고등학교 역학과 에너지 · 탄성파와 소리 · 2022 개정 교육과정
[12역학03-05] 성취기준 해설과 수업·평가 예시
성취기준 원문
[12역학03-05] 현악기, 관악기 등에서 소리를 내는 원리를 정상파를 이용하여 설명할 수 있다.
성취기준 해설
정상파의 특성을 악기를 이용하여 이해하게 하고, 현 또는 관의 길이에 따라 정상파의 파장이 달라짐을 정량적으로 설명할 수 있게 한다.
쉽게 풀어 보면
기타 줄이나 관 속 공기 기둥에서 반대 방향으로 진행하는 파동이 겹쳐 생기는 정상파로 악기가 특정 높이의 소리를 내는 원리를 설명하는 성취기준이에요. 양 끝이 고정된 줄, 양쪽이 열린 관, 한쪽이 닫힌 관에서 마디와 배의 위치를 그리고 길이에 따라 파장과 진동수가 어떻게 정해지는지 정량적으로 다루는 것이 핵심이에요.
학습지 문항 예시 예시
정상파로 악기 소리 이해하기
- 양 끝이 고정된 길이 0.5 m인 줄에서 파동의 속력이 200 m/s일 때 기본 진동의 파장과 진동수를 구하세요.
- 기타 연주자가 손가락으로 줄을 짚어 진동하는 부분을 짧게 하면 소리가 높아지는 이유를 정상파로 설명해 보세요.
- 길이 0.85 m인 관의 한쪽 끝이 닫혀 있을 때 기본 진동수를 구하세요. (소리의 속력 340 m/s)
- 같은 길이의 관이 양쪽 모두 열려 있을 때 기본 진동수는 3번의 몇 배인지 구하고, 정상파 그림으로 이유를 쓰세요.
수업 흐름 예시 예시
- 도입: 고무줄이나 기타 줄을 튕기며 줄의 길이와 팽팽한 정도를 바꿀 때 소리 높이가 어떻게 변하는지 들어 봐요.
- 전개 1: 진동 발생기에 연결한 줄에서 진동수를 바꾸며 배가 1개, 2개, 3개인 정상파를 만들고 줄 길이와 파장의 관계를 기록해요.
- 전개 2: 열린 관과 닫힌 관의 공기 기둥에 생기는 정상파를 그림으로 그리고, 관 길이에 따른 기본 진동수와 배진동수를 계산해요.
- 정리: 기타, 바이올린, 플루트 같은 악기가 소리 높이를 바꾸는 방법을 정상파의 파장 변화로 설명해요.
서술형 평가 문항과 채점 기준 예시
한쪽이 닫힌 길이 0.85 m인 관에서 공명이 일어날 때 기본 진동수와 그다음으로 높은 공명 진동수를 구하고(소리의 속력 340 m/s), 같은 길이의 양쪽이 열린 관과 비교하여 관악기의 소리 높이가 관의 길이와 끝의 모양에 따라 어떻게 달라지는지 마디와 배를 그려 서술하시오.
| 수준 | 채점 기준 |
|---|---|
| 상 | 닫힌 관의 기본 진동수 100 Hz와 다음 공명 진동수 300 Hz를 구하고, 열린 관의 기본 진동수가 200 Hz임을 마디와 배 그림으로 비교하여 관이 길수록, 한쪽이 닫힐수록 소리가 낮아짐을 설명함 |
| 중 | 기본 진동수는 바르게 구하나 닫힌 관의 다음 공명을 200 Hz로 구하는 등 홀수 배 조건을 놓침 |
| 하 | 관의 끝 모양에 따른 마디와 배의 위치를 그리지 못하고 진동수를 구하지 못함 |
세특 기재 예시 예시
정상파 단원에서 진동 발생기에 연결한 줄의 진동수를 바꾸며 배가 하나씩 늘어나는 정상파를 만들고 줄 길이와 파장의 관계를 표로 정리함. 한쪽이 닫힌 관에서는 홀수 배 진동만 생긴다는 점을 마디와 배 그림으로 설명함. 관악기와 현악기가 소리 높이를 바꾸는 방법을 비교 발표하며 악기의 구조를 물리 원리로 해석함.
이 예시는 173자, 나이스 기준 427Byte예요. 과목별 세특은 1,500Byte(500자)까지 써요. 내 문장은 나이스 글자수·바이트 계산기로 세어 볼 수 있어요.
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
닫힌 관에서도 열린 관처럼 기본 진동수의 2배, 3배인 소리가 모두 난다고 생각하는 학생이 많아요. 닫힌 끝은 마디, 열린 끝은 배가 되어야 한다는 조건을 그림으로 맞춰 보면 홀수 배 진동만 가능하다는 점을 스스로 찾아낼 수 있어요.
이 영역의 적용 시 고려 사항 (고시 원문)
- 중학교 1∼3학년군 ‘빛과 파동’, 고등학교 ‘물리학’의 빛과 물질, ‘전자기와 양자’의 빛과 정보 통신과 연계된다.
- 파동 방정식을 도입하지 않고, 탄성체의 연속적 결합을 통하여 파동의 진행과 파동의 속성을 설명할 수 있음을 탐구 활동을 통하여 이해할 수 있게 지도한다.
- 스마트 기기나 소리 센서 등을 이용하여 진폭 또는 진동수와 같은 음파의 특성을 분석하고 탐구를 수행하도록 지도한다.
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왓퀴즈는 이런 AI예요
왓퀴즈는 한국 학교의 수업과 기록 업무에 맞춘 교사용 AI예요. 이 사전과 같은 2022 개정 교육과정 성취기준 데이터로 학습지, 수업 PPT, 평가계획서 초안을 만들고, 2026학년도 학교생활기록부 기재요령 원문을 바탕으로 세특 초안을 쓰고 기재 금지 표현을 검사해요.