작품번호
110
제32회 전국학생과학발명품경진대회 ‘‘다 다 쓴 건전지를 주고 싶은녹색 녹색 지킴이 변검’ 변검’ 지도에 관한 연구
출품분야
지도논문
출품부문
2010. 6 . 13 . 출품교원 지도학생
이 채
탁 감
수
Ⅰ
생활과학
차
례
Ⅰ. 서론 ················································································································· 1
1. 발명을 중심으로 살펴본 본교의 실태 ····························································1 2. 지도 대책 ······································································································1 3. 지도 동기 ······································································································1 4. 연구의 한계 ···································································································2
Ⅱ. 연구의 설계 및 절차 ······················································································· 2
1. 대상 및 기간 ·································································································2 2. 세부 지도 계획 ······························································································2 3. 본 작품의 내용 ······························································································3
Ⅲ. 지도의 실제 ····································································································· 4
1. 작품 제작 전의 연구 ··················································································4 2. 완성 작품이 되기까지 사고의 발전 과정에 대한 지도 ·································6 가. 건전지 수거상자의 발전 1(자동접시저울)의 제작 및 지도 ·······················6 나. 건전지 수거상자의 발전 2(물)의 제작 및 지도 ········································7 다. 건전지 수거상자의 발전 3(물 위에 비닐테이프)의 제작 및 지도 ·············8 라. 건전지 수거상자의 발전 4(메모리폼)의 제작 및 지도 ······························9 마. 건전지 수거상자의 발전 5(바퀴)의 제작 및 지도 ···································10 바. 지구얼굴 그림 끼우개의 발전(사인펜 대 붙이기)의 제작 및 지도 ··········11 사. 스프링의 발전 1(붙이는 위치의 부정확)의 제작 및 지도 ·······················12 아. 스프링의 발전 2(스프링 고정 위치 결정)의 제작 및 지도 ······················13 자. 건전지 수거상자와 연결선의 발전 1(걸고리)의 제작 및 지도 ·················14 차. 건전지 수거상자와 연결선의 발전 2(ㄱ자 연결고리)의 제작 및 지도 ·····15 카. 완성 작품 ·······························································································16 3. 작품 제작 후 ······························································································18 가. 본 작품을 사용한 소감 ···········································································18
Ⅳ. 기대되는 효과 ······························································································· 19 Ⅴ. 활용 및 전망 ································································································· 19 ♣ 본 작품 발명 지도를 위해 읽어 본 책이나 참고 사이트 ······························ 20
Ⅰ. 서 론 1. 발명을 중심으로 살펴본 본교의 실태
본교는 경주 남산 자락에 자리 잡고 있는 전교생 137명의 전형적인 농산촌(70% 정도는 농촌, 나머지 30% 정도는 산촌)에 위치한 학교이다. 학생들은 학부모의 욕심에서 주지 교과 성적에 신경을 쓰고 있으며, 따라서 학원 수강을 하는 학생이 많으며, 학부모들은 주지 교과 학습에 관심이 많을 뿐 아동의 창의력 계발은 등한 시 하는 형편이다. 이런 관계로 아동들은 주지 교과 학습을 위주로 하고 있어서 사고의 전이가 부족 하고 특히 창의적인 사고력이 떨어지는 편이다. 그러나 2008학년도부터 발명반을 조직하여 학생들의 창의력 계발에 힘쓰고 있으 며, 2008학년도 경주교육청 아이디어경진대회에 5편의 작품을 출품하여 전원 입상 하였으며, 2009학년도에는 6학년 김하은이 전국대회에서 은상에 입상하였을 뿐 아니라 2010학년도에는 경주시발명품 경진대회에서 7편이 입상하는 등 발명을 통한 창의력 계발 분야에 많은 발전을 보이고 있다. 따라서 본교 아동들에게는 주지 교과의 학습도 중요하지만 창의적인 사고력을 신 장하는 것이 미래를 개척해 가는데 더욱 중요한 과제라 생각한다. 2. 지도 대책
위와 같은 원인으로 우리 학교 학생들은 주지 교과 위주의 학습으로 인하여 사고 의 유연성이 부족하며, 전이력이 많이 뒤떨어지는 편이다. 그래서 풍부한 사고력과 창의성을 계발하기 위하여 다음과 같은 지도 대책을 세웠다. 가. 상설발명반을 조직․운영하여 창의성을 계발하고, 다양한 사고를 할 수 있는 기반을 조성한다. 나. 평소 떠오르는 생각을 메모하고 더욱 더 발전․개선해 나가는 습관을 갖도록 한다(발명메모장 활용 권장). 다. 간단한 발명품의 발명 과정을 통해 사고의 확장, 사고의 유연성을 기른다. 라. 교내 발명품대회 및 각종 발명 관련 경진대회에 참여를 유도하여 발명 성취동 기를 고취시켜, 발명 분위기를 확산한다. 마. 발명메모장의 지속적인 지도를 통하여 확산적 사고를 키운다. 바. 풍부한 사고력 함양 및 다양한 간접 경험을 위하여 도서실을 정비한 후 아동 의 독서 기회를 최대한 제공하여 사고의 폭을 넓혔다. 3. 지도 동기
채감수는 발명에 흥미가 있어 발명반에서 적극적으로 활동하는 학생으로 사물을 관찰하는 자세가 진지하고, 무엇이든 그냥 넘기지 않고 관찰하는 탐구심 강한 학생 이다. - 1 -
그래서 어떻게 하면 이 학생의 잠재력을 키워 줄 수 없나 생각한 끝에 발명반에 서의 지도는 물론 방과 후 틈을 내어 채감수의 발명 아이디어에 대한 토론의 장을 마련해 주었다. 본 발명을 한 채감수는 거의 일주일에 한 가지 정도 발명 아이디어를 발명메모장 에 기록하여 상담을 신청하였으며, 사고의 수준이 탁월하여 전이력이 풍부한 학생 으로 발명에 관한 의욕이 뛰어나 지도자로 하여금 지도의욕을 불러일으키는 학생이 었다. 그 결과 여러 가지 일상생활과 관련된 발명을 하였으며, 이를 발명 화일로 정리하 여 발명을 생활화 하도록 하였다. 본 발명품은 채감수 학생의 발명품 가운데 재미있는 아이디어라 생각되어 지
도해 보기로 하였다.
4. 연구의 한계
본 연구의 폐 건전지를 모으는 도구로 사용이 한정되어 있으나, 관련 아이디어를 발전시켜 무엇을 모으는 용도에 확대 적용할 수 있다. II. 연구의 설계 및 절차 1. 대상 및 기간
가. 대상 : 경상북도 경주시 내남초등학교 5학년 채감수 나. 기간 : 2009. 09. 01 ～ 2010. 07.
2. 세부 지도 계획
단계 추진 내용 출품자의 활동 작품 현재 사용하고 있는 직접 관찰을 통하여 제작 건전지 수거함의 실 문제점을 조사해 보고 전 태 조사 친구들과 토의한다. 분석된 문제점을 보완 작품 하는 작품을 실제로 제 제작 작품 제작하기 작하고 수정 보완하며 과정 발전시킨다. 작품의 효과 및 활용 성을 알아보기 위해 작품 작품의 활용성 실제로 사용하기 제작 후 작품 설명서 만들기 작품 설명서 만들어 보기 - 2 -
지도 방법 현재 사용하고 있는 건 전지 수거함의 문제점을 관찰 및 설문, 면담을 통 해 분석하도록 지도한다. 실제로 작품을 제작하 여 사용한 후 문제점을 발견하여 수정 보완하 며, 더 좋은 방법을 연 구해보도록 지도한다. 본 작품의 우수성을 확 인하고 문제점을 찾아 계속 발전시킬 수 있도 록 지도한다.
3. 본 작품의 내용 가. 작품 도해 및 명칭 크기 : 30㎝*30㎝*60㎝ 폐 건전지 투입구 지구얼굴 그림 (8장) 사용 설명서
받침대
나. 녹색지킴이 변검 제작 방법
1) 먼저 30㎝*30㎝*60㎝ 크기의 건전지 수거함을 만든다. 2) 다음은 26㎝*27㎝*20㎝ 크기의 건전지 수거상자를 만든다. 3) 건전지 수거상자보다 조금 큰 27㎝*28㎝*14㎝ 크기의 건전지 수거상자 받침대를 만들고 안에 두께 10㎝ 정도의 메모리폼을 넣고 그 위에 건전지 수거상자를 올려놓는다. 4) 건전지 수거함 윗 판 안에 사인펜 대에 3.5㎝에 8개의 홈을 내어 지구얼굴 그림 그림이 끼워질 수 있도록 하였다.
5) 길이 17㎝의 자전거 브레이크 라인과 37㎝의 자전거 브레이크 와이어, 스프 링, 연결고리를 이용하여 얼굴이 무게에 의하여 떨어지도록 장치하였다. 6) 수거함이 폐 건전지를 약 1㎏, 2㎏, 3㎏, 4㎏, 5㎏, 6㎏, 7㎏, 8㎏ 정도 넣을 때 마다 메모리폼이 조금씩 아래로 내려가고 내려가는 힘에 의해 연결고리가 아래 로 당겨지면서 자전거 브레이크 와이어가 당겨지고 와이어 끝에 연결된 쇠 막대 가 당겨지면서 지구얼굴 그림 그림이 한 장씩 떨어지도록 장치하였다.
7) 전체의 모양이 얼굴은 지구고 사람 모양을 하고 있어 손 모양을 만들고 건전 지를 넣을 수 있도록 장치하였다. 8) 전체 수거함이 안정성을 갖도록 아래에 40㎝*40㎝*5㎝크기의 받침대를 만들 어 밑에 받치고 장식을 하였다. 9) 변검에 대한 해설과 사용 설명서를 부착하여 학생들이 호기심을 가지고 폐 건전지를 투입하고 싶은 동기를 부여 하였다. - 3 -
다. 사용 방법
1) 변검의 팔 부분에 폐 건전지 투입구가 있어 폐 건전지를 투입한다. 2) 투입한 건전지의 무게가 약 1㎏, 2㎏, 3㎏, 4㎏, 5㎏, 6㎏, 7㎏, 8㎏ 정도가 될 때마다 변검의 얼굴이 한 장씩 떨어지도록 장치한다. 3) 폐 건전지를 어느 무게 정도 넣으면 지구얼굴 그림이 변화하므로 호기심이 생겨 폐 건전지를 너도 나도 넣으려 할 것이다. ☞ 폐 건전지를 수거하여 환경오염을 막고, 자원을 재활용하여 경제적인 효 과를 기대할 수 있다. 환경보존과 자연보호에 대한 의식이 폐 건전지 수거를 통해 고양될 수 있 다. 기존 건전지 수거함보다 제작비가 그다지 비싸지 않을 것으로 보아 경제 성이 높을 것으로 기대된다.
Ⅲ. 지도의 실제 1. 작품 제작 전의 연구 가. 폐건전기 수거함에 폐 건전지를 넣지 않는 원인 분석(채감수) 1) 폐 건전지 수거함에 대한 관찰
가) 폐 건전지 수거함에 들어 있는 폐 건전지의 양을 확인해보니 3㎏ 정도 밖에 되지 않았다. 물론 나도(채감수) 언제부터 건전지 수거함이 있었는지 기억하지 못한다. 나) 건전지 수거함이 있는 것에 별다른 신경을 쓰지 않고 관찰한 일주일 내내 한 사람도 건전지를 수거함에 넣는 사람을 보지 못했다. 다) 건전지 수거함에 관심이 없는 이유는 건전지를 넣어도 별다른 반응이나 결 과가 없는 것도 무관심의 원인이다. 라) 폐 건전지의 수거가 우리에게 얼마나 이로운지 폐 건전지가 우리에게 주는 피해가 무엇인지 알지 못한다. 마) 폐 건전지 수거함에 건전지 수거에 대한 홍보자료가 없으며, 사용 설명서 가 붙어 있지 않다.
▸ 폐 건전지가 우리에게 주는 피해와 폐 건전지 수거로 인한 재활용의 효과에 대하여 무관심하며, 건전지 수거함이 있는 것에 대하여 별다른 관 심이 없다.
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2) 폐 건전지 수거에 대한 설문조사 및 면담
폐 건전지 수거에 대하여 내남초등학교 2-6학년 학생 123명을 대상으로 건전지수 거함에 대한 인식을 조사하였다.(설문지 및 면담). N=123 발명품 관련 설문지 및 면담 결과
실험 내용
불편한 점 응답자 수 폐 건전지가 우리에게 주는 해로운 12 점이 무엇인지 알고 있다. 폐 건전지를 재활용하는 것을 알고 7 있다. 폐 건전지를 수거하면 어느 정도 우 리에게 도움이 되는지 경제적인 면을 6 알고 있다. 학교에 건전지 수거함이 있는 82 폐 건전지 수거에 우리 알고 있다. 대한 인식 조사 것을 우리 학교 건전지 수거함에 건전지를 46 넣어본 경험이 있다. 건전지 수거함이 있는지 18 폐 건전지 몰랐다. 건전지 수거의 필요성 113 를 넣지 폐 인식하지 못한다. 않는 이유 을 필요한 줄은 알아도 관심 10 이 없었다.
비고 10% 6% 5% 67% 37% 15% 92% 8%
발명품 사용 설문지 및 면담 결과 분석
▶ 폐 건전지가 우리에게 주는 피해를 인식하지 못하고 있다. ▶ 폐 건전지를 재활용하는지 모르고 있다. ▶ 폐 건전지 수거의 경제적인 이로움을 모르고 있다. ▶ 우리 학교에 건전지수거함이 있는지 모르는 학생이 많다. ▶ 폐 건전지 수거에 대한 필요성을 인식하지 못하고 있으며, 건전지 수거함에 대하여 무관심하다.
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우리학교
2. 완성작품이 되기까지 사고의 발전 과정에 대한 지도 가. 전건지 수거상자의 발전 1(자동접시저울)의 제작 및 지도
1) 작품 도해
폐 건전지 수거상자
자동접시저울 ◈ 큰 건전지를 넣으니 진동이 아주 심함
2) 작품 설명
가) 위의 사진과 같이 26㎝*27㎝*20㎝크기의 건전지 수거상자를 만든다. 나) 자동접시저울을 준비한다. 다) 건전지 수거상자를 자동접시저울 위에 올려둔다. 라) 건전지 수거상자에 폐 건전지를 넣으면 그 무게에 의하여 자동접시저울이 내려가고 따라서 연결선이 당겨져 지구얼굴 그림이 하나씩 떨어지게 만들었다.
3) 문제점
가) 무게가 별로 나가지 않는 1.5V 건전지는 별 문제가 없이 생각한데로 지구얼굴 그림이 잘 떨어졌지만, 6V용 큰 건전지를 떨어뜨리니 자동접시저울이 갑자기 많이 내려가 한꺼번에 8장의 지구얼굴 그림이 모두 떨어져 정상 작동이 되지 않았다.
4) 개선 방안
가) 무거운 건전지를 떨어뜨려도 갑자기 많이 내려가는 현상(출렁거림)이 일어 나지 않는 재질이 필요하다. 나) 무거운 건전지를 넣었을 때 출렁거리지 않고 서서히 내려가는 물질이 뭐가 있는지 조사해 봐야겠다. 5) 지도 내용 가) 큰 충격에도 반응이 적도록 되기 위해서는 어떤 종류의 재질이 있는지 가족토의를 통하여 알아보게 지도하였다. 나) 우리 주변의 물건 중에서 충격에 더디게 반응하는 물질이 있는지 알아 보게 지도하였다.
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나. 건전지 수거상자의 발전 2 (물) 의 제작 및 지도
1) 작품 도해
폐 건전지 수거상자
소 넣음) ◈ 출렁거림이 적 었 으 나 여전 히 출렁거림 물(식별용 색
2) 작품 설명
가) 위의 사진과 같이 26㎝*27㎝*20㎝크기의 건전지 수거상자를 만든다. 나) 수거 상자 보다 조금 더 큰 26.1㎝*27.1㎝*14㎝ 크기의 받침 상자를 만든다. 다) 수거상자와 받침 상자 사이에 위의 도해와 같이 물을 넣어 무게에 의해 천 천히 내려가게 하였다.
3) 보완 된 점
가) 6V의 무게가 무거운 큰 건전지를 넣어도 출렁거림이 적어 한번에 여러 장 의 지구얼굴 그림이 떨어지는 약점이 보완되었다.
4) 문제점
가) 무게가 무거운 건전지를 넣을 때 출렁거림은 적었으나 건전지를 많이 넣으 면 물이 넘쳐흐르는 약점이 발견되었으며, 저울보다는 출렁거림이 적으나 여전히 출렁거 렸 다.
5) 개선 방안
가) 출렁거림이 적으며, 많은 건전지를 넣어도 물이 넘치는 등 문제점이 적은 재료를 찾아보아야겠다. 6) 지도 내용
체에 반응이 더딘 물을 사용하여 충격에 견디게 한점은 칭찬 하였으나. 물의 단점 에 대하여 친 구들과 토론해 보도록 지도하였다. 나) 물의 단점 을 보완할 재 료 를 생활 주면에서 살펴보게 하였으며, 주로 백 화점이나 노점상도 좋은 아이디어 획득 장소이므로 견학하도록 지도하였다. 가) 무거운 물
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닐테이프)의 제작 및 지도
다. 건전지 수거상자의 발전 3(물 위에 비
1) 작품 도해
폐 건전지 수거상자
닐테이프) 물(식별용 색 소 넣 음 )
물위의 막(비
◈ 출렁거림이 거의 적
었으나 이동 시 물이 쏟아지는 약점이 생김
2) 작품 설명
가) 위의 사진과 같이 26㎝*27㎝*20㎝크기의 건전지 수거상자를 만든다. 나) 수거 상자 보다 조금 더 큰 26.1㎝*27.1㎝*14㎝ 크기의 받침 상자를 만든다. 다) 수거상자와 받침 상자 사이에 위의 도해와 같이 물을 넣어 무게에 의해 천 천히 내려가게 하였다. 라) 출렁거림을 적게 하기 위하여 위 도해와 같이 물 위에 비닐테이프를 얹어 놓았 다.
3) 보완 된 점
가) 무거운 건전지를 넣을 때 물의 출렁거림이 비닐테이프가 없을 때 보다 훨 씬 줄어들었다.
4) 문제점
가) 건전지 수거함을 다른 곳으로 이동시킬 경우 물이 쏟아지는 경우가 있으 며, 이동 시 불편하였다.
5) 개선 방안
가) 무거운 건전지를 넣어도 출렁거림이 적으며, 이동도 용이한 재료를 탐색해 보아야겠다. 6) 지도 내용 가) 출렁거림이 적으며, 이동도 용이한 재 나) 계
속 물이란 소재에서 벗어나지
료를 탐색해 보도록 지도하였다.
못하여 사고의 확산 방법에 대하여 지
었다. 다) 침대 선 전에서 흔 들림 없는 그 소 재가 무 엇 인지 알아보게 지도하였다.
도하였으며, 발명 10계명을 다시 한번 설명해 주
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라. 건전지 수거상자의 발전 4(메모리폼)의 제작 및 지도
1) 작품 도해
폐 건전지 수거상자
메모리폼 ◈
무거운
서서
히
건전지에도
내려가고
에도 지장이 없
2) 작품 설명
메모리도메
이동
었음
용이하였
가) 위의 사진과 같이 26㎝*27㎝*20㎝크기의 건전지음수거상자를 만든다. 나) 수거 상자 보다 조금 더 큰 26.1㎝*27.1㎝*14㎝ 크기의 받침 상자를 만든다. 다) 수거상자와 받침 상자 사이에 위의 도해와 같이 메모리폼을 넣어 출렁거
림을 방지하고 이동하는데도 지장이 없도록 하였다.
3) 보완 된 점
가) 메모리폼을 넣었더니 출렁거림이 전혀 없었으며, 이동하는데도 지장을 받 지 않았다.
4) 문제점
가) 수거함이 5㎏이하로 가벼울 때는 별 문제가 없었으나 5㎏ 이상 건전지를 넣으니 수거상자를 밖으로 들어내는데 어려움이 있었다.
5) 개선 방안
가) 5㎏ 이상의 무거운 수거상자를 밖으로 쉽게 들어낼 수 있는 방법을 연구해 보아야겠다. 6) 지도 내용
g 이상의 무거운 건전지를 넣어도 충격 없이 서서히 내려가는 소재 를 발 견 하였 음 을 축 하해주고 칭 찬 을 아끼지 않았다. 가) 500
나) 건전지 수거상자에 건전지를 많이 넣어 무거운 상태에서는 수거상자를
들어내기 어려운데 어
떻게 하면 무거운 물체를 쉽게 옮길 수 있는지 발명반 학
생들과 자유토론 해 보도록 지도하였다.
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마. 건전지 수거상자의 발전 5(바퀴)의 제작 및 지도 1) 작품의 도해
건전지 수거 받침상자
작은
바퀴(4개)
◈ 그림과
바퀴를
같이
다니
4개의
수거함을
꺼내기가 용이해
졌음
2) 작품 설명
가) 수거 상자 보다 조금 더 큰 26.1㎝*27.1㎝*14㎝ 크기의 받침 상자를 만든다. 나) 받침 상자의 아래의 위의 도해와 같이 작은 바퀴 4개를 부착하여 무거운 건전지 수거상자를 밖으로 옮기는데 힘이 별로 들지 않도록 장치하였다.
3) 보완 된 점
가) 5㎏이상의 무거운 건전지 수거상자를 밖으로 옮기기가 용이하였으며, 힘도 별로 들지 않았다.
4) 결과
가) 폐 건전지 수거상자를 옮기기가 아주 용이하고 쉬웠다.
5) 지도 내용 가)
바퀴의 부착이
건전지 수거상자 이동에 얼
그 방법에 대하여 크게 칭
찬해 주었다.
마나 편리한지 같이
해보고
나) 건전지 수거상자는 그 정도로 발전시키고 지구얼굴 그림 그림을 부 수 있는 방법에 대하여 발명반
친구들과 토의해보도록 지도하였다. - 10 -
착할
바. 지구얼굴 그림 그림 끼우개의 발전 (사인펜 대 붙이기)의 제작 및 지도 1) 작품 도해
◈
판지(0.5㎝ 두께) 사인 펜 대 철심(쇠 막대기) 8개의 홈을 파 고
지
구얼굴 그림 그림 8장
걸 수 있도록 만들 었음 2) 작품 설명 가) 위의 작품 도해와 같이 0.5㎝두께의 판지를 수거함 윗 판에 붙이고 8개의 홈을 파고 지구얼굴 그림이 끼워질 수 있도록 하였다. 나) 판지 위에 사인펜 대를 붙이고 판지의 홈과 일치되도록 8개의 홈을 파고 지구얼굴 그림 그림이 끼워질 수 있도록 장치한다. 다) 철심을 자전거 브레이크와이어와 연결하여 수거상자에 폐 건전지를 넣어 수거상자가 내려가면 저절로 당겨질 수 있도록 장치하여 무게에 의하여 8장의 얼굴 이 차례로 떨어질 수 있도록 장치하였다. 라) 지구얼굴 그림은 총 8장으로 처음 폐 건전지가 1kg 정도 넣으면 첫장이 떨어 지고 2kg 정도 넣으면 두 번째 지구얼굴 그림 그림이 떨어지고 3kg 정도 넣으면 세 번째 지구얼굴 그림 그림이 떨어지고 7kg 정도 넣으면 일곱 번째 지구얼굴 그림 그림 이 떨어지도록 장치하였으며, 마지막 지구얼굴 그림 그림은 떨어지지 않도록 하여 학 생들의 흥미를 유발하여 폐 건전지 수거의 붐을 조성할 수 있도록 하였다. 을
3) 문제점
가) 장치를 정교하게 만들 경우 별다른 문제점이 없었다.
4) 결과
가) 지구얼굴 그림 그림이 건전지 무게에 따라 떨어져 재미있었으며, 이로 인 하여 학생들이 폐 건전지를 수거하는 습관을 형성하는데 도움이 되었다. 5) 지도 내용
펜 험 선 떻 꾸밀
따 잘 올 갈
가) 사인 대에 지구얼굴 그림 그림을 끼우고 실제로 무게에 라 떨어질 수 있는지 실 을 해보게 지도 하였다.(수많은 시 오를 으며 완성하였다.) 나) 연결 이 무게에 의해 자동으로 아래로 내려가고 위로 라 수 있도 록 장치를 어 게 지 가족회의를 통해 연구해 보게 지도하였다.
행착
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겪
사.
스프링의 발전 1(붙이는 위치의 부정확)의 제작 및 지도
1) 작품 도해
자전거 브레이크 와이어
스프링 고정 점 스프링(자동 원위치 용) 수거상자와 연결 ◈
스프링의
선
고정 위치
가 적당하지 않았
음
2) 작품 설명
가) 철심 연결선 중간 부분에 스프링을 부착한다. 나) 스프링의 상단을 뒤 판에 고정시키다. 다) 스프링의 끝 부분에 연결선을 고정한다. 라) 연결선이 아래로 당겨지면 스프링이 늘어나고 당겼던 연결선을 놓으면 스프링에 의하여 연결선이 위로 올라가도록 장치하였다. 마) 이 장치에 의하여 건전지 수거상자를 앞으로 당기면 연결선이 저절로 위로 올라가 지구얼굴 그림이 고정홈에 고정되도록 장치하였다.
3) 문제점
가) 스프링의 상단 고정 위치가 정확하지 않아 수거상자를 앞으로 당겨도 정확 하게 지구얼굴 그림을 고정시키지 못 했 다.
4) 개선 방안
가) 스프링의 상단 고정위치와 지구얼굴 그림의 홈 고정 관계를 여러 실험을 통하여 최적의 위치에 고정될 수 있도록 하여야겠다. 5) 지도 내용
선에 대하여 친 구들과 토의를 통해 연구해보게 지도 하였다.(자전거 브레이크 이용을 알아 냈음 -크게 칭찬함) 나) 건전지 수거상자를 끄집 어내면 자동으로 브레이크 선 이 위로 올 라가도 가)
곡선에도 큰 영향을 받지
않고 당기고
밀수
있는 연결
록 할 수 있는 방법을 발명반 및 가족 토의를 통해 해결하도록 지도하였다.
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아.
스프링의 발전 2(스프링 고정위치 결정)의 제작 및 지도
1) 작품 도해
자전저 브레이크
선
자전거 브레이크 와이어
스프링 고정 장치 스프링(자동 원위치 용) 스프링 하단 고정 ◈ 연결 선 을 놓 으면 지 구얼굴
그림이
고정홈
에 정확하게 고정
됨
2) 작품 설명
가) 스프링의 발전 1과 같이 장치를 하였다. 나) 스프링의 상단을 뒤 판에 고정시키는 위치를 실험을 통해 적정 위치에 고정 시켰다. 다) 스프링의 끝 부분에 연결선을 여러 번의 실험을 통하여 적정 위치에 고정시켰다. 라) 연결선이 아래로 당겨지면 스프링이 늘어나고 당겼던 연결선을 놓으면 스 프링에 의하여 연결선이 위로 올라가도록 적절하게 장치하기 위하여 여러 번의 실험을 하여 결정하였다.
3) 보완 된 점
가) 스프링의 위치가 자동화에 맞게 적당한 위치에 부착되었다.
4) 문제점
가) 스프링이 여러 번 사용하여도 탄성을 유지하는지 의문이다.
5) 결과
가) 건전지 수거상자가 내려가면 와이어가 당겨져 지구얼굴 그림이 자동으로 떨어지는 장치가 완성되었다. 6) 지도 내용
스프링을 이용하여 당기면 고정 철심이 당겨지고 연결 장치가 수거상자에서 분 리되면 자동으로 연결선이 위로 올라갈 수 있는 방법에 대하여 연구하도록 지도하였다. 나) 스프링의 위 부분은 벽면에 고정시키고, 아래 부분은 연결선에 고정시키는 것을 발견하여서 크게 칭찬하였으며, 연결고리에 대하여 연구하도록 지도하였다. 가)
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자. 건전지 수거상자와 연결
1) 작품 도해
선의 발전 1(걸고리)의 제작 및 지도 걸고리 고정 장치 걸고리 연결 장치 걸고리 걸고리를 사용하였 더니 걸 고 빼 는데 불편 함이 많았 음 ◈
2) 작품 설명
가) 자전거 와이어 하단에 위 도해와 같이 걸고리 연결장치를 부착한다. 나) 걸고리 연결장치 하단에 걸고리를 연결한다. 다) 걸고리가 이리 저리 움직이지 않도록 걸고리 고정 장치를 도해와 같이 부착한다. 라) 건전지 수거상자의 뒤 부분에 걸고리와 연결할 수 있는 고리를 만들어 걸 고리를 연결하도록 장치하였다. 마) 건전지 수거상자에 건전지가 많아 무게가 무거워지면 연결고리가 아래로 당겨져 지구얼굴 그림이 한 장씩 떨어지도록 하였다.
3) 문제점
가) 걸고리를 수거상자에 연결고리를 끼우고 빼는데 불편함이 많았으며, 힘들 었다.
4) 개선 방안
가) 걸고리 형식을 과감히 탈피하여 뭔가 자동화 된 원리를 생각해 보아야겠 다. 즉 건전지수거함을 앞으로 당기면 자동적으로 걸고리가 건전지수거상자와 분리 되어 걸고리가 위로 올라가는 구조를 연구해 보아야겠다. 5) 지도 내용
걸고리 형식은 지구얼굴 그림을 부착하고 나면 손을 넣을 수가 없어 조 절이 어려우 므 로 뭔 가 자동으로 연결 선 이 올 라가고 내려오도록 장치 할 수 있도 가)
록 가족 발명회의를 통해 해결 할 수 있도록 지도하였다. 나) 거는
형식에서 탈피할 수 있도록 사고가 확산되도록 지도하였다. - 14 -
선
ㄱ
차. 건전지 수거상자와 연결 의 발전 2( 자 연결고리)의 제작 및 지도
1) 작품 도해
연결고리(아크
릴)
ㄱ자 연결고리 지지대 ㄱ자 연결고리 ◈
쉽게
연결되고, 당기
면 분리되
었음
2) 작품 설명
가) 자전거 와이어 하단에 위 도해와 같이 아크릴 연결고리 연결장치를 부착한다. 나) 연결고리 연결장치 하단을 도해와 같이 ㄱ자 모양으로 구부려 건전지 수 거상자가 쉽 게 걸 리고 빠 질 수 있도록 하였다. 다) 연결고리가 이리 저리 움직이지 않도록 연결고리 고정 장치를 도해와 같이 부착한다. 라) 건전지 수거상자의 뒤 부분에 ㄱ자 걸고리와 연결할 수 있도록 돌출부위를 만들었다. 마) 건전지 수거상자에 건전지가 많아 무게가 무거워지면 연결고리가 아래로 당겨져 지구얼굴 그림이 한 장씩 떨어지도록 함.
3) 보완 된 점(편리한 점)
가) 연결고리 부분을 ㄱ자로 만들어 건전지 수거상자와 쉽게 걸리고 빠지도록 하였다.
4) 결과
가) 연결고리 연결부위를 ㄱ자로 만들고 수거상자에 ㄱ자 연결고리가 걸릴 수 있도 록 요철부위를 만들었더니 수거상자를 안으로 밀어 넣으면 수거상자 돌출부위가 ㄱ자 연 결고리에 걸려 무거워지면 와이어가 당겨져 지구얼굴 그림이 한 장씩 떨어졌으며, 수거 상자를 앞으로 당기면 저절로 ㄱ자 연결고리와 수거상자가 분리되어 아주 편리하였다. 5) 지도 내용
ㄱ자 연결고리를 생각해 낸 것은 대단한 사고의 발전이므로 크게 칭찬하였다. 나) 생각한 발명품을 직접 실 험해보도록 하였으며, 연결고리의 부착 위치를 정 가)
확
히 할 수 있도록 지도하였다. 다) 사고의 발전을 멈추 지 말고 계속 진 화할 수 있도록 지도하였다. - 15 -
카. 완성 작품 1) 작품 도해
크기 : 30㎝*30㎝*60㎝ 폐 건전지 투입구 지구얼굴 그림 (8장) 사용 설명서
받침대
2) 작품 설명
가) 먼저 30㎝*30㎝*60㎝ 크기의 건전지 수거함을 만든다. 나) 다음은 26㎝*27㎝*20㎝ 크기의 건전지를 수거상자를 만든다. 다) 건전지 수거함보다 조금 큰 27㎝*28㎝*14㎝ 크기의 건전지 수거상자 받침대 를 만들고 안에 두께 10㎝ 정도의 메모리폼을 넣고 그 위에 건전지 수거함을 올려놓 는다. 라) 건전지 수거함 윗 판 안에 사인펜 대에 3.5㎝에 8개의 홈을 내어 얼굴 그 림이 끼워질 수 있도록 하였다.
마) 길이 17㎝의 자전거 브레이크 라인과 37㎝의 자전거 브레이크 와이어, 스 프링, 연결고리를 이용하여 얼굴이 무게에 의하여 떨어지도록 장치하였다. 바) 수거함이 폐 건전지를 약 1㎏, 2㎏, 3㎏, 4㎏, 5㎏, 6㎏, 7㎏, 8㎏ 정도 넣을 때마다 메모리폼이 조금씩 아래로 내려가고 내려가는 힘에 의해 연결고리가 아 래로 당겨지면서 자전거 브레이크 와이어가 당겨지고 와이어 끝에 연결된 쇠 막 대가 당겨지면서 지구얼굴 그림 그림이 한 장씩 떨어지도록 장치하였다.
사) 전체의 모양이 얼굴은 지구고 사람 모양을 하고 있어 손 모양을 만들고 건전지를 넣을 수 있도록 장치하였다. - 16 -
아) 전체 수거함이 안정성을 갖도록 아래에 40㎝*40㎝*5㎝크기의 받침대를 만 들어 밑에 받치고 장식을 하였다. 자) 변검에 대한 해설과 사용 설명서를 부착하여 학생들이 호기심을 가지고 폐 건전지를 투입하고 싶은 동기를 부여하였다.
3) 사용 방법
가) 변검의 팔 부분에 폐 건전지 투입구가 있어 폐 건전지를 투입한다. 나) 투입한 건전지의 무게가 약 1㎏, 2㎏, 3㎏, 4㎏, 5㎏, 6㎏, 7㎏, 8㎏ 정도가 될 때마다 변검의 얼굴이 한 장씩 떨어지도록 장치한다. 다) 폐 건전지를 어느 무게 정도 넣으면 지구얼굴 그림이 변화하므로 호기심이 생겨 폐 건전지를 너도 나도 넣으려 할 것이다. ☞ 폐 건전지를 수거하여 환경오염을 막고, 자원을 재활용하여 경제적인 효 과를 기대할 수 있다. 환경보존과 자연보호에 대한 의식이 폐 건전지 수거를 통해 고양될 수 있다. 기존 건전지 수거함보다 제작비가 그다지 비싸지 않을 것으로 보아 경제 성이 높을 것으로 기대된다.
4) 작품의 사용 효과 가) 폐 건전지 수거의 양에
욕이 생긴다. 수거의 습관 형 성으로 저 탄소
전지를 넣고 싶은 의 나) 폐 건전지
따라 지구얼굴 그림이 하나씩 떨어지므로 폐 건
천이 생활화되는 계기가 된다.
녹색성장 의식이 함양되고 실
신이 고취되고, 다른 영역 에 까지 의식이 전이 될 수 있어 좋 다. 다) 폐 건전지 수거로 녹색성장 정
5)
앞으로 과제
가) 완성 작품은 8장의 지구얼굴 그림이 변하지 20장 이상의 여
이로 인하여 녹색성장의
만좀
더 정교하게
만들면
러 장의 지구얼굴 그림이 변환 될 수 있도록 제작이 가능하리라
본다. 이에 대한 연구가 더 필요하다.
느 정도 무게의 폐 건전지를 넣어야 지구얼굴 그림이 변화되 나 정교한 작 업 으로 몇 개가 폐 건전지 만 넣어도 지구얼굴 그림이 변 화 될 수 있 나) 지금은 어
도록 장치를 조절할 필요가 있다.
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3. 작품 제작
후
가. 본 발명품을 사용한
소감
제작한 발명품을 내남초등학교 2-6년 123명에게 사용하게 한 후 그 소감을 물어 보았다.(설문지 및 면담) 2-6학년 123명이 다음과 같이 대답하였다. N=123 설문 및 면담 주제 ‘다 쓴 건전지 를 주고 싶은 녹색지킴이 변 검’ 설치 사용 후 기존 수거함 과 비교하여 설 문 및 면담 실 시
발명품 제작 전
후 설문 및 면담 결과
설문 및 면담 내용 폐 건전지를 넣을 때 재미가 있다. 폐 건전지를 넣고 싶은 의욕 이 있다. 폐 건전지 수거함의 모양이 관심을 끌 만하다. 폐 건전지 수거로 녹색성장 에 대해 관심이 생겼다.
응답자 수 기존 수거함 5 (4%) 발명품한 수거함 123 (100%) 기존 수거함 7 (6%) 발명품한 수거함 121 (98%) 기존 수거함 11 (9%) 발명품한 수거함 122 (99%) 기존 수거함 21 (17%) 발명품한 수거함 120 (98%)
발명품 사용 설문지 및 면담 결과 분석
▶ 폐 건전지를 넣을 때 재미가 있었다. ▶ 폐 건전지를 넣는 재미가 있어 폐 건전지 수거의 의욕이 생겼다. ▶ 폐 건전지 수거를 통해 저탄소 녹색성장에 대한 관심이 높아지고 녹색성장의 실 천 의 욕 이 생 겼 다. ▶ 폐 건전지 수거를 통해 녹색성장에 관심을 더 많이 가지게 되었으 며, 폐 건전지 수거 외의 녹색성장 과제를 실천하는 계기가 마련되었다. ▶ 발명한 건전지 수거함의 모양이 재미있고 관심을 가질 수 있도록 재미있어 보였다.
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Ⅳ. 지도 결과 및 효과
본 발명지도를 통해 많은 지도 효과가 있었으나 몇 가지를 들면 다음과 같다. 1. ‘다 쓴 건전지를 주고 싶은 녹생지킴이 변검’ 발명품 발명을 통해 자기 의 창의적인 아이디어로 생활을 개선할 수 있다는 자신감을 가지게 되었다. 2. 발명에 대한 새로운 관심을 가지게 되었으며 무엇이든 개선해 보려고 노력하는 생활 습관이 길러지게 되었다. 3. 발명 과정 중 가족 토의 과제를 통하여 가정에서 자녀 부모간의 대화 의 장 이 마련되었으며 학부모의 발명 의식도 높아졌다. 4. 작품을 제작하면서 수차례의 실패를 거듭하였지만 하고자하는 의지가 있다면 좋은 결실을 거둔다는 자신감을 가지게 되었다. 5. 발명반 학생들과 토의를 하는 과정에서 협동심과 상대방의 생각이나 의사를 존중하는 마음이 길러지게 되었다. 6. 발명노트에 떠오르는 생각을 메모하는 습관을 가질 수 있게 되었다. Ⅴ. 지도를
마치고
참나무 밑에는 참나무가 자라고, 소나무 밑에는 소나무가 자란다. 큰 사람 밑에는 큰사람이 자라고 작은 사람 밑에는 작은 사람이 자란다. 우리는 과연 어떤 나무 일까? 우리의 밑에서 자란 아이들은 어떤 사람으로 성장할까? 우리 학교와 같이 학부모들이 주지 교과 성적에만 관심이 많고, 예술적인 능력이나 창의력 같이 보다 더 중요한 부분을 놓치고 있는 것은 참으로 안 타까운 현실이다. 인류의 발전은 발명으로 진화하고, 발명은 창의성으로 진화하는데 우리는 이와 같이 중요한 사실들을 잊고 있는지 모른다. 채감수을 지도하면서 우리의 지도가 얼마나 아이들을 변화시키는지 체험하였 다.
욕은 가히 내가 기대했던 그 이상이다. 마치 꼬마 에디슨을 만든 것 같은 착각이 들 정도이다. 우리가 놓칠 수 있는 소중한 부분들을 간과하지 않고 계속적인 지도를 통 해 우리나라가 지식을 파는 고부가가치적 산업이 융성할 수 있는 환경을 조 성하여야겠다. 채감수의 발명에 관한 의
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본 작품 발명 지도를 위해 읽어 본 책이나 참고사이트
강신묵. 반짝반짝 발명교실. 서울: 대교문화, 1992. 곽병선. 논리적 사고를 돕는 교육. 서울: 한국교육, 1985. 김충희. “창의력 증진을 위한 교수 방법.” 행동과학 1권 제1호 (1978. 3): 35-42. 박태범. 청조력 신장을 위한 지도 기술. 서울: 현대교육출판사. 1989. 신세호. 학습지도의 원리와 실제. 서울: 서울특별시교육위원회, 1986. . 창의력 계발을 위한 교육. 서울: 교육과학사, 1990. 신용일. 창의성 교육의 이론과 실제. 서울: 학문사, 1994. 안영호. 학교와 인간교육. 서울: 도서출판 주류, 1982. 왕연중. 발명교실. 서울: 법경출판사, 1991. 유태수. 뿌리깊은 한국의 발명. 서울: 키출판사, 1992. 정원식. 생활지도. 서울: 서울대학교 출판부, 1980. . 서울: 배영사, 1976. 지응섭. “현대사회와 창의성.” 1986년도 현장교육연구대회 논문, 1985. 최기철. 창조성 계발. 서울: 교육과학사, 1979. 한명희. “창의성 교육.” 새교육 1986년 7월호, 1986. 한안진. 탐구과학교육. 서울: 화신출판사, 1984. 특허청. 학생발명학습지도서. 서울: 특허청 발명진흥과, 1996. ◉ 국립중앙과학관 : http://www.science.go.kr/ ◉ 한국발명진흥회 : http://www.kipa.org/ ◉ 특허정보 검색서비스 : ttp://www.kipris.or.kr/new_kipris/index.jsp ◉ 한국사이버발명교육센터 : http://www.koci.or.kr/index.asp ◉ http://blog.daum.net/lcb5578 ◉ http://blog.daum.net/seaweedy33 ◉ http://blog.daum.net/supremevine ◉ http://cafe.daum.net/geugdang ◉ http://cafe.daum.net/Inventions ◉ http://cafe.daum.net/mindstay ◉ http://cafe.daum.net/2009bal(경상북도 2009학년도 전국학생과학발명품경진대회 출품
자들의 정보교환을 위한 카페)
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