중학교 과학 · 전기와 자기 · 2022 개정 교육과정
[9과14-02] 성취기준 해설과 수업·평가 예시
성취기준 원문
[9과14-02] 전기 회로에서 전류를 모형으로 설명하고, 실험을 통해 저항, 전류, 전압 사이의 관계를 이끌어낼 수 있다.
성취기준 해설
일상생활에 활용되는 다양한 물질의 저항이 다름을 도체와 부도체의 예를 들어 설명하고, 반도체를 소개한다.
쉽게 풀어 보면
전기 회로에서 전류가 흐르는 모습을 물의 흐름이나 전자의 이동 모형으로 설명하고, 전압을 바꿔 가며 전류를 측정해 전류가 전압에 비례하고 저항에 반비례한다는 관계를 이끌어 내는 성취기준이에요. 물질마다 저항이 달라 도체와 부도체로 나뉘고 그 중간 성질의 반도체가 있다는 점도 함께 다뤄요.
학습지 문항 예시 예시
전압, 전류, 저항의 관계
- 물의 흐름 모형에서 펌프, 수도관, 물레방아는 전기 회로의 무엇에 해당하는지 각각 쓰세요.
- 저항이 일정한 니크롬선에 걸어 준 전압을 2배로 높이면 흐르는 전류는 어떻게 되는지 쓰세요.
- 가로축이 전압, 세로축이 전류인 그래프에서 기울기가 큰 니크롬선 A와 기울기가 작은 니크롬선 B 중 저항이 큰 것을 고르고 까닭을 쓰세요.
- 연필심, 지우개, 알루미늄 포일, 나무젓가락을 간이 회로에 연결해 전류가 흐르는지 확인하고 도체와 부도체로 분류하세요.
수업 흐름 예시 예시
- 도입: 같은 전지에 짧은 니크롬선과 긴 니크롬선을 각각 연결했을 때 꼬마전구 밝기가 다른 까닭을 예상해요.
- 전개 1: 전자가 도선 속 원자 사이를 지나며 부딪히는 입자 모형으로 저항의 의미를 설명해요.
- 전개 2: 전원 장치의 전압을 단계별로 높이며 전류계로 전류를 재고 전압-전류 그래프를 그려 비례 관계를 찾아요.
- 정리: 발광 다이오드와 스마트폰 칩처럼 반도체가 쓰이는 사례를 소개하고 도체, 부도체와 비교해요.
서술형 평가 문항과 채점 기준 예시
굵기가 같고 길이가 다른 두 니크롬선에 전압을 바꾸며 전류를 측정하였더니 같은 전압에서 짧은 선에 더 큰 전류가 흘렀다. 이 결과를 전압-전류 그래프로 어떻게 나타낼지 설명하고, 두 니크롬선의 저항을 비교하여 서술하시오.
| 수준 | 채점 기준 |
|---|---|
| 상 | 두 그래프가 모두 원점을 지나는 직선이며 짧은 선의 기울기가 더 큼을 설명하고, 같은 전압에서 전류가 작은 긴 선의 저항이 더 크다고 근거와 함께 비교함 |
| 중 | 긴 선의 저항이 크다는 결론은 맞으나 그래프의 모양이나 기울기 비교 중 하나를 제시하지 못함 |
| 하 | 전류와 전압이 관계있다는 점만 쓰고 그래프 표현이나 저항 비교를 하지 못함 |
세특 기재 예시 예시
전압과 전류의 관계를 찾는 실험에서 전원 장치의 전압을 단계적으로 높이며 전류계 값을 기록하고 그래프가 원점을 지나는 직선임을 확인하여 비례 관계를 도출함. 니크롬선 길이를 바꾼 결과를 입자 모형과 연결하여 길이가 길수록 전자가 원자와 더 많이 충돌해 저항이 커진다고 설명함. 전류계를 회로에 직렬로 연결해야 하는 까닭을 모둠원에게 설명하며 측정 오류를 줄임.
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
전류가 전구를 지나면서 소모되어 전구 뒤쪽 전선에는 전류가 적게 흐른다고 생각하는 학생이 많아요. 전구 앞뒤에 전류계를 연결해 값이 같음을 직접 확인하게 하고, 전구에서 쓰이는 것은 전류가 아니라 전기 에너지라는 점을 모형으로 짚어 주세요.
이 영역의 적용 시 고려 사항 (고시 원문)
- 초등학교 3∼4학년군 ‘자석의 이용’, 5∼6학년군 ‘전기의 이용’, 고등학교 ‘통합과학1’의 물질과 규칙성, ‘통합과학2’의 환경과 에너지, ‘물리학’의 전기와 자기와 연계된다.
- 전기 회로 실험에서 디지털 탐구 도구나 가상 실험을 활용할 수 있다.
- 가정에서 전기 에너지가 전환되어 나타나는 다양한 형태의 에너지와 소비 전력에 대해 조사하여 보고서를 작성하게 하고, 이를 평가할 수 있다.
- 환경이나 기후변화의 관점에서 효율이 높은 전기 기구를 사용하는 것의 중요성을 이해하고 에너지의 효율적 사용을 실천하도록 지도한다.