고등학교 과학탐구실험2 · 미래 사회와 첨단 과학 탐구 · 2022 개정 교육과정
[10과탐2-02-01] 성취기준 해설과 수업·평가 예시
성취기준 원문
[10과탐2-02-01] 첨단 과학기술 속의 과학 원리를 찾아내는 탐구 활동을 통해 과학 지식이 활용된 사례를 추론할 수 있다.
성취기준 해설
마이크로 컨트롤러(Micro Controller unit)를 활용한 각종 자료 수집·분석 등의 활동을 통해 첨단 과학기술에 포함된 기초 과학 원리를 파악하고, 주변 환경을 탐구하고 개선하는 데 첨단 과학기술을 활용하는 체험을 제공한다.
쉽게 풀어 보면
마이크로컨트롤러와 센서로 자료를 수집·분석하는 활동을 통해 첨단 과학기술 속 기초 과학 원리를 찾아내고, 과학 지식이 기술에 활용된 사례를 추론하는 성취기준이에요. 주변 환경을 측정하고 개선하는 데 기술을 직접 써 보는 체험이 핵심이에요.
학습지 문항 예시 예시
센서로 찾는 첨단 기술 속 과학
- 초음파 센서가 물체까지의 거리를 재는 원리를 소리의 속력과 왕복 시간으로 설명해 보세요.
- 초음파가 물체에 반사되어 돌아오는 데 0.002초가 걸렸을 때 물체까지의 거리를 구하세요. 소리의 속력은 340 m/s로 해요.
- 자동차 후방 감지기, 자동문, 스마트폰 화면 밝기 조절에 쓰이는 센서를 조사하고 그 속의 과학 원리를 쓰세요.
- 교실 환경을 개선하기 위해 측정하고 싶은 값을 하나 정하고, 필요한 센서와 측정 계획을 쓰세요.
수업 흐름 예시 예시
- 도입: 자동차 후방 감지기가 장애물에 가까워질수록 경고음이 빨라지는 영상을 보며 어떻게 거리를 아는지 질문해요.
- 전개 1: 마이크로컨트롤러 보드에 초음파 센서를 연결하고 간단한 코드를 활용해 물체까지의 거리를 측정해요.
- 전개 2: 측정값을 줄자로 잰 거리와 비교해 오차를 분석하고, 온도·습도·조도 센서로 교실 환경 자료를 수집해요.
- 정리: 수집한 자료를 바탕으로 교실 환경 개선 방안을 제안하고, 센서 기술이 쓰인 다른 사례를 정리해요.
서술형 평가 문항과 채점 기준 예시
마이크로컨트롤러와 초음파 센서로 만든 거리 측정 장치에서 측정값과 실제 거리 사이에 오차가 생겼다. 초음파 센서의 거리 측정 원리를 설명하고, 오차가 생길 수 있는 원인 두 가지와 이를 줄이는 방법을 서술하시오.
| 수준 | 채점 기준 |
|---|---|
| 상 | 소리의 속력과 왕복 시간을 곱한 값의 절반으로 거리를 구하는 원리를 설명하고, 기온에 따른 소리 속력 변화나 반사면의 각도·재질 같은 오차 원인과 개선 방법을 구체적으로 제시함 |
| 중 | 측정 원리는 설명했으나 오차 원인을 한 가지만 제시하거나 개선 방법이 막연함 |
| 하 | 왕복 시간을 고려하지 않고 거리를 계산하거나 오차 원인을 제시하지 못함 |
세특 기재 예시 예시
첨단 기술 속 과학 탐구에서 마이크로컨트롤러 보드와 초음파 센서로 거리 측정 장치를 만들고 소리의 왕복 시간으로 거리를 구하는 원리를 설명함. 측정값을 줄자로 잰 값과 비교하여 반사면의 기울기에 따라 오차가 커지는 현상을 찾아냄. 교실의 온도와 조도를 측정한 자료를 바탕으로 커튼 사용 시간을 조정하는 환경 개선 방안을 제안함.
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
초음파 센서 계산에서 왕복 시간을 그대로 써서 거리를 두 배로 구하는 실수가 많아요. 소리가 갔다가 돌아온 시간이라는 점을 그림으로 확인하게 하고, 센서가 거리를 직접 재는 것이 아니라 측정한 시간을 과학 원리에 따라 계산한 값이라는 점도 짚어 주세요.
이 영역의 적용 시 고려 사항 (고시 원문)
- 고등학교 ‘통합과학1’의 물질과 규칙성, ‘통합과학2’의 환경과 에너지, 과학과 미래 사회 영역과 연계된다.
- 각종 센서를 활용한 생활 발명품 아이디어 고안 등의 탐구 활동을 통해 공학적 설계를 바탕으로 창의적 산출물을 만들어내는 과정을 체험하도록 지도할 수 있다.
- 생명 존중, 연구 진실성, 저작권 존중 등과 같은 연구 윤리 준수 및 안전 사항 준수를 포괄 적으로 경험할 수 있는 탐구와 실험 활동을 진행할 수 있다.