중학교 과학 · 힘의 작용 · 2022 개정 교육과정
[9과05-02] 성취기준 해설과 수업·평가 예시
성취기준 원문
[9과05-02] 중력, 탄성력, 마찰력, 부력을 이해하고, 각 힘의 특징을 크기와 방향으로 설명할 수 있다.
성취기준 해설
중력을 지도할 때, 질량과 무게를 구별하도록 한다.
쉽게 풀어 보면
중력, 탄성력, 마찰력, 부력이 각각 어떤 상황에서 생기고 어느 방향으로 작용하며 크기는 무엇에 따라 달라지는지 설명하는 성취기준이에요. 특히 중력을 다룰 때 어디서나 변하지 않는 질량과 장소에 따라 달라지는 무게를 구별하는 것이 중요해요.
학습지 문항 예시 예시
네 가지 힘의 크기와 방향
- 질량과 무게의 뜻과 단위를 각각 쓰고, 달에 가면 둘 중 무엇이 달라지는지 쓰세요.
- 용수철을 손으로 당겨 늘였을 때 용수철이 손에 작용하는 탄성력의 방향을 쓰세요.
- 나무 도막을 끌어당길 때 바닥에 사포를 깔면 마찰력이 어떻게 달라지는지 예상하고, 이를 확인할 실험에서 같게 해야 할 조건을 쓰세요.
- 공기 중에서 2 N인 추를 물에 완전히 잠기게 했더니 용수철저울 눈금이 1.5 N이 되었어요. 추가 받은 부력의 크기와 방향을 쓰세요.
수업 흐름 예시 예시
- 도입: 사과가 떨어지는 장면, 트램펄린, 빙판길, 물에 뜬 튜브 사진을 보고 각 장면에 작용하는 힘의 이름을 추측해요.
- 전개 1: 윗접시저울과 용수철저울로 같은 추를 재며 질량과 무게의 차이를 확인하고, 달에서는 어떻게 될지 토의해요.
- 전개 2: 모둠별로 용수철 늘이기, 접촉면을 바꿔 나무 도막 끌기, 물속에서 추 무게 재기 실험을 돌아가며 수행해요.
- 정리: 네 가지 힘의 방향과 크기를 결정하는 요인을 한 장의 비교표로 정리하고 화살표 그림을 덧붙여요.
서술형 평가 문항과 채점 기준 예시
질량이 60 kg인 우주인이 지구에서 달로 갔을 때 질량과 무게가 각각 어떻게 되는지 쓰고 그 까닭을 설명하시오. 또 같은 우주인이 지구의 수영장 물에 몸을 담갔을 때 몸이 가볍게 느껴지는 까닭을 작용하는 힘의 방향과 함께 서술하시오.
| 수준 | 채점 기준 |
|---|---|
| 상 | 질량은 변하지 않고 무게는 달의 중력이 작아 줄어든다고 정확히 구분하고, 물속에서 위쪽으로 작용하는 부력 때문에 가볍게 느껴짐을 힘의 방향과 함께 설명함 |
| 중 | 질량과 무게의 차이는 설명했으나 부력의 방향이나 원인을 빠뜨리거나, 반대로 부력은 맞으나 질량과 무게를 일부 혼동함 |
| 하 | 질량과 무게를 같은 것으로 보거나 가볍게 느껴지는 까닭을 힘과 연결하지 못함 |
세특 기재 예시 예시
여러 가지 힘을 탐구하는 실험에서 윗접시저울과 용수철저울의 측정 원리를 비교하여 질량과 무게가 서로 다른 양임을 설명함. 나무 도막 끌기 실험에서 접촉면의 거칠기만 바꾸고 도막의 무게를 같게 유지하여 마찰력의 변화를 측정함. 물속 추 실험 결과를 바탕으로 공기 중 무게와 물속 무게의 차이를 부력의 크기로 계산하고 부력이 위쪽으로 작용함을 화살표로 표현함.
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
몸무게를 kg으로 말하는 생활 습관 때문에 질량과 무게를 같은 것으로 여기는 학생이 많아요. 질량은 물질의 양이라 어디서나 같고, 무게는 중력의 크기라 달에서는 작아진다는 점을 두 종류의 저울을 비교하며 구별하게 해 주세요. 부력은 뜨는 물체에만 작용한다는 생각도 자주 나타나요.
이 영역의 적용 시 고려 사항 (고시 원문)
- 초등학교 3∼4학년군 ‘힘과 우리 생활’, 고등학교 ‘통합과학1’의 시스템과 상호작용, ‘물리학’의 힘과 에너지와 연계된다.
- 학생들이 일상적으로 경험하는 힘의 개념을 글, 그림 등 다양한 형태로 표현하도록 하여 과학적인 힘의 개념이 형성되도록 지도한다.
- 힘의 작용에 대한 이해 정도를 평가하기 위해 일상생활에서 물체가 힘을 받았을 때 속력이 변하거나 운동 방향이 바뀌거나 두 가지가 모두 변하는 사례를 조사하고, 포스터 발표, 보고서 작성 등 다양한 형태의 산출물을 제작하도록 할 수 있다.