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통상 ‘과학Ⅱ’ 단계의 과목이자 이 과목과 <전자기와 양자>에 해당하는 내용이 통합 구성되었던 지난 교육과정의 과목에 대한 내용은 2015 개정 교육과정/과학과/고등학교/물리학Ⅱ 문서, 표제어를 이루는 일반적인 뜻 중 첫째에 대한 내용은 역학 문서
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| ※ 고급 물리학 · 고급 화학 · 고급 생명과학 · 고급 지구과학 및 실험 과목은 과학 계열 선택 과목으로 분류되었다(해당 둘러보기 틀 참고). ※ 초등학교 · 중학교 내용은 해당 링크를 클릭하여 열람하시오. ■ 이전 교육과정: 2015 개정 교육과정 고등학교 과학과 과목 | ||||||
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| 2028학년도 ~ | 통합사회 · 통합과학 (상대평가) (문항 수, 시험 시간 미정) | |||||
1. 개요
- 2022 개정 교육과정 고등학교 과학과의 ‘진로 선택 과목’으로, 행정상 약칭은 ‘12역학’이다.
- 기본 학점(舊 시수)은 각각 4학점(한 학기 분량)이며, 1학점 범위 내에서 증감하여 편성⋅운영할 수 있다.
- 내신 평가 방식은 상대평가로, 득점이 높은 순으로 1등급(10%), 2등급(24%, 누적34%), 3등급(32%, 누적66%), 4등급(24%, 누적90%), 5등급(10%, 누적100%)로 구분 등급을 매긴다.
- 2028 대학입시제도 개편의 대학수학능력시험 탐구 영역 선택과목 폐지 및 통합과학으로 단일화함에 따라, 이전과 달리 시험 범위에서 제외됐다.
- 교과용도서가 인정도서[1]로 발행되었고 인정 합격을 받은 민간출판사는 미래엔, 천재교과서, 비상교육, 동아출판이다(4종).
- 이번 교육과정의 기본 기조였던 '성취 기준 대강화'로 인해, 민간출판사별로 다루는 개념이나 서술 차이가 커진 편이다. 학교 현장에서는 이를 교차적으로 확인하여 교과용도서를 선정할 필요성이 생겼다.
2. 성격 및 목표
===# 성격 #===‘역학과 에너지’는 물리학의 학문적 소양을 갖추고 더불어 살아가는 창의적인 사람을 육성하기 위한 과목이다. ‘역학과 에너지’에서는 역학의 기본 법칙을 이해하고 다양한 물체의 운동 및 열 현상과 열기관, 탄성파 등에 대해 학문적 흥미와 호기심을 갖도록 하며, 물리학 탐구 능력과 과학적 태도를 함양하여, 자연과 일상생활에서 접하게 되는 다양한 물리 현상에 대한 의문점들을 과학적이고 창의적으로 해결하는 물리학의 학문적 소양을 기르는 데 중점을 둔다.
‘역학과 에너지’는 초중학교 ‘과학’부터 고등학교 ‘통합과학1, 2’까지 다룬 물리학의 기초 개념을 바탕으로 구성되며, 일반선택 과목인 ‘물리학’과 진로선택 과목 ‘전자기와 양자’ 및 융합선택 과목 ‘과학의 역사와 문화’, ‘융합과학 탐구’와 긴밀한 연계를 가진다. ‘역학과 에너지’는 힘과 에너지 등 과학의 기초 개념을 다루기 때문에 모든 자연과학 계열 진로, 특히 기계, 항공, 조선, 건축, 토목, 음향 등과 같이 거시 수준에서 물체의 거동을 다루는 공학 계열 진로와 관련 있다.
‘역학과 에너지’는 시공간과 운동, 열과 에너지, 탄성파와 소리 영역으로 구성된다. 시공간과 운동 영역에서는 지표면에서 운동하는 물체와 인공위성 및 행성의 운동을 중력의 관점에서 살펴보고 중력으로 인해 시공간이 휘어져 나타나는 현상을 다룬다. 열과 에너지 영역에서는 다양한 열 현상과 열기관의 특성을 에너지 개념을 바탕으로 다루고 열역학 법칙의 적용을 주요 내용으로 한다. 탄성파와 소리 영역에서는 매질을 통한 에너지의 전파 과정과 파동의 투과와 반사 현상에 대한 기본적인 이해, 음파의 간섭과 도플러 현상의 실생활 이용 및 악기의 원리 등을 다룬다.
미래 사회는 첨단 과학기술을 기반으로 혁신적인 융복합 영역이 창출되는 사회로, 과학적 문제해결력과 창의성을 발휘하는 전문가 집단과 과학적 소양을 갖춘 시민이 함께 이끄는 사회이다. ‘역학과 에너지’에서는 다양한 탐구 중심의 학습을 통해 지식⋅이해, 과정⋅기능, 가치⋅태도의 세 차원을 상호보완적으로 함양함으로써 영역별 핵심 아이디어에 도달하고, 행위 주체로서 갖추어야 할 과학적 소양을 기를 수 있을 것이다.
‘역학과 에너지’는 초중학교 ‘과학’부터 고등학교 ‘통합과학1, 2’까지 다룬 물리학의 기초 개념을 바탕으로 구성되며, 일반선택 과목인 ‘물리학’과 진로선택 과목 ‘전자기와 양자’ 및 융합선택 과목 ‘과학의 역사와 문화’, ‘융합과학 탐구’와 긴밀한 연계를 가진다. ‘역학과 에너지’는 힘과 에너지 등 과학의 기초 개념을 다루기 때문에 모든 자연과학 계열 진로, 특히 기계, 항공, 조선, 건축, 토목, 음향 등과 같이 거시 수준에서 물체의 거동을 다루는 공학 계열 진로와 관련 있다.
‘역학과 에너지’는 시공간과 운동, 열과 에너지, 탄성파와 소리 영역으로 구성된다. 시공간과 운동 영역에서는 지표면에서 운동하는 물체와 인공위성 및 행성의 운동을 중력의 관점에서 살펴보고 중력으로 인해 시공간이 휘어져 나타나는 현상을 다룬다. 열과 에너지 영역에서는 다양한 열 현상과 열기관의 특성을 에너지 개념을 바탕으로 다루고 열역학 법칙의 적용을 주요 내용으로 한다. 탄성파와 소리 영역에서는 매질을 통한 에너지의 전파 과정과 파동의 투과와 반사 현상에 대한 기본적인 이해, 음파의 간섭과 도플러 현상의 실생활 이용 및 악기의 원리 등을 다룬다.
미래 사회는 첨단 과학기술을 기반으로 혁신적인 융복합 영역이 창출되는 사회로, 과학적 문제해결력과 창의성을 발휘하는 전문가 집단과 과학적 소양을 갖춘 시민이 함께 이끄는 사회이다. ‘역학과 에너지’에서는 다양한 탐구 중심의 학습을 통해 지식⋅이해, 과정⋅기능, 가치⋅태도의 세 차원을 상호보완적으로 함양함으로써 영역별 핵심 아이디어에 도달하고, 행위 주체로서 갖추어야 할 과학적 소양을 기를 수 있을 것이다.
===# 목표 #===
역학 및 에너지가 관련되는 다양한 자연 현상과 일상생활의 경험에 대하여 흥미와 호기심을 가지고 탐구하여 자연의 신비와 아름다움을 인식하고, 물리학의 핵심 개념에 대한 이해와 탐구 역량, 과학적 태도를 함양하여 과학기술과 관련된 진로를 선택하기 위해 필요한 역량을 기른다.
(1) 자연 현상과 일상생활에 대한 흥미와 호기심을 바탕으로 역학과 에너지와 관련된 개인과 사회의 문제를 인식하고, 이를 과학적으로 해결하려는 태도를 기른다.
(2) 과학의 탐구 방법을 이해하고 역학과 에너지와 관련된 문제를 과학적으로 탐구하는 능력을 기른다.
(3) 자연 현상과 일상생활을 과학적으로 탐구하여 역학과 에너지의 핵심 개념을 이해한다.
(4) 과학과 기술 및 사회의 상호 관계를 이해하고 이를 바탕으로 개인과 사회의 문제해결에 민주 시민으로서 참여하고 실천하는 능력을 기른다.
3. 성취 기준
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3.1. (1) 시공간과 운동
| 성취 기준 | ||
| [12역학01-01] 물체에 작용하는 여러 가지 힘의 합력을 구하여 물체의 운동을 정량적으로 예측할 수 있다. [12역학01-02] 뉴턴 운동 법칙을 이용하여 물체의 포물선 운동을 정량적으로 설명하고, 포물선 운동에서의 역학적 에너지를 구할 수 있다. [12역학01-03] 물체에 작용하는 힘의 방향에 따라 물체의 운동 방향이 변할 수 있음을 원운동 등 다양한 예를 들어 설명할 수 있다. [12역학01-04] 케플러 법칙으로부터 중력의 존재가 밝혀지는 과학사적 배경을 이해하고, 중력을 이용하여 인공위성과 행성의 운동을 분석하고 설명할 수 있다. [12역학01-05] 역학적 에너지 보존을 이용하여 행성에 따라 탈출 속도가 다름을 이해하고, 운동량 보존을 이용하여 우주선이 발사되어 궤도에 오르는 원리를 설명할 수 있다. [12역학01-06] 등가 원리와 시공간의 휘어짐으로 인해 블랙홀과 중력 시간 지연이 나타남을 이해하고, 일반 상대론에 흥미를 느낄 수 있다. | ||
| {{{#!folding ■ 탐구 활동 | • 스마트폰을 이용하여 다양한 놀이 기구의 운동 분석하기 • 포물선 운동을 하는 물체의 동영상을 분석하여 역학적 에너지 보존 확인하기 • 행성 관측 데이터를 이용하여 케플러 법칙 확인하기 | }}} |
| {{{#!folding ■ 성취기준 해설 | • [12역학01-01] 마찰력, 장력, 수직항력 등 물체에 작용하는 여러 가지 힘은 2차원 평면상에서 작용하는 힘으로만 다루도록 제한하고, 벡터의 합성을 통해 힘의 합력을 구하여 물체의 운동 예측에 활용할 수 있게 한다. • [12역학01-04] 태양과 행성 사이의 중력이 구심력이 됨을 이용하여 케플러 법칙을 설명할 수 있으며, 이러한 과학적 사고가 중력의 존재를 설명하는 데 과학사적으로 활용되었음을 이해하게 한다. 인공위성과 천체의 운동은 원운동에만 한정하여 정량적으로 설명하게 하며, 타원 운동에 대한 정량적인 설명은 도입하지 않는다. • [12역학01-05] 탈출 속도의 차이로 인해 행성별로 대기의 구성이 다름을 정성적으로 소개하고, 우주선이 발사되어 궤도에 오르는 원리를 정량적으로 다루지 않고 뉴턴 운동 법칙과 운동량 보존 법칙을 이용하여 정성적으로 설명한다. • [12역학01-06] 중력 질량과 관성 질량의 등가 원리 및 시공간의 휘어짐에 대한 기초적인 설명과 함께, 탈출 속도의 의미로부터 블랙홀의 의미를 기초적으로 설명하고, 위성 항법 장치(GPS) 시간 보정 등 중력 시간 지연이 실생활에서 활용되는 사례를 찾을 수 있게 한다. | }}} |
| {{{#!folding ■ 성취기준 적용 시 고려사항 | • 중학교 1∼3학년군 ‘힘의 작용’, 고등학교 ‘통합과학1’의 시스템과 상호작용, ‘물리학’의 힘과 에너지와 연계된다. • 물체의 다양한 운동을 센서, 동영상 분석, 공공 데이터 활용 등을 통해 정량적으로 분석함으로써 데이터를 활용한 탐구 활동이 이루어지도록 한다. | }}} |
| {{{#!folding ■ 여담 · 변경된 점 | • 벡터합으로 알짜힘을 구해 2차원에서의 운동을 분석하는 부분은 같으며, '여러 가지 운동'이 물리학Ⅰ에서 이 단원으로 이동되면서 알짜힘에 따른 속력 및 운동 변화를 분석하는 것이 가능해졌다.[2] • 이전에는 포물선 운동의 본질적인 개념과 그에 따른 역학적 에너지의 보존 관련 내용을 분리해서 다뤘으나, 미래엔 교과서 기준으로는 통합하여 서술하는 쪽으로 바뀌었다. • 만유인력(중력)에 의한 위치 에너지 [math(E_p=-\dfrac{GMm}{r})][3]을 적용하여 탈출 속력을 설명하는 서술 방식이 부활하였고, 우주선을 높은 곳에서 차례로 분리하는 이유를 운동량 보존으로 설명하는 부분이 추가되었다. • 단진자의 주기 공식이 삭제되었다. 비상교육 교과서에서는 아예 언급이 없으나, 미래엔 교과서에서는 '진자의 운동'이라는 개념하에 최고점, 최저점에 따라 물리량이 어떻게 바뀌는지 정성적으로 다룬다. • 미래엔 교과서에서는 시간 지연에 관한 내용을 고전역학과 근의 공식을 활용하여 서술하였고, 블랙홀에 관하여 슈바르츠실트 반지름을 소개하였다. | }}} |
3.2. (2) 열과 에너지
| 성취 기준 | ||
| [12역학02-01] 건축을 포함한 다양한 열에너지 관련 기술에 단열, 열팽창 등이 활용된 예를 조사함으로써 과학의 유용성에 대한 가치를 인식할 수 있다. [12역학02-02] 열에 의한 물질의 상태 변화를 이해하고, 이상 기체의 온도, 압력, 부피의 관계를 설명할 수 있다. [12역학02-03] 계에 가해진 열이 계의 내부 에너지를 변화시키거나 외부에 일을 할 수 있음을 이해하고, 일상생활 속의 예를 찾음으로써 흥미를 느낄 수 있다. [12역학02-04] 다양한 열기관에서의 순환 과정과 열효율을 설명하고, 열기관의 개발과 활용이 인류 공동체에 미친 영향을 산업발전과 환경 측면에서 평가할 수 있다. [12역학02-05] 열의 이동, 기체의 확산과 같은 비가역 현상을 엔트로피를 이용하여 설명할 수 있다. | ||
| {{{#!folding ■ 탐구 활동 | • 단열재의 종류에 따른 보온/보냉 효과 비교하기 • 센서를 이용하여 기체의 압력, 부피, 온도 관계 분석하기 | }}} |
| {{{#!folding ■ 성취기준 해설 | • [12역학02-01] 고체뿐만 아니라 액체, 기체와 같은 유체에서 열이 전도, 대류, 복사 등의 방법으로 전달되는 과정을 이해하고, 냉난방을 위한 건축물의 단열재 및 건축물의 구조 등 실생활에 활용되는 사례를 조사하고 설명할 수 있게 한다. • [12역학02-02] 물질의 고유한 특성인 비열과 잠열을 정량적으로 이해할 수 있게 하고, 이상 기체 법칙을 실생활에서의 다양한 열 현상에 적용할 수 있게 한다. • [12역학02-03] 등압 과정, 등적 과정, 등온 과정 등 다양한 열역학 과정을 통해 이상 기체에 가해진 열과 일, 내부 에너지의 변화 등 열역학 제1법칙의 기초를 이해할 수 있게 하고, 열역학 제1법칙이 에너지 보존 법칙의 다른 표현임을 이해할 수 있게 한다. | }}} |
| {{{#!folding ■ 성취기준 적용 시 고려사항 | • 중학교 1∼3학년군 ‘열’, 고등학교 ‘통합과학2’의 환경과 에너지, ‘물리학’의 힘과 에너지와 연계된다. • 열기관 등에서의 열 현상의 정량적인 계산은 지양하고, 다양한 사례를 통하여 열역학 법칙의 활용 및 열효율을 높이기 위한 인류의 노력을 조사하게 하고, 특히 열의 활용으로 인한 지구온난화 등 지구 환경 문제 사이의 관계를 인식하게 한다. • 변인 간의 간단한 관계를 확인하는 실험보다는 학생의 흥미를 북돋고 창의적 설계를 유도할 수 있는 탐구 활동을 진행하도록 한다. | }}} |
| {{{#!folding ■ 여담 · 변경된 점 | • 열역학의 도입부를 이루는 열전달, 열팽창 계수에 관한 관계식이 2009 개정 물리Ⅱ 때처럼 다시 포함됐다. 비열, 열용량에 관한 관계식도 포함되었고, 잠열(숨은열) 개념에 관한 관계식도 새롭게 추가됐다. 잠열 기호는 [math(L)]로 쓰는 것으로 확인됐다. 열의 일당량 개념은 일반 선택 과목 물리학으로 이동됐다. • 기체의 압력과 이상 기체 법칙의 개념이 2009 개정 물리Ⅱ 때와는 다소 다른 방식으로 재추가됐다. 미래엔 교과서에서는 보일·샤를 법칙이나 기체 상수와 같은 화학Ⅱ급으로 상세하게 서술됐다. • 열역학 과정과 열역학 제1 법칙 등 기존 물리학Ⅰ에서 다루던 내용들이 이동되었고, 이상기체 상태 방정식, 열역학 과정에 따른 그래프 파악 등을 다룬다. 열기관 관련 내용은 일반 선택 과목 <물리학>과 중복된다. 앞서 언급했던 2009 개정 물리Ⅱ와 전반적인 구성이 유사하다. 다만 평균 분자 운동 에너지를 통해 이상 기체 상태 방정식을 증명하는 과정은 생략되었기 때문에 [math(U=\frac{3}{2}Nk_B T)]와 같이 내부 에너지가 특정한 어느 값을 계수로 가짐을 증명할 수는 없으나, 분자 수와 절대온도에 각각 비례([math(U∝NT)])한다는 식으로만 다룸이 최선으로 보인다. • 비가역 과정과 엔트로피 개념도 다시 포함됐으며, 비상교육 교과서에서는 정량적 서술이 좀 더 보완됐다. | }}} |
3.3. (3) 탄성파와 소리
| 성취 기준 | ||
| [12역학03-01] 용수철 진자를 통해 단진동을 이해하고, 가속도와 변위 사이의 관계를 설명할 수 있다. [12역학03-02] 탄성파의 진행, 투과, 반사를 이해하고, 탄성파가 활용되는 예를 찾음으로써 과학의 유용성을 인식할 수 있다. [12역학03-03] 도플러 효과를 이해하고 물체의 속도 측정 등 다양한 장치에 이용됨을 설명할 수 있다. [12역학03-04] 음향 장치 또는 실내외 공간에서의 소음 제어에 음파의 간섭이 활용됨을 이해하고, 실생활에 사용되는 사례를 조사할 수 있다. [12역학03-05] 현악기, 관악기 등에서 소리를 내는 원리를 정상파를 이용하여 설명할 수 있다. | ||
| {{{#!folding ■ 탐구 활동 | • 파동 용수철을 이용하여 종파와 횡파를 구현하고, 각 탄성파의 진행 속력 측정하기 • 스마트폰을 활용하여 도플러 효과 측정하기 • 정상파를 이용한 음파의 진행 속력 측정하기 | }}} |
| {{{#!folding ■ 성취기준 해설 | • [12역학03-02] 탄성파의 진행을 파장, 진동수, 진행 속력으로 기술하도록 한다. 탄성파가 매질의 경계면에서 투과 또는 반사를 할 때 탄성파의 위상이 변화됨을 다루고, 탄성파가 활용되는 예로 초음파 영상, 비파괴 검사 등을 이용한다. • [12역학03-04] 둘 이상의 파원에서 만들어지는 파동은 중첩될 수 있으며, 특히 중첩이 일정한 형태로 지속될 때 간섭 현상이 발생함을 알게 하여, 이를 활용한 소음 제거, 소리의 증폭 등 다양한 활용이 가능함을 알게 한다. • [12역학03-05] 정상파의 특성을 악기를 이용하여 이해하게 하고, 현 또는 관의 길이에 따라 정상파의 파장이 달라짐을 정량적으로 설명할 수 있게 한다. | }}} |
| {{{#!folding ■ 성취기준 적용 시 고려사항 | • 중학교 1∼3학년군 ‘빛과 파동’, 고등학교 ‘물리학’의 빛과 물질, ‘전자기와 양자’의 빛과 정보 통신과 연계된다. • 파동 방정식을 도입하지 않고, 탄성체의 연속적 결합을 통하여 파동의 진행과 파동의 속성을 설명할 수 있음을 탐구 활동을 통하여 이해할 수 있게 지도한다. • 스마트 기기나 소리 센서 등을 이용하여 진폭 또는 진동수와 같은 음파의 특성을 분석하고 탐구를 수행하도록 지도한다. | }}} |
| {{{#!folding ■ 여담 · 변경된 점 | • 비상교과서에서는 파동을 도입하기에 앞서 단진동 개념을 먼저 제시하였다. 탄성력이 작용하는 물체의 진동에서부터 시작하여 탄성파의 개념을 이끌어내도록 구성하였다. 변위, 속도, 가속도에 관한 관계식이 포함됐으나, 교과서 내에서는 미분·적분 언급을 생략하고 그래프 해석의 형태로 대체한다. 미래엔 교과서에서는 단진동 개념보다 앞서 훅의 법칙을 배치하였다. 단진자의 주기 공식은 삭제됐으나, 용수철 진자의 주기 공식 [math(\displaystyle T = 2 \pi \sqrt {\frac {m}{k}})]이 추가됐다. • ‘탄성파’는 역학적 파동을 일컫는 것이고, 이는 전자기 파동인즉 ‘전자기파’와 구분짓는 용어이다.[4] 도입부로 종파, 횡파, 진동수, 진폭 등이 소개되는데, 파동의 발생, 진폭, 진동수, 파형은 이미 중학교 때 다룬 개념으로, 기존의 요소에 몇 가지만 추가하여 연관짓는다. • 2015 개정 교육과정에서 도플러 효과에 관한 관계식을 다룰 때, 관측자와 음원이 동시에 이동하는 경우를 다루지 않는다는 조건이 있었으나, 이번 재구조화에서 그 조건을 다시 제거했다. • 회절, 편광, 입자성, 레이저 등 파동의 성질로는 설명할 수 없는 빛의 여러 가지 성질들은 전자기와 양자에서 다룬다. • 정상파 개념을 적용하여, 악기의 관 또는 현의 길이에 따른 특정 파장의 보강 간섭을 다루는 부분이 추가되었다. | }}} |
4. 교수⋅학습 및 평가
===# 교수⋅학습 #===| 교수⋅학습 | ||
| {{{#!folding ■ 교수⋅학습의 방향 | (가) ‘역학과 에너지’ 관련 다양한 활동을 통해 ‘역학과 에너지’ 교육과정에서 제시한 목표를 달성하고, ‘역학과 에너지’ 관련 기초 소양 및 미래 사회에 필요한 역량을 함양하기 위한 교수⋅학습 계획을 수립하여 지도한다. (나) ‘역학과 에너지’ 교육과정의 내용 체계표에 제시된 핵심 개념인 지식⋅이해뿐만 아니라 과정⋅기능, 가치⋅태도를 균형 있게 발달시킬 수 있도록 지도한다. (다) 역량 함양을 위한 깊이 있는 학습이 이루어지도록 적절하고 다양한 일상생활 소재나 실험⋅실습의 기회를 학생들에게 제공하여 실제적인 맥락에서 문제를 해결하는 경험을 할 수 있도록 한다. (라) 학생의 발달과 성장을 지원할 수 있도록 학생의 능력 및 수준에 적합한 ‘역학과 에너지’ 과목의 교수⋅학습 계획을 수립하고, 학생이 능동적인 학습자로서 수업에 참여할 수 있도록 한다. (마) 디지털 교육 환경 변화에 따른 온⋅오프라인 연계 수업을 실시하고, 다양한 디지털 플랫폼과 기술 및 도구를 적극적으로 활용한다. | }}} |
| {{{#!folding ■ 교수⋅학습 방법 | (가) 학년이나 학기 초에 교과협의회를 열어 교육과정-교수⋅학습-평가가 일관되게 이루어질 수 있도록 ‘역학과 에너지’ 과목의 교수⋅학습 계획을 수립한다. • 교수⋅학습 계획 수립이나 학습 자료 개발 시 학교 여건, 지역 특성, 학습 내용의 특성과 난이도, 학생 수준, 자료의 준비 가능성 등을 고려하여 교육과정의 내용, 순서 등을 재구성할 수 있다. • 학생이 과제 연구, 과학관 견학과 같은 여러 가지 과학 활동에 참여할 수 있도록 계획한다. • 실험⋅실습에서 지속적인 관찰이 요구되는 내용을 지도할 때는 자료 준비, 관찰자, 관찰 내용 등에 관한 세부 계획을 미리 세운다. • 학생이 스스로 진로를 고려하여 과학 과목 이수 경로를 설계할 수 있도록 하고, 선택과목 간 교육내용 연계 및 진로연계교육을 고려하여 지도계획을 수립한다. • 융합적 사고와 과학적 창의성을 계발하기 위해 내용 연계성을 고려하여 과목 내 영역이나 수학, 기술, 공학, 예술 등 다른 교과와 통합 및 연계하여 지도할 수 있도록 계획한다. (나) 강의, 실험, 토의⋅토론, 발표, 조사, 역할 놀이, 프로젝트, 과제 연구, 과학관 견학과 같은 학교 밖 과학 활동 등 다양한 교수⋅학습 방법을 적절히 활용하고, 학생이 능동적으로 수업에 참여할 수 있도록 한다. • 학생의 지적 호기심과 학습 동기를 유발할 수 있도록 발문하고, 개방형 질문을 적극적으로 활용한다. • 교사 중심의 실험보다 학생 중심의 탐구 활동을 설계하고, 동료들과의 협업을 통해 과제를 해결하는 과정에서 상호 협력이 중요함을 인식하도록 지도한다. • 탐구 수행 과정에서 자신의 의견을 명확히 표현하고 다른 사람의 의견을 존중하는 태도를 가지며, 과학적인 근거에 기초하여 의사소통하도록 지도한다. • 모형을 사용할 때는 모형과 실제 자연 현상 사이에 차이가 있음을 이해할 수 있도록 한다. • 과학 및 과학과 관련된 사회적 쟁점을 주제로 과학 글쓰기와 토론을 실시하여 과학적 사고력, 과학적 의사소통 능력 등을 함양할 수 있도록 지도한다. (다) 학생의 디지털 소양 함양과 교수⋅학습 환경의 변화를 고려하여 교수⋅학습을 지원하는 다양한 디지털 기기 및 환경을 적극적으로 활용한다. • ‘역학과 에너지’ 학습에 대한 학생의 이해를 돕고 흥미를 유발하며 구체적 조작 경험과 활동을 제공하기 위해 모형이나 시청각 자료, 가상 현실이나 증강 현실 자료, 소프트웨어, 컴퓨터 및 스마트 기기, 인터넷 등의 최신 정보 통신 기술과 기기 등을 실험과 탐구에 적절히 활용한다. • 온라인 학습 지원 도구를 적극적으로 활용하여 대면 수업의 한계를 극복하고, 다양한 교수⋅학습 활동이 온라인 학습 환경에서도 이루어질 수 있도록 한다. • 지능정보기술 등 첨단 과학기술 기반의 과학 교육이 이루어질 수 있도록 지능형 과학실을 활용한 탐구 실험⋅실습 중심의 교수⋅학습 활동 계획을 수립하여 실행한다. • ‘역학과 에너지’와 관련 탐구 활동에서 다양한 센서나 기기 등 디지털 탐구 도구를 활용하여 실시간으로 자료를 측정하거나 기상청 등 공공기관에서 제공한 자료를 활용하여 자료를 수집하고 처리하는 기회를 제공한다. • 학교 및 학생의 디지털 활용 수준 등을 고려하여 디지털 격차가 발생하지 않도록 유의한다. • 교육용 마이크로프로세서를 활용한 피지컬 컴퓨팅을 탐구 실험⋅실습에 도입하여 학생의 참여도를 높이고 융복합적 문제해결 능력을 신장하는 기회를 제공한다. (라) 학생의 ‘역학과 에너지’에 대한 흥미, 즐거움, 자신감 등 정의적 영역에 관한 성취를 높이고 ‘역학과 에너지’ 관련 진로를 탐색할 수 있는 교수⋅학습 방안을 강구한다. • 과학 지식의 잠정성, 과학적 방법의 다양성, 과학 윤리, 과학⋅기술⋅사회의 상호 관련성, 과학적 모델의 특성, 과학의 본성과 관련된 내용을 적절한 소재를 활용하여 지도한다. • 학습 내용과 관련된 첨단 과학기술을 다양한 형태의 자료로 제시함으로써 현대 생활에서 첨단 과학이 갖는 가치와 잠재력을 인식하도록 지도한다. • 과학자 이야기, 과학사, 시사성 있는 과학 내용 등을 도입하여 과학에 대한 호기심과 흥미를 유발한다. • 학교의 지역적 특성을 고려하여 지역의 자연 환경, 지역 명소, 박물관, 과학관 등 지역별 과학 교육 자원을 적극적으로 활용한다. • ‘역학과 에너지’ 관련 직업이나 다양한 활용 사례를 통해 학습과 진로에 대한 동기를 부여한다. • 물리학이 많은 과학 분야의 기초를 제공하며, 자연 세계를 본질적으로 이해하는 기본적 학문임을 인식시키고, 학습 내용과 관련된 첨단 과학이나 기술을 다양한 형태의 자료로 제시함으로써 현대 생활에서 첨단 과학이 갖는 가치와 잠재력을 인식하도록 지도한다. (마) 학생이 ‘역학과 에너지’ 교육과정에 제시된 탐구 및 실험⋅실습 활동을 안전하게 진행할 수 있는 환경을 조성한다. • 실험 기구의 사용 방법과 안전 사항을 사전에 지도하여 사고가 발생하지 않도록 유의한다. • 야외 탐구 활동 및 현장 학습 시에는 사전 답사를 하거나 관련 자료를 조사하여 안전한 활동을 실행한다. • 실험 기구나 재료는 수업 이전에 충분히 준비하되, 실험 후 발생하는 폐기물은 적법한 절차에 따라 처리하여 환경을 오염시키지 않도록 유의한다. • 상황에 따라 실험 시연 또는 시범으로 대체할 수 있다. (바) 범교과 학습, 생태전환교육, 디지털⋅인공지능 기초 소양 함양과 관련한 교육내용 중 해당 주제와 연계하여 지도할 수 있는 내용을 선정하여 함께 학습할 수 있도록 지도한다. (사) 학습 부진 학생, 특정 분야에서 탁월한 재능을 보이는 학생, 특수교육 대상 학생 등 모두를 위한 교육을 위해 학습자가 지닌 교육적 요구에 적합한 교수⋅학습 계획을 수립하여 지도한다. • 학생의 능력과 흥미 등 개인차를 고려하여 학습 내용과 실험⋅실습 활동 등을 수정하거나 대체 활동을 마련하여 제공할 수 있다. • 특수교육 대상 학생의 학습 참여도를 높이기 위해 학습자의 장애 및 발달 특성을 고려하여 교과 내용이나 실험⋅실습 활동을 보다 자세히 안내하거나 학생이 이해할 수 있도록 적합한 대안을 제시할 수 있다. (아) 교육과정에서 제시된 성취기준에 학생이 도달할 수 있도록 하고, 최소 성취수준 보장을 위한 교수⋅학습 계획을 수립한다. • 교수⋅학습 과정에서 학생의 성취 정도를 수시로 파악함으로써 교육과정 성취기준 도달 정도를 점검한다. • 교육과정 성취기준에 도달하지 못하는 학생을 위해서 별도의 학습 자료를 제공하는 등 최소 성취수준에 도달할 수 있도록 지도한다. | }}} |
===# 평가 #===
| 평가 | ||
| {{{#!folding ■ 평가의 방향 | (가) ‘역학과 에너지’에서 평가는 교육과정 성취기준에 근거하여 실시하되, 평가 결과에 대한 환류를 통해 학생의 학습과 성장을 도울 수 있도록 계획하여 실시한다. (나) ‘역학과 에너지’ 교육과정상의 내용 체계와의 관련성을 고려하여 지식⋅이해, 과정⋅기능, 가치⋅태도를 균형 있게 평가하되, 지식⋅이해 중심의 평가를 지양한다. (다) 학습 부진 학생, 특정 분야에서 탁월한 재능을 보이는 학생, 특수교육 대상 학생 등의 경우 적절한 평가 방법을 제공하여 교육적 요구에 맞는 평가가 이루어질 수 있도록 한다. (라) ‘역학과 에너지’ 학습 내용을 평가할 때, 온라인 학습 지원 도구 등 디지털 교육 환경을 활용한 평가 방안이나 평가 도구를 활용한다. | }}} |
| {{{#!folding ■ 평가 방법 | (가) ‘역학과 에너지’ 과목의 평가는 평가 계획 수립, 평가 문항과 도구 개발, 평가의 시행, 평가 결과의 처리, 평가 결과의 활용 등의 절차를 거쳐 실시한다. (나) 교수⋅학습 계획을 수립할 때, ‘역학과 에너지’ 교육과정 성취기준을 고려하여 평가의 시기나 방법을 포함한 평가 계획을 함께 수립한다. • 교수⋅학습과 평가를 유기적으로 연결하여, 학습 결과에 대한 평가뿐만 아니라 평가 과정이 학생 자신의 학습 과정이나 결과를 성찰할 기회가 되도록 한다. • 평가의 시기와 목적에 맞게 진단 평가, 형성 평가, 총괄 평가 등을 계획하여 실시한다. • 평가는 교수⋅학습의 목표와 성취기준에 근거하여 실시하고, 그 결과를 후속 학습 지도 계획 수립과 지도 방법 개선, 진로 지도 등에 활용한다. • 평가 결과를 바탕으로 학생 개별 맞춤형 환류를 제공하여 학생 스스로 평가 결과를 해석하고 학습 계획을 세울 수 있도록 한다. (다) 지식⋅이해, 과정⋅기능, 가치⋅태도를 고르게 평가함으로써 ‘역학과 에너지’의 교수⋅학습 목표 도달 여부를 종합적으로 파악할 수 있도록 한다. 또한, 학습의 결과뿐만 아니라 학습의 과정도 함께 평가한다. • ‘역학과 에너지’의 핵심 개념을 이해하고 적용하는 능력을 평가한다. • ‘역학과 에너지’의 과학적 탐구에 필요한 문제 인식 및 가설 설정, 탐구 설계 및 수행, 자료 수집⋅분석 및 해석, 결론 도출 및 일반화, 의사소통과 협업 등과 관련된 과정⋅기능을 평가한다. • ‘역학과 에너지’에 대한 흥미와 가치 인식, 학습 참여의 적극성, 협동성, 과학적으로 문제를 해결하는 태도, 창의성 등을 평가한다. (라) ‘역학과 에너지’를 평가할 때는 학생의 학습 과정과 결과를 평가하기 위해 지필 평가(선택형, 서술형, 논술형 등), 관찰, 실험⋅실습, 보고서, 면담, 구술, 포트폴리오, 자기 평가, 동료 평가 등의 다양한 방법을 활용한다. • 성취기준에 근거하여 평가 요소에 적합한 평가 상황을 설정하고, 타당한 평가 방법을 선정한다. • 타당도와 신뢰도가 높은 평가를 위하여 가능하면 공동으로 평가 도구를 개발하여 활용한다. • 평가 도구를 개발할 때는 창의융합적 문제해결력과 인성 및 감성 함양에 도움이 되는 소재나 상황들을 적극적으로 발굴하여 활용한다. • 평가 요소에 따라 개별 평가와 모둠 평가를 실시하고, 자기 평가와 동료 평가도 활용할 수 있다. • 디지털 교수⋅학습 환경을 고려하여 온라인 학습 지원 도구 등을 활용한 온라인 평가를 병행하여 활용할 수 있다. (마) 학생들의 ‘역학과 에너지’ 교육과정 성취기준에 대한 도달 정도를 파악하기 위해 형성평가를 실시하고, 그 결과를 바탕으로 최소 성취수준 보장을 위한 맞춤형 교수⋅학습 활동을 실시한다. • 다양한 평가 도구를 활용하여 ‘역학과 에너지’ 교육과정에 근거한 최소 성취수준에 도달할 수 없는 학생을 사전에 파악함으로써 최소 성취수준 보장을 위한 조치를 취한다. • 평가 결과를 학생의 ‘역학과 에너지’ 학습 성취수준에 대한 진단과 더불어 학생 맞춤형 보정 계획과 연계하도록 한다. | }}} |
5. 여담
[1] 사단법인 한국교과서협회에 따르면 공통 과목과 일반 선택 과목만 검정도서 자격을 갖춘다. 이 내용이 Ⅱ 과목의 후신임을 감안했을 때 기존 과학 Ⅱ 과목은 최초로 검정도서 자격을 상실하게 된다.[2] 지난 물리학Ⅰ에서 빗면과 도르래를 주제로 한 평가 문항이 공교육 수준에 맞지 않아 우려가 있었다. 이로 인해 빗면이나 도르래를 제외하는 방식으로 대응하기도 했다. 하지만 이제는 이러한 조치 덕분에 내신 시험에서 해당 주제를 정석으로 다룰 수 있게 되었다.[3] 교과서에는 왜 수식이 이렇게 나오는지를 알려주지는 않는다. 밑넓이와 정적분의 개념, 도함수의 정의와 미적분의 기본정리를 적용해 이를 증명하는 것까지는 가능하다.[4] 2009 개정까지의 사례에서는 빛(전자기파)을 포함한 모든 파동 및 단진동까지 전부 삼각함수와 그 미적분을 기반으로, 하다 못해 위상자라는 개념을 써가면서까지 서술하는 경향이 짙었으나, 2015 개정 교육과정 이후로 선행학습 방지를 위해 고2~3 또는 그 이상의 수학적인 분석이 요구되는 모든 부분을 회피 또는 우회하고 최대한 정성적인 서술로 일관하고 있다.