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가설설정

- 이론적 배경을 근거로 세운 예상되는 답인지 확인

- 가설이 검증 가능하도록 독립 변인과 종속 변인이 포함되었는지 확인

- 막연한 예측이 아닌 ‘근거 기반 추론’이 되는지

일반적으로 “(조작 변인) 이면 (종속 변인)일 것이다.”로 구성

실험 설계

- 조작·통제·종속변인을 명확히 구분

- 대조군 설정하기

- 실험 절차가 가설 검증과 일치하는지?

자료 수집 및 관찰

- 측정 단위의 통일, 오차 최소화, 반복 측정 필수

- 안전한 실험 수행과 역할 분담 점검.

자료 분석 및 해석

- 그래프 축과 단위 표기 지도.

- 데이터 해석 시 과학 개념을 기반으로 설명하기

- 결과 해석과 가설 검증을 연결

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2025년 울산과학창의대회 과학실험한마당 예선대회 과제

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울산과학관 과학교육부_2025년 울산과학창의대회 개최 요강

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2023

영양소 검출 반응과 소화계의 원리 탐구

주어진 용액을 이용하여 영양소 검출하기

2024

물체에 작용하는 마찰력 탐구

주어진 재료를 이용하여 마찰력의 크기 구하는 방법 탐구

마찰력의 크기에 영향을 주는 요인 탐구

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1. 실험주제

2. 실험목표

3. 이론적 배경

4. 가설설정

5. 준비물

6. 실험방법(변인들 꼭 작성할 것)

7. 실험결과

8. 결론도출

9. 오차의 원인과 오차를 줄이는 방법(보완해야할 점)

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1. 융합(STEAM)이란? 과목 간의 경계를 넘어서 창의적이고 통합적인 사고를 기르는 교육 방식

STEAM :

S : Science(과학)

T : Technology(기술)

E : Engineering(공학)

A : Arts(예술)

M : Mathematics(수학)

과학, 기술, 예술, 수학을 하나로 융합해서 문제를 창의적으로 해결하는 교육

2. 일상 생활에서 융합이 사용된 요소 찾아 설명

지진에 안전한 건물 설계

과학 : 지진이 발생하는 원인과 진동의 특성

이해

기술 : 지진 센서 기술 알아보기

공학 : 구조물이 흔들려도 무너지지 않는 설계

예술 : 아름답고 조화로운 외관 디자인

수학 : 구조 계산 및 재료의 강도 계산

3. 최근 과학 이슈 https://www.donga.com/news/Society/article/all/20250704/131943069/2

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산림과학硏 “러브버그, 7∼10일 이내 자연소멸할 것”

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최근 수도권에서 기승을 부리는 붉은등우단털파리(일명 러브버그)가 일주일 안에 자연 소멸할 것이라는 전망이 나왔다. 산림청 산하 국립산림과학원은 러브버그 발생 양상을 예측 모델로 …

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3. 최근 과학 이슈 한 가지 조사(AI로 설계된 신약)

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3. 최근 과학 이슈 한 가지 조사(AI로 설계된 신약)

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구글 딥마인드의 자회사인 Isomorphic Labs는 인공지능을 활용해 신약 후보 물질을 설계하고 있으며, 현재 사람을 대상으로 한 임상시험에 돌입하기 직전 단계에 있다. 이 회사는 딥마인드가 개발한 단백질 구조 예측 AI ‘AlphaFold’를 바탕으로 약물 설계 시간을 크게 단축시키는 데 성공했다. 기존에는 신약 개발에 수년이 걸렸지만, AI의 계산 능력을 통해 수개월 만에 유망한 후보 물질을 도출할 수 있게 된 것이다.

대표는 최근 인터뷰에서 “우리는 인간 임상시험에 매우 가까이 다가가고 있다”고 밝혔으며, 현재 글로벌 제약사들과 협력하여 실제 치료제로 이어질 수 있는 개발을 진행하고 있다. 이러한 기술은 신약 개발의 비용과 실패 확률을 줄이고, 더 빠르게 환자에게 필요한 약을 전달할 수 있다는 점에서 의료계의 큰 관심을 받고 있다.

이처럼 AI 기술이 단순한 연구 도구를 넘어 실제 의료 현장에 적용되기 시작하면서, 의료와 과학기술의 융합이 어떻게 우리의 삶을 바꿀 수 있을지를 잘 보여주는 사례로 주목받고 있다.

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Google DeepMind's drug discovery arm, Isomorphic Labs, is almost ready to begin human trials of its AI-designed drugs. In an interview with Fortune, Colin Murdoch, President of Isomorphic Labs and Google DeepMind's Chief Business Officer, said that the company is "getting very close" to starting human trials of these drugs. This development signifies a potential step for Isomorphic Labs after years of work on its AI-assisted drug designing. Isomorphic Labs was established as a separate entity from DeepMind in 2021. Its foundation stems from AlphaFold, a notable AI system developed by DeepMind, which is recognised for its ability to predict protein structures with considerable accuracy.

What Google DeepMind exec said about AI-designed drugs

During an interview with Fortune in Paris, Murdoch said: "There are people sitting in our office in King's Cross, London, working, and collaborating with AI to design drugs for cancer. That's happening right now." "The next big milestone is actually going out to clinical trials, starting to put these things into human beings. We're staffing up now. We're getting very close," he added.

Over time, AlphaFold evolved to model interactions between proteins and molecules like DNA and drugs, significantly advancing its utility in drug discovery and accelerating the development of new medicines.Talking about AlphaFold, Murdoch highlighted: "This was the inspiration for Isomorphic Labs. It really demonstrates that we could do something very foundational in AI that could help unlock drug discovery."In 2024, Isomorphic Labs partnered with Novartis and Eli Lilly after releasing AlphaFold 3. By April, it had raised $600 million in its first external funding round led by Thrive Capital.These moves support its goal of creating a "world-class drug design engine" that combines AI and pharma expertise to develop medicines more efficiently. Alongside supporting existing drug programs, the company is also developing its candidates in fields like oncology and immunology for future licensing."We identify an unmet need, and we start our own drug design programs. We develop those, put them into human clinical trials... we haven't got that yet, but we're making good progress,"Murdoch explained.Currently, pharma companies invest millions in drug development, often with only a 10% success rate in trials. Murdoch aims to use AlphaFold's technology to significantly boost these odds, ideally reaching a point where researchers can be fully confident in a drug's effectiveness before human trials begin."We're trying to do all these things: speed them up, reduce the cost, but also really improve the chance that we can be successful. "One day we hope to be able to say - well, here's a disease, and then click a button and out pops the design for a drug to address that disease. All powered by these amazing AI tools," Murdoch continued.

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Google DeepMind ready to start human trials of AI-designed drugs; company exec says, 'We're getting very close' - The Times of India

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Tech News : Google DeepMind's Isomorphic Labs is preparing for human trials of AI-designed drugs, marking a significant advancement in pharmaceutical innovation.

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2. 일상 생활에서 융합이 사용된 요소 찾아 설명하기

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2. 일상 생활에서 융합이 사용된 요소 찾아 설명하기

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-테마파크의 롤러코스터

과학: 중력, 운동 에너지, 가속도 원리

기술: 안전 제어 시스템, 센서 기술

공학: 구조 설계, 철골 제작, 진동·하중 계산

예술: 롤러코스터 외관 디자인, 테마 배경음악, 색채 연출

수학: 곡선 설계, 속도 계산, 정지 위치 제어

-디지털 피아노

과학: 음파의 전달, 스피커 진동 원리, 전자 신호의 변환

기술: 음색 샘플링, 터치 감지 센서, MIDI 연동

공학: 키보드 구조 설계, 내부 회로 설계

예술: 음악 연주 자체, 외형 디자인, 인터페이스 배치

수학: 박자, 음정 간격 계산, 주파수 분석

-스마트 정원 시스템

과학: 식물 생장 조건(광합성, 수분 등)

기술: 습도 센서, 자동 물 공급 장치

공학: 배관 및 급수 시스템 설계

예술: 화분 디자인, 실내 인테리어와 조화

수학: 토양 습도 수치 해석, 물 주기 주기 계산

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STEAM은

과학(Science), 기술(Technology), 공학(Engineering), 예술(Arts), 수학(Mathematics)을 통합하여 배우는 교육 방식이다.

이 방식은 각 분야를 따로 배우는 것이 아니라, 여러 분야의 지식과 사고방식을 연결하여 문제를 해결하고 창의적인 아이디어를 만드는 데 초점을 둔다.

핵심 특징

1. 통합적 사고: 여러 교과의 개념을 연결해 하나의 주제나 문제를 다각도로 바라봄

2.창의적 문제 해결: 실제 생활 속 문제를 해결하기 위한 아이디어를 스스로 생각하고 적용함.

3. 과정 중심 학습: 결과보다는 탐구, 실험, 설계, 표현 등 학습 과정을 중시함

4.협력과 소통 강조: 다양한 시각을 가진 사람들과 함께 협력해 새로운 해셜책을 만들어냄

목적: 지식을 단순히 외우는 것이 아니라. 실제 문데에 적용하고 해셜할 수 있는 융합형 인재를 기르기 위함

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3. 최근 과학 이슈 (인공 광합성)

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3. 최근 과학 이슈 (인공 광합성)

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인공 광합성은 식물이 햇빛을 이용하여 이산화탄소와 물로부터 산소와 영양분을 만들어내는 자연의 광합성 과정을 인공적으로 모방한 기술이다. 이 기술은 태양빛을 에너지로 사용하여 이산화탄소(CO₂)와 물(H₂O)을 반응시켜 산소(O₂)와 수소(H₂) 또는 메탄올과 같은 연료를 만들어내는 방식으로 작동한다. 일반적으로 이 과정에는 반응을 촉진하기 위한 특수한 촉매가 사용된다.

인공 광합성은 환경 문제 해결에 기여할 수 있는 친환경 기술로 주목받고 있다. 이산화탄소를 에너지원으로 활용하기 때문에 온실가스를 줄일 수 있으며, 동시에 화석연료를 대체할 수 있는 청정 에너지를 생산할 수 있다. 또한 태양 에너지를 직접 활용하므로 에너지 효율이 높고, 지속 가능한 미래를 위한 중요한 에너지 기술로 평가받고 있다.

따라서 인공 광합성은 에너지 문제와 환경 문제를 동시에 해결할 수 있는 미래 지향적인 과학 기술이라고 할 수 있다.

---관련 기사

https://kjmbc.co.kr/NewsArticle/1471985

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켄텍, MIT와 인공광합성 기술 개발

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한국에너지공과대학교 강영수 교수팀이 미국 MIT와 손을 잡고 태양 에너지로 이산화탄소를 액체 연료로 전환하는 국제 공동 연구를 시작했습니다.이번 연구는 올해부터 3년 동안, 태양광으로 이산화탄소를 고부가가…

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1. 전동 킥보드

T(기술) + E(공학) + M(수학)

• 기술: 배터리, 모터, 속도 제어 시스템

• 공학: 프레임 구조 설계, 충격 흡수

• 수학: 속도, 거리, 남은 배터리 계산

2. 자동문이 달린 편의점

T + S + E

• 기술: 센서가 사람 감지

• 과학: 적외선, 동작 감지 원리

• 공학: 문이 자동으로 열리고 닫히는 구조

3. 공공화장실의 자동 물내림 시스템

T + S + E

• 기술: 인체감지 센서

• 과학: 유체의 흐름, 수압

• 공학: 배수 구조 설계

4. 아파트의 엘리베이터

E + T + M

• 공학: 도르래와 전동 장치 설계

• 기술: 층별 버튼, 감지 시스템

• 수학: 속도·시간·하중 계산

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STEAM은

과학(Science), 기술(Technology), 공학(Engineering), 예술(Arts), 수학(Mathematics)

이 다섯 가지 분야를 융합하여 문제를 창의적으로 해결하는 방식이다. 즉, 이전에는 각각의 교과목이 따로따로 배워졌다면, STEAM은 서로 다른 분야를 연결해서 진짜 세상에서 일어나는 문제를 해결하려고 하는 접근 방식이다.

예를 들어, ‘폭염에 대비한 친환경 학교’를 만든다고 하면

• 과학으로는 햇빛의 열 에너지를 이해하고,

• 기술로는 태양광 발전 시스템을 쓰고,

• 공학으로는 건물에 그걸 설치하고 설계하고,

• 예술로는 건물 디자인과 메시지를 표현하고,

• 수학으로는 에너지 생산량과 절감량을 분석하는 식

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3. 최근 과학 이슈 한 가지 조사하기

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3. 최근 과학 이슈 한 가지 조사하기

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사라 드 라가르드는 세계 최초로 AI 기반 바이오닉 의수를 착용하게 된 사람입니다. 사고로 팔과 다리를 잃은 그녀는 이제 근육의 미세한 전기 신호를 감지하는 16개의 전극을 통해 의수를 조작할 수 있습니다.

이 신호는 AI가 행동을 실시간으로 분석하고 학습하며, 사용자가 의도한 동작을 손가락 하나까지 정밀하게 수행할 수 있도록 돕습니다. 사용하면 할수록 AI가 움직임 패턴을 익히기 때문에, 의수는 더 자연스럽고 부드럽게 작동할 수 있게 됩니다.

이는 기존의 단순한 의수, 의족과 달리, 사용자에 맞춰 ‘진화하는 몸’으로 볼 수 있습니다. 사라는 이 팔로 커피를 따르고, 물을 주고, 작은 물건을 쥐는 등 일상의 동작들을 다시 할 수 있게 되었습니다. 단순한 신체 보조를 넘어, AI 의수는 기술이 어떻게 사람의 삶을 회복시키고 자립을 가능하게 하는지를 보여주는 상징적인 사례로 주목받게 되었습니다.

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Meet the world’s first recipient of an AI-powered bionic arm

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Sarah De Lagarde lost an arm and a leg after being hit by two trains in London. Now, she has an AI-powered arm.

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2.일상생활에서 융합이 사용된 요소

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2.일상생활에서 융합이 사용된 요소

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스마트폰

-과학: 전자파와 터치스크린의 원리가 적용된다.

-기술: 무선 통신과 다양한 애플리케이션 기능이 포함된다.

-공학: 내부 회로와 배터리, 부품들이 정밀하게 조립된다.

-예술: 화면 구성과 아이콘 디자인이 사용자 경험을 높인다.

-수학: 화면 해상도, 데이터 처리 속도 등에 수학이 활용된다.

전자레인지

-과학: 마이크로파가 물 분자를 진동시켜 음식을 데우는 원리가 사용된다.

-기술: 타이머와 버튼을 이용한 디지털 제어가 이루어진다.

-공학: 내부 회로와 회전판, 도어 잠금 장치가 설계되어 있다.

-수학: 조리 시간과 전력량 계산에 수학적 개념이 사용된다.

자동차

-과학: 전기 에너지가 운동 에너지로 변환되는 원리가 활용된다.

-기술: 자율주행, 내비게이션, 센서 등의 기술이 탑재된다.

-공학: 차량의 구조, 엔진 시스템, 제동 장치가 설계된다.

-예술: 자동차 외관과 실내 디자인이 심미성을 더한다.

-수학: 주행 거리, 연비, 속도 계산 등 수학적 계산이 필요하다.

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STEAM : Science(과학), Technology(기술), Engineering(공학), Art(예술), Mathmatics(수학) 의 약자

이 다섯 가지 분야를 통합적으로 연결하여 문제를 해결하는 방식

스팀 기법의 특징 : 융합적 사고, 문제 기반 학습(PBL), 창의성 강화, 협업과 소통, 과정 중심 평가

스팀 기법의 효과 : 실생활과 연계된 수업으로 학습 동기 상승, 문제 해결력, 창의적 사고력 향상, 협업과 커뮤니케이션 능력 발달, 감성과 논리를 함께 사용하는 균형 잡힌 인재 양성