학급 경영관예비교사로서 교육대학교에 다닌 지 벌써 4년째이다. 그동안 여러 강의를 듣고, 직접 교육현장에서 실습을 해오는 동안 ‘교사가 참 힘든 직업이구나.’라는 생각을 많이 하였다. 그러나 정작 ‘아이들을 어떻게 가르칠 것인가?’, ‘어떤 교육자가 될 것인가?’ 라는 물음에 대해서는 제대로 생각해 보지 못한 것 같다. 학교 입학 면접 때 ‘어떤 교사가 되겠는가?’ 라는 질문에 ‘친구와 같은 교사’가 되겠다는 나의 대답은 과연 교사가 되었을 때 그대로 지켜질 수 있는 것인지, 4학년이 되어서야 되돌아보게 되어 참으로 부끄럽다.어떤 교사가 되어 어떻게 학급을 경영할 것인가라는 생각은 우선은 예전에 내가 만나왔던 선생님들을 떠오르게 했다. 무서웠던 선생님, 자상한 선생님, 좋은 선생님, 싫어했던 선생님... 선생님들은 저마다 다른 교육관을 갖고 계셨다. 교육관은 다르지만 다들 올바른 사람으로 키워내고자 노력했을 것이다. 수십 년이 지난 후 잊지 않고 연락을 해온 제자들의 감동적인 편지를 읽어가며 앞으로 이런 교사가 되어야겠다고 마음속으로 정리해 보았다.우선 학급을 이끌어 가는 담임으로서 무엇보다 교사에게 중요한 것은 아이들과의 의사소통이다. ‘친구와 같은 교사’가 되고 싶다던 나의 소망은, 좋은 담임이란 아이들과의 의사소통을 원활히 할 줄 아는 교사라 생각하기 때문이다. 교사가 아무리 학급에 대한 강한 열정과 의욕을 가지고 나름의 교육철학에 따라 학급을 운영하려고 열심이라고 해도 아이들의 특성을 파악하지 못하고 그들의 의사는 무시하여 억눌러 버리고 자신의 주관대로 학급을 이끌어가려고 하여 참여를 유도해 낼 수 없다면 학생의 생활지도에서든 학습지도에서든 효과가 떨어질 수밖에 없을 것이다. 이렇게 의사소통이 되어야 또 많은 대화를 통해서 아이와의 유대관계를 쌓을 수 있다. 이는 학생들이 교사를 ‘좋아할’ 수 있는 바탕이 되는 것이다. 나는 아이들이 좋아하는 교사가 되고 싶다. 물론 이러한 의사소통의 이면에 적절한 선이 필요한 점은 인정하지만 멀고, 멀기만 한 선생님보다는 언제나 달려가 나의 이야기를 믿고 털어놓을 수 있는 그런 선생님이 더 낫다고 생각한다.다음으로, 교사의 전문성과 관련된 것이다. 학교교육의 질은 교사의 역할과 자질에 의해서 결정된다는 말처럼 학급경영의 성과는 교사에 의해 좌우된다. 학교 교실에서 벌어지는 활동 중 가장 큰 비중을 차지하는 수업과 관련된 이야기는 단연 빠질 수가 없는 것 같다. 아주 작게나마 교사가 보이는 틈은 교사에 대한 믿음이 무너지게 되는 결과가 초래된다. 교사는 교과 내용을 가르침에 있어서도 그 교과를 뛰어넘는 높은 수준의 해박한 지식을 가지고 있어야한다. 뿐만 아니라 교사는 많은 경험을 해 놓아야 한다. 아이들을 위해서 뿐만이 아니라 자신을 위해서 많은 여행과 같은 것을 통한 직접적인 경험과 독서를 바탕으로 그것을 아이들에게 전달해 줄 수 있어야 한다. 지난 방학동안 많은 경험을 하지 못한 것이 너무 아쉽게만 느껴진다.
Ⅰ. 빛의 직진1. 주제 : 실험을 통한 빛의 직진 성질 이해2. 이론▶용어설명① 광원 : 태양이나 전등과 같이 빛을 스스로 발생하는 물체의 총칭. 반디 등의 생물에서양초, 백열전구, 형광램프, 레이저 발광물체까지 여러 종류를 포함한다. 그러나 일반적으로광원이라고 하면 인공적으로 만들어지는 것을 가리키는 경우가 많다.② 광선 : 빛이 일정한 방향으로 진행하여 가는 빛줄기를 나타내는 선③ 매질 : 공기나 물과 같이 빛을 전파시켜 주는 물질④ 빛 : 눈에 들어와 자극을 주어 물체를 볼 수 있게 하는 것이나 넓게는 빛과 같은 성질을 가진 모든 복사선을 말한다. 빛은 입자이며 동시에 질량이자 에너지인 매우 특이한 자연의 존재로 광(光)이라고 하며, 빛에 의해 전달되는 에너지를 빛에너지라 한다. 가시광선은 사람의 눈을 통해 시각을 일으킬 수 있는(즉, 가시영역의) 빛을 말한다.▶빛의 직진성 - 같은 매질 속을 빛이 진행할 때 빛은 직진한다.* 빛의 직진 근거? 빛의 반대쪽에 그림자가 생기는 현상? 등대의 불빛이 곧게 나아가는 현상? 바늘구멍 사진기에 물체의 사이 거꾸로 맺히는 현상▶그림자 - 크기가 있는 광원에서 나오는 빛은 사방으로 곧게 퍼져 나가며 진행하는 광선을 막는 불투명한 물체가 있으면 그 뒤에 빛이 닿지 않는 그림자를 만든다.① 본그림자 : 그림에서와 같이 스크린 상의작은 원 A부분에서는 빛이 전혀 도달하지않는 어두운 부분이 되며 이것을 본그림자라고 한다.② 반그림자 : 그림의 B부분과 같이 광원의일부분으로부터 빛이 들어오는 부분을반그림자라고 한다.▶바늘구멍 사진기의 원리- 빛이 직진한다는 성질을 이용하여 중세기에 바늘구멍 사진기가 고안되었다.* 작은 구멍이 뚫린 상자 앞에 물체를 놓고흐린 유리(트레이싱지) 위를 보면 화면에는거꾸로 선 물체의 상이 맺히는 것을 볼 수있다. 이와 같이 상이 맺히는 것은 빛이직진하기 때문이다.3. 준비물■ 실험 1, 2- 광원(꼬마전구), 구형 물체(스티로폼), 실험틀, 전원공급장치, A4용지, 50cm 자, 스크린■ 실험 3- : 3.5cm■ 실험 2. 그림자의 크기 측정 II광원-물체사이의 거리(cm)1015202530그림자 크기(cm)10.27.56.45.85.4스크린과 물체 사이의 거리 : 10cm , 물체의 크기 : 3.5cm■ 실험 3. 바늘구멍 사진기 만들기바늘구멍 사진기는 바늘구멍으로만 빛이 통과하고 나머지 가려진 부분으로는 빛이 통과하지 못한다. 바늘구멍사진기 안쪽의 반투명 용지에는 상하 좌우가 바뀐 상이 맺힌다.① 물체와 겉 상자의 거리가 너무 가까울 때는 상이 보이지 않으나 상이 선명히 보이기 시작하면서부터 거리가 멀어질수록 상의 크기는 작아진다.② 겉상자와 속상자의 거리가 짧을수록 상이 작고 선명하게 보인다. 상의 상하, 좌우가 뒤바뀌어 보인다.③ 바늘 구멍이 클수록 상이 커지지만 흐릿하게 보인다. 상의 상하, 좌우가 뒤바뀌어 보인다.6. 결과■ 실험 1. 그림자의 크기 측정 I① 물체와 스크린 사이의 거리가 멀어질수록 그림자의 크기는 거의 비례적으로 증가하였다.② 물체와 스크린 사이의 거리가 35cm 부터는 그림자의 크기가 스크린 size보다 커져서측정이 불가능하였다.③ 비교적 그림자의 경계가 분명하였다. 하지만 물체와 스크린 사이의 거리가 커질수록 그림자의 경계는 더욱 더 모호해졌다.■ 실험 2. 그림자의 크기 측정 II① 광원과 물체 사이의 거리가 커질수록 그림자의 크기는 작아졌다.② 광원-물체 사이의 거리가 10cm에서 15cm로 멀어질 때 그림자의 크기 변화가 가장 컸고, 거리가 점점 커지면서 그림자의 크기 변화가 작아졌다.⇒ 그림자의 크기를 측정하기가 더욱 수월해졌다.③ 그림자가 생긴 부분과 생기지 않은 부분의 경계가 모호했다 그리고 그 모호한 정도는광원-물체 사이의 거리가 멀어질수록 더욱 커졌다.④ 거리가 10cm일 때와 20cm일 때의 그림자의 크기는 10.2cm와 6.4cm인 것으로 보아크기의 차이가 거의 1/2배 났지만 오차가 심하였다.■ 실험 3. 바늘구멍 사진기 만들기① 바늘구멍 사진기는 빛의 직진성을 이용한 것이다.② 바늘구멍은 매우 작기않은 부분과의 경계가 모호했다. 이것이 본실험에 있어 오차가 발생한 가장큰 이유이다.③ 그림자의 크기 측정에 있어서 오차 발생 요인으로는? 그림자의 경계 모호? 광원과 물체의 중심 불일치? 스크린이 지면과 직각이 아님? 스크린의 위치 변화시 정확한 지점이 아님■ 실험 2. 그림자의 크기 측정 II① 만약, 광원이 미세한 점에서 빛이 나오고 본그림자이 크기만을 측정하였다면 광원-물체사이의 거리가 멀어질수록 거리에 비례해서 그림자의 크기가 작아져야 한다. 하지만 본 실험에서는 광원(꼬마전주)이 일정한 크기를 가지고 있고 반그림자와 본그림자의 구분이 모호하여 그림자의 크기가 거리에 비례하여 작아지지 않았다.② 결과②와 같은 결과가 나온 이유는 거리가 10cm일 때, 반그림자의 영역이 가장 컸기때문이다. 즉, 광원과 물체 사이의 거리가 증가함에 따라 본그림자의 크기는 일정하게 감소하는데 반하여 반그림자의 크기는 그렇지 않기 때문에 그래프의 모양이 직선의 형태가아니라 곡선의 형태가 나왔다.③ 그림자의 크기 측정에 있어서 오차 발생 요인으로는? 광원과 물체의 중심 불일치? 스크린이 지면과 직각이 아님? 물체의 위치 변화시 정확한 지점이 아님■ 실험 3. 바늘구멍 사진기 만들기① 바늘구멍 사진기는 빛의 직진성을 확인할 수 있는 대표적인 실험이다. 이는 그림자가생기는 원리와는 다르게 빛이 바늘구멍만을 통해 직진으로 들어가기 때문이다. 간유리에상이 상하, 좌우가 바뀌어 상이 맺히게 된다.② 이번 바늘구멍 사진기 실험은 실험시간이 촉박하여 제대로 된 실험을 할 수 없었다. 만약 충분한 시간을 가지고 실험하였다면? 구멍의 크기를 고정한 후 거리1을 변화시키면서 상을 관찰하고 거리2를 조정하여 상이크면서 또렷하게 보이는 지점을 찾는다.? 구멍의 크기를 일정 간격으로 크게 변화시키면서 첫 번째와 같은 방법으로 실험을 진행한다.이와 같은 방법으로 다양한 구멍크기에 대한 물체와 사진기의 거리에 따른 DATA를 얻어냈을 것이다.Ⅱ. 빛의 반사1. 주제 : 거울을 이용한 빛의 성질 이해2. 한 점 F에 모인다. 이 점 F를 초점이라 하고MF 사이 거리를 초점 거리라고 한다.② 볼록거울 : 반사면이 볼록하고 거울에서 반사된 빛은 퍼져나간다. 그림의 (b)와 같이 빛이 거울 축에 나란하게 입사되면 반사 광선은 볼록거울 뒤의 한 점 F에서 나온 것처럼 진행된다. 이 점을 볼록거울의 허초점이라 한다.3. 준비물- 평행광원 장치 및 가리개, 전원공급장치, 평면거울, 오목거울 2개, 볼록거울 2개, 각도기, A4용지, 자4. 실험 방법▷준비사항 - 전원공급장치 사용법을 숙지하고, 평행광원 장치의 도선을 전원공급장치 단자에 연결하여 12볼트를 인가한다. 절대로 12볼트를 넘지 않도록 한다.■ 실험 1. 평면거울① 평행광원 장치 앞면에 가리개(1슬릿)를 끼워서 광선 1개를 만든다.② 바닥에 A4용지를 깔고 평면거울을 각도기의 기준선에 맞춰서 수직하게 세운다.③ 거울을 고정시키고 광원을 이동시키며 다양한 입사각에 따른 반사각을 측정한다.■ 실험 2. 오목거울① 평행광원 장치 앞면에 가리개(1슬릿)를 끼워서 광선 1개를 만든다.② A4용지 가운데에 중앙선을 긋고, 오목거울 중간을 중앙선에 위치시킨다.③ 입사광이 중앙선에 일치되도록 입사시키고, 반사되어 나오는 반사광이 중앙선에 일치되도록 오목거울을 조절한다.④ 광원장치를 이 중앙선과 평행하게 이동시켜서 다양한 입사광에 대하여 반사광의 경로를표시하고, 오목거울의 초점거리를 구한다.■ 실험 3. 볼록거울- 오목거울 대신 볼록거울을 사용한다. 실험 2. 오목거울의 실험방법과 동일하다.5. 데이터- 첨부6. 결과■ 실험 1. 평면거울① 빛의 입사각에 대한 반사각을 관찰 기록한 결과 입사각 ⅰ과 반사각 r은 일치하였다.② 슬릿을 이용하여 광선 1개를 만들었으나 이 빛은 진행하면서 쉽게 분산되는 현상이 발생하였다.■ 실험 2. 오목거울① 오목거울 축에 평행하게 입사된 광선은 오목거울에 반사된 후 비슷한 지점으로 모이기는 했으나 정확하게 한점에 집중되지는 않았다.② 비슷하게 모인 직선과 거울 축이 만나는 점을 표시한 후 그 거울과 만나는 점을 지나는 접선에 수직인 법선을 그려서 반사광을 관찰해 보니, 입사각과 반사광이 거의 일치하였다.7. 결론■ 실험 1. 평면거울① 이론적으로 빛의 반사에 있어 입사각과 반사각의 크기는 같아야 한다. 본 실험 DATA에서도 입사각과 반사각이 같았으나 이것은 각의 측정에 있어서 오차가 있었을 것이다.② 각의 측정에서 발생할 수 있는 오차의 원인으로는? 난반사 : 대부분의 물체의 표면은 매끄럽지 않다. 즉, 실험에 사용했던 평면거울의 표면도 매끄럽지 않아서 오차가 발생할 수 있다.? 빛의 분산 : 슬릿을 사용하여 만든 광선은 쉽게 분산되었다. 따라서, 레이저를 사용하여 실험을 하였다면 좀 더 이론값과 유사한 DATA를 얻을 수 있을 것이다.? 이 밖에도 거울의 각도를 정확하게 이동시키지 못해서 오차가 생겼을 가능성도 있다.■ 실험 2. 오목거울① 광축을 따라 좁은 폭을 가지고 입사할 때는 반사광이 거의 초점을 지나가나, 거울면 전체에 들어오는 빛이나 광축에 대해서 큰 각도로 입사하는 빛에 대해서는 엄밀히 맞지 않는다.② 오목거울의 곡률이 클수록(즉 거울의 크기가 작을수록) 초점거리도 짧아진다.③ 오차가 발생하는 원인 (실험 1과 유사)? 난반사? 빛의 분산? 광선의 위치를 정확하게 이동시키지 못했다.■ 실험 3. 볼록거울① 광축을 따라 좁은 폭을 가지고 입사할 때는 반사광이 거의 초점을 지나가나, 거울면 전체에 들어오는 빛이나 광축에 대해서 큰 각도로 입사하는 빛에 대해서는 엄밀히 맞지 않는다.② 볼록거울의 곡률이 클수록(즉 거울의 크기가 작을수록) 초점거리도 짧아진다.③ 오차가 발생하는 원인 (실험 1과 유사)? 난반사? 빛의 분산? 광선의 위치를 정확하게 이동시키지 못했다.? 허초점을 그리는 과정에서의 오차Ⅲ. 빛의 굴절1. 주제 : 오목렌즈와 볼록렌즈를 통한 빛의 굴절 및 매질의 차이에 의한 빛의 굴절현상 이해2. 이론▶빛의 굴절 : 빛이 서로 다른 매질의 경계면에서 다른 매질 속으로 진행될 때 광선의 경로가 꺾이는 현상이 현상은 매질이 다르심하기
학사학위논문기상학습을 위한 실험 개발2006년 9월 30일전주교육대학교 과학교육과JEONJU NATIONAL UNIVERSITY OF EDUCATION이 수 연기상학습을 위한 실험 개발지도교수 채 동 현 (인)이 논문을 교육학사학위 논문으로 제출함2006년 9 월 30 일전주교육대학교 과학교육과이 수 연< 목 차 >Ⅰ. 서론11. 연구의 필요성 및 목적12. 연구 문제13. 연구의 제한점1Ⅱ. 이론적 배경21. 대기권의 구조22. 물의 순환23. 복사34. 대류35. 온실효과46. 안개47. 구름58. 토네이도5Ⅲ. 과학 실험 수업61. 과학교육과 실험62. 실험활동의 목적과 역할7Ⅳ. 초등학생이 할 수 있는 쉽고 재미있는 과학실험91. 대기권의 구조92. 물의 순환103. 복사114. 대류125. 온실효과136. 안개 만들기147. 구름 만들기158. 토네이도 만들기16Ⅴ. 결론18참고문헌19Ⅰ. 서론1. 연구의 필요성 및 목적실험은 자연 과학의 고유한 탐구 방법으로 과학 교수 활동에 필수적이며, 교수의 전략이자 학습의 한 수단이다. 실험실에서 이루어지는 과학 실험의 목적은 과학과 과학적 탐구의 본질이자 한 구성요소이기도 하다. 과학실험 활동을 통해 과학에 대한 흥미를 높이고 과학적 사고 및 창의력 함양을 기대하지만 최근 연구 결과들은 학교에서 이루어지는 실험활동이 단지 미리 가르쳐진 사실 또는 개념들을 확인하기 위해 데이터를 모으고 실험과정을 제공하는 요리책식의 따라하기와 같은 경향을 띠고 있어서 탐구능력을 활용하고 개발하는 것과는 거리가 멀다.또한, 초등학교 과학과 교과서 실험 수업에서 지구 영역은 거시적인 지구 시스템을 그 대상으로 한다. 실제로 지구 영역을 제외한 물질 영역과 운동과 에너지 영역 및 생물 영역 실험은 탐구 과정을 통해서 직접적으로 이해할 수 있다. 그러나 지구 영역은 탐구 과정 이후에 거시적인 관점으로 확대하여 추상적으로 이해하는 과정이 필요하다. 이에 따라 교사가 사전에 완벽하게 이해하고 있지 못하면 지도에 어려움이 있다. 또한, 교커서 고온을 형성하더라도 우리의 피부에 충돌하는 분자의 수가 매우 적기 때문에 뜨겁게 느껴지지 않는다. 일반적으로 대류권을 하층대기, 성층권과 중간권을 중층대기, 그리고 열권을 고층대기라 한다.2. 물의 순환자연계에 존재하는 물의 상태를 크게 셋으로 나누면 대기 중의 물로서 수증기와 이것이 응축한 구름·안개·비·눈, 지표수로써 하천·호소·해수·지하수로서 흡착수·모관수·지하수로 나눌 수 있으나 이들 상태는 모두 안정된 것이 못되며, 대기 중의 수증기는 냉각되면 과포화상태로 되어 구름이 되고, 비·눈·싸락눈·우박·진눈깨비 등이 되어 지표에 내린다. 비· 눈 등 지표에 내리는 물을 총칭하여 강수(precipitation)라 하며 이 중에서 비·눈을 각각 강우·강설이라 한다. 강수와 강우가 같은 뜻으로 사용되는 일이 많은 이유는 강수의 대부분이 강우의 형태로 지상에 내리기 때문이다. 강수의 일부는 지표수가 되어 하천을 통하여, 호소, 바다에 흘러 들어 간다. 다른 일부의 강수는 지중에 침투하여 포기대에 머물러 있으면서 토립자의 흡착수로 되고 또 더 깊은 대수층까지 내려가서 지하수로 된다.지표수의 표면으로부터는 끊임없이 물이 증발하고 있으며, 또 지중에 침투한 물도 식물을 통하여 혹은 흙의 모세관작용에 의하여 지표에 올라와 증발하여 다시 대기중의 수증기로 환원한다. 아래 그림은 이와 같은 물의 순환의 대요를 나타낸 것이다.3. 복사난로 곁에 있으면 따뜻함을 느낀다. 이것은 공기의 열전도도가 대단히 작으므로 열전도 현상에 의한 것이 아니고, 또한 난로 가까운 곳일수록 온도가 높으므로 공기의 대류에 의한 것도 아니다. 이것은 난로의 열이 직접 그 물체에 전해지는 것으로 이와 같은 열의 이동을 열복사(heat radiation)라 한다.전도와 대류현상은 열을 전하는 매체가 필요하지만 복사에서는 필요하지 않다. 복사는 물체로부터 열에너지가 전자파로써 직접 방출되는 현상으로서 다른 물체가 이를 흡수하면 다시 열로 되어 그 물체를 가열시킨다. 물체는 주위 환경과 관계없이 물체 자상당한 변화가 나타날 것이라고 예언하며, 21세기 중반까지 전지구상의 평균기온이 5℃ 정도 상승할 것으로 추정하고 있다. 이러한 지구의 온도상승은 극빙관(極氷冠)과 산악빙하를 급속히 용융시켜 해수면이 상당히 높아지는 결과를 초래할 것이다. 또한 지구의 온도상승으로 인해 새로운 형태의 강수와 가뭄이 나타나고, 어떤 지역에서는 식량 생산에 막대한 영향을 미치는 극심한 강수나 가뭄이 나타나게 될 것이다.6. 안개대기 중의 수증기가 응결핵을 중심으로 응결해서 성장하게 되면 구름이나 안개가 된다. 구름과 안개의 차이는 그것이 지면에 접해 있는지 아니면 하늘에 떠 있는지에 따라 결정되며, 지형에 따라 관측자의 위치가 변함에 따라 구름이 되기도 하고 안개가 되기도 한다. 일반적으로 구성입자가 수적으로 되어 있으면서 시정이 1km 이하일 때를 안개라고 한다. 다른 조건은 다 같은 경우 구성입자가 빙정으로 되어 있을 때는 빙무(ice fog)라고 한다.안개의 농도나 두께는 습도, 기온, 바람, 응결핵의 종류, 양 등에 의해 결정된다. 일반적으로 안개는 공기가 포화상태에 이르면 발생되지만 공장지대에서는 응결핵이 많으므로 습도가 80% 정도인 경우에 발생하기도 한다. 불포화 공기에 수증기를 공급하거나 공기를 냉각시키면 포화상태에 이르게 된다. 즉 안개의 생성은 크게 증발과 냉각에 의하며, 이에 따라 크게 증발안개와 냉각안개로 분류한다.7. 구름대기 중에서는 공기가 냉각되면 쉽게 포화에 이르게 된다. 공기를 냉각시키는 방법에는 접촉, 혼합, 상승의 세 가지가 있다. 비교적 따뜻한 공기가 차가운 지면 또는 수면 위에 머무르게 되면, 접촉에 의하여 접촉면 위의 공기가 냉각된다. 이 때 포화상태에 이르게 되면 안개 또는 층운이 발생되기도 한다. 따뜻한 공기와 찬 공기가 혼합하여 이슬점이하로 되면 포화상태에 이르게 되어 응결이 일어나게 된다. 한편 주위와 열 교환 없이 공기가 상승하게 되면 단열팽창 되어 외부에 일을 하게 됨에 따라 상승공기는 냉각되게 된다. 공기가 냉각되는 세 가지 방법형(1989)은 이러한 과학교육의 목적은 과학교육의 학교급별 수준에 따라 우선순위가 상대적으로 달라져야 함을 지적하면서 초등학교, 중학교 및 고등학교의 과학교육이 각각 별도로 존재하는 것이 아니라 서로 연속선상에 있기 때문에 각 발전 단계에 맞게 강조하는 목표의 우선순위가 조종되는 것이 바람직하다고 하였다. 제 7차 과학과 교육과저의 구성 방향을 보면 학교급 간에 밀접한 연관성을 가지도록 교육과정이 구성되었음을 확인할 수 있다. 초등학교와 중학교의 과학교육에서는 주로 과학의 영역 인식(과학과 비과학의 구분), 과학 용어의 습득과 앞으로 과학을 공부하는데 필요한 기초적인 과학 지식의 습득 등의 목적이 강조되어야 한다(최돈형, 1989).이러한 과학교육의 목적을 효과적으로 달성하는 방안의 하나는 학생들로 하여금 과학자가 하는 일이나 업적을 공부하게 하며 그들의 연구 방법을 익히게 함으로써 과학과 관련된 문제를 발견하는데 과학 내용과 방법을 활용하며, 과학적 태도로 임할 수 있게 하는 실험 학습을 들 수 있다.실험이란 어떤 목적에 따라 자연 현상에 인위적 조작을 가하여 또는 가설에 입각하여 자연 현상에 통제를 가해 나타난 결과를 관찰하는 것으로서 비교적 제한된 장면에서 단시간 내에 용이하게 결과를 도출하기 위한 시도이다. 또한 실험은 자연 현상에 통제를 가해 알아보고자 하는 것을 추구하게 되므로 적극적인 연구 방법이며 능률적이다. 따라서 자연 현상의 연구는 실험이 중심이 되며 실험에 의해 나타난 현상은 결국 관찰을 통하여 알게 되므로 관찰을 용이하게 하는 수단이기 때문에 과학교육에서 매우 중요하다(최돈형, 1989).2. 실험 활동의 목적과 역할Lazarowits와 Tamir(1994)는 실험 교수에 관한 연구를 검토한 다음 실험 활동을 통해 과학을 가르치는 4가지 목적을 다음과 같이 강조하였다.(1) 과학 실험은 학생들이 그들의 오개념과 맞서도록 도와주는 구체적인 경험과방법을 제공해 주어야 한다.(2) 과학 실험은 컴퓨터 사용을 통해 자료 처리를 할 수 있는 기회토를 이용하여 산 모형을 만든다.② 아래 그림과 같이 산의 경사진 면이 바다를 바라보게 하고, 유리 수조의 한쪽에 놓는다.③ 산 사면의 1/4 정도가 뒤덮일 때까지 물을 따른다.④ 유리 수조 위에 유리판을 덮고, 산 바로 위의 유리판에 페트리 접시를 놓는다.⑤ 페트리 접시에 얼음 조각을 놓는다.⑥ 바다 위에 램프를 위치시키고 램프를 켠다.(램프는 뜨거우니 전구나 불빛에 손을 대지 않는다.)⑦ 성냥에 불을 붙이고 재빨리 바다에 떨어뜨린다.⑧ 유리 수조에서 일어나는 변화를 주의깊게 관찰한다.3. 결과는 어떻게 나오는가?① 어느 부분의 활동이 증발과 유사한가?② 어느 부분의 활동이 응결과 유사한가?③ 어느 부분이 강수와 유사한가?④ 에너지원은 무엇이며, 그것이 의미하는 것은?⑤ 물의 순환 중 나타나지 않은 부분은?⑥ 이 실험에서 증산작용을 설명하려면 어떻게 해야 하는가?⑦ 얼음이 없다면 응결이 일어날까, 일어나지 않을까? 설명해 보아라.⑧ 이 실험을 해본 결과, 물이 왜 재생 가능한 자원이라고 여겨지는지 설명하여라.⑨ 왜 과학자들은 물의 순환을 연구함에 있어 이러한 모형을 사용하는 것일까? 모형을 사용하여 발생하게 될 문제점은 무엇인가?3. 복사1) 500㎖ 비커 3개, 어두운 색의 토양, 밝은 색의 모래, 물, 온도계 3개, 램프, 모눈종이, 시계를 준비하자.2) 실험을 해 봅시다.① 어두운 색의 토양, 밝은 색의 모래, 물로같은 높이까지 비커에 채운다.② 비커를 책상위에 놓고 약 30㎝ 위에 램프를 놓는다.③ 각 비커의 표면 바로 아래 물질의 온도를측정하기 위해 온도계를 설치한다.④ 램프를 켜고 10 분 동안 각 물질의 온도변화를 살펴본다.⑤ 10분 후에 램프를 끄고 각 물질의 온도 변화를 살펴본다.3) 결과는 어떻게 나오는가?① 다음 표를 완성하여라.가열 주기표면물질시작시간시작온도온도(분당)12345678910냉각 주기표면물질시작시간시작온도온도(분당)12345678910② 위의 표를 사용하여, 각종 물질의 가열/냉각 비율을 비교하기 위하여 그래프로 나타내라.③
학년/학기5학년 / 1학기단원3. 기온과 바람본시주제바람이 부는 까닭교과서/실험관찰30~31 / 19실험 목표따뜻한 곳과 찬 곳이 가까이 있을 때, 그 위에 있는 공기가 움직이는방향과 그 까닭을 설명할 수 있다.실험 준비물대류상자 1(모둠), 향, 얼음, 모래, 소금, 두꺼운 종이 2, 테이프, 페트리 접시, 비커(250㎖) 2, 라이터실험 과정1. 대류 상자의 한쪽에는 햇빛이 비치는 곳에 1시간 정도 둔 모래를 그릇에 담아서 놓는다.2. 대류 상자의 다른 한쪽에는 소금을 뿌린 얼음 조각을 그릇에 담아 서 놓는다.3. 대류 상자 위에 종이로 굴뚝을 세운다.4. 모래와 얼음 조각 사이에 향을 피우고 대류 상자의 유리문을 닫은 후에 향 연기의 움직임을 관찰한다.실험 결과? 얼음조각, 모래, 향 연기는 무엇을 나타낸 것인가?- 얼음 : 찬 곳, 모래 : 따뜻한 곳, 향 연기 : 공기? 향 연기는 어느 쪽으로 움직이는가?- 얼음이 있는 곳에서 모래 쪽으로 움직인 후 위로 올라간다.? 무엇이 향 연기를 움직이게 하였을까?- 공기의 움직임? 모래 쪽 굴뚝에서 향 연기가 많이 올라온 까닭은 무엇인가?- 따뜻한 공기는 위로 올라가고 그 자리에 찬 공기가 이동해 왔기때문이다.? 바람이 부는 까닭을 정리하여 보자- 공기는 두 곳의 온도차가 있을 때 찬 곳에서 따뜻한 곳으로 이동한다. 이러한 공기의 이동을 바람이라고 한다.http://www.weatherclassroom.com/homework_help/project_wind_k4_hotair.php/참고HOT AIR: ON THE RISE?A lampshade not only dims the light from a lamp bulb, it also keeps the room - and you - from getting too hot, or even burning yourself. Light makes heat, and heat makes... well, that is for you to find out in this activity. Here is a hint: Don't blow it! (Adult supervision is suggested.)ObjectiveTo demonstrate changes in air temperature that result in air movement.Materials? pencil? paper? scissors? lamp? stringProcedure1. Draw a spiral neatly on a piece of paper. Make the lines dark enough and wide enough to cut easily.2. Cut the spiral out along the lines.3. Above a lit, unshaded lamp, carefully suspend the spiral above the bulb without touching the bulb. (Note - you can attach the spiral to a string and hold it or tack it to the ceiling.) Observe what happens.Analysis1. Why did the paper spiral move? (Hint: Hold the spiral above an unlit, unshaded lamp that is been off a while. What happens?)2. Explain how heat can create motion in the air. (Refer to the Essential Questions if necessary.)학년/학기5학년 / 1학기단원3. 기온과 바람본시주제바람이 부는 까닭교과서/실험관찰30~31 / 19실험 목표전구를 이용해서 바람을 만들어 보고, 바람이 불게 되는 원리에 대해안다.실험 준비물종이, 연필, 시계, 전구, 건전지, 스위치, 전선, 가위실험 과정1. 종이를 나선형태의 바람개비 모양으로 자른다.2. 나선형태로 자른 바람개비의 중앙에 연필심을 고정시킨다.3. 전구를 건전지와 스위치로 연결하여 회로를 구성한다.4. 스위치를 눌러 전구의 불을 켜고 몇 분 동안 기다린 후, 전구 위에 바람개비를 갖다 놓는다.5. 전구 위의 바람개비 모양을 관찰한다.실험 결과? 전구 위의 바람개비 모양은 어떠한가?- 바람개비가 돌아가는 것을 관찰할 수 있다.? 바람개비가 돌아가는 원리는 무엇인가?- 뜨거운 전구는 주변의 공기를 데워 팽창시킨다. 이렇게 뜨거워진공기는 상대적으로 차가운 공기보다 가벼워 위로 올라감으로써마침내 바람개비를 돌리게 되는 것이다. 기존실험- 에듀넷(http://www.edunet4u.net/)향은 얼음에서 모래 쪽으로 움직인 후 위로 올라간다. 바람은 왜 부나요?- 사이언스올(http://www.scienceall.com/)바람은 공기의 움직임이다. 공기가 움직이지 않으면 바람은 불지 않는다. 지구상에 공기 없는 곳이 없듯이, 공기의 움직임이 없는 곳 또한 지구상에 없다. 바람은 지구상 어디에도 불고 있다. 바람은 어떤 원리로 부는 걸까?㉮, ㉯ 양쪽의 물기둥의 높이가 다르다는 것은 ㉮, ㉯ 양쪽이 동일수평면이 될 때까지
담임실습과학과 교수?학습 과정안수업일시2005. 12. 12(월) 1교시대상5학년3반 30명장소5-3교실수업자교생이수연단원8. 에너지주제에너지에 대한 생각 토의하기차시1/7학습모형발견학습학 습 목 표? 에너지에 대한 뜻을 알고, 다양한 에너지 자원을 제시할 수 있다.활용 자료요요, PPT(사진자료1, 2), 그림자료 1, 그림자료 2, 플래쉬 자료과학77~79쪽실험관찰58쪽단계학습과정교수?학습 활동시량(분)자료(?)및 유의점(?)탐색및문제파악자료제시및관찰탐색동기유발학습목표인 지학습순서안 내활 동 1활 동 2? 학습 분위기 조성 및 동기유발? 에너지와 관련된 상황 제시하기? 공부할 문제 알아보기? 에너지에 대한 뜻을 알고, 여러 가지 에너지 자원의 종류를 알아보자.? 학습활동 안내? 활동 1 : 에너지 용어를 사용하는 예 알아보기? 활동 2 : 에너지 용어 사용시의 공통점 알아보기? 활동 3 : 에너지 자원의 종류 알아보기? 에너지 용어를 사용하는 예 알아보기? 에너지와 관련된 사진을 보고 떠오르는 낱말 말하기-움직인다, 빠르다, 뜨겁다, 힘이 있다 등? 에너지라는 말을 사용하는 경우 알아보기-에너지 절약, 석유 에너지, 전기 에너지, 게임기 등? 에너지라는 말을 들었을 때 떠오르는 생각 적어보기(마인드맵)-힘, 건전지, 번개, 음식물, 전기, 난로, 발전소 등? 에너지 용어 사용시의 공통점 알아보기? 에너지를 사용할 때 생기는 여러 가지 현상 알아보기-자동차 ? 비행기 ? 배가 움직인다. 바람개비가 돌아간다.-음식을 조리한다. 집을 따뜻하게 해준다.-전축이나 라디오 소리를 내게 한다.-접시가 깨진다. 활을 쏜다.-전등에 불이 켜진다. 등대에 불을 밝힐 수 있다.? 에너지 용어 사용시의 공통점 알아보기-물체가 움직인다.5811?요요?실물자료를 통해 학생들을 집중시킨다.?PPT(사진자료1)?학생들에게 익숙한 형태의 다양한 에너지를 자유롭게 이야기하도록 한다.?그림자료 1?그림자료 1?학생들과의 상단계학습과정교수?학습 활동시량(분)자료(?)및 유의점(?)추가자료제시및관찰탐색규칙성발견및개념정리활 동 3학습정리차시예고-온도를 변하게 한다.-소리를 내게 한다.-모양을 변하게 한다.-빛을 밝혀 준다.? 여러 가지 현상을 토대로 ‘에너지’가 무엇인지 용어 정리하기-물체가 움직이거나 상태가 변하도록 작용하는 힘? 에너지 자원의 종류 알아보기? ‘에너지 자원’ 용어 도입하기-사람에게 필요한 에너지를 얻을 수 있는 자원? 에너지 자원의 종류 발표하기-바람, 태양, 가스, 석탄, 석유, 높이 있는 물 등? 에너지 자원이 사용되는 예 알아보기-물체를 움직임 : 석유, 바람, 높이 있는 물-빛을 밝혀줌 : 석유, 태양-온도를 높임 : 가스, 태양-그 외에 에너지가 사용될 수 있는 예 알아보기? 화학 에너지 자원, 대체 에너지 자원 구분하기? 학습정리? 에너지 용어 사용시의 공통점 알기? 에너지 자원의 의미 알기? 에너지 자원의 종류 알기? 차시예고? 에너지를 가지고 있는 예를 구체적으로 알아보기115호작용을 통해 에너지 용어 사용시의 공통점을 이끌어 낸다.?그림자료 2?PPT(사진자료2)?플래쉬 자료계획평 가 관 점평가시기평가방법? 에너지를 사용하는 경우를 예로 들 수 있는가?수업 중형성평가? 에너지 용어 사용시의 공통점을 알아낼 수 있는가?