부산장안고등학교

2020 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서

2020. 11.

부산장안고등학교

【 2020년 융합인재교육(STEAM) 교사연구회 결과보고서 】

과 제 개 요

과제명 2020년 STEAM 교사연구회 운영(부산장안고등학교)

STEAM 프로그램

유형

(유형1) STEAM 프로그램 개선 및 보완을 통한 확산 모델 개발 ( √ ) - 선행 프로그램명: 기 개발한 통합과학 및 과학 탐구실험

스팀 교수/학습자료의 보완․수정 및 확산

프로그램명 통합과학 및 과학 탐구실험 스팀 프로그램 보완・수정 결과 분석 및 피드백

학교급 고등학

교 대상 학년(군)

1학년

중심과목 통합과 학

중심과목

성취기준 영역

[10통과01-01] ~ [10통과09-03]

연계과목

과학 탐구 실험

연계과목

성취기준 영역

[10과탐01-01] ~[10과탐03-02]

연구기간 2020.7.20. ~ 2020.11.30.

신청금액 일금사백만원(￦4,000,000)

참여연구원 8명 (연구책임자: 1명, 공동연구원: 7명) 연구 수행자에 관한 사항

구분 소속(학교명) 담당과목 직위 성명

연구책임자

^{부산장안고등학교 화학 교사 김해경}

공동연구원

^{부산장안고등학교 물리 교사 김승만}

공동연구원

부산장안고등학교 화학 교사 문재현

공동연구원

부산장안고등학교 지구과학 교사 김현

공동연구원

^{부산장안고등학교 생명과학 교사 정주희}

공동연구원

부산장안고등학교 생명과학 교사 이혜숙

공동연구원

부산장안고등학교 물리 교사 김춘수

공동연구원

^{부산장안고등학교 지구과학 교사 정원정}

2020년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아

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

2020년 11월 25일

주관연구기관장 : 김호섭 (인) 연구책임자 : 김해경 (인)

한국과학창의재단 이사장 귀하

“이 보고서는 2020년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

목 차

1. 요약문

··· 1

2. 서론

··· 1

3. 연구 수행 내용 및 결과

··· 2

가. 연구 수행 내용 ··· 2

나. 연구 수행 결과 ··· 4

1) ··· 4

2) ··· 4

4. 결론 및 제언

··· 4

5. 참고문헌

··· 4

[부록]

부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물...7 부록2. (학생 산출물, 사진, 수업 영상, 성찰일지, 교사의견, 자체평가 결과 등)

1. 요약문

2018학년도와 2019학년도 스팀교사연구회를 통해 1학년 2015 교육과정의 통합과학 및 과학탐구실험 교과서 내용 학생들과 교사들이 쉽게 적용할 수 있도록 스팀 형태로 재구성 또는 새롭게 개발하여 지도안으로 작성하였다. 2020학년도 연구회는 기존 개발된 수업 지 도안에서 빠진 단원을 추가하여 개발하였으며, 특히, 창의적인 실험 방법을 도입하여 지도 안을 작성하고 활동지를 만들어 학생들에게 적용시켜 그 효과를 극대화 시킬 수 있도록 노력하였다. 그리고 1학년 학생들을 대상으로 통합과학 및 과학탐구실험을 위주로 지도안 작성, 활동지 개발, 평가방법 등을 수정 보완 하였다. 연구원의 구성은 물리, 화학, 생명과 학, 지구과학 각 2명씩 통합과학을 담당하는 전 과학 교사로 이루어져 있다. 내용적인 면 에서는 기존의 것을 수정 및 보완을 하기도 하였고, 새로운 것을 개발하여 추가하였다.

수업지도안은 2015 교육과정의 교과서 수업 내용을 스팀으로 재구성하여 수업형태, 평가 방식, 학생용 실험보고서 등을 포함 전체적인 지도안을 제작하여 적용한 결과물과 학생 느낀점 등을 포함하였다.

2. 서론

□ 정성적 목표

◦ 2018년, 2019년도 2회에 걸친 스팀 교사연구회를 통해 2015 개정교육과정‘통합과학’과 ‘과학탐구실험’교과서 실험을 학생들이 보다 흥미를 가지고 탐구적으로 접근할 수 있 는 방법을 포함한 학습지도안을 개발하였다. 이를 더욱 보완․수정하여 교육현장에 적용 시키고 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

3. 연구 수행 내용

데 도움이 되도록 학생용 실험 보고서, 평가 방법 등을 개발하고 적용 및 피드백한다.

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

◦ 수업 중 실시하는 실험들을 생활과 관련된 스팀 형식으로 개발하여 적용하고 연구회들 간에 공유함으로써 장․단점을 찾고 창의적인 실험 방법으로 수정․보완한다.

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

◦ 실험 내용을 생활 과학적으로 접근할 수 있도록 스팀 즉 융합적인 실험 방법이 포함된 교재를 개발하고 수정・보완한다.

◦ 학생들이 쉽게 접근할 수 있고, 동아리 활동 등 비교과 활동에 적용 가능할 수 있는 스 킬을 배울 수 있는 내용을 포함한다.

◦ 설문 조사를 통해 학생들의 탐구와 추론, 소통과 공감 능력 및 배려심 등 인성적인 면의 변화를 조사 분석한다.

◦ 개발한 스팀 매뉴얼을 적용하고 그 효과를 연구원 및 지역의 교사들과 공유하여 활용성 을 확대시킨다.

※ 2020년 STEAM 교사연구회의 과제 ➀ STEAM 프로그램 개발 및 적용

- 공동 연구원의 구성원은 고 1 통합과학 및 과학탐구실험을 직접 수업하고 있는 교사들 로서, 기 개발된 자료를 수업에 적용하여 장 단점을 파악하여 수정․보완하였다. 그 외에 새롭게 개발하여 적용시켜 그효과를 평가하였다. 특히, 교사들이 수업 중 적용 가능한 수업 지도서와 학생용 탐구자료를 개발하는데 주력하였다.

- 올해는 코로나 19로 인해 학생들에게 탐구실험을 수행하기가 어려워 대신할 수 있는 효 과적인 실험 동영상 자료를 모아 활용하여 그 효과를 검증하고자 하였다.

➁ STEAM 프로그램 적용 성과 연구 및 조사

- 계획으로는 과학 교사 학습공동체 활동으로 전 과학교사가 주 1회 협의회를 가져 연구 의 진행과정이나 연구내용에 대해 서로 의견을 교환하고 피드백하거나 이때 개발된 자 료를 공유하고 자문교사의 자문을 받아 수정․보완하려고 하였지만 대면 활동이 어려워 온라인 또는 월 2회 정도의 협의회를 통해 개발된 자료에 대한 평가 및 홍보의 기회를 가지도록 하였다..

- 기 계획된 연 2회 학부모 초청 공개수업, 주변학교 과학교사 초청 공개수업, 워크숍을 온라인 또는 서면으로 실시하여 개발된 자료를 홍보한다.

- 유튜브 등을 통한 선진외국의 개발된 실험을 벤치마킹하기 위한 방안 마련

- 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 매월 2회 수요일 7교시 협의회를 통해 교사별 개

- 2학기 말 쯤 학부모대상 공개 수업 및 지역 주변의 학교의 과학교사를 초청하여 개발한 교재를 기반으로 공개수업을 실시한 후, 학부모, 학생, 타학교 과학 교사들의 의견을 듣 고, 교재의 장, 단점을 분석한 후, 피드백 할 계획을 수립 중이다.

- 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 평가를 설문 조사를 실시하여 장․단점 을 찾고 그 효율성을 검증한다.

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

※ 프로그램 개발 중점사항(기 개발된 자료의 효과 검증하고 인터넷 수업을 위한 온라인(데모 실험) 수업용 자료 개발를 개발 중에 있다.)

※ 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 통합과학 및 과학 탐구실험 스팀 프로그램 보완・수정 결과 분석 및 피드백

선행 프로그램명

< 2019년 STEAM 교사연구회 >

기 개발한 통합과학 및 과학 탐구실험 스팀 교수/학습자료의 보 완․수정 및 확산

학교급 고등학교 대상 학년(군) 1학년

중심과목 통합과학

중심과목 성취기준

영역

[10통과01-01] ~ [10통과09-03]

연계과목 과학탐구 실험

연계과목 성취기준

영역

[10과탐01-01] ~[10과탐03-02]

개발계획

주제 연번

차시

(시수) 과목 연계(안)

1 2 통합과학(1) + 과학탐구실험(1) 2 2 통합과학(1) + 과학탐구실험(1) 3 2 통합과학(1) + 과학탐구실험(1) 4 2 통합과학(1) + 과학탐구실험(1) 5 2 통합과학(1) + 과학탐구실험(1) 6 2 통합과학(1) + 과학탐구실험(1) 7 2 통합과학(1) + 과학탐구실험(1) 8 2 통합과학(1) + 과학탐구실험(1) 개발·적용

현황

※ 2020. 9 . 18 . 기준, 16차시 중 16차시 개발 및 16차시 적용 완료

4. 연구 수행 결과

◦연구 수행 결과

구분 수행 계획

교수학습지도안 개발 차시 총 16차시 예정

수업 적용 일정 2020. 5. 1. ~ 2020. 12 . 31.

(STEAM 수업)수혜학생 수 부산장안고등학교 112명(1학년 전교생) 예정 학생 태도검사 사전검사 7월 10일, 4개 학급(91명) 실시 완료

사후검사 10월 19일, 2개 학급(46명) 실시 완료

학생 및 교사 만족도조사 10월 19일

교사연구회 STEAM 행사 개최

2020. 9. 22. 6교시(14:45~15:30) 수업공개 실시 2020. 10. 30. ‘온라인을 통한 STEAM 과학 교사

발표행사’ 개최 및 참가

논문 또는 학술대회 ○○학회, 논문 게재 예정

특허출원(국외, 국내) 해당 없음

5. 결론 및 제언

※ 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)

※ 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 기회 확대

[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

(프로그램명) 통합과학 및 과학 탐구실험 스팀 프로그램 보완・수정 결과 분석 및 피드백

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역 1 1~2/16

[10통과09-01] 다양한 발전 방식에서 태양전지, 수소연료전지의 원리를 중 심으로 가정이나 산업에서 사용하는 전기 에너지로 전환하는 과정을 분석할 수 있다.

[10통과08-04][12 정보02-03]

2 3~4/16

[10과탐02-02]

영화, 건축, 요리, 스포츠, 미디어 등 생활과 관련된 다양한 분야에 적용된 과학 원리를 알아보는 실험을 통해 과학의 유용성을 설명할 수 있다.

[10통과03-02]

3 5~6/6 [10통과06-04] 산과 염기를 섞었을 때 일어나는 변화를 해석하고, 일상생 활에서 중화 반응을 이용하는 사례를 조사하여 토의할 수 있다.

[ 1 2 화 학 Ⅰ 04-04]

4 7~8/16 [10통과06-03] 생활 주변의 물질들을 산과 염기로 구분할 수 있다. [10과탐02-07]

5 9~10/16 [10통과05-02] 생명 시스템 유지에 필요한 화학 반응에서 생체 촉매의 역할을 이해하고, 일상생활에서 효소를 이용하는 사례를 조사하여 발표할 수 있다.

[ 1 2 생 과 Ⅰ 02-01]

6 11~12/16

[10과탐02-09] 과학의 핵심 개념을 적용하여 실생활 문제를 해결하거나, 탐구에 필요한 도구를 창의적으로 설계하고 제작할 수 있다.

[10과탐03-02] 첨단과학기술 및 원리가 적용된 과학탐구 활동의 산출물을 공유하 고 확산하기 위해 발표 및 홍보 할 수 있다.

[ 1 0 통 과 07-03][10통과 08-02]

7 13~14/16

[10통과01-02]

우주 초기의 원소들로부터 태양계의 재료이면서 생명체를 구성하는 원소들이 형성 되는 과정을 통해 지구와 생명의 역사가 우주 역사의 일부분임을 해석할 수 있다.

[ 1 2 지 과 Ⅰ 05-02]

8 15~16/16

[10통과08-03]

엘니뇨, 사막화 등과 같은 현상이 지구 환경과 인간 생활에 미치는 영향 을 분석하고, 이와 관련된 문제를 해결하기 위한 다양한 노력을 찾아 토 론할 수 있다.

[ 1 0 과 탐 02-08] [10과 탐2-13]

1-1. 교육과정 재구성표

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 16차시)

차시 주요내용

1~2/1 6

주제(단원)명 발전과 신재생 에너지

• 자기장을 변화시키면서 유도되는 전류 관찰하기

• 발전소의 발전기구조 발전소에서 에너지가 전환되는 과정 이해하기

• 태양전지와 LED 탐구하기

• 평가기준을 반영하여 탐구 활동 및 분석하기 3~4

/16

주제(단원)명 04. 스포츠 속에도 과학이 있다.

※ 물체를 던지면 포물선을 그리며 운동함을 보여주고, 어떻게 던지면 컵에 잘 들어갈지에

대해 생각해 볼 수 있다. ( ^Co 상황 제시)

※ 준비된 발사기를 활용하여 효과적으로 실험을 할 수 있는 실험설계를 할 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 팀의 실험설계, 실험결과를 공유함으로 자신이 생각하지 못했던 것을 알고, 서로의 생각과 경험을 공유할 수 있다. ( ^ET 감성적 체험)

5~6 /16

주제(단원)명 중화반응

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

※ 반복된 중화 반응 실험을 수행해 봄으로써 MBL 실험 방법을 익숙하게 익히게 한다.

※ 중화점에서의 온도, 전기전도도, BTB 용액의 색깔이 변하는 지점(종말점)을 정확하게 찾아 실험의 오차를 최소화 시킬 수 있게 한다.

※ 산과 염기의 중화 반응을 MBL 온도 및 전기전도도 센서를 이용하여 값을 구하고 그래프를 그려봄 으로써 이론적으로 제시된 값과 비교할 수 있다.

7~8 /16

주제(단원)명 산과 염기

※ 산과 염기의 성질에 대해 본 수업 이전에 학습하도록 한다.

※ 본 수업에서 여러 가지 산 염기 지시약의 pH 에 따른 색 변화를 확인하도록 한다.

※ 지시약의 색 변화를 이용하여 모둠별 캐릭터를 창의적으로 제작한다.

※ 모둠별로 만들고자 하는 캐릭터와 색 변화를 일으킬 지점을 토의를 통해 결정하고, 스케치한다.

※ 캐릭터를 제작하고 결과 발표를 통해 아이디어 및 산출물을 공유하며, 자기 평가 및 동료 평가를 진행할 수 있도록 한다.

※ 자기 모둠만의 창의적인 캐릭터 제작을 통해 과학적 핵심역량(사고력, 탐구력, 문제 해결력, 의사 소통 능력, 참여와 평생학습 능력)을 함양할 수 있도록 한다.

9~10 /16

주제(단원)명 효소의 작용과 기능

※ 효소 활용사례 조사 ( ^Co 상황 제시)

※ 생체촉매인 효소가 실생활에 이용되는 예 조사 ( ^ET 감성적 체험)

※ 효소의 실생활 이용 사례를 조사 및 신문 제작, 발표 ( ^CD 창의적 설계)

5~6 /16

주제(단원)명 생활 속의 과학탐구

※ 아두이노(Aduin)를 이용하여 공학적 지식과 다양한 센서를 적용해본다.

※ 아두이노 통합개발 환경(Aduino IDE)을 활용하여 스마트 팜에 요구되는 소프트웨어 작업을 진행한다.

※ I2C 통신과 Serial 통신을 이용하여 아두이노와 입출력장치(센서, 디스플레이 등)가 통신할 수 있다.

※ wifi 통신 기술을 이용하여 아두이노와 휴대폰이 통신할 수 있다.

※ IoT 기술을 사용함으로써 실생활에서 사용 가능하도록 제작한다.

※ 다양한 식물을 효율적으로 기를 수 있는 하나의 아쿠아포닉스 시스템을 설계하여 발표할 수 있다.

7~8 /16

주제(단원)명 별의 진화와 외계 행성 탐사 프로젝트

※ 지난차시 배웠던 별의 종류와 오늘 배운 별의 진화와 관련한 자료를 응용하여 문제를 만들고 같이 풀어 본다..( ^Co 상황 제시１)

※ 외계 생명체와 외계 행성계에 대한 인류의 호기심과 관심을 생각한다.( ^Co 상황 제시 2 )

※ 19 세기 후반 관측 기술의 발달로 별을 정밀하게 관측할 수 있게 되었음을 설명하고, 그림을 보면서 밤하늘에 있는 수많은 별을 분류하는 기준에 대해 생각하게 한다. ( ^CD 창의적 설계)

※ 지난 차시와 연계하여 외계 행성 탐사 방법에 각각 2 팀씩 총 6 팀을 구성하여 디카시 콘티를 작성하고, 야외에 나가서 촬영하고 실제 시를 써 낭독하는 시간을 가지며 협업에 대한 의의를 느낄 수 있다.

( ^ET 감성적 체험)

9~10 /16

주제(단원)명 지구 환경 변화와 인간 생활

※ 과학탐구실험 과목에서 진행한 한반도의 기후 변화 경향성 수업과 연계해 진행한다.

※ 탄소가 배출 되는 여러 상황들을 생각해보고, 각 상황에서 배출되는 탄소의 양을 계산하여 기록해 본다.

※ 내가 실생활에서 할 수 있는 탄소 배출 감소 활동을 적고 실천해본다.

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안 가. 제 1~2차시

수업 개요표

학교급/영역

고등학교 1학년 / 물리I

활동 유형

제작·표현 유형

수업주제 다양한 발전방식 탐구하기

(신재생에너지 중심으로..) 소요 차시

1/2

과목단원

2015개정 통합과학 (2)발전과 신재생 에너지

성취기준

2015개정

[10통과09-01] 다양한 발전 방식에서 태양전지, 수소연료전지의 원리 를 중심으로 가정이나 산업에서 사용하는 전기 에너지로 전환하는 과 정을 분석할 수 있다.

학생 참여형수업 개요

학습활동 개요

•

우리의 생활 속에는 늘 전기를 사용하고 이 전기 에너지는 태양전지 현상으 로 생산되며 또한 태양전지 현상은 다양한 방법으로 이용되고 있다. 태양전지 현상을 이용한 간이 발전기를 만들 수 있다.

학생 참여형수업 취지

• 동료학습을 통해 학습 내용을 사전에 이해함으로써 학습 분위기 형성 에 기여함.

•

태양전지현상을 이해하는 데 그치지 않고, 태양전지로 설명되는 현상이나 기구 를 직접 접하고, 실제로 제작해 보고 그 원리를 탐구하는 과정을 경험한다

운영 방안

사전학습

•

전기 에너지는 태양전지 현상으로 생산된다.

- 다양한 발전 방식에 대한 데모실험, 동영상 학습

학생 참여형

수업 운영

•

자기장을 변화시키면서 유도되는 전류 관찰하기

•

발전소의 발전기구조 발전소에서 에너지가 전환되는 과정 이해하기

•

태양전지와 LED 탐구하기

• 평가기준을 반영하여 탐구 활동 및 분석하기

평가

• 학습활동 과정에 대한 교사의 관찰 평가

• 학습노트를 이용한 학습 내용 정리도 평가

학생 참여형수업 흐름도

• 학습 주제: 다양한 발전방식 탐구하기(신재생에너지 중심으로..)

• 수업활동 유형: 제작․표현 유형 이전 차시 학습

• 전기에너지 학습 및 문제풀이

⇓ 사전학습

∙ [사전학습 가상실험, 데모실험] 다양한 발전 방식



사전학습 확인 ↔ 확인 평가

∙ 동영상 시청: 다양한 발전 방식

∙ 개인별 질의 ∙ 개인평가



개념정리 및 보충

∙ 동료 학습을 통한 다양한 발전 방식의 분류 기준

∙ 오개념 개선

 수업안내

∙ 모둠 및 개인 학습 활동 운영 안내

∙ 학습 문제 제시

- 다양한 발전 방식의 공통점과 차이점을 설명할 수 있다.



제작·표현 활동 과정 평가

∙ 모둠 활동

- 평가기준을 반영한 탐구활동 계획하기 - 다양한 발전 방식 특징 이해하기

- 다양한 발전 방식 공통점 차이점 기록하기

∙ 개인/모둠 활동

- 태양전지와 LED 탐구하기

∙ 발표 활동

- 태양전지와 LED 탐구하기 모둠활동결과 발표 및 질의응답

↔

∙ 교사 관찰평가 - 핵심역량 기준 - 체크리스트 활용

∙ 동료평가



수업정리 정리 평가

∙ 학습노트 정리하기 - 자기평가 및 동료평가

∙ 질의응답을 통한 개념 이해도 확인

↔

∙ 자기평가, 동료평가 - 평정척도법

- 일화기록법

⇓

이후 차시 연계 학습

• 신재생에너지 방식의 전기에너지 생산하는 방법과 구

조 발표

교수․학습 지도안

학습 주제 다양한 발전방식 탐구하기

(신재생에너지 중심으로..) ^{사전학습자료}

가상실험, 동영상 학습 목표

1. 태양전지의 전지 기능을 확인하고 빛의 양에 따른 전압의 크기를 탐구할 수 있다.

2. 태양전지와 LED 연결 회로를 구성하여 각 소자의 특성을 조사 할 수 있다.

학습 단계 교수․학습활동 평가 분 자료

사전학습 (10분)

∙ 사전학습 전개 (데모 실험 및 가상실험)

자석을 코일에 넣거나 빼면서 코일에 전류가 흐르는 방 법을 생각해 보자. (데모실험)

- 발전기의 구조는 무엇일까요?

- 전자기유도 원리 http://mully.net/

가상실험을 미리 체험하고 발전기의 구조와 전동 기의 구조를 비교해본다.

- 전동기의 구조는 무엇일까요?

- 다양한 발전 방식을 영상 자료를 참고하여 조사해본다. 발전 방식 에 대하여 궁금한 점은 개별 질문 한다.

동영상 시청: 다양한 발전 방식

자기평가 8

데모 실험

가상 실험

동 영 상

∙ 사전학습 개념 정리

- 태양전지, 전동기의 구조와 공통점과 차이점 분석하기

2

수업 안내

^{∙ 학습목표 제시}

- 태양전지 현상을 이용한 간이 발전기를 제작 할 수 있다.

2

∙ 학습 활동 운영 및 평가 기준 안내

- 모둠 및 개인 활동 과정 및 평가 기준 안내

학습 활동

(탐구 활동 시 간 ： 2 0 분)

발표 및 공유(10분)

개념 학습

1. 태양 전지

(1) 태양 전지 : n형 반도체와 p형 반도체를 이용하여 태양의 빛에너 지를 전기 에너지로 전환하는 장치이다.

(2) 태양 전지의 원리

① 원자 속의 전자가 전도띠로 갈 수 있는 에너지를 흡수하면, p형 반도체와 n형 반도체 속에 양공(+)과 전자(-)가 생성된다.

② p-n 접합에서 만들어진 전기장에 의해 전자는 n형 반도체 쪽으 로 이동하고, 양공(+)은 p형 반도체 쪽으로 이동한다.

③ p형 반도체와 n형 반도체 표면에 전극을 형성하여 전자를 외부 회로로 흐르게 하면 전기 에너지를 얻게 된다.

탐구 실험활동

태양전지와 LED 탐구하기 1. 다양한 발전 방식 3가지 구분하기

태양전지 자동차, 건전지, 핸드 발전기 3가지 전기에너지 생산 방 식에 대하여 비교하고 설명해보자

2. 태양전지와 건전지 기능 확인하기

전구, LED, 전동기를 태양전지와 건전지에 각 각 연결하면서 태양전 지의 특성을 탐구하자.

관찰평가 동료평가 모둠평가

15 5

15

5

3. 태양전지와 빛의 세기

태양 전지를 비추는 빛의 세기가 변할 때 태양 전지에서 발생 하는 전력에는 어떤 변화가 있을까?

4. 수소연료전지

수소연료전지와 전기분해와는 어떤 관계가 있는가?

활동정리

1.

태양전지 , 건전지, 핸드 발전기, 수소연료전지 4가지 전기에너 지 회로 그림을 그리고 특징에 대하여 정리한다.

2. LED, 전구, 전동기 3가지 전기소자에 대한 전기에너지 소비(사 용)을 비교하고 정리 해보자

∙ 활동 결과 정리 및 분석하기

· 탐구 활동시 기록 내용 정리 및 검토

· 자기평가표 및 동료평가표 작성

정리 및 평가

(10분)

∙ 활동결과 공유(평가)

-개별평가(관찰 평가)-

교사가 모둠 활동 중 다음 항목의 해당 칸에 학생들의 번호 를 기록한다. 한 번의 활동으로 평가하기보다는 지속적으로 모 둠 활동을 관찰하여 학생들의 특성을 파악

-동료 평가-

모둠 활동으로 진행되므로 동료 평가를 진행할 수 있다. 다 른 모둠의 발표를 평가할 수 있는 채점표를 학생들에게 배부 하고, 발표를 들으며 평가

다음차시 예고

개별평가

동료평가

5

5

< 학습자료 >

Ÿ 태양전지(교과서 p.315)

Ÿ 광전효과

Ÿ 발전기와 전동기(https://javalab.org/dc_motor/)

Ÿ 수소연료 전지

https://javalab.org/fuel_cell/

[ 심화 탐구] 신재생에너지를 이용한 에너지 제로 하우스 설계하기

￭ 생활 속에서 볼 수 있는 태양광 장치의 사례를 살펴본다.

￭ 신재생에너지를 사용할 수 있는 장치에 무엇이 있을지 생각해 보 고 모둠만의 에너지 제로하우스를 설계해 보도록 한다.

￭ 설계한 아이디어를 설계도와 설명서로 정리하고, 이를 발표해서 동료 평가를 받도록 한다.

1. 탐구목표

1) 건전지, 핸드발전기, 태양전지, 수소연료전지 4가지 전기에너지를 적용한 회로를 구성할 수 있다.

2) 태양전지의 전기발생원리 및 빛의 양에 따른 전압의 크기를 탐구할 수 있다.

3) 수소연료 전지의 전기발생원리 및 장, 단점을 탐구할 수 있다.

2. 준비물

1) 전기 공급: 건전지 2개, 핸드발전기 1개, 태양전지 1개, 수소연료전지 1세트 2) 전기 소비: LED, 전구, 전동기, 부저

3) 기타: 백열전등, 물 1컵, 집게발 도선

3. 탐구내용

전기에너지

종류 실제 그림(회로도) 관찰 내용

건전지 2 개

(직렬, 병 렬)

핸드발전기 ( 천 천 히 - >

빨리)

태양전지 ( 전 등 과 의 거리, 각 도)

수소연료전 지

(물 전기분 해)

4. 탐구 결과 및 고찰

제목 다양한 발전방식 탐구하기

(신재생에너지 중심으로..)

2020 STEAM & MAKER 부산장안고등학교 1학년 ( )반 ( )번, ( )조 이름 :

평가

고찰1) 태양전지가 사용되는 사례들을 찾아보고 그림으로 표현해보자, 또한 태양전지의 전기 발생원리는 무엇이며 태양전지 사용의 장점과 단점을 서술해보자.(2가지 이상)

고찰2) 수소연료전지가 사용되는 사례들을 찾아보고 그림으로 표현해보자, 또한 수소연료전지 의 전기발생원리는 무엇이며 수소연료전지사용의 장점과 단점을 서술해보자 (2가지 이상).

5. 형성평가

[문제 1] 그림은 전동기가 연결된 태양 전지에 빛을 비추었을 때 전동기가 작동하는 모습을 나타낸 것이다.

다음 <보기> 설명에 대하여 (O, X) 표시를 하고 틀린 설명 은 바르게 수정하시오.

< 보 기 >

ㄱ. 태양전지에서는 광전효과가 발생한다. ( )

ㄴ. 태양 전지는 교류 전류를 발생시킨다. ( )

ㄷ. 전동기는 전기 에너지를 역학적 에너지로 전환시킨다. ( )

[문제 2] 다음은 연료 전지의 구조 및 전극



,



에서 일어나는 화학 반응식을 나타낸 것이다.

·

^→ ^ ^

·

_{ }



^ ^ ^→_

다음 <보기> 설명에 대하여 (O, X) 표시를 하고 틀린 설명은 바르게 수정하시오.

< 보 기 >

ㄱ. 는 양(+)극이다. ( )

ㄴ. 에서는 산소 기체가 환원된다. ( )

ㄷ. 전류의 방향은  → 전구 → 이다. ( )

< 탐구수업 소감> (알게된점, 좋았던좀, 아쉬웠던 점, 더 연구해보고 싶은점..)

[탐구 활동 보고서]

실험 사진 실험 사진

나. 제 3~4차시

중심과목 과학탐구실험 학교급/학년(군) 고등학교/1 학년

중심과목 성취기준

영역

[고등학교] 과학탐구실험 중심과목 성취기준

[10과탐02-02]

영화, 건축, 요리, 스포츠, 미디어 등 생활과 관련된 다양한 분야에 적용된 과학 원리를 알아보는 실험 을 통해 과학의 유용성을 설명할 수 있다.

주제(단원)명 Ⅱ. 생활 속의 과학탐구 차시 1-2/12 학습목표

비스듬히 던져진 물체가 포물선으로 운동하는 이유를 이해할 수 있다.

농구에서 공을 어떻게 던져야 림에 잘 들어가는지 이해할 수 있다.

모둠학습을 통해 협동심, 배려심 등을 기를 수 있다.

연계과목 통합과학, 물리학, 과학탐구실험 연계과목 성취기준 영역

STEAM 요소

S ※ 포물선 운동

T ※ 발사기 발사 각도 제어기술 E ※ 발사체 발사기 제작

A ※ 그림그리기

M ※ 발사체 궤도 계산 및 좌표 계산

개발 의도

※ 농구공을 림에 던질 때 농구공이 날아가는 궤적을 과학, 수학적으로 분석해 보고, 어떻게 던지면 더 잘 들어갈지에 대한 의문을 STEAM 탐구과정을 통해 이해하는 과정을 체험해 봄으로써 한가지 주제연구과정이 여러 교과 내용이 연결되어 있음을 배운다.

※ 농구공을 단순히 던지는 것이 아니라 포물선을 의식하면서 던져본다.

※ 농구공이 날아가는 궤도에 어떤 변수가 있는지 생각해 본다.

※ 농구공의 운동에 영향을 주는 변수에 따른 궤도를 분석하기 위한 방법을 생각해 본다.

※ 친구들과 생각을 공유하면서 개념을 확장하는 기회를 갖는다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

※ 수업 과정에서 교과 간 연계가 되어 있음을 자연스레 알 수 있게 한다.

※ 구슬을 던져 종이컵에 넣는 과정을 보여주고 어떻게 하면 더 잘 넣을 수 있는지 생각해 보게한다.

창 의 적 설 계

창의적 설계 ※ 주어진 시간 내 혼자서 하기 어려운 일을 모둠원과 함께 하면서 배려심, 존중, 협동심 등을 기를 수 있다.

※ 서로의 생각을 공유하면서 자신의 생각을 확장시킬 수 있다.

감 성 적 체 험 종이컵의 위치를 농구 골대의

림과 같이 높여서 구슬을 던졌 을 때 구슬이 종이컵에 잘 들 어갈 수 있는 조건을 찾는 실 험을 창의적으로 설계할 수 있 다.

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 종이컵에 구슬을 어떻게하면 잘 넣을 수 있을까?

▶ 직접 구슬을 손으로 던져 종이컵에 구슬을 넣어보는시도를 한다.

- 미리 칠판, 벽 등에 컵을 붙여둔다.

복도에 종이컵을 붙여 두고 구슬을 던질 수 있돌고 설치

^ET 미리 준비한 컵에 구슬을 던져 넣으면서 학생들의 호기심 및 도전정신을 자 극하고, 학습 목표를 제시하여 수업의 방향을 알려준다.

▶ 구슬이 잘 들어가기 위해서는 고려해야할 변수가 많음을 인지할 수 있도록 다양하게 구슬을 던져본다.

▶ 학습목표를 제시한다.

1. 비스듬히 던져진 물체가 포물선으로 운동하는 이유를 이해할 수 있다.

2. 농구에서 공을 어떻게 던져야 림에 잘 들어가는지 이해할 수 있다.

3. 모둠학습을 통해 협동심, 배려심 등을 기를 수 있다.

전개 ( 60

분)

▶ 활동에 필요한 기본 개념 복습하기(설명하기) 1. 농구 운동에 대해 설명한다.

2. 물체의 포물선운동에 대해 설명한다.

- 발사 각도, 발사 속력을 달리하면 어떤 경로의 포무런을 그리며 운동하는지를 설명 한다.

▶ 각 팀별로 재료를 분배한다.

- 발사기, 구슬, 자, 각도기 등

CD 조원들과 의논하여 어떻게 실험을 할지 실험설계를 하여 실험할 수 있도록 한다.

역할 분담의 중요성 설명 실험기구로 장 난치지 않도록 지도한다.

▶ 팀원과 의논하여 발사기를 이용하여 속력, 각도를 어떻게 조절할지를 결정한다.

- 추가로 필요한 재료가 있으면 교사에게 이야기 한다.

▶ 발사기에 대한 농의가 끝나면 배경으로 사용할 종이, 모눈종이 등을 준비한다.

- 사진과 같이 좌표를 직접 그려서 사용하여도 된다.

ET 좌표로 사용할 종이, 벽면, 화이트보드 등을 준비하는 것은 혼자서 하기 힘듦을 인지하고 서로 협력하여 주어진 시간에 최상의 결과를 나타내기 위해 노력하는 과 정에서 배려심, 협동심을 기를 수 있다.

▶ 발사기를 이용하여 준비된 배경 앞에서 다양한 각도로 구슬을 발사해 본다.

발사기로 구슬을 발사하여 구슬이 날아가고 있는 순간 포착 사진

정리 (30 분)

ET 다른 팀의 실험설계, 실험과정, 실험결과 대해 칭찬하면서 배려심과 공감능력을 기를 수 있고, 자신이 생각하지 못했던 것을 앎으로써 개념 및 생각의 범위를 확장 할 수 있다.

▶ 다른 팀의 실험설계, 과정, 결과를 함께 보면서 서로 평가한다.

한 팀의 포물선 궤도 연속촬영결과의 사진

▶ 보고서 작성 및 자기평가, 동료평가 하기

- 수업 종료 후 남은 시간을 활용하여 보고서를 작성하고, 수업 중 자신의 행동에 대한 반성 및 평가, 팀원, 다른 팀의 작품 등을 보고 서로를 평가하며 객관성, 비판성 등을 기를 수 있다.

한 번에 여러 작품을 평가하 는 것이 교실 에서는 어려우 므로 작품을 전시해두고 순 서대로 나가서 평가할 수 있 게 한다.

4. 차시별 학생 평가기준 및 방법

수행 과정 평가표

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

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

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구

상

일상생활과 관련된 다양한 분야에 적용된 과학 원리를 알아보는 실험을 수행하여 실험 결과를 과학 원리와 개 념을 적용하여 해석하고 동일한 과학 원리가 적용된 다

른 사례를 제시하여 과학의 유용성을 설명할 수 있다. 관찰평가,

산출물 평가 관찰 평가지 (교사용) 중

일상생활과 관련된 다양한 분야에 적용된 과학 원리를 알아 보는 실험을 설계하여 실험 결과를 과학 원리와 개념으로 적 용하여 해석할 수 있다.

하 일상생활과 관련된 다양한 분야에 적용된 과학 원리를 알아 보는 실험을 수행할 수 있다.

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, 혼자서 자료를 조 작하거나 답안을 작성하는 등의 행 동을 한다.

· 문제 해결에 실질 적인 기여나 탐색을 하지 않고, 다른 구 성원들의 의견을 수 동적으로 듣거나 보 는 행동에 한정되어 있다.

· 다른 사람의 제안 을 그대로 재인용 하거나 축약하여 반복하고, 다른 사람의 의견 또는 제안에 대해 깊이 생각하지 않고 동 의하는 행동을 한 다.

실험 주제에 대한 해 결 방안을 제안하거 나 다른 사람의 제안 에 대해 충분한 설명 을 하지 못하는 행동 을 한다.

· 문제의 답이나 해 결 방안을 제안 또는 방어하거나, 다른 사람의 제안 에 대해 질문하거 나 다른 말로 풀 어서 설명하는 등 의 행동을 한다.

모둠 1

1 2 3 4 5

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 (10점)

포물선에 대해 설명할 수 있는가?

포물선의 궤도를 달리하는 방법을 말할 수 있는가?

정의적 영역 (15점)

모둠원의 의견에 귀를 기울이고, 적절한 경우 의견을 수용하였는가?

서로의 의견이 상충 되었을 때 상대를 논리적으로 설득하였는가?

모둠 활동에 적극적으로 참여하였는가?

총점(25점)

<느낀 점>

4) 동료평가표(학생)

동료 평가

◇ 모둠 내 상호평가

모둠명 활동일

모둠원

이름 평가 항목 5 3 1

모둠 활동에 적극적으로 참여하였는가?

다른 모둠원의 의견에 귀를 기울이고, 적절한 경우 의견을 수용하였는가?

자신의 의견을 논리적으로 전달하였는가?

특기사항

⦙ ⦙

모둠 활동에 적극적으로 참여하였는가?

다른 모둠원의 의견에 귀를 기울이고, 적절한 경우 의견을 수용하였는가?

자신의 의견을 논리적으로 전달하였는가?

특기사항

평가 결과에 대한 피드백

1) 수행평가 성취수준 구분표(교사평가 + 자기평가 + 동료평가)

점수 구분 성취수준

35점 이상 상

25~34점 중

25점 미만 하

2) 수행평가 성취수준 구분에 따른 피드백 예시

상

개념을 잘 숙지한 상태에서 과제 수행을 시작하여 결과물의 완성도가 높습니다. 또한 모둠원과 의견 교환이 활발하고 서로 협동하여 과제를 완수하는 모습이 다른 모둠에 모범이 됩니다. 수업 종료 후 뒷정리도 잘되어 있어 보기 좋았습니다.

중

포물선운동과 관련된 개념을 알고 있지만 이를 활용하는 데서 약간 부족한 부분이 보 입니다. 모둠 친구들과 의논하여 이를 활용하여 그림을 그리는 효율적인 방법을 찾아 보았으면 어땠을까 합니다. 하지만 다 같이 노력하는 모습은 보기 좋았습니다. 계속해 서 좋은 모습을 보여주었으면 합니다.

하

포물선운동과 관련된 개념을 설명하는 것에 약간 부족한 모습이 보입니다. 주변 친구 들이나 선생님께 적극적으로 도움을 요청하세요. 모둠 내에서 맡은 바 역할에 최선을 다하였지만 모둠원과 의견 교환이 부족하여 약간 아쉬웠습니다. 다음 수업 때는 더 나 은 모습을 기대하겠습니다.

나. 수행평가 흐름도 ( 포물선운동 실험 → 보고서 작성 )

교수･학습 활동 평가 요소 평가 point 지도 시 유의 사항

포물선운 동

실험방법

협의 및 결정 수행 태도

모둠원과의 대화

- 모둠원과 활발히 의견을 교류하는가?

- 의견이 적절한 경우 서 로의 의견을 수용하였는 가?

- 개방적인 분위기를 형성 하여 서로의 의견을 거 리낌 없이 말할 수 있는 환경을 조성한다.

포물선운동

실험 수행 태도

협동 능력

- 모둠원과 역할 분담을 하였는가?

- 역할 분담이 어려운 모 둠의 경우 몇 개의 역할 을 정해주어 역할 분담 을 수월하게 할 수 있게 한다.

보고서 작성 결과 기록

과학적 설명

- 이번 탐구 활동과 관련 된 개념을 정확히 설명 하였는가?

- 탐구 활동지(보고서)에 누락된 부분이 없는지 확인하도록 한다.

5. 학교생활기록부 기재 예시

[부록2] 학생 실험 장면

1. 포물선 운동 실험 모습

복도벽에 종이를 붙여서 실험하는 모습

교실 칠판 밑에 줄자 붙이고 실험하는 모습

각도기를 벽에 종이와 함께 고정하고 발사기의 각도를 조절하는 모습

항목 학생부 기재 예시

교과학습발달상황 세부능력 및 특기사항

(과학탐구실험)

1. 동료평가에서 우수한 성적을 받은 경우

포물선운동을 잘 이해하고 모둠원과 협동하여 포물선운동경로를 경정하는 변수 를 찾음. 이 과정에서 모둠원과 협력, 서로의 의견을 존중하는 방법을 익힘. 실 험설계 및 결과가 교사 및 반 친구들에게 우수한 평가를 받음.

2. 일반적인 경우

포물선운동을 잘 이해하고 모둠원과 협동하여 포물선운동경로를 경정하는 변수 를 찾음. 이 과정에서 모둠원과 협력, 서로의 의견을 존중하는 방법을 익힘.

[부록3] 학생 보고서 및 평가 예시

3. 포물선운동

가. 학생 보고서 작성 예시

나. 교사 관찰 평가지 예시

다. 제 5~6차시

학생활동지 / 학생참고자료

1) 학생 활동지

차시

3~4/16

단원 6. 화학 변화, 6-1 중화 반응

주제 산과 염기의 중화 반응 실험하기 학번 ( ), 이름 ( )

1. 실험 목표 : 중화 반응이 일어날 때의 온도 변화를 측정하여, 중화 반응이 완전히 끝나는 순간을 찾을 수 있다.

2. 준비물 : 12홈판, 5% 농도의 염산과 수산화 나트륨 수용액 BTB 용액, 눈금 있는 일회용 스포이트, 디지털 온도계, 전류계 또는 전기전도계

3. 실험 과정

가. 각 홈판에 수산화 나트륨과 염산의 부피를 표와 같이 넣고 전체가 5mL가 되도록 떨어뜨리고 BTB 용액을 한 방울 넣고 MBL 온도계와 전기전도계 센서를 용액에 담근다.

나. 용액의 색, 전기전도도가 가장 낮을 때, 온도가 가장 높을 때를 측정하여 기록한다.

홈판 A B C D E F G H I J K

NaOH(mL) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

HCl(mL) 5 4.5 4 3.6 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0

4. 실험 결과 가. 표

홈판 A B C D E F G H I J K

NaOH(mL) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

HCl(mL) 5 4.5 4 3.6 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0

홈판 A B C D E F G

NaOH(방울) 30 25 20 15 10 5 0

HCl(방울) 0 5 10 15 20 25 30

측정온도 전류의 세기 또는 전기전도도

BTB 색 액성

나. 그래프

온 도 (℃)

전 류 의 세 기 (mA)

A B C D E F G H I J K

5. 정리하기

가. 온도 변화 추이에 대해 설명해 보자.

나. 전기전도도의 변화 추이에 대해 설명해 보자.

다. 온도가 가장 높은 지점은 어디인가?

라. 전기전도도가 가장 낮은 지점은 어디인가?

마. BTB 용액의 색변화를 통해 무엇을 알 수 있었는가?

6. 좀 더 알아보기

가. 수산화나트륨 수용액에 페놀프탈레인을 떨어뜨리면 붉은색이 되었다가 염산을 떨어뜨릴 때 무색으로 되는 순간 용액의 액성은 어떻게 되는가? (정답 : 중성이다.)

➜ 나. 실험 결과를 기록해 보자.

1) 불꽃 반응색은? (정답 : 염화 나트륨 중 나트륨의 불꽃색인 노란색을 나타낸다.)

➜

2) 질산은 수용액을 떨어뜨렸을 때의 변화 : (정답 : 염화 나트륨 중 염화이온이 은이온과 만나 염화은이라는 흰색 앙금이 생긴다.)

➜

3) 과정 가와 나의 결과, 수산화나트륨 수용액과 묽은 염산의 중화 반응에서 생긴 물질이 무엇인가?

(정답 : 염화 나트륨의 흰색 결정이 생긴다.)

2) 교사자료

차시 3~4/12

1. 중화반응

가. 중화 반응(neutralization reaction) : 산과 염기 사이에 반응이 일어나 물(

H_O

)과 염(salt)을 생성 산 + 염기 → 염 + 물

나. 중화 반응의 알짜 이온 반응식 :

H^aq   OH^aq  → H_O 

2. 중화반응과 열

가. 중화열 : 산과 염기가 반응하여 중화할 때 발생하는 열로 산의 수소 이온과 염기의 수산화 이온이 결합하여 물이 만들어질 때 발생하는 열이다.

H^ OH^→H_O

+ 중화열

나. 중화열은 반응하는 물질의 종류에 관계없이 중화 반응에서 물 18g이 생성될 때 약 58kJ의 열이 발생한다.

다. 중화점 : 중화점에서 가장 많은 양의 중화열이 방출되어 용액의 온도가 가장 높다

라. 각 구간에서의 pH값

구분 A 지점 B 지점 C 지점

(반응 전) ‧H^이 과량 ‧H^의 몰 수  OH^의 몰 수 ‧OH^이 과량

(반응 후)

‧남은 H^로 pH 결정

⇒ pH  

‧H^  OH^ ≈  (  × ^{ }) ⇒pH  

‧남은 OH^로 pH 결정 ⇒ pH  

반응 H^aq   OH^aq  → H_O  

3. 중화 반응과 전류의 세기

가. 다음 그림은 농도가 같은 수산화나트륨 용액과 염산 용액의 반응 모형과 과정 A~D에서의

전류의 세기를 나타낸 것이다.

차시별 학생 평가기준 및 방법

가.

수행 과정 평가표

1) 모둠 활동 협력 수준 평가표(교사)

자료출처 “핵심 개념 교육 자료집” 부산광역시 미래교육원 수업·평가 지원센터

차시 평가기준(성취수준) 평가방법 평가도구

7~8 /10

상

산과 염기를 섞었을 때 일어나는 변화를 해석하여 중화 반응으로 설명하고, 일상생활에서 중화 반응을 이용하 는 사례를 조사하여 토의할 수 있다.

모둠별 실험평가, 모둠별 협력평가

자기/동료평가지 (학생용) 관찰 평가지

(교사용) 중

산과 염기를 섞었을 때 일어나는 변화가 중화 반응으로 인해 일어난 것임을 말할 수 있고, 일상생활에서 중화 반응을 이용하는 사례를 조사하여 토의할 수 있다.

하 산과 염기를 섞었을 때 일어나는 변화를 관찰하고, 일상 생활에서 중화 반응을 이용하는 사례를 말할 수 있다.

모둠 평가 기준

협력 수준이 낮음 협력 수준이 높음

분쟁적 대화 누적적 대화 탐색적 대화

· 문제 해결에 필요한 정보 들을 수집하거나, 건설적인 비판을 하거나 또는 이를 수용하려는 시도가 거의 이 루어지지 않는다. 그리고

· 구성원들이 제시한 의견들이 대부분 긍정적으로 수용되지 만, 무비판적으로 받아들여져 논의가 진행된다.

· 구성원들이 문제 해결을 함 께 고민하기 위해 의견들을 제시하고, 다양한 주장과 건 설적인 비판이 적절하게 이 루어진다. 구성원들은 자신

2) 학생 참여 수준 평가표(교사) 구성원들의 의견이 일치하 지 않으며 의사 결정이 개 별적으로 이루어진다.

의 주장을 정당화하기 위해 논리적 근거 또는 이유를 제시한다.

모둠 1

1 2 3 4 5√

산과 염기의 농도를 정확하게 제조하고, MBL 온도 및 전기전도도 센서를 컴퓨터 프로그램 과 연결시켜 실험값을 제대로 측정하기 위해 조원들이 서로 토의하고, 시약을 홈에 정확하 게 떨어뜨려 전체 부피가 5mL가 되도록 균일하게 맞추고 실험을 순서에 맞게 제대로 진행 하여 결과를 구하는 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

모둠 평가 기준

참여 수준이 낮음. 참여 수준이 높음.

매우 낮음 낮음 중간 약간 높음 높음

· 다른 구성원들 의 활동이나 의견을 참조하 지 않고, 혼자 서 자료를 조 작하거나 답안 을 작성하는 등의 행동을 한다.

· 문제 해결에 실 질적인 기여나 탐색을 하지 않 고, 다른 구성원 들의 의견을 수 동적으로 듣거나 보는 행동에 한 정되어 있다.

· 다른 사람의 제안을 그대로 재 인 용 하 거 나 축약하여 반복 하고, 다른 사 람의 의견 또 는 제안에 대 해 깊이 생각 하지 않고 동 의하는 행동을 한다.

실험 주제에 대한 해결 방안을 제안 하거나 다른 사람 의 제안에 대해 충분한 설명을 하 지 못하는 행동을 한다.

· 문제의 답이나 해결 방안을 제안 또는 방 어하거나, 다 른 사람의 제 안에 대해 질 문하거나 다른 말로 풀어서 설명하는 등의 행동을 한다.

모둠 1

1 2 3 4 5

4명의 조원들이 각자의 역할을 일사불란하게 움직이는 협업하는 태도가 돋보임. 시약을 제 조하는 사람, 실험 기구를 셋팅하는 사람, 시약을 묽히거나 적정량을 계량하는 사람 등 각 각 제 역할을 잘 해주어야 주어진 시간 내에 MBL 센서를 이용하여 온도와 전기전도 값을 구하는 실험을 수행하는 전 과정에서 협업이 잘 이루어졌음. 온도와 전기전도도를 이용하여 중화점 에서의 온도와 전기전도도와 BTB 색깔 변화를 포착하기 위해 집중하는 모습에서 참 여도가 높은 실험이라는 것을 보여주었음

모둠 2

1 2 3 4 5

모둠 3

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)

산과 염기를 중화시킬 때 온도, 전기전도도, 지시약의 색변화 등을 확인하 고 이론과 비교할 수 있는가?

중화 반응의 원리를 설명할 수 있는가?

생활 주변에서의 중화 반응의 예를 찾고 그 원리를 설명할 수 있는가?

정의적 영역 (10점)

산과 염기를 중화시킬 때 온도, 전기전도도, 지시약의 색변화 등을 구하는 탐구 활동에 적극적으로 참여하였는가?

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

총점(25점)

<느낀 점>

4 모둠

5

1 2 3 4 5

모둠 6

1 2 3 4 5

4) 동료평가표(학생)

동료 평가

◇ 모둠 내 상호평가

모둠명 활동일

모둠원

이름 평가 항목 상 중 하

‘산과 염기의 중화 반응’ 실험 활동에 적극 참여하였는가?

‘산과 염기의 중화 반응’ 실험 활동에서 자료수집과 토의에 적극 협조하였는가?

‘산과 염기의 중화 반응’ 활동에서 모둠원들과 자신의 예상을 모둠원들과 공유하 여 토의하고 그 이유를 설명하는 과정에서 기여도가 높았는가?

특기사항

‘산과 염기의 중화 반응’ 실험 활동에 적극 참여하였는가?

‘산과 염기의 중화 반응’ 실험 활동에서 자료수집과 토의에 적극 협조하였는가?

‘산과 염기의 중화 반응’ 활동에서 모둠원들과 자신의 예상을 모둠원들과 공유하 여 토의하고 그 이유를 설명하는 과정에서 기여도가 높았는가?

특기사항

‘산과 염기의 중화 반응’ 실험 활동에 적극 참여하였는가?

‘산과 염기의 중화 반응’ 실험 활동에서 자료수집과 토의에 적극 협조하였는가?

‘산과 염기의 중화 반응’ 활동에서 모둠원들과 자신의 예상을 모둠원들과 공유하 여 토의하고 그 이유를 설명하는 과정에서 기여도가 높았는가?

특기사항

‘산과 염기의 중화 반응’ 실험 활동에 적극 참여하였는가?

‘산과 염기의 중화 반응’ 실험 활동에서 자료수집과 토의에 적극 협조하였는가?

‘산과 염기의 중화 반응’ 활동에서 모둠원들과 자신의 예상을 모둠원들과 공유하 여 토의하고 그 이유를 설명하는 과정에서 기여도가 높았는가?

특기사항

평가 결과에 대한 피드백 1) 시행방안

가) 본 수행평가 과제는 학생들에게 모둠별로 탐구를 수행하는 활동을 본 차시로 2차시(100분) 동 안에 실시하고 이에 대한 수행 활동과 의사소통 과정을 관찰하고 탐구 활동지에 기록한 내용을 평가하는 것이다. 평가 과제인 탐구는 3단계로 이루어져 있으며, 각 단계별 수준은 상이하다(단계 1-도입 단계, 단 계 2-본시 단계로 탐구 실험 과정), 단계 3-결과 처리 및 오차 구하기 및 보고서 정리 과정). ‘단계 1’ 과 정과 결과에 대해 교사의 간단한 피드백을 제공함으로써, 단계 2와 단계 3을 수행하는 데 필요한 학생의 역량이 증진될 수 있도록 한다.

(1) 평가는 각 탐구별로 개별평가와 모둠평가를 병행하여 태도 및 과정 평가 50%와 활동지(보고 서) 평가 50% 정도의 배점으로 구분하여 실시한다. 전체 평가 점수는 탐구 1~3의 평가 점수 를 합산한 값으로 하거나, 평가자의 판단에 따라 1：3：2 등의 가중치를 적용하여 합산한다.

피드백은 실험 보고서 제출 후 1주 이내로 한다.

2) 수행평가 흐름도 (탐구활동1 → 탐구활동3 → 탐구활동2 )