편광으로 보는 세상 아주대학교 과학영재교육원 2024 아주대학교 과학영재교육원 프로그램 1 프로그램 개요 학교급 프로그램명 중학교 1학년 빛과 파동 - 편광으로 보는 세상 1. 프로그램 소개 ‘편광’이란 주제를 교육과정에서 크게 다루지 않지만, 빛의 성질을 이해하고 현대문명과 자연현상을 이해하는데 신비롭고 재미있는 주제로 심화학습에서 다루기 좋은 내용이다. 1차시에는 ICT를 활용한 편광 관련 조사와 글쓰기, 2차시에는 실험으로 구성하고 있으나 차시를 바꾸어 진행하여도 좋다. 자료 탐색에서 는 스마트폰의 크롬 브라우저를 이용하여 검색하고 번역하는 것은 지도 교사의 시범으로 보여주고 학생들 이 필요한 지식을 요약 정리하는 시간이다. 2차시는 편광필름을 이용하여 직접 편광 현상을 체험하는 체득 하는 시간으로 구성되어 횡파로서 빛의 특성을 이해하고 다양한 활용과 그 중요성을 깨닫는 시간이다. 2. 프로그램 개요 구분(단계) 중등 심화(사사) 분야 관련 2022 개정 교육과정에 맞추어 교육과정 중2 과학 영역 과학 물리 개발 차시 2차시 빛과 파동 교육과정의 빛의 반사와 굴절 및 파동의 전파에 대한 일반 내용을 기반으로 빛의 편광과 프로그램 관련된 내용을 자기 주도적 탐구학습을 통해 빛의 본성을 이해하는데 한 걸음 나아가고 목표 이와 관련한 다양한 활동, 실험을 통해 빛의 원리를 이해하고 과학기술 발전의 가능성을 알 수 있다. 3. 프로그램 차시별 내용 차시 1 2 주요 활동/내용 준비물 • 편광의 기본 개념을 이해한 후, 편광 웹을 통하여 편광의 다양한 현상을 스마트폰, 찾아 본다. • 편광 필름을 통해, 편광 실험을 통하여 빛의 편광 현상을 이해한다. 학습지 편광판, 광원 3 2024 아주대학교 과학영재교육원 프로그램 2 관련 교과 학습 목표 핵심 역량 차시별 교수·학습 지도안 중1 과학 영역 빛과 파동 수업 차시 1 / 2 (해당/전체) 편광의 기본 개념을 이해하고, 우리 주변의 다양한 편관 현상을 찾아 그 자료를 정리하여 이해하고 설명할 수 있다. □ 창의적 문제해결 능력 ✔ 자연현상의 기술공학적 적용 □ □ 고등 수학적 추론 능력 ✔ 학문적 개념의 통합적 활용 □ ✔ 융합 및 응용 능력 □ ✔ 과학적 개념의 실생활 응용 □ □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 □ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 ✔ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ✔ 설명식 교수 □ ✔ 토의·토론 학습 □ ✔ 협력 학습 □ ✔ 탐구 학습 □ □ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( ) 수업단계 도입 (5분) ) 교수⋅학습 활동 편광 선글래스의 원리는 무엇일까? 1. 파동으로서의 빛의 특징과 편광 2. 일상에서 경험하는 편광 수업자료 및 유의점 영상자료 PPT Q & A 포함 시연 실험 영상자료 조별 탐구 편광필름 제조 업체의 웹 https://www.polarization.com/ 활용 스마트폰 전개 1. 문어, 바이킹, 꿀벌, 무지개, 역사적 고찰, 곤충에서의 편광 자료 이용 (자료를 조사할 (35분) 2. 우주, 선글라스, 화면, 에드윈 랜드, 우리의 눈, 나침반, 푸른 하늘에서의 수 있도록 하고, 편광 (개인별 및 조별 탐구 활동 수행) 번역기능, AI LLM 기능도 함께 사용할 수 있도록 한다.) 정리 및 평가 (5분) 4 1. 형성 평가 : 여러 가지 편광의 이해 Q & A 2. 차시 안내 : 편광 실험 Q & A 포함 2024 아주대학교 과학영재교육원 프로그램 3 평가 계획 및 기준안 프로그램 명 관련 교과 학습 목표 빛과 파동 - 편광으로 보는 세상 중1 과학 영역 빛과 파동 수업 차시 1~2 / 2 (해당/전체) 빛의 편광 원리를 알고, 다양한 편광을 스스로 찾아 학습하여 정리 할 수 있고, 탐구활동 을 수행하고 자신이 관심을 갖는 내용을 글로 정리하여 발표할 수 있다. 1. 단원에 대한 과학적 개념 형성과 참여와 이해를 확인할 수 있도록 한다. 2. 자신의 이해를 글로 표현할 기회를 갖도록 하고 이를 통하여 평가한다. 평가 내용 3. 발표와 토론을 통하여 의사소통 능력의 태도와 정도 및 발전을 평가한다. 4. 자기주도적 문제해결에서는 오늘날의 ICT 기술을 효율적으로 사용할 수 있음을 평가한다. 5. 융합적, 종합적 평가가 되도록 하고, 동료평가도 활용할 수 있다. 평가 방법 동료평가, 자기평가, 관찰평가, 학습지 평가 등 영역 항목 평가 기준표 점수 자기평가 （20점） 발표, 표현 및 협업 20 점 동료평가 （30점） 글쓰기 발표(7) 및 (15) 표현(4), 경청(4) 30 점 30 점 교사 관찰평가 （50점 ） 준비도 및 발표력 평가 산출물 평가 및 경청 태도 (25) (25) 50 점 평균값을 사용하응 경우. 소수점 아래 값은 버리고 합산. 비고 여러 차시에 걸쳐 학생의 발전 및 성장 하는 장면을 관찰하여 평가하고, 학습지 기록 내용도 평가. 6 2024 아주대학교 과학영재교육원 프로그램 4 학생 활동지 프로그램 명 : 빛과 파동 - 편광으로 보는 세상 소속 학교 영역/단원 학습주제 이름 빛과 파동 차시 1/2 자연과 우리 문화에서 볼 수 있는 편광 우리는 문어, 바이킹, 벌, 무지개, 역사적 고찰, 곤충, 우주, 선글라스, 화면, 어드윈 랜드, 우리 의 눈, 나침반, 푸른 하늘, 굴절과 반사 등에서의 편광 현상을 살펴 볼 수 있습니다. 편광필름 제조 업체의 웹 https://www.polarization.com/ 활용하고, 조별로 4가지를 소주제 를 택하여 여러분들이 조사한 편광 현상을 적어봅시다. 구분(성명) 나타나는 편광 현상 [안내] 웹의 검색 기능과 번역 기능을 활용하여 다양한 자료를 찾아 보고, 번역 프로그램을 통해 대략적인 내용을 우리말로 이해해 보고, 핵심적인 내용을 기록합니다. 9 2024 아주대학교 과학영재교육원 프로그램 5 교수·학습 자료 프로그램 명 : 빛과 파동 - 편광으로 보는 세상 영역/단원 빛과 파동 학습주제 차시 1/2 자연과 우리 문화에서 볼 수 있는 편광 (학생용 활동지 해설) 간단한 평광의 개념을 학습한 후, 편광제조 업체의 웹 ‘https://www.polarization.com/’을 방 문하여 4명의 조(팀)별로 4가지를 소주제 정하여 편광과 관련된 주제를 선택하여 스마트폰(또는 태블릿, 개인 PC)을 이용하여 내용을 보고 우리말로 번역하고, 그 골자를 기록하는 것이다. 지도 방향 학습지에 질문을 제시하고 학생들이 스스로 찾아 공부하는 자기 학습 과정을 통해서 빛의 성질과 관련된 편광을 이해하고 익힐 수 있도록 한다. 조별로 모든 학생들이 소주제를 제시하고 난 후에 함께 정리하고 실제로 그런 현상들이 일어나는지를 교사의 feedback를 활용할 수 있다. 출처: https://www.polarization.com/ 수업 TIP • 학습지에 질문을 제시하고 학생들이 생각을 하는 과정을 통해서 학생들이 협력적이면서도 스스로 탐구 와 학습을 할 수 있는 상황을 만들고, 요즘 주로 사용되는 번역기는, AI 등 ICT 기술을 적절하게 이용 하며 수업을 진행할 수 있도록 하며, 필요한 경우 종이 학습지를 대신하여 웹을 활용한 전자 학습지를 제공하고 공유하며, 학생들의 전체 학습 상황을 분석하고 소통할 수 있도록 한다. 보충자료 편광을 위한 학습 웹 • 물리의 이해 : http://physica.gnu.ac.kr/physedu/wavelight/Polari1/Polar1.html • 위키백과 또는 나무 위키 ; ‘편광’ 검색 : https://ko.wikipedia.org/wiki/ • 제독과학기술자 협의회 ; ‘편광’ 검색 : https://www.vekni.org/ 11 2024 아주대학교 과학영재교육원 프로그램 프로그램 명 : 빛과 파동 - 편광으로 보는 세상 영역/단원 빛과 파동 학습주제 차시 2/2 편광으로 보는 세상 (학생용 활동지 해설) 선생님의 지도에 따라 편광 필름과 클리어 테이프를 이용하여 간단한 실험 장치를 제작하여 편 광판, 반사, 산란, 복굴절, LCD, 광탄성, 광활성에 의한 편광 현상을 관찰하고, 전 차시와 현 차시 의 내용 중 관심 내용을 더 찾아 글로 쓰고 발표해 봅니다. 지도 방향 간단한 실헌도구의 제작 및 탐구를 교사 주도로 설명과 탐구를 진행하며, 학생들은 자신의 관찰과 탐구 내용을 기록할 수 있도록 지도 한다. 철처한 체험 중심을 통한 편광에 대한 이해를 체득할 수 있도록 지 도 한다. 부족한 부분은 교사의 feedback를 활용할 수 있다. 출처: https://blog.naver.com/sanghyup12/220195644604 수업 TIP • 교사의 안내와 학생 스스로의 체험을 통해서 학생들이 적극적이면서도 스스로 탐구와 학습을 할 수 있 는 상황을 만들고, 체험 중심의 수업을 진행할 수 있도록 하며, 필요한 경우 종이 학습지를 대신하여 웹을 활용한 전자 학습지를 제공하고 공유하며, 학생들의 전체 학습 상황을 분석하고 소통할 수 있도록 한다. 보충자료 편광을 위한 학습 웹 • 구글 ; ‘편광’ 혹은 관련 개념 검색 https://www.google.co.kr/ 12 2024 아주대학교 과학영재교육원 프로그램 학습정리 편광은 많은 응용 분야는 다양하고 그 중 일부는 다음과 같습니다. 아카이브 및 스튜디오 사진(Crossed-Polarized Lights), 플라스틱 및 유리의 품질 관리(응력 측정을 위 한 편광기), 반사된 태양 눈부심 감쇠, 모니터, TV 및 계기판의 액정 디스플레이(LCD) 수리, 제어실 창 (두 개의 창을 통한 시야 차단), 비디오 감시(예: 산불의 대비 개선), 교육(오버헤드 데모, 실습 실험, 과학 박람회, 과학 박물관), 3D 디스플레이(선형 또는 원형 맞춤형 시스템, LCD 조합), 혈당의 분석, 표면 구 조의 분석 등과 그 외에도 다양한 활용이 있습니다. 편광필름을 이용하여 간단한 실험도구를 사용하면 여러 가지 편광 현상을 쉽게 체험할 수 있고 더 발전적 인 탐구를 수행하는데 좋은 아이디어를 얻을 수 있고 빛의 본성에 대한 이해에 한층 다아갈 수 있습니다. 차시 예고 빛과 물질의 이중성 • 빛의 이중성 역사적으로 볼 때 빛이란 무엇일까에 대한 많은 고민과 과학자들의 설명이 있었습니다. 대표적인 설명이 입자성과 파동성입니다. 이해대한 과정과 오늘날의 설명에 대하여 살펴 볼 것입니다. • 물질의 이중성 빛의 이중성 이후에 드브로이는 물질파 이론을 제시하여 오늘날에는 이를 이용하여 전자현미경을 만들 어 사용하고 있습니다. 이에 대하여 살펴 보도록 할 것입니다. 확인하기 • 빛의 편광이란? • 편광과 관련된 현상은? • 편광이 활용되는 예는? 읽을거리 • 알기 쉬운 편광렌즈의 특성 : http://opticweekly.com/m/view.php?idx=2476 • 편광현미경 [출처] Alight사 웹(https://www.polarization.com/) 13 

Clean Water and Sanitation 아주대학교 과학영재교육원 2024 아주대학교 과학영재교육원 프로그램 1 프로그램 개요 Clean Water and Sanitation 중학교 1학년 1. 프로그램 소개 상수원으로부터 가정까지 공급되는 수돗물의 정수 과정을 이해하고, 정수 과정 중 하나인 여과 과정을 체험하기 위해 간이 여과 장치를 만들어 흙탕물을 여과시킨다. 이를 통해 깨끗한 물이 인 간에게 얼마나 소중한지 깨닫고, 깨끗한 물을 공급받지 못해 위생적으로 문제가 발생하는 지역에 거주하는 이들을 돕기 위한 적정 기술에 대해 이해하여, 인류의 지속가능한 삶을 위해 인간은 누 구나 깨끗한 물을 마실 권리가 있다는 것을 인식하게 한다. 2. 프로그램 개요 구분(단계) 중등 심화(사사) 관련 2022 개정 교육과정에 맞추어 교육과정 중1 과학 프로그램 목표 분야 과학 융합 영역 개발 차시 2차시 과학과 인류의 지속가능한 삶 인류의 지속가능한 삶을 위해 인간은 누구나 깨끗한 물을 마실 권리가 있다는 것을 인 식할 수 있다. 3. 프로그램 차시별 내용 차시 1 주요 활동/내용 • 가정집에 공급되는 수돗물의 정수 과정 탐색하기 • 간이 여과 장치를 이용하여 깨끗한 물 만들기 준비물 영상자료, 간이 정수기 키트, 흙탕물, 비커, 약수저, 활성탄, 지퍼백 2 • 적정 기술 이해하기 • 적정 기술 적용 제품 설계 및 고안하기 스마트기기, 적정 기술 적용 제품을 만들기 위한 여러 가지 재료 3 2024 아주대학교 과학영재교육원 프로그램 2 관련 교과 학습 목표 핵심 역량 차시별 교수·학습 지도안 중1 과학 영역 과학과 인류의 수업 차시 지속가능한 삶 (해당/전체) 1 /2 인류의 지속가능한 삶을 위한 과학기술의 중요성과 역할에 대해 토의하고, 개인과 사회 차원 의 활동 방안을 찾아 실천할 수 있다. □ 창의적 문제해결 능력 ☑ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 □ 학문적 개념의 통합적 활용 ☑ 융합 및 응용 능력 ☑ 과학적 개념의 실생활 응용 ☑ 수학적 의사소통 및 협업 능력 □ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 □ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ) □ 설명식 교수 ☑ 토의·토론 학습 □ 협력 학습 □ 탐구 학습 □ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 ☑ 기타(실험실습) 수업단계 교수⋅학습 활동 -가정에서 식수로 이용하는 물의 종류 질문 (정수기 물, 생수, 수돗물, 수돗물을 끓인 물 등 다양한 답 예상) -가정으로 공급되는 수돗물에 대한 생각 질문 도입 (5분) (깨끗해요, 먹을 수 있어요, 마실 수 있어요, 냄새가 나서 끓여서 먹어야 해요, 설거지와 세면용으로만 사용해요 등 다양한 답 예상) -(수돗물을 안심하고 마실 수 있다고 답한 학생들에게) 수돗물을 마실 수 있는 이유 질문 (정수 과정을 거쳐서 가정으로 공급해요, 나라에서 깨끗한 물로 만들어 공급해요, 마실 수 있는 물이라고 알고 있어서 마셔요 등 다양한 답 예상) 4 수업자료 및 유의점 2024 아주대학교 과학영재교육원 프로그램 3 평가 계획 및 기준안 프로그램 명 관련 교과 학습 목표 Clean Water and Sanitation 중1 과학 영역 과학과 인류의 수업 차시 지속가능한 삶 (해당/전체) 1∼2 / 2 인류의 지속가능한 삶을 위한 과학기술의 중요성과 역할에 대해 토의하고, 개인과 사회 차원 의 활동 방안을 찾아 실천할 수 있다. 1. 깨끗한 물을 만들기 위한 노력 발표하기, 동료 평가하기, 교사 관찰 평가하기 2. 물 정화 목적 적정 기술 적용 제품 설계 내용 발표 및 동료 평가하기, 교사 관찰 평가하기 평가 내용 3. 물 정화 목적 적정 기술 적용 제품 고안 내용 발표 및 동료 평가하기, 교사 관찰 평가하기 4. 인류의 지속가능한 삶을 위한 개인과 사회 차원의 활동 방안 발표 및 동료 평가하기, 교사 관찰 평가하기 평가 방법 평가 기준표 동료 평가, 교사 관찰평가 등 평가 방법에 따른 기준표 제시 7 2024 아주대학교 과학영재교육원 프로그램 4 학생 활동지 프로그램 명 : Clean Water and Sanitation 소속 학교 영역/단원 학습주제 이름 과학과 인류의 지속가능한 삶 차시 1/2 인류의 지속가능한 삶을 위해 모두 깨끗한 물을 마실 권리가 있다는 것을 인식한다. 1. 물 정수 과정(출처: 부천 물박물관 https://water.bucheon.go.kr/) 1) 취수(강, 호수, 저수지): 원수는 상수원으로부터 얻는다. 2) 약품처리: 물에 염화 알루미늄, 활성탄, 염소 등의 약품이 투입된다. 3) 응집: 투입된 약품에 의해 물속의 불순물들이 서로 달라붙어 침전물을 형성한다. 8 2024 아주대학교 과학영재교육원 프로그램 4 학생 활동지 프로그램 명 : Clean Water and Sanitation 소속 학교 이름 영역/단원 학습주제 과학과 인류의 지속가능한 삶 차시 2/2 인류의 지속가능한 삶을 위해 모두 깨끗한 물을 마실 권리가 있다는 것을 인식한다. 1. 적정 기술 정의 적정 기술(Appropriate Technology)에 대한 표준적인 정의가 존재하지는 않지만, 적정 기술 은 단순히 ‘적정한’이라는 형용사와 ‘기술’이라는 명사를 결합한 의미 이상의 상당한 역사적 배경 을 갖고 있는 용어이다. 일반적으로 적정 기술은 저개발국, 저소득층의 삶의 질 향상과 빈곤퇴치 등을 위해 유용하게 사용될 수 있도록 개발된 기술로서 첨단기술은 아니다. 그러나 저소득층, 소 외계층에게 유용한 중간 수준의 기술이라는 점에서 중간기술로도 불리며, 환경 문제에 대한 대안 을 강조하는 지속가능한 기술인 대안 기술도 유사한 개념이라고 알려져 있다. 또 최근 들어서는 저개발국을 넘어 선진국을 포함하여 국가나 지역이 직면한 다양한 사회적 문제를 해결해 주는데 적절하게 사용될 수 있는 기술로 의미가 확장되고 있다. 적정 기술 보급에 앞장서고 있는 국경 없 는 기술자들(Engineers without Borders)은 적정 기술은 일반적으로 작은 규모이며, 에너지 효 율적이고, 환경적으로 건전하며, 노동집약적이고 지역 공동체가 통제할 수 있는 기술이라고 설명 한다. 적정 기술은 기술을 사용하는 사람들이 충분히 유지관리를 할 수 있을 정도로 단순해야 한 다. 더욱이 적정 기술은 복잡성과 규모의 측면에서 사용자의 필요에 부합해야 하며, 자립과 협력, 책임을 함양하도록 설계되어야 한다. 또 다른 사전적 정의에서는 적정 기술은 지역의 재료를 이용 하고, 보통사람들이 살 수 있을 정도의 가격에, 인간사회와 환경에 미치는 해로움을 최소화시키는 방식으로 만들 수 있는 기술이라고 하고 있다. 이처럼 적정 기술이란 대상이 되는 공동체의 환경 과 윤리, 문화, 사회, 정치 그리고 경제적 측면을 특별히 고려하여 설계된 기술이다. 적정 기술의 주창자들은 주류 기술(Mainstream technology)이 소모적이고 환경오염을 유발함에 비해서 적 정 기술은 더 적은 자원을 사용하고, 적용하기 쉬우며 환경적인 영향이 적다고 강조한다. 적정 기 술은 공동체의 발전에 관한 기술적 측면만이 아니라 그 기반이 되는 철학과 지식을 포괄하는 개념 이다. 적정 기술은 개발도상국들의 요구를 고려한 가장 효과적인 기술이며, 산업화된 국가들에서 는 사회적, 환경적으로 수용가능한 기술을 의미한다. 적정 기술을 보급하기 위한 노력이 세계 곳 곳에서 이루어지고 있고, 적정 기술의 분야는 주거, 물, 건강, 교육, 에너지, 교통 분야 등 다양한 분야를 포괄하고 있다. 그러나 적정 기술의 보급이 가장 시급한 대표적인 분야가 무엇인가를 꼽는 다면 아마 ‘물 분야‘라는 대답이 가장 많을 것이다. 오랫동안 적정 기술을 보급해 온 Practical Action(http://practicalaction.org)에서는 적정 기술의 분야를 에너지, 물과 위생, 식량과 농업, 재해 저감, 기후변화, 주거와 도시빈곤, 교통, 정보와 통신기술 분야로 나누어 적정 기술을 소개하 11 2024 아주대학교 과학영재교육원 프로그램 5 교수·학습 자료 프로그램 명 : Clean Water and Sanitation 영역/단원 과학과 인류의 지속가능한 삶 학습주제 차시 1/2 인류의 지속가능한 삶을 위해 모두 깨끗한 물을 마실 권리가 있다는 것을 인식한다. (학생용 활동지 해설) 지도 방향 상수원으로부터 가정까지 공급되는 수돗물의 정수 과정을 이해하고, 정수 과정 중 하나인 여과 과정을 체험하기 위해 간이 여과 장치를 만들어 흙탕물을 여과시킨다. 이를 통해 깨끗한 물이 인간에게 얼마나 소중한지 깨닫고, 깨끗한 물을 공급받지 못해 위생적으로 문제가 발생하는 지역에 거주하는 이들을 돕 기 위한 적정 기술에 대해 이해하여, 인류의 지속가능한 삶을 위해 인간은 누구나 깨끗한 물을 마실 권리가 있다는 것을 인식하게 한다. 출처: 1) 수돗물은 어떻게 만들어질까?(수돗물 생산과정, 한국수자원공사. 3분30초) https://www.youtube.com/watch?v=ACbXzjLAsXE&t=1s 2) 깨끗한 수돗물 어떻게 만들어지나요?(정수장 랜선 투어, 수돗물홍보협의회. 5분42초) https://www.youtube.com/watch?v=YPDUOy-wnzs 수업 TIP 한국수자원공사, 각 지역 자치단체 소재지 정수장, 지역 물박물관에서 제작한 다양한 영상 자료를 활 용하여 학생들의 학습 동기를 유발할 수 있다. 보충자료 • 국가지속가능 발전 목표 17가지 중 물 정수 관련 내용 Clean Water and Sanitation : “모두를 위한 물과 위생의 이용가능성과 지속가능한 관리 보장” 깨끗하고 이용 가능한 물은 건전한 생태계와 인류 건강에 필수적이다. 또한 이를 위한 충분한 양의 담수도 지구상에 존재한다. 그러나 경제난이나 열악한 사회기반시설로 인해 어린이들을 포함한 수 백만의 사람들이 물 부족과 위생 문제로 인한 질병으로 매년 사망하고 있다. 물 부족과 수질 악화, 불충분한 위생시설은 전 세계 빈곤가정의 식량 안보와 생계 수단 및 교육 기회에 부정적인 영향을 미친다. 지난 10년 동안 식수와 위생에 관한 상당한 진전이 이루어져, 현재 전 세계 인구의 90% 이 상이 개선된 식수 공급원에 접근하고 있다. 수질 환경 향상 및 공급 접근성을 개선하기 위해 사하라 사막 이남 아프리카, 중앙아시아, 남아시아, 동부 아시아 및 동남아시아의 여러 개발도상국에서는 지 역의 수생태계 및 위생시설 관리에 대한 투자를 확대할 필요가 있다. 출처: https://www.un.org/sustainabledevelopment/water-and-sanitation/ 19 2024 아주대학교 과학영재교육원 프로그램 5 교수·학습 자료 프로그램 명 : Clean Water and Sanitation 영역/단원 학습주제 과학과 인류의 지속가능한 삶 차시 2/2 인류의 지속가능한 삶을 위해 모두 깨끗한 물을 마실 권리가 있다는 것을 인식한다. (학생용 활동지 해설) 지도 방향 적정 기술이라고 하면 무조건 가난한 나라 사람을 도와주는 구휼 성격의 싸구려 기술이라고 오해할 수 있다. 학생들은 이번 3∼4차시 블록 수업을 진행하면서 적정 기술의 정확한 정의를 이해할 필요가 있다. 아래 출처 내용을 중심으로 요약하여 수업 도입으로 활용할 수 있다. 출처: 인간과 자연을 살리는 적정 기술(https://www.youtube.com/watch?v=Y6hXo3lpjF8) 적정기술을 알아보자! (평화와 발전을 위한 세계 과학의 날) (https://www.youtube.com/watch?v=u11TrJSD1ZU) 수업 TIP 3∼4차시 블록 수업으로 진행하는 수업이므로 최소 2차시 이상의 수업이 확보되어야 한다. 만약 블록 수업이 힘들면 3차시는 제품 설계하고 발표하기로, 4차시는 제품 고안하고 발표하기로 진행할 수 있다. 적정 기술에 대한 소개는 수업 전 플립 러닝 수업 형식으로 자료를 학생들이 공부하고 오도록 진행할 수 있다. 보충자료 • 적정 기술 적정 기술은 한 공동체의 문화·정치·환경적인 면들을 고려하여 만들어진 기술을 말한다. 적정 기술을 지지하는 사람들은 적정 기술이 대세를 이루는 기술보다 더 적은 자원을 사용하며, 유지하기 더 쉽고, 환경에 더 적은 영향을 미친다고 주장한다. 초창기 적정 기술은 개발도상국들이나 이미 산업화된 국가 들의 소외된 교외 지역들에 알맞은 단순한 기술을 의미하여, 자본집약적 기술이라기보다는 대부분 노 동집약적 기술로 이해되었다. 그러나 최근에는 첨단기술도 적정 기술에 포함될 정도로 선진국이나 개 발도상국이나 각 지역이나 국가 특성에 적합한 기술을 포괄적으로 의미하고 있다. 21 

동물은 어떻게 움직일까? 동국대학교 과학영재교육원 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 1 프로그램 개요 학교급 프로그램명 초등학교 동물은 어떻게 움직일까? 5~6학년 1. 프로그램 소개 관찰 활동을 통해서 동물과 인체의 구조를 탐구하여 뼈와 근육의 구조를 이해하고 학생 주도적으로 인체의 손과 같은 구조물을 만들기 위한 방법을 연구한다. 2. 프로그램 개요 구분(단계) 관련 교육과정 프로그램 목표 초등 심화 분야 초 3~4 과학 영역 과학 개발 차시 8차시 생명의 연속성(3~4과학) 생물의 구조와 에너지(3~4과학) 꼬마과학자가 되어 기초 탐구 과정(관찰, 분류, 측정, 예상, 추리)에 대해 이해하고, 동 물 관찰을 통해 동물 움직임의 원리를 이해한다. 3. 프로그램 차시별 내용 차시 주요 활동/내용 준비물 • 교육용 동물카드 • 염색용 크레용(7색) 1-2 기초 탐구 과정을 안다. • 에코백 • 다리미 • A4 종이 3-4 5-6 생물과 동물을 탐구한다. • 교육용 동물카드 인체의 뼈와 근육에 대해 안다. • 세워지는 로프 인체 관절의 움직임 구조와 기능을 이해한다. • 가위 • 케이블타이 (300mm/ 백색/500개) 7-8 관절 구조를 이용한 물건을 집을 수 있는 손 구조물을 만든다. • 마스킹테이프 • 버블티 빨대 (12mm/ 200개입) • 가위 3 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 2 차시별 교수·학습 지도안 생명의 연속성 관련 교과 과학 영역 생물의 구조와 에너지 학습 목표 핵심 역량 수업 차시 1~4 / 8 (해당/전체) 기초 탐구 과정을 알고, 생물과 동물을 탐구한다. ■ 창의적 문제해결 능력 □ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 ■ 학문적 개념의 통합적 활용 □ 융합 및 응용 능력 □ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 □ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 □ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 ■ 과학적 탐구능력 ■ 의사소통능력 주요 교수 방법 ■ 설명식 교수 ■ 토의·토론 학습 ■ 협력 학습 □ 탐구 학습 □ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( ) 수업단계 도입 (10분) 교수⋅학습 활동 수업자료 및 유의점 • 기초 탐구 과정을 이해한다. - 초등학교 과학 교과에서 학습한 기초 탐구 과정은 무엇일까요? • 생물이란 무엇인지 나만의 정의를 만든다. - 영상을 보면서 생물과 무생물을 나누는 기준을 생각하여 보자 • 생물 분류의 과학 역사를 이해한다. - 고대에서 현대 시대까지 생물 분류의 과학 역사를 알아 보자. ※수업영상 1차 전체 참조 전개 (120분) • 식물과 동물의 차이를 이해한다. - 영상을 보면서 동물과 식물을 나누는 기준을 생각하여 보자. ※수업영상 2차 • 동물의 정의를 이해한다. 전체 참조 - 생물 중에 ‘동물만 가지는 특징’을 정의하여 보자 • 동물을 분류한다. - 동물카드에 있는 동물들을 공통 특징을 기준으로 ‘나만의 동물 분류 체계’를 만든다. - ‘나만의 동물 분류 체계’를 발표하여 보자. 5 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 3 평가 계획 및 기준안 프로그램 동물은 어떻게 움직일까? 명 관련 교과 학습 목표 초 3~4 과학 영역 생명의 연속성 수업 차시 생물의 구조와 에너지 (해당/전체) 1~4 / 8 꼬마과학자가 되어 기초 탐구 과정(관찰, 분류, 측정, 예상, 추리)에 대해 이해하고, 동물 관찰을 통해 동물 움직임의 원리를 이해한다. 평가 내용 문제해결능력, 탐구능력, 의사소통능력 평가 방법 동료평가, 관찰평가, 산출물평가 역량 평가 기준(성취 수준) 상 문제 해결 중 능력 하 상 평가 탐구 기준표 능력 중 하 상 의사 소통 중 능력 하 평가방법 동물카드에 있는 동물들의 공통 특징을 객관적인 기준에 따라 ‘나만의 동물 분류 체계’를 6가지 이상 만듦. 동물카드에 있는 동물들의 공통 특징을 객관적인 기준에 따라 ‘나만의 동물 분류 체계’를 4~5가지 만듦. 산출물 평가 동물카드에 있는 동물들의 공통 특징을 객관적인 기준에 따라 ‘나만의 동물 분류 체계’를 3가지 이하 만듦. 특정 동물의 움직임을 관찰하고 움직임의 구조를 그림과 글로 표현하고 움직임의 원리를 추리함. 특정 동물의 움직임을 관찰하고 움직임의 구조를 그림과 글로 표현함. 관찰평가 특정 동물의 움직임을 관찰하고 움직임의 구조를 그림이나 글로 표현하지 못함. 토의토론 활동에서 친구의 의견을 존중하며 자신의 의견을 논리적으로 주장함. 토의토론 활동에서 친구의 의견을 존중하며 자신의 의견을 주장함. 동료평가 토의토론 활동에서 친구의 의견을 존중하지 않고 자신의 의견만 주장함. 9 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 4 학생 활동지 프로그램 명 : 동물은 어떻게 움직일까? 소속 학교 OO초등학교 생명의 연속성 영역/단원 학습주제 생물의 구조와 에너지 이름 홍길동 차시 1~4 / 8 기초 탐구 과정을 알고, 생물과 동물을 탐구한다. [문제 1] 기초 탐구 과정 5가지를 쓰고 설명하시오. (예시 답안) 1. 관찰: 어떤 물체나 행동, 일 등의 특징에 대해 자세히 살펴보는 것 2. 사물이나 사건, 현상 등을 공통적인 속성이나 조건에 따라 범주를 구분하는 과정 3. 측정: 관찰을 수치화하는 과정. 길이, 시간, 온도, 무게, 부피 등을 측정 4. 예상: 관찰이나 측정 결과에 기초하여 규칙성이나 경향성을 파악하고 앞으로 일어날 일 을 미리 판단하는 과정 5. 추리: 관찰한 결과를 논리적으로 해석하고 설명하는 과정. (예) 탐정의 추리 [문제 2] 학생이 관찰하는 방법은 무엇인지 쓰시오. (예시 답안) 1. 오감을 이용해서만 관찰한다. 2. 처음 보는 것처럼 자세히 살펴본다. 3. 가능한 오래 살펴본다. 4. 가능한 많이 살펴본다. 5. 개인적인 느낌은 쓰지 않는다. 11 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 5 교수·학습 자료 프로그램 명 : 동물은 어떻게 움직일까? 영역/단원 학습주제 생명의 연속성 생물의 구조와 에너지 차시 1~4 / 8 꼬마과학자가 되어 기초 탐구 과정(관찰, 분류, 측정, 예상, 추리)에 대해 이해하고, 관찰을 통해생물과 동물을 탐구한다. 19 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 1 탐구 과정- 관찰, 분류, 예상, 추리 n 생물이란 무엇일까? n 생물분류체계의 변천(출처: 2013년 8월 12일 마지막 변경된 wiki백과) <준비물> 세원 교육용 동물 n 동물이란 무엇일까? 카드(24종) n 동물의 분류 20 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 n (탐구1) 나만의 기준으로 동물을 분류하여 보자. 동물 분류하기 모둠 이름( ) 21 

발전을 위한 에너지 수확(하베스팅) 동국대학교 과학영재교육원 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 1 프로그램 개요 중학교 1, 발전을 위한 에너지 수확(하베스팅) 2학년 1. 프로그램 소개 4차 산업 시대에 가장 필요한 자원 중 하나가 에너지라는 것을 인식하고, 이에 대한 에너지 소비와 관심이 증가하고 있다. 지금까지 화석연료를 통한 에너지와 연료 고갈에 따른 신재생에너지에 대해 알아보고, 부족한 에너지 확보를 대비해 신소재를 통한 에너지 수확(하베스트)의 원리와 실제 사용 가능한 에너지를 수확하는 방법을 터득해 본다. 2. 프로그램 개요 구분(단계) 관련 교육과정 프로그램 목표 중등 심화 분야 중1, 2 과학 영역 과학 물리 개발 차시 8차시 지속가능한 에너지 이용(초등 5~6) 역학적 에너지 보존(중1~3) 화석연료에 대한 이해와 에너지 발전 원리를 이해하고, 신재생에너지에 대해 알아 보고, 신소재인 압전소자와 열전소자의 원리를 통해 에너지 수확(하베스팅)을 각 소자를 통해 발전 과정을 탐구한다. 3 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 3. 프로그램 차시별 내용 차시 1~2 3~4 5~6 주요 활동/내용 준비물 • 에너지에 전환에 대한 물리학적 의미를 이해하고, 탐구에 필요한 기초 강의교재 물리학을 알아본다. • 화석연료에 대한 에너지 고갈과 현대 사회적 문제점과 신재생에너지의 중요성을 알아본다. ppt자료 ppt자료 동영상 • 쓸모없는 에너지를 유용한 에너지로 수확(하베스트)하여 에너지의 가치성을 ppt자료 동영상 알아본다. 압전소자, 7~8 • 압전소자와 열전소자의 원리를 알고, 에너지 전환을 통해 발전을 위한 에너지 수확을 실험한다. 열전소자, 압전발전 보드 등 [ 지식나무(Knowledge Tree) ] ※ 본 교재와 함께 첨부된 (별첨) 연수교육 자료 및 연수 동영상참조 (「동국대학교 과학영재교육원 유튜브 채널」 혹은 검색창에 프로그램명 입력) 4 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 2 차시별 교수·학습 지도안 지속가능한 에너지 관련 교과 중1, 2 과학 영역 이용(초등 5~6) 수업 차시 역학적 에너지 (해당/전체) 1~2 / 8 보존(중1~3) 학습 목표 핵심 역량 에너지 전환에 대한 물리학적 의미를 이해하고, 탐구에 필요한 기초 물리학을 알아본다. □ 창의적 문제해결 능력 □ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 ■ 학문적 개념의 통합적 활용 □ 융합 및 응용 능력 ■ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 ■ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 ■ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 수업단계 도입 (20분) ) ■ 설명식 교수 □ 토의·토론 학습 ■ 협력 학습 ■ 탐구 학습 □ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( ) 교수⋅학습 활동 수업자료 및 유의점 • 에너지와 소재와 관련된 사회적 현상을 전달해서 호기심을 자극하고, 학습의욕을 갖도록 한다. 영상 (https://www.youtube.com/wa tch?v=VxIrCgda_50) • 주제 : 에너지 탐구에 대한 기초 물리학을 이해하기 - 에너지 개념, 전달 방법, 변환 이해 전개 (190분) 교재, 강의자료 - 기초 물리학인 SI단위, 과학적표기법, 기본 방정식 (https://www.youtube.com/wa tch?v=ncB7xe4Ur2w) - 실험에 필요한 측정기 사용법 알기 영화 - 수업 관련 영상(가능하면 영화도 시청) ※ 교수 ppt자료와 동영상 시청 시 학생들이 (Core / 2003.04.18.) 집중할 수 있도록 도와준다. 정리 및 평가 (10분) • 에너지의 개념, 전달 방법, 변환에 대한 개념을 학생활동지 재설명하고, 평가를 통해 성취도를 측정한다. 5 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 3 평가 계획 및 기준안 프로그램 명 발전을 위한 에너지 수확(하베스팅) 지속가능한 에너지 관련 교과 중1, 2 과학 영역 이용(초등 5~6) 수업 차시 역학적 에너지 (해당/전체) 1~8 / 8 보존(중1~3) 학습 목표 • 에너지를 이해하고 쓸모없는 에너지를 소재를 통해 수확하고, 확인해본다. 평가 내용 • 학습목표 달성도, 실험 수행력, 협동성 및 소통능력, 미래과학도 마인드(현실문제 해결) 평가 방법 • 자기평가 1) 학생활동지 • 동료평가 2) 학생 투표(우수 실험결과자, 우수 토론의견 제시자) 영역 평가 내용(상-100, 중-80, 하-60) 100 수업목표 달성도 1), 2) 중 한 가지에 부합함 60 상기 기준에 부합하지 못함 실험 수행력 과학도 마인드 2) 목적한 결과를 달성 1), 2) 중 한 가지에 부합함 60 상기 기준에 부합하지 못함 협동성 미래 1) 실험과정을 충실히 이행하고, 다치지 않음 80 100 소통능력 2) 쓸모없는 에너지를 수확하는 과정에 대해 충실히 이해 80 100 평가 기준표 1) 에너지의 개념, 전달, 변환과 관련된 개념을 충실히 이해 1) 조별 실습과정에서 리더십을 보여줌 2) 토론 시 상대방의 의견을 경청함 80 1), 2) 중 한 가지에 부합함 60 상기 기준에 부합하지 못함 100 1) 에너지 수확이 사회에 미치는 영향에 대해 충분히 설명 2) 현실의 문제를 해결하려는 강한 의지를 보여줌 80 1), 2) 중 한 가지에 부합함 60 상기 기준에 부합하지 못함 9 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 4 학생 활동지 프로그램 명 : 발전을 위한 에너지 수확(하베스팅) 소속 학교 영역/단원 학습주제 OO중학교 지속가능한 에너지 이용(초등 5~6) 역학적 에너지 보존(중1~3) 이름 차시 1~2 / 8 에너지 전환에 대한 물리학적 의미를 이해하고, 탐구에 필요한 기초 물리학을 알아본다. [문제 1] SI 단위에 대해 알아보자. (문제) 일단 SI 단위를 쓰고, 각 단위의 표준화에 대해 간단하게 서술하시오. (답) SI 단위는 국제적으로 표준화된 단위계로, 미터법을 현대화시킨 것이다. 기본 단위와 파샌된 단위로 구성되며, 다양한 물리량을 측정할 때 사용한다. 기본단위는 7개로 길이(m), 질량(kg), 시간(s), 전류(A), 온도(K), 물질량(mol), 밝(cd)이다. 유도 단위는 기본 단위인 kg, m, s에서 유도된 값이다. SI 접두어는 센티, 밀리, 마이크로, 킬로, 테라 등의 접두어를 사용하여 크기를 표현한다. 10 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 [문제 2] 에너지 변환 과정 (문제) 학습자가 이해한 에너지 변환 과정을 구체적 사례를 들어 그 과정을 서술하시오. (답) 에너지 변환은 한 형태의 에너지가 다른 형태로 변환되는 과정을 의미한다. 이는 자연 현상이나 기술적인 프로세스에서 발생할 수 있다. 몇 가지 사례를 보면 다음과 같다. 1. 열 에너지 -> 기계 에너지 : 증기 터빈 2. 전기 에너지 -> 광 에너지 : 태양 전지 3. 화학 에너지 -> 열 에너지 : 연료 소모 4. 운동 에너지 -> 전기 에너지 : 풍력 발전기 이러한 에너지 변환은 우리 일상 활과 산업 활동에서 지속적으로 발생하며, 지속 가능한 에너지 관리를 위해 중요하다. 11 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 5 교수·학습 자료 프로그램 명 : 발전을 위한 에너지 수확(하베스팅) 영역/단원 학습주제 18 지속가능한 에너지 이용(초등 5~6) 역학적 에너지 보존(중1~3) 차시 1~2 / 8 에너지 전환에 대한 물리학적 의미를 이해하고, 탐구에 필요한 기초 물리학을 알아본다. 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 19 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 20 

어떤 물이 더 오염 되었을까? 동국대학교 과학영재교육원 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 1 프로그램 개요 어떤 물이 더 오염 되었을까? 초등 5~6학년 1. 프로그램 소개 상상만 해도 끔찍하겠지만, 며칠 동안 물을 마시지 못했다고 가정해보자. 물을 찾아 해매다 3가지 다른 색을 띄는 물을 발견했다. 첫 번째 물은 녹색을 띄고 있고, 두 번째 물은 검은색을 띄고 있으며, 마지막 세 번째 물은 아무색깔도 띄지 않은 투명한 물이다. 어떤 물을 마시고 싶은가? 아마도 세 번째 물을 선택하고 싶었겠지? 하지만, 실제로는 첫 번째 물은 몸에 좋은 녹차가 포함된 물이였고, 두 번째는 코코아가 포함된 물이였으며, 세 번째 물은 중금속으로 오염된 물이였다. 눈에 보이는 것만으로는 어떤 물이 더 오염되었는지 알 수 없다. 지금부터 물의 소중함과 함께, 수질오염이란 무엇이고 어떻게 저감할 수 있는지에 대해 같이 알아보자. 2. 프로그램 개요 구분(단계) 관련 교육과정 초등, 중등 심화 분야 초등 5~6 과학 영역 과학 개발 차시 8차시 기후변화(초4~5) 기후위기와 기후행동(중2) - 물의 중요성 및 물의 순환에 대해 이해한다. 프로그램 목표 - 수질오염의 개념 및 주요 지표에 대해 이해한다. - 응집을 이용한 수질오염 저감에 대해 이해한다. 3 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 2 차시별 교수·학습 지도안 기후변화(초4~5) 관련 교과 초등 5~6 과학 영역 수업 차시 기후위기와 기후행동(중2) 학습 목표 핵심 역량 1~4 / 8 (해당/전체) 물의 중요성, 물의 순환을 이해하고 수질오염의 개념 및 수질관리의 중요성을 이해한다. □ 창의적 문제해결 능력 □ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 ■ 학문적 개념의 통합적 활용 ■ 융합 및 응용 능력 ■ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 ■ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 ■ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ) ■ 설명식 교수 □ 토의·토론 학습 ■ 협력 학습 ■ 탐구 학습 □ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( ) 수업단계 교수⋅학습 활동 도입 • 수질오염, 기후변화와 관련된 다양한 시청각 자료를 (20분) 수업자료 및 유의점 교재, 강의자료, 시청각자료 활용하여 호기심, 관심을 유발한다. • 물의 중요성, 대표적인 특징 및 기후변화로 인한 물 부족, 오염 현상에 대해 충분히 이해한다. 전개 (90분) • 지구의 물 순환시스템, 에너지 효율에 대해 이해한다. 교재, 강의자료, 시청각자료 • 수질오염의 정의 및 오염사례를 통한 수질관리의 중요성에 대해 이해한다. 정리 및 평가 (20분) • 학생활동지를 활용하여 주요 개념들에 대해 충분히 학생활동지 이해했는지 확인 및 평가한다. 5 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 기후변화(초4~5) 관련 교과 초등 5~6 과학 영역 수업 차시 기후위기와 기후행동(중2) 학습 목표 핵심 역량 5~8 / 8 (해당/전체) 수질오염의 주요 지표에 대해 이해하고, 실습을 통해 응집을 이용한 수질오염 저감 기술 에 대해 이해한다. □ 창의적 문제해결 능력 □ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 ■ 학문적 개념의 통합적 활용 ■ 융합 및 응용 능력 ■ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 ■ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 ■ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ) ■ 설명식 교수 □ 토의·토론 학습 ■ 협력 학습 ■ 탐구 학습 □ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타(수질오염 저감기술 체험 실습) 수업단계 교수⋅학습 활동 도입 • 수질오염의 개념, 저감기술의 필요성 등 (20분) 이전 수업 내용에 대해 다시 설명한다. 수업자료 및 유의점 교재, 강의자료, 시청각자료 • pH, DO, EC, 유기물 농도, 질소, 인 등 주요 수질오염 지표에 대해 설명한다. 전개 (120분) 교재, 강의자료, 시청각자료 • 휴대용 수질오염도 측정기를 활용하여, 주요 항목의 오염정도를 측정한다. • 응집 및 생물학적 공정의 원리에 대해 휴대용수질 측정기, 여과지, 비커, 오염된 물, 응집제, 건조기, 전자거울 설명하고, 수질오염 저감실험을 진행한다. 정리 및 평가 (20분) • 학생활동지를 활용하여 주요 수질오염 지표, 개념에 대해 이해했는지 확인한다. • 저감실험 결과를 통해 실습참여도 및 이해도를 평가한다. 6 학생활동지 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 3 평가 계획 및 기준안 프로그램 명 어떤 물이 더 오염 되었을까? 기후변화(초4~5) 관련 교과 초등 5~6 과학 영역 기후위기와 기후행동(중2) 수업 차시 (해당/전체) 1~8 / 8 • 물의 중요성 및 물의 순환에 대해 이해한다. 학습 목표 • 수질오염의 개념 및 주요 지표에 대해 이해한다. • 응집을 이용한 수질오염 저감에 대해 이해한다. 평가 내용 평가 방법 • 학습목표 달성도, 실험 수행력, 협동성 및 소통능력, 미래과학도 마인드(현실문제 해결) • 자기평가 1) 학생활동지 • 동료평가 2) 학생 투표(우수 실험결과자, 우수 토론의견 제시자) 영역 평가 내용(상-100, 중-80, 하-60) 100 수업목표 달성도 1), 2) 중 한 가지에 부합함 60 상기 기준에 부합하지 못함 실험 수행력 과학도 마인드 2) 목적한 결과를 달성 1), 2) 중 한 가지에 부합함 60 상기 기준에 부합하지 못함 협동성 미래 1) 실험과정을 충실히 이행하고, 다치지 않음 80 100 소통능력 2) 수질오염 저감 기술(응집)에 대해 충실히 이해 80 100 평가 기준표 1) 수질오염, 기후변화, 순환 시스템 등 개념을 충실히 이해 1) 조별 실습과정에서 리더십을 보여줌 2) 토론 시 상대방의 의견을 경청함 80 1), 2) 중 한 가지에 부합함 60 상기 기준에 부합하지 못함 100 1) 기후변화, 수질오염이 사회에 미치는 영향에 대해 충분히 설명 2) 현실의 문제를 해결하려는 강한 의지를 보여줌 80 1), 2) 중 한 가지에 부합함 60 상기 기준에 부합하지 못함 7 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 4 학생 활동지 프로그램 명 : 어떤 물이 더 오염 되었을까? 소속 학교 영역/단원 학습주제 OO중학교 기후변화(초4~5) 기후위기와 기후행동(중2) 이름 차시 1~4 / 8 물의 중요성, 물의 순환을 이해하고 수질오염의 개념 및 수질관리의 중요성을 이해한다. [문제 1] 4대 문명의 발상지는 어디이고 , 강 유역에서 발생한 이유에 대해 생각해보자. (답) 티그리스 강과 유프라테스 강 유역의 메소포타미아 지역, 이집트의 나일 강 유역, 인 도의 인더스 강 유역, 중국의 황허 강과 창장 강(양쯔 강) 유역에서 문명이 발생하였 으며, 수자원 확보의 편이성으로 인해 농업 등에 유리하였다. [문제 2] 물의 밀도 변화에 대해 생각해보자. (답) 자연에서 물은 4℃에서 밀도가 제일 크기 때문에 겨울에 물이 얼면 밀도가 작은 얼음 은 위에서부터 얼고 무거운 4℃의 물이 맨 밑바닥에 가라앉게 돼 겉에서 보기엔 전체 가 언 것 같아도 안에서는 물고기 등의 생명체가 살 수 있다. [문제 3] 물 의 상 태 변 화 와 지 구 에 너 지 흐 름 에 대 해 생 각 해 보 자 . (답) 지구의 차등가열로 인한 에너지의 불균형은 물 순환을 통한 대기 대순환을 통해 에너 지 평형에 도달하게 된다. 8 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 [문제 4] 신인 공 비 의 장 ·단 점 에 대 해 생 각 해 보 자 . (답) 장점 - 충분한 수자원 확보 - 사막화 방지, 일시적 가뭄 해소 - 국지적 대기오염 해결 단점 - 비효율적인 경제성 - 화학물질 사용으로 인한 2차 오염 우려 - 강수의 불균형 초래 [문제 5] 수 질 오 염 이 우 리 에 게 어 떤 영 향 을 주 는 지 생 각 해 보 자 . (답) 물 사용이 불가능 할 뿐 아니라, 먹이사슬로 인해 우리에게 직접적으로 악영향을 미칠 수 있다. [문제 6] 미 세 플 라 스 틱 이 인 체 로 유 입 경 로 에 대 해 생 각 해 보 자 . (답) - 공기로부터 흡입 및 피부접촉 - 물과 식품을 통한 섭취 등 9 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 5 교수·학습 자료 프로그램 명 : 어떤 물이 더 오염 되었을까? 영역/단원 학습주제 12 기후변화(초4~5) 기후위기와 기후행동(중2) 차시 1~4 / 8 물의 중요성, 물의 순환을 이해하고 수질오염의 개념 및 수질관리의 중요성을 이해한다. 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 1~4차시 물의 중요성 및 수질오염 ○ 학습 주제 인간이 생활하기 위해 필수요소 중 하나인 물과 관련된 강의로써, 물의 오염, 즉 수질오염에 대한 개념 및 오염지표에 대해 알아보자. ○ 학습 활동 개요 1. 물의 중요성 2. 물의 순환 3. 기후변화와 물 부족 4. 수질오염 및 주요 지표 (1) 아래 물 중 어느 물이 가장 오염되었는가? <1번> <2번> <3번> (2) pH, EC(Electrical Conductivity, EC), 화학적 산소요구량 (Chemical Oxygen Demand, COD), 고형물 농도 (Suspended Solids, SS) 13 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 사람이 체온을 조절하는 원리에 대해 생각해보자. 우리는 녹조로 인해 물고기가 떼죽음을 당하는 뉴스를 가끔 접하게 된다. 녹조발생시 왜 물고기가 살수 없는지에 대해 생각해보고, 녹조로 인한 물고기 집단폐사가 유독 여름철에 많이 발생하는 이유에 대해 생각해보자. 14 

현대사회와 약용식물의 공존 동국대학교 과학영재교육원 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 1 프로그램 개요 학교급 프로그램명 중학교 1~2학년 현대사회와 약용식물의 공존 1. 프로그램 소개 약용식물의 특성 및 종류에 대해 알아보고, 현재까지도 많이 알려지고 이용하는 약용식물들을 살펴본다. 첨단 의학 기술이 발달한 현재에도 약용식물의 이용이 증가하고 있으며, 그만큼 약용식물의 이용 가치가 현대인들에게도 적용되고 있음을 알 수 있다. 약용식물에 대하여 올바 르게 이용하는 지혜가 필요하며, 실제 생활에서 참고 자료로 활용할 수 있도록 한다. 2. 프로그램 개요 구분(단계) 중등 심화 분야 생명과학 개발 차시 4차시 생명과학과 인간의 생활(초3~4) 관련 교육과정 중 1~2 과학 영역 동식물과 관련된 생명기술 탐색하기(초5~6) 약용식물 프로그램 목표 약용식물의 정의 및 특성을 알아보고, 약용식물을 활용한 다양한 연구 분야를 살펴 본다. 또한 현재에도 많이 이용하고 있는 약용식물을 알아본다. 3 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 2 차시별 교수·학습 지도안 생명과학과 인간의 생활(초3~4) 관련 교과 중1~2 과학 영역 동식물과 관련된 수업 차시 생명기술 (해당/전체) 1~4 / 8 탐색하기(초5~6) 약용식물 학습 목표 핵심 역량 약용식물의 특징을 이해하고, 약용식물의 역사, 약용식물에서 유래한 화학물질의 특징을 살펴본다. □ 창의적 문제해결 능력 □ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 ■ 학문적 개념의 통합적 활용 □ 융합 및 응용 능력 ■ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 □ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 ■ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ■ 설명식 교수 □ 토의·토론 학습 □ 협력 학습 ■ 탐구 학습 □ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( ) 수업단계 도입 (30분) ) 교수⋅학습 활동 • 약용식물의 정의와 개념을 이해한다. • 현대 의학 개발의 시초는 약용식물의 역사에서 살펴볼 수 있다. 수업자료 및 유의점 • 논문 및 도서 자료 활용 • 영상 매체 활용 전개 (100분) 정리 및 평가 (30분) • 약용식물에서 유래한 화학물질의 정의를 이해하고 특징을 살펴본다. • 다양한 약용식물 유래 화학물질울 통해 건강 증진에 어떠한 도움을 주는지 알아본다. • 약용식물에 대한 정의를 명확하게 설명할 수 있다. • 앞으로 개발 가능성이 있는 약용식물 유래 화학물질에는 어떤 것이 있을지 생각해본다. • 연구 논문 자료 수집 • 전문 서적 참고 •학생활동 지 5 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 3 평가 계획 및 기준안 프로그램 현대사회와 약용식물의 공존 명 생명과학과 인간의 생활(초3~4) 관련 교과 중1~2 과학 영역 동식물과 관련된 수업 차시 생명기술 (해당/전체) 1~8 / 8 탐색하기(초5~6) 약용식물 학습 목표 약용식물의 정의 및 특성을 알아보고, 약용식물을 활용한 다양한 연구 분야를 살펴 본다. 또한 현재에도 많이 이용하고 있는 약용식물을 알아본다. • 1~4차시 호기심: 약용식물을 이해함으로서 다른 식물들과 다른 특징을 생각하기 창의성: 앞으로 개발 가능성이 있는 약용식물 유래 화학물질에는 어떤 것이 있을지 생각 평가 내용 하기 • 5~8차시 창의성: 약용식물이 미래 인간 사회에 미치는 영향에 대해 생각하기 협동성: 우리나라 현재 약용식물의 재배면적을 통계자료를 통해 살펴보고, 지역별 대표 약용식물을 찾아본다. • 동료평가 평가 방법 1. 약용식물 지도를 제작함으로서 학생별로 바로 결과를 확인할 수 있다. 2. 수업 중에 간단한 질문으로 학생들의 답변과 반응을 바로 확인할 수 있다. 1. 차시 별 평가: 평가 내용을 기준으로 상(100점), 중(80점), 하(60점) 산출 • 1차시: 약용식물 이해하기 -평가 내용: 약용식물의 정의 및 개념을 설명하기 • 2차시: 약용식물 유래 화학물질 이해하기 -평가 내용: 약용식물 유래 화학물질의 정의 및 개념을 설명하기 평가 기준표 • 3차시: 현대사회에서 약용식물의 활용범위 찾아보기 -평가 내용: 약용식물이 미래 인간 사회에 미치는 영향에 대해 생각해보기 • 4차시: 우리나라 약용식물 지도 제작하기 -평가 내용: 통계청에서 수집한 우리나라 약용작물의 재배면적을 확인하고, 각 지역의 대표 약용작물을 검색하여 약용식물 지도를 완성하기 -동료평가 점수‘도 함께 객관적 평가 및 확인이 가능하다. 2. 전체 평가 : 차시 별 평가결과 기반 평균점수로 상(100),중(80),하(60) 점수 산출 7 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 4 학생 활동지 프로그램 명 : 현대사회와 약용식물의 공존 소속 학교 OO중학교 이름 홍길동 차시 1~4 / 8 생명과학과 인간의 생활(초3~4) 영역/단원 동식물과 관련된 생명기술 탐색하기(초5~6) 약용식물 학습주제 약용식물의 특징을 이해하고, 약용식물의 역사, 약용식물에서 유래한 화학물질의 특징을 살펴본다. [문제 1] 약용식물이란? (문) 약용식물의 정의를 한 문장으로 쓰시오. (답) 약용식물이란 식물 전체 또는 잎, 줄기, 뿌리 등을 이용하여 사람과 동물에 대해 약효의 효과를 주는 식물체이다. (해설) 추가적으로 약용식물은 약재로 사용하고 있거나 각종 질병에 이용 가능하고 과학적 으로 규명된 자원식물을 말하며, 이 가운데 의약용 또는 생약용으로 재배되고 있는 것을 약용작물이라고 합니다. [참고문헌] 곽준수 외. 약용식물 재배. 푸른행복 424, (2011) [출처] 식물학백과 [문제 2] 약용식물의 특징 (문) 학습자가 이해한 약용식물의 특징을 간단하게 서술하시오. (답) 약용식물은 질병 치료에 이용하는 식물로서, 식용식물이나 독성식물일지라도 약으로 이 용되는 경우에는 약용식물로 분류가 가능하다. (해설) 정확하게 약용식물 분류군은 없다. 약용식물의 기준은 질병치료에 도움이 되면 약용 식물에 포함된다. 예를 들어 유독한 독성식물일지라도 소량으로 질병을 치료할 수 있다면 약용식물로서 기능이 가능하다고 판단되어 약용식물이라고 불릴 수 있다. 식용식물 또한 주식으로 이용되지만 질병 치료에도 도움을 준다면 식용식물도 약용식물이 될 수 있다. 8 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 [문제 3] 약용식물의 역사 (문) 과거 약용식물이 현대 의학 및 의약품 개발에 기여한 근거를 쓰시오. [강의자료에서 서양과 동양의 역사 중 사례를 찾아볼 것] (답) 고대 이집트에서 발굴한 의학 문서에 약용식물을 이용한 질병 치료 및 처방 방법이 기록된 문서들이 많이 발견되었다. 고대 문서에서 기록된 약용식물을 이용하여 현대 의약품 개발에 활용하고 있다. (해설) 고대 의서나 허준의 동의보감에서 기록된 다양한 약용식물의 효능을 현대에서는 과학적 실험을 통해 신뢰도를 검사하여 약용식물의 효능을 검증하고 있다. 이렇게 신뢰도 검증을 통해 인정한 약용식물은 현대 의약품 개발에 이용된다. 앞으로도 약용식물은 중요한 신약개발의 소재로서 가치가 부각될 것이다. [문제 4] 약용식물 유래 화학물질 (문) 약용식물 유래 화학물질이란 무엇인지 쓰시오. (답) 약용식물 유래 화학물질은 약용식물에서 추출되거나 분리된 화학 물질을 의미한다. (해설) 약용식물 유래 화학물질은 식물의 뿌리, 줄기, 잎, 꽃 또는 열매 등 다양한 부분에서 얻을 수 있으며, 다양한 생리적 활동과 약리학적 특성을 가질 수 있습니다. 약용식물 유래 화학물질은 약용식물의 화학적 조성과 생리활성을 연구하고 이를 통해 신약 개발 및 자연 치료법 개발에 활용될 수 있습니다. [문제 5] 알칼로이드와 글리코시드 특징 (문) 알칼로이드와 글리코시드의 역할 및 대표 물질을 각각 설명하시오. (답) 알칼로이드는 주로 식물에서 발견되는 질소를 포함한 유기 화합물이다. 알칼로이드는 식물의 뿌리, 줄기, 잎, 꽃 등 여러 부분에서 발견되며, 생리적으로 활성이 높은 물질로서 식물의 생존 및 방어 체계에서 중요한 역할을 합니다. 대표물질로는 니코틴, 카페인. 모르핀, 코카인, 헤로인 등이 있다. 글리코시드는 식물에서 발견되는 화합물로 당(sugar)이 비탄수화물과 결합하여 생성한 분자 입니다. 글리코시드는 식물에서 보호 기능, 교배 기능, 색소 형성 등 다양한 생리적 역할을 수행한다. 대표물질로는 독성물질인 아미그달린, 감자에서 솔라닌, 디기탈리스의 디기톡신 이 있다. 9 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 5 교수·학습 자료 프로그램 명 : 현대사회와 약용식물의 공존 생명과학과 인간의 생활(초3~4) 영역/단원 동식물과 관련된 생명기술 탐색하기(초5~6) 차시 약용식물 학습주제 14 약용식물의 특징을 이해하고 약용식물의 역사를 살펴본다. 1~2 / 8 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 1-4 차시 약용식물이란? ○ 학습 주제 약용식물은 질병의 치료에 이용하는 식물로서 식물성 생약의 원 식물을 의미한다. 이러한 특징을 가지고 있는 약용식물에 대해서 더 자세히 살펴보고자 한다. 다양한 약용식물들을 관찰하고, 약용 식물을 종류별로 분류하여 서로 비교해 본다. 또한 현대사회에서 약용식물을 이용 및 응용하여 개발한 산업분야에 대해서 알아본다. <준비물> <재료> 약용식물 자료 ○ 학습 활동 개요 1. 도입 ① 약용식물의 기원을 알아보자. ② 다양한 약용식물을 통해서 그 특징을 살펴보고 일반식물과의 특징을 비교하여 살펴본다. <도구> 현미경 핀셋 2. 탐구 실험 카메라 ① 영상을 통해 다양한 약용식물을 확인하고 조사표에 작성한다. 노트 및 필기구 ② 약용식물을 분류하여 비교 및 탐구한다. ③ 연구 학습에 필요한 전문 용어를 알아본다. 3. 생각해보기 ① 약용식물과 현대사회가 공존할 수 있는 이유를 생각해 보자. ② 약용식물의 어떤 성분이 건강증진에 도움을 주는지 알아보자. ③ 약용식물의 기준은 무엇인가? ④ 약용식물과 독성식물의 차이점은 무엇인가?? 15 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 [문제 1] 약용식물의 정의를 한 문장으로 쓰시오. [답안 1] 약용식물이란 식물 전체 또는 잎, 줄기, 뿌리 등을 이용하여 사람과 동물에 대해 약효의 효과를 주는 식물체이다. 보충자료 • 추가적으로 약용식물은 약재로 사용하고 있거나 각종 질병에 이용가능하고 과학적으로 규명된 자원 식물을 말하며, 이 가운데 의약용 또는 생약용으로 재배되고 있는 것을 약용작물이라고 합니다. 약 용식물(작물)은 흔히 한의약에서 이야기하는 약초(藥草)가 대표적이다. 출처 1: 곽준수, 성환길, 장광진,『약용식물 재배』, 푸른행복, 2011, 15쪽~16쪽 출처 2: 식물학백과, 약용식물 https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5782017&cid=62861&categoryId=62861 [문제 2] 학습자가 이해한 약용식물의 특징을 간단하게 서술하시오. [답안 2] 약용식물은 질병 치료에 이용하는 식물로서, 식용식물이나 독성식물 일지라도 약으로 이용되는 경우에는 약용식물로 분류가 가능하다. 수업 TIP • 정확하게 약용식물 분류군은 없다. 약용식물의 기준은 질병치료에 도움이 되면 약용식물에 포함된 다. 예를 들어 유독한 독성식물일지라도 소량으로 질별을 치료할 수 있다면 약용식물로서 기능이 가 능하다고 판단되어 약용식물이라고 불릴 수 있다. 식용식물 또한 주식으로 이용되지만 질병 치료에 도 도움을 준다면 식용식물도 약용식물이 될 수 있다. 16 

CSI - 화폐의 비밀을 캐내라. 동국대학교 과학영재교육원 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 1 프로그램 개요 학교급 프로그램명 초등학교 CSI - 화폐의 비밀을 캐내라. 5~6학년 1. 프로그램 소개 문화와 기술력이 집약되어 있어 '무언의 외교관'으로 불리는 각 나라의 지폐. 그 지폐 속에는 그 나라를 대표하는 인물이나 역사적인 장소, 예술 등이 포함되어 있으며 경제생활과도 밀접하 게 관련된다. 또한 위조를 방지하기 위한 다양하면서 과학적인 요소를 많이 담고 있다. 따라서 이러한 지폐 속에 담긴 사회, 문화, 수학, 과학, 예술을 탐구하여 그것을 바탕으로 학생들은 좀 더 창의적인 아이디어를 산출해 내도록 한다. 2. 프로그램 개요 구분(단계) 초등 심화 분야 과학 수학 개발 차시 8차시 빛과 렌즈(6과학), 관련 교육과정 초 5~6 과학, 수학 영역 전기의 이용(6과학) 직육면체(5수학) 비와 비율(6수학) 프로그램 목표 지폐 속의 다양한 문화, 역사, 수학, 과학적 원리를 통하여 창의적인 아이디어를 이끌어 내어 문제를 해결할 수 있다. 3. 프로그램 차시별 내용 차시 주요 활동/내용 1~2 • 화폐의 역사 및 발생 배경에 대해 알아보고 환율을 이해할 수 있다. 준비물 지폐, 30cm자, 3~4 • 지폐속 일련번호가 만들어지는 수의 규칙을 이해하고 지폐의 스마트폰 황금비를 찾을 수 있다. 5~6 • 지폐속 다양한 위조방지기술에 대해 알아보고 지폐속 미세문자를 찾을 수 있다. 7~8 • 지폐속 위조방지기술인 형광물질, 홀로그램에 대해 알아보고 만들 수 있다. 지폐, 스마트폰, 돋보기 UV 위조지폐만들기 키트, 홀로그램 제작 키트 3 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 2 관련 교과 학습 목표 핵심 역량 차시별 교수·학습 지도안 초4 사회 영역 필요한 것의 생산과 수업 차시 교환 (해당/전체) 1~2 / 8 • 화폐의 역사 및 발생 배경에 대해 알아보고 환율을 이해할 수 있다. □ 창의적 문제해결 능력 □ 자연현상의 기술공학적 적용 ■ 고등 수학적 추론 능력 ■ 학문적 개념의 통합적 활용 ■ 융합 및 응용 능력 □ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 □ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 ■ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ) ■ 설명식 교수 ■ 토의·토론 학습 ■ 협력 학습 ■ 탐구 학습 □ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( ) 5 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 3 평가 계획 및 기준안 프로그램 명 관련 교과 CSI - 화폐의 비밀을 캐내라. 초4 사회 영역 필요한 것의 생산과 수업 차시 교환 (해당/전체) 학습 목표 • 화폐의 역사 및 발생 배경에 대해 알아보고 환율을 이해할 수 있다. 평가 내용 학습목표 달성도, 학문적 개념의 통합적 활용 내용 평가 평가 방법 자기평가 1) Test(학생활동지 등) 영역 평가 내용(상-100, 중-80, 하-60) 100 인지영역 평가 기준표 80 60 과제 수행력 1~2 / 8 화폐에 관찰하고 탐구하는 능력이 높을 뿐 아니라 역사 및 발생 배경, 환율 등을 잘 이해하고 있다. 화폐에 관찰하고 탐구하여 화폐에 대한 지식을 넓힌다. 화폐에 관찰하고 탐구하나 화폐의 다양한 범주를 이해하는데 어려움을 느낀다. 100 수업시간에 적극적으로 활동하고 바른 태도로 잘 참여하였다. 80 수업시간에 바른 태도로 열심히 참여 하였다. 60 즐겁게 수업에 참여하였다. 13 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 4 학생 활동지 CSI - 화폐의 비밀을 캐내라. 소속 학교 OO초등학교 이름 홍길동 영역/단원 필요한 것의 생산과 교환 차시 1~2 / 8 학습주제 • 화폐의 역사 및 발생 배경에 대해 알아보고 환율을 이해하기 [문제 1] 우리 주변에 다양한 화폐를 살펴보고 화폐의 역사에 대해 알아보고 또한 화폐 에는 어떠한 기능이 있는지 이야기해 봅시다. 1. 교환 매매의 기능 화폐를 상품이나 서비스로 교환하는 것으로, 예를들어 쌀이 필요하면 돈과 쌀을 교환하는 것을 말한다. 2. 가치 척도의 기능 상품의 가치를 화폐로 나타내는 것으로 물건에 매겨지는 가격을 말한다. 우리는 가격을 보고 상품의 가치를 금방 알 수 있다. 흔하고 어디서나 쉽게 구할 수 있으면 가격이 싸고, 귀한 것일수록 가격이 비싸지는 원리이다. 3. 가치 저장의 기능 돈을 가지고 있다는 자체가 재산이며, 언제든지 물건을 살 수 있다는 구매력을 뜻한다. 예를 들어 돈을 저금하는 것은 이러한 가치를 저장하는 것과 같다. [문제 2] 우리나라 화폐와 외국 화폐의 공통점과 차이점을 찾아봅시다. 공통점 차이점 비슷한 재질로 만들어졌다. 인물이 중앙에 차지하고 있다. 빛에 비추어 보면 숨어있는 그림이 있다. 홀로그램이 없다. 숫자의 잉크색이 변한다. 별모양의 앞 뒤판 맞춤 그림이 있다. 볼록한 인쇄부분이 있다. 재질이 다르다. 화폐에 투명한 부분이 있다. 앞뒤에 인물이 있다. 17 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 5 교수·학습 자료 CSI - 화폐의 비밀을 캐내라. 영역/단원 학습주제 필요한 것의 생산과 교환 차시 1~2 / 8 • 화폐의 역사 및 발생 배경에 대해 알아보고 환율을 이해하기 25 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 1~2차시 미션1 – 화폐의 정체를 밝혀라. ○ 학습 주제 우리가 평소에 무심코 지나친 화폐 속에 여러 가지 수학, 과학, 예술, 인문학적 요소 등을 직접 관찰해보고 그 다양한 요소들을 함께 융합하여 어떻게 학습할 것인가에 대해 학습계획을 세우고 배움의 동기를 향상시킬 수 있는 프로젝트 학습의 기회를 준비한다. ○ 학습 활동 개요 - 화폐의 역사 및 발생된 배경, 제작과정 알아보기 - 세계 여러 나라의 화폐를 오감을 이용하여 관찰하기 <준비물> - 화폐 속에 숨어있는 다양한 원리 찾기 - 세계 여러 나라 화폐와 환율에 대해 알아보기 - 화폐를 자세히 탐구하여 새롭게 발견된 점 찾기 <재료> 여러나라의 화폐 ○ 학습 활동 ▶ 우리 주변에 다양한 화폐를 살펴보고 화폐의 역사에 대해 알아 보고 또한 화폐에는 어떠한 기능이 있는지 이야기해 봅시다. <도구> 필기도구 스마트폰, 태블릿 PC등 ▶ 모둠별로 제시된 우리나라 화폐, 다른 나라 화폐, 우리나라 동전 등을 관찰하여 자신이 화폐에서 관찰한 내용을 정리해 봅시다. ▶ 환율이란 무엇인지 알아봅시다. 26 2024 동국대학교 과학영재교육원 프로그램 1. 세계 여러 나라의 지폐의 숨겨진 보물들을 찾아봅시다. (1) 지폐를 다양한 방법을 통해 관찰하여 특징있는 곳에 ○ 표시하여봅시다. <관찰방법> ▪ 돋보기로 관찰하기 ▪불빛에 비추어 보기 ▪만져보기 ▪ 기울여 보기 (2) 우리나라 화폐와 외국 화폐의 공통점과 차이점을 찾아봅시다. 외국 화폐 공통점 차이점 27 

적외선 카메라를 이용한 열의 관찰과 응용 인천대학교 과학영재교육원 2024 인천대학교 과학영재교육원 프로그램 1 프로그램 개요 학교급 프로그램명 중학교 1학년 적외선 카메라를 이용한 열의 관찰과 응용 1. 프로그램 소개 화학반응을 비롯하여 여러 가지 다양한 물리적, 생물학적 과정들은 열(heat)의 흡수나 방출, 또는 이동을 수반한다. 열은 에너지의 한 형태로, 물리, 화학, 생물 등에서 일어나는 여러 가지 반응이 나 과정 동안의 물리적, 화학적 변화를 지배하는 중요한 변수들의 하나이다. 그러나 불행하게도 인간 의 눈은 이러한 ‘열’을 직접적으로 볼 수 있도록 진화하지 않았다. 따라서 여러 과정들에서 일어나는 열 에너지의 흐름 및 온도 변화, 그리고 이와 관련된 여러 개념들은 상당히 추상적으로 느껴질 것이 다. 이러한 점에서 적외선 카메라는 맨 눈으로는 보이지 않는 ‘열’을 가시화하여 여러 과정에서의 온 도 변화 및 열 에너지의 흐름을 직관적으로 이해하는데 크게 도움이 될 것이며, 이를 통하여 여러 다 양한 과정들에서 관찰되는 물리적, 화학적 변화에 대한 더 깊은 통찰력을 얻을 수 있을 것으로 기대 된다. 모든 물체는 복사 법칙(radiation law)에 따라 전자기 복사선을 자외선, 가시광선, 적외선 영 역에 걸쳐 방출하는데, 이때 파장에 따른 복사선의 분포는 단지 온도에 의하여 결정된다. 적외선 카 메라는 물체에 의하여 방출되는, 눈에는 보이지 않는 적외선 영역의 복사선을 전기적 신호로 변환하 여 물체 또는 계(system)의 온도 분포를 시각적으로 볼 수 있도록 해주는 장치이다. 인체를 비롯하여 물질이 적외선을 흡수하게 되면 구성 분자들의 열 운동이 활발하게 되고, 이러한 열 에너지는 온도로 나타나게 된다. 따라서 적외선 카메라는 계의 열의 이미지를 보여준다는 점에서 열화상 카메라 (thermal imaging camera)라고도 하며, 적외선 카메라는 실제로는 계의 온도 분포를 보여주는 것이 므로 적외선 카메라의 출력 이미지를 thermogram이라고 한다. 적외선 카메라가 생성하는 여러 가지 색으로 나타낸 열화상 또는 온도 분포 이미지는 열의 출입, 이동을 직관적으로 드러내고, 이를 통하여 여러 과정에서 계의 에너지 출입, 이동에 대한 이해와 과정 동안의 물리적, 화학적 변화에 대한 통찰 력을 제공할 수 있을 것으로 기대된다. 특히 적외선 카메라는 비접촉식으로 작동하므로 측정하는 물 체나 계를 교란시키지 않는다는 점에서 물체 또는 계와 열접촉이 필요한 온도계나 온도 센서에 비하 여 유리하다. 본 교재에서 학생들은 이미 친숙한 몇 가지 반응이나 과정을 적외선 카메라를 통하여 관찰 해 보며, 이러한 과정 동안 우리 눈으로는 볼 수 없었던 열과 그 흐름, 온도 분포를 직접 관찰해 보는 기회를 가질 것이다. 관심 대상의 반응이나 과정 동안 계의 열적 패턴의 변화를 통하여 학생들은 눈 3 2024 인천대학교 과학영재교육원 프로그램 에는 보이지 않지만, 실제로는 어떤 일들이 진행되고 있는 것인지 유추해 볼 수 있을 것이다. 이러한 탐구 활동을 통하여 학생들은 열이나 온도에 관련된 여러 개념이나 원리를 직관적으로 인식할 수 있 을 것이고 이들에 대한 더 깊은 이해도 기대할 수 있을 것이다. 본 교재는 적외선 카메라를 사용하여 간단히 수행해 볼 수 있는 탐구 실험들을 중심으로, 깊은 이론 배경이 부족한 중학교 과학 수준의 배 경을 가진 학생들이 이해할 수 있도록 정성적인 면을 다룰 것이다. 그러나 각 실험에는 과학적 마인 드를 가진 학생들을 발견하고 탐구하는 즐거움으로 유도하기 위한 몇 가지 질문들이 제시되어 탐구 의 가이드 역할을 담당할 것이다. 2. 프로그램 개요 구분 관련 교육과정 프로그램 목표 중등 심화 분야 중1/2 과학 영역 과학 (화학) 개발 차시 4차시 물질의 상태 변화 / 열과 우리 생활 적외선 카메라를 이용하여 여러 가지 현상이나 과정에서 가시적으로 열을 관찰하고, 이를 통하여 해당 과정 동안 열의 흐름 및 에너지 변화에 대한 이해를 높인다. 3. 프로그램 차시별 내용 차시 1 2 주요 활동/내용 • 전자기파 스펙트럼의 소개, 열(heat)과 적외선 사이의 관계를 이해 적외선 • 적외선 카메라의 사용법과 주의 사항 카메라 • 몇 가지 물리적 과정 동안 열화상과 그 변화를 관찰하고, 이러한 과 정들에서 열의 흐름과 물질의 에너지 변화를 탐구한다. • 몇 가지 화학 반응 동안 열화상을 통하여 열의 흡수/방출을 관찰하 3 고, 이러한 반응들에서 반응물과 생성물 사이의 에너지 변화를 탐구 한다. 4 4 준비물 • 흥미있는 과학적 현상에 대한 질문을 던지고, 적외선 카메라를 이용 한 열화상 관찰을 통하여 이에 대한 답을 추론해 본다. 종이컵 또는 플라스틱 용기, KCl sodium acetate, KCl, 베이킹 소다 금속/나무 조각, 얼음, NaCl 2024 인천대학교 과학영재교육원 프로그램 2 관련 교과 학습 목표 핵심 역량 차시별 교수· 학습 지도안 중1/2 과학 영역 물질의 상태 변화 / 열과 우리 생활 수업 차시 4 적외선 카메라를 이용하여 여러 가지 현상이나 과정에서 가시적으로 열을 관찰하고, 이 를 통하여 해당 과정 동안 열의 흐름 및 에너지 변화에 대한 이해를 높인다. ■ 창의적 문제해결 능력 □ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 ■ 학문적 개념의 통합적 활용 ■ 융합 및 응용 능력 ■ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 ■ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 □ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ) ■ 설명식 교수 ■ 토의·토론 학습 □ 협력 학습 ■ 탐구 학습 ■ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( ) 수업단계 교수⋅학습 활동 • 빛(전자기파)의 스펙트럼에서 적외선 영역에 대한 소개 • 열(heat)과 적외선 사이의 관계에 대하여 토의 도입 (1차시) • 적외선 카메라의 사용법 - 적외선 카메라를 이용한 열/온도 측정 • 적외선 카메라 사용의 주의 사항 - 적외선에 투명/불투명한 물질 - emissivity / 적외선 반사에 의한 효과 수업자료 및 유의점 전자기파 스 펙트럼 영역 을 보여주는 시각 자료, 적외선 카메 라 • 여러 가지 물리적 과정에서 열의 흡수 또는 방출 관찰 - 더운 물과 찬 물 사이의 열의 흐름 관찰 - 물의 증발과 응축에 의한 온도 변화 관찰 - KCl 용액에서 증발에 의한 온도 변화 관찰 – 증기 압력 내림 전개 (2~3차시) - 색(color )에 따른 열 흡수의 차이 • 여러 가지 화학 반응에서 열의 흡수 또는 방출 관찰 - 과포화 sodium acetate 용액의 결정화 과정 동안 열의 방출의 관 찰 (열의 방출은 용액 전체에서 일어날까? 부분적으로 일어날까?) - 화합물의 용해 과정에서 열의 흡수 (물질의 양에 따라 열의 흡수 종이컵, 플라 스틱 용기 KCl, 베이킹 소다 sodi u m acetate HCl, NaOH 량에 차이가 있는가?) 5 2024 인천대학교 과학영재교육원 프로그램 - 여러 가지 흡열 반응과 발열 반응의 관찰 • 탐구 프로젝트: 같은 온도의 나무 조각과 금속 조각을 손으로 만졌을 정리 및 평가 (4차시) 때 차이가 있을까? 차이가 있다면 그 이유는 무엇인가? - 열의 전도(conduction) • 탐구 프로젝트: 얼음은 물과 소금물 중 어디에서 더 빨리 녹을까? - 열의 대류(convection) 6 나무 조각, 금속 조각 얼음, NaCl 2024 인천대학교 과학영재교육원 프로그램 3 평가 계획 및 기준안 프로그램 적외선 카메라를 이용한 열의 관찰과 응용 명 관련 교과 학습 목표 중1/2 과학 영역 물질의 상태 변화 / 해당 열과 우리 생활 수업 차시 4 적외선 카메라를 이용하여 여러 가지 현상이나 과정에서 가시적으로 열을 관찰하고, 이를 통하여 해당 과정 동안 열의 흐름 및 에너지 변화에 대한 이해를 높인다. • 물리적, 화학적 과정에서 관찰된 열화상을 근거로 계(물질)에서 열 에너지의 변화 (흐름)을 올바로 유추할 수 있는가? • 물리적, 화학적 과정 동안 열의 흡수와 방출, 또는 이동을 물질의 에너지 상태 변화 평가 내용 와 관련지어 생각할 수 있는가? • 실험에서 관찰된 사실들을 기반으로 논리적 사고를 할 수 있는가? • 수업에 집중하면서 탐구적인 태도를 보이는가? • 실험 및 탐구 활동에 다른 조원들과 협력하며 적극적으로 참여하는가? 평가 방법 평가 기준표 관찰평가와 자기평가 위의 각 평가 내용에 대해 상/중/하로 평가 7 

얼마나 작은 것들을 볼 수 있을까 인천대학교 과학영재교육원 2024 인천대학교 과학영재교육원 프로그램 1 프로그램 개요 학교급 중학교 1학년 얼마나 작은 것들을 볼 수 있을까? 본 프로그램은 중학교 과학 중 빛과 파동 교육과정의 내용을 포함하는 프로그램이다. 이 프 로그램은 학생들이 빛의 굴절과 렌즈의 초점 거리 측정 등 광학의 기본 원리를 이해하고, 이를 통해 간이 현미경을 제작하여 다양한 물체들을 관찰하는 수업 과정을 진행한다. 프로그램은 학 생들이 일상생활에서 접할 수 있는 빛과 관련된 현상에 대한 이해를 깊게 하고, 이러한 원리가 다양한 과학 기기에서 어떻게 응용되는지를 실험을 통해 직접 체험할 수 있게 한다. 프로그램은 총 4차시로 구성되어 있으며, 차시마다 빛의 성질과 렌즈의 원리를 실험과 제작 활동을 통해 학습한다. 첫 번째 차시에서는 빛의 기본적인 성질과 현미경에 대한 이해를 위한 전반적인 광학 원리들을 배운다. 두 번째 차시에서는 렌즈의 초점 거리 측정 실험을 통해 빛의 굴절과 이미지 형성의 개념을 학습한다. 세 번째 차시에서는 여러 가지 간이 현미경을 직접 제 작하고, 마지막 차시에서는 제작한 현미경을 사용해 작은 물체들을 관찰하며 프로그램을 마무 리한다. 그림 5 간이현미경 제작진 키트 예시 https://ideascience.co.kr/product/%EC%A2 %85%EC%9D%B4-%ED%98%84%EB%AF%B8%EA%B2%BD -%EB%A7%8C%EB%93%A4%EA%B8%B040%EB%B0%B0% EC%9C%A8/8724/ 이 프로그램은 학생들에게 이론적인 지식뿐만 아니라, 창의적 문제해결 능력, 정보처리 및 3 2024 인천대학교 과학영재교육원 프로그램 도구 활용 능력, 그리고 과학적 개념의 실생활 응용 능력을 배양하는 데 중점을 둔다. 특히, 학 생들이 스스로 현미경을 제작하고 이를 통해 미세한 구조를 관찰하면서 과학적 탐구와 실험의 중요성을 체험할 수 있다. 프로그램의 궁극적인 목표는 학생들이 빛의 성질과 광학 기기의 작동 원리를 이해하고, 이러 한 지식을 바탕으로 현미경과 같은 과학 기기를 실제로 제작할 수 있는 능력을 기르는 것이다. 이 과정에서 학생들은 과학적 사고와 창의성을 동시에 기를 수 있으며, 이를 통해 높은 수준의 과학적 탐구 능력을 함양하게 됩니다. 2. 프로그램 개요 구분(단계) 관련 교육과정 프로그램 목표 중등 심화(사사) 분야 중학교 과학 영역 과학 물리 개발 차시 4차시 빛과 파동 렌즈를 이용한 실험들을 통해 빛의 굴절에 대한 개념을 학습하고 간이 현미경 제작을 통해 현미경의 원리를 탐구한다. 3. 프로그램 차시별 내용 차시 1 2 3 4 주요 활동/내용 준비물 • 빛의 성질과 기본 개념을 학습하고 간이 현미경 제작에 필요한 광학 원 리를 이해한다. • 렌즈의 초점거리 측정 실험을 통해 빛의 굴절 원리와 이미지 형성의 기 본 개념을 이해한다. • 간이 현미경 제작을 통해 광학 기기의 구조와 작동 원리를 이해하고 빛 의 경로와 렌즈의 원리를 학습한다. • 제작한 간이 현미경을 이용해 여러 가지 작은 물체들을 관찰한다. 광학 실험장치 세트 간이 현미경 제작 키트 작은 구조를 가진 시료들 4 2024 인천대학교 과학영재교육원 프로그램 2 관련 교과 학습 목표 핵심 역량 차시별 교수· 학습 지도안 영역 중학교 과학 빛과 파동 수업 차시 4 빛의 성질과 광학 원리를 이해하고 간이 현미경을 제작한다. ■ 창의적 문제해결 능력 □ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 □ 학문적 개념의 통합적 활용 □ 융합 및 응용 능력 ■ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 ■ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 ■ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ■ 설명식 교수 ■ 토의·토론 학습 □ 협력 학습 ■ 탐구 학습 □ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( ) 수업단계 도입 (1차시) ) 교수⋅학습 활동 빛의 성질을 설명하는 자료를 통해 개념을 학습한다. 일상생활에서 빛과 관련된 현상이나 문제들을 제시하고 그에 대한 내용을 토의한다. 수업자료 및 유의점 빛의 성질에 대한 설명 자료 렌즈의 초점 거리 전개 (2~3차시) 렌즈의 초점 거리를 측정하는 실험을 통해 렌즈의 작동 원리 를 파악하고 빛의 굴절과 이미지 형성의 개념을 학습한다. 측정 실험을 위한 광학 실험 도구, 간이 현미경 제작 키트 정리 및 평가 (4차시) 제작한 간이 현미경들을 이용해 위조지폐 방지장치 중 하나인 미세문자를 확인해 본다. 제작한 간이 현미경 중 스마트폰을 이용한 간이 현미경을 이 용해 각종 물체를 관찰한다. 제작한 간이 현미경으로 볼 작은 구조를 가진 시료들 5 2024 인천대학교 과학영재교육원 프로그램 3 평가 계획 및 기준안 프로그램 얼마나 작은 것들을 볼 수 있을까? 명 관련 교과 학습 목표 평가 내용 평가 방법 평가 기준표 6 중학교 과학 영역 빛과 파동 해당 수업 차시 4 빛의 성질과 광학 원리를 이해하고 간이 현미경을 제작한다. 빛의 성질과 현미경의 원리를 잘 이해했는가? 간이 현미경 제작에 적극적으로 참여를 하는가? 자기평가, 관찰평가 항목 빛의 성질에 대한 개념 이해 현미경의 작동 원리 이해 간이 현미경 제작 제작된 간이 현미경으로 지폐의 미세문자 확인 제작된 간이 현미경으로 각종 미세 구조 관찰 수업 내용에 대한 발표 준비 발표 자기 평가 관찰 평가 2024 인천대학교 과학영재교육원 프로그램 4 학생 활동지 프로그램 명 : 얼마나 작은 것들을 볼 수 있을까 소속 학교 이름 영역/단원 학습주제 ▢ 빛과 파동 차시 4차시 빛의 성질과 광학 원리를 이해하고 간이 현미경을 제작한다. 교재 소개 이 교재는 빛의 성질과 렌즈의 원리를 실험과 체험을 통해 학습할 수 있도록 구성 되었습니다. 학생들은 렌즈의 초점거리를 직접 측정하는 실험을 통해 광학의 기초 개념을 이해하고, 이어서 간이 현미경을 제작하여 미세한 물체를 관찰하는 실습을 진행합니다. 이를 통해 눈에 보이지 않는 작은 세계를 탐구하며, 실생활에서도 응용 가능한 과학적 원리를 배울 수 있습니다. 또한, 스마트폰을 활용한 현미경 실습을 통 해 일상에서 과학이 어떻게 활용될 수 있는지를 경험하고, 창의적인 문제해결 능력 을 기르는 것을 목표로 합니다. ▢ 융합 교과 관련 분야 및 내용 교과 분야 물리 내용 물체의 크기 단위에 따른 구별 및 큰 물체 또는 작은 물체의 크기 관측방법 이해 추가 STEM요소 S, T 물리 볼록렌즈의 성질 S, M 물리 렌즈 2장을 이용한 망원경 및 현미경 제작 E 예술 주변의 물체 표면을 관찰하여 물체 표면의 미세구조를 관찰 및 실제 현미경을 제작하여 아름다운 표면 구조를 찾아보기 T * STEM: Science, Technology, Engineering, Mathmatics 약자 ▢ 학습 목표 • 렌즈를 이용한 초점거리 측정 실험을 통해 렌즈의 공식과 빛의 굴절에 대한 개념을 학습한다. • 간이 현미경과 스마트폰 현미경을 제작하여 미세 시료들을 관찰하고 지폐의 미세문자를 관 측하는 활동을 통해 현미경의 원리와 필요성을 학습한다. 7 2024 인천대학교 과학영재교육원 프로그램 5 교수· 학습 자료 프로그램 명 : 얼마나 작은 것들을 볼 수 있을까 빛과 파동 영역/단원 학습주제 ▢ 차시 4차시 •빛의 성질과 광학 원리를 이해하고 간이 현미경을 제작한다. 교재 소개 이 교재는 빛의 성질과 렌즈의 원리를 실험과 체험을 통해 학습할 수 있도록 구성 되었습니다. 학생들은 렌즈의 초점거리를 직접 측정하는 실험을 통해 광학의 기초 개념을 이해하고, 이어서 간이 현미경을 제작하여 미세한 물체를 관찰하는 실습을 진행합니다. 이를 통해 눈에 보이지 않는 작은 세계를 탐구하며, 실생활에서도 응용 가능한 과학적 원리를 배울 수 있습니다. 또한, 스마트폰을 활용한 현미경 실습을 통 해 일상에서 과학이 어떻게 활용될 수 있는지를 경험하고, 창의적인 문제해결 능력 을 기르는 것을 목표로 합니다. ▢ 교재 개요 차시 학습과정 (기초/심화/정리) 1차시 기초학습 2~4차시 심화활동 내용 빛의 성질과 기본개념 학습하고 렌즈의 초점거리 측정 실험 진행한다. 간이 현미경 제작 및 제작한 현미경을 이용해 다양한 시료 관찰한다. 스마트폰 현미경을 이용해 지폐의 미세문자를 확인한다. 20 

생츄어리(Sanctuary)로 멸종위기 동물을 구하라! 인천대학교 과학영재교육원 2024 인천대학교 과학영재교육원 프로그램 1 프로그램 개요 학교급 초등학교 6학년 생츄어리(Sanctuary)로 멸종위기 동물을 구하라! 1. 프로그램 소개 멸종위기 동물의 생츄어리(Sanctuar y)를 아나요? 야생동물은 동물원에서 살기 시작하면, 다시 야생으로 돌아갈 수 없다고 합니다. 멸종위기 동물이 야생성을 보존한 채 다시 자연으 로 돌아갈 수 있는 안전한 피난처, 보금자리가 바로 야생동물 생츄어리입니다. 한국에도 생 츄어리가 생기기 시작한 걸 아나요? 하지만, 반달곰 등 아주 소수 멸종위기종 생츄어리만 있 다고 합니다. 우리나라와 세계 여러나라의 생츄어리를 친구들이 함께 만들어 보길 기대해 요! 2. 프로그램 개요 구분(단계) 초등 심화(사사) 관련 2022 개정 교육과정에 맞추어 교육과정 초6 과학 프로그램 분야 과학 생물 영역 개발 차시 20차시 생명, 지구와 우주, 과학과 사회 멸종위기 동물 문제에 대해 인식하고, 멸종위기 동물을 구하기 위한 생츄어리 목표 (Sanctuar y) 생태학적 조건과 구조에 관해 탐구하고 설계할 수 있다. 3. 프로그램 차시별 내용 차시 주요 활동/내용 § 문제 상황 제시 § 멸종위기 동물 생츄어리(Sanctuary) 알아보기 5~6 § 생츄어리 구조물, 생태터널, 울타리 등 설계하기 7~12 § 야생동물의 필수 생존 요소(물) 탐구하기 13~16 § 생츄어리 생태계의 상호작용 탐구하기 17~20 § 생츄어리 디오라마 제작하기 1~4 준비물 보드게임 만들기 재료 구조물 만들기 재료 물 정화 장치 재료 테라리움 재료 디오라마 재료 3 2024 인천대학교 과학영재교육원 프로그램 2 관련 교과 학습 목표 핵심 역량 차시별 교수· 학습 지도안 초6 과학 생명, 지구와 우주, 영역 과학과 사회 수업 차시 (해당/전체 1~20/20 ) 멸종위기 동물 문제에 대해 인식하고, 멸종위기 동물을 구하기 위한 생츄어리 (Sanctuar y) 생태학적 조건과 구조에 관해 탐구하고 설계할 수 있다. ■ 창의적 문제해결 능력 ■ 자연현상의 기술 공학적 적용 ■ 고등 수학적 추론 능력 ■ 학문적 개념의 통합적 활용 ■ 융합 및 응용 능력 ■ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 ■ 학습 활동을 통한 첨단 과학기술의 이해 ■ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ) □ 설명식 교수 ■ 토의·토론 학습 ■ 협력 학습 ■ 탐구 학습 ■ 프로젝트 학습 □ 모델링 ■ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( ) 수업 단계 교수⋅학습 활동 ▣ 문제 상황 제시 - 멸종위기 동물 현황 및 문제 상황 알아보기 · 적색목록, 멸종위기 동물 분류 등 탐구 - 외국과 한국의 멸종위기 동물 알아보기 - 멸종위기 동물 통계 조사하고, 그래프로 표시하기 - 멸종위기 동물 탐구 보고서 작성하기 도입 (1~4차시) ▣ 멸종위기 동물 생츄어리(Sanctuar y) 알아보기 - 다큐 영화 ‘생츄어리’ 감상하기 - 생츄어리 조성 사례 알아보기(미국 등) - 곰 보금자리 프로젝트 영상보고 소감문 작성하기 - 멸종위기 동물 보드게임 만들기를 통한 감성적 체험 · 멸종위기 동물 보드게임 규칙 정하기 · 카드 및 보드 제작하기 · 모둠 게임 활동 후 소감 발표하기 4 수업자료 및 유의점 ※멸종위기 동물과 생태계, 인간과의 관계를 알 수 있도록 한다. ※생츄어리 와 동물원의 차이점을 알 수 있도록 한다. 2024 인천대학교 과학영재교육원 프로그램 ▣ 생츄어리 구조물, 생태터널, 울타리 등 설계하기 전개 ① (5~8차시) - 생츄어리 조건 탐구하기 구조 등 - 생츄어리 탐방로 구조물, 울타리, 생태통로 알아보기 공학적 - 트러스트 구조 탐구 및 실험하기 탐구를 통해 - ‘팅커캐드’로 생츄어리 설계하기 설계할 수 - 생츄어리 설계 발표하기 있도록 · 편의성, 기능성, 안전성 등 평가하기 ▣ 야생동물의 필수 생존 요소(물) 탐구하기 - 야생동물에게 물 공급하는 방법 알아보기 - 깨끗한 물 제공을 위한 간이 정수기 설계하기 전개 ② (9~12차시) · 물의 정화 방법 탐구하기 - 물의 순환과 헤론의 분수 탐구하기 · 헤론의 분수 실험하기 - 야생동물을 위한 수로, 연못 설계하기 - 발표 및 상호 평가하기 ▣ 생츄어리 생태계의 상호작용 탐구하기 전개 ③ (13~16차시) ※ 물 이외 동물의 다양한 생존조건을 탐구할 수 있도록 한다. ※ 테라리움 을 제작하고 - 테라리움을 통해 생태계의 구성 요소 알아보기 기간을 정하고 - 이끼 테라리움 제작하기 다양한 · 기본 구조 만들기 생태계의 · 식물 심기 변화를 관찰 · 줄 주기 및 용기 덮기 할 수 있도록 ▣ 생츄어리 디오라마 제작하기 (17~20차) 한다. - 테라리움 특징 알아보기 - 이끼 테라리움 관찰하기 정리 및 평가 ※트러스트 한다. ※ 디오라마 - 디오라마 특징 조사하기 제작에서 - 생츄어리 디오라마 제작하기 멸종위기 · 주제 및 설계 구상 동물의 · 베이스 제작 및 환경 조성 서식지의 · 동물 배치 및 표현하기 특징이 잘 - 생츄어리 디오라마 제작 및 발표하기 · 감상 및 평가하기 드러나게 한다. 5 2024 인천대학교 과학영재교육원 프로그램 3 평가 계획 및 기준안 생츄어리(Sanctuary)로 멸종위기 동물을 구하라! 프로그램명 관련 교과 학습 목표 초6 과학 영역 생명, 지구와 우주, 수업 차시 과학과 사회 (해당/전체) 멸종위기 동물 문제에 대해 인식하고, 1~20/20 멸종위기동물을 구하기 위한 생츄어리 (Sanctuar y) 생태학적 조건과 구조에 대해 탐구하고 설계할 수 있다. § 나는 멸종위기 동물의 서식지와 보호 필요성에 대해 충분히 이해하고, 생츄어 리 설계에 반영했다. § 나는 창의적인 아이디어를 활용하여 동물의 생태와 필요를 고려한 생츄어리 를 설계했다. § 설계 과정에서 발생한 문제를 효과적으로 해결하기 위해 다양한 방법을 시도 했다. 평가 내용 § 동료들과 효과적으로 협력하여 프로젝트 목표를 달성했다. § 나는 프로젝트의 모든 단계에 적극적으로 참여하고, 내 역할을 충실히 수행했 다. § 나는 멸종위기 동물과 생츄어리 설계에 필요한 정보를 충분히 조사하고, 설계 에 적용했다. 평가 방법 § 과제 수행을 기한 내에 완수하기 위해 시간을 효율적으로 관리했다. § 나는 내가 만든 생츄어리 설계 결과물에 만족한다. 동료평가, 자기평가, 관찰평가, 포트폴리오 평가 등 § 멸종위기 동물의 생태적 특성, 서식지, 멸종위기의 원인 등에 대해 학습할 수 있다. (상, 중, 하) § 멸종위기 동물 탐구하며, 생츄어리 프로젝트를 통해 환경보호 의식을 키울 수 있다. (상, 중, 하) 평가 § 기준표 생츄어리 구조 설계와 모형 제작을 통해 기초적인 건축학 개념을 이해한다. (상, 중, 하) § 야생동물의 멸종 실태를 조사하고, 해석하며 수학적 사고력을 키울 수 있었 다.(상, 중, 하) § 창의적인 생츄어리 스케치 및 설계, 구상 등에 있어서 미적인 요소와 기능적 인 요소를 함께 고려할 수 있다. (상, 중, 하) 6 2024 인천대학교 과학영재교육원 프로그램 4 학생 활동지 프로그램 명 : 생츄어리(Sanctuary)로 멸종위기 동물을 구하라! 소속 학교 이름 영역/단원 학습주제 ▢ 생명, 지구와 우주, 과학과 사회 차시 20차시 멸종위기 동물 문제에 대해 인식하고, 멸종위기동물을 구하기 위한 생츄어리(Sanctuar y) 생태학적 조건과 구조에 대해 탐구하고 설계할 수 있다. 관련 분야 및 내용 교과 분야 내용 § 과학 멸종위기 동물의 생태적 특성, 서식지, 멸종위기의 원인 등에 대해 학습할 수 있도록 합니다. § STEM요소 멸종위기 동물 탐구하며, 생츄어리 프로젝트를 통해 환 S 경보호 의식을 키울 수 있습니다. 기술/ § 공학 수학 미술 생츄어리 구조 설계와 모형 제작을 통해 기초적인 건축 학 개념을 익힐 수 있도록 합니다. § 야생동물의 멸종 실태를 조사하고, 해석하며 수학적 사 § 고력을 향상 시킵니다. 창의적인 생츄어리 스케치 및 설계, 구상 등에 있어서 미적인 요소와 기능적인 요소를 함께 고려할 수 있습니 T, E M A 다. * STEM: Science, Technology, Engineering, Mathmatics 약자 ▢ 융합 교과의 개요 및 목적 “생츄어리(Sanctuary)로 멸종위기 동물을 구하라!” 프로그램은 다양한 영역의 지식을 융합하여 창의적 사고, 통합적 사고를 통해 멸종위기 동물의 문제를 해결해 보는 경험 을 할 수 있도록 설계되어 있습니다. 멸종위기 동물의 피난처, 안식처인 생츄어리의 구성 조건을 알아보고, 동물들이 다시 금 자연으로 돌아갈 수 있도록 생츄어리를 구상하는 지식과 기술을 탐구하도록 합니 다. 7 2024 인천대학교 과학영재교육원 프로그램 5 교수· 학습 자료 프로그램 명 : 생츄어리(Sanctuary)로 멸종위기 동물을 구하라! 영역/단원 학습주제 생명, 지구와 우주, 과학과 사회 차시 20차시 멸종위기 동물 문제에 대해 인식하고, 멸종위기동물을 구하기 위한 생츄어리(Sanctuar y) 생태학적 조건과 구조에 대해 탐구하고 설계할 수 있다. < 교재 요약 > 멸종위기 동물의 생츄어리(Sanctuary)를 아나요? 야생동물은 동물원에서 살기 시 작하면, 다시 야생으로 돌아갈 수 없다고 합니다. 멸종위기 동물이 야생성을 보존 한 채 다시 자연으로 돌아갈 수 있는 안전한 피난처, 보금자리가 바로 야생동물 생 츄어리입니다. 한국에도 생츄어리가 생기기 시작한 걸 아나요? 하지만, 반달곰 등 아주 소수 멸종위기종 생츄어리만 있다고 합니다. 우리나라와 세계 여러나라의 생 츄어리를 친구들이 함께 만들어 보길 기대해요! 멸종위기 동물 문제는 지구상 동물의 수가 주는 것에 그치지 않는다. 생물 다양 성과 생태계 균형에도 영향을 주며, 궁극적으로는 인간의 생존에도 영향을 준다. 멸종위기 동물에 대한 보호와 보존을 위해서는 피난처, 생츄어리가 필요하다. 기존 의 동물원과는 달리 자연으로 돌아갈 수도 있고, 동물로써 온전히 생활을 영위할 수 있어야 한다. 본 20차시 프로젝트에서는 멸종위기 동물에 대한 문제부터 동물이 살아가는 데 필요한 조건, 생츄어리를 설계하기 위한 조건 등을 탐구하여 생태계에 대한 종합적인 이해와 생물다양성에 대한 인식을 갖도록 하고 있다. 50 

꿀벌의 뇌 탐험: 감각의 세계로의 여행 인천대학교 과학영재교육원 2024 인천대학교 과학영재교육원 프로그램 1 프로그램 개요 학교급 꿀벌의 뇌 탐험: 감각의 세계로의 여행 중학교 1학년 1. 프로그램 소개 우리는 꿀벌의 뇌를 해부하고, 곤충의 놀라운 두뇌의 구조와 기능을 배울 것입니다. 이 프로그램 에서는 실습을 통해 직접 꿀벌의 뇌를 다루며, 그들의 감각과 지능을 이해할 수 있는 기회를 제공 합니다. 이론 수업에서는 곤충의 뇌가 어떻게 동작하며, 꿀벌이 세상을 어떻게 인지하는지에 대해 깊이 있는 통찰을 제공할 것입니다. 2. 프로그램 개요 구분(단계 ) 관련 교육과정 프로그램 목표 중등 심화(사사) 분야 중1 과학 영역 과학 생명 개발 차시 4차시 생물의 구성과 다양성 학생들이 꿀벌의 뇌를 해부하고, 곤충의 생물학적 특성을 이해하며, 과학적 탐구 능력을 기른다. 3. 프로그램 차시별 내용 차시 주요 활동/내용 1 • 곤충의 두뇌 구조 및 기본 기능 설명 2 • 꿀벌의 감각 인지 시스템 및 생태적 역할 준비물 해부용 가위, 3 • 꿀벌 뇌 해부 준비와 해부 실습 포셉, PBS, 스포이드, 현미경 4 • 해부 결과 분석 및 팀별 발표 3 2024 인천대학교 과학영재교육원 프로그램 2 차시별 교수· 학습 지도안 관련 교과 학습 목표 핵심 역량 중1 과학 생물의 구성과 영역 다양성 수업 차시 4 학생들이 꿀벌의 뇌를 해부하고, 곤충의 생물학적 특성을 이해하며, 과학적 탐구 능력을 기른다. ■ 창의적 문제해결 능력 ■ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 □ 학문적 개념의 통합적 활용 ■ 융합 및 응용 능력 □ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 □ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 □ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) ■ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ■ 설명식 교수 □ 토의·토론 학습 □ 협력 학습 ■ 탐구 학습 □ 프로젝트 학습 □ 모델링 ■ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( ) 수업단계 교수⋅학습 활동 Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ 다양한 곤충의 뇌 사진 및 다이어그램을 활용한 설명 각 뇌 부위의 역할과 기능에 대한 팀별 발표 및 토론 꿀벌의 후각, 미각, 시각 등 감각 시스템 설명 꿀벌이 생태계에서 하는 역할 및 인간 생활과의 연관성에 대한 그룹 토론 (2~3차시) Ÿ Ÿ 해부 도구 사용법 및 안전 수칙 교육 꿀벌 샘플을 이용한 실제 해부 실습 (관찰 및 기록) 정리 및 평가 Ÿ 해부한 뇌의 관찰 결과를 분석하고 각 뇌 부위의 기능에 대한 발표 준비 수업 종료 후 반성과 피드백 시간 (느낀 점 및 배운 점 공유) 도입 (1차시) 전개 (4차시) 4 ) Ÿ 수업자료 및 유의점 2024 인천대학교 과학영재교육원 프로그램 3 평가 계획 및 기준안 꿀벌의 뇌 탐험: 감각의 세계로의 여행 프로그램 명 관련 교과 학습 목표 중1 과학 영역 생물의 구성과 해당 다양성 수업 차시 4 학생들이 꿀벌의 뇌를 해부하고, 곤충의 생물학적 특성을 이해하며, 과학적 탐구 능력을 기른다. 1. 이론 이해도 평가: 퀴즈 또는 시험: 곤충의 뇌 구조, 기능, 감각 인지 시스템에 대한 이해도를 측 정하는 객관식 또는 주관식 문제. 2. 실습 참여 및 기술 평가: 해부 실습에서의 참여도 및 기술: 해부 도구 사용법, 안전 수칙 준수 여부, 팀 원과의 협력 정도. 평가 내용 실습 일지: 각 차시마다 실습 후 작성하는 일지의 내용과 관찰 기록 평가 협력 능력: 팀 내에서의 역할 분담, 협력, 의사소통 능력 평가. 3. 최종 피드백 및 자기 평가: 반성 및 피드백 시간: 프로그램 종료 후 학생들이 느낀 점과 배운 점에 대한 작성 및 발표. 자기 평가: 학생들이 자신의 학습 목표 달성 정도 및 향후 개선 방향에 대해 스스로 평가. 평가 방법 평가 기준표 자기평가, 관찰평가 평가 방법에 따른 기준표 제시 5 2024 인천대학교 과학영재교육원 프로그램 4 학생 활동지 프로그램 명 : 꿀벌의 뇌 탐험: 감각의 세계로의 여행 소속 학교 이름 영역/단원 학습주제 차시 생물의 구성과 다양성 4차시 학생들이 꿀벌의 뇌를 해부하고, 곤충의 생물학적 특성을 이해하며, 과학적 탐구 능 력을 기른다. ▢ 교재 소개 이 교재는 꿀벌의 뇌 구조와 기능, 감각 인지 시스템에 대한 심층적인 이해를 돕기 위해 ** 소개 교재 ** 설계되었습니다. 주요 학습 내용으로는 곤충의 뇌 해부 및 각 부위의 역할, 꿀벌이 생태계 에서 수행하는 기능 등이 포함됩니다. 또한, 실습을 통해 학생들이 생물학적 구조를 직접 탐구하고 관찰할 수 있도록 구성되어 있습니다. 교육 목적은 과학적 탐구 능력을 향상시 키고 환경 보호에 대한 인식을 높이는 것입니다. 이 프로그램을 통해 학생들은 생명과학 에 대한 흥미를 갖고, 자연에 대한 깊은 이해를 발전시킬 수 있습니다. ▢ 융합 교과 관련 분야 및 내용 교과 분야 내용 STEM요소 생명과학 곤충의 형태 및 신경생리 S ▢ 학습 목표 • 꿀벌의 뇌를 해부하고, 곤충의 생물학적 특성을 이해하며, 과학적 탐구 능력을 기른다. 6 2024 인천대학교 과학영재교육원 프로그램 5 교수· 학습 자료 프로그램 명 : 꿀벌의 뇌 탐험: 감각의 세계로의 여행 영역/단원 학습주제 생물의 구성과 다양성 차시 4차시 • 학생들이 꿀벌의 뇌를 해부하고, 곤충의 생물학적 특성을 이해하며, 과학적 탐구 능력을 기른다. ▢ 교재 소개 소개 교재 ** 이 교재는 꿀벌의 뇌 구조와 기능, 감각 인지 시스템에 대한 심층적인 이해를 돕기 위해 설 계되었습니다. 주요 학습 내용으로는 곤충의 뇌 해부 및 각 부위의 역할, 꿀벌이 생태계에서 수행하는 기능 등이 포함됩니다. 또한, 실습을 통해 학생들이 생물학적 구조를 직접 탐구하 고 관찰할 수 있도록 구성되어 있습니다. 교육 목적은 과학적 탐구 능력을 향상시키고 환경 보호에 대한 인식을 높이는 것입니다. 이 프로그램을 통해 학생들은 생명과학에 대한 흥미 를 갖고, 자연에 대한 깊은 이해를 발전시킬 수 있습니다. 지도 방향 본 교육 프로그램은 학생들이 주도적으로 참여할 수 있는 학습 환경을 조성하는 데 중점을 둡니 다. 이론 수업에서는 다양한 시청각 자료를 활용하여 학생들의 이해도를 높이고, 질문과 토론을 통해 능동적인 참여를 유도합니다. 실습 수업에서는 안전 수칙을 강조하며, 각 학생이 해부 과정 을 주의 깊게 관찰하고 기록하도록 지도합니다. 그룹 활동을 통해 협력 및 의사소통 능력을 키우 고, 발표 및 피드백 시간을 통해 학생들이 서로의 의견을 존중하고 학습 경험을 공유할 수 있도 록 합니다. 또한, 각 차시 후에는 반성의 시간을 마련하여 학습 내용을 되새기고, 향후 개선 방향 을 스스로 모색할 수 있도록 돕습니다. 수업 TIP • 수업 중 주요 개념을 색깔로 구분해 정리하면 기억에 도움이 됩니다. 그룹 활동 시 역할을 미리 정하면 협력이 원활해지고 발표 준비가 효율적입니다. 실습 후에는 느낀 점과 생각을 함께 기록하면 학습이 더욱 깊어집니다. 마지막으로, 수업에서 궁금한 점이 생기면 인터넷 검색이나 도서관을 활용해 추가 정 보를 찾아보는 것을 추천합니다. 17 2024 인천대학교 과학영재교육원 프로그램 ▢ 교재 개요 이 교재는 꿀벌의 뇌 구조와 기능, 감각 인지 시스템을 중심으로 설계되어 있습니다. 주요 내용 으로는 곤충의 뇌 해부, 꿀벌의 행동에 미치는 뇌의 역할, 그리고 꿀벌의 생태적 중요성을 다룹 니다. 각 차시는 이론 수업과 실습으로 나뉘어 있으며, 학생들은 실습을 통해 생물학적 구조를 직접 탐구하고 관찰할 수 있는 기회를 갖습니다. 또한, 학생들의 과학적 탐구 능력과 환경 보호 인식을 증진시키는 것을 목표로 하며, 다양한 활동을 통해 생명과학에 대한 흥미와 이해를 높이 는 데 초점을 맞추고 있습니다. 차시 학습과정 1~2차시 기초학습 3차시 심화활동 4차시 정리 및 고찰 내용 • 곤충의 두뇌 구조 및 기본 기능 설명 • 꿀벌의 감각 인지 시스템 및 생태적 역할 • 꿀벌 뇌 해부 준비와 해부 실습 • 해부 결과 분석 및 팀별 발표 ▢ 관련 분야 및 내용 18 교과 분야 내용 STEM 요소 생명과학 곤충의 형태 및 신경생리 S 

화학적 환경에 따른 코발트 착물의 색 변화 전남대학교 과학영재교육원 2024 전남대학교 과학영재교육원 프로그램 1 프로그램 개요 학교급 화학적 환경에 따른 코발트 착물의 색 변화 중학교 1학년 1. 프로그램 소개 이 프로그램은 전이 금속 코발트가 포함된 착물의 환경 변화에 따른 색 변화를 관찰하고 무선 분광광도계를 활용하여 흡광도를 측정한다. 학생들의 동기유발 및 착물의 색에 대한 이해를 돕 기위해 생성형 인공지능을 활용하여 모둠별 조사, 발표활동을 수행한다. 실험을 통해 측정한 파 장에 따른 흡광도 데이터를 추출하여, 생성형 인공지능을 활용 그래프로 변환해보는 활동을 수 행한다. 이를 통해 학생들에게 인공지능 활용 경험을 제공하고, 문제해결력을 높이고자 한다. 2. 프로그램 개요 구분(단계) 관련 교육과정 프로그램 목표 중등 심화(사사) 분야 중1 과학 영역 과학 화학 개발 차시 8차시 물질의 구성 빛과 파동 화학적 환경에 따른 코발트 착물의 색 변화를 분광광도계를 이용하여 측정하고, 얻은 데이터를 생성형 AI 를 이용하여 분석 및 처리할 수 있다. 3. 프로그램 차시별 내용 차시 1 2~3 4 5~7 8 주요 활동/내용 • 분광광도계의 원리, 빛의 흡수와 보색관계에 대한 강의를 통해 전이금 속 착물에서의 색이 나타나는 원리를 이해한다. • 색을 나타내는 전이금속이 활용된 사례를 생성형 AI 의 도움을 받아 찾 아보고, 이를 소개하는 프리젠테이션을 제작한다. 준비물 노트북, 생성형 AI • 색을 나타내는 전이금속이 활용된 사례에 대해 발표한다. • 질산코발트 수용액에 브로민화 리튬을 가할 때, 색 변화를 관찰하고 분 광광도계로 흡수스펙트럼을 측정한다. • 수용액에 질산 납을 첨가하며, 색 변화를 관찰하고 분광광도계로 흡수 스펙트럼을 측정한다. • 분광광도계에서 얻은 데이터를 생성형 AI를 활용하여 파장-흡광도 그래프로 변환시켜보고, 흡수스펙트럼의 노이즈를 줄일 수 있는 방법을 탐색한다. • 색을 활용한 과학 및 기술 연구분야나 사례에 대해 조사해본다. 무선 분광광도계 노트북, 생성형 AI 3 2024 전남대학교 과학영재교육원 프로그램 2 관련 교과 차시별 교수· 학습 지도안 중1 과학 영역 물질의 구성 수업 차시 빛과 파동 (해당/전체) 1~4 / 8 전이금속 착물의 색이 나타나는 원리를 빛의 흡수와 보색관계를 통해 이해할 수 있다. 학습 목표 색을 나타내는 전이금속이 우리 생활에 활용되는 사례를 생성형 인공지능을 활용하여 조사하고, 이를 발표할 수 있다. 핵심 역량 □ 창의적 문제해결 능력 ■ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 □ 학문적 개념의 통합적 활용 □ 융합 및 응용 능력 ■ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 ■ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 ■ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ) ■ 설명식 교수 □ 토의·토론 학습 ■ 협력 학습 ■ 탐구 학습 □ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( 수업단계 ) 교수⋅학습 활동 수업자료 및 유의점 [학습동기유발] 우리가 색을 볼 수 있는 이유에 대해 의문을 제시하고, 학습동기를 유발한다. 도입 (40분) [이론 강의] 화학물질이 색을 띠는 이유를 빛의 흡수와 보색관계에 대한 강의를 통해 PPT 이해한다. 전이금속과 실험에 활용될 분광광도계에 대한 간단한 이론을 소개한다. 전이금속의 색이 활용되는 사례 조사 및 발표활동 [활동 모둠편성] : 모둠 편성 후 구글슬라이드 공유기능을 활용하여, 발표자료를 제작하 전개 (100분) 도록 안내한다. [생성형 AI 활용 안내] : 원하는 정보를 얻기 위해 생성형 AI 를 활용하는 방법과 예시에 대해 안내한다. : 이미지 생성 AI 를 활용하여 발표자료에 필요한 이미지를 생성하는 방 법을 안내한다. 4 생성형 AI 와 공유문서 2024 전남대학교 과학영재교육원 프로그램 관련 교과 중1 과학 영역 물질의 구성 수업 차시 빛과 파동 (해당/전체) 5~8 / 8 코발트 착물 수용액에 첨가되는 물질에 따른 색변화를 관찰하고, 분광광도계를 활용하 여 흡광도 스펙트럼을 측정하고, 이를 정성적으로 해석해낼 수 있다. 학습 목표 분광광도계로 측정한 파장별 흡광도 데이터를 생성형 인공지능을 활용하여 흡광도 그 래프로 그려보고, 그래프의 노이즈를 줄이는 방법을 탐색해낼 수 있다. 과학 및 공학분야에서 빛과 색을 활용한 연구분야에 대해 조사하고, 이를 발표할 수 있다. 핵심 역량 □ 창의적 문제해결 능력 □ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 □ 학문적 개념의 통합적 활용 □ 융합 및 응용 능력 ■ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 ■ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 ■ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ) □ 설명식 교수 □ 토의·토론 학습 ■ 협력 학습 ■ 탐구 학습 □ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( 수업단계 ) 교수⋅학습 활동 수업자료 및 유의점 [실험 안전교육] 도입 (20분) : 실험복, 장갑 등 안전용품을 착용하고 실험시 주의사항에 대해 안내한다. : 무선 분광광도계의 사용방법을 안내한다. [실험활동 수행] 1. 0.1M 질산코발트 수용액을 만든다. (학생들에게는 질산코발트 질량(2.38g)과 증류수 100mL를 섞어 용액 을 제조하게 한다. : 질산코발트 수용액의 색을 관찰하고, 색이 나타나는 이유를 토의를 통 전개 (100분) 해 찾아내게 한다. (질산코발트 용액의 붉은색을 나타내는 이유를 질산코발트가 푸른색 빛 을 흡수하고, 그 보색이 보이는 것임을 질문하고, 모둠별로 답변하도록 함) : 분광광도계를 활용하여 질산코발트 수용액의 흡수스펙트럼을 측정하 고, 최대흡수파장을 찾는다. (질산코발트 용액의 최대흡수파장을 측정하고, 앞에서 토의한 내용을 확인하도록 함) 6 PPT 2024 전남대학교 과학영재교육원 프로그램 3 평가 계획 및 기준안 프로그램 명 관련 교과 화학적 환경에 따른 코발트 착물의 색 변화 중2 과학 영역 물질의 구성 수업 차시 빛과 파동 (해당/전체) 1~4 / 8 전이금속 착물의 색이 나타나는 원리를 빛의 흡수와 보색관계를 통해 이해할 수 있다. 학습 목표 색을 나타내는 전이금속이 우리 생활에 활용되는 사례를 생성형 인공지능을 활용하여 조사하고, 이를 발표할 수 있다. 색을 나타내는 전이금속이 활용되는 사례에 대한 조사 및 발표활동 평가 내용 전이금속 착물의 색이 나타나는 원리에 대한 이해 여부 생성형 인공지능 활용능력 모둠별 협업 및 의사소통 평가 방법 동료평가, 자기평가, 관찰평가 동료평가 : 전이금속의 색 활용 사례 조사에서 모둠원과 소통하며 역할을 잘 수행하였는가? : 다른 모둠이 전이금속의 색이 활용되는 사례를 잘 발표했는가? 자기평가 평가 기준표 : 전이금속 착물의 색이 나타나는 원리에 대해 다른 학생에게 설명해줄 수 있는가? : 생성형 인공지능의 사용법을 알고, 효과적으로 다룰 수 있는가? 관찰평가 : 생성형 인공지능을 효과적으로 활용하여 제시된 과제를 해결해내는가? : 모둠별 협업 및 의사소통을 통해 다양한 자료를 제시하고 유창하게 발표하는가? 8 2024 전남대학교 과학영재교육원 프로그램 프로그램 화학적 환경에 따른 코발트 착물의 색 변화 명 관련 교과 중2 과학 영역 물질의 구성 수업 차시 빛과 파동 (해당/전체) 5~8 / 8 코발트 착물 수용액에 첨가되는 물질에 따른 색변화를 관찰하고, 분광광도계를 활용하 여 흡광도 스펙트럼을 측정하고, 이를 정성적으로 해석해낼 수 있다. 학습 목표 분광광도계로 측정한 파장별 흡광도 데이터를 생성형 인공지능을 활용하여 흡광도 그 래프로 그려보고, 그래프의 노이즈를 줄이는 방법을 탐색해낼 수 있다. 과학 및 공학분야에서 빛과 색을 활용한 연구분야에 대해 조사하고, 이를 발표할 수 있다. 전이금속 착물의 색 변화 및 흡수스펙트럼 측정 평가 내용 분광광도계 데이터를 생성형 인공지능을 활용하여 그래프로 변환여부 빛과 색을 활용한 연구분야 조사 및 발표 평가 방법 자기평가, 관찰평가 자기평가 : 코발트 착물의 색변화의 원리를 이해하고, 설명할 수 있는가? 평가 기준표 : 생성형 인공지능을 활용하여 측정데이터를 그래프로 변환하는 과정을 수행해낼 수 있는가? 관찰평가 : 빛과 색을 활용한 연구분야에 대해 충실하게 조사하였는가? 9 

인공지능(AI)을 활용한 과학 데이터 분석 전남대학교 과학영재교육원 2024 전남대학교 과학영재교육원 프로그램 1 프로그램 개요 학교급 프로그램명 중학교 2학년 인공지능(AI )을 활용한 과학 데이터 분석 1. 프로그램 소개 본 프로그램은 과학 데이터의 개념과 중요성을 이해하고, 이를 실제 문제 해결에 활용할 수 있는 능력을 기르는 데 중점을 둡니다. 학생들은 과학 데이터를 표로 논리적으로 구분하고 정리하는 방 법을 배우며, 부호화를 통해 과학 데이터를 명확하게 표현할 수 있는 능력을 함양합니다. 또한, 기본 전기회로와 브레드보드의 원리를 익히고, 시뮬레이션 프로그램을 통해 회로를 설계하고 과학 데이터를 수집, 정리하는 과정을 경험합니다. 표로 정리된 과학 데이터를 대화형 AI 도구를 통해 시각화하고 패턴화하기 위해 프롬프트를 작성하는 방법에 대해 탐구합니다. 학생들은 AI 분석 도 구를 활용해 수집된 과학 데이터를 시각화하고 패턴을 분석하며, 이를 바탕으로 문제 해결 능력을 기릅니다. 인공지능의 기본 작동 원리를 이해하고, 선형회귀, k -N N , Tr ee 모델 등을 AI 분석 도 구인 오렌지3에서 구현하여 과학 데이터를 분석하고 예측하는 방법을 학습합니다. 이를 통해 인 공지능이 과학 연구에 어떻게 적용될 수 있는지 탐구하고, 학생 수준에서 이를 실제로 활용할 수 있는 역량을 배양합니다. 2. 프로그램 개요 구분(단계) 관련 교육과정 중등 심화(사사) 분야 중2 과학 영역 과학 물리 개발 차시 8차시 전기와 자기 과학 데이터의 개념과 중요성을 이해하고, 표를 활용하여 과학 데이터를 논리적으로 구 분하고 정리하는 능력을 함양한다. 과학 데이터 부호화의 필요성과 특징을 이해하며, 이를 통해 과학 데이터를 명확하게 표현할 수 있다. 기본 전기회로와 브레드보드의 원리를 익히 고, 시뮬레이션 프로그램을 통해 회로를 설계하는 능력을 기른다. 설계된 회로에서 과학 데 프로그램 목표 이터를 수집하고, 이를 표로 체계적으로 정리하는 능력을 배양한다. 대화형 AI 도구를 활용 하여 표로 정리된 과학 데이터를 시각화하고 패턴을 분석하는 과정을 순차적으로 진행할 수 있도록 한다. 과학 데이터를 이용해 문제를 해결하는 과정을 논리적으로 설명할 수 있다. 인 공지능의 기본 작동 원리를 선형회귀를 중심으로 설명할 수 있다. 오렌지3에서 과학 데이터 를 바탕으로 선형회귀 모델, k-NN 모델, Tr ee 모델을 만들고 이를 평가 및 예측에 활용할 수 있다. 인공지능이 과학연구에 활용될 수 있음을 알며, 인공지능 중 선형회귀 모델, k-NN 모델, Tr ee 모델을 학생 수준의 과학연구에 활용할 수 있다. 3 2024 전남대학교 과학영재교육원 프로그램 3. 프로그램 차시별 내용 차시 주요 활동/내용 준비물 • 과학 데이터의 개념을 이해하고 실제 사례를 토대로 과학 데이터의 중요성을 설명할 수 있으며, 표를 이용하여 과학 데이터를 구분하여 1 정리할 수 있다. • 과학 데이터를 논리적으로 묘사하는 방법에 대해 이해하고, 과학 데 구글 스프레드시트 학습지 컴퓨터(1인 1대) 이터 부호화의 특징과 필요성을 인식한다. • 기본 전기회로의 원리와 브레드보드의 특징에 대해 이해하고 시뮬레 2-3 이션 프로그램을 통해 회로를 설계할 수 있다. • 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 설계한 회로에서 과학 데이터를 수집 팅커캐드, 학습지 컴퓨터(1인 1대) 하고 표로 정리할 수 있다. 4 5 • 대화형 AI 도구를 활용하여 표로 정리된 과학 데이터를 시각화하고 패턴을 분석할 수 있다. • 인공지능의 기본 학습 과정을 선형회귀를 중심으로 이해한다. • 오렌지3를 이용해 과학 데이터를 가지고 인공지능을 학습시켜 선형 6-7 회귀 모델, k-N N 모델, Tr ee 모델을 만들어본 뒤 평가하고 예측한 다. • 과학 연구에서 인공지능 모델 중 선형회귀, k-NN, Tr ee 모델을 활용 8 하는 사례를 찾아보고 연구활동에서 선형회귀, k -N N, Tr ee 모델을 어떻게 활용할 수 있는지 말해본다. 4 구글 스프레드시트 chatGPT, 학습지 컴퓨터(1인 1대) 학습지 학습지, 오렌지3 컴퓨터(1인 1대) 학습지, 오렌지3 컴퓨터(1인 1대) 2024 전남대학교 과학영재교육원 프로그램 2 관련 교과 차시별 교수· 학습 지도안 중2 과학 영역 전기와 자기 수업 차시 1 / 8 (해당/전체) 과학 데이터의 개념을 이해하고 실제 사례를 토대로 과학 데이터의 중요성을 설명할 수 학습 목표 있으며, 표를 이용하여 과학 데이터를 구분하여 정리할 수 있다. 과학 데이터를 논리적으로 묘사하는 방법에 대해 이해하고, 과학 데이터 부호화의 특징 과 필요성을 인식한다. 핵심 역량 □ 창의적 문제해결 능력 □ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 □ 학문적 개념의 통합적 활용 □ 융합 및 응용 능력 □ 과학적 개념의 실생활 응용 √ 수학적 의사소통 및 협업 능력 □ √ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 □ √ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ) √ 설명식 교수 □ □ 토의·토론 학습 √ 협력 학습 □ √ 탐구 학습 □ □ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( 수업단계 ) 교수⋅학습 활동 수업자료 및 유의점 1. 데이터의 의미와 역할 알아보기 - 데이터의 의미가 관찰이나 실험, 자료를 통해 얻은 자료임을 이해하기 - DI KW 피라미드를 통하여 데이터가 지식으로 발전할 수 있음을 이해하기 도입 (10분) 2. 과학 데이터 알아보기 - 과학 데이터가 연구활동을 수행하는 과정에서 생산되는 데이터임을 이해하기 - 과학 데이터를 수집하고 표로 정리하여 시각화하는 과정 살펴보기 3. 표의 특징과 작성하는 방법 알아보기 1. 주변의 과학 데이터 직접 수집하여 표로 정리하기 - 내가 사는 지역의 가구 평균 전력 사용량 조사하여 과학 데이터 수집하기 전개 (25분) - 표 작성법에 유의하여 수집한 과학 데이터를 스프레드시트에 정리하기 2. 부호화의 의미와 필요성 알아보기 - 4색 저항의 판독법을 통해 객관적이고 명확한 정보를 전달하는 데 부호 화가 필요함을 인식하기 5 2024 전남대학교 과학영재교육원 프로그램 관련 교과 중2 과학 영역 전기와 자기 수업 차시 2~3 / 8 (해당/전체) 기본 전기회로의 원리와 브레드보드의 특징에 대해 이해하고 시뮬레이션 프로그램을 학습 목표 통해 회로를 설계할 수 있다. 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 설계한 회로에서 과학 데이터를 수집하고 표로 정리 할 수 있다. 핵심 역량 □ 창의적 문제해결 능력 □ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 □ 학문적 개념의 통합적 활용 □ 융합 및 응용 능력 □ 과학적 개념의 실생활 응용 √ 수학적 의사소통 및 협업 능력 □ √ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 □ √ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ) √ 설명식 교수 □ □ 토의·토론 학습 √ 협력 학습 □ √ 탐구 학습 □ □ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( 수업단계 ) 교수⋅학습 활동 수업자료 및 유의점 1. 기본 전기회로 작성해보기 - 전기회로는 전기가 흐르도록 구성된 회로임을 이해하기 - 건전지, 전선, 저항 등을 이어 닫힌 회로를 만들 수 있음을 확인하기 - 회로의 기본 요소인 건전지, 전선, 저항 이해하기 - 저항이 회로에 연결될 때의 역할 알아보기 - 전압이 일정할 때 저항값이 달라지면 회로의 전류가 어떻게 바뀌는지 확인하기 - 저항의 직렬연결과 병렬연결의 특징을 회로의 전류모형을 이용하여 도입 (10분) 비교하기 2. 브레드보드의 사용 방법 이해하기 - 브레드보드의 개념과 구조 알아보기 - 브레드보드에 소자를 연결할 때, 내부 금속끼리 맞닿아 닫힌 회로가 되는 조건 살펴보기 3. 전기회로 시뮬레이션 Tinker cad 활용하기 - 다양한 소자를 살펴보고 기본 조작 방법 익히기 - 과학 데이터 수합에 필요한 건전지와 저항 배치하기 7 2024 전남대학교 과학영재교육원 프로그램 3 평가 계획 및 기준안 프로그램 명 관련 교과 인공지능(AI )을 활용한 과학 데이터 분석 중2 과학 영역 전기와 자기 수업 차시 (해당/전체) 1 / 8 과학 데이터의 개념을 이해하고 실제 사례를 토대로 과학 데이터의 중요성을 설명할 수 학습 목표 있으며, 표를 이용하여 과학 데이터를 구분하여 정리할 수 있다. 과학 데이터를 논리적으로 묘사하는 방법에 대해 이해하고, 과학 데이터 부호화의 특징과 필요성을 인식한다. 과학 데이터의 특징을 말하고, 실제 사례를 토대로 과학 데이터의 역할을 설명할 수 평가 내용 있는지 평가한다. 표를 이용하여 과학 데이터를 구분하여 정리할 수 있고, 부호화의 필요성을 설명할 수 있는지 평가한다. 평가 방법 자기평가 학습목표 : 과학 데이터의 특징을 말하고, 실제 사례를 토대로 과학 데이터의 역할을 설명할 수있는지 평가한다. 평가기준 과학 데이터가 관찰이나 실험 등을 통해 얻을 수 있는 자료임을 알고, 유용한 정보를 상 구성할 수 있는 자료임을 말할 수 있다. 과학 데이터가 관찰이나 실험 등을 통해 얻어진 자료와 연결되어 과학적 이론을 형성하는 데 어떻게 기여하는지를 구체적인 예시를 들어 설명할 수 있다. 중 하 과학 데이터가 관찰이나 실험 등을 통해 얻을 수 있는 자료임을 말할 수 있고, 과학 데이터가 과학적 이론을 형성하는 데 어떻게 기여하는지 설명할 수 있다. 과학 데이터가 관찰이나 실험 등을 통해 얻을 수 있는 자료임을 알고, 과학 데이터가 과학적 이론을 형성한다는 것을 말할 수 있다. 평가 기준표 학습목표 : 표를 이용하여 과학 데이터를 구분하여 정리할 수 있고, 부호화의 필요성을 설명할 수 있는지 평가한다. 평가기준 수집한 자료를 가로축(행)과 세로축(열)으로 정렬할 수 있으며, 자료를 정리하는 상 과정에서 단위를 표기할 수 있다. 과학 데이터를 수집할 때 일정한 기준을 유지 하려고 노력한다. 부호화는 객관적인 기준을 갖고 이해하기 쉬운 형태로 바꾸는 과정임을 설명할 수 있다. 중 하 수집한 자료를 행과 열로 정렬하여 변수 간의 관계를 나타낼 수 있으며, 단위를 표시할 수 있다. 부호화는 객관성을 유지하는 과정임을 알 수 있다. 복잡한 자료나 다양한 기준을 적용하는 것은 제한적이지만 수집한 자료를 표에 표현할 수 있다. 부호화는 객관성을 유지하는 과정임을 알 수 있다. 13 2024 전남대학교 과학영재교육원 프로그램 프로그램 명 관련 교과 인공지능(AI )을 활용한 과학 데이터 분석 중2 과학 영역 전기와 자기 수업 차시 (해당/전체) 2~3 / 8 기본 전기회로의 원리와 브레드보드의 특징에 대해 이해하고 시뮬레이션 프로그램을 학습 목표 통해 회로를 설계할 수 있다. 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 설계한 회로에서 과학 데이터를 수집하고 표로 정리 할 수 있다. 브레드보드의 구조를 이해하고 Tinker cad를 사용하여 닫힌 회로를 구성할 수 있는지 평가 내용 평가한다. 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 설계한 회로에서 과학 데이터를 수집하고 부호화를 이용 하여 표로 정리할 수 있는지 평가한다. 평가 방법 자기평가 학습목표 : 기본 전기회로의 원리와 브레드보드의 특징에 대해 이해하고 시뮬레이션 프로그램을 통해 회로를 설계할 수 있다. 평가기준 상 브레드보드의 구조를 이해하고, 보드에 바르게 연결하여 닫힌 회로가 구성되는 조건을 이용하여 회로 시뮬레이션을 구성할 수 있다. 중 브레드보드에 소자를 연결하여 회로를 구성하고, 닫힌 회로의 구성 조건을 이해한다. 하 브레드보드에 소자를 연결할 수 있다. 학습목표 : 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 설계한 회로에서 과학 데이터를 수집하고 표로 정리할 수 있다. 평가 기준표 평가기준 부호화를 이용하여 회로 설명서를 작성할 수 있다. 부호화를 통해 상호간에 이해 상 하기 쉬운 형태로 과학 데이터를 바꾸는 것을 이해할 수 있다. 주어진 회로를 표에 표현할 때, 변수 간의 관계를 파악할 수 있도록 행과 열을 배치하며 자료를 정리하는 과정에서 단위를 표기할 수 있다. 중 하 14 회로 설명서를 작성할 수 있고, 부호화의 필요성을 이해할 수 있다. 수집한 자료를 행과 열로 정렬하여 변수 간의 관계를 나타낼 수 있으며, 단위를 표시할 수 있다. 회로 설명서를 작성할 수 있고, 부호화의 의미를 이해한다. 복잡한 자료나 다양한 기준을 적용하는 것은 제한적이지만 수집한 자료를 표에 표현할 수 있다. 

대기 이산화탄소 증가와 지구 기후 변화: 원인과 영향 분석 및 검증 전남대학교 과학영재교육원 2024 전남대학교 과학영재교육원 프로그램 1 프로그램 개요 학교급 대기 이산화탄소 증가와 지구 기후 변화 중학교 3학년 : 원인과 영향 분석 및 검증 1. 프로그램 소개 이 프로그램은 지구 기후 시스템에 대해 깊이 있는 이해를 돕기 위해 설계되었습니다. 참가 자들은 지구 물질 순환의 하나인 탄소 순환과 관련하여 대기 중 이산화탄소(CO2) 농도의 증가 가 지구 기후에 어떤 변화를 초래하는지를 학습하고, 이를 분석하여 발표 차트를 제작합니다. 이 과정에서 기후 시스템의 주요 구성 요소와 이산화탄소가 어떻게 기후 변화에 영향을 미치 는지에 대한 과학적 원리를 배우게 됩니다. 프로그램의 두 번째 단계에서는 참가자들이 직접 검증할 수 있는 실험을 설계하고 수행합니 다. 참가자들은 과학적 방법론에 기반하여 이산화탄소 농도의 증가가 해수면 상승, pH 변화, 온 실 효과 등에 미치는 영향을 실험적으로 확인하고, 그 결과를 바탕으로 기후 변화에 대한 더 깊은 통찰을 얻습니다. 이 과정을 통해 참가자들은 분석적 사고와 실험 설계 능력을 키우며, 지구 환경 문제에 대한 과학적 대응 방안을 모색하게 됩니다. 궁극적으로 프로그램은 이론 학습과 실습을 결합하여 지구 기후 시스템의 변화를 체계적으 로 이해하고, 이를 해결하기 위한 창의적이고 실질적인 방법을 제시할 수 있도록 돕는 것을 목 표로 합니다. 2. 프로그램 개요 구분(단계) 중등 심화(사사) 관련 2022 개정 교육과정에 맞추어 교육과정 중3 과학 프로그램 목표 분야 영역 과학 생명 개발 차시 8차시 지구와 우주 지구 기후시스템에 대한 이론과 실험을 결합하여 기후변화에 대한 과학적 통찰을 얻고, 문제 해결 능력을 강화한다. 3 2024 전남대학교 과학영재교육원 프로그램 3. 프로그램 차시별 내용 차시 준비물 1 • 기후변화, 기후변화 시스템, 탄소 순환 등 개념을 익힌다. 활동지 2 • 대기  변화 관련 데이터를 조별로 분석하여 가설을 설정한다. 노트북 3 4 주요 활동/내용 • 가설을 지지하는 내용의 측정 데이터를 생성형 AI 를 이용하여 자료를 찾아 포스터나 차트를 제작한다. 4 • 작성된 포스터, 차트를 검증할 수 있는 실험을 설계한다. 5 • 설계된 실험에 필요한 기구나 재료를 준비하여 실험을 준비 및 실행한다. 6 • 실험을 직접 수행하면서 데이터를 수집한다. 7 • 수집된 데이터를 해석하고 분석하여 결과를 도출하고 발표한다. 8 • 해양 생태계에 대한 영향 및 관계에 대해 논의한다. 노트북 노트북 2024 전남대학교 과학영재교육원 프로그램 2 관련 교과 차시별 교수· 학습 지도안 중3 과학 영역 지구와 우주 수업 차시 1-2 / 8 (해당/전체) 1. 대기, 해양, 빙하, 생태계 등 다양한 지구 시스템 요소들이 기후에 미치는 상호 작용 학습 목표 을 이해하고 설명할 수 있다. 2. 이산화탄소의 중요성을 이해하고, 주어진 데이터를 분석하여 이산화탄소 농도 변화 가 특정 기후 현상에 미치는 영향을 가설로 세울 수 있다. 핵심 역량 □ 창의적 문제해결 능력 □ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 þ 학문적 개념의 통합적 활용 □ 융합 및 응용 능력 þ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 □ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 □ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ) þ 설명식 교수 þ 토의·토론 학습 □ 협력 학습 □ 탐구 학습 □ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( 수업단계 ) 교수⋅학습 활동 수업자료 및 유의점 ⦁자신이 알고 있는 기후변화 쓰기 도입 (5분) - 학생은 포스트잇에 자신이 알고 있는 기후변화 1가지를 써서 칠판에 부착한다. - 부착된 기후변화를 비슷한 것끼리 분류한다. ⦁기후변화 정의 및 지구기후시스템 소개 기후변화: 인간 활동에 의한 요인에 의해 지구기후시스템이 장 기적으로 변동하거나 변화하는 것 전개 (65분) 지구기후시스템: 기상이나 기후를 결정하는 광역적인 지구시스 템으로 크게 대기권, 생물권, 지권, 수권, 빙권 5개 요소로 구성되어 있음. - 학생들이 붙인 기후변화 예시가 기후변화 정의에 부합한 것인 지 학생들과 이야기를 나눈다. - 학생들이 붙인 기후변화 예시가 지구기후시스템의 어느 요소에 5 2024 전남대학교 과학영재교육원 프로그램 수업 차시 관련 교과 중3 과학 영역 지구와 우주 (해당/전체 3-4 / 8 ) 1. 생성형 AI를 활용하여 가설에 적합한 자료를 및 과학적 개념의 이해를 돕는 데 사용할 수 있다. 학습 목표 2. 데이터를 보고서나 차트로 시각화하여 가설을 효과적으로 설명하고, 자료의 해석 과정을 시각적으로 표현할 수 있다. 3. 작성한 보고서를 입증할 수 있는 실험을 설계할 수 있다. 핵심 역량 □ 창의적 문제해결 능력 □ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 þ 학문적 개념의 통합적 활용 □ 융합 및 응용 능력 þ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 □ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 □ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ) □ 설명식 교수 þ 토의·토론 학습 þ 협력 학습 □ 탐구 학습 þ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( 수업단계 ) 교수⋅학습 활동 수업자료 및 유의점 ⦁학습목표 제시 및 수업활동 소개 - 생성형 AI를 활용하여 전시에 세웠던 가설을 설명할 수 있는 과학적 개념과 이를 지지하는 데이터를 찾아 보고서 또는 차트 에 기록하도록 하는 수업임을 소개함. 생성형 AI 에서 생성형 AI 사이트 ·챗gpt www.chatgpt.com 도입 (5분) ·구글 Gemini www.gemini.google.com ⦁생성형 AI 사이트 이용시 주의사항 안내 1. 정보의 신뢰성 검증 및 비판적 사고 적용 - AI 가 제공한 정보를 다른 출처와 비교하여 사실 여부를 검 토해야 함 데이터를 직접 찾기 보다는 데이터가 있는 사이트를 찾도록 유도한다. 2. 저작권 및 표절 주의 - AI 가 제공한 자료를 그대로 제출하기보다는 자신만의 언어 로 재구성하고 인용 규칙을 지켜야 함. 7 2024 전남대학교 과학영재교육원 프로그램 수업 차시 관련 교과 중3 과학 영역 지구와 우주 (해당/전체 5-7 / 8 ) 1. 실험 준비 과정에서 모둠원들과 협력하여 역할을 분담하고, 제한된 실험 기구와 재 료를 가지고, 실험을 효과적으로 준비할 수 있다. 학습 목표 2. 설계된 실험을 계획에 따라 정확하게 실행하고, 실험 과정에서 신뢰성 있는 데이터 를 확보할 수 있다. 3. 수집된 데이터를 바탕으로 실험 결과를 도출하여, 가설의 일치 여부를 평가할 수 있 다. 핵심 역량 □ 창의적 문제해결 능력 □ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 □ 학문적 개념의 통합적 활용 □ 융합 및 응용 능력 þ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 □ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 þ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ) □ 설명식 교수 □ 토의·토론 학습 þ 협력 학습 þ 탐구 학습 □ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( 수업단계 ) 교수⋅학습 활동 수업자료 및 유의점 ⦁이전 차시 복습 및 실험 설계 리뷰 - 학생들이 설계한 실험 계획을 간단히 리뷰하고, 실험 목적과 가 설을 다시 한번 확인한다. 도입 (5분) ⦁실험 기구 및 재료 확인 - 실험 기구 사용법과 실험 과정에서 발생할 수 있는 문제점을 설명하고, 안전 수칙을 강조한다. - 학생은 각 모둠의 실험 기구와 재료를 확인하고 역할을 분담해 준비 작업을 하도록 한다. ⦁실험 실행 - 학생들이 계획한 절차에 따라 실험을 수행하고, 데이터를 수집 전개 (70분) 하도록 한다. - 학생들의 실험 과정을 관찰하며 필요한 경우 도움을 제공하고, 실험 중 오류나 문제 상황에 대한 해결책을 제시하고 피드백을 준다. 9 2024 전남대학교 과학영재교육원 프로그램 3 평가 계획 및 기준안 대기 이산화탄소 증가와 지구 기후 변화 프로그램 명 : 원인과 영향 분석 및 검증 수업 차시 관련 교과 중3 과학 영역 지구와 우주 (해당/전체 1~4 / 4 ) 학습 목표 빛의 역사, 빛의 기본 원리를 알고, 바늘구멍사진기를 직접 제작해 본다. 분석 및 가설 설정: 데이터를 바탕으로 논리적 가설을 세우고, 과학적 추론을 통해 이 를 설명하는 능력 평가 시각 자료 활용 능력: 생성형 AI를 이용해 수집한 데이터를 시각적으로 효과적으로 표 평가 내용 현하는 능력 평가 실험 설계 및 준비 능력: 가설을 검증할 수 있는 실험을 설계하고, 필요한 재료 및 기구 를 준비하는 능력 평가 실험 수행 및 결과 분석: 실험을 정확히 수행하고, 데이터를 체계적으로 수집, 해석하여 논리적 결론을 도출하는 능력 평가 평가 방법 관찰 평가, 발표 평가, 보고서 평가, 자기 평가, 동료평가 우수 분석 및 가설 설정 평가 기준표 데이터를 보통 분석 하여 논리적 가 설을 세움 데이터를 분석 하여 가설을 세 우나 일부 논리 부족 미흡 부족 가설 설정이 모 가설 설정에 실 호하고 패하거나 논리적 설명 부족 불가 시각 AI를 활용해 효 시각 자료가 대 자료 표현이 부 자료 과적인 시각 자 체로 족하거나 활용 료 제작 일부 개선 필요 실험 설계 및 준비 논리적이고 및 결과 분석 실험 준비가 대 체적인 실험 설 부분 계 및 준비 일부 부족함 실험을 실험 수행 구 명확하나 정확하 게 수행하고, 데 이터를 여 수집하 논리적으로 해석함. 되었으나 실험을 대체로 수행하나 일부 과정에서 오류. 분석 내용이 대 체로 논리적이 나 일부 부족함. 분석 일부 모호함 시각 자료 제작 에 어려움 있음 실험 설계와 준비 실험 설계를 거 과정이 미흡함 의 하지 못함 실험 수행에 어 려움이 있고 일 부 데이터 누락. 결과 해석에 미 흡함. 실험을 수행하지 제대로 못함. 결과 분석이 부 정확함. 13 

ChatGPT와 아두이노를 활용한 대기 탐구 강원대학교 과학영재교육원 2024 강원대학교 과학영재교육원 프로그램 1 프로그램 개요 학교급 프로그램명 고등학교 1학년 ChatGPT와 아두이노를 활용한 대기 탐구 1. 프로그램 소개 미래 사회는 첨단 과학 기술을 기반으로 혁신적인 융복합 영역이 창출되는 사회로, 디지털 소양과 융복합적인 미래 사회에 유연하게 대응할 수 있는 과학적 소양 능력을 강조하고 있습니다. 이번 프로그램에서는 ChatGPT를 활용해서 아두이노 센서를 작동시키고, 이를 활용하여 주변의 대기를 탐구하는 활동을 진행합니다. 탐구 활동에 앞서, ChatGPT를 사용하여 아두이노 기본 정보를 알아보고, 간단한 아두이노 회로도를 구동시켜보며 아두이노 I DE 사용법과 회로도 구성에 익숙해 지는 시간을 가집니다. 다음으로 ChatGPT를 활용해서 아두이노 미세먼지 센서, 이산화탄소 센서를 작동시켜 봅니다. 더 나아가 생활 속 다양한 장소와 환경에서 미세먼지, 이산화탄소 농도를 측정 해보고, 얻어낸 데이터를 원하는 형태로 가공하여 분석, 활용하는 방법을 배웁니다. 이 프로그램을 통해 디지털 도구와 인공지능에 대한 이해와 활용 능력, 데이터 수집 및 분석 능력을 기를 수 있습니다. 또한 탐구 활동에서 ChatGPT 사용은 다양한 탐구 활동의 접근성을 높이고 자기 주도 및 개별화된 학습을 제공하여 보다 주체적인 탐구 자세, 창의력과 과학적 탐구력, 과학적 사고력 향상을 기대할 수 있을 것입니다. 2. 프로그램 개요 구분(단계) 중등 심화(사사) 관련 2022 개정 교육과정 교육과정 과학탐구실험2 프로그램 목표 분야 영역 과학(화학) 개발 차시 6차시 미래사회와 첨단과학 탐구 ChatGPT를 활용해서 아두이노와 센서를 사용하는 탐구를 수행하며, 디지털 도구 활용 능력, 인공지능에 대한 이해, 데이터 수집 및 분석 능력 등 과학적 소양을 기른다. 3 2024 강원대학교 과학영재교육원 프로그램 3. 프로그램 차시별 내용 차시 주요 활동/내용 준비물 ∙ ChatGPT, 아두이노, 센서 소개, 회로도 이해하기 ∙ 회로도와 코드를 제공하여 LED 단독 작동시키기 ∙ 회로도와 코드를 제공하여 온도 센서-LED 작동시키기 1~3 ∙ 회로도와 코드를 제공하여 온도 센서-부저 작동시키기 ∙ 회로도를 제공하고, ChatGPT를 이용해서 온도 센서로 온도를 30초 간격으로 측정하는 코드를 얻어 작동시켜 보기 노트북, 아두이노 회로도 구성품 ∙ Excel을 이용하여 수집한 데이터를 그래프로 변환하기 ∙ ChatGPT를 이용해서 미세먼지 센서, 이산화탄소 센서 추천받기 ∙ ChatGPT를 이용해서 미세먼지와 이산화탄소 농도를 측정하는 코드를 얻고 작동시켜 보기 4~6 ∙ 모둠별로 미세먼지와 이산화탄소 센서를 이용하는 탐구 활동을 계획하고 수행하기 ∙ 수집한 데이터를 Excel 그래프로 변환하기 ∙ 탐구 결과 정리하고 발표하기 4 노트북, 아두이노 회로도 구성품 2024 강원대학교 과학영재교육원 프로그램 2 관련 교과 학습 목표 핵심 역량 차시별 교수· 학습 지도안 고1 과학탐구실험2 영역 미래사회와 수업 차시 첨단과학 탐구 (해당/전체) 1~3 / 6 아두이노 회로도를 이해하고 작동시킬 수 있다. ☑ 창의적 문제해결 능력 □ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 □ 학문적 개념의 통합적 활용 □ 융합 및 응용 능력 □ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 ☑ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 ☑ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ) ☑ 설명식 교수 □ 토의·토론 학습 □ 협력 학습 ☑ 탐구 학습 ☑ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( 수업단계 ) 교수⋅학습 활동 수업자료 및 유의점 ◎ 프로그램 도입 ChatGPT, 아두이노에 대한 학생들의 사전 지식을 구두로 확인 ◎ 동기 유발 ChatGPT 사용 화면과 아두이노를 활용한 탐구 활동 사례를 보여주면서 도입 ChatGPT와 아두이노에 대해 간략히 소개하고 흥미를 갖도록 함 (20분) 수업용 PPT ◎ 학습 목표 제시 오늘의 학습 목표를 제시한다. 1. ChatGPT를 이용해서 원하는 정보를 얻어낼 수 있다. 2. 아두이노 사용법을 익히고, 간단한 아두이노 회로도를 이해하고 작동 시킬 수 있다. ◎ 학습 준비 활동지 및 아두이노 키트 배부, I DE 프로그램 다운로드, ChatGPT 사용 가능 여부 확인(Google 계정 로그인) 5 2024 강원대학교 과학영재교육원 프로그램 관련 교과 학습 목표 핵심 역량 고1 과학탐구실험2 영역 미래사회와 수업 차시 첨단과학탐구 (해당/전체) 4~6 / 6 ChatGPT를 이용해서 미세먼지와 이산화탄소를 측정하는 디지털 장치를 꾸며 탐구 활동을 수행할 수 있다. ☑ 창의적 문제해결 능력 □ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 □ 학문적 개념의 통합적 활용 □ 융합 및 응용 능력 □ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 ☑ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 ☑ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ) □ 설명식 교수 □ 토의·토론 학습 ☑ 협력 학습 ☑ 탐구 학습 ☑ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( 수업단계 ) 교수⋅학습 활동 수업자료 및 유의점 ◎ 프로그램 도입 지난 시간에 배운 내용을 간단히 복습하는 질문을 한다. ◎ 동기 유발 기상청이나 에어코리아 등 미세먼지를 확인할 수 있는 사이트를 보여주고, 최근 미세먼지의 심각성을 언급한다. 환경 문제에 대응을 위해 미세먼지 도입 (10분) 측정의 필요성을 안내한다. 지구 온난화 및 이산화탄소와 관련된 영상을 시청하며 이산화탄소 측정 상황 및 탐구 활동 설계에 대해 동기를 유발한다. 수업용 PPT ◎ 학습목표 제시 1. ChatGPT를 이용해서 미세먼지와 이산화탄소를 측정하는 디지털 장치를 꾸밀 수 있다. 2. 다양한 상황과 장소에서 이산화탄소와 미세먼지 데이터를 얻어서 저장 할 수 있다. 3. 저장한 데이터를 적절하게 가공하여 그래프로 나타내어 분석할 수 있다. ◎ 학습준비 활동지 및 아두이노 키트, 센서 배부 ◎ 교수 활동 1 개인 노트북으로 ChatGPT를 활용해서 아두이노와 센서를 추천받고, 연결 9 2024 강원대학교 과학영재교육원 프로그램 3 평가 계획 및 기준안 프로그램 명 관련 교과 학습 목표 ChatGPT와 아두이노를 활용한 대기 탐구 고1 영역 과학탐구실험2 미래사회와 수업 차시 첨단과학탐구 (해당/전체) 1~6 / 6 ChatGPT와 아두이노를 이용하여 주변의 대기를 탐구할 수 있다. ∙ ChatGPT를 통해 원하는 정보를 얻고, 탐구에 활용할 수 있는가 평가 내용 ∙ 아두이노 I DE 사용법을 알고, 간단한 아두이노 회로도를 작동할 수 있는가 ∙ ChatGPT를 활용해 다양한 아두이노 센서를 작동시킬 수 있는가 ∙ 적절한 탐구를 계획 및 수행하고 얻어낸 데이터를 활용할 수 있는가 평가 방법 동료평가, 자기평가, 관찰평가 등 평가항목 평가기준 ChatGPT를 사용하여 원하는 정보를 얻어낼 수 ChatGPT 있는가 배점 (총 100점) 10 총 20점 (20) ChatGPT를 탐구에 활용할 수 있는가 아두이노와 아두이노 I DE가 무엇인지 설명하고, 사용할 수 있는가 간단한 아두이노 회로도를 2개 이상 구성하고 아두이노 평가 기준표 (40) 작동시킬 수 있는가 10 10 총 40점 아두이노와 이산화탄소 센서를 연결하고 작동 시킬 수 있는가 아두이노와 미세먼지 센서를 연결하고 작동시킬 수 있는가 아두이노와 센서를 사용하는 탐구 활동을 계획 하고 수행할 수 있는가 탐구 탐구 수행을 통해 얻어낸 데이터를 적절히 가공 (40) 하여 그래프로 나타낼 수 있는가 그래프로 나타낸 데이터를 분석, 활용할 수 있는가 12 10 10 10 10 15 15 총 40점 

외계 행성 탐사 프로젝트 서울교육대학교 과학영재교육원 2024 서울교육대학교 과학영재교육원 프로그램 1 프로그램 개요 프로그램명 학교급 외계 행성 탐사 프로젝트 초등학교 (외계 행성 탐사 프로젝트 수행을 위한 5~6학년 과학영재 교수학습 프로그램) 1. 프로그램 소개 첨단 과학에 호기심을 갖는 과학 영재에게 제공할 수 있는 학습 주제의 하나로 노벨 과학상이 수여된 분야의 내용을 소개하고자 한다. 2019년 노벨물리학상을 수상한 ‘외계 행성 발견’에 대한 주제는 우주 공학 중 첨단 과학 기술이 많이 필요한 분야이며, 이 분야를 알기 위해서는 한 가지 분야의 지식이 아닌 과학, 수학, 정보, 기술, 산업, 인문학적 상상력과 연구 윤리 또한 필요하다. 그러나 이와 같은 외계 행성의 발견과 관련된 첨단 우주 과학 분야에서는 초등학생용으로 개발된 프로그램이 없으므로 융합적인 지식과 역량을 가르치는 초등과학 영재를 위한 STEAM 교육과 연 계한 프로그램으로 개발하였다. 2. 프로그램 개요 물리, 우주과학, 수학, 구분(단계) 초등 심화(사사) 분야 정보, 기술, 개발 차시 12차시 산업, 진로, 인문학 초3, 4, 6 과학 고 통합과학1 천체, 빛과 파동, 힘과 에너지, 과학과 고2 지구과학Ⅰ 관련 교육과정 고 행성우주과학/ 초 5 실과/ 초 5 수학 중1 수와 연산/ 초5 실과, 중1 기술・가정/ 중 일반 나의 진로/ 시스템과 상호작용/ 영역 우주탐사와 행성계/ 도형과 측정/ 수와 연산/ 지속가능한 기술과 융합/ 디지털 사회와 인공지능/ 사회 변동과 사회 문제 사회 3 2024 서울교육대학교 과학영재교육원 프로그램 첨단 과학에 호기심을 갖는 과학 영재에게 제공할 수 있는 학습 주제의 하나로 노벨 과학상 이 수여된 분야의 내용을 소개하고자 함. 2019년 노벨물리학상 수상 주제인 ‘외계 행성 발견’에 대한 주제는 우주 공학 중 첨단 과학 기술이 많이 필요한 분야이며, 이 분야를 알기 위해서는 한 가지 분야의 지식이 아닌 과학, 수학, 정보, 기술, 산업, 인문학적 상상력과 연구 윤리 또한 필요함. 그러나 이와 같은 외계 행성의 발견과 관련된 첨단 우주 과학 분야에서는 초등학생용으로 프로그램 개발된 프로그램이 없으므로 융합적인 지식과 역량을 가르치는 초등과학 영재를 위한 목표 STEAM 교육과 연계한 프로그램으로 개발하고자 함. STEAM 교육은 과학, 기술, 공학과 관련된 다양한 분야의 융합적 지식, 과정, 본성에 대한 흥미와 이해를 높여 창의적이고 종 합적으로 문제를 해결할 수 있는 융합적 소양을 갖춘 인재를 양성하는 교육이며 STEAM 교육을 통해 미래 과학기술 사회가 요구하는 과학, 기술, 공학, 예술, 인문학, 수학 등 다양 한 분야의 융합적 지식을 기반으로 학생들의 문제 해결력을 기르고, 이러한 문제 해결 과정 을 통해 새로운 개념을 생성하고 창의적으로 설계하며 더불어 사는 인성, 즉 사회적 감성을 발달하도록 도울 수 있음. 3. 프로그램 차시별 내용 차시 주요 활동/내용 준비물 [외계 행성 탐사 프로젝트로의 초대] 1-2 • 외계 생명체의 모습과 특징 상상하기 • 지구 이외의 행성에 생명체가 존재할 수 있는 조건 알아보기 스마트기기 또는 노트북 • 외계 행성과 외계 행성을 발견한 과학자에 대해 알아보기 [행성 운동의 특징과 외계 행성 발견 방법 알아보기] 3-4 • 행성 운동의 특징 알아보기 • 외계 행성을 발견하는 방법 알아보기 [외계 행성 발견 실험을 위한 로봇과 코딩 알아보기] 5-6 • 오조봇 알아보기 • 마이크로비트 알아보기 • 파이썬 알아보기 스마트기기 또는 노트북, 질량 중심 실험, 도플러효과 실험 노트북, 오조봇, 오조봇 충전기, 오조봇 마커, 흰 종이, 마이크로비트, 파이썬 프로그램 노트북, 오조봇, [외계 행성 발견 모형 실험 설계 및 실험 수행하기] • 외계 행성을 발견하기 위한 가설 설정하기 7-8 • 외계 행성을 발견하기 위한 모형 실험 설계하기 • 외계 행성을 발견하기 위한 모형 실험하기 • 실험 수정하고 보완하기 오조봇 충전기, 검정색 종이 또는 천, 전구, 크기가 다른 스타이로폼 공, 지관통, 마이크로비트, 태양 전지판, 4 2024 서울교육대학교 과학영재교육원 프로그램 전선 2개, 오조봇 마커, 흰색 종이, 양면테이프. 셀로판테이프, 컴퍼스, 연필, 가위 [데이터를 분석하고 외계 행성 발견 모형 실험에 대한 가설 검증하기] 9-10 • 데이터 분석하고 타당성 검증하기 • 가설 검증하기 [우주 과학 첨단 기술 및 직업에 대해 알아보기] 11-12 • 우주 과학 관련 산업에 필요한 첨단 기술 알아보고 토론하기 • 우주 산업과 관련된 직업 알아보기 스마트기기 또는 노트북 스마트기기 또는 노트북 5 2024 서울교육대학교 과학영재교육원 프로그램 2 차시별 교수・학습 지도안 초4 과학 관련 교과 학습 목표 핵심 역량 고 행성우주과학 영역 천체 수업 차시 1~2 / 12 (해당/전체) 외계 생명체와 외계 행성에 대해 알아보고 외계 행성을 발견한 과학자에 대해 알아봅시다. □ 창의적 문제해결 능력 □ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 □ 학문적 개념의 통합적 활용 융합 및 응용 능력 □ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( ) □ 설명식 교수 토의・토론 학습 주요 교수 협력 학습 방법 □ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( 수업단계 □ 탐구 학습 ) 교수⋅학습 활동 수업자료 및 유의점 ▣ 프로그램 도입 및 동기 유발 ◎ 외계 생명체와 별, 행성 발견의 역사에 대해 알아보기 도입 (25분) - 외계인으로부터 온 카드 영상 보기 - 외계 생명체는 정말 있을까요? - 외계 생명체가 있다면 어디에서 살까요? - 별과 행성을 관측했던 역사에 대해 알아봅시다. ▣ 학습목표 제시 외계 행성에 대해 알아보고 외계 행성을 발견한 과학자에 대해 알아 PPT자료, 외계인의 카드 영상 봅시다. [활동1] 외계 생명체의 모습과 특징 상상하기 [활동2] 우주에 생명체가 존재할 수 있는 조건 알아보기 [활동3] 외계 행성과 외계 행성을 발견한 과학자에 대해 알아보기 전개 (65분) 6 ▣ 활동 1. 외계 생명체의 모습과 특징 상상하기[20분] 스마트기기 - 또는노트북, 외계 생명체의 모습과 특징을 상상하여 그림과 글로 나타내고 그 까닭을 설 2024 서울교육대학교 과학영재교육원 프로그램 - 초3, 4, 6 과학 - 중1 수와 연산 관련 교과 - 고 통합과학1 - 고 물리학 빛과 파동/ 천체/ 힘과 영역 - 고 지구과학 학습 목표 에너지/ 수와 연산/ 시스템과 상호작용/ 수업 차시 (해당/전체) 3~4 / 12 우주탐사와 행성계 고 역학과 에너지 행성 운동의 특징을 알아보고 외계 행성을 발견한 여러 가지 방법에 대해 알아봅시다. □ 창의적 문제해결 능력 핵심 역량 고등 수학적 추론 능력 □ 자연현상의 기술공학적 적용 융합 및 응용 능력 □ 학문적 개념의 통합적 활용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 □ 과학적 개념의 실생활 응용 정보처리 및 도구 활용 능력 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 □ 수학적 태도와 실천 의지력 STEAM S, T, M 요소 설명식 교수 주요 교수 □ 토의・토론 학습 □ 협력 학습 방법 □ 탐구 학습 □ 프로젝트 학습 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 수업단계 □ 기타( ) 교수⋅학습 활동 수업자료 및 유의점 ▣ 동기 유발 - 외계 행성을 발견하는 방법에는 어떤 것이 있을까요? ▣ 학습목표 제시 도입 (5분) 행성 운동의 특징을 알아보고 외계 행성을 발견한 여러 가지 방법에 대해 알아 PPT자료 봅시다. [활동1] 행성 운동의 특징 알아보기 [활동2] 외계 행성을 발견하는 방법 알아보기 전개 (85분) ▣ 활동 1. 행성 운동의 특징 알아보기[35분] 스마트기기 - 또는노트북, - 8 직선운동과 원운동에 대해 알아봅시다. 뉴턴의 법칙과 운동에 대해 알아봅시다. PPT자료, 원운동을 하기 위한 조건을 알아봅시다. 개인 활동지, 질량 중심에 대해 알아봅시다. 패들렛, 질량 2024 서울교육대학교 과학영재교육원 프로그램 3 평가 계획 및 기준안 프로그램명 관련 교과 학습 목표 외계 행성 탐사 프로젝트로의 초대 초4 과학 고 행성우주과학 영역 수업 차시 천체 (해당/전체) 1~2 / 12 외계 생명체와 외계 행성에 대해 알아보고 외계 행성을 발견한 과학자에 대해 알아봅시다. • 지식 이해 : 태양계 행성의 특징을 알고, 외계 행성이 무엇인지 설명할 수 있다. • 과정 기능 : 평가 내용 - 행성의 특징을 조사하여 행성에 생명체가 살 수 있는 조건에 대해 토의할 수 있다. - 외계 행성을 발견한 과학자에 대해 조사할 수 있다. • 가치 태도 : 외계 행성과 외계 생명체의 존재에 관심을 가진다. 평가 방법 자기평가, 관찰평가 지식 이해 태양계 행성의 특징을 알고, 외계 행성이 무엇인지 설명할 수 있나요? 상 중 하 태양계 행성의 특징과 외계 행성의 정의를 설명할 수 있다. 태양계 행성과 외계 행성의 뜻을 말할 수 있다. 태양계 행성이 무엇인지 말할 수 있다. 태양계 행성의 특징을 조사하여 생명체가 살 수 있는 조건을 파악하고, 행성에 생명체 상 행성의 특징을 조사하여 행성 평가 기준표 그 내용을 정리할 수 있다. 태양계 행성의 특징을 조사하여 생명체가 에 대해 토의할 수 있나요? 기능 외계 행성을 발견한 과학자에 노벨상 홈페이지에서 외계 행성을 발견하여 노벨상을 수상한 과학자에 대해 조사하여 에 생명체가 살 수 있는 조건 과정 가 살 수 있는 조건에 대해 토의할 수 있다. 중 대해 조사할 수 있나요? 살 수 있는 조건을 말할 수 있다. 2019년 노벨 물리학상을 수상한 과학자에 대해 조사할 수 있다. 태양계 행성의 특징을 조사할 수 있다. 하 외계 행성을 발견하여 노벨상을 수상한 과 학자에 대해 조사하는 데에 어려움이 있다. 상 가치 태도 외계 행성과 외계 생명체의 존재에 관심을 가질 수 있나 중 요? 하 18 외계 행성과 외계 생명체의 존재에 높은 관 심을 가진다. 외계 행성과 외계 생명체의 존재에 관심을 가진다. 외계 행성과 외계 생명체의 존재에 관심을 가지지 않는다. 

침묵의 봄! 어떻게 살아갈 것인가? 부산대학교 과학영재교육원 2024 부산대학교 과학영재교육원 프로그램 1 프로그램 개요 학교급 프로그램명 중학교 1학년 침묵의 봄! 어떻게 살아갈 것인가? 1. 프로그램 소개 생태계에는 다양한 생물들이 살아가고 있습니다. 여러분이 싫어할 수도 있는 곰팡이, 독버섯, 코로나 바이러스를 인간에게 전달하는 것으로 알려진 박쥐, 사람을 해치는 상어, 여름이면 극성을 부리는 모기 가 있는 반면에, 보호해야 할 동물인 호랑이, 수달, 북극곰, 천산갑 등이 이 지구에 살고 있습니다. 이 생물 중 없애야 하는 생물이 있나요? 열심히 보존해야 하는 생물은? 이 프로그램을 통해 여러분은 지구 에 있는 다양한 생물과 환경, 인간의 영향 등에 대해 알아보고, 이 지구의 주인은 누구인지, 이 지구에서, 인간, 인간 외 생물과 환경이 서로 어떤 영향을 주고받는지 등을 탐구하게 될 것입니다. 또한, 인류의 지속가능한 삶을 위한 과학기술의 중요성과 역할에 대해 토의하고, 여러분이 지구에서 어떤 모습의 인간 으로 살아가야 할 것인지를 생각하며 어떤 실천을 해야 할 것인지를 생각하게 될 것입니다. 2. 프로그램 개요 구분(단계) 관련 교육과정 프로그램 목표 중등 생물영재반 분야 중1 과학 영역 과학 생물 개발 차시 4차시 과학과 인류의 지속 가능한 삶 인류의 지속 가능한 삶을 위한 과학기술의 중요성과 역할에 대해 토의하고, 개인과 사 회 차원의 활동 방안을 찾아 실천할 수 있다. 3. 프로그램 차시별 내용 차시 1 2~3 4 주요 활동/내용 Ÿ 우리가 해로운 생물과 이로운 생물로 단정하는 이유가 타당한지를 증 노트북, Ÿ 거에 기반하여 설명할 수 있다. ‘침묵의 봄’을 통해 인간이 만든 축복의 물질인 DDT의 사용을 금지하 스마트기기 노트북, 스마트기기 Ÿ 게 된 이유를 설명할 수 있다. 지구의 생태 환경의 보존을 위해 화학물질을 생산하는 기업, 산업체, 화학물질의 생산과 안정성을 관리하는 정부 기관에 보내는 설득력 있 고 창의적인 인터넷 기사, 엽서, 영상 등을 제작할 수 있다. 4 준비물 노트북, 스마트기기 2024 부산대학교 과학영재교육원 프로그램 2 차시별 교수·학습 지도안 관련 교과 중1 과학 영역 과학과 인류의 수업 차시 지속 가능한 삶 (해당/전체) 1 / 4 [지식 목표] 우리가 해로운 생물과 이로운 생물로 단정하는 이유가 타당한지를 증거에 기반하여 설명할 수 있다. [탐구 기능 목표] 우리 주변의 다양한 생물이 인간뿐만 아니라 생태계와 환경에 학습 목표 미치는 영향을 알아보기 위해 책과 인터넷, 유튜브 등을 검색하여 조사하고 그 결과를 글, 표, 그림 등으로 정리하여 제시할 수 있다. [가치 태도 목표] 우리 주변의 생물에 대해 지속가능한 지구 생태․환경 관점에서 친화적이고 감성적인 태도를 기르며, 이 생물들의 가치를 인식한다. 핵심 역량 □ 창의적 문제해결 능력 ☑ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 ☑ 학문적 개념의 통합적 활용 ☑ 융합 및 응용 능력 ☑ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 □ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 ☑ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타 ( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타 ( 주요 교수 방법 ) ☑ 설명식 교수 ☑ 토의·토론 학습 ☑ 협력 학습 ☑ 탐구 학습 □ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( 수업단계 ) 교수⋅학습 활동 수업자료 및 유의점 ◎ 프로그램 도입 Ÿ 문제 인식과 과제 정의 (10분) 우리 주변의 다양한 생물 중 위험하거나 혐오스러운 생물은 없 애야 하고, 우리에게 유익한 생물은 보호해야 한다는 생각이 타당한지를 알아본다. ◎ 동기유발 Ÿ PPT 자료, 인터넷 동영상 다양한 종류의 상어 영상을 시청하고 상어가 위험한 동물인 것 만은 아님을 확인해본다. 정보 탐색과 ◎ 교수활동 Ÿ 위험한 생물, 혐오스러운 생물, 우리에게 유익하거나 친근한 PPT 자료 학생활동지, 5 2024 부산대학교 과학영재교육원 프로그램 관련 교과 중1 과학 영역 과학과 인류의 지속 수업 차시 가능한 삶 (해당/전체) 2~3 / 4 [지식 목표] ‘침묵의 봄’을 통해 인간이 만든 축복의 물질인 DDT의 사용을 금지하게 된 이유를 설명할 수 있다. [탐구 기능 목표] 학습 목표 인간이 만든 화학물질의 특성을 알아보기 위해 책과 인터넷, 유튜브 등을 검색하 여 조사하고 그 결과를 글, 표, 그림 등으로 정리하여 제시할 수 있다. [가치 태도 목표] 과학자들이 만든 인공 화학물질이 인간에게 도움이 된 내용과 해를 끼치는 내용을 조사하고 타당하고 올바른 의사결정을 할 수 있다. □ 창의적 문제해결 능력 ☑ 자연현상의 기술공학적 적용 핵심 역량 ☑ 고등 수학적 추론 능력 ☑ 학문적 개념의 통합적 활용 ☑ 융합 및 응용 능력 ☑ 과학적 개념의 실생활 응용 ☑ 수학적 의사소통 및 협업 능력 ☑ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 ☑ 정보처리 및 도구 활용 능력 이해 ☑ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타 ( 주요 교수 방법 □ 기타 ( ) ☑ 설명식 교수 ☑ 토의·토론 학습 ☑ 협력 학습 ☑ 탐구 학습 ☑ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( 수업단계 ) ) 교수⋅학습 활동 수업자료 및 유의점 ◎ 프로그램 도입 Ÿ 인간이 농작물을 해치는 곤충을 죽이기 위해 개발한 살충제인 DDT가 처음에 축복의 물질이었다가 사용이 중지된 이유를 탐색 문제 인식과 하는 활동을 통해 인간 중심의 관점에서 지속가능한 지구와 생태․ 과제 정의 (15분) 환경 중심의 관점을 가질 수 있도록 한다. ◎ 동기유발 Ÿ PPT 자료, 인터넷 동영상 ‘Biodiversity’ 영상을 시청하고 북극곰의 죽은 이유를 추리해 볼 수 있도록 한다. PPT 자료 정보 탐색과 ◎ 교수활동 탐구 설계, Ÿ 북극곰이 죽은 이유에 대해 각자 추리한 내용을 발표하게 한다. 학생활동 정보 사용과 ◎ 탐구활동 지, 7 2024 부산대학교 과학영재교육원 프로그램 관련 교과 중1 과학 영역 과학과 인류의 지속 수업 차시 가능한 삶 (해당/전체) 4 / 4 [지식 목표] 우리가 주로 먹는 농작물 외에 우리 주변에 있는 다양한 동식물이 인간에 도움을 줄 가능성과 생태․환경에 필요한 이유를 설명할 수 있다. 학습 목표 [탐구 기능 목표] 지구의 생태 환경의 보존을 위해 화학물질을 생산하는 기업, 산업체, 정부 기관에 보내는 설득력 있고 창의적인 인터넷 기사, 엽서, 영상 등을 제작할 수 있다. [가치 태도 목표] 화학물질의 사용과 관련하여 생활 수칙을 정하고 이를 실천할 수 있다. ☑ 창의적 문제해결 능력 ☑ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 ☑ 학문적 개념의 통합적 활용 ☑ 융합 및 응용 능력 ☑ 과학적 개념의 실생활 응용 핵심 역량 □수학적 의사소통 및 협업 능력 ☑ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 ☑ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타 ( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타 ( 주요 교수 방법 ) ☑ 설명식 교수 ☑ 토의·토론 학습 ☑ 협력 학습 ☑ 탐구 학습 ☑ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( 수업단계 ) 교수⋅학습 활동 수업자료 및 유의점 ◎ 교수활동 Ÿ 창의적인 아이디어를 생성하지 못할 경우, 창의적인 사고 활동을 돕기 위한 학습 전략으로 브레인스토밍, SCAMPER, 연꽃 기법, 트리즈 기법 등을 사용할 수 있도록 안내한다.(본 차시 외에 1차 시를 더 할애할 수 있을 때 할 수 있음) PPT 자료 정보사용과 ◎ 탐구활동 학생활동지, 문제해결 Ÿ 인터넷 자료, 도서 등을 통해 인공 화학물질을 대체할 방법 등을 노트북, (20분) 검색하고 정리해 보게 한다. 스마트기기 Ÿ 학생들이 검색한 내용이 객관적이며 타당한지 판단하도록 한다. 신뢰할 수 있는 출처인지 판단한 후 이를 인용하며, 이때 출처를 표시하도록 한다. Ÿ 학생들이 어떤 주장을 할 때, 과학적 탐구 방법으로 귀납적 사고, 9 2024 부산대학교 과학영재교육원 프로그램 3 평가 계획 및 기준안 침묵의 봄! 어떻게 살아갈 것인가? 프로그램 명 중1 과학 관련 교과 영역 과학과 인류의 지속 수업 차시 가능한 삶 (해당/전체) 1~4/ 4 [지식 목표] 1. 우리가 해로운 생물과 이로운 생물로 단정하는 이유가 타당한지를 증거에 기 반하여 설명할 수 있다. 2. ‘침묵의 봄’을 통해 인간이 만든 축복의 물질인 DDT의 사용을 금지하게 된 이유를 설명할 수 있다. 3. 우리가 주로 먹는 농작물 외에 우리 주변에 있는 다양한 동식물이 인간에게 도움을 줄 가능성과 생태․환경에 필요한 이유를 설명할 수 있다. [탐구 기능 목표] 가. 우리 주변의 다양한 생물이 인간뿐만 아니라 생태계와 환경에 미치는 영향을 알아보기 위해 책과 인터넷, 유튜브 등을 검색하여 조사하고 그 결과를 글, 학습 목표 표, 그림 등으로 정리하여 제시할 수 있다. 나. 인간이 만든 화학물질의 특성을 알아보기 위해 책과 인터넷, 유튜브 등을 검색하여 조사하고 그 결과를 글, 표, 그림 등으로 정리하여 제시할 수 있다. 다. 지구의 생태 환경의 보존을 위해 화학물질을 생산하는 기업, 산업체, 정부 기관에 보내는 설득력 있고 창의적인 인터넷 기사, 엽서, 영상 등을 제작할 수 있다. [가치 태도 목표] 가) 우리 주변의 생물에 대해 지속가능한 지구 생태․환경 관점에서 친화적이고 감성적인 태도를 기르며, 이 생물들의 가치를 인식한다. 나) 과학자들이 만든 인공 화학물질이 인간에게 도움이 된 내용과 해를 끼치는 내용을 조사하고 타당하고 올바른 의사결정을 할 수 있다. 평가 내용 평가 방법 다) 화학물질의 사용과 관련하여 생활 수칙을 정하고 이를 실천할 수 있다. 인간 중심의 생태 환경관이 아닌 지구 생태계에서 지속가능한 지구를 고려한 올바른 생태 환경관을 가지게 되었는지를 평가한다. ☑ 관찰평가, ☑ 발표평가, ☑ 보고서 평가, ☑ 산출물 평가 [관찰평가] 평가 기준표 Ÿ 멘토 학생이 관찰평가를 하며, 수업에 참여하는 과정에 참여 학생의 발표 내용, 수업 태도, 동료와의 협력, 자기주도성, 창의성, 끈기, 실패에의 수용 등을 기록한 것을 평가한다. 11 2024 부산대학교 과학영재교육원 프로그램 Ÿ 이러한 기록을 토대로 인지적 특성(지적 능력, 창의성), 정의적 특성(끈기, 실패에의 수용, 자기주도성, 흥미, 호기심 등), 사회적 특성(협력, 의사소통) 을 상중하로 구분하여 평가한다. [발표평가] Ÿ 발표 내용에서 내용 지식, 논리적 사고, 창의성을 판단하고 이를 상중하로 구분하여 평가한다. 상: 발표 내용 지식이 타당하며, 논리적이고, 창의적이다. 중상: 발표 내용 지식이 타당하며, 논리적이나 창의성이 미흡하다. 중하: 발표 내용 지식이 타당하나 논리성과 창의성이 미흡하다. 하: 발표 내용 지식, 논리성, 창의성이 모두 미흡하다. [보고서 평가] Ÿ 활동지에서 나타난 인지적 능력은 옳고 그름을 판단하여 정량적 평가하며, 탐구 기능과 정의적 특성은 작성 내용에 근거하여 상중하로 구분하여 평가 한다. 12 

생물다양성 보존과 커피 찌꺼기 재활용 방안은? 부산대학교 과학영재교육원 2024 부산대학교 과학영재교육원 프로그램 1 프로그램 개요 학교급 프로그램명 중학교 1학년 생물다양성 보존과 커피 찌꺼기 재활용 방안은? 1. 프로그램 소개 우리 주변의 다양한 생물은 환경과 영향을 주고받으며 밀접한 관계를 맺고 있으며, 생물다양 성은 생태계와 인간의 삶과도 밀접하게 관련되어 있음을 알게 한다. 이를 통해, 생물다양성과 관련한 개념을 학습하게 한 후, 변이와 생물다양성의 관계를 추론할 수 있게 한다. 더불어 생물 다양성 보전의 필요성을 어플리케이션, 동영상을 활용하여 깨달을 수 있게 한다. 이를 바탕으 로 생물다양성을 보전하기 위한 다양한 방안을 조사하고, 실천하게 한다. 2. 프로그램 개요 구분(단계) 관련 교육과정 프로그램 목표 중등 심화 분야 중1 과학 영역 과학 생물 개발 차시 3차시 생물의 구성과 다양성 생물다양성 보전의 필요성을 이해하고, 생물다양성 유지를 위한 탄소 중립 실천 방안을 조사하고 실천할 수 있다. 3. 프로그램 차시별 내용 차시 1 주요 활동/내용 • 생물다양성, 변이의 개념을 학습한다. 스마트기기 • 생물다양성이 감소하는 원인과 생물다양성을 보전하기 위한 국제사회 스마트기기, 차원, 국가와 지역 사회 차원, 개인 차원의 방안을 학습한다. 2~3 • 생물다양성을 파괴하는 원인 중 하나인 지구온난화에 영향을 미치는 이산화탄소의 배출을 감소하는 방안을 탐구한다. • 커피박 화분 만들기 활동을 한다. 64 준비물 커피박 화분 만들기 키트 2024 부산대학교 과학영재교육원 프로그램 2 관련 교과 학습 목표 핵심 역량 차시별 교수·학습 지도안 중1 과학 영역 생물의 구성과 수업 차시 다양성 (해당/전체) 1 / 3 생물다양성을 이해하고, 변이와 생물다양성의 관계를 추론할 수 있다. □ 창의적 문제해결 능력 □ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 □ 학문적 개념의 통합적 활용 □ 융합 및 응용 능력 ☑ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 ☑ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 □ 정보처리 및 도구 활용 능력 ☑ 기타(소통공유 능력) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ) ☑ 설명식 교수 □ 토의·토론 학습 ☑ 협력 학습 ☑ 탐구 학습 □ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( ) 수업단계 교수⋅학습 활동 수업자료 및 유의점 ◎ 프로그램 도입 - 우리 주변의 다양한 생물은 환경과 영향을 주고받으며 밀접한 관 계를 맺고 있으며, 생물다양성은 생태계와 인간의 삶과도 밀접하게 관련되어 있음을 알게 한다. 문제 인식과 과제 정의 ppt 자료 동영상(http s://youtu.be ◎ 아이스 브레이킹 - ‘과학 빙고’로 수업에 집중할 수 있게 한다. (15분) /_rD14kgB6 RE?feature =shared) ◎ 동기유발 학생 활동지 - ‘생태탐정 이브스의 위기생명 상담소’ 어플리케이션을 소개하는 영 상을 제시하여 환경 파괴, 기후 변화, 종의 멸종에 관한 흥미를 유발 시킨다. 정보 탐색 및 통합과 의사소통 (35분) ◎ 교수활동 - 다양한 무늬를 가진 무당벌레의 사진을 제시하여 생물다양성, 변 이의 개념을 학습한다. ppt 자료 학생 활동지, 스마트기기 65 2024 부산대학교 과학영재교육원 프로그램 ◎ 탐구활동 - ‘생태탐정 이브스의 위기생명 상담소’ 어플리케이션을 설치하여 첫 번째 에피소드인 ‘노래를 잃어버리다’를 실행한다. - 해당 에피소드를 실행하면서 배경이 되었던 실제 사례를 조사한 후, 환경 파괴, 기후 변화, 종의 멸종에 관한 심각성을 깨닫고 생물 다양성이 보전되고 있는지 생각 해보게 한다. ◎ 학습 내용 정리 - 생물다양성이 보전되고 있는가를 질문한다. 평가와 일반화 (10분) - 학습한 개념인 생물다양성, 변이를 확인할 수 있는 퀴즈를 제시한 다. ◎ 다음 차시 예고 - 파괴되고 있는 생물다양성을 어떻게 보전할 것인지 탐구하는 활동 을 할 것임을 공지한다. 66 ppt 자료 2024 부산대학교 과학영재교육원 프로그램 관련 교과 학습 목표 핵심 역량 중1 과학 영역 생물의 구성과 수업 차시 다양성 (해당/전체) 2~3 / 3 생물다양성 보전의 필요성을 이해하고, 생물다양성 유지를 위한 방안을 조사하고 실천 할 수 있다. □ 창의적 문제해결 능력 □ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 □ 학문적 개념의 통합적 활용 □ 융합 및 응용 능력 ☑ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 ☑ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 □ 정보처리 및 도구 활용 능력 ☑ 기타(소통공유 능력) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ) ☑ 설명식 교수 □ 토의·토론 학습 ☑ 협력 학습 ☑ 탐구 학습 □ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( ) 수업단계 교수⋅학습 활동 ◎ 프로그램 도입 - 우리 주변의 다양한 생물은 환경과 영향을 주고받으며 밀접한 관계를 맺고 문제 인식과 있으며, 생물다양성은 생태계와 인간의 삶과도 밀접하게 관련되어 있음을 알게 한다. 과제 정의 (5분) ◎ 동기유발 - ‘The turning point’ 영상을 제시하여 환경 파괴, 기후 변화, 종의 멸종에 관한 흥미를 유발시킨다. ◎ 교수활동 수업자료 및 유의점 ppt 자료 동영상(https: //youtu.be/p7 LDk4D3Q3U? si=imN0VNY -C_Je_n0m) 학생 활동지 - ‘생태탐정 이브스의 위기생명 상담소’ 어플리케이션과 ‘The turning point’ 영상을 통해 생물다양성의 보전 여부와 그렇게 생각하는 이유를 모둠별로 토의하게 한다. 이후, 각 모둠의 토의한 결과를 발표하게 한다. 정보 탐색과 - 생물다양성이 감소하는 원인과 생물다양성을 보전하기 위한 국제사회 차원, 국가와 지역 사회 차원, 개인 차원의 노력을 학습한다. 사용 및 문제 해결 (60분) ◎ 탐구활동 및 해결책 발표 - 생물다양성을 파괴하는 원인 중 하나인 지구온난화에 영향을 미 ppt 자료 학생 활동지 커피박 화분 만들기 키트 치는 이산화탄소의 배출을 감소하는 방안을 3가지 이상 모둠별로 조사한 후, 활동지에 작성하고 발표한다. - 현대인의 필수품이라고 불리는 커피의 우리나라 소비량, 그로 인해 발생하는 커피박(커피 찌꺼기)의 양과 처리 방법에 대해 질문한다. 67 2024 부산대학교 과학영재교육원 프로그램 - 커피박의 다양한 재활용 방안을 3가지 이상 조사한 후, 활동지에 작성하고 발표한다. - 모둠별로 창의적인 커피박의 재활용 방안을 오픈 AI를 사용하여 토론한 후, 활동지에 작성하고 발표한다. - 커피박 화분 만들기를 진행한다. ◎ 학습 내용 정리 평가와 일반화 (10분) - 생물다양성을 보전하기 위한 국제사회 차원, 국가와 지역 사회 차원, 개인 차원의 방안을 질문한다. - 커피박 화분 만들기를 진행한 소감과 생물다양성을 보전하기 위해 자 신이 실천할 방안을 모둠별로 발표한다. 68 ppt 자료 2024 부산대학교 과학영재교육원 프로그램 3 평가 계획 및 기준안 생물다양성 보존과 커피 찌꺼기 재활용 방안은? 프로그램 명 중1 과학 관련 교과 영역 생물의 구성과 수업 차시 다양성 (해당/전체) 1~3 / 3 - 생물다양성을 이해하고, 변이와 생물다양성의 관계를 추론할 수 있다. 학습 목표 - 생물다양성 보전의 필요성을 이해하고, 생물다양성 유지를 위한 방안을 조 사하고 실천할 수 있다. - 우리 주변의 다양한 생물은 환경과 영향을 주고받으며 밀접한 관계를 맺고 평가 내용 있으며, 생물다양성은 생태계와 인간의 삶과도 밀접하게 관련되어 있음을 알 게 되었는지를 평가한다. 평가 방법 ☑ 동료평가 ☑ 자기평가 ☑ 활동지 평가 □ 산출물 평가 - 활동지에서 작성된 내용의 충실성을 평가한다. 평가 기준표 - 활동지 작성 시 모둠에서 소통과 협력이 얼마나 원활하게 진행되었는지를 평가한다. - 발표자의 발표에 얼마나 집중하여 듣는지를 평가한다. 평가 영역, 기준, 유의 사항 평가 영역 배점 평가 기준 평가 척도 내용의 충실성 60 - 이산화탄소의 배출을 감소하는 방안을 3가 지 이상 조사하여 작성하였는가? - 커피박의 재활용 방안을 3가지 이상 조사하 여 작성하였는가? - 출처를 밝혔는가? 소통과 협력 30 - 2가지 만족 30 - 모둠원과 의사소통을 적극적으로 하였는가? - 1가지 만족 15 - 모둠원과 협력하여 진행하였는가? - 만족한 것이 없음 0 참여도 10 - 발표자의 발표를 경청하였는가? 3가지 만족 60 2가지 만족 40 1가지 만족 20 만족한 것이 없음 0 - 만족 10 - 만족한 것이 없음 0 69 

공학적 설계를 적용한 환경· 생태 보드게임 디자인 부산대학교 과학영재교육원 2024 부산대학교 과학영재교육원 프로그램 1 프로그램 개요 학교급 프로그램명 초등 5~6학년 공학적 설계를 적용한 환경·생태 보드게임 디자인 1. 프로그램 소개 이 프로그램은 공학적 설계를 적용한 보드게임 디자인 활동을 통해 초등학교 학생들의 공학 적 문제해결력을 기름과 동시에 생태·환경에 대한 인식을 높임으로써 환경소양을 증진시키는 것을 목적으로 한다. 이 프로그램은 아래 표에서 제시된 공학적 설계 4단계를 주요 교수법으로 채택하며, 공학적 설계 각 단계의 성취기준을 고려해서 개발되었다. 이 수업은 초등학교 수준 의 환경과 생태에 관한 지식을 습득한 영재학생을 대상으로 한다. 공학적 설계 과정 초등학교 성취기준 문제정의/ 1수준: 문제를 정의하고 이해하였는가? 제한조건 2수준: 가능한 해결력에 대한 기준과 한계를 상세화 하였는가? 정보수집/ 1수준: 정의된 문제와 관련된 제시된 정보를 이해할 수 있는가? 재료탐색 2수준: 정의된 문제와 관련된 정보를 수집하고 자료(또는 재료)의 특성을 이해하는가? 해결책 설계 최적화 1수준: 시각적, 물리적 표현들을 통해 가능한 해결책을 조원들과 의사소통하여 제안 및 설계할 수 있는가? 2수준:　다양한 해결책에 대한 연구와 탐색이 이루어질 수 있는가? 1수준 : 실패한 원인을 포함한 간단한 실험결과에 근거하여 해결책을 개선할 수 있는가? 2수준 : 해결책들을 각각 비교, 시험 및 평가하여 볼 수 있는가? 2. 프로그램 개요 구분(단계) 관련 교육과정 프로그램 목표 160 초등 심화 분야 과학 개발 차시 6차시 [6과14-04] 연소 과정에서 생성되는 물질로 인한 생 태계의 피해 사례를 수집하고 분석하여 해결책을 제안 영역 물질의 연소 하고 공유할 수 있다. 환경·생태 보드게임 디자인을 통해 공학적 설계를 이해하고 최종산출물을 완성할 수 있 다. 2024 부산대학교 과학영재교육원 프로그램 3. 프로그램 차시별 내용 차시 주요 활동/내용 준비물 • 공학 설계의 첫 번째 단계로 보드게인 디자인을 위한 문제를 정의한다. • 공학설계의 두 번째 단계인 자료수집 단계로 이미 개발된 환경 및 생태 주제의 보드게임을 살펴보고 교사와 학습자가 함께 보드게임을 최종 1 산출물에 대한 평가 기준을 정한다. [참고: 만약 일반 학생을 대상으로 진행할 경우 이 수업 전에 대기 중 이산화탄소에 대해 알아보고 이산화탄소가 기후변화와 생태계에 미치 환경, 생태 관련 상용 보드게임들 는 영향을 다양한 자료(동영상, 읽기)를 통해 학습하는 과정을 거쳐야 한다.] 보드게임 • 공학 설계의 세 번째 단계인 해결챌 설계 단계로 이후 2차시부터 3차 2~3 키트 및 시까지 진행된다. 해결책을 설계하기 위해 다음의 과정을 따른다. 그림도구, 1) 기후변화와 생태계에 관련된 주제를 선정한다. 스티커 등 2) 선정된 주제에 대해 스토리를 설계한다. 환경 관련 3) 보드 및 명령 카드(질문 카드)를 설계한다. 자료, 인터넷 보드게임 키트 및 • 공학설계의 세 번째 단계인 해결챌 설계 단계의 마지막 순서로 2~3차 시에서 설계한 스토리와 명령카드 내용에 기반하여 1차 프로토 타입 산출물(보드게임)을 완성한다. 4~6 • 공학설계의 네 번째 단계로 각 모둠에서 완성된 1차 프로토타입을 비 슷한 주제를 선정한 다른 모둠에 소개하고, 동표 피드백을 통해 최종 산 출물을 완성한다. 그림도구, 스티커 등 환경 관련 자료, 인터넷, 학생 활동지 (모둠 피드백 평가자료) 161 2024 부산대학교 과학영재교육원 프로그램 2 관련 교과 학습 목표 핵심 역량 차시별 교수·학습 지도안 초5~6 과학 영역 물질의 연소 수업 차시 1 / 6 (해당/전체) 환경 보드게임 디자인을 위한 문제를 정의하고 최종산출물의 평가 기준을 제안할 수 있다. ☑ 창의적 문제해결 능력 ☑ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 ☑ 학문적 개념의 통합적 활용 ☑ 융합 및 응용 능력 ☑ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 □ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 □ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ) □ 설명식 교수 ☑ 토의·토론 학습 ☑ 협력 학습 □ 탐구 학습 □ 프로젝트 학습 ☑ 모델링 ☑ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( 수업단계 ) 교수⋅학습 활동 수업자료 및 유의점 1. 인사하기 2. 학습에 대한 소개 및 문제 인식 도입 (10분) - 환경교육용 보드게임 디자인 활동 소개하기 - 문제정의: 보드게임 만들기를 위한 구체적인 문제를 정의한다: “보 드게임 키트를 활용하여 환경 및 생태관련 보드게임을 개발한다.” 공학설계 단계 1: 문제정의 1. 모둠구성 (모둠은 3~4명 정도를 기준으로 구성함) - 모둠명, 모둠장 정하기 (모둠원들끼리 모둠명과 모둠장을 선정함) 전개 (25분) 2. 보드게임을 디자인 하기 위해 시중에서 인기가 많은 보드게임을 관 찰하고 체험해보기 - 모둠별로 관찰하고 분석하고 싶은 보드게임을 최소 2개 선택하여 그 특징을 살펴보고, 직접 체험해본다 162 공학설계 단계 2: 정보수집 2024 부산대학교 과학영재교육원 프로그램 관련 교과 학습 목표 핵심 역량 초5~6 과학 영역 물질의 연소 수업 차시 2~3 / 6 (해당/전체) 환경 보드게임 디자인을 위한 주제를 선정하고 게임 스토리 및 명령(질문)카드를 설계 할 수 있다. ☑ 창의적 문제해결 능력 ☑ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 ☑ 학문적 개념의 통합적 활용 ☑ 융합 및 응용 능력 ☑ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 □ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 □ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ) □ 설명식 교수 ☑ 토의·토론 학습 ☑ 협력 학습 □ 탐구 학습 □ 프로젝트 학습 ☑ 모델링 ☑ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( 수업단계 ) 교수⋅학습 활동 1. 인사하기 및 이전 차시 내용 상기 도입 (10분) 2. 학습에 대한 소개 - 환경교육용 보드게임 주제 정하기 - 선정된 주제에 대해 스토리를 설계 - 보드 및 명령 카드(질문 카드)를 설계 1. 수업자료 및 유의점 공학설계 단계 1-2와 단계 3( 해결책 설계)의 연결성 설명 모둠별로 활동 주제 정하기 - 지구온난화와 생태계 파괴에 대한 자료와 영상을 보여주며 선택권 부여 - 영상과 자료를 확인하고 모둠원들끼리 의견을 종합하여 지구온난화 와 생태계 파괴 중 원하는 주제를 선택함 전개 (25분) 2. 모둠별로 선정된 주제에 대한 스토리 설계 - 인물, 사건, 배경을 구분하여 모둠별 스토리를 설계한다. 이때 보드 게임의 종류(일반형과 일방향형)를 고려하도록 안내한다. 3. 설계된 스토리에 따라 필요한 명령카드(질문카드) 설계 - 개인 활동으로 5가지 명령(질문)카드에 들어갈 내용 만들기 - 조별로 사용할 카드의 내용을 공유하고 최종 카드내용 정하기 164 공학설계 단계 3: 해결책 설계 2024 부산대학교 과학영재교육원 프로그램 관련 교과 초5~6 과학 영역 물질의 연소 수업 차시 4~6 / 6 (해당/전체) 환경·생태 보드게임의 1차 프로토타입 산출물을 완성한다. 학습 목표 다른 모둠의 보드게임 1차 산출물을 평가한다. 다른 모둠의 피드백을 반영하여 최종 환경·생태 보드게임을 완성한다. 핵심 역량 ☑ 창의적 문제해결 능력 ☑ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 ☑ 학문적 개념의 통합적 활용 ☑ 융합 및 응용 능력 ☑ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 □ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 □ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ) □ 설명식 교수 ☑ 토의·토론 학습 ☑ 협력 학습 □ 탐구 학습 □ 프로젝트 학습 ☑ 모델링 ☑ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( 수업단계 ) 교수⋅학습 활동 수업자료 및 유의점 1. 인사하기 및 지난 차시 상기 2. 학습에 대한 소개 - 지난 차시와 연계하여 보드게임의 1차 프로토타입인 보드와 카드 도입 (10분) 완성 - 다른 모둠의 산출물에 대한 피드백 주기 - 다른 모둠원들의 피드백을 반영하여 우리 모둠의 보드게임을 최종 완성하기 공학설계 단계 3이 지속되고 있음을 상기 시킴 1. 지난 차시와 연계하여 보드게임의 1차 프로토타입 산출물(보드와 카 드) 완성 - 지난 차시에 개발한 스토리와 명령(질문)카드의 내용을 반영하여 보드와 카드를 디자인한다. - 교사기 미리 준비한 스티커와 싸인펜, 색연필등을 활용한다. 전개 (25분) - 교사는 순회지도를 통해 모둠별 보드게임 만들기 진행상황을 파악 하고 질문에 답한다. - 학습자가 주도적으로 활동에 참여하도록 독려하며, 교사의 개입을 최소화 한다. - 최소 2차시 정도 소요되며, 모둠별 완성 시간이 다르므로 완성 속도 를 적절히 조절하도록 상기시킨다. 166 공학설계 단계 3: 해결책 설계 공학설계 단계4: 최적화 2024 부산대학교 과학영재교육원 프로그램 3 평가 계획 및 기준안 프로그램 명 관련 교과 학습 목표 공학적 설계를 적용한 환경·생태 보드게임 디자인 초등 5~6 과학 영역 물질의 연소 수업 차시 (해당/전체) 1~6/ 6 환경·생태 보드게임 디자인을 통해 공학적 설계를 이해하고 최종산출물을 완성할 수 있다. 평가 내용 환경·생태 보드게임 산출물 평가 방법 동료평가 동료평가를 위한 최종산출물 평가 기준표는 수업 1차시에 학생들과 함께 개발하여 참 여 학생들이 문제를 정확하게 인식하고 평가의 주요 요인을 인지하도록 한다. 다음은 초등 5~6학년 수준에서 제시할 수 있는 평가 요인의 예시이다. 평가요인 상 중 하 이해하기 매우 어느정도 이해 잘 이해되지 않 쉽다 된다. 는다. 보드게임의 내용이 재미있다. 매우 재미있다. 재미 있다. 재미 없다. 보드게임의 보드가 깔금하고 매우 깔끔하고 깔끔하지만 예 예쁘게 디자인 되었다. 예쁘다 쁘진 않다. 보드게임의 카드가 깔끔하고 매우 깔끔하고 깔끔하지만 예 예쁘게 디자인 되었다. 예쁘다 쁘진 않다. 시간안에 보드게임을 완성하 시간안에 완성 거의 완성하였 였다. 하였다. 다. 보드게임이 이해하기 쉽다. 평가 기준표 상대 모둠의 산출물에 대해 피 드백을 구체적으로 기술해보 자 168 깔금하지도 않 고 예쁘지도 않 다. 깔금하지도 않 고 예쁘지도 않 다. 완성을 위해 많 은 시간이 필요 하다. 

태양광 발전을 이용한 선풍기 제작 국립목포대학교 과학영재교육원 2024 국립목포대학교 과학영재교육원 프로그램 1 프로그램 개요 중학교 1학년 태양광 발전을 이용한 선풍기 제작 1. 프로그램 소개 태양은 인간이 필요로 하는 것보다 훨씬 많은 에너지를 지구에 쏟아붓고 있지만, 인간은 이를 충 분히 활용하지 못하고 있습니다. 태양은 1년에 약 1021kcal의 열에너지를 내뿜지만, 그 중에 지구 가 받아들이는 양은 20억분의 1정도입니다. 태양이 한 시간 동안 지표면에 보내 주는 에너지의 양은 전 인류가 일 년 소비하는 에너지량과 맞먹을 정도로 많다고 합니다. 이와 같이 태양이 보내 주는 에너지의 일부를 모아서 전기로 변환하여 사용하는 것을 태양광 발전이라고 합니다. 태양광 발전은 실리콘 같은 반도체로 만든 태양 전지판을 이용해서 빛 에너지를 바로 전력으로 변환하는 방법입니다. 전기가 필요한 지점의 지붕 위에 설치만 하면 가능하기 때문에 편리합니다. 원하는 전압과 전류를 생산할 수 있도록, 단일 태양전지를 일정한 규칙에 의해 조합해서 태양 전지판 형 태로 제작하여 사용합니다. 태양 전지판을 어떻게 설치하면 더 효율적으로 전력을 생성할 수 있을 지 실험을 통하여 알아보도록 하겠습니다. 또한, 다수의 태양전지를 연결하여 생성되는 전압과 전 류를 제어하는 방법을 살펴 보도록 합니다. 끝으로, 이렇게 연결한 다수의 태양전지를 이용하여 미니 선풍기를 제작하고 구동하는 실험을 통해 태양광 발전을 이용하여 실생활에 사용하는 방법 을 체험 합니다. 2. 프로그램 개요 구분(단계) 관련 융합사사 2022 개정 교육과정에 맞추어 분야 과학 물리 개발 차시 영역 빛의 성질, 전기의 이용 8차시 교육과정 중1 과학 프로그램 빛의 성질과 전기의 이용을 융합한 신재생 에너지의 기초 개념을 이해하고, 이를 바탕으 목표 로 태양발전을 이용한 선풍기 제작을 한다. 3 2024 국립목포대학교 과학영재교육원 프로그램 3. 프로그램 차시별 내용 차시 1 2 태양전지의 동작 원리 및 특성 평가 하기 빛의 세기에 따른 태양전지의 동작 특성 조사 하 기 준비물 태양전지, 전기테스터기 (멀티미터기), 손전등 (스마트폰 플래쉬로 대체 가능) 태양전지, 전기테스터기 (멀티미터기), 손전등 (스마트폰 플래쉬로 대체 가능), 자, 각도기 3 2개의 태양전지를 직렬 연결하고 특성 조사 하기 태양전지, 전기테스터기 (멀티미터기) 4 2개의 태양전지를 병렬 연결하고 특성 조사 하기 태양전지, 전기테스터기 (멀티미터기) 5 다수의 태양전지를 직렬 연결하고 특성 조사 하기 태양전지, 전기테스터기 (멀티미터기) 6 다수의 태양전지를 병렬 연결하고 특성 조사 하기 태양전지, 전기테스터기 (멀티미터기) 7 8 4 주요 활동/내용 다수의 태양전지를 이용하여 태양전지 모듈 제작 하기 다수의 태양전지를 이용하여 미니 선풍기를 제작 하고 동작 시키기 태양전지, 전기테스터기 (멀티미터기) 태양전지, 전기테스터기 (멀티미터기), 손전등 (스마트폰 플래쉬로 대체 가능) 미니모터 2024 국립목포대학교 과학영재교육원 프로그램 2 차시별 교수· 학습 지도안 수업 차시 전기의 이용 (해당/전체) 중1 과학 학습 목표 태양전지의 동작 원리를 이해하고, 태양전지에서 발생하는 전압과 전류 특성을 관찰한다. 핵심 역량 영역 빛의 성질 관련 교과 1 / 8 □ 창의적 문제해결 능력 □ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 □ 학문적 개념의 통합적 활용 ☑ 융합 및 응용 능력 ☑ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 □ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 □ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ) ☑ 설명식 교수 ☑ 토의·토론 학습 □ 협력 학습 ☑ 탐구 학습 ☑ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( 수업단계 ) 교수⋅학습 활동 수업자료 및 유의점 ◎ 프로그램 도입 - 우리가 사용하는 모든 에너지원은 태양으로부터 발생한다는 내용을 소개한다. - 태양열 발전과 태양광 발전 차이 설명과 효율 차이를 이용하여 태양광 발전이 효율적인 신재생 에너지 발전 기술임을 소개한다. - ‘광전 효과’를 이용하여 태양전지의 동작원리를 설명한다. 도입 (20분) [유의사항] 에너지 보존 법칙을 이용하여, 에너지 변환 과정을 거치게 되면 효율이 ppt 자료 감소 함을 설명. - 태양전지의 동작원리를 중등교과 과정에 맞게 최대한 간단하고 쉽게 설명 - 전기 발생 차원에서 기존의 건전지와 유사성 강조 ◎ 동기유발 - 실제 태양광 발전 설비 사진 및 사례를 소개한다. [TI P] - 학생들에게 가정집 혹은 주의 건물에서 태양광 발전 설비 관찰 경험 질의 5 2024 국립목포대학교 과학영재교육원 프로그램 ◎ 교수활동 전개 (10분) - 태양전지의 외형 소개한다. 학생활동지, - +극, -극 위치를 설명한다. 태양전지, - 전기테스터기 사용법 설명한다. 전기테스터 - 연결 방법 및 태양전지 빛 조사 방법을 설명한다. 기 터기), ◎ 탐구활동 - 태양전지에 전기테스터기를 연결한 후 손전등을 태양전지 판에 빛을 (스마트폰 - 멀티 테스터기의 전압, 전류 측정 모드를 바꿔 가면 디스플레이에 나타 나는 체 가능) - 태양전지에 빛을 조사한 후, 전기 테스터기의 값을 확인한다. - +극과 –극을 바꾸어서 연결 후 값을 확인한다. 평가 [유의사항] - 전압, 전류 각각 측정. ◎ 다음 차시 예고 6 조 플래쉬로 대 ◎ 학습 내용 정리 (15분) 손전등 사한다. 값을 보고 기록한다. 정리 및 (멀티미 2024 국립목포대학교 과학영재교육원 프로그램 관련 교과 학습 목표 핵심 역량 중1 과학 영역 빛의 성질 전기의 이용 수업 차시 (해당/전체 2 / 8 ) 빛의 세기를 조절할 수 있는 방법을 찾아보고, 빛의 세기에 따른 태양전지의 동작 특성 조사 하기 □ 창의적 문제해결 능력 □ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 □ 학문적 개념의 통합적 활용 ☑ 융합 및 응용 능력 ☑ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 □ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 □ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ) ☑ 설명식 교수 ☑ 토의·토론 학습 □ 협력 학습 ☑ 탐구 학습 ☑ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( 수업단계 ) 교수⋅학습 활동 수업자료 및 유의점 ◎ 프로그램 도입 - 빛의 세기를 조절할 수 있는 방법에 대해서 각자의 생각을 이야기하고 논의한다. 본 실험에서는 광원과의 거리 조절과 각도 조절을 이용하여 빛의 세기를 도입 조절하는 것에 대해서 설명한다. (10분) [유의사항] ppt 자료 손전등이나 핸드폰의 밝기 변화에 대해서는 자연에서 구름에 의해서 흐린 날과 동일하다는 설명이 필요. [TI P] - 실제 태양의 빛의 세기가 변할 수 있는 요소와 관련하여 설명 필요. ◎ 교수활동 학생활동지, - 태양전지의 외형 소개 한다. 태양전지, - +극, -극 위치를 설명 한다. 전기테스터 - 전압 및 전류를 측정하기 위한, 전기테스터기 사용법 설명 한다. 기 전개 - 연결 방법 및 태양전지 빛 조사 방법(거리 및 각도 조절)을 설명한다. 터기), (20분) ◎ 탐구활동 손전등 - 태양전지에 전기테스터기를 연결한 후 핸드폰 플래시(손전등)와 태양전 (스마트폰 지 판과의 거리 및 각도 변화를 주면서 빛을 비춘다. 플래쉬로 대 - 멀티 테스터기의 전압, 전류 측정 모드를 바꿔 가면 디스플레이에 나타나는 체 값을 보고 기록한다. 자, 각도기 (멀티미 가능), 7 2024 국립목포대학교 과학영재교육원 프로그램 3 프로그램 명 관련 교과 학습 목표 평가 내용 평가 방법 평가 계획 및 기준안 태양광 발전을 이용한 선풍기 제작 중1 과학 영역 빛의 성질 수업 차시 전기의 이용 (해당/전체) 1 / 8 - 태양전지의 동작 원리를 이해한다. - 태양전지에서 발생하는 전압과 전류 특성을 관찰한다. 빛을 비추면 태양전지에서 전압과 전류가 발생하는 것을 알고 있다. 전압과 전류를 전기 테스터기로 측정하고 값을 읽을 수 있다. 동료평가, 자기평가 등 상 중 평가 기준표 하 1. 태양전지에 빛을 비추면 전압과 전류가 발생하는 것을 이해하고 있다. 2. 태양전지의 전압과 전류를 전기 테스터기로 측정할 수 있다. 1. 태양전지에 빛을 비추면 전압과 전류가 발생하는 것을 이해하고 있다. 2. 태양전지의 전압과 전류를 전기 테스터기로 측정할 수 없다. 1. 태양전지에서 전압과 전류가 발생하는 것을 이해하고 있지 않다. 2. 전기 테스터기의 연결 및 사용할 수 없다. 15 

컴퓨터가 알아 맞추는 소금의 종류 국립목포대학교 과학영재교육원 2024 국립목포대학교 과학영재교육원 프로그램 1 프로그램 개요 중학교 2학년 컴퓨터가 알아 맞추는 소금의 종류 1. 프로그램 소개 “인공지능”은 곧 우리 생활에 꼭 필요한 존재가 될 것입니다. 이미 우리는 생활 속에서 그리 고 다양한 산업현장에서 크고 작은 도움을 인공지능으로부터 받고 있습니다. 인공지능이 그린 그림, 인공지능이 쓴 문학작품에 대한 뉴스를 종종 볼 수 있습니다. 몇몇 나라에서는 인공지능 을 이용한 자율주행 자동차를 시험해 보고 있다고 합니다. 질병을 진단하고 치료 방법을 찾거 나 신약 개발 연구를 하는 과정에서도 인공지능이 사용되고 있습니다. 금융 분야에서 위험 관 리, 투자 전략을 세우고, 쿠팡, 네이버, 넷플릭스, 유튜브 등 인터넷을 이용하는 사업에서도 제 품이나 콘첸츠를 소비자에게 추천하는데 인공지능을 이용합니다. 인공지능은 앞으로도 교육, 농업, 에너지 등 더 다양한 분야에서 더 많이 활용될 것입니다. 인공지능이 이렇게 필수적인 도구가 되어가고 있지만 우리는 인공지능이 어떻게 생각하고 판단하는지 잘 알고 있을까요? 잘 이용하기 위해서는 잘 알아야 합니다. 이번 프로그램에서는 인공지능 모델을 만드는데 사용하는 가장 간단한 알고리즘인 “k-최근접 이웃”이라는 방법을 이용해서 소금의 종류를 판별하는 인공지능 모델을 만들어 볼 것입니다. 물론 알고리즘만 가지 고는 아무것도 할 수 없고, 인공지능을 학습시킬 “데이터”가 필요합니다. 데이터는 바로 소금의 물리적, 화학적 성질을 측정하여 수치화한 것입니다. 먼저 k-최근접 이웃 알고리즘에 대해 알 아보고, 소금의 종류와 성질에 대해서 알아보겠습니다. 그리고 소금의 색을 측정하는 방법인 반사도 분광법과 소금의 성분에 대한 정보를 알 수 있는 앙금 생성반응에 대해서 알아보겠습 니다. 이 두 가지 방법을 이용한 간단한 실험을 해보고, 실험을 통해 얻은 데이터를 이용해서 인공지능 모델을 만들어 보겠습니다. 그리고 이 모델의 성능, 즉 소금의 종류 판별 정확도를 평가해 보도록 하겠습니다. 화학분석 데이터를 이용한 통계적인 소금의 종류 판별 모델을 만드 는 일은 실생활의 문제를 해결하기 위한 쉬운 방법을 찾기 위한 과학적 노력의 한 가지 사례라 고 할 수 있습니다. 인공지능은 더이상 컴퓨터 공학 분야만의 이야기가 아닙니다. 화학공학, 식품공학, 의료진단, 신약개발, 에너지 산업 등 다양한 분야에서 활용되고, 또 그 분야에서 효과적으로 사용되기 위 해 새로운 알고리즘들이 개발되고 있습니다. 본 프로그램은 화학과 수학(통계)의 융합 주제를 다루고 있습니다. 소금을 분석의 대상 물질로 하여 소금의 물리·화학적 성질을 관찰하고 분석 한 결과를 수치화하여, 이 데이터를 통계적으로 처리하여 몇 가지 소금 시료를 모델링해 볼 것 3 2024 국립목포대학교 과학영재교육원 프로그램 입니다. 이렇게 화학 분석 데이터를 이용하여 만든 통계적 모델은 소금의 종류를 판별하는데 사용될 수 있습니다. 이 소금의 종류 판별 모델의 정확도를 평가해 보고 왜 어떤 모델은 판별 정확도가 높고, 다른 모델은 판별 정확도가 낮은지도 토론해 볼 것입니다. 이번 프로그램을 통 해서 인공지능이 화학 분석 데이터를 가지고 보다 많은 일을 해낼 수 있다는 가능성도 엿볼 수 있기를 기대합니다. 2. 프로그램 개요 구분(단계) 관련 교육과정 프로그램 목표 전공사사 분야 과학 화학 개발 차시 8차시 2022 개정 교육과정에 맞추어 영역 원소 중2 과학 원소의 불꽃 반응 원리를 이용하여 물질의 원소 조성에 대한 정보를 알아낼 수 있고 이를 이용하여 식품 원산지 판별과 같은 실생활의 문제를 인공지능의 도움을 받아 해결할 수 있음을 이해한다. 3. 프로그램 차시별 내용 차시 주요 활동/내용 준비물 인공지능 알고리즘을 만드는 과정인 기계학습에 사용되는 용어를 배 1 우고 가장 간단한 1차원 k-최근접 이웃 방법을 예제 데이터를 가지 M S Excel 고 실습한다. 인공지능 알고리즘을 만드는 과정인 기계학습에 사용되는 용어를 배 2 우고 가장 간단한 2차원 k-최근접 이웃 방법을 예제 데이터를 가지 M S Excel 고 실습한다. 3 4 5 원소의 불꽃색을 관찰할 수 있는 장치를 꾸미고, 몇 가지 원소들의 토치, 니크롬선, 소금 불꽃 색을 관찰해 본다. 시료, 원소의 불꽃색과 선 스펙트럼 사이의 관계를 실험을 통해서 이해하 토치, 니크롬선, 소금 고 이 원리를 이용해서 물질의 원소 조성을 조사할 수 있음을 이해 시료, 광섬유, 휴대용 한다. 분광기 토치, 니크롬선, 소금 원산지 또는 종류가 다른 두 가지 소금의 불꽃 스펙트럼을 얻고 스 펙트럼을 통해서 관찰된 결과를 이해한다. 시료, 광섬유, 휴대용 분광기 두 가지 소금의 불꽃 스펙트럼에 나타난 Na의 선 스펙트럼 세기를 6 이용해서 이 두 가지 소금의 종류를 구분하는 1차원 k-최근접 이웃 M S Excel 모델을 만들고 성능을 평가해 보자. 두 가지 소금의 불꽃 스펙트럼에 나타난 K의 선 스펙트럼 세기를 이 7 용해서 이 두 가지 소금의 종류를 구분하는 1차원 k-최근접 이웃 M S Excel 모델을 만들고 성능을 평가해 보자 두 가지 소금의 불꽃 스펙트럼에 나타난 Na와 K의 선 스펙트럼 세 8 기를 이용해서 이 두 가지 소금의 종류를 구분하는 2차원 k-최근접 이웃 모델을 만들고 성능을 평가해 보자 4 M S Excel 2024 국립목포대학교 과학영재교육원 프로그램 2 차시별 교수· 학습 지도안 중2 과학 학습 목표 가장 간단한 기계학습 알고리즘인 k-최근접 이웃 방법의 원리를 이해한다. 핵심 역량 영역 수업 차시 관련 교과 원소 (해당/전체) 1 / 8 □ 창의적 문제해결 능력 □ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 □ 학문적 개념의 통합적 활용 □ 융합 및 응용 능력 ☑ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 ☑ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 ☑ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ) ☑ 설명식 교수 □ 토의·토론 학습 □ 협력 학습 □ 탐구 학습 □ 프로젝트 학습 ☑ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( 수업단계 ) 교수⋅학습 활동 수업자료 및 유의점 ◎ 프로그램 도입 인공지능(AI )은 1950년대 앨런 튜링이 컴퓨터가 사람처럼 생각할 수 있 는지 알아보려고 한 것에서 시작됐어요. 1956년에는 과학자들이 모여 AI 라는 용어를 만들었고, 초기 AI 프로그램과 전문가 시스템이 개발되었지 만 기대에 못 미쳐 1970-80년대에는 연구가 줄어들었어요. 1990-2000 년대에는 새로운 기술 덕분에 AI 가 다시 발전하기 시작했어요. 2010년대 이후로는 알파고 같은 AI 가 바둑 세계 챔피언을 이기는 등 다양한 분야에 서 큰 성과를 냈어요. 지금은 자율 주행차와 가상 비서 같은 AI 가 우리 일 도입 상에 많은 변화를 주고 있고, AI 가 안전하게 사용되도록 하는 법과 규칙 (0분) 에 대해서도 많이 이야기하고 있어요. ppt 자료 ◎ 동기유발 최근 우리나라에서는 중국이나 동남아시아에서 온 소금을 한국산이라고 속여서 파는 일이 발생하고 있어요. 이 때문에 소비자들이 속고, 한국 소 금을 만드는 사람들에게 피해를 줍니다. 이런 사기 행위는 원산지를 속이 거나 가짜 라벨을 붙여서 이루어집니다. 그래서 사람들이 믿고 산 소금이 실제로는 안전하지 않거나 품질이 떨어질 수 있어요. 정부는 이런 불법 행위를 막기 위해 단속과 처벌을 강화하고 있습니다. 5 2024 국립목포대학교 과학영재교육원 프로그램 그렇다면, 소금과 같은 식품의 원산지를 조사하는 데 인공지능을 이용할 수 있을까요? 인공지능은 데이터를 분석하고 패턴을 찾아내는 데 매우 뛰 어나기 때문에, 식품의 원산지를 정확하게 구별할 수 있는 도구로 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 소금의 성분 분석 결과를 인공지능이 학습하여 어느 지역에서 온 소금인지 정확하게 판별할 수 있을 것입니다. 여러분이 인공지능을 이용한 실험과 연구에 참여한다면, 식품의 안전성을 높이는 데 큰 기여를 할 수 있습니다. 이번 시간에는 두 가지 종류의 물질을 한 개의 변수를 이용해서 구분하는 k-최근접 모델링 방법을 알아보고 실습 해 보겠습니다. ◎ 교수활동 [1] 두 점 사이의 거리를 재는 방법: 1차원 공간에서 1차원 공간은 수직선이나 반직선과 같은 선을 의미합니다. 이 선 위에 두 점이 있다고 가정해 봅시다. 이 두 점을 A와 B라고 부르고, 그 좌표를 각 각 a와 b라고 하겠습니다. 그러면 두 점 사이의 거리는 두 좌표 값의 차이 의 절댓값으로 구할 수 있습니다. 즉, 두 점 A(a)와 B(b) 사이의 거리는 다음과 같이 계산됩니다: 거리=∣b−a∣ 여기서 ∣b−a∣는 b와 a의 차이의 절댓값을 의미합니다. 절댓값을 사용 하는 이유는 거리는 항상 양수이기 때문입니다. [2] k-최근접 이웃법 수직선에 물질의 성질에 대해서 측정한 값을 점으로 표시한다면 성질이 다른 두 가지 물질 A와 B의 측정값들은 서로 다른 집단을 이루며 떨어져 있을 것입니다. 이제 이 두 가지 물질들 가운데 어느 것인지 모르는 시료 전개 (0분) 가 있다면 이 시료의 해당 성질을 측정하여 같은 수직선 위에 표시해 볼 수 있습니다. 이 종류를 모르는 물질의 측정값과 종류를 알고 있는 물질 들의 측정값 사이의 거리를 위의 1차원 공간에서 두 점 사이의 거리를 재 는 방법을 이용해서 계산할 수 있습니다. 종류를 모르는 물질에 대해서 특정한 값과 가장 가까운 위치에 있는 것은 물질 A의 측정값일까요? 아 니면 물질 B의 측정값일까요? 종류를 모르는 물질의 종류는 가장 가까운 측정값을 주는 물질과 같은 종류일 가능성이 클 것입니다. 이렇게 종류를 모르는 물질의 종류를 측정하고 종류를 알고있는 물질의 측정값과 비교 해서 정할 수 있습니다. 그런데, 가장 가까운 측정값 하나만 고려하여 종 류를 정하는 것보다 가까운 측정값 몇 개를 고려해서 다수결로 판단하는 것이 더 정확할 수도 있습니다. 이렇게 종류를 모르는 물질의 종류를 정 하기 위해서 가장 가까운 순으로 k개의 종류를 알고 있는 물질의 측정값 을 고려할 수 있습니다. 이 방법을 k-최근접 이웃법이라고 합니다. ◎ 탐구활동 [1] 다음은 소금 A와 소금 B의 마그네슘의 농도를 각각 열 번씩 측정한 결과이다. 농도는 소금 1 kg당 마그네슘의 양을 mg으로 나타낸 것이다. 6 학생활동지 스마트기기 2024 국립목포대학교 과학영재교육원 프로그램 9 11659 A (564) 10 19846 A (152) 11 22205 B (1253) 12 23507 B (314) 13 24272 B (272) 14 19758 A (64) 15 22827 B (994) 16 24227 B (227) 17 22819 B (1002) 18 22336 B (1384) 19 23625 B (196) 20 22109 B (1157) [3] 이 소금의 종류 판별 모델의 정확도는 얼마인가? 위의 표의 맨 오른쪽 열에 “거리”를 계산해서 찾아낸 가장 가까운 이웃의 종류를 괄호 안에 거리 값을 함께 표시해서 나타내었다. 실제로 종류를 모르는 소금 1번부터 10번까지는 소금 A이고 11번부터 20번까지는 소금 B이다. 이 1차원 k-최근접 모델은 14번 시료에 대해서만 잘못된 종류 판 별 결과를 주었고 나머지 19개 시료에 대해서는 올바른 종류 판별 결과를 준 것을 알 수 있다. 따라서 이 1차원 k-최근접 모델의 종류 판별 정확도 는 95%(=19/20)라고 할 수 있다. ◎ 학습 내용 정리 이번 프로그램을 통해서 k-최근접 이웃법의 기본 원리를 알아 보았습니 다. 이 학습을 위해서 두 가지 소금 A와 B에 대해서 측정한 마그네슘 농 도를 “변량”으로 해서 종류 판별 모델을 만들어 보고, 그 모델의 정확도도 별도의 데이터 세트를 이용해서 검증해 보았습니다. 먼저 종류를 알고 있 는 소금에 대해서 마그네슘 농도를 반복 측정한 결과를 수직선 위해 표시 해서 마그네슘 농도를 이용하여 소금의 종류를 정하는 모델을 만들었습 정리 및 평가 (0분) 니다. 이때 사용한 마그네슘 농도 데이터를 “학습 데이터”라고 부릅니다. 이 학습 데이터를 이용해서 우리는 컴퓨터를 학습 또는 훈련시키는 것입 니다. 이 과정을 “기계학습”이라고 하고, 여기서 말하는 “기계”란 “컴퓨터” 를 의미합니다. 모델을 만들었으면 그 모델의 성능을 검증해 보아야 합니 다. 모델의 성능을 평가할 때 “학습”에 사용하지 않은 별도의 데이터를 사 용해야 정확한 평가가 가능합니다. 따라서 본 프로그램에서는 별도의 데 이터를 이용했습니다. 이 데이터를 “검증 데이터”라고 부릅니다. 마지막 으로 검증 데이터에 대해서 정답율을 계산하여 모델의 종류 판별 정확도 로 제시하였습니다. 8 2024 국립목포대학교 과학영재교육원 프로그램 3 프로그램 명 평가 계획 및 기준안 컴퓨터가 알아 맞추는 소금의 종류 영역 물질 수업 차시 관련 교과 중등과학 학습 목표 가장 간단한 기계학습 알고리즘인 k-최근접 이웃 방법의 원리를 이해한다. (해당/전체) 1 / 8 [1] 반직선 상에 표시된 두 점 사이의 거리를 구할 수 있는가? [2] k-최근접 이웃법의 원리를 이해하고 설명할 수 있는가? 평가 내용 [3] 예제로 주어진 데이터에 대해서 k = 1로 하여 종류판별을 수행하여 정답율을 구할 수 있는가? [4] 두 용어 “학습 데이터”와 “검증 데이터”를 이용해서 실습 결과를 설명할 수 있는가? [1] 반직선 상에 표시된 두 점 사이의 거리를 구할 수 있는가? ☞ 몇 개의 문제를 주고 학생이 스스로 풀어보도록 한다. 답을 제시해 주고 자기평가를 통해서 스스로 두 점 사이의 거리를 옳게 구했는지 확인하도록 한다. [2] k-최근접 이웃법의 원리를 이해하고 설명할 수 있는가? ☞ 본 프로그램에 참여하는 학생 수가 적은 경우에는 개인별로 학생 수가 많은 경우에는 조를 구성하여 조별로 k-최근접 이웃법의 원리를 설명하는 PPT 슬라이드를 1~2장 정 도 분량으로 작성하도록 하여 발표하도록 한다. 발표를 경청한 후 동료 평가 및 교사 평 평가 방법 가를 수행할 수 있다. [3] 예제로 주어진 데이터에 대해서 k = 1로 하여 종류판별을 수행하여 정답율을 구할 수 있는가? ☞ 각자 또는 조별로 구한 결과를 정답과 비교해서 자기 평가를 하도록 한다. [4] 두 용어 “학습 데이터”와 “검증 데이터”를 이용해서 실습 결과를 설명할 수 있는가? ☞ 각자 또는 조별로 실습 결과를 정리하여 PPT 슬라이드를 4장 정도 분량으로 작성하 여 발표하도록 한다. 발표를 경청한 후 동료 평가 및 교사 평가를 수행할 수 있다. 다음과 같이 평가 내용 항목별로 배점을 주어 총점 100점 만점으로 평가할 수 있다. [1] 반직선 상에 표시된 두 점 사이의 거리를 구할 수 있는가? (5점) [2] k-최근접 이웃법의 원리를 이해하고 설명할 수 있는가?(15점) 평가 기준표 [3] 예제로 주어진 데이터에 대해서 k = 1로 하여 종류판별을 수행하여 정답율을 구할 수 있는가? (30점) [4] 두 용어 “학습 데이터”와 “검증 데이터”를 이용해서 실습 결과를 설명할 수 있는가? (50점) 10 

우리가 모르는 생활 속 미세플라스틱 이야기 국립목포대학교 과학영재교육원 2024 국립목포대학교 과학영재교육원 프로그램 1 프로그램 개요 중학교 1-2학년 우리가 모르는 생활 속 미세플라스틱 이야기 1. 프로그램 소개 화석연료를 이용한 플라스틱 생산, 환경적으로 건전하지 않은 폐기물 처리, 해양으로 유입된 폐플라스틱과 미세플라스틱 등은 심각한 환경적·경제적 문제를 초래하고 있다. 전 세계적으로 플라스틱 생산량과 폐기물 발생량은 늘어나고 있으나 재활용률은 9%에 불과하다. 플라스틱은 내구성과 내약품성, 내수성이 뛰어나 다양한 산업 분야에서 사용됐고, 이렇게 생산된 플라스틱 에서 매년 천만 톤 가량의 플라스틱이 바다로 흘러들어갔다. 이 중 5조개 이상의 플라스틱 조 각이 전 세계 바다를 순환하는 것으로 추정된다. 문제는 이러한 과정에서 미세플라스틱이 먹이 사슬을 통해 다시 우리의 식탁으로 돌아온다는 것이다. 따라서, 미세플라스틱은 바다의 가장 깊은 곳에서부터 우리가 소비하는 음식과 물까지 인간과 지구의 건강에 점점 더 큰 위협이 되 고 있다. 전 세계적으로 수돗물, 생수, 하천, 호수, 강 등과 해산물에서 미세플라스틱이 확인되 고 있으며, 국내에서도 생활환경(화장품, 세안제, 치약, 의약품 세탁세제 등)과 먹거리 등에서 미세플라스틱이 검출되고 있다. 특히 미세플라스틱이 인체 유해성(영양 감소, 장기손상, 염증 반응 등)으로 인한 질병 발생률과 사망률을 높일 우려가 보고되고 있어 미세플라스틱의 인체 건강위험에 대한 연구에 관심이 높다. 본 프로그램에서는 우리가 살아가는 생활 속에서 우리가 모르는 미세플라스틱이 무엇이 있으며 인체에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 2. 프로그램 개요 구분(단계) 관련 전공사사 2022 개정 교육과정에 맞추어 분야 과학 융합 영역 환경 개발 차시 8차시 교육과정 중1-2 과학 프로그램 생활 속 미세플라스틱이란 무엇이며 이를 이용한 다양한 활동, 실험을 통해 미세플라스틱 목표 의 인체에 미치는 영향에 대해 이해해보자 3 2024 국립목포대학교 과학영재교육원 프로그램 3. 프로그램 차시별 내용 차시 주요 활동/내용 미세플라스틱의 다양한 종류 및 인체 유해성에 대해 알아본다. 1 휴대폰 및 테블릿 PC를 활용하여 전문사이트를 검색하여 정보를 얻 는다. 미세플라스틱의 인체 유해성 평가를 위해 미세플라스틱 크기에 다른 2 세포내 도입정도를 알아본다(1) 인간세포 배양기술을 습득한다. 준비물 휴대폰 테블릿 PC 인간세포 (3T3-1) 미세플라스틱의 인체 유해성 평가를 위해 미세플라스틱 크기에 다른 3 세포내 도입정도를 알아본다(2). 미세플라스틱 크기가 다른 미세플라스틱을 세포에 처리한 후 형광현미경을 통해 형광현미경 입자를 확인한다. 세포내 도입된 미세플라스틱의 세포외 방출에 대해 알아보자. 4 형광현미경을 이용하여 세포내로 도입된 미세플라스틱의 시간에 따 형광현미경 른 세포외 방출정도를 미세플라스틱의 크기별로 비교한다. 크기에 따른 미세플라스틱의 인체 유해성(지방생성)에 미치는 영향 5 에 대해 알아보자(1). 지방세포주 미세플라스틱의 지방세포 내 도입을 위한 세포를 준비한다. 크기에 따른 미세플라스틱의 인체 유해성(지방생성)에 미치는 영향 6 에 대해 알아보자(2). 미세플라스틱 크기가 다른 미세플라스틱의 지방세포 내 도입을 실시한다. 크기에 따른 미세플라스틱의 인체 유해성(지방생성)에 미치는 영향 7 에 대해 알아보자(3). Oil Red O 시약 Oil Red O 염색을 통해 지방분화 정도를 알아본다. 8 4 전체적인 실험 결과에 대한 정리, 분석 그리고 토의를 통해 미세플 라스틱의 인체 유해성 평가를 실시한다. PPT 자료 2024 국립목포대학교 과학영재교육원 프로그램 2 차시별 교수· 학습 지도안 중1-2 과학 학습 목표 미세플라스틱의 다양한 종류 및 인체 유해성에 대해 알아본다. 핵심 역량 영역 수업 차시 관련 교과 융합 (해당/전체) 1 / 8 ☑ 창의적 문제해결 능력 □ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 □ 학문적 개념의 통합적 활용 □ 융합 및 응용 능력 ☑ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 ☑ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 ☑ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ) ☑ 설명식 교수 ☑ 토의·토론 학습 □ 협력 학습 ☑ 탐구 학습 ☑ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( 수업단계 ) 교수⋅학습 활동 수업자료 및 유의점 ◎ 프로그램 도입 · 학습목표 제시 - 일상생활 속에 존재하는 미세플라스틱의 출처 및 종류가 어떻게 도입 (5분) 되는지 그리고 이들에 의한 인체 유해성에 대한 정보를 파악한다. ◎ 동기유발 ppt 자료 · 학습의 필요성 제시 - 미세플라스틱이란 무엇이며 그 부작용에 대한 사례를 제시한다. - 특히 일상생활 속에서의 미세플라스틱의 존재 및 그 인체 유해성에 대한 정보를 제시하여 학습의 필요성을 부각 시킨다. ◎ 교수활동 학습 내용 및 방법에 대한 설명 전개 (40분) 1) 미세플라스틱이란 무엇인가? 학생활동지 2) 미세플라스틱의 문제점은 무엇인가? 스마트기기 3) 미세플라스틱의 인체 유해성은 무엇인가? 4) 정보 수집을 위한 방법론 제시 - W ebsite의 정보를 활용한 필요한 정보 수집 5 2024 국립목포대학교 과학영재교육원 프로그램 관련 교과 학습 목표 핵심 역량 중1-2 과학 영역 수업 차시 융합 2 / 8 (해당/전체) 미세플라스틱의 인체 유해성 평가를 위해 미세플라스틱 크기에 다른 세포내 도입 정도를 알아본다 (1) ☑ 창의적 문제해결 능력 □ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 □ 학문적 개념의 통합적 활용 □ 융합 및 응용 능력 ☑ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 ☑ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 □ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ) ☑ 설명식 교수 ☑ 토의·토론 학습 ☑ 협력 학습 ☑ 탐구 학습 □ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( 수업단계 ) 교수⋅학습 활동 수업자료 및 유의점 ◎ 프로그램 도입 · 학습목표 제시 - 미세플라스틱의 인체 유해성평가를 위한 세포배양기술을 습득한다. 도입 (5분) ◎ 동기유발 · 학습의 필요성 제시 ppt 자료 - 미세플라스틱의 크기에 따른 인체 유해성이 달라질 수 있다는 가설에 대한 연구의 필요성을 제시한다. - 미세플라스틱의 크기에 따른 인체 유해성을 평가하기 위해 세포배양 기술의 습득의 필요성을 설명한다. ◎ 교수활동 학습 내용 및 방법에 대한 설명 1) 미세플라스틱의 크기에 따른 인체 유해성이 달라질 수 있다는 가설을 생각해 본다. 전개 (40분) 2) 인체 유해성 평가의 지표인 지방 분화란 무엇인가? 3) 세포배양이란 무엇인가? ppt 자료 4) 세포배양에 대한 실험방법 제시 및 실습 - 실험방법에 대한 이론 설명과 실습과정의 유의사항에 대해 설명한다. ◎ 탐구활동 - 전반적인 세포배양법에 대해 실습한다. - 적절하게 세포배양이 이루어졌는지 관찰한다. 정리 및 평가 (5분) ◎ 학습 내용 정리 - 지방 분화 기작에 대해 잘 이해하고 있는가? - 세포배양법에 대해 잘 이해하고 있는가? ◎ 다음 차시 예고 7 2024 국립목포대학교 과학영재교육원 프로그램 관련 교과 학습 목표 핵심 역량 중1-2 과학 영역 수업 차시 융합 3 / 8 (해당/전체) 미세플라스틱의 인체 유해성 평가를 위해 미세플라스틱 크기에 다른 세포내 도입 정도를 알아본다 (2) □ 창의적 문제해결 능력 □ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 □ 학문적 개념의 통합적 활용 ☑ 융합 및 응용 능력 ☑ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 ☑ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 □ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ) □ 설명식 교수 ☑ 토의·토론 학습 ☑ 협력 학습 ☑ 탐구 학습 ☑ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( 수업단계 ) 교수⋅학습 활동 수업자료 및 유의점 ◎ 프로그램 도입 · 학습목표 제시 - 미세플라스틱의 인체 유해성평가를 위한 미세플라스틱의 세포내 도입 기법을 습득한다. 도입 ◎ 동기유발 (5분) · 학습의 필요성 제시 ppt 자료 - 미세플라스틱의 크기에 따라 세포내로 유입되는 정도가 차이가 발생할 수 있다는 가설에 대한 연구의 필요성을 제시한다. - 미세플라스틱의 크기에 따른 인체 유해성을 평가하기 위해 미세플라스 틱의 세포내 도입 기법의 필요성을 설명한다. ◎ 교수활동 학습 내용 및 방법에 대한 설명 1) 미세플라스틱의 크기에 따라 세포내로 유입되는 정도가 차이가 발생 할 수 있다는 가설을 생각해본다. 2) 세포막을 통한 물질의 이동은 어떻게 이루어지나? 전개 3) 형광물질의 기능은 무엇인가? (40분) 4) 미세플라스틱의 세포내 도입에 대한 실험방법 제시 및 실습 - 실험방법에 대한 이론 설명과 실습과정의 유의사항에 대해 설명한다. ◎ 탐구활동 - 전반적인 미세플라스틱의 세포내 도입에 대해 실습한다. - 적절하게 세포내로 도입되었는지 관찰하고 그 결과에 따른 토의를 실시한다. 8 ppt 자료 2024 국립목포대학교 과학영재교육원 프로그램 3 평가 계획 및 기준안 우리가 모르는 생활 속 미세플라스틱 이야기 프로그램 명 관련 교과 학습 목표 중1 과학 영역 융합 수업 차시 (해당/전체) 1 / 8 미세플라스틱에 의한 인체 유해성을 알아본다 실험을 이해하는 필요한 이론지식 평가 내용 실험의 참여도 결과해석 및 발표 능력 평가 방법 동료평가, 구술평가, 관찰평가 등 1. 동료평가(30%) 평가 기준표 2. 자기평가(40%) 3. 관찰평가(30%) 15 

물질의 이동 탐구를 통한 인체 생리 현상 이해 국립목포대학교 과학영재교육원 2024 국립목포대학교 과학영재교육원 프로그램 1 프로그램 개요 중학교 2학년 물질의 이동 탐구를 통한 인체 생리 현상 이해 1. 프로그램 소개 본 프로그램은 학생들이 물질의 이동에 관한 물리적 및 화학적 과정을 심도 있게 이해할 수 있도록 설계되었습니다. 세포로 구성된 생명체에서 나타나는 대표적인 물질의 이동 방법은 확 산과 삼투입니다. 특히 반투막과 세포막을 통한 물질의 이동을 다양한 탐구 및 창의 활동을 통 해 체계적으로 학습하고 인체 생리 현상을 심도 있게 이해할 수 있도록 돕습니다. 먼저, 물질의 이동 방법, 물질의 농도, 반투막, 삼투현상에 대한 이론을 배웁니다. 탐구활동으로는 수용액 상 태에서 온도에 따른 확산 속도를 비교하고, 물질의 분자량에 따라 직접 농도를 계산하고 제조 한 후 삼투압측정기로 용액에 따른 삼투 몰랄농도를 측정합니다. 이후 감자와 셀로판 반투막을 이용하여 용액의 농도에 따른 삼투현상을 관찰하고 그 특징을 이해할 것입니다. 두 번째 이론 수업에서는 세포막의 특징과 동물 및 식물세포의 삼투현상, 항상성, 인체 내 삼투 환경 유지 및 실생활에서 응용되는 분야를 배웁니다. 이후 창의 활동으로는 셀로판 반투막을 이용하여 용 질의 크기별로 삼투현상을 비교하고 계란 삼투압계를 직접 제조하고 이를 활용해 삼투현상을 탐구할 것입니다. 마지막 창의 활동으로는 적양파와 적혈구를 이용하여 동물과 식물세포에서 나타나는 삼투현상을 관찰하고 이해하게 될 것입니다. 이 프로그램을 통해 생명체에서 일어나 는 물질의 이동인 확산과 삼투현상의 원리와 특징을 재미있게 탐구하며 과학적 사고력과 문제 해결 능력을 키우고, 실제 생활에 어떻게 응용할 수 있는지 확인하고 적용할 수 있을 것입니다. 2. 프로그램 개요 구분(단계) 관련 전공사사 2022 개정 교육과정에 맞추어 분야 영역 과학 생물 개발 차시 8차시 식물과 에너지 교육과정 중2 과학 프로그램 반투막과 세포막을 통한 물질의 이동을 다양한 탐구 및 창의 활동을 통해 체계적으로 학 목표 동물과 에너지 습하고 인체 생리 현상을 심도 있게 이해할 수 있다. 3 2024 국립목포대학교 과학영재교육원 프로그램 3. 프로그램 차시별 내용 차시 1 주요 활동/내용 이론수업1: 물질의 이동, 물질의 농도, 반투막의 특징 등에 대한 기 본 개념을 이해한다. 탐구활동1: 온도에 따른 확산을 비교실험을 통해 물질의 확산을 이 2 해한다. 물질의 분자량에 따라 직접 농도를 계산하고 제조한 수용액 의 삼투압 측정기로 용액의 삼투 몰랄농도를 측정한다 준비물 프로젝터, 포인터 온도별 물, 비커, 잉 크, 소금, 설탕, 포도 당, 물, 마이크로파이 펫, 삼투압측정기 소금, 설탕, 포도당, 3 탐구활동2: 저장액, 등장액 및 고장액을 제조하고 용액별 삼투압을 측정한다. 감자를 이용한 삼투압 실험을 통해 삼투현상을 이해한다. 물, 마이크로파이펫, 삼투압측정기 감자, 고장액, 등장액, 저장액, 저울 등 4 5 6 탐구활동3: 셀로판 반투막을 이용한 삼투압 실험을 통해 삼투현상을 이해한다. 이론수업2: 세포막, 동물과 식물세포의 삼투현상, 항상성, 인체내 삼 투환경 및 응용분야 등에 대한 개념을 이해한다. 셀로판 반투막, 고장 액, 등장액, 저장액, 집게 프로젝터, 포인터 창의활동1: 계란 삼투압계를 제조하고 이를 이용하여 삼투현상을 탐 계란, 글루건, 핀셋, 구한다. 빨대, 농도별 용액 적양파, 7 커버글라스, 창의활동2: 적양파를 이용하여 식물세포에서 삼투현상을 관찰하고 슬라이드글라스, 고장 이해한다. 액, 등장액, 저장액, 현미경 적혈구, 8 창의활동3: 적혈구를 이용하여 동물세포에서 삼투현상을 관찰하고 슬라이드글라스, 고장 이해한다. 액, 등장액, 저장액, 현미경 4 커버글라스, 2024 국립목포대학교 과학영재교육원 프로그램 2 차시별 교수· 학습 지도안 수업 차시 동물과 에너지 (해당/전체) 1-8/8 중2 과학 학습 목표 생명체에서 물질의 이동을 이해하고 관련 탐구 및 창의 활동을 통해 체험한다. 핵심 역량 영역 식물과 에너지 관련 교과 □ 창의적 문제해결 능력 □ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 □ 학문적 개념의 통합적 활용 □ 융합 및 응용 능력 ☑ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 □ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 ☑ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 ) ☑ 설명식 교수 ☑ 토의·토론 학습 □ 협력 학습 ☑ 탐구 학습 ☑ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( 수업단계 ) 교수⋅학습 활동 수업자료 및 유의점 ◎ 프로그램 도입 ∙상황제시 활동 도입 ◎ 동기유발 (5분) ∙폐에서 일어나는 기체교환은 무엇인가요? ∙동영상시청-삼투현상실험 ◎ 이론 수업1 ppt 자료 학생활동지 스마트기기 ∙용액, 용매, 용질, 용해의 정의 1차시 ∙물질의 농도 : 몰농도, 몰랄농도 ppt 자료 (35분) ∙물질의 이동인 확산과 삼투 학생활동지 ∙확산 스마트기기 전개 ∙반투막, 삼투현상, 삼투압, 역삼투압 (150 ∙삼투몰랄농도 ◎ 탐구활동1 분) ∙확산 실험 : 온도에 따른 물질의 확산 속도를 비교한다. 2차시 (40분) ∙물질의 분자량에 따른 농도를 계산하고 직접 농도별 용액을 제조한다. ∙삼투압측정기(Osmometer )를 이용하여 용액별 삼투몰랄농도를 ppt 자료 학생활동지 실험재료 측정한다. 5 2024 국립목포대학교 과학영재교육원 프로그램 ◎ 탐구활동2 3차시 ∙저장액, 등장액 및 고장액을 제조하고 용액별 삼투압을 측정한다. (40분) ∙감자 삼투압 실험 : 감자를 이용한 삼투압 실험으로 제조된 용액에 감자를 넣고 삼투현상에 따른 감자의 무게 변화 측정한다. ppt 자료 학생활동지 실험재료 ◎ 탐구활동3 ∙외부 및 내부용액을 제조하고 용액별 삼투압을 측정한다. 4차시 (35분) ∙셀로판 반투막 삼투압 실험 : 외부와 내부용액의 농도차에 따른 부피 변화를 관찰하여 삼투현상을 이해한다. ∙셀로판 반투막 삼투압 실험 : 용액의 용질 크기를 이용한 비교 ppt 자료 학생활동지 실험재료 실험을 수행하여 용질 크기에 따른 삼투현상의 특징을 관찰하고 정리 및 평가 (5분) 이해한다. ◎ 학습 내용 정리 물질의 이동 확산과 삼투현상에 대해 설명하세요. 실생활에서 볼 수 있는 삼투현상의 예제는 무엇이 있나요? 도입 ◎ 동기유발 (5분) ∙신장(콩팥)이 하는 역할은 무엇인가요? ppt 자료 학생활동지 ppt 자료 학생활동지 스마트기기 ◎ 이론수업2 ∙세포와 세포막의 특징 5차시 ∙동물·식물세포의 삼투현상 (35분) ∙항상성 ∙인체내 삼투질 환경 유지 ppt 자료 학생활동지 스마트기기 ∙응용분야 소개 등 ◎ 창의활동1 전개 (150 6차시 (40분) 분) ∙계란을 이용한 계란 삼투압계를 제작한다. ppt 자료 ∙계란 삼투압계를 활용한 용액 농도별 삼투현상 비교실험을 학생활동지 수행한다. ∙계란 삼투압계를 활용한 용질의 크기별 삼투현상을 관찰한다. ◎ 창의활동2 7차시 (40분) ∙저장액, 등장액 및 고장액을 제조하고 용액별 삼투압을 측정한다. ∙적양파를 이용한 삼투압 실험으로 용액 농도별 식물세포의 삼 투 현상의 특징을 관찰한다. 8차시 (35분) ◎ 창의활동3 ppt 자료 학생활동지 실험재료 ppt 자료 ∙적혈구세포를 이용한 삼투압 실험으로 용액 농도별 동물세포의 학생활동지 삼투 현상의 특징을 관찰한다. ◎ 학습 내용 정리 실험재료 정리 및 평가 세포막과 난각막의 차이점은 무엇인가요? ppt 자료 (5분 ) 소금 섭취와 고혈압 유병률과 어떤 관계가 있으며 그 이유는 무 학생활동지 엇일까요? 6 실험재료 2024 국립목포대학교 과학영재교육원 프로그램 3 프로그램 명 관련 교과 학습 목표 평가 계획 및 기준안 물질의 이동 탐구를 통한 인체 생리 현상 이해 (1) 중2 과학 영역 식물과 에너지, 수업 차시 동물과 에너지 (해당/전체) 1-4 / 8 생명체에서 물질의 이동을 이해하고 관련 탐구활동을 통해 체험한다. 1) 물질의 이동 확산과 삼투현상에 대해 설명할 수 있는가. 평가 내용 2) 실생활에서 볼 수 있는 삼투현상의 예제는 2가지 이상 제시할 수 있는가. 3) 탐구활동에 적극적으로 참여하는가. 평가 방법 자기평가, 관찰평가 평가 방법에 따른 기준표 자기평가 (학생) : 질문들에 대해 학생 스스로 대답 여부 및 수준 상 : 질문에 대한 대답이 논리적이다. 중 : 질문에 대해 대답이 보통이다. 평가 기준표 하 : 질문에 대한 대답이 미흡하다. 관찰평가 (선생님): 학생들의 수업 참여도 상 : 수업 참여가 적극적이다. 중 : 수업 참여가 보통이다. 하 : 수업 참여가 미흡하고 집중하지 못한다. 7 2024 국립목포대학교 과학영재교육원 프로그램 3 프로그램명 관련 교과 학습 목표 평가 계획 및 기준안 물질의 이동 탐구를 통한 인체 생리 현상 이해 (2) 중2 과학 영역 식물과 에너지, 수업 차시 동물과 에너지 (해당/전체) 생명체에서 물질의 이동을 이해하고 관련 창의 활동을 통해 체험한다. 1) 삼투현상을 적용하는 예제를 제시하고 설명할 수 있는가. 평가 내용 2) 인체 내 혈장의 삼투질 농도 유지과정을 설명할 수 있는가. 3) 소금 섭취량과 고혈압 유병률의 상관관계를 설명할 수 있는가. 4) 창의 활동에 적극적으로 참여하는가. 평가 방법 자기평가, 관찰평가 평가 방법에 따른 기준표 자기평가 (학생) : 질문들에 대해 학생 스스로 대답 여부 및 수준 상 : 질문에 대한 대답이 논리적이다. 중 : 질문에 대해 대답이 보통이다. 평가 하 : 질문에 대한 대답이 미흡하다. 기준표 관찰평가 (선생님): 학생들의 수업 참여도 상 : 수업 참여가 적극적이다. 중 : 수업 참여가 보통이다. 하 : 수업 참여가 미흡하고 집중하지 못한다. 8 5-8 / 8 

식품과 약품의 분석 (식품과 약품의 분석방법) 가천대학교 과학영재교육원 2024 가천대학교 과학영재교육원 프로그램 1 프로그램 개요 학교급 프로그램명 중학교 식품과 약품의 분석방법 1. 프로그램 소개 본 프로그램 ‘식품과 약품의 분석방법’은 가천대학교 과학영재교육원 중등심화과정 의과학 프로그램으로 일상 속 식품과 일반의약품에 함유된 물질을 탐구하고 분석기술을 학습한 후 물 질의 종류를 비교하는 것에 중점을 두고 있다. 2. 프로그램 개요 구분(단계) 관련 교육과정 프로그램 목표 중등 심화(사사) 분야 중학교 과학 영역 과학 개발 차시 4차시 물리,화학 식품과 약물을 혼합물로 이해하고, 이를 분석하는 기술의 기본원리를 이해하고, 기초적 인 수준의 실습을 통해 분석의 중요성을 이해한다. 3. 프로그램 차시별 내용 차시 1 2 3 4 주요 활동/내용 • 순물질과 혼합물의 정의를 학습하고, 우리 주변에서 찾을 수 있는 예시 를 통해 개념을 이해한다. • 우리가 섭취하는 물질들이 어떤 경로로 우리 몸에서 이동하는지 학습 하고, 물질 분석의 중요성을 이해한다. • 식용색소를 사용해 색의 표준물질을 제작하고, 분광분석 실습을 수행 한다. • 비타민C와 카페인을 사용해 물질의 특성을 측정하고, 결과를 분석한 다. 준비물 강의자료 강의자료 식용색소, 분광분석 기 표준물질 시료 3 2024 가천대학교 과학영재교육원 프로그램 2 관련 교과 학습 목표 핵심 역량 차시별 교수· 학습 지도안 중학교 과학 영역 물리,화학 수업 차시 4 차시 (해당/전체) 식품과 약물을 혼합물로 이해하고, 이를 분석하는 기술의 기본원리를 이해하고, 기초적 인 수준의 실습을 통해 분석의 중요성을 이해한다. □ 창의적 문제해결 능력 □ 자연현상의 기술공학적 적용 □ 고등 수학적 추론 능력 □ 학문적 개념의 통합적 활용 þ 융합 및 응용 능력 þ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 þ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 □ 정보처리 및 도구 활용 능력 □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 수업단계 ) þ 설명식 교수 □ 토의·토론 학습 þ 협력 학습 þ 탐구 학습 □ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( 교수⋅학습 활동 1. 물질의 특성이란 무엇일까? 도입 (50분) 2. 물질을 분석하는 방법은 무엇이 있을까? 3. 빛을 이용한 분석법의 원리와 특징은 무엇일까? 4. 혼합물의 분석은 어떤 점이 다를까? ▣ 활동1. 비타민C를 이용한 분광분석법 - 표준용액을 제작하고 측정해본다 - 미지의 시료를 분석하고 양을 계산해본다 전개 (170분) ▣ 활동2. 일상 속 음료들의 카페인 - 카페인이 있을 것 같은 음료를 찾아보자 - 분광분석법을 통해 카페인을 발견해보자 4 ) 수업자료 및 유의점 2024 가천대학교 과학영재교육원 프로그램 ▣ 활동3. 탐구토론 - 우리가 첨가물을 더 주의할 수 있는 방법은 없을까? - 우리가 무심결에 많이 섭취하지만 주의가 필요한 물질은 또 무엇이 있을까? 정리 및 평가 데이터 정리 및 보고서 작성하기 (20분) 5 2024 가천대학교 과학영재교육원 프로그램 3 평가 계획 및 기준안 프로그램 명 식품과 약품의 분석방법 수업 차시 관련 교과 학습 목표 중학교 과학 영역 물리, 화학 (해당/전체 4 / 8차시 ) 식품과 약물을 혼합물로 이해하고, 이를 분석하는 기술의 기본원리를 이해하고, 기초 적인 수준의 실습을 통해 분석의 중요성을 이해한다. 이론교육에 대한 평가는 참여도와 집중도를 중점으로 평가하며, 실습교육에 대한 평가 평가 내용 는 실험과정 중 집중도, 관찰력, 참여도를 바탕으로 평가한다. 교육 이수 후 제출하는 보고서의 완성도에 대한 평가를 종합해 시행한다. 평가 방법 자기평가 평가영역 평가기준 순물질과 혼합물에 대해 이해했다. 물질 분석의 중요성에 대해 이해했다. 비타민 C를 이용한 분광분석법을 활용할 수 있다. 식품과 의약품을 구성하는 성분들을 설명할 수 있다. 내용 혼합물을 분리하는 기술을 적용하여 분리작업을 할 수 있다. 정밀분석 기술의 종류에 대해 설명할 수 있다. 평가 기준표 크로마토그래피 분석을 설명할 수 있다. 우리 일상 속 음료들의 성분을 분석할 수 있다. 이론 수업에 학습했던 내용의 결과값을 잘 도출해 냈다고 생각한다. 과정 및 결과 우리 일상 속의 성분들을 탐구하고 싶은 호기심이 생긴다. 모둠별 과제에 적극적으로 참여하였다. 모둠별로 역할 분담이 잘 되었으며 협동적으로 활동 에 잘 참여하였다. 6 상 평 가 중 하 2024 가천대학교 과학영재교육원 프로그램 4 학생 활동지 프로그램 명 : 식품과 약품의 분석방법 영역/단원 학습주제 과학-물리,화학 차시 1~4 / 8 물질의 특성과 이를 분석하는 기술, 그리고 분석기술의 중요성에 대해 탐구한다. 7 

STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2023 열화상카메라를 활용한 과학 탐구 아주대학교 과학영재교육원 

STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2023 생물의 기후 다양성 아주대학교 과학영재교육원 

STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2023 색의 화학 변색과 화학발광 아주대학교 과학영재교육원 

STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2023 기후변화와 종보존 아주대학교 과학영재교육원 

STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2023 눈의 구조와 사진기의 원리 충북대학교 과학영재교육원 

STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2023 블록 코딩을 활용한 빛의 최소 시간 원리의 탐구 충북대학교 과학영재교육원 

STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2023 부력과 잠수함의 원리 충북대학교 과학영재교육원 

STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2023 빛의 합성과 아두이노를 활용한 투명페트병 분류 충북대학교 과학영재교육원 

STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2023 내가 만드는 미래 자동차 전남대학교 과학영재교육원 

STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2023 인공지능 비트카 만들기 전남대학교 과학영재교육원 

STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2023 EV3로 인공지능 화성 탐사 로봇 만들기 전남대학교 과학영재교육원 

STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2023 해양쓰레기 수거 로봇 만들기 전남대학교 과학영재교육원 

STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2023 메타버스 공간에 상태 변화 현상을 입자 모형으로 표현하기 전남대학교 과학영재교육원 

STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2023 전도성 테이프를 이용한 인터렉티브 광고판 제작 인천대학교 과학영재교육원 

STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2023 맛있게 먹으면 0칼로리? 인천대학교 과학영재교육원 

STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2023 달콤한 스마트 피아노 인천대학교 과학영재교육원 

STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2023 사이펀 타이머 순천대학교 과학영재교육원 

STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2023 Teachable Machine을 이용한 전기 소자 분류와 Tinkercad를 활용한 전기회로 실험을 통한 과학적 이론 생성하기 순천대학교 과학영재교육원 

STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2023 마이크로비트를 활용하여 에너지를 효과적으로 절약할 수 있는 교실 만들기 부산대학교 과학영재교육원 

STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2023 사람의 소화기관의 구조적 문제 해결하는 방안 설계하기 부산대학교 과학영재교육원 

STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2023 물체의 운동을 공학적 도구와 인공지능 기술로 측정해보자. 부산대학교 과학영재교육원 

STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2023 안전이 최고! 텐세그리티 구조 (VR버전) 군산대학교 과학영재교육원 

STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2023 내 손안의 우주 ­ 클레이와 코딩으로 태양계 만들기 군산대학교 과학영재교육원 

STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2023 지구를 지키는 똑똑한 집짓기 군산대학교 과학영재교육원 

STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2023 No Plastic! So Fantastic! 군산대학교 과학영재교육원 

STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2023 주기율을 활용한 과학융합탐구 군산대학교 과학영재교육원