제주융합과학연구원 2024 중등 첨단과학실험캠프 - 중학생 30명이 아두이노로 직접 설치한 자유낙하 실험 장치
사례 요약
기관 | 제주융합과학연구원 |
행사 | 2024 중등 첨단과학실험캠프(2024년 4월 6~7일) |
대상 | 중학교 1~2학년 30명(2인 1팀) |
일정 | 2024년 4월 6일(토) 13:30~17:30 |
교육 내용 | 아두이노 MBL 과학실험 기초 개념 학습, 센서를 이용한 자유낙하 운동 실험, 실험 보고서 작성 |
프로그램 | AI·SW 탐구 캠프 |
교구·도구 | 베이직 사이언스 키트, 아두이노, 코풀(당시 SW 코스웨어) |
결과물 | 팀별 자유낙하 실험 장치와 실험 보고서 |
제주융합과학연구원에서는 2024년 4월 6~7일 ‘2024 중등 첨단과학실험캠프’가 열렸습니다. 교풀에듀는 캠프 첫날인 4월 6일 오후에 중학교 1~2학년 30명과 아두이노를 이용한 MBL 과학실험을 진행했습니다. 학생들은 2인 1팀으로 자유낙하 실험 장치를 설치해 실험하고, 실험 보고서를 함께 작성했습니다.
캠프와 실험 주제
이 수업은 첨단과학실험캠프 프로그램 가운데 하나로, 아두이노와 여러 부품으로 실험 장치를 설치하고 자유낙하 실험을 하는 과정입니다. MBL(Microcomputer-Based Laboratory)은 센서와 컴퓨터로 실험 값을 측정하고 기록하는 실험 방식입니다. 수업의 목표는 아두이노 MBL 과학실험의 기초 개념을 익히고, 센서로 하는 샘플 실험을 통해 MBL 과학실험이 왜 필요한지 이해하는 것이었습니다.
실험 주제는 자유낙하 운동입니다. 학생들은 한쪽 벽면에 실험 장치를 설치하고 물체를 떨어뜨립니다. 물체가 이동한 거리와 걸린 시간으로 속도를 구하고, 에너지 변환 법칙을 이용해 중력의 값을 구하는 방식입니다.
실험에는 ‘피지컬 컴퓨팅으로 배우는 과학 실험’을 위한 베이직 사이언스 키트를 사용했습니다.
기초 학습 · 피지컬 컴퓨팅과 아두이노
학생들은 실험에 앞서 피지컬 컴퓨팅의 기본 개념과 아두이노 사용법을 먼저 배웠습니다. 강의에서는 센서, 애플리케이션, 네트워크, 액추에이터 등 피지컬 컴퓨팅의 구성 요소를 다뤘습니다.
피지컬 컴퓨팅 개념 강의와 노트북으로 아두이노를 다루는 학생
이어서 실험에 쓰는 부품을 하나씩 살펴보고, 키트의 부품을 아두이노에 연결해 보았습니다.
키트 부품을 꺼내 아두이노에 연결해 보는 학생들
실험 장치 설치와 코드 작성
아두이노 사용법을 익힌 학생들은 팀별로 실험 준비를 시작했습니다. 자유낙하 운동을 측정할 실험 장치를 설치한 뒤, 코드를 작성하고 회로를 연결했습니다.
코드를 작성하고 회로를 연결하는 과정에서 크고 작은 오류가 자주 생겼습니다. 학생들은 오류가 난 원인을 직접 찾고 해결 방법을 익히며 과학 원리와 피지컬 컴퓨팅을 함께 배웠습니다.
실험에 성공하지 못한 조도 있었습니다. 교풀에듀는 이 수업에서 실험 성공 여부보다 자유낙하 운동의 원리와 실험을 설계하는 방법을 익히는 것을 더 중요하게 보았습니다.
교풀에듀가 맡은 일
수업: 피지컬 컴퓨팅과 아두이노 기초, 실험 부품 설명, 자유낙하 실험 장치 설치와 코드 작성, 실험 보고서 작성까지 4시간 수업을 진행했습니다.
교구·코스웨어: 베이직 사이언스 키트와 코풀(당시 SW 코스웨어)을 수업에 사용했습니다.
이런 학교·기관에 맞습니다
중학생 대상 과학 캠프에 센서로 측정하는 실험을 넣으려는 과학교육 기관
반나절 안에 피지컬 컴퓨팅 기초부터 실험, 보고서 작성까지 마치는 프로그램을 찾는 담당자
자유낙하 운동 같은 역학 개념을 2인 1팀 실험으로 다루려는 중학교 과학 캠프·동아리
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