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[초등 과학] 천문관측 수업 설계 및 적용

2009년 개정 과학과 교육과정에서는 3~4학년군 ‘지구와 달’을 시작으로 기본적인 천문의 기초를 다루고 있으며 5~6학년군에서는 ‘지구와 달의 운동’을 통해 낮과 밤, 하루 동안의 달과 별의 위치 변화를 다루고 있으며 지구의 자전과 공전으로 인한 여러 가지 현상들을 다루고 있다. 이를 통해 학생들이 인류가 우주를 탐사하는 이유를 생각해 보고 우주에 대한 과학적 호기심과 탐구 능력을 향상시키는 활동을 강조하고 있다.

그러나 학교 현장의 천문교육은 별자리 판이나 ‘삼구의’ 같은 단순한 모형 교재에 의존하고 있어 학생들이 흥미를 느끼지 못하고 있으며 교수-학습 내용이 추상적인 탓에 이를 지도하는 교사들마저 개념을 파악하는 데 많은 어려움을 겪고 있다.

또한 천체 원리를 알아볼 수 있는 모형 교재들 중 상당수는 학생들에게 오개념을 심어주는 경우도 있다. 과학적 개념과 구체적인 자연현상은 격리되어서는 안 되며, 이 격리현상으로 인하여 오개념이 생길 수가 있다. 실제로 교실에서 사진과 모형을 통해 지구과학 개념을 학습한 학생은 야외 환경에 놓였을 때 교실에서 배운 지식을 야외 환경에 잘 적용시키지 못하는 경우가 대부분이다.

이러한 상황에 대한 대안으로 다양한 기자재들을 이용하여 달의 위상 변화를 알아보고 달의 위상 변화의 원인이 태양과 지구, 달의 운동에 따른 위치 변화를 지구 외부에서 관찰한 시점으로 설명해야 하므로, 자료의 개발 및 투입이 학생 수준에 맞게 이루어져야 한다.

스마트폰 앱을 이용해서 별자리와 행성 탐색하기
안드로이드 스마트폰 앱인 ‘구글 스카이 맵’을 이용하여 별자리와 여러 행성들을 관찰할 수 있다. 안드로이드 플레이스토어에서 ‘스카이 맵’을 검색하여 설치하고 스마트폰의 위치서비스(GPS) 기능을 켜고 스마트폰의 뒷면 방향과 관측하는 하늘의 방향을 일치시키면 해당하는 곳의 별자리와 행성의 위상을 관측할 수 있다.

스카이 맵의 시간 여행 기능을 이용하여 지정한 날짜와 시간에 따른 별자리 및 행성의 위상을 미리 볼 수 있다. 시간 여행 기능에서 날짜와 시간을 직접 선택할 수 있지만 인기 있는 날짜를 선택하여 과거의 개기일식을 비롯하여 미래에 예고된 천문 현상도 미리 가상 체험할 수 있다.

디지털 카메라를 이용하여 달의 위상 변화 촬영하기
초등학생을 대상으로 하는 천문 교육의 가장 큰 걸림돌은 고가의 천문 관측 장비 구입 및 투입에 관한 것이다. 그러한 까닭에 천문 현상에 대한 지속적인 관측 및 촬영이 어려운 것이 현실이다. 지구에서 가장 가까운 행성인 달은 천체망원경과 같은 전문적인 광학장비 없이도 휴대가 간편한 쌍안경이나 고배율 줌렌즈가 장착된 디지털 카메라를 이용하여 관측이 가능하다. 50배 이상의 광학 줌 디지털 카메라의 경우 일반 보급형 디지털 카메라 가격으로 구입할 수 있으며 달을 비롯하여 목성, 화성 등의 행성을 관측하는 데 손색이 없다.

하루 동안의 달의 움직임 사진 촬영하고 합성하기
달은 2분 간격으로 달의 지름만큼 움직인다. 디지털 카메라를 삼각대로 고정하고 일정한 시간 간격으로 촬영 후 사진들을 1장으로 합성한다면 시간의 흐름에 따른 달의 움직임을 1장의 사진을 만들 수 있다. 이 활동의 경우 카메라만 고정할 수 있다면 일반 디지털 카메라 또는 PC용 캠으로도 촬영할 수 있다.

일정 시간 간격으로 달 사진 촬영하기
삼각대에 디지털 카메라를 고정하고 렌즈 배율 및 촬영 모드를 고정한다. 촬영하는 시간 간격은 10분 정도가 적당하다. 촬영이 끝나면 사진들을 하나의 폴더에 넣어둔다.


[자세한 내용은 월간 새교육에 있습니다]

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