울어지지 않는가?

ET(모둠활동)우리 주변에서 무게중심을 활용한 예를 알아보고 어떻게 적용되고 있는지 설명해 보자.

활동지, 막대형물체, 하드보드지 실, 추(추가 될만한 것), 가위, 송곳, 스탠드, 태브릿 PC

정리

(10 분) 이번 차시 학습내용 정리 및 차시예고 (레이저 커팅기로 균형 잡기 작품 만들기)

(18)

나. 레이저 커팅기를 활용하여 균형 잡기 작품 만들기 (2~3/3차시) 학습

및 유의점

도입 ( 5 분)

Co무게 중심을 활용한 예술품 동영상을 보여준다.

지난 시간에 배운 무게 중심에 대하여 간단히 설명한 후 무게 중심을 활용한 균형 잡기 작품을 laser CAD로 설계하여 제작할 것임을 설명한다.

동영상

전개 (60 분)

CD 균형 잡기 작품 설계하기

- 구상지에 작품을 설계하여 도면으로 나타낸다.

CD Laser CAD로 프로그램으로 모델링하기

ET 모델링 결과를 공유하며 서로 장단점을 이야기 한다.

CD 아크릴 판 또는 MDF판을 재료로 레이저 커팅 한 후 조립한다.

학교 내 무한상상실 레이저 커팅기 MDF 조립하기

학생 활동지 레이저 커팅기

정리

(25 분) ^ET 완성된 작품 설명하기, 감상하기

학생활동지 / 학생참고자료

차시 무게중심이란? (1/3)

학습목표 무게중심은 물체의 각 부분에 작용하는 중력의 합력의 작용점임을 설명할 수 있다.

다각형의 무게 중심을 찾을 수 있다.

<상황제시>

<사진출처 : Daum 이미지>

1) 사진을 통하여 알게 된 새로운 사실은 무엇인가?

2) 그것은 물체에서 어떤 역할을 하는가? 또, 그것의 과학적 원리는 무엇인가?

3) 다리가 하나 부러져서 다리가 3개인 의자가 다리가 4개인 의자보다 더 불안정한 이유는 무엇일까?

4) 안정성이 있는 구조물을 만들기 위해서 어떤 과학 개념을 알아야 하는가?

<창의적 설계> 무게중심을 찾아라!

1. 연필이나 자, 나무젓가락, 볼펜 등 막대형 물체의 무게중심을 찾아보자.

1) 긴 막대형 물체의 무게중심을 어떻게 찾을 수 있는가? 과학적 원리는 무엇인가?

2) 무게중심을 싸인펜으로 표시하고 압정 위에 올려보자. 균형을 잘 유지하는가?