오레오쿠키를 이용한 판구조론, 전분가루와 용암의 물리적 성질(이재우선생님 보세요)

[최인호(의정부고)]

먼저 오레오쿠키로 하는 판구조론 수업입니다.

요즘 개인적으로 매우 분주해서 늦게 올립니다. 죄송합니다. 아래 수원지회에서 올려주셨지만 저도 올려 봅니다.

맨 윗단의 쿠키는 단단한 암석권 중간의 크림은 연약권 맨 아래는 다시 단단한 고체인 하부 맨틀에 물질의 상태를 비교해서 설명합니다.  그리고 맨위의 쿠키를 여러 조각으로 나누어서 암석권은 하나로 된 것이 아니라 여러개의 조각으로 되어 있고 이 각각의 조각이 판이라고 이야기 해줍니다.

그 이후 두개의 조각을 확대하여 판 경계에서 나타나는 지각 변동에 대해서 설명합니다.

발산형 경계의 모습입니다.

쿠키를 절반으로 자르고 양쪽으로 잡아 당기면서 암석권 깊이에 해당하는 천발지진이 일어나고 양쪽으로 벌어진 틈으로 연약권 물질인 마그마가 올라와 화산활동이 있을 수도 있다는 것을 알려줍니다.

보존형 경계의 모습입니다.

위의 사진처럼 양쪽으로 어긋나게 판을 이동시킨 뒤 발산형 경계와 같이 상부의 쿠키만 서로 이동하기 때문에 천발지진이 일어나고 쿠키의 사이에서 하얀 크림이 보이지 않기 때문에 화산활동은 일어나지 않는다고 설명합니다.

마지막으로 수렴형 경계 입니다. 반쪽의 오레오쿠키를 비스듬하게 하여 햐안크림 까지 끼어넣습니다.

이과정에서 하얀색 크림이 쿠키 위에 올라오게 되고 이렇게 화산활동이 있을 수 있다는 것고 함께 오레오 쿠키가 연약권인 크림까지 파고 들었기 때문에 일반적인 암석권의 두께보다 깊은 깊이에서 발생하는 심발지진의 현상도 설명이 가능합니다.

물론 모형으로 하는 수업이라 오개념이 많이 잡힐 수 있어서 동영상 파일과 교과서 그림 등으로 기본적인 공부를 하고 수업 확인용으로 사용합니다.

수업 전에 오레오 쿠키는 일인당 한봉지씩 나누어주고 각자 모형을 만들어 보라고 한뒤 조별로 판구조론을 정리할 시간을 주고 제가 돌아다니면서 질문을 하고 조원 모두가 질문에 통과하면 오레오 쿠키를 먹게 합니다. 만약 통과 못하면 다시 도전할 기회를 주어 대부분의 학생들이 과자는 먹습니다. 가끔 아예 참여하지 않거나 서로 가르쳐 주지 않아서 성적이 낮은 학생이 통과 못하는 경우 조에 주어진 과자는 회수하였습니다.

 두번째로는 녹말가루(전분가루)를 이용한 용암의 성질 설명입니다.

준비물은 물과 녹말가루(전분가루 요걸로 사용하는게 비용이 쌉니다. )만 있으면 됩니다.

물은 가루에 비해서 조금만 사용하면 됩니다. 너무 많으면 묽어서 잘되지 않습니다.

적당히 물을 석은뒤 아래 동영상처럼 손으로 혼합액을 치면 손이 빠지지 않을 정도로 섞어주세요.

주먹으로 쳐서 강한 압력을 받으면 고체처럼 들어가지 못하지만, 힘을 빼서 압력을 감소시키면 손이 늪에 빠지듯 천천히 빠집니다.

요것을 비뉴턴유체라하고 관련된 동영상을 찾으면 많이 있으니 수업시간에 미리 틀어주셔도 좋습니다.

전 요 영상을 주로 이용합니다.

https://www.youtube.com/watch?v=f2XQ97XHjVw

전분가루와 물에 있는 수소결합 때문에 점성이 크게 나타나고 이것이 마그마나 용암의 점성과 매우 비슷한 물리적 특징을 가진다고 합니다. 압력을 가하면 고체처럼 단단해 지고 압력이 없으면 액체처럼 흘러서 해령근처에서 압력이 감소하면서 마그마가 생기는 현상을 학생들에게 전달할때도 사용합니다.

물에 비율이 크게 혼합된 용액을 위에서 떨어뜨리면 유동성이 커서 잘 흘러갑니다.

잘 흘러가기 떄문에 전분가루로 위에 덮어서 빨리 굳어지게 하고 다시 그위에 용액을 부어주는 작업을 반복하면

경사가 넓게 펴져서 완만한 순상화산이 만들어집니다.

이번에는 전분가루의 비율이 큰 용액입니다. 요건 비커에다 담아서 하면 떨어지는데 오래시간이 걸려서 그냥 덩어리를 바닥에 두었습니다. 유동성이 작고 점성이 커서 잘 흐르지 못합니다.

위에서 바라본 모습입니다. 왼쪽에 있는 것은 3번 정도 용액을 부어서 오른쪽에 1번 용액을 사용한 것보다 크기는 크게 나타났습니다 . 위에서 볼 때 차이점이 잘 나타나지 않지만

측면에서 관찰 하면 화산체의 경사의 차이를 느끼실수 있을 것입니다.

조금 더 준비하신다면 현무암질 용암에 검정색 용암이나 잉크를 섞으면 더 비교하기가 좋습니다.

한라산과 산방산 사진과 관련해서 성질을 정리하고 있습니다.

그리고 녹말가루 비율과 이산화규소의 비율과 관련되어 설명하면 점성과 유동성을 이산화규소의 비율과 연관시켜 학생들이 잘 기억하는 것으로 느껴졌습니다.

손이 더러워 휴대폰으로 찍은 동영상 상태가 좋지 못해서 죄송합니다. ㅠㅠ

빨리 올려드리지 못해서 죄송합니다.

학급의 모든 학생이 참여하면 교실이 매우 지지분해지는 단점이 있습니다.

그리고 시간이 오래되면 녹말가루가 아래로 침전되어 섞어주어야 잘 됩니다.

[조형욱(안화고)]

전분가루를 이렇게 활용하는 방법도 있군요 많이 배워갑니다

[유혜미]

선생님. 이산화규소 비율은 더 첨가해서 실험하면 되는건가요??

[최인호(의정부고)]

네 저는 이산화규소 역학을 하는 녹말을 조금 적게 넣은 상태에서 시작하여 점점 녹말을 많이 넣어가며 실험을 합니다.

중국에 지질답사 다녀와서 답변이 늦었습니다.

[부영표(창현고)]

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감사!!