노벨과학 교수학습 모형 안내자료
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대전광역시교육청 과학직업정보과

이 자료는 노벨과학동아리 운영을 위한 교수․학습 모형*으로, 동아리 활동 유형** 및 학교 현장의 여건에 따라 적합한 모형을 선택하여 활용하시기 바랍니다.

* 노벨과학동아리 활동을 통해 학생들의 기초과학역량(관찰력, 분석력, 창의력, 인내력, 도전력)을 증진시키기 위해 제안된 노벨과학 교수․학습 모형(2020 대전중등노벨과학정책연구회)

** 3C(헌신, 창의. 소통)를 통해 융합적으로 사고하고 탐구하는 태도를 함양하고자 제안된 동아리 활동 유형(2020 창의융합형 과학교육을 통한 노벨과학 인재육성 방안 정책 연구)

□ 노벨과학 교수학습 모형 연구내용

노벨과학 교수․학습 모형 구안․적용 및 분석

기초과학역량(관찰력, 분석력, 창의력, 인내력, 도전력)을 증진시키기 위한 교수․학습 모형 구안

역량별로 구안된 교수․학습 모형(3~5차시분) 적용(각 1학급씩)

수업 적용에 따른 사전․사후 검사 실시 및 결과 분석

노벨과학 교수․학습 모형 수정

기초과학역량을 증진시키기 위한 교수․학습 모형안을 구안․적용한 결과, 관찰력 중심 모형안/창의력 중심 모형안/인내력 중심 모형안은 적합성이 있는 것으로 판단되었으나, 분석력 중심 모형안/도전력 중심 모형안은 적합성이 있다고 보기 어려워 수정이 필요

분석력 중심 모형안은 관찰력 중심 모형안 등 다른 모형안과 통합하여 재구성

도전력 중심 모형안은 다른 모형안의 기본이 되는 성격을 갖고 있으므로 다른 모형안과 어우러지게 재구성

노벨과학 교수․학습 최종 모형 제안

관찰․분석력 중심 교수학습 모형

창의력 중심 교수․학습 모형

인내력 중심 교수․학습 모형

(2020 대전중등노벨과학정책연구회)

1. 관찰․분석력 중심 교수․학습 모형

[그림 1] 관찰․분석력 중심 교수․학습 모형

관찰․분석력 중심 교수․학습 모형은 호기심․흥미․도전을 바탕으로 관찰 → 분석 → 패턴/본질 파악의 3단계로 구성되어 있으며, 2단계인 분석 단계는 귀납적 사고, 다각도적 사고, 구조적 사고의 세부 단계로 이루어져 있다.

<표 1> 관찰․분석력 중심 교수․학습 모형 단계별 학습 방법

도전	관찰	분석	패턴/본질파악
․ (호기심) 새롭고 신기한 사물이나 현상에 대해 호기심을 갖는다. ․ (흥미) 새로운 과학 탐구활동에 대해 흥미를 갖는다. ․ (도전) 새로운 과학 탐구활동에 대해 도전한다.	․ (관찰) 사물이나 현상을 주의 깊게 관찰한다.	․ (다각도적 사고) 관찰한 사물이나 현상을 다양한 관점에서 생각한다. ․ (구조적 사고) 관찰한 사물이나 현상을 서로 연관하여 생각한다. ․ (귀납적 사고) 관찰한 사물이나 현상을 귀납적 방법으로 생각한다.	․ (규칙성 파악) 사물이나 현상 속의 규칙성을 파악한다. ․ (본질 파악) 사물이나 현상의 본질을 파악한다.

2. 창의력 중심 교수․학습 모형

[그림 2] 창의력 중심 교수․학습 모형

창의력 중심 교수․학습 모형은 호기심․흥미․도전을 바탕으로 문제인식 → 창의적 사고 → 대안선택의 3단계로 구성되어 있으며, 2단계인 창의적 사고 단계는 발상적 사고, 역발상, 독창적 사고의 세부 단계로 이루어져 있다.

<표 2> 창의력 중심 교수․학습 모형 단계별 학습 방법

도전	문제인식	창의적 사고	대안선택
․ (호기심) 새롭고 신기한 사물이나 현상에 대해 호기심을 갖는다. ․ (흥미) 새로운 과학 탐구활동에 대해 흥미를 갖는다. ․ (도전) 새로운 과학 탐구활동에 대해 도전한다.	․ (문제인식) 과학 탐구문제를 명확히 인식한다.	․ (발상적 사고) 여러 가지 관점에서 문제 해결안을 다양하게 생각한다. ․ (역발상) 일반적인 것과 반대로 문제 해결안을 생각한다. ․ (독창적 사고) 참신하고 독특한 방법으로 문제 해결안을 생각한다.	․ (대안선택) 여러 가지 문제 해결 대안을 평가 후 가장 적합한 것을 선택하여 제시한다.

3. 인내력 중심 교수․학습 모형

[그림 3] 인내력 중심 교수․학습 모형

인내력 중심 교수․학습 모형은 호기심․흥미․도전을 바탕으로 추리적 사고 → 인내 → 통합/성찰의 3단계로 구성되어 있으며, 2단계인 인내 단계는 집중력, 정밀함, 인내의 세부 단계로 이루어져 있다.

<표 3> 인내력 중심 교수․학습 모형 단계별 학습 방법

도전	추리적 사고	인내	통합/성찰
․ (호기심) 새롭고 신기한 사물이나 현상에 대해 호기심을 갖는다. ․ (흥미) 새로운 과학 탐구활동에 대해 흥미를 갖는다. ․ (도전) 새로운 과학 탐구활동에 대해 도전한다.	․ (추리적 사고) 관찰된 자료를 바탕으로 미리 탐구 결과를 생각한다.	․ (집중력) 탐구 문제를 해결하기 위해 집중한다. ․ (정밀함) 정밀한 실험 결과를 위해 반복적으로 측정한다. ․ (인내) 어려움이 생겨도 탐구를 끝까지 진행한다.	․ (통합) 여러 탐구 결과를 통합하여 전체적으로 이해한다. ․ (성찰) 탐구를 마친 후 그 과정을 되돌아본다.

[부록] 기초과학역량별 교수․학습 모형 과정안 및 학습지

가.	관찰력 중심 교수․학습 모형

1		관찰력 중심 모형 교수․학습 과정안(1/3차시)

□ 관찰력 중심 모형 교수․학습 과정안

단원명	Ⅲ. 원자의 세계 2. 원소의 주기적 성질 01. 주기율표	차 시	1 3
학습목표	1. 관찰을 통해 외계 원소의 성질에 대한 경향성을 찾을 수 있다. 2. 경향성을 이용하여 미지의 원소의 성질을 설명할 수 있다.
학습자료	PPT, 외계 원소카드, 가위, 풀, 종이(B4용지 혹은 전지), 필기구
교수․학습 모형	관찰력 중심 교수․학습 모형

단계 (시간)	교수․학습활동			자료 및 유의점
도입 (5분)	▸전시 학습 확인: 원소의 전자배치 및 주기율표와 관계를 질문한다. ▸흥미유발: 외계 원소카드를 보여주며 어떤 느낌이 드는지 질문한다. ▸수업주제 및 학습 목표를 제시한다.			✓주요 개념 확인
전개 (35분)	1단계	관찰	▸아래의 외계원소 카드를 나눠주고 카드에 대해 설명한 후 주어진 정보가 몇 가지 있는지 찾도록 한다. - 색, 숫자, 두 번째 줄의 문자([eqn: TRIANGLE], [eqn: mu])종류 및 수, 세 번째 줄의 문자 [eqn: SIGMA] 수) ▸외계원소 카드를 가위로 자르게 한다.	*PPT 자료, 외계 원소카드 ✓낯선 기호를 사용하므로 학생들의 이해를 돕기 위해 1장의 카드는 한 원소의 정보이며, 그 정보를 표시한 것이 문자, 숫자 등임을 미리 설명해 주는 것이 좋다.
	2단계	다각도적 사고	▸주어진 외계원소의 성질이 적혀있는 카드를 이용하여 외계 원소들을 분류할 수 있는 여러 기준을 모둠별 토의를 통해 정하게 한다. ▸ 결정한 기준별로 분류하도록 한다.	*PPT 자료 ✓관찰을 통해 규칙적인 성질을 찾도록 지도한다.
		구조적 사고	▸원소들을 모둠별로 설정한 기준에 맞게 분류한 후 원소들 사이에 존재하는 경향성을 모둠별로 토의한다. ▸설정한 기준이 여럿이 있을 때, 기준별로 분류 및 경향성을 찾아보도록 한다. ▸관찰한 내용을 바탕으로 기준들을 서로 연관하여 생각해 보도록 한다.	*PPT 자료 ✓기준들과의 연관성을 찾는지 여부를 확인하며 순회 지도한다.
		귀납적 사고	▸파악한 원소들의 경향성을 이용하여 미지 원소(?) 정보를 카드에 적도록 한다. ▸미지 원소(?)의 정보를 어떻게 찾게 되었는지 질문을 통해 확인한다.	*PPT 자료
	3단계	규칙성 발견	▸ 새롭게 정한 기준대로 분류한 외계 원소들을 서로 연결하여 붙이게 한다. ▸관찰하여 생각한 내용 속에서 규칙성을 파악해 보도록 한다. ▸모둠별로 원소들의 분류와 규칙성을 B4용지에 정리한 후, 작성한 내용을 이용하여 외계 원소에 대해 파악한 내용을 발표시킨다.	*PPT 자료 ✓발표자료 제작시 보기 좋게, 간략하게 정리시칸다.
정리 (5분)	▸형성평가 문제를 제시한다. - 배열한 곳 이외의 미지 원소의 성질을 예측하게 한다. ▸차시예고-주기율표의 역사			*PPT 자료 등

□ 관찰력 중심 교수․학습 모형 학습지

2		관찰력 중심 모형 교수․학습 과정안(2/3차시)

□ 관찰력 중심 모형 교수․학습 과정안

단원명	Ⅳ. 역동적인 화학 반응 2. 화학 반응과 열의 출입 01. 산과 염기의 공통성	차 시	2 3
학습목표	가. 실험을 통해 물질을 3가지로 분류할 수 있다. 나. 실험을 통해 산의 공통된 성질에 대해 설명할 수 있다. 다. 실험을 통해 염기의 공통된 성질에 대해 설명할 수 있다.
학습자료	PPT, 학습지, 실험약품 및 실험기구, 필기구
교수․학습 모형	관찰력 중심 교수․학습 모형

단계 (시간)	교수․학습활동			자료 및 유의점
도입 (5분)	▸전시 학습 확인: 동적평형, 가역 반응에 대해 질문 ▸흥미유발: 자양화 꽃의 토양의 성질에 따라 다른 꽃의 색을 띠는 사진을 보여주며 꽃잎 색의 변화에 영향을 주는 요소와 본 수업과 관련이 있음을 시사한다. ▸수업주제 및 학습 목표를 제시한다.			✓주요 개념 확인
전개 (35분)	1단계	관찰	▸실험에 대한 안내를 한다. - 실험기구와 약품에 대한 안내 - 실험시 주의 사항 안내 ▸24홈판의 뚜겅에 실험을 실시하고 관찰하도록 안내한다. ▸24홈판의 웰에 실험을 실시하고 관찰하도록 안내한다.	*PPT 자료, 학습지 ✓암모니아수가 실험을 가장 늦게 하도록 안내한다.
	2단계	다각도적 사고	▸24홈판의 뚜껑에서 실시한 실험 결과를 정리한 후 어떤 점을 발견할 수 있는지 모둠별 토의를 한다. ▸24홈판의 웰에서 실시한 실험 결과를 정리한 후 어떤 점을 발견할 수 있는지 모둠별 토의를 한다.	*PPT 자료, 학습지 ✓물질을 분류하기 위해 지시약, 반응 결과를 통합적으로 이용할 수 있도록 지도한다.
		구조적 사고	▸관찰한 내용을 바탕으로 6종류의 물질들을 몇 가지 종류로 분류할 수 있는지 모둠별 토의를 한 후 정리한다. ▸6가지 용액의 분류를 위해 어떤 부분을 연관지어 생각했는지 정리한다.	*학습지
		귀납적 사고	▸분류한 물질들의 액성을 산성, 염기성, 중성으로 분류하도록 한다.	*PPT 자료
	3단계	규칙성 발견	▸관찰하여 생각한 내용 속에서 규칙성을 파악해 보도록 한다. ▸서로 다른 물질인데 3가지 성질로 분류되는 원인이 무엇일지 찾도록 모둠별 토의한 후 정리 발표한다. -힌트요소: 수용액, 이온화 과정, 산과 금속 반응	*PPT 자료 ✓화학식에서 근거를 찾을 수 있도록 교사의 도움이 필요하다.
정리 (5분)	▸형성평가 문제를 제시한다. - 미지 물질의 액성 찾는 문제 제시 ▸차시예고-산과 염기의 특이성			*PPT 자료 등

□ 관찰력 중심 교수․학습 모형 학습지(산과 염기의 공통된 성질)

↲(11p, Enter key)

1. 목표

가. 실험을 통해 물질을 3가지로 분류할 수 있다.

나. 실험을 통해 산의 공통된 성질에 대해 설명할 수 있다.

다. 실험을 통해 염기의 공통된 성질에 대해 설명할 수 있다.

2. 준비물

가. 약품: 30mL 물약병에 담긴 6종류의 수용액(묽은 염산, 아세트산, 증류수, 염화 나트륨 수용액, 수산화 나트륨 수용액, 암모니아수), 10mL 물약병에 담긴 3종류의 지시약(메틸오렌지, BTB, 페놀프탈레인 용액), 마그네슘 리본, 리트머스 종이, 탄산나트륨, pH 시험지

나. 실험기구: 24홈판, 가위, 시험관 대, 시험관(중) 1개, 약수저, 일회용 스포이트

3. 실험 과정

가. 24홈판의 뚜껑에 리트머스 종이, pH 시험지를 작게 잘라 아래의 그림과 같이 배열한 후 물약병에 들어 있는 6종류의 시약을 한 방울씩 떨어뜨리며 변화를 관찰한다.

★ 실험 중 주의 사항- 탄산 나트륨을 떨어뜨릴 때, 주변에 튀지 않도록 주의한다.

★ 실험 중 주의 사항- 암모니아수는 가장 약품 중 가장 늦게 넣어야 한다.

나. 24홈판의 6개의 웰(well)에 암모니아수를 제외한, 묽은 염산, 아세트산 수용액, 증류수, 염화 나트륨 수용액, 수산화나트륨 수용액을 순서대로 약간 씩만 떨어뜨린 후 실험결과를 관찰한다.

다. 나.와 같이 약품을 넣고 지시약을 떨어뜨릴 열을 확인 후, BTB용액은 1열, 메틸 오렌지는 2열, 페놀프탈레인은 3열에 한 방울 혹은 두 방울씩 떨어뜨린 뒤 변화를 관찰한다.

라. 4열에 작게 자른 Mg 금속조각을 받아 동시에 넣고 확인한다.

마. 암모니아수를 넣는 웰에 지시약, 마그네슘 금속을 넣고 암모니아수 용액을 재빨리 떨어뜨리며 변화를 관찰한다.

★ 실험 중 주의 사항- 암모니아수는 확산 속도가 매우 빨라 주변 실험결과에 영향을 미치므로 가장 늦게 실험을 실시한다.

4. 실험 결과

가. 실험 후 관찰 결과를 아래의 빈칸에 정리한다.

실험	묽은 염산	아세트산	증류수	염화나트륨	암모니아수	수산화나트륨
리트머스 종이
BTB 용액
메틸오렌지 용액
페놀프탈레인 용액
마그네슘 리본
탄산 나트륨
pH 시험지
탐구결론

나. 토의하기

1) 실험을 통해 물질을 분류하면 몇 가지로 분류할 수 있는가?

2) 분류한 물질의 성질을 정리하면?

3) 산의 공통된 특성은? 염기의 공통된 특성은?

4) 산과 염기의 공통된 특성은?

3		관찰력 중심 모형 교수․학습 과정안(3/3차시)

□ 관찰력 중심 모형 교수․학습 과정안

단원명	Ⅳ. 역동적인 화학 반응 2. 화학 반응과 열의 출입 01. 산 그리고 염기의 특이성	차 시	3 3
학습목표	가. 실험을 통해 산마다 다른 특이성에 대해 설명할 수 있다. 나. 실험을 통해 염기마다 다른 특이성에 대해 설명할 수 있다. 다. 산과 염기의 특이성이 나타나는 이유에 대해 설명할 수 있다.
학습자료	PPT, 학습지, 실험약품 및 실험기구, 필기구
교수․학습 모형	관찰력 중심 교수․학습 모형

단계 (시간)	교수․학습활동			자료 및 유의점
도입 (5분)	▸전시 학습 확인: 산, 염기의 공통성, 공통성이 나타나는 이유를 질문함. ▸동기유발: 염산, 질산, 황산에 시약병 입구에 pH 시험지를 가까이하는 실험을 보여준다. ▸수업주제 및 학습 목표를 제시한다.			✓주요 개념 확인
전개 (35분)	1단계	관찰	▸실험에 대한 안내를 한다. - 실험기구와 약품에 대한 안내 - 실험시 주의 사항 안내 ▸관찰 실험을 실시한다. -염산: 냄새 맡기, 기체에 pH 시험지 가까이 하기, 암모니아와 반응 -질산: 냄새 맡기, 연기확인 -아세트산: 냄새 맡기 -황산: 흰설탕을 이용한 실험 -수산화나트륨: 용해열 느껴보기, 공기 중에 조해성 관찰 -암모니아수: 냄새, 염산과 반응, pH 시험지 가까이 하기 -석회수와 입김을 이용한 실험	*PPT 자료, 학습지 ✓ 석회수에 입김을 불어넣은 실험은 소요시간이 길기 때문에 수업 초반부터 실험을 지속할 수 있도록 지도한다. ✓ 냄새 맡을 때 직접 흡입하지 않도록 각별히 주의한다. ✓ 신체나 옷에 약품이 튀거나 묻지 않도록 주의한다. ✓ 황산을 이용한 실험은 매우 위험하고 유독한 기체가 발생하므로 반드시 실외에서 실시하고, 교사가 직접 시범 실험한다.
	2단계	다각도적 사고	▸사용한 시약 중 산의 종류를 질문하고, 실험에서 관찰한 같은 종류의 산들의 서로 다른 점에 대해 정리한다. ▸사용한 시약 중 염기의 종류를 질문하고, 실험에서 관찰한 같은 종류의 염기들의 서로 다른 점에 대해 정리한다.	*PPT 자료, 학습지
		구조적 사고	▸산, 염기의 특이성이 나타나는 이유에 대해 모둠별 토의를 한다.	*학습지
		귀납적 사고	▸산의 공통성, 염기의 공통성을 담당하는 부분이 무엇인지 질문을 하고, 유사한 관점에서 특이성을 찾을 수 있도록 토의한 후 정리한다.	*PPT 자료
	3단계	규칙성 발견	▸공통성과 특이성을 설명할 때 여러 구체적인 현상을 화학식을 통해 간단하게 정리할 수 있음을 학습할 수 있도록 한다.	*PPT 자료 ✓화학식에서 근거를 찾을 수 있도록 교사의 도움이 필요하다.
정리 (5분)	▸형성평가 문제를 제시한다. - 강산(강염기), 약산(약염기)의 분류를 특이성으로 설명하기 ▸차시예고-산과 염기의 반응			*PPT 자료 등

□ 관찰력 중심 교수․학습 모형 학습지(산, 염기의 특이성)

1. 목표

가. 실험을 통해 산마다 다른 특이성에 대해 설명할 수 있다.

나. 실험을 통해 염기마다 다른 특이성에 대해 설명할 수 있다.

다. 산과 염기의 특이성이 나타나는 이유에 대해 설명할 수 있다.

2. 준비물

가. 약품: 염산, 질산, 황산, 아세트산, 수산화나트륨, 암모니아수, 리트머스 종이, 석회수, 증류수, pH 시험지, 흰설탕, 드라이 아이스

나. 실험기구: 비커, 핀셋, 페트리 접시(10cm) 2개, 스포이트, 약수저

3. 실습 과정

가. 염산

1) 진한 염산의 뚜껑을 열었을 때 나타나는 현상을 관찰한다.

2) 염산 병의 입구에 손으로 바람을 내어 냄새를 맡아 본다.

3) pH시험지 조각을 핀셋에 들고 염산 병 입구 근처에 가까이 해본다.

나. 질산

1) 질산의 뚜껑을 열었을 때 나타나는 현상을 관찰한다.

2) 질산 병의 입구에 손으로 바람을 내어 냄새를 맡아 본다.

다. 아세트산

1) 아세트산의 뚜껑을 열었을 때 나타나는 현상을 관찰한다.

2) 아세트산 병의 입구에 손으로 바람을 내어 냄새를 맡아 본다.

라. 수산화 나트륨

1) 수산화 나트륨을 페트리 접시 위에 약간 넣고 책상 위에 올려둔다.

2) 다른 페트리 접시에 수산화 나트륨을 약간 넣고, 스포이트를 이용하여 물을 약간 뿌린 후 페트리 접시 바닥 면에 손등을 대어 본다.

마. 암모니아수

1) 암모니아수의 뚜껑을 열었을 때 나타나는 현상을 관찰한다.

2) pH시험지 조각을 핀셋에 들고 암모니아수 병 입구 근처에 가까이 해본다.

3) 뚜껑을 연 염산 병과 암모니아수 병 입구를 가까이 한 후 입구에 바람을 세게 불고 일어나는 현상을 관찰한다.

바. 석회수

1) 250mL 비커에 석회수를 1/5 정도 붓는다.

2) 1)에 BTB 용액을 몇 방울 뿌린다.

3) 2)에 입김을 계속 불어 넣으면서 일어나는 현상을 관찰한다.

사. 진한 황산

1) 페트리 접시 위에 푸른색 리트머스 종이 조각을 올려 놓은 후 진한 황산 1방울을 떨어뜨려 보자.

2) 100mL 비커에 2/5 정도 흰설탕을 담는다.

3) 2)를 들고 실외로 나간 후 황산을 약간 붓고 바닥에 내려놓은 후 2m이상 떨어진 위치에서 일어나는 현상을 관찰한다.

★ 실험 중 주의 사항

1) 진한 황산과 설탕의 반응은 유독한 기체가 많이 발생하므로 후드 안이나 실외에서 행하도록 하며 가까이 다가가지 않도록 주의한다.

2) 반응 도중 고온의 열이 발생하므로 비커를 만지지 않도록 주의한다.

4. 실험 결과

가. 실험 후 관찰한 결과를 아래의 빈칸에 정리한다.

실험			특 징
염산
질산
아세트산
진한 황산
수산화나트륨
암모니아
석회수

나. 토의하기

1) 산의 종류에 따라 다른 특성은? 염기의 종류에 따라 다른 특성은?

2) 산의 특이성이 나타나는 이유는?  염기의 특이성이 나타나는 이유는?

* (생각해보기) 석회수의 실험을 이용한 석회동굴의 생성과정

나.	창의력 중심 교수․학습 모형

1		창의력 중심 모형 교수․학습 과정안(1/5차시)

단원명	과정중심 평가(탐구활동)	차 시	1 5
학습목표	고리비행기의 비행시간을 향상시키기 위한 탐구를 수행할 수 있다. 실험 결과를 분석하여 고리비행기의 비행시간을 향상시킬 수 있다.
학습자료	PPT, 고리비행기의 재질(빨대, 종이, 클립, 테이프, 칼, 자, 초시계)
교수․학습 모형	창의력 중심 교수․학습 모형

단계 (시간)	교수․학습활동			자료 및 유의점
도입 (10분)	▸탐구 주제 제시 ▸과정중심평가 기준에 대한 안내			✓탐구 목표 확인 ✓평가 기준 인식
전개 (35분)	1단계	문제 인식	▸주제와 관련된 과학 탐구문제를 생각해 보도록 한다. 인터넷에 있는 고리비행기의 모습을 보면 모양이 매우 다양하다. 고리비행기의 비행시간이 최대가 되게 하려면 고리의 폭, 원주, 고리 간격 등의 변인들을 어떻게 설정해야 할까?	✓PPT 자료
	2단계	발상적 사고	▸각자 가장 오래 비행할 것 같은 고리비행기를 제작하고 날려본다. 이 때 다른 친구들이 만든 고리비행기도 날려보면서 공통점과 차이점을 바탕으로 어떻게 만들어야 고리비행기의 비행시간이 최대가 될지 가늠해본다. ▸비행성능이 우수한 고리비행기의 특성을 파악하고 특정 변인을 조작변인으로 선택하여 탐구할 수 있다.	✓가능한 한 많은 학생들과 경험을 공유하여 시간을 절약해야 한다.
		역발상	▸극단적인 조건에서 최상의 비행시간을 보일 수도 있다. 다양한 변인들의 조건을 극단적으로 변화시켜보자. ▸고리의 크기가 극단적으로 작을 경우, 클립의 개수를 극단적으로 늘리는 등 다양한 아이디어를 실험해볼 수 있다.	✓다양한 생각을 자유롭게 할 수 있도록 예시를 들어줄 수 있다.
		독창적 사고	▸고리의 폭, 원주, 종이의 재질 등 정형화된 변인 이외의 독특한 변인이 고리비행기의 성능을 향상시키는데 기여할지도 모른다. ▸고리의 개수를 늘려본다든지, 고리의 일정 부분을 접는다든지, 고리의 각도 등 독특한 고리비행기를 날려본다.	✓독창적인 아이디어로 문제를 해결할 수도 있지만 톡특함 때문에 분석에 활용되지 않을 수 있다.
	3단계	대안 선택	▸생각해 낸 여러 가지 고리비행기를 평가한 후 가장 우수한 고리비행기를 만드는데 기여할 것으로 생각되는 변인을 선택하여 탐구하도록 한다.	✓3차시에 다른 학생들에게 도움 되는 탐구를 수행해야 함.
정리 (5분)	▸다음 차시에는 이번 차시에서 선택한 조작변인을 변화시키면서 비행시간이라는 종속변인을 측정하는 실험을 수행한다고 안내한다.

2		창의력 중심 모형 교수․학습 과정안(2/5차시)

단원명	과정중심 평가(탐구활동)	차 시	2 5
학습목표	고리비행기의 비행시간을 향상시키기 위한 탐구를 수행할 수 있다. 실험 결과를 분석하여 고리비행기의 비행시간을 향상시킬 수 있다.
학습자료	PPT, 동영상, 고리비행기의 재질(빨대, 종이, 클립, 테이프, 칼, 자, 초시계)
교수․학습 모형	창의력 중심 교수․학습 모형

단계 (시간)	교수․학습활동			자료 및 유의점
도입 (5분)	▸탐구 설계 방법을 안내 ▸변인 용어의 통일(같은 변인을 다르게 표현하지 않도록 안내)			✓변인통제 안내 ✓동일한 기준 제시
전개 (40분)	1단계	문제 인식	▸조작변인의 변화에 따라 비행시간이 달라지는지 확인한다. ▸조작변인의 간격은 5단계 이상이면서 적절한 범위를 설정한다. ▸조작변인의 간격과 범위는 적절한지 평가한다.	✓비행시간에 영향을 미치는 조작변인을 선택해야 한다.
	2단계	발상적 사고	▸설정한 고리비행기의 규격에 맞춰 고리비행기를 제작한다. ▸주어진 재료 범위 내에서만 고리비행기를 제작한다. ▸조작변인 뿐만 아니라 조작변인 이외의 통제변인 값들을 기록한다.	✓주어진 재료만을 이용하여 제작한다.
		역발상	▸하나의 조작변인 값에 대해 5번을 반복해서 날리면서 비행시간을 측정하여 기록한다. ▸조작변인의 값이 다른 고리비행기를 5회 반복해서 날리면서 비행시간을 측정한다.	✓운동장 중 바람이 잘 불지 않는 곳이나 체육관에서 실험하도록 안내한다.
		독창적 사고	▸반복하여 측정한 값을 엑셀에 기록한다. ▸반복 측정에 의한 불확도를 계산한다. ▸데이터를 그래프로 변환한다. ▸불확도를 오차막대로 표현한다.	✓다음 차시에서 검증될 예정이므로 데이터는 정직하고 정확하게 기록되어야 한다.
	3단계	대안 선택	▸표와 그래프를 해석하여 비행시간 향상에 어떤 도움이 될 수 있는지 작성한다. ▸다른 학생들에 의해 검증될 수 있으므로 보고서를 보고 재현하는데 필요한 모든 정보를 빠짐없이 기록한다. ▸실험방법, 변인, 결과 및 해석만 간결하게 작성한다.	✓통일된 변인 용어를 사용하여 통제 변인의 값을 빠지지 않게 기록하도록 강조한다.
정리 (5분)	▸고리비행기를 만들면서 생긴 쓰레기를 잘 치우고 다음 차시에는 우수한 비행성능을 보인 실험결과를 재현하고 검증할 예정임을 안내한다. ▸실험결과를 머신러닝으로 분석하여 비행시간에 크게 영향을 미치는 변인을 조작하여 추가실험할 것을 안내한다.

3		창의력 중심 모형 교수․학습 과정안(3/5차시)

단원명	과정중심 평가(탐구활동)	차 시	3 5
학습목표	고리비행기의 비행시간을 향상시키기 위한 탐구를 수행할 수 있다. 실험 결과를 분석하여 고리비행기의 비행시간을 향상시킬 수 있다.
학습자료	PPT, 고리비행기의 재질(빨대, 종이, 클립, 테이프, 칼, 자, 초시계)
교수․학습 모형	창의력 중심 교수․학습 모형

단계 (시간)	교수․학습활동			자료 및 유의점
도입 (5분)	▸사전에 공지된 우수한 고리 비행기를 검증하기 위해 고리 비행기를 재현하여 제작해 왔는지 점검한다. ▸머신러닝으로 분석한 결과를 안내한다.			✓재현 검증 확인 ✓탐구 방향 제시
전개 (40분)	1단계	문제 인식	▸비행 성능이 좋은 고리 비행기를 재현하고 검증한다. ▸검증 결과 선택한 고리 비행기는 신뢰할만한가? ▸비슷한 조작변인 위치에서 피크가 생기고 오차막대가 겹치는 수준에서 재현되면 검증된 것으로 간주한다.	✓운동장에서 검증 실험을 수행한다.
	2단계	발상적 사고	▸공유된 다른 친구들의 데이터를 기반으로 우수한 고리 비행기의 어떤 변인을 수정하면 좋을지 고민해보자. ▸머신러닝으로 분석한 결과를 반영하여 우수한 고리 비행기의 어떤 변인을 수정하면 좋을지 고민해보자.	✓머신러닝의 결과에만 집착하지 않고 자유럽게 발상할 수 있도록 안내한다.
		역발상	▸어떤 변인에 대한 최적의 조건은 다른 통제 변인이 달라지면 최적의 조건이 달라질 수 있다. 따라서 단순히 각 실험에서의 최적 조건을 조합한다고 가장 우수한 고리 비행기가 되는 것은 아니다. 비행 성능이 우수하지 않은 데이터에서 힌트를 얻어 비행 성능을 향상하게 시킬 수도 있다.	✓통제 변인의 조건이 달라졌을 때 조작변인의 극대값이나 비행시간이 어떻게 달라지는지 보여준다.
		독창적 사고	▸기존에 시도되지 않았던 새로운 시도가 고리 비행기의 성능을 향상하게 시킬 수도 있다. ▸독창적인 시도의 경우 대략적으로 실험해보고 확신이 들 때 해당 조작변인을 선택해야 한다.	✓학생들의 도전 정신을 자극한다.
	3단계	대안 선택	▸재현 검증한 결과 및 추가적으로 고민한 사항들을 반영하여 다음 차시에서 한 번 더 자신이 선택한 조작변인에 대해 비행 시간을 측정할 계획을 세운다.	✓우수한 비행성능을 보이는 실험을 하는 것이 중요함을 강조
정리 (5′)	▸검증한 고리 비행기, 새로운 시도를 해 보았던 고리 비행기 등을 잘 간수하고 주변을 정리한다. ▸다음 차시에 추가 실험을 통해 새로운 변인을 검증할 예정임을 안내한다.

4		창의력 중심 모형 교수․학습 과정안(4/5차시)

단원명	과정중심 평가(탐구활동)	차 시	4 5
학습목표	고리비행기의 비행시간을 향상시키기 위한 탐구를 수행할 수 있다. 실험 결과를 분석하여 고리비행기의 비행시간을 향상시킬 수 있다.
학습자료	PPT, 동영상, 고리비행기의 재질(빨대, 종이, 클립, 테이프, 칼, 자, 초시계)
교수․학습 모형	창의력 중심 교수․학습 모형

단계 (시간)	교수․학습활동			자료 및 유의점
도입 (5′)	▸이전 시간에 찾은 추가적인 변인의 조작이 실제 고리 비행기의 비행시간에 어떤 영향을 미치는지 과학적으로 실험한다.			✓정직한 기록이 핵심을 강조한다.
전개 (40′)	1단계	문제 인식	▸조작변인의 변화에 따라 비행시간이 달라지는지 확인한다. ▸조작변인의 간격은 5단계 이상이면서 적절한 범위를 설정한다. ▸조작변인의 간격과 범위는 적절한지 평가한다.	✓비행시간에 영향을 미치는 조작변인을 선택해야 한다.
	2단계	발상적 사고	▸설정한 고리비행기의 규격에 맞춰 고리비행기를 제작한다. ▸주어진 재료 범위 내에서만 고리비행기를 제작한다. ▸조작변인 뿐만 아니라 조작변인 이외의 통제변인 값들을 기록한다.	✓주어진 재료만을 이용하여 제작한다.
		역발상	▸하나의 조작변인 값에 대해 5번을 반복해서 날리면서 비행시간을 측정하여 기록한다. ▸조작변인의 값이 다른 고리비행기를 5회 반복해서 날리면서 비행시간을 측정한다.	✓운동장 중 바람이 잘 불지 않는 곳에서 실험하도록 안내한다.
		독창적 사고	▸반복하여 측정한 값을 엑셀에 기록한다. ▸반복 측정에 의한 불확도를 계산한다. ▸데이터를 그래프로 변환한다. ▸불확도를 오차막대로 표현한다.	✓다음 차시에서 검증될 예정이므로 데이터는 정직하고 정확하게 기록되어야 한다.
	3단계	대안 선택	▸표와 그래프를 해석하여 비행시간 향상에 어떤 도움이 될 수 있는지 작성한다. ▸다른 학생들에 의해 검증될 수 있으므로 보고서를 보고 재현하는데 필요한 모든 정보를 빠짐없이 기록한다. ▸실험방법, 변인, 결과 및 해석만 간결하게 작성한다.	✓통일된 변인 용어를 사용하여 통제 변인의 값을 빠지지 않게 기록하도록 강조한다.
정리 (5′)	▸고리비행기를 만들면서 생긴 쓰레기를 잘 치운다. ▸다음 차시에는 최종 고리 비행기의 성능을 테스트하고 보고서를 작성할 것임을 안내한다.

5		창의력 중심 모형 교수․학습 과정안(5/5차시)

단원명	과정중심 평가(탐구활동)	차 시	5 5
학습목표	고리비행기의 비행시간을 향상시키기 위한 탐구를 수행할 수 있다. 실험 결과를 분석하여 고리비행기의 비행시간을 향상시킬 수 있다.
학습자료	PPT, 동영상, 고리비행기의 재질(빨대, 종이, 클립, 테이프, 칼, 자, 초시계)
교수․학습 모형	창의력 중심 교수․학습 모형

단계 (시간)	교수․학습활동			자료 및 유의점
도입 (5′)	▸2번의 실험 결과를 공유했고 머신러닝 분석 결과도 공유했다. 이를 바탕으로 최종 고리비행기를 제작하고 비행 성능을 테스트한다고 안내한다. ▸최종 보고서를 작성하도록 안내한다.			✓정직한 기록이 핵심을 강조한다.
전개 (40′)	1단계	문제 인식	▸그 동안의 실험결과와 분석 결과를 바탕으로 가장 오랫 동안 비행할 것으로 기대하는 고리비행기를 제작한다.	✓사전에 제작해 오도록 해도 된다.
	2단계	발상적 사고	▸고리 비행기를 날리는 연습을 5분 정도 한다. ▸다른 친구의 고리 비행기를 파손하지 않도록 주의하고 손이 닿지 않는 곳에 고리 비행기가 떨어지지 않도록 주의한다.	✓파손될 것이 염려될 경우 2개의 동일한 고리 비행기를 만들도록 지도할 수 있다.
		독창적 사고	▸5회 반복해서 날리고 그 결과를 기록한다. ▸본인의 키나 힘에서 불리하다고 생각되는 경우 다른 학생이 대신 날려줄 수 있다.	✓과학 조교나 다른 선생님의 도움을 받아 동시에 여러 학생을 평가한다.
	3단계	대안 선택	▸최종 고리 비행기의 규격을 상세하게 적는다. 해당 고리 비행기는 추가적인 연구에 활용될 수도 있다. ▸고리 비행기의 성능을 향상시키기 위해 어떤 노력을 했는지 구체적으로 작성한다. ▸프로젝트를 수행하는 과정에서 무엇을 느끼고 배웠는지 작성하게 한다.	✓학생들의 보고서는 텍스트 마이닝으로 분석하여 활용될 수 있으므로 최대한 상세하게 기술하도록 안내한다.
정리 (5′)	▸고리비행기를 만들면서 생긴 쓰레기를 잘 치운다. ▸고리비행기를 만들면서 생긴 쓰레기를 잘 치우고 다음 차시에는 최종 고리 비행기의 성능을 테스트하고 보고서를 작성할 것임을 안내한다.

□ 창의력 중심 교수․학습 모형 학습지

• 평가 계획(예시)

기준 요소	만점	평가 척도
실험보고서	10	▫ 탐구 방법에 조작변인, 종속변인, 통제변인이 바르게 기술되어 있는가? ▫ 탐구 방법은 실험결과를 재현하기에 충분한 정보가 기술되어 있는가? ▫ 표에 물리량과 단위가 정확하게 표현되어 있는가? ▫ 표에 불확도가 적절하게 표기되어 있는가? ▫ 표에 유효숫자가 바르게 적용되어 있는가? ▫ 그래프에 물리량과 단위는 정확하게 표현되어 있는가? ▫ 그래프에 측정결과 및 분석이 적절하게 표현되어 있는가? (불확도 표현, 필요한 경우 추세선 분석, 그래프에 불필요한 분석이나 표현은 없는지 등) ▫ 조작변인의 간격이나 범위가 적절한가? ▫ 실험결과에 대한 해석과 제언 등은 적절한가?
선행연구 재현 및 수정 보완	10	▫ 다른 학생들에 의해 재현검증을 받았는가? ▫ 과반이상의 학생들에 의해 재현되었는가? (재현되지 않은 경우 그 이유를 합리적으로 설명하는가?) ▫ 다수의 학생으로부터 유용한 탐구 결과라고 인정을 받았는가? ▫ 선행 연구결과에 대한 재현과정은 타당한가? ▫ 선행 연구 결과를 수정 보완하거나 추가실험을 수행하였는가? ▫ 수정보완하거나 추가실험을 수행하여 선행연구의 가치를 더 높였는가? ▫ 수정보완하거나 추가실험을 수행하여 선행연구를 수정보완할 때 표작성 방법을 준수하였는가? ▫ 수정보완하거나 추가실험을 수행하여 선행연구를 수정보완할 때 그래프 표현 방법을 준수하였는가? ▫ 수정보완하거나 추가실험을 수행하여 선행연구를 수정보완할 때 결과 해석이나 논의 등은 적절한가?
결과물 제작	10	▫ 선행연구 결과를 어떻게 활용하여 제작하였는지 정교하게 기술하였는가? ▫ 선행연구를 반영하여 결과물을 제작하였는가? ▫ 선행연구의 결과를 반영해야 하는 이유는 합리적인가? ▫ 제작된 결과물은 선행연구 결과를 제대로 반영하였는가? ▫ 결과물의 비교에서 최소한의 성능을 초과하는가? ▫ 결과물의 비교에서 상위 50% 안에 드는가? ▫ 결과물의 비교에서 상위 75% 안에 드는가? ▫ 다수의 학생으로부터 유용한 탐구 결과라고 인정을 받았는가? ▫ 평가 후 뒷정리는 잘 하였는가?

• 설명자료

• 학생들이 실험한 데이터를 머신러닝으로 분석한 결과

• 3주에 걸쳐 진행된 결과 및 보고서 분석

다.	분석력 중심 교수․학습 모형

1		분석력 중심 모형 교수․학습 과정안(1~2/3차시)

□ 창의력 중심 모형 교수․학습 과정안

단원명	Ⅴ. 물질의 상태 변화 2. 상태 변화와 열에너지 03. 상태 변화와 열에너지의 관계	차 시	1-2 3
학습목표	상태 변화와 열에너지의 관계를 설명할 수 있다.
학습자료	PPT, 학생 활동지
교수․학습 모형	분석력 중심 교수․학습 모형

단계 (시간)	교수․학습활동			자료 및 유의점
도입 (10분)	▸상태 변화할 때 온도변화를 확인한다. ▸무엇 무엇과 관련된 동영상을 시청하게 한다. https://www.youtube.com/watch?v=TXtqp4DaPO0 ▸학습 내용과 학습 목표를 제시하여 확인하도록 한다.			✓주요 개념 학습 여부 확인 ✓동영상을 통한 흥미 유발
전개 (70분)	1단계	본질 파악	▸사물이나 현상의 본질을 탐구하는 방법을 설명한다. 생활 속에서 발생하는 상태 변화하는 과정을 찾아본다.(브레인스토밍) ▸릴레이 형식을 활용하여 모둠활동을 하고 최대한 시간을 여유있게 준다. ▸사물이나 현상 중 하나를 선정하여 탐구해 보도록 한다.	✓상태 변화의 관계 개념 정리 *PPT 자료 등
	2단계	분석	▸모둠별로 작성한 활동지를 복사하여 제공한다. ▸생활 속에서 발생하는 상태 변화하는 과정에서 열의 흡수와 방출로 분류해 본다.(개별) ▸상태 변화할 때 열의 흡수와 방출로 나누게 된 이유를 간단하게 적어본다.	✓활동지
	3단계	비판적 사고	▸탐구한 내용이 옳은 것인지 잘못된 점은 없는지 생각해 보도록 한다. ▸열의 흡수와 방출단계에서 다르게 생각한 이유를 발표한다.	✓PPT
정리 (10분)	▸형성평가 문제를 제시한다. ▸다음 시간에는 상태 변화와 열에너지의 흡수와 방출 관계를 알아본다.			*PPT 자료 등

□ 분석력 중심 교수․학습 모형 학습지1

- 생활 속에서 상태 변화할 때 온도가 변하는 현상 중심으로 적어보기(브레인스토밍)

모둠별 릴레이 형식을 활용하여 자기 순서가 되면 적어보기

순	생활 속에서 상태 변화할 때 온도가 변하는 현상 적어보기
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

□ 분석력 중심 교수․학습 모형 학습지2

- 생활 속에서 상태 변화할 때 온도가 변하는 현상에서 열 흡수와 열 방출 분류하기

모둠별 릴레이 형식을 활용하여 자기 순서가 되면 적어보기

순	생활 속에서 상태 변화할 때(열 흡수)	생활 속에서 상태 변화할 때(열 방출)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

2		분석력 중심 모형 교수․학습 과정안(3/3차시)

□ 분석력 중심 모형 교수․학습 과정안

단원명	Ⅴ. 물질의 상태 변화 2. 상태 변화와 열에너지 03. 상태 변화와 열에너지의 관계	차 시	3 3
학습목표	상태 변화 과정에서 출입하는 열에너지가 생활에 이용되는 사례를 찾고 그 원리를 설명할 수 있다.
학습자료	PPT, 학생 활동지
교수․학습 모형	분석력 중심 교수․학습 모형

단계 (시간)	교수․학습활동			자료 및 유의점
도입 (10′)	▸전 차시 학습 내용(무엇 무엇)을 확인한다. ▸무엇 무엇과 관련된 동영상을 시청하게 한다. https://www.youtube.com/watch?v=TXtqp4DaPO0 ▸학습 내용과 학습 목표를 제시하여 확인하도록 한다.			✓주요 개념 학습 여부 확인 ✓동영상을 통한 흥미 유발
전개 (30′)	1단계	본질 파악	▸실생활에서 상태 변화하는 과정에서 열의 출입 관계를 확인한다. ▸실생활에서 사용하는 물건 중에 상태 변화하는 것을 찾아보도록 한다. ▸열이 흡수된 다음에 일어나는 현상과 열이 방출된 다음에 일어나는 현상을 비교해 본다.	✓관계 개념 정리 *PPT 자료 등
	2단계	분석	▸실생활에서 사용하는 전기제품 중 상태 변화하는 과정을 설명할 수 있는 것을 찾아본다. ▸스마트기기를 활용하여 전기제품의 특징을 검색하고 상태 변화하는 과정 중심으로 기록한다. ▸추가 설명이 필요한 부분을 모둠원들과 협의를 통해 기록해본다.	✓활동지, 스마트 기기
	3단계	비판적 사고	▸탐구한 내용이 옳은 것인지 잘못된 점은 없는지 생각해 보도록 한다. ▸상태 변화하는 과정을 잘못 기록한 부분을 찾아내어 확인한 후 토의과정을 통해 정정한다.	✓활동지
정리 (5′)	▸형성평가 문제를 제시한다. ▸다음 시간에는 빛과 파동 단원을 알아본다.			*PPT 자료 등

□ 분석력 중심 교수․학습 모형 학습지3

- 모둠별로 전기제품을 통해 상태 변화하는 과정을 설명해보기

모둠별 릴레이 형식을 활용하여 자기 순서가 되면 적어보기

품목	상태 변화하는 과정	추가 설명

라.	인내력 중심 교수․학습 모형

1		인내력 중심 모형 교수․학습 과정안(1~2/3차시)

□ 인내력 중심 모형 교수․학습 과정안

단원명	삼투 현상 관찰하기	차 시	1~2 3
학습목표	삼투현상의 개념을 알고, 스스로 실험을 설계할 수 있다. 탐구 결과를 분석하고 오류를 찾아낼 수 있다.
학습자료	동영상 자료, 탐구 활동지, 학습지
교수․학습 모형	인내력 중심 교수․학습 모형

단계 (시간)	교수․학습활동			자료 및 유의점
도입 (5분)	▸1학년 때 배웠던 삼투 현상에 대한 개념을 상기시킨다. ▸달걀을 이용한 삼투 현상 실험 영상을 통해 물의 이동 방향 및 무게 변화에 대한 개념을 이해할 수 있게 한다. ▸학습 내용과 학습 목표를 제시하여 확인하도록 한다. - 삼투 현상을 관찰할 수 있는 실험을 설계해 보는 것과 실험 결과 분석 후 오류 발생 시 그 원인을 찾아내 보는 것이 오늘 수업의 핵심 내용이라는 것을 이해시킨다.			✓주요 개념 학습 여부 확인 ✓동영상을 통한 흥미 유발
전개 (75분 ~ 85분)	1단계 (20분)	추리적 사고 (10분)	▸삼투압의 개념에 대해 설명한다. - 1학년 때 배웠던 내용을 심화시켜 식물세포에서 일어나는 원형질 분리 및 팽윤상태, 흡수력 등에 대해 설명 - 고장액, 등장액, 저장액에 넣었을 때 물의 이동 및 세포의 상태에 대해 정확히 인지할 수 있도록 설명 - 등장액에서와 최대 팽윤상태에서 물의 이동과 흡수력에 대해 혼돈하지 않도록 개념을 정확히 이해하는 것이 중요함을 강조 ▸오늘 실험할 내용(감자를 이용한 삼투현상 관찰)을 설명한다. - 스스로(조별) 탐구 과정을 설계하고 그 결과를 예상해 보도록 안내 ▸탐구 과정 설계 - 등장액을 찾기 위해 실험군의 농도 차를 얼만큼씩 줄 것인지, 실험의 오차를 줄이기 위해 퍼센트 농도와 몰농도 중 무엇을 선택할 것인지 고민해 보도록 안내	✓삼투압의 개념 정리 *PPT 자료 *학습지 *탐구 활동지 *실험 재료 ✓실험실 안전 수칙 준수 - 칼 등 위험한 도구 사용시 유의
	2단계 (50분)	집중력 (20분 ~ 25분)	▸탐구 수행 - 용액 만들기(자신(조)이 설계한 대로 농도에 맞는 5개의 용액을 만든다.) - 등장액을 찾아야 하기에 농도차를 잘 맞출 수 있도록 안내 - 감자 자르기 ▸탐구를 수행하며 탐구를 할 때 집중하도록 한다. - 감자의 크기와 용액에 담가놓는 시간 사이의 관계를 생각해 보도록 안내	✓실험실 안전 수칙 준수 ✓감자의 크기 조절 유의 - 조건이 같게 ✓끈기 있는 탐구 자세 강조
		정밀함 (20분 ~ 25분)	▸시간이 충분히 지난 후 용액에 넣기 전과 후의 감자의 질량 변화를 비교하여 질량 변화율을 계산한다. - 탐구 활동지에 그래프로 표시한다. ▸탐구를 수행할 때 정밀한 실험 결과를 얻기 위해 반복적으로 측정해 보도록 한다. - 처음 실험에서 결과가 잘 나온 조와 비교하여 자신의 조의 결과를 비교하고, 반복 실험을 한다. - 감자의 크기, 실험 시간, 농도 차 등 정밀함의 중요성을 이해하고, 오차를 줄이기 위한 장치를 고안해서 재실험할 수 있도록 안내
		인내 (수시로)	▸반복 실험을 통해 정밀함 및 인내의 중요성을 설명하여 파악하도록 한다. ▸탐구를 수행하며 탐구를 할 때 어려움이 생겨도 끝까지 진행하도록 한다.
	3단계 (15분)	통합 (5분)	▸탐구한 결과를 통합하고, 분석하여 탐구활동지를 작성한다. - 고장액, 등장액, 저장액인 용액을 기록하고, 등장액이라 예상되는 농도와 그 이유를 기록한다.	*탐구 활동지 *학습지 ✓경청하는 자세 강조
		성찰 (10분)	▸탐구를 마친 후 그 과정을 되돌아보도록 한다. - 탐구 과정에서 오차나 오류가 생긴 이유에 대해 생각해보고, 조별로 간단히 발표한다. - 다른 조의 발표 내용을 참고하여 탐구 과정에 필요한 정밀함 및 인내(반복 실험) 등에 대해 생각해 보는 시간을 갖는다.
정리 (5분)	▸탐구 과정에서 오류를 줄일 수 있는 방법에 대해 요약 및 정리한다. ▸다음 차시를 안내한다.			*PPT 자료 등

2		인내력 중심 모형 교수․학습 과정안(3/3차시)

□ 인내력 중심 모형 교수․학습 과정안

단원명	삼투 현상 관찰하기	차 시	3 3
학습목표	삼투현상의 개념을 알고, 스스로 실험을 설계할 수 있다. 탐구 결과를 분석하고 오류를 찾아낼 수 있다. 죽은 세포와 살아 있는 세포에서 일어나는 삼투현상의 차이를 설명할 수 있다.
학습자료	동영상 자료, 탐구 활동지, 학습지
교수․학습 모형	인내력 중심 교수․학습 모형

단계 (시간)	교수․학습활동			자료 및 유의점
도입 (5분)	▸전 시간에 했던 등장액 찾기 삼투압 실험을 상기시킨다. ▸학습 내용과 학습 목표를 제시하여 확인하도록 한다. - 삶은 감자와 생감자를 이용한 실험에 대해 안내			✓주요 개념 학습 여부 확인
전개 (35분)	1단계 (5분)	추리적 사고	▸실험 과정에 대한 영상 시청(결과 미포함) - 실험시 유의할 점에 대해 생각해 보도록 안내 ▸설정한 탐구 목표의 결과를 미리 생각해 보도록 한다. - 영상을 바탕으로 4개의 실험군에서 나타날 결과를 예상해보고 발표해본다.	*PPT 자료 *학습지 *탐구 활동지 *실험 재료
	2단계 (20분)	집중력	▸탐구를 수행하며 탐구를 할 때 집중하도록 한다. - 4개의 실험군을 만듦. - 조건이 달라지지 않도록 집중하며 감자를 준비하고, 물 및 설탕(소금) 등의 양을 정밀하게 투입한다.	✓실험실 안전 수칙 준수 ✓감자의 조건이 같도록 준비 유의 ✓끈기 있는 탐구 자세 강조
		정밀함 / 인내	▸탐구를 수행하며 탐구를 할 때 정밀한 실험 결과를 얻기 위해 반복적으로 측정해 보도록 한다. - 시간 상 반복적으로 측정하기가 부족할 때에는 다른 조의 실험과 비교하여 문제점을 파악할 수 있도록 안내 ▸인내의 중요성을 설명하여 파악하도록 한다. - 충분한 시간을 두고 결과를 관찰하여야 하며, 중간 중간 변화를 체크하도록 안내 ▸탐구를 수행하며 탐구를 할 때 어려움이 생겨도 끝까지 진행하도록 한다.
	3단계 (10분)	통합	▸탐구한 결과를 통합하여 전체적으로 이해하도록 한다. - 4개의 실험군에서 나타난 변화를 활동지에 기록 - 다른 조의 실험(또는 반복 실험) 결과와 비교하여 과정 및 결과의 오차에 대해 생각해 본다.	*탐구 활동지 *학습지 ✓경청하는 자세 강조
		성찰	▸탐구를 마친 후 그 과정을 되돌아보도록 한다. - 감자에서 나타난 결과를 바탕으로 살아있는 세포와 죽은 세포에서 일어나는 삼투 현상의 차이에 대해 발표 - 다른 조의 발표를 경청한다.
정리 (5분)	▸탐구 결과 정리 및 실험실 정리 ▸다음 차시 주제를 안내한다.			*PPT 자료 등

□ 인내력 중심 교수․학습 모형 학습지1

감자를 이용한 삼투현상 관찰

실험 1. 과정

비커 5개에 각각 농도를 달리한 용액(100㎖)을 넣고 표기한다.

- 조별로 %농도 또는 M농도로 적당한 농도의 용액을 만든다.

감자를 같은 크기로 잘라 10개의 조각을 준비한다.

- 조각이 마르지 않도록 배양접시에 뚜껑을 닫고 보관(혹은 랩을 싸서 보관)

감자 조각의 크기와 질량을 측정하여 기록한 후 각 비커에 넣는다.

시간이 충분히 지난 후 감자 조각을 꺼내어 물기를 닦고 크기와 질량을 측정하여 표에 기록한다.

넣기 전과 넣은 후의 질량 및 크기 변화를 비교하여 질량 변화율을 계산한다.

표1. 감자1

농도 구분	A( )	B( )	C( )	D( )	E( )	비고
크기(전)
크기(후)
질량(전)
질량(후)
질량 변화량
질량 변화율(%)

표2. 감자2(반복 실험)

농도 구분	A( )	B( )	C( )	D( )	E( )	비고
크기(전)
크기(후)
질량(전)
질량(후)
질량 변화량
질량 변화율(%)

※ 고려할 점

- 스스로 %농도와 M농도를 선택하여 용액을 만든다.

- 각 용액의 농도 차이를 얼마만큼 주어야 오류를 줄이고 등장액을 찾을 수 있을지 고민해 본다.

결과

1. 질량 증가율(y축)과 용액 농도(x축)의 관계를 그래프로 표시한다.

감자1                                     감자2

2. 저장액과 고장액인 용액은?

3. 등장액이라 예상되는 농도와 그 이유는?

4. 실험 오류가 생겼다면 그 이유는?

□ 인내력 중심 교수․학습 모형 학습지2

감자를 이용한 삼투현상 관찰

실험 2. 과정

1. 삶은 감자와 생감자를 통째로 1~2개씩 준비한다.

2. 각각 껍질을 벗기고 칼로 양쪽 끝이 평평해지게 도려낸 후 한 쪽 끝에 홈을 판다.

(반대쪽으로 뚫리지 않도록 절반 정도까지만 팔 것)

3. 비커(혹은 접시)에 각각 물을 조금 붓고 감자가 반쯤 잠기게 감자를 둔다.

4. 각각의 감자 구멍에 소금을 한 스푼씩 채운다.

5. 시간이 충분히 지난 후 변화를 관찰한다.

관찰

생감자만                                생감자 + 설탕

삶은 감자만                              삶은 감자 + 설탕

결과

1. 각 조건에 따라 생감자와 삶은 감자 구멍 속은 각각 어떻게 되었나?(반응 전 후 비교)

2. 왜 이런 차이가 나는가?(결과를 바탕으로 죽은 세포와 살아있는 세포에서의 삼투 현상 비교)

학습지(삼투현상)

ↈ 삼투

▶ 반투과성 막을 통해 농도가 낮은 쪽(물이 많다)에서 농도가 높은 쪽(물이 적다)으로 물이 확산되는 현상.

- 에너지(ATP)를 소비하지 않음.

< 삼투압 > 삼투로 인하여 반투과성 막이 받는 압력 P=CRT	P: 삼투압 C: 용액의 몰농도 R: 기체상수(0.082) T: 절대온도(273+섭씨온도)
* 27℃에서 0.2M 설탕물의 삼투압은? P = 0.2 × 0.082 × 300 = * 27℃에서 0.2M 소금물의 삼투압은? P = 0.4 × 0.082 × 300 =
* 10% 설탕물이 든 셀로판 주머니를 각각 다른 농도의 설탕물이 든 비커에 담가 두었다. 30분이 흐른 후 셀로판 주머니의 설탕물 농도를 높은 순서로 배열하면? C 〉 B 〉 A

▶세포를 둘러싼 수용액은 세포질과의 삼투압 차이에 따라 구분 가능

- 등장액: 세포질과 삼투압이 같은 수용액

- 고장액: 세포질보다 삼투압이 높은 수용액

- 저장액: 세포질보다 삼투압이 낮은 수용액

▶동물세포의 삼투 : 적혈구

등장액	정상상태 유지 *세포막 안팎으로 이동하는 물분자수가 같다.
고장액	물이 빠져 나가 부피가 작아짐
저장액	물이 들어와 부피가 점점 커지다가 막이 터져 내용물이 빠져나옴➠용혈

▶식물세포의 삼투

등장액	정상상태 유지 *세포막 안팎으로 이동하는 물분자수가 같다.
고장액	세포질의 부피가 작아지다가 세포막이 세포벽에서 떨어진다. ➠원형질 분리
저장액	물이 들어와 세포의 부피가 커짐➠팽윤 *단단한 세포벽이 있어 일정 부피가 되면 더 이상 커지지 않는다.

▶식물세포의 팽압과 삼투압

- 팽압 : 저장액에 식물세포를 넣었을 때 물이 들어오면서 세포 내부에서 세포벽 쪽으로 미는 힘이 발생하는데 이 압력을 팽압이라 함

- 흡수력 : 식물 세포가 물을 흡수하는 힘

*원형질 분리상태로 있는 동안에는 흡수력이 삼투압과 같다.

- 팽압이 증가할 때에는 흡수력이 감소함.

* 흡수력 = 삼투압 – 팽압

- 팽압과 삼투압이 같아지면 흡수력은 0이 되고 더 이상 식물 세포는 물을 흡수하지 않는데, 이를 최대 팽윤 상태라고 한다.

▶원형질 분리가 일어난 어떤 식물세포를 저장액에 넣었을 때 세포 부피에 따른 삼투압, 팽압, 흡수력의 변화를 나타낸 그래프

(가) (나)	* (가)와 (나)의 그래프는 각각 무엇인가? (가)-삼투압 그래프, (나)-팽압 그래프 * A, B, D 시점에서 세포의 상태는? A-원형질 분리 B-정상세포(한계원형질 분리점) C-팽윤상태 * B, C, D에서 수분흡수력은? B-10기압, C-5기압, D-0기압

마.	도전력 중심 교수․학습 모형

1		도전력 중심 모형 교수․학습 과정안(1/3차시)

□ 도전력 중심 모형 교수․학습 과정안

단원명	수리 창의 사고력 향상	차 시	1 3
학습목표	교과의 기본개념을 이해하여 실생활의 다양한 상황에서 문제를 해결할 수 있다. 모둠별 협동을 통해서 학습에 대한 긍정적 태도를 가질 수 있다.
학습자료	설문지, 인포그래픽
교수․학습 모형	도전력 중심 교수․학습 모형

단계

(시간)

교수․학습활동

자료 및 유의점

도입

(5분)

▸전 차시에 학습한 과학적 탐구과정을 확인한다.

▸작성한 인포그래픽에서 탐구과정 절차를 학습한다.

▸학습 내용과 학습 목표를 제시하여 확인하도록 한다.

교과의 기본개념을 이해하여 실생활의 다양한 상황에서 문제를 해결할 수 있다.

모둠별 협동을 통해서 학습에 대한 긍정적 태도를 가질 수 있다.

✓주요 개념 학습 여부    확인

✓인포그래픽을 통한    흥미 유발

전개

(35분)

1단계

호기심

▸일상생활에서 흔히 일어나는 상황에서 과학적 요소를 유발할 수 있는 주제를 제시한다.

▸ 친구들이 제시하는 가설을 바탕으로 예상되는 결과를 기재한다.

▸호기심을 갖고 자유탐구 주제에 관련된 새롭고 신기한 사물(이나 현상)을 살펴보는 활동을 한다.

✓연역적 탐구과정

개념 정리

*인포그래픽

2단계

흥미

▸흥미의 중요성을 설명하여 이해하도록 한다.

▸다양한 주제 중 함께 탐구할 주제를 선정한다.

*핸드폰, 설문지

3단계

도전

▸도전의 중요성을 설명하여 이해하도록 한다.

▸그룹별 자유탐구 주제에 관련된 새로운 실험방법을 찾아 도전해 보도록 한다.

▸실현 가능한 구체적인 실험방법에 도전한다.

*검색가능 전자기기

정리

(5분)

▸과학적 탐구과정  형성평가 문제를 제시한다.

▸언택트 실험부스 운영에 필요한 스토리보드 작성에 대한 안내를 한다.

□ 도전력 중심 교수․학습 모형 학습지

2		도전력 중심 모형 교수․학습 과정안(2/3차시)

□ 도전력 중심 모형 교수․학습 과정안

단원명	수리 창의 사고력 향상	차 시	2 3
학습목표	언택트 수업에 활용가능한 온라인 체험꾸러미를 개발할 수 있다. 모둠별 협동을 통해서 나눔, 배려, 협동심을 기를 수 있다.
학습자료	설문지, 인포그래픽
교수․학습 모형	도전력 중심 교수․학습 모형

단계

(시간)

교수․학습활동

자료 및 유의점

도입

(5분)

▸광고와 스토리보드 차이를 분석한다.

▸학습 내용과 학습 목표를 제시하여 확인하도록 한다.

언택트 수업에서 활용 가능한 온라인 체험꾸러미를 개발할 수 있다.

모둠별 협동을 통해서 나눔, 배려, 협동심을 기를 수 있다.

✓주요 개념 학습 여부 확인

✓동영상을 통한 흥미 유발

전개

(35분)

1단계

호기심

▸역할분담을 통해, 실험키트 제작에 호기심을 갖는다.

*탐구활동지

2단계

흥미

▸스토리보드를 작성하여 전달력 있는 영상을 제작한다.

3단계

도전

▸ UCC 제작 계획서를 완성한다.

- 필요한 물품, 구입 방법, 구입처, 예상 비용 등 실험과정을 구체화한다.

▸ 견적서를 작성한다.

1인당 3,000원 내외로 산정하기 위해 대량구매와

소량 구매의 장.단점을 파악한다.

정리

(5분)

▸스토리보드와 견적서를 활용하여 새로이 알게 된 내용을 정리한다.

▸학습 목표를 제시하면서 관련 학생 실험 결과에 따라 피드백한다.

▸일상생활에서 일어나는 모든 사건에 과학적 원리를 포함할 수 있음을 이야기한다.

▸차시 예고

- 실험 키트 제작

□ 도전력 중심 교수․학습 모형 학습지

□ 탐구활동 내용

□ 제출보고서

3		도전력 중심 모형 교수․학습 과정안(3/3차시)

□ 도전력 중심 모형 교수․학습 과정안

단원명	수리 창의 사고력 향상	차 시	3 3
학습목표	체험. 탐구 중심의 체험 동영상을 제작. 보급함으로써 생각하는 힘을 기를 수 있다. 직접 부스 운영을 통해 심층적으로 과학적 탐구과정을 수행 할 수 있다.
학습자료	설문지, 인포그래픽
교수․학습 모형	도전력 중심 교수․학습 모형

단계

(시간)

교수․학습활동

자료 및 유의점

도입

(5분)

▸활동지를 제공해 실험 방법을 확인한다.

▸학습 내용과 학습 목표를 제시하여 확인하도록 한다.

체험․탐구 중심의 체험 동영상을 제작․보급함으로써 생각하는 힘을 기를 수 있다.

직접 부스 운영을 통해 심층적으로 과학적 탐구과정을 수행 할 수 있다.

*탐구활동지

전개

(35분)

1단계

호기심

▸실험 UCC를 통해 부스 운영 방법을 제시한다.

✓동영상을 통한 흥미 유발

✓유의사항 반드시 확인

2단계

흥미

▸실험 준비물을 확인하여 누락된 물품이 없는지 확인한다.

▸실험 과정을 영상을 통해 다시 확인한다.

▸자신만의 활동을 할 수 있도록 창의적인 요소를 구상한다.

3단계

도전

▸ 직접 물품을 제작해 과학적 내용을 확인한다.

정리

(5분)

▸활동지를 정리하며, 느낀점을 기재하고 응용할 수 있는 실험방법을 기재한다.

□ 도전력 중심 교수․학습 모형 학습지

□ 학생제작 부스 홍보지, 활동지