묶으면 달라지는 비
지구과학 1 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
안내 — 이 평가지에는 개념 용어가 일부러 빠져 있습니다. 지시대로 구슬을 직접 묶고 세고 무게를 재어 본 뒤, 그 결과를 여러분의 말로 해석하고 성찰하여 서술하세요. 정답 문장이 정해져 있지 않으니, 이유를 붙인 자기 생각이면 됩니다. 예제: 빨강 14개 · 파랑 2개 (비교용: 빨강 28개 · 파랑 4개)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①[칸 A]에 빨간 구슬 14개와 파란 구슬 2개를 서로 구분되게 그려 넣으세요.
- ②빨간 2개와 파란 2개를 하나로 둘러 '뭉치'를 만들어, 더 만들 수 없을 때까지 [칸 B]에 그리세요.
- ③묶이지 못하고 남은 빨간 구슬을 '홑알'이라 부르고, [칸 B] 한쪽에 따로 모아 그리세요.
- ④[칸 C]에 홑알이 몇 개인지, 뭉치가 몇 개인지 세어 각각 적으세요.
- ⑤구슬 하나의 무게를 1로 보고(뭉치는 구슬 4개), 홑알 전체 무게와 뭉치 전체 무게를 [칸 D]에 적으세요.
- ⑥[칸 D]의 두 무게를 가장 간단한 자연수의 비로 나타내 [칸 D] 옆에 적으세요.
칸 A — 처음 구슬 (빨강 14 · 파랑 2)
칸 D — 홑알 전체 무게 · 뭉치 전체 무게 · 두 무게의 비
칸 E — 빨강 28·파랑 4 (그리고 내가 고른 개수)로 다시 한 결과
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)⑥에서 나온 무게의 비는 빨강 14·파랑 2라는 개수라서 생긴 우연일까요, 아니면 처음 두 색 개수의 비만 같으면 언제나 나오는 규칙일까요? 빨강 28·파랑 4로 [칸 E]에서 다시 해 보고, 여러분이 고른 또 다른 개수(단, 두 색 개수의 비는 그대로)로도 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. [칸 E]에서는 무게의 비가 ___였고, 내가 고른 빨강 ___·파랑 ___로도 ___가 나왔다. 그래서 …
(2)[칸 C]의 개수를 비로 나타내면 홑알:뭉치 = 12:1인데, [칸 D]의 무게 비는 3:1이었습니다. 같은 구슬을 세었는데 개수의 비와 무게의 비가 이렇게 달라진 것은 무엇 때문일까요? (15점)
✎ 뭉치 하나는 구슬 ___개만큼 무겁기 때문에 …
(3)누군가 무게의 비 '3 대 1'만 알고 있다면, 처음 빨강과 파랑 두 색의 개수 비를 거꾸로 짐작할 수 있을까요? 있다면 어떻게, 없다면 왜 없는지 여러분의 생각을 쓰세요. (10점)
3
성찰 — 활동을 내 것으로 만들기
30점
(1) 순서 다시 짜기 — 이 활동을 처음 하는 친구에게 나라면 어떤 순서로 시킬지 쓰고, 왜 그 순서인지 한 문장으로 이유를 붙이세요. 지워도 되는 단계가 있다면 그것도 쓰세요. (15점)
(2) 이름 붙이기 — 오늘 한 일(구슬 묶기·개수 세기·무게 재기·비 구하기)을 세 문장으로 정리한 뒤, 각 문장이 실제로는 무엇을 다룬 것인지 과학 시간에 배운(또는 배울) 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 구슬을 규칙대로 묶어 홑알과 뭉치를 빠짐없이 세고, 무게와 비를 정확히 구함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 관찰한 비의 까닭을 근거를 들어 자기 말로 설명하고, 다른 개수로 우연인지 규칙인지 검증함 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 활동 순서를 스스로 재구성하고, 자신의 경험에 알맞은 용어를 연결함 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
묶으면 달라지는 비 · 각 20점 · 총 100점
안내 — 1쪽에서 스스로 세운 개념을 이번에는 반복해서 적용해 봅니다. 풀이 과정을 빈 곳에 쓰고, 다 푼 뒤 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요.
1.빅뱅 우주론에서 예측한, 우주에 존재하는 수소 원자핵과 헬륨 원자핵의 질량비는 약 몇 대 몇인지 쓰시오.
2.빅뱅 후 약 3분이 지났을 때 양성자와 중성자의 개수비가 7 : 1이었다. 양성자 14개·중성자 2개가 있고, 양성자 2개와 중성자 2개가 결합해 헬륨 원자핵 1개가 만들어진다고 할 때, 만들어지는 헬륨 원자핵의 개수와 남는 수소 원자핵(양성자)의 개수를 각각 구하시오.
3.문제 2의 결과에서 수소 원자핵과 헬륨 원자핵의 개수비를 구하고, 헬륨 원자핵 1개의 질량이 수소 원자핵 1개의 약 4배임을 이용하여 두 원자핵의 질량비를 구하시오.
4.다음 중 빅뱅 우주론의 증거로 옳은 것을 모두 고르시오. ㉠ 우주 배경 복사가 관측된다 ㉡ 우주의 수소와 헬륨의 질량비가 약 3 : 1이다 ㉢ 원소마다 스펙트럼의 선 위치가 달라 별의 구성 원소를 알 수 있다 ㉣ 대부분의 외부 은하 스펙트럼에서 적색 편이가 나타난다
5.빅뱅 직후 양성자와 중성자의 개수비가 7 : 1로 유지된 채 전체 개수만 두 배, 세 배로 늘어난다고 하자. 이때 만들어지는 수소 원자핵과 헬륨 원자핵의 질량비는 어떻게 되는지 쓰고, 그 이유를 간단히 설명하시오.
정답
1. 약 3 : 1
2. 헬륨 원자핵 1개, 수소 원자핵 12개
3. 개수비 12 : 1, 질량비 (12×1) : (1×4) = 12 : 4 = 3 : 1
4. ㉠, ㉡, ㉣ (㉢은 구성 원소를 알아내는 원리일 뿐 그 자체가 빅뱅의 증거는 아님)
5. 여전히 약 3 : 1. 질량비는 처음 개수비(7 : 1)에 의해 정해지고 전체 양에는 영향을 받지 않기 때문