경기 남면초등교 이환규·오광성 교사의 `위도에 따른 태양 고도 측정기'와 `태양 고도와 그림자 길이, 기온 측정기'는 기존 측정기구의 문제점을 보완한 발명품으로 평가됐다.

초등 자연과의 지구영역에서 교사들이 가장 어려움을 느끼는 부분이 위도에 따른 태양의 고도를 측정할 자료가 없어 태양의 고도와 위도, 계절에 따른 태양의 남중고도의 변화를 추상적인 언어로 가르칠 수밖에 없다는 데 착안했다.

이환규 교사는 "지구본 위에서 위도별 태양 고도를 측정할 도구가 없고 교과서에 제시된 자료도 추상적이어서 태양의 고도를 시각적으로 관찰할 수 없었다"고 지적하면서 "또 곡면에 나타난 그림자 길이로 태양의 고도와 위도와의 관계를 설명하고 있으나 이는 태양의 고도가 지평면과 천체가 이루는 각이라는 개념에 위배돼 교수학습에 혼란을 주고 있다"고 말했다.

그래서 개발한 자료가 `위도에 따른 태양 고도 측정기'다. 합판을 이용해 가상 지평면과 그림자판을 만들고 나침반, 볼록렌즈, 방향지시자, 미세 조정자, 각도기, 위도 확인창 등을 설치한 측정기는 크기도 적당해(13㎝×13㎝×15㎝) 학생들이 조작하기에도 편리하다. 이 측정기는 지면과 지구본 위에서 그림자를 이용해 태양의 고도를 모두 측정할 수 있다.

지면에서 태양의 고도와 방위를 측정하는 방법은, 수평으로 측정기를 놓는다→측정기가 태양의 방향과 일치하도록 가상 지평면을 회전시켜 방향 지시자의 그림자를 방향선과 일치시킨다→그림자가 생기지 않을 때까지 그림자 판을 조정한다→미세 조정자를 움직여 그림자를 미세 조정선과 일치시킨다는 순서를 따르면 된다. 이 때 나침반의 방위와 그림자 판의 바늘이 가리키는 눈금이 각각 태양의 방위와 고도가 된다.

또 위도에 따른 태양의 고도 측정은, 지구본에서 측정하고자 하는 위도를 찾고 측정기의 위도 확인창의 중앙을 측정지점에 일치시킨 후 지면에서 태양의 고도를 측정하는 순서를 그대로 따르면 된다.

`태양의 고도와 그림자 길이, 기온 측정기'는 측정판 위에 동심원과 방위선을 그리고 수평기 나침반, 그림자 막대, 온도계 걸이, 고도 지시기, 결과 그래프를 설치함으로써 차시별로 여러 실험이 가능하도록 제작됐다. 고도 지시기를 활용해 태양의 고도를 재고 동심원과 방위선을 보고 그림자의 길이, 태양의 방위를 측정한 후 온도계의 온도를 보면 태양의 고도, 그림자의 길이, 기온의 변화를 동시에 측정할 수 있게 된다.

오광성 교사는 "이런 실험들을 동영상, 에니메이션, 사운드, 그래픽 기술을 총 동원해 컴퓨터 상에서 해보고 그 결과를 보고서로 작성할 수도 있는 웹 시디 자료와 계절의 변화와 지구의 운동원리 학습을 위한 워크북도 개발해 학습 효과를 극대화하도록 구성했다"고 말했다.