중학교 과학 · 별과 우주 · 2022 개정 교육과정
[9과15-03] 성취기준 해설과 수업·평가 예시
성취기준 원문
[9과15-03] 모형을 이용하여 우주가 팽창하고 있음을 설명할 수 있다.
성취기준 해설
우주 팽창과 관련된 심화 내용(적색 편이, 허블 법칙, 가속 팽창 등)은 다루지 않는다.
쉽게 풀어 보면
풍선 표면에 붙인 스티커나 부푸는 건포도빵 모형으로 은하들 사이의 거리가 멀어지는 모습을 관찰하고, 우주가 팽창하고 있다는 것을 설명하는 성취기준이에요. 특정한 중심 없이 모든 은하가 서로 멀어진다는 점이 핵심이에요.
학습지 문항 예시 예시
풍선 모형으로 보는 우주 팽창
- 풍선에 스티커 세 개를 붙이고 풍선을 더 불 때 스티커 사이의 거리가 어떻게 변하는지 쓰세요.
- 풍선 모형에서 풍선 표면과 스티커는 실제 우주의 무엇에 해당하는지 쓰세요.
- 어느 스티커를 기준으로 삼아도 다른 스티커들이 멀어지는 까닭을 우주 팽창의 특징과 연결해 쓰세요.
- 풍선 모형이 실제 우주를 나타내는 데 부족한 점을 한 가지 찾아 쓰세요.
수업 흐름 예시 예시
- 도입: 반죽이 부풀며 건포도들 사이가 벌어지는 건포도빵 영상을 보고 건포도 사이 거리가 어떻게 변하는지 이야기해요.
- 전개 1: 풍선에 스티커를 붙이고 줄자로 스티커 사이 거리를 잰 뒤, 풍선을 더 불어 다시 측정해 표로 정리해요.
- 전개 2: 기준 스티커를 바꿔 가며 거리 변화를 비교하고 팽창하는 우주에 특정한 중심이 없다는 점을 토의해요.
- 정리: 은하 자체가 커지는 것이 아니라 은하 사이 공간이 늘어난다는 점을 짚고 풍선 모형의 한계를 찾아요.
서술형 평가 문항과 채점 기준 예시
풍선 모형 실험에서 풍선을 불기 전과 후에 스티커 사이의 거리를 측정한 결과를 바탕으로 우주가 팽창한다는 것을 설명하고, 이 모형에서 우주의 중심을 정할 수 없는 까닭을 함께 서술하시오.
| 수준 | 채점 기준 |
|---|---|
| 상 | 측정 결과에서 모든 스티커 사이 거리가 늘어났음을 근거로 은하 사이가 멀어지는 우주 팽창을 설명하고, 어느 스티커에서 보아도 다른 스티커가 멀어지므로 중심이 없음을 밝힘 |
| 중 | 스티커 사이 거리가 늘어남을 우주 팽창과 연결했으나 중심이 없는 까닭을 구체적으로 설명하지 못함 |
| 하 | 풍선이 커졌다는 관찰만 쓰고 은하 사이의 거리 변화나 우주 팽창과 연결하지 못함 |
세특 기재 예시 예시
우주 팽창 모형 실험에서 풍선 표면의 스티커 사이 거리를 풍선을 불기 전후로 측정하여 모든 스티커가 서로 멀어짐을 자료로 확인함. 기준 스티커를 바꾸어도 같은 결과가 나오는 점을 근거로 팽창하는 우주에는 특정한 중심이 없음을 설명함. 풍선 표면만 우주에 해당하고 풍선 안쪽 공간은 의미가 없다는 점을 들어 모형의 한계를 지적함.
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
우주 팽창을 한 점에서 터져 나온 물질이 텅 빈 공간으로 날아가는 모습으로 상상하는 학생이 많아요. 팽창은 공간 자체가 늘어나 은하 사이 거리가 멀어지는 것이고, 어느 은하에서 보아도 다른 은하가 멀어지므로 중심이 따로 없다는 점을 풍선 모형으로 보여 주세요.
이 영역의 적용 시 고려 사항 (고시 원문)
- 초등학교 3∼4학년군 ‘밤하늘 관찰’, 고등학교 ‘통합과학 2’의 환경과 에너지, ‘지구과학’의 태양계 천체와 별과 우주의 진화, ‘행성우주과학’의 우주탐사와 행성계, 태양과 별의 관측, 은하와 우주와 연계된다.
- 디지털 탐구 도구를 활용하여 우리은하를 구성하는 천체의 종류와 특징을 비교·분석하는 수업을 전개할 수 있다.
- 우주 팽창은 스티커를 붙인 풍선 모형을 이용하여 설명할 수 있다.
- 우주탐사 성과를 바탕으로 우주탐사 계획을 세우고, 토의 및 토론, 보고서 작성, 만화 그리기, 연극 활동 등 다양한 교수·학습 방법을 적용할 수 있다.