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컴퓨터 캐논볼 게임을 통한 포물선 운동

충북대학교 과학영재교육원S,T,E,M충청북도 청주시4차시

주요과목 관련단원: 문제 해결과 프로그래밍

주요 내용

케논볼 게임을 수행해보며 인터페이스, 캐논볼의 움직임 등을 분석, 포물선 운동과 컴퓨터 프로그램에 대하여 탐구하여 포물선 운동을 컴퓨터로 시뮬레이션 할 수 있는 방법에 대하여 토론을 진행, 나아가 캐논볼 게임의 사용자 인터페이스를 구축하여 컴퓨터 캐논볼의 움직임을 그리는 프로그램을 구현

차시별 내용

1차시: 개념 도입 및 탐구 및 개념 확장, 캐논볼 게임을 관찰하여 캐논볼의 작동 원리를 이해, 프로그램 개발을 위해 파이션 프로그래밍 환경을 구축하여 간단한 파이션 프로그램을 개발

2차시: 분석 및 과학기술 적용, 캐논볼 게임의 입력 항목과 출력 항목을 도출해가며 캐논볼 게임의 기능을 도출

3차시: 설계하기, 캐논볼 게임을 위한 사용자 인터페이스를 설계한 후, 입력기능, 실행 모듈을 설계

4차시: 구현 시험 및 자기피드백, 설계된 모듈을 구현하고 시험하고 이에 대한 결과를 토의, 탐구 활동을 토대로 공학적으로 적용할 수 있는 방안에 대해 토의

교육 목적

. ‘컴퓨터 캐논볼 게임’에 대한 이해

- 개요: 컴퓨터로 할 수 있는 유사 캐논볼 게임을 수행하고 분석해 보자.

- 결과 분석: 과학 및 공학 (기술/수학)의 관계: 사용자 인터페이스, 캐논의 움직임 등을 정리해 보자.

. ‘포물선 운동’에 대한 이해

- 개요: 각자 고안한 탐구 방법의 분석 및 결과 제시 방법을 설명해 보자.

- 가설: ‘공을 던지는 행위를 한다’는 가설을 기반으로 예측해 보자.

- 결과 분석: 공의 포물선 운동을 탐구하는 방법으로 ‘Bar 그래프, 선 그래프’ 등 다양한 방법으로 표현해 보자.

. ‘컴퓨터 프로그램’에 대한 이해

- 개요: 파이션 프로그램을 설치한다.

- 실행: 다양한 파이션 프로그램을 구현해 본다.

- 결과 분석: 다양한 파이션 프로그램의 결과를 비교한다.

. ‘포물선 운동을 컴퓨터로 시뮬레이션’에 대한 이해

- 개요: 이론적인 포물선 운동 수식을 바탕으로 컴퓨터를 이용한 포물선 움직임 시뮬레이션하는 방법을 토론해 보자.

- 행위: 포물선 운동을 컴퓨터에 구현해 보자 - 결과 분석: 이론적인 포물선 운동 결과와 컴퓨터 시뮬레이션 결과를 비교해 보자.

. ‘포물선 운동을 컴퓨터 캐논볼 게임 만들기’에 대한 이해

- 개요: 이론적인 포물선 운동 수식을 바탕으로 캐논볼 게임을 만드는 방법을 토론해 보자.

- 행위: 캐논볼 게임의 사용자 인터페이스를 만들어, 컴퓨터 캐논볼의 움직임을 그리는 프로그램을 구현해 보자. 또한 목표물과의 충돌을 확인하는 프로그램을 만들어 보자.

- 결과 분석: 이론적인 포물선 운동을 기반으로 한 컴퓨터 캐논볼 게임의 결과를 수행하여 이론 결과와 비교해 보자.

교육 목표

인지적(개념) - 본인이 선호하는 컴퓨터 게임의 인터페이스는 무엇이고, 사람마다 다른 이유는 무엇인지 설명할 수 있다.

- 컴퓨터 게임을 구성하기 위해 필요한 화면 메뉴를 설명할 수 있다.

정의적(태도) - 컴퓨터 게임을 통해 익힐 수 있는 기본 원리를 활용할 수 있다.

- 기본 이론과 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 결과를 비교할 수 있다.

기능적(기술) - 분석, 실험설계, 테스트 과정에서 성공의 경험과 학습에 대한 자신감을 가진다.

- 역할 분담이 주어진 협동학습을 통해 자신의 역할과 친구를 배려하는 태도를 보인다.