탐구과정(2)

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탐구과정

탐구과정(2)(2)--측정측정, , 추리추리, , 예상예상

탐구 과정(2)

강훈식 (kanghs@cnue.ac.kr) 정신력과 개인기

- 측정, 추리, 예상

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탐구과정

제4장: 측 정

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왜 측정이 중요한가?

• 측정 능력은 정량적 관찰, 비교와 분 류, 원활한 의사소통의 기본이 된다.

• 일상생활에서 늘 접하는 것이므로 능 숙하게 다루어야 할 필요가 있다.

숙하게 다루어야 할 필요가 있다.

• 어떤 때에는 생명과도 직결될 수 있음 (예) 약물의 복용 양, 살과의 전쟁 등

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활동 1, 2: 미터법-각자

• 활동 1: 미터법으로 측정하기

• 활동 2: 미터법에 사용되는 접두사

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활동 3: 길이의 측정-직접

• 1m 막대기

로 실험대 길이, 폭 측정하기

• 30cm자로 A4 용기의

대각선 길이 측정하기

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활동 4: 질량의 측정-직접

• 저울을 사용하여 핸드폰 질량 측정

• 질량 측정 절차 1. 영점조정을 한다.

2. 화학물질의 질량을 측정할 때는 접시가 더러워지지 않도록 작은 종이를 깐다.

3. 측정하고자 하는 물체를 한쪽 접시의 중 앙에 놓는다.

4. 두 접시가 수평이 되도록 다른 쪽 접시 에 추를 올려 놓는다.

5. 추에 표시된 질량을 더한다.

6. 측정된 질량을 기록한다.

전자 저울

: 작은 질량 측정 시 사용

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활동 5: 부피의 측정-각자

• 액체의 부피 측정

: 눈금실린더에 넣어 측정

눈금실린더 눈금 읽 는법 : 눈의 높이가

• 모양이 불규칙한 고체의 부피 측정

: 액체가 든 눈금실린더에 넣은 후, 증가한 부피로 측정 액체의 오목한 밑 부

분과 수평이 되게 한 후 최소 눈금의

1/10까지 읽음

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활동 6: 온도의 측정-직접

• 얼음을 넣기 전과 후의 물의 온도 측정

얼음을 넣기 전 물의 온도 얼음을 넣은 직후 물의 온도 2분 후 물의 온도

4분 후 물의 온도

6분 후 물의 온도

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탐구과정

제5장: 추 리

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추리(Inferring)란?

• 사물이나 현상을 관찰한 결과를 논 리적으로 설명할 때 사용되는 진술

• 관찰 결과의 설명이나 해석

• 모든 추리는 관찰에 근거해야 함

• 추리는 증거가 없거나 아주 적을 때

만들어지는 의견인 추측과 다름

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추리의 예

1. 창 밖으로 두 사람이 옆집에서 TV를 밖으로 운반하는 광 경을 목격 → 나름대로의 이유(도둑, 이사 등)를 생각함

2. ...한 관찰 결과로 미루어, 난 네가 지난 여름에 한 일을 추리할 수 있다.

추리할 수 있다.

(협박 아님^^)

3. 범인은 분명 왕따일 것이다. 왜냐하면 현장 근처 벽에 줄

이 있기 때문이다.

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왜 추리가 중요한가?(1)

• 주위에서 일어나는 현상에 대해 설명하거 나 해석함으로써 더 잘 이해할 수 있음

• 어떤 패턴을 인식하거나, 같은 조건에서는 같은 현상이 일어난다는 패턴을 예측함으 로써 학습함

로써 학습함

• 학습은 관찰된 변화로부터 추리를 하는 과 정 그 자체임

• 인간은 어떤 현상에 대해 만든 추리를 바탕 으로 행동함

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왜 추리가 중요한가?(2)

• 과학자들은 조사한 것을 바탕으로 한 가설 을 세움

• 학생들은 자신의 관찰이나 경험을 바탕으 로 새로운 지식을 형성하므로, 교사는 학 생들이 새로운 현상이나 개념을 자신의 사 생들이 새로운 현상이나 개념을 자신의 사 전 경험이나 지식과 잘 연결하도록 도와주 어야 함

• 교사는 학생들이 어떤 행동을 왜 하는지

끊임없이 추리해 보아야 함

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추리의 단계

1. 사물과 현상에 대해 가능한 많은 관찰을 함

2. 사물과 현상에 관한 충분한 정보를 과거의 경험으로부터 회 상하고, 관찰에서 얻은 정보를 종합함

3. 관찰이나 예상을 진술하는 문장과 명확히 구별되도록 진술함

“ ...한 관찰 결과로 미루어, ...하다고 추리할 수 있다.”

“...한 증거는 ...한 일이 일어났음을 나타낸다.”

“내가 관찰한 것은 아마도 ...이기 때문일 것이다.”

“내가 목격한 것에 대한 가능한 설명은 ...이다”

“관찰 사실로 미루어, ...라고 결론지을 수 있다.”

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활동 1: 관찰을 바탕으로 추리하기-각자

1. 동전을 자세히 관찰하고, 관찰 결과를 표의 ‘관찰’ 난에 기록함 2. 관찰 결과를 설명할 수 있도록 이미 알고 있는 사실을 생각함

3. ‘추리’ 난에는 관찰한 동전에 관해 추리한 결과를 기록함 4. 각각의 관찰 결과와 그것을 기초로 한 추리를 선으로 연결함

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활동 2: 현상을 관찰하고 추리하기-각자

다음 그림의 눈 위에 찍혀진 발자국을 자세히 관찰하라.

각 조각마다 적어도 2개 이상의 관찰 결과를 표에 적고, 각 관찰결과마다 적어도 하나의 추리를 하도록 하여라.

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활동 3: 추리에 대한 확신-각자

1. 연필에 대한 관찰 및 추리 기록, 나열한 추리 중에서 확신이 있는 것 표시

2. 비닐 주머니와 내용물에 대한 관찰 및 추리 기록, 나열한 추 리 중에서 확신이 있는 것 표시(왼쪽 그림)

3.관찰 결과와 이에 근거한 추리 기록. 추리 중의 몇몇은 물 을 통해 보이는 연필에 관한 것이라야 함(오른쪽 그림)

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활동 4: 추리의 인정과 폐기, 수정-직접

1. 나침반을 움직여 보면서 ^...

관찰 + 추리

2. 자석을 나침반에 가까이...

관찰 + 추리

3. 나침반 주위에 다른 나침반을 가까이...관찰 + 추리

4. 전선을 나침반에 가까이...

관찰 + 추리

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활동 4: 추리의 인정과 폐기, 수정-직접

5. 활동을 통해 얻어진 모든 추리가 ‘관찰한 사실을 설명 하는데 무리가 없는가?’ 측면에서 검토하여 받아들이거 나, 수정하거나 폐기함

6 . 결론 도출 6 . 결론 도출

관찰된 사실로부터 추리할 수 있는 것을 요약하여 진술

․ 자석에는 나침반에 영향을 미치는 무엇인가가 있다.

․ 지구는 거대한 자석과 같다.

․ 자기와 전기는 연관이 있다.

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자기 평가: 미스터리 상자-직접

상자 안의 물건에 대해

1. 5개의 관찰 결과와 추리를 기록, 서로 관련 있는 것 끼리 선으로 연결(단, 직접 봐서는 안됨)

2. 상자의 뚜껑을 열고 손을 집어 넣어 내용물에 대한 추가적인 정보를 모음(단, 직접 봐서는 안됨)

3. 아래의 표에 새로운 정보를 근거로 기존의 추리의 승인, 수정, 폐기 결정.근거가 되는 관찰 결과 연결

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탐구과정

제6장: 예 상

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풍선은 어떻게 될까?

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초코파이는 어떻게 될까?

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왜 예상(Predicting)이 중요한가?

• 예상: 앞으로 어떤 일이 일어날 것인가하는 예측

• 사물과 현상에 대해 믿을 만한 예상을 할 수 있는 능력은 우 리에게 적당한 행동을 할 수 있도록 결정

• 예상은 관찰, 분류, 추리와 밀접하게 연관

- 예상은 관찰과 관찰된 사실 사이의 관계에 대한 추리를 바 탕으로 만들어짐

- 추리는 관찰 사실에 대한 해석이나 설명이며, 추리는 관찰 을 바탕으로 만들어짐

- 순서는 패턴을 인지하게 하고, 패턴에 근거하여 앞으로 어 떤 일이 일어날지 예상함

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예상, 관찰, 추리의 관계

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예상 시 중요한 점

1. 조심스럽게 관찰하여 정보를 모음

2. 현상의 패턴을 찾음(분류)

3. 원인과 결과 간의 관계를 추리함

4. 현상의 패턴을 바탕으로 앞으로 일어날 일 진술(예상)

5. 예상의 타당성 검사

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활동 1: 관찰, 추리, 예상의 구별

• 관찰, 추리, 예상의 차이점은?

- 감각을 통한 정보의 획득 : 관찰 - 왜 그런 일이 일어났는가? : 추리 - 앞으로 어떻게 될 것인가? : 예상

“2분 이내에 저 산봉우

“2분 이내에 저 산봉우 리는 하늘 높이 날아가 버릴거야”

“발 밑의 땅이 흔들리 고 있는 것이 느껴져”

“땅이 흔들리는 것은 화산 때문이야”

예상 관찰 추리

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예상의 예(1)

• 상황 (대학 신입생)

고무공과 포환(고무공과 부피는 같으나 무게가 30배 정도)을 같 은 높이에서 떨어뜨릴 경우 어떻게 될 것인가?

• 예상

□ 포환이 먼저 떨어짐

∨

□ 고무공이 먼저 떨어짐

□ 동시에 떨어짐

이유 (추리): - 공기 저항을 적게 받으므로 - 무게가 더 나가므로

• 관찰 : 함께 떨어진 것처럼 보인다.

(내 생각에 근소한 차이로 포환이 먼저 떨어진 것 같다.)

• 설명(예측과 관찰의 조화 )(추리): 같은 크기 → 같은 공기 저항

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예상의 예(2)

• 상황 (13-15세)

두 개의 비커에 동일한 부피의 물과 식용유를 각각 담고 가열판 위에 올려 가열한다. 물이 끓 을 때 두 비커의 온도를 비교하면?

• 예상 및 추리

- 기름의 온도가 더 낮다. 기름은 끓지 않았기 때문

- 두 물질의 온도는 같다. 기름과 물은 같은 시간 동안 같은 가열 판에 놓여 있었으므로

• 관찰 : 기름의 온도가 더 높다.

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예상의 예(3)

• 비가 서서히 그치고 해가 나오는 것을 보았다. 아마 무지개가 뜰 것이다.

• 내가 스위치를 켜면, 형광등에 불이 들어 올 것이다.

• 약한 자석으로 클립 5개를 들어 올렸다. 강한 자석 이라면 더 많이 들어 올릴 것이다.

• 계속 사물이나 동물과 얘기하는 사람

-> 나중에는 의사와 얘기할 것으로 예상됨

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활동 2: 관찰된 패턴에 의한 예상하기-각자

날짜 일출시각 날짜 일출시각

1월 1일 07:24 5월 1일 05:00 1월 15일 07:20 6월 1일 04:31 2월 1일 07:12 7월 1일 04:33 2월 15일 06:52 8월 1일 04:56 3월 1일 06:35 9월 1일 05:25 3월 15일 06:08 10월 1일 05:54 4월 1일 05:42 11월 1일 06:28 4월 15일 05:21 12월 1일 07:01

표에 없는 날짜의 일출시각을 예상할 수 있을까?

먼저 패턴을 찾은 다음 예상을 해 보자.

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활동 3: 예상하기 연습-각자

추의 주기 조사

추의 주기에 영향을 미치는 것 조사

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활동 4: 타당성 있는 예상하기-각자

(1) 길이 (cm)

(2) 관찰된 왕복 1회수

(3)

방법 1에 의한 예상

(4)

방법 2에 의한 예상

(5) 관찰된 왕복회수 15

20 25 30 30 35 40 45

1단계 : (1), (2)번 열 측정하여 기록

2단계 : (1), (2)번 열 결과 보고, 30cm, 40cm일 때의 시간 예상-(3)번 열 3단계: (1), (2)의 결과를 그래프에 표시한 후, 곡선으로 연결

4단계: 그래프를 보고 30cm, 40cm일 때의 시간 예상-(4)번 열 5단계: 직접 실험한 후, 예상 결과와 비교