개요
성적
3세 이상 (8세 이상)
시간
실험실당 40분
단원 필수 질문
- 변화 패턴을 사용하여 물체의 지속적인 운동, 운동 변화 또는 안정성을 예측하려면 어떻게 해야 할까요?
- 힘은 운동에 어떤 영향을 미치는가?
단원 이해
이 단원에서는 다음과 같은 개념을 다룹니다.
- 힘이란 무엇인가?
- 조사 목적을 명확히 설명하는 방법.
- 데이터를 수집하고, 패턴을 인식하고, 예측하는 방법.
연구실 요약
다음 탭을 클릭하면 각 실험실에서 학생들이 무엇을 하고 배울 것인지에 대한 요약을 볼 수 있습니다.
랩 1 - 동력이 없는 슈퍼카
주요 질문: 힘이란 무엇인가?
- 학생들은 경사면의 다양한 높이에서 발사되었을 때 중력이 자동차의 이동 거리에 어떤 영향을 미치는지 테스트하기 위해 동력이 없는 슈퍼카를 만들 것입니다.
- 학생들은 여러 차례의 테스트를 통해 자동차가 이동하는 거리를 관찰하고 측정합니다.
랩 2 - 슈퍼카
주요 질문: 힘의 원인은 무엇이고, 힘을 바꿀 수 있는가?
- 학생들은 고무줄을 기어 시스템에 넣었을 때 슈퍼카가 이동하는 거리를 측정하고 예측하기 위해 슈퍼카를 제작합니다.
- 학생들은 측정과 차트 작성에 대한 지식을 활용하여 예측을 합니다.
- 학생들은 고무줄 손잡이를 몇 바퀴 돌렸는지에 따라 힘이 어떻게 변하는지, 그리고 이동 거리에 어떤 영향을 미치는지 관찰합니다.
랩 3 - 모터화된 슈퍼카
주요 질문: 모터와 기어는 속도에 어떤 영향을 미칩니까?
- 학생들은 슈퍼카의 움직임에 모터를 추가하면 어떤 영향을 미치는지 알아봅니다.
- 학생들은 배터리에서 모터로 에너지가 어떻게 힘으로 전환되는지 관찰합니다. 그런 다음 그들은 힘이 기어를 통해 모터에서 동력화된 슈퍼카의 바퀴로 어떻게 전달되어 속도와 거리에 영향을 미치는지 알아봅니다.
- 학생들은 모터화된 슈퍼카를 사용하여 자동차의 속도에 영향을 미치는 다양한 기어 구성을 실험합니다.
랩 4 - 슈퍼카 조향
주요 질문: 짝을 이루는 힘은 운동에 어떤 영향을 미치는가?
- 학생들은 슈퍼카의 스위치를 연속적으로 또는 단계적으로 켜서 실험함으로써 균형 잡힌 힘과 불균형한 힘을 탐구합니다. 각 그룹은 여러 가지 빌드를 결합하고 자동차가 회전하는 데 필요한 여러 가지 힘을 탐구합니다.
- 학생들은 듀얼 모터를 이용한 회전에 대한 지식을 적용하여 운전 시험 과정에서 성공하게 됩니다. 학생들은 모터의 스위치를 제어하여 방향을 바꾸고 장애물을 피할 수 있습니다.
랩 5 - 코드 슈퍼카
주요 질문: 속도는 힘과 어떤 관련이 있나요?
- 학생들은 먼저 모터화된 슈퍼카를 조립하여 코드 슈퍼카를 만듭니다.
- 그들은 Code Super Car를 장치에 연결하고 VEXcode GO를 사용하여 자동차를 앞으로 운전하는 프로젝트를 만듭니다.
- 그런 다음 Code Super Car 프로젝트의 블록 내에서 다양한 속도 매개변수의 효과를 테스트하여 속도를 탐구합니다.
단위 표준
단위 표준은 단위 내의 모든 연구실에서 다루어집니다.
차세대 과학 표준(NGSS)
NGSS 3-PS2-1: 물체의 운동에 대한 균형력과 불균형력의 효과에 대한 증거를 제공하기 위한 조사를 계획하고 수행합니다.
표준 달성 방법: 랩 1에서 학생들은 동력이 없는 슈퍼카에 힘이 가해졌을 때(밀거나 중력에 의해) 이동하는 거리를 측정하고 기록하는 조사를 수행합니다.
2차 실험에서 학생들은 슈퍼카 손잡이를 다른 양만큼 돌렸을 때 이동 거리가 어떻게 되는지 조사합니다. 고무줄의 힘은 자동차의 움직임에 영향을 미칩니다. 3번째 랩에서는 모터화된 슈퍼카의 기어 구성과 관련된 균형 잡힌 힘과 불균형적인 힘을 살펴봅니다.
3번째 실험은 기어 구성으로 생성되는 속도에 초점을 맞췄습니다. 랩 4에서는 스티어링 슈퍼카의 움직임에 대한 모터의 9가지 변형을 테스트하는 동안 균형 잡힌 힘과 불균형한 힘을 조사합니다
랩 5에서는 학생들이 코드 슈퍼카의 이동 거리에 대한 속도 설정의 효과를 테스트하면서 균형 및 불균형 힘과 관련하여 얻은 정보를 결합합니다.
차세대 과학 표준(NGSS)
NGSS 3-PS2-2: 물체의 움직임을 관찰 및/또는 측정하여 패턴을 사용하여 미래의 움직임을 예측할 수 있다는 증거를 제시합니다.
표준 달성 방법: 학생들은 랩 1에서 동력이 없는 슈퍼카를 관찰하고 이동 거리에 대한 정확한 데이터를 수집하여 자동차의 움직임에 대한 예측을 논의합니다.
2번째 실험에서 학생들은 먼저 참여 섹션에서 농구 골대에 공을 던지는 과거 경험을 회상하여 자신의 경험을 예측과 연관시킵니다. 학생들은 또한 연극 1부에서 수집한 데이터의 패턴을 관찰하여 중간 연극 휴식 시간에 예측에 참여합니다. 2부에서는 학생들이 거리 경쟁에 참여하여 데이터를 사용하여 우승자를 정확하게 예측할 수 있는지 확인합니다.
3번째 실험에서 학생들은 세 가지 기어 구성(작은 것에서 큰 것으로, 같은 크기, 큰 것에서 작은 것으로)을 사용하여 자신이 만든 모터화된 슈퍼카에 필요한 속도와 출력을 테스트합니다. 플레이 파트 1에서 실시하는 테스트는 플레이 파트 2에서의 행동을 알리는 데 사용됩니다.
4번째 실습에서는 학생들이 Play Part 1에서 수집한 데이터를 활용하여 Play Part 2의 주행 테스트 과정을 탐색하는 능력을 키웁니다.
이 단원의 마지막 실습인 실습 5에서 학생들은 다양한 속도 설정이 Code Super Car의 움직임에 어떤 영향을 미치는지 테스트하고 관찰합니다.