같은 빛도 멀어지면 어두워집니다.
그렇다면 거리가 두 배가 되면, 밝기도 절반이 될까요?

천상열차분야지도의 별 표현을 탐구했던 1·2차시에 이어, 이번에는 별의 밝기와 거리의 관계를 예상하고 이를 확인할 실험을 설계합니다.

학생들이 자신의 생각을 먼저 표현하고, 실제로 확인할 방법을 고민하도록 구성한 중학교 과학 3차시 수업입니다.

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수업 안내
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• 대상: 중학교 과학 ‘별과 우주’ 단원
• 분량: 1차시, 45분
• 주제: 별의 밝기와 거리의 관계 예상 및 실험 설계
• 수업 모형: POE(예상–관찰–설명) 탐구 중 예상과 실험 설계

이번 차시에서는 다음 차시에 진행할 실물 실험을 준비합니다. 실제 주행과 센서 측정은 4차시로 이어집니다.

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이렇게 수업합니다
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① 밝게 보이는 까닭 생각하기

별이 밝게 보이는 까닭은 무엇일까요?
별 자체가 내는 빛의 양과 별까지의 거리를 구분하며 탐구 질문을 만납니다.

② 나의 예상 표현하기

“같은 광원이 일정한 속력으로 멀어지면 밝기는 어떻게 달라질까?”

관계를 배우기 전에 자신의 예상과 이유를 먼저 표현합니다. 정답을 맞히는 것보다 그렇게 생각한 근거를 드러내는 데 초점을 둡니다.

③ 거리와 밝기의 관계 탐구하기

거리가 달라질 때 빛이 퍼지는 범위와 단위 면적에 도달하는 빛의 양을 연결합니다. 비바샘의 관련 영상도 연계하여 추상적인 관계를 시각적으로 살펴볼 수 있습니다.

④ 움직이는 광원 실험 설계하기

마퀸 자동차 뒤쪽에 작은 LED 조명을 부착하고, 이지메이커 밝기 센서는 한곳에 고정합니다.

자동차가 앞으로 이동하면 뒤쪽 LED는 센서를 향한 채 멀어집니다. 학생들은 이때 측정될 밝기 변화를 예상하고, 변인과 측정 방법을 정합니다.

⑤ 공정한 실험인지 점검하기

• 같은 광원을 사용하는가?
• 광원과 센서의 방향·높이를 유지하는가?
• 주변 조명은 어떻게 통제할 것인가?
• 이동 시간을 거리로 바꾸려면 무엇을 알아야 하는가?
• 예상과 다른 결과가 나오면 무엇을 확인할 것인가?

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수업에서 강조하는 점
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마퀸의 모터 설정값 ‘255’는 실제 속력이 아닙니다. 이동 시간을 거리로 바꾸려면 실제 이동 거리와 시간을 측정해야 합니다.

또한 초음파 센서의 장애물 정지 거리와, LED에서 밝기 센서까지의 측정 거리를 구분합니다.

학생들이 장비를 작동하는 데서 한 걸음 더 나아가, “이 방법으로 내 생각을 확인할 수 있는가?”를 판단하도록 돕고자 했습니다.

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다음 차시와의 연결
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4차시에는 설계한 방법으로 움직이는 광원의 밝기를 측정하고 최초 예상과 비교합니다.

5차시에는 그 결과를 별의 밝기 등급과 연결하고, 겉보기 등급과 절대 등급을 탐구합니다.

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