기계교과교육학web.chungbuk.ac.kr/~kwjeong/lectures/teacher1class... · 2021. 8. 3. · 7....

1급 정교사 연수 2021하계

p.1

기계 교과 교육학정 규 원

충북대학교 공과대학 기계공학부

1. 기계공업교육 기초

2. 기계 교과 교재의 개발

3. 실기 교육의 기초 및 계획

4. 기계 실습의 지도

5. 기계 및 산업 안전

목 차

참고문헌:(1) 실기교육방법론 –제4판- , 이무근, 김재식, 김판욱

교육과학사, 2012, ISBN 978-89-254-0526-1


p.2


* 기계기능사의 교육 및 역할https://collegegrad.com/careers/mechanical-engineering-technicians

(기계 기능사가 할 일) What Mechanical Engineering Technicians DoMechanical engineering technicians help mechanical engineers design, develop, test, and manufacture

mechanical devices, including tools, engines, and machines. They may make sketches and rough layouts,

record and analyze data, make calculations and estimates, and report their findings.

기계기능사의 업무 (Duties of Mechanical Engineering Technicians)Mechanical engineering technicians typically do the following:

• Evaluate design drawings for new or changed tools by measuring dimensions on the drawings and comparing them with the

original specifications

• Prepare layouts and drawings of parts to be made and of the process for putting the parts together, often using three-

dimensional design software

• Discuss changes with coworkers—for example, in the design of a part and in the way it will be made and assembled

• Review instructions and blueprints for projects in order to ensure that test specifications and procedures are followed and

objectives are met

• Plan, produce, and assemble new or changed mechanical parts for products, such as industrial machinery or equipment

• Set up and conduct tests of complete units and their components, and record results

• Compare test results with design specifications and with test objectives and make recommendations for changes in products or

in test methods

• Estimate labor costs, equipment life, and plant space

Some mechanical engineering technicians test and inspect machines and equipment or work with engineers to eliminate

production problems. For example, they may assist in testing products by setting up instrumentation for vehicle crash tests.


p.3

SKILL CATEGORY DEFINING SKILLS: Skill areas to be demonstrated by graduates:

LEARNING OUTCOMES: The levels of achievement required by graduates. The graduate has reliably demonstrated the ability to:

COMMUNICATION ‐ Reading ‐ Writing ‐ Speaking ‐ Listening ‐ Presenting ‐ Visual literacy

1. communicate clearly, concisely and correctly in the written, spoken and visual form that fulfills the purpose and meets the needs of the audience. 2. respond to written, spoken or visual messages in a manner that ensures effective communication.

NUMERACY ‐ Understanding and applying mathematical concepts and reasoning ‐ Analyzing and using numerical data ‐ Conceptualizing

3. execute mathematical operations accurately.

CRITICAL THINKING & PROBLEM SOLVING

‐ Analyzing ‐ Synthesizing ‐ Evaluating ‐ Decision making ‐ Creative and innovative thinking

4. apply a systematic approach to solve problems. 5. use a variety of thinking skills to anticipate and solve problems.

Essential Employability Skills (1)


mechanical_technician_program_standard.pdf


p.4

SKILL CATEGORY DEFINING SKILLS: Skill areas to be demonstrated by graduates:

LEARNING OUTCOMES: The levels of achievement required by graduates. The graduate has reliably demonstrated the ability to:

INFORMATION MANAGEMENT

‐ Gathering and managing information ‐ Selecting and using appropriate tools and technology for a task or a project ‐ Computer literacy ‐ Internet skills

6. locate, select, organize and document information using appropriate technology and information systems. 7. analyze, evaluate and apply relevant information from a variety of sources.

INTERPERSONAL ‐ Teamwork ‐ Relationship management ‐ Conflict resolution ‐ Leadership ‐ Networking

8. show respect for the diverse opinions, values, belief systems and contributions of others. 9. interact with others in groups or teams in ways that contribute to effective working relationships and the achievement of goals.

PERSONAL ‐ Managing self ‐ Managing change and being flexible and adaptable ‐ Engaging in reflective practices ‐ Demonstrating personal responsibility

10. manage the use of time and other resources to complete projects. 11. take responsibility for one’s own actions, decisions and their consequences.

mechanical_technician_program_standard.pdf


Essential Employability Skills (2)


p.5

* 다중 지능 (Multiple intelligence) 이론Gardner (2006)

전통적인 IQ 개념에 대해 반박하고, 모든 사람은 동일한 능력을 가지고 있지 않을 뿐만 아니라 동일한 방식으로 학습하지 않는다는 전제하에 다중 지능 이론을 제안

https://www.niu.edu/facdev/_pdf/guide/learning/howard_gardner_theory_multiple_intelligences.pdf

https://howardgardner.com/multiple-intelligences/

1. 언어적 지능 Verbal-linguistic intelligence

(well-developed verbal skills and sensitivity to the sounds, meanings and rhythms of words)

2. 논리-수학적 지능 Logical-mathematical intelligence

(ability to think conceptually and abstractly, and capacity to discern logical and numerical patterns)

3. 공간적 지능 Spatial-visual intelligence

(capacity to think in images and pictures, to visualize accurately and abstractly)

4. 신체-운동적 지능 Bodily-kinesthetic intelligence

(ability to control one’s body movements and to handle objects skillfully)

5. 음악적 지능 Musical intelligences

(ability to produce and appreciate rhythm, pitch and timber)

6. 대인관계 지능 Interpersonal intelligence

(capacity to detect and respond appropriately to the moods, motivations and desires of others)

7. 자기 이해 지능 Intrapersonal intelligence

(capacity to be self-aware and in tune with inner feelings, values, beliefs and thinking processes)

8. 자연탐구 지능 Naturalist intelligence

(ability to recognize and categorize plants, animals and other objects in nature)

9. 실존적 지능 Existential intelligence

(sensitivity and capacity to tackle deep questions about human existence such as,

What is the meaning of life? Why do we die? How did we get here ?)

(Source: Thirteen ed online, 2004)

의의: 학습 양식과 학습내용간의 상호 작용을 고려할 때, 학습자 개개인은 각기 다른 지능에서 우월할 수 있기에상이한 지능을 개발할 수 있는 기회를 교수-학습 활동을 통하여 제공할 수 있어야 함.



p.6

─ thematic channels of YouTube, where there are collections of video tutorials, presentations,educational videos, multimedia lectures, created directly by teachers and individual training centers(https://www.youtube.com);

─ TED (Technology Entertainment Design) presentations, they are lectures collection on topics ofscience, art, design, politics, culture, business, global issues, technology and entertainment industry(https://www.ted.com);

─ the Khan Academy, it is open online platform featuring short video tutorials (5-15 minutes) onvarious subjects as well as tests helping visitors to measure the level consciousness of leaninginformation (https://www.khanacademy.org);

─ Wolfram|Alpha, it is knowledge base, a set of computational knowledge engine and a question-based system, containing, in particular, the necessary information for the mastery of engineering,technical, technological, computer knowledge (http://www.wolframalpha.com);

─ the services of corporate social networks (Podio, Yammer, Chatter, SocialCast, Bitrix24) that allowusers to centrally store all working materials in one place, attach files and add comments;

─ the services and tools for creating thematic websites for the demands of teachers and students(WordPress, Ucoz, Strikingly, Imcreator, etc.). They can build a site using a template set and in anycase, they don’t need web programming knowledge.

Significant advantages for the organization of student’s independent study activities


* Corpus ID: 202741882Theoretical and methodical aspects of the organization of students ’ independent studyactivities together with the use of ICT and tools


p.7

Theoretical and methodical aspects of the organization of students’ independent study activities together with the use of ICT and toolsOlena O. Lavrentieva, Lina M. Rybalko, Oleh O. Tsys and Aleksandr D. Uchitel, Corpus ID: 202741882

Contents of information and communication technologies



p.8

The classification the ICTs and tools for organizing students’ independent study activities



p.9

Informational and digital competence

Cognitive activity

Procedural and motivational

Organizational and constructive

Information

Emotional and communicative

Reflexive and diagnostic

Components of information and digital competence

CEUR Workshop Proceedings (CEUR-WS.org)

Formation of informational and digital competence ofsecondary school students in laboratory work inphysics



p.10

Formation of informational and digital competence ofsecondary school students in laboratory work inphysics

CEUR Workshop Proceedings (CEUR-WS.org)

Ways to increase the level of informational and digital competence.


* 메타버스 (Metaverse)를 이용한 기술 교육첨부 부록 및 참고자료 참조


p.11

기능적 능력의 유형(Main skills category)

지적 능력의 유형(Type of Knowledge content)

재생적 기능 생산적 기능(reproductive) (productive)

표준화된 절차 적용(알고리즘)

원리와 전략 적용(발견학습)

인지적 기능의사 결정문제해결논리적 사고 등

알고 있는 범주의 문제에 대해 알고 있는 절차적용(나누기, 문법적으로 올바른 문장 작성)

‘새로운’ 문제 해결 또는 새로운 절차 고안(이론 검증, 창의적 작문)

운동기능신체적 행동지각의 예민성 등

반복적이고 자동화된 기능(타자, 자동차 기어교환, 빠르게 달리기)

‘전략’ 기능 또는 ‘기획’ 기능(그리거나 제도, 방어운전, 축구하기)

반응적 기능자신을 다루는 것(태도와 감정, 습관과 자기 통제)

조건화된 습관과 태도(참여, 반응과 가치 부여; 접근이나 회피기능)

개인적 통제 기능, mental set 또는 가치체계 개발, 자아 실현

상호작용 기능다른 사람을 다루는 것(리더쉽, 설득, 갈등해결)

조건화된 사회적 반응(좋은 태도, 유쾌한 음성과 언어 습관)

개인간 통제 기능(리더쉽, 감독, 설득, 토론, 세일즈맨 쉽)

Romiszowski (1993)의 기능 도식

3. 실기 교육의 기초 및 계획 p.72 <표 3-1>


p.12


* 실기 교육의 의의실기: 실제의 기능이나 기술

어떤 일을 정확하고 능률적으로 해 내는 솜씨과학 지식을 생산, 가공에 응용하는 방법이나 수단

기술이 갖는 특성:(i) 기술은 도구와 기계를 사용하여 물품을 생산하는 지식, 절차, 방법들을 의미(ii) 기술은 인간의 필요에 부응하여 주어진 환경을 변경시키거나 극복하는 인간의 정신적.신체적 활동(iii) 기술과 인류 문명의 발전과는 직접적이고 정적인 상관관계가 있음.

실기 교육은 실습을 통하여 이루어짐:

실습이란 기능을 일정 수준까지 숙달하도록 하고, 일에 대한 올바른 태도와 습관을 갖도록 하기 위하여 계속적이고

반복적으로 실행하는 육체적, 정신적 학습활동.

투입 과정 산출

o 자원- 예산- 시설- 장비- 자재o 지역사회의 요구o 교육과정o 인적자원의 특성- 학생, 교사, 행정가

o 학생의 성취도- 기능 습득- 자격검정o 학생의 태도, 습관- 직업인으로서- 시민으로서- 가족으로서

학생: 학습

매체

교사: 교수

학교

현장

이론

실험 실습

실습

학생: 학습

매체

교사: 교수

학교

현장

이론

실험 실습

실습

* 실기 교육의 동태적 시스템


p.13

직무/직업 분석(Job/Occupation

analysis)

어떤 특정 직업의 임부와 작업들을 세밀하게 열거하는데 사용되는 분석방법

작업 검증(Task verification)

분석 열거된 작업들의 누락 여부, 작업 별 중요도, 난이도, 빈도의 등급에 대해 데이컴 패널 멤버 이외의 전문가들이 검증

작업 분석(Task analysis)

아래에 열거된 것과 같이 작업을 성공적으로 수행하는데 필요한 공정과이에 따른 각종 정보들을 열거하는 과정

작업(Task)

시작과 끝이 분명하고, 고객이나 고용주가 대가를 지불하는 의미 있는일의 단위로 정확하게 기술

직무/직업 분석의 체계

공정(Steps)

수행 기준(Performance Standards)

공구, 장비, 재료, 소모품(Tools, Equipment, Materials, Supplies)

관계 지식, 수학, 과학, 언어 기술(Related knowledge, Math, Science,

Language Skills)

신체의 각 부분을 조화롭게 써서 요구되는 행동을 수행하는 능력

성공적으로 작업을성취하기 위해서 달성해야 할 기준

작업을 수행하는데 근로자가 사용하는 물건

작업을 성공적으로 완성하는데 필요한 전공 지식

안전(Safety)

작업자의 태도(Worker Behavior)

의사 결정, 단서, 오류(Decisions, Cues, and Errors)

작업자나 재산에 끼칠수 있는 잠재적 위험 요소를 공정 별로 열거

작업을 성공적으로수행하는 데 중요한작업자 개인의 태도

작업자가 내려야 할 공정 별 의사 결정 항목과 그 결정을 내리는 데 필요한 정보 (단서), 그리고 부적절한 결정을 내렸을 때예상되는 오류

p.175 <그림 6-2>



p.14

번호(1)공정(Steps)

(2) 작업표준(Performance

Standard)

(3) 공구/장비/재료/소모품

(Tools/Equipment/Materials/Supplies)

(4) 관계지식(Related Knowledge)

(5) 안전 및 위생(Safe/Hygiene)

(6)작업태도(Attitude)

(7)의사결정 (Decisions)

단서 (Cues) 오류 (Errors)

1배치도와 평면도를해독하여 독립기초의위치를 확인한다.

기준점에서 기준 기초의중심점까지의 거리를 정확히 읽는다.

배치도면, 평면도면평면도, 배치도 도면해독

빈틈없이 용의 주도함

기초의 중심점은어디인가?

기준점에서기준 기초의중심점까지의거리 읽기

도면해독이부정확하게되면 새 건물의 위치가 틀려짐.

2벤치마크로부터 한개의 기초말뚝 중심점을 구한다.

벤치마크에서 거리 대비1%오차내에 들도록 구한다.

트란짓, 줄자, 연필트란짓의 구조와 사용법, 벤치마크(benchmark:기준점)

안전한 트란짓 이동

정밀함벤치마크로부터어떻게 기초 중심점을 구할 것인가?

직각 되게 이동

다른 기초 중심점도 틀려짐.

3한 개의 독립 기초 말뚝을 박는다.

햄머, 양날톱, 육송각재(45*45), 망치, 못, 연필

독립기초햄머로 말뚝 밖을때 손 조심

신중함

말뚝 윗면에 중심점이 오도록 어떻게 말뚝을 박을 것인가?

말뚝 한 가운데 중심점이오도록 말뚝을 조정

중심점이 말뚝 중앙을 벗어남.

4나머지 독립 기초의중심점도 구한다.

기초 중심간 거리 오차는1% 이내에 들어야 한다.

트란짓, 줄자, 강철자, 망치, 못, 연필

피타고라스 정리 창의성트란짓이 없을 경우 직각을 어떻게구할 것인가?

피타고라스정리

트란짓이 없으면 직각을정확하게 구하지 못한다.

5독립기초 말뚝의 각점의 위치가 정확한지를 확인한다.

대각선 오차가 거리 대비1% 이내에 들어야 한다.

줄자독립기초 말뚝은제 위치에 박았는가?

대각선기초가 틀어진다.

6수평 규준틀의 말뚝을 박는다.

말뚝이 움직이지 않아야한다.

햄머, 줄자, 양날톱, 육송각재(45*45)

수평규준틀말뚝이 움직이지않아야 한다.

수평규준틀의 말뚝은 기초 말뚝에서 얼마나 떨어져박아야 할까?

흙파기의 안식각

흙파기한 면이 무너진다.

7 수평꿸대를 박는다. 망치, 못 수평꿸대어떻게 하면 수평꿸대를 튼튼하게박을까?

수평꿸대면에미리 못을 박은 후 말뚝에댄다.

수평꿸대가흔들린다.

8

실과 추를 사용하여수평꿸대 위에 말뚝의 중심점을 이동시킨다.

2 mm 오차 이내로 옮긴다.

트란짓, 망치, 다림추, 실, 못

정밀함

어떻게 트란짓 설치 횟수를 줄여서중심점을 옮길 수있을까 ?

트란짓의 각도측량 원리

설치횟수가늘어난다.

<표 6.1> 작업분석표 (Task Analysis)Duty: 기초공사 Task3: 수평 규준틀 설치하기



p.15

제1단계

학습목표및

관련지식이해

제2단계

기본 기능

시범 관찰

제3단계

기본 기능

습득

제4단계

기본 기능습득 확인

및평가

작업순서숙지

연습자기평가

미달

도달

미달

도달

해당 기본 기능

1.학습 방법 제시

2.학습 목표 제시

3.동기 유발

4.선수학습

요약확인

도 입

1.자율 학습

2.교사 수업

전 개

1.질의 응답

2.상호 토의

3.보충 설명

4.요약

5.복습

정 리

제2단계 제3단계 제4단계

시범관찰 기본 기능습득

기능 습득확인 및 평가

3. 실기 교육의 기초 및 계획 p.337 <그림 10-1>

p.337 <그림 10-2>

학습 목표 및 관련 지식 이해 단계

개별 확인 식 수업 모형


p.16

* 기능 습득의 단계

1) 인지적 단계

학습자가 기능에 관한 정보를 학습하거나 수업을 받는 단계2) 연합적 단계 또는 통합적 단계

인지단계에서 획득한 지식에 기반을 두고 있는 기능을 수행3) 자율적 단계

기능의 수행이 보다 자동화 되고 빨라지는 단계, 스트레스, 간섭에 대한 저항이 증가, 집중력도 증가

리듬이 중요함

자율적 단계에서 연습의 목적:

학습자가 많은 정신적 집중 없이 기능을 수행함으로써 학습자의 주의력의 일부를 전체 과제의 다른 부분에 활용할

수 있게 하는 것.

1) 학습 곡선

연습량 (시간)

진보가 극한으로 접근한다

진보가 보이기 시작한다

고원

(정체)

진보가 머문다

현저한 진보를 볼 수 있다

진보를 거의찾아볼 수없다

진보량

(

성적)

1 2 3 4 5 6

연습량 (시간)

진보가 극한으로 접근한다

진보가 보이기 시작한다

고원

(정체)

진보가 머문다

현저한 진보를 볼 수 있다

진보를 거의찾아볼 수없다

진보량

(

성적)

1 2 3 4 5 6

2) 피로 곡선



p.17

* 의미와 몰입의미를 가지면; 학습의 질이 높아짐, 몰입하게 됨.

연습 의의일정한 목적을 가지고 능력을 향상시키기 위하여 작업을 되풀이하는 과정, 그 효과를 포함하는 전체 과정

연습의 효과행동을 세련되고 신속하게 하며 힘을 덜고 오류를 줄인다.

의식 작용이 생략된다

운동이 자동적으로 이루어진다

연습의 단계i) 의식적 연습; 작업을 진행하는 과정에서 하나하나 의식하고 모든 힘과 정성을 다하여 연습하는 단계

ii) 기계적 연습; 반복 학습함에 따라서 쉽고, 신속하며 또한 정확한 행동을 갖추는 단계

iii) 응용적 연습; 이전 단계의 연습에서 얻은 것을 종합적으로 이용해서 하나의 종합된 작업을 완성시키는 단계

전습법과 분습법

1234

1 2 3 4 5

6

전습법 순수 분습법



p.18


실험 실습실은 기계, 전기, 화학물질 등 여러 가지 위험이 도사리고 있다.


p.19

• 교사의 허락 없이는 기계를 사용하지 않는다.

• 기계를 작동시킬 때는 모든 사람에게 알린다.

• 기계의 안전장치를 함부로 만지지 않는다.

• 기계가 작동될 때는 반드시 옆에서 지켜본다.

• 기계가 작동될 때는 조정을 하지 않는다.

• 기계를 작동할 때는 긴 소매가 있는 옷과 넥타이를

매지 않는다.

• 사용 후에는 기계를 깨끗이 한다.

• 실습장에서는 뛰거나 장난하지 않는다.


안전 수칙

• 공구는 사용 후에 반드시 제 위치에 갖다 둔다.

• 바닥에 떨어진 어떠한 액체라도 즉시 깨끗이 닦는다.

• 파편과 폐기물은 정해진 통에 넣는다.

• 실습에 맞는 의복과 안경을 착용한다.

• 기계를 작동하기 전에 나사가 안전하게 조여 졌는 지를 확인하는

등 사전 조사를 한다.

• 모든 사고는 즉시 보고한다.

• 소화기를 어떻게 작동시키는 것인지를 숙지 시킨다.


p.20

안전의 인간적, 물리적 요소• 학생들로 하여금 안전에 대한 의식과 태도를 갖도록 하는 데 도움이 되는 사항

- 모든 작업을 하기 전에 그 작업을 안전한 과정을 거쳐서 수행하도록 강조한다.

- 부주의는 사고를 초래하고 깊은 사려와 주의는 사고를 예방한다는 관념을 학생들이 갖도록 한다.

- 학생들이 방심하지 않고 주의를 집중하도록 교육시킨다.

- 안전과 관련하여 학생들이 모험을 하지 않도록 충고하여야 한다.

안전은 게임의 대상이 아니므로 학생들이 과학적인 사고와 절차에 따라 문제를 해결하도록 유도해야한다.

- 학생들이 두려워하는 작업이나 시험 검사는 시키지 않는 것이 좋다.

두려움과 신경과민은 사고를 유발할 가능성이 높다.

이러한 경우는 교사가 충분한 시범을 보여주고 토의를 통하여 학생들이 그 기계 기구의 사용에 안정감과 자신감

을 가지고 임할 수 있을 때에 그 작업을 하도록 한다.

- 실습 중에는 학생들이 그 작업을 하는 데 적합한 복장을 하도록 유의해야 한다.

긴 소매, 넥타이, 허술한 옷, 몸 장식품 등은 기계에 걸리거나 말려 들어가기 쉽다.

- 교사는 학생들이 실습하는 동안 관찰, 확인.

안전한 작업을 하지 못할 경우에는 교사가 다시 지도.


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