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9-나 수학 학습지도안 이차방정식의 근의 공식

『敎授 ? 學習 지 도 안』= 목 차 =Ⅰ. 교재관...............1. 수학의 특성2. 단원 설정 이유3. 단원의 구성 및 학습 목표4. 단원의 지도 목표Ⅱ.지도관1. 단원의 학습 계통2. 단원의 지도상 유의점3. 단원의 지도 계획Ⅲ.본시 수업 모형........1. 수업의 모형도2.수업의 흐름도3. 수업 환경 및 학생 좌석 배치Ⅳ. 본시 교수 - 학습지도안................Ⅴ. 탐구 활동지..........Ⅵ. 형성평가지...........◆ 부록- 파워 포인트 자료- 판서내용Ⅰ. 교재관1.수학의 특성수학은 인간의 사유에 의하여 구성된 추상적인 과학으로 다음과 같은 특성이 있다.가. 실용성 - 수학은 인간생활의 필요에 의하여 생겨났고, 발전하여 왔으며, 실제 생활에도 여러 가지로 유용하게 사용되어 있다. 뿐만 아니라, 수학은 다른 학문, 특히 자연 과학의 발달에도 크게 기여해 왔다. 비록, 수학이 이론 수학으로 발전하여 현재 응용과는 무관하게 공리로부터 순수하게 수학이 전개되고 있을지라도, 수학이 다른 학문과 실생활에 기본이 되고 있으며 응용성이 대단히 크다고 볼 수 있다.나. 추상성 - 수학에서 다루는 대상은 대부분 추상화하여 얻어진 개념으로 수학은 이들 개념 사이의 상호 관련성을 이론적으로 따져 나가는 것이라 볼 수 있다.다. 형식성 - 수학에서 추상화된 기호를 찰로부터 그 대상을 포함한 집합에 대한 고찰로 옮아가는 것을 말한다. 이러한 일반화와 반대되는 개념이 특수화이다. 특수화는 주어진 대상의 집합에 대한 고찰로부터 그 집합에 포함되는 더 작은 집합 또는 단 하나의 대상에 대한 고찰로 옮아가는 것이다.이러한 특수화는 일반화된 명제를 검증하거나 그 증명 또는 풀이의 힌트를 제공하기도 한다.2.단원 설정의 이유힘차게 활주로를 박차고 창공을 향하여 날아오르는 점보여객기를 바라보면서 많은 사람들은 낭만이 가득한 여행을 동경할 것이다. 그러나 우리의 여행을 편안하게 해주는 비행기가 평형을 유지하며 안전하게 날 수 있도록 설계하기 위하여 과학자는 복잡한 방정식을 풀어야 했다.방정식의 기본적인 개념이나 해법의 원리를 이해하고 활용하는 능력을 기르는 것은 대수 분야에서 필수적 인 기본 학습이다. 이차방정식은 이집트나 바빌로니아의 기록에 단편적으로 나타나고 있으나 본격적으로 다룬 최초의 학자는 그리스의 헤론“으로 알려지고 있다. 이차방정식은 속도나 가속도의 관계와 같은 일상생활의 문제에서부터 아인슈타인의 상대성 이론인과 같은 수식의 표현에 이르기까지 매우 유용하게 사용되고 있다. 수학적 사고력이 강조되고 문제 해결력이 신장되어야 한다고 해도 계산력이 뒷받침해 주지 못하면 계속해서 수학을 공부해 나가기가 어렵다는 것은 누구나 잘 아는 사실이다. 따라서 본 단원에서는 이미 배운 일차방정식, 연립방정식과 다항식의 계산을 바탕으로 이차방정식을 능률적으로 풀어 복잡한 문제 해결에 활용하여 우리주위에 있는 여러 가지 생활 문제의 요구 사항을 손쉽게 해결하는 데 넓게 응용하고자 본 단원을 설정하였다.3. 단원의 구성 및 학습목표교육 과정의 영역에서 이차방정식, 이차방정식의 활용을 2개의 중단원으로 나누고 교육과정의 내용과 관련하여 다음과 같이 소단원을 구성하였다.가. 이차방정식(1) 이차방정식과 그 해 - 이차방정식과 그 해의 뜻을 알고, 이차방정식의 해를 구할 수 있다.(2) 이차방정식의 풀이 - 인수분해와 제곱근, 완전제곱식을 이용하여 단계(중학1)? 일차방정식과 그 해? 등식의 성질? 일차방정식의 풀이와 활용▶ 8-가 단계(중학2)? 미지수가 2개인 일차방정식 과 연립일차방정식? 연립일차방정식의 활용?1. 이차방정식(1) 이차방정식과 그 해(2) 이차방정식의 풀이(3) 이차방정식의 근의 공식2. 이차방정식의 활용(1) 이차방정식과 문제해결(2) 여러 가지 문제?〔10-가〕? 이차방정식의 판별식? 근과 계수의 관계? 간단한 삼차방정식,사차방정식의 풀이? 연립방정식2. 단원의 지도상 유의점가.으로 나타내어진 식에서0일 때 이차방정식이 성립함에 유의하도록 지도한다.나. 이차방정식을 만족하는 x값이 두 개 일 때, x의 값 사이에 “또는”을 써서 나타냄을 유의한다.다. 완전제곱식의 풀이는 다소 지루하지만 다음에 배울 근의 공식을 유도하는 과정의 이해를 위해필요하므로 반드시 지도하고, 그 아이디어를 감상할 수 있도록 한다.라. 이차방정식은 실수해를 가지는 경우만 다룬다.마. 근의 공식의 유도 과정보다는 그 유용성을 강조한다.바. 긴 문장으로 된 문제는 문장을 주의 깊게 읽어, 주어진 조건을 잘 파악하도록 지도한다.사. 이차방정식을 이용한 문제 해결은 해를 구한 뒤 구한 해가 문제의 조건에 맞는지 반드시 검토하는 태도를 갖도록 지도한다.아. 이차방정식의 해 중 그 문제의 답이 되지 않는 것도 있음을 알게 함에 유의하여 지도한다.3. 단원의 지도 계획중단원소단원차시학습내용학습자료1. 이차방정식(1) 이차방정식과 그 해1~2? 단원 소개? 이차방정식의 뜻? 이차방정식의 해컴퓨터TVPPT탐구활동학습지수준별학습지(2) 인수분해를 이용한이차방정식의 풀이3~4? (일차식)(일차식)=0꼴의이차방정식의 해 구하기? 인수분해를 이용한 이차방정식의 해 구하기? 제곱근을 이용한 이차방정식의 해 구하기(3) 완전제곱식을 이용한이차방정식의 풀이5~6? 근의 공식? 근의 공식을 이용한 이차방정식의 해 구하기중단원 정리7? 중단원 학습 내용에 대한평가 결과에 따라 보충?심화로 나누어 지도2. 이차방정식 의 활용(1) 이차방정식학생33학생32학생31본 시 학 습 지 도 안단원Ⅲ 이차방정식소단원2.이차방정식의 활용일시2011년11월 14일(월)본시학습1.이차방정식의 근의 공식대상3학년 1반교사학습목표? 이차방정식의 근의 공식을 이해한다.? 근의 공식을 이용하여 이차방정식을 풀 수 있다.? 실생활의 소재로 근의 공식을 사용 할 수 있음을 알아본다.학습자료교사학생교과서, PPT, 컴퓨터, TV탐구활동 학습지, 형성평가학습지(수준별)교과서, 종이, 연필,준비된 마음가짐학습단계학습 내용교수-학습활동학습자료 및 유의점시간교사 활동학생 활동도입? 인사? 주위 환기? 인사하기 (반갑습니다)? 오늘 배울 이차방정식의 근의 공식이 필요한 이유를 실생활의 소재와 관련지어 간단히 언급한다.? 반장이 인사하기( 반갑습니다 )? 목소리는 밝고 적당한 톤을 유지한다.2분도입? 선수학습- 인수분해를 이용한 이차방정식의 풀이- 제곱근을 이용한 이차방정식 풀이- 완전제곱식을 이용한 이차방정식의풀이? 학습목표 제시- 근의 공식을 이용하여 이차방정식을 풀 수 있다.? 탐구활동지 해결-완전제곱식을 이용하여 근의 공식을 유도하는 과정((활동1))? 선수학습은 ppt를 활용한다.- 전시간에 배운 내용을 질문한다.- 인수분해를 이용한 이차방정식의 풀이를 설명한다.- 제곱근을 이용한 이차방정식 풀이를 설명한다.- 완전제곱식을 이용한 이차방정식의 풀이를 설명한다.((활동2))? ppt를 보면서 학습목표를 학생들과 함께 큰 소리로 따라 읽고, 본시학습목표를 소개한다.- 선수학습에서 배운 방법 이외에 근의 공식을 이용하여 이차방정식을 풀 수 있음을 언급한다.((활동3))? 전 시간에 나눠준 탐구활동지를 꺼내도록 한다.? 완전제곱식을 이용하여 근의 공식을 유도할 수 있음을 언급하고, 빈 칸을 채우도록 한다? 칠판을 네 등분으로 나누어 첫 번째 부분에 판서를 한다.?과을 왼쪽, 오른쪽으로 나란히 판서하고, 완전제곱식이 되는 과정을 하나하나 비교하여 보여준다.? 선수학습에서 학생들은 교사의 질문에 충실히 응답한다.- ppt를 보면서 전시 c=-3를 대입하여해또는을 구하는 방법을 보여준다.? 해가 유리수로 나오는 것을 유의하면서, 인수분해로도 해결할 수 있을지 질문한다.? 학생들의 답변을 듣고 인수분해로 문제를 다시 해결해 보도록 하고, 어느 방법이 더 쉬운 지 질문한다.((활동4))? 근의 공식을 이용해서 (예제2)를 풀어보도록 한다.? 먼저 인수분해가 가능한 지 질문한다.? 근의 공식을 이용하여a=3, b=4, c=-2를 대입하여을 구한다.((활동5))* ppt로 간단하게 요점을 정리해 준다.? 인수분해가 가능하면 인수분해로,인수분해가 안 되면 근의 공식으로 풀도록 지도한다.((활동6))? 문제 1, 2 을 네 명의 학생을 지목하여 나와서 풀도록 한다.- 교사는 동선을 주어 학생들이 문제를 푸는 모습은 지켜본다.- 칠판에 해결한 학생들의 답을 같이 확인하고, 답이 맞을 경우 박수를 침으로써 칭찬을 주고, 답이 틀릴 경우 틀린 부분을 차근히 짚어주면서 용기를 준다.((활동7))? 계수가 분수 또는 정수인 경우를 함께 확인한다. (문제3)을 판서한다.?-계수가 분수인 경우에 양변에 어떤 수를 곱해야 하는지 질문한다.? 계수가 소수인 경우도 풀어보도록 한다.-계수가 소수인 경우에 양변에 어떤 수를 곱해야 하는지 질문한다.? ppt를 보면서 근의 공식을 큰 소리로 따라 읽으면서 머리 속으로 공식을 최대한 빨리 외운다.? 근의 공식을 이용해서 탐구활동지의 문제를 다시 풀어본다.. 교사의 질문에 해결한 답을 충실히 응답하면서, 근의 공식이 더 용이함을 직관적으로 안다.? 예제1을 근의 공식을 이용해서 연습장에 풀어본다.? 해가 유리수로 나오는 것을 주의 깊게 살펴보고, 교사의 질문에 답변한다.? 인수분해로 예제1을 다시 풀어보고, 인수분해가 더 쉬움을 답변한다.? (예제2)을 푼다.-문제를 해결하기 전에 인수분해가 되는 지 먼저 확인하고 대답한다.- 인수분해가 적용되지 않음을 깨닫고, 근의 공식을 이용하여 해결한다? ppt로 개념 정리할 때는 모니터를 유심히 보고, 머릿속에 개념을 기억한다.? (활동곱한다.

교육학| 2012.04.02| 17페이지| 2,000원| 조회(394)

수학, 교수학습지도안, 교수학습과정안, 학습 지도안, 교사용지도서, 근의 공식, 중..

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학교 폭력 실태와 방지 대책

학교폭력의 실태와 방지대책1. 학교폭력의 특성일반적으로 청소년기는 새로운 것에의 적응이 요구되는 불안의 시기이며, 급격한 성장은 신체적 변화에의 적응과 성인기로의 생활 확대에 따른 적응문제에 직면하게 된다.이 시기는 의존과 독립이라는 갈등에 따라 반항, 외로움, 영웅심 등 심한 감정변화로 자신의 의지와 사고를 통제하기가 어려운 시기이다. 이때 상황을 잘 극복하면 성장에 도움을 주지만, 그렇지 못할 경우 좌절의 악순환을 가져오고 결국 정당하지 못한 문제해결 방법인 반사회적 폭력행동으로 나타나게 된다.폭력행동을 하는 청소년들의 두드러진 특성은, 공격적인 성향을 가지고 있다는 점과 충동조절이 잘 되지 않는다는 측면이다. 또한 권력과 지배에 대한 강한 욕구가 있고 남을 지배하고 굴복시키는 것을 즐기며, 주변 환경에 대한 어느 정도의 적대감을 품고 있는 경우가 많고, 폭력행동에 이익의 요소가 뒤따른다는 것을 알게 된다. 이들은 대부분 다른 비행문제를 동시에 가지고 있으며, 비행하위집단에 소속되어 동료들과 함께 폭력행위에 가담하게 되는 경우가 많다.폭력의 피해자들의 특성을 보면 아무런 이유 없이 폭행을 당하기도 하며, 누구든지 그 피해 대상이 될 수 있다는 공포심과 학교라는 환경 자체를 신뢰하지 못하게 만들기도 한다. 특히, 교내 학생들에게 폭력을 당한 이후에 분노와 적개심을 보이는 반면, 가해학생과 학교에 대한 공포심이나 회피적 태도를 보이거나, 정신적 충격으로 악몽에 시달리거나 우울 증세를 보이며 심지어 자살을 시도하는 학생들도 있다.이렇듯 피해 청소년들이 겪는 고통과 충격을 올바로 극복하지 못하고 분노와 적개심을 가질 때 또 다른 가해자를 만들어 낼 수가 있다. 또한 대인관계를 기피하거나 가해 집단에 가담하는 모습을 보이기도 한다. 그러므로 학교에도 부적응하게 되어 인생 전체에 부정적인 영향을 끼칠 수 있다.요즘 청소년 폭력 특징을 살펴보면, 단순한 탈선의 차원을 넘어서 심각한 범죄의 단계에 이르고 있고, 급격한 산업화 과정에서 야기된 가치관의 혼란으로 청소년이 자어가는 경향이 있다. 그리고 청소년 폭력의 연령이 점점 낮아지고 있다. 마지막으로 일반적인 폭력과 금품 갈취 이외에도 집단적인 따돌림과 놀림, 시험지 보여주기를 강요하거나 숙제나 심부름시키기 등의 새로운 형태의 심리폭력이 출현하고 있으며, 특히 최근에는 일회성 단순폭력보다 지속적으로 가해지는 소위 학대적 폭력이 문제가 되고 있다.2. 학교폭력의 발생원인학교 폭력을 일으키는 대부분의 요인으로 학생의 개인적 특성, 가정의 문제, 사회적 환경 등과 관련되어 있다.심리적 요인성격, 정신이상, 유전, 인종, 신체적 특징, 가치관, 돈, 의식경향, 문화에 대한 이해 수준가정 문제가족 구조의 변화(핵가족화, 맞벌이 부부의 증가, 결손가정, 부모의 적절한 양육태도, 가정교육의 기능 약화)학교교육 문제학교교육 목표와 교육 현실의 모순, 문제 학생예방 및 치료를 안 함, 과대경쟁과 입시교육 위주의 학교교육사회적 환경도덕윤리의 붕괴, 폭력적인 범죄하위문화의 영향, 대중매체영향, 사회전반적인 유해환경이 확산, 향락, 쾌락추구(자료출처： 학교 폭력의 발생배경과 지도방안 2007년 자료)3. 학교 폭력의 현황 및 실태 (2012. 3.14(수) 교육과학기술부 보도자료)(가) 학교폭력 피해 응답률전체 응답자 139만 명 중 12.3%인 17만 명이 최근 1년간 학교폭력 피해를 경험한 적이 있다고 응답하였다.지역별로는 강원이 15.1%로 가장 높고, 대구가 9.1%로 가장 낮게 나타났으며,[ 지역별 학교폭력 피해 응답 현황(%, 시?도 무응답 제외) ]- 학교급이 높아질수록 피해경험 응답률이 낮았다.※ 초등학교 : 15.2%, 중학교 : 13.4%. 고등학교 : 5.7%[ 학교급별 학교폭력 피해 응답률 ]구분학생 수피해응답 수피해 응답률(%)총계1,396,566171,63712.3초등학교607,55292,21215.2중학교422,49456,56813.4고등학교342,44319,6975.7(나) 피해 유형별 학교폭력 현황학교폭력의 피해유형 가운데 협박이나 욕설, 정보통신망을 이용한 욕설과 피해 유형별 응답 현황(복수응답 가능, 발생빈도 순)]구분학교폭력 당한 적 있음당한 적 없음모름/무응답말로 하는 협박이나 욕설인터넷 채팅, 이메일, 휴대전화로 하는 욕설과 비방집단따돌림돈 또는 물건을 빼앗김손, 발 또는 도구로 맞거나 특정한 장소 안에 갇힘강제 심부름과 같은 괴롭힘성적인 부끄러움을 갖게 하는 말과 행동 또는 강제로 몸을 만지는 행위응답자 전체 대비 1)건수(건)111,72539,10439,10437,70730,72420,94815,3621080,942143,846비율(%)8.02.82.82.72.21.51.177.410.3학교폭력 피해 응답건수 대비2)비율(%)37.913.313.312.810.47.15.2--※ 산출방식 1): 피해 유형별 해당 피해 학생수 / 총 응답 학생수 * 1002): 피해 유형별 해당 피해 학생수 / 총 피해응답건수 * 100학교 급별 피해유형을 살펴보면, 중학교 단계에서는 ‘돈 또는 물건을 빼앗김’과 같은 물리적 폭력의 빈도가 상대적으로 높고, 고등학교 단계에서는 ‘성적인 부끄러움을 갖게 하는 말과 행동 또는 강제로 몸을 만지는 행위’에 대한 응답률이 상대적으로 높게 나타났다.[학교급별 피해유형]구분말로 하는협박이나욕설집단따돌림강제심부름과같은괴롭힘돈 또는물건을빼앗김손, 발 또는도구로맞거나특정한장소 안에갇힘성적인부끄러움을갖게 하는말과 행동 또는 강제로 몸을 만지는 행위인터넷 채팅, 이메일, 휴대전화로 하는 욕설과비방응답수총계64.822.512.222.318.09.122.9171,636초등학교64.023.58.116.516.66.524.692,212중학교64.621.316.432.520.010.520.556,568고등학교69.020.418.419.718.616.321.619,697모름/무응답64.125.017.426.321.313.122.43,159(다) 학교폭력 발생장소 응답 현황최근 1년 간 학교폭력이 많이 발생한 장소는 교실(25.0%), 화장실 또는 복도(9.6%), 온라인과 휴대전화(7.7%) 순으로 나타났다 1)건수89,48334,48527,67826,60321,13921,78312,46410,92710,455102,4441,147,764비율(%)6.42.42.01.91.51.50.90.80.77.482.2학교폭력 피해 응답건수 대비2)비율(%)25.09.67.77.55.96.13.53.12.928.7-※ 산출방식 1): 장소별 응답건수 / 총 응답 학생수 * 1002): 장소별 응답건수 / 총 응답건수 * 100(라) 일진?폭력서클 유무 현황전수조사에 참여한 학생 들 가운데 “학교 내 일진 또는 폭력서클이 있거나, 있다고 생각 한다”고 응답한 비율은 23.6%로 나타났다.학교 급별로 보면, 초등학교 23.7%, 중학교 33.3%, 고등학교 11.6%의 응답률을 보이고 있어, 중학교에서 일진 등 폭력서클에 대한 우려가 큰 것으로 나타났다.[학교급별 응답 현황(%)]구분있음없음모름/무응답총계23.672.63.8초등학교23.773.03.3중학교33.362.93.8고등학교11.683.94.6모름/무응답22.568.88.7한편, 100명 이상의 학생이 “학교 내 일진이 있거나, 있다고 생각 한다”고 응답한 학교가 643교에 달하는 것으로 나타났다.[일진 있다고 응답한 건수별 학교수 현황(교)]응답수(개)01~1011~2021~3031~4041~5051~6061~70총학교수학교수(개)*************099776617465343응답수(개)71~8081~9091~100101~200201~300301~400401~500501~56511,672학교수(개)276196*************. 경찰청 대응 현황경찰청의 대응 현황을 살펴보면, 2012.3.8 기준으로, 106,063건에 대해서는 학교와 정보를 공유하거나 조치하는 등 학교와 공동으로 대응하였고, 3,138건은 수사 등 즉시 조치를 하였으며, 13,941건의 사안에 대해서는 순찰을 강화하거나 CCTV 설치 지역으로 선정하는 등 정책에 활용하였다.[ 경찰청 대응 현황(3. 8 기준) ]총계학교공동대응즉시조치정책반영 이전 이미 수사 종결된 사안* 기타 : 학교폭력 예방교육 및 117 신고센터 홍보, 학교폭력 자진신고 홍보 등* 미분류 : 학교와 아직 협의되지 않은 사안4. 학교폭력의 예방 및 대책(가) 학교를 중심으로 한 지역사회 연대운동학교가 앞서 언급한 문제들을 해결하고, “학교다운 학교”로 뿌리내리기 위해서는 학교 스스로 자체 개혁을 해야 한다. 학교가 자체 개혁을 단행하지 않는다면, 학교는 지금과 같이 외부에 의한 강압적인 개혁조치를 감수해야 한다. 대수술에는 반드시 다량의 출혈이 따르는 것과 같이, 정부 주도에 의한 강압적인 개혁에는 학교의 무고한 피해자가 다수 속출하게 된다. 학교가 희생되지 않기 위해서는 학교 스스로가 자체 내 개혁을 감행하여 스스로를 정화하지 않으면 안 된다. 이에 학교의 문제점을 해결하기 위한 하나의 모색으로 “학교를 중심으로 한 지역사회 연대운동”이 필요하다.먼저 학교의 문제점과 관련하여 학교 운영 개선의 목표와 해결방안을 표로 제시하면 다음과 같다.학교의 문제점개선목표해결방안1) 교사에 대한 신뢰 상실1) 학교와 교사의 신뢰회복① 담임교사의 역할 정상화2) 학교?교사의 폭력사건대응방법 무지2) 학교폭력에 대한 전문적대책수립② 교내 생활지도 전담교사1인 지정③ 전문상담교사 배치④ 교내 교사 공동팀웍 구성3) 폭력학생 처리과정의 취약성⑤ 학교운영 규정화⑥ 학교단위 “학교폭력 대책협의체“의 활성화4) 학교의 고립성?폐쇄성3) 학교의 개방화⑦ 학교와 지역사회의 연대5) 교육여건의 후진성4) 교육여건의 향상⑧ 교육여건의 개선과 학교시설 의 개방(나) 담임교사의 역할 정상화학교폭력의 가장 이상적인 해결책은 학생과 가장 가까운 담임교사의 지도아래 문제가 해소되는 것이다. 이를 위해서는 담임교사와 비담임 교과목 교사의 업무 균형을 이룰 필요가 있다. 담임교사의 수업시간 수를 줄이고, 사무적인 업무와 기타 업무들을 비담임 교과목 교사들이 처리하도록 업무를 재분배해야 한다. 학교운영 방침이 담임교사를 우대하도록 수립되어야 한다. 담임교사는 학생 생활지도한다.

교육학| 2012.04.02| 7페이지| 1,000원| 조회(247)

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2009 개정 교육과정 요약

목차1. ‘2009 개정 교육과정’의 배경2. ‘2009 개정 교육과정’의 주요 개정 방향3. 개정의 중점4. ‘2007 개정 교육과정’과 ‘2009 개정교육과정’의 주요 차이점5. 공업 계열 교육 과정 개정의 배경6. 공업교육과정의 기본방향7. 나의 소견1. ‘2009 개정 교육과정’의 배경‘2009 개정 교육과정’을 확정, 고시하기 전 그동안 우리 교육은 점수 위주의 입시 경쟁, 획일적 교육과정 운영, 과도한 사교육비 등의 병폐로부터 헤어나지 못했으며, 국민의 다양한 교육 수요를 충족시키지 못하는 경직된 교육체제를 유지해 왔다. ‘2009 개정 교육과정’은 교육과정 상에 나타난 문제를 부분적으로 해결하기 위해 개정된 것이다. 또한 ‘2009 개정 교육과정’으로의 개정은 현재 우리 교육이 추진하고 있는 학교 자율화?다양화?특성화 정책을 빠르게 정착시키기 위해서도 필요하다고 할 수 있다. 정부가 그동안 학교 현장의 불합리한 규제를 정비하는 등 학교 자율화와 다양화 정책을 추진하여 왔으나, 이러한 행정적 노력만으로는 한계가 있어 왔다. 학교교육의 근간인 교육과정이 경직된 체제 하에서는 학교교육의 자율화?다양화?특성화를 기대하기 어렵기 때문이다. 즉, 2009 개정 교육과정은 학교의 자율화?다양화?특성화 정책을 유도할 수 있는 정책적 기반이라 할 수 있다.2. ‘2009 개정 교육과정’의 주요 개정 방향가. 학기당 이수 교과목수 축소를 통하여 학습의 효율성 제고‘2009 개정 교육과정’에서는 처음으로 교과군, 학년군제가 도입되었다. 교과 군이란 기존의 교과들을 교육목적상의 근접성, 학문 탐구대상 또는 방법상의 인접성, 실제 생활양식에서의 상호 연관성 등을 고려하여 광역 군 개념으로 유목화 하는 개념이며, 학년군은 초등학교는 1-2학년, 3-4학년, 5-6학년의 3개 학년 군으로, 중학교와 고교는 3개 학년을 각각 1개 학년 군으로 설정하였다.초등학교중학교고등학교1～2학년3～4학년5～6학년7～9학년10～12학년학년 군 출처 교과군, 학년 군 도입을 통해 학생들의 학·가정외국어 (영어)체육음악미술교양과목군인문·사회과학·기술외국어체육예술??4개 교과 영역기초탐구체육 · 예술생활·교양8개 교과(군)국어수학영어사회(역사/도덕 포함)과학체육예술(음악/미술)기술·가정제2외국어한문교양나. 창의적 체험활동 강화‘2009 개정 교육과정’에서는 창의적 체험활동을 강화하여 개성신장, 여가선용, 창의성 개발, 공동체의식 함양 등 배려와 나눔을 실천하는 창의 인재 양성 교육을 학교에서 실시할 수 있도록 하였다. 이전 교육과정의 특별활동과 창의적 재량활동을 통합하여 ‘창의적 체험활동’으로 운영하도록 하였으며, 창의적 체험활동은 자율 활동, 동아리활동, 봉사활동, 진로활동 중심으로 배려와 나눔의 실천 활동을 주로 하도록 하였다. 이것은 학생들의 도덕성 함양, 준법정신 및 윤리의식 강화를 위해서 이전의 교과 중심 교육에서 체험중심의 교육으로 전환한 것이다.다. 공통 교육과정을 학제와 일치시키고 고등학교의 핵심 역량을 강화시킴‘2009 개정 교육과정’에서는 국민공통기본교육과정을 중학교 3학년까지 9년으로 하여 의무교육 기간과 일치하도록 하고, 고등학교는 학생의 진로에 따른 전공과 관련된 수업을 선택하여 공부할 수 있도록 하였다.‘공통 교육과정’(이전 ‘국민공통기본 교육과정’)은 국가가 국민에게 기본적으로 이수해야 할 과목과 시간을 제시하는 교육과정으로서 공통 교육과정(초1～중3)의 기간과 의무교육 이수 기간을 일치시키는 것이 바람직하며, 이를 통해 국민 기초 교육에 대한 국가의 책임을 초?중학교 과정으로 명확히 하고, 고등학교부터는 기초를 튼튼히 하면서 진로선택에 따라 희망하는 전공과 관련된 맞춤형 교육을 제공하고자 하는 것이다.고등학교 단계에서 미래사회가 요구하는 핵심역량을 키우기 위한 기초교육은 모든 학생들이 반드시 이수하도록 하는 한편, 나머지 교과에 대해서는 개별 학생의 흥미, 적성에 따라 필요한 과목을 선택?집중해서 깊이 있게 학습할 수 있도록 하였다. 기초영역(국어, 영어, 수학) 교과활동 강화, 탐구영역(사회, 과학)의 교육은 기존의 지교과(군)별 필수이수단위 수만을 지정함으로써 학교에서 학생 수준 및 진로 등을 고려한 학습 기회를 제공하도록 하고 있다.즉, ‘2009 개정 교육과정’은 ‘학교 교육과정 자율화 추진 과제’를 교육과정 문서에 반영하여 단위학교가 자율적으로 교육과정을 운영할 수 있도록 한 것이다.3. 개정의 중점가. 공통사항1) 학년 군, 교과군 도입을 통한 집중 이수제를 유도학기당 7～8과목을 이수하도록 하여 학습, 과제, 평가 부담을 줄였으며 도덕, 음악, 미술, 실과 등의 주 1～2시간 교과는 학기 집중이수를 추진하도록 하였다.2) 특별활동과 창의적 재량활동을 통합하여 창의적 체험활동 도입비교과 활동인 창의적 체험활동은 초?중학교에서 주당 평균 3시간 이상, 고등학교의 경우 현행 주당 2시간에서 4시간이상으로 확대되며 세부영역으로 자율 활동, 동아리 활동, 봉사 활동, 진로 활동 등을 두어 배려와 나눔의 실천을 통한 창의인재 육성을 실현토록 하였다.3) 교육과정 자율권 확대교과 군별 기준시수의 20% 증감 운영이 가능하도록 하고, 교과군 내 교과별 시수는 단위학교가 결정하도록 하였다.4) 학습부진아, 다문화 가정 자녀 등에 대한 특별한 배려와 지원학습부진아, 장애를 가진 학생, 귀국 학생, 다문화 가정 자녀 등이 학교에서 충실한 학습 경험을 누릴 수 있도록 특별한 배려와 지원을 하도록 하였다.나. 중학교1) 학습의 적정화와 교육 효과를 위한 지침 제시교과(군)의 이수 시기와 수업 시수는 학교가 자율적으로 결정할 수 있도록 하고 교과집중이수를 통해 학생이 한 학기에 이수하는 교과목수를 8개 이내로 편성하도록 하여 학습을 적정화하고 교육효과가 증대되도록 하였다.2) 선택 과목 활성화중학교 교과 재량활동의 일부로 포함되어 있던 선택 과목을 8개 교과(군)중 하나인 ‘선택’으로 포함하였으며 그 선택 과목은 한문, 정보, 환경, 생활 외국어, 보건, 진로와 직업의 선택 과목으로 하였다.또한, 학교의 필요에 따라 시?도 교육감의 승인 하에 새로운 선택 과목을 신설하여 운영할 수 있도록 학습 결손이 발생하지 않도록 하였다.다. 고등학교1) 선택 교육과정 확대현행 고교 1학년 국민공통기본교육과정을 선택교육과정 체제로 개편하여 기존 교육과정의 10학년 교과목도 선택과목으로 전환되는 등 학생의 적성 및 진로를 고려한 교육과정을 도모하였다.2) 고교단계 핵심 기초과목(국어, 수학, 영어) 강화학생의 적성과 소질에 맞는 맞춤형 교육과정 운영이 가능하도록 학교 자율과정 64단위를 부여하여 학교의 과목 편성권을 대폭 확대하였다. 또한, 대학과목 선이수제의 과목을 개설할 수 있고, 국제적으로 공인받은 교육과정과 과목을 선택과목으로 인정할 수 있도록 하였다.3) 4개 교과 영역과 8개 교과(군) 구성기초 영역(국어, 수학, 영어), 탐구 영역, 체육?예술 영역, 생활?교양 영역(기술?가정/제2외국어/한문/교양)의 4개 교과 영역을 제시하여 학생의 기초교육을 강화하고 교과 영역의 균형적 이수를 도모하였다.4) 교과목 개선교과이기주의에 의해 지나치게 세분화된 교과는 통합(예: 사회 13개 →9개 과목으로 축소 등)하고, 학생 수준에 맞춰 ‘하고 싶은 공부’를 더 깊고, 더 넓게 할 수 있도록 내용상 위계가 있는 교과는 수준별 교과로 재구조화하였다.교과목(명) 변경 : 역사 → 한국사, 세계 역사의 이해 → 세계사교과목 개편 : 환경 → 환경과 녹색성장5) 이수 단위 및 이수과목 적정화졸업에 필요한 총 이수 단위 수를 현행의 210단위에서 204단위로 축소하여 학습부담 경감을 도모하였다. 또한, 교과(군)별 최소 이수 단위 수를 제시하여 학교 특성 및 학습자의 진로?적성을 고려한 학습을 하도록 하였다.6) 학생의 적성, 진로를 고려한 교육과정의 운영진로 집중 과정을 편성?운영토록 하여 ‘학교자율과정’에서 진로 집중 과정과 관련된 과목의 심화학습이 이루어질 수 있도록 도모하였다. 이를 위해 1학년부터 학습자의 적성, 진로를 고려한 교육과정 편성?운영, 고등학교 3개 학년이 모두 선택 교육과정으로 됨에 따라 1학년부터 진로를 고려한 교과 학습이 가능해졌다.7) 전문전’으로 창의성을 발휘하도록 구체화하였고, 세계 시민으로서 ‘배려와 나눔’의 정신을 강조하고 있다. 추구하는 인간상을 비교 정리하면 다음과 같다.※ 추구하는 인간상 비교2007 개정 교육과정2009 개정 교육과정1. 추구하는 인간상우리나라의 교육은 홍익인간의 이념 아래 모든 국민으로 하여금 인격을 도야하고, 자주적 생활 능력과 민주 시민으로서 필요한 자질을 갖추게 하여 인간다운 삶을 영위하게 하고, 민주 국가의 발전과 인류 공영의 이상을 실현하는 데 이바지하게 함을 목적으로 하고 있다.이러한 교육 이념을 바탕으로, 이 교육과정이 추구하는 인간상은 다음과 같다.가. 전인적 성장의 기반 위에 개성을 추구하는 사람가. 전인적 성장의 기반 위에 개성의 발달과 진로를 개척하는 사람나. 기초 능력을 토대로 창의적인 능력을 발휘하는 사람나. 기초 능력의 바탕 위에 새로운 발상과 도전으로 창의성을 발휘하는 사람다. 폭넓은 교양을 바탕으로 진로를 개척하는 사람다. 문화적 소양과 다원적 가치에 대한 이해를 바탕으로 품격있는 삶을 영위하는 사람라. 우리 문화에 대한 이해의 토대 위에 새로운 가치를 창조하는 사람라. 세계와 소통하는 시민으로서 배려와 나눔의 정신으로 공동체 발전에 참여하는 사람마. 민주 시민 의식을 기초로 공동체의 발전에 공헌하는 사람교육과정 구성의 방침에서는 초등학교 1학년부터 중학교 3학년까지의 공통 교육과정과 고등학교 1학년부터 3학년까지의 선택 교육과정으로 편성하도록 하는 변화, 창의적 체험활동 신설, 국가 수준의 학업성취도 평가 실시 등을 통한 교육과정 질 관리 체제 강화 신설 등 많은 변화를 보였다.2) 학교 급별 교육과정 편성과 운영‘2009 개정 교육과정’에서 학교 급별 교육 목표는 ‘2007 개정 교육과정’의 기본 틀을 정교화하고, 함축적으로 목표를 제시하였다.※ 중학교 교육 목표2007 개정 교육과정2009 개정 교육과정중학교 교육은 초등학교 교육의 성과를 바탕으로, 학생의 학습과 일상생활에 필요한 기본 능력과 민주 시민으로서의 자질을 함양하는 데

교육학| 2012.04.02| 9페이지| 1,500원| 조회(275)

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태양열 자동차

태양열 자동차 (SOLAR CAR)교과목명 : 공학입문설계학 번 이름팀장팀원○ Project명 : 태양열 자동차 (solar car 제작)○ Project 기간 : 2010. 9. 3(금) ~ 12. 3(금)○ Team 구성원우리 공학 입문 설계 조는 총 3명으로 구성되어 있으며, 조를 정할 때 맘에 맞는 사람들끼리 조를 정하였기 때문에 처음부터 편안한 마음으로 즐겁게 Project를 시작할 수 있었다.이미 다 아는 사이였기 때문에 바로 Project를 시작할 수 있어서 친밀해지는 시간을 줄일 수 있었고 서로의 의견을 잘 수용하고 적극적인 자세를 가지고 최선을 다 하였기 때문에 Project를 수행하면서 한 번의 다툼도 없이 즐겁게 Project를 완성할 수 있었다.우리 팀원들의 주역할은 다음과 같다.○ 활동 내역 (요약)1차 미팅 (9.14) - 태양열 자동차 프로젝트 결정?2차 미팅 (9.28) - 각자 개념설계안(브레인스토밍) 제출?3차 미팅 (10.5) - 각자 개념설계안 평가/분석 및 결정?4차 미팅 (10.12) - 재료 구입 및 설계?5차 미팅 (10.25) - 구체 설계 / 제작?6차 미팅 (10.26) - 구체 설계 / 제작?7차 미팅 (11.1) - 상세 설계 / 제작?8차 미팅 (11.2) - 상세 설계 / 제작?9차 미팅 (11.5) - 설계 완료 / 제작?10차 미팅 (11.8) - 실험 / 제작?11차 미팅 (11.16) - 보완 및 수정 / 제작?12차 미팅 (11.23) - 제작 완료 / 발표 준비목 차1. 요구사항 파악1.1 프로젝트 일정 수립1.2 자료 수집1.2.1 고객 요구사항 조사1.2.2 선생설계조사1.3 목적계통도 작성2. 개념설계2.1 기능분해2.2 작용원리의 탐색2.3 대안평가 및 선택2.3.1 대안 평가를 위한 아이디어 창출2.3.2 대안의 평가 및 선택3. 구체화설계3.1 제품구조3.1.1 제품개략도 생성3.1.2 개략적 기하학적 배치도 생성3.2 시제품 제작과 시험4. 상세설계4.1 기술도면 완성4.1.1 시제 단 움직이는 자동차가 구비해야 할 사항들에 대해서 파악하기 위하여 현재 태양열로 움직이는 자동차 및 태양열로 움직이는 기계 등에 대하여 조사를 하였다.○ 이들 자료는 요구사항을 알고, 설계사양을 결정하는데 이용될 뿐 아니라 개념설계, 제품설계, 제작까지 계속 이용되었다.○ 태양열 전지판 : 자동차를 움직이기 위해서는 일반 건전지 외에 다른 동력 제공 장치가 필요한데 이 부분을 태양열 전지판이 대체. 태양열 전지판은 대구 안의 오프라인 매장에서는 거의 찾아 볼 수 없었으며 인터넷에 있는 많은 제품을 효율 및 크기 가격을 비교하여 현재 우리에게 필요한 크기 및 효율을 정함. 그리고 여러 개를 구매 할 경우 구매 한 제품을 어떻게 연결 할 것인가를 조사 및 자료 수집.○ 바퀴 구조 : 우리 팀은 기본으로 RC(Remote Control)를 사용하지 않기로 하였기 때문에 직선주로에서는 방향이동을 최소로 해야 함으로 인터넷을 통해 여러 가지 태양열 자동차 및 미니카 같은 제품을 찾아보며 바퀴를 크고 말랑말랑한 재질의 타이어를 사용함으로써 최소한의 방향조절을 할 것으로 결정.○ 그 외에 빨리 달리기 위한 조건 : 방향조절과 동력전달이 해결되었으면 그 이후 최대한 빨리 달릴 수 있는 조건을 갖춰야 함, 그 첫 번째로 생각한 것이 차체 및 전체 차량의 무게이며 모터와 기어도 어떤 제품을 사용할 것인가를 조사하여 차체는 가볍고 가공이 쉬운 발사목이나 아크릴을 이용, 모터는 시중에 있는 미니자동차에 들어가는 모터나 그와 비슷한 전류 및 전압을 사용하는 모터를 사용하기로 결정.□ 시장 조사시장 조사는 크게 현장조사와 인터넷을 통한 조사 2가지 방법을 사용하였다① 현장 조사 : 중구 교동 유성전자에서 조사- 태양열 전지판과 전지판에 쓰이는 모터는 시장에는 매물이 별로 없어 셋트화 되어있거나 두 물품을 같이 파는 인터넷을 통한 구입 추천(유성전자 사장님)- 무게가 가볍고 가공이 쉬운 발사목이나 발사목에 비해 튼튼한 아크릴판을 개조하여 차체를 만들기로 결정.- RC를 사용하지 않기 양)□ 설문조사 결과문제1.태양열로 구동되는 자동차(모형) 또는 장난감을 본적이 있습니까?목적태양열로 구동되는 자동차에 대한 인식정도와 관심의 정도를 알아보기 위한 질문응답결과예) 4명 (20%)아니오) 16명 (80%)분석결과태양열로 구동되는 자동차에 대한 관심 및 정도가 매우 낮다.? 인터넷 및 서적을 통해 지식 확보의 필요성문제2. 솔라카가 빠르게 달리기 위해 가장 중요한 변수는 무엇이라고 생각합니까?목적솔라카가 빠르게 달리기 위한 가장 중요한 요소를 파악하기 위한 질문응답결과1) 셀판크기 4명 (20%)2) 동력(모터) 6명(30%)3) 무게 5명 (25%)4) 효율 5명(25%)분석결과모든 요소가 중요한 것으로 나타났다.? 실제 설계시 4가지 모두 고려해야 함.문제3. 자동차(모형) 제작시 어떤 재료를 이용하면 좋다고 생각하십니까?목적제작에 용이한 재료를 결정하기 위한 질문응답결과1) 플라스틱 2명 (10%)2) 아크릴판 5명 (25%)3) 미니카 10명 (50%)4) 나무 3명 (15%)분석결과미니카와 아크릴판이 제일 좋은 재료로 나타남? 실제 설계시 미니카와 아크릴판 조합하여 제작문제4. 자동차(모형)의 제작시 가장 우선적으로 고려되어 야 할 사항은?목적자동차(모형)의 제작시 가장 우선적으로 고려되어야 할설계변수 결정을 위한 질문응답결과1) 제작비용 3명 (15%)2) 성능 6명 (30%)3) 크기 4명 (20%)4) 중량 7명 (35%)분석결과4가지 사항 모두 고려되어야 하는 것으로 나타남? 실제 설계시 4가지 모두 고려하여 제작문제5. 솔라카가 빠르고 방향전환이 작게 움직이기 위한바퀴의 유형은?목적솔라카가 빠르고 방향전환이 작게 움직이기 위한 바퀴를 결정하기 위한 질문응답결과1) 탱크형 4명(20%)2) 바퀴형 16명(80%)분석결과바퀴형이 더 적합한 바퀴로 나타남? 실제 설계시 작은 방향 전환과 더 빠른 속도로 갈 수 있는 바퀴형 바퀴로 차체 제작■ 목적계통도■ 설계 사양 도표2. 개념 설계■ 작동원리의 탐색- 전체기능을 에너지, 재료, 및 조절큰 바퀴와 작은 바퀴를 병행해서 사용함으로써 속도와 안정성 두가지 모두를 고려한 디자인 .모터의 효율을 극대화 시키기 위해 태양열 전지판의연결을 직렬연결만 사용.⑧ 기어박스 1번안스케치내 용시중에 파는 미니카 기어박스에 적합한 모터가 셀판의 전류와 전압과 맞지 않아서 사용하지 않음.⑨ 기어박스 2번안스케치내 용솔라용 모터와 새로만든 기어축.시중에 파는 기어박스가 작동하지 않아 직접 제작한기어박스.□ 바퀴 각 개념 설계안의 평가순서아 이 디 어평 가1장점 : 스펀지 재질의 가벼운 바퀴작은 크기로 인한 속도 증가단점 : 작은 크기로 인한 잦은 방향전환가능.2장점 : 큰 크기로 인한 안정성 증가단점 : 제품의 크기에 비례한 무게 증가무게 증가로 인한 속도 감소3장점 : 중간 크기로 모든 기능의 평균화단점 : 2번 대안에 비해 떨어지는 안정성및 1번 대안에 비해 떨어지는 속도□ 개념 설계안 평가 기준개념 설계 평가를 위해 여러 가지 기준 사항을 세워서 각각의 개념 설계에 대해 분석- 제작 : 만들 수 있을까? 제작하기 쉬울까? 부품을 구하기 쉬울까?- 속력 : 직선주로를 빠르게 갈 수 있는가?- 무게 : 차체가 가벼울까? 동력에 비하여 무게가 가벼울까? 무게중심은 괜찮은가?- 경제성 : 제작비용이 저렴한가?- 안전성 : 안전한가?- 창의성 : 충분히 창의적이고 독창적인 아이디어 인가?- 보수 : 고장 혹은 보수 시 쉬운가?- 크기 : 크기는 적당한가?□ 대안 선정 및 검토① 저희 팀의 태양열 전지판의 배열은 기존의 아이디어는 태양열 전지판을 여러 개를 주문을 하여 직 병렬을 혼합 연결하여 전류와 전압을 최대한으로 끌어 올려서 사용하는 것이었습니다.하지만 직 병렬로 연결하니 우리가 쓰려던 미니카 모터와 전압 및 전류가 맞지 않아 우리가 구매한 미니카 모터가 작동이 되지 않는 걸 발견하였다. 그리하여 우리는 쏠라용 모터를 구매하고 우린 기존의 직 병렬 혼합연결방식을 사용하는 것이 아닌 직렬연결을 사용하여 전압을 최대로 높이기로 결정했다.② 자체와 기어박스는 기존의 속도를 내야한다. 그러기 위해선 큰 타이어와 작은 타이어를 병행하여 사용해야 한다.< 제작 모습 >< 제작 수정 >< 제작 모습 >③ 모터 및 기어박스의 설계구상- 속도와 구동 여건 : 태양열 전지판의 전압과 전류를 최대한으로 사용할 수 있는 모터를 사용하여야 하며 속도는 가능한 빨라야 한다. 미니카 모터를 사용하려 했으나 전압과 전류가 잘 맞지 않아 구동이 되지 않았으며, 쏠라 모터를 구입 했다. 기어박스는 시중에 판매하는 미니카의 기어박스를 사용하려 했으나, 미니카 모터를 사용하지 못함에 따라 미니카 기어박스를 자르고 붙이고 개조해서 만들었다.< 제작 모습 >< 제작 중 >< 제작 완료 >□ 제품 시험① 첫 실험- 실험을 하기에 앞서 우리는 실험 시에 Check해야 할 사항들을 정리하여 실험 시 Check 하였다. 다들 설레는 마음으로 실험을 실시하였는데 다행히 우리 태양열 자동차는 속도와 방향에 관해 충분한 가능성을 보여주었다. 다음은 중간 제작된 자동차와 실험 때의 사진과 Check List 이다.● CHECK LIST구분확인 내용실험 결과비고system태양열을 받았을 때 잘 움직이는가?잘 움직인다.문제없음차체의 길이와 회전의 상관성은?차체가 길수록 방향전환이 적다.문제없음2개의 바퀴로 주행 시 문제점은 없는가?바퀴 축에 따라 방향 전환이 있음재검토동력속도와 기어비율 조정은 필요한가?아주 밀접한 관계 확인.상세히 검토태양열 전지판의 개수와 모터의 출력 등을 다 계산하였는가?현재 8개의 판으로 움직이고 추후 수정 예정토의정확성움직일 때 직선으로 잘 움직이는가?약간의 방향전환 있음토의 및 수정기타미관에 좀 더 신경을 쓸 수 있나?다른 조원들과 협의 필요.토의4. 상세설계■ 기술도면 완성□ 시험/제작의 반복① 위 실험으로 인하여 우리가 선택한 개념설계안은 충분히 가능성 있다고 판단되었으며 이에 따른 수정방안을 다시 구상하여 상세하게 설계를 하는 한편, 실험을 병행하여 최대한 목표에 도달 할 수 있는 최선의 방안을 모색하였다.이에 따라서 각자의 역할에 충실히니다.

공학/기술| 2011.06.22| 25페이지| 3,500원| 조회(1,229)

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PID제어의 기본원리를 이해하고 Op Amp를 사용하여 P(비례 제어), I(적분 제어), D(미분 제어), PI(비례 적분제어)제어기를 구현 및 PI 제어기를 Matlab을 사용하여 Simulation.

자동제어(프로젝트)주제 : PID제어의 기본원리를 이해하고 Op Amp를 사용하여 P(비례 제어), I(적분 제어), D(미분 제어), PI(비례 적분제어)제어기를 구현 및 PI 제어기를 Matlab을 사용하여 Simulation.학 과 :과 목 : 자 동 제 어제출일 : 2011년 6월 13일팀 원 :3. PID 제어란?PID란 비례-적분-미분(Proportional-Integral-Derivative)의 약자로서 제어 방식이 각각 특별한 물리적 의미를 가진 ‘비례기능’, ‘적분기능’, 및 ‘미분기능’의 세 가지 기능을 조합하여 만들어졌다는 뜻이며, 간단하면서도 적절한 제어 성능을 제공하는 좋은 특성을 가지고 있다. 간단히 말하면 이런 제어방식들은 사람이 생각하는 조절방법 중에 물리적으로 특별한 의미를 가지면서 전자회로 적으로나 프로그램으로 간단히 구현할 수 있는 것을 수식으로 표현한 것이다. 밑에 그림에서 보여 진 배관 내의 가스압력 제어 문제를 생각해 보자.그림을 보면 가스압력 제어장치는 사람이며, 사람은 관내에 설치된 압력계기를 보고(압력의 검출), 현재의 압력이 지정된 목표 압력과 일치하는지를 판단한 다음(오차 계산), 차이가 있다면 해당 오차를 보정하기 위해 밸브를 어느 정도 조절해야 할 지를 생각하여 보고(제어연산), 계산된 양만큼 밸브를 조작하게 된다(조절행위). 이와 같이 사람에 의해 제어가 이루어지는 과정을 기계장치, 아날로그 전자회로 또는 디지털 컴퓨터를 이용하여 자동화한다고 가정해보면, 이와 같은 문제에서 가장 중요한 것은 ‘사람이 가지고 있는 여러 가지 상황에 대한 대처기능 즉 제어연산기능을 어떻게 간단한 수식으로 표현할 수 있을 것인가?’라는 것이다. 계장 시스템에서 가장 많이 활용되는 PID 제어기능은 몇 가지 상황에서 사람이 행하는 제어연산기능을 그와 유사한 의미를 가지면서 구현하기 쉬운 간단한 수식들로 변환한 것이다.4. P(비례 제어), I(적분 제어), D(미분 제어), PI(비례 적분제어)제어기를 구현(1) 비례제어(P) 기능비례제어 기능이란 오차 신호에 설계된 상수를 곱하여 출력하는 기능이므로, 이런 산술 연산 기능은 연산증폭기를 궤한 형태로 구성하고 저항 값의 비로써 지정된 상수를 설정할 수 있다. 옆의 그림과 같이 구성이 가능 하고 이때의 비례제어기의 이득은 저항 값의 비인로 설정된다.동작 원리는 오차 신호가 연산증폭기에 입력되면 저항에는 오차 신호의 전압에 의해만큼의 전류가 흐르고, 이 전류가 연산증폭기의 궤한 회로를 거쳐 출력에와 같은 전압을 발생시킨다. 이 식을 보면 비례제어기능이 됨을 알 수 있다.(2) 적분제어(I) 기능적분제어기능은 오차 신호를 수학적으로 적분하는 기능이므로, 비례제어기능과 마찬가지로 연산증폭기에 궤한 회로를 구성하고, 궤한 경로에 적분기능을 담당할 수 있는 전자 부품인 콘덴서를 넣음으로써 구현이 될 수 있다. 아래의 그림은 연산증폭기를 이용하여 구성한 적분제어기능의 원리적인 구성 예를 보인다. 적분제어기의 설계상수인 적분시간은에 의해 결정 된다. 동작원리는 오차 신호가 연산증폭기에 입력되면 저항에는 오차 신호의 전압에 의해만큼의 전류가 흐르고, 이 전류가 콘덴서를 통해 흐르면서 연산증폭기의 출력에는과 같은 전압이 발생한다. 이 식에서 보면 적분시간이인 적분제어기능이 성립함을 알 수 있다.(3) 미분제어(D) 기능미분제어기능은 오차 신호를 수학적으로 미분하는 기능이므로, 비례제어 기능과 마찬가지로 연산증폭기에 궤한 회로를 구성하고, 입력 경로에 미분기능을 담당할 수 있는 전자 부품인 콘덴서를 넣음으로써 구현될 수 있다. 옆의 그림이 연산증폭기를 이용하여 구성한 미분제어 기능의 원리적인 구성 예를 보인다. 미분제어기의 설계상수인 미분시간은에 의해 결정된다. 동작원리는 오차 신호가 연산증폭기에 입력되면 콘덴서에는 오차 신호의 전압에 의해만큼의 전류가 흐르고, 이 전류가 궤한 경로에 있는 저항을 통해 흐르면서 연산증폭기의 출력에는과 같은 전압이 발생한다. 이 식을 보면 이 전자회로가 미분시간이인 미분제어기능이 됨을 알 수 있다.(4)PI 제어기능 설계 및 동작원리옆의 그림이 PI제어기의 실용적인 전자회로 적 구현 예이다. 동작 원리를 살펴보면 해석에 필요한 과정이 많으므로 단계별로 분석해 보겠다.① 먼저 출력 전압와 같이 표현된다.② 전압는인데 ①의 결과를 이용하여를 치환 하여 넣으면와 같다.③ 연산증폭기의 반전 입력단자 전압은이다. 그런데 ②에서 유도한을 이 식에 대입하면 식을 얻는다. 간략하게 표현하기 위해 위의 식에서로 약속한다. 그러면 위의 식은와 같이 간단히 쓸 수 있다.④ 또 출력 전압은 저항쪽의 경로에 대해서는와 같이 표현된다.⑤ 전압는인데, ④의 결과를 이용하여를 바꾸어 넣으면을 얻는다.⑥ 연산증폭기의 반전 입력단자 전압은으로도 표현할 수 있다. ⑤에서 유도한를 이 식에 대입하면을 얻는다. 앞의 유도 과정에서와 같이 이 결과 식을 간단히 표현하기 위해로 정의 한다. 그러면 위의 식은와 같이 간결하게 바꿀 수 있다.⑦ 그런데 연산증폭기의 반전 입력단자에서 키르호프의 전류 법칙에 의하면의 관계가 성립한다. 이 관계를 ⑥의 결과 식에 대입하면 전류는와 같이 표현 된다.⑧ ⑦의 결과 식을 ③의 결과에 대입하면와 같은 식을 얻게 된다.⑨ 마지막으로 ⑧의 결과에서 전류대신에을 대입 하면 이 아날로그 전자회로의 동작은와 같이 정리 될 수 있다.이 결과를 다시 정리해 보면 다음과 같은 식이 결과를 보면 PI 제어기는 입력과 출력간의 전달함수가 다음과 같은 형태가 된다.5. PI(비례 적분제어)제어기를 구현 및 PI 제어기를 Matlab을 사용하여 Simulation.시스템의 전달 함수로 가정한다.(MATLAB를 이용한 전체 블록선도)(MATLAB를 이용한 PI 제어 블록선도)※ Simulink (저희가 아직 Matlab을 사용에 있어서 미숙함으로 밑의 Simulink에서 우리가 원하는 그래프의 선은 검정색임을 말씀드립니다. 파란색 선을 빼는 법을 모르겠습니다. )?=1 ,=0 일 때,항목값Rise time (sec)3.36Settling time(sec)5.83Overshoot(%)0Peak0.999?=5 ,=1 일 때,항목값Rise time (sec)0.643Settling time(sec)6.26Overshoot(%)32.4Peak1.32?=5 ,=1 일 때,항목값Rise time (sec)0.163Settling time(sec)4.18Overshoot(%)67.9Peak1.68※위의 그래프를 한 번에 표시해서 알아보겠다.※ code※ PI제어에서값을 고정하고값을 변경하면서 Simulation?=10 ,=0 일 때,항목값Rise time (sec)0.426Settling time(sec)3.54Overshoot(%)35.1Peak1.35?=10 ,= 5일 때,항목값Rise time (sec)0.388Settling time(sec)5.61Overshoot(%)55.1Peak1.55?=10 ,= 10일 때,항목값Rise time (sec)0.367Settling time(sec)8.69Overshoot(%)72.5Peak1.72※위의 그래프를 한 곳에 표현※ code위의 그래프에서 나타나듯이 PI제어에서

공학/기술| 2011.06.22| 15페이지| 2,000원| 조회(2,757)

MatLab, 자동제어, PID제어

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