STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2020 스포츠를 활용한 활동 수학 수업(야구를 중심으로) 인천대학교 과학영재교육원 2020년 STEM 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 프로그램 개요 기관명 인천대학교 과학영재교육원 프로그램 스포츠를 활용한 활동 수학 수업(야구를 중심으로) 이름 주요 과목 수학2 관련 단원 확률과 그 기본 성질 관련 과목 수학3 관련 단원 상관관계 STEM 요소 M 지역 보조 주 개발자 주요 수업 개요 차시별 개발자 스포츠에 대한 기본 규칙과 용어의 필요성을 안다. 야구에서 사용되는 확률과 통계를 이해한다. 사례를 통하여 경우의 수와 연봉에 관한 상관관계, 합리적인 선택의 의미를 안다. 1차시 주의 집중을 위한 도입 2차시 수업의 목표 설정 3차시 기초 학습 4차시 심화 학습 주요내용 (키워드 위주) 13. 스포츠를 활용한 활동 수학 수업(야구를 중심으로) ■ 개요 교재명 관련 교과 (단원) 교육 목적 스포츠를 활용한 활동 수학 수업(야구를 중심으로) 중학교 2학년 수학 (확률) 중학교 3학년 수학 (상관관계) 스포츠를 활용하여 자연스럽게 수학적인 내용을 체험하고 개념을 익힐 수 있다. 스포츠에 대한 기본 규칙과 용어의 필요성을 안다. 교육 목표 야구에서 사용되는 확률과 통계를 이해한다. 사례를 통하여 경우의 수와 연봉에 관한 상관관계, 합리적인 선택의 의미를 안다. 교수학습 방법 o o o o o o o o o o o 강의 반복 연습 및 암송 직접 교수 책략기반 교육 내용영역에서 도움을 받는 교수 그래픽 조직체 (Graphic Organizer) 코칭 개념 달성 시네틱스 (Synectics) 실연/모델링 소크라테스식 질문 - 1 - o o o o o o o o o o 시각화 역할 놀이 협동학습 모의 재판 시뮬레이션 탐구기반 학습 문제해결 및 문제기반 학습 그림자 경험 (shadowing experience) 사사제 (Mentorship) 독립 연구 인천대학교 과학영재교육원 Incheon Science Elite Program Tel: 032-835-4971~3, Fax: 032-835-4976 [심화] - 학생용 교재 - 스포츠를 활용한 수학이야기 교재개발자 : 인항고등학교 교사 홍석만 개발년도 : 교육 대상 : 중등 공통과정 온라인교재 수업 시간 : ( 총 4 시간 ) 2021 학년도 < 교재 요약 > 스포츠의 개요, 어원 역사를 살펴보고, 국내 프로스포츠 종목과 연고지 분포를 알아본다. 야구의 기본 규칙과 용어를 이해한다. 야구 데이터의 종류와 어떻게 활용되는지 살펴본다. 다양한 경우의 사례를 통하여 합리적이고 논리적인 선택을 할 수 있도록 한다. ▢ 관련 분야 및 내용 ※ 해당 교과 내용 및 STEM요소 기재. 칸이 부족할 경우 추가하여 작성 교과 분야 내용 STEM요소 수학 확률 M 수학 상관관계 M * STEM: Science, Technology, Engineering, Mathmatics 약자 1. 주 의 집 중 을 위 한 도 입 ※ 교과의 목표, 사전 학습 내용 등으로 구성 스포츠는 전략적인 판단을 기초로 몸을 움직이거나 머리를 쓰는 게임이나 오락 행위를 일컫는다.1) 활 동의 규칙에 따라 몸을 사용하여 승리를 쟁취하는 것을 목적으로 하며 개인의 건강 증진, 참가자와 관람 자의 유희, 그리고 단체 활동을 통한 사회적 증진과 협동을 지향한다고 한다. 운동이나 체육활동과는 다 르게 규칙과 경쟁 요소를 갖는 특징이 있다. 정해진 규칙으로 승부를 겨루는 경쟁을 하면서 지고 있는 상황에서도 역전과 재역전을 거듭하면서 극적인 반전의 상황이 나올 수도 있고, 결과를 쉽게 예측할 수 없는 의외에 결과가 나올 수 도 있기 때문에 ‘각본 없는 드라마’로 부르기도 하며 수학교육의 내용으로 활용할 수 있다. ‘sport’의 어원은 단어 ‘disport’로 즐기다, 지루하고 피곤한 일상을 떠나보내고, 기분을 전환하고 신나게 1) https://namu.wiki/w/%EC%8A%A4%ED%8F%AC%EC%B8%A0(스포츠) - 2 - 논다의 뜻을 가지고 있다. 스포츠의 역사를 보면 기원전 2000년 경 중국으로 거슬러 올라가는데 대중적으로 체조를 즐기고 체계 화한 흔적이 유적에서 발견된다고 한다. 또한 이집트 문명이나 메소포타미아 문명에서도 남아 있으며 창 던지기나 원반던지기 등을 즐긴 것으로 추측된다. 고대 그리스는 기원전 9세기 경부터 올림피아 제전이 열렸다고 추측된다. 스포츠는 대체적으로 구기, 휠, 육상, 격투기, 체조, 수상 등 다양한 카테고리로 구분하는 경우가 많다. 스포츠맨십이란 공평함, 도덕, 윤리, 존중, 경쟁자와의 우호 등으로 이루어지며 정당하고 공평하게 이기 고자 하는 의지, 패배했더라도 상대를 존중하고 겸허히 정당한 패배를 인정하는 자세 등의 요소를 이루 어진다. 볼을 사용하는 종목의 총칭을 ‘구기’라고 하는데 네트(net)형, 베이스볼(baseball)형, 골(goal)형의 3가지 로 구별된다. 네트형은 배구, 테니스, 탁구, 배드민턴 등이 포함된다. 베이스볼형은 야구, 소프트볼, 키리 켓이 해당되며, 골형은 축구, 농구, 럭비, 하키 등이 포함된다. 우리나라의 4대 프로스포츠라고 리그는 야구(KBO리그), 축구(K리그), 농구(KBL), 배구(V-리그)이다. 2. 수 업 의 목 표 설 명 스포츠를 더욱더 재미있게 즐기려면 우선 그 종고에 대한 기본 규칙과 용어를 잘알고 참여하거나 관람 하는 것이 중요하다. 현대 스포츠는 과학기술의 집약적 결과물이라고 해석해도 큰 무리가 없는데, 특히 야구는 수학과 과학의 요소를 함께 갖추고 있고, 대중적이고 인기가 많은 종목이다. 최근 세이버메트릭 스(Sabermetrics)가 프로야구에서 많이 활용되는데 이것은 통계학적・수학적으로 분석하는 방법이다. 야 구에 대한 규칙과 내용들을 살펴보면 그 속에 담긴 수학적인 내용들을 자연스럽고, 쉽게 체험해 본다. 3. 기 초 학 습 가. 대한민국에는 2021년 1월 기준 부산, 대구, 인천, 광주, 대전, 울산 이렇게 6개 광역시가 존재한다. 이 6개 광역시에 속한 4대 프로 스포츠 구단을 찾아보자. 1) 부산광역시 롯데자이언츠(KBO리그), 부산아이파크(K리그), 부산Kt소닉붐(KBL) 2) 대구광역시 삼성라이온즈(KBO리그), 대구FC(K리그) 3) 인천광역시 SK와이번스(KBO리그), 인천유나이티드(K리그), 인천전자랜드엘리펀츠(KBL), 인천대한항공점보스(V-리그) 4) 광주광역시 KIA타이거즈(KBO리그), 광주FC(K리그) 5) 대전광역시 한화이글스(KBO리그), 대전하나시티즌(K리그), 대전삼성블루팡스(V-리그) 6) 울산광역시 울산현대(K리그), 울산현대모비스피버스(KBL) - 3 - 4. 심 화 학 습 가. 탐구활동 { 벤 다이어그램 그리기2) } 벤 다이어그램은 서로 다른 집합들 사이의 관계를 표현하는 다이어그램이다. 1880년 영국의 논리학자, 도덕철학자인 존 벤에 의해 처음 고안되었다. 1. 야구, 축구와 광역시 벤 다이어그램 2. 야구, 축구, 농구와 광역시 벤다이어그램 3. 야구, 축구, 농구, 배구와 광역시 벤 다이어그램(도전 및 심화 활동) 2) https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=hansyoo&logNo=120166287420&proxyReferer=https:%2F%2 Fwww.google.de%2F - 5 - 

STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2021 블록코딩을 이용한 포물선 운동 충북대학교 과학영재교육원 2021년 STEM 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 프로그램 개요 기관명 충북대학교 과학영재교육원 프로그램 블럭코딩을 이용한 포물선 운동 이름 주요 과목 관련 단원 수학 관련 과목 STEM 요소 관련 단원 S, T, E, M 개요 차시별 지역 보조 주 개발자 주요 수업 함수/함수와 그래프/함수 개발자 블록코딩을 이용하여 함수와 그래프를 표현하는 방법을 이해한다. 이를 바탕으로 움직이는 물체를 시간에 따라 표현하는 방법을 학습하고, 특히 포물선 곡선에 대한 이해를 바탕으로 던져진 물체의 궤적을 표현하는 방법을 학습한다. 이러한 포물선 곡선을 이용하여 실제 세계에서 움직이는 물체를 가상공간에 구현하고, 간단한 게임을 제작하는 데에도 활용한다. 1차시 블록코딩의 기초 메뉴를 이해한다. 2차시 블록코딩을 이용하여 함수와 그래프를 표현한다. 3차시 포물선 곡선을 표현하는 방법을 이해한다. 주요내용 (키워드 위주) 4차시 움직이는 물체의 궤적을 구현하고, 이를 이용하여 자신만의 게임을 만들어본다. (수학) 블럭코딩을 이용한 포물선 운동 교사용 STEM 생각교실 (중/고) 블록코딩을 이용한 포물선 운동 주제 블록코딩을 이용한 포물선 운동 2015 개정 교육과정 고등학교 1학년/ 2학년 적용 학년 영역: 핵심개념 함수와 그래프/포물선 운동/물체의 운동 과학기술 적용 포물선 운동 해석 응용 분야 스포츠, 포사체의 궤적 블록코딩을 이용하여 함수와 그래프를 표현하는 방법을 이해한다. 이를 바탕으로 움직이는 물체를 시간에 따라 표현하는 방법을 학습하고, 특히 프로그램 개요 포물선 곡선에 대한 이해를 바탕으로 던져진 물체의 궤적을 표현하는 방 법을 학습한다. 이러한 포물선 곡선을 이용하여 실제 세계에서 움직이는 물체를 가상공간에 구현하고, 간단한 게임을 제작하는 데에도 활용한다. 차시구분 차시계획 차시별 교수학습 주제 및 내용 1차시 블록코딩의 기초 메뉴를 이해한다. 2차시 블록코딩을 이용하여 함수와 그래프를 표현한다. 3차시 포물선 곡선을 표현하는 방법을 이해한다. 4차시 움직이는 물체의 궤적을 구현하고, 이를 이용하여 자신 만의 게임을 만들어본다. 충북대학교 과학영재교육원 - 13 - (수학) 블럭코딩을 이용한 포물선 운동 (6) 교수-학습 과정의 전개 학생용 1차시: 블럭코딩의 이해 활동지 수업일 ( ) 학년 ( ) 반 이름 모둠 [학습 목표] § Scratch 같은 블럭코딩의 주요 메뉴를 이해한다. § 블럭코딩의 프로그램 방법을 이해한다. [실험 안전 유의사항] § 칼이나 가위 또는 다른 날카로운 도구 사용시 다치지 않도록 주의한다. § 무거운 물체를 사용할 때 떨어뜨리지 않도록 주의한다. § 전기 기구를 다룰 때 감전과 합선 등의 사고가 일어나지 않도록 주의한다. § 장난 또는 큰 행동을 하지 않도록 주의한다. 1차시 [개념 도입] 블럭코딩의 이해 ◆ Scratch 홈페이지에 접속하여 사용자 등록을 한 후, ‘만들기’ 메뉴에서 프로그 래밍에 필요한 주요 메뉴들의 구성을 살펴보자. - 20 - (수학) 블럭코딩을 이용한 포물선 운동 학생용 2차시: 함수와 그래프의 표현 활동지 수업일 ( ) 학년 ( ) 반 이름 모둠 [학습 목표] § 스프라이트 화면에서 좌표의 역할을 이해한다. § 변수의 사용법을 이해한다. § 화면에서 점을 찍어 도형과 그래프를 표현하는 방법을 이해한다. [실험 안전 유의사항] § 칼이나 가위 또는 다른 날카로운 도구 사용시 다치지 않도록 주의한다. § 무거운 물체를 사용할 때 떨어뜨리지 않도록 주의한다. § 전기 기구를 다룰 때 감전과 합선 등의 사고가 일어나지 않도록 주의한다. § 장난 또는 큰 행동을 하지 않도록 주의한다. 2차시 [탐구 및 개념 확장] 함수와 그래프의 표현 ◆ 화면에서 스프라이트의 위치가 어떻게 좌표로 표현되는지 찾아보고, 스프라이 트를 마우스로 움직이면서 좌표의 변화를 확인해보자. => 마우스를 이용하여 스프라이틀 좌우로 움직이면서 화면 아래의 좌표값이 변하는 것을 확인하게 한다. => 화면의 좌표계에서 x, y의 최대 범위를 확인하게 한다. ◆ 동작 메뉴의 여러 부메뉴를 이용하여 고양이가 원하는 위치로 이동하도록 좌 표를 지정하여 움직여보자. - 23 - (수학) 블럭코딩을 이용한 포물선 운동 학생용 3차시: 포물선의 이해와 표현 활동지 수업일 ( ) 학년 ( ) 반 이름 모둠 [학습 목표] Ÿ 포물선의 의미를 이해한다. Ÿ 포물선을 블럭코딩으로 구현한다. [실험 안전 유의사항] § 칼이나 가위 또는 다른 날카로운 도구 사용시 다치지 않도록 주의한다. § 무거운 물체를 사용할 때 떨어뜨리지 않도록 주의한다. § 전기 기구를 다룰 때 감전과 합선 등의 사고가 일어나지 않도록 주의한다. § 장난 또는 큰 행동을 하지 않도록 주의한다. 3차시 [과학기술 적용] 포물선의 이해와 표현 ◆ 일차함수와 이차함수의 그래프가 어떻게 다른지 비교해보자. => 함수 단원에서 학습한 일차함수와 이차함수를 복습하며, 그래프의 개형이 어떻게 다른지 생각해 보게 한다. ◆ 이차함수를 블럭코딩을 이용하여 구현해보자. => 앞에서 그린 일차함수 그래프 블럭코딩에서 y좌표에 x좌표에 대한 2차식을 대입하여 포물선이 그려지게 한다. 이때 2차항의 계수를 0.01정도로 작게 하는 것이 화면 안에서 보기좋게 그려진다. - 27 - (수학) 블럭코딩을 이용한 포물선 운동 학생용 4차시: 포물선 운동을 이용한 게임 만들기 활동지 수업일 ( ) 학년 ( ) 반 이름 모둠 [학습 목표] Ÿ 중력에 의한 자유낙하 운동에서 y방향 속도가 매 순간 일정하게 변함을 이해한다. Ÿ y방향 위치변화는 시간에 대한 1차함수로 표현되고, x방향 위치변화는 일정한 값임을 이해 한다. Ÿ 물체의 궤적은 포물선 궤도를 이루게 됨을 이해한다. Ÿ 포물선 운동을 이용하여 원하는 게임을 구현해본다. [실험 안전 유의사항] § 칼이나 가위 또는 다른 날카로운 도구 사용시 다치지 않도록 주의한다. § 무거운 물체를 사용할 때 떨어뜨리지 않도록 주의한다. § 전기 기구를 다룰 때 감전과 합선 등의 사고가 일어나지 않도록 주의한다. § 장난 또는 큰 행동을 하지 않도록 주의한다. 4차시 [공학적 산출물] 포물선 운동을 이용한 게임 만들기 ◆ 화면 아래의 메뉴를 이용하여 새로운 스프라이트를 추가하고, 배경 화면도 바꾸어 보자. ‘보이기’ 메뉴를 이용하여 원하는 스프라이트만 보이게 하거나, 휴지통 아이콘을 이용하여 스프라이트를 삭제할 수도 있다. - 30 -