신과수 10월워크숍2-이정은(인공지능 그림), 김민성(마이켈슨 간섭계)

    인공지능으로 상상을 구체화하기

                                                 이 정 은(운천중 교사)

1. 도입

챗gpt로 대표되는 인공지능의 영향력과 중요성이 확대되며 교육계는 인공지능 과목 채택 및 정보 과목 개편 등 변화를 도모하고 있다. 교육현장에는 이미 다양한 기술이 소개되어 활용되고 있고, 기술을 일회성으로 사용하고 그치기보다 교육적으로 의미 있는 활동으로 연계하는 교육 고민이 필요한 시기이다. 이에 따라 ‘생물다양성의 중요성’이라는 주제로 학생들에게 인공지능 기술을 활용하여 원하는 바를 충분히 표현하며, 영감을 얻을 수 있도록 독려하는 수업을 계획해보았다. 주제는 그 외에도 다양할 수 있으며, 이를 어떻게 디자인할 것인지는 교사의 재량에 달려 있다.

 

2. 수업 설계

가. 주제 선정

학생들과 주제를 선정하여 표현하는 활동을 할 때 목차를 선정하기 어려워하는 경향이 있다. 매번 학생들에게 목차를 미리 주고 내용을 꾸리게 하였으나, 학생들에게 수동적인 학습 태도를 지니게 하는 단점이 있었다. 생성형 ai를 활용해 주제에 대해 표현할 내용과 다양한 아이디어를 토대로 풍부한 발표자료를 구성해볼 수 있다.

 

나. 주제 표현 방법 선택

기존의 ppt로 획일화되었던 발표 방식에 제한을 두지 않고, 학생들에게 다양한 도구를 체험하게 하며 주제 표현에 적절한 도구를 활용하도록 한다. 이때 주제 표현 방식을 선택한 이유를 설명하여 각 도구가 가지는 장점과 특징을 스스로 생각해 볼 수 있어야 한다.

감마: 인공지능 ppt 만들기 http://gamma.app

뤼튼: 그림그리기 https://wrtn.ai/

캔바: ai이미지 생성 https://www.canva.com/ko_kr/

 

https://www.canva.com/design/DAFxbd-GRgg/soa7EIBMDBV70UIpxxFj3Q/edit?utm_content=DAFxbd-GRgg&utm_campaign=designshare&utm_medium=link2&utm_source=sharebutton

 

 

 

                                      볼록 거울 마이켈슨 간섭계

                                                                                                            김 민 성(정현고등학교 교사)

 

  학생들이 일상적이거나 이해하기 쉬운 도구를 사용하여 마이켈슨 간섭계를 직접 조작하고 심미적인 경험을 하며 과학사적 의미와 유용성을 체험하게 하고자 한 실험 수업 방법이다. 그 과정에서 학생이 손으로 조작하고 조절하기 편리하고 실험이 성공가능하지만 어느 정도 노력이 필요할 것을 기대된다. 하지만 학생에 따라서 조작에 어려움이 있는 것이 발견되어 도구적 개선에 더 관심을 가질 필요가 있다. 또한 정량적인 측정을 하기는 어려움이 있다. 더 발전시켜 정량적으로 측정가능한 실험으로 발전시킬 수 있으면 좋겠다.

 

가. 재미있는 과학사

(0) 아이작 뉴턴(1687) - “원격 작용하는 중력”

(1) 마이클 패러데이(1831) – ‘장(field)’의 개념 : 전기장과 자기장

“장(field)의 물리적 실재성”에 대한 믿음

(2) 제임스 맥스웰(1865) - ‘전자기파’의 개념 : 맥스웰의 방정식

“역학적 수학 공식으로 만들어낸 전자기파”와 에테르

(3) 하인리히 루돌프 헤르츠(1887) - 전자기파 발생과 검출 실험

“전자기파가 빛이며 매질은 에테르라는 믿음”

(4) 앨버트 에이브러햄 마이컬슨(1881) - 절대공간 측정

- 마이켈슨 간섭계(1m) 발명, 에테르 상대운동 측정 실패

- 피츠제럴드의 실험 결과 논박

- “마이컬슨 몰리 실험(1887) - 11m 빛 경로 간섭계로 실패

“역사상 가장 위대한 실패”

-> 실험 결과(에테르의 상대속도 매우 작음)가 학계에 받아들여짐.

5) 알버트 아인슈타인(1905)

- 빛이 진행하는데 에테르는 필요 없다.

- 가설1:모든 관성 좌표계에서 모든 물리 법칙은 동일하다 - 가설2: 빛의 속력은 모든 관성계에서 c로 일정하다 (광속 불변의 원리)

- 일반상대성 이론(1915) - “중력장(gravitationl field)”, 중력파(1916) 예측

 

나. 마이컬슨 몰리 실험

빛의 파동설은 에테르라고 하는 매질의 실재를 가정하는데, 에테르의 진동은 열과 빛이라는 현상을 산출하며, 에테르는 모든 공간을 채우고 있다고 추정된다...... 에테르가 정지해 있다고 가정하면, 지구는 에테르를 통과해 움직이는데, 빛이 지구 위의 한 점에서 다른 점까지 다녀오는 시간은 지구가 움직이는 방향에 의존할 것이다.(Michelson, 1881)

 

 

나. 마이컬슨 몰리 실험

빛의 파동설은 에테르라고 하는 매질의 실재를 가정하는데, 에테르의 진동은 열과 빛이라는 현상을 산출하며, 에테르는 모든 공간을 채우고 있다고 추정된다...... 에테르가 정지해 있다고 가정하면, 지구는 에테르를 통과해 움직이는데, 빛이 지구 위의 한 점에서 다른 점까지 다녀오는 시간은 지구가 움직이는 방향에 의존할 것이다.(Michelson, 1881)