저 사진이 공식인데 이 p(공기의 밀도)가 바뀌는거에 어떤것들이 영향을 미치는지에 대한 실험

"과학과 문화의 만남!"

중학교 과학 교과서 기반의 과학 실험을 통한 쉽고 재미있는 개념 이해 교육 컨텐츠 제작 및 과학 수업 지원 프로젝트!

내용: 1~3학년 과학 교과서 각 단원의 개념 이해에 필요한 실험을 매 달 지정하여 진행하고 개념을 설명하는 재미있는 동영상을 제작, 학교 수업 시간에 참고 영상으로 지원한다.

또한 유튜브 채널을 개설하여 더 많은 친구들에게 과학 공부의 재미를 알려준다.

오래전부터 발견 되어온 위대한 과학적 발견들을 알아보고 그것들을 응용하고 실생활에 적용해보는 프로젝트이다.

ex) 뉴턴의 제1법칙인 관성법칙은 정지해있거나 직선운동을 하는 물질은 불평형력을 받지 않는 한 그 상태를 계속 유지한다는 것인데 이 것이 실생활에서 어떤 상황에 쓰일지 생각해보고 직접 써보는 것이다.

아치에도 반원형 아치, 포물선 아치, 타원형 아치, 게이트형 아치 등 다양한 아치가 있는데 왜 보통 난형 아치가 사용되는지에 대해 알아본다.

알아야 할 기본 개념:

1. 아치의 기본 원리

   하중 분산, 압축력과 인장력(아치의 기본 작동 원리), 기하학적 형태 등

2. 아치의 역사적 배경과 발전

   고대 건축에서의 아치 사용

3. 구조적 안정성

   압축과 균형, 지반과의 상호작용

4. 수학적 원리

   기하학과 아치의 설계

과학으로 푸는 일상 속 미스테리

중학교 1~3학년 과학 개념을 통해, 학교와 일상에서 발생하는 가상의 미스테리한 사건을 과학 실험과 미션형 활동으로 해결하고 그 내용을 콘텐츠로 만들어 과학 수업 자료로 지원하는 융합형 STEAM 프로젝트.

미션 예시.

학교를 수사하라– 과학 기반 학교 생활 관찰 프로젝트 (예: 급식실, 교실, 운동장)

월별 주제 예.

만약 4월 생물의 다양성이 주제라면 급식실 식중독 사건 이라는 가상의 사건을 통해 다양한 세포의 현미경 관찰을 하여 식중독 세포를 찾아낸다. 이 실험으로 여러 가지 세포의 모양을 구분하는 짧은 교육 컨텐츠를 제작하고 수업시간에 활용한다.

이처럼 활동한 내용을 페임렙처럼 정리하여 기록

활동 내용 예시)

소형 친환경 에네지 시스템 구상

- 풍력 발전기, 태양광 에너지 시스템 구상하고

효능 비교

- 다양한 장르의 음악/ 특정 주파수를 가진 음원을 준비하고, 이를 듣고 난 후 심박수 변화, 혈압 변화, 감정변화, 집중력 변화등을 분석한다.

- 상황 별(공부할때, 운동할때, 화났을때, 슬플때, 기쁠때)로 도움이 되는 음악의 요소를 찾아낸다.

- 시기 별(시험기간, 체육대회날, 등교시간, 점심시간 등) 학교 방송으로 틀어주면 좋은 음악을 연구 결과물로 방송반에 제안한다.

- 캔위성 안에 지구의 쓰레기(곰팡이, 금속, 플라스틱, 음식물 등)들을 넣고, 이들을 우주 환경의 조건(온도, 압력 변화 등)에 노출시켜 어떤 변화가 일어나는지 관찰한다.

- 지구의 쓰레기들이 우주에 가면 어떻게 변화하는지를 관찰하여 지구 쓰레기 문제 해결의 아이디어를 찾아본다.

- 가능할 경우 캔위성 대회에도 참가한다.

역사 속 과학자들의 실험을 재현하고, 그 속에담긴 중학교 과학 개념을 쉽고 재미있게 이해하는 브이로그형 과학 교육 컨텐츠 제작

🧬월별 활동 예시.

✔️4월 활동 : 교과서 '생물의 구성과 다양성' 단원

'멘델의 완두콩 실험을 교실에서 한다면?'

✔️과학자: 그레고어 멘델 (식물학자)

✔️실험1: 완두콩 유전 실험 (과학실)

소요시간 2~3개월

✔️실험2: 구슬 유전자 시뮬레이션 실험

소요시간 1~2시간

두 가지 중 선택하여 진행.

✔️학습 목표 확인

1.생물의 다양성 규칙 개념 이해

2.직접 완두콩 재배하여 유전자 형질 이해

✔️실험 외 활동

1. 탐구 보고서 작성>산출물 파일 준비

2. 실험 과정과 결과를 브이로그로 촬영, 유튜브채널 업로드>과학 수업 자료로 지원

3.유전법칙 세우기/ 실험에 대한 토론활동

-종이 비행기의 구조에 따른 비행 거리/ 높이/ 궤도 변화 알아보기

• 과학자
  레오나르도 다 빈치와 라이트 형제

• 실험 목적

  종이 비행기를 다양한 구조로 접어 날려보고,
  비행 거리의 차이를 비교함으로써 공기저항, 양력, 운동의 변화와 같은 과학 개념을 이해한다.
  

• 관련 교과
  [힘과 운동]
  - 물체에 작용하는 힘
  - 공기 저항이 물체 운동에 미치는 영향
  - 운동의 방향과 속도 변화
  

• 실험 방법(예시)
  1. A4 종이로 날개의 각도를 각기 다르게 만든다.(공기저항)
  - A형: 60도
  - B형: 90도
  - C형: 120도
  
  2. A4 종이로 날개의 넓이를 각기 다르게 만든다.(양력)
  - D형: 뾰족한 날개
  - E형: 넓은 날개
  - F형: 중간 날개
  
  3. A4 종이로 날개의 구조를 각기 다르게 만든다.(운동의 변화)
  - G형: 날개가 반듯한 형태
  - H형: 날개가 휘어진 형태
  - I형: 꼬리가 휘어진 형태
  
  4. 같은 장소, 같은 사람, 비슷한 힘으로 각각의 비행기를 3회씩 날린다.

  
  5. 각 비행기의 비행 거리/ 높이/ 궤도를 측정하고 기록한다.

  
  6. 평균 비행 거리/ 높이/ 궤도를 비교한다.

• 실험 준비물
  - A4 종이
  - 자
  - 기록지, 펜
  - 각도기
  - 휴대폰(거리측정 앱)

  
  

• 실험 외 활동
  - 가장 멀리 날아가는 비행기 구조를 도출해 낸다.

  
  

• 역사에 있었던 과학자의 실험
  1. 레오나르도 다 빈치: 15세기, 하늘을 나는 기계를 설계하고 종이 모형으로 공기의 흐름과 날개의 구조를 실험함

  
  2. 라이트 형제: 세계 최초의 동력 비행기 성공 전 수많은 종이/ 나무 비행 모형 실험을 통해 양력과 공기저항을 직접 실험함

실험 목적:

• 화학 반응 전후 질량이 변하지 않음을 확인한다.

• 질량 보존의 법칙이 법칙이 실제 화학 반응에서도 성립함을 이해한다.

경사면에서 구슬의 속도와 시간의 관계 알아보기

실험 목적

• 구슬이 굴러갈 때 시간이 지날수록 속도가 빨라지는 걸 확인한다.

• 속도 = 거리 ÷ 시간 공식을 이용해 수학적으로 분석한다.

준비물

구슬, 경사면(책+판), 자, 초시계, 기록지

실험 방법

1. 경사면에 10cm, 20cm, 30cm 등 거리 표시

2. 구슬을 굴리고 각 지점까지 걸린 시간 측정

3. 속도 = 거리 ÷ 시간으로 계산

4. 속도와 시간의 관계를 표나 그래프로 나타냄

결론

• 시간이 지날수록 속도가 빨라짐 (등가속도 운동)

• 물리와 수학이 연결됨 (함수 그래프처럼 표현 가능)

주제:

화학 반응 전후의 질량은 같을까?

실험 목적

• 화학 반응 전과 후의 질량을 비교해 보고, 질량 보존의 법칙이 실제로 적용되는지 확인한다.

• 라부아지에가 주장한 “물질은 화학 반응 중에도 그 질량이 변하지 않는다”는 이론을 직접 체험을 통해 이해한다.

준비물

• 투명한 지퍼백 (또는 밀폐 가능한 병)

• 식초 (아세트산 수용액)

• 베이킹소다 (탄산수소나트륨)

• 저울

• 종이컵 또는 작은 용기

• 실험 기록지

실험 절차:

1. 지퍼백 안에 식초를 붓고, 베이킹소다는 종이컵에 담아 안에 넣되, 아직 섞이지 않도록 한다.

2. 지퍼백을 닫고 전체 무게를 잰다 (반응 전 질량 기록).

3. 가볍게 흔들거나 컵을 기울여 식초와 베이킹소다가 섞이게 한다.

4. 거품이 생기며 반응이 일어난 후, 반응이 끝나면 다시 무게를 잰다 (반응 후 질량 기록).

5. 반응 전후 질량을 비교한다.

: 낙하속도가 중력에 의한 자유낙하보다 느려지게 된다.

실험 목적

1. 전기자기학의 기본 원리를 이해하는 데 도움이 되는 실험이기 때문.

2. 구리에 자석의 전기가 자기로 되고 자기가 전기가 되는 지 알아보기 위해서.

준비물

• 원 기둥 모양인 구리관을 준비한다.

• 구리관의 구멍 보다 작은 원 기둥 모양의 자석 2개를 준비한다.

• 떨어뜨리기전 시간을 측정하기 위해 핸드폰, 시계등을 준비한다.

  
  

실험 절차

1. 하나는 구리관 안에서 떨어뜨리고, 하나는 같은 높이에서 떨어뜨린다.

2. 각각의 자석이 내려온 시간을 비교한다.

과학자: 볼타

관련 단원: 화학 변화와 전기

준비물: 레몬, 구리, 아, 전선, LED

실험 요약: 레몬에 금속을 꽂아 전기를 발생시키고 LED에 불을 켬

- 샤를 법칙이 무엇인지 알아보기

- 기체의 종류에 따라 온도에 비례하는지 확인해보는 실험

- 기체의 온도에 따라 어떻게 비례하는지 직접 실험해보고 그래프까지 그려보기

- 찌그러진 탁구공이 따뜻한 물에 들어가면

샤를 법칙에 의해 탁구공이 펴지는 것처럼

실생활에서 샤를 법칙이 어떻게 사용되는지 알아

보고 직접 샤를 법칙이 사용되는 예를 찾아 사용해보기

실험 주제: 다양한 필라멘트 재료를 이용해 간이 백열전구 만들기

• 전류가 흐를 때 필라멘트가 열을 내고 빛을 내는 원리 이해

• 필라멘트 재료에 따른 밝기와 지속 시간 비교

[실험 재료]

• 건전지 홀더 + 1.5V 또는 3V AA 건전지 2~3개

• 집게 전선

• 유리컵 또는 페트병 상단 자른 것

• 종이컵

• 알루미늄 호일

• 흑연, 철사, 철수세미 가닥, 강철실 등

• 절연테이프

• 타이머, 관찰노트

※ 전압은 3V 이하로 유지

[실험 방법]

1. 간이 전구 틀

• 종이컵 위에 알루미늄 호일을 깔아 필라멘트를 지탱할 받침대 만들기

• 양쪽에 전선 집게를 꽂을 수 있도록 두 개의 작은 구멍을 만들기

2. 필라멘트 연결

• 흑연(연필심) 또는 니크롬선 등을 약 3~5cm 잘라서, 두 전선 집게로 양 끝 집기

• 전선을 건전지 양극에 연결해 전류가 흐르게 함

3. 관찰

• 전류가 흐르면 필라멘트가 붉게 달아오르거나 빛을 낼 수도 있음

• 필라멘트가 끊어질 때까지 걸리는 시간(지속 시간)을 재고 밝기도 비교

+) 투명 덮개 덮기

• 유리컵이나 페트병을 덮으면 실제 백열전구의 모양과 비슷하게 연출 가능