[과학과교육] 마이크로 티칭 `힘의 분산` 지도안

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2010.08.20 / 2019.12.24
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목차: ★개관

★과학교육과정에서 『편리한 도구』의 위치

★성공적인 『편리한 도구』지도와 학습을 위해 알아야 할 개념들 - 개념도로 제시

★성공적인 『편리한 도구』 학습을 위해 학생들이 수행해야 할 활동들

★ 수업 모형 : 문제 해결 모형

★ 차시별 계획과 본 수업의 위치

★교수․학습 활동

★재료: 종이컵 (한 조당 한 줄(50개))

★유의사항

★학습지

★평가 및 계획

★참고문헌

본문내용: ★성공적인 『편리한 도구』 학습을 위해 학생들이 수행해야 할 활동들
: 이 단원은 간단한 도구를 이용하여 힘의 작용원리를 이해하는 데 목적이 있다. 학생들은 아르키메데스가 가졌던 질문 “작은 힘이 어떻게 큰 힘을 이길 수 있는가?”에 대한 해답을 찾게 될 것이다. 생활에서 도구의 대부분은 작은 힘으로 큰 힘을 내어 힘든 일을 쉽게 하는데 목적이 있다. 시소, 장도리, 드라이버, 도르래 등이 그 예이다. 그러나 핀셋이나 젓가락, 근육에 의한 팔의 작용 등은 힘의 절약만을 위한 것이 아니며, 작동거리를 넓히거나 이동 속력을 크게 하기 위해 또는 섬세한 작업을 위해 더 큰 힘을 사용한 것이다. 따라서, ‘편리한 도구’는 이 두 가지 목적을 위해 사용되는 것이다. 이 단원을 통하여 학생들은 여러 도구의 작용을 관찰하고, 결국 같은 원리에 의해 설명될 수 있다는 것을 알게 된다. 이를 위해 학생들은 주변의 도구에 대한 세심한 ‘관찰’, 기능에 따른 도구의 ‘분류’, 도구의 작용과 모형을 기하학적으로 ‘단순화하는 능력’, 힘의 크기에 대한 ‘정성적인 비교’, 힘의 크기를 어느 정도 ‘정략적으로 측정’하는 능력이 필요하다.
구체적 조작 단계에서 형식적 조작 단계로 넘어가는 6학년의 경우, 간단한 도구의 가하학적 원리를 이해하는데 큰 어려움은 없다고 할 수 있다. 학생들은 각 도구의 역할과 기능을 학습함과 동시에 도구의 기능과 구조를 기하학적으로 단순화하여 추상적으로 이해하는 과정을 훈련하게 된다. 따라서 단원의 시작 부분에서 지레의 원리를 추상화하는 과정이 자세하게 전개되고, 이러한 추상화를 다른 도구에도 적용하게 된다. 먼저 생활에서 사용하는 간단한 도구를 찾아보는 활동으로 단원을 도입한다. 그리고 1차시에는 지레나 시소를 이용하여 무거운 물체를 들어 올려 보고, 지레의 세 가지 요소를 찾아본다. 2차시에는 수평잡기를 하면서 지레의 원리를 이해한다. 3차시에는 생활에서 지레의 사용을 찾아보고 지레의 쓰임새를 구분해 본다. 그리고 4차시에는 고정 도를래와 움직도르래를 사용하여 힘의 크기와 방향을 비교하고 두 가지 도르래의 사용목적을 알아본다. 5차시에는 도르래의 원리를 지레의 원리로 설명하고, 6차시에는 빗면과 축바퀴의 원리를 이해하고 적용해 보고 축바퀴를 지레의 원리로 설명해본다. 7차시에는 여러 가지 도구의 원리를 이용하여 물건을 옮기는 방법을 이야기 하고 단원을 마무리한다.
4차시와 5차시에 학습하는 힘을 절약해주는 도구인 움직도르래의 원리를 이해시키기 위하여 현 교육과정은 지레의 원리를 적용한다. 그러나 구체적 조작 단계에서 형식적 조작 단계로 넘어가는 과도기적 성향의 6학년 학생들은 지레의 원리를 통하여 움직도르래의 원리를 설명하는 것을 이해하는 데 있어서 어려움을 겪을 수 있다. 따라서 우리는 움직도르래를 사용 할 때 힘이 절약되게 만드는 근본적 원인인 힘의 평형과 분산의 개념을 도입하여 움직도르래의 원리를 설명하는 방향으로 교육과정을 재구성 하고자한다. 먼저 학생이 9개의 종이컵을 찌그러뜨리지 않고 올라가는 활동을 통해 힘의 분산의 개념을 이해한 뒤에 힘에 분산과 연결지어 움직도르래가 힘을 절약하는 원리를 이해한다.

참고문헌: · 교육과학기술부, 『초등학교 교사용 지도서 과학 6-2 』, 2002
· 호기심천국 제작팀, 『(황수관의)호기심천국』, 한국과학문화재단, 1999

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