고등학교 통합과학2 · 환경과 에너지 · 2022 개정 교육과정
[10통과2-02-05] 성취기준 해설과 수업·평가 예시
성취기준 원문
[10통과2-02-05] 발전기에서 운동 에너지가 전기 에너지로 전환되는 과정을 이해하고, 열원으로서 화석 연료, 핵에너지를 이용하는 발전소가 인간 생활에 미치는 영향을 조사·발표할 수 있다.
성취기준 해설
코일을 통과하는 자기장의 세기가 변할 때 유도되는 전류를 관찰하여 전자기 유도 현상을 정성적으로 이해하고, 이를 이용한 간이 발전기를 만들어 발전소에서 전기 에너지를 만드는 방법을 설명한다.
쉽게 풀어 보면
코일을 지나는 자기장이 변할 때 전류가 유도되는 전자기 유도를 관찰하고, 이를 이용한 발전기에서 운동 에너지가 전기 에너지로 바뀌는 과정을 이해하는 성취기준이에요. 화석 연료와 핵에너지를 열원으로 쓰는 발전소의 원리와 인간 생활에 미치는 영향까지 조사해 발표하게 해요.
학습지 문항 예시 예시
전자기 유도와 발전소
- 코일에 검류계를 연결하고 자석을 코일 속에 넣을 때, 멈춰 있을 때, 뺄 때 검류계 바늘의 움직임을 각각 쓰세요.
- 유도 전류의 세기를 크게 하는 방법을 두 가지 쓰세요.
- 화력 발전소에서 연료의 화학 에너지가 전기 에너지로 바뀌기까지의 에너지 전환 과정을 순서대로 쓰세요.
- 화력 발전과 원자력 발전이 환경과 인간 생활에 미치는 영향을 장점과 문제점으로 나누어 비교해 보세요.
수업 흐름 예시 예시
- 도입: 바퀴를 돌리면 불이 켜지는 자전거 전조등을 보여 주며 전기가 어떻게 만들어지는지 질문해요.
- 전개 1: 코일과 검류계, 막대자석으로 자석의 움직임에 따라 유도 전류가 생기는 조건을 정성적으로 탐구해요.
- 전개 2: 에나멜선과 자석으로 간이 발전기를 만들어 손으로 돌리며 발광 다이오드가 켜지는지 확인해요.
- 정리: 화력·원자력 발전소의 열원과 에너지 전환 과정을 조사하고 인간 생활에 미치는 영향을 발표해요.
서술형 평가 문항과 채점 기준 예시
간이 발전기의 손잡이를 빠르게 돌릴수록 발광 다이오드가 더 밝아지는 까닭을 전자기 유도로 설명하고, 화력 발전소와 원자력 발전소가 같은 원리로 전기를 만들면서도 열원의 차이로 인간 생활에 다른 영향을 미치는 점을 서술하시오.
| 수준 | 채점 기준 |
|---|---|
| 상 | 코일을 지나는 자기장이 빠르게 변할수록 유도 전류가 커짐을 설명하고, 두 발전소 모두 증기로 터빈을 돌리지만 이산화 탄소 배출과 방사성 폐기물 문제처럼 열원에 따른 영향 차이를 구체적으로 제시함 |
| 중 | 전자기 유도는 설명했으나 발전소의 영향 비교가 한쪽에 치우치거나 근거가 부족함 |
| 하 | 발전기가 전기를 저장했다가 내보낸다고 설명하거나 발전소의 원리를 제시하지 못함 |
세특 기재 예시 예시
전자기 유도 실험에서 막대자석을 코일에 넣고 뺄 때 검류계 바늘이 반대 방향으로 움직이고 자석이 멈추면 전류가 흐르지 않음을 관찰함. 에나멜선과 자석으로 간이 발전기를 제작하여 회전 속도가 빠를수록 발광 다이오드가 밝아지는 결과를 자기장 변화의 빠르기로 설명함. 화력 발전과 원자력 발전의 영향을 비교하는 발표에서 열원별 장단점을 균형 있게 정리함.
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
자석이 코일 안에 가만히 있기만 해도 전류가 흐른다고 생각하는 학생이 많아요. 전류는 코일을 지나는 자기장이 변할 때만 유도된다는 점을 검류계로 확인시켜 주고, 발전기는 에너지를 새로 만드는 장치가 아니라 운동 에너지를 전기 에너지로 바꾸는 장치라는 점도 짚어 주세요.
이 영역의 적용 시 고려 사항 (고시 원문)
- 중학교 1∼3학년군의 ‘날씨와 기후변화’, ‘수권과 해수의 순환’, ‘운동과 에너지’, 고등학교‘생명과학’의 생명 시스템의 구성, ‘지구과학’의 대기와 해양의 상호작용, ‘물리학’의 전기와 자기, ‘역학과 에너지’의 열과 에너지, ‘화학반응의 세계’의 산화·환원 반응과 연계된다.
- 이 영역에서는 인류가 환경과 에너지 문제에 어떻게 대처하고 있는지를 탐색하기 위해 탐구실험 학습, 조사 학습, 프로젝트 학습 등을 활용하는 수업을 계획하여 전개할 수 있다.
- 지구 환경, 신재생 에너지 등과 같은 인류가 당면한 주요 문제에 대해 세계시민으로서 관심과 책임감을 느끼고, 이를 해결하기 위해 과학적 언어로 이해하고 과학 지식과 방법에 기초하여 해결 방안을 창의적으로 탐구·실천하도록 지도한다.