[09-10차시] B세트 골드버그 장치 연결하기

수업주제

골드버그 장치 이해하기 (2) - B세트 연결 및 아날로그 트러블슈팅

학급유형

[포용적 리더형]

학생 맞춤형 수업 전략

[학습자 특성 전략–학습자 흥미]
수업자 의도
– 본 차시는 웨이메이커 동아리 학생들이 AI의 도움에서 잠시 벗어나, 오롯이 자신의 관찰력과 끈기로 물리적 오류를 극복하는 아날로그적 문제 해결력을 기르도록 기획되었습니다. 단순한 조립을 넘어, 실패의 원인을 스스로 찾아내고 교정하는 과정에서 공학적 직관을 깨우치는 데 목적이 있습니다.
01

도입

[동기유발] 명탐정 메이커, 오류를 찾아라!

• 지난 시간 완성한 B세트 5종(고무동력수레, 판도미노, 비아, 풀스위치, 롤링힐)의 순서와 원리 복습하기

• 질문 던지기: “장치를 하나로 연결했을 때 한 번에 성공할 확률은 얼마나 될까요?” (대부분 실패함을 인지시킴)

👍 자료 및 유의점

• 자료/유의점

02

전개

[활동 1] 힘의 릴레이, 장치 이어 붙이기

• 5가지 장치가 연쇄적으로 작동할 수 있도록 순서에 맞게 바닥에 배치하기

(예상 순서: 고무동력수레 → 판도미노 → 비아 → 풀스위치 → 롤링힐)

•  수레를 출발시켜 전체 장치 가동해 보기

• 당연히 발생하는 ‘병목 현상(장치가 멈추는 구간)’ 확인하기

• 5가지 장치가 연쇄적으로 작동할 수 있도록 순서에 맞게 바닥에 배치하기

(예상 순서: 고무동력수레 → 판도미노 → 비아 → 풀스위치 → 롤링힐)

• 첫 번째 구슬을 굴리거나 수레를 출발시켜 전체 장치 가동해 보기

• 당연히 발생하는 ‘병목 현상(장치가 멈추는 구간)’ 확인하기

★[학습자 특성 전략–학습자 흥미]

학생이 좋아하는 주제나 소재를 수업에 적극적으로 활용하여 재미있는 스토리텔링을 부여합니다. 5가지 장치를 무미건조하게 이어 붙이는 대신, 장치의 최종 작동 목표를 5학년 학생들이 최근 열광하는 ‘두바이 스타일 쿠키(피스타치오, 마시멜로) 배달 작전’이나 친숙한 우리 지역 ‘거제 주상절리 바위 험로 탈출’ 같은 흥미로운 미션으로 설정합니다. 최종 도착지인 롤링힐에 마시멜로 모형을 두거나, 장치가 멈추는 병목 구간을 ‘화산암 함정’이라고 부르며 과제 몰입도를 높입니다.

[활동 2] 스스로 해결하는 3단계 트러블슈팅

• 장치가 멈춘 구간에서 다음 3단계 원칙을 적용하여 문제 해결하기

1) 관찰 (어디서 멈췄나?): (예) 풀스위치의 실이 안 당겨짐, 롤링힐의 축바퀴가 탁구공을 못 침

2) 원인 추론 (왜 멈췄나?): 거리(너무 멀다/가깝다), 각도(비뚤어졌다), 힘(고무줄 탄성력이 약하다/강하다) 중 원인 찾기

3) 미세 조정 (수정 후 재시도): 도미노 간격을 1cm 좁히거나, 롤링힐 레일 끝과 탁구공의 위치를 정밀하게 재배치하기

• 원인이 해결될 때까지 ‘관찰-추론-조정’ 무한 반복하며 최종적으로 처음부터 끝까지 연결 성공하기

[활동 3] 패들렛에 실험영상, 성공영상 올리기

👍 자료 및 유의점

• 자료

B세트 장치 및 탁구공 등 구슬류

• 유의점

처음 연결 시에는 모둠원들이 각자 맡은 장치 사이의 간격을 대략적으로 눈대중으로 맞추도록 한다.

교사는 AI를 활용하여 주요 트러블슈팅 예상 포인트를 알고 학생들을 도울 수 있음.

03

정리

[정리하기] 나만의 해결 비법, 아이디어 노트 기록

• 오늘 가장 해결하기 어려웠던 구간은 어디였으며, 어떤 방법(거리 조절, 각도 변경 등)으로 해결했는지 아이디어 노트의 ‘트러블슈팅’ 란에 기록하기

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도입

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정리

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