시간은 무엇일까?

목적

이 활동의 목적은 시간이 무엇이고 시간을 어떻게 측정하는 것인지 학생들이 이해하는 것이다.

학습 목표

이 활동을 수행한 학생들은 다음을 할 수 있다.:

• 시간을 측정하기 위해 사용할 수 있는 기기에 이름을 붙인다.
• 여러 가지 시간 단위들을 열거한다.
• 시간을 측정하기 위한 기구를 디자인하고 만든 후에 이것의 한계에 대해 토의한다.

평가

• 학생들에게 활동과 함께 제공된 활동지를 작성하게 한다. 또한 학생들이 만든 모래시계 디자인을 평가한다.
• 이 활동이 끝난 후 학생들에게 시간을 정확하게 측정할 수 있는 것이 왜 중요하다고 생각 하는지 물어본다.
• 학생들에게 자신이 아는 시간의 단위와 시간을 측정할 수 있는 기기들을 열거해보라고 한다.
• 시간을 측정하는 실험을 끝낸 뒤에 학생들에게 모래시계를 이용해서 시간을 측정하는 것의 장점과 단점을 얘기해보라고 한다.

준비물

학생 두 명당 모래시계 하나를 만든다. :

• 같은 크기의 작고 가벼운 병 두 개
• 스탑워치
• 병의 입구보다 조금 더 큰 크기의 판지 조각
• 가위
• 테이프
• 모래(병을 채우기 충분한 양)

학생 당 한 개를 준비 한다 :

• 활동지 인쇄물
• 연필

배경지식

시간은 우리가 사건들을 과거부터 현재, 미래 순으로 나열할 수 있게 한다. 또한 시간은 두 개의 주어진 사건 사이의 지속된 정도를 측정한 것이다. 많은 기기들이 시간을 측정하기 위해서 발명되었다. 시간을 알려주기 위한 도구로 가장 먼저 만들어진 것 중 하나는 해시계로 태양의 움직임을 이용한 것이다.

이번 활동에서는 또 다른 기기인 모래시계를 사용한다. 모래시계는 시간의 흐름을 측정한 것으로 대부분 유리 전구를 이은 것처럼 두 개의 칸으로 나누어져 있으며 그 사이를 좁은 튜브로 연결하여 모래 혹은 특정 물질이 위에서 아래로 일정한 속도로 떨어지게 한다 – 따라서 일정한 시간동안 떨어진다. 모래시계는 모래를 끌어당기는 중력에 의해서 작동하므로 모래가 아래로 떨어진다. 시작과 끝날 때의 시간을 측정하기 위해서 요즘에는 스톱워치를 사용한다.

전체 활동 설명

준비

모래시계를 만들기 위해서는 반드시 건조한 모래를 사용해야 한다. 모래를 담는 병은 마른 상태이며 가벼워야 한다. 병 입구의 크기는 두 병 모두 동일해야 한다. 모래시계를 만드는데 필요한 물건들을 교실의 앞쪽에서 준비한다(병, 연필, 카드, 가위, 테이프, 모래).

활동 1 : 1분은 얼마나 지속되는가?

단계 1 :

질문 : 시간은 무엇인가? 사전에 협의하지 않고 시간에 대해서 말할 수 있을까?

단계 2 :

학생들은 짝을 짓는다. 1분이 어느 정도 되는지 실험할 것이라고 설명한다. 학생1에게 스톱워치를 나누어준다. 학생1이 스톱워치를 시작하겠다고 신호를 보낸다. 학생2가 1분이 지났다고 생각되면 신호를 보내고 학생1이 스톱워치를 멈춘다. 스톱워치가 나타내는 시간은 얼마인가?

단계 3 :

학생들에게 실험을 다시 할 것이라고 설명한다. 학생들은 이제 1분이 지나는 것을 더 정확하게 측정할 수 있는 방법에 대해 생각해야한다. 수를 세거나 선을 그릴 수 있다. 학생들에게 자신의 생각대로 도전해보고 실험이 얼마나 성공적이었는지 토론하도록 지도한다. 두 번째 실험에서는 좀 더 정확히 측정할 수 있는가? 더 좋은 측정값을 얻기 위해 학생들은 무엇을 사용했는가?

단계 4 :

학생들은 활동지의 과제 1을 마무리 한다.

단계 5 :

얼마나 시간이 지났는지를 아는 것이 왜 중요하다고 생각하는지 물어본다. 그리고 시간에 대해 미리 협의하는 것이 중요한 이유에 대해서도 물어 본다. 시간에 대해서 모든 사람이 같은 정의를 사용하는 것이 중요하다는 결론에 도달한다. 예를 들어 이것은 우리가 약속 시간에 정확히 도착할 수 있게 해준다.

단계 6 :

질문 : “시간을 측정하는 방법에는 무엇이 있을지 말해볼까요?” 필요하다면, 자신의 생각에 다음을 추가 한다 : 스톱워치, 태양의 위치를 보는 것, 모래시계(달걀 삶는 시간 측정 도구)를 사용 하는 것

활동 2 : 모래시계 만들기

단계 1 :

모래시계는 중력이 모래를 당겨서 모래가 아래쪽으로 떨어지면서 작동하는 것이라고 설명한다. 중력은 지구의 중심을 향해서 물체를 잡아당긴다. 모래시계처럼 짧은 거리를 고려했을 때 이 현상은 일정한 속도로 일어나기 때문에 모래시계는 시간을 측정하기에 믿을만한 방법이다.

알아두면 좋은 것. 예전에 항해사들은 한 시간마다, 삼십분마다, 배의 종을 울리는 데에 모래시계를 사용했다. 의사들은 환자의 맥박을 측정하는 일에 15초짜리 모래시계를 사용했다.

단계 2 :

학생들을 짝을 짓고 교실 앞에 준비되어 있는 물건들을 확인하고 모래시계를 만들기 위해서 물건들을 어떻게 사용할지 결정한다. 각 쌍의 학생들에게 연필을 준다. 모래시계가 어떻게 생겼는지 물어봄으로써 아이들을 돕는다. 모래시계 안에는 무엇이 있니? 모래시계가 어떻게 흐르니? 학생들은 활동지에 있는 과제 2를 5단계까지 마무리 한다.

단계 3 :

모래시계를 만드는 예시: 병 두 개의 입구 사이에 카드보드를 대고 정확히 같은 사이즈로 자른다. 카드보드의 중앙에 작은 구멍을 만든다. 하나의 병에 모래를 조금 붓는다. 카드보드를 병의 입구에 놓고 두 번째 병을 첫 번째 병위에 거꾸로 놓는다. 테이프를 이용해서 병 두 개를 붙인다. 안정적인 조립을 위해서 모래시계에 사용되는 병들은 반드시 가벼워야 한다.

단계 4:

학생들의 아이디어가 그려진 그림을 살펴본다. 그림의 모래시계들은 작동할 것 같이 생겼는가? 학생들에게 얼마만큼의 모래를 사용할 것인지, 그들이 카드에 뚫을 구멍의 크기는 얼마나 큰지, 두 개의 병을 어떻게 고정시킬 것인지 묻는다. 참고: 구멍이 클수록 모든 모래가 구멍을 통과하는데 더 적은 시간이 소요된다. 병 안에 모래가 더 많이 있을수록 모래들이 구멍을 전부 지나가는데 더 많은 시간이 소요된다. 이러한 실험은 병과 모래가 완벽하게 말랐을 때만 작동한다.

단계 5 :

학생들이 자신만의 새로운 디자인을 구상하면 ‘나만의 모래시계’를 만들 수 있다.

단계 6 :

학생들은 ‘나만의 모래시계’가 제대로 작동하는지 실험해본다. 활동지에 디자인을 어떻게 향상시킬 수 있는지에 관한 몇 가지 팁이 적혀 있다. 이제 과제 2의 5단계를 끝마칠 수 있다. 각각의 모래시계는 완전히 비워지기까지 서로 다른 시간이 필요하다. 이것은 학생들이 담은 모래의 양과 구멍의 크기에 따라서 결정된다는 것을 설명한다.

활동 3 : 나만의 모래시계를 사용하기

단계 1 :

학생들과 함께 운동장으로 가서 ‘나만의 모래시계’를 사용하여 일정 거리를 달리는데 시간이 얼마가 걸리는지 측정하게 한다. 출발 지점과 도착 지점을 표시한다. 학생들 각 쌍 중 한 학생이 뛸 준비를 한다. 다른 학생은 시작 신호를 기다리다가 자신들의 모래시계를 뒤집는다.

단계 2 :

학생이 도착 지점을 지날 때까지 시간이 얼마나 걸리는가? 모래시계로 이 시간을 측정할 수 있는가? 시간을 측정하기에 충분한 양의 모래가 있는가? 학생들에게 역할을 바꿔서 과제를 반복해보라고 한다.

단계 3 :

학생들은 교실로 돌아와서 활동지의 과제 3을 완성한다.

단계 4 :

활동에 대해 이야기를 나눈다. 모래시계로 정확한 시간을 측정하는 것은 어렵다는 결론에 도달한다. 만약 모래시계가 부분적으로 비어있다면 얼마의 시간이 지났는지 오직 추정만 할 수 있을 것이다.

커리큘럼

결론

이 활동이 끝나고 나면 학생들은 무엇이 낮과 밤을 만드는지 알게 되고 시간의 차이를 이해한다. 학생들은 어떤 기기가 시간을 측정하는데 사용되는지, 시간 단위의 차이는 무엇인지에 대해 알게 될 것이다. 또 학생들은 도구 없이 시간을 말하는 것이 어렵다는 것을 이해할 것이고 시간을 측정하기 위해 모래시계를 만들고 실험한다.

 감사의 글

이 활동의 번역을 검토해주신 송인옥 박사님과 심현진 교수님, 이정애 박사님에게 감사의 인사를 전합니다.