7차 교육과정/과학과/고등학교/화학Ⅰ

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7차 교육과정 과학과 고등학교 과목 ('02~'10 高1)
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1. 개요2. 목표3. 영역별 내용

3.1. 주변의 물질

3.1.1. 물3.1.2. 공기3.1.3. 금속과 그 이용

3.2. 화학과 인간

3.2.1. 주변의 탄소 화합물3.2.2. 생활 속의 화합물

4. 교수․학습 방법5. 평가6. 여담

6.1. 과목 내용 구성 방식 논쟁

1. 개요

본 저작물은 대한민국 교육부에서 NCIC 국가교육과정정보센터에서 발췌하였습니다. 원문은 홈페이지에서 무료로 다운받으실 수 있습니다.

‘화학Ⅰ’은 국민 공통 기본 교육 과정의 ‘과학’을 이수한 학생을 대상으로 하며, 자연 현상과 물질에 관한 탐구 활동을 통하여 화학의 기본 개념을 이해하게 하고, 민주 시민으로서 갖추어야 할 화학적 소양을 기르기 위한 과목이다. ‘화학Ⅰ’의 내용은 주변의 물질, 화학과 인간 등의 영역으로 구성된다. 주변의 물질에서는 물질의 성질과 변화를 통하여 화학의 기본 개념 및 그와 관련된 화학적 원리, 법칙을 다루며, 화학과 인간에서는 실생활과 관련된 화합물을 중심으로 화학이 인간의 생활에 기여하는 성과를 인식하도록 구성한다. ‘화학Ⅰ’의 학습은 주위의 물질을 중심으로 학생의 학습 동기를 유발하고, 화학의 기본 개념을 학습자의 경험과 밀접한 관련이 있는 상황 속에서 탐구적으로 다룬다.

2. 목표

가. 물질 현상의 탐구를 통하여 화학의 기본 개념을 이해하고, 실생활에 이를 적용한다.
나. 물질 현상을 과학적으로 탐구하는 능력을 기르고, 실생활 문제 해결에 이를 활용한다.
다. 물질 현상과 화학 학습에 흥미와 호기심을 가진다.
라. 화학이 기술의 발달과 생활에 미치는 영향을 바르게 인식한다.

3. 영역별 내용

3.1. 주변의 물질

3.1.1. 물

① 물의 표면 장력, 상태 변화에 따른 부피 변화, 끓는점, 녹는점 등을 조사하여 물이 다 른 고유 결합 물질과 다르다는 것을 알고, 그 이유를 물 분자의 구조 및 수소 결합과 관련지어 설명한다. 또한, 물의 특성으로 인하여 나타나는 자연 현상에 대하여 조사, 토의한다.
② 수용액에서의 이온간의 반응, 앙금 생성 반응, 산․염기의 반응 등을 현상적 수준에 서 다룬 후, 이들 중 대표적인 몇 가지 반응의 화학 반응식을 꾸미고, 그 의미를 이해 한다.
③ 물의 정수 과정, 수영장 물의 소독 등을 화학적 원리를 적용하여 정성적으로 이해하 고, 이와 관련하여 센물과 단물을 함께 이해한다.
④ 수질 오염의 원인과 대처 방안 및 다양한 정수 방법을 조사, 토의한다.

3.1.2. 공기

① 공기를 이루는 물질인 질소, 산소, 이산화탄소 등의 성질을 실험을 통하여 조사하고, 이들 기체가 실생활 및 기술 산업 분야에서 이용되는 예를 알아본다.
② 확산, 온도와 압력에 따른 기체의 부피 변화 등을 기체 분자 운동론을 이용하여 정성 적 수준에서 설명한다.
③ 공기 오염의 실태 및 오염 발생원을 조사하고, 오염 물질이 공기 중에서 일으키는 화 학 반응을 정성적 수준에서 설명한다. 또, 그 대처 방안에 대하 조사, 토의한다.

3.1.3. 금속과 그 이용

① 화학사적인 고찰을 통하여 구리, 철과 같은 금속 원소의 발견을 다루고, 알칼리 금속 의 반응성에서 공통성과 차이점을 주기율과 관련짓는다. 또한, 비금속 원소인 할로겐이 나타내는 주기적인 성질도 설명한다.
② 전성, 연성, 전기 전도율과 같은 금속의 일반적인 성질을 설명하고, 금속을 이용한 생 활 용품과 활용 사례를 통하여 금속의 특성을 금속 결합과 관련짓는다.
③ 금속의 반응성의 차이를 이용한 도금, 앙금 생성 반응 등을 설명하고, 그 이론적 배경 으로 산화․환원 개념을 이해한다.
④ 금속의 부식, 부식을 막는 방법 및 원리를 탐구 활동이나 실생활의 예를 들어 설명한 다. 또한 금속의 활용면에서 합금의 유용성을 이해한다.
⑤ 납이나 수은과 같은 중금속이 들어 있는 생활 용품의 예를 들고, 중금속이 실생활과 인체에 미치는 영향 및 중금속 오염의 방지 방안에 대하여 조사․토의한다.

3.2. 화학과 인간

3.2.1. 주변의 탄소 화합물

① 주변에서 볼 수 있는 탄소 화합물의 예를 들어 탄소 화합물의 중요성과 다양성을 깨 닫고, 실생활과 관련 있는 간단한 탄소 화합물의 특성과 이용을 이해한다.
② 연료, 플라스틱 등의 탄소 화합물의 성질과 이용을 조사․토의하고, 탄소 화합물이 인 류의 생활에 기여하고 있음을 인식한다.

3.2.2. 생활 속의 화합물

① 세척 과정의 원리를 분자적 수준에서 설명하고, 특히 세제가 인체 표면에 미치는 화 학적 영향에 대하여 조사․토의하고, 탄소 화합물이 인류의 생활에 기여하고 있음을 인식한다.
② 민간에서 사용해 온 물질이나 약초로부터 의약품의 개발로 연결되는 과정 등을 예로 들어 의약품 개발을 이해하고, 의약품의 분류, 이용과 함께 불치병의 퇴치를 위한 신약 개발의 가능성에 대해 조사․토의한다.
③ 환경 오염을 해결하기 위한 기술 개발, 대체 에너지 개발 및 자원 재활용 등 앞으로 해결해야 할 과제에 대하여 조사․토의함으로써, 화학이 인류의 복지 증진에 기여함을 인식한다.

4. 교수․학습 방법

가. 학습 지도 계획
(1) 학생의 요구, 지역 사회의 여건, 학교의 실정을 고려하여 학습 내용을 재구성하고, 학습 방법을 달리하여 지도할 수 있다.
(2) 교수․학습 활동은 강의뿐만 아니라 시범 실험, 역할놀이, 게임, 만화, 노래, 퀴즈, 시청각 매체, 신문, 잡지, 컴퓨터 활용 등의 다양한 방법을 통하여 가능한 한 학생 중심으로 이루어지도록 설계한다.

나. 자료 준비 및 활용
수업 장면에 컴퓨터 통신망과 멀티미디어를 적절히 활용함으로써 학생이 장차 정보화 사회에 대비할 수 있도록 한다.

다. 학습 지도 방법
(1) ‘화학Ⅰ’내용을 시작하기 전에 화학의 발달이 우리 생활에 미친 영향과 상호 관련성에 대하여 구체적 사례를 중심으로 접근함으로써 학생의 학습 의욕을 북돋운다.
(2) 강의 및 실험에서는 학생의 흥미를 유발하고 참여 의욕을 고취하기 위하여, 학습 내용과 밀접하게 관련된 생활 주위의 소재를 적절히 활용한다.
(3) 학습의 형태는 학습 내용 및 기타 여건에 따라 개념 학습, 탐구 학습, 협동 학습, 과제 학습, 발표식 학습, 컴퓨터를 이용한 개별 학습 등 다양한 방법으로 운영한다.

라. 실험․실습 지도
(1) 실험실에서 지켜야 할 안전 사항을 주지시킨다.
(2) 학생에게 생소하거나 파손되기 쉬운 실험 기구를 사용하는 경우에는 사용 방법에 대하여 충분히 설명한다.
(3) 휘발성 물질 사용시에는 환기에 유의하고, 실험 후의 폐기물 처리 방법을 자세히 지도한다.
(4) 실험 분단은 적은 수의 인원으로 편성하며, 협동 학습이 이루어지도록 한다.

5. 평가

가. ‘화학Ⅰ’에서는 개념뿐만 아니라, 탐구 능력, 과학적 태도 등을 균형있게 평가하며, 특히다음의 사항에 주안점을 둔다.

(1) 물질의 성질 및 화학 현상에 관한 기본 개념의 유기적인 이해를 요구하는 지식 영역을 평가한다.
(2) 가설 설정, 변인 통제, 실험 설계 및 수행, 자료 해석, 자료 변환, 결론 도출의 과정 등을 스스로 할 수 있는 탐구 능력을 평가한다.
(3) 관찰, 측정, 실험을 수행하는 조작적 기능을 평가한다.
(4) 학습 과정에서 계속 탐구하려는 의욕, 상호 협동, 증거 존중 등의 과학적 태도를 평가한다.
(5) 화학이 기술의 발달과 인간 생활에 미치는 영향을 바르게 인식하고 있는지를 평가한다.

나. 평가할 영역에 따라 지필 검사, 관찰, 보고서 및 질문지에 의한 평가, 토의와 면담 등의다양한 평가 방법을 사용한다.

(1) 지필 검사 : 지식이나 탐구적 사고력의 측정에 이용하고, 평가 결과를 객관화한다.
(2) 실험 보고서 평가 : 평가 기준표를 만들어 보고서를 평가한다.
(3) 관찰에 의한 평가 : 실험 중의 기구 조작 능력이나 실험에 임하는 태도 등은 관찰에 의한 평가를 하며, 이때 평가 항목과 점수 배당 기준표를 만들어 활용한다.
(4) 질문지, 토의 및 면담에 의한 평가 : 화학에 대한 관심, 흥미, 그리고 과학적 태도 등은 리커트 척도의 질문지, 토의 및 면담을 통하여 평가한다.

다. 계획적이고 타당한 평가가 이루어질 수 있도록 공동으로 평가 도구를 개발한다.
라. 평가는 설정된 기준에 근거하여 실시하고, 그 결과를 학습 지도의 계획 수립과 지도 방법 개선에 활용한다.

6. 여담

원래 과학 교과는 기존의 내용에 살을 덧씌워 새로운 내용인 양 가르치는 경우가 많으며, 화학Ⅰ의 경우도 마찬가지다. 이전까지의 과목과의 갭에 비해 화학Ⅱ와의 갭이 커 보이는 것은 화학Ⅰ에서까지는 분자간의 힘을 다루다 갑자기Ⅱ에서 원자 간의 힘, 원자 내부의 힘을 다루기 때문. 화학Ⅰ은 실생활 관련 내용이긴 한데, 그 덕분에 이론이 전무하다. (심지어 금성교과서의 화학Ⅰ 교과서에는 물 분자의 성질을 다루면서 분자의 극성과 수소 결합을 소개하지 않는다.) 그렇다고 이론편인 화학Ⅱ부터 배우려고 해도, 화학Ⅱ에서는 ~~화학Ⅰ에서 닥치고 외웠던~~ 기초적인 화학적 지식이 있다고 가정하고 내용이 전개된다. 쉽게말해 따로따로 노는셈. 하지만 일부 과고준비생이라는 용자들은 화1도 안배우고 화2를 해낸다. 그 덕분에 한번도 화학Ⅰ 수업을 받지않고도 고등학교 졸업하는 이과생도 생긴다. 영재고와 과고는 과목명인 화학Ⅰ과 화학Ⅱ와 다르게 거의 일반화학 수준의 수업을 진행한다.(...)

대표적인 암기로는 칼카나마알아철니주납수구수은백금( 이온화 경향. 금속 반응성의 순서)와 수헬리베붕탄질산플네나마알규인황염아칼칼(주기율표 ~20번까지)등이 있다. 둘 다 화학에서 기본과 기본이 되는 암기들이라서 어떤 선생이든 외울때까지 학생을 많이 괴롭힌다. 덕분에 이 글을 보는 당신이 정상적으로 화학Ⅰ을 공부한 이과생이라면 저정도 암기는 입안에서 술술 나올 것.

6.1. 과목 내용 구성 방식 논쟁

대한화학회에서는 이 과목에 치를 떤다는 듯. 이투스의 모 강사도, 화학Ⅰ이란 이름보다는 기술가정2란 이름이 더 어울린다고 칭할 정도.[1] 원래 6차 교육과정에서 공통과학을 배운 후 1이 붙은 과학과목은 실생활과 밀접한 쉬운 방향으로 문과 학생들이 배우게 되어 있었고[2] 2가 붙은 과학과목은 이론적이며 대학교에서 배우는 과학의 예비단계로서 이과생들이 공부하게 되어 있었는데, 7차에서 이과만 과탐을 보는것으로 변경되면서 타 과목들은 적절히 조절이 되었지만 화학만 6차시절의 기조가 그대로 남아버린 것이다.

옹호론
화학의 방대한 분야들 사이에는 서로간의 공통된 접점이 거의 존재하지 않는다. 화학 문서를 보면 알 수 있을 것이다. 엄밀히 말하면 이 '분야간의 공통된 접점'은 현대 과학에 존재하기는 하는데, 이 공통된 접점이 화학에 있지 않고 물리학에 있다. 거기다가 바로 이 쪽을 다루는 분야가 화학도라면 치를 떠는 그 물리화학인데, 화학과 물리학 양쪽에서 둘 다 수준급이 되고 나서야 들이댈 수 있는 분야이다. 화학 문서를 보면 알 수 있듯이 화학에서 쓰는 머리와 물리학에서 쓰는 머리는 다른데, 이 두 분야를 모두 수준급으로 배워야 한다는 것이다. 거기다가 이 학문은 개척이 진행중인 학문으로, 당연하게도 고등학생이 배울 내용이 아니다. 과학사적으로 화학은 실험이 먼저 나오고 이론이 그 뒤에 나온 과학이기 때문에, 초심자에게 이론을 체계화하는 방식으로 화학의 개념을 잡는 것은 화학사의 발전에 역행하는 방법일 뿐만 아니라 극도로 어렵기까지 한 방법이다. 몇 가지 예를 들어 주면, 현대 화학에서는 기초 중에 생기초로 치는 이온화설은 19세기 후반에 가서야 등장했고, 그 당시에는 '허무맹랑한 소리' 취급을 받았다. 또한 역시 기초 중에 생기초로 치는 원자의 구조는 20세기 초반에 들어서야 실체가 밝혀졌고, 그 중에서도 원자가 결합 이론은 20세기 후반에서야 어느정도 근거가 확립되었다. 원소의 결합수에 대한 개념은 19세기 이전 유기화학 시절부터 있었지만 그 당시의 결합수 개념은 화학 결합을 설명하기 위해서 끼워맞춰서 만든 아드호크 가설에 지나지 않았다. 원소마다 각각 고유의 결합수가 존재한다는 증거는 화학 결합을 제외하면 전무하고, 결합수를 가정함으로써 화학 결합 이외의 다른 현상을 설명할 수 있게 된 것도 아니었다. 반면 물리학은 17세기 후반 아이작 뉴턴의 프린키피아에 의해, 일상 범위에 대해서는 모든 이론을 이미 정립하고 시작한다. (일단 화학사 연표를 보면 맨 처음엔 로버트 보일이란 사람이 쌩뚱맞게 혼자서 등장하더니, 거기서 100년이 지나야 게이뤼삭이나 샤를, 아보가드로 같은 초기 화학자들이 등장하기 시작한다. 그런데 아이작 뉴턴은 저 로버트 보일과 동시대의 사람이다)

화학의 기본 개념을 아예 모르는 사람이 화학Ⅱ의 이론 화학을 먼저 배우고 화학Ⅰ의 실험 화학을 포섭하는 식으로 개념을 잡아 가려고 시도하다가는 이론의 벽에 부딛혀서, 7차 교육과정에서 원래 제시된 순서대로 얌전히 가는 것보다 배는 더 헤메일 가능성이 있다.[3]

비판론
하지만 실제 화학Ⅰ을 접하는 학생들의 경우는 화학 지식이 완전히 백지 상태인 것이 아니라 초등학교 및 중학교 과학, 그리고 고등학교 1학년 공통과학에서 화학의 기본 개념을 어느 정도 잡은 학생들이기 때문에 화학의 이론적인 내용을 먼저 배우는 것이 매우 어려운 일이라고 보기는 힘들다. 게다가 화학사의 발전에 역행한다는 것이 꼭 잘못되었다고는 볼 수 없는 게, 수학사에서도 원래는 적분[4]이 미분보다 훨씬 먼저 나왔다. 하지만 한국을 비롯한 대부분의 나라의 고등학교 교육과정에서는 미분을 적분보다, 부정적분을 정적분보다 먼저 가르친다. 이렇게 배워야 이해하기 더 쉽기 때문이다. 마찬가지로 지수와 로그 중에서도 로그함수가 더 먼저 나오고 그 다음에 지수가 나왔지만, 교육과정에서는 지수가 로그보다 먼저 나오는 것도 같은 맥락이다.[5] 또한 통계학에서도 원래는 이항분포가 먼저 나온 다음 그 이항분포 식에 가장 가까운 식을 찾는 과정에서 정규분포가 나온 것이다. 관련글 따라서 수학사의 발전 과정과 가장 부합하는 통계 단원 구성은 이항분포->이항분포와 정규분포의 관계->정규분포 순이다. 하지만 이항분포에서 정규분포 식을 이끌어내는 과정은 고등학교 교육과정을 아득히 넘어서기 때문에[6] 현행 교육과정에서는 이항분포->정규분포[7]->정규분포와 이항분포[8] 순으로 설명한다. 내용 이해를 좀 더 효율적으로 하기 위해서라면 역사적으로 나중에 등장한 개념이라도 좀 더 먼저 가르칠 수 있는 것이다. 단순히 '이 학문의 역사가 이렇게 발전했으니까' 배우는 학생들에게도 이 순서를 따르라고 강요하는 것은 어불성설이다.

[1] 이후 물리Ⅰ(2009)도 그런 취급을 받았다. [2] 물론 실제로는 그 시간에 공통과학을 배웠지만 [3] 실제로 2009 개정 교육과정에서 내용이 변경되자 이번엔 반대로 학생들이 이 과목에 치를 떨며 기피하고 있다. 특히 가장 처음 배우는 몰에서 이런 성향이 두드러지고 있다. [4] 정확히는 정적분. 부정적분은 나중에 미적분의 기본정리와 함께 나왔다. [5] 물론 수학을 좀 더 깊게 공부하다 보면 적분을 이용해서 미분을, 로그를 이용해서 지수를 정의하고 그것을 더 선호하는 수학자들도 있지만, 수학과 대학생들도 그 쪽에 특별히 관심을 두고 찾아보지 않으면 모르는 마당에 그걸 평범한 고등학생들에게 가르치는 것은 무리이다. [6] 정 보고 싶다면 대학 수리통계학 교재를 참고하자. 수학과/통계학과 학부 커리큘럼 상으로도 3학년은 돼야 배우는 내용이다. [7] 이 경우 정규분포는 그냥 '이런 식으로 정의된다'라고 하고 몇 가지 성질만 익히면 끝나며, 그 식마저도 고등학교 과정 내에서는 의미가 없다. [8] 이것도 마찬가지로 고등학교 수준에서는 그냥 '이런 관계가 있다' 하고 어물쩡 넘어간다.