과학과수업안 - PEOE 와순환학습모형을적용한수준별탐구수업 -
Ⅰ. 교재관 - 1 -
선행학습 본단원학습 후속학습 4 학년 액체의증발알아보기 7 학년 물을가열할때의온도변화와상태변화관찰 열에의한기체의부피변화관찰 6학년 7학년 분자운동 ( 증발과확산 ) 압력 기체의부피와압력과의관계 기체의부피와온도와의관계 8 학년 9 학년 기체의압력과부피의관계고등학교 (10학년) 7 학년 - 2 -
Ⅱ. 학생관 - 3 -
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Ⅲ. 지도관 대단원명 시간배당 시간 차시 단원명학습내용및활동수업형태 [ 탐구1] 이슬이사라진까닭은 1 5-1 냄새는어떻게멀리 [ 탐구2] 아세톤의증발 ( 선택활동 ) 퍼져나갈까 2 [ 탐구3] 커피가물에퍼지는모습 자료해석, 토의학습시범실험, 토의학습 5. 분자의운동 6 5-2 못은왜뾰족하게 [ 실험 ] 누르는힘과접촉면의넓 3 만들까이관계 [ 탐구4] 볼펜대를이용한딱총만 4 5-3 하늘로날아간풍선은들기어떻게될까 5 보일의법칙 협동학습, 탐구실험탐구실험자료해석, 협동학습 7 단원정리개념도, 마인드맵으로정리하기모둠학습 2 8 보충활동 심화활동 기체의부피와온도의관계알아보기보일의법칙실험하기 수준별탐구실험학습, 협동학습, 발표학습 자기진단문제 평가 - 8 -
학습주제성취기준주요개념비고 5-1 냄새는어떻게멀리퍼져나갈까 5-2 못은왜뾰족하게만들까 증발과확산현상을통해분자가스스로운동함을설명할수있다. 압력이란무엇인지알고, 압력을크게해서유리한경우와작게해서유리한경우를찾을수있다. 증발, 확산, 분자운동, 분자운동속도압력, 힘, 닿는면적, 압력에미치는요인 5-3 하늘로날아간풍선은어떻게될까 5-4 풍선도추우면움츠러드나 기체에압력을가하면기체의부피가줄어들면서압력이커지는현상을실험을통해확인하고, 그것을분자운동으로설명할수있다. 온도변화에따라기체의부피가변한다는것을알고, 이것을으로나타낼수있다. 압력과기체의부피와의관계, 반비례, 보일의법칙, 분자모형온도와기체의부피와의관계, 비례, 샤를의법칙, 분자모형 - 9 -
탐색 개념응용 개념소개 < 그림 1> 1) 조희형, 최경희 (2005). 과학교육의이론과실제. 교육과학사. - 10 -
단계 수업의흐름 수업사태 수업내용 전시학습확인 주의환기예상전시학습확인 동기유발및 (P) 선행학습 문제제시 동기유발 의상기 학생들의지각 설명 변화하는상황 (E) 식별 수업목표제시 목표제시 수업목표제시 수업자료 ( ) 및형태 ( ) 시범실험준비물실물화상기개별학습전체학습 탐 색 관찰 (O) 실험설계실험활동 실험설계및수행 실험결과토의 새로운자극재료제시 교수-학습실시 탐구설계 확인 ( 준비물, 탐구방법, 유의점 ) 실험실시 학생실험준비물 work sheet 모둠탐구학습 work sheet 모둠토의학습 설명 (E) 결과고찰및발표 실험결과발표원리발견 결과정리 결과발표 실물화상기 work sheet 모둠학습전체학습 개념도입 결론도출 일반화및정리하기원리적용 No 성취수행의유발 파지와 결론도출 모둠토의학습 전이의 개념응용차시예고 발전 적용및평가 차시예고 형성평가 Yes 과제제시차시예고끝 심화 피드백제공 성취행동과그수행의평가 발전학습 ( 생활속샤를의법칙 ) 일반화 형성평가 과제제시 차시예고 work sheet 동영상클립개별학습토의학습 전체학습 - 11 -
31 7 33 35 3 17 18 21 1 < 심화 > 39 24 < 심화 > 4 28 < 심화 > 30 16 27 37 9 6 12 38 < 심화 > 11 32 < 보충 > 14 5 < 보충 > 20 23 15 25 13 22 8 26 < 심화 > 39 34 < 보충 > 10 2 < 보충 > 19 칠판 < 심화 > < 보충 > < 심화모둠 > 3, 6, 7, 8, 9 모둠 < 보충모둠 > 1, 2, 4, 5 모둠 모둠장 - 12 -
과학과본시 (6/8 차시 ) 수업안 단원 본시주제 Ⅴ. 분자의운동 지도대상 1 학년 2 반지도일시 2009.06.02. 5교시 5.4 풍선도추우면움츠러드나 [ 탐구 5] 입대지않고풍선부풀리기 장소제 1 과학실지도교사 김현주 수업목표 수업매체및자료 교과내용목표사고기능목표교사학생 1. 온도가변할때기체의부피변화과정을분자모형으로설명할수있다. 2. 일상생활속에서기체의온도변화에따른부피변화와관련된예를두가지이상들수있다. 1. 현상을예측하고설명하는과정을통해융통성과정교성을기를수있다. 2. 실험을설계하고실행하는과정을통해과학적이고창의적인문제해결능력을기를수있다. 컴퓨터, TV, 실물화상기, 멀티미디어자료 ( 파워포인트슬라이드, 동영상클립 ), 디지털카메라, Worksheet #1~#5, 색깔자석, 교과서, 교사용지도자료 ( 시범실험준비물 ) 액체질소, 진공비커, 고무풍선, 도가니집게얼음, 물, 15mL 유리병, 250mL 비커 2개, 고무풍선, 핫플레이트, 장갑, 스티커 4종, 4mL 유리병 5~7개, 오줌싸개짱구인형, 탁구공, 시침핀, 본드, 온수 CD-ROM 사용전자우편사용온라인대화웹사용멀티미디어자료응용프로그램참고자료 선수학습요소및기능교과선수학습요소 전시수업을통하여 보일의법칙과기체분자의부피와압력과의관계 가무엇인지알고있다. 4단원물질의세가지상태와 5단원분자의운동단원을공부하면서눈에보이지않는분자를나타내기위해분자모형으로나타낸다는것을알고있다. ICT 활용기능 : 웹검색, 한글편집기능을알고있고, 를제작할수있으며, 실물화상기등을사용할수있다. 학교홈페이지에서자료를 down load 하고문서를작성하여다시 up load할수있다. 수업준비 교사사전준비사항과학실의컴퓨터가정상적으로작동되는지, 인터넷활용이가능한지, CD-ROM과자바애플릿및플래시등의프로그램실행여부와실물화상기작동여부및프로젝션 TV 화면연결상태를확인한다. 에듀넷이나사이언스올 ( 이동준자바실험실 ), 기타웹사이트에서제공하는분자의운동관련사진이나동영상자료등을미리내려받아저장해둔다. 실험활동시학생들의흥미를유발하기위하여과학관련시범실험및동영상을준비한다. 탐구활동지, 보고서, 실험재료등미리확인하여실험할수있도록한다. 단원평가결과와학생희망에따라각조를보충활동모둠과심화활동모둠으로사전에재편성하여알려주고, 탐구내용을예고하여탐구방법과원리를미리조사해오도록과제를제시해둔다. - 13 -
단계 수업요항시간 ( 분 ) 인사및학습분위기점검 전시학습확인 7 (7) 교사 출석상황파악및학습분위기조성 - 안녕하십니까? 교수 - 학습활동 학생 수업준비및인사 - 안녕하십니까? 전시학습확인 지명받은학생이발표 - 진공압축용기에서초코파이가변 - 압력이낮아져머쉬멜로속의기한이유는? 체의부피가커졌기때문이다. - 보일의법칙이무엇인가? - 온도가일정할때기체의부피와압력은반비례한다. - 밀폐된상태에서압력이나온도 - 분자의수, 분자의크기, 분자의가변하여상태변화가일어나도질량변하지않는것은? 창의성요소 정교성 수업형태개별답변 수업자료 도달점및유의점 수업준비상황확인 허용적분위기를조성하여발표를유도 탐색 예상 (P) 설명 (E) ) 동기유발및수업주제파악 수업목표 제시 시범실험을보고각자의생각을시범실험을제시하며학생의보고서에기록한다. 생각을보고서에기록하게한다. 내생각을직접적으면자신의사고를엿볼수있습니다. 지피지기면백전백승 ( 예상답변 ) - 액체질소에풍선을넣으면어떻 - 풍선이작아진다. 게될까? [ 예상 (P)] - 풍선이쭈그러든다. - 풍선이터진다. - 왜이런일이나타날까?[ 설명 (E)] 스티커를붙여서분자운동을표현해보세요. 스티커 = 분자, 화살표 = 분자운동 - 온도가낮기때문이다. - 온도가낮아지면기체의운동이느려지기때문이다. - 꺼낸풍선이원래대로돌아오는 - 수조보다온도가높기때문이다. 이유는무엇일까? - 온도가높아지면기체의운동이 - 오늘우리는분자의세계가보이활발해지기때문이다. 는나노콘택트렌즈를꼈습니다. 온도가높아지면왜부피가커지는지분자수준으로설명할수있어야합니다. 수업목표제시 본시수업목표를다같이큰소 - 오늘학습할수업목표를다같이 읽어봅시다. 리로읽는다. 1. 온도가변할때기체의부피변화과정을분자모 교과내용 형으로설명할수있다. 목 표 2. 일상생활속에서기체의온도변화에따른부피 변화에관련된예를두가지이상들수있다. 1. 현상을예측하고설명하는과정을통해융통성과정 사고기능 교성을기를수있다. 목 표 2. 실험을설계하고실행하는과정을통해과학적이고 창의적인문제해결능력을기를수있다. 유창성독창성정교성융통성정교성 개별학습 사전활동지스티커목표차트 적극적으로자신의생각을기록하도록유도 생각의변화를느끼는것이중요함을인식 본시수업목표인식 - 14 -
단계 수업요항시간 ( 분 ) 교사 교수 - 학습활동 학생 창의성요소 수업형태 수업자료 도달점및유의점 문제해결방안모색 15 (22) 탐구활동안내서및보고서등 Worksheet를배부한다. 탐구목표, 탐구방법및유의사항을간단히설명하고준비물을점검한다. - 준비물확인 공통과정입대지않고풍선부풀리기 보충과정누가누가많이붙이나피펫끝물빼기 심화과정오줌싸개짱구인형탁구공으로밝히는짱구의비밀 탐구목표, 탐구방법및유의사항을숙지하고준비물을확인한다. < 실험상유의점 > 1. 화상에유의하고반드시장갑을착용한다. 2. 풍선은한번불었다가사용해야쉽게늘어난다. 3. 깨질위험이있으므로뜨거운유리병을곧바로얼음물속에넣지않는다. 융통성 탐구활동안내서및보고서유의점차트 수업목표근접 탐구목표확인 실험개요확인 탐 수준별모둠변경을희망하는학생을이동하게한다. - 모든과정은협동해서실험하므 수준별모둠변경을원하는학생들은이동한다. 탐구활동보고서 로이동에부담갖지마세요. 색 관찰 (O) ) 실험설계 실험결과 기록 모둠별로실험계획및과정을설계하게한다. - 탐구활동안내서를참고로하여더좋은탐구방법이있는지토의해봅시다. - 실험을혼자서다하거나또는하지않는사람이없도록역할을분담하여실험을실시하도록합니다. 실험시작을알리고모둠별탐구활동을순회지도한다. - 토의된탐구방법혹은탐구활동안내서에따라실험활동을해봅시다. 실험중모둠원끼리스스로실험과정을토의하고결과를산출해낼수있도록유도한다. 실험중안전사고가일어나지않도록지도한다. 실험이다끝난모둠은실험결과를토의하고보고서를작성합니다. 모둠별로실험결과를기록하고발표를준비합니다. 탐구목표를확인하고모둠별로수준별보충과정과심화과정의실험과정을숙지하고토의한다. 탐구내용을충분히토의한후역할분담을한다. - 실험준비물점검 / 뒷정리 - 설험설계및실험진행 - 전체적인상황파악및기록 - 발표 모둠에서수준별 ( 보충과정, 심화과정 ) 탐구목표를숙지하고계획한대로실험활동을실시한다. 교사가순회할때질문사항에대해해결한다. ( 모둠원끼리역할분담에힘쓰고서로협동하여실험에임하여좋은결과를얻기위해노력한다.) 모둠별로실험결과를토의하여보고서를작성한다. 모둠별로탐구보고서에실험결과를기록한다. 융통성정교성독창성융통성정교성 모둠학습모둠별토의 탐구학습수준별모둠학습 탐구활동보고서 실험기구 역할이골고루나누어지도록유도 긍정적상호작용으로실험결과산출 - 15 -
단계 수업요항시간 ( 분 ) 교사 교수 - 학습활동 학생 창의성요소 수업형태 수업자료 도달점및유의점 실험결과발표 7 (29) 결과를발표해봅시다. - 발표모둠의결과를경청하고, 각모둠에서탐구한결과와비교해봅니다. - 틀려도됩니다. 공통과정입대지않고풍선부풀리기 - 입대지않고풍선을부풀릴수있는이유는무엇인가? 지명받은학생이발표 ( 예상답변 ) - 온도가높아지면풍선은커진다. - 온도가높아지면분자의운동이활발해져부피가늘어난다. 유창성정교성 모둠별발표 정답을발표하는것이아니라결과를발표하는것임을강조 탐색 설명 (E) ) - 칠판에있는스티커자석을이용하여설명해볼까요? 보충과정누가누가많이붙이나피펫끝물빼기 가장많이붙인모둠을시상한다. - 풍선에유리병을붙일수있는이유는무엇인가? - 피펫끝의물이빠지는이유는무엇인가? 심화과정오줌싸개짱구인형탁구공으로밝히는짱구의비밀 - 오줌싸개짱구인형은어떤변화가있나? - 오줌싸개짱구인형이오줌을싸는원리를구멍뚫린탁구공으로설명해보자. - 분자의개수와크기는변화가없으므로같은수의모형을나타내야한다. - 온도가높아지므로분자운동이활발해지므로화살표를길게나타내어분자운동이활발함을나타낼수있다. - 온도 기체분자의운동 ( 병입구로기체일부가빠져나가고 ) 풍선이막은후 병이식으면온도 기체부피 풍선이병안쪽으로밀려들어옴 붙게된다. - 피펫윗부분을손가락으로막고중간부분을따뜻한손으로감싸쥐면기체의운동이활발해져부피가팽창하므로물방울을밀어낸다. - 오줌을누는것처럼물이빠져나온다. - 온도 탁구공안의공기가빠져나오고 찬물속에넣으면온도 기체부피 물이밀려들어간다.( 보충과정의 풍선 처럼 ) 머리위에뜨거운물을비우면 다시온도 ( 물이채워지지않은곳의 ) 기체부피 물을밀어내어오줌누는짱구가된다. 독창성유창성 정교성 색자석 실험결과를자신있게발표하고, 발표한학생들을칭찬한다. - 16 -
단계 수업요항시간 ( 분 ) 교사 교수 - 학습활동 학생 창의성요소 수업형태 수업자료 도달점및유의점 개념도 결론도출 결과정리 4 (33) 결과정리를하겠습니다. - 온도가올라가면기체의부피는? - 기체의온도와부피는어떤관계가있나? 대답한다. - 온도가올라가면기체의부피는증가한다. - 비례한다. [ 샤를의법칙 ] 공책이정리합니다. 이해하면서공책에필기한다. - 온도 분자운동에너지 분자운동속도 분자사이의거리 부피 수렴적사고정교성 개별학습 칠판 종합적사고활동 임개념 결과적용 10 (43) - 일정한압력일때기체온도 기체부피 기체온도 기체부피 - 압력이일정할때기체의온도와부피는비례한다. 생활속에서샤를의법칙으로설명할수있는예로는어떤것이있을까? - 열기구 - 자동차타이어공기압조절 - 미끄러지는컵 - 플라스틱밀폐용기뚜껑 자발적으로손을들고발표한다. ( 예상답변 ) - 찌그러진탁구공을뜨거운물속에넣으면부풀어오른다. - 열기구에공기온도를높이면열기구가커져서올라갈수있다. ( 잘못된답변 ) - 여름철에철로가늘어난다. - 베이킹파우더를넣으면빵이부풀어오른다. 유창성융통성독창성 개별발표 수업목표도달여부확인 다양한예를자발적으로발표할수있도록유도 허용적분위기 응용 계발활동시간에녹화한열기구동영상을함께봅시다. - 열기구가천장으로올라가는이유는? ( 예상답변 ) - 열기구아래에불을펴놓고있고가열에의해공기가뜨거워져서 를유도 열기구의부피가팽창하고떠오 른다. 및 평 형성평가 수준별로형성평가를해결해봅시다. 자신의수준에맞는수준별형성평가문제를푼다. 수렴적사고 형성평가지 가 기본문제의정답을제시한다. - 기본문제로주어진형성평가문제를모두풀수있는학생은 형성평가의정답과비교하여확인한다. 보충 심화문제를모두, 기본문제 중풀수없는문제가한문제 라도있으면보충문제를해결해 봅시다. 보충 심화문제의정답을제시 한다. - 17 -
단계 수업요항시간 ( 분 ) 교사 교수 - 학습활동 학생 창의성요소 수업형태 수업자료 도달점및유의점 과제 과제제시 2 (45) 맥가이버가부탄가스통을제거하기위해송곳을사용한이유를오늘학습한샤를의법칙과 개별학습 과제학습지 제시 관련지어설명하여보자. 및차시예고 차시예고 뒷정리 다음시간에는본단원의최종정리를하겠습니다. - 꾸미기도구를준비해오세요. - 실험기구를정리정돈해놓으세요. 차시학습내용을확인한다. 실험기구를정리하고주변을깨끗이한다. 민감성 차시학습인지 정리정돈필요성인식 1. 분자의운동을분자모형으로나타낼수있는가? 평가 2. 온도변화에따른기체의부피변화의예를 2 가지이상들수있는가? 관점 3. 모둠별로실험을바르게계획수행하여결론을도출하고뒷정리가바른가? 4. 발표자료의융통성과독창성, 경청태도의진지함, 개별활동지작성내용의정확한가? 수업목표 교과내용목표 1. 온도가변할때기체의부피변화과정을분자모형으로설명할수있다. 2. 일상생활속에서기체의온도변화에따른부피변화에관련된예를두가지이상들수있다. 판서계획 사고기능목표 1. 현상을예측하고설명하는과정을통해융통성과정교성을기를수있다. 2. 실험을설계하고실행하는과정을통해과학적이고창의적인문제해결능력을기를수있다. 5.4 풍선도추우면움츠러드나 [ 탐구5] 입대지않고풍선부풀리기 샤를의법칙 (1787) ( 압력이일정 ) 할때온도가 ( 높아지면 ) 기체의부피는 ( 증가하고 ), 온도가 ( 낮아지면 ) 기체의부피는 ( 감소한다 ). 생활속샤를의법칙 1) 열기구는풍선속의공기를데우면위로뜬다. 2) 여름철에자동차타이어에공기를적게넣는다. 3) 뜨거운물이든컵이식탁위에서미끄러진다. 4) 플라스틱밀폐용기에뜨거운음식을넣고뚜껑을닫으면뚜껑이안으로푹들어간다. - 18 -
Worksheet #1 사전활동지 단원명 5.4 풍선도추우면움츠러드나탐구실험명입대지않고풍선부풀리기 일시 20 년월일요일학번반번모둠이름 : 1. 공기가들어있는풍선을액체질소속에넣었다. 어떻게되었는가? 2. 위와같이생각하는이유를주어진단어를이용하여간단히적어보자. ( 단, 필요한것만사용할것 ) 온도, 기체분자, 분자운동 ( 속도 ), 풍선의부피, 압력, 기체분자의크기, 기체분자의수 생 각 열 3. 액체질소속에넣은풍선의모습과그속의분자의운동을주어진스티커를이용하여분자모형으로나타내시오. Step 1. 오른쪽의점선으로그려진풍선에액체질소에넣은후의풍선의모습을나타낸다. Step 2. 스티커를두풍선에붙여분자를표현한다. ( 내가고른스티커의이유를알아야한다.) Step 3. 분자의움직임도나타낸다. 기 - 19 -
Worksheet #2-1 앞면탐구활동안내및보고서 단원명 5.4 풍선도추우면움츠러드나탐구실험명입대지않고풍선부풀리기 일시 20 년월일요일학번반번모둠이름 : 탐구목표탐구과정 1. 온도가변할때기체의부피변화를설명할수있다. 2. 기체의부피와온도와의관계를분자모형으로나타낼수있다. 3. 탐구원리가적용되는생활속예를 2가지이상나열할수있다. [ 기본과정 ] 입대지않고풍선부풀리기 1. 10mL 유리병에고무풍선을씌운다. 2. 시험관집게로유리병을잡고더운물이들어있는비커에넣는다. 3. 고무풍선의크기가어떻게변하는지관찰한다. 4. 얼음물이담긴비커에 3의유리병을넣어고무풍선의변화를관찰한다. [ 보충과정 1] 누가누가많이붙이나 1. 작은유리병에뜨거운물을넣었다가물을뺀다. 2. 가열된유리병입구가풍선에밀착시킨후잠시기다린다. 3. 그림과같이풍선에유리병을붙여보자. 누가누가많이붙이나? [ 보충과정 2] 피펫끝의물빼내기피펫에남아있는액체를마지막한방울까지빼내기위해피펫의입구를막고다른한손으로피펫의중간부분을잡는다. 실험상유의사항 나의역할 1. 화상에유의하고반드시장갑을착용한다. 2. 풍선은한번불었다가사용해야쉽게늘어난다. 3. 깨질위험이있으므로뜨거운유리병을곧바로얼음속에넣지않는다. 실험, 기록, 뒷정리, 발표등구체적으로작성 결과정리및토의 [1~3] 기본과정 : 입대지않고풍선부풀리기 1. 각상태에서유리병속공기의온도가가처음상태장작은순위와부피가가장작은순으로 1, 2, 3의순위를매겨보자. 온도부피 2. 기체의부피와온도사이에는어떤관계가성립하는가? 뜨거운물에담긴상태 얼음물에담긴상태 ( 뒷면에계속 ) - 20 -
Worksheet #2-1 뒷면탐구활동안내및보고서 3. 그림은가열하기전과후의고무풍선이씌워진유리병을나타낸것이다. 가열한후기체분자를분자모형으로나타내고, 모형에대해간단히설명하여라. 결 과 정 리 및 토 의 4. 우리모둠은몇개의유리병을붙였나? 부푼풍선에유리병을붙일수있는이유를설명하여라. 5. 피펫끝의물방울이밀려나가는이유를설명하여라. 6. 본탐구과정으로설명이가능한실생활속예를두가지씩적어보자. 알게된점더알고싶은점 - 21 -
Worksheet #2-2 앞면탐구활동안내및보고서 단원명 5.4 풍선도추우면움츠러드나탐구실험명입대지않고풍선부풀리기 일시 20 년월일요일학번반번모둠이름 : 탐구목표탐구과정실험상유의사항나의역할 1. 온도가변할때기체의부피변화를설명할수있다. 2. 기체의부피와온도와의관계를분자모형으로나타낼수있다. 3. 탐구원리가적용되는생활속예를 2가지이상나열할수있다. [ 기본과정 ] 입대지않고풍선부풀리기 1. 10mL 유리병에고무풍선을씌운다. 2. 시험관집게로유리병을잡고더운물이들어있는비커에넣는다. 3. 고무풍선의크기가어떻게변하는지관찰한다. 4. 얼음물이담긴비커에 3의유리병을넣어고무풍선의변화를관찰한다. [ 심화과정 1] 오줌싸개짱구인형 1. 뜨거운물이들어있는비커에짱구인형을귀까지잠기게한다. ( 변화가멈출때까지담궈둔다.) 2. 차가운물이들어있는비커에짱구인형의머리까지잠기게한다. 3. 차갑게식힌인형을수조에넣고뜨거운물을머리에붓는다. [ 심화과정 2] 구멍뚫린탁구공으로풀어보는짱구의비밀 1. 뜨거운물에탁구공을넣는다. 2. 찬물에탁구공을넣는다. 3. 탁구공속을관찰하며오줌싸개짱구인형의비밀을풀어보자. 1. 화상에유의하고반드시장갑을착용한다. 2. 풍선은한번불었다가사용해야쉽게늘어난다. 3. 깨질위험이있으므로뜨거운유리병을곧바로얼음물속에넣지않는다. 실험, 기록, 뒷정리, 발표등구체적으로작성 [1~3] 기본과정 : 입대지않고풍선부풀리기 1. 각상태에서유리병속공기의온도가가장작은순위와부피가가장작은순으로 1, 2, 3의순위를매겨보자. 온도부피 처음상태 뜨거운물에담긴상태 얼음물에담긴상태 결과정리및토의 2. 기체의부피와온도사이에는어떤관계가성립하는가? ( 뒷면에계속 ) - 22 -
Worksheet #2-2 뒷면탐구활동안내및보고서 3. 그림은가열하기전의유리병 ( 가 ) 을나타낸것이다. 가열한후유리병 ( 나 ) 과냉각시킨후유리병 ( 다 ) 과풍선속의기체분자의운동을분자모형으로나타내고, 자신이나타낸모형에대해간단히설명해보자. 결 과 정 ( 가 ) ( 나 ) ( 다 ) 리 및 토 의 4. 구멍뚫린탁구공으로오줌싸개짱구인형의원리를설명하여라. ` 짱구인형은토기로만들어진인형입니다. 중국에서는이인형을이용해찻물의알맞은온도를찾아낸다고합니다. 짱구인형은단단한토기로이루어져있고, 안은비어있는상태입니다. 이인형안에물을넣는방법과인형안의물을밖으로내보는방법을찾아봅시다. 1) 비어있는짱구인형에물을넣을수있는이유를서술하시오. 2) 물이들어있는짱구인형의머리에더운물을비우면물줄기가뻗어나가는이유를서술하시오. 알게된점 더알고싶은점 - 23 -
Worksheet #3 형성평가 단원명 5.4 풍선도추우면움츠러드나탐구실험명입대지않고풍선부풀리기일시 20 년월일요일학번반번모둠이름 : 1. 오른쪽그림은압력이일정할때기체의온도변화에따른부피변화를나타낸분자모형이다. 온도가높은경우는 ( 가 ) 와 ( 나 ) 중어느경우인가? 2. ( 가 ) 에서 ( 나 ) 로변하는것을분자모형으로설명한것으로옳은것을모두고르면? 가. 분자의개수와크기는일정하다. 나. 분자의운동속력은화살표의길이로나타낸다. 다. 분자의운동에의한용기벽에충돌하는횟수는일정하다. ( 가 ) ( 나 ) 3. 생활속에서온도에따른기체의부피변화의예를두가지적어보자. 1. 다음설명에서적당한말에표시를하고, < 보기 > 중적당한말을골라괄호안에넣어라. 보충문제 일정한압력에서온도가높아지면기체의부피는 ( 증가, 감소 ) 한다. 이는분자의 ( ) 와 ( ) 은 ( 는 ) 일정하지만, 분자의 ( ) 가 ( 느려, 빨라 ) 져용기벽에부딪히는분자의 ( ) 가증가하기때문이다. < 보기 > 운동속도, 충돌횟수, 크기, 개수, 세기 2. 일상생활속에서온도변화에따른기체의부피변화의원리로설명할수있는것은? 가. 열기구를가열하면풍선의크기가커진다. 나. 여름철에타이어에공기를적게넣어야터지는것을막을수있다. 다. 여름철에한국전력에서는전선이늘어지지않도록전선을묶는일을한다. 심화문제 1. 중국에서는오른쪽그림의인형을이용해찻물의알맞은온도를찾아낸다고합니다. 어떻게이인형을이용해찻물의적당한온도를알수있는지서술하시오. - 24 -
Worksheet #4 탐구과제 단원명 5.4 풍선도추우면움츠러드나탐구실험명입대지않고풍선부풀리기 일시 20 년월일요일학번반번모둠이름 : 다음만화속의주인공이부탄가스통폭탄제거를위해송곳을사용한이유를설명하여라. 스프레이통이나부탄가스통을제대로처리하지않고버리는사람들에대한경각심을주기위한포스터나만화및슬로건등을표현하고과학적원리로설명해보자. 차시예고및준비물 다음시간에는단원마무리를합니다. 꾸미기도구 ( 색사인펜, 색연필등 ) 를준비해오세요. - 25 -
Worksheet #5-1 읽을거리 1787 년샤를의법칙발견 프랑스의물리학자인샤를 (Jacques Alexandre Cesar Charles, 1746-1823) 은파리의공예학교물리학교수로있었고, B. 프랭클린의전기에관한발견을프랑스에소개하였으며, 한평생기체의성질을연구하였다. 그는파리과학아카데미회원으로있으면서당시캐번디시가발견한수소가공기보다가볍다는사실을알고이것을기구속에넣어공중에뜰수있는수소기구를만들게되었다. 기구를어떻게하면높이띄울수있을까를연구하던중 1787년기체가일정한압력하에서는온도와비례하여그부피가증가된다고하는샤를의법칙을발견하였다. 이는후에게이뤼삭에의해정밀한실험으로확립되었 < 샤를 > 기때문에게이뤼삭의법칙이라고도불린다. 샤를의법칙에의하면, 기체의온도를 1 내릴때마다 0 때부피의 씩감소하기때문에 -273 로기체의온도를내리면기체의부피는 0이되는데, -273 라는온도는기체가존재할수있는가장낮은온도라고말할수있다. 그래서이온도를 절대영도 라고하고, (273 + t ) 를절대온도라고하여 K라는단위로나타낸다. 기체의부피를기체분자운동론으로생각할때, 샤를의법칙은온도가올라갈수록기체분자운동이활발해져서부피가커지고, 온도를내려주면기체분자운동범위가좁아지기때문에기체의부피는감소하는것이다. 절대영도에서기체의부피가 0이되는것은기체분자는전혀운동하지않고정지한다는뜻으로, 기체분자운동에너지는 0이라는것이다. 따라서, 기체분자운동에너지는절대온도에비례한다고말할수있다. 1802 년기체팽창법칙발견 기체의성질에관한연구는근대과학이탄생한이래과학자들에의해꾸준히탐구되어왔다. 그결과기체의압력, 온도, 부피사이의관계가각각보일, 샤를에의해발견되어그들의이름을따라보일의법칙, 샤를의법칙이라불리게되었다. 보일의법칙이란 일정한온도에서기체의부피는압력에반비례한다 라는것이고샤를의법칙이란 일정한압력하에서기체의부피는온도에비례한다 는것이다. 기체에대한연구는그후로도계속진행되어왔지만기체의상태에대한더욱체계적인접근을할수있게된것은 19세기기체분자운동론이발달하면서부터이다. 이이론은기체를분자나입자의형태로단순화시켜기술하는이론으로서볼츠만과맥스웰이그기초를쌓았다. 이에따른기체운동모형은다음과같다. 첫째기체는무질서하게운동하는 < 게이뤼삭 > 많은동일한분자들로이루어져있으며, 분자들은분자의크기에비해상대적으로멀리떨어져있다. 둘째, 분자상호간의충돌이나용기벽과의충돌은에너지결손이없는완전탄성충돌일뿐이고분자들은서로상호작용을하지않는다. 셋째, 분자간의운동에너지의변환된형태가열이다. 이런단순화된가설을이용함으로서앞의두가지기체법칙들을수학적으로유도할수있게되었다. [ 출처 ] 사이언스올 (www.scienceall.com) 과학스터디 과학자료실 재미있는과학사 - 26 -
Worksheet #5-2 읽을거리 [ 독자페이지 ] 자동차타이어공기압수시체크사고예방을 본격적인여름휴가철이다가오면서자동차타이어로인한교통사고가빈번하게발생하고있다는언론소식을접해안타까운마음이앞선다. 문제는많은운전자가자신의타이어를점검하는데소홀하여타이어로인한크고작은사고가발생하고있다는것이다. 특히열기가높은 7월과 8월에사고가집중적으로일어난것으로나타났다. 또한출퇴근하면서고속도로를운행하다보면타이어가파손된일부분이도로에널려있거나큰굉음과함께파손되거나노면에브레이크를급하게밟아서인지자국이남아있는것을볼수있는데이는타이어의정비불량으로사고의위험성을지니고있어고속도로를관리하고있는종사자로서이용객들에게알려주고자한다. 지난해한국타이어공업협회에서자동차 1000대를대상으로타이어상태를조사했는데조사대상의 4분의 1가량이불량으로나타났다는보도를본적이있다. 공기압이부족한경우가제일많았고, 심지어일부가찢어졌거나못이나유리가박힌채달리는차도 10대당 1 대꼴로이르렀다. 또한트렁크에보관된예비타이어의공기압상태도불량으로나타났다. 승용차 67% 가타이어의공기압이부적절하고고속도로교통사고 68% 가타이어파손이주원인이라고삼성교통안전문화연구소가발표했다. 한국도로공사에서는한국타이어공업협회와함께타이어정비불량으로인한교통사고예방과안전사용홍보를위하여매년전국고속도로휴게소에서타이어안전점검서비스행사를하고있다. 내자동차가불량타이어를달고달리는것은아닌지돌아보고점검해야한다. 특히장거리운전을자주하는차량은휴게소에들러즉석에서측정하여타이어의공기압이부족할경우휴게소차량정비업소에서보충하고운행해야한다. 류인갑. 한국도로공사신탄진영업소소장 2007.07.24 ( 화 ) 20:42 [ 출처 ] 세계일보오피니언 - 27 -