STEAM 나만의 스포츠화 Product

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1. 주제 개요

지금까지 학문의 발전은 전문화, 세분화, 특성화등의 분 야별 발전을 강조하며 학문간의 교류와 소통보다는 해당 분야의 전문성을 중시하며 발전해 왔다. 이제는 과거의 전 문성 있는 학문의 발전에서 벗어나 학문 간, 기술 간의 융 합이 없이는 현대의 산업은 발전할 가능성이 적어졌으며 이에 맞추어 학문 분야 간에도 융합의 패러다임이 활발히 적용되고 있다. 학문의 분야를 허무는 지식의 융합을 통해 복합적이여 다원화된 혹은 다차원적인 문제를 해결하는 창 의성이 대두되고 있다.

이러한 시대 변화 흐름에 맞추어 과학기술부에서는 ‘창의 적 융합인재 양성을 위한 초, 중등 STEAM 교육의 강화’에 대한 정책을 제시하였다.

본 프로그램은 STEAM 교육을 성공적으로 정착시키기 위해 실제 교육현장에서 적용 가능한 프로그램을 개발하 고 스포츠와 과학의 융합적인 교육내용을 통해 학생들의 창의적 사고력과 문제해결력을 향상시킬 기회를 제공할 목 적이다. 본 프로그램에서는 과학의 ‘힘과 운동’ 단원의 핵심 적인 내용을 범교과적인 내용과 극대화하기 위하여 체육교 과를 융합시킨 교과체험활동으로 제작하였다.

일상생활에서 자주 접하는 스포츠를 통해 과학의 힘과 운동에 대한 학습 내용을 이끌고자 하며 신체적 발달이 왕 성하고 평소 다양한 스포츠 활동을 좋아하는 학생들에게 나만의 스포츠화 속에 숨어 있는 과학적 원리를 학습함과 동시에 과학과 스포츠가 융합적인 학문이라는 사실을 배 울 수 있게 한다. 자신의 아이디어를 발현하고 발표함으로 학생들에게 친숙함과 동시에 흥미를 제공하는 수업 프로 그램을 제공한다.

학생들은 이 프로그램을 통해 스포츠화의 과학적 원리

중학교 스포츠과학

STEAM 나만의 스포츠화 Product

01

상황제시 전문적인 스포 츠화의 기증은 무엇일까요?

1 ^Section_(1-2차시)

창의적 설계 배드민화속의 과학적 원리를 찾아볼까요?

2 ^Section_(3차시)

성공의 경험 나만의 스포츠 화를 제작해 볼 까요?

3 ^Section_(4-5차시)

04 2013 융합인재교육(STEAM) 프로그램

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를 탐구하게 될 것이며, 스포츠화의 중요성에 대하여 인식할 것이다. 전용 스포츠용 신발은 우리나라도 세계적 수준에 뒤떨어지지 않으며, 생활체육 인구의 급격한 증가 로 인하여 다양한 전용 스포츠화 소비 역시 늘어나고 있다. 전용 스포츠화의 주요 기 능은 선수의 기록과 경기력 향상이며 선수의 부상예방일 것이다.

예전 신발의 바닥은 생고무나 자동차 타이어와 같은 재질을 이용하여 매우 딱딱하 였다. 최근에는 폴리우레탄과 같은 쿠션이 좋은 재질을 사용하고 있고 쿠션 강화 장 치 등을 부착하여 선수들에게 운동의 피로감을 줄이는 신소재 신발들이 개발되고 있 다. 이러한 시대적 흐름 속에서 학생들 역시 스포츠화 브랜드에 많은 관심을 갖고 있 으며, 평소 운동을 좋아하는 학생들은 종목마다 다양한 운동화를 준비하기도 한다.

축구화는 바닥이 뾰족한 반면에 배드민턴화와 조깅화는 바닥이 평평하다. 또한 쿠션 에도 큰 차이가 있다. 그래서 스포츠 종목에 따라 운동화의 모습이 왜 다른지의 의 문에서부터 본 프로그램은 시작되며 전용 스포츠화를 신고 운동 경기를 진행했을 때 자신의 느낀점을 발표한다. 이를 통해 스포츠 종목의 신발 중 축구화, 배드민턴화, 조 깅화의 바닥과 쿠션과 모양, 과학적 원리가 어떻게 다른지 차이점을 탐구하고 나만의 스포츠화를 제작해 보도록 한다. 나만의 창의적인 배드민턴화 속에는 과학적 원리가 숨어 있으며 우수한 스포츠화의 디자인과 브랜드를 상호평가를 통해 결정하게 된다.

창조경제는 과학기술과 ICT에만 의존하는 것이 아니라 기존에 있는 산업에서 부가 가치를 창출하는 ‘고부가가치의 실현’이다. 첨단 기술만이 창조경제를 이끌어 나가는 원동력이 아니라 신발, 의류등에서 디자인의 차별화과 가능의 다양화를 통해 전통산 업에 발전을 이끌어 나가는 것 역시 창조경제의 일환일 것이다. 이 프로그램의 진행을 통해 학생들은 나만의 스포츠화를 디자인하고 홍보하는 과정을 통해 1인 기업 혹은 창조기업가의 꿈을 실현하는 기회를 제공받을 것이다.

2. 학습 목표

 내용 목표

- 일반 운동화, 배드민턴화, 축구화의 바닥을 관찰하고 차이점을 발표해 보자.

- 접촉면적과 마찰력과의 관계를 설명할 수 있다.

- 접촉면의 종류와 마찰력과의 관계를 설명할 수 있다.

- 배드민턴화의 역할을 마찰력을 이용하여 설명할 수 있다.

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 과정 목표

- 배드민턴화와 일반 운동화를 신고 배드민턴 경기의 경쟁활동을 학습할 수 있다.

- 배드민턴화를 신고 경기를 진행했을 때 소감을 발표해 보자.

- 바닥의 재질과 디자인이 다른 스포츠화를 비교하면서 마찰력에 어떤 차이가 있 을지 설명할 수 있다.

- 마찰력이 큰 배드민턴화 제작을 통하여 마찰력을 크게 하는 방법을 고안할 수 있다.

3. STEAM 과목 요소

 S : 내가 만든 스포츠화의 마찰력 측정과 원리 이해

- 일반화, 배드민턴화, 축구화 등의 서로 다른 스포츠화의 마찰력이 다른 이유 를 이해한다.

- 배드민턴화의 모양, 재질, 바닥의 모습을 과학적으로 관찰한다.

 T/E ： 마찰력이 큰 스포츠화 제작하기

– 스포츠화에 필요한 과학적 요소를 찾고, 마찰력이 큰 스포츠화 제작하기 - 마찰력이 큰 스포츠화를 만들기 위한 최고의 재질과 구조를 알아보기

 A ： 나만의 스포츠화 설계하고 디자인하기

- 스포츠화를 다르게 신고 경기를 진행할 때의 자신의 느낀점을 발표한다.

- 나만의 스포츠화를 설계하고 새롭게 디자한다.

- 디자인한 제품들을 감상하고 토론하며 미학적인 구조를 찾아본다.

 M ： 스포츠화에 따른 마찰력의 크기 계산

- 학생들이 직접 고안한 마찰력이 큰 스포츠화의 마찰력을 수학적으로 계산 한다.

4. STEAM 단계 요소

 상황제시

2교시 과학시간 후 쉬는 시간 성현이는 친구들과 운동화 이야기를 하고 있다. 성현 이는 P사에서 새롭게 출시한 신제품 운동화를 오늘 사러 간다고 친구들에게 자랑 하고 있다. “P사 운동화를 신으면 발이 길어 보인다.”, “내발에 착용감이 정말 좋아!”

기타 등등의 자랑을 들어 놓고 있다. 지민이는 얼마 전 새로 구입한 배드민턴화에 대하여 이야기 했다. 체육시간 일반 운동화를 신고 배드민턴 수업을 했더니 체육관 바닥이 미끄러워서인지 그만 넘어져, 무릎에 상처를 입고 말았다. 이제 이런 일이 없을 거라고 생각하고 새로 구입한 배드민턴화를 자랑하고 있다. 이제 더 이상 신발

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은 단순히 신고 다니는 기능에서 벗어나고 있다. 많은 학생들은 상표가 있는 운동 화와 시리얼 번호를 중요시 생각하는 시대가 되었고, 여가 활동 시간의 증가로 인해 전문적인 운동을 배우기 전 운동과 관련된 고가의 용품을 구입하는 마니아들이 늘 어나고 있다. 이에 우리 주변에는 다양한 디자인, 다양한 기능, 다양한 스포츠에 적 합한 신발들을 볼 수 있는 시대에 살 수 있다. 이에 우리는 스포츠화의 소재와 디자 인의 중요성에 대하여 인식하고 실제 운동장 혹은 체육관에서 운동경기를 진행하 면서 체험한 경험을 바탕으로 마찰력을 크게 하는 나만의 배드민턴화를 제작하기 위한 동기를 부여한다.

- 1차시에서 배드민턴 경기를 체육 교사와 함께 진행하며 일반 운동화를 신고 경 쟁 활동을 진행할 때와 배드민턴화를 신고 경쟁 활동을 진행할 때의 배드민턴화 를 신고 운동을 진행하면 어떤 좋은 점이 있을지 예측해 보자. 모둠별 배드민턴 화를 관찰하고 일반 운동화와 다른 점이 무엇인지 관찰하고 운동화의 재질과 바 닥의 모양을 관찰하여 배드민턴화의 특징을 조사한다.

스포츠 종목에 참여할 때 이러한 전문 스포츠화가 필요한 이유를 생각하며 경기 력 향상에 어떤 도움이 될지 생각하며 나만의 스포츠화를 제작하기 위한 동기를 부여한다.

- 2차시에서는 모둠별 배드민턴화와 일반운동화를 신고 전후반 각각 15분 정도의 경쟁활동을 진행한다. 경쟁활동은 경기에서 승리하기 위한 진행보단 배드민턴화 와 일반 운동화 체험을 통해 경기 향상에 어떤 것이 더 도움이 될 지 조사하고 느 낌을 기록하여 전문 스포츠화의 특징을 직접 체험한다. 경기가 원활히 진행되어 나가면 진행속도를 약간 빠르게 경기를 진행하여 신발에 따라 달라지는 발의 느 낌과 경기능력을 느껴보자. 또한 일반 운동화, 배드민턴화, 축구화의 바닥의 특 징은 무엇인지 관찰하고 바닥의 쿠션, 재질등의 다른 점을 비교해 보자.

 창의적설계

스포츠화의 소재와 디자인이 눈부신 발전을 거듭하고 있다는 사실을 알고 있나요?

스포츠화의 기능은 운동 경기력의 향상과 선수들의 신체를 보호하기 위한 중요한 역할을 가지고 있다. 운동 경기의 승패를 결정하는 요인에는 선수들의 능력 외에도 중요한 변수들이 너무나 많지만 그중에 주목받고 있는 것은 스포츠화의 역할과 기 능일 것이다. 이 스포츠화에 대하여 과학적 원리를 찾아보자.

- 3차시에서는 수업할 내용은 여러 신발 브랜드의 제품들은 멋진 디자인뿐만 아니 라 다양한 기능과 첨단 소재들로 소비자들을 사로잡고 있으며, 모둠별로 서로 다 른 이미지카드의 스포츠화를 관찰하고 그 스포츠화가 다양하게 제작된 이유와

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찰력이 크다는 사실을 통해, 마찰력이 큰 배드민턴화를 제작할 수 있는 방법을 생각한다. 또한 실험을 통해 접촉면적과 마찰력의 관계를 실험을 통해 마찰력의 크기를 측정해 본다. 모둠별 실험한 결과를 발표하고 정리한다.

- 4차시에서는 체육선생님과 협동수업으로 진행하며 배드민턴 경기에서 배드민턴 화가 중요한 이유를 과학적으로 설명하여 보도록 한다. 배드민턴화와 일반화를 신고 왕복 달리기 경기를 진행한다. 배드민턴화를 신은 학생과 일반화를 신은 학 생을 2개의 모둠으로 나누고 각 모둠의 순서를 정하여 1명씩 15M 거리에 설치된 장애물을 돌아오는 왕복경기를 진행한다. 출발신호와 함께 출발한 학생들은 방 향전환 시 멈추려고 시작한 지점과 실제 멈추고 콘을 돌아오는 지검간의 거리를 줄자를 이용하여 측정하여 기록표를 작성한다. 모둠간 기록의 차이를 확인하고 차이점이 발생한 이유를 토의해 본다.

 성공의 경험

창의적 설계의 단계에서 다양한 스포츠화의 기능과 특색들을 경험했다. 또한 실험 을 통하여 접촉면과 마찰력의 관계에 대하여 학습했다. 이를 통해 학생들은 스포 츠화의 소재와 디자인의 중요성을 인식하고 실제 운동장에서 체험한 4차시의 경험 을 바탕으로 마찰력을 크게 하는 나만의 배드민턴화를 제작해 보도록 한다. 이를 통해 내 몸에 맞는 나만의 스포츠화를 제작하고 어떻게 하여 우수한 작품이 될수 있을지 토의한다.

- 5차시에서는 체육선생님과 함께 경험한 운동장의 수업을 바탕으로 마찰력이 큰 스포츠화를 디자인하고 제작하여 본다. 이를 통해 스포츠화의 디자인의 중요성 과 각 기능에 맞는 스포츠화 설계의 기반을 마련한다. 모둠별 디자인하고 제작한 스포츠화를 바탕으로 우수한 작품을 선정하고 우수한 작품으로 선정된 이유를 상호 토의한다. 이를 통해 모둠별 작품의 단점을 보완하고 상대방의 장점을 수용 하는 민주적 시민의 역량을 강화한다.

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5. 지도안 총괄표

과목 과학, 체육, 국어, 미술, 수학 총차시 5

단원

과학 - 물질과 에너지 - 힘과 운동, 일과 에너지 전환, 작용과 반작용 체육 - 여가활동 - 일상적 여가활동 계획 및 실천

국어 - 듣기 말하기 - 기능: 표현과 전달 - 태도: 동기와 흥미 기술가정 - 기술의 세계 - 기술과 발명

교육과정

과학 - 중학교 1-3학년군 -과학이란?

- 과학이 우리 생활에 많은 영향을 미치고 있음을 안다.

- 중학교 1-3학년 군 -힘과 운동 -중력, 탄성력, 마찰력, 전기력, 자기력 등 여러가지 힘의 특징을 알고 이들이 주변의 현상을 이해하는데 어떻게 활용되는지 이해한다.

체육 - 중학교 1-3학년군- 경쟁활동-스포츠의 개념, 특성 및 가치를 이해한다.

기술가정 - 기술의 세계 영역-기술의 개념 및 특성, 시스템의 의미를 파악하고, 기술의 각 영역별 활용 방법을 예를 들어 설명할 수 있다.

- 기술의 세게 영역 - 이디어 창출과 구체화, 실행, 평가의 기술적 문제 해결 활동의 과정을 알 고, 기본적인 아이디어 구상, 입체 투상법, 확산적 사고 기법, 수렴적 기법을 활용하여 생활 속의 제품의 문제를 창의적으로 해결할 수 있다.

국어 - 듣기 말하기 - 듣기와 말하기의 소통과정을 이해하고 효율적인 듣기와 말하기 계획을 세운다.

학습목표

1. 다양한 스포츠화를 관찰하고 그 특징을 알 수 있다.

2. 스포츠화 속에 숨은 과학적 원리를 알 수 있다.

3. 나만의 스포츠화를 디자인 및 설계할 수 있다.

흐름 문제제시 & 제작활동 학습자료(▶) 및 유의점(※)

<상황 제시>

전문스포츠화의 기능은 무엇일

까요?

(90분) (1,2/5차시)

ⓈⒶ 준비운동을 하고 배드민턴화와 일반 스포츠화를 신고 경기를 진행한다.

Tip

•배드민턴화와 일반스포츠화의 다른점에 대하여 느낄 수 있도 록 서서히 운동을 진행하며 체육선생님과 팀티칭 혹은 코티 칭으로 진행하는 것이 좋다.

- 전문스포츠화를 신고 운동을 진행하면 어떤 느낌일까 요? 예측하여 자신의 생각을 적어봅시다.

ⓈⒶ 베드민턴화와 일반스포츠화를 신고 경기를 체험 해 본다. 천천히 연습하다가 조금씩 속도를 늘여가며 게임을 진행하며 신발에 따라 느껴지는 차이점을 비교 하도록 한다.

- 일반화와 배드민턴화를 신고 경기를 진행할 때 차이 점은 무엇인가요?

- 몸의 움직임과 경기결과 등 몸으로 느낀점을 기록 해 봅시다.

Tip

•경쟁활동으로 진행되며 학생들이 승패에 연연하는 경기가 되

▶ 생각열기1

▶ 생각열기2

※ 경쟁을 위한 경기가 아닌 신발의 다양성과 기능

여러분은 어떤 스포츠화를 가지고 계신가요?

축구화나 농구화 등의 전문 스포츠화를 신고 경기를 하는 이유는 무엇일까요?

전문 스포츠화 중 배드민턴화를 신고 경기에 참여해 볼까요?

일반 운동화를 신고 참여할 때와 다른 점은 무엇일까요? 이 시간 전문 운동화를 신고 운동 경기에 참여해 보고 느낀 점을 기록하여 발표해 봅시다.

생 각

열 기 배드민턴화를 신고 경기에 참여하면 좋은 점은 무엇일까요?[1/5]

1. 배드민턴화를 신고 경기에 참여한다면 좋은 점은 무엇일까요? 경기 진행 전에 기록해 봅시다.

082013 융합인재교육(STEAM) 프로그램

일반 운동화를 신고 참여했을 때와 다른 점이 있을까요?

전문 스포츠화가 주는 장점과 일반 운동화를 신고 경기에 참여할 때와 차이점이 나 몸이 느끼는 다른 점이 있다면 기록해 봅시다.

생 각 열 기 배드민턴화를 신고

경기에 참여해 볼까요? [2/5]

1. 일반 운동화와 배드민턴화 중 어떤 신발이 운동경기를 진행할 때 좋을까요? 그 이유를 기록해 봅시다.

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<상황 제시>

전문스포츠화의 기능은 무엇일

까요?

(90분) (1,2/5차시)

Ⓐ 스포츠화를 달리하여 경기한 소감을 발표해 보도록 하자. 전문 스포츠화의 중요성에 대하여 인식해 보자.

- 배드민턴화를 신고 경기를 진행할 때 소감은 어떠 했나요?

- 운동경기에서 전문 스포츠화가 필요한 이유는 무엇 일까요?

ⓈⒶ 일반 운동화, 배드민턴화, 축구화등의 다양한 스포 츠화의 바닥을 관찰하고 특징을 기록해 보자.

- 바닥의 재질, 쿠션, 신발의 무게등의 서로 다른 특징 은 무엇인가요?

ⓈⒶ 경기능력을 향상을 위해 전문적인 스포츠화가 중 요한 이유를 생각해 보자.

- 스포츠화를 달리하고 경기했을 때 소감은 어떠한가 요?

▶ 생각열기3

<창의적설계1>

배드민턴화의 과학적 원리를 찾아볼까요?

(45분) (3/5차시)

ⓈⓉⒺⒶ 여러 신발 브랜드가 다양해지고, 기능과 디 자인이 차별화 되고 있다. 모둠별 신발 이미지 카드를 관찰하고 각각의 스포츠화의 모양이 다른 이유를 토의 해보자.

- 모둠별 이미지 카드를 관찰하고 각 신발의 모양이 다 른 이유는 무엇일까요?

- 모둠별 관찰하여 작성한 각 신발의 특징과 실제 스포 츠화가 홍보하고 있는 특징과 비교해 볼까요?

ⓈⓉ 배드민턴화에 있어서 마찰력은 가장 중요한 기능 중 하나이다. 마찰력이 좋은 배드민턴화를 만들어 보자.

- 마찰력은 배드민턴화에 중요한 요소이다. 어떻게 하 면 마찰력이 큰 배드민턴화를 만들 수 있을까요?

- 마찰력과 접촉면의 관계 실험을 통해 마찰력에 대하 여 알아볼까요?

- 접촉면적의 종류를 다르게 하였을 때 마찰력은 어떻 게 변하는지 알아볼까요?

Tip

•체육시간에 체험했던 경험을 바탕으로 과학선생님이 수업을 진행하는 한다. 마찰력과 접촉면에 관한 운동과 마찰력에 대 한 관계를 이해하도록 지도한다.

ⓈⓉ 모둠별 실험한 결과를 발표해 보고, 접촉면과 마찰 력의 관계, 면의 종류와 마찰력의 관계를 이해하고 마찰 력을 높이기 위한 방법을 정리하도록 한다.

- 모둠별 실험 결과를 발표해 볼까요?

- 마찰력을 크게 하기 위한 방법을 과학적으로 발표 해 볼까요?

▶ 생각펼치기 활동지1

▶ 생각펼치기 활동지2

※ 접촉면과 마찰력의 관계를 알아 볼 수 있는 다 른 실험이 있다는 것도 수업 중 설명하며 원할 한 수업을 위해 과학교사가 수업을 진행함.

우리 주변엔 다양한 운동화와 스포츠화들이 있다. 우리가 즐겨 신는 신발인 일반 운동화, 축구화, 배드민턴화의 바닥을 관찰해 보고, 바닥의 모양, 재질 등이 어떻 게 다르며 또한 이렇게 다른 이유들이 무엇인지 생각해 봅시다.

생 각

열 기 다양한 신발의 모습을 관찰해 볼까요? [2/5]

운동화의 종류 운동화 종류별 바닥의 차이점 일반운동화 배드민턴화 축구화

우리는 다양한 스포츠화의 세계 속에 살고 있고, 여러 신발 브랜드의 제품들은 멋 진 디자인뿐만 아니라 다양한 기능과 첨단 소재들로 소비자들을 사로잡고 있습니 다. 제시된 다양한 브랜드의 신발을 관찰하고, 다양한 기능성 신발의 특징을 살펴 보면서 그 속에 숨겨진 과학적 원리들을 찾아보자.

생 각

펼치기 여러 가지 운동화의 모양을 관찰해 볼까요? [3/5]

1. 각 신발의 특징은 무엇일지 생각해 봅시다.

신발명과 광고문구 신발의 특징 기록하기

L사의 더 핏

“숨은 5도 각도로 나의 몸매를 체인지 하자”

“균형잡힌 몸매, 바른자세, 관절의 무리 를 덜어주자”

▹

다양한 신발의 바닥을 관찰했고, 많은 기능성 신발들의 특징을 알아보았습니다.

마찰력은 배드민턴 경기에 있어서 중요한 요소입니다. 배드민턴화와 축구화의 바 닥을 관찰하면서 접촉면과 마찰력은 어떤 관계가 있을지 실험을 통해 알아봅시다.

생 각 펼치기

접촉면과 마찰력은 어떤 관계일까요? [3/5]

[실험1]

나무판 위에 올려놓는 나무도막 바닥의 접촉면적을 다르게 하면서 마찰력을 측정한다.

[실험2]

나무판 위에 올려놓는 나무도막 바닥의 종류를 다르게 하면서 마찰력을 측정한다.

(1) 나무도막 바닥에 사포를 부착한 후 마찰력을 측정한다.

(2) 나무도막 바닥의 전체면적의 1/2만큼 사포를 부착한 후 마찰력을 측정한다.

(1) 나무토막의 바닥에 아무 것도 붙이지 않은 나무토막의 마찰력을 측정한다.

(2) 나무토막의 바닥에 사포를 붙인 나무토막의 마찰력을 측정한다.

(3) 나무토막의 바닥에 매끄러운 종이를 붙인 나무토막의 마찰력을 측정한다.

1. 가장 마찰력이 크게 측정되는 경우는 어떤 경우인가? 그 이유를 간단히 서술 해 봅시다.

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<창의적설계2>

배드민턴화의 과학적 원리를 찾아볼까요?

(45분) (4/5차시)

ⓈⓉⒺⒶ 운동장에서 왕복 달리기 경기를 일반 운동화 와 배드민턴화를 신은 학생간의 운동을 통해 배드민턴 화의 기능을 몸소 체험한다.

- 15M 전방의 콘에서 방향을 전환하는 왕복 달리기를 진행해 볼까요?

- 방향 전환시 멈추려고 시작한 지점과 실제 멈추고 턴하는 지점간의 거리를 줄자를 이용하여 측정해 볼 까요?

- 모둠간 기록의 차이가 있는지 기록해 보고, 차이가 나 는 이유는 무엇일까요?

Tip

•모둠은 2모둠으로 정하고 일반 운동화와 배드민턴화를 신은 모둠으로 나누어 진행하며, 이 수업의 원할한 진행을 위하여 체육선생님과 코티칭으로 진행한다.

ⓈⒶ 모둠간의 기록의 차이를 분석하고 내용을 토의해 보도록 하자.

- 모둠간 기록의 차이가 나타나는 이유는 무엇일까요?

- 일반 운동화와 배드민턴운동화 중 기능적으로 뛰어난 신발을 무엇일까요?

▶생각펼치기 활동지3

※ 과학교사와 함께 진행했던 마찰력을 최대한 상 기하며 체육교사가 수업을 진행함.

<감성적 체험>

내가 만든 배드 민턴화

(45분) (5/5차시)

ⓈⓉ 전시 수업의 내용을 바탕으로 마찰력이 큰 배드민 터화를 만들기 위하여 브레인스토밍을 통해 아이디어를 발표하고 디자인해 보자.

- 마찰력이 큰 배드민턴화를 만들기 위해선 어떻게 해 야 할까요?

- 신발의 전체 디자인을 그려보고, 각 신발의 특징들을 설명해 볼까요?

Tip

•재료 사용의 제약조건(3가지 이상의 재료 사용, 특정재료의 분량 제한 등)을 두어 학생들의 사고력과 문제해결력을 증진 시킬 수 있도록 한다.

ⓈⒶ 모둠별 상호 토의를 통해 지적 사항과 참고 사항을 디자인에 수정 보완하자.

- 다른 모둠의 부족한 부분은 무엇일까요?

- 수정하거나 불필요한 부분은 무엇일까요?

Tip

•정교한 신발 제작에 초점을 맞추기 보다는, 마찰력을 크게 할 수 있는 창의적인 방법을 자유롭게 토론해 볼 수 있도록

▶ 생각다지기1

▶ 체육교사와 과학교사가 함께 수업을 진행하 며 스포츠와 과학이 융합하고 소통하며 하 나의 산출물이 나오도록 지도한다.

실제 배드민턴화의 마찰력은 일반운동화와 비교할 때 어떤 차이점이 있을까요? 운 동장에서 혹은 체육관에서 15M지점에 콘을 세워놓고 방향을 전환하는 왕복 달 리기를 진행해 봅시다. 방향 전환시 멈추려고 시작한 지점과 실제 멈추고 턴하는 지점 간의 거리를 줄자로 측정해 보고, 배드민턴화를 신고 운동할 때의 느낌을 적 어봅시다.

생 각 펼치기 배드민턴화와 일반화의

마찰력을 비교해 볼까요? [4/5]

1. 운동화를 신고 방향을 전환한 팀의 기록을 적어봅시다.

2. 배드민턴화를 신고 방향을 전환한 팀의 기록을 적어봅시다.

선수멈추려고 시작한 지점 실제 멈추고 턴한 지점두 지점의 차이 1

2 3 4 5

선수멈추려고 시작한 지점 실제 멈추고 턴한 지점두 지점의 차이 1

2 3 4 5

19 STEAM _ 스포츠 과학(Sports Science)

스포츠화의 소재와 디자인의 중요성에 대한 인식하고 실제 운동장에서 체험한 경 험을 바탕으로 마찰력을 크게 하는 나만의 배드민턴화를 제작해 봅시다. 마찰력 이 큰 배드민턴화를 만들기 위해 아이디어 회의를 하고 나만의 배드민턴화를 디 자인해 봅시다.

생 각 다지기 나만의 배드민턴화를

디자인해 볼까요? [5/5]

1. 어떻게 하면 신발의 마찰력을 크게 할 수 있을까요?

2. 밑창의 재질이 서로 다른 실내화를 제작하기 위하여 아이디어 회의를 해 보고, 완성도를 그려 봅시다.

아이디어 회의 작품의 그림

▹

4. 수정을 통해 좋아진 점은 무엇인가요?

5. 수업을 진행하고 난 후 소감을 적어봅시다.

3. 자신의 작품을 발표하고 난 후 다른 모둠의 지적사항을 기록해 보고, 디자인을 수정해 봅시다.

기존 작품 수정한 작품

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<감성적 체험>

내가 만든 배드 민턴화

(45분) (5/5차시)

ⓈⓉⒺⒶ 아이디어 회의를 통해 디자인한 배드민턴화를 실제 실내화의 바닥의 재질을 다양하게 하여 마찰력이 큰 배드민턴화를 제작해보자.

- 기존에 갖는 배드민턴화와 다른점은 무엇인가요?

- 신발의 브랜드를 정해볼까요?

- 경기 향상엔 어떤 도움이 될까요?

ⓈⒶ 모둠별 제작한 신발의 마찰력의 크기를 비교해 보 고, 우수한 작품을 서로 감상하고 우수한 작품의 특징 을 토론해 보자.

- 우수한 작품이 갖는 특징은 무엇인가요?

- 나의 작품에 적용 가능한 특징은 무엇인가요?

- 나의 작품을 보완하여 완성도 높은 작품을 설계해 볼까요?

▶ 생각다지기2

▶ 과학적 요소와 스포츠적인 요소, 미술적 인 요소가 모두 융합된 작품이 나오도록 지 도한다.

나만의 배드민턴화를 구상하고 디자인은 완성하여 발표해 보았습니다. 다른 모둠 의 지적사항을 바탕으로 나의 신발은 보완 수정하고. 이제 세상에 하나뿐인 나만 의 배드민턴화를 제작해 봅시다.

생 각 다지기

나만의 배드민턴화를 만들어 볼까요? [5/5]

1. 나만의 신발의 브랜드와 로고를 디자인해 봅시다. 기존의 배드민턴화와 차별화 된 점을 적어봅시다.

나만의 신발 브랜드와 특장점 신발의 로고 그리기

▹ 브랜드 :

▹ 특장점 :

(13)

평가 영역 평가항목 우수(A) 보통(B) 미흡(C)

상황 제시

체육활동 체험하기

적극적으로 참여하고 새 로운 내용에 적극적인 흥미를 보이며 융합적 인 과제를 해결함.

적극적으로 참여하나 새 로운 내용에 흥미가 적고 융합적 사고력이 부족함.

적극적인 참여가 부족하 고 새로운 내용에 흠이 가 적고 융합적인 사고력 이 부족함.

소감 발표하기

문제를 해결하는 과정 에서 유창성, 융통성, 독 창성, 정교성이 뛰어나 게 나타남.

문제를 해결하는 과정 에서 유창성, 융통성, 독 창성, 정교성이 가끔씩 나타남.

문제를 해결하는 과정에 서 유창성, 융통성, 독창 성, 정교성이 거의 나타 나지 않음.

창의적 설계1

탐구실험 설계 및 진행

다양한 신발의 이미지를 분석하고 접촉면과 마찰 력의 관계를 적극적인 자 세로 탐구하고 실험함.

다양한 신발의 이미지를 분석하나 접촉면과 마찰 력의 관계 탐구실험의 진 행이 미흡함.

다양한 신발의 이미지 분 석이 미흡하고 과학적 실 험의 설계와 탐구과정이 미흡함.

결과분석 결론도출

실험의 결과를 과학적으 로 분석하고 실험의 목 적과 과정을 통해 결론 의 도출이 명확함.

실험의 결과를 과학적으 로 분석하나 결론의 도출 과정이 부족하고 실험의 목적을 이해함이 부족함.

실험결과와 결론 도출 과 정이 모두 미흡함.

창의적 설계2

경쟁활동

콘을 돌아오는 과정과 활동의 목적을 정확히 이해하며 전시수업과 연 계성을 통해 적극적으로 경쟁활동이 임함.

콘을 돌아오는 과정과 활동의 목적은 이해하 나 경쟁활동에 적극적 인 자세로 임하는 태도 가 부족함.

콘을 돌아오는 경쟁활동 의 목적과 과정을 이해하 지 못하며 적극적인 자세 로 임하지 못함.

결과분석 토의활동

기록지 내용을 과학적 으로 이해하고 실험결 과를 토대로 적극적인 자세로 토의함.

기록지의 내용을 과학적 으로 이해하나 토의활동 의 적극성과 참여도가 부족함.

기록지 내용을 분석하는 과정과 토의에 임하는 태 도가 부족하고 적극성이 부족함.

감성적 체험

나만의 스포츠화

만들기

과학적 원리와 다양한 재료를 바탕으로 미학 적으로 완성도가 높은 스포츠화를 디자인하고 만들어냄.

다양한 재료를 바탕으로 스포츠화를 제작하나 미 학적인 완성도가 부족한 스포츠화를 제작함.

다양한 재료의 활동도가 부족하고 미적인 부분이 부족하며 스포츠화의 완 성도가 매우 부족함.

우수한 작품감상

작품감상에 능동적이며 주도적으로 참여하며 적

능동적인 자세로 우수 한 작품을 감사하나 적 극적인 토론의 자세가

적극적인 자세로 작품 을 감사하지 않으며 능 동적인 토론의 자세가

6. 평가 계획

 관찰 평가 계획

(14)

 평가기록지

평가 영역

이름

상황제시 창의적 설계 1 창의적 설계 2 감성적 체험

체육활동 총평 체험하기

소감 발표 하기

탐구실험 설계 및 진행

결과분석

결론도출 경쟁활동 결과분석 토의활동

나만의 스포츠화

만들기

우수한 작품감상

및 토론

(15)

 발표 기록지

발표 기록지

면접대상 ( )학년 ( )반 이름 : 성별 :

일시 년 월 일 : ~ 면접교사

발표계획

•자신이 소감을 논리적이며 현장감 있게 발표하는가?

•마찰력과 접촉면의 관계를 과학적으로 탐구하고 발표하는가?

•운동장의 경쟁활동의 결과를 논리적으로 정리하고 발표하는가?

•완성도가 높고 과학적으로 의미 있는 스포츠화를 제작하고 발표하 는가?

발표내용 (면접 과제 질문과 답변

학생 특성)

• 일반 운동화와 배드민턴화를 신고 경기할 때의 차이점을 발표해 볼까요?

• 마찰력과 접촉면의 관계를 발표해 볼까요?

• 접촉면의 재질과 마찰력의 관계를 발표해 볼까요?

• 15M 콘의 방향을 전환할 때 기록의 차이를 발표해 볼까요?

• 마찰력이 큰 배드민턴화를 디자인하고 발표해 볼까요?

• 나만의 스포츠화를 제작하고 발표해 볼까요?

평가 결과

평가 영역

상황제시 창의적 설계 감성적 체험

교사 총괄

발표 후 학생의 변화

•

(16)

 평가기록지

요소 이름

문제해결력 의사소통력 정보처리능력 자기주도 표현력

 활동지 평가 기준표

평가

방법 평가기준 평 가

상 중 하

문제해결력

• 기존의 배드민턴화의 수정할 부분을 찾고 적용시키는가?

• 과학적 원리가 반영된 스포츠화를 제작하 고 디자인 하는가?

의사소통력

•다른 사람을 설득 할 수 있게 발표 하는 가?

•다른 사람의 의견을 올바르게 경청하고 토 의에 참여하는가?

정보처리능력

• 주어진 자료를 활용하여 마찰력이 큰 배드 민턴화를 제작하는가?

• 실험의 데이터와 활동의 기록을 잘 정리하 고 이해하는가?

자기주도

•창의적이며 독창적이며 실용 가능한 스포 츠화를 제작하는가?

•타인의 의견을 경청하고 비판적으로 수용 하는 태도를 지니고 있는가?

표현력

•나만의 스포츠화에 대한 표현이 창의적 인가?

•디자인하고 제작한 스포츠화가 미적 완성 도가 높은가?

(17)

 학생 자기/동료 평가 계획

평가 방법

평가

영역 평가기준 평 가

상 중 하

자기 평가

상황 제시

• 경험했던 현상을 재미있고 유익하게 발 표하는가?

창의적 설 계

• 다양한 신발의 이미지를 통해 신발의 특성을 이해했는가?

• 과학적 실험을 통해 마찰력과 접촉면의 관계를 이해했는가?

• 적극적인 자세로 경쟁활동에 임하고 결 과를 분석했는가?

동료 평가

감성적 체험

• 창의적이며 독창적인 신발을 디자인하 고 제작했는가?

(18)

•상황제시 1

- 배드민턴 전문화를 신고 운동 경기를 진행 한다면 어떤 느낌일까?

- 정말 일반 운동화를 신고 경기를 진행할 때 보다 경기력 향상에 도움을 줄까?

- 실제 체험을 하기 전 일어날 수 있는 상황들 을 생각하며 예측하여 기록하여 보자.

• 상황제시 1

- 배드민턴화의 형태, 모양들을 관찰하고 일 반운동화와 차별화되는 점은 무엇일까?

- 일반 스포츠화와 배드민턴화의 차이점은 무 엇일까?

- 재질의 차이, 디자인의 차이등을 기록하고 구조와 기능에 대한 과학적 관찰을 스포츠 화에 적용시켜 보자.

• 수업 준비물

- 상황제시용 PPT, 상황제시용 이야기, 활동지

자신의 경험했던 사건들을 최대한 재미있게 표현하고 다양한 라켓들을 관찰하고 경험하 면서 좋은 라켓이 가질 수 있는 특징들을 찾 도록 한다.

7. 학습 내용

3. 일반 스포츠화 다른 점은 무엇이며, 신고 경기를 진행할 때 좋은 점은 무엇일 지 생각해 봅시다.

2. 배드민턴화의 재질과 형태, 바닥의 모양을 관찰하고 기록해 봅시다.

09

STEAM _ 스포츠 과학(Sports Science) 여러분은 어떤 스포츠화를 가지고 계신가요?

축구화나 농구화 등의 전문 스포츠화를 신고 경기를 하는 이유는 무엇일까요?

일반 운동화를 신고 참여할 때와 다른 점은 무엇일까요? 이 시간 전문 운동화를 신고 운동 경기에 참여해 보고 느낀 점을 기록하여 발표해 봅시다.

생 각

열 기 배드민턴화를 신고 경기에 참여하면 좋은 점은 무엇일까요?[1/5]

Tip

(19)

- 상황제시용 PPT, 상황제시용 이야기, 활동지

경기에서 이기기 위한 경쟁활동이 아닌 직접 신발의 차이점을 몸으로 느낄 수 있는 시간 이 되도록 지도한다.

• 상황제시2

- 실제 경기에 배드민턴화를 신고 경기를 진 행해 볼까요?

- 일반 운동화를 신고 경기를 진행한 학생들 의 소감은 어떨까요?

- 배드민턴화를 신고 경기를 진행한 학생들의 소감은 어떨까요?

• 일반 운동화와 전문스포츠화를 다르게 신 고 경쟁활동을 진행할 때 차이점을 몸소 체 험한다.

• 전문스포츠화가 운동 경기를 할 때 필요한 이유가 무엇인지 생각해보자.

• 자신의 소감을 재미있고 논리적으로 표현해 보자.

일반 운동화를 신고 참여했을 때와 다른 점이 있을까요?

전문 스포츠화가 주는 장점과 일반 운동화를 신고 경기에 참여할 때와 차이점이 나 몸이 느끼는 다른 점이 있다면 기록해 봅시다.

생 각

열 기 배드민턴화를 신고

경기에 참여해 볼까요? [2/5]

1. 일반 운동화와 배드민턴화 중 어떤 신발이 운동경기를 진행할 때 좋을까요? 그 이유를 기록해 봅시다.

Tip

(20)

- 상황제시용 PPT, 다양한 신발, 활동지

다양한 신발의 모습을 관찰하고 구조에 따른 기능을 생각할 수 있도록 지도한다.

Tip

• 상황제시2

- 다양한 신발의 모습을 관찰해 보고, 각 신발 의 특징을 기록해 보자.

- 다양한 신발의 바닥의 차이점은 무엇일까 요?

- 신발 바닥의 모양과 재질이 다른 이유는 무 엇일까요?

- 각 운동경기의 특징을 생각하며 모양을 다 르게 해야 하는 이유는 무엇일까요?

• 창의적 설계1

- 다양한 신발의 이미지 카드를 관찰하고 스 포츠화 모양이 다른 이유는 무엇일까요?

- 이미지 카드를 통해 신발이 모양이 차별화 된 이유를 적어봅시다.

- 마찰력이 큰 배드민턴화를 제작하기 위하여 어떻게 해야할까요?

(21)

- 상황제시용 PPT, 과학실험 도구, 활동지

접촉면과 마찰력의 관계를 이해하고, 과학교사 가 수업을 지도하도록 한다.

• 창의적설계 1

- 접촉면의 재질이 다르게 하였을 때 마찰력 이 어떻게 다를까요?

- 같은 재질을 사용할 때 접촉면의 면적이 다 를 때 마찰력은 어떻게 다를까요?

- 접촉면의 마찰력은 어떤 관계를 갖고 있을 까요?

- 배드민턴화의 마찰력을 높일 수 있는 방법 은 무엇일까요?

※ 좋은 배드민턴화를 만들기 위한 여러조건 들을 생각하도록 지도하고, 마찰력이 큰 신 발이 가질 조건들을 생각해 보자.

다양한 신발의 바닥을 관찰했고, 많은 기능성 신발들의 특징을 알아보았습니다.

마찰력은 배드민턴 경기에 있어서 중요한 요소입니다. 배드민턴화와 축구화의 바 닥을 관찰하면서 접촉면과 마찰력은 어떤 관계가 있을지 실험을 통해 알아봅시다.

생 각

펼치기 접촉면과 마찰력은 어떤 관계일까요? [3/5]

[실험1]

나무판 위에 올려놓는 나무도막 바닥의 접촉면적을 다르게 하면서 마찰력을 측정한다.

[실험2]

나무판 위에 올려놓는 나무도막 바닥의 종류를 다르게 하면서 마찰력을 측정한다.

(1) 나무도막 바닥에 사포를 부착한 후 마찰력을 측정한다.

(1) 나무토막의 바닥에 아무 것도 붙이지 않은 나무토막의 마찰력을 측정한다.

(2) 나무토막의 바닥에 사포를 붙인 나무토막의 마찰력을 측정한다.

(3) 나무토막의 바닥에 매끄러운 종이를 붙인 나무토막의 마찰력을 측정한다.

1. 가장 마찰력이 크게 측정되는 경우는 어떤 경우인가? 그 이유를 간단히 서술 해 봅시다.

Tip

(22)

• 창의적 설계2

- 일반운동화와 배드민턴화의 마찰력을 직접 운동장에서 비교해 볼까요?

- 15M 지점에 콘을 설치하고 교사의 신호에 맞춰 방향을 전환하고 운동해 보자.

- 멈추고자 하는 지점과 실제 멈춘 지점의 차 이점을 기록원이 기록하고 이러한 결과가 생긴 이유를 생각해보자.

• 멈추려고 시작한 지점과 실제 멈춘 지점의 차 이점을 기록해 보자.

- 상황제시용 PPT, 상황제시용 이야기, 활동 지

자신의 경험했던 사건들을 최대한 재미있게 표현하고 다양한 라켓들을 관찰하고 경험하 면서 좋은 라켓이 가질 수 있는 특징들을 찾 도록 한다.

Tip

실제 배드민턴화의 마찰력은 일반운동화와 비교할 때 어떤 차이점이 있을까요? 운 동장에서 혹은 체육관에서 15M지점에 콘을 세워놓고 방향을 전환하는 왕복 달 리기를 진행해 봅시다. 방향 전환시 멈추려고 시작한 지점과 실제 멈추고 턴하는 지점 간의 거리를 줄자로 측정해 보고, 배드민턴화를 신고 운동할 때의 느낌을 적 어봅시다.

생 각

펼치기 배드민턴화와 일반화의 마찰력을 비교해 볼까요? [4/5]

1. 운동화를 신고 방향을 전환한 팀의 기록을 적어봅시다.

2. 배드민턴화를 신고 방향을 전환한 팀의 기록을 적어봅시다.

선수 멈추려고 시작한 지점 실제 멈추고 턴한 지점 두 지점의 차이 1

2 3 4 5

선수 멈추려고 시작한 지점 실제 멈추고 턴한 지점 두 지점의 차이 1

2 3 4 5

19

STEAM _ 스포츠 과학(Sports Science)

(23)

- 상황제시용 PPT, 다양한 신발의 재료들, 활 동지

신발의 전체적인 모습과 마찰력이 큰 신발을 디자인하게 하고 신발의 로고도 디자인하여 미적 표현이 뛰어난 작품이 나오도록 한다.

• 감성적 체험 1

- 나만의 배드민턴화를 제작해 볼까요?

- 재질이 서로 다른 스포츠화 제작 위한 브레 인스토밍을 진행하고 아이디어 회의를 진행 한다.

※ 모둠 구성원들이 브레인스토밍을 통해 아 이디어 회의를 진행하고 자신의 생각이 반 영된 작품을 디자인한다.

※ 기능이 뛰어난 신발을 디자인하는 것과 미 적표현력이 뛰어난 작품이 디자인 될 수 있 도록 한다.

※ 신발 상표의 로고도 디자인하고 이를 통해 지적 재산권의 중요성을 인식하도록 한다.

스포츠화의 소재와 디자인의 중요성에 대한 인식하고 실제 운동장에서 체험한 경 험을 바탕으로 마찰력을 크게 하는 나만의 배드민턴화를 제작해 봅시다. 마찰력 이 큰 배드민턴화를 만들기 위해 아이디어 회의를 하고 나만의 배드민턴화를 디 자인해 봅시다.

생 각

다지기 나만의 배드민턴화를 디자인해 볼까요? [5/5]

1. 어떻게 하면 신발의 마찰력을 크게 할 수 있을까요?

2. 밑창의 재질이 서로 다른 실내화를 제작하기 위하여 아이디어 회의를 해 보고, 완성도를 그려 봅시다.

아이디어 회의 작품의 그림

▹

21

Tip

(24)

• 감성적 체험1

- 자신의 작품을 발표하고 상호토른을 통해 지적사항을 적어볼까요?

- 나의 작품에 보완해야 조건들은 무엇일까 요?

- 수정한 작품을 다시 디자인해 볼까요?

• 감성적 체험 1

- 수업을 진행하고 느낀 소감을 적어볼까요?

- 상황제시용 PPT, 다양한 신발의 재료들, 활 동지

재료 사용의 제약조건을 두어 학생들의 사고력 과 문제해결력을 발휘할 수 있도록 지도한다.

Tip

(25)

- 상황제시용 PPT, 활동지

자신의 작품 완성에 만족하는 것이 아니라 우 수한 다른 사람의 작품을 보고 그 작품의 특 징이 무엇인지 생각하도록 한다.

• 감성적 체험2

나만의 스포츠화를 제작해 보고 신발의 브랜 드와 로고를 디자인하고 신발을 완성해 봅시 다.

- 나만의 신발 브랜드 명을 결정해 볼까요?

- 우수한 작품을 선정해 볼까요?

- 신발의 마찰력을 측정할 수 있는 다른 실험 방법이 있다면 이야기 해 볼까요?

• 모둠별 제작한 신발의 마찰력의 크기를 비 교해 보고, 우수한 작품을 서로 감상하고 우 수한 작품으로 선정된 배경을 토의해 보자.

나만의 배드민턴화를 구상하고 디자인은 완성하여 발표해 보았습니다. 다른 모둠 의 지적사항을 바탕으로 나의 신발은 보완 수정하고. 이제 세상에 하나뿐인 나만 의 배드민턴화를 제작해 봅시다.

생 각 다지기

나만의 배드민턴화를 만들어 볼까요? [5/5]

1. 나만의 신발의 브랜드와 로고를 디자인해 봅시다. 기존의 배드민턴화와 차별화 된 점을 적어봅시다.

나만의 신발 브랜드와 특장점 신발의 로고 그리기

▹ 브랜드 :

▹ 특장점 :

23

Tip

(26)

읽 기 자 료

마찰摩擦

^(friction)

고체 물체가 다른 고체 위를 미끄러지거나 구를 때 이를 방해하는 힘.

마찰력은 사람이 미끄러지지 않고 걸어갈 수 있게 하는 것처럼 때로는 유용하 지만 운동을 방해하는 주된 원인이 된다. 자동차에서는 기관 동력의 약 20％

가 구동부품에 존재하는 마찰력을 극복하기 위해 소모된다. 금속 사이에 작용 하는 마찰력의 주된 요인은 미시적으로 보면 고르지 않은 두 표면이 접촉하 는 곳에 생기는 점착(粘着)이라 불리는 인력 때문이라고 알려져 있다. 이러한 마찰은 맞닿아 있는 접촉면을 따라 물체가 밀리거나 상대적으로 단단한 면의 돌기가 연한 면을 불규칙적으로 긁으면서 지나갈 때 생긴다.

간단한 2가지 실험으로 서로 미끄러지고 있는 고체사이에 작용하는 마찰의 특성을 알 수 있다. 첫째, 마찰력의 크기는 접촉면의 넓이와는 거의 무관하다.

책상 위에서 벽돌을 잡아당길 때 벽돌이 세워져 있거나 누워 있거나 관계없이 마찰력의 크기는 같다. 둘째, 마찰은 표면을 누르는 하중이나 무게에 비례한 다. 벽돌 3개를 끄는 데 필요한 힘은 1개를 끌 때보다 3배 더 크다. 따라서 마 찰력 F와 하중 L의 비는 일정하다. 이때 상수값을 마찰계수라고 하며 그리스 문자 μ로 나타낸다. 수식으로는 μ = F/L이다. 하중과 마찰력은 모두 N(뉴턴)이 나 파운드와 같은 힘의 단위로 측정되기 때문에 마찰계수는 차원이 없게 된다.

벽돌이 마루 위를 미끄러질 때의 마찰계수는 약 0.5인데, 이는 마찰력을 극복 하고 벽돌이 일정한 속도로 움직이기 위해서 벽돌 무게의 약 1/2에 해당하는 힘이 필요하다는 것을 뜻한다. 마찰력 자체의 방향은 물체 운동방향과는 반대 를 가리킨다. 지금까지 설명한 마찰은 두 표면의 상대운동에 관련되어 있으므 로 운동마찰이라 한다. 이에 대해 정지마찰은 서로 정지해 있는 두 면에 작용 한다. 정지 마찰력의 크기는 0에서 물체를 움직이는 데 필요한 최소 힘 사이 의 값을 가진다. 운동을 시작하는 데 필요한 최소의 힘은 운동을 계속 유지하 는 데 필요한 힘인 운동마찰력보다 항상 크다.

“마찰” 한국 브리태니커 온라인

<http://preview.britannica.co.kr/bol/topic.asp?article_id=b07m0901a>

[2014. 1. 12자 기사]

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읽 기 자 료

스포츠 용품의 각축전

개빈 포브스 에링어(Gavin Forbes Ehringer) 스포츠 관련 칼럼을 쓰는 자유 기 고가

흔히 현대의 운동선수들은 과거의 영광을 딛고 서 있다고 말한다. 하지만 컨디션 조절, 기술, 훈련, 지도 등 각 부문에서 개선 속도가 점점 빨라지고 있는 것은 단지 운동선수들이 과거에 이룬 성과의 덕택만은 아니다. 오늘날 운동선수들이 과거 어느 때보다도 더 높이 더 멀리 뛰고, 더 강력하고 정확하게 치며, 더 빠르게 달릴 수 있는 것은 그들이 사용하는 장비에서 기술 혁신이 이루어졌기 때문이다.

장비 개선이 세계기록과 얼마나 상관관계가 있느냐에 대해서는 분명히 답할 수 없 다. 현대의 운동선수들은 과거의 선수들보다 영양상태가 좋을 뿐 아니라 스포츠 의 학과 스포츠 과학의 지원도 많이 받고 있다. 마찰을 줄이는 전신수영복이 개발됨으 로써 수영 기록이 더 단축되었지만 이 경우에도 수영복의 효과를 정확히 계산하기 란 어렵다. 약품도 일정한 역할을 했을 것이다. 20세기초에는 자전거 경주자들이 대 부분 담배를 피웠다. 당시에는 담배가 운동능력을 향상시키는 자극제가 된다고 믿었 다. 그러나 1998년 열린 프랑스 일주 국제 사이클 대회에서는 경기력 향상을 위해 금 지 약물을 복용한 것으로 드러난 팀이 자격 박탈되는 사건이 있었다.

사이클 경기는 첨단 장비가 운동능력에 어떤 영향을 주는 지를 알아볼 수 있는 좋은 예이다. 미국 콜로라도 주 콜로라도스프링스에 있는 미국 사이클 경기 본부의 한 기계실에는 설계와 제작에 대당 7만 달러가 든 자전거 12대가 천장에 걸려 있다.

이것들은 미국 사이클 팀이 사용하는 ‘슈퍼바이크’로, 탄소섬유와 알루미늄 합금으로 만들어진 자전거들이다. 좁고 가느다란 옆 모습과 매끈한 구조의 프레임으로 마치 조각 작품 같은 느낌마저 주는 이 공기역학적 신제품은 오로지 짧고 경사진 올림픽 경기장의 스프린트 및 추발경주 종목에 적합하도록 만들어져 있다. 경기의 전술 특 성상 트랙 기록들을 서로 비교하기는 어렵지만, 이 자전거를 이용한 미국 선수들이 국제대회에서 유리했다는 것은 분명하다. 마티 노스테인은 슈퍼바이크를 타고 미국 팀을 3차례나 세계 챔피언으로 만들었으며, 놈 앨비스는 1997년 9월 26일 1시간 거 리 부문에서 51.5km로 미국 신기록을 세웠다.

국제 사이클 선수연맹(Union Cycliste Internationale)은 2000년 사이클 장비에 관한 세부사항을 수정해 슈퍼바이크를 국제대회와 올림픽 대회에서 사용하지 못하

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츠 경기장과 시장에서 유리한 경쟁 위치를 확보해 기술면에서 불리한 상대방과 경쟁하려는 선수·코치 및 스포츠 용품 회사들과 되도록 균등한 경기 조건을 확보 하려는 스포츠 운영 기구들 사이에 치열한 각축전이 벌어지는 것이 스포츠와 과학 기술의 본질적 특성이다.

때때로 새 기술에 대한 규제가 없어지면 그 기술은 스포츠 현장에 만연한다. 스 피드 스케이팅 부문에서는 거의 한 세기 동안 장비의 개선이 이루어진 결과 1996년 클랩 스케이트라는 혁신적인 새 장비가 탄생했다. 이 새 스케이트는 스케이트 날 뒤 축이 떨어졌다 붙었다 할 수 있도록 고안되어 있어 전력 질주할 때 발이 빙판에서 떨어질 경우에도 스케이트 날이 빙판에 계속 접촉하게 함으로써 스피드를 높여준 다. 일류급 선수가 이 스케이트를 사용할 경우 트랙 1바퀴당 거의 1초를 단축할 수 있 다. 처음에는 이 새 기술을 반대하는 팀들이 많았으나, 1996년 국제 스케이트 연맹 (International Skating Union)이 공식 허용한 이후로는 거스를 수 없는 추세가 되었 다. 선수들 역시 클랩 스케이트의 새로운 기술에 앞다투어 적응해 나갔다. 놀랍게도 일본 나가노[長野]에서 열린 1998년 동계 올림픽 대회에 출전한 남녀 스피드 스케이 팅 선수들은 1차례만 빼고 모든 경기에서 세계신기록 또는 올림픽 신기록을 수립했 다. 1994년 노르웨이 릴레함메르 동계 올림픽 대회 500m 경기에서 금메달을 땄던 미국의 슈퍼스타 보니 블레어가 나가노 동계 올림픽에 출전했더라면 동메달도 따지 못했을 정도로 새 스케이트가 이루어낸 기록 단축은 엄청난 것이었다. 스포츠 용품 의 개선이 언제나 기록 단축만을 위한 것은 아니다. 스포츠 용품 설계자는 종종 스 포츠를 더 쉽고 재미있게 만들려는 생각에서 개발에 착수한다. 1998년 미국의 스포 츠 용품 판매량은 443억 달러에 달했는데, 이러한 스포츠 용품 산업의 주 소비자들 은 여가로 운동을 즐기는 일반 사람들이다. 따라서 운동화, 운동복, 스포츠 장비 등 의 중요한 개선이 이들 주 소비자층을 염두에 두고 이루어지는 경우가 많다. 프로 운동선수들의 경기력 향상은 때때로 부수 효과일 뿐이다.

열가소성 재질의 밑판과 강철로 된 테두리를 특징으로 하는 현대 알파인 스키는 1950년 항공기술자이자 스키 초보자였던 하워드 헤드가 스키를 쉽게 배우려는 동 기에서 만들었다. 1970년 그는 헤드가 금속으로 된 테니스 라켓을 선보이기도 했다.

이후 여러 차례의 기술 혁신으로 라켓 헤드의 크기가 커져 타격 면적이 넓어짐에 따 라 선수들은 라켓을 다루기가 더 쉬워졌다. 이러한 기술 혁신들은 프로 경기에도 영 향을 미쳤다. 오늘날 테니스 선수들의 서브 속도는 피트 샘프라스처럼 뛰어난 선수