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실험실좌표계와 질량중심좌표계에서 고체구의 2차원 충돌 해석
김세헌 한국물리학회 2022 새물리 Vol.72 No.1
기존의 강의식 수업에서는 학생들이 학습의 주체가 되지 못하고 피동적 수업 형태의 학습을 받게된다. 이런 방식의 교수 학습 방법은 학생들이 학습의 주체가 되지 못하기 때문에 과학적 사고력, 과학적 탐구 능력, 종합적 사고력을 바탕으로 한 문제해결력 함양에 한계가 있다. 단순히 현장의 교실수업에서 이루어지는 이론 주입식 교육을 탈피하여 생활 속에서 일상적으로 경험할 수 있는 상황에 과학지식을 적용하도록 하는 교육이 이루어질 필요가 있다. 따라서 2015 개정 통합과학 교육과정의 취지에맞게 ’ 과학’ 활동을 주변의 과학적 탐구 경험과 현상을 도구화함으로써 자료를 수집하고 해석, 평가의과정을 통해 과학 인지 능력을 향상할 수 있다. 본 연구에서는 중등 과학 교과 과정을 포함하여 대학교육과정의 ‘힘과 물체의 운동’ 단원의 실습 수업하는데 있어 동영상 분석 프로그램을 사용하여 데이터자료를 수집 후 도표로 표현하고 물체의 운동을 분석 · 기술을 다루고 있다. 두 입자의 2차원 충돌 실험은동영상으로 촬영되고 저장된 파일을 분석 프로그램에 삽입하였다. 시간의 함수로서 두 입자가 2차원평면에서 운동할 때 위치 좌표를 설정하고 데이터 자료화하여 충돌 전후 입자의 위치, 속도 등의 물리변수를 산출할 수 있었다. 물리 실험 실습 교육과정 중 두 입자의 탄성 충돌 실험에서 실험실 좌표계와질량중심 좌표계 사이의 운동을 변환하고 기술함으로써 학생들의 물리 학습 이해를 도울 수 있음을 제안한다.
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