NotebookLM 을 이용하면 쉽게 다양한 자료를 만들 수 있다.
기본적으로 출판사에서 제공한 교과서 파일과, 지도서 파일을 이용해서 간단하게 수업지도안과 평가자료 그밖에 질문이나, 활동지 등을 만드는 방법을 알아 보자.
1. 우선 출판사에서 제공하는 교과서 파일과 지도서 파일이 필요하다. (내가 원하는 차시만 잘라서 준비한다.)
한글과 컴퓨터를 설치하면 함게 설치되는 한pdf 2024 에서 출판사에서 제공되는 교과서나 지도서 pdf 파일을 불러 들인 다음, 도구 쪽 추출하기에서 필요한 차시만 잘라서 저장해서 사용하면 된다.
위와 같은 방법으로 1차시분 교과서 파일과 지도서 파일을 준비한다.
아래 첨부파일은 샘플 파일로 중1 천재교과서 과학교과서에서 1차시용으로 마찰력단원 교과서와 지도서 파일을 잘라둔 파일이다.(필요하면 다운 받아 테스트 해보기 바란다)
2. NotebookLM 사이트에 접속해서 pdf 파일 올리고, 프롬프트를 입력한다.
notebookLM 사이트에 접속해서 교과서와 지도서 파일을 올리고, 아래 처럼 프롬프트를 적어 넣으면 된다. 필요하면 내용을 빼거나 추가해도 좋다. (예를 들면 실험보고서를 만들어 달라고 해도 된다.) 단 추가하면 프롬프트가 너무 길어서 시스템 에러가 나는 경우가 있다. 이런 경우에는 프롬프트를 절반씩 나눠서 만들면 된다.
아래 프롬프트 내용을 복사해서 그대로 붙여넣기 하면 된다. 수업대상에서 학년과 과목과 단원명만 수정해 줘도 된다.
--------------<NotebookLM 명령창에 입력할 프롬프트>---------------------
너는 중학교 교사의 역할을 맡고 있어. 아래 제공된 교과서 및 지도서를 바탕으로, 해당 단원에 대한 수업자료와 평가자료를 제작해 줘. 다음 조건에 따라 구성해 줘.
[1] 수업 대상
- 학년: 중학교 1학년
- 과목: 과학
- 단원: 5단원 <마찰력>
[2] 요청 자료
① 수업지도안
- 차시별로 작성
- [도입 – 전개 – 정리]의 3단계 구조를 사용하고, 각 단계는 표 형식으로 정리
- 각 단계에 대해: 활동 내용 / 소요 시간 / 교사 활동 / 학생 활동 / 유의사항을 포함
- 수업 전체 흐름 맨 아래에 다음을 추가:
· 준비물
· 유의사항
② 형성평가
- 객관식 및 단답형 혼합
- 각 문항에 정답과 간단한 해설 포함
③ 수행평가
- 과제 설명, 평가 기준표(루브릭 포함) 제공
- 실험·탐구 활동 기반 수행과제 우선 제시
④ 교사용 판서자료
- 판서 내용은 개념 정리, 핵심 키워드, 도식 등을 포함한 시각 자료 형태로 구성
- 각 판서 주제마다 간단한 수업 메모나 발문 예시 포함
⑤ 학생용 활동지
- 차시별 활동에 맞춘 탐구 활동지 형식
- 빈칸 채우기, 용어 매칭, 개념 요약, 실험 관찰 기록 등 다양한 형식으로 제작
- 그림, 표, 정리란 포함 가능
⑥ 단원 핵심 아이디어 및 개념적 연결
- 단원을 관통하는 핵심 아이디어를 한 문장 또는 한 문단으로 제시
- 학습 목표, 성취 기준 등을 바탕으로 개념적 연결 설명
⑦ 수업 내용의 실생활 연계 예시
- 해당 단원의 개념이 실생활에서 어떻게 활용되거나 관찰되는지 예시 2가지 제시
- 학생들이 공감할 수 있는 구체적인 사례로 설명
- 탐구나 토론 활동으로 연계 가능성이 있는 사례면 더욱 좋음
[3] 작성 조건
- 반드시 교과서와 지도서 내용을 충실히 반영
- 학생 수준과 흥미를 고려한 발문, 활동, 예시 포함
- 실험 및 탐구활동은 안전 및 준비물 측면에서 구체적으로 제시
- 각 평가 요소는 명확하고 객관적으로 작성
- 교사용 판서자료는 핵심내용 중심으로 3-5가지 주제로 나누어서 제시
- 학생용 활동지도 가능하면 표 형태로 작성
-------------------------------------------
그럼 간단하게 지도안, 형성평가 수행평가, 교사용 판저자료 및 발문, 그리고 단원핵심아이디어 및, 실생활 연계한 것 까지 만들어 준다.
3. 만들어지 내용을 활용한다. 필요시 추가로 수정을 요구하거나 추가 자료를 요구하면 된다.
아래 링크에는 교과서 파일이 올려져 있고, 팟캐스트도 만들어 져 있다.
아래 링크로 바로 접속해서 위 2번의 프롬프트를 붙여 넣기 하고 바로 수업지도안과 다양한 자료를 만들어 볼 수 있다.
https://notebooklm.google.com/notebook/bb1aef88-2217-403b-8883-3382b00e5979
로그인 - Google 계정
이메일 또는 휴대전화
accounts.google.com
<만들어진 결과는 본문 맨아래 추가해 놓았다.>
4. 팟캐스트를 이용하여 수업시간에 활용하기
우측에 심층대화 생성을 누르면 차시 내용을 가지고 팟캐스트를 만들어 준다. 시작할 때나 정리 할 때 틀어 줘도 좋다.
(가끔은 나보다 설명을 더 잘한다는 느낌을 받는다)
5. 마인드 맵 만들기
또 마인드 맵을 눌러 마인드 맵을 생성해서 전체 흐름을 살펴볼 수도 있다.
전체적인 흐름을 잡는데 유용하게 사용할 수 있다.
6. 추가로 실험보고서나 필요한 내용을 만들 수 있다.
그밖에 추가로 실험보고서를 만들어 달라고 해도 되고, 사실적, 개념적, 논쟁적 질문을 만들어 달라고 해도 된다.
아래 프롬프트를 복사해서 붙여 넣기만 해도 된다.
-------------------<프롬프트 예시>---------------------------
⑧ 실험 보고서 양식 및 예시 작성
- 해당 단원에서 다루는 실험 또는 탐구활동을 바탕으로, 학생용 실험보고서 양식을 작성
- 구성 요소: 실험 제목, 실험 목적, 가설, 준비물, 실험 방법, 관찰 결과 기록 표, 분석 및 해석, 결론, 느낀 점
- 표 형식으로 정리하며, 필요시 예시 내용도 간단히 작성
- 보고서 작성 시 유의할 점이나 교사의 평가 포인트도 제시
⑨ 사실적, 개념적, 논쟁적 질문 작성
- 해당 단원에서 사용할 수 있는 다음 3가지 유형의 질문을 각각 2개씩 작성:
① **사실적 질문**: 교과서나 실험을 통해 직접 확인 가능한 지식 중심 질문
② **개념적 질문**: 개념 간 비교, 분류, 속성 설명 등 이해를 요구하는 질문
③ **논쟁적 질문**: 사회적 이슈 또는 가치 판단을 요구하는 질문. 찬반 의견이 나뉠 수 있는 질문으로, 학생 토론이나 작문 활동과 연결될 수 있어야 함
- 각 질문마다 예상 학생 반응 예시 또는 교사의 발문 팁이 있다면 함께 작성
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추가로 다양한 요구가 가능하다.
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인공지능이 나 보다 더 뛰어난 능력을 발휘하는 세상이 곧 올 것 같다.
무서운 건 내가 직접 이런 자료들을 만들려면 하루 정도 시간이 걸릴 수도 있다. 그런데 인공지능은 순식간에 만들어 준다. 만들어 준 내용이 마음에 들지 않는 다면 세부적인 내용을 추가로 요구할 수도 있고, 아니면 그냥 똑같은 프롬프트를 이용해서 새로 만들어도 된다. 매번 만들때 마다 똑같은 걸 만들지 않는다.
산업혁명 시대에는 인간의 노동을 기계가 대신하면서 대량생산이 가능해 졌다면, 인공지능의 시대에는 인간의 사고를 인공지능이 대신하면서 지식의 대량생산이 가능한 세상이 될 거라고 한다.
인공지능은 마음에 드는 내용이 나올때 까지 새로운걸 요구할 수 있다. 인공지능은 화내지 않고, 순식간에 새로운걸 만들어 준다.
질문만 잘해도 추가로 원하는 걸 만들 수 있는 세상이 왔다. 이건 칼의 양날과 같다. 어떻게 사용하느냐에 따라 흉기가 될 수도 있고, 주방도구가 될 수도 있다.
정말 좋은 도구가 되었으면 좋겠다.,
<추가> NotebookLM 이용하여 한글 팟캐스트와 한글 대본 만드는 방법
https://sciencelove.com/483010
notebookLM 이용하여 인공지능으로 한글 대화 팟캐스트 만들기
이제는 심층대화을 한글로도 만들어 준다. 너무 잘 만들어 주기 때문에 놀라울 뿐이다. 만들어진 대화를 다운로드해서 클로바 노트에 가서 올리면 대본집을 만들 수도 있다. 단 설정에서 출력언
sciencelove.com
--------------------------------<프롬포트로 만들어진 결과>------------------------------
안녕하세요, 중학교 1학년 과학 교사입니다. 학생들의 마찰력 단원 학습을 돕기 위해 수업 지도안, 평가 자료, 보조 자료 등을 제작했습니다. 아래 내용을 참고하시어 즐거운 수업이 되기를 바랍니다.
중학교 1학년 과학 5단원 <마찰력> 수업 자료 및 평가 자료
** 수업 대상**
- 학년: 중학교 1학년
- 과목: 과학
- 단원: 5단원 <물체의 운동을 방해하는 힘: 마찰력>
① 수업 지도안
수업 목표:
- 마찰력을 이해하고, 마찰력의 크기와 방향을 설명할 수 있다.
- 접촉면의 거칠기와 물체의 무게에 따라 마찰력의 크기가 달라짐을 탐구 활동을 통해 경험적으로 알 수 있다.
- 일상생활에서 마찰력을 크게 하거나 작게 하는 다양한 사례를 찾아 설명할 수 있다.
차시 소개: 이 차시는 물체와 접촉하는 면의 거칠기와 물체의 무게 변화에 따른 마찰력의 크기 및 방향을 이해하도록 구성되었습니다. 또한, 마찰력을 크게 하거나 작게 하는 경우를 알아보고, 일상생활에서 마찰력이 어떻게 활용되는지 이해하는 데 중점을 둡니다.
단계소요 시간활동 내용교사 활동학생 활동유의사항
| 도입 | 5분 | 계단 끝에 붙어 있는 거친 스티커를 떠올리며 흥미 유발 및 학습 동기 부여 | - 계단 모서리의 거친 스티커, 빙판과 운동장에서의 미끄러짐 경험을 질문하며 학생들의 호기심 유발.- 학습 목표 제시: "오늘은 미끄러지는 것을 방해하는 힘, 즉 마찰력에 대해 배울 것입니다. 마찰력의 크기와 방향을 설명하고, 실생활 사례를 알아볼 것입니다.". | - 계단 스티커나 빙판, 운동장에서의 경험을 자유롭게 이야기하고 미끄러지는 정도가 다른 까닭을 생각해 본다.- 학습 목표를 확인하고 학습 의지를 다진다. | - 계단 스티커가 닳았을 때의 효과 감소 등 구체적인 경험을 이끌어내어 마찰력과 연결시키도록 지도한다. |
| 전개 | 35분 | 활동 1: 물체의 운동을 방해하는 힘 알아보기 (페트병 실험)1. 물이 가득 든 페트병에 장갑을 끼운 뒤 바닥에 닿는 면(고무 없는 면/고무 있는 면)을 바꿔 가며 잡아당기기.2. 장갑의 고무가 있는 면을 바닥으로 놓고 페트병에 든 물의 양(가득/반 정도)을 바꿔 가며 잡아당기기.3. 실험 결과를 바탕으로 접촉면의 거칠기와 물체의 무게에 따라 물체가 끌려오는 정도가 어떻게 다른지 토의 및 발표.활동 2: 마찰력 개념 및 특징 정리1. 마찰력의 정의와 방향 설명.2. 마찰력의 크기에 영향을 미치는 요인(접촉면의 거칠기, 물체의 무게) 정리.활동 3: 일상생활 속 마찰력의 이용마찰력을 크게 하는 경우와 작게 하는 경우의 다양한 사례 탐색 및 공유. | - 활동 1: 실험 절차를 안내하고, 학생들이 손으로 직접 마찰력을 느끼며 정성적으로 비교하도록 지도한다.- 활동 1: 무게와 마찰력 관계 측정 시, 물이 가득 든 병을 먼저 잡아당기고, 물을 반 정도 비운 후 다시 잡아당기도록 안내한다.- 활동 1: 학생들이 직접 실험 결과를 바탕으로 마찰력의 특징(거칠기, 무게와의 관계)을 추론하고 토의하도록 격려한다.- 활동 2: 물체와 바닥의 접촉면에서 운동을 방해하는 힘임을 강조하며 마찰력의 정의를 설명하고, 운동 방향과 마찰력 방향이 반대임을 시각 자료와 함께 제시한다.- 활동 2: 실험 결과를 바탕으로 접촉면이 거칠수록, 물체의 무게가 무거울수록 마찰력이 커진다는 핵심 개념을 정리해 준다.- 활동 3: 제시된 그림(체조 선수, 스키, 타이어 체인, 윤활유)을 활용하여 마찰력 이용 사례를 설명하고, 추가적인 실생활 예시를 묻는다. | - 활동 1: 준비된 페트병과 장갑을 사용하여 안내에 따라 실험을 진행한다.- 활동 1: 바닥면의 거칠기와 물의 양에 따라 페트병이 끌려오는 정도의 차이를 직접 경험하고 기록한다.- 활동 1: 모둠별로 실험 결과를 토의하고, 마찰력의 크기에 영향을 미치는 요인에 대해 결론을 도출하여 발표한다.- 활동 2: 교사의 설명을 들으며 마찰력의 정의와 방향, 크기에 영향을 미치는 요인을 노트에 정리한다.- 활동 3: 제시된 그림과 설명을 통해 마찰력의 긍정적/부정적 활용 사례를 이해하고, 주변에서 마찰력과 관련된 다른 사례를 찾아 이야기해 본다. | - 페트병 실험 시: 너무 세게 잡아당기거나 잡던 손을 갑자기 놓아 다치지 않도록 주의한다.- 페트병에 물이 새는지 미리 확인하고, 장갑은 한쪽 면에만 고무가 있는 것으로 준비하며, 페트병 크기가 장갑에 들어갈 만한지 확인한다.- 오개념 지도: 물체가 움직이지 않는 이유가 '마찰력이 작용한 힘보다 크기 때문'이라는 오개념을 '작용한 힘과 마찰력이 평형을 이루기 때문'으로 바로잡아 준다. |
| 정리 | 5분 | 학습 내용 요약 및 다음 차시 예고 | - 오늘 학습한 마찰력의 정의, 방향, 크기에 영향을 미치는 요인을 핵심 질문을 통해 확인한다.- 형성 평가를 통해 학습 이해도를 점검하고, 부족한 부분은 교과서에서 찾아 다시 읽어보도록 안내한다.- 다음 시간에는 물체를 떠오르게 하는 힘에 대해 배울 것을 예고한다. | - 교사의 질문에 답하며 오늘 배운 내용을 다시 한번 상기하고 정리한다.- 형성 평가 문제를 풀며 스스로 학습 이해도를 점검한다.- 다음 차시 학습 내용에 대한 흥미를 갖는다. | - 학생들이 마찰력 개념을 명확히 이해하고 자신감을 가질 수 있도록 긍정적인 피드백을 제공한다. |
전체 수업 준비물:
- 페트병(330 mL)
- 한쪽 면에 고무가 있는 장갑
- 물
일반 유의사항:
- 마찰력에 대한 정량적인 측정보다는 정성적인 개념 형성을 위해 손으로 느끼며 마찰력의 특징을 이해하고 설명할 수 있도록 지도한다.
- 마찰력의 종류(정지 마찰력, 운동 마찰력 등)는 깊이 다루지 않고, 마찰력을 다양한 사례를 이용하여 설명하도록 한다.
- 학생들이 마찰력을 경험하고, 운동하는 물체에 작용하는 마찰력의 방향을 찾을 수 있도록 지도한다.
- 선수 학습 내용(초등학교 3학년 '힘과 우리 생활'의 물체를 밀거나 당기는 힘, 중학교 1학년 '힘의 작용'의 무게)을 활용하여 학생들이 마찰력의 크기를 비교할 수 있도록 한다.
② 형성 평가
[5단원 마찰력 형성 평가]
- 다음 빈칸에 알맞은 말을 쓰시오. 물체가 다른 물체와 접촉해 있을 때 두 물체의 접촉면에서 물체의 운동을 방해하는 힘을 ( 마찰력 )이라고 한다.
- 정답: 마찰력
- 해설: 마찰력은 물체와 접촉면 사이에서 물체의 운동을 방해하는 힘을 의미합니다.
- 마찰력의 크기와 방향에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르시오. (1) 마찰력은 물체의 운동 방향과 같은 방향으로 작용한다. (2) 접촉면이 거칠수록 마찰력은 커진다. (3) 물체의 무게가 무거울수록 마찰력은 커진다. (4) 마찰력은 접촉면의 넓이에 비례하여 커진다.
- 정답: (2), (3)
- 해설: 마찰력은 물체의 운동 방향과 반대 방향으로 작용합니다. 접촉면의 거칠기가 거칠수록, 물체의 무게가 무거울수록 마찰력이 커집니다. 마찰력은 접촉면의 넓이와는 무관합니다.
- 눈 오는 날 자동차 타이어에 체인을 감는 이유를 마찰력과 관련지어 설명하시오.
- 정답: 눈으로 인해 빙판이 된 도로에서는 마찰력이 작아져 타이어가 쉽게 미끄러집니다. 체인을 감으면 타이어와 노면의 접촉면이 거칠어져 마찰력이 커지기 때문에 미끄러지지 않고 안전하게 운전할 수 있습니다.
- 해설: 접촉면이 거칠수록 마찰력이 커지므로, 빙판길에서 타이어의 접지력을 높여 미끄럼을 방지하기 위함입니다.
③ 수행 평가
[5단원 마찰력 수행 평가: 마찰력의 크기 변화 탐구 활동]
과제 설명: 학생들은 페트병과 장갑을 이용하여 마찰력의 크기가 접촉면의 거칠기와 물체의 무게에 따라 어떻게 달라지는지 직접 탐구하고, 그 결과를 정리하여 제출합니다.
탐구 목표:
- 페트병을 잡아당기는 활동을 통해 마찰력을 경험하고, 물체의 운동을 방해하는 힘의 방향을 알 수 있다.
- 접촉면의 거칠기와 물체의 무게가 마찰력의 크기에 어떤 영향을 미치는지 탐구 활동을 통해 비교 분석할 수 있다.
준비물:
- 페트병(330 mL, 물이 새지 않도록 미리 확인)
- 한쪽 면에 고무가 있는 장갑 (페트병 크기에 맞는 것)
- 물 (정확한 무게 측정을 위해 가득 채우고, 반 정도 비워 사용)
탐구 과정:
- 접촉면의 거칠기 변화에 따른 마찰력 비교:
- 물이 가득 든 페트병에 장갑을 끼웁니다.
- 장갑의 고무가 없는 면을 바닥에 닿게 하여 페트병을 한 방향으로 잡아당겨 보고, 페트병이 끌려오는 정도를 손으로 느껴봅니다.
- 장갑의 고무가 있는 면을 바닥에 닿게 하여 페트병을 같은 방향으로 잡아당겨 보고, 페트병이 끌려오는 정도를 손으로 느껴봅니다.
- 두 경우의 페트병이 끌려오는 정도를 비교하여 활동지에 기록합니다.
- 물체의 무게 변화에 따른 마찰력 비교:
- 장갑의 고무가 있는 면을 바닥에 닿게 합니다.
- 페트병에 물이 가득 든 상태로 페트병을 잡아당겨 보고, 페트병이 끌려오는 정도를 손으로 느껴봅니다.
- 페트병의 물을 반 정도 비운 상태로 페트병을 잡아당겨 보고, 페트병이 끌려오는 정도를 손으로 느껴봅니다.
- 두 경우의 페트병이 끌려오는 정도를 비교하여 활동지에 기록합니다.
보고서 작성 내용:
- 탐구 목표
- 준비물
- 탐구 과정 (간략하게 요약)
- 탐구 결과: 각 실험(접촉면 변화, 무게 변화)에서 페트병이 끌려오는 정도를 비교하여 구체적으로 기록 (활동지 양식 참고).
- 결론 및 토의: 탐구 결과를 바탕으로 마찰력의 크기가 접촉면의 거칠기, 물체의 무게와 어떤 관계가 있는지 자신의 언어로 설명하고, 일상생활에서 이와 관련된 다른 예시를 1가지 이상 제시.
평가 기준표 (루브릭):
평가 요소상 (3점)중 (2점)하 (1점)
| 마찰력의 방향 및 크기 설명 | 마찰력의 방향을 정확하게 알고, 접촉면의 거칠기와 무게에 따른 마찰력 크기 변화를 정확하게 비교 분석하여 설명하였다. | 마찰력의 방향을 알고, 접촉면의 거칠기와 무게에 따른 마찰력 크기 변화를 비교하여 설명하였다. | 마찰력의 방향을 이해하고, 접촉면의 거칠기 및 무게에 따른 마찰력 크기 변화를 관찰하였으나 설명이 미흡하였다. |
| 탐구 활동 참여도 및 태도 | 탐구 활동에 적극적으로 참여하고, 협력적인 소통을 통해 문제 해결에 기여하였다. | 탐구 활동에 참여하였으나, 적극성이나 협력적인 소통이 다소 부족하였다. | 탐구 활동에 참여하지 않거나, 소극적인 태도를 보였다. |
| 결론 도출 및 실생활 연계 | 탐구 결과를 바탕으로 명확한 결론을 도출하고, 구체적이고 적절한 실생활 연계 사례를 제시하였다. | 탐구 결과를 바탕으로 결론을 도출하고, 실생활 연계 사례를 제시하였으나 구체성이 부족하였다. | 탐구 결과와 결론이 명확하지 않거나, 실생활 연계 사례를 제시하지 못했다. |
피드백 예시:
- 상: "마찰력의 방향을 정확하게 알고 장갑을 끼운 페트병을 잡아당길 때 접촉면이 거칠수록, 물체가 무거울수록 마찰력이 커짐을 실험을 통해 알아내고 차이점을 정확하게 비교 분석하였습니다. 매우 훌륭합니다!"
- 중: "마찰력의 방향을 알고 장갑을 끼운 페트병을 잡아당길 때 접촉면이 거칠수록, 물체가 무거울수록 마찰력이 커짐을 알아내고 차이점을 설명하였습니다. 다음에는 좀 더 자세하고 구체적인 결과를 제시해 봅시다."
- 하: "마찰력의 방향을 이해하고 장갑을 끼운 페트병을 잡아당길 때 접촉면이 거칠수록, 무게가 무거울수록 마찰력이 커짐을 실험하고 차이점을 관찰하였습니다. 실험 결과에 대한 분석과 설명을 더 보완해야 합니다."
④ 교사용 판서 자료
[마찰력 핵심 개념 판서 자료]
주제 1: 마찰력이란?
- 개념: 물체가 다른 물체와 접촉해 있을 때, 두 물체의 접촉면에서 물체의 운동을 방해하는 힘
- 방향: 물체의 운동 방향과 항상 반대 방향으로 작용
- (그림 V-12와 같이, 물체에 작용하는 힘의 반대 방향으로 마찰력 화살표 표시)
- 수업 메모/발문:
- "여러분, 물건을 밀거나 당길 때 힘이 많이 드는 경험을 해본 적이 있나요?"
- "그럼 물건이 쉽게 움직이지 않도록 방해하는 힘은 무엇일까요? 바로 마찰력입니다."
- "마찰력은 우리가 물체를 미는 방향과 같은 방향일까요, 반대 방향일까요?"
주제 2: 마찰력의 크기에 영향을 주는 요인
- 요인 1: 접촉면의 거칠기
- 접촉면이 거칠수록 마찰력은 커진다.
- (페트병 실험 결과 시각화: 고무 없는 면 vs 고무 있는 면)
- 예시: 빙판에서 쉽게 미끄러지는 반면, 운동장에서는 잘 미끄러지지 않음. 계단에 거친 스티커를 붙이는 이유.
- 요인 2: 물체의 무게 (수직 항력)
- 물체의 무게가 무거울수록 마찰력은 커진다.
- (페트병 실험 결과 시각화: 물이 적은 페트병 vs 물이 가득한 페트병)
- 수직 항력(N): 바닥이 물체를 떠받치는 힘. 마찰력은 수직 항력에 비례.
- 수업 메모/발문:
- "페트병을 당겨보니 어떤 경우에 더 힘들었나요? 왜 그럴까요?"
- "무게가 무거운 물체를 밀거나 당길 때와 가벼운 물체를 밀거나 당길 때를 비교해 봅시다. 어떤 차이가 있나요?"
- "마찰력의 크기는 무엇에 영향을 받을까요?"
주제 3: 마찰력의 이용 (마찰력을 크게/작게)
- 마찰력을 크게 하는 경우 (미끄러짐 방지, 움직임 제어)
- 계단 모서리의 거친 스티커
- 눈 오는 날 타이어에 감는 체인
- 체조 선수가 손에 묻히는 백색 가루 (탄산 마그네슘)
- 걷거나 젓가락을 사용할 때, 끈으로 매듭지을 때
- (그림 V-13 참고)
- 마찰력을 작게 하는 경우 (부드러운 움직임, 효율 증대)
- 윤활유를 칠한 자전거 체인
- 눈 위에서 스키를 탈 때
- 스케이트를 탈 때, 문을 여닫을 때, 미끄럼틀을 탈 때
- (그림 V-13 참고)
- 수업 메모/발문:
- "우리 주변에서 마찰력이 커야 편리한 경우는 무엇이 있을까요?" (예: 운동화 바닥, 지우개)
- "그럼 마찰력이 작아야 편리한 경우는 무엇이 있을까요?" (예: 자전거 체인에 기름칠, 미끄럼틀)
- "마찰력이 우리 생활에 어떤 도움을 주고 있나요?"
주제 4: 마찰력과 오개념 바로잡기
- 오개념: "물체가 움직이지 않는 이유는 작용한 힘보다 마찰력이 크기 때문이다."
- 정확한 이해: 물체가 정지한 상태에서는 작용한 힘의 크기와 마찰력의 크기가 같고 방향이 반대이므로, 두 힘이 평형을 이루고 있어 움직이지 않는 것이다.
- (그래프: 외력과 마찰력 관계, 정지 마찰력 vs 운동 마찰력)
- (그림: 페트병 위쪽을 밀었을 때 넘어지는 모습)
- 수업 메모/발문:
- "책상을 살짝 밀었을 때 움직이지 않는다면, 책상에 작용하는 마찰력이 내가 미는 힘보다 더 크기 때문일까요?"
- "아닙니다! 물체가 정지해 있을 때는 내가 미는 힘만큼 마찰력이 작용하여 힘의 균형을 이루고 있는 것입니다."
- "그렇다면 물체를 넘어뜨릴 때 마찰력의 작용점은 어디일까요?" (접촉면!)
⑤ 학생용 활동지
[중학교 1학년 과학: 5단원 마찰력 탐구 활동지]
학습 목표:
- 마찰력을 이해하고, 마찰력의 크기와 방향을 설명할 수 있다.
- 접촉면의 거칠기와 물체의 무게가 마찰력의 크기에 영향을 미침을 탐구 활동을 통해 알 수 있다.
- 일상생활에서 마찰력의 이용 사례를 설명할 수 있다.
준비물:
- 페트병 (330 mL)
- 한쪽 면에 고무가 있는 장갑
- 물
[탐구 활동 1: 물체의 운동을 방해하는 힘 알아보기]
탐구 과정:
- 접촉면의 거칠기 변화에 따른 마찰력 비교:
- 물이 가득 든 페트병에 장갑을 끼운 뒤, 고무가 없는 면을 바닥에 닿게 하고 페트병을 한 방향으로 잡아당겨 보세요. 페트병이 끌려오는 정도를 손으로 느껴보고 아래 표에 기록하세요.
- 이번에는 장갑의 고무가 있는 면을 바닥에 닿게 하고 페트병을 같은 방향으로 잡아당겨 보세요. 페트병이 끌려오는 정도를 손으로 느껴보고 아래 표에 기록하세요.
- 물체의 무게 변화에 따른 마찰력 비교:
- 장갑의 고무가 있는 면을 바닥에 닿게 합니다.
- 페트병에 물이 가득 든 상태로 페트병을 잡아당겨 보고, 페트병이 끌려오는 정도를 손으로 느껴보고 아래 표에 기록하세요.
- 페트병의 물을 반 정도 비운 상태로 페트병을 잡아당겨 보고, 페트병이 끌려오는 정도를 손으로 느껴보고 아래 표에 기록하세요.
관찰 및 기록:
실험 조건잡아당기는 정도 (손으로 느껴지는 힘)페트병이 끌려오는 정도
| 접촉면의 거칠기 비교 | ||
| 장갑의 고무가 없는 면 | (예: 비교적 약하게 힘이 든다) | (예: 비교적 잘 끌려온다) |
| 장갑의 고무가 있는 면 | (예: 비교적 강하게 힘이 든다) | (예: 비교적 잘 끌려오지 않는다) |
| 물체의 무게 비교 | ||
| 물이 가득 든 페트병 | (예: 비교적 강하게 힘이 든다) | (예: 비교적 잘 끌려오지 않는다) |
| 물이 반 정도 든 페트병 | (예: 비교적 약하게 힘이 든다) | (예: 비교적 잘 끌려온다) |
정리 및 토의:
- 장갑과 바닥이 닿은 면에 따라 페트병이 끌려오는 정도는 어떻게 달랐나요? → 고무가 없는 면보다 고무가 있는 면을 바닥으로 놓았을 때 잡아당기기 더 ( 힘들었다 ). 이는 고무가 있는 면의 마찰력이 더 ( 컸기 ) 때문이다.
- 물의 양에 따라 페트병이 끌려오는 정도는 어떻게 달랐나요? → 물이 반 정도 담긴 페트병보다 물이 가득 담긴 페트병을 잡아당기기 더 ( 힘들었다 ). 이는 물이 가득 담긴 페트병의 무게가 더 ( 무거웠기 ) 때문이다.
- 위 탐구 활동을 통해 알 수 있는 마찰력의 특징을 정리해 봅시다. → 마찰력은 ( 접촉면이 거칠수록 ) 커지고, 물체의 ( 무게가 무거울수록 ) 커진다.
[개념 요약 및 적용]
- 물체가 다른 물체와 접촉해 있을 때 두 물체의 접촉면에서 물체의 운동을 방해하는 힘을 ( 마찰력 )이라고 한다.
- 마찰력은 물체의 운동 방향과 ( 반대 ) 방향으로 작용한다.
- 마찰력은 접촉면의 거칠기가 ( 클 )수록, 물체의 무게가 ( 무거울 )수록 크다.
마찰력의 이용: 다음 그림을 보고 마찰력을 크게 하는 경우와 작게 하는 경우를 구분하여 적어봅시다.
마찰력을 크게 하는 경우마찰력을 작게 하는 경우
| - 눈 오는 날 타이어에 감은 체인 | - 윤활유를 칠한 자전거 체인 |
| - 체조 선수가 손에 묻히는 백색 가루 | - 눈 위에서 타는 스키 |
| - 계단 모서리에 붙이는 거친 스티커 | - (여러분 주변의 사례 1가지) |
| - (여러분 주변의 사례 1가지) | - (여러분 주변의 사례 1가지) |
스스로 평가하기: 오늘 배운 마찰력의 크기와 방향, 그리고 실생활에서의 이용 사례를 잘 이해했는지 스스로 점검해 봅시다. (매우 잘함 / 잘함 / 보통)
⑥ 단원 핵심 아이디어 및 개념적 연결
단원 핵심 아이디어: 마찰력은 물체의 운동을 방해하는 핵심적인 힘으로, 두 물체의 접촉면에서 발생하며 그 크기는 접촉면의 거칠기와 물체의 무게에 직접적으로 비례한다. 이러한 마찰력의 특성을 이해하면 일상생활에서 물체의 움직임을 조절하거나 안전을 확보하는 다양한 현상들을 과학적으로 설명하고 활용할 수 있다.
개념적 연결: 본 단원 학습은 중학교 1학년 과학의 성취 기준인 **[9과05-02] '중력, 탄성력, 마찰력, 부력을 이해하고, 각 힘의 특징을 크기와 방향으로 설명할 수 있다'**와 직접적으로 연결됩니다. 학생들은 초등학교 3학년 때 '힘과 우리 생활' 단원에서 물체를 밀거나 당기는 힘의 크기와 특징을 경험했으며, 이전 차시에서 '힘의 작용'과 '무게'의 개념을 학습했습니다. 이러한 선수 학습을 바탕으로 마찰력을 '물체의 운동을 방해하는 힘'으로 정의하고, 페트병 실험을 통해 접촉면의 거칠기 및 물체의 무게(중력/수직 항력과 연관)가 마찰력 크기에 영향을 미치는 주요 요인임을 경험적으로 이해합니다. 또한, 마찰력이 물체의 운동 방향과 반대 방향으로 작용한다는 것을 학습하여 힘의 작용 방향에 대한 이해를 심화합니다. 최종적으로, 마찰력의 원리를 실생활 속 다양한 사례(미끄럼 방지, 효율 증대 등)에 적용하며 과학 개념이 현실 세계와 밀접하게 연결되어 있음을 깨닫게 됩니다. 이 단원 학습은 앞으로 배우게 될 뉴턴의 운동 법칙 등 역학의 기본 개념을 이해하는 데 중요한 토대가 됩니다.
⑦ 수업 내용의 실생활 연계 예시
마찰력은 우리 주변에서 흔히 관찰되며, 그 원리를 이해하면 다양한 현상을 설명할 수 있습니다. 학생들이 공감할 수 있는 구체적인 사례를 통해 마찰력을 더 깊이 탐구해 봅시다.
- 계단과 안전 스티커의 비밀 (탐구/토론 활동 연계 가능)
- 사례 설명: 여러분이 학교 계단을 오르내릴 때, 계단 모서리에 거친 검은색 스티커가 붙어 있는 것을 본 적이 있을 겁니다. 또, 겨울철 빙판길에서는 쉽게 미끄러지지만, 운동장에서는 잘 미끄러지지 않는 경험도 있죠.
- 과학적 원리 연계: 계단 모서리의 거친 스티커는 신발과 계단 사이의 접촉면을 거칠게 하여 마찰력을 크게 만듭니다. 이 때문에 미끄러지지 않고 안전하게 계단을 오르내릴 수 있는 것입니다. 반대로 빙판은 표면이 매우 매끄러워 마찰력이 작아 쉽게 미끄러지며, 운동장은 빙판에 비해 표면이 거칠어 마찰력이 커서 덜 미끄러지는 것입니다.
- 탐구/토론 연계:
- "만약 계단에 이런 거친 스티커가 없다면 어떤 문제가 생길까요?"
- "오래 사용하여 닳은 스티커는 새 스티커에 비해 미끄럼 방지 효과가 떨어지는 이유는 무엇일까요?" (마찰력과 접촉면의 거칠기 변화)
- "욕실 바닥이 물에 젖으면 왜 더 미끄러워질까요? 이를 예방하기 위한 방법은 무엇이 있을까요?" (액체의 존재가 마찰력에 미치는 영향 및 해결책 모색)
- 줄다리기 승패의 비밀 (탐구/토론 활동 연계 가능)
- 사례 설명: 운동회에서 친구들과 줄다리기를 해 본 경험이 있을 겁니다. 줄다리기에서 이기려면 어떤 전략이 필요할까요? 단순히 힘이 세다고 이기는 것만은 아닙니다.
- 과학적 원리 연계: 줄다리기는 팀원들이 바닥과의 마찰력을 최대한 크게 만드는 것이 매우 중요합니다. 잘 미끄러지지 않는 운동화를 신거나, 몸을 낮춰 지면을 누르는 힘(무게)을 증가시키고, 신발 바닥을 지면에 넓게 접촉시키는 등의 자세는 팀의 마찰력을 크게 만듭니다. 상대 팀보다 우리 팀의 마찰력이 커지면, 우리는 잘 끌려가지 않으면서 상대방을 우리 쪽으로 끌어올 수 있게 됩니다.
- 탐구/토론 연계:
- "줄다리기에서 이기기 위해 마찰력을 크게 할 수 있는 다른 방법은 무엇이 있을까요?" (신발 바닥의 돌기, 흙바닥 vs 아스팔트 등 환경적 요인)
- "비닐로 신발을 감싸거나 무거운 가방을 멘 친구를 잡아당기는 활동을 통해 줄다리기에서 마찰력이 얼마나 중요한지 직접 경험해 봅시다." (대체 활동으로 실제 줄다리기의 마찰력 원리를 실험적으로 이해)
- "마찰력이 너무 작아서 곤란한 또 다른 스포츠나 활동은 무엇이 있을까요? (예: 컬링, 볼링) 마찰력을 조절하기 위해 어떤 방법을 사용하나요?
주어진 자료와 대화 내용을 바탕으로 실험 보고서 양식 및 질문을 작성했습니다.
⑧ 실험 보고서 양식 및 예시 작성
다음은 마찰력 단원에서 다루는 '물체의 운동을 방해하는 힘 알아보기' 탐구 활동을 바탕으로 학생용 실험 보고서 양식과 예시 내용을 제시한 것입니다.
구성 요소상세 내용 및 예시
| 실험 제목 | 물체의 운동을 방해하는 힘 알아보기: 마찰력의 크기와 방향 탐구 |
| 실험 목적 | 1. 물체의 운동을 방해하는 힘인 마찰력의 개념을 이해한다. 2. 마찰력의 방향이 물체의 운동 방향과 반대임을 확인한다. 3. 접촉면의 거칠기와 물체의 무게가 마찰력의 크기에 어떤 영향을 미치는지 실험을 통해 알아본다. |
| 가설 | 1. 페트병을 잡아당길 때, 접촉면이 거칠수록 (예: 장갑의 고무 면이 바닥에 닿을 때) 페트병이 더 끌려오기 힘들 것이다. (마찰력이 클 것이다.) 2. 페트병을 잡아당길 때, 물체의 무게가 무거울수록 (예: 물이 가득 찬 페트병) 페트병이 더 끌려오기 힘들 것이다. (마찰력이 클 것이다.) |
| 준비물 | 페트병 (330 mL), 한쪽 면에 고무가 있는 장갑, 물 주의사항: 페트병이 너무 가벼우면 마찰력 비교가 어려울 수 있으니 물을 가득 채워 준비하거나, 장갑에 들어갈 만한 크기의 페트병을 준비한다. |
| 실험 방법 | 1. 물체의 운동 방향과 마찰력 방향 알아보기: 가. 물이 가득 든 페트병에 장갑을 끼운다. 나. 장갑의 고무가 없는 면을 바닥에 닿게 하고 페트병을 한 방향으로 잡아당기면서 페트병이 움직이는 방향과 손으로 느끼는 저항의 방향을 확인한다. 다. 페트병을 밀어 움직이게 할 때도 같은 방식으로 마찰력의 방향을 느껴본다. 2. 접촉면의 거칠기에 따른 마찰력 비교: 가. 물이 가득 든 페트병에 장갑을 끼운다. 나. 먼저 장갑의 고무가 없는 면이 바닥에 닿도록 놓고 페트병을 잡아당겨 끌려오는 정도를 손으로 느껴본다. 다. 다음으로 장갑의 고무가 있는 면이 바닥에 닿도록 놓고 페트병을 잡아당겨 끌려오는 정도를 손으로 느껴본다. 3. 물체의 무게에 따른 마찰력 비교: 가. 장갑의 고무가 있는 면을 바닥으로 놓는다. 나. 페트병에 물이 가득 든 상태로 잡아당겨 끌려오는 정도를 손으로 느껴본다. 다. 페트병의 물을 절반 정도 비운 후 다시 잡아당겨 끌려오는 정도를 손으로 느껴본다. 4. 각 실험에서 얻은 관찰 결과를 토의한다. |
| 관찰 결과 기록 표 | [표 1] 접촉면의 거칠기에 따른 페트병이 끌려오는 정도 |
| 분류 | |
| 페트병이 끌려오는 정도 | |
| [표 2] 물체의 무게에 따른 페트병이 끌려오는 정도 | |
| 분류 | 물체의 형태와 재료 (변수) |
| 변인 통제: 물 | 페트병의 물이 가득 든 상태 |
| 변인 통제: 장갑의 고무 있는 면 | 페트병에 물이 가득 든 상태 (무게 무거움) |
| 페트병에 물이 절반 든 상태 (무게 가벼움) |
분석 및 해석1. 장갑의 고무 없는 면이 바닥에 닿을 때보다 고무 있는 면이 바닥에 닿을 때 페트병을 잡아당기기 더 힘들었다. 이는 접촉면이 거칠수록 물체의 운동을 방해하는 힘인 마찰력이 더 크게 작용했기 때문이다. 2. 물이 절반 정도 담긴 페트병보다 물이 가득 담긴 페트병을 잡아당기기 더 힘들었다. 이는 물체의 무게가 무거울수록 물체의 운동을 방해하는 마찰력이 더 크게 작용했기 때문이다. 3. 페트병을 잡아당기거나 밀 때, 마찰력은 항상 물체의 운동 방향과 반대 방향으로 작용했다.
| 준비물 | 페트병(330mL), 한쪽 면에 고무가 있는 장갑, 물 |
| 실험 방법 | 1. 물이 가득 든 페트병에 장갑을 끼운 뒤 바닥에 닿는 면을 바꿔 가며 잡아당긴다. 2. 장갑의 고무가 있는 면을 바닥으로 놓고 페트병에 든 물의 양을 바꿔 가며 잡아당긴다. |
| 관찰 결과 기록 표 | [표 1] 접촉면의 거칠기에 따른 페트병이 끌려오는 정도 |
| 분류 | |
| 페트병이 끌려오는 정도 | |
| [표 2] 물체의 무게에 따른 페트병이 끌려오는 정도 | |
| 분류 | |
| 페트병이 끌려오는 정도 | |
| 분석 및 해석 | 1. 장갑의 고무 없는 면보다 고무 있는 면이 바닥에 닿을 때 페트병을 잡아당기기 더 힘들었다. 이는 접촉면이 거칠수록 마찰력이 더 크게 작용했기 때문이다. 2. 물이 절반 정도 담긴 페트병보다 물이 가득 담긴 페트병을 잡아당기기 더 힘들었다. 이는 물체의 무게가 무거울수록 마찰력이 더 크게 작용했기 때문이다. 3. 마찰력은 물체의 운동을 방해하는 방향으로 작용한다. |
| 결론 | 마찰력은 물체가 다른 물체와 접촉해 있을 때 두 물체의 접촉면에서 물체의 운동을 방해하는 힘이다. 마찰력의 크기는 접촉면이 거칠수록 그리고 물체의 무게가 무거울수록 커진다. 마찰력의 방향은 물체의 운동 방향과 반대 방향이다. |
| 느낀 점 | 계단을 오르내릴 때 거친 스티커를 밟으면 미끄러지지 않는 것이나, 빙판에서 쉽게 미끄러지는 이유를 마찰력 개념으로 이해하게 되어 신기했다. 일상생활에서 마찰력이 중요하게 사용되는 다양한 사례들을 더 찾아보고 싶다. |
보고서 작성 시 유의할 점 및 교사의 평가 포인트:
- 학생용 보고서 작성 시 유의할 점:
- 이 실험은 마찰력의 크기를 정성적으로 (손으로 느끼며) 이해하는 데 초점을 둔다. 용수철저울 등을 사용한 정량적인 측정보다는 마찰력의 특징을 경험하고 설명할 수 있도록 지도한다.
- 가설은 실험 전에 세우는 예측으로, 자신의 생각을 논리적으로 작성하도록 안내한다.
- 관찰 결과는 솔직하게 기록하며, 표를 활용하여 명확하게 정리하도록 한다.
- 안전 수칙을 준수하여 다치지 않도록 주의한다.
- 교사의 평가 포인트:
- 마찰력의 방향을 정확히 이해하고 설명하는가.
- 접촉면의 거칠기와 물체의 무게 변화에 따른 마찰력 크기 변화를 정확하게 비교하고 분석할 수 있는가.
- 실험을 통해 얻은 결과를 바탕으로 결론을 논리적으로 도출하는가.
- 일상생활의 사례와 마찰력 개념을 연결하여 이해하고 있는가.
⑨ 사실적, 개념적, 논쟁적 질문 작성
1. 사실적 질문 (교과서나 실험을 통해 직접 확인 가능한 지식 중심 질문)
- 마찰력은 무엇인가요?
- 마찰력의 크기는 접촉면의 거칠기와 물체의 무게에 따라 어떻게 달라지나요?
2. 개념적 질문 (개념 간 비교, 분류, 속성 설명 등 이해를 요구하는 질문)
- 계단 모서리에 거친 스티커를 붙이는 것이 미끄러짐을 방지하는 원리는 무엇인가요?
- 일상생활에서 마찰력을 크게 하는 경우(예: 눈 오는 날 타이어 체인, 체조 선수가 손에 묻히는 백색 가루)와 작게 하는 경우(예: 윤활유를 칠한 자전거 체인, 눈 위에서 타는 스키)의 차이점을 설명하고, 각각의 예시를 들어보세요.
3. 논쟁적 질문 (사회적 이슈 또는 가치 판단을 요구하는 질문)
- 자동차 타이어 체인처럼 마찰력을 인위적으로 크게 만드는 기술 개발에 대한 투자를 어디까지 확대해야 할까요? (예: 비용 대비 안전 효과, 환경 영향 등)
- 미끄러짐 사고 예방을 위한 마찰력 증대 노력과 에너지 효율성 증대를 위한 마찰력 감소 노력 중, 사회적으로 어떤 가치에 더 우선순위를 두어야 할까요? (이 질문은 주어진 자료에 직접적인 정보가 없으며, 마찰력의 실생활 적용에서 발생할 수 있는 가치 충돌을 바탕으로 작성되었습니다.)
