알려드립니다

(1)

우주의 날씨를

알려드립니다

교사 지도 자료

이 보고서는 2018년도 교육부의 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임

This work was supported by the Korea Foundation for the Advancement of Science and

(2)

이 책의 구성

이 교재는 중학생을 대상으로 우리가 일상생활에서 사용하는 다양한 전자기기들이 우주 환경에 영향을 받고 있음을 인식하고 다가오는 우주 시대를 대비하기 위한 우주환경예보시스템의 이해를 위한 교육프로그램이다.

이 책의 구성은 다음과 같다.

6_교사용

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중학교군 1-3학년 STEAM

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‘우주시대’라는 말이 무색할 정도로 교과서 속의 지구 밖 천체들은 우리의 일상생활과 너무나도 동떨어져 있으 며 우주개발은 과학자들만 하는 것이라는 오해로 우주관련 컨텐츠를 어렵게 생각하는 경우가 많다. 그러나 과학기 술과 무선통신이 발달함에 따라 우리의 전자기기들은 태양의 활동에 더 많은 영향을 받으며 이는 우리 삶에 다양 한 부분에서 직접적인 영향으로 다가올 것이다. 불편함을 넘어 재해로까지 이어질 수 있는 우주환경에 대해 알아 보고, 현재 뿐만 아니라 미래의 관측 기술의 발달로 수집된 데이터를 인간생활에 어떻게 활용할 수 있을지 창의적 인 우주환경예보 어플리케이션 아이디어를 제시해 봄으로써 다가올 우주시대의 환경변화에 미리 대응해보자는 의 도로 주제를 선정하였다.

이러한 요구를 반영하여 우리는 [표1]과 같이 프로그램을 구성하였다.

이 프로그램은 중학교에 적용할 수 있는 차시대체형 프로그램으로 총 3차시로 구성되어있다. 2015 개정 과학과 교육과정 중학교 1-3학년의 태양계, 인류문명과 과학기술 단원을 주축으로 기술가정, 수학, 기술가정, 미술과 교육 과정의 내용 및 활동이 본 프로그램 안에 융합되어 있을 뿐 아니라 진로와 직업교과의 미래직업 탐색, 사회과의 기 업가 정신의 내용을 함양할 수 있는 활동을 포함하고 있다. 학습자는 다양한 사례조사를 통해 태양의 활동이 우리 삶에 끼치는 영향을 인식할 수 있으며 이를 대처하기 위한 우주환경예보 어플리케션 아이디어제안서와 스토리보 드를 제작하는 과정을 통해 과학적 문제해결능력을 기를 수 있다.

2018 융합인재교육[STEAM]프로그램

[표1] 프로그램의 구성 태양활동 관측 활동을 통한

우주 기상예보 이해 우주환경예보

어플리케이션 제작 및 공유 태양의 활동으로 인한

우주전파재난 인식

8 _ 교사용 2018 융합인재교육[STEAM]프로그램

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▶ 내용 목표 - 지구에 영향을 미치는 태양의 활동을 설명할 수 있다.

- 우주 관측 자료를 활용하여 태양의 활동과 지구에서 나타나는 피해를 설명할 수 있다.

▶ 과정 목표

- 태양의 활동이 우리 삶에 영향을 끼침을 알고 우주 환경예보의 중요성을 인식한다.

- 우리 주변의 문제를 과학적으로 해결하려는 태도를 기른다.

- 모둠별 어플리케이션 제작을 통해 협력하고 소통하는 자세를 가진다.

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•S(과학) : 흑점, 코로나, 플레어, 태양풍, 자기폭풍, 델린저 현상

•T(기술) : 관측기구, 어플리케이션 기획

•A(예술) : 아이콘 및 화면디자인, 스토리보드작성, 자기Â동료평가

•M(수학) : 그래프 및 자료분석

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단계 내용 차시STEAM 요소

상황제시

- 일상생활에서 무선통신을 이용하는 예와 무선통신 장애가 발생했을 때 발생할 수 있는 피해를 예측해 보도록 한다.

- 무선통신 장애의 원인이 태양의 활동 때문임을 설명하고 다양한 태양활동을 소개한다.

- 태양의 활동으로 나타날 수 있는 다양한 피해들을 조사하도록 한다.

- 태양의 활동으로 인한 재해에 대처하기 위한 방안에 대해 생각해 보도록 한다.

- 태양관측을 통한 태양활동예측의 예시로 흑점관측데이터를 해석하여 태양활동의 주기성을 찾아보도록 한다.

- 우주 기상을 만들어 내는 요소를 정리해 본다.

1 S,T,M

창의적 설계

- 우주 기상이 지구에 미치는 영향을 정리하여 우주환경예보의 개념과 중요성을 인식하도록 한다.

- 우주기상예특보사이트, 우주전파센터사이트를 탐색하여 우주환경예보에 사용되는 태양 및 지구 관측 데이터들을 어떻게 해석하고 활용할 수 있는지 알아본다.

- 우주 기상 페이퍼 프로토타입에 대한 계획서를 작성해 본다.

2 S,T

감성적 체험

- 모둠별로 데이터들을 활용하여 우주환경예보 어플리케이션 제작을 위한 아이디어제안서와 스토리보드를 작성한다.

- 모둠별로 제작한 우주환경예보어플리케이션을 공유하고 평가한다.

3S,T,A,M

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▶ 과정 목표

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상황제시

1S,T,M

창의적 설계

2 S,T

감성적 체험

3S,T,A,M

೟णݾ಴

▶ 과정 목표

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상황제시

1S,T,M

창의적 설계

2 S,T

감성적 체험

3S,T,A,M

교사용 _ 9 학교급 : 중학교군

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과목 과학, 기술가정, 수학, 미술 총 차시 3

단원

* 과학 : 태양계, 재해재난과 안전

* 기술가정 : 기술활용, 기술시스템

* 수학 : 측정, 자료와 가능성

* 미술 : 체험, 표현

교육과정

■ 과학 - [9과10-05] 태양의 활동이 지구에 미치는 영향에 대해 설명할 수 있다.

- [9과16-01] 재해Â재난 사례와 관련된 자료를 조사하고, 그 원인과 피해에 대해 과학적으로 분석할 수 있다.

■ 기술・가정

- [9기가04-18]정보통신기술과 관련된 문제를 이해하고, 해결책을 창의적으로 탐색하고 실현하며 평가한다.

- [9기가05-01]기술의 발달에 따른 사회, 가정, 직업의 변화를 이해하고 미래 기술 활용 및 사회의 변화에 대하여 예측한다.

■ 수학 - [9수03-02]다양한 상황을 그래프로 나타내고, 주어진 그래프를 해석할 수 있다.

- [9수05-03]공학적 도구를 이용하여 실생활과 관련된 자료를 수집하고 표나 그래프로 정리하고 해석할 수 있다.

■ 미술

- [9미01-02]시각 문화 속에서 이미지의 다양한 전달 방식을 이해하고 활용할 수 있다.

- [9미02-05]표현 매체의 특징을 알고 다양한 표현 효과를 탐색할 수 있다.

학습목표 1. 태양의 활동이 지구에 다양한 재해를 일으킬 수 있음을 안다.

2. 다양한 태양 및 지구 관측 자료를 활용한 우주환경예보 어플리케이션을 제작할 수 있다.

1단계 2단계 3단계 4단계 5단계

주제 개요 학습 목표 STEAM 요소 STEAM 단계 요소 지도안 총괄표

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상황제시, 창의적 설계, 감성적 체험이라는 STEAM 단계를 구분하고 교과 영역 요소를 융합이라는 취지에 맞도록 수업이 진행될 수 있도록 지도한다.

흐름 문제제시 & 제작활동 학습자료(▶) 및 유의점(※)

<상황 제시>

태양의 활동과 우주전파재난 (45분) (1/3차시)

무선전파 통신에 장애가 생긴다면?

• 일상생활 속 무선전파통신을 이용하는 사례와 통신장애가 생겼을 때 나타날 수 있는 피해를 생각해 보도록 한다.

TIP! 학생들이 실제로 실생활에서 경험했던 통신장애를 경험 했던 사례와 이로 인해 느꼈던 불편함들에 대해 자유롭게 이야기 할 수 있도록 한다.

우주전파재난

• 우주전파재난을 설명하는 영상을 통해 무선통신장애의 원인이 태양의 폭발과 관련이 있음을 설명한다.

• 활동지에 있는 문제를 풀어보도록 한다.

TIP! 수업관련 자료에 제공되고 있는 자료들을 학생들의 수준에 따라 적절히 조절하여 학생들에게 설명한다.

태양 폭발로 인한 피해 조사하기

• 스마트폰을 활용하여 실제 태양 폭발로 인해 발생한 피해사례를 조사 하도록 한다.

• 조사한 사례들을 공유하여 이를 바탕으로 활동지를 작성하도록 한다.

TIP! 학생들이 단순히 피해 사례를 나열하는 것이 아니라 본인이 피해상황에 처했을 때의 느낌을 상상하도록 하여 태양폭발이 자신의 삶에 영향을 끼칠 수 있음을 인식하도록 하고 나아가 사회적인 영향까지도 생각해 볼 수 있도록 한다.

태양폭발로 인한 피해를 줄이기 위해선?

• 태양폭발로 인한 다양한 피해 사례를 줄이기 위한 방법을 생각해 보도록 한다.

TIP! 태양활동의 지속적인 관측을 통한 예보시스템의 도입이 필요함을 인식시킴으로써 다음 차시의 내용과 자연스럽게 이어질 수 있도록 한다.

우주날씨란?

• 우주환경예보관에 대한 영상을 통해 우주날씨와 우주환경예보에 대해 소개한다.

TIP! 지난시간에 학습한 내용과 연계하여 우주환경예보의 중요성에 대해 인식할 수 있도록 한다.

▶ 영화 노잉 비행기 추락 장면 https://www.youtube.com/

watch?v=E6gWFTv3xE8

※ 추락후 장면은 생략하고 추락 장면만 시청한다.

▶ 서울도 위험, 우주전파재난이란?

https://www.youtube.com/

watch?v=9vjwbPcO9KM

※ 4분 12초까지의 영상만 제공하고 구체적인 피해사례에 대해서 학생들이 직접 스마트기기등을 이용하여 조사할 수 있도록 한다.

※ 스마트기기 활용시에는 수업 관련 내용에만 집중 할 수 있도록 지도한다.

▶ 우주날씨예보관 https://www.youtube.com/

watch?v=E1_GuWlYxqQ

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▶ 수행Ⱁ관찰 평가 계획 평가

영역평가항목 우수(A) 보통(B) 미흡(C)

창의적 설계 우주 환경 기상 예보 콘텐츠

이용자를 고려하여 우주 환경 기 상 예 보 에 필 요 한 주 요 요소들을 적절하게 선정함

이용자를 고려하여 우주 환경 기 상 예 보 에 필 요 한 주 요 요소들을 선정함

이용자를 고려하여 우주 환경 기상 예보에 필요한 요소들을 미흡하게 선정함

어플리케이션 아이디어 계획서

예보에 필요한 관측데이터를 적절히 사용하여 실생활에서 효 과 적 으 로 이 용 가 능 한 우주환경예보 어플리케이션 구 성 에 대 한 아 이 디 어 를 제시함

예보에 필요한 관측데이터를 이 용 하 여 우 주 환 경 예 보 어 플 리 케 이 션 아 이 디 어 를 제시함

예보에 필요한 관측데이터에 대 한 이 해 가 부 족 하 고 어 플 리 케 이 션 의 유 용 성 이 다소 부족함

감성적 체험 어플리케이션 프로토 타입 디자인

미적 감각을 고려하여 구상한 내 용 이 잘 드 러 나 고 다 른 사람이 이해하기 쉽게 화면을 제작함

구상한 내용이 드러나지만 미적 감각이 부족함

구상한 내용이 잘 드러나지 않으며, 표현력이 부족함

집중과 끈기 어플리케이션 제작 과제에 대한 집중력이 좋으며 과제를 끈기 있게 해결함

어플리케이션 제작 과제에서 집 중 력 은 있 으 나 끈 기 가 부족함

어플리케이션 제작 과제에 대한 집중력과 끈기가 부족함

호기심과 자신감

새로운 내용을 배우고 싶어 하며 융합적 과제를 해결할 때 어려워하지 않고 적극적으로 참여함

새로운 내용에 대해 약간의 흥미가 있으며 융합적 과제를 해 결 할 때 어 려 워 하 지 만 참여함

새로운 내용에 대해 흥미가 거의 없으며 융합적 과제를 해 결 할 때 어 려 워 하 고 참여하지 않음

창의성 문제를 해결하는 과정에서 유 창 성 , 융 통 성 , 독 창 성 , 정교성이 두드러지게 나타남

문제를 해결하는 과정에서 유 창 성 , 융 통 성 , 독 창 성 , 정교성이 가끔씩 나타남

문제를 해결하는 과정에서 유 창 성 , 융 통 성 , 독 창 성 , 정교성이 거의 나타나지 않음

Prologue

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2 _ 학생용 인류를 멸종시킬 4가지 우주 현상 여러분은 인류멸망 시나리오 하면 무엇이 떠오르나요? 故 스티븐 호킹 박사는 핵전쟁, 전염병, 지구온난화현상, 인공지능 등을 꼽았습니다. 그런데 인류를 멸망시킬 위협 요소가 지구 밖 우주로부터 온다면 어떻게 될까요?

인류를 멸종시킬 수 있는 4가지 우주현상에 대해 알아봅시다.

1. 소행성 충돌 공룡 멸종의 원인은 무엇이었을까요? 과학자들은 소행성 충돌의 위험성을 그 원인으로 보고 있습니다. 미국 애리조나주에 있는 베린저 크레이터는 약 5만 년 전에 운석이 충돌해 만든 구덩이입니다. 이 크레이터의 지름은 1.186km이며 깊이는 170m나 됩니다. 이 크레이터를 만든 운석의 지름은 겨우 50m입니다.

지름 10km의 소행성 충돌이 6천6백만 년 전에 일어났는데, 지구 상의 생물 75%가 이때 멸종했습니다.

지구를 통째로 파괴할 정도의 소행성 충돌이었지만, 꼭 이 정도 크기의 소행성이 아닌 더 작은 소행성이 지구에 충돌하더라도 인류멸망의 가능성은 있습니다. 운석 충돌로 발생할 수 있는 대규모 쓰나미나, 광범위한 화재, 그 밖에 다른 자연재해들도 인류 생존에 충분히 위협적입니다.

2. 태양폭풍 태양 표면이 폭발하게 되면(태양플레어) 강력한 태양폭풍이 발생합니다. 태양폭풍이 발생하면 엑스선과 자외선도 발생합니다. 이런 고에너지 입자가 지구에 도달하는 시간은 하루나 이틀이 걸립니다. 극지방에 오로라가 관찰되는 것도 이와 관련이 있습니다. 그리고 통신장애와 관련이 있기도 합니다.

인류 역사에 기록된 가장 강력한 태양폭풍은 1859년에 일어났습니다. 캐링턴 사건이라고도 불리는데, 전 세계에서 오로라가 관측되었고, 로키산맥에서 금광을 캐는 광부들은 오로라가 너무 밝아서 아침으로 착각하고 아침식사를 준비했다고 합니다. 전 유럽과 북아메리카의 전신 시스템이 마비되었으며, 몇몇 전신기사들은 감전되기도 했습니다.

현대에 캐링턴 사건과 같은 규모 혹은 그 이상의 태양폭풍이 발생할 경우 인류에게 즉각적인 위협이 되지는 않습니다. 그러나 대규모 정전으로 생산 설비 가동이 멈추고 GPS나 인터넷도 사용할 수 없습니다. 시간이 지남에 따라 식량 부족 문제가 발생하고 의약품 역시 원활한 공급이 어려워질 것입니다.

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•관련영상 - 인류를 멸종시킬 4가지 우주현상 https://www.youtube.com/

watch?v=q2z5rPCSEIc - 태양풍 지구멸망 (영화‘노잉’의 일부) https://www.youtube.com/

watch?v=dQYdYzShdvE

&t=0s&list=PL9k4rtr2yJt- SwlBFt4iV3N0e-nc8p- Xi&index=4

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MEMO

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태양 폭발의 영향으로 많은 양의 전자기파가 방출되어 지구 전리층의 이온과 충돌하면서 일시적으로 통신장애가 발생하는 현상.

▶ 전리층이란?

전리층이란 지표면에서 50km 이상에 있는 대기가 태양 에너지에 의해 이온화되어 자유전자가 밀집된 곳을 말합니다.

전리층은 높이에 따라 D층, E층, F층으로 구분합니다. D층은 지상 50~90km사이의 가장 낮은 곳에 존재하며 전자밀도도 적은 층을 말합니다. 장파 영역의 전파는 반사시키지만 중파 이상의 전파는 모두 투과되어 반사되지 못합니다. 야간에는 전리된 이온들이 대부분 소멸하기 때문에 존재하지 못하는 층입니다. E층은 지상 약 100km 높이에 존재하며 장파 및 중파를 반사시킵니다. 낮에는 전자의 밀도가 커서 10MHz의 단파도 반사시킬 수 있습니다. 일반적으로 여름에 전자의 밀도가 커서 겨울보다 더 전파를 잘 반사시킵니다. F층은 지상 200~400km 높이에 존재하며 전자밀도가 가장 높은 층을 말합니다.

야간에도 상당히 큰 전자 밀도 때문에 단파대의 전파도 잘 반사시키는 특징을 가집니다.

그렇다면 무선통신이 무엇이기에 태양의 활동에 영향을 받게 되는 것일까요? 무선통신이란 선을 연결하지 않고 전파에 정보를 실어서 먼 곳까지 보내는 통신기술을 말합니다. 이 때 전파는 직접 보내거나, 인공위성을 거쳐 보내거나, 혹은 전리층을 통해 원격지까지 보낼 수 있습니다. 전리층은 지상에서 발사된 전파를 흡수하고 반사하기 때문에 무선통신에서 아주 중요한 역할을 합니다.

[자료 출처 : 에듀넷]

그림1 <전리층의 구분>

그림2 <무선통신의 방법>

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인류를 멸종시킬 4가지 우주 현상

여러분은 인류멸망 시나리오 하면 무엇이 떠오르나요? 故 스티븐 호킹 박사는 핵전쟁, 전염병, 지구온난화현상, 인공지능 등을 꼽았습니다. 그런데 인류를 멸망시킬 위협 요소가 지구 밖 우주로부터 온다면 어떻게 될까요?

1. 소행성 충돌

공룡 멸종의 원인은 무엇이었을까요? 과학자들은 소행성 충돌의 위험성을 그 원인으로 보고 있습니다. 미국 애리조나주에 있는 베린저 크레이터는 약 5만 년 전에 운석이 충돌해 만든 구덩이입니다. 이 크레이터의 지름은 1.186km이며 깊이는 170m나 됩니다. 이 크레이터를 만든 운석의 지름은 겨우 50m입니다.

지름 10km의 소행성 충돌이 6천6백만 년 전에 일어났는데, 지구 상의 생물 75%가 이때 멸종했습니다. 지구를 통째로 파괴할 정도의 소행성 충돌이었지만, 꼭 이 정도 크기의 소행성이 아닌 더 작은 소행성이 지구에 충돌하더라도 인류멸망의 가능성은 있습니다. 운석 충돌로 발생할 수 있는 대규모 쓰나미나, 광범위한 화재, 그 밖에 다른 자연재해들도 인류 생존에 충분히 위협적입니다.

2. 태양폭풍

태양 표면이 폭발하게 되면(태양플레어) 강력한 태양폭풍이 발생합니다. 태양폭풍이 발생하면 엑스선과 자외선도 발생합니다. 이런 고에너지 입자가 지구에 도달하는 시간은 하루나 이틀이 걸립니다. 극지방에 오로라가 관찰되는 것도 이와 관련이 있습니다. 그리고 통신장애와 관련이 있기도 합니다.

3. 수명이 다해 가는 태양

모든 별이 그러하듯 태양도 수명이 있습니다. 약 50억 년 후에는 태양도 수명이 다할 것입니다. 그러나 태양이 수명을 다하기 이전에 이미 지구의 생물들은 멸종할 것입니다. 태양이 나이를 먹음에 따라 태양은 팽창하게

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6단계 7단계 8단계 9단계 10단계

지도안 평가 계획 학습 내용 수업 자료(첨부) 학생 답안 예시

1단계 주제 개요에서는 융합적 사고의 중요성과 각 차시별 프로그램을 간략하게 설명하였다. 2단계 학습목표에서는 내용과 과정별로 성취해야 할 목표를 기술하였으며 3단계에서 과학(S), 기술(T), 공학(E), 인문학(A), 수학(M)의 요소를 분석하였다. 4단계 STEAM 단계 요소에서는 구성틀에 따른 상황제시(Co), 창의적 설계(Cd), 감성적 체험(ET) 내용을 제시하였다. 5단계에서는 프로그램에 관한 전반적인 교육과정 목표를 다루었다. 6단계는 교사들의 수업에 도움을 제공하고자 차시별 지도안을 기술하였으며 7단계는 효과적인 수업을 위한 평가계획을 다루었다. 그리고 8단계와 9 단계에서는 수업을 지도할 때 제공할 다양한 학습 자료를 제시하였으며, 마지막으로 10단계에서는 학생용 교재의 예시 답안으로 구성하였다.

(3)

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[교사용]

1. 주제 개요 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 6

2. 학습 목표 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 8

3. STEAM 과목 요소 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 8

4. STEAM 단계별 내용 ・・・・・・・・・・・・・・・・・ 8

5. 지도안 총괄표 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 9

6. 지도안 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 11

7. 평가 계획 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 14

8. 학습 내용 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 16

9. 수업 자료 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 30

10. 학생용 자료 답안 예시 ・・・・・・・・・・・・・・・ 37

(4)

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이런 내용으로 공부해요!

□ 중학교군 1-3학년/3차시

차시 소주제 학습 내용 관련 교과 및 활동

1

태양의 활동과 우주기상

G태양의 활동으로 인한 재난과 우주기상 이해하기

Co

- 태 양 에 서 일 어 나 는 활 동 과 무선통신에 미치는 영향알기 - 태양의 활동으로 나타날 수 있는

다양한 피해와 영향을 조사하기 - 흑점 관측을 통해 태양활동의

주기성 분석하기

- 태양에서 우주 기상을 만들어 내는 요소 정리하기

<과학>

[9과10-05] 태양의 활동이 지구에 미치는 영향에 대해 설명할 수 있다.

[9과16-01] 재해・재난 사례와 관련된 자료를 조사하고, 그 원인과 피해에 대해 과학적으로 분석할 수 있다.

<기술・가정>

[9기가04-18] 정보통신기술과 관련된 문제를 이해하고, 해결책을 창의적으로 탐색하고 실현하며 평가한다.

2

태양관측과 우주환경 예보시스템

G우주 기상이 지구에 미치는 영향을 탐색하고 태양우주환경예보시스템 이해하기

Cd

- 우주 기상이 지구에 미치는 영향 요소 정리하기

- 우 주 환 경 예 보 이 해 를 위 한 우주기상예보사이트 탐색하기 - 우주 기상 페이퍼 프로토 타입

계획서 작성

<과학>

[9과10-05] 태양의 활동이 지구에 미치는 영향에 대해 설명할 수 있다.

<수학>

[9수03-02] 다양한 상황을 그래프로 나타내고, 주어진 그래프를 해석할 수 있다.

<기술・가정>

[9기가05-01] 기술의 발달에 따른 사회, 가정, 직업의 변화를 이해하고 미래 기술 활용 및 사회의 변화에 대하여 예측한다.

(5)

3

우주 환경예보

어플리 케이션 제작하기

G

우주환경예보 어플리케이션 제작하기

ET

- 우주재난에 미리 대처할 수 있는 우 주 환 경 예 보 어 플 리 케 이 션 제작하기

- 크라우드펀딩 형식을 통해 모둠별 어플리케이션 공유하기

<기술・가정>

[9기가04-18] 정보통신기술과 관련된 문제를 이해하고, 해결책을 창의적으로 탐색하고 실현하며 평가한다.

<수학>

[9수05-03] 공학적 도구를 이용하여 실생활과 관련된 자료를 수집하고 표나 그래프로 정리하고 해석할 수 있다.

<미술>

[9미01-02] 시각 문화 속에서 이미지의 다양한 전달 방식을 이해하고 활용할 수 있다.

[9미02-05] 표현 매체의 특징을 알고 다양한 표현 효과를 탐색할 수 있다.

Science 과학, Technology 기술, Engineering 공학, Art 예술, Math 수학 Co Context 상황 제시

Cd Creative Design 창의적 설계 ET Emotional Touch 감성적 체험

(6)

ᬑᵝ᮹ԁᦉෝ᦭ಅऽพܩ݅

중학교군 1-3학년 STEAM

઱ઁѐਃ

‘우주시대’라는 말이 무색할 정도로 교과서 속의 지구 밖 천체들은 우리의 일상생활과 너무나도 동떨어져 있으며 우주개발은 과학자들만 하는 것이라는 오해로 우주관련 컨텐츠를 어렵게 생각하는 경우가 많다. 그러나 과학기술과 무선통신이 발달함에 따라 우리의 전자기기들은 태양의 활동에 더 많은 영향을 받으며 이는 우리 삶에 다양한 부분에서 직접적인 영향으로 다가올 것이다. 불편함을 넘어 재해로까지 이어질 수 있는 우주환경에 대해 알아보고, 현재 뿐만 아니라 미래의 관측 기술의 발달로 수집된 데이터를 인간생활에 어떻게 활용할 수 있을지 창의적인 우주환경예보 어플리케이션 아이디어를 제시해 봄으로써 다가올 우주시대의 환경변화에 미리 대응해보자는 의도로 주제를 선정하였다.

이러한 요구를 반영하여 우리는 [표1]과 같이 프로그램을 구성하였다.

이 프로그램은 중학교에 적용할 수 있는 차시대체형 프로그램으로 총 3차시로 구성되어있다. 2015 개정 과학과 교육과정 중학교 1-3학년의 태양계, 인류문명과 과학기술 단원을 주축으로 기술가정, 수학, 기술가정, 미술과 교육과정의 내용 및 활동이 본 프로그램 안에 융합되어 있을 뿐 아니라 진로와 직업교과의 미래직업 탐색, 사회과의 기업가 정신의 내용을 함양할 수 있는 활동을 포함하고 있다. 학습자는 다양한 사례조사를 통해 태양의 활동이 우리 삶에 끼치는 영향을 인식할 수 있으며 이를 대처하기 위한 우주환경예보 어플리케션 아이디어제안서와 스토리보드를

[표1] 프로그램의 구성

태양활동 관측 활동을 통한 우주 기상예보 이해

우주환경예보 어플리케이션 제작 및 공유 태양의 활동으로 인한

우주전파재난 인식

(7)

태양활동과 우주 기상에 대한 상황제시

우주 기상이 지구에 미치는 영향 정리

우주환경예보 어플리케이션 제작

스마트폰을 이용하여 조별 발표자료 준비

우주 기상 페이퍼 프로토 타입 작성

모둠별 어플리케이션 공유

(8)

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▶ 내용 목표

- 지구에 영향을 미치는 태양의 활동을 설명할 수 있다.

▶ 과정 목표

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•S(과학) : 흑점, 코로나, 플레어, 태양풍, 자기폭풍, 델린저 현상

•T(기술) : 관측기구, 어플리케이션 기획

•A(예술) : 아이콘 및 화면디자인, 스토리보드작성, 자기Â동료평가

•M(수학) : 그래프 및 자료분석

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단계 내용 차시 STEAM

요소

상황제시

1 S,T,M

창의적 설계

2 S,T

감성적 체험

- 모둠별로 데이터들을 활용하여 우주환경예보 어플리케이션 제작을 위한

아이디어제안서와 스토리보드를 작성한다. 3 S,T,A,M

(9)

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과목 과학, 기술가정, 수학, 미술 총 차시 3

단원

* 과학 : 태양계, 재해재난과 안전

* 기술가정 : 기술활용, 기술시스템

* 수학 : 측정, 자료와 가능성

* 미술 : 체험, 표현

교육과정

■ 과학

- [9과10-05] 태양의 활동이 지구에 미치는 영향에 대해 설명할 수 있다.

- [9과16-01] 재해Â재난 사례와 관련된 자료를 조사하고, 그 원인과 피해에 대해 과학적으로 분석할 수 있다.

■ 기술・가정

- [9기가04-18]정보통신기술과 관련된 문제를 이해하고, 해결책을 창의적으로 탐색하고 실현하며 평가한다.

- [9기가05-01]기술의 발달에 따른 사회, 가정, 직업의 변화를 이해하고 미래 기술 활용 및 사회의 변화에 대하여 예측한다.

■ 수학

- [9수03-02]다양한 상황을 그래프로 나타내고, 주어진 그래프를 해석할 수 있다.

- [9수05-03]공학적 도구를 이용하여 실생활과 관련된 자료를 수집하고 표나 그래프로 정리하고 해석할 수 있다.

■ 미술

- [9미01-02]시각 문화 속에서 이미지의 다양한 전달 방식을 이해하고 활용할 수 있다.

- [9미02-05]표현 매체의 특징을 알고 다양한 표현 효과를 탐색할 수 있다.

학습목표 1. 태양의 활동이 지구에 다양한 재해를 일으킬 수 있음을 안다.

2. 다양한 태양 및 지구 관측 자료를 활용한 우주환경예보 어플리케이션을 제작할 수 있다.

(10)

차시 소주제 학습 내용 관련 교과 및 활동

1

태양의 활동과 우주기상

G 태양의 활동으로 인한 재난과 우주기상 이해하기

Co

- 태양에서 일어나는 활동과 무선통신에 미치는 영향알기

- 태양의 활동으로 나타날 수 있는 다양한 피해와 영향을 조사하기

- 흑점 관측을 통해 태양활동의 주기성 분석하기

- 태양에서 우주 기상을 만들어 내는 요소 정리하기

<과학>

[9과10-05]태양의 활동이 지구에 미치는 영향에 대해 설명할 수 있다.

[9과16-01]재해Â재난 사례와 관련된 자료를 조사하고, 그 원인과 피해에 대해 과학적으로 분석할 수 있다.

<기술가정>

[9기가04-18]정보통신기술과 관련된 문제를 이해하고, 해결책을 창의적으로 탐색하고 실현하며 평가한다.

2

태양관측과 우주환경 예보시스템

우주 기상이 지구에 미치는 영향을 탐색하고 태양우주환경예보시스템 이해 하기

Cd

- 우주 기상이 지구에 미치는 영향 요소 정리하기

- 우주환경예보이해를 위한 우주기상 예보사이트 탐색하기

- 우주 기상 페이퍼 프로토 타입 계획서 작성

<과학>

<수학>

[9수03-02]다양한 상황을 그래프로 나타내고, 주어진 그래프를 해석할 수 있다.

<기술가정>

[9기가05-01]기술의 발달에 따른 사회, 가정, 직업의 변화를 이해하고 미래 기술 활용 및 사회의 변화에 대하여 예측한다.

3

우주 환경예보

어플리 케이션 제작하기

G 우주환경예보 어플리케이션 제작하기

ET

- 우주재난에 미리 대처할 수 있는 우주환경예보 어플리케이션 제작하기 - 크라우드펀딩 형식을 통해 모둠별

어플리케이션 공유하기

<과학>

<기술・가정>

[9기가04-18]정보통신기술과 관련된 문제를 이해하고, 해결책을 창의적으로 탐색하고 실현하며 평가한다.

<수학>

[9수05-03]공학적 도구를 이용하여 실생활과 관련 된 자료를 수집하고 표나 그래프로 정리하고 해석할 수 있다.

<미술>

[9미01-02]시각 문화 속에서 이미지의 다양한 전달 방식을 이해하고 활용할 수 있다.

[9미02-05]표현 매체의 특징을 알고 다양한 표현

(11)

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상황제시, 창의적 설계, 감성적 체험이라는 STEAM 단계를 구분하고 교과 영역 요소를 융합이라는 취지에 맞도록 수업이 진행될 수 있도록 지도한다.

흐름 문제제시 & 제작활동 학습자료(^▶) 및 유의점(※)

<상황 제시>

태양의 활동과 우주전파재난

(45분) (1/3차시)

무선전파 통신에 장애가 생긴다면?

• 일상생활 속 무선전파통신을 이용하는 사례와 통신장애가 생겼을 때 나타날 수 있는 피해를 생각해 보도록 한다.

TIP! 학생들이 실제로 실생활에서 경험했던 통신장애를 경험 했던

사례와 이로 인해 느꼈던 불편함들에 대해 자유롭게 이야기 할 수 있도록 한다.

우주전파재난

• 우주전파재난을 설명하는 영상을 통해 무선통신장애의 원인이 태양의 폭발과 관련이 있음을 설명한다.

• 활동지에 있는 문제를 풀어보도록 한다.

TIP! 수업관련 자료에 제공되고 있는 자료들을 학생들의 수준에

따라 적절히 조절하여 학생들에게 설명한다.

태양 폭발로 인한 피해 조사하기

• 스마트폰을 활용하여 실제 태양 폭발로 인해 발생한 피해사례를 조사 하도록 한다.

• 조사한 사례들을 공유하여 이를 바탕으로 활동지를 작성하도록 한다.

TIP! 학생들이 단순히 피해 사례를 나열하는 것이 아니라 본인이

피해상황에 처했을 때의 느낌을 상상하도록 하여 태양폭발이 자신의 삶에 영향을 끼칠 수 있음을 인식하도록 하고 나아가 사회적인 영향까지도 생각해 볼 수 있도록 한다.

태양폭발로 인한 피해를 줄이기 위해선?

• 태양폭발로 인한 다양한 피해 사례를 줄이기 위한 방법을 생각해 보도록 한다.

TIP! 태양활동의 지속적인 관측을 통한 예보시스템의 도입이

필요함을 인식시킴으로써 다음 차시의 내용과 자연스럽게 이어질 수 있도록 한다.

우주날씨란?

• 우주환경예보관에 대한 영상을 통해 우주날씨와 우주환경예보에 대해 소개한다.

TIP! 지난시간에 학습한 내용과 연계하여 우주환경예보의 중요성에

대해 인식할 수 있도록 한다.

▶ 영화 노잉 비행기 추락 장면 https://www.youtube.com/

watch?v=E6gWFTv3xE8

※ 추락후 장면은 생략하고 추락 장면만 시청한다.

▶ 서울도 위험, 우주전파재난이란?

watch?v=9vjwbPcO9KM

※ 4분 12초까지의 영상만 제공하고 구체적인 피해사례에 대해서 학생들이 직접 스마트기기등을 이용하여 조사할 수 있도록 한다.

※ 스마트기기 활용시에는 수업 관련 내용에만 집중 할 수 있도록 지도한다.

▶ 우주날씨예보관

watch?v=E1_GuWlYxqQ

(12)

<상황 제시>

태양의 활동과 우주전파재난

(45분) (1/3차시)

G 흑점과 태양활동

• 태양관측을 통한 태양 폭발 예측의 사례로 흑점 수 그래프를 해석하여 태양활동의 주기성을 찾도록 한다.

• 흑점은 약 11년을 주기로 그 수가 최대가 되며 흑점이 많은 시기에 태양의 활동이 더욱 활발하다.

TIP! 실제 태양의 극대기였던 2013년 거대한 태양폭발이 하루 3번씩

일어났던 사례와 이 해에 쏟아진 태양폭발 관련 뉴스들을 보여주어 학생들의 이해를 높일 수 있다.

<창의적 설계>

우주환경 예보시스템

(45분) (2/3차시)

우주 기상이 지구에 미치는 영향

• 미국해양대기국에서 분류한 우주 기상에 의한 지구에서의 영향을 조사하여 정리하고 발표한다.

우주환경예보

• 우주전파센터, 우주기상예특보서비스 사이트 탐색을 통해 예보에 활용되는 태양관측정보와 우주기상요소들을 활동지에 정리한다.

태양관측정보 우주기상요소

태양실시간영상 x-선 플럭스 태양풍 속도/밀도/온도

자기권계면 위치 양성자 플럭스

전자플럭스 NOAA/SWPC Estimatedkp 지수

태양흑점 수 등

기상위성운영 극항로항공기상

전리권기상 태양복사폭풍 (태양흑점폭발) 태양입자폭풍(유입) 지자기폭풍(지자기교란)

자기권계면

우주 기상 페이퍼 프로토 타입 설계

• 페이퍼 프로토타입의 의미를 알고 스마트폰에서 구현할 우주 환경 기상 예보와 관련된 앱에 필요한 콘텐츠를 기획하여 계획서를 작성한다.

▶ 우주전파센터

http://spaceweather.rra.go.kr/

▶ 우주기상예특보서비스 http://spaceweather.kma.go.kr/

ko/index.do

▶ 페이퍼 프로토타입에 관한 영상 https://www.youtube.com/

watch?v=y20E3qBmHpg

(13)

<감성적 체험>

우주환경예보 어플리케이션 제작

및 공유 (45분) (3/3차시)

모둠별 우주환경예보 어플리케이션 제작

• 모둠별로 실시간 우주기상정보를 알 수 있는 우주환경예보 어플리케이션을 제작한다.

TIP! 지난시간에 탐색한 우주기상정보제공 사이트들을 활용할 수

있도록 한다.

TIP! 미세먼지 알리미, 날씨알리미 어플 등 다양한 알리미 어플을

참고할 수 있도록 한다.

TIP! 여건에 따라 차시를 조절하여 2차시에서 만든 계획서를

바탕으로 활동지에 있는 아이디어제안서만 작성하도록 할 수도 있고, 제안서를 바탕으로 페이퍼프로토타입을 만들어보는 활동으로 진행할 수도 있다.

G 어플리케이션 공유 및 평가

• 모둠 안에서 발표자와 관람자의 역할을 나눈다.

발표자 관람자의 투자를 받기 위해 모둠에서 기획한 어플리케이션을 소개한다.

투자자 다른 모둠에서 기획한 어플리케이션의 소개를 듣고 투자를 결정한다.

• 교사의 시간 통제에 따라 관람자가 다른 모둠에 이동하여 발표자의 발표를 경청하며 활동지를 작성한다.

• 발표를 모두 다 들은 후 투자자는 투자를 하고 싶은 모둠에 투자를 한다.

• 최종 투자가 완료된 후 가장 많은 투자를 받은 모둠을 선정하여 전체 학생 앞에서 발표를 실시한다.

TIP! 투자자에게 실물 코인을 나누어 주고 투자하고 싶은 모둠에

주도록 하는 방식으로 크라우드펀딩의 몰입감을 높일 수 있다.

▶ 학습활동지

▶ 준비물 : 색칠도구, 스마트폰

(14)

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▶ 수행Ⱁ관찰 평가 계획

평가

영역 평가항목 우수(A) 보통(B) 미흡(C)

창의적 설계

우주 환경 기상 예보 콘텐츠

이용자를 고려하여 우주 환경 기 상 예 보 에 필 요 한 주 요 요소들을 적절하게 선정함

이용자를 고려하여 우주 환경 기 상 예 보 에 필 요 한 주 요 요소들을 선정함

이용자를 고려하여 우주 환경 기상 예보에 필요한 요소들을 미흡하게 선정함

어플리케이션 아이디어

계획서

예보에 필요한 관측데이터를 적절히 사용하여 실생활에서 효 과 적 으 로 이 용 가 능 한 우주환경예보 어플리케이션 구 성 에 대 한 아 이 디 어 를 제시함

예보에 필요한 관측데이터를 이 용 하 여 우 주 환 경 예 보 어 플 리 케 이 션 아 이 디 어 를 제시함

예보에 필요한 관측데이터에 대 한 이 해 가 부 족 하 고 어 플 리 케 이 션 의 유 용 성 이 다소 부족함

감성적 체험

어플리케이션 프로토 타입

디자인

미적 감각을 고려하여 구상한 내 용 이 잘 드 러 나 고 다 른 사람이 이해하기 쉽게 화면을 제작함

구상한 내용이 드러나지만 미적 감각이 부족함

구상한 내용이 잘 드러나지 않으며, 표현력이 부족함

집중과 끈기

어플리케이션 제작 과제에 대한 집중력이 좋으며 과제를 끈기 있게 해결함

어플리케이션 제작 과제에서 집 중 력 은 있 으 나 끈 기 가 부족함

어플리케이션 제작 과제에 대한 집중력과 끈기가 부족함

호기심과 자신감

새로운 내용을 배우고 싶어 하며 융합적 과제를 해결할 때 어려워하지 않고 적극적으로 참여함

새로운 내용에 대해 약간의 흥미가 있으며 융합적 과제를 해 결 할 때 어 려 워 하 지 만 참여함

새로운 내용에 대해 흥미가 거의 없으며 융합적 과제를 해 결 할 때 어 려 워 하 고 참여하지 않음

창의성

문제를 해결하는 과정에서 유 창 성 , 융 통 성 , 독 창 성 , 정교성이 두드러지게 나타남

문제를 해결하는 과정에서 유 창 성 , 융 통 성 , 독 창 성 , 정교성이 가끔씩 나타남

문제를 해결하는 과정에서 유 창 성 , 융 통 성 , 독 창 성 , 정교성이 거의 나타나지 않음

(15)

▶ 평가기록지

평가 영역

이름

창의적 설계 감성적 체험

총평 어플리케이션

아이디어 제안서 스토리보드 집중과 끈기 호기심과

자신감 창의성

▶ 학생 자기/동료 평가 계획

평가

방법 평가영역 평가기준

평 가

상 중 하

자기 평가

창의적 설계

◆ 구현 가능한 창의적인 아이디어를 제시하였는가?

◆ 기능을 잘 구현할 수 있는 콘텐츠를 선정하였는가?

◆ 목적에 맞는 어플리케이션을 기획하였는가?

감성적 체험

◆ 사용자가 편하게 느낄 수 있는 어플 다지안을 구성하였는가?

◆ 모둠활동을 하는 과정에서 집중력을 발휘하여 과제를 끈기 있게 해결하였는가?

◆ 우주환경예보의 필요성을 깨달았는가?

◆ 즐거운 마음으로 활동에 참여하였는가?

동료 평가

창의적 설계

◆ 구현 가능한 창의적인 아이디어를 제시하였는가?

◆ 기능을 잘 구현할 수 있는 콘텐츠를 선정하였는가?

감성적 체험

◆ 모둠원으로서 역할 분담이 잘 되었으며 협동적이며 적극적으로 활동에 참여하였는가?

(16)

Prologue

ᬑᵝ᮹ԁᦉෝ᦭ಅऽพܩ݅

2 _ 학생용

인류를 멸종시킬 4가지 우주 현상

여러분은 인류멸망 시나리오 하면 무엇이 떠오르나요? 故 스티븐 호킹 박사는 핵전쟁, 전염병, 지구온난화현상, 인공지능 등을 꼽았습니다. 그런데 인류를 멸망시킬 위협 요소가 지구 밖 우주로부터 온다면 어떻게 될까요?

1. 소행성 충돌

공룡 멸종의 원인은 무엇이었을까요? 과학자들은 소행성 충돌의 위험성을 그 원인으로 보고 있습니다. 미국 애리조나주에 있는 베린저 크레이터는 약 5만 년 전에 운석이 충돌해 만든 구덩이입니다. 이 크레이터의 지름은 1.186km이며 깊이는 170m나 됩니다. 이 크레이터를 만든 운석의 지름은 겨우 50m입니다.

지름 10km의 소행성 충돌이 6천6백만 년 전에 일어났는데, 지구 상의 생물 75%가 이때 멸종했습니다.

지구를 통째로 파괴할 정도의 소행성 충돌이었지만, 꼭 이 정도 크기의 소행성이 아닌 더 작은 소행성이 지구에 충돌하더라도 인류멸망의 가능성은 있습니다. 운석 충돌로 발생할 수 있는 대규모 쓰나미나, 광범위한 화재, 그 밖에 다른 자연재해들도 인류 생존에 충분히 위협적입니다.

2. 태양폭풍

태양 표면이 폭발하게 되면(태양플레어) 강력한 태양폭풍이 발생합니다. 태양폭풍이 발생하면 엑스선과 자외선도 발생합니다. 이런 고에너지 입자가 지구에 도달하는 시간은 하루나 이틀이 걸립니다. 극지방에 오로라가 관찰되는 것도 이와 관련이 있습니다. 그리고 통신장애와 관련이 있기도 합니다.

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•관련영상

- 인류를 멸종시킬 4가지 우주현상

watch?v=q2z5rPCSEIc - 태양풍 지구멸망 (영화‘노잉’의 일부) https://www.youtube.com/

watch?v=dQYdYzShdvE

&t=0s&list=PL9k4rtr2yJt- SwlBFt4iV3N0e-nc8p- Xi&index=4

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MEMO

(17)

학생용 _ 3 학교급 : 중학교군

3. 수명이 다해 가는 태양

모든 별이 그러하듯 태양도 수명이 있습니다. 약 50억 년 후에는 태양도 수명이 다할 것입니다. 그러나 태양이 수명을 다하기 이전에 이미 지구의 생물들은 멸종할 것입니다. 태양이 나이를 먹음에 따라 태양은 팽창하게 됩니다. 태양의 에너지원인 수소가 다 연소하였기 때문에 발생하는 현상입니다. 별의 진화 단계 중 이 단계에 진입한 별을 적색거성이라고 합니다.

적색거성이 된 태양은 계속해서 팽창해 수성을 삼키고 금성도 삼키게 됩니다. 이때 아직 지구는 안전한 것처럼 보이지만 극단적으로 강한 태양풍이 지구에 쏟아지게 됩니다. 지구는 태양이 팽창하는 한계점에 아슬아슬하게 걸쳐 있습니다. 그래서 수성과 마찬가지로 삼켜질 수도 있고, 만일 삼켜지지 않는다면 현재의 공전 궤도를 벗어나 지금과는 다른 궤도를 돌 수도 있습니다. 그러나 이때는 이미 지구상에 생명체는 존재하지 않을 것입니다.

4. 초신성 폭발

초신성 폭발은 새로운 별이 탄생하는 순간이 아니라 수명이 다한 별이 폭발하면서 엄청난 에너지를 순간적으로 방출하는 현상을 말합니다. 그 밝기가 평소의 수억 배에 이르렀다 서서히 낮아지는데, 마치 새로운 별이 나타났다가 사라지는 것처럼 보입니다. 게 성운은 초신성 폭발의 잔여물인데 중국 송나라 때의 천문관의 기록에도 남아 있습니다. '황소자리에 눈에 익숙하지 않은 객성이 나타나 비단벌레 같은 황색으로 빛을 내다가 2년 정도 지나자 사라졌다'고 합니다. 이 폭발은 1054년에 있었는데 23일 동안 낮에도 맨눈으로 관측이 가능했다고 합니다.

초신성 폭발 시 방출하는 X선, 감마선이 태양에서 오는 해로운 자외선을 막아주는 역할을 담당하고 있는 지구의 오존층을 파괴할 것입니다. 이 효과는 수년 동안 지속이 되며 지구상 생명체의 DNA의 변이가 촉진되어 돌연변이 생물들이 많아질 것입니다. 또한 오존층을 파괴하는 과정에서 이산화질소가 생성이 되는데 스모그의 원인이 되기도 합니다. 이 스모그는 몇 년 동안 태양빛을 1% 감소시킬 뿐이지만 지구를 냉각시키는 효과를 가져옵니다.

마지막으로 공기 중의 질소 농도가 높아져 비가 내리면 산성비가 내리게 됩니다.

<인류를 멸종 시킬 우주 현상 나로우주과학관 >

<태양폭풍> <소행성충돌>

<수명이 다해가는 태양> <초신성폭발>

• 영상과 자료를 통해 지구 기상, 생명활동의 근원인 태양이 지구의 재난을 가 져 올 수 도 있 음 을 인식할 수 있도록 한다.

MEMO

(18)

4 _ 학생용

] ᔾ•b•ᩕ•ʑ

태양이 ‘꽝’ 하면 지구는 ‘멍’ - 우주전파재난

영화 ‘노잉(Knowing)’에서는 대규모의 태양 플레어 폭발과 지구 자기장이 약해지는 상황으로 인하여 인류가 멸망을 맞게 되는 상황을 그리고 있다. 특히 영화에서 비행기가 추락하는 장면이 있는데 그 이유는 무엇이었을까?

▣ 들어가기 1 – 어느 날 갑자기 모든 통신기기가 멈춘다면?

1) 우리 주변에서 무선 통신을 활용하고 있는 상황에는 어떤 것이 있는지 생각해 봅시다.

2) 통신 장애가 발생했을 때 일어날 수 있는 여러 가지 피해를 상상해 봅시다.

3) 갑작스러운 통신장애의 원인에는 무엇이 있을지 생각해 봅시다.

▣ 통신장애의 원인은?

다음은 통신장애 상황에 대한 가상의 뉴스이다. 아래 물음에 답해 봅시다.

시청자 여러분. 안녕하십니까. 현재 갑작스러운 교신용 전파의 교란으로

★★ 항공, ○○항공 등 북극을 통과하는 수십편 여행기의 항로를 긴급히 변경하며 큰 혼란을 빚고 있습니다. 전문가들은 이번 사태가 사흘 전인 XX일 발생한 강력한 ‘ ㉠ ’의 영향 때문이라고 설명하고 있습니다.

㉠ 은 주로 태양의 흑점 근처에서 나타나며 높은 에너지의 물질이 순간적으로 분출되는 것입니다. 먼저 강한 X선이 지구에 도달하여 전리층을 흔들고 이로 인해 무선통신에 장애를 일으킵니다. 이를 ‘델린저 현상’이라고 부릅니다. 또한 이 입자들은 지구에

등의 피해를 발생시키기도 합니다.

앞으로 이번 사태보다 더 심각한 대규모의 재난이 일어날 수 있으며 이를 대비하기 위해 ㉢ 이 필요하다고 전문가들은 주장하고 있습니다.

1/3차시

㉡

• 학습목표

- 태양 폭발이 지구에 미치는 영향을 설명할 수 있다.

- 태양 관측 자료를 통해 태양의 활동을 예측할 수 있다.

•수업전개

들어가기 (5분)

↓ 우주전파재난 개념 설명 (5분)

↓ 우주전파재난 사례 조사, 내용 공유 및

정리 (10분)

↓ 우주기상예보란?(5분)

↓ 흑점과 태양활동

(10분)

↓ 우주 기상 요소(10분)

• 서울도 위험, 우주전파재난이란?

https://www.youtube.com/watch?v=9vjwbPcO9KM (4분 12초까지만 사용)

(19)

학생용 _ 5 학교급 : 중학교군

1. ㉠에 들어갈 통신 장애의 원인은 무엇일지 생각해 봅시다.

2. ㉠에 의해 실제로 발생했던 피해 사례들을 모둠별로 조사해 봅시다.

사례 1 사례 2

• 피해 내용

• 만약 내가 위와 같은 상황에 처한다면?

• 사회적으로는 어떤 영향이 있었을까?

• 피해 내용

• 만약 내가 위와 같은 상황에 처한다면?

• 사회적으로는 어떤 영향이 있었을까?

3. 조사한 내용을 모둠별로 나누고 이를 바탕으로 ㉡에 들어갈 내용을 작성해 보자.

4. 태양활동에 의한 피해를 줄이기 위한 방안을 개인과 사회적인 차원에서 종합적으로 고려하여 토의후에

㉢에 들어갈 내용을 작성해 보자.

• 스마트기기를 활용하여 학생들이 피해사례뉴스를 검색 하도록 한다.

스마트기기를 사용할 때 수업의 내용과 관련된 것을 검색할 수 있도록 가급적 2인 1조로 활용하도록 지도한다.

• 만일 스마트환경이 구축되어 있지 않다면 교사가 태양폭풍 및 태양풍으로 인한 피해 뉴스기사들을 제공한 후 이를 분석・정리 하도록 한다.

MEMO

(20)

6 _ 학생용

▣ 들어가기 2 – 우주에도 날씨가 있을까?

지구에서처럼 비가 내리거나 눈이 내리는 기상은 아니지만 우주의 날씨 또한 태양에 의해서 영향을 받는다. 우주 날씨란 우주기상(Space Weather)란 우주방사선처럼 우리의 일상생활에 여행을 미치는 다양한 우주환경의 변화를 말한다. 태양의 활동이 지구의 전리층과 자기권 등에 큰 영향을 주기 때문에 이로 인한 사고를 막기 위해서 지구 밖 우주 공간의 상태를 관찰하고 예측하는 것이다. 다가오는 우주 시대에 우주 날씨를 이해하는 것은 과거 농경이 처음 시작되었을 때 비를 예측하는 것만큼이나 중요한 일이 될 것이다.

▣ 흑점과 태양 활동

다음은 지난 100년 동안 태양의 흑점 수를 관측한 결과이다.

<출처 : 금성교과서 과학3>

1. 흑점 수가 최댓값을 보이는 연도를 찾아 다음 표에 기록하자.

구분 1 2 3 4 5 6 7 8 9

최대 연도 간격

2. 흑점 수 변화의 주기는 약 몇 년인가?

3. 흑점 수와 태양의 활동은 어떤 관계가 있을까?

• 태양 흑점이 태양활동의 가장 핵심적인 부분임을 인지할 수 있도록 한다.

MEMO

알려드립니다

우주의 날씨를