고등학교 통합과학1 · 과학의 기초 · 2022 개정 교육과정
[10통과1-01-04] 성취기준 해설과 수업·평가 예시
성취기준 원문
[10통과1-01-04] 자연에서 일어나는 다양한 변화를 측정·분석하여 정보를 산출함을 알고, 이러한 정보를 디지털로 변환하는 기술을 정보 통신에 활용하여 현대 문명에 미친 영향을 인식한다.
성취기준 해설
인간을 둘러싼 자연계의 변화가 전달될 때 신호가 되고, 이를 측정하여 분석할 때 정보가 됨을 다룬다. 센서를 통해 아날로그 형태의 다양한 신호가 전기 신호로 바뀌어 디지털 정보가 됨을 소개하며, 센서의 작동 원리는 다루지 않는다.
쉽게 풀어 보면
자연의 변화가 신호가 되고, 그 신호를 측정·분석하면 정보가 된다는 흐름을 이해하는 성취기준이에요. 센서가 아날로그 신호를 전기 신호로 바꾸고 이를 디지털 정보로 변환해 정보 통신에 쓰는 과정을 사례로 다루며, 센서의 작동 원리는 다루지 않아요.
학습지 문항 예시 예시
신호에서 디지털 정보까지
- 스마트폰에 들어 있는 센서를 세 가지 찾아 각각 어떤 자연의 변화를 신호로 받아들이는지 쓰세요.
- 아날로그 신호와 디지털 신호의 차이를 그래프 모양으로 비교하여 설명해 보세요.
- 1비트로 나타낼 수 있는 경우는 2가지예요. 3비트로는 몇 가지를 나타낼 수 있는지 구하고 이유를 쓰세요.
- 디지털 정보 통신이 우리 생활을 바꾼 사례를 한 가지 들고, 그 장점과 생길 수 있는 문제를 함께 쓰세요.
수업 흐름 예시 예시
- 도입: 체온계, 소음 측정 앱처럼 주변의 변화를 숫자로 보여 주는 장치를 찾아 이야기를 나눠요.
- 전개 1: 소리 센서로 목소리를 측정해 연속적인 파형이 일정한 간격의 숫자값으로 바뀌는 모습을 관찰해요.
- 전개 2: 숫자값을 0과 1의 조합으로 나타내 보고, 디지털 정보가 저장·전송에 유리한 까닭을 모둠별로 정리해요.
- 정리: 디지털 정보 통신이 의료, 교통, 교육에 미친 영향을 사례 카드로 만들어 공유해요.
서술형 평가 문항과 채점 기준 예시
기온 변화가 스마트폰 날씨 앱에 표시되기까지의 과정을 신호, 측정, 디지털 변환, 전송의 단계로 나누어 설명하고, 디지털 정보가 아날로그 정보보다 전송에 유리한 점을 서술하시오.
| 수준 | 채점 기준 |
|---|---|
| 상 | 네 단계를 순서대로 연결하고, 디지털 정보가 잡음에 강하고 복제·저장이 쉬운 점을 근거와 함께 설명함 |
| 중 | 변환 과정은 대체로 설명했으나 단계 일부가 빠졌거나 디지털 정보의 장점을 한 가지만 제시함 |
| 하 | 센서나 앱 같은 용어만 나열하고 신호가 정보로 바뀌는 흐름을 설명하지 못함 |
세특 기재 예시 예시
신호와 정보 단원에서 소리 센서로 측정한 목소리 파형이 일정한 시간 간격의 숫자값으로 바뀌는 과정을 관찰함. 측정값을 이진수로 표현해 보며 비트 수가 하나 늘어날 때마다 나타낼 수 있는 값이 두 배씩 늘어남을 발견함. 원격 진료 사례를 조사하여 디지털 정보 통신의 편리함과 개인 정보 보호 문제를 함께 제시하는 발표를 진행함.
세특에는 학생이 실제로 한 활동과 교사가 관찰한 내용만 써요. 대회명·기관명처럼 쓰면 안 되는 내용은 생기부 기재 금지 사전에서 확인할 수 있어요.
학생들이 자주 헷갈리는 점
학생들은 디지털을 '전자 기기'와 같은 뜻으로 오해하는 경우가 많아요. 디지털은 정보를 띄엄띄엄한 숫자값으로 나타내는 방식이라는 점을 먼저 짚고, 변환할 때 측정 간격이 너무 넓으면 원래 신호의 정보 일부를 잃는다는 점도 그래프로 보여 주세요.
이 영역의 적용 시 고려 사항 (고시 원문)
- 이 영역은 고등학교 과학 과목의 출발점으로서 과학의 본질에 관해서 탐구 대상과 방법론 측면에서 다룬다. 즉 과학은 시간과 공간을 배경으로 하는 우주를 대상으로 하며, 여기서 벌어지는 다양한 현상을 관찰하고 측정하는 것이 과학의 기초이자 인간 사회의 일상생활에도 유용함을 소개한다.
- 고등학교 과학 과목의 출발점으로서 학생들이 과학에 대해 흥미와 호기심을 가질 수 있도록 개념 설명은 지양하고 학생들의 흥미를 끄는 구체적인 사례를 중심으로 지도한다.
- 가장 짧은 시간과 긴 시간, 가장 짧은 거리와 긴 거리는 무엇인지 등에 관한 질문으로부터 다양한 시공간 규모를 인간의 경험 세계와 비교·탐색함으로써 자연 세계의 신비를 느끼게 하고 과학 탐구에 대한 호기심을 유발한다.
- 과거로부터 현재까지 자연 현상을 관찰하고 정밀하게 측정하고자 하는 인간의 노력을 부각함으로써, 우주의 광대함과 인간의 도전 정신의 위대함, 그와 동시에 인간의 활동으로서 과학의 한계를 제시하도록 한다.
- 과학의 기본량 측정이나 생활 속의 측정 표준에서 학교 환경에서 사용가능한 다양한 디지털 탐구 도구를 적극적으로 활용한다.