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모든 연령대를 위한 STEM 교육 계획을 쉽게 사용할 수 있습니다 | LEGO® Education

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LEGO® Education 수업 계획을 통해 여러분의 수업환경에서 실습학습을 할 수 있습니다. 표준 정렬 리소스를 사용하여 우수한 클래스를 만드는 데 필요한 모든 것을 찾을 수 있습니다.

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Verdant 파일럿의 쉽게 배우는 비행 지식 : 네이버 블로그

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기어를 이용하여 도르래의 원리를 알아보는 작품을 만들었습니다.
1차 작품은 직접 손으로 돌리면 회전하는 도르래를 만들었었는데 직접 손으로 돌리는 것보다 모터로 돌리면 편하겠다고 생각해 다시 작품을 만들었습니다.
만들고 보니 굳이 기어를 쓰지 않아도 되는 작품이었습니다.
기어가 여러 개 있었다면 시계를 만들어볼까 싶었지만 기어 2개밖에 없어 도르래밖에 생각을 하지 못했습니다.

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기울기 센서값에 따라 모터의 빠르기와 LED의 밝기를 조절하는 장치를 만들어보았습니다.
실시간으로 기울기 값을 숫자와 그래프로 확인할 수 있습니다.

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*제목: 미니골프
*교과: 과학, 5학년, 속력

*공과 장애물(또는 골대)이 가까울수록 미니 골프채 속력은 느려진다.
*공과 장애물(또는 골대)이 멀수록 미니 골프채 속력은 빨라진다.

*유의점:
모터의 속도를 변수로 지정하고,
렌즈의 '반사광'을 모터의 속도로 정하면
렌즈와 공이 가까울수록 속력이 빨라지게 된다.
(원래 의도와 반대로 작동하게 됨)
따라서, 연산 블럭을 활용해 '50-모터의 속도' 이런식으로 모터의 속도를 음수로 만들면 원래 의도대로 작동하게 된다.

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태양과 별 단원

계절에 따른 별자리 관찰

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내용 요소 : 5학년 2학기 4단원 물체의 운동

제작 목적 : 움직이는 물체의 속력을 계산 해 볼 수 있는데 이때 치타와 자동차가 경주하면 누가 이길까? 라는 교과서 퀴즈 속에서 활동을 착안해냈다.

활동 : 조를 나눠 나만의 자동차 / 나만의 동물을 만들어 트랙을 돌았을 때 속력을 계산 해 볼 수 있다.

특별히 고려한 점 : 자동차나 수송수단으로만 실험을 하게 되면 움직이는 다른 물체도 속력을 가진다는 사실을 연관시키지 못할 수 있다고 생각 따라서 동물과 자동차를 비교해볼 수 있도록 하였다.

활용 가능한 차시 : 물체의 빠르기 비교, 속력의 개념, 속력 구하기 까지 다양한 개념을 다룰 수 있는 활동이 될 수 있다. 따라서 4단원활동 전반에 개념을 소개하는 예시로 사용할 수 있을 뿐더러 학습 마무리 활동에 학습목표 달성을 위한 평가로 활용할 수 있음

트랙
1) 일자 트랙을 활용할 경우 : 빠르기를 비교해 볼 수 있음
2) 구불 구불한 트랙을 활용할 경우 : 속력을 구해 비교해 볼 수 있음
3) 학생이 직접 제작한 트랙을 활용할 경우 : 빠르기 뿐 아니라 다양한 미션을 통과하는 물체의 움직임을 관찰 할 수 있음

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[6과07-02]물체의 이동거리와 걸린 시간을 조사하여 속력을 구할 수 있다.
[6과07-03]일상생활에서 속력과 관련된 안전 사항과 안전장치의 예를 찾아 발표할 수 있다.

물체의 이동을 관찰하고 속력 측정을 정량적으로 할 수 있도록 하기 위해 제작하였다. 주행하는 자동차의 속력을 계산하는 활동을 통해 성취기준에 달성하였다면, 위 자동차가 안전을 확보하기 위해 어떤 안전 장치를 갖추면 좋을지 생각해보고 커스텀해 볼 수 있다. 예를 들어 색 센서를 활용해 앞에 물체가 감지되었을 때 자동차가 멈출 수 있는 안전장치를 추가한다거나, 빛 센서를 활용해 위험을 감지하고 알려주는 기능 등을 학생들이 직접 떠올려볼 수 있도록 한다.

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1. 단원명 : 4학년 2학기 3. 그림자와 거울

2. 성취기준
15-01] 여러 가지 물체의 그림자를 관찰하여 그림자가 생기는 원리를 설명할 수 있다.
[4과15-02] 전등과 물체 사이의 거리에 따른 그림자의 크기 변화를 관찰하여 서술할 수 있다.

3. 제작목적
성취기준 해설 '[4과15-02] 전등과 물체 사이의 거리에 따른 그림자의 크기 변화를 관찰하는 활동에서 물체와 스크린 사이의 거리는 고정시켜 놓고 전등의 위치만 바꾸는 것을 기본으로 하여 실험하도록 하고, 추가적으로 물체와 스크린 사이의 거리를 변화시키는 것을 할 수 있다.'에 따라 스크린의 위치는 고정되어 있으며 물체와 빛 사이의 거리에 따른 그림자의 크기 변화를 직관적으로 확인하고 수업 내용에 대한 동기를 유발할 수 있는 로봇을 만들고자 하였습니다.

4. 활용 (강의실이 굉장히 밝아 그림자가 생길 수 없는 상황이었기 때문에 영상에서는 그림자 확인이 어려운 점 양해 부탁드립니다.)
프로그램을 시작하면 로봇은 노란 빛을 물체에 비춥니다. 그러면 물체 뒤에 그림자가 생깁니다. 5초 뒤 로봇은 앞으로 이동하여 물체와 전등 사이의 거리가 좁아집니다. 학생들은 여기서 그림자가 커지는 것을 확인할 수 있습니다. 5초 뒤 다시 로봇이 뒤로 이동하면 그림자가 작아지는 것을 확인할 수 있고, 이를 통해 물체와 전등 사이의 거리에 따른 그림자의 크기 변화를 관찰할 수 있습니다.
그다음으로 로봇을 두드리면 빨간색, 초록색, 다양한 색이 나오는 것을 관찰할 수 있습니다. 이를 통해 색에 따라서 그림자의 색은 변하지 않지만, 투명한 부분(물체에서 구멍이 뚫려 있는 부분)은 빛이 통과하여 색 그림자가 만들어진다는 것을 알 수 있습니다.

4. 기대효과
학생들은 조작 변인과 통제 변인, 종속 변인을 구별할 수 있으며 레고를 활용하여 보다 흥미롭게 수업에 참여할 수 있습니다. 이 실험에서 학생들에게 가장 중요한 것은 변인을 통제하는 능력인데, 본인이 직접 움직여보는 것뿐만 아니라, 자신이 손대지 않은 상황에서 움직이는 로봇을 통해 보다 명확하게 변인을 통제할 수 있을 것이라고 생각합니다.

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[4과03-03] 동물의 특징을 모방하여 생활 속에서 활용하고 있는 사례를 발표할 수 있다

동물의 생김새 특징에 주목하여 동물의 특징을 모방하는 사례를 발표하는 교육과정을 재구성하여 물고기의 유선형 몸통을 닮은 보트, 펠리컨 부리의 생김새를 활용한 비행기, 잠자리 날개의 특징을 활용한 헬리콥터 등과 같이 학생들의 창의성을 활용하여 동물의 특징이 담긴 요소를 레고로 만들고 코딩하여 과학과 SW교육을 융합할 수 있도록 구성하였다

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*내용요소 : 초등 과학 5-6학년군 생태계 보전을 위해 우리가 할 일
*제작목적&기대효과
1. 과학(생태계)+실과(분리수거 방법)+레고스파이크 융합 수업
2. 생태계 보전을 위해 학생들이 할 수 있는 가장 쉬운 방법인 분리수거를 할 때, 페트병, 종이, 비닐류 등 각각에 해당하는 마크가 따로 있다. 이처럼 해당하는 분리수거품을 가져왔을 때만 뚜껑이 열리는 쓰레기통을 만들어보자는 취지로 빨강-페트병, 노랑-종이 등으로 설정하여 컬러센서와 모터를 이용해 만들어보도록 한다.
3. 같은 발상으로 레고스파이크 뿐만 아니라 후에 머신러닝으로도 제작할 수 있음을 알려준다

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단원: 4학년 2학기 1단원 식물의 생활

성취기준:[4과05-02] 식물의 생김새와 생활 방식이 환경과 관련되어 있음을 설명할 수 있다.

제작 목적 & 기대효과: 해당 단원에서 식물의 종류 중 굴광성식물과 굴촉성식물이 나옵니다.

‘굴광성식물’이란 빛에 따라 식물이 빛이 있는 쪽으로 휘어서 자라는 식물을 뜻합니다.

빛에 따라 움직이는 것을 구현하고 싶었으나 해당 프로그램으로 구현할 수 없어 꽃 부분에서 빛이 나오도록 설정을 하였습니다.

‘굴광성식물’의 두드러진 특징이라 하면 바람과 같은 자연현상에 의해 식물의 형태가 단순히 변한 것이 아니라 식물이 환경에 적응하여 형태가 변한 것이라는 점입니다.
따라서 학생들로 하여금 식물이 환경에 맞게 생김새가 변한다는 것을 인지시키고자 식물이 스스로 움직이는 형상을 모터를 통해 구현해 보았습니다.

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스파이크 꽃(굴광성식물)시연 영상

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4-2 1단원 식물의 생활

물 위, 물 아래에 사는 식물들 관찰해보기

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4학년 식물의 한살이

씨앗이 발아할 때 필요한 요소: 적절한 온도, 물
식물이 자랄 때  필요한 요소: 적절한 온도, 물, 빛

이 두가지를 헷갈려하고 자칫하면 오개념이 발생할 수도 있음
따라서 이를 쉽게 기억할 수 있도록 빛 감지 센서와 모터를 활용하였음

빨간색-적절한 온도/파란색-물/노란색-빛
씨앗모양 블럭과 모터를 연결하여 빨간색(온도)과 파란색(물)을 감지했을 때만 모터가 작동하도록 설계

이를 활용하면 단순히 텍스트로 이해하는 것보다 색을 이용하여 직관적으로 인식할 수 있기때문에 장기기억에 도움이 됨

예) 씨앗이 자랄 때 빨간색과 파란색만 모터를
작동 시켰음-빨간색과 파란색은 각각 온도와 물
,노란색은 모터를 작동시키지 않았으므로 빛은 씨앗이 자랄 때 필요하지 않음

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1. 단원: 5학년 2학기 4단원 물체의 운동

2. 성취기준: [6과07-03] 일상생활에서 속력과 관련된 안전 사항과 안전장치의 예를 찾아 발표할 수 있다.

3. 제작 목적 & 기대효과: 해당 성취기준과 관련하여, 교과서에서 속력과 관련된 안전 장치의 예로 '차간 거리 유지 장치(스마트 크루즈 컨트롤)'이 제시되어 있다. 이를 직접 체험해보는 것이 가장 효과적일 수 있지만, 현실적으로는 불가능하므로 모형으로 대체하여 학생들이 차간 거리 유지 장치의 원리를 직관적으로 이해할 수 있도록 하기 위해 제작하게 되었다.

4. 내용: 일정 속도로 주행하다가, 앞에서 주행하는 자동차(검정 필통)와 가까워지면 컬러 센서가 이를 인식하여 속도를 줄여서 주행하게 된다. 그리고 앞에 자동차가 없으면 다시 속도를 높여 주행하게 된다.

5. 특징: 일반적으로는 자동차를 만들 때 모터 2개를 활용해야하지만 그럴 경우 컬러 센서 연결이 불가능하므로 모터는 1개만 연결하고 바퀴는 3개만 활용하였다. 그리고 이때, 자동차 뒤쪽의 무게 중심이 맞지 않게 되므로 여분의 모터를 허브에 연결하지는 않고 균형을 맞추는 용도로 활용하였다.

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3학년 1학기 4단원 자석의 이용

[4과02-01] 자석 사이에 밀거나 당기는 힘이 작용하는 현상을 관찰하고 두 종류의 극을 구별할 수 있다.
[4과02-02] 나침반의 바늘이 일정한 방향을 가리키는 성질이 있음을 관찰을 통해 설명할 수 있다.

스파이크의 컬러 센서를 활용하여 자석끼리 특정한 극을 만났을 때 밀어내는 현상을 구현했습니다. 자석이 같은 극끼리 밀어내고, 다른 극끼리 당기는 성질을 가지고 있음을 직관적으로 이해할 수 있습니다.  컬러 센서가 언제 모형 자석을 밀어내는지를 관찰하면서 학생들은 컬러 센서의 극을 추측해 볼 수 있습니다.

자석의 성질에 기반하여 나침반 바늘이 일정한 방향을 가리키는 성질이 있음을 학습하기 위해 나침반 형태의 바탕틀을 제작하였습니다.  두 성취기준 간의 자연스러운 연계 활동이 가능합니다.

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4학년 1학기 4단원 물체의 무게

[4과 09-02] 수평 잡기 활동을 통해 물체의 무게를 비교할 수 있다

해당 성취기준이 적용된 차시에서는 수평 잡기의 원리를 이용하여 받침점으로부터 물체 사이의 거리, 물체의 무게 등을 조절하여 수평을 맞춰봄으로써 물체의 무게를 비교하는 활동을 진행한다.

핵심 개념을 학습하기 전에, 수평잡기라는 추상적인 개념을 학생들이 익숙한 '시소'로 도입하여 실생활과 연결지어 쉽게 이해하는 데 해당 모형을 활용할 수 있다. 모터가 움직이는 각도를 조절하여, 수평 상태와 기울어진 상태를 모두 제시할 수 있고, 만약 기울어진 시소를 기울이지 않게 하려면 어떻게 해야하는지, 시소는 어떤 원리를 가지고 있는지 등 도입 단계에서 동기 유발 장치로 활용할 수 있다.

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이름: 강동빈

성취기준: [6과07-02] 물체의 이동 거리와 걸린 시간을 조사하여 속력을 구할 수 있다.

단원: 5학년 2학기 4단원 물체의 운동

기대효과:
1) 자동차의 속력 구하기
2) 목적지까지 찾아갈 수 있게 코딩하기
3) 구간별 자동차의 속력 구하기

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3학년 2학기 2. 동물의 생활
생명의 연속성 영역 성취기준 [4과03-02] 동물의 생김새와 생활 방식이 환경과 관련되어 있음을 설명할 수 있다.

환경에 따라 다르게 나타나는 동물의 생활에서 극지방에 사는 동물의 예시 중 황제펭귄이 있습니다. 황제펭귄들은 극지방에서 살아남기 위해서 서로 몸을 밀착하고 서서 천천히 주위를 돌다가 바깥쪽에 서 있는 개체의 체온이 낮아지면 안쪽에 있는 개체와 자리를 바꾸면서 전체 집단의 체온을 유지하는 '허들'이라는 생활 방식을 가지고 있습니다. 학생들에게 펭귄이 이동하는 모습을 보여주고 싶었지만, 재료의 특성상 펭귄 무리는 제작하지 못했습니다. 펭귄이 움직이는 모습을 학생들에게 보여주면서 학생들이 환경에 따른 펭귄의 생활 방식을 직관적으로 이해할 수 있다는 기대효과가 있습니다.

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6학년 1학기 지구와 달의 운동

배우는 개념: 이 단원에서 학생들은 여러 날 동안의 달의 모양 변화를 알아보게 됩니다. 달의 모양이 변화하는 주기는 약 30일로 초승달에서부터 상현달, 보름달, 하현달, 그믐달의 순서로 그 모양이 변화합니다.

모형 제작 이유: 학생들은 시간이 지남에 따라 달의 모양이 변화하기 때문에 우리가 보는 달 표면의 모습도 달라진다는 오개념을 가질 수 있다고 생각하였습니다. 이러한 오개념을 방지하기 위해 여러 날 동안에 지구에서 보이는 달이 모양은 변화하더라도 달의 자전 주기와 공전주기가 같아 지구에서는 달의 앞면 만을 볼 수 있다는 것을 확인할 수 있는 모형입니다.

모형 설명 및 기대효과: 가운데 돌아가는 축이 지구이고 지구 주변을 공전하는 것이 달이며, 달에는 사람의 앞면이 지구를 향해있게 하여서 지구에서는 달의 한 면만을 볼 수 있다는 것을 직관적으로 알 수 있게 하였습니다.

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4학년 물질의 상태변화 단원을 학습하면서 생길 수 있는 오개념인 '가습기에서 나오는 흰 물체는 수증기이다? 김이다?'를 알아보기 위해 푸른색 염화코발트 종이를 활용합니다.

푸른색염화코발트 종이는 액체인 물을 만나면 붉은색으로 변화합니다. 이때 가습기에서 나오는 흰 물체에 푸른색염화코발트 종이를 갖다 대면, 붉은색으로 변화하는 걸 알 수 있습니다.

영상에는 푸른색염화코발트 종이 모형에 물(호스)를 연결했을 때 붉은색으로 변화하는 모습을 관찰할 수 있습니다. 즉 위 실험을 통해 학생들이 눈으로 본 것은 , 즉 액체 상태인 물이라는 것을 알 수 있습니다.

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3-4학년군 빛의 직진과 그림자 관련 내용을 다루었습니다.

앞으로 직진할 경우, 그림자가 크게보이고
뒤로 후진할 경우, 그림자가 작게 보입니다.

빛센서 사용시 그림자가 잘 관찰되지 않아 감지센서를 사용하여 빛을 점광원 형식으로 사용하여 그림자 관찰이 선명하게 나타나도록 하였습니다.
학생들이 직접 체험해봄으로써 과학적 원리를 더 잘 이해할 수 있을 것으로 기대합니다.

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6-1 지구와 달의 운동

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6-1 지구와 달의 운동

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태양이 공전하기 때문에 계절마다 관찰할 수 있는 별자리가 다름을 학습하는 단원입니다. 이 때 별자리는 해가 진 밤에 관찰할 수 있음을 고려하여 태양을 등지게 사람을 두었고, 반시계 방향으로 지구가 공전하는 것 까지 구현하였습니다.  또한 계절마다 별자리의 색깔을 다르게 하였고, 각 달마다 지구의 위치가 변함에 따라 관찰할 수 있는 별자리의 이름을 화면에 출력하도록 하였습니다.

20201183 김채린

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초등과학 3-4학년군 운동과 에너지 영역의 수평잡기 개념 학습에 활용할 수 있는 시소 모형입니다.

이 활동을 통해 무게가 같은 두 물체가 받침점으로부터 같은 거리에 있어야 한다는 사실을 발견하거나 수평잡기 관련단원을 마치고 심화 및 복습 활동으로 사용될 수 있습니다.

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초등학교 5-2학기 물체의 운동이라는 단원에서

일상생활에서 물체의 운동을 관찰하여 속력을 정성적으로 비교할 수 있다라는 성취기준을 달성하기 위해 고안한 장치입니다.

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바나나를 좋아하는 고릴라입니다.

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3학년 1학기 4.자석의 이용
성취기준 : [4과02-03] 일상생활에서 자석이 사용되는 예를 조사하고, 자석의 성질과 관련지어 그 기능을 설명할 수 있다.
물건 설명 : 자동차에 설치된 자석에 같은 극을 가져가면 컬러센서가 인식해 끌어당겨 자동차가 후진하고, 다른 극을 가져대면 전진합니다.
기대효과 : 자석을 이용한 물건을 보며 우리 주변의 자석을 이용한 물건에 대해 생각해보고 찾아보며, 스스로 자석의 창의적인 이용을 고민해보도록 합니다. 이를 통해 자석의 원리에 대해서 자연스레 체화하도록 합니다.

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태양과 지구와 달입니다.

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6학년 1학기 2단원 지구와 달의 운동

태양의 일주운동에 따라 변화하는 그림자의 기울기와 각도를 학생들이 직관적으로 알아볼 수 있는 장치이다. LED는 태양을 의미하고 동에서 서로 천천히 움직인다. 또한 실제 태양의 고도를 반영하기 위해 주황색 블록을 사용하였다. 사물의
길이에 따라 그림자의 길이 비율도 달라짐을 확인할 수 있을 것이다.

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6학년 1학기 지구와 달의 운동에서의 공전 개념을 시각화하기 위한 자료입니다. 가운데에 위지해있는 것은 태양으로, 태양을 중심으로 지구, 달 등의 행성들이 공전하고 있는 모습을 시각적으로 확인할 수 있는 자료입니다.

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관련 성취 기준
[6과12-02] 지구의 자전을 알고, 낮과 밤이 생기는 이유를 설명할 수 있다.
[6과12-03] 지구의 공전을 알고, 계절에 따라 달라지는 별자리를 관찰할 수 있다.

<탐구 활동>
• 낮과 밤이 생기는 이유 모형실험하기
• 천체 관측 프로그램을 이용하여 지구의 자전과 공전 이해하기
• 관찰과 실험을 중심으로 지구의 운동과 관련된 개념을 이해하고 지구의 자전과 공전에
의하여 일어나는 현상을 지구의 관측자 중심으로 탐구할 수 있는 활동 진행하기
• 디지털 소양 교육 관련하여, 실감형 자료를 활용하여 조사할 수 있다.

레고스파이크를 통해 지구의 자전과 공전 현상을 실감나게 이해하도록 지도한다. 학급 학생들간 의견을 나누며 공전과 자전을 통해 나타날 수 있는 현상에 대해 고민해보도록 지도한다.