Transcript 과학작품제작사례발표(김정숙)

과학작품 제작 사례
백양고등학교 수석교사
김정숙
시작은 강요에 의해서 ??
과정은 학생들과
신나게
♪♩♬
과학전람회 출품의 어려움
1. 아이디어 착상의 어려움
2. 실험기구 제작의 어려움
3. 실험데이터 중에서 유의미한 데이터를 찾아
한 단계 향상된 결과를 얻는 어려움
어려움을 극복하는 비결은 노력과 시간
이론! 가르치는 방법 고민
고정된 지식
NO!
오차를 최대한 줄이고 결
과 해석을 정확하게
• 염산과 암모니아수를 이용한 기체
확산 속도 측정
그레이엄 법칙 최적조건 실험연구
• HCl(g) + NH3(g) →
NH4Cl(s)
• 생성된 염화암모늄 흰
고리 염산쪽으로 이동
• 실험장치 내부 감압
공기분자와 충돌에
의한 오차 고려
증발도 일종
의 확산
이론 ! 가르치는 방법 고민
• 교사는 학생들이 무엇을 질문할
것인가 생각하고 그것을 해결
• 과학작품은 1% 영감과 99% 끈기
고정된 지식
NO!
교수님과
메일교환
그레이엄 법칙 최적조건 실험연구
• 암모니아수에서 증발된
암모니아 기체에 의해
붉은 리트머스지가 푸르게
변색
• 염산에서 증발된 염화
수소 기체에 의해 푸른
리트머스지가 붉게 변색
수화 반지름
증가
그레이엄 법칙 최적조건 실험연구
• 실험 오차
- 이론적으로 발견될 수 있는
동시에 보정할 수 있는 계통
오차(가측오차)
- 물리적 한계에서 기인되며
없앨 수 없고 오차의 크기를 줄일
수 있는 우연오차 (불가측오차)
과학전람회 출품의 어려움
1. 아이디어 착상의 어려움
2. 실험기구 제작의 어려움
3. 실험데이터 중에서 유의미한 데이터를 찾아
한 단계 향상된 결과를 얻는 어려움
어려움을 극복하는 비결은 노력과 시간
과학작품 제작의 필요성
1. 작품제작과정에서 터득한 과학적 지식과 경험은
교사 자신의 학문적 발전이 됨
2. 수업에 자신감을 갖게 되며 교수-학습 방법이
개선됨
3. 성취감, 가산점 등
Ⅰ.
과학전람회 출품하면서…
1. 주제선정 - 정말 자기가 해보고 싶은것
2. 제작기간 - 최소 2년, 2번 이상 출품도전
3. 과학전람회 책자, 홈페이지, 논문, 전공서적 참고
4. 대학 Open-Lab 참관, 다양한 참고자료 활용
5. 지도조언을 해줄 수 있는 인적 네트워크
과학 작품을 제작하려면
1. 아이디어 얻기
- 의심해보기, 다른 시각으로 살펴보기,방법 달리해보기,
교과서 실험도 다시 따져보기, 기존 기구들을 디지털화하고
첨단기술과 접목시키기 등
2. 아이디어 구체화
- 참고문헌, 전문서적, 관련 논문 탐독, 교수님 자문
- 국립중앙과학관 홈페이지, 전국과학교육연구원 자료실
과학적 사고방식의 6단계
1. 의문을 갖는다.
2. 추리해 본다.
3. 가설을 세운다.
4. 관찰, 실험을 해본다.
5. 출발점을 바꾼다.(가설 수정 및 결과 분석)
6. 결론을 내린다.
Ⅱ. 실패와 성공의 원인
1. 실패사례의 원인
출발이 늦었다.
실험기구 제작이
늦어짐으로 측정장치
개선의 어려움
유의미한 데이터를 찾아
내어 좀 더 향상된
실험을 하지 못함.
교사로서 전 시간 연구에 투자 할 수 없음으로
조금씩 미리미리 해야 함..
예비실험시의 수동측정으로는 정교한 데이터를 얻기
어렵고 데이타에 대한 신뢰성을 떨어짐.
시간부족으로 실험방향 조절 실패
Ⅱ. 실패와 성공의 원인
2. 성공사례의 원인
작품제작의 동기
간학문적 주제
수업 중 학생들이 이해하기 어려워하는 부분에서
이해를 돕기 위해 제작시도
안테나공학에서 기본적으로 다루는 내용을
물리의 파동에 적용하는 실험장치 개발
참고도서의 적극적
활용을 통한 이론적
배경을 가짐
안테나공학 책을 보면서 물리적으로 받아들일 요소를 뽑아냄
우수한 지도자문자
방송국 소장(황령산), 해양대 전파공학과 겸임교수
; 학생들과 함께 실습에 참여함.
부산정보대교수 ; 안테나전공교수, 부산디지탈카드 개발자
일선의 통신과 선생님 - 무선통신관련 전문가
Ⅲ. 심사평으로 본 전국과학전람회
1. 연도별로 본 심사총평
1) 창의성/탐구성, 완벽성, 실용성 및 참여성(46회,47회)이 심사기준
창의․탐구성, 이론적 타당성, 실용성(49회~ 51회)의 심사기준에
학생작품에는 탐구과정(49회,50회)에 중점,
탐구내용의 창의성과 참여도(51회)에 중점.
교원작품에는 교육현장에 적용될 수 있는 연구성과 여부에 중점(50회,51회)
2) 유사작품 출품 여부를 확인하기 위한 테이타베이스 검색작업과
엄밀한 선행연구조사가 병행 실시.
Ⅲ. 심사평으로 본 전국과학전람회
1. 연도별로 본 심사총평
3) 학생작품
전반적으로 일상생활에서 흔히 접할 수 있는 주제를 대상으로 탐구,
학생들의 높은 탐구열과 과학적이고 논리적인 분석이 돋보임,
초등학생은 탐구력과 참여도, 고등학생은 작품의 수준과 기본지식이 뛰어남.
그러나 창의적인 아이디어의 부족, 일부작품은 학생본인의 참여도 미흡,
지도교원이 연구를 주도,
학생들의 눈높이에 맞는 지도(50회)
학생들의 창의력을 이끌어내는 끈기 있는 자세 (51회),
4) 교사작품
교육현장에 적용될 수 있는 연구작품들의 확산추세
전국과학전람회가 추구하는 과학교육 목적에 부합
교육적 활용도 측면을 배제한 채 본인들의 석․박사논문 주제를 형식만
바꾸거나 심화시켜 첨가하는데 이런 것은 지양되어야 함.
Ⅲ. 심사평으로 본 전국과학전람회
2. 대통령상 심사평(50회)
1)학생부 대통령상(잎차례에는 어떤 비밀이 숨어 있을까?)
잎차례는 초 ,중, 고등학교의 교육현장에서 모두 강의되고 있으나 학생들이 이해하기 힘든 주제
이다. 본 작품은 문제 제기로부터 그것을 해결해 가는 접근방법, 과정 및 결론이 초등학교 학생
이 수행하기에 완벽하였다.
우리나라 산야에 생육하고 있는 많은 식물들의 잎차례 모양을 관찰하고, 수집하여 잎차례의 모
양에 따라 분류하고, 잎들의 배열상태 및 정단으로부터의 잎의 크기 등을 과학적으로 분석하였
다.
분석의 결과 얻은 정보를 바탕으로 각 잎차례의 모형을 작성하여 광을 조사한 후 빛의 수광도를
측정하여 잎차례별 수광율의 차이를 분석하였다. 또한 잎차례의 모양 및 잎의 크기를 다양하게
제작하여 자연상태의 잎차례와 비교함으로써 자연현상의 잎차례가 식물의 수관율을 높이기 위
해 매우 중요한 요인이며, 식물들의 진화의 결과임을 알아보았다.
본 작품은 초등학교 학생의 눈으로 본 식물 잎차례의 다양한 차이의 원인을 밝히기 위한 동기의
창의성과 참신성이 돋보였다. 또한 자연상태에서 각종식물을 수집하여 분석하여 가설을 설정하
고, 그 가설을 증명하기 위하여 각종 잎차례의 모델을 만들어 광을 조사함으로써 식물들이 수광
율을 높이기 위해 다양한 잎차례를 가지도록 진화되었다는 것을 밝혔다.
Ⅲ. 심사평으로 본 전국과학전람회
2. 대통령상 심사평(50회)
2) 교원 일반부 대통령상(전자기파 학습을 위한 3단계 실험장치 개발)
본 작품은 교사들이 고등학교 학생들에게 물리교과서를 가르칠 때 전자기파의 발생과
정과 특성을 실험적으로 쉽게 이해시킬 수 있도록 교육용 장치를 만드는 연구를 수행
한 것이다.
특히, 전자기유도 현상, 변위전류 검출, 전자기파 검출을 단계별로 체계적으로 실험할
수 있도록 학습도구로 개발하였다. 그리고 전계 강도계를 만들어 휴대폰의 전자파 세
기를 측정한 실험과 은박지를 이용한 전송선로 상에서의 정상파 측정실험 등은 학생
들이 어렵게 생각하는 물리 실험을 일상생활에 적용했다는 점에서 높이 평가되었다.