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2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서

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(1)

2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서

2021. 11.

대구가톨릭대학교사범대학부속무학고등학교

(2)

- 2 -

(3)

“이 보고서는 2021년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

(4)

목 차

1. 요약문··· 01

2. 서론···02

3. 연구 수행 내용 및 결과··· 02

가. STEAM 프로그램 개발‧적용 ··· 03

(1) 프로그램 개발 내용 ··· 03

(2) 프로그램 개발‧적용 결과 ··· 03

나. 성과 확산 및 실천 ··· 04

(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최 ··· 04

(2) STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과 ··· 04

다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사 ··· 04

(1) 수혜학생 태도 조사 ··· 04

(2) 교원 만족도 조사 ··· 04

4. 결론 및 제언··· 04

(5)

1. 요약문

1) 연구 개발 배경 및 목적

본 연구회에서는 생명과학과 공학과의 만남의 주제로 학생들에게 STEAM수업을 제공해 입체적인 지식 습득을 유도하고자 노력하였음.

2) 전반적인 주제

생명과학과 공학(물리) 수학을 접목한 의용공학적 측면으로 융합교수안 마련, 고 교교과과정을 다소 상회하는 교육과정을 제작하여 융합교수을 실시.

3) 학생태도 사전검사

본교 2학년 전교생을 대상으로 STEAM 교수 전 검사 실시(9월)

4) 학생태도 사후검사

본교 2학년 전교생을 대상으로 STEAM 교수 후 검사 실시(11월)

5) 의용공학 구조물을 위한 3D 모델링 및 코딩에 대한 지식에 대한 필요성

실제로 의용공학 기술을 구현하고자 Skecth up 소프트웨어를 구매해 직접 모델

링을 하면서 연습하였는데 기초가 부족한 탓으로 3D프린팅을 위한 모델링 이전

에 학교전경을 스케치 하면서 전반적인 스케치 기능을 습득함. 향후, 정밀한 모

델링을 위해서 관련 소프트웨어 기술 습득이 과제임. 또한 사물인터넷에 대한

지식을 전달하기 위해 교수자가 어느 정도의 코딩지식 습득이 선행되어야 함.

(6)

- 2 -

2. 서론

1) 운영목적 : 고교교육과정의 과목 간 연계할 수 있는 소재의 다양성을 분석하 고 이를 통합한 교수학습안을 제작함. 나아가 대학 내용까지의 연관성도 탐색함.

2) 운영방향 : 교수학습안을 바탕으로 실제 수업에서 학생들에게 심화내용까지 전달함.

① 생명과학과 공학관련 교과교사가 융합교과적인 수업소재를 발굴해 공동연구 하여 교수학습안을 구성하여 수업을 실시함.

② 회원교사는 융합교과 수업에 참관하여 피드백함.

③ 피드백을 토대로 보다 통합적인 주제의 교수학습안 소재를 발굴.

④ 발굴된 통합적 주제의 교수학습안을 토대로 학교실정에 맞게 기간을 설정해 (창체활동) 모든 학생들에게 융합교과 수업을 실시함.

3. 연구 수행 내용 및 결과

STEAM 프로그램

구분

프로그램명

생명과학과 공학의 만남

선행

프로그램명

해당없음

학교급

고등학교

대상 학년(군)

2학년

목표 수혜학생 수

199명

중심과목

물리

중심과목

성취기준 영역 생명과학과 공학적 지식을 토대로 의료기기의 원리를

이해하고 그 활용에 대해 설명할 수 있으며 새로운 의료기기에 대한 구상을 표현할 수 있다..

연계과목

생물 수학 정보

연계과목 성취기준 영역

개발계획

주제 연번 차시

(시수) 과목 연계(안)

1 2 생명과학(1) + 물리(1)

2 2 생명과학(0.5) + 물리(1.5)

3 2 생명과학(1) + 수학(0.5) + 물리(0.5)

4 2 정보(1) + 물리(1)

(7)

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 8차시

수업 적용 기간 2021. 5 . 3. ~ 2021. 11. 23.

(STEAM 수업) 수혜학생 수 무학고등학교 199명(고등학교 2학년 전교생) 학생 태도검사 1차(사전) 검사 9월, 4개 학급(100명) 실시완료

2차(사후) 검사 11월, 4개 학급(100명) 실시완료

학생 및 교사 만족도조사 11월 실시 완료

논문 게재 학회명 해당없음

게재여부 해당없음

학술대회 참가 행사명 해당없음

일자/장소 해당없음

특허출원(국외, 국내) 출원명 해당없음

가. STEAM 프로그램 개발‧적용

(1) 프로그램 개발 내용

• STEAM 교육을 위한 교사의 충분한 연구 시간 확보 및 완성도 있는 교수학습 안 작성.

- 주제에 대한 충분한 연구가 자료개발의 출발점이 된다는 인식을 공유 - 월별 연구내용을 해당 교과 교사가 소개하고 융합적인 개념들을 토의.

• 성과분석을 통해 보다 참신한 소재를 발굴하며 보다 전문적이고 세분화 된 STEAM 교육과정을 개발.

(2) 프로그램 개발·적용 결과

교수학습 지도안 개발

차시(시수)

프로그램명 프로그램 주제 운영

대상(학년

)

완료 여부

개발 수업적용 학생수

2 의용기계공학 의용기계공학에 대한 기본

적 이해 2 학년 완료 완료 199

2 의용기계공학

의용기계공학에 관련된 기 본 지식과 관련 문제를 해 결

2 학년 완료 완료 199

2 생체재료공학

생체재료공학(Biomaterials) 에 대한 이해와 생체 재료 (Biomaterial)의 분류와 기 본적 특성

2 학년 예정 완료 199

2 나노의학

나노의학이 어떻게 발전되 었고 임상에 적용되기까지 의 과정, 실제 의공학 분야 에서의 적용(3D 모델링)

2 학년 예정 완료 199

합계 796

(8)

- 4 -

나. 성과 확산 및 실천

(1) STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과

회차 일시 장소 참석자 상호 컨설팅 결과

1차 ’21.5.31.(월)

16:30~18:00 온라인 정종태 (연구책임자) STEAM 연구회 정보공유 2차 ’21.7.15.(목)

16:30~18:00 온라인 정종태 (연구책임자) STEAM 연구회 진행사항 공유 3차 ’21.9.14.(화)

16:30~18:00 온라인 정종태 (연구책임자) STEAM 연구회 진행사항 공유

다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사 (1) 수혜학생 태도 조사

steam수업의 만족도 조사에서 평점 평균 3.62의 결과가 나옴.

(2) 교원만족도 조사

수업운영의 제약과 교재연구에 대한 어려움이 있었으나 융합형 인재 육성의 당위를 토대로 STEAM수업의 필요성에 대해 충분히 인식하고 있음.

4. 결론 및 제언

1) steam 교육을 위해 정기적으로 협의회를 진행하면 분업 및 내용 통합 을 통한 수업안 마련을 하면서 교사들의 융합적 교수능력이 고양됨.

이에 맞추어 수업에 참여한 학생들 또한 융합교육의 필요성에 대해 공감 하고 융합적 교육을 토대로 미래형 인재로 성장하는데 도움을 받음.

2) 수학, 소프트웨어, 생명과학이 유기적으로 혼합된 상태에서 완성도가 높은 의용공학 결과물이 만들어 짐을 알게됨. 소프트웨어 지식 전달을 위해 회원교사가 꾸준히 코딩 및 소프트웨어 툴을 익히는 수고가 선행 되어야 함을 절감함.

3) 미래사회에서 요구하는 리더는 융합형 인재임을 알고 과학과 인문학,

과학과 철학(윤리), 과학과 소프트웨어등에 대한 안목을 키우고 이를

(9)

토대로 수업안을 마련 수업현장에 적용함으로써 전인적 인재육성 교육 이 현장에 뿌리내릴 수 있도록 노력하는 소중한 계기를 만듦.

4) 차기 연구주제는 지식전달에 치중한 주제보다는 인문학과 철학과 연계 된 과학 내용으로 구성해보고자 의견을 모음.

5) 디지트트 윤동원교수의 지도를 통해 여러 의용학과 관련된 첨단 기술

을 접하게 되었고 아두이노를 비롯한 코딩 지식 습득의 필요성을 절감.

(10)

주 의 문

1. 본 연구의 주장이나 제언은 연구진의 견해이며, 한국과학창의재단의 공식 입장이 아닙니다.

2. 이 보고서 내용을 대외적으로 공개하거나 발표할 때에는 반드시 한국

과학창의재단과 사전에 상의하여야 합니다.

(11)

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

프로그램 명:

생명과학과 공학의 만남 1. STEAM 프로그램 총괄표

차시 주요내용

1~2 /8

주제(단원)명 의용기계공학에 대한 기본적 이해

[물리학+공학+의학] 생물, 의약학 분야에 대한 공학과 물리학의 적용 : 정역학, 기계공학, 유체역학이 사람에게 적용되는 예시 알아보기

[STEAM 학습 준거]

Co 상황 제시 : 의약학 분야에 대한 공학과 물리학의 적용의 예

CD 창의적 설계 : 생체 조직에 작용한 내적 또는 외적 힘(force)에 어떻게 반응하는지 이해하고 이를 정량화

ET 감성적 체험 : 조직에 대한 변화를 예상할 수 있고, 이를 통해 생체 조직에 해로운 반응에 대한 대처를 제시

3~4 /8

주제(단원)명 의용기계공학에 관련된 기본 지식과 관련 문제를 해결

[물리학+수학] 기초 벡터 분석하기

Co 상황 제시 : 실생활에서 의용기계공학을 해결하기 위해 필요한 역학적 지식을 알아보고 실제로 어떻게 해결할 수 있는가

CD 창의적 설계 : 의용기계공학을 정역학(statics)와 동역학(dynamics)등으로 분류

ET 감성적 체험 : 질량 보존의 법칙, 모멘트 보존의 법칙, 에너지 보존의 법칙이 적용이 되고, 자유 물체도(free body diagram)을 통해서 해석

5~6 /8

주제(단원)명 생체재료공학(Biomaterials)에 대한 이해와 생체 재료(Biomaterial)의 분류와 기본적 특성

Co 상황 제시 : 역사적으로 어떤 생체 재료(Biomaterial)가 의학에서 사용되었는가

CD 창의적 설계 : 생체 시스템에 적용 가능한, 자연에서 유래하거나 화학적인 방법을 통해 실험실에서 합성한 금속(Metal), 세라믹(Ceramic), 또는 다양한 복합 재료는 어떤 것이 있을까.

ET 감성적 체험 : 생체 재료(Biomaterial)를 선택할 때 어떤 사항을 고려해야 될까

7~8 /8

주제(단원)명 나노의학이 어떻게 발전되었고 임상에 적용되기까지의 과정, 실제 의공학 분야 에서의 적용

Co 상황 제시 : 나노의학(Nanomedicine)의 등장으로 인해서 난치성 질환의 조기진단 및 치료가 가능성

CD 창의적 설계 : 의료용 고분자와 나노 물질과의 융합을 통한 시너지 효과

ET 감성적 체험 : 나노 구조체를 이용하여 유전자나 단백질의 미세한 신호를 증폭

(12)

- 2 -

2. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 물리학 학교급/학년(군) 고등학교/2 학년

중심과목 성취기준

영역

[고등학교] 역학적 상호작용

생명과학과 공학적 지식을 토대로한 의료기기

중 심 과 목 성취기준

[12 물리Ⅱ01-02] 무게중심에 대한 물체의 평형 조건을 정량적으로 계산하여 간단한 구조물의 안정성을 설명할 수 있다.

생명과학과 공학적 지식을 토대로 의료기기의 원리를 이해하고 그 활용에 대해 설명할 수 있으며 새로운 의료기기에 대한 구상을 표현할 수 있다.

주제(단원)명 공학과 생명공학의 만남 차시 1~4

학습목표 - 생물, 의약학 분야에 대한 공학과 물리학이 적용된 예시를 들수 있다.

- 생물, 의약학 분야에 대한 공학과 물리학이 적용된 원리를 설명할 수 있다.

연계과목 수학, 생명과학 연계과목

성취기준 영역 [고등학교] 기하와 벡터

STEAM 요소

S 힘과 운동의 법칙 T

E 물리학을 기초로한 의료장비 A

M 벡터해석

개발 의도 의공학관련 기초지식 습득 및 독창적 의료기기 구안

- 의공학에 필요한 생명과학 및 공학적 지식을 습득하고 의용기계공학이 생체조직에 어떤 변화와 기여를 하는지 학습하고 이를 통해 본인만의 아이디어로 의공학 제품을 발굴.

- 자유물체도를 그려 의공학관련 문제를 해결

- 물리학과 수학의 연계를 통해 문제해결의 시너지 효과 유발.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

-의약학 분야에 대한 공학과 물리학의 적용의 예 -실생활에서 의용기계공학을 해결하기 위해 필요한 역학적 지식을

알아보고 실제로 어떻게 해결할 수 있는가

창의적 설계 -조직에 대한 변화를 예상할 수 있고, 이를 통해 생체 조직에 해로운 반응에 대한 대처를 제시

-질량 보존의 법칙, 모멘트 보존의 법칙, 에너지 보존의 법칙이 적용이 되고, 자유 물체도(free body diagram)을 통해서 해석

감 성 적 체 험 -생체 조직에 작용한 내적 또는

외적 힘(force)에 어떻게 반응하는지 이해하고 이를 정량화

-의용기계공학을 정역학(statics)와

동역학(dynamics)등으로 분류

감성적 체험

(13)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 ( 10 분)

Co 의약학 분야에 대한 공학과 물리학의 적용

ET 생체 조직에 작용한 내적 또는 외적 힘(force)에 어떻게 반응하는지 이해하고 이를 정량화

전개 (30 분)

CD

- 의용기계공학의 목적은 생체 조직에 작용한 내적 또는 외적 힘(force)에 어떻게 반응하는지 이해하고 이를 정량화하기 위함임을 강조

- 인체 분석을 위한 공학 분야에 적용. 사람의 걸음걸이, 운동학, 운동 역학 등에 적용 뼈나 연골 등의 경조직(hard tissue) 분석을 위한 공학에 적용될 수 있음 보 이기, 또한 응력-변형(stress-strain) 등의 분석

- 혈류 역학을 분석함으로써 유체 분석을 위한 공학으로 적용

혈류정보(blood flow information)을 통해서 혈관 속에서 유체가 어떻게 흘러가는 지 저희가 의용기계공학적으로 해석

- 심장에 있는 판막(valve)이 어떻게 운동하는지 수치적으로 분석 벡터연산에 대한 강의

<예제> r 벡터가 1i + 2j+3k 이고, F 벡터가 -2i + 5j + 1k 일 때, 두 벡터의 외 적(cross product)은?

CD

- 정역학 문제와 관련된 구성 규칙(constitutive law) 탐색

- 응력-변형 곡선(stress-strain curve) : 물체에 외력이 작용할 때, 물체에 생기는 응력과 변형과의 관계를 나타낸 곡선 분석

- 물질의 강도(stiffness)에 따라서 응력-변형의 곡선의 형태가 달라짐 분석

ET

- 생체 조직에 대한 변화를 예상할 수 있고, 이를 통해 생체 조직에 해로운 반응 에 대한 대처를 제시

정리 ( 10 분)

ET

- 질량 보존의 법칙, 모멘트 보존의 법칙, 에너지 보존의 법칙이 적용이 되고, 자 유 물체도(free body diagram)을 통해서 해석

- 조직에 대한 변화를 예상할 수 있고, 이를 통해 생체 조직에 해로운 반응에 대 한 대처를 제시

(14)

- 4 -

중심과목 물리학 학교급/학년(군) 고등학교/2 학년

중심과목 성취기준

영역

생명과학과 공학적 지식을 토대로한 의료기기

중 심 과 목 성취기준

생명과학과 공학적 지식을 토대로 의료기기의 원리를 이해하고 그 활용에 대해 설명할 수 있으며 새로운 의료기기에 대한 구상을 표현할 수 있다.

주제(단원)명 공학과 생명공학의 만남 차시 5~8(3D 모델링 포함)

학습목표

- 생체재료공학(Biomaterials)에 대한 이해와 생체 재료(Biomaterial)의 분류와 기본적 특성을 설명할 수 있다.

- 나노의학이 어떻게 발전되었고 임상에 적용되기까지의 과정, 실제 의공학 분야에서의 적용될 수 있는 아이디어를 표현할 수 있다.

연계과목 수학, 생명과학 연계과목

성취기준 영역 생체재료 공학

STEAM 요소

S 생체재료공학 T 의공학 E

A 스케치업 프로그램을 통한 설계 M

개발 의도 생체재료공학에 대한 이해로부터 새로운 생체재료를 개발할 소양 함양.

- 생체 재료(Biomaterial)를 선택할 때 어떤 사항을 고려해야 하는지 알도록 함.

· 공학적 관점 : 공극성(Porosity), 표면 성질(Surface property), 기계적 성질(Mechanical property), 또 는 성형성(Moldability) 등의 물질 자체에 대한 고민

· 생물학이나 의약학의 관점 : 생체 적합성(Biocompatibility)이 어떤지, 신생 혈관을 유도하는지, 영양 공급은 잘 되는지, 또는 분해가 되는지, 면역반응은 일어나는지, 가장 중요한 요소 중 하나로, 생체 재 료(Biomaterial)를 선택할 때에는 생체 적합성(Biocompatibility)을 판단.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

- 역사적으로 어떤 생체

재료(Biomaterial)가 의학에서

사용되었는가 -

나노의학(Nanomedicin e)의 등장으로 인해서 난치성 질환의 조기진단 및 치료가 가능성

창의적 설계

-생체

재료(Biomaterial)를 선택할 때 어떤 사항을 고려해야 될까 -나노 구조체를 이용하여 유전자나 단백질의 미세한 신호를 증폭

감 성 적 체 험 -생체 시스템에 적용 가능한,

자연에서 유래하거나 화학적인 방법을 통해 실험실에서 합성한 금속(Metal), 세라믹(Ceramic), 또는 다양한 복합 재료는 어떤 것이 있을까.

-의료용 고분자와 나노 물질과의 융합을 통한 시너지 효과

감성적 체험

(15)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 ( 10 분)

Co 역사적으로 어떤 생체 재료(Biomaterial)가 의학에서 사용되었는가

- 나노의학(Nanomedicine)의 등장으로 인해서 난치성 질환의 조기진단 및 치료가 가능성

ET 생체 재료(Biomaterial)를 선택할 때 어떤 사항을 고려해야 될까

전개 (30 분)

CD

- 생체 재료(Biomaterial)는 생체 시스템에 적용 가능한, 자연에서 유래하거나 화학 적인 방법을 통해 실험실에서 합성한 금속(Metal), 세라믹(Ceramic), 또는 다양한 복합 재료를 소개

- 생체 재료(Biomaterial)와 관련된 시대적인 사건 소개(스테인리스 강, PMMA, 인 공심장 판막, 고분자(Polymer) 섬유를 이용한 인공 혈관, 시멘트로 접착된 인공 기 관, 의족, 의안, 의치, 단백질 저항성 박막(Protein resistant thin film), 인공심장) - 생체 재료(Biomaterial)를 선택할 때 어떤 사항을 고려사항(공학적 관점, 생물학 과 의약학 분야의 관점)

- 생체 적합성(Biocompatibility) 탐색 - 생체 재료(Biomaterial)의 종류

<탐구> 금속(Metal)으로 된 생체 재료(Biomaterial), 세라믹(Ceramic)으로 된 생체 재료(Biomaterial), 고분자(Polymer)로 된 생체 재료(Biomaterial), 합성물 (Composite)로 이루어진 생체 재료(Biomaterial)의 장단점.

CD

-나노의학(Nanomedicine)기술 발달의 5 단계 소개

ET

- 나노입자(Nanoparticle)를 제작하고 적용할 때 가장 고민을 해야 하는 성질 제시

정리 ( 10 분)

ET

- 생체재료공학(Biomaterials)에 대한 이해와 생체 재료(Biomaterial)의 분류와 기본 적 특성을 설명.

- 나노의학이 어떻게 발전되었고 임상에 적용되기까지의 과정, 실제 의공학 분야에서의 적용될 수 있는 아이디어를 표현

(16)

- 6 -

3. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 1~8

벡터의 연산은 더하기(summation), 빼기(subtraction), 내적(dot product), (cross product) 먼저 A 벡터는 Ax*i + Ay*j + Az*k 로, B 벡터는 Bx*i + By*j + Bz*k로 표시

C 벡터가 A 벡터와 B 벡터의 합(summation)을 나타낼 경우, C 벡터는 결국 (Ax+ Bx)*i + (Ay+ By)*j + (Az+ Bz)*k로 표시 또한, 두 개가 교환이 되더라도 값은 동일.

빼기(subtraction) : C 벡터가 A벡터에서 B 벡터를 뺄 경우 합(summation)과 똑같은 방법을 적용. (Ax - Bx)*i + (Ay - By)*j + (Az - Bz)*k.

세 번째 방법은 내적(dot product)임

내적(dot product)는 벡터곱(vector product)가 아니라 스칼라 곱(scalar product).

결과가 방향이 없는 스칼라(scalar)로 나옴.

·

A 벡터 닷 B 벡터는 A 벡터의 크기 (=절대값) 곱하기 B 벡터의 크기 (=절대값) 곱하기 cosθ.

그림으로 나타낼 경우, 두 개의 벡터 A 벡터와 B 벡터가 있을 경우 사이 각도가 θ일 경우.

원칙적으로 내적(dot product)이 나타내는 부분은 A 벡터가 B 벡터로 내려왔을 때 투영 (projection)을 나타냄.

외적(cross product)는 A 벡터 곱하기 B 벡터의 곱하기 형식.

그러나 이것은 곱하기가 아니라 외적(cross product)를 나타내고 결과는 벡터(vector).

주로 모멘트(moment)를 계산할 때, 외적(cross product)을 많이 사용.

어떤 물체와 그 물체에 중심이 있고, 어떤 2d 축과 x, y축 방향이 있을 때, 힘이 F 방향으로 전달이 될 때 과연 이 물체가 돌아가려고 하는 경향(tendency),

즉, ‘회전(rotation)의 경향(tendency)를 어떻게 나타내느냐’ 외적(cross product)에 많이 쓰 임.

<예제> r 벡터가 1i + 2j+3k 이고, F 벡터가 -2i + 5j + 1k 일 때, 두 벡터의 외적(cross product)은? ☞ 먼저 i, j, k를 쓰고 r 벡터의 각각의 축의 항목(term)을 기재.

1, 2, 3다음 F 벡터의 각각의 항목(term) -2, 5, 1을 기재.

먼저 i축(=x축) 성분을 계산하는 방법은 x축을 없애고, 남은 항을 교차해 곱.

그래서 (2×1 - 3×5)i가 되고, 두 번째는 두 번째 축을 없애고 남은 항의 곱의 차 -(1×1 – 3×(-2))*j

→ 마지막에는 k축을 없애고, (1 × 5 - 2 ×(-2))k.

(17)

차시 1~8

•정역학의 정의

–정지한 (힘의 평형 상태) 물체에 작용하는 힘과 이를 연구하는 학문 –즉, 물체는 움직이지 않으며 변형이 일어나지 않는 상태

•힘의 평형 상태

–모든 방향에서, 물체에 작용하는 힘의 합은 0 – 모든 방향에서, 물체의 모멘트(moment)의 합은 0

• 동역학의 정의

–물체 사이에 작용하는 힘과 물체의 운동과의 관계를 연구하는 학문

•뉴턴의 운동 법칙 –1 법칙 : 관성

외부로 부터 물체에 힘이 작용하지 않는 한, 그 물체의 운동 상태를 유지 –2 법칙 : 힘과 가속도

물체의 운동 상태는 물체에 작용하는 힘의 크기와 방향에 따라 변화 –3 법칙 : 작용과 반작용

두 물체 사이에 일어나는 상호작용으로, 밀고 당기는 힘

(question) 지레의 지름은 매우 작으며, 지레의 무게와 마찰력은 무시할 수 있다고 가정하고 줄에 작용하는 장력은 모두 일정하다고 한다. 이때

와의 시기를 구하여라(다리의 무게 는 100N이다.)

(18)

- 8 -

(19)

skech up 2021을 활용한 3D 모델링

Creating Hexagonal Lattice Shapes in SketchUp with Shape Bender 1. 사각형 툴로 사각형 틀 만들기

2. 다각형 툴로 육각형 만들기

3. 오프셋 툴로 육각형 안에 하나 더 만들기

4. 복사해서 위아래 배치.

5. 푸시앤 풀 툴로 육각형 앞으로 돌출.

(20)

- 10 -

6. 컴포턴트 지정한 상태에서 특정영역 선택 후 고유하게 지정.

(21)

7. 전체영역을 그룹만들기

8. 연장 툴바에서 Extension Warehouse에서 Weld 설치하고 두 개의 호를 Weld처

(22)

- 12 -

9. shape bender로 조형물을 라인처리.

(23)

10. 구조물을 회전 복사하여 마주보게 붙임.

11. 조형물 제작 완료.

(24)

- 14 -

4. 교사자료

차시 1~8

의용기계공학의 적용.

자료출처 인터넷 자료

(25)

차시 1~8

(26)

- 16 -

Creating Hexagonal Lattice Shapes in SketchUp with Shape Bender

자료출처 인터넷 자료 / 자체 제작

(27)

5. 차시별 학생 평가기준 및 방법

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구

1~4 상

평면상에서 여러 가지 힘이 합성될 때 힘의 벡터를 이용하여 알짜힘을 구하고 그 과정을 설명할 수 있 다.

개별평가 자기/동료평가지

(학생용) 중 평면상에서 여러 가지 힘이 합성될 때 알짜힘의 크

기와 방향을 화살표를 이용하여 나타낼 수 있다.

하 평면상에서 물체에 두 힘이 작용할 때 합력의 크기 와 방향을 화살표를 이용하여 나타낼 수 있다.

4~8 상

생체재료공학(Biomaterials)에 대한 이해와 생체 재 료(Biomaterial)의 분류와 기본적 특성을 예시로 설 명할 수 있다.

나노의학이 어떻게 발전되었고 임상에 적용되기까 지의 과정, 실제 의공학 분야에서의 적용될 수 있 는 아이디어를 표현할 수 있다.

모둠별 토론평가 자기/동료평가지 (학생용) 중

생체재료공학(Biomaterials)에 대한 이해와 생체 재 료(Biomaterial)의 분류와 기본적 특성을 잘 설명할 수 있다.

나노의학이 어떻게 발전되었고 임상에 적용되기까 지의 과정, 실제 의공학 분야에서의 적용될 수 있 는 아이디어를 구상할 수 있다.

생체재료공학(Biomaterials)에 대한 이해와 생체 재 료(Biomaterial)의 분류와 기본적 특성을 잘 이해한 다.

나노의학이 어떻게 발전되었고 임상에 적용되기까 지의 과정, 실제 의공학 분야에서의 적용할 수 있 다.

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[부록] 3D 모델링 구현 연습

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참조

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