진화론은 모든 생물들은 공동조상에서 유래되었지만 생물들의 계보가 세대에 따라 변하면서 계속 분지하기 때문에 생물계에 다양성이 생긴다는 생물학 이론이다. 19C 다윈은 생물체란 진화에 의해 나타나는 것이라고 주장했으며, 어떻게 진화가 일어나는가에 대한 과학적 설명을 제시했다. 자연선택은 그러한 설명의 기초를 이루는 개념이다.◆다윈 이전의 진화설- 용불용설: 획득형질의 유전. 동물은 생활 환경이 변하면 습성이 변하고 그 결과 새로운 습성에 따라서 사용되는 기관은 더 발달하고 사용하지 않게 된 기관은 퇴화◆다윈의 진화설 - 자연선택설: 생존 경쟁에서 유리한 형질을 가진 종이 살아남고, 그들은 유리한 형질을 자손에 계속 전달함으로써 신종이 형성된다. ㄱ.과잉생산 ㄴ.생존경쟁 ㄷ. 적자생존과 자연선택:생존에 유리한 형질은 자연에 의해 선택된 것 ㄹ.종의 다양화:자연선택된 형질이 다음대에 전달, 선택의 누적현상으로 새로운 종이 생겨 다양화◆다윈 이후의 진화설- 신다윈설:체세포에 생기는 변이는 유전되지 않으며 오직 생식세포에서 일어나는 변이만 유전. 돌연변이설- 돌연변이에 의해 새로운 종이 형성되어 진화가 일어남 정향진화설-생물은 환경의 변화와 관계없이 내적인 요인에 의해서 일정한 방향으로 진화 격리설-유전적인 변이가 있어도 격리가 일어나야 신종이 생길 수 있다 교잡설-교잡에 의해 만들어진 잡종에 의해 새로운 종이 형성 현대의 진화이론-염색체와 유전자의 돌연변이에 자연선택, 격리 등의 과정이 첨가되어 새로운 종이 분화. 진화-체를 중심으로 한 변화, 종을 구성하는 집단 전체의 변화에 의해 일어남◆집단유전과 진화1)유전자풀①집단유전학: 집단전체의 유전적 상태를 연구 대상으로 함②진화: 유전자풀이 구성하는 대립유전자의 빈도에 변화가 일어나는 것2)멘델집단 - ①확률의법칙이 적용될 정도로 많은 개체로 구성 ②개체 상호간에 교잡이 자유롭게 이루어질 수 있다 ③돌연변이나 자연 선택과 같이 유전자에 변호를 가져오는 요인이 없다 ④다른 집단과의 사이에 이입과 이출이 없어 일정한 범위에 돌연변이로 나타난 형질 환경이 변화될 경우 제거되지 않고 생존, 돌연변이의 개체수가 증가하고, 그에 의해 유전자풀 변화②자연선택: 돌연변이 결과 새로운 개체가 생기고 이것이 선택되어 생존이 가능하게 되면 그 집단의 유전자풀이 변함. 생존률, 번식률 낮다면 도태되어 유전자 빈도 낮아짐 환경이 급변할 경우 효과 빨리 나타남③이주: 유전자풀이 다른 이웃 집단으로부터 어떤 개체에 이주해 들어와 생식에 참여하면 새로운 유전자가 이입→대립유전자 빈도 변하게 됨④격리: 지리적격리. 생식적격리-생식기관, 생식 시기등이 달라져 서로 간에 교배할 기회 적어지는 경우⑤유전적 부동: 개체가 적은 소집단에서 갑자기 어떤 유전자의 빈도가 변화되는 현상 희귀한 유전자를 가진 개체들이 소집단을 이루어 격리되는 경우. 소집단 내에서 희귀한 유전자들이 지닌 개체가 죽으면 유전자는 소멸창조론은 인간, 삶, 지구, 우주가 신이나 뛰어난 존재의 초자연적인 개입에 의해 신비로운 기원을 가지고 있다는 주장을 의미한다. 이 ‘개입’은 완전한 무에서의 창조일수도 있고 이전에 있던 혼도에서의 질서의 출현일 수도 있다. 특히 현대에는(기독교인들에의해)진화론이나 천체물리학,기타 자연 세계의 기원에 대한 관점이 있는 과학등의 관점과 대립되는 개념으로 사용되고 있다. 기독교와 유대교의 창세기 경전과 이슬람교의 코란에서는 세상의 기원에 대해 묘사하면서 유일신이 세상을 창조하였다고 적고 있다. 이를 과학 이론인 생명체의 진화론과 대립되는 관점에서 창조론이라고 부르는데, 엄밀하게 과학 이론과 종교적 믿음이라는 전혀 다른 가치 체계를 같은 위치에 놓고 비교한다는 점에서 오해의 소지가 진화론을 믿는 사람들에게 있다. 기독교 내의 창조론은 크게 세가지로 나뉘는데, 이런 부류는 성경을 그 문자 그대로 믿는 입장과 혹은 성경의 창조기사는 비유와 은유이며 문자 그대로의 해석은 곤란하다는 입장에 기인하여 나뉘게 된다◆젊은 지구 창조론은 창세기의 기록을 문자적으로 해석해서 지구의 나이는 6000-10000년이고 최초의 6일동안 모만 이 이론은 진화론은 물론 물리학, 천문학, 화학, 지질학 등 대부분의 현대 과학이론을 부정해야 하는 문제를 가지고 있다.◆유신진화론은 과학적으로 밝혀진 지구와 생명의 역사를 대부분 수용하고 이 모든 과정이 하나님의 섭리에 의한 창조의 과정이라고 해석하는 이론이다. 과학과의 갈등 요소가 없고, 신학적으로도 충실한 해석이기에, 기존 창조론의 대안으로 부각되고 있고, 많은 기독교 계통 학자들의 지지를 받고 있다. 창조론 진화론 논쟁에 있어서 기독교 근본주의자들은 유신진화론을 기독교 창조론이 아닌 진화론의 한 형태로 간주한다. 이는 과학적 진화론을 그대로 받아들이기 때문이다. 유신진화론의 사상적 뿌리는 일부 교부들의 6기간적 견해, 아리우스주의에 뿌리를 둔 유니테리언, 범신론적 아리스토텔레스의 자연관을 수용한 스콜라철학 및 큐비에의 다중격변설, 근세의 자연발생설과 세속인본주의 및 벨하우젠의 문서가설, 벨그송의 생의 철학등에 영향을 받았다고 할 수 있다 이들의 영향을 받아 19세기말부터 카톨릭과 개신교는 물론 유대교와 이슬람의 내부로 유신진화사상은 급속히 확산되었다.◆창조과학은 구약성서의 창세기에 나오는 천지창조가 과학적으로 입증 가능하며, 우주의 나이는 6000년 정도이고, 창조론이 나오지 않는 기존 생물학 교과서를 바꿔야한다고 주장하는 기독교 근본주의자들의 종교적 견해이다.◆지구의나이 창조과학에 의하면 우주와 지구의나이는 6000-10000년이다 오랜 지구의 지층에 대해서는 창조과학자들은 창세기에 기록된 노아의 홍수 시에 전 지구적인 격변이 있었고 이 과정을 통해 그 모든 지층이 1년여에 걸친 짧은 시간에 모두 형성되었다고 주장한다.◆우주의 나이 하나님이 6일간 천지를 만들었다는 창세기 창조설화를 문자적으로 해석해 6일동안 지구와 우주가 함께 창조되었다고 보고 우주의 나이도 6000-10000년으로 주장한다.이는 천문학의 연구결과와 대립되는 것으로 과학적인 주장으로 고려되지 않고 있다. 일례로 지구에서 수십억 광년 거리에 있는 별을 관측할 수 있다는 것을 들 수에 쓸려나간 나무들이 지금의 석탄을 형성하게 되었다고 주장한다. 이 노아의 홍수를 과학적 사실로 보는 주장이 창조과학운동을 시작하면서 제기된 가장 중요한 문제였다.◆생물의 진화 창조과학자들은 지구상의 생명체는 6일간의 창조동안 지금의 종 형태로 창조되었고, 그 뒤 짧은 지구의 역사 속에서 소규모의 변이만을 경험했다고 주장한다. 공룡을 포함한, 화석으로 발견된 멸종된 고생물은 노아의 홍수 시에 일시에 흙속에 매몰되어 멸종한 종들이라고 설명한다. 따라서 육지에 서식하는 종들은 노아의 방주에 탔던 종들만이 살아서 지금까지 남아있는 것이라고 주장한다. 역시 이러한 주장은 현대 생물학의 근본이론으로 이해되는 진화론을 전면 부정하는 것으로, 진화론을 뒷받침하는 고생물학적인 그리고 유전학적인 증거들을 모두 인정하지 않는다.항목진화론창조론자연법칙의 구조끊임없이 변한다변하지 않는다천체의 변화만들어지고 있다붕괴하고 있다암석의 형태시대에 따라 다르다모든 시대에 걸쳐 비슷한다생물의 분류체계연속적이다불연속적이다생물의 종류새로운 종류가 나타난다새로운 종류는 나타나지 않는다생물의 돌연변이유익한 방향으로 일어난다해로운 방향으로 일어난다자연선택새로운 종을 만드는 과정이다해로운 방향으로 일어난다지구의 연대극히 오래되었다(약46억년)아마 젊을 것이다(6000-10000년)화석기록무수히 많은 중간형태화석이 존재화석간에는 일정한 간격이 있다인간의 출현원인으로부터 중간형태를 거쳐 출발중간형태 없이 갑자기 출현한다인간의 특성동물보다 우수하다본질적으로 동물과 다르다무명의 기원천천히 점진적으로 시작되었다인간과 함께 시작되었다1859년 창조론이 유럽사회를 지배하고 있던 시절 이라는 한권의 책은 유럽사회를 발칵 뒤집어 놓았다. 종교가 사회를 지배하던 시절 다윈의 주장은 충격으로 몰고 가기에 충분했으며 그 만큼 사회적 파장은 거셀 수밖에 없었기 때문일 것이다 2010년 현재, 지금까지도 진화론과 창조론은 여전히 뜨거운 논쟁중이다.그렇다면, 여기서 진화론과 창조론이 무엇을 의미하길래 그렇게 논쟁거리가 되고 아직다면 우리는 우리 마음대로 살아도 되는 것이다. 이는 즉, 자신의 존재에 대한 본질적 의미와 운명에 관한 견해를 크게 좌우해 더 나아가 인간의 행동에 직접적인 영향을 미칠 것으로 예상 할 수 있다. 논쟁의 중요성을 알고 나니, 창조론과 진화론에 대한 자료를 찾고 공부함에 있어 더 흥미를 가지고 해 나갈 수 있었다.과학이란 여러 방법으로 정의할 수 있겠지만 단지 주장하는 것이 아니라 관찰과 현상을 납득할 수 있게 설명할 수 있는 것 이라고 생각한다. 지구를 중심으로 모든 별, 태양이 돌고 있다고 믿는 천동설은 행성들의 움직임과 연주시차를 설명할 수 없지만, 지구가 태양을 도는 지동설은 위 관찰과 현상을 다 설명할 수 있어 현재 지동설이 맞다고 이해되고 있다. 진화론과 창조론도 같은 이치라고 생각한다. 과학적 입장에서 생각해 보자. 현재 우리가 알고있는 현상에 대한 설명을 가장 많이, 가장 설득력있게 할 수 있는 주장이 바로 진화론이다. 매우 다양한 측면에서, 다양한 현상이 진화론으로서 설명될 수 있다. 첫째, 관찰되는 화석을 보자, 방사성 동위원소 연대측정기술등을 이용한 화석증거는 진화론의 결정적 증거를 제시해준다. 둘째, 비교해부학적 측면에서, 상동성을 꼽을 수 있다. 인간, 고양이, 고래, 박쥐의 앞다리(팔)을 보라. 비록 서로 다른 기능을 갖도록 적응했지만, 모두 똑같은 기본 골격요소로 구성된다. 셋째, 발생학적 측면에서 닭의 배아와 인간의 배아는 또 어떠한가. 배 발생의 어느 단계에서의 항문 뒤에 위치하고 있는 꼬리와 인두낭의 유사성은 공통조상으로부터 유래했다는 것까지 유추할 수 있도록 한다. 넷째, 지리학적 측면에서, 대륙 이동등에 의한 지리적 격리는 그 환경에 맞게 다른 방향으로 진화하도록 만들었다. 예를 들어 섬마다 부리의 모양이 다른 새들을 보라(섬마다 다른 새들의 먹이가 그들 각각이 다르게 진화하도록 하였다.) 다섯째, 이번엔 생화학적 시각으로 보자, 사람과 유연관계가 가까운 종은 헤모글로빈β사슬아미노산 배열 순서 차이가 적고 사람과 유연관계가
1.대단원 : 4. 식물의 구조와 기능? 소단원 : 4-2 식물은 무엇을 먹고 사는가2. 대상중학교2학년 과학3. 교과서내 의미성학생들은 3학년부터 7학년까지 여러 단원을 통하여 식물을 관찰하고, 식물의 구조를 기능과 연관하여 배우는 등 식물에 대한 이해를 넓혀왔다. 본 단원에서는 7학년까지 배웠던 내용을 바탕으로 식물체의 여러 구조적 특성이 어떻게 서로 유기적 연관을 갖고 작용하며, 어떻게 뿌리, 줄기, 잎, 꽃과 열매 등 식물의 주요 기관이 조화를 이루어 하나의 독립된 개체로서 살아가게 되는지를 학습하게 된다.4. 단원선정 이유식물에서 증산작용이 일어남을 확인시켜 학생들에게 내용을 쉽게 이해시켜주기 위해 이 실험을 선택하였다.잎은 기공을 통하여 물이 수증기의 상태로 공기 중으로 내보내는 증산작용을 한다. 수증기는 확산을 통해 증발하게 되는데 수증기의 농도가 외부보다 잎의 내부에서 더 크기 때문이다. 잎으로부터 증산작용을 통해 식물은 뿌리에서부터 높은 곳까지 수액을 끌어 올리는 원동력이 된다.물관에 포함된 무기이온들은 뿌리에서 잎으로 상승하는 용액과 함께 수동적으로 올라간다. 잎에 도달한 무기성분들은 계속해서 체관을 통해 식물의 다른 부분으로 재분배된다.증산작용은 온도조절에도 기여한다. 수분이 엽육세포로부터 증발될 때 세포에서는 열이 방출되고 잎의 온도는 떨어진다. 이 냉각효과는 식물이 더운 환경에 살 수 있게 하는데 중요한다. 만약 잎이 차갑게 느껴지지 않았다면 증산이 일어나지 않았다는 것을 의미한다. 따라서 물을 줄 시간이라는 것을 알아야 한다는 생활상식까지도 학생들에게 알려줄면 좋은 효과를 볼 수 있다.5. 교재내용(실험 방법)◎ 준비물잎이 달린 가지, 메스실린더, 삼각 플라스크, 비닐 주머니, 고무줄, 식용유, 솜◎ 실험 과정① 메스실린더 A,B에 같은 양을 물을 넣자② 메스실린더 A에는 잎이 붙은 가지를, 메스실린더 B에는 비슷한 크기지만 잎을 다 떼어버린 가지를 꽂고, 메스실린더 안의 물에 식용유를 3~5 방울 떨어뜨리자.▶ 메스실린더 안에 식용유를 떨어 뜨리는 이유는 무엇인가?③ 두 메스실린더를 햇빛이 잘 비치는 곳에 한 시간동안 두었다가 관찰해보자.▶ 어느 메스실린더 속의 물이 더 많이 줄었는가?④ 잎이 달린 가지와 잎을 모두 따버린 가지의 비닐 주머니를 씌운 다음, 햇빛이 잘 비치는 곳에 한 시간 동안 두었다가 관찰해보자.▶어느 쪽 비닐 주머니가 더 많이 흐려졌는가??중점 지도1) 이 실험은 시간이 많이 소요되므로 교사가 미리 준비하여 학생들의 결과와 비교하는이 좋다.2) 각 시험관마다 물이 줄어드는 양이 다른 이유를 생각하게 한다.3) 증산 작용이 식물에게 도움이 되는 점이 무엇인가 이해하도록 지도한다.*판서계획나무 꼭대기까지 물이 올라가는 까닭은1. 증산작용① 증산작용 : 식물의 잎에서 식물체 내의 물을 수증기 형태로 기공을 통해 공기 중에 내보내는 현상② 증산작용이 잘 일어나는 조건- 햇빛이 강하게 불 때, 온도가 높을 때, 습도가 낮을 때바람이 강하게 불 때, 체내 수분량이 많을 때2. 증산작용의 의의① 물과 무기양분 흡수의 원동력② 체온 조절③ 수분량 조절3. 물의 상승 원동력① 뿌리압② 모세관 현상③ 물의 응집력④ 증산작용1.요구분석단순히 책만보고 강의하는 형식보다 스스로 실험하고 관찰하면서 교과내용을 더 쉽게 이해할수 있기를 원한다스스로 가설을 설정하고 과학자처럼 실험설계를 통해 실험을 하기를 원한다.과학적탐구능력을 기르기를 원한다.2.학습자분석출발점능력학생들은 3학년부터 7학년까지 여러 단원을 통하여 식물을 관찰하고, 식물의 구조를 기능과 연관하여 배우는 등 식물에 대한 이해를 넓혀왔다. 본 단원에서는 7학년까지 배웠던 내용을 바탕으로 식물체의 여러 구조적 특성이 어떻게 서로 유기적 연관을 갖고 작용하며, 어떻게 뿌리, 줄기, 잎, 꽃과 열매 등 식물의 주요 기관이 조화를 이루어 하나의 독립된 개체로서 살아가게 되는지를 학습하게 되는데 이를 학습할수 있는 전반적인 기초를 반구성원들이 대체적으로 가지고 있다.일반적특성수준반수업을 하고 있으며 학업수준은 중간정도인 경북의 중학교2학년학생들이다.한번에 20명의 학생이 있다남녀공학이며 남녀비율은 반반이다.
단계학습내용 및 학습활동학습자료/유의점시간교사학생탐색및 문제파악▶실험결과를 학생들에게 동영상파일로 보여준다(동영상파일의내용-A-실린더:잎이 달린가지, B-실린더:잎을모두 따버린 가지를 각각 물이 담긴 실린더에 담아두고 햇빛이 잘 비치는 곳에 한 시간 동안 두었더니, A실린더의 물이 더 줄어들었다)“이런 결과가 나왔어요, 왜 잎을 가진 가지의 실린더의 물이 더 많이 줄어들었을까요?잎과 무슨 관련이 있을까요? 왜그런지 생각해볼까요?”선생님께서 보여주신 동영상을 보고 문제 상황을 파악하고 왜 그런지 의문을 가진다.‘왜 잎을 가진 가지의 실린더의 물이 더 많이 줄어들었을까?’3분가설 설정▶위실험 결과를 가지고 학생들이 그 결과가 나올수있었던 이유에 대해 가설을 설정할 수 있도록 유도한다.“위 결과를 가지고 왜 저런 결과가 나올수 있었는지 가설, 즉.‘이래서 이랬을것이다’라는잠정적 답을 각 조별로 적어 보도록 합니다.”조별로 위 실험결과가 나온 이유를 포함한 가설을 만들어본다.1조-잎을 통해 식물이 쓰다 남은 물이 증발해야하는데 B실린더는 잎이 없어 증발할수없으므로 물이 덜 줄어든다.2조-잎이 없어 햇빛을 받을수없으므로 위의결과가 나왔을 것이다3조-잎이 없어지면 광합성을 할수 없어서 위의 결과가 나왔을 것이다7분실험설계▶학생들이 세운 가설을 검증하기 위한 실험을 설계할수 있도록 지도한다.“이제 여러분들이 세운 가설이 맞는지 확인하는 실험을 설계해보겠어요. 이때, 어떤 변인이 있고, 그 변인을 어떻게 통제할것이며, 실험상황이나 대상을 결정할 때 사용하는 기구는 무엇이고 실험과정은 어떠해야할지를 포함해 설계해봅시다.”학생들은 가설을 확인하기 위한 실험을 설계하도록 한다가설-잎을 통해 식물이 쓰다 남은 물이 증발해야하는데 B실린더는 잎이 없어 증발할수 없으므로 물이 덜 줄어들었다.실험설계-잎을 통해 수분이 증발하는지 확인하기 위해 두가지 모두에 투명한비닐 봉지를 씌우고 햇빛이 잘 비치는 곳에 한시간동안 두었다가 관찰한다. 물에 식용유를 한두방울떨어뜨려, 물의 단순증발을 막도록 한다(변인통제)이때, 물이 더 많이 줄어든,A실린더의 비닐봉지에 물방울이 더 많이 맺혔다면 위의 가설이 맞다10분실험▶학생들이 세운 실험설계를 가지고 실험을 수행하도록 지도한다.“여러분들이 세운 설계방법에 맞게 이제 실험을 수행해보도록 합니다.”학생들이 설계한 실험설계에 맞게 실험을 수행한다.잎을 통해 수분이 증발하는지 확인하기 위해 두가지 모두에 투명한 비닐봉지를 씌우고 햇빛이 잘 비치는 곳에 한시간동안 두었다가 관찰한다. 물에 식용유를 한두방울 떨어뜨려 물의 단순증발을 막도록한다(변인통제)20분내에 위실험결과를 관찰하기힘드므로 실험수행만 할뿐, 관찰은 전날 교사가 준비한 결과물로 대체한다.15분가설검증▶학생들이 얻은 실험결과를 가지고, 기존의 가설과 일치하는지 확인함으로서 가설의 진위여부를 확인하도록 한다.“이젠 실험결과를 모두 얻었을텐데, 어때요? 여러분이 세웠던 가설과 일치하나요? 일치하다면, 여러분들의 가설이 맞을테고, 일치하지 않다면 다른 가설을 세워봐야겠죠?”-위 결과를 통해 증산작용(학습목표)에 관한 개념을 설명해준다.
2012/1/4/발표순번20번. 5E모형에 따른 교수-학습 지도안단원생명과학2대단원 생물학과 인간의 미래중단원 생명공학기술의 원리와 응용소단원 세포융합수업모형5E모형총 수업시간50분학습 목표세포융합의 원리와 방법에 대해 알수 있다. 세포융합의 예에 대해 알수 있다학습 자료교과서, 유인물, PPT자료학습 단계교수-학습 활동참고자료및유의사항시간교사 활동학생 활동①개입(참여)(Engagement)②탐색(Explore)③설명(Explanation)④정교화(Elaboration)⑤평가(Evaluation)▶인사 및 출석확인-“안녕하세요 오늘 날씨가 참 좋죠? 출석 부를께요”▶선수학습 확인-“우리 저번 시간에는 핵치환에 대해서 배웠죠? 핵치환이 뭐라고 했죠?-“네, 맞아요 그럼 핵치환의 예에는 어떤 것들이 있었나요?”-“네 아주 잘 대답해주었어요 .복습을 열심히했군요”▶교사는 학생들의 호기심과 사전지식을 끌어낼수 있는 간단한 활동을 제공하여 학습자의 사전지식에 접근하고 새로운 개념학습에 학생들이 개입할수 있도록 돕는다-“가지,토마토,무,배추하면 떠올라지는 모습이 있죠? 그 모습이 어떤 모습인지 선생님이 나눠준 유인물에 그려볼까요?”-다 그렸나요? 그럼 가지, 토마토, 무, 배추의 모습을 1명씩 나와서 칠판에 그려봅시다“-“네, 아주 예쁘게 잘그려주었어요. 여러분들도 다 이렇게 생각했나요?”-“그런데, 여기 선생님이 이상한걸 발견했어요. (PPT의 가지감자와 무추의 사진을 보여준다)이거는 여러분들이 칠판에 그린 것과는 조금 다르죠? 뭔가가 합쳐져있는것같은데,이 그림은 어떤것들이 합쳐져있는거죠? 이건요?”▶학습목표제시-“네, 오늘은 세포융합의 원리와 방법 그리고 그 예에 대해서 배워보겠습니다. 우리 같이 한번 읽어볼까요?”▶현재의 개념, 과정, 기능등이 확인되고 개념변화가 촉진될수있는 활동을 학생들에게 제공하는 과정이다-“자, 선생님이 방금 2개가 합쳐진 이상한 식물들을 보여줬어요 어떤 과정을 통해서 저렇게 만들어질수있었는지, 가설을 세워보고 그 가설을 검증하기 위해서는 어떤 실험을 설계할수있는지 기초적인 수준에서 조별로 토론해보고 유인물에 적어볼까요?”-“가설을 세우기전에 선생님이 약간의 힌트를 주자면, 식물의 가장 바깥쪽은 뭘로 되어있나요?”-“네, 그리고 고1때배웠죠? 수정이 될 때 어떤 두세포가 융합이 됬었죠?”“네,맞아요 그리고 마지막힌트, 생식세포의 염색체수가 체세포의 절반인 까닭이 뭐였죠?”-“맞아요, 이걸 가지고 한번 여러분들이 상상의 나래를 펼쳐서 가설을 만들어보고 실험도 간단히 설계해보고 유인물에 적어봅시다”▶교사는 학생들이 탐색과정의 경험들에 주목하게 하고, 획득한 개념, 과정, 기능 또는 기술 등을 발표할수 있는 기회를 준다-“다 적었나요? 그럼 각 조별로 발표해볼까요?”▶교사는 직접적으로 학생들이 학습해야할 개념, 과정, 기능등을 설명한다. 교사의 설명은 학생들이 보다 심도있게 개념을 이해할수있도록 도와야한다.-“여러 가설들을 발표해줬는데요. 정말 이 가지감자와 무추가 어떻게 나왔는지 알아볼까요?(ppt자료제시)식물의 가장 바깥에는 뭐가 둘러싸고 있죠?-“네, 2개의 세포를 합치는데 딱딱한 셀룰로오스성분의 세포벽이 가로막고 있으면 아무래도 힘들겠죠? 그래서 이 단단한 세포벽을 제거하는 용해효소(셀룰라아제)로 세포벽을 제거합니다. 세포벽이 없어지면 이제 가장 밖에 뭐가있게되죠?맞아요, 세포막 상태로 있으면 아무래도 두 세포가 합쳐지기가 편하겠죠? 그런데 두 세포는 서로 다른 세포이기 때문에 합쳐지기가 쉽지 않습니다. 그래서 세포막을 부분적으로 파괴시키는 폴리에틸렌글리콜(PEG)이라는 약품을 처리하거나 여기에 센다이바이러스를 감염시켜 두 세포가 잘합쳐지도록 합니다. 이렇게 두 세포를 합치는 것을 세포융합이라고 합니다 무엇이라고 한다구요?(칠판에적으며 강조)네, 세포융합이 일어나면 곧 안의 핵융합도 뒤따라서 일어나게됩니다. 이렇게 세포융합과 핵융합된 원형질체를 영양배지로 옮겨 세포벽을 재생시킨후 잡종세포를 조직배양하면 잡종 식물체를 얻을수 있습니다. 다시말하면 무추, 가지감자,포마토를 만들수가 있는거죠.그럼, 왜 이런 잡종식물들을 만드는걸까요?-“맞아요, 두 종류의 생물이 가지고 있는 우수한 형질을 모두 가지는 새로운 생물체를 만들수있는게 큰 장점이 되겠죠? 하지만 처음, 연구자들의 기대와는 달리, 실제 그 크기나 질, 생산력이 낮아서 많이 재배되고 있지는 않다고 하네요 하지만 이것을 고안해내고 만들어낼수있다는 자체만으로도 현대 과학이 많이 진보했고 앞으로도의 가능성을 충분히 보여주고있는 대목이겠죠?”▶교사는 학생들이 이해한 개념이나 기능이 정착될수 있도록 도전해야한다-“자 그럼 지금까지 식물세포의 무추나 포마토같은 세포융합생성물에 대해 알아봤는데요. 동물세포에도 이것을 적용시켜볼까요?우리 예전에 항원항체반응배웠었죠? 항원이들어오면 우리 몸에선 B림프구가 만들어지고 항체가 생기죠? 근데 B림프구는 수명에 제한이 있어서 뭔가 계속해서 항체를 만드는 B림프구가 있었으면 좋겠어요. 그리고 기존에 항암제라고 하는것은 다클론항체라고 해서 여러 가지 항원이 복합적으로 있는것이라 암세포가 아닌 정상세포도 공격을 해서 탈모등의 부작용이있었어요 그래서 딱 암세포의 항원에만 작용하는 하나의 항체로만 이루어진 항체를 만들고싶어요 그러니깐, 하나의 항원에 결합하는 항체로서의 기능도 하면서, 빠른시간내에 대량으로,계속적으로 만들어질수있는 2가지 모두의 기능을 가질려면 어떤 세포 2가지가 합쳐져야할까요? 유인물에 적어보고 그 이유도 적어봅시다.-“다적었나요? 그이유와 함께 발표해볼까요?”=“아주 잘 말해주었어요. 그죠. B림프구는 항체를 생성하지만 분열능력은 없어서 짧은 시간안에는 대량의 항체를 만들수없지만 빠르게 분열하는 암세포와 융합하게 되면 특정항체만 만들면서도 대량으로 항체를 만들게 되는거죠 이를 단일 클론항체라고 합니다. 이것역시도 세포융합의 원리가 적용된거라 볼수 있겠죠?”-“또 세포융합이 적용된 예가 있을까요?”-“맞아요. 우리 저번시간에 돌리나 영롱이하면서 핵치환배웠죠 그과정에서도 무핵난자랑 젖샘세포를 세포융합을 통해서 합쳤었죠?”▶교사는 학생들의 향상을 평가한다-네, 그럼 여러분들이 오늘 수업시간을 잘이해했는지 형성평가지를 통해서 한번 확인해보도록할께요 한번 풀어볼까요?(형성평가지 첨부했습니다)-네 아주 다들 잘 풀어주었습니다. 오늘 무엇을 배웠고 처음 나는 이런 개념을 가지고 이렇게 생각했었는데 이렇게 바뀌었다 하는 것 한번 발표해볼까요?-“네 매우 잘 발표해주었어요다음시간에는 생명공학이 우리 생활에 얼마나 더 깊숙이 스며들어 유용하게 적용되고있는지 또 반면 부작용과 문제점은 어떤것이 있는지 알아보도록할께요 오늘 수업 열심히 들어주셔서 감사해요”-안녕하세요?-“핵을 다른 종의 세포의 핵과 바꾸는 일이요”-“돌리랑 영롱이랑 슈퍼마우스요”-학생들은 유인물에 자신이 기존에가지고 있는 제시물들의 모습을 그려본다-가지, 토마토, 무, 배추의 이미지를 대표로 1명씩 나와서 칠판에 그려본다-“네”-“가지랑 감자요”-“무랑 배추요”-“세포융합의 원리와 방법에 대해 설명할수 있다_“세포융합의 예에 대해 알수 있다▶학생들은 실험활동을 완결한다. 이 활동을 통해서 학생들은 새로운 아이디어의 생성, 의문과 가설의 탐색, 기초적인 연구의 설계등을 경험한다.-“세포벽이요”-“생식세포요”-“정자랑 난자요”-“세대가 가도 계속 2n으로 유지할려고요”-학생들은 조별로 가설을 세우고 실험을 설계해본다-1조:1/2+1/2=1이니깐, 배추의 핵 반(1/2)이랑 무의 핵 반(1/2)을 합쳐서 잡종개체1개를 만들것같아요.이가설을 검증하기 위해서는 무의 핵을 반으로 자른것과 배추의 핵을 반으로 자른것을 합쳐보면 될것같아요.-2조:마치 정자와 난자가 수정되듯이 이것도 무의 핵과 배추의 핵이 합쳐져서 만들어졌을것같아요.이가설이 맞는지 검증해볼려면 무랑 배추에서 핵을 뽑아서 2개의 핵을 합쳐보면 될것같아요“3조:무를 키울때 배추를 잘게 부슨 양분을 뿌리를 통해 흡수하도록해서 무가 배추의 유전정보 역시 흡수해서 잡종이 됬을것같아요
제출 2011년. 12월.28일.발표순번.2번 ****모형에 따른 교수-학습 지도안단원학년 7학년대단원 6.식물의 영양중단원 2.잎소단원 잎의 증산작용수업모형구성주의 학습모형(Driver)총 수업시간45분학습 목표식물은 쓰고 남은 물을 어떻게 몸 밖으로 내보내는지 알아보자(증산작용)학습 자료파워포인트, 유인물, 중학교1학년2학기 과학교과서학습 단계교수-학습 활동참고자료및유의사항시간교사 활동학생 활동안내생각의 표현생각의재구성 중①명료화와교환②상충된상황에 노출③새로운 생각의 구성④새로운 생각의 평가생각의 응용생각변화검토▶안내-안녕하세요? 여러분여러분 오늘도 화장실다녀오셨나요?우리모두 하루에 몇 번씩은 화장실에 가요 사람과 동물은 생활에 필요한 영양소를 음식을 통해 섭취하고 섭취한 음식물중 일부는 흡수하고 나머지는 몸밖으로 배출하게 됩니다어떤 형태로 배출하게 되죠?-맞아요, 식물도 우리 사람과 똑같아요오늘 이시간에는 뿌리를 통해 흡수된 물을 어디로 어떤 형태로 배출하는지 공부해봅시다▶교사는 학생들이 기존에 가지고 있는 오개념을 표출시키기 위한 질문을 한다. 이때는 보다 포괄적이고 일반적으로 질문한다. (교사는 학생들의 발표를 통해 학생들의 오개념을 파악하게된다.)-선생님이 잎이 무성한 식물과 잎이 하나도 없는 식물을 잎의 개수외에는 모두 같은 조건에서 매스실린더에 넣어두었어요 그리고 햇빛에 잘 비치는 곳에 1시간동안 두었다가 관찰해볼건데요. 1시간뒤에 이 매스실런더 안에 있던 물의 양은 어떻게 될까요? 단, 메스 실린더 안의 물에 식용유를 떨어뜨려서 식물을 통하지 않는 물의 자연증발은 없다고 가정합니다. 잎이 무성한 식물이 들어있는 매스실린더를 A, 잎이 없는 식물이 들어있는 매스실린더를 B라고 할께요(학생들의 이해를 돕기 위해 파워포인트 사진자료를 보여주며 설명한다) 자신의 생각을 적어봅시다.-학생들은 받은 유인물에 자신의 생각을 적어본다▶학생들이 자신의 개념을 보다 명료화하고 학생들끼리의 개념을 교환할수 있도록 유도한다 이때는 보다 세부적이고 구체화시켜 질문을 한다-자, 위의 식물을 개망초라고 할께요. 개망초를 가지고 실험을 할때 어떤 결과가 나올지 발표해볼까요?자신의 생각을 말해보고 왜 그렇게 생각했는지 말해봅시다.(학생들이 기록한것을 발표하게 하고 상반된 생각을 가진 학생들의 생각을 보다 구체적으로(생각과 증거, 설명을 포함해) 발표하게 한다 상반되거나 다양한 의견이 제시되는 상황은 교사가 적절한 질문을 통해 구체화시켜준다.)-예)주희가 얘기한것과 다른 의견 가진 친구있나요?▶준비해뒀던 실험결과를 학생들에게 보여준다(잎이 무성한 식물(A)-물의 양이 많이 줄어든반면, 잎이 없는 식물(B)-물의 양이 거의 줄어들지 않았다)-모두들 근거를 가지고 잘 설명해주었는데요 그럼 과연 1시간뒤에 이 두 식물의 물의 양은 어떻게 변화되었는지 한번 확인해볼까요?-어떤결과가 나왔죠?“네,여러분 뭔가 자신이 처음 생각한것과 달라 이상하다고 생각하며 머리가 굴러가는 소리가 들리는데요”▶교사는 증산작용에 대한 과학적개념을 제시한다-“식물은 뿌리에서 무기양분과 함께 많은 양의 물을 흡수합니다. 뿌리로부터 잎까지 운반된 물중 식물의 생활에 쓰이고 남은 물은 식물체 밖으로 내보내어지는데요 이때 식물은 잎의 기공을 통해 수증기의 상태로 물을 증발시켜요 이런 현상을 증산작용이라고 합니다. 증산작용, 즉 잎의 뒷면에 있는 기공이라고 하는 구멍을 통해 수증기형태로 물을 내보내는 현상. 이 현상 때문에 잎이 있는 실린더A가 더 많은 물을 밖으로 내보낼수있었고, 실린더 안의 물도 더 많이 줄어들 수 있었어요 그럼 증산작용은 왜할까요? 대표적으로 기능이 3가지가 있는데요 첫 번째는, 아까도 말했듯이 쓰고 남은 물을 체외로 보내는것, 둘째는 뿌리에서 흡수된 물이 줄기를 거쳐 잎까지 상승하는 원동력입니다 마지막으로 세 번째는 물이 수증기로 될 때 열을 빼앗기 때문에 식물체의 온도가 높아지는것을 막아줍니다 이건 마치 사람이 땀을 통해 열을 식히는것과 같은 원리죠?”▶“자 이제 식물은 잎을 통한 증산작용이라는 것을 통해 물을 밖으로 내보낸다는것을 알게됬어요. 그럼 여러분들이 처음에 발표했던 기존에 가지고 있었던 생각과 새로 가지게 된 개념(증산작용)을 가지고 앞에 나온 실험결과를 설명할수있는지 말해볼까요?“네 아주 잘 발표해주었어요. 그럼 이번에는 잎이 달린 가지(A)와 잎을 모두 따버린 가지(B)에 비닐 주머니를 씌운 다음, 햇빛이 잘 비치는 곳에 한 시간동안 두었어요 어느 쪽 비닐 주머니가 더 많이 흐려졌을까요? 유인물에 적어보고 발표해보도록할께요▶학생들에게 새로운 소재나 상황을 제시하여 재구성한 생각을 적용하게한다-“자 지금까지는 개망초를 가지고 실험을 진행해봤어요 그럼 이번에는 선생님이 봉숭아를 가지고 똑같은 실험을 할거예요 그럼 어떤 결과가 나올까요?”네, 그럼 동백나무로 실험을 하면요?▶학생들의 생각이 어떻게 어느 정도 변화되었는지 검토한다-“네, 아주 잘 발표해주었어요.이번 수업시간에서 새롭게 알게 된 사실은 무엇인가요? 이사실을 알기전까지는 어떻게 생각했었는데 지금은 어떻게 생각이 바뀌었나요?“-“네 아주 잘 발표해주었어요 그럼 1사람만 더 발표해볼까요?”-“네, 잘 발표해주었어요 그럼 이제 여러분들에게 나눠준 유인물을 풀어보면서 오늘 내가 얼마나 이해했는지 확인해보도록 하겠습니다(유인물 및 피피티 따로 첨부했습니다)-학생들과 피피티를 통해 유인물풀이를 하며 이해도를 확인한다▶마무리-“네 오늘은 증산작용에 대해서 알아봤어요 다음시간에는 오늘 잠시 언급된 기공에 대해서 알아볼꺼예요 기공이 어떻게 열리고 닫히는지 다음시간 기대되지 않나요? 다음시간에 뵐께요 오늘 수업열심히 들어주셔서 다들 너무 감사합니다.”▶-땀이요-소변이요-대변이요▶학생들이 학습할 내용과 관련된 각자의 생각(오개념)을 표현한다(이때 학생들은 자신이 가진 개념이 오개념인지 바른개념인지 알지못하는상태이다)-‘A실린더의 물은 많이 줄어드는데 B실린더 물은 많이 안줄어들것이다A실린더에는 잎이 있으니깐 잎으로 물이 증발될것같다’-‘A실린더나 B실린더 모두 물이 줄어들것이다. 잎의 개수는 차이가 있지만 둘다 줄기는 있으니깐 줄기를 통해서 충분히 증발이 가능하다고 생각한다‘-‘B실린더 물이 더 많이 줄어들것이다B는잎이 없으니깐 방해하는요소가 없어서 더 증발이 잘될것같다‘▶자신의 생각을 발표하고 토의한다 발표하는 과정에서 자신의 생각이 더욱 또렷해진다주희-“A실린더의 물은 많이 줄어드는데 B실린더 물은 많이 안줄어들것같아요 A실린더에는 잎이 있으니깐 잎으로 물이 증발될것같아요”-상충되는내용(오개념)철수-“B실린더 물이 더 많이 줄어들것같아요 B는잎이 없으니깐 방해하는요소가 없어서 더 증발이 잘될것같아요”영희-“둘다 물이 많이 줄어들것같아요 잎의 개수는 차이가 있지만 둘다 줄기는 있으니깐 줄기를 통해서 충분히 증발이 가능하다고 생각해요”▶이과정에서 앞에서 이와 다른 결과를 예상한 학생들은 인지적 갈등을 겪게 된다.-‘어라, 줄기만 있으면 물 증발가능한것아닌가?’-‘잎이 증발하는데 더 도움이 되는건가?’-“잎이있는 실린더A에서 물이 더 많이 줄어들었어요▶교사의 설명을 듣고 자신의 생각을 대체할수 있는 새로운 생각을 구성한다-학생 내부의 생각변화‘아, 잎이 있어야 밖으로 물을 내보낼수있구나, 식물은 쓰고 남은 물을 잎의 기공이라는 구멍을 통해 물을 수증기형태로 몸밖으로 내보내고 이를 증산작용이라고 하는구나’▶학생들은 새로운 생각이 얼마나 적절한지 기존의 생각과 비교하면서 평가한다-“잎이 없어도 줄기를 통해서도 충분히 물이 빠져나갈수 있다고 생각했는데 이생각으로는 앞의 결과를 설명할수없을것같아요. 잎이 있고 없고가 결과의 차이를 보이는걸 보니 잎이 물이 빠져나가는 중요한 통로인것같아요. 그러니깐, 잎을 통한 물의 빠짐, 그 증산작용이라는 개념이 앞의 실험결과를 설명해줄수 있는것같아요”“저도 잎이 오히려 물이 빠져나가는걸 방해하는 요소라고 생각했는데 잎이 있는것이 더 물이 빠져나가는걸보니, 잎이 중요한 물이 빠져나가는 통로인것같고 이 개념이 앞의 결과를 잘 설명해주는것같아요”-“앞이랑 똑같은 원리예요. 잎이 달린 가지에서 잎을 통한 증산작용을 통해 더 많은 물이 증발하니깐,더 뿌옇게 될것같아요 더구나 물은 수증기형태로 날라가니깐요”-똑같이 잎이 많은 실린더의 물이 더 많이 줄어들거예요-그것도 똑같은 결과로 나와요▶학생들은 자신의 변화된 생각을 발표하고 자신의 생각을 정리한다