중학교 과학 · 열 · 2022 개정 교육과정
[9과03-01] 성취기준 해설과 수업·평가 예시
성취기준 원문
[9과03-01] 온도와 열평형 과정을 물질을 구성하는 입자들의 배치나 움직임 등으로 설명할 수 있다.
성취기준 해설
온도가 다른 두 물체가 열평형에 도달하는 과정을 시간-온도 그래프 등을 활용하여 설명할 수 있도록 한다.
쉽게 풀어 보면
온도가 물질을 이루는 입자의 운동이 얼마나 활발한지를 나타낸다는 것을 이해하는 성취기준이에요. 온도가 다른 두 물체가 닿으면 열이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 이동해 결국 온도가 같아지는 열평형 과정을 입자 운동과 시간-온도 그래프로 설명해요.
학습지 문항 예시 예시
온도와 열평형 그래프 읽기
- 온도가 높은 물체와 낮은 물체의 입자 운동을 비교하여 쓰세요.
- 뜨거운 물이 든 컵을 찬물이 든 그릇에 넣었을 때 각 물의 입자 운동이 시간에 따라 어떻게 달라지는지 설명하세요.
- 시간-온도 그래프에서 두 그래프가 만나 수평이 되는 구간은 무엇을 뜻하는지 쓰세요.
- 체온계를 겨드랑이에 넣고 일정 시간 기다려야 하는 까닭을 열평형으로 설명하세요.
수업 흐름 예시 예시
- 도입: 손등에 금속 숟가락을 잠시 대고 있으면 숟가락이 점점 덜 차갑게 느껴지는 경험을 떠올리며 이유를 추측해요.
- 전개 1: 따뜻한 물을 담은 작은 비커를 찬물 수조에 넣고 두 물의 온도를 1분 간격으로 재어 시간-온도 그래프를 그려요.
- 전개 2: 그래프의 구간별로 두 물의 입자 운동이 어떻게 변하는지 입자 그림으로 나타내고, 열이 이동하는 방향을 화살표로 표시해요.
- 정리: 냉장고 속 음식, 체온 측정 등 생활 속 열평형 사례를 찾아 열이 어느 쪽으로 이동했는지 말해 봐요.
서술형 평가 문항과 채점 기준 예시
70 °C 물이 든 비커를 20 °C 물이 든 수조에 넣고 온도를 측정했을 때 나타나는 시간-온도 그래프의 모양을 설명하고, 열평형에 이르는 과정을 입자의 운동 변화와 열의 이동 방향을 포함하여 서술하시오.
| 수준 | 채점 기준 |
|---|---|
| 상 | 비커 물의 온도는 내려가고 수조 물의 온도는 올라가 같은 온도에서 일정해지는 그래프를 설명하고, 입자 운동의 변화와 고온에서 저온으로의 열 이동을 모두 정확히 서술함 |
| 중 | 그래프 모양과 열의 이동 방향은 맞게 설명했으나 입자 운동의 변화를 빠뜨리거나 부정확하게 서술함 |
| 하 | 두 물의 온도가 같아진다는 결과만 쓰고 그래프나 입자 운동, 열 이동 방향을 설명하지 못함 |
세특 기재 예시 예시
열평형 실험에서 따뜻한 물과 찬물의 온도를 일정한 간격으로 측정하여 시간-온도 그래프로 나타냄. 두 그래프가 만나는 지점 이후 온도가 일정해지는 구간을 찾아 열평형 상태로 해석함. 입자 그림을 이용해 따뜻한 물의 입자 운동은 둔해지고 찬물의 입자 운동은 활발해지는 과정을 단계별로 설명하고 열평형 온도가 두 물의 양에 따라 달라질 수 있다는 의문을 제기함.
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
찬 물체의 '차가움'이 따뜻한 쪽으로 옮겨 간다고 여기는 경우가 흔해요. 이동하는 것은 열뿐이고 항상 온도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 간다는 점을 강조해 주세요. 또 열평형 온도가 늘 두 온도의 한가운데라고 여기기 쉬운데, 물의 양이 다르면 달라진다는 것을 실험으로 확인하게 하면 좋아요.
이 영역의 적용 시 고려 사항 (고시 원문)
- 초등학교 5∼6학년군 ‘열과 우리 생활’, 고등학교 ‘역학과 에너지’의 열과 에너지와 연계된다.
- 온도를 측정하거나 열의 전도를 관찰하는 활동에서 온도 센서 등 디지털 탐구 도구를 활용하도록 한다.
- 비열과 열팽창 실험에서 가열 장치로 실험할 때 화상이나 화재 등 안전사고에 유의하도록 안전 교육을 실시하고, 안전장치나 안전 장구가 갖추어진 상태에서 실시하도록 한다.