구슬시계를 만들어 보고, 평가해 봅시다.
주제 설정의 동기
평소 과학은 실생활에 깊이 자리하고 있다는 것을 아는 영재학급 친구들은 ‘꼭 숫자가 아니더라도 시간을 나타낼 수 있는 시계를 어떻게 만들면 좋을까?’라는 생각을 하게 되었고, 단순한 모래시계나 양초시계가 아닌 다양한 시계를 만들고 싶었다. 그 중에서 독특한 구슬시계를 만들게 되었다.
5분 스피치용 시계를 만든 이유는 5분 동안 연설을 하는 경우 휴대폰의 스톱워치를 사용할 때 시간을 계속 봐야하는 번거로움을 해결하고 정해진 시간이 되었음을 알려주는 장치를 생각해서 만들게 되었다.
우리의 탐구과정 1
• 탐색과 지식 및 기능 습득
• 시계의 역사와 발달 배경 조사하여 정리
• 시간을 어림해 보는 활동을 통해 시계의 중요성 알기
• 장영실의 물시계 원리에 대한 탐구와 자격루 모형 만들기
• 물시계 제작 계획을 세워 물시계 만들기
• 양초시계의 원리를 이해하고 독창적인 양초시계 만들기
• 모래시계 탐구를 통해 정확한 모래시계 만들기
우리의 탐구과정 2
• 산출물 제작과 수정 및 보완
• 나만의 독창적인 시계 고안하기
• 정확한 시계의 조건을 고려하여 다양하고 재미있는 방법으로 제작하기
• 평가기준을 정하여 다른 사람이 만든 시계 평가하기
• 평가한 내용에 의한 결과물 수정하기
탐구 내용 1
• 재료 : 우드락, 나무젓가락, 철사, 전구, 건전지, 기어, 글루건 등
• 제작과정
• 우드락에 전개도를 그려서 자르고 붙인 후 종을 치는 판을 만든다.
• 기어를 감속으로 돌릴 수 있게 6:1 비율의 기어를 연결한다.
• 전구와 건전지를 연결하여 불이 켜질 수 있도록 하고 회전판과 기어, 구슬이 내려가는 길을 연결한다.
• 구슬이 바닥에 떨어지는 부분을 찾아서 표시한 곳에 철사와 연결한 종을 치는 판을 세운다.
• 불이 켜질 수 있게 하고, 몇 초에 한 바퀴씩 돌아가는지, 정해진 시간 안에 구슬이 떨어져 전구를 빛낼 수 있는지 확인하고 시간이 맞지 않으면 기어를 조정한다.
탐구 내용 2
• 구슬시계의 원리 및 탐구과정
가. 1차 제작
구슬이 내려와 긴 통을 치고
종이 울린 후 불이 켜진다.
구슬이 잘 굴러가고 종소리를
잘 내는지 여러 번 반복해서
구슬이 떨어지는 위치와 종의
위치, 통의 위치를 조정하였다.
탐구 내용 3
• 구슬시계의 원리 및 탐구과정
나. 2차 제작
떨어진 구슬을 자동으로 올리기
위해서 우드락에 칼집을 내서
체인을 만들려고 했으나 재질이
너무 약했기 때문에 다른 걸
이용해서 구슬을 올리기로 하였다.
탐구 내용 4
• 구슬시계의 원리 및 탐구과정
다. 3차 제작
구슬을 자동으로 올리는 방법에
대해서 회의를 해본 결과
아르키메데스의 나선 펌프원리를
이용하기로 했다. 또 나선 펌프의
문제점을 파악하고 수정,보완했다.
탐구 내용 5
• 구슬시계의 원리 및 탐구과정
라. 최종 산출물
감속기어→감속기어→감속기어
→평기어→감속기어를 사용하여
모터가 돌아가는 속도를 늦추어서
구슬을 5분에 한번씩 굴릴 수 있었
으나 평균 20초정도 오차가 생겼다.
탐구 내용 6
탐구결과 및 산출물 제작 1
탐구결과 및 산출물 제작 2
탐구결과 및 산출물 제작 3
탐구결과 및 산출물 제작 4
우리가 느낀 점
• 우리가 느낀 점
*** : 산출물을 만들 때 실수가 좀 있어서 여러 안전사고가 있었지만 서로 협동하여 좋은 산출물을 만들어서 기뻤다.
*** : 처음에 산출물 대회를 나간다는 말에 실감이 안 나고 앞이 막막했다. 그러나, 산출물을 제작하면서 과학에 대한 자신감도 생기고, 동료들과의 우정도 더 커져서 좋은 경험이 된 것 같다.
우리가 느낀 점
• 우리가 느낀 점
*** : 처음으로 마음이 맞는 팀과 함께 산출물대회를 나가니 예전에는 많이 부끄러워서 앞에 나서지 못했지만 이번 대회에서는 잘 할 수 있을 것 같다.
*** : 우리 생활에 많이 접해있던 시계에 대헤서도 잘 몰랐는데 이번 기회에 시계에 대헤 많은 걸 알게 되어서 보람있었던 것 같다. 생각이 맞는 친구들이랑 해서 좋은 결과가 있을것 같다고 생각한다.
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