부산장안고등학교

2019 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2019. 11.

부산장안고등학교

【 2019년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】

과 제 개 요

과제명 2019년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 운영

STEAM 프로그램

구분

유형

(유형1) STEAM 프로그램 개선 및 보완을 통한 확산 모델 개발 ( √ ) - 선행 프로그램명: 고등학교 과학탐구수업에서의 STEAM 프로그

램 개발

프로그램명

수정 및 확산

학교급 고등학교 대상 학년(군) 1, 2학년 중심과목 통합과학 중심과목

성취기준 영역

연계과목

과학 탐구 실험

연계과목

성취기준 영역

연구기간 2019.5.16. ~ 2019.11.30.

연 구 비 일금사백만원(￦4,000,000)

참여연구원 6명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 5명) 연구 수행자에 관한 사항

구분 소속 학교명 담당과목 직위 성명

연구책임자 부산장안고등학교 화학 교사 김해경

공동연구원 부산장안고등학교 물리 교사 김승만

공동연구원 부산장안고등학교 생물 교사 조용민

공동연구원 부산장안고등학교 생물 교사 이혜숙

공동연구원 부산장안고등학교 지구과학 교사 정원정

공동연구원 부산장안고등학교 지구과학 교사 김현

2019년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아

융합인재교육 (STEAM) 교사연구회를 운영한 최종 결과로써 본 보고서를 제출합니다.

2019년 11월 15일

연구책임자 : 김해경 (인)

“이 보고서는 2019년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

목 차

1. 요약문

2. 서론

※ 서론에는 연구(회)의 필요성 및 연구(회) 목표 등의 내용을 작성합니다. (교사연구회 참여를 통한 STEAM 프로그램 개발·적용 취지와 목적 등)

3. 연구 수행 내용 및 결과

※ 연구 추진 내용 및 결과에는 ① STEAM 프로그램 개발 및 적용, ② STEAM 수업 평가 방법 개발 및 적용 성과 조사, ③ STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천 등의 내용 을 작성합니다. ➀ STEAM 프로그램 개발 및 적용 : 프로그램 개발 중점 사항(어떤 프로그램을 어떻게 개발하였는지 작성), 교사연구회 운영 및 수업 편성 사례(프로그램 적용시기, 시간표, 대상학년 전체 학생 수, 수혜학생 수 명시) ➁ STEAM 수업 평가 방법 개발 및 적용 성과 조사 : STEAM 수업 적용 학생 성취도 평가 방법 개발, 학교생활기록부 기재 방법(예시) 제시, 적용 성과 (수혜 학생 수, 학 생 사전·사후 태도 검사 시기 및 대상 선정 이유 명시, 학생 인터뷰 내용 등), STEAM 수업 적용 후 학생 및 교사 만족도 조사 관련 내용 ➂ STEAM 협력연구 강화 및 확산 실천 : STEAM 교사연구회(또는 소속 학교) 주최 행사 자료 등 제출 ※ 당초 계획 대비 변경된 사항이 있는 경우 사유와 함께 기입 가. 연구 수행 내용 ··· 2

나. 연구 수행 결과 ··· 4

1) ···

2) ···

4. 결론 및 제언

※ 결론 및 제언에는 기타 사항 및 시사점을 작성합니다. -교사연구회 참여를 통한 STEAM 프로그램 개발·적용 관련 좋았던 점과 어려웠던 점 - 교사연구회의 전체 회원 사이의 협력적 활동 내용, 교사연구회를 통해 참여 교사들 의 STEAM 수업 역량이 증가 내용 및 설명 제시 -STEAM 교사연구회와 해당 STEAM 수업 프로그램 발전을 위한 개선 방안 -기타 사항 및 시사점

5. 참고문헌

[부록]

부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물(교수학습지도안, 교사용 참고자료, 학생용 활동지)

부록2. (학생 산출물, 사진, 수업 영상, 성찰일지, 교사의견, 자체평가 결과 등)

부록3. 회의록 부록4.

(해당 시) 논문 게재, 특허 또는 실용신안 출원 증빙자료 제출

1. 요약문

2018학년도 스팀교사연구회를 통해 1학년 2015 교육과정의 통합과학 및 과학탐구실험 교 과서 내용 학생들과 교사들이 쉽게 적용할 수 있도록 스팀 형태로 재구성 또는 새롭게 개 발하여 지도안으로 작성하였다. 2019학년도 연구회는 기존 개발된 수업 지도안에서 미비 한 점 중 특히, 평가방법에 대한 내용을 수정, 보완하였다. 그리고 1학년 학생들만 대상으 로 하지 않고 2학년 물리Ⅰ, 화학Ⅰ, 생명과학Ⅰ, 지구과학Ⅰ에 대해서도 스팀용 학습지도 안을 작성하고 학생들에게 적용시켰다. 연구원의 구성면에서는 2018학년도의 6명 중 1명 이 교체되었다. 내용적인 면에서는 기존의 것을 수정 및 보완을 하기도 하였고, 새로운 것을 개발하여 추가하였다. 수업지도안은 2015 교육과정의 교과서 수업 내용을 스팀으로 재구성하여 수업형태, 평가방식, 학생용 실험보고서 등을 포함 전체적인 지도안을 제작하 여 적용한 결과물과 학생 소감문 등을 포함하였다.

2. 서론

2015 개정 교육과정에서의 과학탐구실험의 목표가 다음과 같다.

□ 정성적 목표

◦ 2018학년도 스팀 교사연구회를 통해 2015 개정교육과정‘통합과학’과 과학탐구실험’

교과서 실험을 학생들이 보다 흥미를 가지고 탐구적으로 접근할 수 있는 방법을 포함한 학습지도안을 개발하였다. 이를 더욱 보완․수정하여 교육현장에 적용시키고 그 효과를 평가하여 일반화 시킨다.

◦ 기 개발한 고등학교 ‘과학탐구실험’에 대한 교사용 스팀 수업 지도안을 수정․보완하고 이를 활용할 수 있는 학생용 실험보고서와 평가 기준표를 개발하여 교사나 학생들이 즐 겁게 실험 활동을 할 수 있도록 워크북 형태로 구성하여 성취감, 즐거움, 흥미 등을 느 낄 수 있게 한다.

◦ 기존 ‘통합과학’ 수업을 통해 학습한 것을 일상생활이나 사회 또는 전(全)지구적 문제의 발견과 해결에 활용할 수 있는 기회를 제공함으로써 과학의 가치뿐만 아니라 과학

탐구가 사회 및 과학기술 발전에 미치는 영향을 인식할 수 있도록 한다.

◦ 과학 개념이나 원리를 검증하기 위한 실험 활동뿐만 아니라 과학 탐구 과정과 기능을 활용할 기회를 제공하고, 과학이 일상생활에서 실제로 어떻게 활용되는지를 체

험하게 한다.

◦ 생활 주변에서 과학과 관련된 문제를 찾고, 이를 창의적으로 해결하기 위해 과 학의 기본 개념과 탐구 활동을 활용하는 능력을 기르는 데 초점을 둔다. 전통적인 과학

탐구 활동 이외에도, 문제의 발견과 해결을 포괄하는 프로젝트 형태의 과학 탐구활동 및

창의적 설계와 공학적 도구 제작을 경험할 수 있도록 한다.

□ 정량적 목표

◦ 기 개발된 학습지도안을 수정․보완하여 통합과학에서 물리, 화학, 생명과학, 지구과학 교 관 간에 서로 유사점을 융합하여 탐구 실험에 적용하여 학생들이 교과내용을 이해하는 데 도움이 되도록 학생용 실험 보고서, 평가 방법 등을 개발하고 적용 및 피드백한다.

◦ 통합과학과 과학 탐구실험에서의 STEAM프로그램의 효과성을 포함하는 매뉴얼 3가지 (교사용, 학생용)을 제작하고 최종보고서를 작성한다.

◦ 여름 방학을 이용하여 일본의 고등학교 및 대학을 방문하여 선진국의 고등학교에서 이루어 지는 실험 내용을 직접 체험하고 이를 우리 나라 과학실험에 적용해서 우리 교과서 실험들과 비교하여 장․단점을 찾고 창의적인 실험 방법으로 수정․보완한 교재를 개발한다.

◦ 현 교과서의 실험 방법 중 결과가 제대로 나오지 않는 실험들을 찾아내어 이론 및 가설 설정에 맞는 실험 결과가 얻어질 수 있도록 실험 방법을 창의적으로 수정․보완한 교재를 개발한다.

◦ 실험 내용을 생활 과학적으로 접근할 수 있도록 스팀 즉 융합적인 실험 방법이 되도록 교재를 연구, 개발한다.

◦ VTS(Visual Thinking Strategies) 교육방법을 활용하여 학생들의 탐구와 추론, 소통과 공 감 능력 향상을 교사와 학생들의 설문 조사 분석을 통해 확인

◦ 다양한 형태의 학생중심의 탐구실험 매뉴얼 개발을 통해 교사간의 공유하고 홍보하여 보편화시킨다.

3. 연구 수행 내용

※ 2019년 STEAM 교사연구회의 과제 ➀ STEAM 프로그램 개발 및 적용

- 공동 연구원의 구성원은 고 1 통합과학 및 과학탐구실험을 직접 수업하고 있는 교사들 로서, 평소 수업을 진행하면서 교과서 실험 내용 중 실험 결과가 가설과 맞지 않아 학 생들이 의문 또는 혼란을 겪는 경우가 있었다. 본 연구회는 이런 문제점을 보완할 필요 성을 느끼고 학생들이 호기심을 가지고 접근할 수 있도록 교재를 재구성하여 교사용 지 도안 및 학생용 실험 보고서, 평가 방법(과정중심 평가)을 개발한다.

- 과학탐구실험의 내용이 지금까지의 실험 방법을 다른 형식으로 만들어져 있어 실험의 스킬이나 이론적인 면이 많이 결여되어 있으므로 이를 보완할 수 있는 창의적인 실험을 개발하고 교사들이 현장에 적용한 후 그 효과를 검증한다.

➁ STEAM 프로그램 적용 성과 연구 및 조사

- 과학 교사 학습공동체를 구성하여 전 과학교사가 주 1회 협의회를 가져 연구의 진행과 정이나 연구내용에 대해 서로 의견을 교환하고 피드백하거나 이때 개발된 자료를 공유 하고 자문교사의 자문을 받아 수정․보완한다.

- 연 2회 학부모 초청 공개수업, 주변학교 과학교사 초청 공개수업, 워크숍을 개최하 여 개발된 자료를 홍보한다.

- 선진외국의 개발된 실험을 벤치마킹하기 위한 방안 마련

- 연구회 회원을 중심으로 해외교원자율연수 계획을 세워 일본의 고등학교(후쿠오카 조난

고와 히로시마 대학부속 고등학교를 방문하여 일본의 교육현장에서 적용되고 있는 학생

참여형 탐구실험을 직접 보고 자료 개발에 참고한다.

- 관련 단원에 대해 미국 등 외국의 참고자료를 조사하여 회원들과 서로 공유하고 활용 및 벤치마킹 계획을 세운다.

➂ 적용 및 결과 공유 계획

- 과학 교사 전문적 공동체를 구성하여 매주 수요일 7교시 협의회를 통해 서로의 개발하 는 교재의 내용을 공유하고 평가 방법을 의논한다.

- 학부모대상 공개 수업 및 지역 주변의 학교의 과학교사를 초청하여 개발한 교재를 기반 으로 공개수업을 실시한 후, 학부모, 학생, 타학교 과학 교사들의 의견을 듣고, 교재의 장, 단점을 분석한 후, 피드백 한다.

- 협의회에서 개발된 프로그램을 소개하고 개발된 교재의 활용 방안에 대해 논의한 후, 공동체 구성원들 간에 개발된 프로그램 내용을 공유하고 수업 시간에 활용한다.

- 수업에 적용한 후, 학생들로부터 프로그램에 대한 설문 조사를 실시하여 그 효율성을 검증한다.

- 전문가 초청 워크숍을 통해 개발된 교재에 대한 평가를 받아 일반화 계획을 추진한다.

※ 프로그램 개발 중점사항(어떤 프로그램을 어떻게 개발하였는지 작성)

※ 학생 태도검사 대상의 선정 이유 - 대상 : 1학년 전 학년

- 선정 이유 : 통합과학 및 과학탐구실험 교과서를 중심으로 연구가 이루어지고 있으므로 이 교과를 이수하고 있는 1학년 학생을 대상으로 하였음.

STEAM 프로그램

구분

프로그램명

학교급 고등학교 대상 학년 (군) 1, 2학년 중심과목 통합과학 성취기준 영역 [10통과01-01] ~ [10통과09-03]

연계과목 과학탐구 실험

연계과목

성취기준 영역 [10과탐01-01] ~[10과탐03-02]

개발결과

주제 연번

차시

(시수) 과목 연계 (안)

1 2 통합과학(1) + 과학탐구실험(1)

2 2 통합과학(1) + 화학Ⅰ(1)

3 2 통합과학(1) + 과학탐구실험(1) 4 2 통합과학(2) + 과학탐구실험(1) 5 2 통합과학(2) + 과학탐구실험(1) 6 2 통합과학(2) + 과학탐구실험(1)

적용결과 ※ 2019. 8. 30. 기준, 12차시 중 12차시 개발 및 12차시 적용 완료

4. 연구 수행 결과

◦연구 수행 결과

- 기 개발한 지도안의 부족한 점을 보완․수정하여 현장에 적용한 결과, 학생들 의 태도 및 만족도가 높아졌음

- 개발된 지도안 및 평가 방법 확산시켜 공유

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 12차시

수업 적용 일정 2019.05.01. ~ 2019.10. 31.

(STEAM 수업)수혜학생 수 부산장안고등학교 220명(고등학교 1학년 전교생, 2학년 이과반 전교생 )

학생 태도검사 사전검사 4월 30일, 5개 학급(115명) 실시 완료 사후검사 10월 25일, 5개 학급(115명) 실시 완료

학생 및 교사 만족도조사 10월 25일 실시 완료

교사연구회 STEAM 행사 개최 2019.10.23 . 5교시(13:00~13:50) 수업공개 2019.10.23. ‘STEAM 워크숍’ 개최

논문 또는 학술대회 부산 과학 개제

특허출원 (국외, 국내) 해당 없음

5. 결론 및 제언

※ 당초 계획대비 변경된 사항이 있는 경우 사유와 함께 기입

◦기개발된 수업지도안의 수정․보완

- 학생들의 자기평가, 동료 평가를 강조하여 지도안에 포함시켜 피드백에 도움 을 준다 .

- 2018학년도 기 개발한 지도안을 수정, 보완하여 적용하는 것은 기본이고, 추가 적으로 2학년을 대상으로 화학Ⅰ, 생명과학Ⅰ에 대한 스팀용 지도안을 작성하여 적용하였고 , 그 성과를 평가하였다.

- 부산시내 전체 과학교사를 대상으로 공개수업을 실시하였으며, 그 후 교육청 장학사 , 수석교사 및 참과온 교사들과 함께 수업에 대한 평가회를 가졌다.

※ 기 개발된 프로그램의 문제점을 보완․수정하고 평가 방법을 개선할 수 있음

※ 통합과학 및 과학탐구실험에서 물화생지 교과를 골고루 개발할 수 있음

※ 학생들의 창의적인 실험 방법 개발로 학생참여 자기주도적 학습 정착

※ 주변 학교 과학교사 초빙 워크숍 개최를 통한 개발된 프로그램 확산 및 공유

※ 정기적인 교과 협의회를 통한 개발 방향 관련 정보 교환 및 공유

※ STEAM 수업 수혜 학생들의 반응(인터뷰)

6. 참고 문헌

교육부(2015a). 과학과 교육과정. 교육부 고시 제2015-74호 [별책 9].

교육부(2015b). 초․중등학교 교육과정 총론. 교육부 고시 제2015-80호 [별책 1].

신영준(2016). 교수․학습 방법 및 평가의 실제. 2015 개정 교육과정에 따른 통합과학 선도교원 연수 자료집. 교육부․한국과학창의재단.

2018 스팀(STEAM) 교사 연구회 최종 성과보고서 자료집, 교육부, 한구과학창의재단

※ STEAM 교사연구회와 해당 STEAM 수업 프로그램 발전을 위한 개선 방안 - 과제연구 활동과 연계하여 STEAM 수업을 확대․발전시킬 계획

※ 교사들 간의 긴밀한 협의를 통해 보다 질 높은 지도안을 개발할 수 있는 기회를 많이 마련할 계획임

※ 개발된 지도안 및 평가 방법 등을 교사실험 연수 교재로 사용할 계획임

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

기 개발한 통합과학 및 과학 탐구실험 스팀 교수/학습 자료의 보완․수정 및 확산

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역

1 1~2/12

[10통과08-04]

에너지가 사용되는 과정에서 열이 발생하며, 특히 화석 연료의 사용 과정에서 버려 지는 열에너지로 인해 열에너지 이용의 효율이 낮아진다는 것을 알고, 이 효율을 높이는 것이 사회적으로 어떤 의미가 있는지를 설명할 수 있다.

(물리, 과학탐구 실험, 지구과학)

2 3~4/12

[12화학Ⅰ 04-04]

중화 적정 실험을 계획하고 수행할 수 있다.

[10통과 06-03] 생활 주변의 물질들을 산과 염기로 구분할 수 있다.

[ 10 과탐02-07]

생활 속에서 발견 한 문제 상황 해 결을 위한 과학 탐구 활동 계획을 수립하고 탐구 활 동을 수행할 수 있다.

3 5~6/12

[10과탐02-01]

생활 제품 속에 담긴 과학 원리를 파악할 수 있는 실험을 통해 실생활에 적용되는 과학 원리를 설명할 수 있다.

[10과탐02-03]

과학 원리를 활용한 놀이 체험을 통해 과학의 즐거움을 느낄 수 있다.

(미술, 물리, 과학 탐구실험)

4 7~8/12

[10과탐02-01]

생활 제품 속에 담긴 과학 원리를 파악할 수 있는 실험을 통해 실생활에 적용되는 과학 원리를 설명할 수 있다.

[10과탐02-03]

과학 원리를 활용한 놀이 체험을 통해 과학의 즐거움을 느낄 수 있다.

[10통과05-02] 생명 시스템 유지에 필요한 화학 반응에서 생체 촉매의 역할을 이해하고, 일상생활에서 생체 촉매를 이용하는 사례를 조사하여 발표할 수 있다.

(미술, 물리, 생명 과학, 기술, 과학탐구실험)

5 9~10/12

[10통과04-03]

지권의 변화를 판구조론적 관점에서 해석하고, 에너지 흐름의 결과로 발생하는 지 권의 변화가 지구 시스템에 미치는 영향을 추론할 수 있다.

(생물, 지리)

6 11~12/12 [10통과07-01]지질 시대를 통해 지구 환경이 끊임없이 변화해 왔으며 이러한

환경 변화에 적응하며 오늘날의 생물다양성이 형성되었음을 추론할 수 있다. (생물, 지리)

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 12차시)

차시 주요내용

1~2/1 2

주제(단원)명

Maker 기반의 통합과학수업의 적용 -제로에너지 하우스 만들기

활동을 적용하여 제작 할 수 있다. ( ^CD 창의적 설계)

3~4/1 2

주제(단원)명

식초 속의 아세트산 농도 구하기

※ 중화 적정 실험을 하는 전 과정에서 가정, 미술, 수학 등의 교과를 적용하는 융합이 이루어 질 수 있다.

※ 생활 주변에서 흔히 볼 수 있는 여러 가지 식초(양조식초, 현미식초, 2 배 식초, 홍초, 감식 초, 발사믹 식초 등)에서 아세트산 농도를 중화 적정 실험을 통해 찾고 퍼센트 농도를 구하 여 실제값과 비교해 봄으로써 음식물 속에 들어 있는 산성 물질의 농도를 구할 수 있을까.

( ^Co 상황 제시)

※ 중화 적정 실험을 위한 기구 세팅, 위한 기구 세팅 및 용액 묽히기, 중화점 찾기 실험을 하 면서 동료들과 협력하는 능력을 익힐 수 있다.( ^ET 감성적 체험)

※ 중화 적성 실험 방법을 창의적으로 설계하고 실험 수행을 위해 동료들과 토의하고 협업하 여 농도를 계산하는 전 과정을 창의적인 방법을 구한다.( ^CD 창의적 설계)

5~6/1 2

주제(단원)명 원뿔 거울 속 그림 넣기

※ 원뿔 거울 속에 그림을 넣는 과정에서 과학(빛의 반사), 미술(그림 그리기 등), 수학(거리 계산) 등 교과를 적용할 수 있다.

※ 주변에서 흔히 접하는 거울이 다른 형태가 되었을 때 빛의 이동 경로를 알아보고, 나타나는 상의 모습을 유추할 수 있다.

※ 빛의 왜곡에 의해 나타나는 그림을 보여주고, 이러한 현상이 나타나는 현상에 대해 생각해 볼 수 있다. ( ^Co 상황 제시)

※ 평범한 그림을 원뿔 거울 속에 넣기 위해 빛의 이동 경로를 파악하고, 위치를 파악하여 모둠원과 협력하여 하나의 그림을 완성할 수 있다. (^CD 창의적 설계)

※ 혼자서 하기에는 많은 시간이 걸리는 활동을 모둠원과 함께 수행하며 협업 능력, 배려심 등을 기를 수 있다. ( ^ET 감성적 체험)

※ 다른 팀이 그린 그림을 보면서 자신이 생각하지 못했던 것을 알고, 서로의 생각과 경험을 공유할 수 있다. ( ^ET 감성적 체험)

7~8/1 2

주제(단원)명 효소의 촉매작용

※ 인체 내 물질대사에서 효소가 작용하지 않는다면 어떻게 될까?( ^Co 상황 제시)

※ 효소 발견의 역사를 토의토론을 통한 협동학습을 통해 자료를 정리하고 발표하는 과정에서 문제해결능력과 의사결정능력을 향상시킬 수 있다.( ^ET 감성적 체험)

※ 생체촉매인 효소가 실생활에 이용되는 예를 조사하면서 기술(technology)과 공학 (engineering)과의 연계성을 이해할 수 있다.( ^CD 창의적 설계)

9~10/

12

주제(단원)명

지질 시대와 생물의 변천

※ 화석속에 진화의 근거가 있음을 안내하고, 각 지질 시대의 찰나의 장면(표준 화석이 포함 된) 사진을 제시하며 앞 뒤의 내용을 상상하게 한다.( ^Co 상황 제시１)

※ EBS 지식채널 e 사라진 세계 1 부 : [뼈와 껍데기의 오디세이]와 EBS 지식채널 e 사라진 세 계 2 부 : [용과 거인 그리고 넙치] 동영상을 시청하며 ‘진화의 증거는 어디서 찾을 수 있을

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안 가. 제 1차시 수업 지도안

까?‘ 질문을 던져본다.( ^Co 상황 제시 2 )

※ 이음이(시상 화석 담당)을 포함하여 역할 분담읋 하고, 하나의 연속된 그림을 완성하기 위 해 각자 맡은 시대의 그림의 창의적인 연계 방법을 계획한다. ( ^CD 창의적 설계)

※ 1 차시에 토론한 내용을 바탕으로 각자 흩어져 찰나의 그림 전후를 완성하고, 일정 시간이 흐른 뒤 그림을 이어봄으로써 팀 내에서 본인의 역할을 잘 해결하였는지 반성하고, 협업에 대한 의의를 느낄 수 있다. ( ^ET 감성적 체험)

11~12 /12

주제(단원)명 판 경계에서 나타나는 현상 알아보기

※ 판의 경계에서 나타나는 현상을 포스터로 표현해보는 전 과정에서 과학, 미술, 수학 등의 교과를 적용하는 융합이 이루어질 수 있다.

※ 판의 경계 종류를 알아보고 판의 경계에서 나타나는 지각 변동과 지질 구조를 알아본다.

( ^Co 상황 제시)

※ 각 판의 경계에서 나타나는 특징을 잘 나타나는 포스터/마인드맵을 구상할 수 있도록 조원 들과 충분한 토의를 하고 수행하도록 기회를 준다.(^CD 창의적 설계)

※ 예술적 능력을 가미하여 각 판의 경계에서 나타나는 지형, 지각 변동 등을 포스터/마인드 맵으로 작성해 본다. 전개도를 입체 지질 구조로 만들어본다.( ^ET 감성적 체험)

※ 전개도를 잘라 입체 지질 구조를 만드는 활동에서 다소 세심한 작업을 요할 수 있으니 조 원들간 협동심이 필요로 한다. ( ^ET 감성적 체험)

※ 동료들 간의 충분한 토의를 통해 지질 구조를 만든 힘을 유추해본다. 힘의 방향을 판의 경 계에서의 이동방향과 연관 지어 포스터에 부착해본다.( ^CD 창의적 설계)

※ 동료들 간 토의를 하는 과정에서 협력하고 배려하는 태도를 기를 수 있다.( ^ET 감성적 체 험)

중심과목 물리 학교급/학년(군) 고등학교/1 학년

중심과목 성취기준

영역

[고등학교] 통합과학 중심과목 성취기준

[10통과08-04]

제로에너지 설계를 통해서 에너지가 사용되 는 과정과 효율을 높이는 것이 사회적으로 어 떤 의미가 있는지를 설명할 수 있다.

주제(단원)명 제로하우스 만들기 차시 1-2/12

학습목표 ※

※

연계과목 통합과학, 과학탐구실험 연계과목 성취기준 영역

[10통과 06-03]생활 주변의 물질들을 산과 염기로 구분할 수 있다.

STEAM 요소

S ※ 과학적 원리가 필요함

T ※ 에너지 효율에 필요한 정보 수집 능력이 필요함 E ※ 제로에너지하우스 메이커 활동 기술이 필요함 A ※ 제로에너지하우스 예술이 포함됨

M ※ 에너지 효율 고려하여 에너지 소비를 계산하는 연습이 필요함

※ 다양한 형태의 친환경 주택과 제로에너지 하우스가 있음을 학습 할 수 있다. 각

모둠별로 돌아가며 제작 의도와 그 속에 숨어 있는 패시브하우스, 액티브하우스, 친환경 혹은 이산화탄소 절감 방법을 소개한다.

※ 패시브하우스, 액티브하우스, 제로에너지 하우스가 무엇인지 안다.

※ 다양한 형태의 친환경 주택과 제로에너지 하우스가 있음을 안다.

※제로에너지하우스를 설계한다.

※제로에너지하우스를 제작한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

※ 전 실험 과정을 통해 STEAM 을 익힐 수 있도록 함

※ 반복된 실험을 통해 실험 방법을 익숙하게 배울 수 있으며, 기술, 예술 및 수학 등 스팀을 실천할 수 있다.

창 의 적 설 계

창의적 설계

※ 패시브하우스 조건 2 개 이상,

액티브하우스 조건 2 개 이상, 친환경 혹은 이산화탄소 절감 조건 2 개 이상을 만족해야 함.

감 성 적 체 험 에너지 효율과 생활의 편리함을

동시에 만족하는 제로 에너지 하우스의 내부구조도,

외부겨냥도를 설계한다.

감성적 체험 학습

과정

교수-학습 활동

※ STEAM 학습 준거 표시( ^Co 상황 제시, ^CD 창의적 설계, ^ET 감성적 체험)

학습자료 및 유의점

도입 (10 분)

￭ 이전 시간에 학습한 에너지 효율의 사회적 의미를 되새겨보고, 그러한 노력이 주거 환경을 어떻게 변화시키는지 알아보도록 한다.

￭ 학습 목표를 인지하게 한다.

-에너지 효율과 생활의 편리함을 동시에 만족하는 제로 에너지 하우스의 내부구조도, 외부겨냥도를 설계한다.

전개 ( 60

분)

CD 실험 주제를 파악하고 창의적인 실험 방법을 구상할 수 있도록 조원들과 충분 한 토의를 하고, 창의적인 실험 결과 처리를 수행하도록 기회를 준다.

￭ [탐구 1] 에너지 제로 하우스 설계하기

￭ 에너지 제로 하우스에 대한 자료를 읽고 수동형 기술과 능동형 기술에 대해 이해한다. 이번 시간에 설계할 에너지 제로 하우스에 대한 밑그림을 그릴 수 있도록 한다.

￭ 제시된 그림에 나타난 기술을 수동형 기술과 능동형 기술로 구별해보고 각각의 원리를 조사 한다.

￭ 조사한 원리를 바탕으로 나만의 에너지 제로 하우스를 설계한다. 설계의 주안점이 무엇인지 를 분명히 하고, 에너지 제로 하우스의 각 부분이 어떤 역할을 하는지 설계도에 같이 기록하 도록 한다.

￭ 모둠별로 구상한 에너지 제로 하우스를 발표해 보자.

￭ 에너지 제로 하우스를 설계할 때 고려한 사항에는 어떤 것이 있는지 정리한다.

￭ 다른 모둠의 발표를 듣고 우리 모둠의 설계와 비교하여 장단점을 평가한다.

￭ 에너지 제로 하우스와 관련하여 미래의 주거 형태는 어떤 모습일지 토의한다.

• 미래의 주 거 형태를 토의할 때에 는 각 모둠 별 설계도에 나타난 공통 점을 토대로 진행하는 것 이 좋다.

설계 전에 집 을 지을 주변 환경을 먼저 설정하고, 같 이 사는 사람, 나의 직업 등 건물과 관련 된 다른 요소 들을 먼저 생

[탐구2] 에너지 제로 하우스 제작하기

￭ 에너지 제로 하우스를 설계를 바탕으로 필요한 재료 및 공구를 준비한다.

￭ 에너지 제로 하우스를 설계해 보고 친구들과 협업하여 제작한다.

ET 제작활동을 수행하면서 동료들과의 협업이 이루어져야 원만한 작품완성이 이루 어질 수 있도록 서로 각자의 할 일을 분업하는 모습을 보여준다. 실험을 하는 과정 에서 조원들의 의사를 존중하며 서로 협동하는 분위기에서 실험이 이루어지도록 한 다.

각해 보는 것 이 차별화된 설계를 할 수 있게 도와준 다.

정리 (30 분)

ET 제작한 제로에너지 하우스를 발표하고 충분한 토의와 협의를 하는 행동과 탐구활동 후, 뒤처리 하는 과정에서 서로 협력하고 배려하는 태도를 기를 수 있다.

￭ [탐구활동지]를 작성하면서 활동한 내용을 정리하게 한다.

￭ 제작한 제로에너지 하우스를 발표하고 토의한다.

￭ 단원의 핵심 내용을 정리한다. 에너지 제로 하우스 효율에 대한 논의로 생각을 확장한다.

￭ 다음 학습 내용: 생각 모으기, 생각 펼치기

각 모듐별로 작성한 활동지 와 제작한 제 로에너지 하우 스를 발표하고 토의한다.

학생활동지 / 학생참고자료

1) 학생활동지

2019학년도 통합과학 및 Maker 모둠활동지

탐구주제

(교과서p.288)

신재생에너지와 제로하우스(제목: ) 모둠 활동 중

맡은 역할

학번/이름 모둠

역할 조

필수 개념 신재생에너지, 패시브하우스, 액티브하우스, 제로하우스 1. 제로하우스란?

2. 제로하우스에 들어갈 액티브하우스 부분(2가지 이상)

3. 제로하우스에 들어갈 패시브하우스 부분(2가지 이상)

4. 여러분 팀의 창의적인 제로에너지 하우스 소개 (2가지 이상)

< 2번~4번의 내용을 모두 포함한 제로하우스 설계하기>

2) 교사자료

차시 1~3/16

< 형성평가>

[문제]

그림은 어떤 에너지 제로 하우스를 나타낸 것이다.

액티브 기술을 사용하는 방법을 모두 고르면?

① 태양 전지

② 단열 벽체

③ 단열 진공 유리창

④ 소형 풍력 발전기

⑤ 고효율 발광 다이오드 조명

[해설]

에너지 제로 하우스

{정답 맞히기}

태양 전지, 소형 풍력 발전기는 필요한 에너지를 자체적으로 생산하는 장치이므로 액티브 기술이 사용된다.

{오답 피하기}

단열 벽체, 단열 진공 유리창, 고효율 발광 다이오드 조명은 에너지 소모를 최소화하기 위 한 방법들이므로 패시브 기술이 사용된다.

자료출처

차시별 학생 평가기준 및 방법

수행 과정 평가표

가) 모둠 활동 협력 수준 평가표(교사)

모둠 평가 기준

협력 수준이 낮음. 협력 수준이 높음.

분쟁적 대화 누적적 대화 탐색적 대화

· 문제 해결에 필요한 정보들을 수 집하거나, 건설적인 비판을 하거나 또는 이를 수용하려는 시도가 거의 이루어지지 않는 다. 그리고 구성원들의 의견이 일치하지 않으며 의사 결정이 개별적으로 이루어진다.

· 구성원들이 제시한 의견들이 대 부분 긍정적으로 수용되지만, 무비판적으로 받아들여져 논의 가 진행된다.

· 구성원들이 문제 해결을 함께 고민하기 위해 의견들을 제시하 고, 다양한 주장과 건설적인 비 판이 적절하게 이루어진다. 구 성원들은 자신의 주장을 정당화 하기 위해 논리적 근거 또는 이 유를 제시한다.

모둠1 1 2 3 4 5

모둠2 ^{1 2 3 4 5}

모둠3 ^{1 2 3 4 5}

나) 학생 참여 수준 평가표(교사)

모둠 평가 기준

참여 수준이 낮음. 참여 수준이 높음.

매우 낮음 낮음 중간 높음

· 다른 구성원들의 활동 이나 의견을 참조하지 않고, 혼자서 자료를 조작하거나 답안을 작 성하는 등의 행동을 한 다.

· 문제 해결에 실질적인 기여나 탐색을 하지 않 고, 다른 구성원들의 의견을 수동적으로 듣 거나 보는 행동에 한정 되어 있다.

· 다른 사람의 제안을 그 대로 재인용하거나 축 약하여 반복하고, 다른 사람의 의견 또는 제안 에 대해 깊이 생각하지 않고 동의하는 행동을 한다.

· 문제의 답이나 해결 방 안을 제안 또는 방어하 거나, 다른 사람의 제 안에 대해 질문하거나 다른 말로 풀어서 설명 하는 등의 행동을 한 다.

모둠1 1 2 3 4 5

모둠2 1 2 3 4 5

모둠3 1 2 3 4 5

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구

1~2 /12

상

다양한 형태의 친환경 주택과 제로에너지 하우스를 충분한 에너지효율을 고려하여 설계하고 창의적 으로 제작 할 수 있다.

모둠별 실험평가, 모둠별 협력평가

자기/동료평가지 (학생용) 관찰 평가지

(교사용) 중 몇 가지의 요소를 고려한 친환경 주택과 제로에너지

하우스를 설계하고 제작 할 수 있다.

하 일부 요소만을 고려한 제로에너지 하우스를 설계하 고 제작 할 수 있다.

다) 자기평가표(학생)

자기 활동 평가

인적 사항 ( )학년　( )반　( )번　이름 ( ) 활동일

평가 영역 평가 항목 1 2 3 4 5

인지적 영역 (15점)

제로에너지 하우스에서 태양전지중심의 전기에너지 발생 이유를 설명할 수 있는가?

제로에너지 하우스에서 태양전지중심의 전기에너지 발생 원리를 설명할 수 있는가?

제로에너지 하우스에서 태양전지중심의 전기에너지의 생활 속 사례를 설명할 수 있는가?

정의적 영역 (10점)

제로에너지 하우스를 탐구하는 활동에 적극적으로 참여하였는가?

수업에 흥미를 가지고 친구들의 발표를 주의 깊게 경청하였는가?

총점(25점)

<느낀 점>

라) 동료평가표(학생)

동료 평가

◇ 모둠 내 상호평가

모둠명 활동일

모둠원 이름 평가 항목 상 중 하

이○○

‘제로에너지하우스 제작’ 활동에 적극 참여하였는가?

‘다양한 발전 방식 탐구하기’ 활동에서 자료수집과 토의에 적극 협조하였 는가?

‘제로에너지하우스 제작’ 활동에서 모둠원들과 자신의 예상을 모둠원들과 공유하여 토의하고 그 이유를 설명하는 과정에서 기여도가 높았는가?

특기사항

박□□

‘제로에너지하우스 제작’ 활동에 적극 참여하였는가?

‘제로에너지하우스 설계하기’ 활동에서 자료수집과 토의에 적극 협조하였 는가?

‘제로에너지하우스 제작’ 활동에서 모둠원들과 자신의 예상을 모둠원들과 공유하여 토의하고 그 이유를 설명하는 과정에서 기여도가 높았는가?

특기사항

김△△

‘제로에너지하우스 제작’ 활동에 적극 참여하였는가?

‘제로에너지하우스 설계하기’ 활동에서 자료수집과 토의에 적극 협조하였 는가?

‘제로에너지하우스 제작’ 활동에서 모둠원들과 자신의 예상을 모둠원들과 공유하여 토의하고 그 이유를 설명하는 과정에서 기여도가 높았는가?

특기사항

평가 결과에 대한 피드백 가) 가. 시행방안

(가) 본 수행평가 과제는 학생들에게 모둠별로 탐구를 수행하는 활동을 본 차시로 2차시(100 분) 동안에 실시하고 이에 대한 수행 활동과 의사소통 과정을 관찰하고 탐구 활동지에 기 록한 내용을 평가하는 것이다. 평가 과제인 탐구는 3가지 소주제로 이루어져 있으며, 각 탐 구별 수준은 상이하다(탐구 1-기초 수준, 탐구 2-보통 수준, 탐구 3-심화 수준). ‘탐구 1’

과정과 결과에 대해 교사의 간단한 피드백을 제공함으로써, 탐구 2, 탐구 3을 수행하는 데 필요한 학생의 역량이 증진될 수 있도록 한다.

(나) 평가는 각 탐구별로 개별평가와 모둠평가를 병행하여 태도 및 과정 평가 30%와 활동지 (보고서) 평가

(다) 70% 정도의 배점으로 구분하여 실시한다. 전체 평가 점수는 탐구 1~3의 평가 점수를 합 산한 값으로 하거나, 평가자의 판단에 따라 1：3：2 등의 가중치를 적용하여 합산한다. 피 드백은 실험 보고서 제출 후 1주 이내로 한다.

나) 나. 수행평가 흐름도 (탐구활동1 → 탐구활동3 → 탐구활동2 )

교수･학습 활동 평가 요소 평가 point 지도 시 유의 사항

탐구활동1 다양한 발전 방 식 3가지 구분 하기

예상하기(개별) 탐구 활동지 1-1

수행 태도

예상 내용 기록 여부

- 활동지에 예상한 내용을 구 체 적으로 기록하였는가?

- 자신의 예상을 표현할 수 있 는가에 주안점을 두도록 한 다. 예상이 관찰 결과와 일 치하지 않아도 감점되지 않 으나 기록 누락 시 감점 처 리됨을 안내한다

관찰하기(모둠) 탐구 활동지 1-2

관찰 능력

관찰 결과 기록 여부

- 활동지에 모둠의 관찰 결과 내용을 기록하였는가?

관찰의 정확성

- 검류계의 바늘이 움직이는 정 도와 방향에 차이가 있음 을 관찰을 통해 발견하였는 가?

- 관찰 능력이 부족한 학생들 에게는 자석을 넣었다 빼는 과정에서 검류계의 바늘이 움직이는 정도와 방향을 순 간적으로 확인해야 함을 안 내한다.

- 모둠별로 협력하여 실험을 수행하도록 하고, 관찰결과 는 모둠 내에서 공유하도록 안내 한다.

설명하기(개별) 탐구 활동지 1-3

설명 능력 수행 태도

관찰 결과의 기록 및 설명 - 활동지에 관찰 결과에 대한

설명을 옳게 기록하였는가?

- 관찰한 결과가 자신의 예상과 일치하는지 비교한 후, 과학 적으로 설명하도록 한다.

- 활동지에 기록하는 설명 내

용은 개별 평가 항목이므로,

모둠 내에서 공유하지 않도

록 주의시킨다.

교수･학습 활동 평가 요소 평가 point 지도 시 유의 사항

탐구활동2 태양전지와 건 전지 기능 확인 하기

실험

수행하기(모둠) 탐구 활동지 1- 2

변인에 대한 이해

결과 기록 및 변인 통제 - 활동지에 실험 수행의 결과

와 토의 결과를 옳게 기록 하였는가?

- 실험 과정에서 변인 통제를 옳게 실행하였는가?

- 활동지의 탐구 과정을 잘 숙 지한 후, 모둠별로 협력하여 실험을 수행하도록 한다.

- 관찰한 결과 기록, 통제 변 인, 밝기에 영향을 미치는 요인 찾기는 모둠 활동에 의 한 수행 결과이므로, 모둠 내에서 충분히 공유하도록 안내한다.

설명하기(개별) 탐구 활동지 1- 3

설명 능력 수행 태도

결과 설명

- 활동지에 설명 내용을 옳게 기록하였는가?

실험 안전 준수

- 실험 안전 수칙을 잘 준수하 였는가?

-

원리에 대한 설명은 개 별평가 항목이므로, 모둠 내 에서 공유하지 않도록 주의 시킨다.

- 제로에너지하우스 제작 과 정에서 협력하고 기구사용을 잘 준수하는지 관찰한다.

탐구활동3 태양전지와 빛 의 세기

예상하기(개별) 탐구 활동지 1-1

수행 태도 예상 내용 기록 여부 - 활동지에 기록하였는가?

- 자신의 예상을 표현할 수 있 는가에 주안점을 두도록 한 다. 예상이 관찰 결과와 일 치하지 않아도 감점 처리하 지 않음을 안내한다.

토의하기(모둠) 탐구 활동지 1-2

수행 태도

의사소통의 원활성

- 모둠별로 예상을 공유하고 토론하는 분위기를 형성하 였는가?

- 활동지에 모둠별 공유된 기 록하였는가?

- 모둠원들끼리 자신의 예상을 모두 발표하여 공유하고, 토 론을 통해 가장 그럴듯한 예 상을 결정하도록 한다.

설명 능력

결과에 대한 과학적 설명 - 활동지에 관찰 결과를 기록

하고 과학적으로 설명하였 는가?

- 관찰한 결과와 그 결과에 대 한 설명을 기록하는 것은 모 둠 활동에 의한 수행 결과이 므로, 모둠 내에서 충분히 공유하도록 안내한다.

‣탐구 활동지

기록 내용 정리 및 검토 수행 태도

검토 태도

- 탐구 활동지에 기록한 내용 에 대한 모둠별 검토 및 자 기 검토를 수행하는 태도가 올바른가?

- 활동지에 기록할 내용을 누 락한 부분은 없는지 검토하 도록 안내한다.

- 모둠 활동에 의해 기록할 내

용은 모둠내에서 공유하되,

개별 활동에 의해 기록할 내

용은 공유하지 않도록 주의

시킨다.

나. 제2차시 수업 지도안

중심과목 화학 학교급/학년(군) 고등학교/2 학년

중심과목 성취기준

영역

[고등학교] 과학 중심과목 성취기준

[12화학Ⅰ 04-04]

중화 적정 실험을 계획하고 수행할 수 있다.

주제(단원)명 (3) 중화적정 차시 3-4/12

학습목표

※ 식초 속의 아세트산 함량을 구하는 실험을 계획하고 수행하여 그 결과를 해석할 수 있다.

※ 생활 속의 여러 가지 산성 물질 속에 들어 있는 유기산의 농도를 실험으로 구하고 비교할 수 있다.

연계과목 통합과학, 과학탐구실험 연계과목 성취기준 영역

[10통과 06-03]생활 주변의 물질들을 산과 염기로 구분할 수 있다.

STEAM 요소

S ※ 과학적 원리가 필요함

T ※ 적정에 필요한 정보 수집 능력이 필요함 E ※ 중화적정 실험 상 기술이 필요함

A ※ 중화점에서의 색 변화를 관찰하여야 하므로 예술이 포함됨 M ※ 몰농도를 구하고 %농도로 환산이 필요함

개발 의도

※ 주변에 흔히 찾을 수 있는 여러 가지 산성물질(현미 식초, 2 배 식초, 사과식초, 홍초, 발사믹 식초, 감식초 등) 속에 포함되어 있는 아세트산의 농도를 중화적정 실험을 통해 찾아 실제값과 비교해 보게 한다.

※ 중화 적정 실험을 설계 할 수 있도록 기술적인 면을 익히게 한다.

※ 반복된 중화 적정 실험을 수행해 봄으로써 실험 기구 다루는 방법을 익숙하게 익히게 한다.

※ 중화점에서 페놀프탈레인 색깔이 변하는 지점(종말점)을 정확하게 찾아 실험의 오차를 최소화 시킬 수 있게 한다.

※ 우리 흔히 접할 수 있는 주변의 물질 속에 들어 있는 아세트산의 농도를 중화적정 실험을 통해 찾아내어 제시된 값과 비교할 수 있다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

※ 전 실험 과정을 통해 STEAM 을 익힐 수 있도록 함

※ 반복된 실험을 통해 실험 방법을 익숙하게 배울 수 있으며, 기술, 예술 및 수학 등 스팀을 실천할 수 있다.

창 의 적 설 계

창의적 설계 ※ 중화적적 실험 과정에서 동료들과 서로 협조하는 행동을 통해 배려심과 협동심을 배울 수 있으며 실험 과정에서 실수를 하지 않도록 주의하는 세심함을 배울 수 있다.

감 성 적 체 험 여러 가지 산성 물질 속의

아세트산의 농도를 중화 적정을 통해 찾아내고 실제값과 비교할 수 있는 능력 개발

감성적 체험 학습

과정

교수-학습 활동

※ STEAM 학습 준거 표시( ^Co 상황 제시, ^CD 창의적 설계, ^ET 감성적 체험)

학습자료 및 유의점

도입 (10 분)

^Co 중화 적정 개념 확인 및 농도

▷ 산과 염기가 중화 할 때, 양적관계를 확인한다.

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- 식초 종류 관련영상자료 - 각 식초 속 에 들어 있는

- 중화점 :

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^ET 생활에서 볼 수 있는 여러 가지 산성 물질들의 산성도를 중화적정으로 찾아 내고 비교하는 방법 토의

▷ 생활 속에서 흔히 볼 수 있는 식초에는 어떤 것이 있을까 ? - 현미식초, 양조식초, 감식초, 홍초, 2 배 식초, 발사믹 식초

- 각 식초 속에 들어있는 아세트산의 % 농도는 어느 정도인지 조사한다.

식초종류 현미식초 양조식초 감식초 홍초 2배 식초 발사믹 식초

% 농도 6~7 6~7 3~4 2 13~14 6

아세트산의 농 도를 읽기

Tip!

전개 ( 60

분)

CD 실험 주제를 파악하고 창의적인 실험 방법을 구상할 수 있도록 조원들과 충분 한 토의를 하고, 창의적인 실험 결과 처리를 수행하도록 기회를 준다.

▷ 표준 용액 만들기와 실험 기구 조작하기

- 0.1M 의 수산화 나트륨 표준 용액을 제조하고, 피펫 조작하기와 뷰렛 눈금 읽 기를 연습한다.

▷ 중화적정 실험하기

- 중화 적정 순서대로 실험을 수행한다.

- 조원들은 각자 역할을 분담하여 실험이 제대로 이루어지도록 협업한다.

- 각 식초별 3 번씩의 실험(총 18 번의 실험)을 수행한다.

▷ 평가하기

- 본인에 대한 자기 평가 수행하기

- 시약 에 대 한 주의 사항 전달

- 실험 시, 시 약을 다루는 방법에 대한 주의 사항 전 달

학생활동지 / 학생참고자료

1) 학생 활동지

차시

3~4/6

실 험 제 목 중화 적정을 통해 주변의 물질 속에 들어 있는 아세트산의 농도 측정

실 험 목 표

중화적정을 이용하여 식초 속의 산의 농도를 구할 수 있다.

- 조원 각자에 대한 동료 평가 수행하기 - 교사의 관찰 평가 및 보고서 평가하기

CD 실험 방법에 대해 동료들 간의 충분한 토의를 지시약의 변색점 찾기, 중화점까 지 시약 떨어뜨리는 정밀한 적정 방법을 창의적으로 구상하기

ET 실험을 할 때, 동료들과의 협업이 이루어져야 원만한 실험이 이루어질 수 있다 는 것을 인지하고 예상되는 결과가 얻어질 수 있도록 서로 각자의 할 일을 분업하 는 모습을 보여준다. 실험을 하는 과정에서 조원들의 의사를 존중하며 서로 협동하 는 분위기에서 실험이 이루어지도록 한다.

정리 (30 분)

ET 실험 결과 값을 정리하고 실험값과의 오차를 구하고, 오차 원인을 분석 할 때, 동료들과 충분한 토의와 협의를 하는 행동과 실험 후, 뒤처리 하는 과정에서 서로 협력하고 배려하는 태도를 기를 수 있다.

▷실험 결과 정리 및 오차 구하기

- 중화 적정하는데 소비된 0.1 M 의 수산화나트륨 부피를 이용하여 각 식초의 M 농도를 구하고, 이를 % 농도로 환산한다.

- 실제 각 식초 속에 들어있는 아세트산의 % 농도와 실험에 의해 구한 % 농도를 이용하여 오차율을 구한다.

오차율  실제값

실제값  실험값

× 

- 오차 원인 분석하기 ▷ 보고서 작성하기

- 실험 제목, 실험 목표, 실험 재료 및 기구, 실험 과정, 실험 결과, 결론 및 오차 원인 분석 등을 포함 실험 보고서를 A4 지에 별도로 작성하여 평가지(자기 평 가와 동료 평가)와 함께 제출한다.

▷ 실험 폐액 처리하기

- 실험 후 생긴 폐액은 별도 용기에 모아 보관한다.

폐시약 및 재 료 처리 시, 환 경 오염이 안 되도록 주의함

준 비 하 기

뷰렛, 부렛 집게, 스탠드, 삼각플라스크, 깔때기, 피펫, 피펫 펌프, 부피플라스크(100㎖), 1/10 으로 묽힌 여러 가지 식초(사과식초, 현미식초, 2배 식초, 홍초, 발사믹 식초, 감식초), 증류 수, 페놀프탈레인 용액, 0.1M 수산화나트륨(NaOH) 수용액

활 동 하 기

1. 0.1M 수산화나트륨 표준 용액을 사용하여 뷰렛을 2회 정도 씩어 내린 후 꼭지를 잠그고 수산화 나트륨 수용액을 채운다. 이때 꼭지를 열어 수용액을 약간 흘려 보낸 다음 콕을 잠그고 잠시 기다렸다가 뷰렛에 들어 있는 수산화 나트륨 수용액의 눈금을 기록한다.

2. 피펫으로 1/10로 묽힌 현미식초 20 ml를 부피 플라스크에 넣고 페놀프탈레인 용액을 2～3 방울 가한다. (홍초와 발사믹 식초는 색깔이 진하므로 1/100배로 묽힌다.)

3. 뷰렛 꼭지를 열고 수산화 나트륨 수용액을 식초에 조금씩 떨어뜨리면서 교반기로 저어준 다. 용액의 색이 부분적으로 붉게 나타나면 콕 조절하여 한 방울씩 떨어지도록 주의한다.

용액의 색이 전체적으로 엷은 분홍색으로 될 때 콕을 잠그고, 쓰인 수산화 나트륨 수용액 의 부피를 기록한다.

4. 그 외의 식초( 사과식초, 2배 식초, 홍초, 발사믹 식초, 감식초 등)에 대해서도 위의 1～3 의 과정을 진행하여 그 결과를 표에 기입한다.

식초 종류

소비된 수산화 나트륨 수용액의 부피(mL)

농도 농도

1회 2회 3회 평균 몰(M)농도 %농도

현미 사과 2배 식초

홍초 발사믹 감식초

정 리 하 기

1. 과정 1에서 뷰렛을 수산화 나트륨 수용액으로 씻어 내리는 이유는 무엇인가?

2. 미지 농도의 식초(아세트산)는 몇 M인가?

3. 용액의 밀도가 1g/㎖ 이라고 하면 용액의 % 농도는 얼마인가?

4. 지시약으로 페놀프탈레인 용액을 사용한 이유는 무엇인가?

좀 더 알아보기

1. 중화점과 종말점의 차이를 설명해 보자.

2. 미지 농도의 NaOH수용액 50mL가 있다. 이 용액을 삼각 플라스크에 넣고 페놀프탈레인 지시약을 1～2방울 떨어뜨린 후, 0.1M CH

COOH수용액으로 적정하였다. 지시약이 붉은 색에서 무색으로 변할 때까지 가해 준 CH

COOH수용액의 양은 25mL였다.

2-1. 사용한 NaOH수용액의 농도는 몇 mol/L 인가?

2-2. 중화점에서의 용액의 액성은?

2) 교사자료

차시 3~4/12

탐구활동 도움주기

1. 사용하는 ss피펫마다 한 방울의 부피가 다르므로 피펫을 바꿀 때마다 한 방울의 부피를

보정해야 한다.

차시별 학생 평가기준 및 방법

2. 여러번 실험을 반복하여 평균값을 구하는 것이 오차가 적다.

3. 다음 그림과 같이 강산-강염기, 강산-약염기, 약산-강염기에 따라 지시약의 선택이 달라 진다.

강산과 강염기의 반응 강산과 약염기의 반응

약산과 강염기의 반응 약산과 약염기의 반응

자료출처

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구

3~4 /12

상 식초 속의 아세트산 함량을 구하는 실험을 계획하고 수행하여 그 결과를 해석할 수 있다.

모둠별 실험평가, 모둠별 협력평가

자기/동료평가지 (학생용) 관찰 평가지

(교사용) 중 식초 속의 아세트산 함량을 구하는 실험을 수행하여 아세트산 함

량을 알 수 있다.

하 식초 속의 아세트산 함량을 구하는 실험을 수행할 수 있다.

가.

1) 모둠 활동 협력 수준 평가표(교사)

모둠 평가 기준

협력 수준이 낮음 협력 수준이 높음

분쟁적 대화 누적적 대화 탐색적 대화

· 문제 해결에 필요한 정보들을 수 집하거나, 건설적인 비판을 하거 나 또는 이를 수용하려는 시도가 거의 이루어지지 않는다. 그리고 구성원들의 의견이 일치하지 않으 며 의사 결정이 개별적으로 이루 어진다.

· 구성원들이 제시한 의견들이 대부분 긍정적으로 수용되지만, 무비판적으 로 받아들여져 논의가 진행된다.

· 구성원들이 문제 해결을 함께 고민 하기 위해 의견들을 제시하고, 다 양한 주장과 건설적인 비판이 적절 하게 이루어진다. 구성원들은 자신 의 주장을 정당화하기 위해 논리적 근거 또는 이유를 제시한다.

모둠 1

1 2 3 4 5√

시약을 제조하고, 각 식초들을 1/10로 히는 방법 등을 서로 토의 하는 분위기가 돋보였으며, 정량적인 실험이므로 중화점을 포착할 때 오차가 생기지 않도록 조원들이 신중을 기해야하는 점을 서로 토의하거나 용액을 묽히고 제조할 때 정확성 또한 강조하였고, 실험 후 몰 농도 및

% 농도를 구하고 오차를 계산하는 과정에서 협업이 돋보이는 활동이었음.

모둠 2

1 2 3 4 5

모둠 3

1 2 3 4 5

모둠 4

1 2 3 4 5

모둠 5

1 2 3 4 5

모둠 6

1 2 3 4 5

2) 학생 참여 수준 평가표(교사)

모둠 평가 기준

참여 수준이 낮음. 참여 수준이 높음.

매우 낮음 낮음 중간 약간 높음 높음

· 다른 구성원들의 활동이나 의견을 참조하지 않고, 혼 자서 자료를 조작 하거나 답안을 작 성하는 등의 행동 을 한다.

· 문제 해결에 실질적 인 기여나 탐색을 하 지 않고, 다른 구성 원들의 의견을 수동 적으로 듣거나 보는 행동에 한정되어 있 다.

· 다른 사람의 제안 을 그대로 재인용 하거나 축약하여 반복하고, 다른 사 람의 의견 또는 제 안에 대해 깊이 생 각하지 않고 동의 하는 행동을 한다.

실험 주제에 대한 해 결 방안을 제안하거나 다른 사람의 제안에 대해 충분한 설명을 하지 못하는 행동을 한다.

· 문제의 답이나 해 결 방안을 제안 또 는 방어하거나, 다 른 사람의 제안에 대해 질문하거나 다른 말로 풀어서 설명하는 등의 행 동을 한다.

모둠 1

1 2 3 4 5

4명의 조원들이 각자의 역할을 일사불란하게 움직이는 모습이 인상적이었음. 시약을 제조하는 사람, 실험 기구를 셋팅하는 사람, 시약을 묽히거나 적정량을 계량하는 사람 등 각각 제 역할 을 잘 해주어야 주어진 시간 내에 18번의 중화적정 실험을 수행할 수 있다는 것을 실감하고 협업이 잘 이루어지는 모습이 두드려져 보였음. 뷰렛을 이용하여 중화점 지점의 페놀프탈레인 색깔변화를 재빨리 포착하기 위해 머리를 맞대는 집중하는 모습에서 참여도가 높은 실험이라 는 것을 보여주었음

모둠 2

1 2 3 4 5

모둠 3

1 2 3 4 5

모둠 4

1 2 3 4 5

모둠 5

1 2 3 4 5

모둠 6

1 2 3 4 5

3) 자기평가표(학생)

자기 활동 평가

인적 사항 ( )학년　( )반　( )번　이름 ( ) 활동일

평가 영역 평가 항목 1 2 3 4 5

인지적 영역 (15점)

식초 속에 들어있는 아세트산의 농도를 실험을 통해 % 농도를 구하고 실제와 비교할 수 있는가?

중화 적정의 원리를 설명할 수 있는가?

생활 주변의 여러 가지 식초 속에 들어있는 아세트산의 농도를 중화적정 실험 으로 구할 수 있는가?

정의적 영역 (10점)

중화 적정을 통해 식초 속의 아세트산 농도를 구하는 탐구 활동에 적극적으로 참여하였는가?

실험에 흥미를 가지고 실험 기구 조작을 잘 하며 친구들의 발표를 주의 깊게 경청하였는가?

총점(25점)

<느낀 점>

4) 동료평가표(학생)

동료 평가

◇ 모둠 내 상호평가

모둠명 활동일

모둠원

이름 평가 항목 상 중 하

‘식초 속의 아세트산 농도 측정 중화 적정 실험’ 활동에 적극 참여하였는가?

‘여러 가지 식초의 종류에 들어 있는 아세트산의 함량 비료’ 활동에서 자료수집과 토의 에 적극 협조하였는가?

‘식초 속의 아세트산 농도 측정 중화 적정 실험’ 활동에서 모둠원들과 자신의 예상을 모 둠원들과 공유하여 토의하고 그 이유를 설명하는 과정에서 기여도가 높았는가?

특기사항

‘식초 속의 아세트산 농도 측정 중화 적정 실험’ 활동에 적극 참여하였는가?

‘여러 가지 식초의 종류에 들어 있는 아세트산의 함량 비료’ 활동에서 자료수집과 토의 에 적극 협조하였는가?

‘식초 속의 아세트산 농도 측정 중화 적정 실험’ 활동에서 모둠원들과 자신의 예상을 모 둠원들과 공유하여 토의하고 그 이유를 설명하는 과정에서 기여도가 높았는가?

특기사항

‘식초 속의 아세트산 농도 측정 중화 적정 실험’ 활동에 적극 참여하였는가?

‘여러 가지 식초의 종류에 들어 있는 아세트산의 함량 비료’ 활동에서 자료수집과 토의 에 적극 협조하였는가?

‘식초 속의 아세트산 농도 측정 중화 적정 실험’ 활동에서 모둠원들과 자신의 예상을 모 둠원들과 공유하여 토의하고 그 이유를 설명하는 과정에서 기여도가 높았는가?

특기사항

‘식초 속의 아세트산 농도 측정 중화 적정 실험’ 활동에 적극 참여하였는가?

‘여러 가지 식초의 종류에 들어 있는 아세트산의 함량 비료’ 활동에서 자료수집과 토의 에 적극 협조하였는가?

‘식초 속의 아세트산 농도 측정 중화 적정 실험’ 활동에서 모둠원들과 자신의 예상을 모 둠원들과 공유하여 토의하고 그 이유를 설명하는 과정에서 기여도가 높았는가?

특기사항