운송 수단
8 학년 주제중심
운송수단과 신소재 속 STEAM 수업모델 구성요소
• F1.
창의성에 기반한 STEAM 에 대한 통합적이고 융 합적 사고를 위한 교육– 과거와 현재를 잇는 Story-telling 을 이용한 체계적인 개념 이해와 연계
– 바퀴의 제작 과정 설계에서의 STEAM 교육
– 과학기술을 통합적이며 전체적인 시각에서 볼 수 있는 능력 – 융합인재양성을 위한 다양한 분야의 지식을 아우를 수 있는
능력 배양
– 탐구기반교육개념에 창의적 소재 선택 및 바퀴 설계기반 학 습
– 문제발견 및 해결방안 모색을 통한 발산적 사고 유도
운송수단과 신소재 속 STEAM 수업모델 구성요소
• F2.
융합시대에서 필요한 시대정신 반영– 융합시대에서 운송수단의 역사를 통한 사회의 요구를 충족시 키는 과학공학기술 정신 반영
– 글로벌 리더의 자질에 대한 협동 , 토의 교육
– 과학기술공학과 사회시스템과의 체계적이고 전략적인 연계 교 육
• F3.
빠른 과학기술의 변화와 발전을 빠르게 과학교육 현장에 도입하고 적용하는 적시교육 (Just In Time Educati on)
– 신소재 , 스마트 소재에 대한 소개 및 이용
운송수단과 신소재 속 STEAM 수업모델 구성요소
• F4. 미래를 예측하고 이에 대비한 과학기술공학인재 양성과 미 래직업탐색을 위한 교육
– 신소재 공학에 대한 진로 및 직업에 대한 교육 , 스마트 시대에 맞는 스 마트 소재 교육
• F5. STEAM교육의 효율성과 창의성 및 흥미를 유발하기 위한 다 양한 창의적 수업 방법론 도입
– TRIZ 창의적 사고 기술 개발 기법을 이용한 흥미유발
• F6. 과학기술공학적 행위에 대한 의미와 가치 및 도덕적 기준과 규범을 터득하도록 교육
– 미래사회의 요구와 소재 개발을 위한 노력
운송수단과 소재
1
아니 ! 진드기가 거미 등에 타고 이동을 해 ?
각 운송 수단은 어떠한 소재로 이루어져 있을까 ?
운송 수단 소재
우리나라의 자랑스러운 운송 수단 ,
지게 !
지게에는 어떤 과학이 있을까 ?
지게 모형 만들기
- 지게의 전체적인 모양은 ?
A- 모양 , ( 이등변 ) 삼각형 모양 , 사다리꼴 모양
- 지게 작대기의 역할은 ?
일어날때 땅을 짚고 쉽게 일어날 수 있다 . 숲을 지날 때 나뭇가지를 쳐내면서 이동할
수 있다 .
지게를 받쳐 놓을 수 있다 .
지 지게는 왜 무거운 짐을 쉽게
나를 수 있도록 해줄까 ?
토의
지게를 나무로 만든 이유는 ?
토의
1. 나무의 긍정적인 면 ? 2. 나무의 부정적인 면 ?
3. 부정정인 면을 개선하려면 ?
4. 지게는 어떤 특징의 소재를 사용해야 할까
?
우리나라에 지게가 발달한 이유는 ?
토의
과거 지게보다 편리한 운송수단은 무엇 이었을까 ?
토의
운송 수단의 중심 바퀴
2
바퀴의 중요성과 바퀴가 쓰이는 곳에 따라 소재가 다름 을 이해할 수 있다 .
바퀴 ?
바퀴와 바퀴벌레는 어떤 관계 ?
바퀴의 모양은 어떻게 발전했을까 ?
탐구
1. 최초의 바퀴 형태는 ?
2. 최초의 바퀴와 지금의 바퀴는 어떤 차이점이 ?
3. 바퀴는 왜 무거운 짐을 쉽게 나를 수 있게 해주 는가 ?
바퀴의 역사
롤러 썰매 롤러위의 썰매
홈이 있는 롤러위의
썰매 회전축과 바퀴일체
형
회전축과 바퀴가 연 결되고 베어링으로 고정
각 바퀴가 가져야 하는 특성은 ?
토의
현재 타이어의 모습은 언제부터 시작되었을까 ?
영국의 던롭이 1888 년 개발
자동차 바퀴의 구조는 ?
탐구
열 타이어와 차체 고정 충격흡수
타이어의 열 흡수
주행 중 미끄럼 방지 충격흡수뒤틀림 방지
각 사진에서 필요한 타이어의 특성은 ?
우수한 접지력 ( 그립 력 )우수한 조향성
힘 , 이동 속도 , 에너 지 효율이 떨어짐
미끄럼 방지
타이어의 트레드 (Thread) 는 왜 다를까 ?
수막현상에 대해 알아보자
이 바퀴는 뭐지 ?
탐구
내가 생각하는 바퀴는 ?
3
재미있는 바퀴
바퀴의 발전 과정 스토리 만들기
바퀴의 발전 과정 스토리 만들기
☼ 만약 지금의 바퀴가 사진과 같은 형태 , 소재라면 어 떤 불편함이 있을지 생각해 보고 바퀴가 가져야 하는 특징에 대해 이야기 해봅시다 .
내가 만들 바퀴의 모양은 ?
자신이 제작할 바퀴
를 그려봅시다 .
내가 만들 바퀴에 필요한 소재는 ?
자동차용 휠 자신이 제작할 휠
▷ 철강 소재
▷ 알루미늄 합금 소재
▷ 마그네슘 합금 소재
자동차용 타이어 자신이 제작할 타이어
▷ 합성고무 + 카본블랙
▷ 합성고무 + 실리카
과학자의 자세로
4
유성 Show? NO!
컬럼비아 호에 대해
사고 원인
- 대기권 재진입 시 고열을 버티기 위한 단 열재가 이륙 후 81.9 초 후 일부가 떨어지 면서 왼쪽 날개 전면부에 출동하여 흠집이 생겼고 지구 복귀 중 작은 흠집이 대기의 고온에 의해 과열되어 폭발하게 되었습니 다 .
- 출발 전 단열재가 떨어질 것이라는 것을 알고 있었던 NASA 는 안전에 영향을 주지 않을 것이라는 결론을 내렸지만 결국 그것 으로 인해 7 명의 조종사는 모두 사망하였 습니다 .
- 일각에서는 컬럼비아호의 노후화 역시 폭발의 원인이라고 지적하고 있습니다 .
사고 예방과 신소재 개발의 중요성
컬럼비아 호와 같은 사고를 예방하려면 ?
생각하기
소재의 중요성에 대해 생각해 봅시다 .
생각하기
바퀴 제작 과정을 기록해 봅시다 .
제작하기
함께 생각하면 이루어진다 !
5
앞으로 장전하는 조총 , 뒤로 장전하는 방법을 깨우치 는데 걸린 시간
300 년
틀에서 벗어나려면 함께 하자 .
비교가 아닌 발전으로
친구가 만든 바퀴를 보고 생각해 봅시다 .
디자인에 대해서 사용한 소재에 대해서
타산지석 !
디자인
소재 선택
내가 만든 바퀴는 ?
탐 구
자신이 제작한 바퀴를 기울어진 유리판에서 굴려 보고 이를 관찰해 봅시다 .
내가 만든 바퀴의 성능은 ?
탐 구
1. 비탈면을 내려갈 때
2. 비탈면을 내려와서 굴러갈 때
3. 굴러간 거리비교
관찰한 결과를 바탕으로 소재와 디자인에 대해 이야기 해 봅시다 .
결론
1. 바퀴가 미끄러져 내려오는 이유와 소재의 관계는 ? 2. 미끄러져 내려오는 바퀴는 실제 자동차에서 어떤 위험 이 있을까 ?
3. 바퀴가 굴러간 거리와 소재의 관계는 ?
4. 다른 관찰사항에 대한 이유를 생각해 봅시다 .
더욱 진화하는 바퀴
6
무엇이 문제일까 ?
타이어가 바뀐다면 ?
타이어가 바뀐다면 ?
사진을 보고 관찰한 점과 소재가 가져야 할 특성에 대해 생각해 봅시다 .
허니컴 구조란 ?
바퀴도 진화한다 !
바퀴가 사라진다면 ?
사진은 국내 ‘로보쓰리’사가 개발한 4 족 보행 로봇 운송 수단이다 .
이 로봇 운송 수단을 어느 곳에 사 용하면 좋을까 ? 나빠지는 점은 무 엇일까 ?
자기부상열차 & Back to the Future
신소재를 연구하고 싶다면 ?