2015 개정 교육과정/과학과/고등학교/지구과학 실험

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1. 개요

2. 지구과학 실험

2.1. 고체 지구의 탐구

• 지구 타원체 개념을 이용하여 지구의 모양과 크기를 설명할 수 있다.
• 인공위성 실측 자료를 통해 지오이드의 모양을 그릴 수 있다.
• 우리나라에서 관측된 실제 지진 자료로부터 진앙과 진원의 위치를 결정할 수 있다.
• 모형실험 장치를 이용하여 암영대를 관찰함으로써 지구 내부에서 지진파의 암영대가 생기는 원리를 설명할 수 있다.
• 다양한 방법으로 실험을 설계하여 지구의 중력을 측정할 수 있다.
• 관측 지점의 고도와 질량 분포를 고려하여 중력을 보정하는 방법을 설명할 수 있다.
• 지구 자기장 생성 이론과 관련된 자료를 수집하고, 토의를 통해 지구 자기장 생성의 원리를 발표할 수 있다.
• 광물의 물리적 성질과 화학적 성질을 이용하여 여러 가지 종류의 광물을 분류할 수 있다.
• 규산염 광물의 특징을 구조와 연계하여 이해하고 결정 구조 모형을 직접 만들 수 있다.
• 화성암, 변성암, 퇴적암을 관찰하고 분류하여, 암석의 성인과 생성 환경을 설명할 수 있다.
• 화성암, 변성암, 퇴적암의 박편을 제작할 수 있다.
• 편광 현미경 사용법을 익히고 간섭색, 굴절률, 소광 현상 등을 살펴보며 관찰 결과는 스케치나 사진과 함께 기재하고 이를 해석할 수 있다.
• 겉보기 지자기 극 이용 곡선을 통해 대륙의 이동을 추론할 수 있다.
• 고지자기 자료를 이용하여 인도 대륙의 이동 속도 변화와 이동 경로를 구할 수 있다.
• 판 경계에 작용하는 힘의 특성을 파악하여 각 경계에서 일어나는 현상을 설명하고, 해저 확장에 따른 지자기 분포 이상과 연계하여 판구조론을 설명할 수 있다.
• 지질 시대별 화석을 관찰하고, 화석의 특징과 생존 당시의 서식 환경을 추론하여 설명할 수 있다.
• 암상 및 지질구조와 화석을 이용하여 층서를 대비하고 이를 통하여 상대 연대를 결정할 수 있다.
• 방사성 동위 원소의 반감기를 이용한 절대 연령 측정 원리를 이해하고, 자료를 해석하여 연령을 계산할 수 있다.
• 클리노미터를 이용하여 지층의 주향과 경사를 측정할 수 있다.
• 지층 등고선, 지층 경계선, 지형 등고선의 개념을 이해하여 지질도를 작성하고 해석할 수 있다.
• 이론적으로 습득한 지질학적 기초 개념과 기본 원리를 야외 지질 조사를 통하여 적용할 수 있다.
• 학교 주변의 야외 지질 조사를 통하여 그 지역의 지질 및 지사를 설명할 수 있다.

2.2. 대기와 해양의 탐구

• 전향력 효과를 알아보기 위한 실험 장치를 설계하고, 전향력의 영향을 받는 물체의 운동 경로를 설명할 수 있다.
• 높이에 따른 온도분포 실험을 통해 대기의 안정도를 설명할 수 있다.
• 단열선도를 구성하는 요소들의 특성을 파악하여 여러 기상 요소들을 결정하고 해석할 수 있다.
• 최근 기상 관측 자료로부터 일기도를 작성하고 지상 일기도와 상층 일기도를 비교할 수 있다.
• 위성에서 관측한 가시 영상과 적외선 영상을 해석하여 날씨를 예측할 수 있다.
• 회전 원통 실험을 통해 대기 대순환을 설명할 수 있다.
• 난류의 생성 원리를 파악하고 지면의 기복에 따른 대기 난류의 변화를 설명할 수 있다.
• 지진성 해일 실험 장치를 이용하여 해일의 원리를 알고 쓰나미에 의한 해안 환경의 변화, 피해 등과 관련지어 천해파의 성질을 설명할 수 있다.
• 우리나라 조석 자료의 분석을 통하여 조석 유형을 결정하고, 조석 현상을 달의 위상과 연계하여 설명할 수 있다.
• 최근 우리나라 동해, 남해, 서해의 관측 자료를 토대로 수온 약층의 특성을 설명할 수 있다.
• 우리나라 주변 표층수의 수온과 염분 자료를 통해 해수의 계절적 변화와 그 특징을 알고, 최근 수십 년 동안의 자료로부터 지구 환경이 어떻게 변하였는지 발표할 수 있다.
• 해양의 밀도 구조와 해류에 의한 해수면 경사의 모양을 그릴 수 있다.
• 열 염분 순환을 확인할 수 있는 실험을 설계하고 이를 통하여 열 염분 순환의 원리를 설명할 수 있다.

2.3. 우주의 탐구

• 투시 천구의의 사용법을 익혀 지평 좌표계와 적도 좌표계로 천체의 위치를 표시할 수 있다.
• 구면삼각법과 같은 수학적 요소와 통합하여 해시계의 원리를 이해하고, 해시계를 이용하여 편각, 위도 및 경도를 구할 수 있다.
• 간이 푸코 진자를 이용하여 지면에 대한 진동면의 상대적인 회전 운동을 이해하고 위도별 회전 주기 변화를 계산할 수 있다.
• 인공위성을 이용한 원격 탐사의 원리를 이해하고, 실제 사례를 통하여 원격 탐사의 성과와 가치를 발표할 수 있다.
• 천체 망원경을 조작하여 천체를 관측할 수 있다.
• 천체 사진 촬영을 위한 기초 이론부터 실제 촬영 사진을 얻기까지 과정을 이해하고, 고정촬영, 가이드촬영, CCD촬영을 통해 천체 사진을 촬영할 수 있다.
• 달 관측을 통하여 달의 운동을 설명할 수 있다.
• 달 표면의 크레이터를 관측하기 좋은 조건을 파악하고, 크레이터의 높이를 측정할 수 있다.
• 행성의 관측을 통하여 행성의 운동을 설명할 수 있다.
• 행성을 관측한 자료로 부터 케플러 제 3법칙을 유도하고, 목성과 그 위성을 관측한 자료를 이용하여 목성의 질량 계산할 수 있다.
• 태양의 위치 변화 자료를 이용하여 시태양시, 평균 태양시, 균시차의 개념을 설명할 수 있다.
• 태양의 시직경 크기 변화를 통해 타원 방정식을 유도할 수 있다.
• 태양 흑점 발생 자료를 통하여 극대기와 극소기를 파악함으로써 흑점 주기를 알고, 태양 표면의 흑점 관측을 통하여 흑점군 분류 및 상대 흑점 수를 계산할 수 있다.
• 간이 측광기를 제작하여 태양의 광도를 측정하고 기술, 수학, 환경과 연계하여 실생활에서 태양 에너지를 효과적으로 활용할 수 있는 방법에 대하여 토론할 수 있다.
• 키르히호프 법칙을 이용한 별의 스펙트럼 분석과 간이 분광기를 통한 다양한 빛의 스펙트럼을 비교할 수 있다.
• 별의 고유 운동을 측정하여 별의 공간 운동을 설명할 수 있다.
• 안시 관측, 사진 관측 및 광전 측광에 의한 변광성의 밝기를 측정할 수 있다.
• 별의 분광형과 절대 등급 사이의 관계를 나타내는 H-R도를 작성할 수 있다.
• 광도 주기 곡선과 케플러의 제 3법칙을 이용하여 쌍성의 질량을 구할 수 있다.
• 주계열 맞추기를 통하여 성단까지의 거리를 계산할 수 있다.
• 세페이드 변광성의 주기･광도 관계를 이용하여 천체까지의 거리를 계산할 수 있다.
• M31의 회전 곡선과 질량과의 관계를 이해하고 회전 곡선을 이용하여 은하의 질량을 구할 수 있다.
• 허블 법칙을 이용하여 우주의 크기와 나이를 계산하는 과정을 유도하고 최신 연구 결과를 통하여 우주 팽창에 대하여 설명할 수 있다.