태양계 모형

목적

• 플라스틱 공과 점토, 풀을 먹인 종이를 이용해서 태양계 모형을 만들 수 있다.
• 목적을 달성하기 위해 순서에 따라 조별로 일하고 협력하는 것을 배울 수 있다.

학습 목표

• 태양계 내 행성들의 이름을 말할 수 있다.
• 태양에 가까운 순서대로 태양계 행성들을 배열할 수 있다.
• 물리적인 모형을 이용하여 태양계 행성들을 묘사한다.

평가

• 선생님들은 이 활동을 학생들에게 안내한다.
• 선생님들은 학생들을 직접 도와주지 않고 지시사항을 정확하게 따르는지 확인한다.
• 개별적으로 모형을 완성한 이후에 태양부터 태양에 가까운 순서대로 모형을 구성한다.
• 선생님들은 개별 학생들에게 행성들의 이름을 말하게 하고 행성계 모형을 만들게 한다.

준비물

이 활동은 ‘Universe in a Box’ 의 준비물이 필요하다.: http://www.unawe.org/resources/universebox/

‘Universe in a Box’ 내부에는:

• 플라스틱 행성
• 태양 공
• 물감과 붓
• 평평한 행성 사진

‘Universe in a Box’ 를 준비할 수 없는 상황이라면 비슷한 물건을 사용해라(한 학생당 혹은 한 조당 한 세트씩)

• 행성을 표현할 8개의 다른 크기의 플라스틱 공
• (가능하다면 노란색의) 태양을 나타낼 한 개의 큰 공
• 물감과 붓
• 행성 사진(다운로드 할 것)
• 점토 혹은 풀을 먹인 종이(추가 정보를 확인할 것)
• 면

배경지식

우리가 사는 지구가 속한 태양계는 중심별인 태양과 각자의 위성을 가지고 있는 여덟 개의 행성, 다수의 왜소행성으로 이루어져 있다. 수백 개의 소행성과 수천 개의 혜성(바위)들이 태양 주위를 공전하고 있다.

지구는 이러한 천체들 사이에서 굉장히 특별한 행성이다. 지구는 우리의 고향이다. 또 생명이 살고 있다고 알고 있는 유일한 세상이다. 지구의 특별함을 이해하기 위해서 학생들은 태양계의 다른 행성들과 지구를 비교해봐야 한다. 지구가 태양으로부터 약 1억 5천만km 거리에 위치하기 때문에 다른 행성들과 달리 지표면에 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 적절한 온도를 가진다. 이것이 생명의 진화에 아주 중요한 요소이다.

태양계는 가스, 먼지를 포함해 약 2000억 개의 별들이 나선 형태의 구조를 가지는 우리 은하의 구성원이다. 이 별들 중 약 10억 개는 행성을 가지고 있고 그중 일부는 위성을 가지고 있다. 이것은 우리 은하 내에서 우리가 혼자는 아니지만 어쩌면 별들 사이의 거리가 너무 멀어서 다른 세계를 방문하는 것이 매우 어렵다는 것을 시사할 수 있다. 우리와 가장 가까운 거리에 있는 센타우루스자리의 프록시마는 우리와 4.22광년(40조 킬로미터)이나 떨어져 있다. 이 별까지 여행하기에는 너무 먼 거리라서 몇 세대에 걸친 인간의 삶이 필요하다. 우리의 태양을 제외하고 다른 별들을 공전하는 행성들을 태양계 밖 행성 혹은 외계행성이라고 부른다. 천문학자들은 이미 2500개 이상의 외계행성을 발견했다.

우리는 태양계의 행성들을 두 종류로 분류할 수 있다: 지구형 행성은 태양과 가깝고 고체의 표면을 가지고 있으며 목성형 행성은 태양과 멀고 지구형 행성보다 크며 대부분 기체로 이루어져 있다. 수성, 금성, 지구, 화성은 지구형 행성이고, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성은 목성형 행성에 포함된다. 과거 행성계 가장 바깥쪽 행성으로 알려졌던 명왕성은 2006년부터 왜소행성으로 분류되고 있다. 화성과 목성 사이에는 소행성대라고 불리는 영역이 있고 반지처럼 태양 주위를 공전한다. 이곳은 크고 작은 수천 개의 바위들로 구성되어 있다. 그중 하나는 Vesta로 너무 커서 왜소행성으로 분류될 가능성도 있다.

전체 활동 설명

단계 1 :

선생님과 학생들은 일단 행성 사진에 따라서 플라스틱 구를 색칠해야 한다: 수성(3.5mm), 금성(10mm), 지구(10mm), 화성(5mm), 목성(100mm), 토성(85mm), 천왕성(35mm), 해왕성(35mm), 태양(150mm). 행성 모양 구 크기는 실제 크기가 아니므로 학생들이 훨씬 쉽게 다룰 수 있다.

단계 2 :

색칠을 마친 구를 말린다. 학생들에게 사진을 보여주며 태양계와 행성을 소개한다. 배경지식과 추가 정보 부분을 활용한다.

단계 3 :

토성 모형의 플라스틱 고리의 가장 바깥쪽 가장자리에 동심원을 그린다. 고리를 토성 너머로 잡아당겨 적도 부분에 고정한다.

단계 4 :

플라스틱 구와 행성들의 사진을 이용해서 학생들과 함께 행성과 태양의 모형을 면, 점토, 풀을 먹인 종이 공으로 만든다.

(사진 출처: Wikimedia commons, WP)

단계 5 :

학생들에게 모든 행성을 테이블 위에 태양에서 가까운 행성부터 먼 행성 순서로 배열하라고 한다. 다른 학생들도 같은 순서로 행성들을 배치했는지 확인해보라고 한다. 학생들에게 크기의 순서로 다시 배열해보라고 한다.

단계 6 :

학생들 혹은 조별로 한 개의 행성을 골라 반 친구들에게 소개하라고 한다.

커리큘럼

추가 정보

• 풀 먹인 종이를 만드는 방법: http://www.wikihow.com/Create-Papier-M%C3%A2ch%C3%A9
• NASA 태양계 탐험: http://solarsystem.nasa.gov/planets/

결론

학생들은 태양계 크기에 비례하는 축소 모형을 준비하고 실제 태양계 배열 순서로 행성들을 배치한다. 학생들은 조별로 선생님의 감독 아래에서 작업할 것이다. 학생들은 활동을 진행하면서 태양계의 크기 비율과 태양계 행성들의 순서에 대해서 배울 것이다. 또한 점토, 면 등의 물질들을 사용해서 간단한 물리적 모형을 만드는 방법을 배울 것이다.