고등학교 과학탐구실험1 · 과학 탐구의 과정과 절차 · 2022 개정 교육과정
[10과탐1-02-02] 성취기준 해설과 수업·평가 예시
성취기준 원문
[10과탐1-02-02] 가설 설정을 포함한 과학사의 대표적인 탐구실험을 수행하고, 연역적 탐구 방법의 특징을 예증할 수 있다.
성취기준 해설
‘과학탐구실험1’에서 제시한 탐구 활동과 연계하여 귀납적 탐구 및 연역적 탐구를 학생들이 직접 수행함으로써 과학 지식의 변천 과정을 체험하게 한다.
쉽게 풀어 보면
가설을 세우고 그로부터 예측을 끌어내 실험으로 검증하는 연역적 탐구를 과학사의 대표 실험으로 직접 수행하고 그 특징을 예증하는 성취기준이에요. 파스퇴르의 백조목 플라스크 실험처럼 가설, 예측, 검증의 흐름이 분명한 사례를 귀납적 탐구와 비교하는 것이 핵심이에요.
학습지 문항 예시 예시
가설에서 검증까지, 연역적 탐구
- 파스퇴르의 백조목 플라스크 실험에서 세운 가설과 그 가설로부터 예측한 결과를 쓰세요.
- 백조목 플라스크의 목을 부러뜨렸을 때 고기즙에 미생물이 생긴 결과가 무엇을 뒷받침하는지 설명해 보세요.
- 귀납적 탐구와 연역적 탐구의 차이를 각각 한 가지 사례를 들어 비교해 보세요.
- 멘델레예프가 주기율표의 빈칸에 들어갈 원소의 성질을 예측하고, 이후 발견으로 확인된 과정을 연역적 탐구의 단계로 정리해 보세요.
수업 흐름 예시 예시
- 도입: 고기를 상온에 두면 상하는 까닭을 옛날 사람들이 자연 발생설로 설명했던 이야기를 들려줘요.
- 전개 1: 일반 플라스크와 목을 구부린 플라스크에 끓인 육수를 담아 며칠 동안 변화를 관찰하는 실험을 설계하고 수행해요.
- 전개 2: 관찰 결과를 가설, 예측, 실험, 결론 단계로 정리하고 기후 자료 분석 같은 귀납적 탐구 사례와 비교해요.
- 정리: 연역적 탐구가 과학 지식을 검증하고 바꾸는 데 어떤 역할을 했는지 토의하고 정리해요.
서술형 평가 문항과 채점 기준 예시
파스퇴르의 백조목 플라스크 실험을 가설 설정, 예측, 실험 수행, 결론 도출의 단계로 나누어 설명하고, 이 실험이 연역적 탐구의 특징을 보여 주는 까닭을 귀납적 탐구와 비교하여 서술하시오.
| 수준 | 채점 기준 |
|---|---|
| 상 | 미생물은 공기 중에서 들어온 미생물로부터 생긴다는 가설과 그로부터 도출한 예측, 목을 부러뜨린 비교 결과를 단계별로 제시하고, 가설을 먼저 세우고 검증하는 점을 귀납적 탐구와 구분하여 설명함 |
| 중 | 실험 단계는 대체로 정리했으나 가설과 예측의 구분이 모호하거나 귀납적 탐구와의 비교가 부족함 |
| 하 | 실험 장치와 결과만 서술하고 탐구 방법의 특징을 설명하지 못함 |
세특 기재 예시 예시
연역적 탐구 실험에서 일반 플라스크와 목을 구부린 플라스크에 끓인 육수를 담아 일주일 동안 변화를 관찰하는 파스퇴르 실험을 재현함. 공기 중의 미생물이 들어와야 부패가 일어난다는 가설에서 예측을 끌어내고 관찰 결과로 검증하는 과정을 단계별로 기록함. 기온 자료 분석과 같은 귀납적 탐구와 비교하여 두 탐구 방법이 서로 보완하며 과학 지식을 만든다는 결론을 제시함.
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 실험 결과가 가설과 일치하면 가설이 영원히 참으로 증명된다고 생각하기 쉬워요. 결과는 가설을 지지할 뿐 반대 증거가 나오면 수정될 수 있다는 점을 짚고, 연역적 탐구에서는 실험 전에 예측을 먼저 적어 두는 습관을 들이게 해 주세요.
이 영역의 적용 시 고려 사항 (고시 원문)
- 고등학교 ‘통합과학1’의 시스템과 상호작용, ‘통합과학2’의 변화와 다양성, 환경과 에너지, 과학과 미래 사회 영역과 연계된다.
- 전 지구적 규모의 빅데이터를 활용한 귀납적 탐구, 과학사의 동시 발견 등 인류 차원의 과학발전과 과학의 본성을 체험하도록 지도할 수 있다.
- 파스퇴르의 생물 속생설 도출 과정, 주기율표 구성 과정 등을 프로젝트 학습의 형태로 진행함으로써 과학 탐구의 전체 과정과 해결책 도출 과정을 체험하고 올바른 과학적 태도를 배양하도록 지도할 수 있다.
- ‘관측 자료(빅데이터)를 활용하여 한반도의 기후변화 경향성 파악하기’ 등의 경우 전 지구 규모의 실측 데이터를 활용하여 지구시스템 차원의 연결성과 상호작용을 파악하고, 데이터의 디지털화와 시뮬레이션 등을 체험함으로써 디지털 소양을 함양하도록 지도할 수 있다.
- 과학 탐구에서 협업의 필요성과 의의를 강조하기 위해 생활 속의 과학 탐구와 관련된 과제 연구, 프로젝트 학습 등을 통해 탐구를 수행하도록 지도할 수 있다. 장기간의 공동 탐구 활동을 통해 올바른 과학적 태도와 탐구 과정을 체험하도록 지도할 수 있다.