고등학교 통합과학1 · 물질과 규칙성 · 2022 개정 교육과정
[10통과1-02-06] 성취기준 해설과 수업·평가 예시
성취기준 원문
[10통과1-02-06] 지구를 구성하는 물질을 전기적 성질에 따라 구분할 수 있고, 물질의 전기적 성질을 응용하여 일상생활과 첨단기술에서 다양한 소재로 활용됨을 인식한다.
성취기준 해설
지구를 구성하는 여러 물질을 원자 내 자유전자의 이동에 따라 도체, 부도체, 반도체로 구분할 수 있고, 특히 규산염 광물이 반도체 소자의 재료가 되어 현대 사회에서 매우 유용하게 활용됨을 소개한다. 이때 반도체의 원리는 불순물을 추가함에 따라 전기적 성질을 제어하기 쉽다는 수준으로 소개하고 접합 원리는 다루지 않는다.
쉽게 풀어 보면
지구를 이루는 물질을 자유 전자의 이동 정도에 따라 도체, 부도체, 반도체로 구분하고, 규산염 광물에서 얻은 규소가 반도체 소재로 쓰이는 사례를 인식하는 성취기준이에요. 반도체는 불순물을 넣어 전기적 성질을 조절하기 쉽다는 수준으로만 다루고 접합 원리는 다루지 않아요.
학습지 문항 예시 예시
도체, 부도체, 반도체 구분하기
- 구리, 유리, 고무, 규소, 알루미늄을 도체, 부도체, 반도체로 분류해 보세요.
- 금속이 전류를 잘 흘리는 까닭을 자유 전자와 관련지어 설명해 보세요.
- 순수한 규소에 아주 적은 양의 불순물을 넣는 까닭을 쓰세요.
- 반도체 소재가 쓰이는 생활 제품 세 가지를 찾아 쓰고, 각각에서 반도체가 하는 역할을 조사해 보세요.
수업 흐름 예시 예시
- 도입: 전선의 구리와 피복 고무를 보여 주며 왜 서로 다른 물질을 함께 쓰는지 질문해요.
- 전개 1: 간이 회로에 여러 물질을 연결해 전구의 밝기나 전류계 값을 비교하고 도체와 부도체를 구분해요.
- 전개 2: 모래 속 석영에서 규소를 얻어 반도체 웨이퍼를 만드는 과정을 영상으로 보고, 불순물 첨가의 의미를 정리해요.
- 정리: 발광 다이오드, 태양 전지, 컴퓨터 칩 등 반도체 활용 사례를 조사해 발표해요.
서술형 평가 문항과 채점 기준 예시
구리, 고무, 규소의 전기적 성질 차이를 자유 전자의 이동과 관련지어 설명하고, 규소가 현대 전자 기기의 핵심 소재로 쓰이는 까닭을 불순물 첨가와 연결하여 서술하시오.
| 수준 | 채점 기준 |
|---|---|
| 상 | 구리는 자유 전자가 많아 전류가 잘 흐르고 고무는 거의 흐르지 않으며 규소는 그 중간임을 구분하고, 불순물로 전기적 성질을 조절하기 쉬운 점을 활용 이유로 제시함 |
| 중 | 세 물질의 분류는 맞으나 자유 전자와의 관계나 불순물 첨가의 의미 중 하나가 빠짐 |
| 하 | 물질을 단순히 금속과 비금속으로만 나누고 반도체의 특징을 설명하지 못함 |
세특 기재 예시 예시
물질의 전기적 성질 실험에서 여러 물질을 간이 회로에 연결해 전류의 세기를 비교하고 도체, 부도체, 반도체로 분류함. 규산염 광물에서 얻은 규소에 불순물을 넣어 전기적 성질을 조절하는 과정을 조사하여 반도체가 다양한 전자 기기에 쓰이는 까닭을 설명함. 태양 전지와 발광 다이오드의 활용 사례를 정리한 자료를 만들어 모둠원과 공유함.
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
반도체를 '전기가 절반만 흐르는 물질'로 오해하는 학생이 많아요. 반도체는 도체와 부도체 사이의 전기적 성질을 가지면서 불순물이나 온도 같은 조건에 따라 성질을 조절하기 쉬운 물질이라는 점을 강조해 주세요.
이 영역의 적용 시 고려 사항 (고시 원문)
- 중학교 1~3학년군의 ‘태양계’, ‘지권의 변화’, ‘생식과 유전’, ‘물질의 구성’, 고등학교 ‘물리학’의 빛과 물질, ‘전자기와 양자’의 양자와 미시세계, ‘화학’의 물질의 구조와 성질, ‘생명과학’의 생명의 연속성과 다양성, ‘생물의 유전’의 유전자와 유전물질, ‘지구과학’의 지구의 역사와 한반도의 암석, ‘지구시스템과학’의 지구 탄생과 생동하는 지구, ‘행성우주과학’의 태양과 별의 관측과 연계된다.