수업 정보
학년: 8~10(13세 이상 학생만 수업에 참여할 수 있음)
강좌 시간: 수업 4~6회. 학생이 포크리에 얼마나 익숙한지에 따라 달라집니다.
사용 툴: 포크리
수업/교육 환경: 포트나이트를 구동할 수 있으며 인터넷이 연결되어 있는 장치를 1인당 1개씩 사용합니다. 컴퓨터실, 이동식 노트북 거치대가 있는 환경이 이상적입니다.
본 수업은 중학교 과학 또는 STEM 수업에 적합하며 적응성이 좋습니다. 소규모 시골 K-12 공립 학교 6학년 과학 수업을 위해 제작되었으나 고등학교나 초등학교 저학년용으로도 활용 가능합니다.
작성자 연락처
작성자, 조직/역할: Alfonso Gonzalez, Chimacum Elementary School, 6학년 과학 교사 및 STEM
이메일: [email protected]
Twitter: https://twitter.com/educatoral
LinkedIn: https://www.linkedin.com/in/alfonso-gonzalez-24307023/
강좌 개요
과학자들은 다양한 방법으로 실험을 개발하고 진행합니다. 예를 들어 물리 실험은 현실과 가상 환경 모두에서 진행할 수 있습니다. 포트나이트와 같은 동영상 게임의 물리학을 생각해 본 적이 있나요? 이번 수업에서 학생들은 그 원리를 배우게 됩니다!
플레이어는 포크리를 통해 다양한 요소를 건설하고 사용하여 몰입형 환경을 만들 수 있습니다. 학생들은 포크리 오브젝트가 현실의 오브젝트처럼 중력과 물리 법칙에 반응하는지 테스트할 것입니다. 이 과정에서 직접 가설을 세우고 테스트하며 포트나이트에서 진정한 NGSS 실험을 진행하게 됩니다.
학생들은 과학적 방법을 사용하여 포크리에서 다양한 오브젝트를 테스트하고 물리 실험에 가장 적합한 오브젝트를 선택합니다.
학생들은 포크리를 통해 가상 샌드박스로 실험과 시뮬레이션을 디자인하고 진행합니다. 학생들은 물리 법칙을 가장 잘 따르는 오브젝트를 선택하고 주장, 증거, 논증(CER)을 사용하여 보고서를 작성해 주장을 펼칩니다.
학급 전체에서 학생들은 보고서의 정보를 사용하여 어떤 오브젝트가 물리 법칙을 가장 잘 따르는지 선택합니다. 그런 다음 포크리에서 선택한 오브젝트를 사용하여 물리 실험을 디자인 및 진행하고, 데이터를 수집하고, 해당 데이터를 사용하여 실제 물리 법칙에 대한 결론을 도출합니다.
소개 동영상 링크: 포크리 과학적 방법
필수 질문/중요 아이디어
오브젝트는 중력에 어떻게 반응하는가? 오브젝트는 어떻게 떨어지는가? 각 오브젝트가 땅에 떨어질 때 어떤 일이 발생하는가?
오브젝트는 어떻게 경사로를 굴러 내려가는가? 오브젝트가 경사로 바닥에 도달하면 어떤 일이 발생하는가?
오브젝트는 서로 충돌할 때 어떻게 반응하는가?
포크리에서 물리 시뮬레이션과 실험에 어떤 오브젝트가 가장 적합한지 어떻게 증명할 수 있는가? 있는가?
학습 성과
학생의 성과
실험을 디자인하여 포크리에서 현실의 물체처럼 떨어지거나 튀는 등 중력에 가장 잘 반응하는 오브젝트를 알아봅니다.
실험을 디자인하여 바닥에 도달한 후에도 계속 굴러가는지 등 경사로에서 가장 잘 굴러가는 오브젝트를 알아봅니다.
실험을 디자인하여 어떤 오브젝트가 질량 대비 충격에 가장 정확하게 반응하는지 알아봅니다. 예를 들어 서로 튕길 때 질량이 큰 오브젝트는 질량이 작은 오브젝트보다 덜 움직여야 합니다.
실험 결과를 바탕으로 주장, 증거, 논증(CER) 결론을 작성해서 포크리의 어떤 오브젝트가 물리 시뮬레이션 및 실험에 가장 적합한지 증명합니다.
선택한 포크리 오브젝트를 사용하여 NGSS 실험 및 시뮬레이션을 진행합니다.
학습 활동
필요 재료
각 학생 또는 소규모 그룹은 다음 재료가 필요합니다.
포트나이트 게임을 실행할 수 있는 PC, 태블릿, 게이밍 콘솔 등의 기기
기기에 설치된 포트나이트
학생 또는 학교에서 생성한 에픽게임즈 계정
CER 결론 도식
문장 서두가 있는 CER 결론 도식
화면 공유 소프트웨어
수업 목표
포크리에서 학생들은 게임 세계의 어떤 오브젝트가 현실의 오브젝트와 가장 비슷하게 작동하는지 확인하기 위해 실험을 진행합니다.
학생들은 낙하, 구르기, 충돌 반응 등에 대한 정보가 포함된 포크리 오브젝트 목록을 만듭니다.
학생들은 주장, 증거, 논증(CER) 결론을 작성하여 게임의 가상 세계에서 물리 실험 및 시뮬레이션을 진행하는 데 가장 적합한 포크리 오브젝트를 선택합니다.
학생들은 실제 물체와 가장 비슷하게 반응하는 포크리 오브젝트를 사용하여 가상 게임 세계에서 실험을 진행하면서 물체의 운동 변화는 오브젝트에 가해진 힘의 합과 오브젝트의 질량 합에 따라 달라진다는 사실을 증명(NGSS MS-PS2-2)합니다. 필요시 다른 물리학 NGSS 표준도 적용할 수 있습니다.
예측 세트
학생들에게 포트나이트를 플레이하거나 포크리를 사용한 적이 있는지 질문합니다. 사용해 본 학생들은 프로그램에 익숙하지 않은 학생들에게 도움을 줄 수 있습니다.
다음과 같이 포크리를 간략히 설명합니다.
포크리 섬 제작하기
길 찾기 및 동작 보여주기
섬에 아이템 배치하기
프리팹, 갤러리, 장치 설명하기
학생들에게 포크리에서 어떤 오브젝트가 실제 물체처럼 낙하하고, 구르고, 서로 튕기는지 질문합니다.
학생들이 포크리에서 다양한 오브젝트를 알아보고 실험할 수 있는 기회를 제공합니다. 이를 통해 학생들은 오브젝트의 기능을 파악하고 실험에 사용할 오브젝트를 선택할 수 있습니다.
교사는 이 동영상을 보여주며 포트나이트 경사로와 구르는 오브젝트를 설명할 수 있습니다.
다양한 참여 수단을 이용한 수업
학생들이 핵심적인 물리학 질문과 큰 아이디어에 답하는 것부터 시작합니다. 학생들은 교실에 있는 오브젝트가 어떻게 낙하하고, 튕기고, 경사로를 구르고, 서로 충돌 시 반응하는지 확인할 수 있습니다. 실제 오브젝트가 현실에서 중력에 어떻게 반응하는지 이해하면 포크리에서 작업을 시작할 준비가 된 것입니다. 포크리에서 다양한 오브젝트에 액세스하는 방법을 보여줍니다.
가능하면 그룹 내에서 최소 한 명은 포트나이트에 익숙하도록 구성합니다. 포트나이트에서 다양한 오브젝트로 작업한 후 YouTube 동영상을 통해 비슷한 상황에서 실제 오브젝트가 어떻게 작동하는지 비교합니다.
학생들은 다음 사항을 실험합니다.
어떤 포크리 오브젝트가 실제 물체처럼 낙하하는가?
어떤 포크리 오브젝트가 실제 물체처럼 경사로를 구르는가?
어떤 포크리 오브젝트가 충돌 시 실제 물체처럼 반응하는가?
모든 학생이 동일한 사항을 알아보거나, 각 팀원이 서로 다른 사항을 알아보도록 합니다.
어떤 오브젝트가 비교적 잘 작동하는지 파악한 후 더 통제된 조사를 계획하고 진행합니다. 계속하기 전에 교사가 학생의 조사 계획을 승인하면 좋습니다. 조사 중에 수집한 데이터는 학생들이 물리학 실험에 가장 적절한 오브젝트를 증명할 때 근거로 사용할 수 있습니다.
조사를 계획하면서 다음 도구 중 하나 이상을 사용하여 데이터를 기록합니다. 종이 공책 Google Docs LucidChart 등 마인드 맵핑 소프트웨어 Google Drawings
학생들은 수집한 데이터로 주장을 준비하고 주장, 증거, 논증(CER) 결론을 작성해 발표합니다. 가상 게임 세계에서 오브젝트가 어떻게 행동하는지 보여주는 동영상 녹화본, 질적 데이터, 양적 데이터 등이 근거로 활용될 수 있습니다. 조사 자료 발표를 마치면 학급 전체가 다양한 물리 실험에 가장 적합한 오브젝트 목록을 만듭니다.
참고: 선택한 오브젝트로 물리 실험을 설계하기 위한 NGSS 성과 기대는 MS-PS2-2입니다. 오브젝트의 운동 변화는 오브젝트에 가해진 힘의 합과 오브젝트의 질량 합에 따라 달라진다는 사실을 증명하기 위한 조사를 계획합니다.
변수를 통제하려면 학생들이 NGSS 실험 및 시뮬레이션에서 선택한 오브젝트만 사용하도록 해야 합니다.
간단한 수업 계획이지만 과학 및 STEM 수업용으로 아주 정교하고 복잡한 실험을 진행할 수 있도록 보강할 수 있습니다.
외부 자료
본 수업 계획 PDF 파일이 포함된 Wakelet: https://wke.lt/w/s/nxPDKi
평가
학생 평가는 CER 결론의 완성도를 기준으로 합니다.
이 수업에 포함된 다운로드용 표제 PDF를 사용하여 학생들을 평가하고 채점하세요.
이 수업의 다운로드용 PDF 버전에 표제도 포함되어 있습니다.
일반 매핑
첫 실험 세트는 NGSS의 과학 및 엔지니어링 실습(SEP)에 집중합니다.
조사 계획 및 진행
데이터 분석 및 해석
설명 작성(과학) 및 해결책 디자인(엔지니어링)
근거에 기반한 토론 진행
정보 획득, 평가, 토의
학생들이 물리 실험에 가장 적합한 오브젝트를 선택하고 나면 가상 게임 세계에서 조사를 디자인하고 진행하여 다음 NGSS 퍼포먼스 기대를 다룹니다.
MS-PS2-2. 오브젝트의 운동 변화는 오브젝트에 가해진 힘의 합과 오브젝트의 질량 합에 따라 달라진다는 사실을 증명하기 위한 조사를 계획합니다.
다른 NGSS 물리학 표준도 적용 가능합니다.
학제적 및 21세기적 연계
이 수업은 쓰기, 수학, 과학, 과학적 방법을 통합하므로 중등 또는 고등학교 수업에 활용 가능합니다. 학생들은 이 프로젝트를 완료하면서 커뮤니케이션, 협동, 창의력, 비판적 사고력을 발휘하게 됩니다. 이 수업은 유연하므로 여러 교사가 함께 작업하는 여러 교실에서 진행 가능합니다.
수정과 조정
이 프로젝트의 계획 단계와 CER 작성 시, 특수 교육이 필요한 학생들을 위해 내용을 조정할 수 있습니다.
학생들이 포크리를 이용하기 전에 교사가 계획을 승인하는 경우, 프로그램 사용에 익숙하지 않은 학생들에게 도움을 줄 수 있습니다.
학생들이 포트나이트 사용을 어려워한다면 경험이 있는 학생들이 게임 이용을 도와주도록 유도합니다. 학생들이 포크리 사용법을 배워 실험을 진행하고 나면 데이터를 수집하거나 실험 결과 화면을 녹화하는 데 도움이 필요할 수 있습니다.
학생들이 데이터와 동영상 근거 준비를 마치면 교사가 학생들의 주장 작성을 돕습니다. 결론의 논증 부분은 대부분의 학생들이 어려워할 것이므로 교사가 논증 예시를 제시하는 것이 좋습니다.
추가 수업 자료
기타 교육 자료는 별도 문서로 첨부합니다 (유인물 등) https://wke.lt/w/s/nxPDKi
ISTE STANDARDS
3 지식 구축
학생들은 현실의 문제와 고충을 적극적으로 살펴보고, 아이디어와 이론을 구축하고, 해답과 해결책을 찾으면서 지식을 쌓습니다.
4 혁신적인 디자인
4a: 학생들은 의도된 디자인 과정을 배우고 활용하여 아이디어를 생각해 내고, 이론을 시험하고, 독창적인 작품을 만들고, 실질적인 문제를 해결합니다.
4c: 학생들은 순환식 디자인 과정의 일부로서 프로토타입을 개발, 테스트, 개선합니다.
4d: 학생들은 불확실함을 인정하고, 끈기와 답이 정해지지 않은 문제를 다루는 능력을 보여줍니다.
5 컴퓨터에 기반한 사고 능력
5c: 학생들은 문제를 작은 요소로 나누고, 핵심 정보를 추출하고, 기술 모형을 만들어 복잡한 시스템을 이해하거나 문제를 해결합니다.
5d: 학생들은 자동화의 원리를 이해하고 알고리즘식 사고를 이용해 여러 단계를 만들어 자동화 솔루션을 만들고 테스트합니다.
6 포크리 의사소통
6c: 학생들은 시각화, 모델, 시뮬레이션 등 다양한 디지털 오브젝트를 제작하거나 이용하여 복잡한 아이디어를 명확하고 효과적으로 전달합니다.
차세대 과학 표준
움직임과 안정성: 힘과 상호작용
MS-PS2-1: 뉴턴의 제3법칙을 적용해 충돌하는 두 오브젝트의 움직임과 관련된 문제의 솔루션을 디자인합니다. 에너지
HS-PS3-3: 주어진 제약 속에서 한 형태의 에너지를 다른 형태의 에너지로 변환하는 장치를 디자인, 제작, 개선합니다.
엔지니어링 디자인
HS-ETS1-2: 문제를 더 작고 관리 가능하며 엔지니어링을 통해 해결할 수 있는 문제로 나누어, 복잡한 현실 세계의 문제에 대한 솔루션을 디자인합니다.
학제적 및 21세기적 연계
본 수업은 엔지니어링, 과학, 멀티미디어 디자인 관련 분야를 다룹니다. 본 수업은 STEM/STEAM의 모든 분야를 포함합니다.
21세기적 연계
비판적 사고
창의력
협동
커뮤니케이션
기술적 소양
유연성
리더십
이니셔티브
사회적 스킬
수정과 조정
루브 골드버그 머신을 만들 수 있는 또 다른 도구 옵션을 학생들에게 제공합니다.
다른 디지털 도구로 루브 골드버그 머신을 제작합니다
현실에서 루브 골드버그 머신을 제작합니다
필요시 적응형 컨트롤러 / 게임 컨트롤러를 도입합니다.