달의 위상변화 가상실험 - 스마트폰에서도 실행

달의위상변화가상실험.zip

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달의 위상변화를 가르치다 보면 태양의 위치가 달라졌을때 학생들이 어려워 하는 경향이 있다. 이는 달의 위상변화에 대한 개념을 정확하게 이해하지 못하고 있기 때문이다.

<추가> 설치 없이 웹에서 바로 실행할 수 있다. 아래 링크를 눌러 들어가면 된다. 스마트폰이나 태블릿에서도 가능하다.

https://sciencej1.cafe24.com/html5/moonphase/moonphase.html

 

기존에 만들었던 달 위상변화 관찰프로그램과 차이점은 달과 태양을 마음대로 이동시켜 볼 수 있다는 것이다. 물론 지구도 자전시켜 볼 수 있고, 태양과 달을 동시에 이동시킬 수도 있다.

 

지구에서 본 달의 모습에 오해가 있을 수 있다. 많은 학생들이 상현달은 아래 그림처럼 항상 오른쪽 절반이 보인다고 착각한다. 절반이 보이는 건 맞지만, 태양이 비추는 쪽 절반이 보이는 것이다. 상현달이 서쪽 지평선 가까이 오면 지구에서 볼때 태양은 발 아래 있으므로, 오른쪽 절반이 아니라 아래쪽 절반이 보인다. 

학생들이 링크로 접속해서 마음대로 조작해 보고, 익숙해 지면 문제출제를 눌러 프로그램이 무작위로 배치한 달과 태양의 위치를 보고 달의 위상을 맞춰 보게 할 수도 있다.

<수업설명팁>

1. 지구,달,태양만 남기고 나머지는 사라지게 한다. 그리고 태양을 동에서 서로 이동시키며 현재 시간이 몇시인지 이해 시킨다. 

2. 익숙해 지면 이번에는 지구를 드래그 해서 서에서 동으로 이동시키면서 시간을 이해 시킨다. 여기까지가 가장 기본이다. 다. 이부분이 이해 되지 않으면 다른 것은 진행하기 어렵다. 

3. 상현달까지는 잘 이해 하는데 하현달을 어려워 한다.
- 달을 하현달 위치에 놓고 지구를 180도 자전시켜서 관측자 머리위에 하현달이 오게 하면 된다. 그럼 관측자 오른손 방향이 아니라 왼손방향이 보인다는 것을 알 수 있다. 
  (시험지에 문제가 나오면 시험지를 거꾸로 돌려 놓고 관찰하라고 가르친다. ^^)
- 아니면 태양과달 버튼을 동시에 선택하고 태양과달을 180도 회전시켜도 된다. 그럼 관측자의 위치는 변하지 않고 태양은 왼쪽으로 달은 머리위로 오게 된다. 이렇게 위치시켜 주면 하현달이 외 왼쪽만 보이는지 쉽게 이해할 수 있다.

4. 달이 뜨거나 지는 시간 관찰
 - 원하는 달의 위상을 만들어 놓고 지구를 서에서 동으로 자전시켜 가면서 달이 언제 뜨고 지는지 알아낼 수 있다.
 - 달의 모습은 지구의 자전과는 상관이 없다는 것도 깨닫게 되고, 북반구에 사는 사람들은 몇시에 달을 관찰하든 같은 모양의 달을 관찰할 수 있다는 것도 깨달을 수 있다.
 *참고로 남반구에서는 상현달과 하현달의 모습이 반대가 된다.

 - 태양과 지구와 달의 위치에 따라 달의 모양이 어떻게 변하는지 알 수 있고, 지구 자전시키면서 달을 조금씩 공전시켜 가면 달의 위상이 초승달에서 부터 변해 가는 것을 알 수 있다.
 - 또 학생들이 가장 어려워 하는 상현달은 몇시에 뜨는지 초승달은 언제 볼 수 있는지 등도 지구를 자전시켜 가면서 확인할 수 있다.(이때도 중요한 것은 시간은 태양을 기준으로 알아낸다는 것이다. 예를 들어 달이 머리위에 떠있고 태양이 서쪽 지평선에 있으면 현재는 저녁 6시가 된다. 이제 지구를 서에서 동으로 자전시켜 보자. 그럼 머리위에 있던 상현달이 서쪽으로 지게 된다. 이때 태양의 위치는 발 아래에 있게 되므로 상현달이 지는 시간은 밤 12시라는 것을 알 수 있다. 어려워 보이지만 몇번 반복하다 보면 보름달이나 하현달은 언제 뜨고 지는지 알 수 있다.)

천체 시간 개념은 아래 링크 참고

https://sciencelove.com/1106

<추천>천체 운동 가상실험-내행성,외행성,일주운동등 지구자전으로 생기는 모든현상 설명

5. 달이 하루에 50분씩 늦게 뜨는 것 설명 (달은 지구 자전방향과 같은 방향으로 지구 주위를 공전한다.)
 - 지구가 1바퀴 자전하는 동안 달도 지구 자전방향으로 하루에 약 13도씩 이동해 간다. 따라서 태양을 기준으로 보면 달은 하루에 50분씩 늦게 뜬다는 것을 알 수 있다.

6. 문제출제
 - 문제출제를 눌러 달의 위상을 생각해 보고 자신의 생각이 맞는지 확인해 볼 수 있다. 어렵게 출제를 하면 태양의 위치가 무작위로 배치되어 어렵게 느껴질 수 있다. 이때는 태양과 달을 동시에 회전시켜 태양을 교과서에 나오는대로 동쪽이나 서쪽에 위치시며 놓고 생각하면 쉽다.

<스마트폰 앱은 플레이스토어에서 천체운동 가상실험으로 검색하거나 아래 링크에서 다운 받을 수 있다>
https://play.google.com/store/apps/details?id=air.com.sciencelove.moonphase

* 달 위상변화 관찰 프로그램은 아래 링크 참고
https://sciencelove.com/1109

달의 위상 변화 관찰 프로그램

* 학생들 머리 이용해서 달 쉽게 설명하는 방법은 아래 링크 참고
https://sciencelove.com/2134

<수업설명팁>달의 위상변화 학생들 얼굴모습 이용하여 쉽게 가르치기

* 뻥튀기를 이용한 달의 위상변화 학습지는 아래 링크 참고

https://sciencelove.com/1971

뻥튀기를 이용한 달의 위상변화 관찰 학습지와 방법