수학과 엑셀 스프레드시트를 이용한 과학 학습

이 책은 과학, 수학, 엑셀프로그램의 스프레드시트를 활용하여 중, 고등학교 과학교육과정의 여러 과학 내용을 다루고 있다. 서울대학교 대학원 과학교육학과에 재학 중인 대학원생(현직교사 포함)들이 초·중등과학교육에서 필요한 과학개념을 용이하게 학습하고자 개발한 것들이다. 일반적으로 교과서에 실려 있는 도표들은 매우 추상적이어서 그 도표가 보여주고자 하는 내용을 학생들은 잘 이해하기 어렵다. 엑셀프로그램의 스프레드시트를 이용하면 교과서에서 다루어지고 있는 그래프들을 실제로 교사/학생이 직접 그려 낼 수 있다. 이를 직접 그리기 위해서는 과학 내용을 잘 이해하여야 하며, 그 속에 담겨져 있는 수학으로 표현된 식을 읽을 수 있어야 한다. 이러한 과정을 통하면 과학에서 쓰이는 수학이 과학을 표현하는 언어의 구실을 함을 이해하고, 그래프에서 여러 독립변수 중 하나의 독립변수를 변화시켜 보면 종속변수 사이에 나타나는 그래프가 변하는 모습을 살필 수 있게 된다. 따라서 여러 경우에 어떠한 변화가 발생하는지도 살필 수 있다. 이제까지 배워 온 수학의 내용을 과학의 내용을 이해하고 표현하기 위해 사용한다는 데에 매우 큰 의의가 있다.

머리말 / 3 제1장 지구과학Ⅰ 천문 단원의 엑셀을 이용한 모델링 9 1. 서론 11 2. 엑셀을 이용한 모델링 연습 11 3. 맺음말 35 제2장 내행성과 외행성의 운동(행성의 겉보기 운동) 37 1. 서론 39 2. 본론 39 3. 결론 57 제3장 북쪽 하늘 일주, 연주 운동 및 궤적 59 1. 서론 61 2. 엑셀 코딩 61 3. 활용방안 74 제4장 포물선 운동과 역학적 에너지 보존 법칙 77 1. 서론 79 2. 포물선 운동과 역학적 에너지 보존에 대한 이해 80 3. 포물선 운동과 역학적 에너지 보존에 대한 모델링 82 제5장 엑셀을 활용하여 눈이 내리는 크리스마스카드 만들기 89 1. 들어가며 91 2. 교육과정 내용 요소와의 연계 92 3. 개념 이해하기 93 4. 엑셀 코딩 93 5. 나오며 98 제6장 비행기가 빠르게 움직이면?: 도플러 효과 모델링 99 1. 서론 101 2. 엑셀 코딩 102 3. 결론 110 제7장 사이클로이드 곡선의 최단강하선 시각화 113 1. 연구의 필요성 115 2. 이론적 배경 116 3. 연구 방법 및 절차 119 4. 구현 결과 119 5. 제언 122 제8장 일과 에너지－도구의 사용과 일의 원리(지레) 125 1. 서론 127 2. 교육과정과의 연계성(2009 과학과 교육과정) 127 3. 엑셀 코딩 128 4. 활용방안 132 제9장 Excel을 이용한 피스톤운동 시뮬레이션 133 1. 서론 135 2. 엑셀코딩 135 3. 맺음말 148 제10장 달의 위상 변화 사진으로부터 달의 공전 궤도 구하기 151 1. 서론 153 2. 본론 153 3. 결론 167 제11장 행성의 운동 169 1. 해석학적인 풀이 171 2. 수치해석학적인 해 181 제12장 Excel을 이용한 오비탈과 오비탈의 표현 185 1. 서론 187 2. 이론적 배경 188 3. Excel을 이용한 표현 194 4. 결과 208 5. 결론 및 논의 210 제13장 화학 반응 속도-반응속도 식 이해 213 1. 서론 215 2. 본론 216 3. 활용 가능성 223 4. 맺음말 224 제14장 중화 반응에서 이온수 그래프 그리기 225 1. 서론 227 2. 본론 228 3. 결론 233 제15장 Excel을 이용한 화학평형 모델링 235 1. 2009 개정 교육과정과의 연계 237 2. 이론적 배경 238 3. 엑셀 코딩 240 제16장 산-염기 적정 곡선 245 1. 2009 개정 교육과정과의 연계 247 2. 산-염기 적정 곡선에 대한 이론적 배경 248 3. 엑셀 코딩 249 4. 수업에서의 활용 252 제17장 나노 입자의 브라운 운동 253 1. 서론 255 2. 학습 활동 설계 과정 256 3. 수업 활용 방안 261 제18장 달력 만들기 263 1. 서론 265 2. 엑셀 코딩 265 3. 엑셀 함수 설명 269 4. 활용방안 271 제19장 해파 273 1. 제작 동기 275 2. 이론적 배경 276 3. 심해파의 전파를 엑셀로 구현하기 277 4. 심해파의 전파 엑셀 파일 활용하기 283 5. 물 입자의 운동 궤적을 엑셀로 구현하기 28