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1 2014학년도 장학자료 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이 - 5~6학년군 -

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3 발 간 사 우리의 역사를 돌이켜 볼 때 오늘날처럼 과학이 우리 생활에 중요한 역할을 담당하던 시기는 없었습니다. 특히 우리나라와 같이 천연자원이 부족한 국가가 세계와의 경쟁에서 살아남기 위한 필수 과제는 과학적 소양을 갖춘 인재를 양성하는 것입니다. 초등학교 교육과정 과학과 목표에도 과학적 사고력과 창의적 문제해결력을 길러 일상생활의 문제를 해결할 수 있는 과학적 소양을 길러야 한다고 명시했듯이 초등학교 단계에서 이루어진 과학적 능력은 장차 우리나라의 발전에 커다란 밑바탕이 될 것입니다. 재미있고 즐거운 교실수업을 통해 배우는 과정에서 제공되는 다양한 교수 학습자료들은 학 생들에게 과학에 대한 흥미를 유발하고 과학에 대한 이해를 높여 과학적 소양을 기르는 데 기여 할 것이며, 과학에 대한 호기심을 키우는 기회를 제공할 것입니다. 이러한 점을 감안하여 초등학교 과학과 교육과정과 연계된 탐구학습에 필요한 지도서와 영상 자료를 개발하여 교육현장에서 선생님들이 과학과 탐구학습 내용을 보다 용이하게 지도할 수 있 도록 하는데 중점을 두었습니다. 이번에 발간된 본 교사용 길라잡이는 교과서에 제시되지 않은 새롭고 다양한 탐구실험 및 탐 구학습에 필요한 지도자료 21편 이외에 자유탐구 지도의 실제, 효율적인 과학실험실 운영방법, 융합인재교육 지도 자료를 제시하여 초등교사 및 과학교육업무실무원에게 큰 도움이 되기를 기 대합니다. 그리고 본 장학자료 발간을 위해 도움을 주신 제주특별자치도교육청 양석철 장학관님, 제주 특별자치도교육청 김지혜 장학사님, 동화초등학교 조윤하 교감선생님, 대정여자고등학교 정명 아 교감선생님을 비롯하여 바쁜 시간 중에도 본 장학자료 개발을 위해 최선을 다해 주신 개발위 원 여러분께 깊은 감사를 드립니다 제주특별자치도교육감 이 석 문 5~6학년 지도용 003

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5 차 례 Ⅰ. 들어가는 말 1. 개발 동기 개발 목적 개발 방향 자료 활용 자료 목록 013 Ⅱ. 지도의 실제 1. 탐구실험 지도 자유탐구 지도 융합인재교육(STEAM) 지도 159 참고문헌 및 참고사이트 227 5~6학년 지도용 005

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7 Ⅰ. 들어가는 말 1. 개발 동기 개발 목적 개발 방향 자료 활용 자료 목록 013 5~6학년 지도용 007

8 Ⅰ. 들어가는 말 Ⅰ. 들어가는 말 01 개발 동기 초등학교 교과용도서는 학생들의 기초탐구능력과 기본 과학개념에 대한 학습능력을 신장시키 고, 교사들이 효율적으로 활용할 수 있도록 제작되었다. 그러나 실제 초등교사 및 과학교육업무실무원(이하 교사)들이 교수-학습 상황에 직면했을 때, 과학과 탐구학습 사전 준비 및 탐구ㆍ실험 활동이 여의치 않아 수업이 난관에 부딪히는 경우가 종종 발생하고 있다. 이러한 점을 감안하여 현장에서 겪는 여러 어려움을 해결하는데 도움을 주기 위하여 본 장학자 료를 개발하게 되었으며 과학과 탐구ㆍ실험 활동에 따르는 이론과 탐구 지도 방법, 사전준비, 자 유탐구 지도의 실제, 융합인재교육(STEAM) 지도 자료 등을 사진 자료 및 동영상을 안내책자와 함께 제공하였다. 02 개발 목적 가. 초등학교 5~6학년용 과학 교과서에 수록된 탐구실험에 대해 쉬운 용어를 사용하여 안내서를 작성하고, 실험과정을 자세하게 영상자료로 제작함으로써 과학을 전공하지 않은 교사나 과학 교육업무실무원들의 교수 학습 지도의 유용한 지침서가 될 수 있다. 나. 교과 내용과 관련된 자유탐구 지도의 실제, 융합인재교육(STEAM) 지도 자료 등을 제시함으로 써 과학과 교수ㆍ학습활동, 창의적체험활동, 교사들의 과학교과 운영에 도움을 주기 위해서이 다. 다. 학생들의 과학에 대한 흥미와 창의력을 제고함으로써 과학탐구의 기회를 확대하여 효율적인 과학과 교육과정 운영에 도움을 주기 위해서이다. 03 개발 방향 가. 개발 주제 선정은 교사를 대상으로 안전사고가 우려되는 실험이나 결과가 부정확한 실험을 설문조사를 통하여 파악한 후 정했으며 동영상과 사진자료를 지도서와 함께 개발하였다. 나. 교사들의 요구를 적극 반영하여 개발함으로써 학교 현장에서 활용도가 높은 교사용 자료가 되도록 내용에 충실을 기하였다. 다. 장학자료 개발 영역은 초등학교 5~6학년의 과학과 탐구영역 및 자유탐구, 융합인재교육 (STEAM)으로 하였다. 008 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

9 04 자료 활용 가. 자료의 특징 1) 실험중심의 탐구학습을 위한 길잡이 역할 가) 교사가 실제로 수업을 하는데 활용하기 편리하도록 판형, 색도, 체 제를 보기 쉽게 구성하였고 동영상이 있는 실험에는 동영상자료를 표시하는 아이콘( )을 삽입하였다. 나) 실험시 주의 사항을 제시하고 참고자료를 통해 교사들에게 탐구실 험의 길라잡이 역할을 제공함으로써 다양한 교수-학습 자료로 활 용되도록 구성하였다. 2) 학생들의 자유탐구 지도를 위한 안내서 가) 자유탐구에 대한 정의 및 흐름 등을 나열하여 학생지도에 필요한 사항을 소개하였다. 나) 자유 탐구에 대한 사례를 중심으로 소개하여 전체적인 흐름을 알 게 하였다. 3) 융합인재교육(STEAM) 지도 자료 가) 학년 및 주제에 맞게 연계형, 통합형 수업모 형을 선택하여 수업에 적용할 수 있는 자료 로 구성하였다. 나) 교수-학습 활동에 STEAM 과목 요소를 적용 하여 현장에서 활용할 수 있는 융합인재교육 (STEAM) 지도 자료로 구성하였다. 5~6학년 지도용 009

10 Ⅰ. 들어가는 말 나. 지도서의 내용 구성 1) 효율적인 실험 방법 소개 탐구실험제목 학년별 과학과 교육과정 단원의 학습내용과 관련된 실험이며 교과서에 제시된 실험과 방법을 달리하였 다. 실험제목의 실험의 주제를 나타낼 수 있도록 정하였으며 동영상이 있는 실험은 로 표시하였다. 지도 목표 교수 - 학습활동에서 교사가 지도해야 할 사항을 제시하여 교사 자신의 역할을 명확히 인식하는데 주안 점을 두었다. 실험 개요 탐구 실험의 전체적인 흐름과 개발의도를 설명하고 창의적 탐구활동 지도에 초점을 두었다. 실험 준비물 생활 주변에서 쉽게 구할 수 있는 재료를 중심으로 실험을 구성하였으며 탐구실험을 위한 수업 준비에 도움이 되도록 하였다. 실험 시 유의사항 탐구활동 중 실험 결과에 영향을 미치는 요인이나 안전사고에 대비한 사항을 제시하여 효율적인 실험이 되도록 배려하였다. 실험 과정 실험과정 전체를 순차적으로 정리하여 나열하였으며 실험장면도 구체적으로 알 수 있도록 하였다. 그리 고 실험단계에서 주의해야 할 사항은 [Tip]으로 제시하였다. 실험 결과 정리 실험결과를 제시하여 탐구실험의 정리 부분에서 학생들에게 지도해야 할 사항을 명시하였다. 010 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

11 참고 자료 탐구실험과 관련된 이론이나 원리를 제공하여 학생들의 수준에 맞게 지도할 수 있도록 심화 내용을 중 심으로 구성하였다. 그리고 탐구실험과 관련하여 참고할 수 있는 홈페이지나 출처를 명확히 밝혀 과학수업 및 탐구활동 과 정에서 보다 쉽게 정보를 찾고 활용할 수 있도록 하였다. 2) 자유탐구 지도 자유탐구 안내 자유탐구에 대한 개요를 서술하여 탐구활동의 맥락을 파악하게 하였다. 주제별 자유탐구의 흐름 초등학교 5~6학년 수준에 맞게 주제에 대한 전체적인 흐름을 제시하여 탐구활동의 단계를 익힐 수 있 도록 하였다. 자유탐구의 단계별 활동 주제에 따른 단계별 활동에서 사례를 들어 제시하면서 자세하게 안내하였다. 3) 융합인재교육 지도 자료 주제 개요 및 학습 목표 학년 및 주제에 맞게 교과를 연계하거나 통합하였고 내용 목표와 과정 목표를 구체적으로 제시하였다. STEAM 과목 및 단계 요소 교수-학습 활동을 (Science 과학), (Technology 기술), (Engineering 공학), (Art 예술), (Math 수학)으로 구분하여 제시하고 교수-학습 과정을 상황제시, 창의적 설계, 감성적 체험으로 구성하였다. 교수-학습 과정안 및 지도 자료 차시별 내용 및 평가 계획을 반영한 교수-학습 과정안을 소개하고, 현장에서 활용할 수 있는 교사 및 학 생용 지도 자료를 첨부하였다. 5~6학년 지도용 011

12 Ⅰ. 들어가는 말 다. 영상자료(DVD)의 구성 탐구실험 지도목록 지도서에 수록된 자료의 목록을 장별로 일목요연하 게 정렬하여 사용자가 필요한 자료를 쉽게 찾도록 하 였다. 탐구실험 사전 안내 탐구실험의 제목, 지도목표, 실험(관찰)개요, 실험( 관찰)준비물 및 실험(관찰) 시 유의사항을 안내하였 다. 탐구실험(관찰) 과정 및 결과, 참고자료 탐구실험(관찰)의 과정, 결과 정리, 참고자료를 제 시하여 교수-학습활동의 흐름을 파악할 수 있게 하였다. 동영상 탐구실험(관찰)과정 및 결과 정리 등을 동영상으로 제작하여 제공함으로써 교수-학습활동에 도움이 되도록 구성하였다. 012 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

13 05 자료 목록 1. 탐구실험지도 연번 관련 학년 단원 실험 제목 실험 주제 자료 유형 쪽수 1 5학년 1학기 태양계와 별 북쪽 하늘의 별자리 북쪽 하늘의 특성을 이용하여 북극성 찾기 사진자료 학년 1학기 태양계와 별 태양계 행성의 크기 태양계 행성의 상대적 크기 비교하기 사진자료 학년 1학기 온도와 열 간이 보온병 만들기 보온병의 원리를 이용하여 창의적인 보온병 만들기 사진자료 동영상 학년 1학기 용해와 용액 고체물질 녹이기 고체의 용해에 주는 요인 이해하기 사진자료 동영상 학년 1학기 용해와 용액 용액의 진하기 비교 용액의 진하기를 상대적으로 비교하기 사진자료 동영상 학년 1학기 태양계와 별 태양에서 행성까지의 거리 태양에서 행성까지의 거리 비교하기 사진자료 학년 1학기 온도와 열 기체의 열이동 기체의 대류현상 알아보기 사진자료 동영상 학년 2학기 산과 염기 산성용액과 염기성용 액의 성질 산과 염기의 반응성을 관찰하고 성질 알아보기 사진자료 동영상 학년 2학기 물체의 빠르기 물체의 빠르기와 시간 물체의 빠르기를 비교하기 사진자료 학년 2학기 날씨와 우리 생활 기상청에서 하는 일 우리고장의 기상청에서 하는 일 알아보기 사진자료 학년 2학기 날씨와 우리 생활 날씨 정보 알아보기 날씨에 대한 여러 가지 정보를 보고 이해하기 사진자료 학년 2학기 산과 염기 천연지시약을 이용한 산과 염기 구분 자주색 양배추를 사용하여 천연지시약 만들기 사진자료 동영상 학년 1학기 여러 가지 기체 이산화탄소 감지 장 치 만들기 이산화탄소 감지 장치 만들기 사진자료 동영상 학년 1학기 지구와 달의 운동 스텔라리움으로 공부하는 태양 스텔라리움으로 태양의 남중고도 이해하기 사진자료 083 5~6학년 지도용 013

14 Ⅰ. 들어가는 말 연번 관련 학년 단원 실험 제목 실험 주제 자료 유형 쪽수 15 6학년 1학기 지구와 달의 운동 태양과 별자리 알아보기 스마트기기를 이용하여 태양과 별자리 이해하기 사진자료 학년 1학기 여러 가지 기체 산소의 성질 산소의 성질을 이해하고 산소 포집하기 사진자료 동영상 학년 1학기 지구와 달의 운동 낮과 밤이 생기는 이유 지구의 자전과 관련지어 낮과 밤이 생기는 이유 이해하기 사진자료 동영상 학년 1학기 렌즈의 이용 렌즈와 빛의 굴절 렌즈의 종류 알아보기 사진자료 동영상 학년 2학기 연소와 소화 연소와 소화 연소와 소화의 조건 알아보기 사진자료 동영상 학년 2학기 연소와 소화 양초의 연소 양초가 연소하기 위한 조건 알아보기 사진자료 동영상 학년 2학기 전기의 작용 전구의 연결과 밝기 전구에 불이 켜지는 전기회로 알아보기 사진자료 동영상 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

15 2. 자유 탐구 지도 연번 주제 내용 쪽수 비고 1 청정 제습기 만들기 제습기의 원리를 이용한 청정 제습기 만들기 껍질을 벗긴 바나나의 갈변 현상을 효율적으로 막는 방법 껍질을 벗긴 바나나 색이 변하는 갈변현상 탐구하기 어떤 야채가 가장 많은 산소를 발생시킬 수 있을까? 야채를 이용한 산소 발생 방법 탐구하기 흰 옷에 묻은 얼룩을 제거하는 방법 여러 가지 얼룩제거 방법 탐구하기 특명! 아이스크림을 보호하라 - 드라이아이스의 정체 드라이아이스 사용과 관련된 탐구 실험 수행하기 융합인재교육 지도 연번 주제 내용 쪽수 비고 1 별 빛 속으로 2 CO 2를 줄여라! 지구를 살려라! 3 물 절약, 꼭! 필요하죠? 4 보온이 잘 되는 집 계절별로 별자리가 달라짐을 지구의 자전 과 공전과 관련하여 이해하고 별자리 유래 를 재구성하여 대본으로 나타내기 지구온난화와 이산화탄소와의 관계를 이 해하고 이산화탄소를 줄이기 위한 방법 실 천하기 물이 정화되는 원리를 이해하고 오염된 물 을 깨끗하게 정화할 수 있는 장치 제작하기 친환경 기술을 이용하여 주변 환경과 조화 를 이루는 건축물 만들기 ~6학년 지도용 015

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17 Ⅱ. 지도의 실제 1. 탐구실험 지도 5~6학년 지도용 017

18 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 북쪽 하늘의 별자리 5학년 1학기 생명과 지구 - 태양계와 별 지도 목표 북쪽 하늘 별자리의 모양을 알고 밤하늘에서 찾을 수 있게 한다. 북쪽 하늘의 별자리를 이용하여 북극성을 찾을 수 있게 한다. 탐구 개요 북쪽 하늘의 별자리를 찾아보고 북쪽 하늘의 별자리를 이용하여 북극성을 찾아보는 활동이다. 탐구 준비물 북쪽 하늘의 별자리 주의 사항 1. 관찰 시기에 따라서 학생들이 관찰하기 적당한 시각에 북두칠성이 관찰되지 않을 수 있다. 따라서 컴퓨 터 소프트웨어 혹은 앱(App)등을 미리 확인하여 과제를 제시하거나, 스마트 기기를 이용하여 수업을 할 수도 있다. 2. 북극성은 별자리가 아니라 별 하나의 명칭이며, 북두칠성은 큰곰자리의 일부분으로서 우리나라 고유의 별자리 이름이다. 018 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

19 탐구 과정 1. 별자리의 의미를 이해한 다음, 북쪽 하늘 별자리의 모양과 전설을 조사한다. 별자리란 무엇인가? 신화에 나오는 사람이나 사물 또는 동물의 모습과 관련시켜서 밝은 별을 중심으로 몇 개의 별을 연결 한 것이다. 북쪽 하늘에서 볼 수 있는 별자리에는 어떤 것이 있을까? 큰곰자리(북두칠성), 카시오페이아자리, 작은곰자리 2. 북두칠성과 카시오페이아를 이용하여 북극성을 찾는 방법을 이해하고, 밤하늘에서 찾아본다. 북두칠성을 이용하여 작은곰자리의 꼬리 끝부분에 있는 북극성을 찾아보자. 북극성은 북두칠성의 국자 모양 아래 부분을 다섯 배 연장 한 곳에 있다. 카시오페이아자리를 이용해서 북극성을 찾아보자. 카시오페이아자리의 양쪽 끝 선을 연장하여 교차하는 점과 가운데별의 거리만큼 다섯 배 연장하면 북극성이 있다. 3. 북두칠성과 카시오페이아자리를 보고 연상되는 모양을 이야기해 본다. 북두칠성 : 국자, 바가지, 갈고리 등 카시오페이아 : 산, 활 등 4. 사막이나 바다에서 별자리를 보고 방향을 찾을 수 있는 방법을 설명하여 보자. 5. 만약 밤하늘에서 카시오페이아자리가 보이지 않고 북두칠성만 보인다면 북극성을 어떻게 찾을 수 있을까? 탐구 결과 정리 1. 별자리의 유래 밝게 보이는 별을 연결하여 사람이나 동물, 물건 등의 모양과 관련지어 별자리 이름을 붙였다. 별자리는 여러 지역으로 전해지면서 그 지역의 전설이나 신화와 연결되었고, 이야기로도 만들어졌다. 2. 북쪽 하늘의 대표적인 별자리에는 큰곰자리(북두칠성), 카시오페이아자리, 작은곰자리(북극성)가 있다. 3. 북극성을 찾는 방법 북두칠성이나 카시오페이아자리를 이용하여 찾는다. 북두칠성을 이용하여 찾는 방법: 북두칠성의 국자 모양 앞부분 거리의 5배 연장되는 선에 북극성이 존재한다. 카시오페이아자리를 이용하여 찾는 방법 : 준비물 사진자료 참조 5~6학년 지도용 019

20 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 참고 자료 큰곰자리에 관한 전설 여신 헤라가 칼리스토라는 여자를 곰으로 만들었는데, 하루는 곰의 모습을 하고 있던 칼리스토가 자 신의 아들을 발견하고는 반가워서 달려간다. 그 순간 아들은 자신의 어머니를 향해 화살을 쏘려고 하자 제우스가 두 명을 큰곰자리와 작은곰자리로 만들었다. 큰곰자리 중 꼬리부분이 북두칠성 큰곰자리 그림도 카시오페이아자리에 관한 전설 카시오페이아는 그리스 신화에 나오는 왕비의 이름이다. 자신의 아름다운 용모를 뽐내다가 바다의 신인 포세이돈을 화나게 하여 자신의 딸을 희생시킬 뻔하였다. 별자리 관찰 요령 1. 관찰 장소 가장 좋은 방법은 도시에서 멀리 떨어진 시골로 가는 것이다. 하지만 별자리를 찾아본 적이 없는 초 보자는 별자리가 시골 하늘의 수많은 별들 속에 묻혀 버려 숨은 그림을 찾는 것처럼 어렵다. 초보자는 밝은 별만 보이는 도시의 하늘에서 길라잡이 별이나 별자리부터 공부하는 것이 좋다. 즉, 해당되는 계 절과 시각에 밤하늘에서 잘 보이는 밝은 별이나 쉽게 관측되는 별자리를 먼저 찾고, 이를 근거로 다른 별자리의 길잡이 별자리로 이용한다. 2. 어둠에 대한 적응 별을 볼 때 우리 눈을 어둠에 적응시키는 데 시간이 필요하다. 처음에는 밝은 별 밖에 볼 수 없으나, 약 5분 정도의 시간이 지난 다음에 희미한 별도 볼 수 있다. 3. 관찰 자세 별자리 판을 머리 위로 들고 별자리를 관찰하다 보면 목이 뻐근해짐을 느끼게 된다. 따라서 돗자리나 평상에 누워 관찰하면 오래 동안 별을 관찰하기에 좋다. 4. 별자리 찾는 방법 북두칠성이나 카시오페이아자리 같은 쉽게 찾을 수 있는 별자리부터 시작하여 그것에 가까이 있는 020 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

21 다른 별자리들을 하나하나 찾아나가며 익힌다. 이때, 성도(천구 위의 항성이나 별자리를 평면위에 나타 낸 그림)를 이용한다. 북두칠성 북두칠성 은 일곱 개의 별이 국자 모양으로 북쪽 하늘에 빛난다 는 뜻으로 지어진 이름이다. 이름대로 북두칠성은 북극성(Polaris) 주 위에 떠 있는데, 1월에는 북극성의 동쪽에서 떠오르고 7월에는 북극 성의 서쪽에서 떠오른다. 가장 가까운 미자르까지가 78광년(1광년= 빛으로 1년 동안 갈 수 있는 거리, 약 9조 4600억Km)이고, 가장 먼 거리에 있는 것은 두브헤로 124광년 떨어져 있다. 그리고, 이 별들 은 각각 이름이 있는데, 서양과 동양식이 다르다. 일반적으로 별자 북두칠성 번호그림 리 이름을 나타낼 때 표기를 밝은 순서로 α, β, γ로 표기하나 북두 칠성의 경우는 모양의 순서대로 표기하였고, δ(델타)별인 메그레즈를 제외한 다른 별들은 거의 2등성으 로 비슷하다. 동양식 이름 서양식 이름 표기 지구와의 거리 (광년) 등성 크기 (태양직경과 비교) 천추( 天 樞 1) 두브헤(Dubhe1) α(알파)별 천선( 天 璇 2) 메라크(Merak2) β(베타)별 이상 천기( 天 璣 3) 페크다(Phecda3) γ(감마)별 천권( 天 權 4) 메그레즈(Megrez4) δ(델타)별 옥형( 玉 衡 5) 알리오스(Alioth5) ε(입실론)별 개양( 開 陽 6) 미자르(Mizar6) ζ(제타)별 쌍성 요광( 搖 光 7) 알카이드(Alkaid7) η(에타)별 참고 사이트 사이언스올 scienceall.com 구글어스 google.com/earth/ LG사이언스랜드 lg-sl.net 조선오피니언 news.chosun.com/site/data/html_dir/2010/03/01/ html 5~6학년 지도용 021

22 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 태양계 행성의 크기 5학년 1학기 생명과 지구 - 태양계와 별 지도 목표 태양계 행성들의 상대적 크기를 비교하여 설명할 수 있게 한다. 탐구 개요 태양계 행성들 간의 크기를 과일의 크기를 통해 상대적으로 알아보는 활동이다. 탐구 준비물 과일(수박, 멜론, 배, 사과, 방울토마토, 포도, 체리, 앵두) 주의 사항 1. 계절이나 기타 조건으로 과일 준비가 어려울 수도 있다. 그런 경우에는 인터넷에서 실제 크기로 해당 과 일을 프린트해서 사용할 수 있다. 2. 학생들에게 과일의 크기 비교가 아니라 그 과일에 해당되는 태양계 행성들이 무엇인지 인지시켜 상대적 크기 비교가 가능하게 지도해야 한다. 3. 태양계 행성들 간의 크기를 비교해 주는 동영상을 준비하여 실험이 끝난 후 시청한다. 022 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

23 탐구 과정 1. 준비물 준비하기 각각의 과일을 준비한다. 크기가 큰 순서대로 배열해 본다. 지구의 반지름을 1이라고 보고 다른 행성과의 상대적인 크 기를 비교한 표를 관찰한다. 행성 수성 금성 지구 화성 상대크기 행성 목성 토성 천왕성 해왕성 상대크기 상대적인 크기가 너무 큰 태양은 제외한다. 2. 행성과 과일 짝지어보기 태양계 행성들의 크기를 비교할 과일들을 짝지어 보자. 수성 금성 지구 화성 목성 토성 천왕성 해왕성 체리 포도 방울 토마토 앵두 수박 메론 배 사과 과일을 크기 순서대로 나열하여 각 행성들의 크기를 상대 적으로 비교해 본다. 태양계 행성을 크기가 큰 것부터 찾아 순서대로 써 본다. 3. 지구와 비교하여 보기 지구와 크기가 가장 비슷한 행성을 찾아 써 본다. 태양계 행성을 지구보다 큰 행성과 작은 행성으로 분류하 여 본다. 지구보다 큰 행성 목성, 토성, 천왕성, 해왕성 지구보다 작은 행성 수성, 금성, 화성 5~6학년 지도용 023

24 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 탐구 결과 정리 1. 행성을 큰 것부터 순서대로 정리하면 목성, 토성, 천왕성, 해왕성, 지구, 금성, 화성, 수성 순임을 알 수 있다. 2. 행성들의 실제 반지름의 길이를 조사하여 정리해 본다. 3. 지구보다 큰 행성은 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이며, 작은 행성은 금성, 화성, 수성이다. 참고 자료 행성 크기 비교(구글어스) 행성 기호 024 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

25 태양계 행성사진(구글어스) 금성 목성 수성 지구 천왕성 토성 해왕성 화성 5~6학년 지도용 025

26 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 행성 크기에 비례한 과일 크기비교 토 성 목 성 천 왕 성 수 성 화 성 금 성 지 구 해 왕 성 <지구의 직경을 1cm로 했을 때의 실제 비교 크기> 026 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

27 소행성 이야기 1930년대에 발견되었던 태양계 제일 바깥쪽의 행성으로 알려졌던 명왕성은 2008년 국제천문연맹(IAU)에 서 해왕성 바깥쪽의 천체 중 소행성인 천체를 통칭하여 명왕성체로 부르기로 결정했다. 명왕성은 크기가 작고, 타원형으로 돌고, 궤도면이 17.1도나 기울어지는 등의 이유로 행성에서 제외되었 다. 하지만 가장 설득력을 가지는 이유는 바로 행성 정의 수정안의 핵심은 해당 구역에서 지배적인 천체 여야 한다는 것이다. 얼마 전에 태양계 행성이 12개로 늘어난다는 기사가 보도되었다. 새로 끼게 된 행성 이름들이 세레스, 카론, 제나 이렇게 세 개였는데 바로 여기서 카론이라는 소행성은 원래 명왕성의 위성으 로 밝혀졌었다. 하지만 카론의 크기 또한 명왕성이랑 비슷할 만큼 커서 지름이 천km가 넘는 걸로 추정되 고 있다. 문제는 위성이었던 카론이 어떻게 행성이 될 뻔 했을까하는 것이다. 일반적으로 달(지구 위성)이나 타이탄(토성의 위성), 가니메데(목성의위 성)같은 위성들은 자기의 행성에 비해 비교도 안 되는 아주 작은 질량을 가지고 있어서 행성의 운동에 아무 영향을 주지 못한다. 최근에 이 카론은 명왕성이랑 거의 비슷한 수준의 크기를 가지고 있기 때문에 서로가 영향을 미친다는 사실이 알려 졌다. 결국 카론이 명왕성을 도는 것이 아니고 서로 돌고 있다는 것이다. 그것도 아주 가까운 만여 킬로미 터 거리에서. 명왕성은 결국 이중행성으로 판가름 났다. 자기 구역에서조차 카론의 중력에 휘둘려서 돌고 있기 때문에 무슨 행성이냐 해서 행성에서 제외되게 된 것이다. 나머지 8개 행성은 오로지 태양을 향해서 만 돌고 있고 그 어떤 다른 위성이나 행성의 영향도 받지 않는다. 정리하자면 명왕성 퇴출의 가장 큰 이유는 카론이랑 서로 돌고 있는 이중행성이라는 사실이다. 하지만 다시 명왕성을 행성으로 넣어야 된다는 주장은 계속 되고 있다. 참고 사이트 사이언스올 scienceall.com 구글어스 google.com/earth/ 네이버블로그 (수박, 배, 사과그림) 다음블로그 (앵두, 체리, 포도, 메론 그림) 다음 백과사전 5~6학년 지도용 027

28 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 간이 보온병 만들기 5학년 1학기 온도와 열 - 간이 보온병 지도 목표 보온병의 원리를 이용하여 창의적인 보온병을 만들 수 있게 한다. 효율적인 보온방법과 보온병이 갖추어야 할 조건에 대하여 설명할 수 있게 한다. 탐구 개요 보온병의 원리를 이용하여 간이 보온병을 창의적으로 직접 제작하여 보는 실험이다. 실제적으로 어떤 보 온병이 열의 전달이 잘 되고, 보온 효과가 뛰어나며 실용적으로 사용할 수 있는지 알아보는 실험이다. 제작 후 각자가 효율적인 보온방법에 대하여 발표해 보게 하여 열의 전달에 대해 이해하게 한다. 탐구 준비물 얼음, 플라스틱 뚜껑, 여러 가지 플라스틱 병, 솜, 타이로폼, 에어캡, 은박지, 가위, 칼 주의 사항 1. 위험 요소가 있는 기구를 다룰 때는 안전하게 취급한다. 2. 기구를 사용하기 전에 반드시 취급요령을 숙지하고, 무리하게 힘을 가하지 않는다. 028 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

29 탐구 과정 1. 시판되고 있는 보온병 관찰하기 시판되고 있는 여러 가지 보온병의 재료와 특징을 관찰 한다. 일상생활에서 단열의 예를 찾아보도록 한다. 2. 보온병의 구조 알아보기 보온병의 다양한 모습과 구조를 알아본다. 보온병의 다양한 재료를 생각하고 재료의 특징을 조사한다. 창의적인 아이디어가 나올 수 있도록 발산적 사고를 유도 한다. 모둠별로 토의를 통해 산출물이 나올 수 있도록 조 별 경쟁을 유도하는 것도 바람직하다. 3. 나만의 보온병 만들기 크기가 다른 2개의 병을 준비한다. 작은 병 겉 부분을 은박지(포일)로 감싼다. 작은 병을 큰 병에 넣는다. 작은 병과 큰 병 사이에 열을 차단할 수 있는 재료들을 채 워 넣는다.(단열재료: 솜, 스티로폼, 에어캡(뽁뽁이), 천 등) 4. 나만의 보온병 성능 비교하기 자신이 만든 보온병에 비슷한(같은) 크기의 얼음을 넣고 일 정시간이 지난 후 꺼내어 얼마나 녹지 않고 있는지 다른 학 생과 비교한다. 개인별 비교, 모둠별 비교를 할 수 있다. 또는 일정 시간 경 과 후 실온에서 얼음의 녹은 상태와 보온병 속에 보관되었 던 얼음의 녹은 상태를 비교하는 것도 바람직하다. 5~6학년 지도용 029

30 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 탐구 결과 정리 1. 보온병에 넣으면 실온에 둔 것보다 보온 효과가 뛰어나다. 2. 외부와의 단열이 잘 될수록 보온병으로서 효과가 좋다. 3. 보온병은 보온을 하기 위해 만들어진 제품이다. 따라서 보관한 내용물의 온도를 장시간(오래 동안) 보관 하기 위해서는 외부로 빠져 나가는 열을 차단해야 한다. 열을 차단하는 방법으로 단열재를 사용하거나 열 의 전도나 대류를 막기 위해 병과 병 사이를 진공상태로 만들어 주어야 한다. 참고 자료 보온병의 원리 보온병의 원리에 대해 이해하려면 우선 열전도에 관해 이해해야 한다. 열이란 에너지의 한 종류로, 물체 의 온도를 높이거나 상태를 변화시키는 원인이 된다. 분자가 진동하는 정도가 클수록 온도가 높다. 그래서 온도와 운동에너지와의 관계(운동에너지는 온도에 비례한다)로도 나타나는데 열은 주변 물질의 밀도가 클 수록 더 잘 전도되는 경향이 있다(열 전도성: 고체>기체>액체). 이 이론에 입각하여 만든 보온병은 병 안을 진공상태로 만 들어 열전도를 낮추어 보온병 안의 물체의 온도를 가장 오랫 동안 유지시킬 수 있게 만들었다. 보온병의 구조 보온병은 병 속에 병이 있는 이중 구조로 되어 있고, 유리 병 벽 사이를 진공으로 만들었다. 진공상태가 되면 전도와 대류를 모두 막을 수 있다. 뚜껑은 이중 구조로 열이 빠져나 가지 않게 막았고, 유리의 벽면은 은도금 되어 있어 열의 복 사를 막는다. 따라서 열이 이동하지 못하도록 열 출입을 막 는 원리를 적용한 것이다. 그렇기 때문에 보온병은 뜨거운 것은 뜨거운 상태로, 찬 것은 찬 상태로 유지할 수 있다. 가정용 보온병의 구조 030 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

31 이글루는 왜 따뜻할까? 이글루란? 이글루라는 말은 집을 뜻하는 에스키모어 이그들루(igdlu) 에서 나온 것으로, 이글룰리르미우트(Iglulirmiut)라는 섬의 마 을 이름인 이글룰리크(Iglulik)와 에스키모인을 뜻하는 말과 관계가 있다. 보통 눈벽돌을 사용해 돔 형태로 만드는 이글 루는 매켄지 강 삼각주와 래브라도 사이의 지역에서만 세우 며, 여름용 주거에는 물개 가죽을, 최근 들어서는 천으로 만 든 천막을 사용한다. 에스키모의 집에는 얼음과 눈을 이용한 이글루 집 외에도 석재, 짐승의 가죽으로 만든 천막이 있지만 원래 이글루라는 말 자체는 이런 집 모두를 의미했 다고 한다. 따뜻한 이유 지름 5m 크기의 10인용 이글루는 한 사람이 2시간 정도면 지을 수 있다. 먼저 잘 압축된 눈 덩어리들을 직육면체로 잘라 달팽이 모양으로 쌓아올려 나선형의 벽체를 만든다. 그 위에 돔형의 지붕을 올린 후 눈을 잘라낸 우묵한 자리가 그대로 집의 바닥이 된다. 집이 대충 완성되면 실내를 막은 뒤 램프를 켜서 실내 온도를 높인다. 실내 온도가 높아지면 눈 벽돌이 녹기 시작하는데 둥근 구조이므로 녹은 물은 떨어지지 않고 눈 벽돌에 흡수되어 촉촉이 젖는데 열을 가한 뒤에 램프를 끄고 다시 차가운 바람을 집 안에 들어가게 한다. 그러면 실내 온도는 갑자기 떨어져 스며든 물이 눈 벽돌과 함께 얼음으로 변하게 되고 눈 벽돌이 접착제 역할까지 하게 된다. 이글루 내부는 빛이 얼음을 통과하는 성질 때문에 밝다. 그리고 눈과 얼음이 열을 전달하는 것을 막아주 어 따뜻하다. 이글구 안은 공기를 머금은 두터운 얼음벽이 영하 40 인 바깥 공기를 차단해 주어 25 의 실내 온도를 유지하게 되는 것이다. 에스키모인은 물을 뿌려 난방을 하는데 물이 얼면서 많은 양의 열(응고열)을 방출하기 때문에 방출 열로 실내온도가 상승하게 된다. 에스키모인은 사냥할 때 주로 이글루에서 지내는데 이글루는 에스키모인이 자 연을 이용하여 만든 지혜의 결정체라 할 수 있다. 참고 사이트 네이버 naver.com 다음 daum.net 5~6학년 지도용 031

32 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 고체물질 녹이기 5학년 1학기 물질과 에너지 - 용해와 용액 지도 목표 고체의 용해에 영향을 주는 요인을 설명할 수 있게 한다. 고체물질의 용해 속도에 영향을 주는 요인을 알아보기 위한 실험을 설계하여 수행할 수 있게 한다. 탐구 개요 생활에서 가루 물질을 빨리 녹이기 위해 했던 경험들을 떠올리면서 어떻게 하면 백반을 빨리 녹일 수 있 을까? 라는 의문점과 호기심을 갖게 한다. 백반을 물에 넣고 그대로 두면 녹는데 시간이 오래 걸린다. 고체 물질(백반)을 물에 녹이면서 녹는 빠르기에 영향을 주는 요인들을 알아보기 위한 활동으로, 용해 현상에는 관련된 다양한 변인이 있기 때문에 변인통제 능력까지 키울 수 있도록 탐구학습을 유도하여야 한다. 탐구 준비물 전자저울, 비커, 백반, 유리 막대 2개, 초시계, 막자사발과 막자, 물 약숟가락, 알코올램프, 삼발이, 실험용장갑, 보안경, 세라믹 그물망 032 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

33 주의 사항 1. 고체물질이 물에 녹는 빠르기에 영향을 주는 요인을 알아볼 수 있는 실험을 설계할 때, 같게 해줘야 할 조 건(통제 변인)과 다르게 해줘야 할 조건(조작 변인)을 잘 구분할 수 있도록 지도하여야 한다. 2. 학생들이 용매를 빨리 저으면 용질이 빨리 녹는다는 사실을 경험으로 알고 있기 때문에 흥미롭지 못한 수 업이 될 수도 있으니 최종 실험결과 뿐만 아니라 가설 설정, 실험 설계, 변인 통제, 결과 해석, 결론 도출 등의 탐구 과정요소를 익히는 데 초점을 두어 지도한다. 탐구 과정 1. 입자의 크기에 따른 녹는 속도 가. 백반 덩어리 무게 측정하기 적당한 크기의 백반 덩어리를 거름종이가 놓여진 전자저 울 위에 놓고 그 무게를 측정한다. 나. 백반 가루 무게 측정하기 과정 1에서 측정한 무게와 같도록 약숟가락을 이용하여 가루로 된 백반을 올려놓는다. 이 실험에서는 백반 덩어리의 무게를 먼저 측정하고, 가 루의 무게를 이에 맞추어야 하는데 그 이유는 가루 무 게에 맞는 덩어리를 찾는 데는 한계가 있기 때문이다. 다. 백반 녹이기 각각의 비커에(물 100ml) 같은 무게의 백반을 동시에 넣 는다. 입자의 크기 외에는 다른 조건은 같게 해야 하므로 물의 양과 물에 넣는 시간도 같게 해야 한다. 따라서 모둠별로 반드시 2인이 동시에 넣어야 한다. 5~6학년 지도용 033

34 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 넣은 즉시 유리막대로 같은 속도로 젓고, 다 녹을 때까지 의 시간을 측정한다. 다 녹는다는 것에 대한 개념을 설명할 필요가 있다. 눈으 로 보기에 침전물이 생기지 않은 상태까지 같은 속도로 저을 수 있도록 지도한다. 2. 물의 온도에 따른 녹는 속도 가. 두 개의 백반 가루 준비하기 적당한 크기의 백반 가루를 거름종이가 놓여진 전자저울 위에 놓고 그 무게를 측정한다. 같은 무게의 백반가루를 다시 측정하여 두 개를 준비한다. 나. 하나의 물이 든 비커 가열하기 똑같은 비커에 같은 양(100mL)을 넣고 하나는 상온에서 의 녹는 속도 하나는 높은 온도에서의 녹는 속도를 비교하 기 위해 알코올램프로 가열한다. 다. 백반 녹이기 각각의 비커에(물 100mL) 같은 무게의 백반을 동시에 넣 는다. 마찬가지로 모둠별로 반드시 2인이 동시에 넣는다. 만약 습기 때문에 덩어리형태로 있다면 저울에 올리기 전에 막자사발을 이용하여 빻아 가루상태로 무게를 측정한다. 034 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

35 라. 다 녹을 때까지의 시간 측정하기 넣은 즉시 유리막대로 같은 속도로 젓고, 다 녹을 때까지 의 시간을 측정한다. 3. 젓는 빠르기에 따른 녹는 속도 가. 백반 무게 측정하기 적당한 크기의 백반 덩어리를 거름종이가 놓여진 전자저 울 위에 놓고 그 무게를 측정하고, 같은 무게의 백반을 같 은 방법으로 무게를 같게 한다. 나. 백반 녹이기 각각의 비커에(물 100mL) 같은 무게의 백반을 동시에 넣 는다. 마찬가지로 모둠별로 반드시 2인이 동시에 넣는다. 다. 다 녹을 때까지의 시간 측정하기 넣은 즉시 유리막대로 하나는 빠르게 하고 하나는 느리게 저어 녹는 속도를 비교한다. 5~6학년 지도용 035

36 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 변인통제에 대한 설명을 학생들에게 아주 쉽게 설명해 주어야 한다. 실험을 할 때 같게 하는 조건은 통 제 변인, 다르게 하는 조건은 조작 변인으로 하여 실험을 설계하도록 하는데, 이 때 물의 양은 모두 동 일하게 하고, 다음 표를 이용하여 내용을 정리하게 한다. 그리고 가장 빠르게 녹일 수 있는 방법에 대 해 복합적으로 내용을 종합할 수 있도록 한다. 실험준비 다르게 해 준 조건 젓기 빠르기 물의 온도 백반의 알갱이 크기 같게 할 조건(통제변인) 다르게 할 조건(조작변인) 실험 결과 실험으로 알아낸 사실 백반이 빨리 녹는 경우( 표 하기) 천천히 저을 때, 빨리 저을 때 따뜻한 물, 차가운 물 덩어리, 가루 실험결과 정리내용의 예 탐구 결과 정리 1. 젓기를 빠르게 할 때 백반이 빨리 녹는다. 2. 물의 온도가 높을 때가 백반이 더 빨리 녹는다. 3. 백반의 알갱이가 작을 때 백반이 더 빨리 녹는다. 참고 자료 변인 통제 학생들의 탐구 활동의 초기에 결정하여야 할 중요한 일 중의 하나는 주어진 문제 상황에 답하기 위하여 무엇을 변화시키고 무엇을 측정하고, 무엇을 같게 해야 할 것인지 결정하는 것이 변인통제이다. 즉, 무엇을 변화시켜 가면서(조작 변인) 무엇을 측정하여야 하며(종속변인), 그 때 일정하게 유지시켜 줄 것이 무엇인지 (통제 변인)를 파악하여야 한다. 가설 같게 해야 할 조건 (통제 변인) 다르게 해야 할 조건 (조작 변인) 측정하여야 할 값 (종속 변인) 물의 온도가 높을수록 빨리 녹을 것 이다. 물의 양, 백반의 양 젓는 빠르기, 알갱이의 크기 물의 온도 백반이 녹는 시간 백반 알갱이의 크기가 작을수록 빨 리 녹을 것이다. 물의 양, 백반의 양 젓는 빠르기, 물의 온도 백반 알갱이의 크기 백반이 녹는 시간 가설에 따른 변인통제의 확인 사항 036 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

37 변인 통제 능력을 향상시키기 위하여 다음과 같은 점에 유의한다. 첫째, 실험의 목적을 분명하게 한다. 일반적으로 실험의 목적에는 조작 변인과 종속 변인이 드러난다. 예 를 들어, 물과 우유가 강낭콩의 자람에 어떤 영향을 주는지 알 수 있다. 라는 실험 목적을 세웠다고 생각하 여 보자. 이 실험에서 조작 변인은 강낭콩에 주어지는 액체의 종류이고, 종속 변인은 강낭콩의 자라는 정도 이다. 이 액체의 종류 외에 다른 조건은 통제하여야 한다. 따라서 실험의 목적을 확실하게 인식하는 것이 매우 중요하다. 둘째, 실험의 원인과 결과가 되는 변인을 파악하여 표로 정리하는 습관을 기르도록 한다. 조작 변인과 종 속 변인 및 독립 변인의 목록을 작성하고, 각 변인 값의 범위를 기록하여 두는 습관을 기르면 새로운 실험 상황에 접하였을 때 무엇을 파악하여야 하는지 자신이 어떤 변인을 모르고 있는지를 확실히 알 수 있게 된 다. 학생들이 통제 변인을 못 찾을 수 있는데, 그 경우 일반적으로 이용될 수 있는 체크리스트를 제공하여 주면 학생들에게 통제 변인을 찾는 데 도움을 줄 수 있다. 셋째, 공정한 검사의 개념을 가르치면 변인 통제의 필요성을 쉽게 인식할 수 있을 뿐만 아니라, 자신이 설계한 실험이 변인 통제가 되어 있는 실험인지 쉽게 인식할 수 있다. 뿐만 아니라, 자신이 설계한 실험이 변인 통제가 되어 있는 실험인지 공정한 검사의 관점에서 검토할 수 있게 된다. 공정한 검사의 개념은 실 험군과 대조군의 상황을 보여 주고, 실험 조건이 공정한지를 묻는 것이다. 변인이 통제된 실험이냐고 묻는 것보다 실험 조건이 공정하냐고 물을 때 학생들이 더 쉽게 이해한다. 용해 현상 어떤 물질이 녹으려면 용질과 용매 입자 사이에 작용하는 인력이 용질 입자 사이나 용매 입자 사이에 작 용하는 인력보다 커야 한다. 용해는 용질이 용매 속으로 확산되어 섞이는 것을 말한다. 용매 입자와 용질 입자 사이의 인력이 용매 입자끼리의 인력이나 용질 입자끼리의 인력보다 크거나 같으면 용해가 잘 일어 난다. 그러나, 용매 입자와 용질 입자 사이의 인력보다 용매 입자끼리의 인력, 용질 입자끼리의 인력이 더 크면 용해가 잘 일어나지 않는다. 구조나 성질이 비슷한 물질끼리는 잘 섞이고, 다른 물질끼리는 잘 섞이지 않는다. 수소 결합을 한 물질이거나, 극성 분자인 물질은 물에 잘 녹는다. 소금(NaCl)과 같은 이온 결정은 나트륨 이온(Na+)와 염화 이온(Cl-)이 강한 전기적 인력으로 결합되어 있 으므로, 이 결정이 물(H2O)에 녹으려면 물과 이온 사이의 인력이 이온 사이의 정전기적 인력보다 커야한 다. 그런데 물 분자는 극성 분자이므로, 물에 소금을 넣으면 나트륨 이온이나 염화 이온이 여러 개의 물 분자 에 강하게 이끌려 이온 사이의 인력이 약해지면서 떨어져 나온다. 떨어져 나온 이온은 물 분자에 둘러싸여 물 속으로 확산된다. NaCl은 물에 잘 녹지만, 아세톤에는 녹지 않는다. 이것은 NaCl 입자와 아세톤 사이의 인력보다 NaCl 입 자 사이의 인력이 더 크기 때문이다. 그러나 나프탈렌과 아세톤 사이의 인력은 나프탈렌 분자 상호간의 인 력보다 크기 때문에 나프탈렌은 아세톤에 잘 녹는다. 일반적으로 이온 결정은 물과 같은 극성 용매에 잘 녹지만 벤젠과 같은 무극성 용매 또는 아세톤 같이 극성이 작은 용매에는 잘 녹지 않는다. 5~6학년 지도용 037

38 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 용액 용액은 둘 이상의 물질로 구성된 액체 상태의 혼합물이다. 액체나 기체 등의 물질에 다른 물질이 섞여 들 어가 그 조성이 위치에 상관없이 균질하게 된 것을 말한다. 이때 용액의 대부분을 이루는 용액의 매체가 되는 물질을 용매라고 하며, 용매에 섞여 들어가는 물질을 용질이라고 한다. 용질이 용매에 섞여 들어가는 용해는 반드시 화학적 변화를 수반하지는 않지만, 그 과정에서는 계에 자유 에너지의 출입이 일어난다. 참고 문헌 및 사이트 과학 5-2 초등학교 교사용 지도서, 교육부, 2013년 위키 백과사전 사이언스올 scienceall.com 038 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

39 용액의 진하기 비교 5학년 1학기 물질과 에너지 - 용해와 용액 지도 목표 진하기가 다른 투명한 용액에서 물체가 뜨는 정도를 관찰하여 용액의 진하기를 비교할 수 있도록 한다. 용액의 진하기를 상대적으로 비교하는 방법을 설명할 수 있게 한다. 탐구 개요 용액의 진하기는 설탕물의 단 정도나 국이 짠 정도처럼 같은 양의 용매에 녹아 있는 용질의 양이 많고 적음을 나타내는 것이다. 그런데 색깔이 없는 용액의 진하기는 어떻게 비교할 수 있는지에 대해 알아보는 활동이다. 탐구 준비물 비커(500ml) 2개, 유리 막대 두 개, 약숟가락, 물, 백설탕, 방울토마토(메추리알), 화장지 5~6학년 지도용 039

40 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 주의 사항 1. 용액에서 어떤 물체를 구별하기 위해 학생들은 흔히 맛보기를 제안할 수 있다. 하지만 실험실에서는 함부 로 맛보지 않게 한다. 2. 녹이는 설탕의 양, 사용하는 메추라기 알이나 방울토마토에 따라 실험결과가 다르게 나타날 수 있다. 따라 서 교과서에 나온 양을 참고하되, 실험 결과에 따라 설탕의 양을 조절하는 것이 필요하다. 탐구 과정 1. 진하기가 다른 용액 비교방법 생각하기 진하기가 다른 백설탕 용액을 비교하는 방법을 생각해 본 다. 2. 진하기가 다르게 설탕 녹이기 비커 두 개에 물을 300mL씩 담고, 백설탕을 각각 한 숟가 락, 스무 숟가락을 넣어 녹인다. 3. 방울토마토의 뜨는 정도 비교하기 백설탕을 한 숟가락 넣은 비커에 방울토마토를 넣어 용액 속에서 멈추었을 때의 위치를 관찰한다. 방울토마토를 꺼내어 화장지를 잘 닦습니다. 백설탕을 스무 숟가락 넣은 비커에 방울토마토를 넣어 용 액 속에서 멈추었을 때의 위치를 관찰한다. 진하기가 다른 백설탕 용액의 경우 방울토마토의 위치는 어떻게 다른지 비교한다. 040 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

41 탐구 결과 정리 1. 진하기가 다른 백설탕 용액을 비교할 수 있는 방법은? 무게를 측정한다. 동일한 물체를 넣어 떠오르는 높이를 관찰한다. 가열하여 남은 고체물질의 양을 비 교한다. 2. 백설탕 용액의 중간 높이에 위치한 방울토마토를 더 높이 띄우려면 어떻게 해야 할까? 백설탕을 더 넣어 용액을 더 진하게 만든다. 참고 자료 진하기가 다른 용액의 차이점을 알기 위해 어떤 실험을 할 수 있을까? 같은 양의 물에 녹이는 물질의 양이 차이가 난다면 무게를 측정해 무거운 것이 진하다. 용액을 흔들어 보면 진한 용액일수록 흔들림이 적다. 층이 쌓이는 용액을 시험관에 조금씩 넣어 본다. 진한 용액이 밀도가 커서 밑에 가라앉고 층이 쌓인다. 용액을 가열하여 생긴 가루 물질의 양을 비교하면 진한 용액일수록 그 양이 많다. 혼합물을 분리 학습할 때 용매를 증발시키면 가루 물질이 다시 석출되어 나오는 경험을 떠 올리게 한 다. 진하기가 다른 용액은 포함된 용질의 양이 다르므로, 용매를 증발시키면 석출되는 용질의 양이 달 라짐을 알 수 있을 것이다. 재미있는 설탕물 층 만들기의 내용을 상기시키도록 한다. 석출 : 용액 속에 있던 용질이 고체로 되어 분리되는 현상, 고체 표면에 주위로부터 어떤 물질이 부착 및 응집하는 것 용액의 진하기 같은 양의 용매에 녹아 있는 용질의 양이 많고 적음을 나타낸 말이다. 예를 들어, 같은 양의 물에 설탕이 많이 녹을수록 진한 설탕물이 된다. 용액의 진하기는 용액의 색깔, 맛, 물체가 뜨는 정도에 따라 비교할 수 있다. 비중 [specific gravity]이란? 표준물질에 대한 어떤 물질의 밀도의 비를 말하며, 상대밀도라고도 한다. 고체와 액체의 경우 일반적인 표준은 4 의 물이다. 물의 밀도는 4 에서 1.0kg/L이다. 기체는 보통 건조한 공기와 비교하는데, 건조한 공기의 밀도는 표준상태(0, 1기압)에서 1.29g/L이다. 예를 들어 액체수은의 밀도는 13.6kg/L이므로 비중 은 13.6이다. 밀도가 표준상태에서 1.976g/L인 이산화탄소 기체의 비중은 1.53이다. 비중은 같은 단위를 가 진 두 양의 비율이므로 단위가 없다. 부력과 비중은 깊은 관련이 있다. 어떤 물질의 비중이 유체보다 작으 면 그 물질은 유체 위에 떠 있을 것이다. 헬륨을 가득 채운 기구는 하늘을 날아다니고 기름은 물 위에 유막 5~6학년 지도용 041

42 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 을 형성하며, 납은 수은 위에 떠 있게 된다. 비중은 어떤 물질의 무게가 그것과 같은 부피를 가진 물질의 무게에 대하여 몇 배인가를 나타낸 수치로, 단위는 쓰지 않는다. 일반적으로 액체나 고체는 4 인 물의 무게를 표준으로 하고, 기체의 경우는 0, 1기 압에서의 공기의 무게를 표준으로 한다. 즉 물질의 비중은 물이나 공기에 대한 상대적인 값이고, 그 물질의 특성이다. 소금물의 무게 소금물의 비중 = = 1.2 물의 무게 물이 든 비커에 소금물을 부으면 무거운 소금물이 아래로 내려간다. 예를 들어 같은 부피의 용액과 물의 무게를 비교하여 보자. 소금물 100mL의 무게를 재어 보았더니 120g이었고, 같은 부피의 물의 무게는 100g 이었다면 소금물의 비중은 1.2가 된다. 용액의 농도와 간이 비중계 농도는 용액 속에 용질이 녹아있는 정도를 말하는데, 농도가 진하다는 것은 용액 속에 용질의 양이 많다 는 것이다. 그러므로 농도가 진한 용액은 옅은 용액보다 같은 부피에 해당하는 무게가 더 무겁다는 것을 의미한다. 따라서 농도가 진한 용액이 비중이 크고 비중이 큰 용액에서 물체(간이 비중계)가 많이 떠오르는 것이다. 비중계의 원리 - 아르키메데스의 원리 아르키메데스의 원리는 유체(기체나 액체) 속의 물체가 받게 되는 부력에 대한 법칙이다. 그림과 같이 물 속에 잠긴 물체의 모든 방향으로부터 수압이 작용하지만 양옆에서 작용하는 압력은 방향이 반대이면서 크기는 같기 때문에 서로 상쇄 되어 그 효과가 없어지게 된다. 수압은 물속에 깊이 들어갈수록 커 지므로 물체의 위에서 작용하는 수압보다는 물체의 아래에서 작용 하는 수압이 더 크다. 따라서 결국 위쪽 방향(중력 반대 방향)으로의 힘만 알짜 힘으로 남게 되며, 이러한 물체를 뜨게 하는 힘을 부력 이 라고 한다. 결국 물체가 밀어낸 유체의 부피는 유체에 잠긴 부분의 부피와 같다. 밀려난 유체의 무게는 위로 작용하는 부력의 크기가 부력 같다. 이를 아르키메데스 원리 라고 한다. 참고 문헌 및 사이트 과학 5-2 초등학교 교사용 지도서, 교육부, 2013년 브리태니커 백과사전 사이언스올 scienceall.com 042 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

43 태양에서 행성까지의 거리 5학년 1학기 생명과 지구 - 태양계와 별 지도 목표 태양에서 각 행성까지의 상대적인 거리를 비교할 수 있게 한다. 탐구 개요 태양에서 행성까지의 상대적인 거리 비교를 통하여 행성이 일관된 거리를 유지하고 있지 않다는 것을 체감하도록 하는 실험이다. 탐구 준비물 행성 그림 카드, 전자계산기, 우드락, 유성 펜, 나무젓가락, 고무찰흙, 양면테이프, 자 주의 사항 1. 학생들의 직접적인 경험이 전무한 내용이므로, 개념 습득보다는 경험을 바탕으로 충분한 관찰의 기회가 제공되도록 한다. 2. 보다 큰 공간에서 표현하기 위해서 운동장을 활용하여 진행할 수 있으며 이때, 태양에서 지구까지의 거 리를 1m로 나타내면 적당하다. 5~6학년 지도용 043

44 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 탐구 과정 1. 행성그림 카드 만들기 행성 그림 카드 뒷면에 나무젓가락을 붙여 고정한다. 2. 태양의 위치 표시 우드락을 바닥에 놓고 한쪽 끝에 선을 그어 태양의 위치를 표시한다. 3. 행성까지의 상대적인 거리 표시 태양에서 각 행성까지의 상대적인 거리에 맞도록 우드락에 눈금을 표시한다. 4. 행성그림카드 고정시키기 태양에서 행성까지의 상대적인 거리 눈금에 맞도록 나무 젓가락을 우드락에 꽂은 뒤에 고무 찰흙으로 고정한다. 044 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

45 5. 태양에서 행성까지의 거리비교 다음 표를 이용하여 태양에서 행성까지의 상대적인 거리를 비교한다. 행성 수성 금성 지구 화성 목성 토성 천왕성 해왕성 상대적인 거리 탐구 결과 정리 1. 태양에서 지구까지의 거리를 1이라고 보았을 때 태양에서 행성까지의 상대적인 거리에 맞게 빈칸을 채 워 보자. 행성 수성 금성 지구 화성 목성 토성 천왕성 해왕성 상대적인 거리 태양에서 가장 가까운 행성과 태양에서 가장 먼 행성은 무엇인가? 태양에서 가장 가까운 행성: 수성 태양에서 가장 먼 행성: 해왕성 3. 태양에서 멀어질수록 행성 사이의 거리는 어떻게 달라지나? 태양에서 멀어질수록 행성들 사이의 거리는 멀어진다. 참고 자료 행성까지의 거리의 단위 지구에서의 거리는 보통 km를 사용한다. 1km는 1,000m이다. 여기에서 1m의 길이는 지구의 자오선의 길 이를 기준으로 정한 거리의 단위이다. 다시 말하면 프랑스 파리를 지나는 자오선(경도선)을 따라 북극점에 서 적도까지 이은 거리를 1,000만으로 나눈 것을 1m로 정한 것이다. 그런데 태양에서 행성까지 또는 지구에서 행성까지의 거리를 나타내기에 km의 단위는 너무 작다. 그러 므로 태양에서 지구까지의 평균 거리인 약 1억 5,000만 km를 1천문 단위(AU: Astronomic Unit)로 정의(약 5~6학년 지도용 045

46 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 속)하여 사용한다. 예를 들어, 태양에서 목성까지의 거리는 7억 7,830만km가 되는데, 이를 천문 단위로 나 타내면 약 5.2 천문 단위가 된다(지구에서 태양까지의 정확한 평균 거리는 149,597,870km이다.). 태양에서 행성까지의 실제 거리 오늘날까지 밝혀진 행성까지의 거리(궤도 장반경)는 다음과 같다. 행성 행성까지의 거리 (백만 km) 지구와의 상대적인 거리(지구1) 행성 행성까지의 거리 (백만 km) 지구와의 상대적인 거리(지구1) 수성 목성 금성 토성 1, 지구 천왕성 2, (달) (0.384) (0.0026) 해왕성 4, 화성 행성까지의 거리는 공전 궤도 장반경(가장 큰 반지름)을 나타낸 것이다. 지구와의 상대적인 거리는 소 수점 둘째 자리까지 환산하였다. 초등학생들에게 정확한 수치가 필요한 것은 아니다. 다만 이 자료는 참고 자료로 활용할 수 있다. 참고 문헌 및 사이트 사이언스올 scienceall.com 구글어스 google.com/earth/ 대한민국역서, 한국천문연구원(2004) 046 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

47 기체의 열이동 5학년 1학기 온도와 열 - 기체에서 열이동 지도 목표 기체의 열전달은 대류 현상을 통해 일어나는 것을 알 수 있게 한다. 대류 현상의 원인을 심화학습을 통하여 알 수 있게 한다. 탐구 개요 기체는 주로 대류 현상에 의해 열이 전달된다. 방 안이나 교실에서 공기의 흐름인 대류 현상을 이용하여 냉 난방을 하고 있음을 이해할 수 있다. 뜨거운 공기와 차가운 공기는 밀도차에 의해서 이동하게 되는데, 뜨거운 공기는 차가운 공기에 비해 밀도가 작아서 위로 이동하게 되고 차가운 공기는 밀도가 커서 아래로 이동하게 된다. 이러한 원리를 이용한 것 중에서 열기구는 대류현상을 눈으로 확인할 수 있는 좋은 예가 된다. 따라서 본 실험에서는 간이 열기구를 만들어서 대류 현상을 직접 체험할 수 있도록 하는 실험이다. 탐구 준비물 투명비닐봉지, 알코올, 솜, 알루미늄용기, 실, 점화기, 가는 철사, 셀로판테이프, 송곳 5~6학년 지도용 047

48 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 주의 사항 1. 점화기를 다룰 때 화상과 화재에 주의한다. 2. 알코올 솜에 불을 피웠을 때 비닐봉지가 타지 않도록 손으로 잘 펴준다. 3. 알코올 솜이 비닐봉지 아랫부분 중앙에 위치하도록 잘 고정을 시킨다. 4. 불이 붙어있는 알코올 솜이 완전히 꺼진 것을 확인하고 버린다. 탐구 과정 1. 뼈대 만들기 비닐봉지의 입구에 맞는 크기로 가는 철사를 둥글게 만든 다. 2. 뼈대 고정시키기 철사 둘레를 비닐봉지로 바깥쪽으로 둥글게 싸준다. 비닐봉지 입구 둘레를 4등분하여 둥글게 만 비닐봉지와 철사가 분리되지 않도록 각각 셀로판테이프를 붙인다. 3. 열기구 장치 설치하기 셀로판테이프를 붙인 자리에 송곳으로 열기기 장치를 매 달기 위해 구멍을 뚫는다. 열기구 장치는 가는 에나멜선을 사용하는데, 송곳을 이 용하지 않고 에나멜선이 지나갈 자리만 에나멜선으로 뚫 어주어도 된다. 048 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

49 그 구멍에 가는 에나멜선을 묶어서 고정시킨다. (4군데) 알루미늄으로 만든 작은 용기 바깥쪽을 4등분하여 송곳으 로 구멍을 뚫고 비닐봉지 중앙에 위치하도록 고정시킨다. 4가닥의 철사를 비닐봉지가 팽창하였을 때 중심에 오게 하고, 가벼울수록 잘 떠오르므로 최대한 가볍게 제작한다. 패트리 접시에 알루미늄 용기에 들어갈 만큼의 솜을 놓고 그 위에 알코올을 충분히 적신다. 열량이 충분할 정도로 알코올 솜의 불꽃이 있어야 한다. 실외에서 관찰할 경우 실을 묶어서 너무 높이 올라가지 않도록 조정한다. 알코올을 충분히 적신 솜을 비닐봉지 가운데에 설치된 알 루미늄 용기에 넣는다. 이 알코올이 적셔진 솜에 불을 붙인다. 이 때, 반드시 비닐봉지 위쪽을 두 손으로 한 명이 보조가 되어 들고 있어야 한다. 5~6학년 지도용 049

50 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 4. 열기구 띄우기 비닐봉지가 팽창하여 떠오를 것 같은 느낌이 올 때 열기구 잡은 손을 놓는다. 알코올 솜이 타면서 불이 약해지면 열기구가 내려온다. 탐구 결과 정리 1. 알코올 솜에 의해 데워진 공기(기체)는 위로 올라가게 되는데 비닐봉지 위쪽이 막혀 있어서 위로 올라가 려는 공기의 힘에 의해 비닐봉지가 위로 올라가게 된다. 반대로 차가워진 공기는 아래쪽으로 내려온다. 2. 교실 안의 냉 난방기를 설치했을 때도 온도가 높은 공기는 위로 올라가서 빈 공간이 생기게 되는데, 이 때 빈 공간을 채우기 위해 차가운 공기가 이동하게 된다. 따라서 효과적인 냉 난방을 하기 위해서는 에 어컨 바람은 차가워서 밀도가 크기 때문에 위에 설치하는 것이 효과적이고 난방기의 바람은 따뜻하여 밀 도가 작기 때문에 난방기는 아래쪽에 설치하는 것이 효과적이다. 3. 온도가 높을수록 기체의 운동은 활발하게 진행된다. 따라서 분자간 거리가 멀어지게 되고 밀도가 작아진 다. 밀도가 작아진 기체는 위로 상승하게 되고, 상승한 빈 공간에 밀도가 큰 차가운 공기가 채워지면서 대류 현상이 일어나게 된다. 대류 현상은 기체뿐만 아니라 액체에서도 일어난다. 050 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

51 참고 자료 우리주변에서의 대류현상 1. 겨울철에 사용하는 난로, 여름철의 에어컨, 여러 가지 냉 난방기 2. 음식을 조리할 때 조리 기구 위의 공기(냄새가 퍼짐) 3. 실내에서 보리차를 끓일 때 방안 전체가 따뜻해진다. 4. 겨울철 온돌 방 아궁이에 불을 지피면 방안 전체가 따뜻해진다. 열전달 열의 전달은 전도, 복사, 대류의 세 가지 방법으로 이동된다. 그러나 이 세 가지는 완전히 독립적으로 이 루어지지 않고 동시에 일어나는 경우가 대부분이다. 다만, 고체인 경우는 대부분 전도에 의해서 열이 전달 되고, 액체나 기체인 경우는 대부분 대류에 의해서 열이 전달된다고 보는 것이다. 대류 기체나 액체와 같은 유동성의 물질이 가열되면서 유체의 내부로 열이 전달되는 방법이다. 대류현상은 따 뜻해진 공기가 위로 올라가고 찬 공기가 아래로 내려가면서 따뜻한 공기는 차가워지고, 차가운 공기는 따 뜻해지는 등의 과정을 반복하는 현상을 말한다. 구름의 생성과 바람이 생기는 원리는 대류현상의 대표적인 예이고, 대기권의 제일 아래층인 대류권 또한 공기의 활발한 대류 현상이 나타나므로 대류권이란 이름을 갖게 된 것이다. 대기귄의 구조 5~6학년 지도용 051

52 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 육풍과 해풍 육풍 : 밤이 되면 육지는 빨리 차가워지게 되고, 바다는 상대적으로 뜨거워진 공기를 가지 게 된다. 그러면 바다 쪽의 더운 공기가 위 로 올라가게 되고, 올라간 곳의 비어 있는 공간을 채우기 위해 육지 쪽에서 바다 쪽으 로 바람이 불게 된다. 이것을 육지에서 바 다로 바람이 분다고 하여 육풍이라고 부른 다. 육풍이 부는 원리 해풍 : 낮에는 바다보다 육지가 복사열이 많이 발 생하고 더 뜨겁다. 따라서 가열된 뜨거운 공기가 위로 올라가게 되면 육지 쪽 공기의 빈 공간을 메우기 위해 바다 쪽에서 공기가 육지 쪽으로 불어오게 된다. 이것이 낮에 부는 해풍의 원리이다. 해풍이 부는 원리 육지와 바다의 비열 차 때문에 일어나는 현상이다. 비열의 개념을 도입해서 심화된 학습 내용을 제공 할 수 있다. 비열은 어떤 물질 1kg의 온도를 1 높이는데 필요한 열량이다. 따라서 비열이 큰 물질은 온도 변화가 쉽게 일어나지 않는다. 물질 물 식용유 콘크리트 알루미늄 모래 철 구리 납 비열 각 물질의 비열(단위: kcal/kg ) 052 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

53 대체 실험 1. 향 연기의 방향 예상하기 향 연기를 문틈의 위쪽에 대었을 때, 연기의 방향은 어느 쪽으로 이동할지 예상한다. 향 연기를 문틈의 아래쪽에 대었을 때, 연기의 방향은 어 느 쪽으로 이동할지 예상한다. 난로를 피우면 위쪽과 아래쪽 중 어느 쪽이 더 따뜻한지 생각해 본다. 공기의 흐름이 바람이라는 것을 설명한다. 2. 향 연기 관찰하기 향에 불을 붙이고 향 연기가 발생하면 냉장고 문을 열면서 향을 문 옆에 가져가서 향 연기의 움직임을 관찰한다. 향에 불을 붙이고 향 연기가 발생하면 교실 출입문 위쪽과 아래쪽에 향을 대었을 때 연기의 방향을 관찰한다. 교실 안의 문, 창문, 냉장고 등을 이용하여 여러 모둠별로 온도를 변화시켜 다양하게 실제적으로 해본다. 바람이 없는 날, 향의 위치 외의 조건은 동일하게 하여 실 험해야 한다. (조작변인: 향의 위치, 통제변인: 같은 장소, 같은 시간 등) 실내 온도가 바깥 온도보다 높을 때 효과적인 실험을 할 수 있다. 3. 향 연기 움직임 설명하기 문틈 위쪽에 대었을 때, 향 연기의 모습을 살펴본다. 문틈 아래쪽에 대었을 때, 향 연기의 모습을 살펴본다. 기체의 온도가 높으면 분자운동이 활발해져서 분자가 거 리가 멀어지게 되고, 밀도가 작아져서 위로 올라가게 된 다. 또한 차가운 공기는 반대로 밀도가 커져서 아래로 내 려가게 된다. 이러한 현상으로 인해 기체의 열이 전달되 는 데, 이러한 현상을 대류 라고 한다. 5~6학년 지도용 053

54 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 참고 사이트 사이언스올 scienceall.com 다음 daum.net 054 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

55 산성용액과 염기성용액의 성질 5학년 2학기 산과 염기 - 산과 염기의 성질 지도 목표 산과 연기의 성질을 설명할 수 있게 한다. 산과 염기의 반응성을 관찰하고 설명할 수 있게 한다. 산성용액과 염기성용액은 각각 어떤 성질을 가지고 있는지 알 수 있게 한다. 탐구 개요 지시약에 의한 용액의 색깔 변화 외에 산과 염기는 각각 공통된 성질을 가지고 있다. 여러 가지 물질의 반응성을 실험하고 관찰한 결과를 통해 산성용액과 염기성용액의 공통된 성질을 알아보는 실험이다. 탐구 준비물 주의 사항 묽은 염산, 묽은 수산화나트륨, 비커 4개, 삶은 달걀, 삶은 달걀 껍데기, 탄산칼슘(대리석), 두부, 핀셋, 보안경, 페트리접시 1. 반응이 일어나는 현상을 자세히 관찰한다. 2. 산과 염기 용액을 다룰 때는 피부에 닿지 않도록 한다. 3. 용액을 넣은 기구(비커)에는 반드시 용액을 알 수 있도록 라벨지를 붙인다. 5~6학년 지도용 055

56 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 탐구 과정 1. 산성용액과 염기성용액 준비하기 8개의 비커를 준비하고 4개의 비커에는 묽은 염산, 또 다 른 4개의 비커에는 묽은 수산화나트륨용액을 1/4쯤 넣고 라벨링한다. 2. 산성용액과 염기성용액에 여러 물질 넣고 관찰하기 묽은 염산과 묽은 수산화나트륨용액에 대리석(탄산칼슘), 달걀 껍데기, 두부, 삶은 달걀흰자를 각각 넣고 일어나는 현 상을 관찰한다. 산성용액이나 염기성용액에서 반응이 일어나게 되면 용 액의 색깔이 변화, 기체 발생, 침전이 발생, 온도 변화 등 이 일어난다. 산성, 염기성용액에 달걀껍질을 넣고 변화를 관찰한다. 산성, 염기성용액에 두부 조각을 넣고 변화를 관찰한다. 056 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

57 3. 변화가 일어난 용액의 특징 정리하기 묽은 염산과 반응하는 물질 대리석(탄산칼슘), 달걀 껍데기는 기체가 발생하면서 녹 는다. 묽은 수산화나트륨용액과 반응하는 물질 두부와 삶은 달걀흰자가 반응하면서 녹아 뿌옇게 흐려진 다. 산성용액은 염기성 물질과 반응하고, 염기성용액은 산성 물질이나 단백질과 반응한다. 대리석과 달걀 껍데기에는 탄산칼슘성분인 염기성 물질 을 포함하고 있고, 두부와 삶은 달걀흰자에는 단백질 성 분이 들어있다. 탐구 결과 정리 1. 산성용액(묽은 염산)과 염기성용액(묽은 수산화나트륨용액)에 반응하는 물질은 각각 다르다. 2. 산성용액은 대리석, 달걀 껍데기와 같은 염기성 성분이 있는 물질과 반응하여 기체를 발생시킨다(대리석, 달걀 껍데기가 녹는다.). 3. 염기성용액은 손으로 만지면 미끈하고 단백질과 지방을 녹이는 성질이 있다. 4. 유리창에 묻은 단백질, 지방과 같은 물질을 잘 제거하기 위해서 사용하는 유리세정제는 염기성용액이 효 과적이다. 참고 자료 산과 염기의 정의 1. 아레니우스의 정의 1884년, 스웨덴의 화학자 스반테 아레니우스는 물에 녹였을 때, 수소이온[H + ]을 내놓는 물질을 산 (acid), 수산화이온[OH - ]를 내놓는 물질을 염기(base)로 정의했다. 2. 브뢴스테드-로우리의 정의 1923년 덴마크의 화학자 요하네스 니콜라우스 브뢴스테드와 영국의 화학자 토머스 마틴 로우리가 독 자적으로 발표한 이론으로, 이 이론에 의하면 다른 화합물에 양성자[H + ]를 주는 화합물은 산이며, 양성 자를 받는 화합물은 염기이다. 양성자는 단위 양전하를 띤 핵 입자로 수소원자의 핵을 구성하기 때문에 H + 로 나타낸다. 5~6학년 지도용 057

58 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 브뢴스테드-로우리의 산-염기는 상대적 개념이므로 어떤 물질은 염기가 있어야 산으로서 작용하며, 마찬가지로 산이 있어야 염기로 작용할 수 있다. 또한 산성 물질은 양성자를 잃어 산의 짝염기인 염기 를 만들고, 염기성 물질이 양성자를 얻으면 염기의 짝산인 산을 만든다. 3. 루이스의 정의 길버트 뉴턴 루이스는 산을 고립 전자쌍을 받는 화학종이라고 정의하였다.(수소이온은 전자쌍 받개 로 작용한다.) 이 정의는 수소이온이 들어있지 않은 다른 반응에서도 쓰일 수 있다. 참고로 루이스의 정 의는 매우 포괄적인 정의라고 할 수 있지만, 모든 산, 염기 이론을 설명할 수 있는 것으로 오해할 수 있 다. 브뢴스테드-로우리 정의로 설명할 수 있었던 산 물질이 루이스 정의에서는 염기로 작용할 수 있다. 따라서 브뢴스테드-로우리 정의에 의한 산, 염기가 모두 루이스 산이나 루이스 염기가 될 수 있는 것은 아니다. 대표적인 예로 물은 브뢴스테드-로우리의 정의에 의해 산, 염기로 모두 작용할 수 있지만 루이 스의 정의에 의한다면 물 자체는 루이스 염기로만 작용할 수 있다. 루이스 산 : 삼플루오르화 붕소 등 루이스 염기 : 물 등 아레니우스 (Arrhenius) 브뢴스테드-로우리 (Brønsted Lowry) 루이스 (Lewis) 산(Acid) 수용액에서 H + 내놓는 물질 H + 내놓는(주는) 물질 비공유전자쌍을 받는 물질 염기(Base) 수용액에서 OH - 내놓는 물질 H + 받는(얻는) 물질 비공유전자쌍을 주는 물질 산과 염기의 성질 산(Acid) 염기(Base) 맛 신맛이 있다. 쓴 맛이 있다. 리트머스 푸른색 리트머스를 붉게 변화시킨다. 붉은색 리트머스를 푸르게 변화시킨다. 전기전도성 수용액에서 전기의 양도체이다. 수용액에서 전기의 양도체이다. 중화 염기와 반응하여 염을 만든다. 산과 반응하여 염을 만든다. 금속과의 반응 이온화 경향이 큰 금속과 반응하여 수소기체를 발생한다. 양쪽성원소와 반응하여 수소기체를 발생한다. 참고 사이트 네이버: 사이언스올: 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

59 물체의 빠르기와 시간 5학년 2학기 물질과 에너지- 물체의 빠르기 지도 목표 물체의 빠르기를 비교할 수 있는 방법들을 설명할 수 있게 한다. 물체가 일정한 거리를 가는 데 걸린 시간으로 물체의 빠르기를 설명할 수 있게 한다. 탐구 개요 여러 명의 학생들이 50m 달리기 경기에서 학생들의 빠르기는 결승선에 먼저 도착한 순서로 비교할 수 있다. 만약 학생들이 한 명씩 일정한 거리인 50m 달리기를 한다면 학생들의 빠르기는 어떻게 비교할 수 있을까? 라는 상황을 문제로 제시하여 물체의 빠르기를 알아보는 방법에 대한 탐구 학습을 유도하여야 한 다. 이는 일정한 거리를 이동하는 데 걸린 시간으로 물체의 빠르기를 비교하는 방법을 학습하는데 그 목적 이 있다. 탐구 준비물 주의 사항 선 긋는 기구, 호루라기, 줄자, 초시계 1. 시간 측정을 위한 초시계 이용법을 학생들에게 미리 지도한다. 2. 사전에 준비 운동 및 안전 지도를 실시하여 안전사고를 예방한다. 5~6학년 지도용 059

60 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 탐구 과정 1. 운동장에 50m 트랙을 그린다. 기록, 시간 측정, 달리는 사람 등의 역할을 모둠에서 돌아가면서 할 수 있도록 지도한다. 2. 모둠원에서 한 사람씩 50m 트랙을 달려 보도록 한다 m 트랙을 달리는 데 걸린 시간을 측정하고 기록한다. 일정한 거리 이 름 걸린 시간(초) 빠르기 순위 50 m 시간을 초시계로 측정할 때, 소수 첫째자리까지 측정하도록 한다. 4. 우리 모둠에서 가장 빠른 사람을 찾고, 가장 빠르다고 생각한 이유를 설명해 보자. 쇼트트랙 경기 그림 자동차 경주 그림 육상 경기에서 100m 트랙을 여러 명이 동시에 달릴 때, 가장 빠른 사람을 어떻게 알아내는지에 대해 생각해 보도록 유도한다. 일정한 거리를 달리기를 할 때 빨리 도착하였다는 것은 시간이 적게 걸린 것으로 빠르기가 빠르다는 것과 연관시켜 빠르기와 시간이 서로 반비례한다는 설명을 학생들에게 아주 쉽게 설명해 주어야 한다. 5. 일상생활에서 일정한 거리를 이동하는 데 걸린 시간으로 물체의 빠르기를 비교하는 예를 찾아보자. 060 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

61 탐구 결과 정리 1. 50m 달리기에서 가장 빠른 사람은 가장 짧은 시간이 걸린 사람이다. 2. 일정한 거리를 움직이는 데 걸린 시간이 짧을수록 빠르다고 할 수 있다. 3. 일정한 거리를 이동하는 데 걸린 시간으로 물체의 빠르기를 비교하는 예는 100m 달리기, 400m 수영, 마 라톤, 자동차 경주 등이 있다. 참고 자료 거리-시간 Graph 등속직선운동에서는 이동 거리가 시간에 비례하여 증가한다. 따라서 그래프는 원점을 지나는 직선이 된 다(아래 왼쪽 그래프). 이때 직선의 기울기(거리/시간)는 속력이 되어 기울기가 큰 것이 속력이 크다. 기차 의 시간에 따른 이동 거리(직선의 기울기)가 승용차의 시간에 따른 이동 거리보다 커서 더 빠르다고 할 수 있다(오른쪽 그래프). 거리 기울기 = 속력 이 동 거 리 (m) 120 기차 60 승용차 시간(s) 등속도 운동 그래프 속도가 다를 때의 그래프 운동을 그래프로 나타내기 다음은 시간별 어떤 물체의 이동 거리를 나타낸 것이다. 표를 보고, 물체의 운동을 그래프로 나타내어 보자. 시간(초) 0~2 2~4 4~6 6~8 이동 거리(m) ~6학년 지도용 061

62 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 1. 그래프의 가로축과 세로축에 나타낼 양을 정한다. 가로축 에는 시간을, 세로축에는 거리를 나타낸다. 2. 가로축과 세로축의 단위를 정한다. 물체의 운동을 그래 프로 그리려면 가로축의 단위는 초, 세로축의 단위는 m 가 적당하다. 3. 적당하게 눈금을 나눈다. 4. 시간별 이동 거리를 점으로 나타내고, 그 점을 서로 잇 는다. 062 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

63 참고 문헌 및 사이트 과학 5-2 초등학교 교사용 지도서, 교육부, 2013년 Daum 이미지 검색 사이언스올 scienceall.com 5~6학년 지도용 063

64 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 기상청에서 하는 일 5학년 2학기 생명과 지구 - 날씨와 우리 생활 지도 목표 우리 고장에 있는 기상청에서 하는 일에 대하여 알 수 있게 한다. 기상청에 대한 보다 자세한 자료를 통하여 기상관측 과정을 이해하게 하고, 진로학습의 기회를 제공받 을 수 있게 한다. 우리 고장의 과학 자원 제주지방기상청 홈페이지 1. 제주지방기상청에서 하는 일 관측업무 : 지상기상관측, 자동기상관측, 고층기상관측, 레이더기상관측, 지진관측, 자외선관측, 황사관측, 산성비관측, 안개관측 등 예보업무 : 기상예보(단기, 중기, 장기예보), 기상특보(주의보, 경보) 기후변화감시 기상 고객서비스 정보통신업무 국제협력 2. 자료수집방법 대기의 상태를 알기 위한 관측: 라디오존데, 기상레이더, 기상위성, 기상관측선박, 기상지상관측소 등 064 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

65 관측소 : 정해진 시각에 기압, 기온, 습도, 풍향, 풍속, 강수량, 구름의 양 등을 관측하여 기상청으로 자 료를 보냄 기상분석컴퓨터 : 각종 자료 분석 3. 일기예보 과정 기상관측 일기자료 수집 일기자료 처리 일기도 작성 일기예보 일기 예보를 TV, 방송국(TV, 라디오), 신문사, 인터넷 등에 전달 여러 가지 관측 기구 1. 소형증발계 원통형 용기에 20mm의 물을 채우고 관측기간 동안 물의 양적변화를 강수저울로 측정(크기: 구경20cm, 깊이10cm) 2. 대형증발계 원통형 용기에 20mm의 물을 채우고 관측기간 동안 수위 측정기로 수면 변화를 측정(크기: 구경 120cm, 높이 25cm) 3. 우량계 강수량을 측정하는 용기로 20cm 구경을 사용하며 눈, 싸 락난, 우박 등도 측정(지면에서 20cm 높이에 설치) 5~6학년 지도용 065

66 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 4. 전도형 우랑계 시소의 원리를 이용하여 강수량을 자동으로 측정하는 우 랑계(설치: 평형계를 사용하여 정확한 수평을 유지) 5. 백엽상 태양이나 대지의 복사 또는 비나 눈의 직접적인 영향을 받 지 않고 통풍이 잘 되도록 설계된 지붕이 달린 작은 나무상 자로 주로 기온과 습도를 측정 6. ASOS(종합기상관측장비) 자동으로 관측된 기상요소를 전용회선을 통하여 컴퓨터가 매분 자료를 수집, 처리하여 실시간 표출 7. 곡관지중온도계 지표면에서 30cm 이하의 비교적 얕은 지중온도를 측정 8. 철관지중온도계 지표면에서 0.5m 이상의 비교적 깊은 지중온도를 측정 066 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

67 참고 자료 기상청에서 하는 일 1. 관측 업무 : 지상 기상 관측을 비롯하여 고층 해양 항공 레이더 지진 등 10개의 분류별 기상 관측 을 수행한다. 2. 정보 통신 업무 : 전국 관측소 간의 인터넷 연결, 슈퍼컴퓨터 운용, 기상청 종합 통신 유선망 등을 운영 한다. 3. 예보 업무 : 단기 중기 장기 예보 등 일기 예보와 주의보, 경보 등 기상 특보를 발령한다. 4. 기후 감시 업무 : 기후 자료를 데이터베이스화하고 이상 기후를 감시한다. 5. 응용 기상 업무 : 항공이나 각종 산업현장에서 활용할 수 있도록 기상 정보를 가공하여 제공한다. 6. 국제 협력 : 세계 기상 기구 및 국가 간의 협력 업무를 담당한다. 7. 기상 연구 : 기상 연구소를 설립하여 대기, 해양, 지진 등의 기상 관련 연구를 수행한다. 8. 기상 서비스 : 기상 증명서, 기상 감정서 등을 발행하고 기상 관측 기기를 점검한다. 9. 기상 교육 훈련 : 기상청 직원, 교사 등을 대상으로 기상에 관한 교육을 실시한다. 기상 관측사 기상 관측사는 기상 관측 기계를 이용하거나 직접 날씨를 관찰하여 기상에 대한 자료를 수집해 홍수, 가 뭄, 태풍 등 앞으로 어떤 기상 변화가 발생할지를 예측하는 직업이다. 이들은 보다 정확한 일기 예보를 하 기 위해 습도, 온도, 기압, 기류의 방향 등 기구 대기의 특성 등을 관찰하고 이러한 것들에 영향을 미치는 요인에는 무엇이 있는지 연구한다. 기상 관측사가 되기 위해서는 날씨에 관심이 있고 세심한 관찰력이 요구된다. 대학에서 천문학이나 기상 학, 대기학 등을 전공해야 하는데, 기상청이나 일부 기상 연구소 등에서 대학원 졸업 이상자로 자격을 제한 하는 경우도 있기 때문에 관련 대학원에 진학하는 것이 유리하다. 기상 관측사는 대부분 기상청, 기상 연구소, 국립 천문대 등의 정부 기관에서 일하는 만큼 이들이 근무할 수 있는 곳이 한정되어 있다. 따라서 일자리는 많이 증가하지는 않을 것으로 보이며, 취업 경쟁은 치열한 것으로 보인다. 그러나 기상 예보는 항공, 항해, 농업, 어업 등 여러 분야에 중요하게 활용되고 있으며, 갑작 스러운 폭설, 폭우, 한여름의 우박 등 수많은 기상 이변이 많이 일어나고 있는 요즈음 기상 관측의 역할이 점점 중요해지고 있다. 날씨 관련 속담 1. 개미가 줄을 지어서 지나가면 비가 온다. 여름날 강한 일사가 있을 때 개미는 활동을 하지 않고 다소 구름 낀 날에 땅 위로 나오기 때문에 이와 같 은 말을 한다. 그렇지만 개미의 행렬이 닷새 후의 비를 암시한다는 말은 근거가 없다. 5~6학년 지도용 067

68 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 2. 청개구리가 울면 비가 온다. 청개구리와 비의 관계는 동화에서도 나오고 어머니로부터 자주 들어오던 얘기이다. 청개구리가 울면 비가 온다. 는 내용에 대해 일본에서 조사한 바에 의하면 5~12월 사이에 청개구리가 울어서 비가 오는 확률이 23~66%라고 한다. 그러니까 이 속담은 그렇게 신빙성이 있다고 볼 수 없다. 3. 제비가 땅 가까이 날면 비가 온다. 제비가 일기를 예감하는 것은 아니다. 다만 모기 같은 곤충이 습기가 많으면 비가 올 것을 ㅈ예감하고 땅바닥 가까이 내려와서 비에 젖지 않기 위해 숨을 장소를 찾아 돌아다니므로, 제비는 이것을 알고 먹이 를 구하기 위해 땅 가까이 날아다닌다. 4. 장구벌레가 물 위로 뜨면 비가 온다. 이것은 동물이나 곤충의 생태와 날씨의 관계를 말하는 것이다. 장구벌레는 모기의 유충으로 가끔 수면 으로 올라와서 몸 끝 가까운 곳에 있는 1개의 관을 물 위로 내러 놓고 숨을 쉰다. 그런데 장구벌레는 물 속에서 생활을 해도 물고기가 아니기 때문에 산소 호흡을 하기 위해서 자주 수면 가까이 떠오르는 것으 로서 날씨와는 전혀 관계가 없다. 5. 고양이가 소동을 부리면 큰 비가 온다. 동물은 일반적으로 기상 변화에 민감하여 본능적으로 기상 이변을 예지해서 호들갑을 떨거나 미리 안 전하고 높은 곳으로 집을 옮기기도 한다. 사람도 어린 아기들이 보통 때보다 호들갑스러운 짓을 많이 할 때 비가 오겠다고 한다. 인체는 수증기의 막으로 둘러쳐 있어 교감 신경 계통에 대한 기상의 작용을 조정 하고 있으나 저기압이 접근하면 습도가 높아지고 기온이 상승하여 기압은 하강하게 되며 피부에서 혈관 이 확장하게 된다. 그래서 피가 모이게 되며 피부에서 수분 증발이 억제되어 기분이 나빠지고 잘 다투며, 어린 아기들은 투정을 부리게 된다. 6. 아침에 거미줄에 이슬이 맺히면 그 날은 맑다. 거미는 낮보다 저녁 때 특히 습도가 약간 높을 때 거미줄을 잘 친다. 습도가 다소 높고 날씨가 높은 날은 야간 복사로 인해 이슬이 맺히기 쉽다. 거미줄의 물방울과 날씨와의 관계를 조사해 보면 맑은 날 56%, 구름 낀 날 28%, 비 오는 날 16%로서 날씨가 맑을 확률이 높다. 그러나 아침에 거미줄을 치면 날씨 가 좋다는 말을 반드시 믿을 수는 없다. 7. 참새가 아침 일찍 지저귀면 날씨가 좋다. 도시에서는 아침에 참새가 지저귀는 소리를 듣기 힘들겠지만 참새가 많이 날아드는 곳이라면 해당되는 속담이다. 참새는 별로 잠이 없어 일찍부터 일어나서 지저귄다. 이것은 날씨가 좋아서 아침부터 활동하 기 좋다는 증거가 된다. 068 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

69 8. 올빼미가 울면 맑다. 올빼미는 낮에 숲에 숨어 있다가 밤에는 나와서 들쥐나 곤충을 잡아먹는다. 날씨가 좋은 날 밤에는 활 발히 활동하기 때문에 우는 소리가 힘차고 좋아서 우리 귀에 잘 들린다. 올빼미가 우는 날은 날씨가 좋을 가능성이 높다. 참고 사이트 에듀넷 edunet4u.net 제주지방기상청 web.kma.go.kr 5~6학년 지도용 069

70 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 날씨 정보 알아보기 5학년 2학기 생명과 지구 - 날씨와 우리 생활 지도 목표 날씨 정보를 보고 날씨에 대해 설명할 수 있게 한다. 여러 날의 날씨 정보를 모아 날씨의 변화에 대해 설명할 수 있게 한다. 탐구 개요 스마트폰이나 스마트패드의 날씨 관련 어플리케이션과 위젯 기능을 이용하여 날씨 정보를 모아보고, 날 씨 변화에 대해 알아보는 활동이다. 탐구 준비물 스마트폰, 구글 플레이 날씨 어플리케이션, 날씨 위젯 주의 사항 1. 인터넷 기상청 사이트( 이용한 일기 예보를 TV화면을 통해 확인해도 되고 전화(131)를 통한 일기 예보를 들려주어도 된다. 2. 어린이 신문의 날씨 정보를 이용할 수도 있다. 이때에는 일간 신문과는 다소 다르므로 날씨 정보를 미리 확인해야 한다. 3. 날씨 정보를 알려주는 다양한 어플리케이션을 사용할 수 있다. 070 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

71 탐구 과정 1. 날씨를 미리 알아보는 방법 찾기 날씨를 미리 알아보는 방법에는 어떤 것들이 있는지 이야기하기 2. 스마트폰 어플리케이션과 위젯을 이용하여 날씨 정보 살펴보기(1) 스마트폰 구글 플레이 어플리케이션을 실행한다. 구글 플레이에서 미스터 날씨 어플리케이션을 검색 하여 스마트폰에 설치한다. 3. 스마트폰 어플리케이션과 위젯을 이용하여 날씨 정보 살펴보기(2) 미스터 날씨 어플리케이션을 실행하여 지역을 추가 하여 내가 살고 있는 지역으로 설정한다. 어플리케이션에 있는 현재 날씨, 시간별 보기, CCTV 보기 탭을 클릭하여 각각의 정보를 확인한다. 미스터 날씨 어플리케이션은 예시 자료이므로 날 씨와 관한 다양한 어플리케이션을 찾아 활용할 수 있도록 한다. 4. 날씨 정보 모으기 여러 날의 날씨 정보를 모아 분석해 본다. 내가 살고 있는 지역의 날씨와 비슷한 지역을 찾아 본다. 내가 살고 있는 지역의 날씨와 다른 지역을 찾아본 다. 5~6학년 지도용 071

72 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 탐구 결과 정리 1. 스마트폰 미스터 날씨 등의 어플리케이션에는 현재 날씨, 주간 날씨, 시간대별 날씨 그리고 GPS가 잡히 는 지역의 CCTV로 내가 살고 있는 지역의 날씨를 확인할 수 있다. 2. 스마트폰 미스터 날씨 등의 어플리케이션을 이용해 내가 살고 있는 지역의 날씨와 다른 지역의 날씨를 비교할 수 있다. 참고 자료 하늘 상태 표현 1. 맑은 후 구름 많아짐 : 구름의 양이 0~2할에서 6~8할로 변함 2. 맑은 후 흐려짐 : 구름의 양이 0~2할에서 9~10할로 변함 3. 차차 흐려짐 : 구름의 양이 3~8할에서 9~10할로 변함 4. 차차 맑아짐 : 구름의 양이 3~8할에서 0~2할로 변함 5. 흐린 후 맑아짐 : 구름의 양이 9~10할에서 0~2할로 변함 6. 흐린 후 갬 : 구름의 양이 9~10할에서 3~8할로 변함 숫자부호 0 1 2, , 기호 운량 구름 없음 10% 이하 20~ 30% 40% 50% 60% 70~ 80% 90% 100% 운량의 숫자 부호와 기호 바람(풍속) 강도 표현 1. 바람이 매우 약하게 불다: 풍속이 1m/s 이하, 최대 순간 풍속 2m/s 이하 2. 바람이 약하게 불다: 풍속이 2~4m/s 이하, 최대 순간 풍속 3~7m/s 3. 바람이 다소 불다: 풍속이 5~8m/s 이하, 최대 순간 풍속 8~12m/s 4. 바람이 다소 강하게 불다: 풍속이 9~12m/s 이하, 최대 순간 풍속 13~18m/s 5. 바람이 강하게 불다: 풍속이 13~17m/s 이하, 최대 순간 풍속 19~25m/s 6. 바람이 매우 강하게 불다: 풍속이 18m/s 이상, 최대 순간 풍속 26m/s 이상 기호 풍속 m/s 고요함 풍속 표현 북서풍 12m/s 072 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

73 시간 표현 1. 이른 새벽 : 자정부터 일출 3시간 전 2. 새벽 : 일출 2시간 전~일출 3. 아침 : 일출 1시간 전~일출 2시간 후 4. 오전 : 일출 후~정오 5. 낮 : 일출 2시간 후~일몰 2시간 전 6. 오후 : 정오~일몰 전 7. 오후 늦게 : 일몰 2시간 전~일몰 1시간 후 8. 저녁 : 일몰~일몰 2시간 후 9. 밤 : 일몰 1시간 후~일출 1시간 전 10. 밤늦게 : 자정 1시간 전~일출 2시간 전 참고 사이트 사이언스올 scienceall.com 5~6학년 지도용 073

74 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 천연지시약을 이용한 산과 염기 구분 5학년 2학기 산과 염기 - 지시약과 산도 지도 목표 우리 주변에서 천연 지시약을 만들 수 있는 식물을 조사하고 발표할 수 있게 한다. 자주색(붉은) 양배추를 이용하여 천연 지시약을 만들 수 있게 한다. 자주색 양배추 지시약을 이용하여 용액의 색깔 변화와 산성도를 측정할 수 있게 한다. 탐구 개요 지시약은 산과 염기를 구분할 수 있다. 우리 주변에서 재배하고 있는 자주색(붉은) 양배추는 천연 지시약 으로 이용 가능한 식물이다. 자주색 양배추를 이용하여 지시약을 만들어 보고, 만든 지시약을 이용하여 용 액의 색깔 변화와 산도를 알아보고, 자주색 양배추와 같이 우리 주변에서 지시약으로 사용할 수 있는 식물 을 알아보는 실험이다. 탐구 준비물 자주색 양배추, 칼 또는 가위, 믹서기, 알코올램프, 체, 비커, 스포이트, 여러 가지 용액 주의 사항 1. 양배추를 자를 때 2~3cm 정도로 잘게 자른다. 2. 믹서기에 충분한 물을 넣고 뚜껑을 덮은 후 작동시킨다. 3. 알코올램프를 사용할 때 화상에 주의하고, 기구를 다룰 때는 안전하게 취급한다. 074 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

75 탐구 과정 1. 자주색 양배추로 지시약 만들기 자주색 양배추를 2~3cm 정도로 칼이나 가위를 이용하여 잘게 자른다. 잘게 자른 양배추를 믹서기에 넣는다. 믹서기를 이용하지 않고 알코올램프를 이용하여 가열하 여 추출해도 된다. 양배추가 잠기도록 물을 충분히 넣는다. 양배추를 믹서기로 갈고 우려낸다. 체를 이용하여 여과하고 시약병에 보관한다. 5~6학년 지도용 075

76 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 물을 부어 실험에 맞는 지시약의 양을 만들어 낸다. 각 용액에 실험할 만큼의 지시약을 작은 비커에 부어 놓 는다. 2. 자주색 양배추 지시약을 이용한 산과 염기 구분 용액(사이다, 세제용액, 비눗물, 식초, 묽은 염산, 묽은 수산 화나트륨 용액 등)을 준비한다. 각 용액에 자주색 양배추 지시약을 1~2방울 떨어뜨린다. 자주색 양배추 지시약을 이용하여 여러 가지 용액의 색깔 변화를 관찰한다. 용액의 색깔의 변화에 따라 산과 염기를 구분한다. 산성용액 : 붉은 색, 염기성용액 : 푸른색 대체로 먹을 수 것은 산성이다. 지시약의 색깔 변화를 구분하기 어려운 불투명한 용액 (우유 등)에는 지시약을 사용하는 것이 적합하지 않다. 탐구 결과 정리 1. 자주색(붉은) 양배추로 천연 지시약을 만들 수 있다. 2. 천연 지시약을 이용하여 일상생활에서 사용하는 용액을 산성용액과 염기성용액으로 구분할 수 있다. 3. 자주색 양배추로 만든 천연 지시약은 산성이 강할수록 노란색에서 붉은색으로, 염기성용액이 강할수록 에서는 연두색에서 푸른색으로 변한다. 4. 우리 주변에서 지시약으로 사용할 수 있는 식물들을 찾아 볼 수 있다. 076 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

77 참고 자료 생활 속의 천연 지시약 붉은 양배추, 검은 콩, 나팔꽃, 당근, 포도, 장미꽃, 도라지꽃 등에서 우러나오는 즙을 이용하여 산성용액 과 염기성용액을 구분할 수 있는 식물들을 일컫는다. 지시약과 ph 지시약은 화학반응에서 일정한 상태를 판별하는 데 사용되는 시약이다. 또한 크게 지시약의 종류에는 산 염기 지시약과 산화환원 지시약과 금속 지시약, 흡착지시약이 있다. 주로 우리가 쓰는 산염기 지시약에는 리트머스 용액, 페놀프탈레인용액, 자주색 양배추즙 지시약, 만능 지시약, BTB 용액 등이 있다. 산화환원 지시약에는 메틸렌블루가 있다. 금속 지시약에는 무렉시드, 엘리오크롬블렉 등이 있다. 흡착지시약에는 디 클로로플루오레세인 디브로모플루오레세인 등이 있다. 지시약의 작용은 아래와 같다. 우선 지시약이 물에 녹으면, HIn H + + In - 와 같이 이온상태가 되는데, 산성 상태일 때는 용액 속에 수 소이온(H + )반대 반응이 일어나서 HIn 색이 나타난다. 반대로 염기성 상태에서는 용액 속에 수산화이온(OH - )이 많이 존재하기 때문에 수소이온(H + )으로 거의 다 이온화되어서 In - 이온의 색이 나타난다. HIn H + + In - (염기성 상태), H + + OH - H 2 O ph의 정의는 물의 산성이나 알칼리성의 정도를 나타내는 수치로서 수소이온 농도의 지수이고 수소이온 농도를 표시하는 데 사용하는 수치. 수소이온 지수라고도 한다. 역사적으로는 용액 1리터 안에 포함되는 수 소이온 몰질량(몰)의 역수의 상용대수로 정의되었다. 1 ph= =-log[h + ] log[h + ] 참고 사이트 네이버 naver.com 다음 daum.net 5~6학년 지도용 077

78 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 이산화탄소 감지 장치 만들기 6학년 1학기 물질과 에너지 - 여러 가지 기체 지도 목표 이산화탄소 감지 장치를 만드는 방법을 설명할 수 있게 한다. 이산화탄소 감지 장치의 원리를 설명할 수 있게 한다. 탐구 개요 냄새를 구분하고 화학적 성분을 분석해내는 전자장치인 전자코(e-nose)의 특징을 이용한 이산화탄소의 감지 장치를 직접 만들어 보아, 이산화탄소의 성질을 스스로 알 수 있게 하는데 목적을 둔 실험이다. 이는 석회수를 이용한 실험과 페놀프탈레인 및 수산화나트륨용액을 이용한 실험으로 나뉘고, 이산화탄소 발생 실험과 병행하여 실시하여도 좋다. 이에 대한 자세한 원리는 [참고 사이트]를 활용한다. 탐구 준비물 비커, 거름종이, 헤어드라이어, 비커, 핀셋, 물, 페놀프탈레인용액, 산소계 표백제, 석회수, 빨대, 보안경, 분무기, 핀, 수수깡 주의 사항 1. 수산화나트륨 용액을 대신하여 안전상 표백제를 사용한다. 2. 표백제 용액과 페놀프탈레인은 서로 반응하여 분홍색을 띠지만 표백제 안에 있는 수산화나트륨 자체가 공기 중의 수분과 이산화탄소를 흡수하기 때문에 빠른 시간에 실험을 할 수 있게 하고, 분무기를 사용하 여 간단히 젖히고, 이를 헤어드라이어로 말릴 수 있게 한다. 078 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

79 탐구 과정 1. 이산화탄소 감지기 만들기 비커에 석회수를 넣고 빨대로 불어서 그 변화를 관찰한다. 석회수와 이산화탄소가 반응하여 탄산칼슘이 물에 침전 되어 녹지 않기 때문에 석회수가 흐려지게 된다. Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 + H 2 O 석회수를 이산화탄소가 든 집기병에 담고 흔들 수도 있다. 2. 나만의 이산화탄소 감지 장치 만들기 페놀프탈레인을 거름종이 위에 떨어뜨려 거름종이가 모두 젖도록 한다. 페놀프탈레인의 성질을 산과 염기와 관련시켜서 미리 설 명하고 그 성질을 이용할 것이라고 먼저 설명한다. 그리고 수산화나트륨의 성질 중 수분 및 이산화탄소를 흡 수하는 성질을 이용할 것이라는 말을 해준다. 이를 수업시간 전에 미리 말려서 둔다. 페놀프탈레인을 적혔다가 말린 거름종이를 이용하여 여러 가지 모양을 만들 수 있게 한다. 5~6학년 지도용 079

80 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 수수깡에 핀으로 연결한 뒤 바람개비를 만든다. 분홍색으로 변하는지를 확인한 후 실험한다. 살며시 젖을 정도로 분무기로 뿌린다. 그냥 오랜 시간을 두고 놔둘 경 우 색이 점점 무색으로 변하기 때문에 상황을 지켜보면 서 빠르게 진행한다. 하지만 젖은 거름종이를 다시 말리는 것도 힘이 들고 흐 물흐물 해져 버리는 단점이 있다. 감지기에 묽은 표백제 용액이 든 분무기로 페놀프탈레인 용액을 살며시 뿌려준다. 그 다음 입으로 불거나 바람개비로 바람을 일으켜서 색깔 변화를 관찰한다. 3. 새로운 장치 만들기 페놀프탈레인을 적신 후 말린 거름종이에 표백제용액이 든 분무기를 살며시 뿌리면 분홍색으로 변하게 된다. 이 분홍색 부분을 빨대로 불어보면서 변화를 이야기 하여 보기 그냥 입으로 불 경우는 확인이 가능하지가 않으며 반드시 빨대를 사용하여 압력을 강하게 하는 것이 좋다. 드라이아이스가 있는 경우 드라이아이스를 넣은 집기병에 분홍색의 페놀프탈레인 용액과 표백제의 반응한 거름종이 를 집기병 위에 올려놓고 색깔을 살핀다. 이 실험을 맨 먼저 보여주고 이러한 거름종이가 이산화탄 소를 만날 때 다시 색깔이 투명하게 변한다는 사실을 먼 저 알게 하여도 좋다. 080 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

81 탐구 결과 정리 1. 석회수에 빨대를 통해 입김을 불어 넣으면 석회수가 뿌옇게 흐려진다. 2. 붉게 물들었던 감지기는 날숨에 들어있는 이산화탄소를 흡수하여 탄산나트륨(Na2CO3)으로 변하게 된 다. 그럼 염기성의 성질을 잃어버려 이산화탄소가 있을 시 페놀프탈레인용액의 원래색인 무색으로 변하 게 된다. 3. 이를 통하여 날 숨에 이산화탄소가 있음을 알게 되는 것이다. 4. 더불어 이산화탄소가 든 시험관을 수산화나트륨과 페놀프탈레인용액이 반응한 분홍색 용액이 있는 비 커에 거꾸로 세우면 순식간에 분홍색 용액이 시험관을 따라 올라간다. 이는 공기 중에 있는 이산화탄소 를 흡수하는 수산화나트륨의 성질을 이용한 것인데 이를 통해서라도 감지기를 만들 수도 있다. 참고 자료 전자코(Electronic nose, e-nose) 냄새를 구분하고 화학적 성분을 분석해내는 전자 장치. 전자 센서와 같은 화학 검출기와 신경 회로망과 같은 패턴 인식 기능을 가진 장치로, 사람의 코가 냄새를 맡고 뇌에 전달하듯이 전자 센서로 감지해서 프 로그램으로 처리한다. 초창기에는 음식 음료 분야에서 품질 관리 응용에 사용되었으나 의료 검진용, 오염 물질 및 가스 누출 검색용으로도 활용된다. 석회수 만드는 법 석회수는 수산화칼슘(Ca(OH) 2 )의 포화 수용액을 의미한다. 그러므로 석회수는 증류수(물)에 수산화칼슘 을 녹이면 쉽게 만들 수 있다. 500mL 또는 1L의 크기의 비커에 물을 정도 붓고, 수산화칼슘을 한 숟가락 넣는다. 유리막대로 20~30회 정도 잘 젓는다. 비커를 실험대에 놓고 수산화칼슘 가루 물질이 가라앉도록 기다린다. 비커 안의 액체를 거름장치로 거른다. 이때, 걸러진 액체가 바로 석회수이다. 염기의 성질 1. 염기 : 수용액에서 이온화되어 수산화 이온(OH - )을 내놓는 물질이다. 2. 염기의 공통적인 성질(공통성) : 염기성이라고 한다. 가. 맛 : 염기의 묽은 수용액은 쓴맛이 있다. 비눗물이나 식물을 태운 재, 탄산수소나트륨(소다)이 쓴맛 을 내는 것은 이들이 염기를 포함하고 있기 때문이다. 나. 촉감 : 단백질을 녹이는 성질이 있으므로 손으로 염기를 만지면 미끈미끈하다. 이것은 염기가 단백 5~6학년 지도용 081

82 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 질을 녹이는 성질이 있어 지문의 주름을 녹이기 때문이다. 따라서 염기를 맛보거나 만지는 것은 매 우 위험하다. 다. 전기 전도성 : 염기는 전해질로 수용액은 전류를 흐르게 한다. 염기는 수용액에서 이온화하여 수산화 이온(OH - )을 내놓으므로 산의 수용액과 마찬가지로 전류를 흐르게 한다. 라. 지시약의 색 : 염기의 종류에 관계없이 지시약에 의해 같은 색을 나타낸다. 1 리트머스 종이 : 붉은색 푸른색 2 메틸오렌지 용액 : 노란색 3 BTB 용액 : 푸른색 4 페놀프탈레인 용액 : 붉은색 참고 사이트 사이언스올 scienceall.com 과학블로그 blog.naver.com/kharry1010/ 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

83 스텔라리움으로 공부하는 태양 6학년 1학기 생명과 지구 - 계절의 변화 지도 목표 스텔라리움을 이용하여 계절에 따른 태양의 남중고도의 변화를 설명할 수 있게 한다. 스텔라리움을 이용하여 태양의 연주운동을 설명할 수 있게 한다. 탐구 개요 스텔라리움이라는 시뮬레이션 프로그램의 기초 사용법을 이해하고 스텔라리움을 이용하여 계절별 태양 의 변화를 이해하는 활동이다. 탐구 준비물 스텔라리움 주의 사항 1. 실제로는 태양이 움직이는 것이 아니라 지구가 움직이는 것임을 분명히 설명하여 오개념을 가지지 않도 록 한다. 2. 태양의 남중 고도는 매일 조금씩 달라지며, 측정 지역의 위도에 따라서도 달라진다. 학생들에게 제시되는 태양의 남중 고도가 계절을 나타내는 절대적인 수치가 될 수 없음을 인식시키도록 한다. 5~6학년 지도용 083

84 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 탐구 과정 1. 스텔라리움 다운받기 자신의 OS에 맞는 스텔라리움을 다운로드 받는다. 스텔라리움의 배경은 이미지로 되어 있어 파노라마로 촬 영한 사진만 있다면 우리 집이나 학교로 배경을 바꿀 수 있다. 2. 초기화면 구성 설정 관련 메뉴 바로 위치 설정, 시간 설정 등 프로그램 운 영과 관련된 세부사항을 설정할 수 있다. 뷰 화면 보기 옵션 설정 메뉴 바로 각종 보기관련 옵션을 켜고 끌 수 있다. 3. 관측 위치 정하기-위치창(F6) 가. 국가명으로 검색하기 1번에 KOREA 라고 친 후 한국 내 지역을 선택 기본값 사용을 선택하면 매번 사용할 때 마다 이 지역을 선택하게 된다. 나. 지도에서 찾기 원하는 지역을 지도에서 찾아 클릭하면 자동으로 관측지 점이 선택됨 다. 설정변경 및 확인 날짜/시간창(F5), 하늘 보기 설정창(F4), 검색창(F3), 설정창 (F2)을 이용하여 여러 설정을 변경하고 확인할 수 있다. 4. 태양에 따른 일주권 변화 관찰하기 남쪽 지평선이 중앙에 오도록 화면을 조정한다. 마우스 휠 버튼을 이용하여 동-남-서 방위가 다 보이도록 배율을 조절한다. 방위격자를 클릭하여 화면에 고도 방위각이 나타나도록 한다. 084 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

85 5. 각 계절 별로 태양의 위치 관측하기 스텔라리움에서 날짜를 춘분 3월 21일경으로 바꾼다. 시간 진행 버튼을 누른 후 시간 빠르기 증가 버튼을 적당 히 눌러 원하는 시간 빠르기로 태양의 움직임을 관측한다. 날짜를 하지, 추분, 동지로 바꾸면서 같은 과정으로 태양의 위치를 관측한다. 태양을 마우스로 클릭하면 태양의 정보가 좌측 상단에 나타난다. 6. 태양의 연주 운동 알아보기 관측시간을 오후 4시경으로 맞춘다. 남서쪽 하늘이 보이도록 마우스휠로 배율을 조정한다. 현재 설정 시간이 낮이기 때문에 대기(A) 설정 버튼을 눌 러 화면에 별이 나타나게 한다. 별자리와 별자리 이름이 보이게 설정한 후 태양 주변의 별 하나를 선택한다. 스페이스바를 눌러서 선택한 별이 중앙에 오도록 한다. 날짜 변경 버튼을 이용하여 날짜를 증가시키면 태양이 별 자리 사이를 서에서 동쪽 방향으로 이동하는 모습을 볼 수 있다. 탐구 결과 정리 스텔라리움의 기본적인 설정 방법을 알고 스텔라리움 시뮬레이션을 통하여 태양의 일주권 운동, 태양의 연주 운동 등 다양한 천문 현상을 학습할 수 있다. 5~6학년 지도용 085

86 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 참고 자료 계절 변화의 원인에 대한 오개념 선행 연구에 의하면 초, 중, 고, 대학생 및 교사에 이르기 까지 많은 사람이 계절 변화에 대한 오개념을 가지고 있는 것으로 밝혀졌다. 세계에서 가장 유명한 미국 하버드대학 졸업생 중 무작위로 추출한 23명에게 왜 여름은 덥고, 겨울 은 추울까? 라는 질문에 두 명만이 지구의 자전축이 기울 어진 채 태양 주위를 공전하기 때문이다. 라는 답을 했다고 한다. 대부분의 학생은 여름에는 지구와 가깝고, 겨울에는 지구와 멀기 때문이다. 라는 오개념을 가지고 있었다. 이는 계절 변화의 원인을 지도할 때 지구와 태양의 거리 를 이용한 설명으로 접근해서는 안 된다는 것을 뜻한다. 오 히려 실제로는 겨울에 태양과 지구의 거리가 가장 가깝고, 계절이 변하는 까닭의 설명그림 여름에 가장 멀다. 그 밖에 지구 중심적인 입장에서 태양의 고도가 바뀌거나, 태양에서 오는 빛의 양이 달 라지기 때문에 계절 변화가 생긴다고 설명하는 오개념이 있다. 참고 사이트 스텔라리움 stellarium.org 재우스 지구연구소 블로그 earthlab.kr/ 다음카페 cafe.daum.net/study37/58m 086 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

87 태양과 별자리 알아보기 6학년 1학기 생명과 지구 - 계절의 변화 지도 목표 스마트 기기를 이용하여 태양과 별자리를 설명할 수 있게 한다. 스마트 기기를 이용하여 태양계의 행성들의 위치 및 모양 등을 설명할 수 있게 한다. 탐구 개요 구글플레이와 앱스토어에서 무료로 다운 받을 수 있는 Night Sky2, Solar Walk, Sun Surveyor 어플리케 이션의 사용방법을 알고 태양과 별자리에 대하여 학습하는 활동이다. 탐구 준비물 Night Sky2, Solar Walk, Sun Surveyor 어플리케이션 주의 사항 계절에 따라 해가 뜨고 지는 시각과 기온의 변화, 태양의 남중고도 및 별자리는 학생들이 직접 경험하거 나 확인할 수 없는 추상적인 개념이고, 공간 지각력을 요구하기 때문에 가능한 모형실험 놀이와 스마트기 기를 이용한 체험 활동을 통해 학습이 이루어지도록 한다. 5~6학년 지도용 087

88 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 탐구 과정 1. Night Sky2 어플리케이션 가. Night Sky2 설치 앱스토어에서 Night Sky2를 검색한 후 어플리케이션을 설 치한다. 나. 설치 진행 GPS를 켜고 현재 위치 정보사용을 승인한다. 어플리케이션 설치 순서에 따라 설치를 진행한다. 다. 옵션 선택 및 실행 어플리케이션의 세부 옵션을 확인한 후 Continue를 터치 하여 어플리케이션을 실행한다. 라. 방향에 따른 별자리 탐색 지구본에서 현재 위치를 찾아 여러 방향으로 스마트기기 를 움직이면 방향에 따른 별자리가 표시된다. 마. 메뉴 이용 후 활용 어플리케이션 실행화면 좌측 하단에 여러 가지 메뉴를 이 용하여 현재 위치, 날씨, 태양의 남중고도 등을 확인할 수 있다. 088 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이

89 2. Solar Walk 어플리케이션 가. Solar Walk 설치 앱스토어나 구글플레이에서 Solar Walk을 검색하여 스마 트기기에 어플리케이션을 설치한다. 나. 행성 위치 및 모양 확인 어플리케이션이 실행되면 태양을 중심으로 한 행성들이 나타나고 확대와 축소를 통해서 태양 및 행성들의 위치와 모양을 확인할 수 있다. 다. 메뉴 이용 후 활용 어플리케이션 좌측 메뉴를 활성화시켜 여러 행성들을 직 접 터치하여 행성들의 모양과 위치 등을 바로 확인할 수 있 다. 3. Sun Surveyor 어플리케이션 가. Sun Surveyor설치 구글플레이에서 태양 탐사선이나 Sun Surveyor를 검색하 여 설치 순서에 따라 어플리케이션을 설치한다. 5~6학년 지도용 089

90 Ⅱ. 지도의 실제 _ 1. 탐구실험 지도 나. 남중고도 확인 전체 메뉴화면에서 3D 나침반뷰를 터치하면 시간에 따른 태양의 남중고도를 확인할 수 있다. 다. 현재 위치의 남중고도 스마트기기의 GPS를 활성화시키고 현재 위치 사용을 승 인하면 현재 위치에서 시간에 따른 태양의 남중고도를 시 뮬레이션으로 확인할 수 있다. 탐구 과정 1. 구글플레이와 앱스토어에서 무료로 다운 받을 수 있는 Night Sky2, Solar Walk, Sun Surveyor 어플리케 이션을 이용하여 추상적인 개념의 계절의 변화, 태양의 남중고도, 별자리 등을 직접 체험하고 학습할 수 있다. 2. 스마트기기에 내장된 GPS 기능을 활용하면 현재 위치에서 다양한 천문현상을 직접 확인하고 체험할 수 있다. 참고 자료 태양의 고도 태양의 고도는 태양의 높이를 나타내기 위한 것으로, 태양이 지표면과 이루는 각을 말한다. 태양의 고도 는 막대와 그림자의 끝을 실로 연결한 후 지표면과 이루는 각을 측정하여 구할 수 있다. 지구의 자전으로 태양의 고도는 하루 동안 달라지게 된다. 태양의 고도는 오전에 점점 높아지며, 낮 12시 30분경에 최고점에 달한다. 그리고 오후에는 점차 낮아지기 시작한다. 090 초등학교 과학과 탐구학습 지도를 위한 교사용 길라잡이