지구과학Ⅰ
- 그 외 교과나 5차 교육과정 이전의 내용은 여기를 참조하기 바란다.
1. 개요
고등학교 과학 '''교과''' 지구과학Ⅰ에 대해서 다루는 문서다. 이 교과 내용에 기반하여 출제되는 과학탐구 영역에 대해 다루는 문서는 본 문서와 성격이 구분되므로 대학수학능력시험/탐구 영역/지구과학Ⅰ 문서를 참조하기 바란다.
2. 2015 개정 교육과정 '지구과학Ⅰ'
- 지난 2009 개정 교육과정을 기점으로 지구과학 인기가 치솟자 교수님들이 춤을 추며 개편한 듯 하다. 전반적으로 지난 지구과학Ⅱ를 Ⅰ, Ⅱ로 양분시키고 난도를 급상승시켰다(지난 화학이 이러했다). '물 들어올 때 노 저어라'를 실현한 셈. 지구과학Ⅱ의 순한 맛으로 저술하였기 때문에 다소 자연과학에 가까워졌다. 2009 개정 교육과정의 지구과학Ⅱ의 70% 정도가 이번 지구과학Ⅰ이라고 보면 된다.
- 2009 개정 때 융합·실용 노선이 강조되었던지라 전반적으로 내용이 많이 지저분했었는데, 2015 개정으로 이런 난잡함이 일소되고 과거처럼 학문 분과 및 이론 단위로 대단원이 재편되었다. 2009 개정 교육과정에 비해 분량이 줄어든 것처럼 보이지만 암기 위주의 한반도 지질학 부분, 재난, 환경문제 등 실생활적이면서도 잡스러운 내용들이 대폭 삭제되고 과거와 같이 이론 중심의 과목으로 재편되었다. 이론적인 내용이 더 증가했음에도 불구하고 잡다한 실용적 내용들이 줄어들면서 교과서 페이지수도 2009 개정 때의 $$\frac{3}{4}$$ 정도 수준으로 줄었다. 전반적으로 훨씬 일관성있고 컴팩트한 구성으로 바뀌었기 때문에 공부하기는 훨씬 수월해질 것으로 보인다.
- 상호 작용, 자원, 환경 등을 강조하며 짬뽕적 성격이 강했던 지난 교육과정의 1단원 "소중한 지구"도 역시 거의 날라갔고, 일부 소수 내용만 관련 단원으로 넘어갔다. I단원이 날가면서 그동안 부담이 되었던 한반도 지질 관련 암기 내용이 다 날라갔다. 복각, 지질 조사 같은 내용 등이 내려와서 지질학을 강화한 느낌이 있다.
- 지난 교육과정의 2단원인 "생동하는 지구" 기준에서는 다소 확대되었다. 2개의 대단원으로 분리되었으나 이 와중에도 역시 생활/실용/지엽적 성격이 강한 재앙.재해(화산재해, 지진피해, 집중호우, 폭설, 강풍, 우박, 태풍피해, 해일피해, 황사피해), 풍화작용 등의 내용은 날아갔고 이와 함께 다루던 지질사태, 화학적 풍화 관련 내용도 함께 삭제됐다.
- 지난 2009 개정 교육과정 때 신설되었던 3단원 기준에서는 환경 문제, 기후변화, 우주 쓰레기 등 잡스러운 내용이 거의 통째로 날라갔다. 기후변화 중 일부분만 살아남아 관련 단원으로 옮겨졌다.
- 천구와 좌표계 파트가 다시 Ⅱ과정으로 올라갔다. 사실 올라갔다고 표현하기보단 제자리로 간 게 맞다. 원래 직전 천구와 좌표계는 7차 교육과정에서 Ⅱ에서 다루었다. 여담으로, 안 그래도 헬이었던 천구 좌표계, 행성의 운동 파트가 Ⅱ로 올라가면서 한층 더 진화한 물리학이 되어버렸다.
- 지난 지구과학Ⅰ에서 유일하게 어려워 하던 좌표계 파트가 Ⅱ 과정으로 올라갔고, Ⅱ 과정으로부터 항성 과학, 외계 은하, 허블 은하론, 우주 배경 복사, 빅뱅 우주론 등과 같은 내용들이 Ⅰ 과정으로 내려왔다.
- 천문학 파트에서 태양계가 통째로 중학교 과학과 중복된다는 이유로 빠져버렸다. 달 역시 빠졌는데, 교양 내용은 여전히 중학 과학에 머물고 있으므로 교육과정에서 아예 빠진 건 아니다.
- 태양계 관련 교양 내용은 아예 빠진 건 맞지만 태양계 천체물리학 파트는 통째로 지구과학Ⅱ로 쫓겨났다.
- 이전 교육과정은 교과 수준의 이해 난도가 단원 순으로 '물-물-물-헬'로, 4단원에 몰빵되던 기조가 있었지만, 2015 개정 교육과정의 지구과학Ⅰ은 단원 전체가 '약불'이다. 특히 독보적인 킬러 단원이었던 천구 좌표계는 Ⅱ 과정으로 빠졌으나 전체적으로 보았을 때, 역대 지구과학Ⅰ 교육과정 중에서는 가장 어렵다고 봐도 무방하다. 간혹 쉬워졌다고 유혹하곤 하나 환경, 기술가정 같은 내용만 대폭 빠졌을 뿐, 개념 난도는 상향되었다고 보는 게 옳다.
- 과목에 대한 만만한 인식 탓인지 암기 파트가 대거 쫓겨났고, 이해를 요구하는 부분들이 대거 들어왔다. 개념들의 수준 자체는 높진 않으나(다만, 세계의 기준에서는 높은 편이다. 일본과 우리나라 빼고 지구과학을 배우지 않기 때문.), 기존 지구과학Ⅰ을 공부했던 사람들이라면 뭔가 조금 어려워졌다거나 아예 새 과목 같다는 느낌이 들 것이다.
2.1. 지권의 변동
- 대륙 이동과 판 구조론, 대륙이동설의 배경과 증거, 해양저확장설, 맨틀대류설, 지질 시대와 대륙 분포, 맨틀 대류와 플룸구조론[1], 변동대 화성암의 종류, 복각
- 대륙이동설로부터 판구조론까지의 정립 과정을 탐사 기술의 발달과 관련지어 설명할 수 있다.
- 지질 시대 전체에 걸친 대륙 분포의 변화와 현재 대륙 이동 속도 자료를 통해 미래의 변화를 추정할 수 있다.
- 판을 움직이는 맨틀의 상부 운동과 플룸에 의한 구조 운동을 구분하여 설명할 수 있다.
- 변동대에서 마그마가 생성되고, 그 조성에 따라 다양한 화성암이 생성됨을 설명할 수 있다.
2.2. 지구의 역사
- 퇴적 구조와 환경, 지질 구조, 지사 해석 방법, 상대 연령과 절대 연령, 지질 시대 환경과 생물, 표준 화석, 시상 화석, 지질 시대 구분
- 지층에서 나타나는 다양한 퇴적 구조와 퇴적 환경의 관계를 설명할 수 있다.
- 다양한 지질 구조의 생성 과정과 특징을 설명할 수 있다.
- 지층의 선후 관계 해석에 사용되는 다양한 법칙을 통해 지구의 역사를 추론할 수 있다.
- 암석의 절대 연령을 구하는 원리를 이해하고, 방사성 동위 원소 자료를 이용해 절대 연령을 구할 수 있다.
- 지질 시대를 기(紀) 수준에서 구분하고, 화석 자료를 통해 지질 시대의 생물 환경과 기후 변화를 해석할 수 있다.
2.3. 대기와 해양의 변화
- 온대 저기압, 이동성 고기압, 기단, 전선, 일기도, 일기 예보, 태풍, 악기상, 해수의 수온, 염분, 해수의 밀도, 용존 산소, 수온-염분도
- 저기압과 고기압이 통과할 때 날씨의 변화를 일기도와 위성 영상 해석을 통해 설명할 수 있다.
- 태풍의 발생, 이동, 소멸 과정을 이해하고 태풍이 통과할 때의 날씨 변화를 일기도와 위성 영상 해석을 통해 설명할 수 있다.
- 뇌우, 국지성 호우, 폭설, 황사 등 우리나라의 주요 악기상의 생성 메커니즘을 이해하고, 피해를 최소화할 수 있는 방법에 대해 토의할 수 있다.
- 해수의 물리적, 화학적 성질을 이해하고, 실측 자료를 활용하여 해수의 온도, 염분, 밀도, 용존 산소량 등의 분포를 설명할 수 있다.
2.4. 대기와 해양의 상호 작용
- 대기 대순환, 표층 순환, 심층 순환, 열염 순환, 용승과 침강, 엘니뇨와 라니냐, 남방진동, 기후 변화의 요인, 지구 온난화, 온실 효과, 기후 변화 협약
- 대기의 대순환과 해양의 표층 순환과의 관계를 주요 표층 해류를 중심으로 설명할 수 있다.
- 심층 순환의 발생 원리와 분포를 이해하고, 이를 표층 순환 및 기후 변화와 관련지어 설명할 수 있다.
- 대기와 해수의 상호 작용의 사례로서 해수의 용승과 침강, 남방진동의 발생 과정과 관련 현상을 이해한다.
- 기후 변화의 원인을 자연적 요인과 인위적 요인으로 구분하여 설명하고, 인간 활동에 의한 기후 변화의 환경적, 사회적 및 경제적 영향과 기후 변화 문제를 과학적으로 해결하는 방법에 대해 토의할 수 있다.
2.5. 별과 외계 행성계
- 별의 물리량, 별의 분광형과 표면 온도, H-R도, 주계열성의 에너지원, 별의 내부 구조 모형, 별의 진화, 별의 종말(백색왜성, 초신성, 중성자성, 블랙홀), 외계 행성계 탐사 방법, 외계 행성계의 특징,생명가능 지대
- 별의 스펙트럼과 광도로부터 별의 온도와 크기를 결정하는 방법을 설명할 수 있다.
- H-R도 상에서의 위치에 따른 별의 특징을 물리량과 관련지어 설명할 수 있다.
- 태양과 비슷한 질량을 가진 별의 진화 과정에 따른 특징을 설명할 수 있다.
- 주계열성의 에너지 생성 메커니즘과 내부 구조를 설명할 수 있다.
- 외계 행성계의 탐사 방법을 이해하고, 지금까지 발견된 외계 행성계의 특징을 설명할 수 있다.
- 외계 생명체가 존재할 가능성이 있는 행성의 일반적인 조건을 파악할 수 있으며 탐사의 의의를 토의할 수 있다.
2.6. 외부 은하와 우주 팽창
- 은하의 분류, 특이 은하, 충돌 은하, 허블 법칙, 빅뱅(대폭발) 우주론, 우주 배경 복사, 급팽창 우주론, 암흑 에너지와 암흑 물질
- 허블의 은하 분류 체계에 따라 외부 은하를 분류하고, 전파 은하, 퀘이사 등과 같은 특이 은하와 충돌 은하의 특징을 설명할 수 있다.
- 우주 배경 복사, 우주 망원경 관측 등의 최신 관측 자료를 바탕으로 급팽창 우주와 가속 팽창 우주를 포함하는 빅뱅(대폭발) 우주론을 설명할 수 있다.
- 우주의 대부분이 암흑 에너지와 암흑 물질로 이루어져 있음을 설명할 수 있다.
3. 2009 개정 교육과정 '지구과학Ⅰ'
3.1. 소중한 지구
- 행성으로서의 지구
- 태양계에서 생명체가 살기 위한 조건을 갖춘 유일한 행성으로서 지구의 소중함을 이해한다.
- 지구계를 구성하는 각 권 내의 현상들(오존층, 자기권 등)이 생명 유지에 기여함을 이해한다.
- 에너지의 순환 및 물질 교환의 관점에서 지구계를 구성하는 각 권의 상호작용을 이해한다.
- 지구의 선물
- 지하자원의 개발과 이용에 대한 예와 경제적 가치를 설명한다. 지하자원의 생성 과정과 개발 과정을 알고, 그것의 활용 사례와 경제적 가치를 설명할 수 있다.
- 자원으로서 토양의 중요성을 알고, 다양한 토양의 생성 과정 및 토양 유실저하 요인과 이에 대한 방지 대책을 제시한다.
- 대기와 물이 생물권에 작용하는 영향과 중요성을 이해한다.
- 하천수, 지하수, 빙하 등의 형성과정과 분포를 이해하고 이에 따른 자연 환경과 인간 생활환경의 관계를 이해한다.
- 해양에서 얻을 수 있는 에너지, 물질, 식량 자원의 종류와 분포를 알고 해양 개발의 중요성을 이해한다.
- 관광자원으로서 활용되는 지구환경의 예를 찾아보고 그 가치를 이해한다.
- 지열, 바람, 조석, 파도, 태양 등 미래의 친 환경 에너지의 원천을 지구에서 얻을 수 있음을 이해한다.
- 아름다운 한반도
- 한반도의 유명 관광지에서 볼 수 있는 지형과 지질학적 현상을 이해한다. (지층과 습곡, 단층, 암석, 지표의 평탄화 과정, 퇴적 작용, 화산 활동, 변성암 생성 과정 등)
- 한반도의 대표적인 아름다운 지형을 심미적인 관점에서 감상하고 소중함을 인식하며, 다양한 방법으로 표현할 수 있다.
3.2. 생동하는 지구
- 고체 지구의 변화
- 지진, 화산 등 지각의 변화를 일으키는 과정과 원리를 판구조론과 연계하여 설명할 수 있다.
- 풍화 작용의 과학적 원리와 현상을 이해한다.
- 사태의 과학적 원인, 과정, 결과를 이해한다.
- 지진, 화산, 사태 등 지질 재해의 종류와 피해 및 피해를 줄이기 위한 대책을 설명할 수 있다.
- 유체 지구의 변화
- 고기압이나 저기압이 통과할 때 날씨의 변화 양상과 그 원리를 기단과 전선과 관련지어 이해한다.
- 태풍의 발생, 이동, 소멸 과정과 태풍에 따른 날씨 변화를 대기의 운동, 해양 및 육지와의 상호 작용 등과 관련지어 이해한다.
- 뇌우, 국지성 호우 등 우리나라의 주요 악기상과 그 생성 메커니즘을 설명할 수 있다.
- 여러 기상 현상을 대기와 해양의 대순환과 연계하여 설명할 수 있다.
- 대기와 해양에서 일어나는 다양한 현상이 우리 생활에 많은 영향을 준다는 사실을 이해한다.
- 태풍, 뇌우, 토네이도, 해일 등의 피해 사례를 조사하고, 피해를 최소화할 수 있는 방법을 설명할 수 있다.
3.3. 위기의 지구
- 환경오염
- 대기 오염, 해양 오염, 토양 오염, 수질 오염 등 각종 지구 환경 오염이 발생하는 과정을 과학적으로 이해한다.
- 다양한 환경오염의 결과로 나타나는 심각한 피해 사례를 조사한다.
- 우주 쓰레기가 증가하는 원인과 문제의 심각성을 이해한다.
- 기후 변화
- 지구의 역사를 통하여 기후가 어떻게 변해 왔는지를 알고, 고기후 연구 방법을 설명할 수 있다.
- 기후 변화의 원인을 설명하는 여러 가지 가설을 이해한다.
- 지구 온난화를 지구 열수지와 관련지어 이해한다.
- 엘니뇨, 해수면 상승, 오존 홀, 사막화, 황사 등과 같은 현상이 지구 환경에 미치는 영향을 설명할 수 있다.
- 인간의 활동에 의한 지구 환경 변화의 사회적, 경제적 영향을 알고, 이와 관련된 문제를 해결하기 위한 다양한 노력들을 알아본다.
3.4. 다가오는 우주
- 천체관측
- 별은 상대적인 위치가 변하지 않은 채 별자리를 이루며, 별자리가 이동하고 있음을 관측하여 인식한다.
- 지구의 운동에 의하여 천체들이 일주 운동과 연주 운동을 함을 설명할 수 있다.
- 적도좌표를 이용하여 천체의 위치를 나타내고, 남중시각과 지평선 위에 떠있는 시간을 설명할 수 있다.
- 여러 파장대로 태양 표면을 관측한 자료를 탐구하여 흑점, 쌀알무늬 등에 대해서 설명할 수 있다.
- 흑점 관측을 통해 태양이 차등 자전함을 설명할 수 있다.
- 태양의 대기를 관측하는 방법을 알고 태양 대기의 특징인 채층, 홍염, 코로나에 대해서 설명할 수 있다.
- 역사적인 관점에서 다양한 태양계 모형을 살펴보고, 이들로 행성의 시운동을 설명할 수 있음을 이해한다.
- 회합주기, 공전주기, 태양에 대한 행성의 위치에 대해 학습하고 행성의 운동이 케플러 법칙을 따름을 설명할 수 있다.
- 달과 태양, 지구의 상대적인 위치로 달의 위상을 설명할 수 있다.
- 일식과 월식이 일어나는 원리를 이해하고 이 때 관측할 수 있는 현상을 설명할 수 있다.
- 달의 위상이 같더라도 달의 적경과 적위에 따라 달의 남중고도와 관측 가능한 시각이 달라짐을 설명할 수 있다.
- 우주 탐사
- 태양계 구성원에 대한 탐사 역사에 대해서 알고 탐사를 통해 알게 된 물리적 특징을 설명할 수 있다.
- 우주 탐사선 및 우주정거장의 정의와 역할을 설명하고, 우리나라의 우주 탐사 현황에 대해서 설명할 수 있다.
- 우주 망원경의 정의와 역할을 알고, 우주 망원경 관측을 통해 알아낸 성과에 대해서 설명할 수 있다.
- 관측 파장대별로 관측 할 수 있는 천체의 물리적 특징을 이해하고, 망원경의 종류가 다름을 설명할 수 있다.
- 외계 생명체가 살 수 있는 조건을 행성의 일반적인 특성을 통해 이해하고 탐사가 가지는 의미를 설명할 수 있다.
- 외계 행성체 탐사 원리와 방법을 이해하고, 지구 밖 생명체 탐사의 진행상황을 설명할 수 있다.
4. 7차 교육과정 '지구과학Ⅰ'
4.1. 하나뿐인 지구
- 지구의 탐사
- 지구과학의 성격, 영역, 지구과학과 사회 및 지구과학사와의 관계를 알아보고, 지구 탐사에 관한 최신 자료를 사용하여 지구과학의 전망을 밝힌다.
- 관찰 및 실험을 통하여 지구와 우주를 탐구하는 방법에 대하여 이해한다.
- 지구의 구성
- 기권, 수권, 암권, 생물권의 구조와 특성을 통하여 전 지구적인 관점에서 지구 환경의 구성을 이해한다.
- 지구 환경을 구성하고 있는 각 권의 에너지 및 물질의 순환을 통하여 각 권의 상호 작용을 이해한다.
- 지구 환경의 변화
- 지구의 기원과 원시 지구의 환경을 이해한다.
- 지층과 화석을 이용하여 지질 시대를 구분한다.
- 각 지질 시대에 따른 환경과 생물계의 변천 과정을 이해한다.
- 기후 변화의 자료를 통하여 지구 환경의 변화를 이해한다.
- 최근 인간 활동에 의해 크게 변하고 있는 지구 환경의 사례를 조사하여 미래의 지구 환경을 예측한다.
4.2. 살아 있는 지구
- 지각 변동
- 최근의 화산 및 지진 자료를 이용하여 화산 및 지진 현상을 설명하고, 화산과 지진의 분포 자료를 해석한다.
- 변동대의 의미를 이해하여 변동대에서 나타나는 지질 현상을 판의 운동과 관련지어 설명한다.
- 일기의 변화
- 수증기 응결 실험을 통하여 단열 변화와 응결 및 강수 과정과의 관계를 조사한다.
- 강수량 측정, 구름 관측 등을 통하여 날씨 변화를 조사한다.
- 과거의 연속적인 일기도와 기상 원격 탐측 자료를 사용하여 현재의 일기도를 해석하고, 날씨 변화를 예측한다.
- 우리 나라 주변의 기단, 온대 저기압, 태풍의 발생과 소멸을 통하여 대기의 역동성을 이해한다.
- 해양의 변화
- 세계의 해저 지형도를 사용하여 각 대양의 해저 지형의 특성과 그 생성 원인을 판 구조 운동과 관련지어 이해한다.
- 자료를 통하여 해수의 염분, 온도, 밀도, 용존 산소량 등의 분포를 알아보고 해수의 성질을 이해한다.
- 세계 해류도를 사용하여 전반적인 해류의 분포를 조사하고, 우리 나라 부근의 해류 형성 원인과 그 영향을 설명한다.
- 최근의 해양 원격 탐사 자료를 통하여 해양 환경의 변화를 이해한다.
4.3. 신비한 우주
- 천체의 관측
- 천체 관측 도구의 종류를 조사하고, 그 조작법과 관측 방법을 익힌다.
- 망원경 등의 기구를 이용하여 태양의 표면을 관찰하여 태양 표면에 나타나는 현상을 기술한다.
- 달의 운동과 위상 변화를 관찰하여 태양, 달, 지구와의 관계를 이해하고, 망원경 등의 기구를 통해 달을 관측하여 달의 특징을 기술한다.
- 행성의 위치 자료를 통하여 행성의 겉보기 운동을 이해하고, 망원경 등에 의한 행성 관측으로 행성의 특징을 기술한다.
- 사진 자료에서 연주 시차를 측정하여 별의 거리를 구하고, 별자리 보기판을 이용하여 별자리를 찾아보며, 별의 밝기와 등급을 관계짓는다.
- 태양계 탐사
- 태양계 탐사선의 종류와 탐사 계획을 조사하여 탐사 방법과 목적을 기술한다.
- 태양계 탐사 결과 밝혀진 사실을 최근 자료를 중심으로 조사한다.
- 과학사적 자료를 이용하여 천동설과 지동설을 비교하고, 우주관의 변천 과정을 조사한다.
5. 6차 교육과정 '지구과학Ⅰ'
5.1. 지각의 물질과 변화
- (가) 지식 : 광물, 암석, 암석의 순화, 지표의 변화, 지각 변동, 대륙 이동설, 판 구조론
- (나) 탐구 활동 : 광물 관찰, 암석관찰, 토양의 공극률과 투수율 측정
- ‘광물’에서 결정계는 다루지 않는다. 광물과 암석 관찰에서는 편광 현미경을 이용한 관찰을 포함하되, 편광 현미경의 원리보다는 조립질 암석의 박편을 이용하여 주요 조암 광물의 모양, 색, 간섭색을 나타나는 현상 위주로 다룬다.
5.2. 대기와 해양
- (가) 지식 : 구름과 비, 뇌우, 기단, 전선, 고기압과 저기압, 기압과 날씨, 일기 예보와 그 이용, 기후, 해양의 분포, 해저 지형, 해수의 성질과 해류, 해양
- (나) 탐구 활동 : 원격 탐사 자료 해석, 수온 약층 실험
- 대기에서 안정도는 다루지 않는다. 해양 부분에서는 우리나라 주변의 해양과 해수도 간단히 다룬다.
5.3. 우주
- (가) 지식 : 우주관의 변천, 태양계의 특성, 태양계 탐사, 별의 종류, 별의 물리적 특성, 별의 일생, 우리 은하계, 외부 은하, 우주 팽창
- (나) 탐구 활동 : 행성의 운동에 관한 자료 해석, 태양 흑점 관찰, 별 관찰, H-R 도
- 망원경의 원리와 구조보다는 망원경을 사용하여 태양 흑점이나 달 표면 또는 밝은 행성의 관찰 등을 다룬다.
5.4. 지구의 과거와 미래
- (가) 지식 : 지층과 화석, 지질 연대, 지구의 기원, 지질 시대의 환경과 생물, 우리나라의 지질, 기후 변화, 이상 기후, 사막화 현상, 해수면의 변화, 환경과 자원
- (나) 탐구 활동 : 기후 변화에 관한 자료 해석
- 지질 시대에는 기 단위까지 다루고, 우리나라의 지질은 대 단위까지 다룬다.
6. 관련 문서
[1] 이전 지구과학에선 볼 수 없던 이론인데, 최근에 주류로 인정되며 교육과정에 들어온 듯하다. 신개념이다.