“광원이 멀어지면 어두워질 것이다.”
그런데 실제 측정 결과도 우리가 예상한 모습으로 나타날까요?

3차시에서 설계한 실험을 직접 수행하고, 예상과 관찰의 차이를 근거로 설명하는 중학교 과학 수업입니다.

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접속 후 ‘4차시’를 선택해 활용해 주세요.

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수업 안내
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• 대상: 중학교 과학 ‘별과 우주’ 단원
• 분량: 1차시, 45분
• 주제: 이동 광원의 밝기 측정과 거리–밝기 관계 해석
• 수업 모형: POE(예상–관찰–설명) 중 관찰과 설명

이번 차시에서는 마퀸 자동차에 부착한 LED를 움직이는 광원으로 활용하고, 이지메이커 밝기 센서로 밝기 변화를 측정합니다.

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이렇게 수업합니다
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① 나의 예상 다시 보기

3차시에서 예상했던 그래프와 그 이유를 다시 확인합니다.

“어떤 결과가 나오면 내 생각을 지지할 수 있을까?”
“어떤 결과가 나오면 생각을 수정해야 할까?”

관찰하기 전에 자신의 판단 기준을 먼저 떠올립니다.

② 움직이는 광원 준비하기

마퀸 자동차에 마이크로비트를 올바른 방향으로 꽂고, 자동차 뒤쪽에 독립형 LED 조명을 부착합니다.

앞쪽 초음파 센서는 주행 방향의 장애물을 향하고, 뒤쪽 LED는 고정된 밝기 센서를 향하도록 배치합니다. 준비된 프로그램에서 A버튼으로 주행하고 장애물 앞에서 정지하는지 사전 점검합니다.

③ 센서 연결과 측정 조건 점검하기

밝기 센서를 전용 연결선으로 이지메이커 보드의 A0에 연결하고, 보드를 USB로 노트북에 연결합니다.

센서는 움직이지 않게 고정하고, LED와 센서 수광부의 높이·방향을 맞춥니다. 주변광과 광원 정렬이 측정 결과에 미치는 영향도 함께 확인합니다.

④ 광원을 이동시키며 밝기 측정하기

자동차가 센서에서 멀어지는 동안 밝기 변화를 기록합니다.

출발 시점과 분석할 구간을 확인하고, 반복 측정하여 결과가 비슷하게 나타나는지 살펴봅니다. 시간에 따른 결과를 거리와 연결할 때는 실제 이동 거리와 시간으로 자동차의 속력을 확인합니다.

⑤ 예상과 관찰을 비교하고 설명하기

처음 예상한 그래프와 실제 측정 결과를 비교하고, 같은 광원에서 밝기가 거리의 제곱에 반비례하는 이상적인 관계와 연결합니다.

차이가 나타나면 주변광, 반사광, LED의 방향, 자동차의 속력 변화, 센서 특성 등을 검토합니다.

결과를 이론에 억지로 맞추기보다, 차이가 생긴 까닭을 근거로 설명하는 데 초점을 둡니다.

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수업에서 강조하는 점
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• 모터 설정값 ‘255’는 실제 속력이 아닙니다.
시간을 거리로 바꾸려면 실제 이동 거리와 시간으로 속력을 확인해야 합니다.

• 초음파 정지 거리와 밝기 측정 거리는 다릅니다.
초음파 센서의 약 5cm 정지 조건과 LED–밝기 센서 사이의 거리를 구분합니다.

• 예상과 다른 결과도 탐구의 출발점입니다.
“실패했다”로 끝내지 않고, 어떤 조건을 확인하거나 바꾸어야 하는지 생각합니다.

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비바샘 콘텐츠와 함께 활용하기
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비바샘의 ‘별의 밝기 실험’ 영상을 비교 자료로 연계할 수 있습니다.

영상에서 살펴본 관계와 우리 장치로 측정한 결과를 비교하며, 모형과 실제 실험의 공통점과 차이를 토의하는 데 활용해 주세요.

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다음 차시와의 연결
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5차시에는 이번에 관찰한 밝기 변화를 별의 밝기 등급과 연결합니다.

비바샘의 ‘별의 밝기와 등급’ 가상실험 등을 활용하여 등급 차이와 밝기 비, 겉보기 등급과 절대 등급을 탐구합니다.

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처음의 예상을 남겨 두고, 관찰한 근거로 설명을 새롭게 써 보는 수업에 활용해 주세요.

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