중학생들이 공학 수업을 통해 뇌성마비 학생을 위한 교실 보조기구를 제작하는 방법

혁신적 학습 디렉터 수지 콕스가 진행한 미니 수업에서 센테니얼 중학교 학생들은 전기 공학을 탐구했습니다. 이 교육을 통해 학생들은 뇌성마비 학생을 위한 교실 편의시설을 만드는 최종 프로젝트에서 학군의 엔지니어링 설계 프로세스를 잘 활용할 수 있었습니다.

하지만 콕스 박사는 학생들이 최종 프로젝트를 시작하기 전에 뇌성마비 장애인 편의시설 프로젝트에 필요한 전기 공학 기술을 소개하는 수업의 일환으로 학생들에게 허밍버드 로봇을 처음부터 직접 제작하도록 했습니다.

첫 번째 세션에서 콕스 박사는 학생들을 네 그룹으로 나누어 전선, 센서 및 기타 엔지니어링 재료가 들어 있는 작은 플라스틱 통을 나눠주었습니다. 콕스 박사는 학생들에게 부품의 포장을 풀고 입력 및 출력 부품을 두 개의 별도 더미로 만들도록 요청했습니다.

그런 다음 그룹 작업을 위해 그룹을 모았습니다. 먼저 학생들에게 무엇을 관찰했는지, 각 그룹이 각 더미에 무엇을 가지고 있는지 물어보았습니다. 학생들은 예를 들어 색깔로 구분된 전선과 같은 특징을 지적하며 부품에 대해 추리하는 데 사용했습니다. 그런 다음 학생들이 그룹 활동을 하는 동안 궁금했던 점을 복습했습니다.

"상자 안에 놀랍거나 혼란스러운 물건이 있나요?" 콕스 이사가 물었습니다. 콕스 디렉터가 물었습니다.

한 소녀가 손을 들었습니다.

"이 센서를 보면 어떻게 온도를 수집하는지 알 수 없습니다."

콕스 디렉터는 잠시 생각하다가 온도계부터 시작하여 온도 센서의 실제 사례를 들었습니다. 콕스 디렉터의 실제 사례는 학생들이 향후 수업에서 정보를 종합할 수 있는 일련의 연결고리를 만들어냈습니다.

나머지 수업은 동일한 루틴으로 진행되었으며, 학생들은 목표에 따라 조별로 작업한 후 추론 과정을 정리하고 설명했습니다. 그런 다음 각 과정이나 조각을 실제 세계에 연결하는 방법을 모델링했습니다.

콕스 박사는 수업 내내 그룹에게 "이 센서에서 어떤 점이 눈에 띄나요?"와 같은 질문을 끊임없이 던졌습니다. 콕스 박사는 더 개방적인 질문으로 후속 질문을 이어갔습니다: "왜 그런 것 같나요?" "X를 Y에 연결하면 어떻게 작동할까요?"와 같은 개방형 질문을 이어갔습니다.

레프 비고츠키의 사회문화 이론 활용하기, 씽크 페어 주식와 프로젝트 기반 그리고

를 통해 학생들은 자신의 지식 수준에 따라 자신의 속도에 맞게 학습하고, 질문을 통해 학습을 확장하는 프로젝트를 사용했습니다. 그룹으로 작업하면서 학생들은 동료를 선생님으로 활용하고, 가르침을 받은 학생은 동료에게 개념을 소개함으로써 지식을 강화했습니다. 학생들은 허밍버드 봇을 제작하는 동안 자연스럽게 질문을 던지고 연결고리를 만들었습니다. 세션이 끝날 무렵 학생들은 프로젝트를 시작하는 데 필요한 지식을 갖추게 되었습니다.

다음 세션에서 콕스 박사는 공학에서 공감의 중요성을 강조하는 교육구 공학 설계 프로세스를 소개했습니다. 콕스 박사는 학생들에게 의사소통의 어려움이나 교실 주변의 위험한 장애물 등 뇌성마비 학생이 학교에서 직면할 수 있는 문제를 생각해 보도록 요청했습니다. 학생들은 교육구 설계 프로세스에 따라 첫날에 배운 허밍버드 키트를 사용하여 솔루션의 소규모 모델을 개발, 테스트 및 반복했습니다.

학생들은 조명을 사용하여 질문에 답하는 것부터 학생이 장애물에 다가갈 때 경고 시스템을 만드는 것까지 모델 솔루션을 만들었습니다. 그룹은 수업시간과 동영상 제작을 통해 솔루션을 공유했습니다.

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이 수업은 엔지니어링 수업이 중요한 이유를 보여줍니다. 학생들이 기본적인 코딩 기술을 배우는 것만이 아닙니다. 날이 갈수록 복잡하고 어려워지는 세상에서 엔지니어링 경험은 흥미진진한 새로운 직업 기회로 이어집니다. 학생들은 자동차를 고치거나 집에서 DIY를 더 잘 파악하고 활용할 수 있는 평생 기술을 습득합니다. 학생들은 세상을 더 풍부하게 이해하고, 문제 해결을 위한 일련의 도구를 습득하고, 다른 사람들과 그룹으로 관계를 맺고, 지식을 습득하는 방법에 대해 깊이 생각하게 됩니다.

가장 중요한 것은 학생들이 공감적 사고에 참여한다는 점입니다. 뇌성마비 프로젝트와 마찬가지로, 학생들은 다른 사람들이 직면한 어려움과 그들의 삶을 조금 더 편하게 만들기 위해 어떤 해결책을 제시할 수 있는지 스스로에게 질문하는 것부터 시작합니다.

학생들이 과목에 대한 학문적 숙달을 기르고, 끊임없이 변화하는 취업 시장에 대비하고, 한 사람으로서 성장하기 위한 메타 인지를 연습하고, 공감하는 행동을 통해 커뮤니티를 구축할 수 있는 기회이니 학교 교육에 있어 더 이상 무엇을 바랄 수 있을까요?

엔지니어링에 관심 있는 모든 학생은 STEM 포용 이니셔티브를 통해 중학생과 고등학생을 위한 선택 과목과 함께 엔지니어링을 배울 수 있습니다. STEM 포용성 이니셔티브에 대해 자세히 알아보기.