중학교 과학 · 물질의 상태 변화 · 2022 개정 교육과정
[9과04-04] 성취기준 해설과 수업·평가 예시
성취기준 원문
[9과04-04] 물질의 상태 변화와 열에너지 출입 관계를 이해하고, 이를 실생활에 적용하여 과학의 유용성을 인식할 수 있다.
성취기준 해설
물질의 상태 변화 시 온도가 일정한 이유를 상태 변화 과정에서 출입하는 열에너지와 관련지어 설명한다.
쉽게 풀어 보면
상태가 변하는 동안 물질이 열에너지를 흡수하거나 방출한다는 것을 이해하는 성취기준이에요. 물이 끓는 동안 계속 가열해도 온도가 일정한 까닭을 흡수한 열이 입자 배열을 바꾸는 데 쓰이기 때문이라고 설명하고, 이 원리가 냉방, 보관, 요리 같은 생활에 어떻게 쓰이는지 찾아봐요.
학습지 문항 예시 예시
상태 변화와 열에너지의 출입
- 융해, 응고, 기화, 액화 중 열에너지를 흡수하는 변화와 방출하는 변화를 나누어 쓰세요.
- 얼음을 가열할 때 얻은 가열 곡선에서 온도가 일정하게 유지되는 두 구간에서 각각 어떤 상태 변화가 일어나는지 쓰세요.
- 더운 날 마당에 물을 뿌리면 시원해지는 까닭을 열에너지 출입으로 설명하세요.
- 아이스박스 안의 음료를 오래 차갑게 보관하는 방법을 상태 변화를 이용해 한 가지 설계하고 그 원리를 쓰세요.
수업 흐름 예시 예시
- 도입: 주사를 맞기 전 알코올 솜으로 팔을 닦으면 시원하게 느껴지는 경험을 떠올리며 열이 어디로 갔는지 질문해요.
- 전개 1: 잘게 부순 얼음을 가열하며 1분마다 온도를 기록해 가열 곡선을 그리고, 온도가 머무는 구간에 표시해요.
- 전개 2: 온도가 일정한 구간에서 공급된 열이 입자 사이의 배열을 바꾸는 데 쓰인다는 점을 입자 그림으로 설명해요.
- 정리: 에어컨, 냉찜질 팩, 아이스박스 사례 카드를 열을 흡수하는 경우와 방출하는 경우로 분류해 발표해요.
서술형 평가 문항과 채점 기준 예시
물을 끓이는 동안 가스레인지 불을 더 세게 해도 끓는 물의 온도가 일정하게 유지되는 까닭을 열에너지와 입자 배열의 관계로 설명하고, 상태 변화 때 열에너지가 출입하는 원리를 이용한 생활 사례 한 가지를 함께 서술하시오.
| 수준 | 채점 기준 |
|---|---|
| 상 | 공급된 열에너지가 온도를 높이는 데가 아니라 입자 배열을 바꾸는 기화에 쓰여 온도가 일정함을 설명하고, 열 흡수나 방출이 드러나는 생활 사례를 정확히 연결함 |
| 중 | 끓는 동안 온도가 일정함은 설명했으나 열에너지가 쓰이는 곳을 모호하게 쓰거나 생활 사례 연결이 부정확함 |
| 하 | 온도가 일정하다는 사실만 쓰고 까닭이나 생활 사례를 제시하지 못함 |
세특 기재 예시 예시
상태 변화와 열에너지 출입을 탐구하는 실험에서 얼음을 가열하며 온도를 측정하고 가열 곡선의 수평 구간 두 곳을 융해와 기화로 구분함. 수평 구간에서 공급된 열이 입자 배열을 바꾸는 데 쓰인다는 점을 입자 그림으로 표현함. 여름철 교실 바닥에 물을 뿌리면 시원해지는 현상을 기화할 때 주변의 열을 흡수하는 원리로 설명하고 생활 속 활용 사례를 추가로 조사함.
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
불을 세게 하면 끓는 물의 온도도 더 올라간다는 오해가 널리 퍼져 있어요. 같은 압력에서 물이 끓는 동안에는 더 많은 열을 주어도 온도는 일정하고 더 빨리 기화할 뿐이라는 점을, 가열 곡선의 수평 구간을 직접 측정해 보며 확인하게 해 주세요.
이 영역의 적용 시 고려 사항 (고시 원문)
- 초등학교 3∼4학년군 ‘물의 상태 변화’, 고등학교 ‘물질과 에너지’의 물질의 세 가지 상태와 연계된다.
- 질량은 물질이 가지고 있는 고유한 양임을 설명한다. 질량은 무게를 측정하여 확인하고, 기체의 질량을 저울로 측정할 때는 부력이 측정값에 영향을 줄 수 있음을 유의한다.
- 상태 변화 시 열에너지의 출입으로 입자의 배열과 운동이 달라지는 실험 결과를 입자 모형을 사용하여 설명하도록 한다.
- 녹는점, 끓는점, 어는점의 정확한 개념은 중학교 1∼3학년군 ‘물질의 특성’에서 학습하므로 각 상태 변화가 일어나는 온도라는 측면에 주안점을 둔다.