STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2022 저항의 연결과 주택 조명 충북대학교 과학영재교육원 2022년 STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 프로그램 개요 기관명 충북대학교 과학영재교육원 프로그램명 주요 과목 구분 (신규/수정보 완) 주택의 조명과 전기 회로 과학 관련 과목 주요 단원 신규 주요 적용 학년 중2 개발차시 4 전기와자기/ 전기 관련 단원 STEM+I S, T, E, 요소 M 적용 지역 보조 주 개발자명 개발자 직렬 회로와 병렬 회로의 특징을 비교해보며 그 원리를 탐구하고 나아가 3로 스위치의 원리를 이해한다. 이해한 원리를 바탕으로 실생활에서 어떻 주요 수업 게 쓰이는지 조사하고 최종적으로 직접 회로를 설계해봄으로써 전기회로 개요 에 대한 심층적 이해를 목표로 한다. 활동을 통해 과학적 원리가 실생활 과 유리되어있지 않음을 몸소 체험하고 과학에 대한 긍정적 태도와 흥미 를 유발할 수 있을 것이다. 1차시: 직렬 연결과 병렬 연결을 관찰하고 전류와 전압을 측정해 본다. 차시별 주요내용 (키워드 위주) 2차시: 직력과 병렬 연결 회로에 스위치를 추가하여 스위치의 역할을 이 해한다. 3차시: 3로 스위치의 개념을 추가하여 직접 회로를 구성하여 작동해본다. 4차시: 집 모형을 구성하여 집에 전기 회로를 구성해본다. (물리) 저항의 연결과 주택조명 (6) 교수-학습 과정의 전개 학생용 1차시: 꼬마전구의 연결 방법과 밝기의 관계 비교 활동지 수업일 ( ) 학년 ( ) 반 이름 모둠 [학습 목표] Ÿ 전기 회로의 의미를 이해한다. Ÿ 전기 저항의 의미 [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] 꼬마전구의 연결 방법과 밝기의 관계 비교 ◆ 조명은 집 안에서 생활하는데 필수적인 도구이다. 실내에서 책을 읽거나 다른 활동을 위해서 여러 가지 종류의 조명을 이용한다. 특히, 현대에는 조명을 단순히 밝게 보기 위한 도구로 사용할 뿐만 아니라 인테리어에 활용하여 집 안을 아름답게 보일 수 있도록 이용하고 있다. 집 안에서 사용하는 조명의 종류와 그 활용 방법 에 대해 생각해보자. 조명기구 종류 활용 방법 - 18 - (물리) 저항의 연결과 주택조명 학생용 2차시: 스위치의 연결 방법 활동지 수업일 ( ) 학년 ( ) 반 이름 모둠 [학습 목표] Ÿ 회로에서 스위치의 역할을 이해한다. Ÿ 회로의 연결 방법에 따른 스위치의 연결 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] 스위치의 연결 방법 ◆ 꼬마전구 회로에서 스위치 1개를 전구와 전지 사이에 직렬로 연결하고, 스위치의 작동 을 조사해보자. ◆ 꼬마전구 회로에서 스위치 1개를 전구와 전지 사이에 병렬로 연결하고, 스위치의 작동 을 조사해보자. - 21 - (물리) 저항의 연결과 주택조명 학생용 3차시: 3로 스위치의 이해 활동지 수업일 ( ) 학년 ( ) 반 이름 모둠 [학습 목표] Ÿ 여러 종류의 스위치의 활용을 이해한다. Ÿ 3극 스위치의 활용 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. 3차시 [과학기술 적용] 3극 스위치의 이해 ◆ 전기회로에 사용되는 여러 종류의 스위치에 대해서 조사해보자. ◆ 꼬마전구 1개가 연결된 회로에서 3극 스위치를 이용하여 전구를 켜고 끄는 연결방법을 조사해보자. - 23 - (물리) 저항의 연결과 주택조명 학생용 4차시: 주택 조명과 전기 회로 활동지 수업일 ( ) 학년 ( ) 반 이름 모둠 [학습 목표] Ÿ 주택의 조명에서 밝기에 맞추어 여러 전구를 사용하는 방법을 알아보자. Ÿ 주택의 전기를 차단하는 방법에 대하여 알아보자. Ÿ 내부와 외부에서 같이 켜고 끌 수 있는 스위치에 대하여 알아보자. [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] 주택 조명과 전기 회로 ◆ 주택의 내부에서 여러 개의 전등을 사용할 때, 필요한 전등만 사용할 수 있는 조명 배선 방법을 고안하고 제작한 후 토의해보자. ◆ 주택의 전기 안전관리를 위하여 일시에 모든 전기를 차단할 수 있는 배선 방법을 고안 하고 제작한 후 토의해보자. - 25 - 

STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2022 전자기유도 가천대학교 과학영재교육원 2022년 STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 프로그램 개요 구분 기관명 가천대학교 프로그램명 (신규/수정보완 ) 신규 전자기 유도 주요 과목 과학, 수학 주요 단원 관련 과목 공학 관련 단원 Science: 전기와 주요 적용 학년 중2,3 개발차시 4 1단원 전기와 자기 2단원 전류와 자기장 자기, 전자기 유도 STEM+I 요소 Technology: 전자기기, 신재생 에너지, 무선충전 적용 지역 Engineering: 전기 회로 Mathematics; 변화량, 변화율, 기초 미적분 보조 주 개발자명 개발자 Ÿ 전기와 자기적 현상에 대한 이해를 바탕으로 전자기 유도 현상에 대하 여 알아본다. 주요 수업 개요 Ÿ 전자기 유도 현상을 이해하고 이를 이용한 장치들의 원리를 알아본다. Ÿ 무선 충전 장치를 제작하여 전자기 유도 현상을 체험하고, 발전기의 원 리를 이해한다. Ÿ 도체와 자석의 상대적 운동에서 전자기 유도에 의한 자기저항력과 자 석의 운동 특징을 알아본다. 1차시: 전기와 자기적 현상과 그 특징 이해하기 2차시: 전자기 유도 현상과 이를 이용한 장치 및 발전기의 원리를 알아본 차시별 다. 주요내용 (키워드 위주) 3차시: 무선 충전 장치를 제작하고 그 작동원리를 알아봄으로써 전자기 유 도 현상을 이해한다. 4차시: 전자기 유도에 의한 자기저항력의 원리와 특성에 대하여 알아본다. ◈ 전하와 전기력         _ +       + +   https://phet.colorado.edu/ko/simulations/faradays-law ◈ 전자기 유도 • 고리를 통과하는 자기선속 =(고리의 단면적)ⅹ(고리를 통과하는 자기장 세기) • 고리를 통과하는 자기선속이 변화할 때 고리에 기전력이 유도되어 고리에 전류가 흐른다 • 유도되는 기전력의 세기는 고리를 통과하는 자기선속의 시간에 대한 변화율에 비례한다 유도기전력∝ 유도전류 유도전류 자기선속의 변화량   변화에 걸린 시간 • 유도기전력의 방향은 자기선속 변화를 억제하는 방향 → ‘렌츠의 법칙’ ◈ 무선충전 원리 탐구 https://www.youtube.com/watch?v=u_pCCsN-L8Y ◈ 유도전류 측정 https://phet.colorado.edu/ko/simulations/faradays-law https://phet.colorado.edu/ko/simulations/faradays-law ◈ 맴돌이 전류와 자기 저항력 고리를 통과하는 자속 감소 고리를 통과하는 자속 증가 S N S N S N > > > > S 맴돌이 전류 (Eddy currents) N > > > > 유도전류 도체판