주요 내용

LED 회로 아트와 팝업 학습지를 통해 옴의 법칙과 저항의 연결의 과학적 원리를 재밌게 터득할 수 있다.
다양한 활동식 수업을 통해 과학적 탐구력뿐만 아니라, 수학적 사고력을 신장시킬 수 있다.
 
교육 목적
⚬ LED 회로 아트를 통해 예술적으로 회로를 직접 설계하며 어려운 과학 개념의 장벽을 낮출 수 있다.
⚬ 팝업 학습지를 이용하여 옴의 법칙과 저항의 연결의 어려운 수학적 계산에 대한 학생들의 문제해결력 및 흥미를 유발할 수 있다.
⚬ 전기 관련한 직업을 소개함으로써 자신의 진로에 대해 고민하고, 과학 학습의 필요성을 깨달을 수 있다.
 
교육 목표
⚬ LED 회로 아트와 팝업 학습지를 통해 옴의 법칙과 저항의 연결의 과학적 원리를 재밌게 터득할 수 있다.
⚬ 다양한 활동식 수업을 통해 과학적 탐구력뿐만 아니라, 수학적 사고력을 신장시킬 수 있다.교재 예시

주요 내용



다양한 상황을 그래프로 나타내고, 주어진 그래프를 해석할 수 있다.


온도 변화에 대한 자료를 해석하고 과학적 개념과 연결지어 이해할 수 있다.


실생활의 정보를 그래프의 형태로 구조화하여 활용할 수 있다.


차시별 요약
1차시 : 그래프의 요소 이해, 실생활의 자료를 그래프로 변형하기
2차시 : 끓는점 측정 실험 그래프 작성 및 해석, 물질의 특성 귀납적 추론
3차시 : 끓는점 차를 이용한 혼합물의 분리 실험 그래프 작성 및 해석
4차시 : 스프레드시트 응용프로그램을 이용한 자료의 효율적 관리
과학, 수학, 정보, 사회 등 다양한 교과에서 요구하는 그래프를 이해할 수 있도록 그래프 해석이 중심인 중학교 1학년 5단원 물질과 상태변화 단원의 끓는점과 중학교 2학년 과학 물질의 특성 단원의 증류를 연결지어 이해하기 위한 프로그램 구성을 목적으로 한다. 해당 프로그램에서 다루는 그래프는 시간이나 정렬된 항목에 대한 추세를 나타내는 꺾은선 그래프의 해석을 중점으로 한다.
 
교육 목적
중학교로 진학한 학생들이 초등학교와 비교하여 심화된 교과를 학습하면서 가장 어려움을 느끼는 부분 중 하나가 그래프의 해석과 이용이다.
자료 가공 및 그래프 활용 능력의 부족으로 중학교 진학 후 해당 교과 학습 자체를 포기하는 학생들을 많이 목격할 수 있었다. 해당 학생들에게 그래프를 중점적으로 탐구할 수 있는 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다.
 
교육 목표
다양한 상황을 그래프로 나타내고, 주어진 그래프를 해석할 수 있다.
온도 변화에 대한 자료를 해석하고 과학적 개념과 연결지어 이해할 수 있다.
실생활의 정보를 그래프의 형태로 구조화하여 활용할 수 있다.
교재 예시

주요 내용

항생제의 기본 개념을 이해하고 천연물질의 항생작용을 확인하는 과정을 체험하며 이를 통해 연구윤리, 결과 분석법, 과학적 사고력을 배양한다.
차시별 내용
1차시 : 항생제의 기본 개념, 세균의 특징과 배양법, 항생제 내성 기작에 대한 기본 개념을 익힌다.
2차시: 현미경 사용법을 익히고 실제 세균과 기타 진핵생물을 자세히 관찰하고 비교하는 능력을 기른다.
3차시: 세균을 배양하기 위한 한천고체 배지 제조의 원리를 이해하고, 안전 사항을 준수하여 직접 제조해본다.
4차시: 천연물질의 항생 작용을 검증법인 페이퍼 디스크법을 이해하고 실행한다.
5차시: 실험결과를 해석하고 분석하며, 생물정보학의 개념을 이해하고 온라인 프로그램과 염기서열을 이용한 세균동정법을 직접 체험한다.
 
교육 목표
항생제의 기본 개념, 세균의 특징과 배양법, 항생제 내성 기작에 대한 기본 개념을 익힌다.
현미경 사용법을 익히고 실제 세균과 기타 진핵생물을 자세히 관찰하고 비교하는 능력을 기른다.
세균을 배양하기 위한 한천고체 배지 제조의 원리를 이해하고, 안전 사항을 준수하여 직접 제조해본다.
천연물질의 항생 작용을 검증하기 위한 방법을 이해하고 실행한다.
실험결과를 해석하고 분석하는 법을 배우고, 생물정보학의 개념을 이해하고 직접 체험한다.
교재/지도안 예시

주요 내용

빛과 물질의 이중성에 대한 현대 물리학적 관점을 이해하고, 전기는 어떤 과정을 통해 만들어지고, 전기생산에 필요한 에너지는 어디에서 왔는지 알아본다.
또한, 반도체가 생산되는 과정을 알고 어떤 회사들이 어떻게 생산하는지를 안다.
차시별 내용
1차시 – 양자역학의 개념, 발전과정, 양자도약 및 불확정성의 원리 이해
2차시 – 전기의 생산과정, 전기에너지의 순환, 태양핵융합과정, 빅뱅을 이해
3차시 – 뇌과학과 물리학, 어떻게 인간은 생각하는가? 착시현상 뇌의 다양한 기능 이해
4차시 – 반도체의 기초 이론 및 생산과정 원익홀딩스 연구소장과의 인터뷰
5차시 – 반도체의 포괄적 이용 및 AI의 활용, 슈퍼컴퓨터의 기본개념
교육 목표
양자역학에 기본 개념을 이해한다.
전기의 생성방법 및 전기에너지의 근원을 안다..
반도체의 기원 및 기본 이론 IC의 제조과정을 완전히 이해한다.
AI를 이해하고, 슈퍼컴퓨터의 기본적 개념을 이해한다.
교재/지도안 예시

주요 내용

유전공학의 근간을 이루는 DNA 클로닝의 의미를 알고, 제한효소지도(map)를 그려본다. 실험으로는 세균 플라스미드 DNA를 제한효소반응으로 분리하고, 전기영동을 통해 DNA 확인하여 본다.
교육 목표
DNA 클로닝의 의미와 목적을 알아본다.
플라스미드 DNA 분리의 원리를 학습하고 분리해본다.
제한효소 반응을 익히고 전기영동을 통한 DNA 분리를 이해한다.
제한효소지도 그리기를 통해 사고력을 기른다.교재/지도안 예시

주요 내용

파동에 관하여 개괄적으로 배우고, 우리 문화와 과학에서 파동 현상이 실생활에 어떻게 이용되는지 이해하고 설명할 수 있는 능력을 개발한다.
교육 목적
 일상생활에서 볼 수 있는 신기루, 현미경, 망원경, 사진기 등이 렌즈와 프리즘으로 만들어질 수 있음을 이해하고 물리학이 과학, 기술, 수학, 그것의 제작이 어떤 관계가 있는지도 살펴 볼 기회를 갖고자 하였다.
차시별 내용
1차시: 파동의 개념, 파동의 성질(반사, 투과, 굴절, 분산)에 관해 배우고 이를 응용하여 실생활에서 사용되는 장비를 알아본다. 파동의 굴절에 대한 내용이 들어있는 선조들의 속담을 찾아본다.
2차시: 전반사에 관하여 학습하고, 광섬유, 광통신을 배우고, 생활 속 응용을 알아본다.
3차시: 전자기파, 전자기파의 종류, 전자기파의 특성을 학습하고 실생활 속에서 전자기파를 이용한 기구 찾아보기.
4차시: 파동의 간섭, 자연계에서 간섭현상 찾아보기, 실생활에서 볼 수 있는 현상과 응용 알아보기
교육 목표
파동의 진동수, 파장, 속력 사이의 관계를 설명할 수 있다.
파동이 굴절할 때의 규칙성을 설명하고, 굴절 현상의 예를 제시할 수 있다.
전반사가 일어나는 조건을 설명할 수 있다.
전반사 원리를 이용하는 광통신 과정을 설명할 수 있다.
전자기파를 파장에 따라 구분할 수 있다.
다양한 전자기파가 활용되는 예를 설명할 수 있다.
파동의 간섭이 일어나는 원리를 설명할 수 있다.
파동의 간섭이 활용되는 예를 찾고, 그 원리를 설명할 수 있다.교재/지도안 예시

주요 내용

첨단과학기술 중 생체모방과 신소재개발을 주된 내용으로 학생들로 하여금 지적 동기를 부여한다. 또한 관련분야를 유기적으로 연계하고 실생활로 확장할 수 있는 경험에 노출시켜 스스로 지식을 생성할 수 있는 능력을 발휘할 수 있게 도와준다.
차시별 내용
1차시: 태양광의 원리, 태양광 발전을 이용한 장치 고안, 태양광 발전기의 효율을 높이는 방안 학습한다.
2차시: 신소재의 특성, 신소재 개발, 우리 조상들이 개발한 신소재와 현재 개발된 신소재는 어떤 것이 있는지를 알아보고 활용하는 방안을 학습한다.
3차시: 생체 모방, 동식물의 생체 모방 기술을 적용한 제품들의 개발 현황을 살펴본다.
4차시: 적정 기술의 의미를 새기며, 첨단 과학 기술의 특징을 학습. 적정 기술이 사용되는 사회의 환경적 문화적 조건을 고려해 어디에 어떤 기술이 필요한 지를 학습한다.
 
교육 목표
태양전지의 효율을 높이는 방법을 실험을 통해 확인하고 설명할 수 있다.
소재에 따른 태양전지의 종류와 장단점을 비교하고 각각의 원리를 설명할 수 있다.
신소재 개발사례를 모둠내에서 조사하고 정리하여 설명할 수 있다.
샹활속에 적용된 생체모방기술을 조사하여 특징을 설명할 수 있다.
적정기술을 적용한 장치를 고안하고 그에 적용된 과학 원리를 설명할 수 있다.
모둠별로 조사한 탐구활동 산출물을 발표하고 공유할 수 있다.교재/지도안 예시

주요 내용


사회과학적 문제에 대하여 문제의 본질을 이해하고, 관련된 다양한 논쟁을 분석함. 이를 종합하여 자신의 의견을 정리하고 글로 표현하도록 함.


논증 구조를 분석할 수 있는 분석틀을 제공하여 논증의 타당도와 건전성을 판단하는 훈련 제공


5개의 영역(개인적 의사결정, 사회적 의사결정, 공학적 문제해결, 과학 지식의 구성, 과학인 것과 아닌 것의 구분) 별로 3~4개의 학습 주제를 선정함.


5개의 역량(논리 기반의 사고, 과학 연구 방법의 이해와 활용, 과학 지식의 이해와 적용, 데이터(수학)기반의 사고, 세계 시민 의식)의 함양을 도모함.


본격적인 교육 프로그램 실시 전 파일럿 프로그램(산타 수업)을 통해 학생들이 과학적 사고와 논증의 기초를 익힐 수 있도록 함





차시별 내용


#00 과학적 사고와 논증


#01 비만과 다이어트 보조식품


#02 코로나19 백신 접종의 득실


#03 고용량 비타민C 요법


#04 아질산나트륨의 안전성


#05 원자력발전의 효율성


#06 종이빨대 계속 써야 할까


#07 유전자변형식품(GMO)의 안전성


#08 핵융합 발전의 실효성


#09 메타버스


#10 인공지능 기술 발전에 대한 기대와 우려
#11 후쿠시마 원전 오염수 처리


#12 전기자동차 충전요금은 올려야 할까


#13 우리나라는 정말 더워지고 있을까


#14 과학기사를 읽는 법


#15 기억의 저장소는 존재하는가


#16 정상과 비정상


#17 우리 동네의 미래 기후는?


#18 외계인의 존재


#19 초능력의 존재


#20 MBTI





교육 목표


사례 및 해결과제 제시: 일상의 대화, 신문 기사, 영화의 장면, 책의 일부, 인터넷 기사 등 논증 요소가 제시되고(암시적일 수도 있음)


해결해야 할 과제가 제시논증 구조 분석: 활동의 성격에 따라 안건에 대한 주장, 현상에 대한 설명, 문제에 대한 해결과 관련된 논증 분석 틀을 선택하여 논증 과정을 분석함


논거 및 지지 탐색: 타당성과 건전성을 분석하기 위한 추가 자료도 함께 제시(모델링, 과학 연구 방법, 논리적 오류의 종류, 인식(뇌 기능)의 부정확성 등)


토론을 통한 타당성와 건전성 논의

주요 내용
기상 위성과 기상 위성 영상에 대한 이해를 바탕으로, 사례별 기상 위성 영상을 조사하고 해석하여 날씨의 변화를 추론하고 예측할 수 있다. 더 나아가 국가기상위성센터에서 실시간으로 제공되는 위성 영상을 분석하여 각 지역의 날씨를 설명할 수 있는 능력을 기른다.
 
차시별 내용
1차시: 기상 예보와 기상 위성 영상
2차시: 기상 위성 영상 분석 기초 활동
3차시: 전문가와 함께하는 기상 위성 영상 분석
4차시: 어떤 기상의 위성 영상일까? (시작하기)
5차시: 어떤 기상의 위성 영상일까? (활동하기)
6차시: 어떤 기상의 위성 영상일까? (발표하기)
 
교육 목표
이 프로그램이 타 STEM 교육 프로그램과 구별되는 점은 프로그램의 개발, 진행, 평가의 모든 단계가 교사와 산업체 전문가의 협업으로 진행된다는 것이다.
‘기상 위성 영상을 이용한 날씨 해석’에 관한 수업을 효과적으로 이끌기 위해서는 상당한 수준의 전문적 지식과 경험이 필요하여 많은 교사가 수업 준비와 진행에 어려움을 겪고 있다. 이 프로그램에서는 전문적 지식과 실전 경험이 풍부한 산업체 전문가가 교사와 협력적 관계를 유지하며 교수-학습의 전 과정에 참여함으로써 학생들의 과학 학습에 대한 태도 및 성취도를 효과적으로 높이는 데 기여한다.
 

주요 내용
기본단위의 표준과 표준의 변화 과정을 알고, 실제 생활에서 측정과 표준이 어떻게 활용되는지 이해한다.
- 단위, 측정, 표준의 종류와 의미를 이해한다.
- 측정의 역사를 알고 생활 속 측정 방법과 활용 사례를 이해한다.
- 정확한 측정을 위한 요소들을 알고 현대의 정밀한 측정 사례를 찾는다.
 
차시별 내용
1차시 : 길이 표준과 측정, 길이 표준의 필요성 및 현재 길이 표준의 정의를 이해하고 직접 정밀한 길이 측정 기구의 측정원리 탐구
2차시 : 시간 표준과 측정, 시간 표준의 필요성 및 현재 시간 표준의 정의를 이해하고 직접 시간 측정 기구의 측정원리 탐구
3차시 : 어림과 페르미 추정, 어림의 활동을 통해 측정의 필요성과 중요성을 이해하고 페르미 추정을 통해 과학적, 논리적 사고 함양
4차시 : 소리의 속력 측정, 학습한 단위와 표준들을 이용하여 직접 소리의 속력을 측정하는 탐구 활동
5차시 : 질량 표준과 측정, 질량 표준의 필요성 및 현재 질량 표준의 정의를 이해하고 직접 정밀한 질량 측정 기구의 원리 탐구
6차시 : 도량형 표준, 도량형의 필요성을 이해하고 자신의 도량형 제작
7차시 : 몰(mol)은 뭘까?, 공기의 무게 측정, 공기의 밀도 측정 및 계산
8차시 : 위치 측정과 GPS, 화이트 보딩과 GPS 작동 방식 모델링
 
교육 목표
길이 측정의 중요성과 길이 단위 표준의 필요성을 이해하고 길이를 정밀하게 측정할 수 있다.
시간 표준의 필요성을 이해하고 나만의 시간 표준을 제작할 수 있다.
질량 측정의 중요성과 질량 단위 표준의 필요성을 이해하고 질량을 정밀하게 측정할 수 있다.
도량형을 통해 단위 표준의 필요성을 이해하고 나만의 도량형을 만들 수 있다.
몰(mol)의 의미를 알고, 공기의 밀도를 구할 수 있다.
어림을 이용하여 실제 값에 가까운 타당한 값을 구할 수 있고 페르미 추정 방법을 사용할 수있다.
위치를 측정하는 방식과 GPS의 원리를 이해할 수 있다.
파동의 속력을 측정하는 방법을 알고 MBL을 이용해 소리의 속력을 측정할 수 있다.

주요 내용
포식-피식 프로그램을 활용하여 생태계의 다양한 상황을 설계하여 검증하고, 왜 이러한 그래프가 나타났는지 추론하여 생태계의 평형에 영향을 미치는 여러 가지 변인들을 탐구한다. 얻은 자료를 종합하여 생태계 평형을 유지하기 위한 방안에 대해 해결책을 제시한다.
 
차시별 내용
1차시 : 외딴섬에 염소를 들여오는 문제 상황 제시
2차시 : 포식-피식 시뮬레이션 프로그램 소개 및 활용, 상황 적용
3차시 : 프로그램을 활용한 상황 설계, 그래프 해석, 이유 추론
4차시 : 생태계에 영향을 줄 수 있는 변인탐색, 프로그램과 실제 생태계의 차이점 탐색, 생태계의 평형을 오랫동안 유지하기 위한 최적의 방안 제시
 
교육 목적
생산자, 1차 소비자, 2차 소비자의 개체수가 달라졌을 때 나타나는 그래프의 변화에 대해 원인을 추론할 수 있다.
숲의 크기가 줄어들었을 때 생태계가 어떻게 변할지 예상하고 프로그램을 사용하여 검증할 수 있다.
생태계에 영향을 줄 수 있는 여러 가지 변인을 탐구할 수 있다.
 
교육 목표
특정 생물을 보호하기 위해 인간이 인위적인 행동을 취했을 경우 생태계에서 발생하는 문제를 발견하고, 지속가능한 생태계를 유지하기 위해서는 어떻게 해야하는가에 대한 문제의식을 갖는다.
생태계가 지속적으로 유지되기 위한 방법을 찾기 위해 토의하는 과정속에서 과학적 의사소통 능력을 기른다.
생태계가 지속적으로 유지되기 위한 방안에 대해 다른 사람의 발표내용을 듣고 옳고 그름을 판단해보는 비판능력을 기른다.

주요 내용
무분별한 개발로 인해 서식지가 단편화 되었을때의 문제점을 탐구하며, 해결방안으로 생태통로를 설계한다. 생태통로 설계시 다양한 변인들을 고려하며, 이를 바탕으로 틴커캐드 프로그램을 이용하여 3D 형태로 최적의 생태통로를 구현한다.
 
차시별 내용
1차시 : 서식지 단편화로 인한 문제점 탐구 및 우리 지역의 생태통로 탐색 및 효용성 확인
2차시 : 생태통로에 대한 심화 탐구 및 보조시설 탐구
3차시 : 틴커캐드 프로그램에 대한 이해
4차시 : 틴커캐드 프로그램을 활용하여 3D 모델링을 통한 생태통로 설계
5차시 : 설계한 생태통로에 대한 평가 및 문제점 보안을 통해 최적의 생태통로 설계
 
교육 목적
서식지 단편화의 문제점을 해결하기 위해 과학적 근거를 가지고 생태통로를 고안할수 있다.
생태통로에 영향을 줄 수 있는 여러 가지 변인을 탐구할 수 있으며 이를 바탕으로 최적화된 생태통로를 설계할 수 있다.
 
교육 목표
무분별한 개발로 인한 서식지 단편화에 대해 문제의식을 갖는다.
생태계 다양성을 유지하기 위한 방안으로서 생태통로를 설계하기 위한 방법을 찾기 위해 토의하는 과정속에서 과학적 의사소통 능력을 기른다.
다른 모둠원이 설계한 생태통로를 보고 장점과 단점을 판단해보는 비판능력을 기른다.

주요 내용
아두이노와 액츄에이터, 센서를 조합하여 나만의 공간을 위한 스마트 시스템 설계하기
차시별 내용
1차시 : 근거리 무선통신의 종류와 원리, 아두이노와 RFID모듈 연결
(#근거리무선통신 #NFC #RFID #블루투스 #아두이노 #RC522모듈)
2차시 : 알고리즘 작성과 땅콩버터 샌드위치 만들기
(#알고리즘)
3~4차시 : 내방경보시스템, 스마트 시스템 1차 설계하기
(#알고리즘 #피지컬컴퓨팅)
5~6차시 : 1차 설계 발표 및 최적화, 최종 설계물 완성하기
(#알고리즘 #피지컬컴퓨팅)
교육 목적


근거리 무선통신의 원리와 일상생활에서 적용되는 예를 찾아 설명할 수 있다.


프라이버시 보호를 위한 사적인 공간을 구성하기 위한 근거리 무선통신이 적용된 장치를 설계한다.


설계한 제품에 다양한 액츄에이터를 연결하여 편의성을 향상시킨 제품이 나올수 있도록 최적화한다.


교육 목표


과학과 공학이 밀접하게 연관이 있음을 이해한다.


모둠원과 의사소통의 과정을 통해 협력하는 태도를 기른다.

주요 내용
코로나로 인해 소독제의 사용이 많은 상황에서 우리가 사용하는 알콜함유 용품들을 크로마토그래피의 방법과 아두이노라는 공학적 도구를 이용하여 알콜의 농도를 측정할 수 있는 탐구 과정을 학생 스스로 설계하고 수행하여 가설을 검증해 가는 프로젝트 수행
 
차시별 내용
1~2차시: 알콜 농도에 대한 주제 제시, 크로마토그래피의 원리 및 방법 학습
3~4차시: 크로마토그래피를 이용하여 알콜 농도 측정 방법 설계 및 탐구 과정 구조화, 실험 변인 탐색 및 통제 방법 토의
5~6차시: 알콜 표준용액의 측정값 데이터베이스화, 알콜함유 생활용품의 알콜 농도 측정
7~8차시: 아두이노의 구조 및 기초 원리 학습
9~10차시: 아두이노와 알콜 센서를 이용한 알콜 농도 측정 장치의 제작
11~12차시: 알콜 표준용액과 알콜 농도 측정 장치를 이용한 알콜 농도 데이터베이스 제작, 알콜함유 생활용품의 알콜 농도 측정
 
교육 목적


용액속의 알콜 농도를 크로마토그래피의 기본 원리를 이용하여 측정할 수 있는 방법을 설계할 수 있다.


전개속도에 영향을 미칠 수 있는 다양한 변인을 이해하고 농도 변수에 따른 전개속도를 얻을 수 있도록 설계할 수 있다.


아두이노를 이용한 음주측정장치를 제작하고 용액속의 알콜 농도를 측정할 수 있는 장치로 변형하여 용액속 알콜측정 장치를 설계할 수 있다.


 
교육 목표


우리 주변의 다양한 소독제와 세정제에 알콜이 포함되어 있으며 소독효과를 나타내기 위한 적정한 알콜농도를 가지고 있는지에 대한 문제의식을 갖는다.


코로나로 인해 주변 환경의 소독과 개인 위생의 필요성을 느끼고 간단한 소독제를 제조하여 코로나 예방에 기여할 수 있다.


문제 인식을 공감하고 정보 수집 및 탐구 활동을 설계하기 위해 모둠원끼리 협력하고 소통하는 태도를 기른다.

주요 내용
해양쓰레기 제거장치 설계제작 활동
 
차시별 내용
1차시 :
➀ 편지글을 통해 공학적 문제를 제시함으로써 구체적으로 문제를 정의하고 기준과 제한 조건을 파악
➁ 해결책을 설계하기 위한 정보를 수집(배경 연구:GPGP의 존재와 생성 원인)
2차시 : 전문가 특강(우리나라 주변의 해류와 해수의 순환, 해양 쓰레기)
3차시 :
➀ 오션클린업 장치를 설계(디자인)하고 최적 설계도를 선정
➁ 재료 선정 후 1차 장치 제작
4차시 :
➀ 1차 제작 완성, 1차 성능 테스트
➁ 문제점 파악 및 수정 보완 설계(디자인)
5차시 :
➀ 2차 제작, 2차 성능 테스트
➁ 문제점 파악 및 수정 보완 설계(디자인)
③ 3차 제작
6차시 : 최종 테스트 → 모둠 별 장단점 분석 및 설계(디자인)과정 기록
 
교육 목적


문제를 인식하고 해양 쓰레기 제거 장치를 설계한다.


설계과정 중 더 좋은 결과를 얻을 수 있도록 최적화한다.


 
교육 목표


공학과 공학자의 역할, 공학이 사회에 미치는 영향을 이해한다.


모둠원과 의사소통의 과정을 통해 협력하는 태도를 기른다.


 

주요 내용
○ 소화과정에서 단백질을 분해하는 단백질분해효소의 역할을 이해한다.
○ 식물성 단백질분해효소에 의한 동물성 단백질 분해 현상을 이해한다.
○ 다양한 효소 산업을 학습하여 효소의 경제적 가치를 이해한다.
○ 과학 실험값을 수학적으로 정리하는 이점에 대해 이해한다.
 
차시별 내용
1차시 소화제에 의한 동물성 단백질 분해 : 우리의 몸에서 일어나는 소화 작용을 이해하고 소화과정의 핵심인 효소의 존재에 대해 학습한다.
2차시 식물로부터 단백질분해효소 분리 후 단백질 분해 반응 유도 : 식물유래 단백질 분해효소가 동물성 단백질을 분해할 수 있는지 확인한다.
3차시 식물-단백질분해효소에 의한 카제인 단백질 분해 여부 검증 : 효소의 산업적 활용 범위와 경제적 가치
4차시 수학을 활용하여 과학 결과물의 신뢰도 강조 : 식물-단백질분해효소에 의한 동물성 단백질의 분해 여부를 수학적으로 정리해보자
 
⦁불고기를 양념에 재울 때, 키위를 갈아 넣어주는 이유를 생각해 본다.
⦁녹차 잎이나 보리를 물로 끓인 후 우려내서 먹는 이유를 학습한다
(식물 추출액 분리 이유와 원리에 대해서 생각해 볼 수 있음).
⦁소화에 참여하는 단백질분해효소에 대해서 생각해 본다.
⦁효소와 짝을 이루는 기질에 대해서 생각해 본다.
 
교육 목표
○ 소화 작용을 중개하는 소화 효소의 기능을 설명할 수 있다.
○ 효소의 기질 특이성에 대해서 설명할 수 있다.
○ 소화제의 단백질 분해 능력을 실험을 통해 확인할 수 있다.
○ 다양한 식물로부터 단백질분해효소를 분리하는 실험을 수행할 수 있다.
○ 식물유래 단백질분해효소가 동물성 단백질인 카제인을 분해할 수 있는지를 확인하는 실험을 스스로 진행할 수 있다.
○ 식물유래 단백질분해효소들에 의해 카제인이 절단되었는지를 확인하는 실험을 진행할 수 있다.
○ 아조-카제인 분해실험에 사용된 약물과 실험 방법들을 설명할 수 있다.
○ 효소가 가지는 산업적 가치를 설명할 수 있다.
○ 종이조각 맞추기 활동을 통해 효소-기질 특이성을 설명할 수 있다.
○ 과학 실험 결과를 수학적으로 정리하는 방법에 대해서 설명할 수 있다.
○ 확률로 정리한 과학결과물의 신뢰도가 제고되는 이유를 설명할 수 있다.
○ 식물유래-효소연구의 잠재적인 산업적 가치에 대해서 설명할 수 있다.

주요 내용
전기와 자기의 의미와 역사적 배경을 이해하고
상호작용에 의한 만들어지는 전기와 모터의 원리를 실습을 통하여 체험한다.
차시별 내용


1차시 : 전기의 종류와 발전의 원리를 설명할 수 있다.


2차시 : 자기를 이해하고 유도 전기를 설명할 수 있다.


3차시 : 에너지 전환을 통한 전기 만들기를 이해한다.


4차시 : 전기를 이용한 회전체를 만들어 전기와 자기의 역할을 이해한다.


교육 목적


전기와 자기가 무엇인지 학습한다.


전기의 종류와 전기가 만들어 지는 원리를 학습한다.


교육 목표


전기의 종류와 발생 원리를 이해하고, 전자기학의 현상을 설명할 수 있다.


전자기 유도의 원리를 설명할 수 있다.


전자기 유도 현상으로 응용되는 기술적 의미를 설명할 수 있다.


자기 발생으로 생성되는 전기를 체험하고 설명할 수 있다.


전자기 유도로 구동되는 회전체를 실험실습을 통하여 체험하고 이해할 수 있다. 

주요 내용
인간이 자연에서 누릴 수 있는 기쁨 중에 최고는 눈으로 보고, 풍경을 즐기는 것이
아닌가 생각된다. 색은 우리의 도처에 있다. 우리가 좋아하든 싫어하든 상관없이 빛
이 사라지지 않는 이상 색은 우리 곁에 언제나 존재한다. 항상 존재하고 자연을 본다. 가끔은 자연의 색을 놓고 움직이는 감정을 경험하기도 한다.
이 프로그램을 통해 자연의 다양한 색을 알아보고, 색의 주는 감정을 느끼는 시간을 통해 색체에 대한 호기심을 갖는 기회를 마련한다. 또한 색을 갖는 물질의 공통점을 알아보고 자연에서 색을 추출하는 체험을 통하여 기술 공학적 원리를 이해한다.
빛의 성질을 통해 색은 무엇인지 생각해 보고 색을 띠는 물질을 만들어 보는 기회를 통해 과학적 원리를 이해한다. 마지막으로 우리의 감각기관인 눈을 사용하는 화학, 산-염기 지시약에 대해 알아본다.
 
차시별 내용
○ 1차시: 나를 둘러싼 모든 것 / 색에 물들다.
○ 2차시: 무슨 색으로 보이니?/ 색을 말하다
○ 3차시: 다양한 색의 금속화합물/ 색을 갖는 물질들
○ 4차시: 눈으로 보는 화학/ 산-염기 지시약
 
교육 목표
○ 자연의 화려한 색채를 감상하고, 자신의 언어로 표현하는 과정을 통하여 색에 대한 호기심을 갖는다.
○ 색을 사용하기 위해 한 인류의 노력을 알고, 색의 유용성을 설명할 수 있으며, 천연물에서 색을 추출한 염료로 염색작업을 할 수 있다.
○ 색이 나타나는 원리를 빛의 성질을 이용하여 설명할 수 있다.
○ 색을 갖는 물질을 만들어보고 이를 통해 물질이 색을 갖는 이유를 과학적으로 설명할 수 있다.
○ 눈이 색을 느끼는 과정을 설명하고, 산-염기 지시약을 사용할 수 있다.
 
 

주요 내용
소화과정의 핵심 요소인 소화효소의 역할을 이해한다.
온도변화에 따른 입자의 운동성 변화를 이해한다.
종이-크로마토그래피를 이용 효소활성을 측정하는 방법을 이해한다.
과학실험 결과의 신뢰도를 수학으로 강조하는 절차를 이해한다.
 
차시별 내용
1차시: - 동물의 소화과정에서 효소의 역할에 대해서 학습한다.
- 종이-크로마토그래피 원리에 대해서 학습한다.
- 물리학적 변화(온도)에 의한 입자의 운동성 변화에 대해서 학습한다.
2차시: - 효소인 파파인과 기질인 카제인을 시험관에 직접 넣고 분해시킨다.
- 온도 변화가 소화효소 활성에 미치는 영향을 실험으로 확인한다.
3차시: 종이-크로마토그래피를 이용 효소에 의한 단백질 분해 여부를 확인한다.
4차시: 과학실험 결과의 수학적 정리가 가지는 장점을 확인한다.
 
교육 목표
소화과정의 생리학적 변화를 이해한다.
소화반응을 중개하는 효소의 존재와 역할을 이해한다.
효소 활동에 필요한 기질의 의미에 대해서 이해한다.
종이-크로마토그래피의 원리와 실행 절차에 대해서 설명할 수 있다.
물리/화학적 환경 변화가 소화효소의 활성에 미치는 영향에 대해서 실험결과를 통해 설명할 수 있다.
실험 결과를 수학적으로 표현할 수 있다.
 
 

주요 내용
화학반응 중 가장 중요한 유형인 산화-환원 반응을 학습한다.(S)
산화-환원 반응은 원소로부터 화합물의 생성, 모든 연소 반응, 전지에서 전기를 발생하는 반응 등을 포함한다.(S)
건전지에서 일어나는 산화-환원 반응을 알아본다.(E, T)
 
차시별 내용
1차시 : 세상에서 일어나는 화학변화는 무언가를 주는 것과 받는 것으로 되어 있다. “자라나는 은’ 실험 수행”.
2차시 : 대부분의 화학반응들은 전자를 주는 물질과 받는 물질과의 반응이다. “갈바니 전지 만들기 실험 수행”.
3차시 : 힘센 전자는 여러 가지 일을 하면서 힘없는 전자가 된다. “전자 펜 만들기 실험 수행”
4차시 : 도금과 합금을 통해 동전의 색깔을 바꿔 본다. “금화, 은화 만들기 실험 수행”.
 
교육 목표
전자를 주는 물질과 받는 물질과의 반응을 이해할 수 있다.
우리 주위의 화학 반응들이 전자의 이동과 관련 있다는 것을 이해할 수 있다.
전지에서 일어나는 변화를 설명할 수 있다.
 
 

주요 내용
학생들이 빛을 관찰하고 이해함으로써 자연의 아름다움을 발견할 수 있다.
이론적 배경 학습과 탐구활동 및 산출물 제작을 수행한다.
관찰결과를 발표함으로써 인성과 리더십 및 독창적인 창의성을 키울 수 있다.
 
차시별 내용
1차시 : 빛의 정의를 이해하고 빛을 과학적으로 설명할 수 있다.
2차시 : 빛의 성질과 종류에 대한 이해를 통하여 생활 속에 이용되는 과학기술 유용성을 알 수 있다.
3차시 : 다양한 파장의 집합체인 빛을 굴절과 회절을 이용하여 분리할 수 있는 분광기를 제작한다.
4차시 : 제작된 분광기를 사용하여 빛의 흡수를 이해한다.
 
교육 목표
일상생활과 밀접한 빛에 대한 관심을 유도하여 관찰할 수 있다.
바탕으로 빛의 근원, 구성, 성질 등을 이해할 수 있다.
일상생활에서 빛과 색깔이 어떻게 활용되고 있는지 알 수 있다.
빛에 대하여 학생들이 관심을 갖고 이해할 수 있을 때 과학 분야에 대한 우리 학생들의 과학적 창의력이 계발될 수 있다.
 
 

주요 내용
이 프로그램에서는 주어진 사례 분석을 통해 이야기로 구성하고 웹툰으로 그려 발표·공유하고 상호 평가한다. 3~4명으로 구성된 모둠이 주어진 사례를 분석하여 원인-결과-대안 찾아 이야기로 구성한다. AI 기술이 적용된 웹툰 저작 도구에 대해 안내하고 AI 기술에 대한 기초적인 개념에 대해 이해하도록 한다. 웹툰 작성 후 공유를 통해 학생 상호 평가를 진행한다. 마무리 활동으로 AI 기술을 활용한 다양한 창작 서비스를 구상하고, 과학 관련 콘텐츠 창작활동과 관련한 다양한 직업들에 알아본다.
 
차시별 내용
1차시
주어진 주제를 원인-영향-대안으로 분석한 후 이야기 소재를 선정하여 구성하기
2차시
AI 활용 웹툰 저작 도구 안내 및 활용된 AI 기술 체험
3~4차시
1차시에 작성한 스토리 보드를 기준으로 웹툰 창작하기
5차시
웹툰 공유, AI 기술 적용 서비스 구상 및 창작 과정에서 알게 된 직업 알아보기
 
교육 목표
주어진 사례의 원인-영향-대안을 분석하여 주제를 선정하고 이야기를 구성할 수 있다.


AI 웹툰 저작 도구를 사용해보며 AI에 대한 기초 개념을 습득할 수 있다.


콘텐츠 창작활동을 통해 알게 된 다양한 직업들을 찾아 이야기할 수 있다.


활용한 AI 저작 도구와 같은 AI 기반 서비스를 구상할 수 있다.


AI 기반 웹툰 저작 도구를 사용하여 과학 웹툰을 저작할 수 있다.


 
 

주요 내용
① 변이와 자연선택에 따른 진화의 원리 설명하기
② 농장동물들을 통해 진화의 의미를 생각하기
③ GeoGebra를 활용해 추세선을 그리고 개체수를 예측하기
④ 통계자료를 분석하여 문제상황 인식하기
⑤ 학대받고 있는 농장동물 문제를 해결할 수 있는 방안 찾기
 
차시별 내용
1차시
문제상황 발견 전 진화에 대한 고찰1
2차시
문제상황 발견 전 진화에 대한 고찰2
3차시
문제상황 인식, 통계자료 처리, 지오지브라를 활용한 통계자료 분석
4차시
분석자료를 바탕으로 농장동물의 미래 예측, 생활 속 실천 방안 수립
 
교육 목적
1인당 고기 소비량은 가파르게 증가하고 이에 맞춰 사육되는 농장동물의 수도 폭발적으로 증가했다. 이에 반해 축산 농가수는 지속적으로 줄어들고 있다. 통계자료를 지오지브라를 활용하여 그래프로 변환하고 이를 통해 문제상황을 인식한다. 또한 공장식 축산으로 대량으로 사육되면서 학대 받고 있는 농장동물의 미래를 예측해보고, 이를 해결하기 위한 방법을 모색 한다. 농장동물(가축)의 인위 선택에 의한 진화를 통해 진화의 원리를 배우고, 생물 다양성의 의미와 중요성에 대해서도 생각해본다.
 
교육 목표


변이와 자연 선택에 따른 진화의 원리를 설명할 수 있다.


생물 다양성의 의미와 중요성을 설명할 수 있다.


GeoGebra를 활용해 추세선을 그리고 개체수를 예측할 수 있다.


농장동물들을 통해 진화의 의미를 생각해 볼 수 있다.


학대받고 있는 농장동물 문제를 해결할 수 있는 방안을 찾을 수 있다.


 

주요 내용
반도체의 물리학적 이해를 바탕으로 생활 속 문제 해결을 위해 전자 회로의 원리 이해, 설계 및 제작, 활용에 대한 탐구를 수행한다. 학습한 개념과 원리를 적용하여 생활 속 문제를 해결할 수 있는 전자 회로 제작에 대한 아이디어를 토의하고 전자 회로 시뮬레이터를 이용하여 회로를 직접 설계 및 성능 개선 과정을 수행한다. 설계를 기반으로 실제 회로를 제작 및 개선 과정을 수행한다. 제작한 전자 회로의 성능과 활용도에 대한 평가 및 발표(문제 해결 과정, 산출물의 작동 원리, 활용 사례 등)를 통해 학습한 개념이 어떻게 적용되어 문제가 해결되는지를 이해한다. 문제 해결 과정에서 역할 분담을 통해 관련 진로/직업에 대해 탐색하고, 제작한 전자 회로를 희망 진로 분야와 관련지어 활용 가능성을 탐색한다.
 
차시별 내용
1차시
전자 회로 시뮬레이터(ThinkerCAD Circuit Simulating)를 이용한 반도체의 원리 탐구와 가상 전자 회로 시뮬레이션 학습
2차시
전자 회로 시뮬레이터를 이용하여 생활 속 문제상황을 해결할 수 있는 전자 회로 설계 및 개선
3차시
반도체 소자를 이용하여 생활 속 문제를 해결할 수 있는 전자 회로 제작
4차시
문제해결 과정과 관련된 직업에서의 활용 방안 탐색과 진로 연계
문제해결 과정과 산출물에 대한 평가 및 발표
 
교육 목적
이 프로그램에서는 반도체의 물리학적 이해를 바탕으로 학생들이 다양한 관심 분야의 문제 해결을 위해 반도체 소자 등 회로 부품의 원리 이해, 전자 회로 제작 등에 대한 탐구를 수행 한다. 학습한 개념과 원리를 적용하여 다양한 분야의 문제를 해결할 수 있는 전자 회로 제작에 대한 아이디어를 토의하고 전자 회로 시뮬레이터(ThinkerCAD Circuit Simulating)를 이용하여 회로를 직접 설계하여 작동 여부 확인 및 성능 개선 과정을 수행한다. 시뮬레이션을 기반 으로 실제 회로를 제작하고, 제작한 전자 회로 기기의 성능과 활용도에 대한 평가 및 발표(문제 해결 과정, 회로의 작동 원리, 활용 방안 등)를 통해 학습한 개념이 어떻게 적용되어 문제가 해결되는지를 이해한다. 문제 해결 과정에서 역할 분담을 통해 관련 진로/직업에 대해 탐색하고, 제작한 전자 회로를 진로와 관련지어 활용 방안을 탐색한다.
 
학습 목표


반도체의 원리를 이해하고 전자 회로 시뮬레이터를 이용하여 반도체 소자를 포함한 회로의 시뮬레이션 결과를 확인할 수 있다.


전자 회로 시뮬레이터를 이용하여 생활 속 문제를 해결할 수 있는 전자 회로를 설계할 수 있다.


반도체 소자를 이용하여 창의적인 전자 회로를 제작할 수 있다.


공학적 문제 해결 과정을 통해 역할 분담 및 산출물과 관련된 진로 분야를 탐색하고 미래에 대한 비전을 제시할 수 있다.


 
 

주요 내용
이 프로그램에서는 공학적 설계를 기반으로 풍력 발전기의 발전량에 대한 문제해결 프로젝트를 수행하기 위해 발전기의 원리, 전자기 유도 현상 등에 대해 탐구를 수행한다. 학습한 개념과 원리를 적용하여 주어진 조건에서 풍력 발전기의 발전량을 증대시킬 수 있는 아이디어를 협의하여 설계·제작하고 여러 차례 성능 개선 테스트를 수행한다. 제작된 풍력 발전의 성능과 기능 테스트, 발표(설계 과정, 산출물의 차이점, 장단점 등)를 통해 학습한 개념이 어떻게 적용되어 문제가 해결되는지를 이해하고 학생들 간에 서로 공유한다.
 
차시별 내용
1차시
전자기 유도 현상이 발견된 과학사를 통해 전자기 유도 현상을 이용한 발전기의 원리 이해
2차시
전기 에너지가 생산되는 풍력 발전기를 제작해 보고 전기 에너지를 더 많이 생산할 수 있는 방안을 모색
3차시
회전 속도를 높일 수 있는 날개를 설계하여 풍력 발전기의 발전량 높이기
4차시
산출물의 개선 과정에 대한 발표를 통해 문제해결과정을 공유하고, 관련 직업에 대한 특성과 직업인을 조사·소개하는 진로 탐색 활동
 
교육 목적
이 프로그램에서는 공학적 설계를 기반으로 풍력 발전기의 발전량에 대한 문제해결 프로젝트를 수행하기 위해 발전기의 원리, 전자기 유도 현상 등에 대해 탐구를 수행한다. 학습한 개념과 원리를 적용하여 주어진 조건에서 풍력 발전기의 발전량을 증대시킬 수 있는 아이디어를 협의하여 설계·제작하고 여러 차례 성능 개선 테스트를 수행한다. 제작된 풍력 발전의 성능과 기능 테스트, 발표(설계 과정, 산출물의 차이점, 장단점 등)를 통해 학습한 개념이 어떻게 적용되어 문제가 해결되는지를 이해하고 학생들 간에 서로 공유한다.
 
교육 목표


풍력 발전기와 관련된 핵심적인 과학적 개념과 원리를 설계 기반의 문제해결에 적용할 수


있다.


탐구한 원리와 개념을 적용하여 효과적인 문제해결을 경험할 수 있다.


풍력 발전기의 발전량 증대 방안을 모색하면서 전자기 유도 현상을 활용할 수 있다.


풍력 발전기의 발전량 테스트, 평가, 재설계를 통해 문제해결력, 흥미, 융합적 소양을 함양할수 있다.


창의적 설계 기반의 산출물 제작을 통해 과학적 개념과 원리의 적용을 체험하고 과학과 연계된 다른 교과 영역에 대해 이해할 수 있다.


 

주요 내용
① 개체군의 생장에 미치는 요소를 찾고 식으로 표현하기
② GeoGebra, EXCEL 등 프로그램을 이용한 개체군 생장 곡선 시뮬레이션
③ KNP 코끼리 개체군 조절 전략 제시하고 시뮬레이션하기
 
차시별 내용
1차시: 생물 다양성(코끼리의 생태와 환경, 개체군, 군집, 생태계)
2차시: 이론적 배경(지수적 생장과 로지스틱 생장)
3차시: 프로그램 사용 방법 익히기(지오지브라와 엑셀 프로그램 사용)
4차시: K.N.P 코끼리 개체군 데이터 활용-지수적 생장
5차시: K.N.P 코끼리 개체군 데이터 활용-로지스틱 생장
 
<교육 목적>
이 프로그램에서는 정다각형을 이용하여 지오지브라에서 테셀레이션 작품을 만들기 위해 평행이동, 대칭이동, 회전이동의 변환을 통해 헤슈 타일의 제작 원리를 이해할수 있다. 그리고 공학적 도구인 지오지브라에서 헤슈 타일의 제작 원리인 평행이동, 미끄럼 반사, 회전이동을 다양한 도형에서 해봄으로써, 테셀레이션 타일을 직접 디자 인할 수 있다. 그리고 학습한 내용을 바탕으로 창의적인 테셀레이션 작품을 만들어 3D 프린트로 출력하여 수학의 실용성과 심미성을 느낄 수 있다.
 
교육 목표


평행이동, 대칭이동, 회전이동의 개념을 설명할 수 있다.


지오지브라에서 평행이동, 대칭이동, 회전이동을 할 수 있다.


헤슈 타일의 원리를 이해하고 테셀레이션 타일을 제작할 수 있다.


정다각형을 이용하여 지오지브라에서 나만의 테셀레이션 작품을 만들어 3D로 출력할 수 있다.


 
 

주요 내용
① 기압, 기압차, 바람 개념, 베르누이 원리 등의 개념 학습 및 탐구
② 간이 공기 대포의 만들기를 통해 공기 도넛(볼텍스링) 발생 이유 탐구
③ 학습한 개념과 탐구 내용을 토대로 1m 거리에 떨어진 두 줄의 촛불을 끌 수 있는 문제해결활동 실시 : 공학적 설계 기반의 공기 소화기 만들기
 
차시별 내용
∎1차시: 기압, 바람, 베르누이의 원리
∎2-3차시: 공기 도넛, 간이 공기 소화기 설계·제작, 제주도 돌담, 비행기의 원리,
∎4-5차시: 공기 소화기 설계·제작, 테스트 및 평가, 3D 디자인 SW(Solid Edge)
 
교육 목적
이 프로그램에서는 공학적 설계를 기반으로 공기 소화기를 설계하고 제작하는 문제해결 프로젝트를 수행하기 위해 기압, 바람, 베르누이의 원리에 대한 원리 탐구를 수행한 다. 학습한 개념과 원리를 적용하여 간이 공기 소화기를 설계, 제작한다. 이 과정에서 실제 공기 소화기 제작에 필요한 설계 아이디어를 협의하고 최적의 결과물 도출을 위해 협업하여 제작한다. 또한 희망하는 학생에 한하여 설계과정에서 3D 모델링 프로그램 ‘solid edge’를 활용하여 공기 소화기 초안을 설계할 수 있는 기회를 제공한다.
실생활의 문제를 과학적 사고력과 공학적 설계를 기반으로 해결할 수 있도록 학생들 간협력과 체험의 기회를 제공한다.
 
교육 목표


압력의 과학적 개념을 바탕으로 기압의 개념(방향)을 이해하고 적용할 수 있다.


실생활에서 기압, 바람과 관련된 현상 또는 제품의 작동 원리를 이해할 수 있다.


베르누이의 원리와 공기 소화기 제작을 위한 핵심 내용에 대해 이해한다..


간이 공기 소화기의 제작을 통해 공기 도넛(vortex ring)의 생성 과정에 대해 이해한 다.


공학적 설계를 적용하여 조건에 적합한 공기 소화기를 설계 및 제작할 수 있다.

주요 내용
① 금속 착화합물을 제조 및 반응성을 이해하고 농도를 모바일폰으로 확인한다.
② 금속 착화합물을 이용한 광반응을 통하여 자신이 원하는 사진을 만들어 본다.
 
차시별 내용
1차시: 산·염기 반응, 화학 결합, 루이스 구조, 전이 금속, 산화·환원 반응
2차시: 프러시안 블루, 광반응, 감광제, 분광학, 전자 전이
3차시: 철(III) 이온, 옥살산 음이온, 화학 반응, 화학 결합
4차시: 감광 용액과 감광지의 제조, 빛을 이용한 산화·환원 반응
5차시: 사진의 색조, 광반응의 역할, 프러시안 불루의 역할, 반응 메카니즘의 이해
 
교육 목적
본 프로그램에서는 산화-환원 반응을 기반으로 사진이 현상되는 과정을 수행하면서 물질의 구조와 성질, 화학 반응과 화학 결합, 산과 염기, 산화-환원의 개념과 광분해 반응 등에 대해 탐구를 수행한다. 학습한 화학적 개념과 원리를 적용하여 여러 가지 배위 결합 화합물의 구조와 특성을 이해하고 빛에 의해 유발되는 산화-환원 반응을 이용하여 원하는 사진을 만들어 보고 학습한 화학 개념이 어떻게 적용되는지 이해하고 학생들 간에 서로 공유한다.
 
교육 목표


화학적 사진 현상의 원리와 관련된 기초적인 화학 개념과 원리를 설명할 수 있다.


화학적 사진 현상의 원리와 관련된 핵심적인 화학 개념과 원리를 설명할 수 있다.


실험 안전에 유의하며 필요한 감광제를 제조할 수 있다.


실험 안전에 유의하며 광반응 실험을 통해 사진을 제작할 수 있다.


사진의 제작을 통해 과학적 개념과 원리의 적용을 체험하고 과학과 연계된 다른 교과 영역에 대해 이해할 수 있다.


 
 

주요 내용
최근 우리 사회의 중요한 가치로서 반려동물과 함께하는 삶에 대한 가치가 그 중요성을 더해가고 있다. 이번 활동을 통하여 반려동물의 질병에 대한 이론적 지식을 습득하고, 이를 예방하기 위한 진단 도구로서 바이오마커를 위한 분자진단에 대해 알아보고 직접 분자진단을 이용하는 실습을 한다. 이러한 생물정보학 기반 의학적 진단 경험을 바탕으로 반려동물의 건강한 삶을 위한 반려동물 의료보험 정책에 대해 의사 결정 할 수 있는 방법을 배운다.
 
차시별 내용
1차시
애완동물, 반려동물, 반려동물 질병
2차시
유전자, 염기서열결정법, 생물정보학, 분자진단
3차시
PCR, DNA 전기영동, 프라이머, 바이오마커
4차시
생물정보학, NCBI, 프라이머
5차시
동물보호, 반려동물 질병, 반려동물 의료보험(펫 보험)
 
교육 목적
최근들어 가구구조의 변화와 반려동물에 대한 인식변화 등으로 인해 가족과 같은 존재로 받아드려지고 있는 현상과 관련하여 애완동물과 반려동물의 개념적 차이를 설명할 수 있다.
 
교육 목표
가족의 구성원으로서 반려동물의 건강 문제를 이해하기 위해 반려동물의 질병에 대해 조사하여 발표할수 있다.
NGS(Next Generation Sequencing), 생물정보학(Bioinformatics), 유전체학(Genetics), 정밀진단 (Precision medicine) 등의 최신 의료 진단 기술 등 생명 공학 기술을 활용한 사례를 조사하여 발표할수 있게 한다.
미래세대 과학교육표준에서 제시하고 있는 가치로서 정보처리와 협업에 기초한 의사소통 능력을 신장시킬 수 있도록 조사한 자료를 구글 사이트 도구를 활용하여 홍보 자료를 만들어 공유할 수 있다.
생물정보학의 기본이 되는 과학적 탐구 역량으로서 DNA를 추출하고 전기영동법을 익히고, 일상에서 쉽게 구할 수 있는 구강세포에 적용하여 DNA를 분리 추출한 후 얻어진 결과를 해석할 수 있다.
생물정보학의 기본이 되는 정보처리 기반 과학적 탐구 역량으로서 유전자 은행인 NCBI를 활용할 수 있다.
NCBI 유전정보를 이용한 정보처리 역량을 활용하여 각자 관심있는 반려동물의 질병에 대해 분자 진단을 위한 프라이머를 제작하는 활동을 통해 분자진단 기술 개발과 이용되는 예를 설명할 수 있다.
미래세대 과학교육표준에서 제시하고 있는 ‘참여와 실천’ 차원으로서 반려동물 의료보험(펫 보험)과 관련된 쟁점에 관한 합리적 의사 결정을 위해 생물정보학과 관련된 긍정적인 영향과 부정적인 영향을 조사하고 토론할 수 있다.
반려동물 의료보험(펫 보험)을 소재로 생명 윤리의 쟁점이 되는 사례에서 자신의 의사를 합리적으로 결정할 수 있다.

주요 내용
맛을 느끼는 과정과 여러 가지 맛에 대한 과학적 지식과 개념을 습득하고, 탄산음료 속에 단맛의 실체를 비교 분석하는 활동을 토대로 건강한 단맛의 특징을 과학적으로 추론한다. 탐구 활동의 결과를 근거로 탄산이 잘 녹을 수 있는 조건을 도출해 낸다. 이러한 활동을 토대로 탄산음료 속에 단맛을 건강하게 섭취할 수 있는 구체적인 실천 방안을 제안할 수 있다.

차시별 내용
1차시 여러 가지 맛, 미각, 미각의 성립 과정
2차시 천연 감미료(천연당)와 인공 감미료(가짜당)
3차시 기체의 용해도, 헨리의 법칙
4차시 탄산음료의 유해성, 원인, 위험, 해결방안에 대한 ‘허니콤 토의’
5차시 건강한 삶을 위한 탄산음료를 줄일 수 있는 방안 제시, 비쥬얼 싱킹, 실천


교육 목적

우리가 느낄 수 있는 다섯 가지 맛(단맛, 쓴맛, 짠맛, 신맛, 감칠맛)의 특징과 인체로 흡수되는 생물학적 기작을 과학적으로 설명할 수 있다.



교육 목표

일상생활에서 쉽게 접하는 탄산음료 속에 성분을 예상하고 탄산음료의 단맛을 느끼는 이유를 설명할 수 있다.
일반적으로 우리 생활에서 쉽게 접할 수 있는 여러 종류의 음료 속에 포함된 당분(설탕)의 양을 조사 분석함으로써 음료 속의 당분의 실체를 확인하고 건강한 단맛의 과학적 근거를 추론할 수 있다.
탄산음료 속에 포함된 천연 감미료(천연당)과 인공 감미료(가짜당) 성분을 구체적으로 분석하고 천연당과 인공당의 공통점과 차이점을 과학적으로 비교 분석하고 당분의 섭취가 인체에 미치는 긍정적인 영향과 부정적인 영향을 예측할 수 있다.
탄산이 잘 만들어질 수 있는 온도와 압력의 최적 조건을 과학적으로 분석할 수 있다.
탄산음료의 긍정적 측면과 부정적 측면이 있음을 인식할 수 있다.
건강한 탄산음료 섭취를 위한 구체적인 실천 방안을 제시할 수 있다.
평소의 탄산음료 섭취 습관이 건강에 미치는 영향에 대해서 예측할 수 있다.
모둠별 논의 활동을 통해 건강한 탄산음료를 만들기 위한 레시피(방법)를 개발할 수 있다.

주요 내용
관측결과를 바탕으로 행성의 겉보기 운동을 그래프로 나타내고 나타나는 현상에 대해 분석한다. 관측이 가능한 회합주기의 개념을 바탕으로 행성의 공전주기를 계산한다. 회합주기와 장반경을 비교하여 관계를 찾아내고 AI(지도학습: 회귀분석)을 통해 케플러 3법칙(조화의 법칙)을 찾아낸다.
차시별 내용
1차시 움직이는 관찰자가 관측하는 운동에 대해 알아보자
2차시 여러 행성의 운동을 그래프로 나타내보자
3차시 케플러 법칙과 회합주기에 대해 알아보자
4차시 회귀분석을 통해 행성의 주기와 장반경의 관계를 알아보자
 
교육 목적


현대에는 이미 밝혀진 다양한 자연법칙들로 우주의 천체들의 운동을 자세히 분석할 수 있다. 그렇다면 과거에 과학자들은 어떠한 방법으로 자연법칙들을 찾아갈 수 있었던 걸까? 그 시대의 어려움에 대해 이해하기 위해 요하네스 케플러 (1571~1630)가 살아있던 시대로 돌아가 관측 결과들로 알아낼 수 있는 사실을 알아보자


관측결과를 바탕으로 행성의 겉보기 운동을 그래프로 나타내고 나타나는 현상에 대해 분석한다.


관측이 가능한 회합주기의 개념을 바탕으로 행성의 공전주기를 계산한다.


회합주기와 장반경을 비교하여 관계를 찾아내고 AI(지도학습: 회귀분석)을 통해 케플러 3법칙(조화의 법칙)을 찾아낸다.


 
교육 목표


등속원운동을 설명할 수 있다.


주기와 반지름의 개념을 설명 할 수 있다.


케플러 법칙을 설명 할 수 있다.


외행성과 내행성의 장반경을 설명할 수 있다.


케플러 법칙을 설명 할 수 있다.


회합주기를 통해 행성의 주기를 계산할 수 있다.


등속원운동을 설명할 수 있다.


주기와 반지름의 개념을 설명 할 수 있다.


회귀분석의 원리를 설명할 수 있다.


로그함수의 특징을 설명할 수 있다.


 

주요 내용
시간의 변화에 따른 지구의 자전과 공전 운동을 지면에서 관측할 때, 태양의 위치 변화를 관측하여 지구상의 위치와 태양의 움직임의 관계를 이해한다. 이를 바탕으로 지구상에서 시간을 정하는 방법과, 이를 바탕으로 인공위성을 이용하여 지구상의 각 지역에 대한 위치를 정하는 방법을 이해한다,
차시별 내용
1차시 지구의 공전을 이해하고 위도의 개념을 이해한다.
2차시 지구의 자전을 이해하고 경도의 개념을 이해한다.
3차시 태양시와 표준시의 개념을 이해한다.
4차시 삼각측량과 GPS의 원리를 이해한다.
 
교육 목적
지구의 공전을 이해하고, 이를 바탕으로 연중 태양의 고도 변화와 이를 통한 지구상의 위도 개념을 이해한다. 또한 지구의 자전을 이해하고, 이를 바탕으로 태양의 이룾 우동을 이해하고 이를 통한 시간의 측정을 이해한다. 이를 바탕으로 국제표준시와 지역 표준시의 차이와 경도의 관계를 이해하여 지구상의 경도 개념을 이해한다. 인공위성과 표준 시간을 이용하여 지구상에서 물체의 지리 좌표를 정하거나 지구 정보를 이해하는 방법을 이해한다.
교육 목표


지축의 기울기와 지면에서 태양의 고도를 측정하는 방법을 이해한다.


지구 공전에 따른 계절별 태양의 고도변화를 이해한다.


지평선에 대하여 지구의 적도를 찾는 방법을 이해한다.


태양의 고도와 위도의 관계를 이해한다.


지구 자전과 경도의 관계를 이해한다.


지구의 움직임과 시간의 관계를 이해한다.


인공위성과 지구의 시간차를 이용하여 지구상에서 위치를 결정하는 방법을 이해한다.


 

주요 내용
학생들은 간단한 실험을 통해서 전자기 법칙에 대해서 분석한다. 그리고 전선의 연결 없이 전기 신호를 전달하는 방법에 대해서 실험한다. 그를 바탕으로 학생들은 인덕션 레인지의 기본원리에 대해서 이해할 수 있다. 전자레인지로 초콜릿을 녹여서 전자레인지 안에 있는 마이크로파의 파장을 측정하는 간단한 실험을 통해서 학생들이 전자레인지 안에 마이크로파가 존재함을 경험할 수 있도록 한다.
차시별 내용
1차시 전자기 파동에 대해 이해해보자.
2차시 전자레인지 안에 있는 빛을 찾아보자.
3차시 인덕션 레인지의 원리를 찾아보자.
4차시 떨어져 있는 스피커로 음악을 들어보자.
 
교육 목적
본 주제는 전기 조리 기구 중 인덕션 레인지와 전자 레인지의 작동의 기본 원리를 탐구하는 주제로 언뜻 보면 과학과는 관계가 없어 보이는 조리 기구에 과학적인 원리가 적용되고 있음과 그 원리를 학생들이 경험 및 이해하는 것을 목표로 한다. 인덕션 레인지에는 전자기 유도법칙이 적용되는데, 학생들은 간단한 실험을 통해서 전자기 법칙에 대해서 분석한다. 그리고 전선의 연결 없이 전기 신호를 전달하는 방법에 대해서 실험한다. 그를 바탕으로 학생들은 인덕션 레인지의 기본원리에 대해서 이해할 수 있다.
전자 레인지는 극성분자인 물 분자를 잘 진동시키는 전자기파의 한 종류인 마이크로파를 이용해서 대부분의 음식에 많이 들어있는 물 분자의 진동을 활발하게 해서 음식의 온도를 올려 음식을 조리한다. 전자 레인지로 초콜릿을 녹여서 전자 레인지 안에 있는 마이크로파의 파장을 측정하는 간단한 실험을 통해서 학생들이 전자 레인지 안에 마이크로파가 존재함을 경험할 수 있도록 한다. 이러한 실험을 통해서 과학과는 크게 관계가 없어 보이는 조리 기구에 과학적인 원리가 있음을 경험하게 함으로써 친숙한 현상에서 과학적 원리를 찾아보려고 하는 학생들의 동기를 유발할 수 있을 것이다.
교육 목표


파동에 대해 설명할 수 있다.


파동의 진동수와 파장 그리고 전파속력 사이의 관계를 설명할 수 있다.


전자기파(동)에 대해 설명할 수 있다.


전자 레인지에 적용되는 원리를 설명할 수 있다.


페러데이(Faraday)의 전자기 유도법칙을 설명할 수 있다.


인덕션 레인지의 원리를 설명할 수 있다.


 

주요 내용
1차시에서는 산과 염기의 물리적 특성에 대한 차이점에 대해 알아보고 화학적 정의를 통해 산과 염기의 정확한 개념에 대해 알아본다. 2차시에는 일상생활 속에서 쉽게 찾을 수 있는 산과 염기의 pH를 측정해 자신만의 pH 도표를 만들어 본다. 3차시에는 산-염기 중화 반응에 대해 알아보고 적정을 통해 정량 분석을 해본다. 4차시에는 지난 수업을 토대로 산과 염기를 이용한 일상생활 속 예시 중 하나인 비누를 직접 만들어 본다.
차시별 내용
1차시 산과 염기는 무엇인가?
2차시 산-염기의 생활 속 예시: pH Scale 만들기
3차시 중화 반응: 산-염기 적정
4차시 산/염기를 활용한 실생활 용품 개발
 
교육 목적
과일 주스를 충분히 발효시키면 톡 쏘는 신맛을 내는 식초가 만들어진다. 아세트산(CH3COOH)이라는 “산”이 만들어지기 때문이다. 이와는 달리 수산화 나트륨(NaOH)처럼 미끌거리는 느낌을 주는 “염기”라고 부르는 화합물도 있다. 이러한 산과 염기는 우리 주변에서 매우 다양하게 존재하고 있으면서 일상생활과 우리 몸속의 화학 변화에 중요한 역할을 하고 있다. 주기율표에서 Ⅰ족과 Ⅱ족에 해당하는 알칼리 족과 알칼리토금속 족에 속하는 원소의 수소화물들이 주로 염기에 해당하기 때문에 염기를 “알칼리”라고 부르기도 하지만, 암모니아처럼 알칼리 족 원소의 화합물이 아니면서도 염기성을 나타내는 화합물도 많기 때문에 “알칼리” 보다는 “염기”라고 부르는 것이 더 일반적인 의미를 갖는다. 본 활동을 통하여 학생들에게 1. 과학적 개념으로서 산과 염기에 대한 이해와 각각의 특성을 알아보고, 2. 일상 생활 속에서 쉽게 접할 수 있는 산-염기에 대해 살펴보고, 3. 산-염기 적정 실험을 통하여 적정 곡선과 산-염기 지시약에 대해 공부해 보는 시간을 가진다. 4. 또한, 배운 내용에 대한 적용으로 실생활에 유용하게 쓰이는 산-염기 예시 중 하나인 비누를 직접 만들어 보도록 한다.
교육 목표


산과 염기의 일반적 성질에 대하여 알아본다.


생활 속에서 볼 수 있는 산과 염기에 대하여 알아본다.


산과 염기의 정의에 대하여 이해한다.


산과 염기의 세기 측정 방법에 대하여 알아본다.


산-염기 적정 실험에 대하여 알아본다.


 

주요 내용
휴머노이드 로봇은 전체적인 모습을 인간 골격에 기초로 한 로봇이다. 이는 인간이 사용하는 도구나 환경과 상호작용을 가능하게 한다. 일반적으로 휴머노이드 로봇은 머리, 두 팔과 두 다리를 가진 동체를 가진다. 그러나 휴머노이드 로봇의 일부는 예를 들면 허리 위쪽만 있다든지 하여 단지 동체의 일부분만을 모델로 할 수도 있다. 어떤 휴머노이드 로봇은 눈과 입을 포함한 얼굴을 가질 수 있다. 이를 안드로이드라 하며 안드로이드는 미학적으로 인간과 닮게 제작된 휴머노이드 로봇이다. 휴머노이드는 인간 골격에 기초로 한 로봇으로, 머리, 두 팔과 두 다리를 가진 동체를 가진다. 어떤 휴머노이드 로봇은 외형적으로 눈과 입을 포함한 얼굴을 가질 수 있다. 이를 안드로이드라 하며 안드로이드는 미학적으로 인간과 닮게 제작된 휴머노이드 로봇이다. 이처럼 안드로이드는 미적으로 인간의 모습을 하는 로봇을 말한다. "휴머노이드와 안드로이드 분류는 의미 없는 일이다."라는 주장도 있으나 사전적 의미는 나누고 있음. 이처럼 로봇 개발 기술은 인간의 외적 접근으로도 이루어졌지만, 궁극적으로는 인간에 움직임을 모사하는 데 집중되어 있다.
이번 탐구 활동에서는 로봇에게 적용되는 인간의 움직임에 필요한 해부학적 구조인 근육과 뼈의 외형 및 작동원리를 학습해 보고 로봇에 적용방법을 상상해보자.
차시별 내용
1차시: 개념도입, 근골격계에 대하여 질문과 대답을 통해 개념을 도입, 인체가 움직임을 위하여 사용하는 기구에 대하여 토의
2차시: 탐구 및 개념 확장, 나무 인체모형키트를 이용하여 인간의 움직임을 구현해 보게 함. 또한, 완성된 모형에 대하여 인체 해부학적 특징을 중심으로 토론
3차시: 과학기술 도출, 준비된 재료를 이용하여 인간의 팔에 있는 뼈와 근육을 구현해 보고, 작동원리를 관찰하면서 힘과 에너지의 근원과 뼈의 역할을 토론
4차시: 공학적 산출물, 단순한 수준의 로봇 팔과 로봇 손 키트의 기본 원리를 이용하여 강한 힘과 섬세한 움직임이 가능한 공학적 산출물을 고안해 보고 적용
교육 목적
로봇에게 적용되는 인간의 움직임에 필요한 해부학적 구조인 근육과 뼈의 외형 및 작동원리를 학습해보고 로봇에 적용방법을 탐구한다.
교육 목표
- 근육과 골격은 무엇이고, 움직임의 원인은 무엇인지 설명할 수 있다.
- 움직이기 위한 장치를 설명할 수 있다.
 

주요 내용
실생활에서 일어나는 이슬 맺힘 현상이 발생함을 토대로 차가운 표면에 맺히는 응결에 대해 이해, 건습구 온도계와 상대습도의 관계와 단열 팽창에 의한 온도 변화에 대해 탐구, 나아가 압력과 온도의 관계와 응결 현상을 실험하여 이를 정량적으로 설명
차시별 내용
1차시: 개념도입, 기상청 홈페이지를 보며 기상요소(기온,습도,구름,안개)에 대하여 토론을 진행, 실생활에서 안개와 구름의 생성 예시를 보여주며 이에 대한 원리를 탐구
2차시: 탐구 및 개념 확장, 습도를 측정하고 제어하는 도구에 대하여 생각해보게 함, 습도에 대한 개념을 차가운 표면에 맺히는 응결, 건습구 온도계와 상대습도의 관계, 단열팽창에 의한 온도 변화를 통하여 탐구
3차시: 과학기술 적용, 이슬점 온도, 습구 온도의 측정결과를 다른 학생들과 공유하여 차이나는 이유에 대하여 토론을 진행
4차시: 공학적 산출물, 결빙 또는 이슬이 맺히는 원리를 이해하고 이를 통하여 제습기를 고안하는 방법을 다른 학생들과 토론
 
교육 목표
- 대기의 온도들에 대한 기본 개념, 대기 중 수증기가 응결하는 조건을 설명할 수있다.
- 포화와 과포화의 개념을 설명할 수 있다.
- 불쾌지수에 대해 설명할 수 있다.
 

주요 내용
우리 몸에서 정상적으로 만들어지는 물질이 아니라, 산업 활동을 통해 생성, 분비되는 화학 물질이다. 생물체에 흡수되면 내분비계 기능을 방해하는 해로운 물질이기도 하다. 외인성 내분비 교란 화학 물질이 정확한 명칭인 환경 호르몬은 신체 외의 물질이 원인으로, 호르몬, 즉 내분비가 교란되는 것을 의미한다. 환경 호르몬은 생체 내 호르몬의 합성, 방출, 수송, 수용체와의 결합, 수용체 결합 후의 신호 전달 등 다양한 과정에 관여하여 각종 형태의 교란을 일으킴으로써 생태계 및 인간에게 영향을 주며, 다음 세대에서는 성장 억제와 생식 이상 등을 초래하기도 한다. 이에 따라 전 세계적으로 생물 종에 위협이 될 수 있다는 경각심을 일으켜 오존층 파괴, 지구 온난화 문제와 함께 세계 3대 환경 문제로 등장하였다. 세계 야생 동물 보호 기금 목록에서 67종, 일본 후생성에서 143종, 미국에서 73종의 화학 물질을 환경 호르몬으로 규정하고 있지만 얼마나 더 늘어날지는 아직 예측할 수 없는 상태이다. 이번 탐구 활동에서는 로봇에게 적용되는 인간의 움직에 필요한 해부학적 구조인 근육과 뼈의 외형 및 작동원리를 학습해 보고 로봇에 적용방법을 상상해보자.
차시별 내용
1차시: 환경 호르몬에 대한 개념도입, 질문과 대답을 통해 궁금증 도출, 일상생활에서 사용하는 도구에 포함된 환경 호르몬에 대하여 토의
 
2차시: 탐구 및 개념 확장, 물벼룩의 심장 박동을 이용하여 인체 호르몬의 역할을 이해하고, 환경 호르몬에 의해 변화되는 심장 박동의 특징을 관찰하는 방법을 토론
 
3차시: 과학기술 도출, 일상생활에 사용되는 물품으로부터 환경 호르몬을 추출하고, 추출된 액체를 물벼룩에 적용함으로써 환경 호르몬에 의한 심장 박동의 변화를 토론
 
4차시: 공학적 산출물, 물벼룩의 심장 박동을 통한 동물의 생리활성 변화를 환경 호르몬 이외에도 우리 생활에서 손쉽게 접할 수 있는 세제, 음료수, 의약품에 적용
 
교육 목적
물벼룩의 심장 박동을 이용하여 인체 호르몬의 역할을 이해하고, 환경 호르몬에 의해 변환되는 심장 박동의 특징을 관찰한다. 물벼룩의 심장 박동을 통한 동물의 생리활성 변화를 환경 호르몬 이외에도 우리 생활에서 손쉽게 접할 수 있는 세제, 음료수, 의약품에도 적용해본다.
 
교육 목표
- 환경 호르몬이 무엇인지 설명할 수 있다.
- 환경 호르몬이 생체에 미치는 영향은 무엇인지 설명할 수 있다.
 

주요 내용
산화와 환원에 대하여 학습하고, 이를 바탕으로 직접 산화제/환원제의 능력을 확인해볼 수 있는 실험을 진행한다. 세탁이나 청소에 사용하는 표백제가 산화제임을 이해하고, 가정에서 흔하게 사용하는 락스계 산화제를 사용하여 오염물질을 제거하는 실험을 직접 수행해보고, 세탁과 표백이 되는 원리에 대하여 이해한다. 또한, 강력한 산화제가 피부 및 세포에도 영향을 주는 과정을 이해하여, 살균 과정에 대해 학습한다.
차시별 내용
1차시 화학전지-산화와 환원에 대한 이해
2차시 표백제를 이용한 산화 실험
3차시 산화제를 이용한 탈색 실험
4차시 다양한 표백 성능 비교 실험
 
교육 목적
산화와 환원 반응에 대한 기본 개념과 표백제의 개념을 연결하여 이를 일상생활 속 요염에 대한 세탁의 개념으로 확장해본다.
교육 목표


산화 반응과 환원 반응의 차이를 이해하고 설명할 수 있다.


금속의 산화-환원 반응을 이용하여 화학전지를 만들 수 있다.


과일을 이용한 화학전지를 제작하고, 비교해본다.


표백제의 역할이 산화 반응임을 이해한다.


유기물의 산화 반응에 대하여 이해한다.


산화제가 포함된 표백제의 세기를 비교할 수 있다.


 

주요 내용
염료와 안료의 차이점에 대해 알아보고 안료에 속하는 유기 안료와 무기 안료의 장단점을 비교, 분광 광도계의 원리를 이해하여 이에 대한 사용법을 익힘, 나아가 분광 광도계를 사용하여 다양한 무기 안료의 흡수 스펙트럼을 측정하고 분석
차시별 내용
1차시: 개념도입, 안료의 개념에 대해 이해, 유기 안료와 무기 안료에 대한 특징을 비교, 분광 광도계의 원리를 이해하고 이를 이용한 흡광 스펙트럼을 분석
2차시: 탐구 및 개념 확장, 유기 안료와 무기 안료의 특성을 비교하여 각각의 장단점에 대하여 알아봄, 분광 광도계를 이용하여 다양한 무기 안료의 흡수 스펙트럼을 측정하고 분석 후 질의응답을 진행
3차시: 과학기술 적용, 무기 안료의 특성을 이해하고 다양한 무기 안료를 직접 합성, 분광 광도계를 이용하여 다양한 색을 띠는 물질에 적용할 수 있음을 확인
4차시: 공학적 산출물, 다양한 색을 띠며 서로 다른 화학식을 가지는 무기 안료를 합성, 분광 광도계의 측정원리를 이해하여 각 샘플에서 얻어지는 흡광 스펙트럼을 분석하여 비교, 탐구활동을 배경으로 공학적으로 적용
 
교육 목표
- 안료란 무엇이며, 어떤 종류와 특성이 있는지 알아본다.
- 유기 안료와 무기 안료의 특성을 비교하고 각각의 장단점 대하여 알아본다.
- 무기 안료의 특성에 대하여 자세히 알아본다.
- 분광 광도계의 원리를 익힌다.
 

주요 내용
열과 열의 이동에 대해 이해하고 기화열을 이용하여 온도를 낮추는 방법에 대해 탐구한다. 이는 냉장고의 원리를 이해하고 환경보호에 대해 탐구한다. 우선 열과 열의 흐름에 대해 이해하기 위해 단열과 투열에 대해 이해하고 일상에서 효과적인 단열재가 무엇인지 탐구한다.냉장고처럼 온도를 낮춰 물질의 상태가 달라지는 것을 이해하고 어는점 또는 녹는점을 이해한다. 어는점 측정을 위한 실험을 고안해보고 이에 숨어있는 과학 원리를 이해한다. 측정한 어는점을 위해 그래프를 그려보고 어는점을 탐구한다. 실제 어는점과 비교하여 탐구한다. 또한 간이 냉장고를 제작하여 냉장고의 원리를 이해한다. 냉매와 냉매의 역사를 이해하여 환경보호를 이해한다.
차시별 내용
1차시 냉장고의 원리는 무엇일까?
2차시 열의 이동 이해하기
3차시 어는점 측정하기
4차시 간이 냉장고 만들어보기
 
교육 목표
단열과 투열의 의미를 설명할 수 있다..
효과적인 단열재의 원리를 설명할 수 있다.
어는점 또는 녹는점의 의미를 설명할 수 있다.
어는점 측정의 실험을 고안할 수 있다.
어는점을 그래프를 그려 확인할 수 있다.
간이 냉장고를 통해 기화열을 설명할 수 있다.

주요 내용
이진코드를 이해하고 이를 사용하여 직접 메시지를 인코딩, 디코딩 하는 법을 학습한다. 빛의 성질을 이해하고 빛의 경로를 자유롭게 설계하여 내가 원하는 위치로 빛을 전달해본다. 광섬유의 구조와 전반사 원리를 이해하고, 빛으로 인코딩한 메시지를 광섬유를 통해 전달한다.
차시별 내용
1차시: 컴퓨터가 0과 1 두 가지 형태로 신호를 전달하는 방법에 대해 고민해보고, 이진코드 중 ASCII 코드로 메시지를 전달해보자.
2차시: 신호를 전달하는 다양한 방법에대해 살펴보고, 우리 주변에서 그 예를 찾아보자.
3차시: 빛의 성질인 반사를 이해하기 위해 Mirror 마운트를 직접 설계해서 제작해 본 후 이를 이용하여 반사 성질에 관해 탐구해보자.
4차시: 빛의 성질인 굴절 현상에대해 탐구해봄으로써 빛이 광섬유를 통해 전달되는 원리를 이해한다.
5차시: 빛으로 음성 신호를 광섬유를 통해 전달해보자.
교육 목적
0과 1만을 이용해 어떻게 다양한 정보를 전달할 수 있을까? 오직 0 (OFF)과 1 (ON)만을 이용해 무수히 많은 정보를 빠른 속도로 주고 받는 이진코드를 이해하고 이를 사용하여 직접 메시지를 인코딩, 디코딩해보자. 빛의 반사, 전반사, 굴절 현상을 탐구해봄으로써 광섬유를 통해 빛 신호를 주고 받는 광통신의 원리를 이해한다. 빛의 반사 성질을 이해하고 빛의 경로를 자유롭게 설계하여 내가 원하는 위치로 빛을 전달해본다. 다양한 농도의 설탕물에서 빛이 굴절되는 현상을 관찰함으로써 굴절률의 개념과 전반사 성질을 이해한다. 우리는 광통신의 발달로 많은 양의 정보를 빠른 시간 안에 주고받는 것이 가능해졌다. 전반사를 통해 빛을 전달하는 광섬유의 구조와 전반사 원리를 이해하고, 빛으로 음성 신호를 광섬유를 통해 전달해보자.
교육 목표
이진코드를 설명할 수 있다.


빛의 반사, 굴절, 전반사 성질을 설명할 수 있다.


광섬유의 구조 및 전반사 원리를 설명할 수 있다.


광통신의 원리를 설명할 수 있다.

주요 내용
고분자의 개념을 이해하고, 간단한 고분자 합성을 통해 고분자를 이루는 화학결합의 종류와 이를 이용한 고분자의 성질 조절을 학습한다. 우리생활 속에서 찾을 수 있는 다양한 고분자에 대하여 인지하는 것을 시작으로 하여, 대표적인 고분자인 헤어젤, 탱탱볼, 나일론을 직접 합성해보고, 각 고분자의 성질에 영향을 미치는 요인과 효과적인 합성 방법에 대하여 고민해본다. 또한, 합성된 세 종류의 고분자를 이용하여, 추가적인 성질 변화를 유도하는 실험을 직접 설계해보는 것을 목표로 한다.
차시별 내용
1차시 고분자의 개념과 특징 이해
2차시 고분자의 탄성과 경도의 관계 이해
3차시 나일론을 합성해보자
4차시 고분자를 섞어보자
 
교육 목표
고분자의 개념과 특징을 이해할 수 있다.
간단한 고분자의 합성 과정을 이해할 수 있다.
헤어젤을 만들어보고, 성질에 영향을 미치는 요소를 파악할 수 있다.
물풀과 붕사를 이용하여 탱탱볼을 만들어볼 수 있다.
고분자의 탄성과 경도의 관계를 이해해볼 수 있다.
나일론이 만들어지는 중합 과정에 대하여 이해할 수 있다.
나일론을 합성해보고, 계면 중합이 가지는 장점을 이해할 수 있다.
서로 다른 고분자의 특성을 이해하고, 혼합하는 실험을 설계하여 수행할 수 있다.
얻어진 고분자의 성질을 바꾸기 위한 추가 실험을 설계할 수 있다.

주요 내용
5감의 전달과정에 대해 탐구하여 로봇에 적용할 수 있는 방법에 대해 토의한다. 또한 본인과 가족의 가청 영역, 시각과 평형감의 연관성을 비교하며 촉각 지도를 제작하여 사람마다 감각이 다른 이유에 대해 토의한다. 나아가 당도계와 염도계의 측정원리를 이해한다.
차시별 내용
1차시: 개념도입, 5감의 전달과정에 대하여 질문과 대답을 통해 개념을 도입, 로봇이 5감을 인식하기 위하여 사용할 수 있는 장치에 대해 토의
2차시: 탐구 및 개념 확장, 감각을 측정하거나 도움을 줄 수 있는 도구를 생각해 보게 함, 또한 사람마다 감각이 다른 이유에 대해서도 토론을 진행하며 청각, 시각, 미각, 촉각에 대한 탐구활동을 진행
3차시: 과학기술 도출, 본인과 가족의 가청 영역를 비교하며 결과를 다른 학생들과 공유하여 시각과 평형감의 연관성을 비교, 촉각 지도를 제작해 보며 사람마다 민간도가 다른 이유를 토론
4차시: 공학적 산출물, 당도계와 염도계의 측정원리를 이해하고 얻어지는 결과에 대하여 토의하여 이에 대한 기반을 바탕으로 공학적 산출물을 고안해 보고 적용
 
교육 목표
인지적(개념) - 본인의 5감 중 가장 민감한 감각은 무엇이고, 사람마다 다른 이유는 무엇인지 설명할 수 있다.
- 로봇의 5감을 구성하기 위해 필요한 장치를 설명할 수 있다.
Ÿ 정의적(태도) - 감각에 도움을 줄 수 있는 주변 도구를 활용할 수 있다.
- 인간의 감각과 기계에 의존한 감각을 비교할 수 있다.
Ÿ 기능적(기술) - 실험설계, 테스트 과정에서 성공의 경험과 학습에 대한 자신감을 가진다.
- 역할 분담이 주어진 협동학습을 통해 자신의 역할과 친구를 배려하는 태도를 보인다.
 

주요 내용
전지구적 규모의 기후 변화 문제를 과학적으로 인식하고, 일상생활에서 관련 지식을 활용하여 문제를 해결하려는 과학적 태도를 갖도록 한다.
 
지구 기온 변화 자료 분석, 혹은 일기도나 위성 영상을 해석하는 모둠별 협력 활동을 할 수 있다. 이러한 활동들을 통하여 지구 온난화 경향을 조사하고, 앞으로의 기후 변화에 대하여 예측할 수 있으며, 한반도의 기후 변화 경향성을 파악할 수 있다.
 
또한 기후 변화 협약과 같은 사회적인 이슈들과 함께 기후 변화로 초래된 다양한 문제를 해결하거나, 적응할 수 있는 다양한 과학적 방법을 토의하는 과정 속에서 올바른 과학적 의사결정을 할 수 있도록 한다.
 
차시별 내용
1차시 : 기후자료 이용하여 기후분포도 해석 및 작성. 기초통계(평균, 최저, 최고) 내용 학습.
2차시 : 화석에너지 사용량과 온실기체 배출 관계 해석. 온실효과 학습. 화석연료 사용의 결과 학습. 시계열 분석 학습.
3차시 : 과거 기온자료 이용하여 미래 기온 예측. 대륙/해양의 열에너지, 태양복사 에너지, 에너지 순환 학습. 함수 그래프 그리기 내용 학습. 선형회귀분석(추세, 기울기) 학습.
4차시 : 폭염과 홍수의 발생 빈도 및 지역 구분 내용 학습. 대기대순환 및 강수과정 학습. (계급별) 도수분포표 내용 학습.
5차시: 기후변화 저감과 기상재해 방지 노력 내용 학습. 과학적 의사결정 트리 내용 학습. 빅테이너와 머신러닝 내용 학습.
 
교육 목적
이 프로그램은 기후변화에 대한 과학적 개념과 원리를 이해하고 기후변화를 예측하여 과학적 대응 방법에 대해 과학적 의사결정을 합의하는 것을 목적으로 한다.
 
 

주요 내용
이 프로그램은 학생들의 증거 기반(evidence-based) 의사 결정 능력을 향상시킬 목적으로 제작되었으며, 다음과 같은 2개의 주제로 구성된다.


주제 1. 백두산 화산 분화 가능성 진단하기


주제 2. 백두산 화산 재해 등급 작성하고 안전 대책 결정하기


주제 1에서 학생들은 화산의 전조 현상을 사례를 통해 이해하고, 백두산의 화산 분화 전조 현상을 조사함으로써 이를 토대로 백두산 화산의 분화 가능성을 자체적으로 진단해보는 1단계 의사 결정 과정을 거친다. 주제 2에서는 화산 분화를 발생할 수 있는 재해를 이해하고, 백두산 분화 시 발생할 수 있는 재해의 등급을 작성한다. 또한, 작성한 등급을 토대로 피해를 최소화할 수 있는 등급별 안전 대책을 결정해 보는 2단계 의사 결정 과정을 거친다.
차시별 내용
1차시 : 화산에 대한 기초 지식 습득
2차시 : 화산 분화 전조 현상에 대한 이해, 백두산의 화산 분화 전조 현상 조사
3차시 : 조사한 전조 현상을 토대로 백두산의 분화 가능성 진단
4차시 : 화산 재해와 종류에 대한 지식 습득, 백두산 분화 시 발생 가능한 재해 추정
5차시 : 백두산 분화에 의한 화산 재해 등급 설정 및 이에 대한 안전 대책 결정
 
교육 목적
이 프로그램은 학생들의 증거 기반(evidence-based) 의사 결정 능력을 향상시킬 목적으로 제작되었으며, 다음과 같은 2개의 주제로 구성된다.














주제 1. 백두산 화산 분화 가능성 진단하기


주제 2. 백두산 화산재해 등급 작성하고 안전 대책 결정하기

















주제 1에서 학생들은 화산의 전조 현상을 사례를 통해 이해하고, 백두산의 화산 분화 전조 현상을 조사함으로써 이를 토대로 백두산 화산의 분화 가능성을 자체적으로 진단해보는 1단계 의사 결정 과정을 거친다. 주제 2에서는 화산 분화를 발생할 수 있는 재해를 이해하고, 백두산 분화 시 발생할 수 있는 재해의 등급을 작성한다. 또한, 작성한 등급을 토대로 피해를 최소화할 수 있는 등급별 안전 대책을 결정해 보는 2단계 의사 결정 과정을 거친다.

주요 내용
항상성에 의해 유지되는 혈당과 혈압에 대한 이론적 지식을 습득하고, 다양한 변인은 통해 혈당과 혈압을 측정하는 실습을 한다. 이러한 의학적 측정을 바탕으로 혈당과 혈압이 변화하는 원인을 경험을 통해 이해할 수 있으며, 건강한 혈당과 혈압 유지를 위해 필요한 나만의 관리법에 대해 의사 결정 할 수 있는 방법을 배운다.
차시별 내용
1차시 : 항상성, 혈당, 혈압
2차시 : 혈당 측정
3차시 : 혈압 측정
4차시 : 자신이 먹은 음식 조사, 혈당과 혈압에 좋은 음식인지 판단
5차시 : 건강한 삶을 위한 나만의 관리법 만들기, 모둠별 토의, 발표
 
교육 목적
이 프로그램은 건강한 삶을 위해 의학적 측정을 통해 나만의 건강 관리 방법을 제시하는 것이다. 학생들은 우리 몸의 항상성의 원리를 이해하고, 항상성 유지와 관련이 깊은 혈당과 혈압의 기본 지식을 학습한 후, 다양한 변인을 고려하여 혈당과 혈압을 측정하게 될 것이다. 우리 몸의 혈당과 혈압은 측정을 통해서 확인할 수 있는데 이러한 과정을 의학적 측정이라고 한다. 학생들은 혈당과 혈압의 측정값을 비교 분석하여 우리 몸의 건강 상태를 예측하고 과학적으로 추론할 수 있게 될 것이다. 이를 통해 ‘건강한 삶을 위한 나만의 건강 관리 방법은 무엇일까?’에 대한 합리적인 의사 결정을 할 수 있다. 현대 사회는 건강하고 삶을 오래도록 지속시키는 것을 중요시하고 다양한 방법을 적용하고 있다. 이러한 측면에서 혈당과 혈압을 의학적 측정 도구의 활용은 실생활에서 자신의 건강 상태를 확인하고 나만의 건강 관리법을 마련하고 구체적으로 실천할 수 있게 될 것이다.
 
 

주요 내용
일상에서 경험하는 인공지능(AI)의 개념과 역사 현재의 발전 상황에 대하여 이해하고, 딥러닝 알고리즘을 실습하여 각 기술의 파악한다. 인공지능의 학습 도구인 데이터를 어떻게 수집하고 수집된 데이터의 특성과 유용성을 판단하기 위해 데이터 시각화를 탐색하고 분석해본다. 머신러닝 모델을 스스로 생성하고 프로그래밍을 더해 실생활에 유용한 도구를 개발해본다. 인공지능 관련 데이터과학 또는 SW분야 진로를 탐색하고 AI-과학/수학 기반 탐구의 기초를 마련한다.
차시별 내용
1차시 인공지능아란?
* AI와 경험, 활용사례로부터 인공지능 이해하기
* AI 활용의 부정적 사례과 그 해결책은 무엇일까?
* AI와 빅데이터, AI과 관련된 새로운 직업이 생겨난다.
* AI의 학습(지도학습, 비지도학습, 강화학습) 구분하기
2차시 데이터 보물찾기
* 날씨 예측에 필요한 정보(데이터)는 무엇인가?
* 기후 정보는 어디서 얻을 수 있을까? - 공공데이터 포털 - 기상청 등
* 기후정보 데이터로부터 기후변화 또는 예측이 가능할까?
* 데이터로부터 답을 찾을 수 있는 문제로는 어떤 것이 있을까?
3차시 눈으로 보는 데이터
* 데이터로부터 필요한 정보를 얻기 위한 방법을 알아보고 해보기
- 데이터 전처리: 불필요한 정보 삭제
- 데이터 시각화: 년도별 평균기온 그래프, 산점도 등
* 빅데이터의 시각화로부터 새롭게 알게 된 정보는 무엇인가?
- 팀별 이야기 나누고 간단히 발표하기
* AI 적용: AI의 기본 개념, 예측, 분류
4차시 음성인식 AI 기상캐스터에게 필요한 것은?
* AI 기상캐스터는 누구를 위한 것이며 필요한 기능은 무엇일까?
-대상, 위치, 기능에 대한 정의하기 -기상데이터 불러오기 -음성인식 기능
-날씨와 온도 표시 -사람이 다가온 것을 인식하고 묻고 알려주기
* 기능에 따른 알고리즘 분석과 순서도 작성하기
* 엠블럭과 피지컬컴퓨팅(아두이노)
* AI 적용: 기상데이터, 음성의 텍스트 변환
5차시 음성인식 AI기상캐스터 제작(AI융합 메이킹)
* 아두이노 회로 연결
-준비물(컴퓨터, 아두이노, 초음파센서, LED, 점퍼선, 브레드보드, LCD 등)
* 엠블럭과 피지컬컴퓨팅(아두이노)의 사용하기 위한 프로그래밍 하기
* 인공지능 음성인식 가능하게 하기
* 음성대신 텍스트로 인식하고 LCD에 표기하여 청각장애인에게도 활용 가능
* 관심 지역의 날씨정보를 알려주는 AI기상캐스터 완성
* 음성인식 AI 기상캐스터를 완성한 후 다양한 사용자의 경험을 수집하고 개선사항에 대해 얘기를 나눠보자.
 
핵심 역량
문제 파악과 이해
문제 해결에 대한 창의적·융합적 사고
사회적 문제에 대한 이해와 책임감
 
교육 목표
1) 바이러스의 종류와 바이러스에 의한 질병에 대해 이해한다.
2) 코로나 바이러스의 정체와 바이러스 질병에 대한 감염 여부와 진단법에 대한 지식을 습득한다.
3) 질병에 대처하는 우리의 면역 시스템을 이해한다

주요 내용
코로나 바이러스와 바이러스 질병에 대해 이해한다.
코로나 바이러스 질병에 대한 감염 여부와 질병 진단법에 대한 지식을 습득한다.
질병에 대처하는 인체의 면역 시스템을 이해한다.
백신의 원리와 여러 가지 백신의 제조 기술과 제조 방법을 알아본다.
차시별 내용
1차시
백신의 일반적인 작용 원리와 종류, 그리고 현재 코로나 19 바이러스에 대비해 전 세계적으로 사용되고 있는 백신들에 관한 내용으로 진행된다.
2차시
분자 테크닉으로 개발된 백신을 다루는데 항원에 해당하는 단백질을 유전자 재조합으로 생산하여 백신으로 사용하는 단백질 백신에 대해서 알아본다. 바이러스 외피의 단위체 유전자의 mRNA를 주입하는 RNA 백신에 대해 알아본다.
3차시
바이러스 외피의 단위체 유전자가 재조합된 DNA를 직접 주입하는 DNA 백신과 재조합 DNA가 함유된 바이러스 벡터를 항원으로 주입하는 바이러스 벡터 백신에 대해 알아본다.
4차시
바이러스 외피의 스파이크 단백질 유전자의 mRNA를 주입하는 RNA 백신에 대해 알아본다. .
5차시
감염병의 전파와 질병에 대한 집단면역을 간략히 알아보고 여러 가지 바이러스 질병의 치료제에 대해 그 작용 원리와 효과를 공부한다.
 
핵심 역량
문제해결력 역량
추론 역량창의·융합역량의사소통 역량정보처리 역량태도 및 실천 역량
 
교육 목표
1) 백신의 원리와 백신에 의한 면역 시스템을 이해한다.
2) 여러 가지 백신의 제조 기술과 제조 방법을 알아본다.
 

주요 내용
- 탄성파가 반사되는 성질을 활용하여 지질구조를 알아내는 원리를 설명할 수 있다.
- 탄성파를 활용한 지질구조 탐사가 산업 분야에 적용되는 사례를 말할 수 있다.
- 자원 탐사에 관련된 직업을 탐구하고, 관련 직업을 갖기 위해 노력해야 할 점을 말할 수 있다.
- 교육 과정에 소개된 지진, 지구의 층상 구조와 같은 익숙한 개념을 먼저 제시하여 학생들이 자원 탐사 분야를 어렵게 인식하지 않도록 한다.
- 석유 개발 분야에 흥미를 가질 수 있도록 실질적인 업무를 소개해 줄 수 있는 전문가와 함께 프로그램을 구성한다.
 
차시별 내용
1차시


지진의 발생원인


지진파의 종류와 특성


2차시


탄성파의 활용


- 지진파를 이용한 지구 내부 탐사
- 해저면 탐사 (음향 측심법)
- 지하의 석유, 천연가스 및 광물 자원 탐사
3-4차시


초음파 센서와 이두이노를 이용한 거리 측정기의 작동 원리


거리 측정기를 이용하여 지형 모형의 탐사


탐사 결과로 작성한 지형 모형의 모양 예측하기


실제 자원 탐사 과정에서의 지질구조 탐사 소개


5차시


석유와 천연가스가 저장되기 위한 암석과 지하 구조의 특징


석유와 천연가스 탐사에서 탄성파의 활용


자원 탐사 과정 소개


6차시


지하자원을 탐사하는 전문가 인터뷰


자원 탐사 전문가가 되기 위해 노력할 점 생각해보기


 
교육 목표
◾ 탄성파가 반사되는 성질을 활용하여 지질구조를 알아내는 원리를 설명할 수 있다.
◾ 탄성파를 활용한 지질구조 탐사가 산업 분야에 적용되는 사례를 말할 수 있다.
◾ 자원 탐사에 관련된 직업을 탐구하고, 관련 직업을 갖기 위해 노력해야 할 점을 말할수 있다.

주요 내용
- DNA 구조적 특징을 바탕으로 DNA 전기영동 원리를 이해하고 생명공학 기술에 대한 전반적인 이해를 돕는다.
- DNA 구조, 발견과정, 제한효소, DNA전기영동 결과 등을 통해 향후 DNA를 활용한 탐구 방안 모색한다(과학적 탐구).
- 전기영동 장치의 원리를 통해 지식 발전과 더불어 공학적 기계장치의 중요성을 인식한다(기술-공학적 과정).
- DNA의 길이를 비례 관계를 통해 현실에서 인식할 수 있는 길이로 변환함으로써 nm와 cm단위의 크기에 대해 인식한다(수학적 사고 활동).
차시별 내용
1차시 DNA 구성, DNA 이중나선 구조
2차시 DNA 이중나선 구조 제작
3차시 제한효소 원리, 제한효소 절편 추측
4차시 전기영동 원리, 모의 전기영동
5차시 마이크로피펫 사용법 연습, 겔에 시료 Loading 연습
6차시 전기영동 재료 소개하기, 전기영동 필수 재료인 겔 만들기
7차시 DNA를 이용한 전기영동, 전압에 따른 전기영동 속도 비교
8차시 최신 생명공학 기술 탐색, 배양육
 
교육 목적
DNA 구조적 특징을 바탕으로 DNA 전기영동 원리를 이해하고 생명공학 기술에 대한 전반적인 이해를 돕는다.