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작품번호
464
제28회 전국학생과학발명품경진대회
재미있는 과학 학습 카드 세트
출품분야 학생작품 출품부문 학습용품
2006. . 5 .30
시․도 학 교(소 속)
학 년(직 위)
성 명
서울특별시 보성고등학교 3학년 송 정 호
지도교사 보성고등학교 교 사 정 호 근
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차 례
Ⅰ. 제작 동기
Ⅱ. 작품이 이루고자 하는 목적
- 누구를 위한 교육이 되고자 하는가?
- 왜 과학 하필 과학인가?
Ⅲ. 사 전 조 사
1) 여러 가지 게임 카드와 여러 가지 과학 공부 방법
2) 게임을 통한 학습 사례 조사 및 방법 분석, 가능성 제시
3) 각 영역별 필요한 내용과 작품 제작의 방향 제시
Ⅳ. 작품 내용 - 새롭게 바뀐 과학 학습 카드 완구 세트
1) 각 과학 영역별 작품의 방향 제시 및 방식, 방법 구상
2) 각 영역별 학습 내용 및 게임 방법
① 화 학
② 물 리
③ 생 물
④ 지 학
3) 카드 게임을 위한 보드판과 학습을 위한 보조자료
Ⅴ. 작품의 완성
- 각 분야별 작품의 의도
- 작품의 학습 효과
- 작품의 전망 (영재교육의 학습 도구로서의 응용)
Ⅵ. 참고 문헌
Ⅶ. 첨부 자료 (특허, 실용신안, 입상작 조사)
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Ⅰ. 제작 동기□ 제작 동기 : 2005. 03. 01 ～
→ 나는 인터넷으로 여러 가지 기사를 읽는 것을 즐겨 한다. 그런데 내가 2004년 어떤
기사를 하나 보게 되었다. 나에게 있어서 상당한 충격을 안겨다 준 기사였다.
우리나라의 학업 성적은 세계 어디를 내놓아도 손색이 없다는 것으로 알고 있다. 외
국을 나가면 우리나라 학생들이 특히 수학 같은 것을 정말 잘한다고 유학 간 친구들이
나 또는 세계 대회에 나가서 입상하는 모습을 보는 것을 보았기 때문이다. 그런데 그
당시의 기사는 그것이 문제가 아니였다.
2004년 12월 07일 (화요일) 17 : 59 경향신문
우리나라 만 15세 학생의 문제해결력이 세계에서 가장 뛰어난 것으로 평가됐다.읽기 소양은 2위, 수학적 소양은 3위, 과학적 소양은 4위로 조사됐다. 하지만 학업에 대한 흥미도는 매우 낮아 해결해야 할 과제로 지적됐다.OECD는 지난해 30개 회원국과 11개 비회원국의 만 15세 학생 28만명을 대상으로 조사한 학업성취도 국제비교(PISA) 결과 보고서를 7일 발표했다. 이번 조사는2000년에 이어 두번째 실시된 것으로 2000년 한국의 부문별 순위는 읽기 6위,수학 2위, 과학 1위였다.
◇문제해결력 소양 1위
◇최상위권 상승, 과학 소양만 하락
◇수학 흥미 하위권 = 우리 학생들의 수학에 대한 흥미와 수학 관련 학습자 특성을 조사한 결과 흥미는 31위, 도구적 동기는 38위로 OECD 국가 가운데 매우 낮게 나타났다. 수학과 관련한 학습 흥미와 동기, 자아개념 등을 높이는 노력이 필요하다는 지적이다.
▶ 학생들의 학업 성적에 비해 수학, 과학에 대한 흥미 부족
우리나라 학생들은 전세계적으로도 높은 수준의 교육 수준을 가졋음에도 불구하고 공부
를 하겠다는 의지가 아닌 대학을 위한 수단으로서의 공부를 하고 있기 때문에 상당히
흥미에 있어서 처지는 것을 볼 수 있다.
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▶ 성적은 최상위권 + 학업에 대한 흥미 부족
☞ 학업에 미진한 학생이 그렇지 않은 학생보다 많음을 입증하는 반증사례 !!
학생들은 단편적이고 일률적인 교육을 통하여 계속 공부를 해 왔다. 따라서 학생들은
자신의 수준에 맞지 않는 특히, 학교 수업을 힘들어 하는 아이들은 학교 교과 과정을
소화 하기 힘들고 그에따라 학생들이 각 학과목에 대한 많은 어려움과 흥미를 느끼지
못하는 것이다.
▶ 화학 카드를 과학 완구 카드로 ~ !!!
나는 학생들이 어려워 하던 부분을 서울시 대회를 준비하면서 화학 카드에 대해 학
습용품을 제작 하여 보았다. 하지만 여러 가지 자료와 기사들을 보면서 이러한 학
습용품을 좀 더 폭 넓은 분야에 이용할 수 있음을 보이도록 해야겟다는 생각을 하
게 되었다. 기사에서도 볼 수 있듯이 우리나라 학생들이 흥미를 느끼지 못하고 있
는 과학을 중심으로 해서 새로운 개념의 재미있는 과학 학습용품을 만들어 보고자
했다.
Ⅱ. 작품의 목적□ 작품의 목적 구상 : 2005. 03. 04 ～ 2005. 05. 01
나의 작품은 우선 학습에 흥미를 잃
어버리고 학교 학업에 따라가기 어려운
아이들을 위한 것을 우선으로 삼았다.
앞에서 보았듯이 상위권 내지 최상위권
의 학생들은 학과 수업들을 충분히 따
라갈 수 있는 실력이 되어있지만 하위
권 학생들은 그러하지 못하다. 따라서
하위권학생을 기준으로 한 학습 카드를
만들게 된 것이다.
그렇다면 왜 하필 과학 과목을 선택하여 학습 카드를 만들게 되었냐? 과학은 주
요 과목 중에서 가장 암기를 많이 요하는 과목에 속하게 된다. 무엇보다 과학은 다
른 주요 과목에 비해 암기가 바탕으로 되어야만 어떠한 문제를 풀어 나가게 되어있
다.
그리고 또 저는 예전에 그런 머리기사를 읽었을 때에 내심 저는 과학을 좋아하는
데 왜 다른 사람들은 과학에 대해서 흥미를 갖지 못하는 것일까 하고 생각을 하게
된 것입니다. 그래서 과학에 남들도 흥미를 가졌으면 하는 바램으로서 과학에 관련
한 과학 카드를 만들어 보고자 하였던 것입니다.
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※ 예상 목표
① 학생들의 학업 특히 과학 교육에 대한 흥미를 고취시키고자 한다.
② 학업에 흥미를 느끼지 못해 과목을 어려워하는 아이들에게 좀 더 친숙한 과학이
되고자 한다.
☞ 과학을 싫어하는 아이라기 보다는 많이 접해보지 못해서 과학을 싫어 하는 아이
를 위한 것이다.
③ 과학에 대한 기본 지식을 습득하지 못한 학습 부족의 아이들에게 기본기를 위한
교육을 할 수 있다.
④ 선행학습을 하고자 하는 아이들이 처음에 접하는 과학 과목의 딱딱함에서 벗어
나 쉽게 다가가고자 하였다.
⑤ 끝 부분에서 말씀 드릴 부분이지만 여러 교육 분야에 적용이 가능 하고 그에 따
라서 교육적 영재 교육 프로그램 등에 이용할 수 있다.
⑥ 여러 분야에 걸친 교육 프로그램에 확대 적용시킬 수 있다.
Ⅲ. 사전 조사 □ 사전 조사 기간 : 2005. 05. 02 ～ 2005. 10. 27
1) 여러 가지 게임 카드와 학생들의 여러 가지 과학 공부 방법
① 나는 우선 게임 카드를 작성하기에 앞서서 시중에 있는 카드 게임에 대해서 조
사를 해보았다. 내가 만드는 카드와 같이 카드를 이용한 게임을 조사하였다. 카드
게임은 우선 말판게임 형식과 어떠한 공격 카드의 대전형식을 취하는 카드가 많이
존재하였다. 두 게임의 특징을 간략히 알아보고 조사해 보았다.
㉠ 말판게임
<그림 (1)>
<그림 (2)>
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<그림 (3)>
☞ 누구나 한번쯤 해보았을 부루마블 게임이다. 기본적으
로 여러 장난감 돈을 가지고 벌칙위치에 걸리면 돈을 지불하
여 일종의 경영을 하는 그런 방식을 취해져 있는 게임이다.
또 판에는 각 주제에 맞는 도시라던지 여러 내용들이 씌여져
있다. 이제는 이런 부루마블 게임이 모바일 게임으로써의 영
역을 확장하는 것이다. 그림(3)은 핸드폰의 액정의 화면에
나오는 부루마블 모바일 게임이다.
㉡ 카드 게임
카드 게임은 간단한 카드게임부터 어려운 카드게임 등 여러 가지가 많이 있었
다. 여기있는 카드는 유아용 단어 공부를 위한 카 각각의 숫자가 일종의 힘과 같은
역할로서 많이 사용하는 카드이다. 유아용 내지 또는 초중고등, 어른들까지 여러가
지가 있었다. 간단하게 말하자면 각각의 카드들은 기본적인 규칙에 따라 어떠한 순
서를 이용해서 카드의 강하고 약한 정도 내지는 카드에 대한 힌트, 규칙, 닮은 그
림과 숫자 등에 의해서 카드가 이용할 수 있는 방식이 취해져 있었다.
부모님께서 카드게임을 사주지 않아서 자신들이 직접 카드를 만들어서 했다는 아
이들이 만든 카드였다. 카드를 이용해서 어떠한 주제를 가지고 만드느냐에 따라 그
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리고 저런 카드 나름의 능력치를 과학 교육을 할 때 직접 실제 수치와 모형을 가지
고 하면 흥미를 느끼면서 할 수 있다는 확신을 가지게 되었다.
② 학생들의 과학 교육의 방법
우선 우리나라 학생들은 수준별로 차별적이지 못한 수업을 받고 있다. 분명히 기초
를 모르고 수업을 듣게 된다면은 따라갈 수 없는 수준의 문제를 공부함에 있어서도
어쩔수 없이 모르는 내용을 듣고만 앉아야 한다는 것이다.
그리고 또 한가지는 공부를 하는 방식에도 문제가 있다. 아무래도 과학의 경우
암기가 기본 선행이 되어야 하므로 많은 아이들이 공부를 단순히 암기를 위해서만
하게 되는 것이다. 따라서 그에 따른 스트레스와 그것으로 암기가 잘 되지 않는 아
이들은 공부에 흥미를 읽고 공부를 하기 힘들어 하는 것이다.
금속 반응성공기 중의
산소와의 반응물과의 반응 산과의 반응
K
크다
↑
│
│
│
│
│
│
│
│
↓
작다
매우 빠르게
산화한다
찬물과도 반응하여
수소기체를 발생한다
폭발적으로
반응하여 수소
기체를 발생한다
Ca
Na
Mg
수증기와 반응하여
수소기체를 발생한다
쉽게 반응하여
수소기체를
발생한다
Al가열하면 빠르게
산화한다
Zn
Fe
Li
Sn느리게
산화한다
물이나 수증기와
반응하지 않는다
서서히 반응하여
수소 기체를
발생한다Pb
H
반응하지
않는다반응하지 않는다
Cu
Hg
Ag
Pt
Au
나는 아이들이 암기공부를 할 때 쓰는 방식을 조사해 보았다. 내용은 화학이다.
금속의 반응성이라고 해서 아마 대부분의 많은 책에서 사용하는 것이다. 하지만 이
것은 단순히 표로 정리해 놓았다는 것을 제외하고는 특별한 것이 없다. 비교, 내지
전체적인 것은 보기 쉬울지 몰라도 표로 놓든 글로 써놓든 그것은 각각 개별적으로
암기 공부를 해야 하는 것이기 때문에 책을 놓고 암기하는 것과 별반 다를 바 없는
방식이고 효율적인 면에서 다른 글보다는 도움이 될지 몰라도 표를 보았을 때 우선
한숨이 푹 쉬어질 상황이다.
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2) 게임을 통한 학습 사례 조사 및 방법 분석, 가능성 제시
① 가능성 발견
나는 우선 내가 만든 카드게임으로 인해 흥미를 유발하고 그로인해 공부를 했을
때, 그러니까 흥미를 유발 했을 때 과연 어떠한 학업 성적을 이끌어 낼 수 있을까
에 대해서 알아보았다.
우선 인터넷을 통한 조사를 시작하여 나와 같이 흥미와 학업에 관련한 것을 찾았
다.
<인터넷 매체 및 관련 기사 조사>
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☞ 인터넷 검색을 하여 보았다. 학습과 흥미에 관한 주제로 여러 가지 교육학에
대한 이야기 밑 지도안이 검색되었다. 나뿐만 아니라 특히 선생님들께서도 학생들
에게 어떻게 하면 흥미를 유발시키면서 재미있는 수업이 될 수 있을까? 에 대해서
많이 생각하신다는 것을 볼 수 있는 대목이었다. 기사 중간에는 내가 제작 동기에
서 언급했던 학생들이 빠른 교육에 의해 따라가지 못한다는 기사도 함께 찾을 수
있었다.
기사 검색에서도 볼 수 있듯이 영국 <더 가디언>의 교육 특집호에 대한 언급이
있는데 학습이전에 흥미를 이끌어 내도록 하고 그것을 통해 교육을 해 나가야 한다
는 내용의 글을 볼 수 있다. 다만 기사 내용 중 흥미가 지나치면 위험 하다는 내용
을 새겨들으면서 과연 어느 정도가 적당한 흥미유발과 적절한 공부인지 곰곰이 생
각하게 되었다.
이번에는 인터넷 말고 다른 것이 있는지 하고 문헌 조사를 해 보았다. 역시나 문헌
조사에 있어서도 여러 가지 흥미와 학습에 관한 내용이 많이 나왔다. 그중에 한 책
의 내용 앞에 있는 SUMMURY 일부를 발췌하였다.
이해, 학습과 흥미의 관계는 서로 동떨어진 것이 아니다. 흥미는 정확하고 완전
한 인식을 가져와 의미있는 학습과 지식의 장기보전, 추후학습을 위한 동기를 부여
하게 된다. 흥미의 3가지 기본 특징은 그것이 적극적이고 추진력있는 상태이고 실
제대상에 기반하며 또 높은 개인적 의미를 지닌다는 데 있다. 흥미로 인한 학습은
노력만으로 인한 학습과는 다르다. 노력만으로 인한 학습은 기계적이며, 심적 목표
나 가치를 상실한 훈련된 지식, 습관만을 양산하게 된다. 학습에는 흥미와 노력이
다같이 충족되어야 한다. 그러나 외부적인 요인에 의한 학습은 일시적인 노력으로
만 이끌고 학습자료와의 동일시는 일어나지 않게 된다.
초기 연구에서는 흥미를 개인적 흥미와 상황적 흥미라는 2가지 개념으로 나누었다.
개인적 흥미는 어떤 주제나 영역, 활동에 대한 상대적으로 지속적인 선호이고 상황
적 흥미는 상황적 자극에 의해 각성되는 정서적 상태를 나타낸다. 그러나 초기 연
구의 문제점은 흥미의 이론이 부재하고 처리의 특징을 밝혀 다른 처리와 비교하려
는 시도가 부족했다는 것, 그리고 흥미와 이해에 영향을 미치는 주요 통제 변인에
대한 고려가 부족했으며 이해에 대한 측정방법이 부적절했다는 것을 들 수 있다.
흥미에는 두 가지 요소가 있다. 정서관련 요소는 즐거움과 몰입 등 흥미있는 대상
에 관련한 활동을 했을 때의 정서와 연관된 것이고, 가치관련(인지적) 요소는 대상
과 연관된 개인적 중요성을 뜻한다. 또한 흥미의 중요한 특징으로는 그것이 내재적
인 동기를 지니며 자의도적이라는 것을 들 수 있다.
- 문서제목 : 'kn101122.hwp'
- 원저작자 : 이호진 - 저작시기 : 2004년 8월
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여기 저기서 흥미와 학습에 관한 자료를 많이 찾고 할 수가 있었다. 나는 이것들
을 보면서 내가 하고자 하는 발명이 결코 나만의 생각이 아니고 또 과학적으로나
논문 등에 의해 의학적으로도 사실임을 알 수 있게 되었다.
이렇게 이론조사 및 많은 자료를 수집하게 되어서 나는 자신감이 생겼다. 그래서
나는 이제 정작 나의 발명품을 사용할 아이들에게도 설문지를 돌려서 조사를 해 보
았다. 이 조사의 내용은 학교 발명 지도교사 선생님의 도움을 받아 약 300여명 이
상 정도 (고2,3이과생 : 150명 , 고1 약 162명 - 작품 반입일 날 기타 보조자료로
서 여러 종류의 설문지를 진열할 예정(일부내용만 본문 수록)) 설문을 받아 만든
문항 중의 학생들이 느꼈었던 내용에 관한 것입니다.
Q 1. 게임을 하면서 어떤 공부가 되었던 적이 있었나요?
→ 결과는 예상외로 대단했다. 학생들은 특히 남학생의 경우 게임을 하면서 굉장히
많은 수인 87%의 학생이 게임을 하면서 여러 공부가 되었다고 말을 했다. 거기다가
자신은 못 느꼇지만 아마도 배웠으리라 추측되는 8%의 학생들까지 더하면은 그야말
로 거의 95% 나 되는 학생들이 게임을 통해서 배웠다는 결과가 나왔다. 나의 생각
을 덧붙이자면은 학교가 남고이다 보니 게임에 대한 수치가 굉장히 많이 나온 것
같지만 그래도 많은 아이들이 게임을 통해서 배운 것이 많았으리라 생각을 한다.
그래서 나는 생각해 보았다. 그럼 과연 어떤 게임이 어떻게 했을 때 공부가 되었느
냐고, 또 어떤 공부가 된 것이냐에 대해서 물어보았었다. 그런데 대부분의 아이들
이 게임에 나오는 영단어에 대한 것을 많이 말했다. 그래서 예시를 한번 찾아보았
다.
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남자 아이들이 열광적으로 했던 스타크래프트라는 게임이다. 각 부분에는 여러
영어 단어가 사용 되었다. 이것처럼 많은 아이들이 무의식적으로 사용하는 게임에
대해서 영어단어 암기 등을 할 수 있었다고 말했다. 이처럼 자신이 흥미를 가지고
무언가에 임할 때는 특별히 피나는 노력 같은 엄청난 노력을 하지 않아도 자연스럽
게 할 수 있게 되는 것 같다.
그렇다면 과연 아이들 자신들도 게임이 도움이 된다는 데에는 어떻게 생각하는지도
같이 설문을 물어 보았다.
Q. 공부를 게임으로 만든 다면은 공부에 도움이 될까?
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→ 아까보다는 많은 줄은 수치이지만 그래도 굉장히 많은 수가 나왔다. 약 3/4 가
량의 학생들이 게임을 통해서 공부를 할 수 있게 된다면 도움이 될 것이라는 생각
을 가지게 되는 부분이었고 충분히 가능성이 있다고 생각을 하게 되었다.
3) 각 영역별 필요한 내용과 작품 제작의 방향 제시
각 과학과목은 4가지이다. 각각의 과목이 서로 중요로 하는 부분이 다르고 또 그
분량이나 내용에 대해서는 쉬운 부분, 어려운 부분이 다르기 때문에 처음에 무엇을
주제로 해야 할지에 대해서 굉장히 많은 생각을 하였다.
그래서 생각한 것은 그래도 우선 아이들에게 직접 물어봐서 암기하기 어려운 부
분이라든지 힘들어 하는 부분, 내용이 많이 들어있는 부분, 등을 중심으로 해서 만
들어 보고자 하였다. 그래서 아이들에게도 설문 조사도 하였고 교과서 내용 분석을
거쳤다. 각 과목 선생님, 학원 선생님, 그리고 많은 학생들과 상의한 끝에 각 과목
별로 준비를 하고자 하였다. 다음에 있는 자료는 학생들에게 어려워 하는 과목에
대해 설문을 조사를 한 것이고 각 과목에 대해서 나타낸 것이다.
과학의 탐구, 현대과학과 기술
물질힘과 에너지생명지구환경
운동과 에너지
전기와 자기
파 동
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생명현상과 특성, 영양소와 소화
순환, 호흡
배설, 자극과반응
생식과 발생, 유전
지 질
천 문
대 기
해 양
▶ 각각의 설문
조사를 주로 하여서 선생님과 토의한 결과와 함께 평가하여 내가 만들고자 하는 카
드의 분야를 정해 보았다. 다음과 같은 것을 중점으로 두고 내가 하고자하는 것을
준비했다.
① 아이들이 가장 어려워하는 부분
② 각 과목에서의 중요성
③ 이해보다는 암기가 우선 되어야 하는 부분
각각의 학습카드는 우선 물리의 경우에는 물리의 가장 중요한 물리 - 운동과 에
너지, 화학 - 금속, 이온화, 생물 - 자극과 반응, 지학 - 천문을 주제로 만들겠다
고 함으로써 나의 작품을 위한 사전 조사 및 방향을 잡았다.
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Ⅳ. 작품 내용□ 내용 준비 및 작성 : 2005. 10. 28 ～2006. 04. 30
1) 각 과학 영역별 작품의 방향 제시 및 방식, 방법 구상
각 과학 별
주제를 정하기
위한 사전 조사
물리 → 운동과 에너지
화학 → 금속, 이온화
생물 → 자극과 반응
지학 → 천문
각 분야별
게임 내용게임의
대규칙 및
세부규칙
게임을 위한 보드제작
→ 각 영역에 필요한 주제는 다 정해졌다. 따라서 어떤 방식으로 게임을 만드느냐
가 중요한 과제로 남아있다.
우선 물리에서는 운동과 에너지를 처음 접한다는 생각으로 했을 때 내신대비 등
에 필요한 공식에 관련한 문제를 실험을 이용 하도록 할 것이다. 어떠한 주어진 상
황에 맞게 사용자가 어떠한 공식을 사용해서 어떻게 써야 하는 것에 대한 게임을
것을 만들어 보려고 생각을 하였다. 즉 어떠한 문제가 주어졌을 때 자신의 공식 카
드를 보고 공식카드와 함께 정답을 맞추면 이기는 것이다.
화학은 우선 서울 본선 때부터 준비해 왔었던 기존의 화학 카드를 심화 발전 시
키도록 하였다. 각각의 이온화도 및 강산, 약산의 정도에 따른 중화 반응의 정도에
따른 게임을 방식을 택하였다.
생물의 경우 자극과 반응의 부분에서 많은 호르몬 역할에 대한 것을 이용할 것이
다. 어떠한 피드백 세트를 완성시키는 것을 목표로 자신이 가진 호르몬 카드를 조
합해서 만들면 이기게 되는 방법이다. 어떠한 상황이 주어졌을 때 일어나는 피드
백, 오르니틴 회로 완성하기 등의 주어진 상황에 반응하는 생물의 메카니즘을 알도
록 게임을 만들 것이다.
지학의 경우 각 천체에 대한 익숙치 않음으로 인해 천문을 어려워 하는 학생이
많이 나왔던 것으로 여겨진다. 그래서 많은 사진 자료를 이용해서 좀 더 친숙해 지
기를 바라고 각각의 행성의 특징 등을 비교하는 식으로 해서 각 각의 특성이 큰 순
서 대로 능력치를 부여해서 겨루는 방식을 할 것이다.
▶ 그리고 게임을 할 때 일종의 대전제로써 간단히, 즉 기본적으로 사용해
야하는 대규칙 같은 것도 만들어 보았다.
☞ 대규칙 (각 과목별로 조금씩 다를 수도 있음)
1) 시작할 때 서로 같은 수의 카드를 나누어 가지며 소지하고 있는 카드가 0이 되
었을 때 공격을 통해 획득한 카드가 많은 자가 승리함으로 정한다.
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2) 사용되거나 획득한 카드는 다시 쓸 수 없으며 카드의 패가 무엇인지 상대방이
볼 수 있도록 펴놓는다.
3) 1회에 3장의 카드를 선별하여 1, 2, 3순위를 정하여 상대방이 패를 볼 수 없도
록 배열한 다음 순서대로 카드를 뒤집어 공격의 성공 여부(이김)를 가린다.
4) 공격권을 가졌을 때 공격에 성공하면 상대방의 카드를 회수하며 패했을 때는 공
격권을 상대방에게 양도한다.
2) 각 영역별 학습 내용 및 게임 방법
① 화학
본선 대회 때부터 화학을 주로 해서 준비해 왔습니다. 내용이라 던가 카
드의 모양에 대해서는 화학을 주로 하여 설명하겠습니다.
㉠ 내 용
지루하게 보일지는 몰라도 앞으로 게임에서 사용될 화학 원리를 소개하고자 한
다. 각 화학 원리는 고등과학의 기초가 되는 부분에서 채택하였으며 최상위권 학생
이 아닌 수업의 내용을 따라오지 못하는 학생들의 이해를 돕고 고교 과정 중에 많
이 부딪히게 될 원자기호를 익숙하게, 친근하게 느낄 수 있도록 배려하였다.
1. 중화반응
☞산의 수소 이온(H+)과 염기의 수산화 이온(OH-)이 반응하여 물을 생성하는 반응.
예) 묽은 염산(HCl)과 수산화나트륨(NaOH)수용액의 반응
HCl --(물)--> H+ + Cl-
NaOH --(물)--> OH- + Na+
HCl + NaOH -------> H2O + Na+ + Cl-
※ 중화반응의 알짜 이온 반응식 : H+ + OH- ---> H2O
※ 알짜 이온 : H+ , OH-
※ 구경꾼 이온 : Na+ , Cl-
☞ 그림과 같이 수산화나트륨 수용액에 묽은
염산을 조금씩 가하면 산의 H+과 염기의 OH-
의 중화 반응하여 H2O가 생성된다. 처음에는
OH-이 존재하므로 염기성을 나타내나, 염산을
조금씩 가하면 OH-이 모두 반응하여 중성 용
액으로 된다. 여기에 염산을 더 가하면 산성
용액으로 된다.
☞ 중화반응의 확인방법에는 크게 세 가지 성질이 이용된다.
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ⅰ 지시약의 색깔변화
지시약 산성 중성 염기성
메틸오렌지 붉은색 주황색 노란색
BTB 노란색 녹색 푸른색
페놀프탈레인 무색 무색 붉은색
산(또는 염기)용액에 지시약을 떨어뜨리고, 여기에 염기(또는 산) 용액을 가할 때
용액의 색깔이 변하는 것으로 중화 반응을 확인할 수 있다.
ⅱ 혼합 용액의 온도 변화
산과 염기를 혼합하면 용액의 온도가 처음보다 올라가므로 중화반응은 열을 방출하
는 반응이다.
HCl(aq) + NaOH(aq) ---> NaCl(aq) + H2O(l) + 58kJ
또, 반응하는 산과 염기의 양이 많을수록 방출하는 열이 많으므로 중화 반응이 완
결되었을 때 혼합 용액의 온도가 가장 높다.
ⅲ 혼합 용액의 전류의 세기 변화
묽은 염산에 수산화나트륨 수용액을 가하면 H+의 수가 점점 감소하므로 전류의 세
기가 작아지며, 중화 반응이 완결되었을 때(중화점) 저류의 세기가 최저가 된다.
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여기에 수산화나트륨 수용액을 더 가하면 OH-의 수가 증가하므로 전류의 세기는
다시 커진다.
2. 금속의 이온화 경향
☞ 금속이 전자를 잃고 양이온이 되고자 하는 성질이다.
※이온화 경향이 큰 금속일수록 금속의 반응성이 크다.
※이온화 경향이 큰 금속일수록 금속은 산화가 잘 된다.
3. 금속의 반응성 비교
☞ 같은 물질과 반응하는 정도를 비교한다.
금속 반응성공기 중의
산소와의 반응물과의 반응 산과의 반응
K
크다
↑
│
│
│
│
│
│
│
│
↓
작다
매우 빠르게 산화한다
찬물과도 반응하여
수소기체를 발생한다
폭발적으로
반응하여 수소
기체를 발생한다
Ca
Na
Mg
수증기와 반응하여
수소기체를 발생한다
쉽게 반응하여
수소기체를
발생한다
Al가열하면 빠르게
산화한다
Zn
Fe
Li
Sn느리게
산화한다
물이나 수증기와
반응하지 않는다
서서히 반응하여
수소 기체를
발생한다Pb
H
반응하지
않는다반응하지 않는다
Cu
Hg
Ag
Pt
Au
※ 산소와의 반응 : 반응성이 큰 금속은 공기 중의 산소와 쉽게 반응하지만, 반응
성이 작은 금속은 가열해 주어야 반응한다.
※ 물과의 반응 : 반응성이 큰 K, Ca, Na 등은 물과 쉽게 반응하여 수소 기체를
발생한다. 이들보다 반응성이 작은 금속들은 고온의수증기와 반응하여 수소 기체를
발생한다. 반응성이 더 작은 금속들은 고온의 수증기와 반응하지 않는다.
※ 산과의 반응 : 찬물이나 뜨거운 수증기와 반응하지 않는 금속 중에 묽은 산과
반응하는 것이 있고, 반응성이 더 작은 것은 묽은 산과도 반응하지 않는다.
- 18 -
㉡ 화학 카드
위의 자료를 바탕으로 금속의 이온화 경향에 나오는 16종의 이온과 중화반응에서
가장많이 다뤄지는 대표적인 산, 염기를 각 5개씩 뽑아 카드로 구성하였다.
산성 카드에는 강산으로 분류되는 황산, 염산, 질산을 이온화도의 크기를 따져 그
세기에 따라 염산, 황산, 질산 순으로 배열하였으며 약산 또한 같은 방법으로 탄
산, 아세트산 순서로 배열하였다.
염기성 카드의 경우에는 이온결합의 세기를 따져 강염기인 수산화칼륨, 수산화나
트륨, 수산화바륨, 수산화칼슘 순으로 배열하였으며 약염기의 경우는 공통화학 및
화학1의 과정에서는 암모늄만을 다루기에 이것을 맨 마지막에 배열하였다.
따라서 각 성질의 세기별로 별(★) 5개부터 1개까지 그 세기를 매겨 서로 상반되
는 세기의 염기와 산성이 만나면 중화되는 방식으로 결정하였다.
+ => 염기성
위의 경우에서 처음에 낸 카드(수산화바륨)가 공격권을 가지고 있었다고 정하자.
별(★)이 3개인 수산화칼슘은 세기가 3이므로 별(★)이 2개인 탄산과 반응했을 때
염기에서 우월하므로 염산을 중성화시키고 염기성의 성질을 그대로 갖게 되므로 승
리하게 되는 것이다. 이런 경우에 상대방의 카드(탄산)를 획득하게 되는 것이다.
- 19 -
만약 반대로 탄산이 공격권을 가지고 있었다고 하면 수산화바륨을 일부 중성화시
키고 자기 자신의 성질을 잃게 되므로 패하게 되는 것이다. 이 경우에는 공격권만
을 넘겨주게 된다.
이 규칙을 통해 산, 염기의 세기에 따른 중화반응이라는 원리를 습득할 수 있다.
이온화도는 반응의 유무에 따라 그 세기를 정하였다. 즉, 금속의 반응성 비교를
통해 기존물질(수용액에 녹아있는 상태의 금속)을 환원(석출)시키는 물질이 반응성
이 큰 물질로서 본 게임에서는 이러한 카드를 승리하는 것으로 하였다.
좌측의 파란색 액체가 들어있는 비커에는 물에 황산구리(CuSO4)가 녹아있는 상태
이고 우측의 황토색 액체가 들어있는 비커에는 염화제일철(FeCl2)이 녹아있는 상태
이다. 간단히 해서 우측에는 구리이온이, 좌측에는 철 이온이 녹아있는 것과 같다.
구리이온에는 철 막대기를 철 이온에는 구리 막대기를 넣어 주었을 때, 전자는 반
응성이 큰 철이 구리를 환원(석출)시키고 자기 자신은 이온화 된다. 따라서 실험결
과 철 막대기에 구리가 붙어있는 것이 확인된다. 후자의 경우는 반응성이 큰 철이
이온화 되려는 성질로 이미 물에 녹아있기 때문에 아무런 반응을 보이지 않고 구리
- 20 -
는 변하지 않는다.
+
이번엔 공격권을 가지고 있는 철(Fe)을 아연이랑 반응을 시킨다. 금속의 이온화
경향을 외우지 못했더라도 카드 아래에 적힌 힌트를 통해서 앞뒤는 알 수 있게 된
다. 수비입장인 아연(Zn)은 철(Fe)보다 반응성이 크다고 나와 있으므로 공격권을
가진 철(Fe)이 승리 아연(Zn)카드를 획득하게 되는 것이다.
앞서의 규칙과 같이 공격과 수비가 바뀐다면 아연(Zn)카드로 공격한다면 패하게
되어 공격권을 상대방(철-Fe-카드를 소지한자)에게 넘겨주게 되는 것이다.
이 규칙을 통해 금속의 이온화 경향에 대한 이해를 도울 수 있다.
이제 마지막 일부 산과 염기의 특성과 금속의 반응성에 관한 카드이다. 산, 염기
성 물질과 금속간의 연결고리를 이어주는 여러 원리와 성질들에 관한 것이다. 원칙
은 공격권을 가진 자의 카드가 상대방의 카드와 반응을 일으키면 승리하여 카드를
획득하고, 반응을 일으키지 않는다면 패하여 공격권을 넘겨주게 된다.
H2SO4 + H2O = 탈수반응
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Ca(OH)2, KOH + CO2 = 앙금생성반응
K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe + H2O = 산화환원반응
K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Sn, Pb
+ HCl, H2SO4, HNO3, H2CO3, CH3COOH = 산화환원반응
이 규칙을 통해 금속의 반응성과 산과 염기의 특성을 습득 할 수 있다.
※ 이해하기가 조금 힘드실 수도 있으셔서 화학게임의 앞에서 말한 대 규칙에 이어서 소규
칙도 함께 적겠습니다.
□ 공격과 방어 관련 규칙
1) ‘염기성카드 - 산성카드’ 이(가) 만날 경우 ★의 개수가 많은 쪽이 이기게 된
다.
2) ‘산성카드 - 산성카드’ 이(가) 만날 경우 ★의 개수가 많은 쪽이 이기게 된
다.
3) ‘염기성카드 - 염기성카드’ 이(가) 만날 경우 ★의 개수가 많은 쪽이 이기게
된다.
4) ‘금속의 이온화 경향 카드(이하 이온화카드)’끼리 만날 경우 반응성이 높은
쪽이 이기게 된다.
5) 모든 ‘산성카드’ 는 'H' 'Cu' 'Hg' 'Ag' 'Pt' 'Au'를 제외한 이온화 카드와
만날 경우 반응하여 이기게 된다. 그 역도 성립한다.
6) H₂SO₄(황산)카드는 H₂O(물) 카드와 만날 경우 반응하여 이기게 된다. 그 역
도 성립한다.
7) 모든 ‘강염기성 카드’ 는 CO₂(이산화탄소)카드를 만날 경우 반응하여 이기게
된다. 그 역도 성립한다.
8) ‘K(칼륨)’ ‘Ca(칼슘)’ ‘Na(나트륨)’ ‘Mg(마그네슘)’ ‘Al(알루미늄)’
‘Zn(아연)’ ‘Fe(철)’ 카드는 H₂O(물) 카드와 만날 경우 반응하여 이기게 된
다. 그 역도 성립한다.
10) 같은 카드가 만날 경우 공격자는 공격권을 상실한다.
11) 다른 물질 간에 만나 반응을 하지 않는다면 공격자는 공격권을 상실한다.
□ 진행방법
1) 카드를 잘 섞어 같은 수의 카드(총 카드 장수/2)를 나눠 갖는다.
2) 카드를 낼 순서를 정하여 턴(회)을 번갈아 가며 게임 규칙에 따라 게임을 진행
한다.
□ 턴(회)
- 22 -
1) 1턴(회)에 3장의 카드를 낸다.
2) 3장의 카드에 1, 2, 3순위를 매겨 뒷면을 보이게 하여 낸다.
3) 순서대로 카드의 패를 뒤집어 공격이 성공하면 계속 공격을, 실패하면 상대방에
게 공격권을 양도한다.
4) 마지막 3순위에 공격권을 가진 자는 다음 턴(회)에서 수비로 시작한다.
※ 물리, 생물, 지학은 글 보다는 사진과 카드에 넣을 만한 공식 위주의 내용으로
간략히 설명하겠습니다.
② 물 리
물리의 경우 운동과 에너지 부분은 공식과 그래프 이해가 주요 목적이 된다. 그렇
기 때문에 많은 그래프와 함께 공식암기를 위한 내용과 카드 그래프를 이용하여 카
드를 제작하겠다.
㉠ 내 용
속력 = 이동한 거리/걸린시간
v = s / t
상대속도 VAB = VB - VA
등가속도 운동
a =v - v0
t, v = v0 + at
v2 - v02 = 2as s = v0t +
12at2
자유 낙하 V =v0 + gt h=1/2gt2 2gt = v2
힘 : F = ma
거리
면적=이동거리
시간시간
거리
기울기=속력
- 23 -
마찰력 : f s = μ s N (μs : 정지마찰계수, N : 수직항력)
fk = μk N (μk : 운동마찰계수, N : 수직항력)
※ 마찰각 : 빗면에서 기울기를 서서히 증가시켜
물체가 미끄러지기 시작할 때의 경사각을 마찰각이
라 한다. 아래 <그림>에서 마찰각을 θ라 하면,
fs=mgsinθ, N=mgcosθ가되므로 fs=μsN으로부터
μ s=f sN
=mgsinθmgcosθ
= tanθ 임을알수있다.
mgsinθ
mgcosθ
θ
fs N
mg
탄성력 : F = -kx
운동량 : p = mv 충격량 : I = Ft
충격량과 운동량과의 관계
I = Ft = ma∙t = m(v- v0
t)t = mv-mv0운동량 보존의 법칙 :
m 1v1+m 2v2=m 1v1'+m 2v2'
위치 에너지 = mgh 운동에너지 = 1/2mv2
위치에너지 - 운동에너지 보존의 법칙 → mgh = 1/2mv2
㉡ 물리 카드
물리카드
공식
a =v - v0
t
등가속도 운동 (가속도)
물리카드
공식
힘 : F = ma
마찰력 f s = μ s N :
fk = μk N
예시로 카드를 두 개 정도 만들어 보았습니다. 이것과 함께 여러 가지 종류의 공
식 카드와 문제 보조 카드 자료를 만들어서 그 상황에 맞는 카드를 선택 조합해서
게임을 하는 방식입니다.
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③ 생 물
㉠ 내용
항상성 및 자극과 반응에 관한 것으로 카드를 만들때 사용할 내용들을 글보다는
간단히 사진 등으로 적어놓겠습니다.
< 호르몬의 종류 >
① 뇌하수체 호르몬
㉠전엽 - 생장 호르몬, 갑상선 자극호르몬(TSH),
부신피질 자극호르몬(ACTH),여포자극호르몬(FSH),황
체형성호르몬(LH), 젖샘자극호르몬
㉡중엽 - 멜라닌색소세포 자극 호르몬
(MSH,인터메딘)
㉢후엽 - 항이뇨호르몬(ADH), 자궁수축호르몬
② 뇌하수체 이외의 호르몬 - 티록신,
파라토르몬, 인슐린, 글루카곤, 당질코르티코이
드, 무기질코르티코이드, 아드레날린, 에스트로겐,
프로게스테론, 안드로겐 등
- 25 -
(3) 항상성 조절
① 혈당량( 혈 중 포도당 농도: 0.1% ) 조절 ㉠ 고혈당 : 인슐린(여분의 포도당→간에 글리코겐으로 저장) ㉡ 저혈당 : 글루카곤,아드레날린(글리코겐→포도당) 당질코르티코이드(단백질→포도당) ② 수분조절 : 항이뇨호르몬(ADH, 바소프레신)에 의함 ③ 체온 조절
㉡ 생물 카드
생물카드
<중엽>
멜라닌색소세포
자극 호르몬
(MSH,인터메딘)
뇌하수체 호르몬 혈당량 조절
인슐린
(여분의 포도당→
간에 글리코겐으로 저장)
생물카드
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여러 가지 항상성에 관한 회로도를 보조 자료로 제작 하여 카드와 함께 사용할
수 있게 할 것이다.
④ 지 학
㉠ 내용
지구과학은 우선 행성에 대한 카드를 제작하여 사용 하기 때문에 간단하게 행성
및 우주에 대한 내용 및 표를 정리하였습니다.
행 성 주 요 특 징
수 성․ 달과 같은 운석구덩이
․ 대기가 없고 느린 자전으로 일교차가 아주 심함
금 성
․ 지구와 비슷한 크기
․ 짙은 대기(이산화탄소)로 표면기압이 90기압
․ 지구에서는 두꺼운 구름만 보임
․ 반사율 최대
․ 자전 방향이 공전 방향과 반대
화 성
․ 공기 희박-기압이 지구의 1/100
․ 공전 궤도면에 대한 적도면의 경사가 25°로 지구와 비슷 - 계절변화
․ 극관 - 계절에 따라 변함
․ 표면에 물이 흐른 자국
․ 표면은 적절광 먼지로 붉게 보임
목 성
․ 태양계 행성 중 가장 크다. 질량도 최대
․ 빠른 자전 - 적도의 줄무늬 형성에 영향을 준 것으로 추정
․ 대적점
․ 자기활동 있으며, 위성은 약 16개 이상- 이오에 화산활동
․ 태양으로부터 받는 에너지 보다 많은 에너지 방출 - 수축에너지 방출로
추정
토 성
․ 편평도 최대, 밀도 최소
․ 위성은 18개 이상, 타이탄에 질소 성분의 대기 있음
․ 태양으로부터 받는 에너지 보다 많은 에너지 방출 - 수축에너지 방출로
추정
천왕성
․ 천왕성부터는 육안으로 관찰 불가
․ 초록색 행성
․ 자전축이 공전면과 거의 평행
해왕성
․ 초록색 행성
․ 표면온도 -220℃로 얼어붙은 고체
․ 6개의 위성 - 트리톤은 질소 성분 대기 있음
명왕성 ․ 궤도 이심률이 커서 간혹 해왕성의 안쪽까지 진입
- 27 -
태양의 활동 ………………………………………………………… ◎ 홍염 : 고온의 가스가 태양의 자기장을 따라 채층과
코로나 사이에서 관측되며 자기장의 세기와 형태에
따라 다양
◎ 스피큘 : 광구에서 채층을 향하여 튀어나오는 지름
수백 km의 톱니 모양의 가스 기둥
◎ 플레어 : 흑점에서 빠져나오지 못한 에너지가 흑점
주변에서 폭발적으로 방출하는 현상,
지구에 미치는 영향 : 플레어가 나타나면 태양 복사선
중 x선과 자외선이 증가하여 극지방에 오로라가 생
기고 전리층이 교란되고 무선 장애가 생기는 델린
저 현상이 발생
태양계의 작은 천체들 …………………………………………………………
베스타 혜성 유성
◎ 소행성 : 화성과 목성사이를 공전하는 작은 행성, 불규칙한 모양으로 세레스
(933km)가 최대, 현재까지 약 1만개 이상
◎ 혜성 : 태양 주위를 큰 이심률을 가지고 회전하는 천체, 티끌과 얼음으로 구성, 태
양에 접근하면 긴 꼬리 형성
◎ 유성과 운석 : 행성간 물질이 지구 대기로 접근하여 대기에 의해 빛을 내며 타는
현상을 유성이라 하며 일부가 타지 않고 지표면에 떨어지면 이를 운석이라 부름
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㉡ 지학 카드
지학카드
해왕성
․ 초록색 행성
․ 표면온도 -220℃로 얼어
붙은 고체
․ 6개의 위성 - 트리톤은
질소성분 대기 있음
지학카드
토 성
․ 편평도 최대, 밀도 최
소
․ 위성은 18개 이상,
타이탄에 질소
성분의 대기 있음
3) 게임을 위한 보드판과 학습을 위한 보조자료 제작
▶ 보드판
어떠한 게임이든지 어떠한 규율과 또 어떠한 도구가 갖추어져 있어야 할 것이다.
- 29 -
게임을 보다 재미있고 신나게 즐길 수 있도록 하는 카드게임 판을 만들어 보았다.
지금은 현재 7차 작품에 들어가 있는 상태이다. 마지막 7차 작품까지 여러 가지
시행착오를 굉장히 많이 겪었다. 하지만 그런 실수들로 하나하나씩 보완해 나간다
는 생각을 가지고 만들고 있는 것이다. 처음에는 단순히 카드만을 놓고 하는 종이
판을 만들었었다. 하지만 점점 학습할 내용이 많아 지고 또 그에 따라 여러 가지
보조 자료가 함께 필요하기 때문에 그에 따라서 게임보드판 자체도 많이 발전 하게
되었다.
현재의 보드판 7차 작품은 지금 학교 교내 활동의 아이디어 회의를 통해 보완
이 거의 완성되었고 내가 직접 제작을 하였기 때문에 새로운 7차 작품은 다시
한번 아크릴 틀을 구해서 보완할 것이다. 지금 현재 진행중인 작업은 휴대하기 편
리하고 보드판 하나에 모든 카드가 담아질 수 있는 방식의 보드판을 제작 하려 하
고 있다.
간단하게 4차 작품을 통해 보드판의 의미를 설명하겠다. 각 보드 판에 대한 기능들
은 이러하다.
4차 작품에서 휴대성이 불편함을 느껴 5차 작품에서는 휴대성을 강화하여서 접는
형식의 보드판을 설계 제작하였었고, 6차 작품에서는 그 휴대성 문제에서 몇가지
부피적인 면이라든가, 미관 문제, 한번에 들고 다닐 때 카드의 추락문제 등을 각각
개선하여 발전하였다.
▶ 학습 보조 자료
각 게임을 할 때에는 가운데
에 학습 보조자료를 놓을 수있
다.
지금 옆에있는 사진은 화학
에 관련한 중화반응과 이온식
PH정도와 지시약 색깔에 관
한 것들을 놓은 것이다.
각각의 어떠한 내용을 공부
하느냐에 따라서각각의 주제
에 맞는 내용을 사용할 수
있을 것이다.
- 30 -
Ⅴ. 작품의 완성 □ 2006. 05. 01. ～ 2006. 05. 31
▶ 작품의 분야별 의도 및 효과
나의 발명 작품은 우선 맨 처음 말했던 것처럼 학습에 대해서 흥미를 느끼지 못
하는 많은 학생들에게 게임을 하면서 공부를 할 수 있는 것을 가능하게 하였다. 이
것은 지금 내가 바라고자 하는 흥미를 유발하면서 공부를 시키겠다는 것이다.
각 분야별로 내가 바라고자 하는 점을 말하자면,
물리의 경우 물리는 여러 가지 공식을 많이 배우게 된다. 대부분의 공식은 내신
을 제외 한다면은 그리 중요하지 않을 것이다. 하지만 처음 물리는 접하는 학생을
위하여 여러 가지 상황을 학습 보조란에 넣을 것이다. 그럼 학생들에게 만들어진
물리카드를 보고 과연 이런 상황에는 어떤 공식을 사용해야 하는지 자신이 판단해
서 자신이 그 카드를 이용해서 그 주어진 상황에 대해 파악하는 훈련이다.
화학의 경우 화학I에서 비중이 가장 많은 내용이 거의 이온화와 금속의 반응성,
그쪽 부분이었다. 게다가 화학I에 대해서는 내가 굉장히 다른 것에 비해서도 많은
노력을 했었던 부분이다. 그래서 잘 짜여진 이온화 반응식 정도라든가 금속의 반응
성 등을 실제 강산, 약산까지 따져 가면서 한다면은 내가 바라는 흥미와 학습을 동
시에 한다는 면에서 가장 자신 있다. 어쨌든 이온화와 중화반응 등으로 승패를 결
정함으로써 화학이 어떤 것을 기준으로 또는 어떨 때 반응을 할 수 있는지에 대해
서 알기를 기대한다.
생물의 경우 여러 가지 회로나 호르몬 등 서로 상호작용을 통해서 이루어지는 것
이 많다. 따라서 그 전체적인 틀을 잡아 주어야 겠다는 생각을 가지고 만들었다.
생물의 경우에는 학습 보조란에 생물의 매커니즘 등을 만들어 놓고 그것에 따라서
자신이 주어진 호르몬 카드 내지 여러 자극에 의해 생겨나는 반응을 서로 연결 시
켜 나갈 수 있고 이런 방식은 이것 뿐만 아니라 생식이나 유전 등에도 적용시켜 사
용할 수 있을 것이다.
지학의 경우 천체는 많이 접하지를 못해서 그런 것 같았다. 따라서 사진자료와
한눈에 보면서 천체들을 비교하도록 하였다. 보조란에는 전체적인 내용을 써 놓고
각 카드별로 천체에 대한 자세한 설명 등을 적어 놓음으로써 게임을 하면서 배울
수 있고 각 주제별 (예를 들면, 천체의 밀도, 반지름 등)로 대수를 비교하여 카드
의 승패를 정해서 사용하면은 세세한 점까지 공부를 할 수 있을 것이다.
▶ 작품의 전망
우선 가장 먼저 말하고 싶은 것은 이것은 응용분야가 매우 넓다는 것이다. 어떠
한 교육에도 게임을 만들어서 사용한다는 아이디어를 이용할 수 있고, 서울시 본선
대회에서도 심사위원들께서 말씀하셨던 초등학생의 영재 교육 등에도 이용할 수 있
는 것이다. 교육 인적 자원부에서는 몇해 전부터 영재 교육이라는 프로그램을 운영
중에 있다. 질의 응답 코너에서 학생들의 영재교육에 관한 질의를 해서 얻어낸 답
변이 있다.
- 31 -
안녕하십니까?
우리부에서는 2000년에 마련된 영재교육진흥법에 따라 2002년 영재교육추진을 위한 계획을 수립하여 추진해 오고 있습니다.
영재교육의 시행을 위해 선진각국의 영재교육 실시 현황을 분석해 본 결과, 대체적으로 초등학교 4학년 부터 고등학교 단계까지 실시하고 있으며, 저학년단계에서는 폭넓은 학생을 대상으로 실시하고 고등학교 단계에서는 소수의 학생을 대상으로 실시하고 있습니다.
우리부에서는 이런 분석과 우리나라의 실정에 맞게, 현재 초등학교 4학년 단계에서 부터 고등학교 단계의 학생을 대상으로 영재교육을 실시하고 있으며,
영재교육기관으로는 각급 학교에 설치된 영재학급과 시도교육청에 설치된 영재교육원, 대학교에서 설치된 영재교육원, 그리고 정규학교로 영재학교가 있습니다.
교육프로그램은 주로 방과후 또는 방학을 이용하여 약 100시간 이상의 교육을 실시하고 있으며, 방학중에는 이런 학생을 위한 캠프를 운영하고 있습니다.
이런 영재교육을 실시하기 위해서는 관련 교사의 확충이 중요한 관건으로 우리부는 현재 기초, 심화, 해외 연수등을 통해 영재교육을 담당하도록 하고 있습니다. 또한 영재교육을 위한 프로그램 개발, 판별도구 등을 개발하고 있으며, 2010년까지 영재교육대상자를 약 1%까지 확충할 계획입니다.
수월성교육은 이런 영재교육 대상를 포함하여, 더 높은 수준의 교육을 필요로 하는 학생들에게 그런 교육을 받을 수 있도록 하기 위한 것으로, 현재 조기진급 및 조기졸업제도, 수준별 이동수업 등을 통해 이런 교육을 할 수 있도록 하고자 하는 것입니다.
구체적인 내용은 우리부 이전 공개자료실에 수월성자료를 참고하시기 바랍니다.
감사합니다.
※ 교육인적자원부의 영재 교육 및 수월성 교육에 대한 질의 내용과 그에 대한 회신 내용
< 담당자의 답변 내용입니다.>
☞ 저는 이 자료 전문을 작품 반입일 날에 전시 해 놓을 것입니다.
- 32 -
☞ 이처럼 초등학생부터 중고등학생들까지 영재 프로그램을 운영 활동등에 조기
교육에 이용하면 처음 접하느라 어려워 할 수 있는 이들에게 재미와 공부를 동시에
시킬 수 있을 것이다.
초등학생의 경우 학생들은 저학년일 때 곱하기를 굉장히 부담스러워 한다. 내가
초등학교 2학년 때도 단순히 선생님께서 암기만을 하라고 하다가 외우지 못해서 발
바닥을 맞고 울었던 기억이 아직까지도 나는 것을 보면 상당히 곱하기가 부담이었
던것 같다. 그래서 초등학생들을 위한 곱하기 카드도 한번 제작해 보았다.
22 × 1 = 2 2 × 2 = 4
2 × 3 = 6 2 × 4 = 8
2 × 5= 10 2 × 6 =12
2 × 7= 14 2 × 8 =16
2 × 9= 18
×하기
33 × 1 = 3 3 × 2 = 6
3 × 3 = 9 3 × 4 = 12
3 × 5 = 15 3 × 6 = 18 3
× 7 = 21 3 × 8 = 24 3 ×
9 = 27
÷나누기
- 33 -
→ 이와 같은 곱하기 카드는 아무래도 초등학생 저학년을 대상으로 하기 때문에
일반 학생들이 사용하는 카드보다 크고 밝은 색깔의 단색으로 만들었다. 이런 이쁜
색깔로 만들어서 구구단을 외우게 된다 면은 학생들이 카드를 모으려고도 할 것이
고 나처럼 아픈(?) 기억을 가지지 않아도 될 것이다.
Ⅵ. 참고 자료 및 부록
< 참고 자료 >
국립 중앙 과학관 www.science.go.kr - 전국학생과학발명품경진대회 수
상작 목록
사이버 국제특허 아카데미 www.ipacademy.net - 대한민국 학생 발명전 수상목록
한국 발명 진흥회 www.kipa.org
특허청 - www.kipo.go.kr
특허무료검색 - www.kipris.or.kr
교육인적 자원부 홈페이지 - www.moe.go.kr
조지페리츠(김현근 역) - 물리의 나라 (소학사. 1990)
문서 - kn101122.hwp (이호진, 2004.8)
영국 - 가디언 잡지 기사 - 교육 특별호
보성고 sienovator 발명 책자
네이버 블로그 - 카드
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Ⅶ 첨부 자료1. 특허 및 실용신안 유사 조사 □ 2006. 05. 01 ～ 2006. 05. 31
출원명 출원 번호 출원일자 고안자 내용
단어학습용카드 실1990-0009020 1990년06월25일 최광섭카드에 단순한 그림을
넣고 만들어 단어 공부
→ 단순한 카드에 그림을 그려서 단어를 써놓았다. 어떠한 과학적 원리가 없어서 내
작품과는 차이가 있음.
문자학습카드와
이를 구비한
문자학습교재
10-2003-12356 2003년 2월27일 경인환한문 따위의 내용에
관한 부수등의 표시
→ 어떠한 단어의 표기 없이 단순히 획수와 부수등을 적어 놓았다. 나와 같은 카드의
내용에 관한 서로간의 원리가 존재하지 않음
정답확인
학습카드실1997-010519 1997년05월12일 이규주
유아들에게 정답 및
여러 가지 게임을
가능하게함
→ 어떠한 과학적 원리라기 보다는 출업 번호 실1990-0009020 ‘단어학습용카드’ 카드
와 오히려 유사하다.
학습구 10-2003-0095195 2003년12월23일 윤봉석학습을 위한 전체적인
학습도구
→ 학습 카드라기 보다는 일종의 퍼즐과 같은 학습용품이다.
카드를 이용한
한자학습방법 및
한자학습카드
특1994-0003245 1994년02월23일 장신희
단어 학습용 카드와
같이 한자를 이용한
학습
→ 카드를 이용하여 한글 공부하듯이 한문 공부를 이용하여 만든 학습용품이다.
놀이 겸용
학습카드 및 이를
이용한 학습방법
10-1997-0060156 1997년11월14일 정복식영어단어 암기를 위해
만든 단어 암기장이다.
→ 전체적으로 학습을 노리고자 할 때 단순한 단어 암기위주의 카드로만 제작된 것이 많
이 있다.
학습카드 20-2002-0012607 2002년4월25일 김영곤한문학습카드와 유사한
카드이다.
→ 한문 학습 카드와 같이 단순히 카드에 한문이 써있는 모습이었다.
숫자교육용
학습카드실1997-012323 1997년5월27일 김선득
숫자 카드를 놓을수
있는 카드판과 같은
것이다.
→ 숫자교육을 더하기로 해서 교육을 할 수 있게 되었있다. 카드에 일종의 키트 방식의
카드를 이용되어 있다.
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▶ 조사평가→ 특허와 실용신안 및 여러 가지 권리가 있는 발명품을 조사하였다. 조사결과 대
부분이 단순한 카드를 숫자나, 한문 글자 등을 놓고 하는 것이다. 그렇기 때문에
어떠한 원리가 있지 않고 간단히 휴대하기 편리한 그런 특허, 실용신안 관련내용들
이었다.
따라서 나의 발명품과는 여러 면에서 다르다고 할 수 있다. 가장먼저 강조할 수
있는 것은 어떠한 과학적 원리들이 숨어 있다는 것이다. 나는 단순히 암기가 아니
라 각각의 게임규칙들이 중화반응, 그래프해석, 오르니틴 회로 등 이용할 수 있는
것이다.
따라서 단순한 암기보다는 많은 원리적 공부를 할 수 있게 된다.
2. 대회 입상작
1) 본 대회입상작 조사
생각보다는 교육에 관한 학습카드가 굉장히 적었습니다.
학습용품에서는 약 6가지의 카드에 관련한 것이 나왔는데, 그나마 학습에 필요한
도구로써 카드로는 2번, 6번 카드가 학습적인 카드 용품으로 나왔습니다. 하지만 6
작품 중 4작품은 완전히 상이한 작품이었고 그나마의 2작품 중 한작품은 카드게임
이 아닌 카드 학습 기구였고 또 하나는 또한 특허, 실용신안 조사에서 보았던 단
순히 그런 원리로 이루어진 내용 이었습니다.
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3) 본 대회 공개 이외의 카드 조사
카드를 찾다가 본 대회 이외의 대회에서 찾은 여
러 대회에 대한 조사를 한것입니다. 왠만한 대회에
서는 거의 찾을 수가 없었고 대한민국학생발명전에
서는 카드를 이용한 학습 자료에 관한 자료를 하나
발견하였지만 그것은 일종의 물리적인 것을 만들어
서 실험하는 문서 였습니다. 문서 제목은 <마술카드
의 시각적, 물리적 특성 탐구> 였고 문서는 대회 당일 사전
조사 보충 및 진열 자료에 전문을 뽑아 놓을 생각입니다.
각각의 사진들은 그 파일안에 있던 작품의 모형 내지 제
목, 실제 제작 사진입니다.
▶ 전체적 총 평가
→ 본 작품과의 유사한 작품은 찾기 힘들고 같은 카드 모형이라고 하더라도 각각의
카드에 과학적 원리를 이용하여 복합적인 사고를 요구하는 발명품은 존재 하지 않
았습니다. 다른 여러 가지 공개된 작품과 제 작품과는 우선 학습에 이용하는 원리
가 기본적으로 다릅니다. 그렇기 때문에 일반적인 카드라기 보다는 한단계 더 진보
된 카드라고 할 수가 있습니다. 그러므로 사전조사를 통한 유사작품 조사를 바탕으
로 본 발명품 어떠한 다른 작품과도 중복되지 않는 독창적인 발명품이라고 생각을
합니다.
(각 첨부자료에 대한 전문은 본 대회 작품 진열시 진열해 놓을 예정입니다.)
- 감사 합니다 -
18 마술카드의 시각적, 물리적 특성 탐구
