부산교육 2015-89 중학교 1 학년학생용워크북 발명영재교육프로그램

차 례 1 부. 발명아이디어의구상 1. 관찰은발명의첫걸음 1 2. 발명아이디어구안하기 10 3. 발명품검색하기 13 4. 좋은제품은어떻게찾을까? 16 2 부. 발명아이디어의표현 5. 발명아이디어설명서작성하기 19 6. 발명품제작하기 28 3 부. 발명문제해결의기초 7. 도면위에아이디어표현하기 30 8. 컴퓨터를활용한아이디어디자인 47 9. 기계요소의이해및활용 61 4 부. 발명문제해결프로젝트 10. 나만의악기만들기 ( 개인 ) 75 11. 튼튼한구조물만들기 ( 팀 ) 87 12. 롤링볼만들기 ( 팀 ) 99 13. 공선별장치만들기 ( 팀 ) 109 14. 신나는롤러코스터만들기 ( 팀 ) 120 15. 골드버그장치만들기 ( 팀 ) 129

1 부발명아이디어의구상 1. 관찰은발명의첫걸음 학습목표 관찰의정의를알고, 관찰을통한발명을설명할수있다. 관찰을통해닮은모습을찾아내고설명할수있다. 1 관찰이란? 중등발명영재 1 학년교육프로그램 1

1 부발명아이디어의구상 생각해보기 2 자연관찰을통한발명 2 중등발명영재 1 학년교육프로그램

1 부발명아이디어의구상 중등발명영재 1 학년교육프로그램 3

1 부발명아이디어의구상 4 중등발명영재 1 학년교육프로그램

1 부발명아이디어의구상 3 관찰을통한닮은모습찾기 구분한글자음닮은모습설명 1 ㄱ 2 ㄴ 3 ㄷ 4 ㄹ 5 ㅁ 6 ㅂ 7 ㅅ 8 ㅇ 9 ㅈ 중등발명영재 1 학년교육프로그램 5

1 부발명아이디어의구상 구분숫자닮은모습설명 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 6 중등발명영재 1 학년교육프로그램

1 부발명아이디어의구상 구분알파벳닮은모습설명 1 A 2 B 3 C 4 D 5 E 6 F 7 G 8 H 9 I 10 J 중등발명영재 1 학년교육프로그램 7

1 부발명아이디어의구상 생각해보기 8 중등발명영재 1 학년교육프로그램

1 부발명아이디어의구상 읽을거리 사이클로이드는직선위에서하나의원이굴러갈때그원에찍힌한점이그리는곡선을말한다. 물체가두점사이를따라내려올때가장빠른속도로도착하는선이직선이아니고사이크로이드곡선이다. 초가지붕의처마와기와집처마의곡선모양도사이크로이드곡선을띠고있는데빗물이지붕에흡수되는시간을최소화하기위하여최단시간에빗방울이땅으로떨어지도록설계한것이다. 중등발명영재 1 학년교육프로그램 9

1 부발명아이디어의구상 2. 발명아이디어구안하기 학습목표 평소에개선해보고싶었던물건을선택하여발명아이디어를구상할수있다. 구상한아이디어를발표하고설명할수있다. 1 개선하고싶은물건선택하기 2 선택한물건의불편한점제시하기 자신이선택한물건의불편한점제시하기 3 아이디어구상하기 가. 위의여러가지불편함중에서꼭해결하고싶은불편함 1 가지를선정해보자. 10 중등발명영재 1 학년교육프로그램

1 부발명아이디어의구상 이렇게하면해결돼요!! 별표주는곳별표주는곳별표주는곳 중등발명영재 1 학년교육프로그램 11

1 부발명아이디어의구상 4 아이디어검색하기. 12 중등발명영재 1 학년교육프로그램

1 부발명아이디어의구상 3. 발명품검색하기 학습목표 다양한발명대회작품검색을할수있다. 특허정보무료검색서비스에서검색할수있다. 1 발명대회홈페이지를통해검색 중등발명영재 1 학년교육프로그램 13

1 부발명아이디어의구상 생활과학1 생활과학2 학습용품과학완구자원재활용 생활과학1 생활과학2 학습용품과학완구자원재활용 14 중등발명영재 1 학년교육프로그램

1 부발명아이디어의구상 2 특허정보무료검색서비스 특허실용디자인상표 2 나만의아이디어검색하기 중등발명영재 1 학년교육프로그램 15

1 부발명아이디어의구상 4. 좋은제품은어떻게찾을까? 학습목표 제품의특징을찾아낼수있다. 아이디어발상기법을활용하여좋은제품을선정할수있다. 1 좋은제품이란? 생각해보기 16 중등발명영재 1 학년교육프로그램

1 부발명아이디어의구상 2 제품특징찾아내기 나. 제품 2 중등발명영재 1 학년교육프로그램 17

1 부발명아이디어의구상 3 좋은제품은조건은? 공통준거개별준거 ( 제품별 ) 18 중등발명영재 1 학년교육프로그램

2 부발명아이디어의표현 5. 발명아이디어설명서작성 학습목표 발명아이디어설명서에포함되어야할내용을알수있다. 자신의발명아이디어설명서를작성할수있다. 1 발명아이디어설명서의주요내용 대회명 발명아이디어설명서내용 1) 본교재에서는발명아이디어설명서로용어를통일한다. 중등발명영재 1 학년교육프로그램 19

2 부발명아이디어의표현 대회명 발명아이디어설명서내용 20 중등발명영재 1 학년교육프로그램

2 부발명아이디어의표현 항목 기재방법 중등발명영재 1 학년교육프로그램 21

2 부발명아이디어의표현 항목 기재방법 2 발명아이디어설명서작성예시 ( 부산학생과학발명품경진대회 ) 22 중등발명영재 1 학년교육프로그램

2 부발명아이디어의표현 중등발명영재 1 학년교육프로그램 23

2 부발명아이디어의표현 24 중등발명영재 1 학년교육프로그램

2 부발명아이디어의표현 3 나의발명아이디어설명서작성하기 작품명 제작동기 제작목적 작품의원리 제작내용 작품의특징 선행기술 조사 중등발명영재 1 학년교육프로그램 25

2 부발명아이디어의표현 제작내용 도면 ( 그림 ) 제작방법 기대효과 26 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 발명일기쓰기 제목 : 중등발명영재 1 학년교육프로그램 27

2 부발명아이디어의표현 6. 발명품제작하기 학습목표 구상된아이디어로발명품모형을제작할수있다. 제작된발명품모형을발표하고, 개선점을찾을수있다. 1 구상한모형작품제작하기 2 제작한모형작품발표하기 28 중등발명영재 1 학년교육프로그램

2 부발명아이디어의표현 3 제작한모형작품의개선점 ( 보완할점 ) 찾기 4 자기평가하기 평가내용 배점 5 4 3 2 1 1. 모형작품제작을위해준비물을잘준비하였는가? 2. 안전사고에주의하였는가? 3. 제한시간내에완성하였는가? 4. 모형작품의작동원리를잘발표하였는가? 5. 정리정돈을잘하였는가? 합계 중등발명영재 1 학년교육프로그램 29

3 부발명문제해결의기초 7. 도면위에아이디어표현하기 학습목표 도면을이해하고제도용구로물체를나타낼수있다. 제도용구를사용하여태극기를그릴수있다. 1 도면과제도 조립도 부품도 30 중등발명영재 1 학년교육프로그램

3 부발명문제해결의기초 상세도 설명도 A0 A2 A1 A3 A4 A4 해보기 중등발명영재 1 학년교육프로그램 31

3 부발명문제해결의기초 해보기 32 중등발명영재 1 학년교육프로그램

3 부발명문제해결의기초 2 선의종류와용도 해보기 중등발명영재 1 학년교육프로그램 33

3 부발명문제해결의기초 3 물체를나타내는방법 34 중등발명영재 1 학년교육프로그램

3 부발명문제해결의기초 O 중등발명영재 1 학년교육프로그램 35

3 부발명문제해결의기초 평면도 평면도 좌측면도 정면도 우측면도 정면도 우측면도 <3 각법으로나타낸모습 > 저면도 배면도 36 중등발명영재 1 학년교육프로그램

3 부발명문제해결의기초 3 소마큐브를활용한투상도법이해하기 중등발명영재 1 학년교육프로그램 37

3 부발명문제해결의기초 38 중등발명영재 1 학년교육프로그램

3 부발명문제해결의기초 7 조각등각투상법으로표현하기 모눈종이에 2 배로확대하여나타내세요. ( 화살표방향 - 정면 ) 중등발명영재 1 학년교육프로그램 39

3 부발명문제해결의기초 소마 7 조각사투상법으로표현하기 모눈종이에 2 배로확대하여나타내세요. ( 화살표방향 - 정면 ) 40 중등발명영재 1 학년교육프로그램

3 부발명문제해결의기초 소마 7 조각제 3 각법으로표현하기 모눈종이에 2 배로확대하여나타내세요. ( 화살표방향 - 정면 ) 중등발명영재 1 학년교육프로그램 41

3 부발명문제해결의기초 7 조각소마를이용하여소마큐브완성하기 42 중등발명영재 1 학년교육프로그램

3 부발명문제해결의기초 4 태극기의역사와국기그리기 태극기의형태구분모양 5대정신 백색의기면 평화의정신 원형의태극 단일의정신 음양의청홍 건곤양괘 이감양괘 창조의정신 무궁의정신 광명의정신 중등발명영재 1 학년교육프로그램 43

3 부발명문제해결의기초 44 중등발명영재 1 학년교육프로그램

3 부발명문제해결의기초 [ 시행 2011.8.31][ 대통령령제 23091 호, 2011.8.22. 타법개정 ] 1 국기는흰색바탕의깃면에가운데의태극과네모서리의 4괘로구성한다. 2 태극은다음각호의순서에따라아래의그림과같이그린다. 1. 깃면의두대각선이서로교차하는점을중심으로깃면너비의 2분의 1을지름으로하는원을그린다. 2. 두대각선중왼쪽윗모서리에서오른쪽아랫모서리로그러진대각선상의원의지름을 2등분하여, 왼쪽부분의원의지름의 2분의 1( 깃면너비의 4분의 1) 을지름으로하는반원을대각선의아랫부분에그리고, 그오른쪽부분에원의지름의 2 분의 1( 깃면너비의 4분의 1) 을지름으로하는반원을대각선의윗부분에그린다. 3. 반원으로연결된원의윗부분은빨간색으로, 그아랫부분은파란색으로한다. 중등발명영재 1 학년교육프로그램 45

3 부발명문제해결의기초 3 4괘는다음각호의방법에따라아래의그림과같이그린다. 1. 4괘는깃면의왼쪽윗부분에건 ( 乾 : ) 을, 오른쪽아랫부분에곤 ( 坤 : ) 을, 오른쪽윗부분에감 ( 坎 : ) 을, 왼쪽아랫부분에이 ( 離 : ) 를각각배열한다. 2. 괘의길이는태극지름의 2분의 1( 깃면너비의 4분의 1) 로하고, 괘의너비는태극지름의 3분의 1( 깃면너비의 6분의 1) 로하며, 괘와태극사이는태극지름의 4분의 1( 깃면너비의 8분의 1) 로한다. 3. 괘의길이중심을깃면의두대각선상에두되, 그길이는두대각선과각각직각을이루도록한다. 4. 괘의구성부분은효 ( 爻 ) 로하되, 그효의너비는괘너비의 4분의 1( 깃면너비의 24분의 1) 로하고, 효와효사이및끊어진효의사이는효너비의 2분의 1( 깃면너비의 48분의 1) 로한다. 5. 괘는검은색으로한다. 해보기 46 중등발명영재 1 학년교육프로그램

3 부발명문제해결의기초 8. 컴퓨터를활용한아이디어디자인 학습목표 3D 디자인프로그램의기능을알고사용할수있다. 디자인프로그램을이용하여자신의아이디어를표현할수있다. 1 스케치업 (SketchUp) 소개 중등발명영재 1 학년교육프로그램 47

3 부발명문제해결의기초 48 중등발명영재 1 학년교육프로그램

3 부발명문제해결의기초 2 스케치업기능익히기 선이용 사격형그리기 다각형그리기 원그리기 호그리기 자유곡선그리기 중등발명영재 1 학년교육프로그램 49

3 부발명문제해결의기초 50 중등발명영재 1 학년교육프로그램

3 부발명문제해결의기초 여기까지익힌기능을활용하여간단한 강아지집 을표현해보자. 파일명 : 자기이름 1.skp 중등발명영재 1 학년교육프로그램 51

3 부발명문제해결의기초 52 중등발명영재 1 학년교육프로그램

3 부발명문제해결의기초 중등발명영재 1 학년교육프로그램 53

3 부발명문제해결의기초 여기까지익힌기능을활용하여 상자안에들어있는사용한지우개 을표 현해보자 ( 단상자의치수, 색상 ( 또는질감 ) 을표현 ). 파일명 : 자기이름 2.skp 54 중등발명영재 1 학년교육프로그램

3 부발명문제해결의기초 3 스케치업실습하기 중등발명영재 1 학년교육프로그램 55

3 부발명문제해결의기초 56 중등발명영재 1 학년교육프로그램

3 부발명문제해결의기초 중등발명영재 1 학년교육프로그램 57

3 부발명문제해결의기초 58 중등발명영재 1 학년교육프로그램

3 부발명문제해결의기초 중등발명영재 1 학년교육프로그램 59

3 부발명문제해결의기초 여기까지익힌기능을활용하여 구체적인물건 ( 또는건축물 ) 을표현해보자 ( 단출력한도면으로제품을만들수있도록상세하게표현할것 ). 파일명 : 자기이름 3.skp 제목 표현동기 도면 표현 주안점 60 중등발명영재 1 학년교육프로그램

3 부발명문제해결의기초 9. 기계요소의이해및활용 학습목표 기계요소의종류와동작원리를설명할수있다. 여러가지기계요소를활용하여나만의운동물체를설계하고만들수있다. 1 기계요소의종류 중등발명영재 1 학년교육프로그램 61

3 부발명문제해결의기초 2 레고닥타를이용한전동용기계요소의이해 실습과제 1 실습결과 초록카드 D1 을조립하세요. ( 질문 ) 손잡이를돌리면기어는어떤방향으로회전합니까? 같은방향 / 다른방향 기어에서회전시키는축을 ( ) 이라고하고, 회전되어지는축을 ( ) 이라합니다. 아래그림에표시해 보세요. ( ) ( ) 그림을보고생각해봅시다. 아래그림처럼기어를연결하고, 손잡이를돌리면마지막에연결되어있는기어는어떤방향으로회전할것같습니까? 생각해보고답해보세요. 이와같이중간에있는기어를유동기어라고합니다. 실습과제 2 초록카드 D3을조립하고손잡이를회전시켜보세요. 초록카드 D4을조립하고손잡이를회전시켜보세요. 초록카드 D5을조립하고손잡이를회전시켜보세요. 실습결과 원동축 ( 주동축, 구동축 ) 종동축 ( 맞물림축 ) 회전비 1바퀴 ( ) 바퀴 ( ) 바퀴 1바퀴 ( ) 바퀴 1바퀴 D3, D4, D5 중원동축의손잡이를회전시킬때종동축이가장많이회전하는것은어떤것인가? 그리고그이유는무엇이라고생각하는가? 62 중등발명영재 1 학년교육프로그램

3 부발명문제해결의기초 실습과제 1 초록카드 F2 모형을조립하여회전시켜보세요. 실습결과 ( 질문 ) 잇수가 24개인기어를한바퀴회전하도록하기위하여웜을몇바퀴회전시켜야할까요? 직접회전시켜보고결과를기입하세요. ( ) 회전 ( 질문 ) 한손으로노란색포인터를잡고손잡이를돌려보세요. 어떻게됩니까? 실습과제 2 초록카드 실습결과 ( 질문 ) 손잡이를몇바퀴돌려면아래톱니가끝까지이동하는가? ( ) 바퀴 ( 질문 ) F3에서손잡이를돌리면돌아가는기어의명칭은무엇인가? F3 을조립하세요. ( 질문 ) F3 에서손잡이를돌리면아래톱니가돌아가는데아래톱니의명칭은? 실습과제 3 실습결과 ( 질문 ) D6 사진의동력전달장치의원동축 ( 구동축 ) 손잡이를 5회전시키면종동축은몇회전하는가? 그리고서로회전방향은어떠한가? ( ) 회전 / 회전방향 : ( ) ( 질문 ) D6 사진의동력전달장치의축은어떤관계에있는가? 그리고이동력전달장치의특징은무엇인가? 초록카드 ( 질문 ) 이동력전달장치에서종동축을더빠르게, 도는더느리게회전시키기 D6을조립하세요. 위해서는어떻게해야할까요? ( 단, 손잡이의회전속도는일정함 ) 더빠르게하기위해서 더느리게하기위해서 중등발명영재 1 학년교육프로그램 63

3 부발명문제해결의기초 실습과제 1 실습결과 ( 질문 ) F6 사진의왼쪽에있는동력전달장치의원동축 ( 구동축 ) 손잡이를 10 회 전시키면종동축은몇회전하는가? ( ) 회전 초록카드 F6 을 조립하세요. ( 질문 ) F6 사진의오른쪽에있는동력전달장치의원동축 ( 구동축 ) 손잡이를 10 회전시키면종동축은몇회전하는가? ( ) 회전 ( 질문 ) 이두장치의명칭과그차이점과공통점을찾아보세요. 왼쪽동력전달장치오른쪽동력전달장치 명칭 차이점 공통점 실습과제 2 실습결과 초록카드 E1 을 조립하세요. ( 질문 ) E1의왼쪽에있는원동축 ( 구동축 ) 손잡이를회전시키면종동축의회전방향은어떠한가? 그리고이와같이벨트를거는방법을무엇이라하는가? 회전방향 : ( 같은방향, 반대방향 ) 벨트거는방법 : ( ) ( 질문 ) E2처럼벨트를꼬아서걸게되면종동축의회전방향은어떠한가? 그리고이와같이벨트를거는방법을무엇이라하는가? 회전방향 : ( 같은방향, 반대방향 ) 벨트거는방법 : ( ) 실습과제 3 실습결과 ( 질문 ) E3, E4 의회전방향과속도를주의깊게관찰해보세요. 그리고여러분 들이찾아낸결과를정리해보세요. 초록카드 E3, E4 를조립하세요. E3 E4 64 중등발명영재 1 학년교육프로그램

3 부발명문제해결의기초 실습과제 1 실습결과 ( 질문 ) 손잡이를회전시키면막대 ( 레버 ) 는어떻게움직이는가? ( 질문 ) 이장치의이름은무엇인가? 초록카드 F7 을 조립하세요. ( 질문 ) 손잡이를회전시킬때막대의움직임폭이더크게하려면어떻게해야 하는가? ( 그림으로그려도좋음 ) 실습과제 2 실습결과 ( 질문 ) 손잡이를회전시키면긴막대의움직임은어떻게됩니까? 관찰결과를 기입하세요.( 만일잘움직이지않으면파란색판을제거하고작동시켜보세요.) 파란카드 3 의 8 까지조립하세요. ( 질문 ) 위실습과제 1 의모형과의유사점과차이점을설명하세요. 유사점 ( 공통점 ) 차이점 중등발명영재 1 학년교육프로그램 65

3 부발명문제해결의기초 실습과제 1 실습결과 ( 질문 ) A2 모형의모서리를밀고당겨보세요. 어떻게되나요? ( 질문 ) A2 모형의오른쪽막대를짧은길이의막대로교체하고, 아래그림과같 이 4 절링크를만들어보세요. 짧은막대 ( 크랭크 ) 를회전시킬경우왼쪽긴막 대 ( 레버 ) 의운동변화는어떻게되나요? 초록카드 A2 를 제작하시오. 실습과제 2 실습결과 ( 질문 ) 파란카드 4의 7번모형에서손잡이를회전시키면파란막대두개모두움직이는가? 하나만움직인다. / 두개모두움직인다. ( 질문 ) 파란카드 4의 7에서가로막대를연결하면 8번모형이된다. 이 8번모형의손잡이를회전시키면파란막대두개모두움직이는가? 움직이는방향은어떤가? 파란카드 4 의 7 까지제작하시오. 예 ) 승용차윈도우브러시 ( 와이퍼 ) ( 질문 ) 파란카드 4 의 11 번까지완성하시오. 파란막대의움직이는방향은어떤 가? 예 ) 버스윈도우브러시 ( 와이퍼 ) 66 중등발명영재 1 학년교육프로그램

3 부발명문제해결의기초 3 운동물체만들기 단계활동서식소요시간 Ⅰ. 프로젝트안내및모둠편성 Ⅱ. 정보수집및계획하기 Ⅲ. 설계하기 Ⅳ. 만들기 Ⅴ. 평가하기 프로젝트과정안내하기 모둠편성및모둠이름정하기 [ 서식 1] 1 프로젝트관련정보수집하기 수집된정보중필요한정보만선별하여정리하기 수집된정보를바탕으로구상하기 스케치하기 [ 서식2] 1 구상도그리기 재료표작성하기 공정표작성하기 시제품만들기 본제품만들기 자기평가 소감문작성 작품평가 작품품평회 [ 서식 3] [ 서식 4] [ 서식 5] [ 서식 6] [ 서식 7] 2 3 1 구분재료명비고 몸체 폼보드, 골판지, 하드보드지, 재활용품 ( 알루미늄캔, 1 회용컵라면용기, PET 병, 나무젓가락등 ) 개별준비 축철사, 댓살, 꼬지막대, 수수깡등개별준비 베어링빨대등개별준비 접착재료글루건학교준비 공구롱노즈플라이어, 니퍼, 펜치등학교준비 절단공구자, 가위, 칼등개별준비 꾸미기재료칠감, 색지등개별준비 기타필요한준비물은모둠별로준비 중등발명영재 1 학년교육프로그램 67

3 부발명문제해결의기초 [ 서식 1] 문제확인 ( 이해 ) 하기 년월일 순모둠원이름 모둠이름 모둠이름을정한이유는? 1 2 3 4 5 1. 의사결정은어떤방법으로하였는지간단히기록하여주세요. 토론결과 ( ) 2. 모둠의이름은 ( ) 의의견인 ( ) 로결정되었음 3. 모둠장 :( ) 문제제시전동용기계요소를이용하여운동물체를만들어보자. 전동용기계요소나열하기 내가직접본전동용기계요소 1. 문제확인 ( 이해 ) - 전동용기계요소를이용하여움직이는운동물체구상하여제작하기 2. 정보수집및계획수립 문제해결 단계에서할일 적어보기 3. 문제해결 ( 스케치, 구상도, 제작도 ) 4. 제작 5. 평가 과제 포트폴리오서식 2 를집에서해결하고그결과물을제출합니다. 미제출시개별감 점됩니다. 준비물포트폴리오를보고앞으로의준비물은모둠별로준비합시다. 68 중등발명영재 1 학년교육프로그램

3 부발명문제해결의기초 [ 서식 2] 정보수집및계획하기 인터넷사이트를조사하여움직이는운동물체에사용된전동용기계요소를찾아보자 운동물체의모양 사용된전동용기계요소 정보수집 사용된동력 사용된재료 내가만들고싶은운동물체에대해적어보자 나는어떤전동용기계요소를사용할까 내가생각한운동물체의모양을스케치해 보자 계획수립 어떤동력을사용해볼까 재료는무엇을쓸까 내가만들려고하는운동물체의이름은 중등발명영재 1 학년교육프로그램 69

3 부발명문제해결의기초 [ 서식 3] 문제해결 ( 연구개발 ) - 구상도그리기 모둠토의를통해선정된스케치를토대로등각투상도용지에구상도를그립니다.( 가로사용가능 ) 필요한경우글을써도됩니다. 70 중등발명영재 1 학년교육프로그램

3 부발명문제해결의기초 [ 서식 4] 문제해결 ( 연구개발 ) - 재료표작성하기 부품제작에사용할재료결정하기 재료표작성하기 만들거나준비해야하는부품재료명필요한규격및수량담당자비고 중등발명영재 1 학년교육프로그램 71

3 부발명문제해결의기초 [ 서식 5] 문제해결 ( 연구개발 ) - 공정표 ( 작업순서설계 ) 작성하기 주제 재료 수행결과 공구 과제수행단계 72 중등발명영재 1 학년교육프로그램

3 부발명문제해결의기초 [ 서식 6] 평가 - 운동물체만들기 활동정리하기 운동물체명 준비물 재료 공구 1 활동시의 유의사항 2 3 4 5 수행결과 1 준비물준비상태 평가항목 성취도 상 중 하 2 구상도와제작도 상 중 하 3 수행과정 상 중 하 자기평가 4 수행결과 상 중 하 5 활동의창의성 상 중 하 6 활동의안전성 상 중 하 7 공구와재료의정리 정돈상태 상 중 하 8 뒤처리의여부와상태 상 중 하 중등발명영재 1 학년교육프로그램 73

3 부발명문제해결의기초 [ 서식 7] 소감문작성하기 74 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 10. 나만의악기만들기 - 개인 - 학습목표 악기의과학적원리를설명할수있다. 나만의악기를직접설계하여만들고연주할수있다. 1 악기 중등발명영재 1 학년교육프로그램 75

4 부발명문제해결프로젝트 생각해보기 2 악기의분류 76 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 중등발명영재 1 학년교육프로그램 77

4 부발명문제해결프로젝트 3 악기의과학적원리 78 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 중등발명영재 1 학년교육프로그램 79

4 부발명문제해결프로젝트 80 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 중등발명영재 1 학년교육프로그램 81

4 부발명문제해결프로젝트 82 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 3 나만의악기만들기 구분재료규격수량용도 1 와이잔또는유리컵 8 악기 2 물음높이조절 3 쇠젓가락또는숟가락 1 유리컵과충돌 중등발명영재 1 학년교육프로그램 83

4 부발명문제해결프로젝트 구분재료규격수량용도 1 빨대 8 악기 2 가위 1 재료절단용 3 스카치테이프 1 재료부착용 4 고무찰흙 1 재료부착용 84 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 생각해보기 중등발명영재 1 학년교육프로그램 85

4 부발명문제해결프로젝트 읽을거리 오케스트라 (Orchestra) 라는말은 여러기악연주자들의집합체 라고정의한다. 하지만고대희랍에선연극을공연하는무대앞의반원형공간을가리키는말이었다고하니오늘날과는많이달라졌다. 당시에는연극을공연할때합창단이노래하고춤을추었던장소를오케스트라라고불렀다고한다. 그러다가 16세기말에오페라가발생하면서악기연주자들이앉는장소를의미하게되고, 시간이지나면서악기연주자들의집합자체를오케스트라라고부르게되었다. 하지만악기들을아무렇게나모아놓는다고해서모두다오케스트라인것은아닙니다. 대편성관현악곡을연주하는 심포니오케스트라 는그나름의체계를갖추고있다. 악기의종류에따라현악기군과목관악기군, 금관악기군, 타악기군의네가지악기군을갖추고있어야비로소심포니오케스트라라할수있습니다. 86 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 11. 튼튼한구조물만들기 - 팀 - 학습목표 구조물의정의와트러스의원리를설명할수있다. 트러스의원리를적용하여튼튼한구조물을창의적으로만들수있다. 1 구조물 중등발명영재 1 학년교육프로그램 87

4 부발명문제해결프로젝트 생각해보기 2 트러스 88 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 중등발명영재 1 학년교육프로그램 89

4 부발명문제해결프로젝트 용어정의 인장 압축 출처 : 네이버지식백과 ] 90 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 3 구조물강도 ( 효율성 ) 에영향을미치는요인목무게 중등발명영재 1 학년교육프로그램 91

4부 발명 문제해결 프로젝트 4 요인에 따른 여러 가지 제작 형태 - 통제 요인 : 같은 발사 가. 붙이는 방법에 따라 -9개 빈틈 없이 붙 임 -큰 효과 없음 나. 접착제 종류에 따라 -신속한 접착 -무게가 크 게 증가 -트러스 적 합 -제작시간 많이 걸 림 -효율최대 -제작시간 과 효율 대비 경 제적 -3분 정도 후 제대로 접착 -무게 크게 증가 -효율성 없음 -오랜 시 간후강 력하게 접착 -기둥에 적합 다. 구조물 단면 형태에 따라 : 특별한 구조물 제작 단면 미션이 없다면 사각형이 가장 안정적 -한 면에 트러스가 많 -한 면에 트러스가 적 아 힘 분산이 효과적 어 힘 분산이 효과적 -기둥이 견뎌야 하는 이지 못하나, 기둥 하 무게가 사각형보다 나에 많은 힘이 쏠리 많음 지 않음 -기둥이 하나 줄어들 -기둥이 대부분의 무게 면서 기둥 1개당 가 를 차지함(기둥이 얇 질 수 있는 무게가 은 구조물은 오래 버 많음 티지 못함) 라. 기둥과 기둥 사이 거리에 따라 : 기둥과 기둥 사이의 거리가 짧을수록 효율적임 9cm 7cm 8cm -가장 약 -가장튼튼 -중간 정 함 -트러스, 보 도효율 -기둥 얇 의 길이 고 보와 가 짧아 트러스 횡력에 길이가 안정적 길어짐 92 중등 발명영재 1학년 교육 프로그램

4부 발명 문제해결 프로젝트 마. 기둥 등분 구조에 따라 : 기둥을 등분하는 트러스 수는 홀수보다는 짝수가 더 효율적임 - 가장 잘 부러지는 중 간에 트러스가 있어 서 트러스가 먼저 부 서지고 기둥이 파괴 됨 - 기둥이 가장 잘 부러 지는 중간 부분에 트 러스가 없어서 기둥 이 먼저 파괴됨 이 외에도 구조물에 습기가 없고, 트러스가 많으며, 트러스와 보가 한 군데 접착 되면 더 좋다.(출처 : 정호근, 2011) 생각해 보기 트러스 구조가 필요한 이유를 생각해 보자. 화살표 방향으로 힘을 가하면 구조물은 어떻게 될까요? ① ② ③ 힘을 견디는 창의적인 구조물에 대해 생각해 보자. 나의 생각 다양한 자료 검색 중등 발명영재 1학년 교육 프로그램 93

4 부발명문제해결프로젝트 5 요인에따른여러가지제작형태 - 통제요인 : 같은발사 탐구과제 1. 기둥에따른요인 2. 접착제에따른요인 3. 작용하는힘에따른요인 4. 구조에따른 요인 5. 습도에따른요인 6. 수평에따른요인 94 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 7. 비율에따른요인 8. 트러스에따른요인 6 발사목구조물측정 중등발명영재 1 학년교육프로그램 95

4 부발명문제해결프로젝트 구분 재료 규격 수량 용도 96 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 중등발명영재 1 학년교육프로그램 97

4 부발명문제해결프로젝트 98 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 12. 롤링볼만들기 - 팀 - 학습목표 롤링볼에대해이해하고, 롤링볼에서과학적원리를찾아설명할수있다. 에너지전환의원리를적용하여롤링볼을창의적으로만들수있다. 1 문제상황 2 도전과제 중등발명영재 1 학년교육프로그램 99

4 부발명문제해결프로젝트 3 준비물 Φ 100 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 4 설계하기 [ 내가만들롤링볼 ] [ 설명 ] 5 제작하기 중등발명영재 1 학년교육프로그램 101

4 부발명문제해결프로젝트 102 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 6 문제해결정보의창 중등발명영재 1 학년교육프로그램 103

4 부발명문제해결프로젝트 104 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 중등발명영재 1 학년교육프로그램 105

4 부발명문제해결프로젝트 106 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 중등발명영재 1 학년교육프로그램 107

4 부발명문제해결프로젝트 108 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 13. 공선별장치만들기 - 팀 - 학습목표 창의적인공선별장치를만들어크기가다른여러개의공을분류할수있다. 다른팀의프로젝트결과물을보고서로평가하고장단점을비교분석할수있다. 1 문제상황 2 도전과제 중등발명영재 1 학년교육프로그램 109

4 부발명문제해결프로젝트 3 준비물 재료명 규격 수량 ( 조별 ) 용도 우드락 600*900*5 2 공선별장치제작 글루건심 필요량 부재접합 야구공 1 실험용 테니스공 1 실험용 골프공 1 실험용 탁구공 1 실험용 종이컵 필요량 장치제작 글루건 1 부재접합 나무젓가락 필요량 장치제작 고무줄 필요량 장치제작 종이컵 필요량 장치제작 칼 대 1 부재절단 칼날 2 부재절단 강철자 1 부재절단 검정비닐봉지 대 1 제작제품및재료보관 4 문제해결활동안내 110 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 중등발명영재 1 학년교육프로그램 111

4 부발명문제해결프로젝트 112 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 중등발명영재 1 학년교육프로그램 113

4 부발명문제해결프로젝트 114 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 중등발명영재 1 학년교육프로그램 115

4부 발명 문제해결 프로젝트 - 실험 및 평가하기 사진 116 중등 발명영재 1학년 교육 프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 배점평가요소비고 태도및뒷정리 (20점 실습준비, 실습태도, 실습안전준수, 실습후뒷정리가모두만족된경우 - 지적시한건당 1 점씩감점 20 점 만점 독창성, 접착상태, 조립상태, 시간내 완성도가모두만족된경우 A(40 점 ) 공선별장치만들기 (40점) 이중 1 2 가지가미흡한경우 3 가지가미흡한경우 4 가지가미흡한경우 B(36 점 ) C(32 점 ) D(28 점 ) 100 점 모든항목이미흡한경우 공선별장치의공선별실험값이 90% 이상인경우 E(24 점 ) A(40 점 ) 공선별장치실험하기 (40점) 공선별장치의공선별실험값이 80% 이상인경우 공선별장치의공선별실험값이 70% 이상인경우 공선별장치의공선별실험값이 60% 이상인경우 B(36 점 ) C(32 점 ) D(28 점 ) 공선별장치의공선별실험값이 60% 미만인경우 E(24 점 ) 중등발명영재 1 학년교육프로그램 117

4 부발명문제해결프로젝트 과일선별기 5 문제해결정보의창 - 물건을구분하는방법 118 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 6 활동정리및평가 크기를구분할수있는장치 무게를구분할수있는장치 아이디어 P(Plus, 장점 ) M(Minus, 단점 ) I(Interesting, 독특한점 ) 중등발명영재 1 학년교육프로그램 119

4 부발명문제해결프로젝트 14. 신나는롤러코스터만들기 - 팀 - 학습목표 롤러코스터의과학적원리를설명할수있다. 나만의롤러코스터를직접설계하여만들수있다. 1 롤러코스터 120 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 생각해보기 2 롤러코스터의과학적원리 중등발명영재 1 학년교육프로그램 121

4 부발명문제해결프로젝트 122 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 중등발명영재 1 학년교육프로그램 123

4 부발명문제해결프로젝트 124 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 3 롤러코스터만들기 구분재료규격수량용도 1 파티션쫄대길이 120 cm 1 롤러코스터길 2 쇠구슬지름 1.5cm 1 기차대용 3 받침용하드보드지길이 130 cm, 폭 15 cm 1 쫄대받침용 4 기둥용하드보드지길이 25 cm, 폭 15 cm 1 쫄대기둥용 5 글루건심포함 1 재료부착용 6 순간접착제 1 재료부착용 7 칼 1 재료절단용 8 자 30 cm 1 재료절단용 9 양면테이프 1 재료부착용 10 사이펜 1 제작기준점 11 종이컵 2 종착점용 중등발명영재 1 학년교육프로그램 125

4 부발명문제해결프로젝트 126 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 자. 생각해보기 중등발명영재 1 학년교육프로그램 127

4 부발명문제해결프로젝트 읽을거리 열차가아무리빨리달린다하여도일정한속력으로움직이면열차안의사람들은속력의크기를잘느끼지못한다. 창밖을보지않는다면정지해있는것과다를바없다. 그러나갑자기정지하거나출발하여속력이변하거나방향을바꾸면인간은변화를느끼면서긴장하게된다. 즉, 인간의몸은가속도측정기라고할수있다. 놀이동산의대부분의놀이기구들을급하게속력을변화시키거나방향을바꾸게하는이유는인간이가속도를예민하게느끼게하기위해서이다. 인간이가속도를느끼기위해서는기계로속력과방향을변화시키는장치에의존해야만할까? 아니다. 단순히높은곳에서떨어지기만하여도중력에의한가속도에의해짜릿한긴장감을맛볼수있다. 그러한것을경험할수있는스포츠가번지점프이다. 남태평양 Pentacost 제도원주민청년들의성년의식에서넝쿨을발목에묶고높은나무꼭대기에서뛰어내렸던것에서비롯되었다는이러한신종인기스포츠는 1980년대초영국 Oxford 대학생들의모험스포츠클럽을통해서알려지기시작하였다고한다. 한때죽음의유희로여겨졌던번지점프는오늘날안정성을최대로보장할수있도록개발되었다. 여러나라의유명관광지에서절정의스릴과쾌감을즐기는하나의관광상품으로인기를모으고있으며, 국내에는 1995년대전엑스포에서처음으로도입되었다 128 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 15. 골드버그장치만들기 - 팀 - 학습목표 골드버그장치를알고, 그원리를설명할수있다. 롤러코스터원리를적용하여골드버그장치를제작할수있다. 1 루브골드버그장치의개요 중등발명영재 1 학년교육프로그램 129

4 부발명문제해결프로젝트 그림1] 루브골드버그 (RubeGoldberg(1883-1970)) 130 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 2 골드버그장치의실제 [ 그림 3] 나홀로집에 영화의한장면 중등발명영재 1 학년교육프로그램 131

4부 발명 문제해결 프로젝트 나. 골드버그 장치의 과제 해결 과정 예시 도르래를 이용한 상승장치 도미노 우드락을 이용한 레일제작 케플러 접시 종이컵 양팔저울 방향전환 장치 3 골드버그 장치에 숨겨진 과학적 원리 가. 지렛대의 원리 작은 힘으로 무거운 물체 등을 움직이는 장치를 지렛대라고 한다. 지렛대는 막 대를 받치는 고정된 받침점, 힘이 작용하는 힘점, 힘이 작용되는 작용점으로 구성 된다. 힘점과 받침점 사이의 거리와 작용점과 받침점 사이 거리에 따라 더 큰 힘 을 내거나 짧은 길이를 움직여서 물체를 멀리 움직일 수 있다. 그러나 일의 원리 에 따라 힘에는 이득이 있지만 해준 일은 지레를 사용하지 않았을 때와 같다. 가 위, 병따개 등은 힘의 이득을 보는 지렛대의 원리를 이용한 것이다. 상황 물체의 움직임이나 문제해결을 위한 현상 catch point 지렛대의 원리를 이용하 지렛대를 이용하면 아 래의 작은 힘이 위의 무거운 다. [높은 곳에 위치한 물체 움직이기] 것을 움직인 여 높은 곳에 위치한 물 체를 움직이도록 작용한 다. 스프링을 이용하여 위에 있는 물체에 충격을 전달 하여 움직이도록 한다. 132 중등 발명영재 1학년 교육 프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 용어정리 중등발명영재 1 학년교육프로그램 133

4 부발명문제해결프로젝트 4 골드버그장치제작하기 과제 노란색고무밴드의탄성을이용한발사장치를제작하여시작하라 과제 지면에있는탁구공을학교급별로정해진높이이상으로지면에서수직이동시키고 지름 이상인공구슬 지면에서수직이동시킨탁구공이아닌다른공구슬 이 초이상굴러내려오는장치를제작하라 과제 공구슬 이건너뛴지점과착지지점이직선거리 이상이되어야하며 학교급별로제시된도미노개수를모두쓰러트려라 과제 공구슬 이지나간자리에숨겨졌던그림사진 이 개이상나타나게하라 과제 종이컵 개를이용한박을만들어안에서팀구호가적힌종이가나타나게하라 세부지침 1. 과제의수행은 1 2 3 4 5의순서대로수행되어야한다. 2. 과제 1 : 노란색고무밴드를이용하여만든발사장치를작동시킬때손이직접닿을수없다. 3. 과제 2 : 수직이동거리높이 - 35cm 이상 4. 과제 3 : 쓰러트려야하는도미노개수 15개이상 5. 공 ( 구슬 ) 의크기와재료는팀에서결정하고과제별공 ( 구슬 ) 은반드시같은종류가아니어도된다. 단, 과제 2에서사용하는공 ( 구슬 ) 의크기는지름이 2cm이상이어야한다. 6. 과제와과제사이의원활한수행을위한별도의장치는팀에서추가할수있다. 7. 장치가가진단계의총수행시간 (Total Run Time) 은최소 20초이상, 최대 5분으로제한한다. 8. 골드버그장치의작동은 2회까지시도할수있으며두번째시도는첫번째작동이끝난후 3분이내에시작될수있도록준비되어야한다. 9. 장치시연시장치가오작동하거나팀이원하는대로작동하지않을때, 팀은수리나수정을할수있으나각개입횟수에따라각 1회당 5점감점처리된다. 수리나수정은최대 5회까지인정하며, 5회이후의수리나수정이이루어질경우실격처리한다. 134 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 각단계별설계도를그려보자. <1단계 > <2단계 > <3단계 > <4 단계 > <5 단계 > < 팀이선정한추가단계 > 단계를바탕으로모둠에서만들고싶은골드버그장치의설계도를그려보자. 중등발명영재 1 학년교육프로그램 135

4 부발명문제해결프로젝트 6 골드버그장치설명하기 136 중등발명영재 1 학년교육프로그램

4 부발명문제해결프로젝트 7 골드버그장치작품평가하기 미션수행모습을사진으로남겨보자. 영역세부항목비율 창의성 기획의도 장치의주제가참신하게드러나있는가? 10% 활용성 재료의사용은얼마나다양하고창의적인가? 20% 장치소개 장치의원리를논리적으로잘설명하는가? 10% 협동성 팀원간의협동이원할이이루어지는가? 10% 과제해결주어진과제를올바르게해결하는가? 20% 문제해결 원할성단계의연결이원할이진행되는가? 20% 참신성단계의표현이참신한가? 10% 중등발명영재 1 학년교육프로그램 137

기획및발간 노 민 구 진 병 화 김 선 애 황 정 훈 강 숙 진 부산광역시교육청부산광역시교육청부산광역시교육청부산광역시교육청부산광역시교육청 교 육 국 장 과학직업정보과장 과학 영재교육담당장학관 장 학 사 주 무 관 제작 신동성 명호중학교 교 사 박경영 명호중학교 교 사 김동원 주례여자중학교 교 사 이성광 삼락중학교 교 사 임성철 모라중학교 교 사 중학교 1 학년학생용워크북 발명영재교육프로그램 발행일 :2015. 2. 발행처 : 부산광역시교육청기획 : 부산광역시교육청과학직업정보과전화 :TEL)051-8600-383 FAX)051-8600-389 http://www.pen.go.kr

중학교 1 학년발명영재교육프로그램 614-703 부산광역시부산진구화지로 12 http://www.pen.go.kr 과학직업정보과 TEL. 051-8600-383 FAX. 051-8600-389