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학교 과학문화교육의 향상
2009/11년 국가의 초중등학교 교육과정 개정 시 과학교육 내용
<초등학교>
<3~4학년군>
(1) 지구와 달
이 영역에서는 지구와 달의 모양과 모습을 다룬다. 지구와 달의 모양과 모습을 이해하는 것은 우리 생활과 밀접한 내용이며, 인간의 호기심과 상상력을 자극하는 중요한 학습이다.
이 영역을 학습함으로써 학생들은 우리가 살고 있는 지구의 모양과 모습이 어떠한지 이해하고, 달과 비교하여 지구가 생명이 살 수 있는 소중한 곳임을 알 수 있다. 또 학생들이 달을 직접 관찰하여 달에 흥미를 가지고 이를 탐구하려는 자세를 갖도록 한다.
이 영역은 3～4학년군의 ‘지표의 변화’, ‘화산과 지진’, ‘지층과 화석’의 기초가 되며 5～6학년군의 ‘지구와 달의 운동’에서 달의 위상변화 원인으로 심화된다. 또 중학교 1～3학년군의 ‘지구계와 지권의 변화’와 연계된다.
(2) 물체의 무게
이 영역에서는 물체의 무게를 다룬다. 길이, 질량, 시간, 전하 등은 물질과 에너지 영역을 서술하는 기본적인 물리량이다. 과학에서는 질량 개념을 사용하지만 초등학교 수준에서는 질량을 정의하고 측정하기 어렵기 때문에 무게를 대신 도입하여 물체의 양을 나타낸다. 일상생활에서 여러 가지 물체의 무게를 재고, 과학의 다른 영역에서 도입하는 여러 가지 실험 활동에서 무게를 정량적으로 측정하고 서술하기 위하여 물체의 무게를 3～4학년군 초반부에 도입한다.
이 영역에서는 물체는 무게가 있고 이를 측정하기 위해 저울을 사용해야 함을 알게 한다. 양팔 저울과 용수철 저울로 물체의 무게를 재는 원리를 각각 이해하게 하고, 여러 가지 저울을 만들어 무게를 비교하는 활동을 통하여 일상생활 속의 여러 가지 저울에 관심을 갖게 한다.
이 영역은 3～4학년군의 ‘물체와 물질’, 5～6학년군의 ‘용해와 용액’과 연계된다.
(3) 동물의 한살이
이 영역에서는 동물이 태어나서 어린 시절을 거치고 성장하여 자손을 남기고 죽을 때까지의 과정인 동물의 한살이를 다룬다. 많은 동물들은 한살이 과정을 통해 자손을 번식해 왔으며, 오랜 세월 동안 각 동물들에 따라 한살이 방식은 다양하게 변화해 왔다. 따라서 다양한 동물의 한살이를 통해 궁극적으로 생명이 연속하여 이어지고 있음을 이해하는 것은 중요한 학습 목표이다.
학생이 동물을 직접 기르며 한살이 과정을 관찰함으로써 동물의 한살이에 대해 이해하게 한다. 즉, 동물이 어떤 모습으로 태어나고, 자라면서 생김새가 어떻게 변해 가는지, 그리고 번식은 어떻게 하는지 등을 관찰함으로써 동물의 탄생과 생장에 따른 겉모습 변화, 번식 방법 등 동물의 한살이 개념을 이해하게 한다. 다양한 동물들의 한살이 과정을 비교 관찰함으로써 동물에 따라 한살이 과정에 차이가 있음을 알게 한다.
이 영역은 슬기로운 생활에서 다루었던 동물 내용과 이어지는 것으로 학습을 마친 후 ‘동물의 생활’을 학습하게 되고, 더 나아가 식물에 대해서도 학습하게 된다. 중학교 1～3학년군의 ‘생식과 발생’과 연계된다.
(4) 물체와 물질
이 영역은 물질 개념의 기본으로서 물체와 물질을 다루며, 우리 주위의 여러 사물이 무엇으로 이루어져 있는지에 대한 호기심과 궁금증을 해결하기 위한 기초적인 학습 내용이다.
물체는 주로 겉보기 모양에 바탕을 두어 어떤 구체적 형태를 기준으로 한 대상을 일컫는데 비하여 물질은 어떤 물체의 재료로서의 의미가 강조된다. 이 영역을 학습하면서 학생들은 주위에 있는 물체가 어떤 물질로 이루어져 있는지를 알고, 물체의 기능과 그 구성 물질의 성질이 어떤 관계에 있는지를 이해하게 된다. 또 여러 가지 물체와 물질의 특징에 따라 물질을 고체, 액체, 기체로 분류할 수 있게 된다.
이 영역은 3～4학년군의 ‘액체와 기체’, 5～6학년군의 ‘여러 가지 기체’와 연계되고, 중학교 1～3학년군의 ‘물질의 특성’에서 학습하는 각각의 물질이 지닌 고유한 성질과 연결된다.
(5) 동물의 생활
이 영역은 우리 주변에서 볼 수 있는 동물에 대한 흥미와 관심을 갖게 하고 탐구심을 기르도록 설정되었다. 동물은 종속 영양 생물로 운동 능력과 감각을 지닌 생명체이다. 다양한 환경에 적응하여 살고 있는 여러 동물을 탐구하여 공통점과 차이점을 이해하고, 동물에 대한 흥미와 호기심을 지닐 수 있게 한다.
여러 가지 동물을 관찰하여 생김새와 특징을 알고, 사는 곳에 따른 생김새와 생활 방식을 설명하며 공통점과 차이점에 따라 이들 동물들을 나눌 수 있게 한다.
이 영역은 슬기로운 생활에서 다루었던 동물 내용과 이전에 학습한 ‘동물의 한살이’ 의 후속 학습으로 ‘식물의 한살이’, ‘식물의 생활’로 연계된다. 5～6학년군의 ‘생물과 환경’, 중학교 1～3학년군 ‘유전과 진화’에서 분류 학습과 연계된다.
(6) 지표의 변화
이 영역에서는 흙의 생성 과정과 생물과의 관계, 유수 및 바닷물에 의한 지표의 변화를 다룬다. 흙은 식물이 자라는 데 많은 영향을 주고 있으며, 깎이거나 쌓이면서 지표를 변화시킨다. 우리가 살아가는 곳의 모습을 이해하기 위해서는 흙이 어떻게 생성되고, 지표가 어떤 과정을 거쳐 변화되는지 이해할 필요가 있다.
이 영역은 여러 곳의 다양한 흙을 관찰하기, 흙이 생성되는 과정, 흙과 생물과의 관계를 중심 내용으로 한다. 또 유수나 바닷물에 의한 지표의 변화가 어떤 특징을 가지는지 다룬다.
이 영역에서 학습한 내용은 ‘지층과 화석’에서 학습하는 퇴적물과 퇴적작용의 기초개념이 되며, 중학교 1～3학년군의 ‘지구계와 지권의 변화’와 연계된다.
(7) 액체와 기체
이 영역에서는 물체나 물질의 기본적 상태인 액체와 기체를 다룬다. 액체와 기체는 고체에 비하여 학생들이 이해하기 어려워 부피나 무게를 재는 활동 등을 통하여 액체와 기체의 특징을 이해할 수 있도록 한다.
생활 주변에서 볼 수 있는 액체의 부피를 측정하고 그 결과를 적절한 단위로 표현하게 한다. 또 기체는 공간을 차지하고 다른 용기에 옮길 수 있음을 알고, 무게가 있음을 증거를 들어 설명할 수 있게 한다.
이 영역은 3～4학년군의 ‘물체와 물질’의 후속 학습으로, 5～6학년군의 ‘여러 가지 기체’, 중학교 1～3학년군의 ‘물질의 특성’과 연계된다.
(8) 소리의 성질
이 영역에서는 소리의 성질과 전달에 대하여 다룬다. 주위에서 들리는 여러 가지 소리를 통하여 소리를 내는 물체의 모습이나 내부 구조를 추리할 수 있다. 또 물체를 조작하여 여러 가지 다른 소리를 만들어 내거나 소리를 멀리까지 전달할 수 있다. 일상생활, 전통 문화, 자연 탐구 등에서 소리의 성질을 이용한 활동은 과학, 기술, 사회의 관계를 인식하는 데 도움이 된다.
이 영역에서는 소리가 생기는 원리와 성질을 이해하게 한다. 여러 가지 간이 악기를 만들거나 놀이 기구를 만들어 봄으로써 소리의 성질에 대하여 탐구하고 소리를 이용한 일상생활의 예나 도구에 대하여 관심을 갖게 한다.
이 영역은 중학교 1～3학년군의 ‘빛과 파동’과 연계된다.
(9) 자석의 이용
이 영역에서는 자석의 여러 가지 성질을 다룬다. 자석은 금속을 당기거나 다른 자석을 밀거나 당기는 독특한 성질을 가지고 있으며, 모양이 다르더라도 자석의 고유한 성질은 변하지 않는다. 이러한 자석의 성질은 학생의 흥미와 호기심의 대상이며, 관찰, 예상, 추리 등 탐구 활동의 좋은 소재가 된다.
이 영역에서는 자석이 금속 물체를 끌어당기는 성질, 다른 자석을 끌어당기거나 미는 성질, 일정한 방향을 가리키는 성질 등을 다룬다. 자석의 성질을 이용하여 여러 가지 놀이 기구를 만들 수 있으며 일상생활에서도 자석이 사용됨을 알게 한다.
이 영역은 3～4학년군의 ‘혼합물의 분리’, 5～6학년군의 ‘전기의 작용’과 연계된다.
(10) 혼합물의 분리
일상생활에서 볼 수 있는 물체는 대부분 둘 이상의 물질로 구성된 혼합물이다. 이 영역에서는 혼합물을 구성 물질로 분리하는 것과 관련된 기초 개념과 분리 방법을 학습한다.
탐구 활동을 통하여 혼합물의 의미를 파악하게 하며, 혼합물을 구성하는 물질들의 성질을 이용하여 혼합물을 분리하게 한다. 고체 혼합물의 경우 성분 알갱이의 크기, 자석에 붙는 성질 등에 따라 분리할 수 있으며, 액체를 포함하는 혼합물의 경우 물에 녹는 성질이나 물에 뜨는 성질 등을 이용하여 분리할 수 있다.
이 영역은 3～4학년군의 ‘자석의 이용’, 중학교 1～3학년군의 ‘물질의 특성’과 연계된다.
(11) 식물의 한살이
이 영역은 식물이 싹을 틔워 자라 꽃을 피우고 열매를 맺어 다시 씨를 만들기까지의 과정인 식물의 한살이를 다룬다. 많은 식물들은 한살이 과정을 통해 자손을 번식해 왔으며, 오랜 세월 동안 식물의 한살이 방식은 다양하게 변화해 왔다. 따라서 다양한 식물의 한살이를 통해 식물이 자라고 그 생명이 연속하여 이어지고 있음을 이해하는 것은 중요한 학습 목표이다.
이 영역에서는 식물을 기르면서 한살이 과정을 관찰함으로써 식물의 싹트기와 생장에 따른 겉모습의 변화, 번식 방법 등을 이해하게 한다. 또한 풀과 나무 등 다양한 식물들을 비교 관찰함으로써 식물에 따라 한살이 과정에 차이가 있음을 알게 한다.
이 영역은 슬기로운 생활에서 다루었던 식물 내용과 3～4학년군의 ‘동물의 한살이’의 후속 학습으로, 3～4학년군의 ‘식물의 생활’과 중학교 1～3학년군의 ‘광합성’과 연계된다.
(12) 화산과 지진
이 영역은 화산과 화성암, 지진에 대해 다룬다. 지구 곳곳에서 많이 일어나는 화산 활동과 지진은 사람들에게 직간접적인 영향을 끼치며 막대한 인명 및 재산 피해를 주기도 한다.
이 영역에서는 화산 활동으로 생기는 다양한 물질을 알게 하고, 지진 발생의 원인과 피해를 줄이기 위한 방법을 알게 한다. 또 화산 활동으로 생기는 대표적인 암석인 화강암과 현무암을 관찰하여 화성암의 특징을 이해할 수 있게 한다.
이 영역은 중학교 1～3학년군의 ‘지구계와 지권의 변화’와 연계되며 판구조론 개념을 학습하여 지구 환경의 변화를 이해하는 데 기초가 된다.
(13) 식물의 생활
식물은 엽록소를 가지고 있어 스스로 양분을 합성하는 독립 영양 생물로 일반적으로 뿌리, 줄기, 잎으로 구분 할 수 있다. 이 영역에서는 환경에 적응하여 살고 있는 여러가지 식물을 탐구하여 공통점과 차이점을 찾아봄으로써 식물에 대한 흥미와 호기심을 갖게 한다.
식물을 관찰하여 생김새와 특징을 알고, 사는 곳에 따른 생김새와 생활 방식을 이해하며 공통점과 차이점에 따라 식물을 나눌 수 있게 한다.
이 영역은 슬기로운 생활의 식물 내용과 3～4학년군의 ‘동물의 한살이’, ‘동물의 생활’, ‘식물의 한살이’의 후속학습으로, 중학교 1～3학년군의 ‘광합성’, ‘유전과 진화’의 분류 학습과 연계된다.
(14) 지층과 화석
이 영역은 지층과 퇴적암, 화석에 대해 다룬다. 지층과 화석은 지구의 역사와 퇴적 당시의 상황을 추리할 수 있는 단서가 되고, 이를 통해 당시의 자연환경이나 생물 종의 변화를 알 수 있다. 또 석유나 석탄과 같은 화석 연료는 우리 생활의 유용한 자원이다.
이 영역에서는 퇴적물이 쌓이면 다양한 형태의 지층이 만들어지며, 퇴적물이 굳어져서 퇴적암이 형성됨을 이해하게 한다. 또 지층 속 화석의 생성 과정과 가치를 인식하고 지층, 퇴적암, 화석 등의 관찰을 통해 과학적 사실을 추리하게 한다.
이 영역은 중학교 1～3학년군의 ‘지구계와 지권의 변화’에서 학습하는 암석의 생성과 순환과정과 연계된다.
(15) 거울과 그림자
이 영역은 빛의 기본 성질인 반사와 직진을 다룬다. 우리는 빛을 통해 사물을 볼 수 있다. 빛의 경로를 추리하는 탐구 활동을 통해 논리적인 사고와 과학적 태도를 기를 수 있다.
거울에 비친 물체의 모습을 관찰하여 거울의 성질을 알고, 물체의 그림자를 관찰하여 그림자가 생기는 원리를 알게 한다. 또 조건을 달리하면서 결과를 비교하는 탐구활동을 경험하게 하고, 거울과 그림자를 일상생활에서 사용하는 예를 찾게 한다.
이 영역은 5～6학년군의 ‘렌즈의 이용’과 중학교 1～3학년군의 ‘빛과 파동’과 연계된다.
(16) 물의 상태 변화
이 영역은 물의 상태 변화와 관련된 조건이나 특징 등을 다룬다. 물은 우리 몸을 구성하는 주요 성분이며, 인간이 활동하는 온도 범위에서 세 가지 상태를 모두 관찰할 수 있는 물질로서 주변에서 쉽게 볼 수 있어 고체, 액체, 기체의 상태 변화를 다루는 적절한 소재이다.
이 영역의 학습을 통하여 물의 상태가 변화할 수 있음을 알며, 물을 가열하거나 냉각시키면 상태가 변화함을 이해하게 한다. 또 물의 상태가 변할 때 무게와 부피 변화를 측정하여 확인하고, 이와 같은 상태 변화가 일상생활에서 이용되는 예를 알게 한다.
이 영역은 중학교 1～3학년군의 ‘분자 운동과 상태 변화’와 연계된다.
<5～6학년군>
(1) 온도와 열
이 영역에서는 온도와 열의 이동을 다룬다. 물체를 가열하거나 냉각시키면 시간에 따라 물체의 온도가 달라지며, 온도의 변화를 관찰하여 열의 이동을 추리할 수 있다.
온도는 물체가 주위와의 열적 상호작용을 통해 변화하는 값임을 이해하는 것이 중요하다.
물체의 차고 따뜻한 정도를 구별함으로써 온도를 알게 하고, 온도계를 사용하는 방법을 알게 한다. 열이 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하여 점차 두 곳의 온도가 같아짐을 알게 하고, 두 물체가 접촉했을 때 두 물체의 온도 변화를 측정하여 열의 이동을 추리하게 한다.
이 영역은 5～6학년군의 ‘날씨와 우리 생활’과 중학교 1～3학년군의 ‘열과 우리 생활’과 연계된다. 온도와 열의 이동은 물질의 상태, 날씨 변화 등에 관련된다.
(2) 용해와 용액
이 영역에서는 고체가 액체에 녹는 과정과 이에 영향을 주는 요인에 대하여 다룬다.
이러한 용해 과정과 이에 관련된 요인을 탐구하는 것은 용액에 대한 흥미와 호기심을 갖게 한다.
이 영역은 용액을 이해하여 생활에서 물질이 녹는 현상에 관심을 가지도록 하는 데 목적이 있다. 실험을 통해 용해 현상을 물질의 입자와 관련지어 이해할 수 있게 되며, 용해되는 양에 영향을 미치는 변인을 알고, 용액의 진하기를 상대적으로 비교하는 방법을 고안하여 실험으로 확인한다. 이 과정에서 용질, 용매, 용액의 정의를 알게 된다.
이 영역은 3～4학년군의 ‘액체와 기체’, ‘혼합물의 분리’의 후속 학습으로 5～6학년군의 ‘산과 염기’, 중학교 1～3학년군의 ‘물질의 특성’과 연계된다.
(3) 날씨와 우리 생활
이 영역에서는 여러 기상 요소 중 습도, 이슬, 안개, 구름, 비, 눈, 바람, 기압을 중심으로 다룬다. 날씨는 우리가 야외 활동을 하는 데 영향을 줄 뿐만 아니라 선박이나 항공기의 운항, 경제 활동 등에도 영향을 준다.
습도가 우리 생활에 미치는 영향을 알아보고, 이슬과 안개, 구름, 비, 눈, 바람 등과 같은 현상의 발생 과정을 실험을 통해 탐구하게 한다. 또한 고기압과 저기압이 날씨에 주는 영향, 계절에 따라 달라지는 날씨의 특징을 알아본다. 이런 활동들을 통해 날씨가 우리 생활에 많은 영향을 주고 있음을 알게 한다.
이 영역은 중학교 1～3학년군의 ‘기권과 우리 생활’과 연계된다.
(4) 식물의 구조와 기능
이 영역에서는 식물의 뿌리, 줄기, 잎, 꽃과 같은 식물 기관의 구조와 기능을 다룬다.
식물의 기관이 각각의 기능을 수행하고 있음을 이해함으로써 식물 기관들이 통합적으로 기능하여 생명을 영위하고 있음을 알게 한다.
식물 기관의 구조와 기능을 이해하기 위해 뿌리, 줄기, 잎, 꽃과 열매를 관찰하게 한다. 돋보기나 현미경을 사용하여 관찰하고, 현미경 사용법을 익히게 한다. 또한, 식물기관의 구조와 기능 사이의 관계를 통합적으로 이해하게 한다.
이 영역은 3～4학년군의 ‘식물의 한살이’, ‘식물의 생활’의 후속학습으로, 중학교 1～3학년군의 ‘광합성’과 연계된다.
현미경으로 식물 세포를 관찰할 때 양파의 표피 세포와 같은 비교적 다루기 쉬운 재료를 사용하도록 하며, 세포의 핵을 관찰한다.
(5) 산과 염기
이 영역에서는 용액의 특성 중 산과 염기에 대하여 다룬다. 용액의 성질을 이용하여 여러 가지 용액을 산성과 염기성 용액으로 분류하는 탐구 활동은 학생에게 흥미로운 과정이다.
여러 용액에 지시약을 넣고 변화 관찰한 후, 이를 바탕으로 산과 염기로 분류하게 한다. 이 과정을 통해 산성 용액과 염기성 용액의 성질을 찾아내고, 산과 염기를 섞을 때 용액의 성질이 변화된다는 것을 알게 한다. 산성, 염기성 용액이 일상생활에서 이용되는 예를 들고 설명하게 한다.
이 영역은 3～4학년군의 ‘용해와 용액’의 후속 학습으로 중학교 1～3학년군의 ‘여러가지 화학 반응’과 연계된다.
(6) 물체의 빠르기
이 영역에서는 물체의 빠르기를 다룬다. 빠르기는 물체의 운동을 표현하는 기본 개념으로 운동을 관찰하고 정량적으로 나타내는 데 필요하다. 물체의 운동은 시간에 따른 위치 변화로 나타낼 수 있으며 빠르기를 객관적이고 과학적으로 표현하는 것이 중요하다.
이 영역에서는 물체의 운동을 위치의 변화로 이해하게 한 후, 여러 가지 방법으로 물체의 빠르기를 비교하는 방법을 습득하게 한다. 스포츠, 교통수단, 바람의 빠르기 등 일상생활의 예를 들어 물체의 빠르기를 구하고, 안전한 생활을 위해 물체의 빠르기를 적절하게 조절해야 함을 알게 한다.
이 영역은 중학교 1～3학년군의 ‘힘과 운동’과 연계된다.
(7) 태양계와 별
이 영역은 태양과 행성, 별과 별자리를 다룬다. 태양계와 별은 예전부터 인류가 의미를 두어 오랫동안 관찰하며 기록해 왔으며, 앞으로도 관심을 가지고 연구해야 할 대상이다.
이 영역에서는 태양계의 특징을 알고 행성들의 상대적 크기와 거리를 비교하게 한다. 별이 무엇인지 알고 별들을 연결하여 별자리가 됨을 이해하고, 북쪽 하늘의 별자리와 북극성을 찾는 활동을 하게 한다. 이런 활동을 통해 인류가 우주를 탐사하는 이유를 생각해 보고, 우주에 대한 호기심과 탐구심을 갖도록 한다.
이 영역은 중학교 1～3학년군의 ‘태양계’, ‘외권과 우주개발’과 연계된다.
(8) 우리 몸의 구조와 기능
이 영역은 우리 몸에 있는 여러 기관들의 생김새와 위치, 기본적인 기능을 다룬다.
건강하고 정상적인 생명 활동을 유지하기 위해서는 우리 몸의 여러 기관들이 제대로 기능하여야 한다. 이 영역의 학습을 통해 우리 몸을 구성하는 기관들의 구조와 기능뿐 만 아니라 이들 기관들이 통합적으로 기능하고 있음을 이해한다.
우리 몸의 뼈와 근육의 구조와 기능을 이해하고 그림과 모형을 활용하여 소화, 순환, 호흡, 배설, 감각 기관의 구조를 이해하게 된다. 그리고 이들 기관들이 서로 유기적으로 관련되어 있음을 알고, 각 기관이 정상적으로 기능해야 건강을 유지할 수 있음을 이해하게 한다.
이 영역은 중학교 1～3학년군의 ‘소화·순환·호흡·배설’과 연계된다.
(9) 지구와 달의 운동
이 영역은 지구의 자전과 공전, 달의 공전에 대해 다룬다. 낮과 밤, 달과 별의 움직임, 달의 모양 변화는 흔히 볼 수 있는 천문 현상이며, 우리 생활과 밀접하게 연관되어 있다.
낮과 밤, 하루 동안의 달과 별의 위치 변화는 지구의 자전으로, 계절에 따라 달라지는 별자리는 지구의 공전으로 설명할 수 있게 한다. 또 여러 날 동안 관찰한 달의 모양 변화는 달의 공전으로 이해하게 한다.
이 영역은 5～6학년군의 ‘계절의 변화’, 중학교 1～3학년군의 ‘태양계’와 연계된다.
(10) 전기의 작용
이 영역에서는 간단한 전기 회로와 전자석을 다룬다. 가정이나 학교에서 여러 가지 전기 제품을 사용하고 있고, 매년 새로운 상품이 발명되어 생산되고 있어 전기에 관련된 현상은 학생들에게 매우 친숙하다. 이 영역은 전기에 대해 처음으로 다루는 내용으로, 간단한 전기 회로를 만들어 전구의 밝기를 비교하고 전자석을 만들어 보는 활동을 하게 한다.
이 영역에서는 전기 회로에서 전구에 불이 켜지는 조건을 알게 하고, 전구의 연결방법에 따른 밝기를 비교하면서 전류를 이해하게 하고, 전기를 절약하고 안전하게 사용하는 방법을 익히게 한다. 또 전선 주변에 놓인 나침반의 움직임을 관찰하여, 전선은 자석과 같은 성질을 나타냄을 알고 이를 이용하여 전자석을 만들며 생활에서 전자석이 사용되는 예를 찾고 새로운 쓰임새를 고안하게 한다.
이 영역은 3～4학년군의 ‘자석의 이용’ 및 중학교 1～3학년군의 ‘전기와 자기’의 전기회로와 자기장 개념과 연계된다.
(11) 생물과 환경
이 영역은 일정한 공간에 살고 있는 생물과 생물의 생활에 영향을 미치는 비생물적환경 요인을 포함하는 생태계와 관련된 내용을 다룬다. 이 영역을 학습함으로써 우리가 살아가고 있는 지구 생태계를 건강하게 유지하는 것이 중요함을 알게 한다.
이 영역에서는 빛, 온도, 물 등과 같은 환경 요인의 영향을 받아서 생물의 생활에 변화가 생긴 사례와 생물이 환경에 적응한 사례를 통하여 생물과 환경과의 관계를 이해하게 한다. 생태계를 구성하는 요소 사이의 상호 작용, 생태계의 평형 등을 이해하고, 환경오염에 따른 생태계 파괴에 대하여 알아보고, 환경 개발과 보전 사이의 균형과 조화가 필요함을 인식하게 한다.
이 영역은 3～4학년군의 ‘동물의 생활’, ‘식물의 생활’의 후속 학습이다.
(12) 여러 가지 기체
이 영역에서는 입자적 관점에서 기체의 성질에 대하여 다룬다. 눈에 보이지 않고 손에 잡히지도 않는 다양한 기체는 학생들의 추론 능력을 불러일으킬 수 있는 흥미로운 소재 중의 하나이다.
압력과 기체의 부피 사이의 관계를 실험을 통해 정성적으로 알아보고 기체의 성질을 입자와 관련지어 이해하게 한다. 또, 산소와 이산화탄소 발생 실험을 통해 생성된 산소
와 이산화탄소의 성질을 확인할 수 있으며, 생활 주변에서 사용되는 기체들을 조사하게 한다.
이 영역은 3～4학년군의 ‘액체와 기체’, ‘물의 상태 변화’의 후속 학습으로 중학교 1～3학년군의 ‘분자 운동과 상태 변화’에 연계된다.
(13) 생물과 우리 생활
인간과 함께 살아가고 있는 다양한 생물들은 우리 생활에 많은 영향을 끼치고 있다.
이 영역은 동물과 식물을 비롯하여 균류, 원생생물, 세균, 바이러스 등이 우리 생활에 영향을 끼치고, 이용되고 있는 것을 다룬다. 이 영역의 학습을 통해 인간의 생활이 다른 생명체들과 밀접한 관련을 맺고 있음을 알 수 있다.
동물이나 식물뿐만 아니라 균류나 원생생물, 세균, 바이러스 등이 우리 생활에 미치는 긍정적이거나 부정적인 측면을 인식하게 한다. 생명과학의 발달을 통해 다양한 생명체들이 인간 생활과 밀접한 관계가 있음을 이해하게 한다.
이 영역은 중학교 1～3학년군의 ‘과학과 인류 문명’과 연계된다.
(14) 렌즈의 이용
이 영역에서는 여러 가지 렌즈에서 나타나는 현상을 다룬다. 일상생활에서 많이 쓰이는 렌즈는 빛의 굴절 현상을 일으켜 빛을 모으거나 물체를 확대하여 볼 수 있는 도구로 학생들에게 흥미와 호기심을 일으킨다.
이 영역에서는 돋보기나 근시 안경 등의 렌즈에 의한 빛의 굴절을 중심으로 다룬다.
렌즈를 통해 물체의 모습이 확대되거나 축소되어 보임을 관찰하게 하고, 돋보기로 햇빛을 한 점으로 모을 수 있음을 알게 한다. 또 렌즈가 이용되는 일상생활의 예를 찾고 그 기능을 설명하게 한다.
이 영역은 중학교 1～3학년군의 ‘빛과 파동’과 연계된다.
빛의 경로를 그리는 활동은 지양하고 렌즈를 통해 나타나는 현상을 다룬다.
(15) 연소와 소화
이 영역에서 다루는 연소는 양초가 타는 것부터 로켓의 추진과 같은 넓은 범위에 이르기까지 이용되며, 연소의 반대 개념인 소화는 안전한 생활을 위해 학습해야 할 중요한 개념이다.
물질이 타는 현상을 관찰함으로써 물질이 연소되거나 소화될 때 필요한 조건을 이해하게 한다. 물질의 연소 실험을 통해 연소 후에 새로운 물질이 생성됨을 알게 한다. 일상생활에서 발생할 수 있는 다양한 화재 예방 및 화재 발생 시의 안전 대책과 소화기의 사용 방법을 알아 위급한 상황 시 대처할 수 있는 능력과 태도를 기르게 한다.
이 영역은 5～6학년군의 ‘여러 가지 기체’의 후속 학습으로 중학교 1～3학년군의 ‘여러 가지 화학 반응’과 연계된다.
(16) 계절의 변화
이 영역에서는 계절에 따라 달라지는 자연 현상과 그 원인에 대해 다룬다. 계절의 변화는 사람들의 의식주에 많은 영향을 끼친다.
계절에 따라 태양의 남중 고도와 그림자의 길이, 기온, 낮과 밤의 길이가 달라지므로 지구상의 자연 환경이 바뀜을 이해하게 한다. 이런 계절의 변화는 지구의 자전축이 기
울어진 채 공전하기 때문이라는 것을 알게 한다.
이 영역은 5～6학년군의 ‘날씨와 우리 생활’, ‘지구와 달의 운동’과 연계된다.
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<중학교>
<중학교 1～3학년군>
(1) 과학이란?
이 영역은 중학교 1～3학년군 과학의 도입 단원으로서, 학생들이 과학에 흥미와 관심을 갖게 한다. 과학이 우리 생활과 밀접한 관련을 가지고 있음을 알게 하고, 미래의 직업 선택에 유용한 정보를 제공한다.
과학이 우리 생활과 밀접한 관련이 있는 문제를 해결해 온 사례를 통하여 과학에 대한 관심과 흥미를 높이고 유용성을 이해하게 한다. 과학 관련 직업의 종류를 조사하고 과학이 직업 선택과 우리 생활에 미치는 영향을 알게 한다.
(2) 지구계와 지권의 변화
이 영역에서는 지구계의 정의와 지구계를 구성하는 요소를 다룬다. 지구는 하나의 계이며, 지구계 내의 생명체도 계의 상호작용으로 유지됨을 아는 것은 지구계와 지구에서 살아가는 생명체가 유지되는 원리를 이해하게 되는 기본적인 과정이다.
과학 교과에서 다루는 순환계, 생태계, 소화계 등 여러 가지 계를 학습하여 지구계및 지구계의 구성 요소와 특징을 알게 한다. 또한 지구계 각 권들의 상호작용을 알고, 에너지와 물질의 순환이 관련되어 있음을 이해하게 한다. 특히, 지구계의 구성 요소 중 지권의 특징에 대해 알고, 지진과 화산 활동 등 지권의 변화가 우리 생활에 미치는 영향을 바르게 이해하고 지구환경 변화에 대한 대책 수립의 필요성을 알게 한다.
이 영역은 3～4학년군 ‘지구와 달’, ‘화산과 지진’, ‘지층과 화석’과 연계된다.
이 영역에서는 지구계의 정의와 개념을 간단히 다루며, 판구조론을 과학사적 관점에서 학습하게 한다.
(3) 힘과 운동
이 영역에서는 힘과 운동 및 이들의 관계를 다룬다. 힘과 운동을 다양한 상황에서 과학적으로 설명하고 ‘힘과 운동’에서의 과학 용어가 일상생활에서 사용되는 용어의 쓰임새와 다름을 아는 것이 중요하다.
물체의 직선 운동에서 속력이 일정한 운동과 속력이 일정하게 증가하거나 감소하는 운동을 다룬다. 이 영역의 학습을 통하여 힘은 두 물체 사이의 상호작용임을 알게 하고, 상호작용에는 접촉에 의한 상호작용과 멀리 떨어져 있는 물체 사이의 상호작용이 있음을 알게 한다. 또한 중력, 탄성력, 마찰력, 전기력, 자기력 등을 다루며 각각의 특징에 대하여 알고, 이러한 힘들이 물질, 생명, 지구와 우주에서 일어나는 많은 현상에 작용하고 있음을 알게 한다. 두 힘의 합력을 구할 수 있으며, 물체에 작용하는 알짜 힘과 운동의 관계를 이해하게 한다.
5～6학년군의 ‘물체의 빠르기’에서 학습한 물체의 운동 모습의 정성적 관찰과 여러가지 방법으로 비교한 물체의 빠르기 개념과 연계된다.
(4) 광합성
이 영역은 식물 세포의 구조를 알고 동물 세포와 비교하여 식물 세포의 특징을 이해하며, 뿌리, 줄기, 잎 등의 식물 기관은 식물 세포들의 유기적 구성으로 이루어져 있고 그 구조적 특징이 식물의 광합성과 관련되어 있음을 이해시키기 위해 설정되었다.
식물은 동물과 달리 광합성을 하여 스스로 양분을 합성할 수 있음을 알게 한다. 광합성은 잎의 기공을 통해 들어 온 이산화탄소와 뿌리에서 흡수한 물을 이용하여 에너지원을 만드는 과정으로 식물 세포 내 엽록체에서 일어남을 알게 한다. 광합성 결과 잎에서 만들어진 양분은 이동하기에 알맞은 형태로 전환되어 식물체 전체로 이동되어 저장되고 사용됨을 알게 한다. 식물도 생명체이므로 호흡을 하며, 호흡에 필요한 물질과 호흡의 결과 생겨나는 물질이 광합성과는 반대임을 이해하게 한다.
이 영역은 현미경 사용법과 식물의 뿌리, 줄기, 잎의 구조를 학습한 5～6학년군 ‘식물의 구조와 기능’과 연계된다.
이 영역에서는 식물의 구조와 기능의 연관성을 기능 중심으로 이해하도록 한다.
(5) 열과 우리 생활
이 영역에서는 온도와 열을 다룬다. 온도는 질량, 시간, 길이와 같은 기본적인 물리량이다. 또 열은 온도와 관련되어 체온 유지, 실내의 냉난방, 폐열의 이용, 지구 온난화 등 우리 주변의 여러 가지 열 현상을 이해하는데 필수적인 개념으로 과학에서 중요하게 다루고 있다.
분자 운동 모형을 통하여 온도가 물체의 차갑고 뜨거운 정도를 나타내는 물리량이며, 두 물체의 온도가 같으면 열의 이동이 없는 열평형 상태에 있음을 알게 한다. 열의 이동 방법에는 전도, 대류, 복사가 있고 일상생활에서 열의 이동이 어떻게 이용되는지 알게 한다. 또한 물질마다 비열과 열팽창 정도가 다름을 알고 이를 일상생활에 적용하게 한다.
5～6학년군의 ‘온도와 열’과 연계되며, 중학교 1～3학년군의 ‘분자 운동과 상태 변화’로 연계된다.
(6) 분자 운동과 상태 변화
이 영역에서는 기체 분자의 운동에 따른 현상과 상태 변화에서 관찰되는 여러 특성을 분자적 관점에서 다룬다. 기체는 압력 및 온도 변화에 따라 분자 운동이 달라지고 이에 따라 부피가 변한다. 이러한 개념은 고압 기체의 저장, 열기구, 기상 현상 등 우리 주변에서 일어나는 현상들을 이해하는 데 필요하다.
분자가 운동하고 있음을 이해하고, 현상적으로 관찰되는 온도 및 압력 변화에 따른 기체의 부피 변화가 분자의 운동 상태 변화에 따른 분자의 배열 변화로 나타나는 것임을 알게 한다. 액화-기화, 융해-응고, 승화의 상태 변화 특성을 물리적 변화로서 이해하게 한다. 상태에 따른 분자 배열의 차이를 입자적 관점에서 설명하고, 배열의 차이와 상태 변화에서 출입하는 열에너지가 관계가 있음을 이해하게 한다.
이 영역은 3～4학년군의 ‘물의 상태 변화’와 5～6학년군의 ‘온도와 열’, ‘용해와 용액’, ‘여러 가지 기체’의 후속 학습이다.
(7) 수권의 구성과 순환
이 영역에서는 지구계의 구성 요소인 수권의 분포와 물이 인간이 살아가는 데 소중한 자원임을 다룬다. 물은 인체를 구성하는 주요한 성분이고, 지구 표면의 약 70%를 차지하고 있으며 지구환경의 변화에 많은 영향을 주고 있다.
수권은 해수와 담수로 나눌 수 있으나 이 영역에서는 빙하와 지하수까지 구분하여 자원으로서의 물과 지구환경에 영향을 주는 물의 역할을 다룬다. 해수의 물리적 특성과 이에 영향을 주는 요인에 대해 알고 해수의 표층 순환과 심층 순환의 생성 원리와 해수 순환의 기능을 알게 한다. 또 우리나라 주변의 해류와 해양자원의 가치를 해양산업과 연계하여 알게 한다. 이 영역을 통하여 빙하의 형성과 분포, 물리적 특성에 대해 알고 빙하 연구가 기후 변화 해석에 활용될 수 있음과 인간 활동으로 인해 수권에 생기는 변화와 기후 변화와의 관계를 이해하게 한다.
이 영역은 3～4학년군의 ‘지구와 달’, ‘지표의 변화’와 연계된다.
(8) 물질의 구성
이 영역에서는 원소와 원자, 원소 기호, 이온을 다룬다. 원소의 개념은 물질을 이루는 근본으로서 화학에서 가장 기본적인 개념이다. 원소는 원소 기호라는 상징으로 나타내며, 이를 사용하여 화학 반응을 표현한다. 물질이 원자로 이루어져 있다는 원자론은 물질의 성질을 이해하는 기본적인 개념이다.
물질을 구성하는 입자로서의 원자의 개념을 다루고, 원소 기호를 사용하여 원소와 간단한 화합물을 표현하게 한다. 또, 원자에서 전자가 이동하여 이온이 형성됨을 알고, 이온 간의 앙금 반응을 통해 이온의 종류를 알게 한다.
이 영역은 5～6학년군의 ‘용해와 용액’, 중학교 1～3학년군의 ‘분자 운동과 상태 변화’의 후속 학습으로 중학교 1～3학년군의 ‘화학 반응에서의 규칙성’, ‘여러 가지 화학반응’과 연계된다.
(9) 빛과 파동
이 영역에서는 빛과 파동을 다룬다. 사람은 눈과 귀를 통하여 빛과 소리의 다양한 정보를 받아들이므로 빛과 파동에 대한 이해는 중요하다. 특히, 이 영역은 영상 기술, 미술, 음악 등 다른 교과와 밀접한 관계가 있다.
물체를 보는 원리를 알고, 빛의 삼원색과 색의 합성을 통하여 백색광의 구성을 알고, 여러 가지 색의 빛이 합성되는 원리를 학습하여 컴퓨터 모니터나 텔레비전 화면의 다양한 색깔 표현 방식을 이해하게 한다. 빛의 진행에 대한 이해를 바탕으로, 거울에 물체가 비취는 현상에 빛의 반사 법칙을 적용하고, 렌즈에 의해 상이 생기는 원리를 빛의 굴절 법칙을 적용하여 이해하게 한다. 또한 매질에 대한 이해를 바탕으로 파동의 발생과 전파 과정을 알고 파동의 여러 가지 물리적 특성을 이해하게 한다. 이를 바탕으로 소리가 들리는 과정과 여러 가지 악기가 내는 소리의 특성을 알게 한다.
이 영역은 3～4학년군의 ‘소리의 성질’, 5～6학년군의 ‘렌즈의 이용’에서 학습한 소재, 현상적 경험과 연계된다.
(10) 기권과 우리 생활
이 영역에서는 기권의 특징과 변화를 다룬다. 기권의 변화는 날씨에 영향을 주어 우리 생활과 밀접한 관계가 있고, 공기는 생물이 생명을 유지하는 데 필수적인 요소이다.
기권의 변화에 따라 지구계 내에 다양한 현상이 나타난다.
기권은 지구계의 구성 요소로서 기온의 연직 분포에 따라 층상 구조를 가지며, 기권의 순환이 지구계의 에너지 평형에 끼치는 영향을 이해하게 한다. 대기 중의 수증기의 변화는 기상 변화를 일으키며, 기권의 순환과 기상 현상은 일기 예보 뿐만 아니라 기상 마케팅과 같은 산업 등 우리 생활과 밀접한 관련이 있음을 알게 한다. 또 인간의 활동이 기권의 변화에 영향을 주어 지구 온난화 등의 문제가 발생함을 이해하게 하고, 인간 생활과 기권은 서로 영향을 준다는 것을 알게 한다. 수권의 순환과 연계하여, 기권의 변화는 기권 내에서만 일어나는 것이 아니라 다른 권들과 밀접한 상호작용으로 나타남을 이해하게 한다.
이 영역은 5～6학년군의 ‘온도와 열’, ‘여러 가지 기체’, ‘날씨와 우리 생활’ 그리고 중학교 1～3학년군의 ‘수권의 구성과 순환’의 후속 학습이다.
(11) 소화.순환.호흡.배설
이 영역은 생명 활동에 필요한 에너지 공급과 관련된 소화, 순환, 호흡, 배설 기관의 유기적 관련성을 통합적으로 다룬다.
동물 세포들은 유기적으로 모여 조직과 기관을 형성하여 생명 유지 활동에 필요한 기능을 수행함을 알게 한다. 동물이 섭취한 음식물은 소화기관을 지나면서 크기가 작은 영양소로 분해되어 흡수되고, 흡수된 영양소는 혈액을 통해 온몸을 순환하여 신체각 부분의 세포로 이동함을 알게 한다. 영양소는 세포에서 산소를 사용하여 에너지를 생성함으로써 생명 활동에 필요한 에너지를 공급함을 이해하게 한다. 그 과정에서 만들어진 노폐물은 배설기관을 통해 몸 밖으로 나오게 됨을 알게 한다.
이 영역은 5～6학년군 ‘우리 몸의 구조와 기능’의 후속학습이다.
이 영역에서는 각 기관의 기능을 중심으로 학습하게 한다.
(12) 물질의 특성
이 영역에서는 물질마다 고유하게 가지고 있는 특성과 이를 이용한 혼합물의 분리에 대해 다룬다. 원유의 분리 등과 같이 혼합물의 분리가 생활에 사용되는 경우가 많아 물질의 특성에 대한 학습이 필요하다.
물질은 순수한 한 종류만으로 이루어진 순물질과 두 가지 이상의 순물질이 섞여 있는 혼합물로 분류할 수 있다. 녹는점과 어는점, 끓는점, 밀도, 용해도 등은 물질마다 고유한 값을 가지므로 물질의 특성이 된다. 이러한 물질들의 특성을 이용하여 혼합물을 각 물질로 분리할 수 있고, 우리 생활 주변에서 자주 이용하고 있음을 알게 한다.
이 영역은 3～4학년군의 ‘물체와 물질’, ‘혼합물의 분리’, 5～6학년군 ‘용해와 용액’의 후속 학습이다.
(13) 일과 에너지 전환
이 영역에서는 일과 에너지의 전환을 다루며, 에너지는 한 형태에서 다른 형태로 전환되는 것으로 새롭게 생겨나거나 없어지지 않는 물리량이다. 에너지는 물리 현상뿐만 아니라 생명 현상, 우주의 탄생과 기원 등 많은 분야와 관련된 개념이며, 일은 에너지와 밀접한 관련이 있는 개념이다.
일과 에너지의 정의를 알고 둘 사이의 관계를 이해하며, 일률과 일의 원리를 도구사용 사례에 적용할 수 있다. ‘힘과 운동’과 연계하여 운동 에너지와 위치 에너지를 알고 역학적 에너지 보존 법칙을 이해하게 한다. 에너지는 다른 형태로 전환되지만 총량은 변하지 않음을 알게 한다. 빛에너지, 열에너지, 전기 에너지, 소리 에너지, 신재생 에너지 등 여러 종류의 에너지를 알고, 그 특징을 이해하게 한다. 또한 에너지는 인류의 미래와 밀접한 관련이 있음을 알게 한다.
이 영역은 5～6학년군의 ‘온도와 열’, ‘전기의 작용’, 중학교 1～3학년군의 ‘열과 우리생활’의 후속학습으로, 중학교 1～3학년군의 ‘전기와 자기’와 연계된다.
(14) 자극과 반응
이 영역에서는 인간의 감각 기관이 외부 자극을 감지하여 신경계와 내분비계를 거쳐 자극에 대한 반응을 나타냄으로써 환경변화에 대처하여 몸을 최적의 상태로 유지시킬 수 있음을 다룬다.
인체에는 시각, 후각, 청각, 평형 감각, 미각, 피부 감각 등을 체내로 전달하는 감각기가 있어 서로 다른 자극을 감지할 수 있음을 이해하게 한다. 뉴런의 구조와 기능을 이해함으로써 감각 기관에서 감지된 자극이 효율적으로 생물의 신경계에 전달될 수 있음을 알게 한다. 또한, 신체로 전달된 서로 다른 자극이 신경과 호르몬 등을 통해 서로 다른 반응을 나타냄으로써 환경의 변화에 대처하는 몸의 항상성 유지가 가능함을 이해하게 한다.
이 영역은 5～6학년군의 ‘우리 몸의 구조와 기능’과 연계된다.
이 영역에서는 다양한 호르몬의 종류와 기능을 단순하게 소개하는 방법을 지양하고, 우리 몸에서 일어나는 호르몬과 신경의 조절을 통한 항상성 유지 기능을 이해하는 데 초점을 둔다.
(15) 전기와 자기
이 영역에서는 전기와 자기와 관련된 현상을 다룬다. 초기의 과학자들은 전기와 자기 현상을 서로 관련이 없는 별개의 것으로 이해하였지만, 실험을 통하여 전류가 흐르는 전선 주변에 자기장이 생긴다는 것을 확인함으로써 이들이 서로 밀접한 관련이 있음을 알게 되었다. 전기와 자기 현상에 대한 이해를 통해 일상생활과 밀접한 관계가 있는 전자 기기들의 작동 원리를 알 수 있다.
전하에는 양전하와 음전하가 있음을 알고 물체가 대전되는 과정을 이해하게 한다.
전하를 띤 두 물체 사이에는 전하의 종류에 따라 서로 끌어당기거나 미는 전기력이 작용하며, 이는 원자와 분자 구조에 중요한 역할을 함을 알게 한다. 저항의 직렬 연결과 병렬 연결 회로에 옴의 법칙을 적용하여 저항, 전류, 전압 사이의 관계를 알고 가정에서 사용하는 전기 에너지가 다른 에너지로 전환됨을 알게 한다. 또한 전류가 흐르는 도선 주위에 생기는 자기장의 특성을 이해하고 도선 주위의 자기장이 변하면 도선에 전류가 발생하며, 탐구를 통하여 자기장 속의 도선에 전류가 흐르면 도선에 힘이 작용함을 정성적으로 이해하게 한다.
이 영역은 3～4학년군의 ‘자석의 이용’과 5～6학년군의 ‘전기의 작용’에서 학습한 소재와 현상적 경험과 연계된다.
(16) 화학 반응에서의 규칙성
이 영역에서는 화학 반응이 일어날 때의 규칙성에 대해 다룬다. 화학 반응이 일어날 때 정량적인 관계가 성립한다는 사실은 입자론의 도입을 가져왔으며, 원자 및 분자 개념에 대한 이해는 화학 반응에 대한 입자론적 해석의 바탕이 되며, 이를 통해 화학 반응의 본질에 대한 기본적 이해가 가능하다.
화학 반응에서 양적 관계의 규칙성이 나타난다는 사실을 실험을 통해 알고, 이러한 규칙성이 나타난 이유에 대한 추론을 통해 물질이 입자로 이루어져 있음을 알게 한다.
화학 반응을 원소 기호를 이용해 화학 반응식으로 나타내며, 화학 반응식의 계수의 의미를 이해하게 한다.
이 영역에서는 화학적 변화, 화학 반응식, 그리고 화학의 기본 법칙을 다루며, 학습한 내용은 중학교 1～3학년군의 ‘여러 가지 화학 반응’과 연계된다.
(17) 태양계
이 영역에서는 태양계 천체 중에서 태양, 행성 그리고 지구의 위성인 달의 기본적인 특징과 관측 방법에 대해 다룬다. 망원경의 사용, 천체 관측 등 과학 체험 활동을 통하여 천문학 영역에 대한 흥미와 학습 동기를 갖게 한다.
행성과 위성을 구분하고 행성을 특징에 따라 분류하게 한다. 또, 태양이 태양계 내의 유일한 항성이며, 태양의 활동이 지구계에 미치는 영향과 이로 인해 나타나는 현상을
이해하게 한다. 그리고 천체 망원경의 사용법을 학습하여 태양, 달 등의 천체를 관측하고 그 특징을 알게 한다.
이 영역은 3～4학년군 ‘지구와 달’, 5～6학년군 ‘태양계와 별’, ‘지구와 달의 운동’, ‘계절의 변화’, 중학교 1～3학년군 ‘지구계와 지권의 변화’의 후속 학습으로 중학교 1～3학
년군의 ‘외권과 우주 개발’과 연계된다.
(18) 생식과 발생
이 영역에서는 생물이 세포 분열로 성장하고 번식하는 생명 현상을 다룬다.
생물의 생식 방법인 무성 생식과 유성 생식의 차이점을 비교하게 한다. 세포는 체세포 분열과 생식세포 분열을 통해 성장하고 번식한다. 두 종류의 세포 분열 과정에서 염색체의 행동은 다르지만, 염색체가 유전자로 구성되어 있다는 공통점을 이해하게 한다. 생식세포가 만나 형성된 수정란이 발생 과정을 거쳐 개체가 되는 과정을 사람의 발생 과정을 통해 이해함으로써 생명이 연속되는 현상이 신비하고 소중하다는 것을 알게 한다.
이 영역은 3～4학년군 ‘동물의 한살이’의 후속학습으로 중학교 1～3학년군 ‘유전과 진화’와 연계된다.
(19) 여러 가지 화학 반응
이 영역에서는 생활에서 접할 수 있는 대표적인 화학 반응인 산과 염기의 중화반응과 산화와 환원 반응을 다룬다. 일상생활에서 산과 염기의 반응, 산화와 환원 반응이 존재함을 알고, 이를 통해 화학이 유용하게 쓰임을 알고 화학에 대한 긍정적인 태도를 함양할 수 있다.
일상생활에서 산과 염기의 대표적인 예를 들고, 수용액에서의 이온화 과정을 화학 반응식으로 나타내며, 중화 반응이 일어날 때의 변화를 이해하게 한다. 또한 대표적인 산화와 환원 반응을 산소의 이동으로 이해하게 한다.
이 영역은 5～6학년군의 ‘산과 염기’, 중학교 1～3학년군의 ‘물질의 구성’과 연계된다.
이 영역에서는 산과 염기의 반응, 산화와 환원 반응을 화학 반응식으로 표현하고 이해하게 한다.
(20) 유전과 진화
이 영역에서는 부모의 형질이 자손에게 전달되는 유전 현상과 생물의 다양성이 생물의 진화와 관련되어 있음을 다룬다.
멘델의 법칙을 통해 부모의 형질이 자손에 전달되는 유전의 기본 원리를 이해하게 하며 유전 현상을 연구하는 방법과 사람의 유전 현상을 알게 한다. 현재의 생물이 과거의 살았던 생물과는 다르다는 것을 구체적인 증거를 들어 설명하고 생물의 다양성이 진화와 관련되어 있음을 이해하게 한다. 다양한 생물의 공통점과 차이점을 찾아내어 기준에 따라 분류해 보고, 생물을 분류하는 기준과 목적을 알게 한다.
이 영역은 중학교 1～3학년군의 ‘생식과 발생’과 연계된다.
생물 분류 단계는 ‘5계’ 수준까지만 다룬다.
(21) 외권과 우주 개발
이 영역에서는 별의 특징, 별까지의 거리, 우주 개발에 대해 다룬다. 우리 은하에 대한 이해를 통해 우주에 대한 흥미와 호기심을 갖게 한다.
별까지의 거리에 따라 그 거리를 측정하는 방법이 다르며, 별의 밝기와 등급, 색과 온도의 관계를 알게 한다. 다양한 은하의 모양, 우리 은하의 모양과 크기, 우리 은하를 구성하는 천체의 종류를 알게 한다. 또한 근거를 통해 우주는 팽창하고 있음을 이해하게 한다. 우주 개발의 목적과 우주 탐사의 역사 및 우주 개발로 인한 영향과 문제점을 알게 한다.
이 영역은 3～4학년군의 ‘태양계와 별’, 중학교 1～3학년군의 ‘태양계’의 후속 학습이다.
(22) 과학과 인류 문명
이 영역에서는 수많은 첨단 기술과 기기가 과학 원리를 응용한 것이며 인류에 지대한 영향을 끼쳐 온 과학이 다른 분야와도 밀접하게 관련되어 발전되어 왔음을 다룬다.
과학이 인류 문명에 미치는 영향과 첨단 기술에 응용됨을 아는 것과 과학 관련 사회적 쟁점에 대해 과학적인 방법으로 의견을 제시하는 것은 과학의 성격과 유용성, 과학적
방법을 이해하는 데 중요하다.
이 영역에서는 주로 조사와 토론의 방법으로 이러한 내용을 다룬다. 과학이 인류 문명에 끼쳐온 영향을 역사적 사실에 기초하여 이해하게 한다. 원리보다는 활용의 측면에서 첨단 과학 기술의 사례를 자유롭게 조사하여 과학이 일상생활에 미치는 영향을 알게 하고, 미래 생활에 영향을 줄 기술이 무엇인지 근거를 제시하여 예측하게 한다.
또 과학의 개념과 원리가 기술, 공학, 예술이나 수학 등 과학 외의 교과와 관련 있음을 사례를 통해 알게 한다. 인류가 당면한 에너지나 환경 문제와 같은 과학 관련 사회적
쟁점이 있음을 알고, 이에 대한 자신의 의견을 과학적으로 제시하게 한다.
이 영역은 중학교 1～3학년군의 첫 영역인 ‘과학이란?’에서 과학과 일상생활의 밀접한 관련성과 과학의 유용성을 학습한 후, 중학교 1～3학년군 과학을 통합적으로 다루는 영역이다.
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<고등학교>
과학
제1부. 우주와 생명
(1) 우주의 기원과 진화
① 허블의 법칙을 통하여 우주의 팽창을 이해하고 우주의 나이를 구하는 방법을 안다.
② 빅뱅 우주에서 기본입자와 양성자 및 중성자, 헬륨 원자핵이 순차적으로 만들어진 것을 안다.
③ 수소, 헬륨 원자가 나타내는 선스펙트럼으로부터 우주에 수소와 헬륨이 풍부하다는 것을 알고 수소와 헬륨 원자가 형성되면서 나온 빛이 우주배경복사로 검출되는 것을 이해한다.
④ 별이 탄생하고 적색거성, 초신성으로 진화하면서 탄소와 산소 등 무거운 원소가만들어진 과정을 이해한다.
⑤ 은하의 크기, 구조, 별의 개수 등의 다양함을 알고 은하와 은하 사이의 공간 등 우주의 전체 구조를 안다
⑥ 성간 공간에서 수소, 탄소, 질소, 산소 원자들이 반응하여 수소와 질소 분자, 그리고 일산화탄소, 물, 암모니아 등 간단한 화합물을 만드는 과정을 통해 공유 결합과 반응속도의 원리를 이해한다.
(2) 태양계와 지구
① 태양계의 형성 과정을 이해하고, 이를 공전궤도와 방향, 지구형 행성과 목성형 행성 등 태양계의 여러 특징과 관련지어 설명할 수 있다. 아울러 태양계 질량의 대부분을 차지하는 태양이 태양계의 중심에 자리 잡고 있으며, 수소의 핵융합 반응에 의해 질량 일부가 에너지로 바뀌고 그 중 일부가 지구의 에너지 순환을 일으킴을 안다.
② 행성의 운동에 관한 케플러의 법칙을 알고, 뉴턴의 운동법칙을 이용하여 케플러 법칙을 설명할 수 있다.
③ 지구와 달의 공전과 자전 및 식현상을 설명할 수 있다.
④ 행성의 탈출 속도를 위치에너지와 운동에너지를 이용하여 이해하고, 목성, 금성, 화성 등의 대기 성분 차이를 탈출속도 및 기체 분자의 구조, 끓는점, 분자량, 평균운동에너지 등과 관련지어 이해한다.
⑤ 지구의 진화 과정을 통하여 지권, 수권, 기권 등과 같은 지구계 각 권의 형성을 이해하고, 지구가 이처럼 특별한 행성임을 태양으로부터의 거리, 간단한 물질의 분자 구조와 관련지어 설명할 수 있다.
⑥ 지구의 원소 분포와 주위의 화합물을 주기율과 관련지어 이해한다.
⑦ 지구의 핵에 철이 풍부하며 지구가 자전하므로 지구의 자기장과 이온층이 형성됨을 안다.
(3) 생명의 진화
① 간단한 화학 반응식을 쓰는 방법을 익히고, 원시 바다에서 화학적 진화를 통해 간단한 화합물로부터 단백질과 같은 복잡한 탄소 화합물이 만들어지고 생명이 탄생하였다는 학설을 화학 반응을 사용하여 개괄적으로 설명할 수 있다.
② 광합성 박테리아가 출현하여 태양에너지를 이용해 물을 분해하고 이 때 나온 수소를 사용하여 이산화탄소를 탄수화물로 환원시키면서 산소가 발생하는 반응이 일어났으며, 이 반응이 지구와 생명의 역사에 변혁을 가져왔음을 이해한다.
③ 생물의 화석과 지질 연대의 관계를 파악하고, 지질 시대에 따른 생물 화석의 변화를 통해 생물 종의 진화 과정을 설명할 수 있다. 아울러 생물 화석이 포함된 지층과 암석의 특징을 바탕으로 과거 생물의 생활 환경을 유추할 수 있다.
④ 원핵생물, 진핵생물, 단세포생물, 다세포생물의 차이를 알고, 다양한 생물 종의 진화를 설명하는 진화론의 핵심을 서술할 수 있다.
⑤ 염색체, 유전자, DNA의 개념을 이해하고, 지구상의 모든 생명체가 동일한 유전암호를 사용하는 것에 근거하여 생명의 연속성을 이해한다.
⑥ 대립 유전자 쌍이 생식 세포 분열과 수정을 거쳐 복제, 분배, 조합을 이룸으로써 유전 현상이 나타남을 이해한다.
⑦ 유전과 진화의 과정을 유전자의 전달과 변화로 설명할 수 있다.
제2부. 과학과 문명
(1) 정보통신과 신소재
① 빛, 힘, 소리, 온도 변화, 압력 변화, 탄성파, 전자기파 등 자연계의 물리적 정보발생 과정을 이해하고, 아날로그 정보와 디지털 정보의 의미와 차이를 이해한다.
② 정보를 인식하는 여러 가지 센서의 기본 작동 원리를 과학적으로 이해하고 휴대전화, 광통신 등 첨단 정보 전달기기를 통하여 정보가 다른 형태로 변환되어 전달되는 과정을 이해한다.
③ 하드디스크 등 여러 가지 디지털 정보 저장 장치의 원리와 구조를 이해하고, 자기 기록 카드 등의 전자기적 원리와 활용 방법을 이해한다.
④ 눈에서 색을 인식하는 세포의 특성과 빛의 3원색 사이의 관계를 이해하고, 이를 바탕으로 LCD 등 영상표현 장치와 디지털 카메라 등 영상 저장 장치의 원리와 구조를 과학적으로 이해한다.
⑤ 고체에 대한 에너지 띠구조를 바탕으로 도체, 부도체, 반도체의 차이를 이해하고, 초전도체와 액정 등 새로운 소재의 물리적 원리를 이해한다.
⑥ 반도체의 도핑과 반도체 소자의 전기적 특성을 통해 다이오드와 트랜지스터, 고집적 메모리의 구조와 활용 방법을 이해한다.
⑦ 고분자 물질의 구조와 특성을 바탕으로 합성섬유, 합성수지, 나노 물질 등 다양한 첨단 소재의 원리와 활용 방법을 이해한다.
⑧ 중요한 광물 자원의 생성 과정과 유형, 분포와 탐사 방법을 이해하고, 광물 자원의 여러 가지 활용 방법을 안다.
(2) 인류의 건강과 과학 기술
① 질소 고정의 의미와 비료의 생산, 농작물과 가축 개량을 위한 육종과 유전공학 기술, 식품의 안전성과 품질 개선 기술 등 식량 자원의 양과 질의 향상에 기여한 과학의 원리를 이해한다.
② 식량 자원의 지속적인 개발 및 확보와 관련하여 생태계와 생물 다양성의 가치를 이해하고, 종자은행의 중요성을 이해하며, 물의 소독, 살균, 세제의 사용이 인간 수명의 증가와 건강의 증진에 기여한 바를 이해한다.
③ 건강한 생활의 유지를 위해 필요한 세포의 물질 대사, 생장, 조직 형성 및 에너지 공급을 위한 영양소의 고른 섭취가 필요함을 알고, 일과 운동을 통하여 에너지가 소비되는 과정을 이해한다.
④ 병원체로 작용하는 박테리아와 바이러스의 특징 및 확산 방지에 관련된 백신과 면역 과정을 이해한다.
⑤ 청진기, 혈압계, 내시경과 MRI를 비롯한 첨단 영상 진단 장치 등 여러 가지 물리적 건강 검진 장치의 원리와 혈액 검사 등 화학적 진단의 원리를 이해한다.
⑥ 천연 의약품과 관련하여 생태계와 생물 다양성의 가치를 인식하고, 아스피린 등 합성 의약품의 중요성을 이해한다.
⑦ 암의 발생을 유전적.환경적 요인과 관련지어 이해하고, DNA 염기 서열과 단백질의 상세 구조에 대한 지식을 바탕으로 개발된 신약이 암의 진단과 치료에 활용되는 사례를 통하여 질병의 발생.진단.치료의 기본 원리를 이해한다.
(3) 에너지와 환경
① 에너지가 다양한 형태로 존재하고, 자연이나 일상생활에서 에너지가 다른 형태로 전환되는 과정에서 에너지가 보존되는 것을 이해한다.
② 지구의 가장 중요한 에너지원이 태양 에너지와 화석 연료임을 알고, 에너지를 빛, 열, 소리, 전기 등으로 전환시키는 기술을 바탕으로 인류 문명이 발전했음을 이해한다.
③ 에너지 전환 과정의 효율을 이해하고, 영구기관이 불가능함을 안다.
④ 지구의 에너지 순환 과정으로서 대기와 해양의 순환을 이해하고, 엘리뇨나 라니냐와 같은 해양 순환의 변화가 기후에 심각하게 영향을 미친다는 것을 이해한다.
⑤ 화석 연료의 사용을 산화와 환원 과정으로 이해하고, 화석 연료의 과다 사용에 따른 지구 온난화와 기후 변화를 이해한다.
⑥ 식물의 광합성을 이산화탄소의 환원 과정임을 탄소의 순환과 관련하여 설명하고 광합성에서 빛 에너지의 역할을 빛의 특성과 관련하여 이해한다.
⑦ 화석연료와 방사성 에너지 자원의 생성 과정을 이해하고, 에너지 자원의 고갈에 따른 문제를 이해한다.
⑧ 태양, 풍력, 조력, 파력, 지열, 바이오 등의 재생 에너지, 핵융합이나 수소와 같은 새로운 에너지 자원에 대해 알고, 에너지 자원의 활용을 지속가능한 발전의 관점에서 이해한다.
⑨ 태양전지, 연료전지, 하이브리드 기술의 기본적인 원리를 이해하고 이러한 기술의 필요성을 환경적 관점에서 이해한다.
물리1
(1) 시공간과 우주
㈎ 시간, 공간, 운동
① 시간을 측정하는 다양한 방법을 알고, 시간 표준의 의미와 확립과정을 이해한다.
② 거리와 위치 측정에 대한 다양한 방법을 알고, 길이 표준의 의미와 확립과정을 이해한다.
③ 속도, 가속도의 개념을 이해하고, 이를 바탕으로 1차원 등가속도 운동을 이해한다.
④ 뉴턴의 운동법칙을 1차원 운동에 적용하고, 스포츠 등에서 충격량과 운동량 변화의 관계를 이해한다.
⑤ 등가속도 운동에서 일-운동 에너지의 정리를 이해하고, 역학적 에너지가 보존되기 위해서는 퍼텐셜 에너지를 도입하는 것이 필요함을 안다.
㈏ 시공간의 새로운 이해
① 행성의 운동에 대한 케플러 법칙이 뉴턴의 중력 법칙을 만족하는 것을 이해한다.
② 빛의 속도일정, 시간지연, 길이수축, 동시성, 질량-에너지 동등성 등 특수 상대성 이론의 기본원리에 대해 이해한다.
③ 가속좌표계와 등가원리 등 일반상대성이론의 기본 원리에 대해 이해한다.
④ 항성의 질량이 크면 중력이 강해서 중력 렌즈 효과가 일어나고 블랙홀이 형성될 수 있음을 정성적으로 이해한다.
⑤ 상대성 이론을 바탕으로 현대의 우주 모형을 정성적으로 이해한다.
⑥ 4가지 상호작용과 기본입자에 대한 표준모형을 이해한다.
(2) 물질과 전자기장
㈎ 전자기장
① 정지한 전하 주위에는 전기장이 발생함을 전기력선의 개념을 이용하여 이해한다.
② 전기장 속의 도체에는 정전기 유도 현상이 발생하고, 부도체에서는 유전 분극이 발생함을 원자 모형으로 설명할 수 있다.
③ 전류 주위에 자기장이 발생함을 자기력선 개념을 이용하여 이해한다.
④ 자성(강자성, 반자성 등)이 전자의 스핀이나 궤도운동에 의해 생김을 이해한다.
⑤ 자기선속이 시간에 따라 변화할 때 유도기전력이 회로에 유도된다는 패러데이 법칙을 이해함으로써 유도 전류의 개념을 설명할 수 있다.
㈏ 물질의 구조와 성질
① 원자는 양자화된 에너지 준위를 가지고 있음을 알고, 들뜬 원자에서 빛의 방출이 불연속적 스펙트럼의 형태로 나타나게 됨을 이해한다.
② 에너지띠 이론을 정성적으로 이해하고, 전도성을 기준으로 도체, 반도체, 절연체 등의 차이를 안다.
③ 불순물 첨가를 통한 PN접합의 원리와 반도체 소자인 다이오드, LED, 트랜지스터 등의 작동원리를 이해한다.
④ 초전도체, 유전체, 액정 등 다양한 신소재의 기본 성질을 이해한다.
(3) 정보와 통신
㈎ 소리와 빛
① 파동의 특성과 관련하여 소리의 굴절, 반사, 회절 등을 이해하고 소리 정보의 활용, 초음파의 의미와 발생장치 및 실생활의 이용을 안다.
② 소리의 공명, 간섭을 이해하고, 음악적 화음과 소음의 차이 및 그 응용을 안다.
③ 소리가 마이크에서 전기신호로 변환되는 원리를 이해한다.
④ 광전효과를 이해하고, 여러 가지 광센서의 구조와 원리를 안다.
⑤ 눈에서 색채를 인식하는 과정과 빛의 3원색의 의미를 이해하고, 영상장치에서 색을 구현하는 과정을 안다.
㈏ 정보의 전달과 저장
① 전자기파의 스펙트럼을 이해하고, 각 파동의 영역별 파장의 크기와 파장별 쓰임새를 안다.
② 전자기파 발생과 안테나를 통한 수신과정을 이해하고, 이를 바탕으로 무선통신과 방송의 원리를 안다.
③ 전반사 현상을 이해하고, 광섬유에서 빛신호 전달을 통한 광통신 과정을 안다.
④ 저항, 축전기와 코일을 이용하여 전기신호의 진동수 및 크기를 조절하는 원리를 이해한다.
⑤ 전자기파 센서의 원리와 전자기파를 이용한 정보 인식 방법을 이해한다.
⑥ 정보 저장매체의 구조와 원리를 이해한다.
(4) 에너지
㈎ 에너지의 발생
① 유도전류를 이용하여 발전소에서 전기에너지를 만드는 방법을 이해한다.
② 전력 수송과정에서 열로 소모되는 에너지를 구하고, 소모 전력을 줄이는 방법을 안다.
③ 핵이 분열할 때와 융합할 때 질량 변화와 에너지 발생을 이해한다.
④ 원자로의 종류와 구조를 이해하고, 방사선이 인체에 미치는 영향에 대해 안다.
⑤ 반도체 소자로부터 태양 전지의 원리를 정성적으로 이해한다.
⑥ 연료전지, 태양광, 풍력, 조력 등 전기 에너지를 만드는 다양한 방법을 이해한다.
㈏ 힘과 에너지의 이용
① 지레의 원리를 응용한 힘의 전달을 이해하고, 돌림힘의 정의를 안다.
② 힘과 돌림힘의 평형을 이용하여 구조물의 안정성을 정량적으로 계산할 수 있다.
③ 유체에서 아르키메데스 법칙과 파스칼 법칙을 이해하고, 실생활과 산업에 대한 이용을 안다.
④ 베르누이 법칙을 이용하여 양력과 마그누스 힘을 이해하고, 항공기와 구기 운동에 대한 이용을 안다.
⑤ 열역학 법칙을 정성적으로 이해하고, 열기관의 작동원리와 열효율을 안다.
⑥ 열전달, 물질의 상태변화, 기상현상 등이 에너지의 전환과 이동에 의해 일어남을 이해한다.
⑦ 전동기, 조명기구, 전열기 등의 작동원리를 이해한다.
물리2
(1) 운동과 에너지
㈎ 힘과 운동
① 위치, 속도, 가속도를 벡터로 표현할 수 있다.
② 물체에 작용하는 힘이 주어졌을 때 운동변화를 정량적으로 이해한다.
③ 지표면 근처에서 일어나는 포물선운동과 원운동을 분석할 수 있다.
④ 2차원에서 운동량 보존 개념을 이용하여 충돌 현상을 설명할 수 있다.
⑤ 가속좌표계 안에서 관성력을 도입하여, 가속좌표계 안에서의 물체의 운동을 설명할 수 있다.
⑥ 단진동의 의미와 진자의 주기에 영향을 주는 변인을 이해한다.
㈏ 열에너지
① 절대온도, 섭씨온도와 화씨온도의 차이를 이해한다.
② 기체의 내부에너지와 온도, 압력 등을 분자 운동의 개념으로 이해한다.
③ 이상기체의 의미와 상태 방정식을 이해한다.
④ 열과 일의 출입에 따른 여러 가지 열역학 과정을 이해한다.
⑤ 엔트로피의 의미와 열역학 제2법칙을 이해한다.
(2) 전기와 자기
㈎ 전하와 전기장
① 전기장, 전기력선, 전위의 관계를 이해하고, 전기쌍극자의 의미를 안다.
② 평행판 축전기의 전기장과 전기용량의 관계를 이해한다.
③ 평행판 축전기의 전기용량을 변화시키기 위한 유전체의 역할을 이해한다.
④ 평행판 축전기의 직렬연결과 병렬연결을 이해하고, 저장된 에너지를 안다.
㈏ 전류와 자기장
① 전류에 의해 자기장이 생성됨을 알고, 직선전류와 원형전류 주위의 자기장을 안다.
② 전류가 흐르는 도체에 작용하는 자기력이나 평행한 도선 사이에 작용하는 힘을 이해한다.
③ 패러데이 법칙을 이용하여 자기선속이 시간에 따라 변화할 때 회로에 유도되는 기전력을 구할 수 있다.
④ 자기장 속에서 운동하는 전하가 받는 로렌츠 힘을 안다.
⑤ 원형전류에 의한 자기쌍극자 모형을 이해하고, 이를 통해 자석의 원리를 설명할 수 있다.
⑥ 코일에 흐르는 전류가 변할 때 자체유도와 상호유도를 이해하고, 변압기의 원리를 안다.
⑦ RLC 회로에서 전자기진동이 발생하는 과정을 정성적으로 이해한다.
(3) 파동과 빛
㈎ 파동의 발생과 전달
① 파동을 진폭, 파장, 진동수, 파동속도의 함수로 표현할 수 있다.
② 중첩의 원리와 호이겐스의 원리에 따라 파동이 진행하는 현상을 이해한다.
③ 정상파와 공명, 굴절과 반사, 회절과 간섭 등 파동의 성질에 대해 이해한다.
④ 도플러 효과를 이해하고 충격파가 발생하는 이유를 안다.
(나) 빛의 이용
① 거울과 렌즈에 의해 상이 맺히는 원리를 이해하고, 광학기기의 구조와 원리를 안다.
② 엑스선, 감마선, 마이크로파와 같은 여러 전자기파가 실생활에서 사용되는 예를 들 수 있다.
③ 레이저의 원리와 종류를 이해한다.
④ 편광의 원리와 응용에 대해 이해한다.
(4) 미시세계와 양자현상
㈎ 물질의 이중성
① 흑체복사에 대하여 빈 법칙, 슈테판-볼츠만 법칙 등이 만족됨을 알고 플랑크의 양자설을 이해한다.
② 광전효과와 컴프턴 산란을 통하여 빛의 입자성을 이해한다.
③ 드브로이의 물질파 이론과 데이비슨-저머 실험을 통하여 입자의 파동성을 이해한다.
④ 전자의 속도에 따른 물질파의 파장을 구하고, 전자현미경의 분해성능을 이해한다.
㈏ 양자물리
① 불확정성의 원리에 따르면 미시세계의 현상은 고전역학으로 설명될 수 없음을 이해한다.
② 슈뢰딩거 방정식을 알고, 그 해인 파동함수와 에너지 준위의 의미를 정성적으로 이해한다.
③ 원자에서 전자의 파동함수에 따른 확률 분포를 이해한다.
④ 양자터널 효과와 STM에 대해 정성적으로 이해한다.
화학1
⑴ 화학의 언어
① 불의 발견, 철의 이용, 암모니아의 합성, 화석 연료의 이용 등의 화학 반응이 인류 문명 발전에 기여했다는 사실을 이해한다.
② 인류 문명과 생명에 기여한 화학 반응에 관련된 산소, 수소, 물, 이산화탄소, 포도당 등의 간단한 물질을 소재로 원소, 화합물, 원자, 분자의 개념을 이해한다.
③ 원소 분석을 통하여 여러 가지 화합물의 조성을 확인하여 화학식과 분자의 구조를 밝혀내는 과정을 설명할 수 있다.
④ 아보가드로 수와 몰의 의미를 이해한다.
⑤ 여러 가지 화학 반응을 화학 반응식으로 나타낼 수 있고, 원자량과 분자량 등을 이용해서 화학 반응에서의 양적 관계를 알 수 있다.
⑵ 개성 있는 원소
① 원자가 양성자, 중성자, 전자로 구성되어 있음을 알고, 지구에서 가장 흔하게 존재하는 H, C, N, O, Fe 등과 같은 원자의 공통점과 차이점을 설명할 수 있다.
② 원소의 기원, 핵 반응 및 방사성 동위원소의 특성을 이해한다.
③ 보어 모형을 이용하여 수소의 선스펙트럼과 에너지 준위를 설명하고, 대표적인 원자의 유효 핵전하 차이를 안다.
④ 오비탈과 스핀 개념을 이해하고, 배타 원리, 훈트 규칙, 쌓음 원리를 적용하여 다 전자 원자의 전자 배치를 설명할 수 있다.
⑤ 주기율표에서 원자가전자의 수, 원자 반지름, 이온화 에너지, 전기 음성도 등 원자의 성질이 주기적으로 변화됨을 설명할 수 있다.
⑶ 아름다운 분자 세계
① 흑연과 다이아몬드, 풀러렌과 나노 튜브 등의 다양한 분자의 구조를 이해하고, DNA 이중나선 구조의 특성과 기능을 이해한다.
② 물과 용융 NaCl의 전기분해 비교 등을 통해 화학 결합의 전기적 성질을 설명할 수 있다.
③ 비활성 기체의 전자 구조를 통해 옥텟 규칙을 이해하고, 옥텟 규칙으로 화학 결합을 설명할 수 있다.
④ 간단한 분자들의 루이스 구조를 통해 공유 결합의 성질과 쌍극자 모멘트와 관련된 결합의 극성을 설명할 수 있다.
⑤ 전자쌍 반발 이론을 통해 분자의 구조를 설명하고, 분자의 극성과 끓는점 등 물리적, 화학적 성질이 분자 구조와 관계가 있다는 사실을 이해한다.
⑥ 탄소화합물의 다양성과 구조적 특징을 이해한다.
⑷ 닮은꼴 화학반응
① 광합성과 호흡, 철광석의 제련과 철의 부식이 산소에 의한 화학적 산화.환원 반응임을 이해한다.
② 질소와 수소의 반응에 의한 암모니아의 합성이 전자 이동에 의한 산화.환원 반응임을 이해한다.
③ 이산화탄소, 물, 메탄, 암모니아에서 화학 결합을 하고 있는 원자들 사이의 전기 음성도 차이로부터 각 원소의 산화수를 설명할 수 있다.
④ 산과 염기가 원소의 산화와 환원에 의해 만들어진다는 사실을 이해한다.
⑤ 산과 염기의 중화 반응을 이해한다.
⑥ 암모니아, 아미노산, 핵산과 같은 산과 염기의 화학적 특성을 이해한다.
⑦ 확장된 옥텟 규칙으로 DNA에서 인산의 구조와 역할을 설명하고, A, T, G, C 염기의 수소 결합을 설명할 수 있다.
화학2
⑴ 다양한 모습의 물질
① 여러 가지 분자 간 상호 작용을 이해하고, 분자 간 상호 작용의 크기와 끓는점의 관계를 안다.
② 기체의 온도, 압력, 부피 사이의 관계 및 기체 분압의 의미를 설명하고, 이상 기체 상태 방정식을 이해한다.
③ 온도에 따른 기체 분자 운동의 특성을 이해하고, 확산 속도와 분자량의 관계를 설명할 수 있다.
④ 물의 분자 구조와 수소 결합의 특성을 이용하여 물의 밀도, 열용량, 표면장력, 모세관 현상 등의 성질을 설명하고, 기상 현상, 식물의 물 흡수 등 자연 및 생명 현상을 설명할 수 있다.
⑤ 고체의 종류를 설명하고, 금속의 결합 특성과 결정 구조를 설명할 수 있다.
⑥ 고체, 액체, 기체 사이의 상변화를 설명한다.
⑦ 용액의 다양한 농도의 개념을 이해하고, 실험 결과를 정량적으로 표현할 수 있다.
⑧ 묽은 용액의 증기압 내림, 끓는점 오름, 어는점 내림, 삼투압 등 총괄성에 대해 설명할 수 있다.
⑵ 물질 변화와 에너지
① 화학 반응을 통해 열이 발생하거나 흡수됨을 설명할 수 있다.
② 엔탈피와 결합 에너지의 관계를 설명하고, 헤스의 법칙을 설명할 수 있다.
③ 화학 반응에서 에너지가 보존됨을 설명할 수 있다.
④ 엔트로피의 의미를 정성적으로 설명하고, 고립계에서 자발적 변화와 엔트로피의 관계를 설명할 수 있다.
⑤ 일정한 온도, 압력에서 자유 에너지의 의미를 정성적으로 이해하고, 자유 에너지가 줄어드는 방향으로 자발적 변화가 일어남을 설명할 수 있다.
⑥ 온도에 따라 자발적 변화의 방향이 달라질 수 있다는 사실을 통해서 온도에 따른 물질의 상변화를 설명할 수 있다.
⑶ 화학 평형
① 일정한 온도, 압력에서 화학 평형을 자유 에너지의 변화가 없는 상태로 설명할 수 있다.
② 가역 반응에서 동적 평형의 상태를 이해하고, 평형 상수를 이용해서 반응의 진행 방향을 예측할 수 있다.
③ 농도, 압력, 온도가 변함에 따라 화학 평형이 이동함을 관찰하고 이를 설명할 수 있다.
④ 고체, 액체, 기체 사이의 동적 평형과 증기압의 의미를 이해하고 온도와 압력에 따른 물질의 상태를 도표로 나타낼 수 있다.
⑤ 용해 평형에서 용해도를 열역학적 관점에서 설명하고 온도와 압력에 따라 용해도 가 변한다는 사실을 설명할 수 있다.
⑥ 산-염기 중화 반응에서의 양적 관계를 설명할 수 있고, 공통이온 효과, 염의 가수 분해에 의해 만들어진 용액의 특성을 설명할 수 있다.
⑦ 이온화도와 이온화 상수를 이용하여 산과 염기의 상대적 세기를 설명할 수 있다.
⑧ 화학 전지, 연료 전지, 전기 분해의 원리를 산화-환원 반응으로 설명하고, 전기량과 반응의 진행 정도와의 관계를 설명할 수 있다.
⑨ 자유 에너지를 통해 산화-환원 반응의 전위차를 설명할 수 있다.
⑷ 화학 반응 속도
① 실생활에서 경험하는 화학 반응의 속도가 매우 다양하다는 사실을 설명할 수 있다.
② 화학 반응 속도를 반응 물질의 농도로 표현할 수 있음을 설명할 수 있다.
③ 반응 속도의 농도 의존도가 다양하다는 사실을 이해하고, 반감기를 정의할 수 있는 경우도 있음을 설명할 수 있다.
④ 반응 속도가 온도에 따라 민감하게 변한다는 사실을 이해한다.
⑤ 반응 속도가 반응 과정에서 극복해야 할 에너지 장벽에 따라 결정됨을 인식한다.
⑥ 촉매를 이용해서 에너지 장벽의 크기를 변화시켜 반응 속도를 변화시킬 수 있음을 이해하고, 촉매의 종류를 설명할 수 있다.
⑦ 촉매가 효소의 경우처럼 생명 현상뿐만 아니라 암모니아와 고분자 등의 산업적 합성에서도 중요한 역할을 한다는 사실을 설명할 수 있다.
⑸ 인류 복지와 화학
① 화학이 의약품 개발, 인간과 환경에 더 안전한 녹색 화학과 물의 광분해의 연구 등을 통해 인류의 복지와 미래를 위해 핵심적인 역할을 한다는 사실을 설명할 수 있다.
생명과학1
(1) 생명 과학의 이해
과학자의 탐구와 관련지어 생명 현상의 특징에 대해 포괄적으로 이해한다.
㈎ 생물이 나타내는 생명 현상의 특징을 이해한다.
㈏ 생물체의 구성 체제를 설명할 수 있다.
㈐ 생명 과학 지식이 과학자의 탐구를 통해 구성되었음을 이해한다.
(2) 세포와 생명의 연속성
유전자의 전달을 통한 생명의 연속성을 세포분열, 염색체 행동, 유전 현상과 관련지어 이해한다.
㈎ 세포와 세포분열
① DNA, 유전자, 염색체의 관계를 이해한다.
② 세포 주기와 세포 분열을 염색체의 행동과 관련지어 안다.
③ 감수분열에서의 염색체 행동을 유전자와 관련지음으로써 생명의 연속성을 이해한다.
㈏ 유전
① 멘델 법칙을 바탕으로 유전의 기본 원리를 이해한다.
② 사람의 여러 가지 유전 현상을 설명할 수 있다.
③ 염색체 이상과 유전자 이상으로 인한 현상을 이해한다.
(3) 항상성과 건강
세포가 생명활동을 하는데 필요한 물질 및 에너지의 출입과 관련하여 우리 몸의 각 기관계의 작용을 통합적으로 이해한다.
㈎ 생명활동과 에너지
① 세포의 생명활동을 안다.
② 소화, 순환, 호흡, 그리고 배설의 의미를 양분의 흡수 및 에너지 출입과 관련하여 설명할 수 있다.
③ 각 기관계의 작용을 통합적으로 이해한다.
㈏ 항상성과 몸의 조절
① 신경계의 기능을 몸의 조절 작용과 관련하여 설명할 수 있다.
② 흥분의 전도와 전달을 이해한다.
③ 근수축 운동의 원리를 이해한다.
④ 신경과 호르몬에 의한 체온 조절과 혈당량 조절 원리를 설명할 수 있다.
⑤ 신장에서 삼투압 조절 과정을 안다.
㈐ 방어 작용
① 질병을 일으키는 미생물인 병원체에 대해 설명할 수 있다.
② 병원체에 대항하는 우리 몸의 1차 방어 작용을 이해한다.
③ 항원-항체 반응에 의한 면역 작용을 이해한다.
(4) 자연 속의 인간
자연 속의 한 생물로서 인간이 갖는 환경과의 상호 관계를 생태계 차원에서 이해하고, 생태계 보전의 필요성을 안다.
㈎ 생태계의 구성과 기능
① 생물과 환경과의 상호 관계를 설명할 수 있다.
② 개체군과 군집의 특성을 이해한다.
③ 생태계에서 물질의 순환과 에너지 흐름을 설명할 수 있다.
㈏ 생물의 다양성과 환경
① 생물 다양성의 중요성을 이해하고 생태계 보전 방법을 안다.
② 생물 다양성과 관련하여 생물 자원의 이용과 개발의 필요성을 인식한다.
③ 환경 보호의 필요성을 지속가능한 발전과 연계해서 설명할 수 있다.
생명과학2
⑴ 세포와 물질 대사
세포의 물질대사가 효소를 이용한 화학반응에 의해 이루어지며, 이에 필요한 에너지 공급이 생체막을 통한 에너지 전환과 관련됨을 이해한다.
㈎ 세포의 특성
① 세포소기관들이 기능적으로 유기적인 관계를 이루고 있음을 이해한다.
② 원핵 세포와 진핵 세포의 차이점을 설명할 수 있다.
③ 확산, 삼투, 능동 수송 등 세포막을 통한 물질 출입 현상을 이해한다.
④ 효소의 구조와 특성을 이해한다.
㈏ 세포와 에너지
① 미토콘드리아와 엽록체의 구조와 기능을 안다.
② 세포 호흡의 해당 과정, TCA 회로, 광합성의 암반응이 효소에 의한 화학반응임을 이해한다.
③ 세포 호흡의 전자전달계와 광합성의 명반응이 생체막을 통한 에너지 전환 과정임을 이해한다.
④ 발효를 실생활과 관련지어 이해한다.
⑵ 유전자와 생명 공학
생물의 형질 발현을 유전 정보의 특성, 유전자 발현 및 조절과 관련지어 이해하고, 생명공학 기술을 유전자에 관한 지식과 관련지어 설명할 수 있다.
㈎ 유전자와 형질 발현
① 핵산의 구성 성분과 DNA의 구조 및 복제 과정을 이해한다.
② 유전자로부터 단백질이 합성되는 과정을 이해한다.
③ 원핵세포와 진핵세포에서 나타나는 유전자 발현의 조절 과정을 이해한다.
④ 세포 분화와 기관 형성을 유전자의 발현과 관련지어 이해한다.
㈏ 생명 공학
① 재조합 DNA, 단일 클론 항체, PCR, 인간유전체 사업, 줄기세포, 장기이식 등 생명 공학 기술의 원리를 이해한다.
② 생명 공학의 발달 과정과 가능성 및 사회적 쟁점을 인식한다.
⑶ 생물의 진화
지구상에서 생명체의 기원부터 현재의 다양한 생물로 진화된 과정과 이에 대한 설명으로서 진화의 원리를 이해한다.
㈎ 생명의 기원과 다양성
① 원시 세포의 탄생 과정을 이해한다.
② 진핵 생물의 출현 과정을 이해한다.
③ 다양한 생물의 특징을 생물의 진화와 관련하여 설명할 수 있다.
④ 현재 지구에서 살고 있는 다양한 생물들을 진화와 관련하여 분류할 수 있음을 이해한다.
㈏ 진화의 원리
① 개체군 내의 다양한 변이 사이에서 일어나는 경쟁과 자연선택으로 진화를 설명할 수 있다.
② 집단의 유전적 평형과 유전자 풀의 변화로 진화를 설명할 수 있다.
③ 종의 분화 과정을 이해한다.
지구과학1
⑴ 소중한 지구
㈎ 행성으로서의 지구
① 태양계에서 생명체가 살기 위한 조건을 갖춘 유일한 행성으로서 지구의 소중함을 이해한다.
② 지구계를 구성하는 각 권 내의 현상들(오존층, 자기권 등)이 생명 유지에 기여함을 이해한다.
③ 에너지의 순환 및 물질 교환의 관점에서 지구계를 구성하는 각 권의 상호작용을 이해한다.
㈏ 지구의 선물
① 지하자원의 개발과 이용에 대한 예와 경제적 가치를 설명한다. 지하자원의 생성 과정과 개발 과정을 알고, 그것의 활용 사례와 경제적 가치를 설명할 수 있다.
② 자원으로서 토양의 중요성을 알고, 다양한 토양의 생성 과정 및 토양 유실저하 요인과 이에 대한 방지 대책을 제시한다.
③ 대기와 물이 생물권에 작용하는 영향과 중요성을 이해한다.
④ 하천수, 지하수, 빙하 등의 형성과정과 분포를 이해하고, 이에 따른 자연 환경과 인간 생활환경의 관계를 이해한다.
⑤ 해양에서 얻을 수 있는 에너지, 물질, 식량 자원의 종류와 분포를 알고 해양 개발의 중요성을 이해한다.
첨부
[2009+개정_2011]초등학교.pdf
[2009+개정_2011]중학교.pdf
[2009+개정_2011]고등학교.pdf
교육과학기술부
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