함께만드는화학수업 뜨고가라앉음 (Floating and Sinking) 뜨고가라앉음 (Floating and Sinking) 글 유종근 ( 율곡중학교, jgyoo@hanmail.net) 1. 뜨고가라앉음의개념흐름도 개념통합하기단위개념학년에맞는개념 물체는그것의양과는관계없는밀도와같은독특한성질을가진다. 물체가유체안에있을때그물체와같은부피의유체의무게차이는그물체에가해지는부력을결정한다. 물체의무게가같은부피의유체보다무거우면가라앉고, 가벼우면뜬다. 가. 초점 (Focus) 단계 물체의부력에영향을주는몇가지요인 나. 탐색 (Explore) 단계 1 물은부력으로뜨고가라앉는물체를밀어낸다. 부력때문에물체는가라앉을때무게가덜나가보인다. 15 단원 : 액체비중계만들기학생들은순수한물과소금물에서물체의부력을검사할액체비중계를만든다. 1 단원 : 진단평가 - 뜨고가라앉는것에대해우리는무엇을알고있나? 뜨고가라앉는것에대해알고있는것을토의한다. 9 단원 : 부력측정하기부력이있는물체에위로향하는힘을측정한다. 마. 적용 (Apply) 단계물체가같은부피의불보다무거우면가라앉고, 가벼우면뜬다. 2 단원 : 주변의물체에대해서예상하고실험하기물체를실험하고어떤물체가뜨고가라앉는지알아낸다. 11 단원 : 물에잠긴물체의무게는얼마인가? 물체가물속에잠겼을때무게가덜나가는것을관찰한다. 4 단원 : 용수철저울로무게측정하기용수철저울로측정하고사용하는법을배운다. 3 단원 : 어떤것이뜨나? 어떤것이가라앉나? 물체의무게와크기가뜨고가라앉는것에어떻게영향을주는지탐구한다. 다. 탐색 (Explore) 단계 2 물체가밀어낸액체의양은물체의부피와같다. 5 단원 : 뜨는것과가라앉는것의무게측정하기용수철저울을사용해서물체의무게를측정한다. 6 단원 : 고무찰흙뜨게만들기뜨고가라앉는모양의역할을탐구한다. 10 단원 : 물에무슨일이일어나지? 물체를가라앉힘으로물의배수량을조사한다. 12 단원 : 물의무게는? 물과다른물체의무게를비교한다. 7 단원 : 고무찰흙배의모양탐구물체의모양이그물체를떠있게하는데어떤영향을주는지계속조사한다. 8 단원 : 크기는부력에영향을주나? 알루미늄호일배로부력과크기와의관계를탐구한다. 라. 반영 (Reflect) 단계물속에잠긴물체의부력은액체의밀도에따라다르다. 16 단원 : 수수께끼원기둥으로실험하기물체가뜰지가라앉을지를예상하고그예상을실험한다. 13단원 : 소금을물에녹이기순수한물과소금물의상대적인무게를알아낸다. 14단원 : 소금물은순수한물과는어떻게다른가? 순수한물보다소금물에서더큰부력이가해지는것을발견한다. 17 단원 : 총괄평가 - 뜨고가라앉는것에대해알고있는것공유하기배운것에대해토의하고반영한다. 2011 + Autumn 13
함께만드는화학수업 뜨고가라앉음 (Floating and Sinking) 2. 각단원별내용 가. 1단원 : 진단평가 - 뜨고가라앉는것에대해우리는무엇을알고있나? 왜어떤물체는뜨고, 어떤물체는가라앉을까? 이질문에대한대답을통하여뜨고가라앉는것에대해학생들이알고있는지식을미리평가하게된다. 학생들은또 한물체가같은액체로보이지만어떤액체에는뜨고어떤액체에는가라앉는다. 는것과같이어려운현상을설명하게될것이다. 전체과정이끝날때, 학생들은이활동을다시살펴보고, 교사는전체과정에서배운내용을학생들이얼마나이해했는지알아보는기회를갖게될것이다. 은물체가뜰것인지가라앉을것인지예상하고, 왜그렇게생각하는지설명한다. 그리고그예상에대해실험하는것이다. 학생들은이러한과정을진행하고, 자신들의생각을설명할때교사는학생들의뜨고가라앉는것에대한이해정도를확인할수있을것이다. 여러가지물체가뜰지가라앉을지에대해예상하고그에대한자신의생각을설명한다. 예상을실험해보고그결과를기록한다. 물체들이왜뜨거나가라앉는가에대한자신의관찰과생각을토론한다. 전체과정을공부하는동안자신의생각을기록할수있는공책을가져온다. 왜어떤물체들은뜨고, 왜어떤물체들은가라앉는지브레인스토밍한다. 한물체가어떤때는뜨고어떤때는가라앉는것을관찰하고왜그러한일이일어나는지에대한관찰과생각들을기록한다. [ 그림 3] < 활동지 2- 가 > 에기록하기 [ 그림 4] < 활동지 2- 가 > 에기록예 다. 3 단원 : 어떤것이뜨고, 어떤것이가라앉나? [ 그림 1] 학급브레인스토밍진행과정 [ 그림 2] 같은구슬이뜨고가라앉음 나. 2 단원 : 주변의물체에대해서예상하고실험하기 학생들이가지고온여러가지물체가물에뜰지예상하고실험을통해물체의뜨는성향인부력에대해조사를시작할것이다. 이러한활동을통한경험은학생들에게전체과정에서진행되는활동이익숙해질수있는기회가될것이다. 이과정 2단원에서관찰한결과를보다넓게이해시키기위해서학생들에게부력에영향을미치는요인을조사하게할예정이다. 무게, 크기, 모양, 재질의차이가있는 14가지의물체를사용하면서학생들은무게와크기가그물체가뜨거나가라앉는데어떤영향을미치는지에대해알아볼것이다. 이번단원에서는각물체의무게를다른물체의무게와비교하는과정을통해학생의예상을알아보게된다. 이러한과정을통해다음에이어지는두단원에서는물체의무게를재는방법을터득하게할것이다. 각물체가뜨거나가라앉을것인지예상하고그예상에대하여설명한다. 예상을실험하고결과를기록한다. 14 CHEMICAL EDUCATION
조사의 결과를 토의하고 비교한다. 이 결과를 사용해서 물체들을 가장 가벼운 것부터 가장 무 거운 것의 순서를 정한다. [그림 7] 용수철저울에 눈금 매기기 마. 5단원 : 물체의 무게 측정하기 [그림 5] 14개의 물체 세트 학생들은 눈금매긴 용수철저울을 사용하여 3단원에 사용한 물체의 무게를 측정하고, 예상했던 무게와 비교한다. 이 측정값을 그래프로 표현하면 큰 물체보다 작은 물체들이 더 무거울 수 있다는 것을 발견한다. 이 발견을 기반으로 6단원 부터 8단원까지 부력에 영향을 미치는 크기, 무게, 모양의 효과 를 조사한다. 용수철저울을 사용하여 여러 가지 물체의 무게를 측정한다. [그림 6] 물체의 무게에 대한 학급의 예상 라. 4단원 : 용수철저울 만들기 결과 비교와 토의를 하고 각 물체의 평균 무게를 알아낸다. 모든 물체의 무게를 보여주는 학급 그래프를 작성한다. 크기와 무게를 비교하며 떠오르는 질문에 대해 토의한다. 지난 단원에서 학생들은 물체의 무게가 뜨고 가라앉는 것에 어느 정도 영향을 미칠 것이지 조사하기 시작했다. 이번 단원 에서는 학생들이 무게를 재는 새로운 도구를 만날 것이다. 이 것이 바로 용수철저울이다. 이 저울에 눈금을 매기는 과정을 통해서 무게에 대한 개념과 무게를 나타내는 단위를 관련짓기 시작할 것이다. 이어지는 단원에서 학생들은 이 도구를 사용해 서 여러 가지 물체의 무게를 잴 것이고, 그 물체의 무게와 부력 과의 관계를 조사할 것이다. 종이 클립을 사용해서 용수철저울에 눈금을 매긴다. 눈금을 매긴 용수철저울로 무게 측정하는 것을 연습한다. [그림 8] 용수철저울로 물체의 무게 재기 [그림 9] 각 물체의 무게를 나타내는 그래프 다른 학생들과 결과를 비교하고 자신들의 결과에 대해 토 의한다. 2011 + Autumn 15
함께만드는화학수업 뜨고가라앉음 (Floating and Sinking) 바. 6단원 : 고무찰흙뜨게만들기학생들은 4단원과 5단원에서무게를측정하는용수철저울을만들고그것으로여러가지물체의무게에대해탐구했다. 이번단원에서는무게와크기가부력에미치는영향에대해학생들의생각을확인하고몇가지활동을통해관계를알아갈것이다. 학생들은공모양의고무찰흙을다른모양으로바꿀때가라앉는지뜨는지조사한다. 학생들이이활동을할때보존의개념을소개한다. 그것은고무찰흙의모양은바뀌어도양 ( 부피 ) 이나무게는변하지않는다는것이다. 이번단원의경험을통해서무게, 크기, 모양이부력에영향을미치는것을알게된다. 한다. 모양에대한관찰을기록하고토의한다. [ 그림 12] 고무찰흙배에구슬싣기 1 [ 그림 13] 고무찰흙배에구슬싣기 2 고무찰흙의모양을바꿀때무게에어떤영향을미치는지조사한다. 고무찰흙의모양을변화시켜물에뜨게하는방법을탐구한다. 고무찰흙으로만든배의모양에대해토론하고비교한다. [ 그림 10] 모양에따라뜨거나가라앉는고무찰흙 [ 그림 11] 모양이다른고무찰흙무게재기 사. 7단원 : 고무찰흙배의모양탐구지난단원에서는학생들이같은무게지만다른모양의물체가부력에어떠한영향을미치는지탐구하기시작했다. 이제학생들은그조사결과를사용하면서부력을증가시킬수있는모양들을실험해본다. 유리구슬을짐으로사용해서각모양이몇개의구슬을실을수있는지조사하고비교한다. 이활동은다음단원에서크기의영향에대한실험을준비하는과정이다. 학생들이기록차트를만든다. 배들이몇개의유리구슬을담을수있는지기록하고탐구 [ 그림 14] 학생들이작성한배만들기예아. 8단원 : 크기는부력에영향을주나? 7단원에서모양이부력에어떠한영향을미치는지탐구했다. 이제부력에영향을줄수있는또다른요인인크기에초점을맞추어모양은같지만다른크기의알루미늄호일배를만들것이다. 또한물이물체를위쪽으로밀어올리는힘을알아보고알루미늄호일보트에구슬을실을때얼마나내려가는지관찰한다. 이러한활동은용수철저울을사용하여물이위쪽으로밀어올리는힘을탐구하는기초를제공한다. 16 CHEMICAL EDUCATION
고무찰흙 보트가 뜰 때의 모양을 토의하고 이 모양을 알루 관찰과 결론을 토의하고 비교한다. 미늄호일 보트 모양에 적용한다. 알루미늄호일 보트로 물의 부력을 탐구하기 위해서 그들 의 촉각을 이용하고 각 보트의 크기와 물의 부력을 연관 시킨다. 보트가 얼마나 많은 구슬을 뜨게 할 수 있는지 예상하고 실험한다. 구슬이 더해짐에 따라 물의 표면을 따라 보트가 얼마나 많 이 내려가는지를 관찰한다. 보트 모양에 대해서 토론하고 읽기자료 배의 움직임 을 [그림 17] 낚시용 찌를 물속에 잠기게 하기 [그림 18] 부력 측정 읽어본다. 차. 10단원 : 물체를 물에 넣으면? 물체에 작용하는 물의 부력을 조사한 후, 물체를 잠기게 할 때 물의 높이에 무슨 일이 일어나는지 관찰한다. 눈금이 새겨 진 튜브에 물체를 잠기게 하고, 물의 높이가 상승하는 것을 관 찰하면서 학생들은 배수량에 대해서 알게 된다. 부피는 같고 무게가 다른 원기둥으로 이 조사를 계속해서, 배수량이 물체의 무게가 아니라 부피와 직접적으로 연관되어 있다는 것을 배운 [그림 15] 알루미늄 호일로 배 만들기 [그림 16] 알루미늄 호일 배에 구슬 싣기 자. 9단원 : 부력 측정하기 1단원부터 8단원까지 물체를 뜨게 하는 능력인 부력에 무 게, 모양, 크기가 영향을 미친다는 것에 초점을 맞추어 탐구했 다. 이전 단원에서도 물체에 작용하는 부력(물체를 물 위로 밀 어 올리는 힘)을 느꼈다. 이제 학생들은 부력에 초점을 맞추어 세 개의 크기가 다른 다. 배수량의 효과는 다음 단원에서 더 탐구하고, 한 물체의 무 게를 물속에서 측정한 무게와 비교한다. 플라스틱 튜브에 눈금을 매겨 측정 도구로 사용한다. 물체가 물속에 있을 때 물이 밀려나간 것을 관찰한다. 다양한 물체를 물속에 넣었을 때 물의 높이가 변하는 것을 측정하고 기록한다. 물의 배수량을 부피는 같지만 무게가 다른 물체와 관련지 어 비교하고 토의한다. 읽기자료 유레카! 아르키메데스의 발견이야기 낚시용 찌를 완전히 물속에 밀어 넣을 때의 힘을 측정하고 비 교할 것이다. 학생들은 더 큰 찌가 물 위로 밀어 올리는 힘이 더 크다는 것을 발견할 것이다. 세 개의 크기가 다른 낚시용 찌의 부력의 크기를 예상한다. 용수철저울을 사용하여 세 개의 낚시용 찌의 부력을 측정 하는 실험을 한다. [그림 19] 플라스틱 튜브에 눈금 매기기 [그림 20] 물체를 넣고 물의 높이변화 관찰 2011 + Autumn 17
함께 만드는 화학수업 뜨고 가라앉음(Floating and Sinking) 카. 11단원 : 물에 잠긴 물체의 무게는 얼마인가? 다른 원기둥의 무게와 원통에 든 물의 무게를 비교한다. 각자 고체 원기둥과 물의 무게를 나타내는 그래프를 그린다. 이 단원에서는 변위에 대해서 실험하고 부력과 그것을 연관 물의 무게와 뜨고 가라앉는 현상과의 관계를 토의한다. 시킬 것이다. 찰흙과 알루미늄 호일로 만든 배와 낚시찌의 실 험으로 학생들은 작은 물체보다 큰 물체에 더 큰 부력이 작용 한다는 것을 관찰했다. 10단원에서 학생들은 물체가 물에 잠기 면서 물을 밀어낼 때 관 속에서의 수위 변화를 관찰했다. 물속 에서 물체의 무게를 측정함으로 학생들은 부력 때문에 물체가 물속에 잠겼을 때 무게가 덜 나간다는 것을 관찰한다. 물에 떠 있는 물체는 전혀 무게가 나가지 않는 것처럼 보인다. [그림 23] 물이 들어있는 원통의 무게 재기 [그림 24] 그래프 예시 물체가 물에 잠겨 있을 때 분명한 무게의 변화를 예측하고 파. 13단원 : 소금을 물에 녹이기 측정한다. 물체가 물에 잠겨 있을 때와 물 밖에 있을 때의 무게를 비 학생들은 앞으로 세 단원을 공부하는 동안 무거운 액체가 부 교하는 그래프를 작성한다. 관찰과 결론을 토의하고 비교한다. 력에 미치는 영향을 실험하기 위해서 소금물을 사용한다. 이 단 원의 처음부분에서 소금을 물에 녹여 소금물을 만든다. 이 과정 에서 일정량의 물에 녹는 소금의 양과의 관계가 어떻게 되는지 관찰한다. 두 번째 부분에서는 수돗물보다 소금물이 무겁다는 것을 관찰한다. 그 다음 부분에서는 이 정보를 이용하여 물체가 소금물에서 뜰 것인지 가라앉을 것인지를 예측하는데 적용한다. 물과 소금을 혼합할 때 어떻게 될 것인지 예측한다. [그림 21] 물체의 일부분만 물에 잠기게 하고 무게 재기 [그림 22] 물체를 완전히 물에 잠기게 하고 무게 재기 타. 12단원 : 물의 무게는? 이 단원에서는 어떤 물체가 뜨고 가라앉는데 영향을 주는 또 학생들은 그 예측을 실험한다. 물과 소금이 혼합될 때 생기는 변화를 관찰하고 설명한다. 시간이 지난 후 소금물에서의 변화를 관찰하고 설명한다. 소금물의 무게와 수돗물의 무게를 비교한다. 결과를 설명하는 가설을 만든다. 다른 요인을 알아보게 된다. 학생들은 같은 부피의 물과 원기 둥의 무게를 비교하는 활동을 통해 물의 무게와 부력과의 관계 를 발견한다. 같은 부피의 물보다 무거운 물체는 가라앉는다. 물체의 부력과 액체와의 관계에 대한 활동은 이어지는 세 단원 에서 다른 액체 즉 소금물로 실험하게 된다. 용수철저울로 원통에 들어있는 물의 무게를 측정한다. 학급 그래프에 원통에 들어있는 물의 무게를 추가한다. 18 CHEMICAL EDUCATION [그림 25] 소금용해 관찰하기 [그림 26] 소금물의 무게 재기
하. 14 단원 : 소금물은수돗물과는어떻게다른가? 학생들은 13단원의실험에이어서소금물과수돗물의차이를계속실험한다. 소금물에서각각의물체의실험을한후, 소금물이수돗물보다더큰부력을발생하는것을발견한다. 부력이커진것은녹인소금의양의증가때문이다. 이개념은학생들이수돗물에서가라앉는물체가소금물에서뜬다는것을발견함으로더욱분명해질것이다. 어떤물체가소금물에서뜰것인지를예측한다. 그들의예측을실험하고기록한다. 다양한물체가소금물에서뜰것인지가라앉을것인지를예측하기위해서용해된소금의양에대한정보를적용한다. 학급그래프에소금물의무게를추가시킨다. 수돗물에서가라앉는물체가소금물에서뜨는이유를토의한다. [ 그림 27] 소금물에물체넣기 [ 그림 28] 소금물에뜨는물체거. 15단원 : 액체비중계만들기물체의부력이수돗물과소금물에의해어떠한영향을받는지에대하여더연구하기위해서는소금물을수돗물과비교하여얼마나무거운지를알아낼수있는장치를만들어야한다. 이장치를비중계라한다. 소금물과수돗물에서비중계가뜨는높이에대해관찰과토의를하고, 관찰된차이에대한추가설명을하게된다. 이정보는학생들이두액체에대해그들의생각을실험할수있었던지난수업과연관된다. [ 그림 29] 비중계만들기 [ 그림 30] 소금물에서더높이뜨는비중계 너. 16 단원 : 수수께끼원기둥으로실험하기 이번단원에서는부력에영향을주는여러가지요인즉물체가액체에잠겨있을때뿐만아니라물체의무게, 크기그리고모양에대한학생들의지식을적용해서새로운문제를푼다. 전체과정에서얻은학생들의실험에대한결과를반영한후에, 학생들은 수수께끼원기둥 이수돗물과소금물에서뜰것인지가라앉을것인지를예측하고명확한자료로그들의예측을설명할수있다. 학생들이수수께끼원기둥에대해서조사한자료와예측에대한이유를설명하는것은전체과정에서경험한개념들과기술을그들이얼마나잘이해하는지를평가하기위한정보를제공한다. 물체가뜰것인지아닌지를결정하는자료를사용하여종합적으로설명하는방법을터득한다. 용수철저울로수수께끼원기둥의무게를측정한다. 그들의예측을실험하고결과를기록한다. 이전에실험했던물체들과수수께끼원기둥을비교한다. 비중계를만든다. 비중계가소금물에서얼마나높게뜰것인가를예측한다. 소금물과수돗물을비교하는데비중계를사용한다. 읽기와토의를통해서비중계에대한이해를더넓힌다. [ 그림 31] 수수께끼원기둥조사하기 [ 그림 32] 뜨고가라앉음공유하기 2011 + Autumn 19
함께만드는화학수업 뜨고가라앉음 (Floating and Sinking) 더. 17단원 : 총괄평가 - 뜨고가라앉는것에대해알고있는것공유하기 17단원의총괄평가는 1단원의진단평가에서확인한뜨고가라앉는것에대한학생들의생각과연관되어있다. 1단원의진단평가에서기록한내용과지금까지의활동을통해얻은결과를비교하면서학생들은학습을정리할수있다. 학생들은첫번째수업에서 물체가뜨고가라앉는이유는무엇인가? 와 " 뜨고가라앉는것에대해궁금한것은무엇인가? 의두가지질문에답을하였다. 또한두개의미지액체에아크릴구슬을넣었을때의차이를관찰하고기록했다. 학생들은 1단원에서학습한내용을다시확인하는활동을통해물체가뜨고가라앉는현상에대해서더잘이해하게될것이다. 3. 프로그램의진행과정 가. STC 프로그램을적용한구체적인사례 시간 : 방과후학교과학탐구반월, 화, 목 1시간씩총 17시간 대상 : 중학교 1~3학년학생 17명 기간 : 2010년 4월 ~2010년 7월 나. 프로그램을진행하는과정에서의어려움 가장많이사용하는실험도구들이실험목적에맞게특별히제작된것으로우리나라에있지않는것들이라별도로만들어서준비를해야했음. 특히플라스틱재질의용수철저울과크고작은원기둥, 큰원기둥이들어가는플라스틱원통은실험에사용되는규격이매우중요함. 20 CHEMICAL EDUCATION
우리나라현교육과정에그대로적용하기는어려우므로방과후학교활동시간에적용함. 수업을준비하고진행하는과정자체가시간이많이소요되어학생들의귀가로인한마무리가안되는경우가있음. 새로운형태의수업에대해흥미를가지고적극적으로참여하는학생이있는반면에매시간예상하고실험하고관찰해서서로토의하고생각한것을기록하는과정을귀찮아하고싫어하는학생도있었음. 뜨고가라앉는현상에대해이미알고있어서호기심을가지고탐구하는데제약이있음. 우리나라기존의교육방법과다른진행에따른부적응과매시간예상하고실험하고관찰해서서로토의하고생각한것을기록하는과정을어려워함. 적용하는과정에서실험을준비해서진행하는데따른준비과정의어려움과하나의큰주제 ( 뜨고가라앉음 ) 에대해 17차시로아주세부적으로진행되는과정을다소지루하게느낌 다. 프로그램에대한학생들의반응 (1) 현장적용대상자 ( 학생 ) 의견설문조사결과 항목 난이도 기존수업과의차별화 수업에서좋았던점 수업에서안좋았던점 내용 쉬웠다. - 과정이단순하고쉬운것같다. (3명) - 배운적이있다. - 재미있는실험을자주해서어렵지않았다. - 쉬운것과어려운것이섞여있다. - 실험을통하여정확하게알고, 왜그런지확인이적당했다되기때문에적당했다. (11명) - 발명부에서사용하는실험도구와선생님께서들려주시는설명을같이들어서이해가빠르게됐고, 팀워크가잘되어서실험이잘되었다. 어려웠다. (0명) - 요점정리된것만보면서하는수업과달리실험과동시에기록하고예상하면서수업을함 - 실험을해서결과를평가하기때문에차이가있다. 차이가 - 많은실험을하면서쉽게이해할수있으며, 집있다. 중할수있는기회가많았다. (12명) - 일반수업에서는실험을짜인대로하지만, 이수업에서는실험을직접제작하거나다소자유로운실험이가능했다. 차이가없다. (2명) - 사용할기구를직접만들어서한것이좋았다. - 한번도해보지못한것을해보아서재미를많이느꼈고, 신기하면서많은흥미를느꼈다. - 교과서로만배우고, 막연하게알고있었던사실을실험을통해서확실하게알게됐다. - 과학에대한새로운생각이났으며, 과학의원리를이용하여탐구하는것이흥미가있다. - 실험을해서더재미있고, 몰랐던것을알수있었다. - 부력에대해서확실히알았다. - 수업을하면할수록선생님과친밀감이생성됨 - 구체적인설명이부족한것같다. - 수업을한가지만해서좀지루했고, 재료가부족한게안좋다고느꼈다. (2) 현장적용사진라. 수업에서발견한녹색성장, 창의인성등의성과 (1) 다양한창의적활동 ( 가 ) ( 국어 ) 물고기들이물에서어떻게움직이는지생각해본적이있나요? 물고기또는물속에사는다른생물들이어떻게움직이는지에대하여짧은글이나시를써보세요. 또한이것을표현하는그림도그려보세요. ( 나 ) ( 과학 ) 물체들을같이묶어서어떤것은뜨고어떤것이가라앉는지실험하세요. 실험후, 관찰결과를기록하세요. ( 다 ) ( 과학 ) 종이 8장의무게를측정해보세요. 그결과를통해서종이 4장, 2장, 1장의무게를예상해보세요. 용수철저울을사용하여여러분의예상이맞는지실험해보세요. 그렇다면종이 35장의무게는어떻게알아낼수있을까요? ( 라 ) ( 과학 ) 모둠원에게여러장의종이를묶으라고하세요. 종이를묶은후용수철저울로종이묶음의무게를재보고종이몇장이있는지예상해보세요. 종이묶음을세어보고여러분의예상이맞았는지확인해보도록하세요. ( 마 ) ( 과학 ) 구슬여덟개까지는뜰수있으나아홉번째구슬을담으면가라앉는배를디자인하고만들어보세요. ( 바 ) ( 사회 국어 ) 낚시용찌에대한광고를만드세요. 매우큰물고기를잡을때필요한특별한낚시용찌를만들도록하세요. ( 사 ) ( 과학 수학 ) 우유, 음료수, 기름, 샴푸와같은다른액체 2011 + Autumn 21
함께만드는화학수업 뜨고가라앉음 (Floating and Sinking) 의무게를잽니다. 알아낸것을보여주는그래프를그리세요. ( 아 ) ( 과학 ) 물이들어있는원통을얼리고얼음의무게를측정하게한다. 얼음의무게와물의무게를비교하게한다. ( 자 ) ( 과학 ) 한두방울의물에는얼마나많은소금이녹을것인지알아보세요. 세방울, 네방울에는얼마나많은소금이녹을지예측해보세요. 그리고예측을실험해보세요. ( 차 ) ( 수학 ) 다른학생들이풀기위해소금물에대한간단한문제를만드세요. 만약물 8컵에소금 2컵을섞었다면소금물의무게는얼마나나갈까? 여러분들의예측을실험하기위해서양팔저울이나용수철저울을사용하세요. (2) 실험전예측 어떤실험이든실험전에반드시예측을하게한다. 이러한활동은학생들의선개념을미리알수있고본인들의실험을통해원래가지고있던오개념을치료하는데훨씬효과적이다. (3) 다양한읽을거리읽을거리자료가기본 3페이지이상으로읽을거리안에주제와관련된역사와기술, 문화가담겨있다. 단편적인지식만을제공하는읽을거리가아니라뜨고가라앉음에관련된 배의움직임, 유레카! 아르키메데스의발견이야기, 만재흘수선이야기 등읽을거리안에수업과관계된모든것이포함되어있어학생들의수업을훨씬풍요롭게해준다. (4) 실험과정의시각화 ( 교사용지도서, 학생용실험서 ) 13단원 소금을물에녹이기 에서실험과정을직접학생들이하고있는장면으로시각화하였음 ( 모든실험과정에적용함 ). 22 CHEMICAL EDUCATION
었으며, 창의성교육에대한이해가높아졌다. 또한, 프로그램에참여한학생들은다양한활동을하고, 친구들과토의를통한자유로운의견교환과자신이실험을설계해보는등의경험을통해과학에대한이해가높아지고, 과학에대한긍정적인태도가형성되었다. 또한기초탐구능력을기반으로통합탐구가이루어질수있도록구성된프로그램을통해서학생들의과학탐구능력과창의성이향상되었다. 특히이프로그램을적용하다보면자연스럽게창의성교육이진행되는것을느낄수있다. 활동이진행되는과정에서제시되는질문이학생들로하여금창의적으로생각해서답을해야하는형식으로되어있으므로프로그램적용자체가창의성교육인셈이다. 4. 뜨고가라앉음적용실험 ( 워크숍 ) 가. 용수철저울만들기 나. 고무찰흙배의모양탐구 (5) 소재 ( 실험도구및재료 ) 를우리환경에맞게구성 ( 교사용지도서, 학생용실험서 ) 플라스틱재질의용수철저울을쓰임새에맞게자체제작하였다. 주제의특성상물을많이사용하므로녹이슬지않는플라스틱재질의특별히제작한용수철저울 (STC 키트에포함된 ) 을사용해야하나, 우리나라에서쓰임새에맞는플라스틱용수철을구하기가어려웠고, 그나마탄성력이비슷한것으로사용했으나차후키트화하려면더좋은재료를구해야한다. 마. 프로그램을개발하고현장에적용하면서느낀창의인성교육의가능성 얼마나많은구슬을실었나? 배모양구슬의수 다. 물, 소금, 소금물의무게비교하기라. 비중계만들기 프로그램을개발하고, 개발한프로그램을현장에적용하면서나자신의수업의변화를가져오면서수업전문성이향상되 2011 + Autumn 23
함께 만드는 화학수업 뜨고 가라앉음(Floating and Sinking) 용수철저울에 눈금을 표시하는 방법 3. 작은 원통에 든 소금을 컵 에 붓는다. 1. 한 명은 용수철저울을 똑바로 들고, 고정핀을 맨 아래 고리에 걸어 준다. 고정핀은 무게를 재 는 물체를 집어서 고정할 수 있 는 부분이다. 물의 무게 측정 4. 작은 원통을 가능한 윗부 분까지 물로 채운다. 2. 저울에 0 점을 표시할 수 있도 록 금속부분을 눈높이에 맞춘 다. 그리고 금속부분의 위치에 네임펜으로 표시한다. 이 표시 를 0 점이라고 부르고 종이클립이 없는 상태를 나타낸다. 3. 그 다음 종이클립 하나를 S'모 양의 고리로 만든다. 그리고 그 5. 12단원에서 한 것 같이 용수철저울로 물의 무게 를 측정한다. 공책에 무게 를 기록한다. 고리를 고정핀이 걸린 고리에 걸어준다. 용수철저울의 금속 부분 위치에 네임펜으로 표시 한다. 이 표시는 1 이고 이는 큰 종이클립 1개를 나타낸다. 4. 종이클립 하나를 더 추가해서 저울에 클립이 2개 걸려있게 한다. 그리고 금속부분 위치에 2 라고 표시한다. 5. 계속해서 용수철저울에 눈금을 모두 표시할 때까지 종이클립을 추가하고 각 위치마다 클립의 수를 표시한다. 6. 테이프에 이름과 눈금을 매긴 날짜를 적어둔다. 소금물 섞기 6. 과정 3의 소금을 부어둔 컵에 작은 원통에 담겨있 던 물을 붓는다. 물과 소 금을 섞는다. 여러분이 관 찰한 것은 무엇인가? 소금이 다 녹지 않고 남아있었다. 소금물 무게 측정하기 7. 소금과 물을 섞은 컵에 남 은 마른 소금을 붓는다. 한 컵의 소금물을 만들기 위해서 충분한 물을 넣고 소금, 물, 소금물의 무게를 비교하기 위한 학생용 지침 소금의 무게 측정 1. 작은 원통을 완전히 건조시 킨다. 원통에 소금을 조심 스럽게 채운다. 높이를 맞 추기 위해서 손가락으로 쓸 어낸다. 이 혼합물을 젓는다. 지금 여러분이 관찰한 것은 무 엇인가? 8. 몇 분 동안 소금물을 저은 후에 작은 원통을 가능한 윗부분까 지 소금물로 채운다. 9. 용수철저울로 소금물의 무게를 측정한 다음, 공책에 무게를 기 록한다. 소금물은 컵에 다시 붓는다. 10. <활동지 13-가>에 소금, 물 그리고 소금물의 무게를 기록한다. 11. 여러분의 예측과 관찰을 비교한다. 짝과 함께 토의한다. 여러 2. 용수철저울로 소금이 든 원 통의 무게를 측정한다. 공책 에 무게를 기록하게 한다. 분이 발견한 것은 무엇인가? 소금물의 무게가 소금과 물의 무게를 합친 것의 절반의 무 게일 것이라고 생각했으나 소금물의 무게가 제일 무거웠다. 12. 소금물이 있는 컵에 뚜껑을 덮고 한쪽으로 치워둔다. 14단원 에서 물체가 뜨는지 가라앉는 지를 실험할 때 다시 사용할 것 이다. 24 CHEMICAL EDUCATION
< 활동지 12- 가 > < 활동지 13- 가 > 날짜 :.. 이름 : 날짜 :.. 이름 : 소금, 물, 소금물의무게재기 소금, 물, 소금물의무게를예상하고가벼운것부터무거운순서대로나열한다. 예상무게 : 예상무게 : 예상무게 : 관찰결과를기록한다. 측정무게 : 측정무게 : 측정무게 : 여러분의예상과관찰결과를비교한다. 짝과함께토의한다. 여러분이발견한것은무엇인가? 2011 + Autumn 25