중학교 과학 · 전기와 자기 · 2022 개정 교육과정
[9과14-04] 성취기준 해설과 수업·평가 예시
성취기준 원문
[9과14-04] 자기장 안에 놓인 전류가 흐르는 코일이 받는 힘의 특성을 추리하고, 전동기 등 일상생활에서 활용한 예를 찾을 수 있다.
성취기준 해설
코일을 이용하여 전류의 세기와 방향에 따른 자기장의 세기와 방향을 정성적으로 확인하고, 전류가 흐르는 코일과 자석의 상호작용 관점에서 전동기의 원리를 이해하도록 한다.
쉽게 풀어 보면
전류가 흐르는 코일 주위에 자기장이 생기고, 이 코일을 자석 사이에 두면 힘을 받아 움직인다는 점을 실험으로 추리하며, 이 원리가 전동기와 스피커 등에 쓰임을 찾는 성취기준이에요. 전류의 방향과 세기가 힘의 방향과 크기를 바꾼다는 점이 핵심이에요.
학습지 문항 예시 예시
코일이 받는 힘과 전동기
- 코일에 흐르는 전류의 방향을 반대로 바꾸면 코일 옆에 놓인 나침반 바늘의 방향이 어떻게 되는지 쓰세요.
- 말굽자석 사이에 매단 도선 그네에 전류를 흘릴 때 도선이 받는 힘을 크게 하는 방법을 두 가지 쓰세요.
- 집이나 학교에서 전동기가 들어 있는 기구를 세 가지 찾고, 각각 전동기의 회전이 어떤 움직임으로 쓰이는지 쓰세요.
- 에나멜선 코일, 자석, 건전지로 간이 전동기를 만들 때 코일이 한 방향으로 계속 돌게 하려면 에나멜선 끝의 피복을 어떻게 벗겨야 하는지 탐구해 보세요.
수업 흐름 예시 예시
- 도입: 선풍기 속 전동기를 분해한 사진을 보며 코일과 자석이 어떻게 회전을 만들어 내는지 질문해요.
- 전개 1: 코일에 전류를 흘리고 나침반과 철가루로 자기장의 방향을 확인한 뒤, 전류의 방향과 세기를 바꿔 변화를 관찰해요.
- 전개 2: 말굽자석 사이 도선 그네 실험으로 전류 방향과 자석의 극을 바꿀 때 도선이 움직이는 방향이 바뀌는지 확인해요.
- 정리: 모둠별로 간이 전동기를 만들어 회전 방향을 바꾸는 방법을 찾고 그 원리를 발표해요.
서술형 평가 문항과 채점 기준 예시
간이 전동기를 만들었더니 코일이 시계 방향으로 돌았다. 코일을 반대 방향으로 돌게 하는 방법 두 가지와 더 빠르게 돌게 하는 방법 한 가지를 제시하고, 그 까닭을 전류가 흐르는 코일과 자석의 상호작용으로 서술하시오.
| 수준 | 채점 기준 |
|---|---|
| 상 | 전류의 방향 바꾸기와 자석의 극 바꾸기를 반대 회전 방법으로, 전류 세기나 자석 세기 늘리기를 빠른 회전 방법으로 제시하고 코일이 자석에게서 받는 힘의 방향과 크기 변화로 설명함 |
| 중 | 방법은 세 가지 모두 제시했으나 까닭을 힘의 방향과 크기 변화로 연결한 설명이 일부만 있음 |
| 하 | 방법을 한두 가지만 제시하고 코일과 자석의 상호작용으로 설명하지 못함 |
세특 기재 예시 예시
간이 전동기 만들기 활동에서 에나멜선 한쪽 끝은 모두, 다른 쪽 끝은 절반만 피복을 벗겨야 코일이 한 방향으로 계속 돈다는 점을 여러 번 시행하며 찾아냄. 자석의 극을 바꾸면 회전 방향이 반대가 되는 결과를 코일이 자석에게서 받는 힘의 방향 변화로 설명함. 스피커 속 코일과 자석의 구조를 조사하여 전동기와 같은 원리가 쓰임을 발표함.
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
전동기가 전기를 만들어 내는 장치라고 헷갈리는 학생이 있어요. 전동기는 전기 에너지를 받아 코일이 자석에게서 힘을 받아 도는 운동 에너지로 바꾸는 장치이고, 반대로 운동으로 전기를 얻는 것은 발전기라는 점을 비교해 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.