중학교 과학 · 전기와 자기 · 2022 개정 교육과정
[9과14-03] 성취기준 해설과 수업·평가 예시
성취기준 원문
[9과14-03] 저항의 직렬연결과 병렬연결의 특징을 비교하고, 일상생활에서 전기 에너지가 다양한 형태의 에너지로 전환됨을 소비 전력과 관련지어 설명할 수 있다.
성취기준 해설
저항의 연결에 따른 합성 저항의 정량적인 계산과 혼합 연결은 다루지 않는다. 소비 전력은 정량적인 계산보다는 에너지 전환 관점에서 다루도록 하고, 효율적인 전기 사용의 중요성을 인식하도록 한다. 공통 교육과정
쉽게 풀어 보면
저항을 직렬과 병렬로 연결할 때 전류와 전압이 어떻게 나뉘는지 비교하고, 가전제품이 전기 에너지를 빛, 열, 운동 에너지 등으로 바꾸는 정도를 소비 전력으로 이해하는 성취기준이에요. 계산보다는 연결 방식의 특징과 전기를 아껴 쓰는 태도가 중심이에요.
학습지 문항 예시 예시
직렬연결, 병렬연결과 소비 전력
- 꼬마전구 두 개를 직렬로 연결한 회로에서 전구 하나를 빼면 나머지 전구는 어떻게 되는지 쓰세요.
- 집 안의 콘센트가 병렬로 연결된 까닭을 각 기구에 걸리는 전압과 관련지어 쓰세요.
- 전기난로, 선풍기, 전등은 전기 에너지를 주로 어떤 형태의 에너지로 전환하는지 각각 쓰세요.
- 소비 전력이 다른 두 전기 기구를 같은 시간 동안 사용할 때 쓰는 전기 에너지를 비교하고, 가정에서 전기를 아끼는 방법을 두 가지 제안하세요.
수업 흐름 예시 예시
- 도입: 장식용 전구 줄과 멀티탭 사진을 보며 전구 하나가 꺼져도 나머지가 켜지는 경우와 모두 꺼지는 경우를 견주어 봐요.
- 전개 1: 꼬마전구 두 개를 직렬과 병렬로 연결하고 밝기와 각 전구에 걸린 전압, 흐르는 전류를 측정해 표로 정리해요.
- 전개 2: 가전제품 뒷면의 정격 표시에서 소비 전력을 찾아 주로 어떤 에너지로 전환되는지 분류해요.
- 정리: 사용하지 않는 플러그 뽑기, 사용 시간 줄이기 등 우리 집 전기 절약 실천 목록을 만들어요.
서술형 평가 문항과 채점 기준 예시
거실 전등, 냉장고, 텔레비전은 집 안에서 병렬로 연결되어 있다. 이 기구들을 직렬로 연결했다면 생길 수 있는 문제를 전압과 전류의 특징을 들어 설명하고, 소비 전력이 큰 기구를 오래 사용할 때 전기 에너지 사용량이 어떻게 되는지와 절약 방법을 서술하시오.
| 수준 | 채점 기준 |
|---|---|
| 상 | 직렬연결에서는 전압이 나뉘어 기구가 제대로 작동하지 않고 하나를 끄면 모두 꺼지는 문제를 설명하고, 소비 전력과 사용 시간이 클수록 전기 에너지 사용량이 커짐과 구체적 절약 방법을 제시함 |
| 중 | 직렬연결의 문제나 소비 전력과 에너지 사용량의 관계 중 하나는 바르게 설명했으나 다른 하나가 불충분함 |
| 하 | 직렬과 병렬의 연결 모양만 구분하고 전압, 전류의 특징이나 소비 전력과의 관계를 설명하지 못함 |
세특 기재 예시 예시
저항의 연결 방법을 비교하는 실험에서 꼬마전구를 직렬과 병렬로 연결하고 각 전구의 전압과 전류를 측정하여 직렬에서는 전류가, 병렬에서는 전압이 같다는 특징을 표로 정리함. 가정의 콘센트가 병렬로 연결된 까닭을 기구마다 같은 전압이 걸려야 한다는 근거로 설명함. 가전제품의 정격 표시에서 소비 전력을 조사하여 에너지 전환 형태별로 분류하고 대기 전력 줄이기 실천 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
병렬로 전구를 더 연결하면 전체 저항이 커진다고 생각하는 학생이 많아요. 병렬연결은 전류가 지나갈 길이 늘어나는 것이라 전원에서 나오는 전체 전류가 오히려 커진다는 점을, 전구를 하나씩 추가하며 전원 쪽 전류계 값을 관찰해 확인하게 하세요.
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.