2022改訂教育課程 地球科学内容プレビュー - 第3単元 太陽系天体と恒星・宇宙の進化

今回は地球科学の概観もいよいよ最後である。

第3単元を見ていこうと思う。

2022 개정 교육과정 지구과학 내용 미리보기 - 2단원 지구의 역사와 한반도의 암석

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1. 内容体系

第3単元の内容体系は、以前の「地球科学1」の天体単元から系外惑星と生命体探査が抜け、代わりに「地球科学2」にあった太陽系モデルと日食・月食が新たに入ってきた。

他の単元に比べると、内容がかなり縮小された印象だ。

2. 第3単元 成就基準を見る

[12지구03-01] 태양-지구-달 시스템에서의 식 현상을 이해하고 모형을 이용하여 태양계 행성의 겉보기 운동을 설명할 수 있다.
[12지구03-02] 별의 분광형 결정 및 별의 분류 과정을 이해하고, 흑체복사 법칙을 이용하여 별의 물리량을 추론할 수 있다.
[12지구03-03] 다양한 질량을 가진 별의 진화 과정을 H-R도에 나타내고 해석할 수 있다.
[12지구03-04] 허블의 은하 분류 체계에 따른 은하의 특징을 비교하고 외부은하의 자료를 이용하여 특이 은하의 관측적 특징을 추론할 수 있다.
[12지구03-05] 허블-르메트르 법칙으로 우주의 팽창을 이해하고 우주의 진화에 대한 다양한 설명 체계의 의의를 현대 우주론의 관점에서 비교할 수 있다.

3. 内容を見ていこう

1) 太陽‐地球‐月システムと食現象、太陽系惑星の見かけの運動［12지구-03-01］

この内容は、2009改訂教育課程の「地球科学1」と2015改訂教育課程の「地球科学2」を参考にするとよい。

まず最初に、太陽‐地球‐月システムと食現象に関する問題として、以下の問題を読んでみよう。

この問題は2019年9月 高3 地球科学1模擬試験の問題である。

実験の形で月の位相変化を調べる問題だ。

北半球での月の位相変化なので、回転方向は北半球を基準として反時計回りで回らなければならない。

また、0度付近では日食が起こり、板とビームの角度が大きくなると地球の影が月に届かなくなり、月食が発生しない場合もある。

したがって答えは3番である。

次の問題は惑星の見かけの運動に関する問題だ。

2015改訂教育課程「地球科学2」で扱っていた天体の座標系だけを抜いた、やさしめのバージョンだと考えればよい。

9月模試の問題だが、難易度はそれほど高くない。

金星が内惑星なので公転速度がより速いこと、そして地球と惑星の相対的位置関係を考慮して解けばよい。

2) 恒星の分類とさまざまな物理量［12지구-03-02］

ここ3年ほどは、下のような形式の問題が多く出題されている。

数値を合わせるのも簡単ではなく、推論で解決しなければならないため、選択肢一つひとつに多くの時間を要した。

選択肢「ㄷ」の場合を見てみよう。

恒星㉠までの距離は400pcなので、明るさは3等級よりも(10×4)^2倍だけ明るくなければならず、恒星㉢までの距離は2pcなので、4等級より5倍暗くなければならない。

そして等級差1等級の明るさの比は約2.5倍、2等級差は6.25倍、5等級差は100倍の違いがある。

この内容をもとに推論すると、二つの恒星の絶対等級は、㉠はおおよそ3等級 − 5等級 − 2等級以上＝−5等級以下であり、㉢の絶対等級は4等級＋1〜2等級程度なので、その和は4より小さい。

このように解かなければならないので、時間がかなりかかる。

3) H-R図と恒星の特徴、恒星の進化とエネルギー生成［12지구-03-03］

H-R図そのものだけを利用した問題は難易度が低く、あまり多くは出題されていない。

通常はH-R図＋他の概念を組み合わせて、下のような形で出題される。

H-R図上で恒星の進化経路を示し、進化過程で生成される元素、恒星の大きさ、進化過程のエネルギー源などの概念を組み合わせて出題している。

単純に恒星のエネルギー源と構造だけを扱う問題なら、下のような問題もある。

2025年3月の高3本試験問題なので、それほど難易度は高くないが、3点問題である。

難しそうに見えても、学んでみればやさしいはずだ。

4) 銀河の分類と特異銀河［12지구-03-04］

ハッブルの音叉図と特異銀河に関する内容である。

銀河の分類を甘く考えていると痛い目を見るかもしれない。

教員歴10年の地球科学教師でも、見るたびに「よくこんな見たこともないグラフを探してくるな」と思うほどだ。

ここでの核心概念は、渦巻銀河では渦状腕で恒星の生成が活発なのに対し、楕円銀河では恒星の生成がほとんどないという点である。

そして特異銀河に関する問題も一つ見てみよう。

特異銀河のスペクトルは、上の図だけ覚えてしまえば終わりだ。

文字どおり「特異銀河」なので、問題として出題できるスペクトルのパターンはそれほど多くない。

5) 宇宙の膨張と宇宙論の確立過程［12지구-03-05］

2015改訂「地球科学1」から、暗黒エネルギー、暗黒物質、通常の物質といった概念が抜けた、もう少しマイルドな内容だと考えればよい。

本当にさまざまな形式の問題を例として挙げられそうだ。

2025年9月に出題された問題は、ハッブルの法則を利用して上のような問題を出している。

解き方自体はわかるものの、時間がかかりすぎて解くのが面倒に感じられる。

4. まとめ

統合科学に含まれている概念はあまり多くない。

統合科学で学んだ概念
 - スペクトルの種類、ビッグバン宇宙論の証拠、宇宙の歴史など
新しい概念
 - 残りすべて

5. 結びに

このように例題を用いて、教育課程を一通り見てきた。

もともとの地球科学を知っている人ならわかると思うが、それほど大きくは変わっていない。

この科目を履修する生徒の立場からすると、大学入試でも使わない科目を半学期以上勉強しなければならないので、本当に慎重に考えて選択してほしい。

できれば自分の進路と、大学が提示している履修推奨科目を確認し、それに沿って選択しよう。

以下は、慶煕大学が公表した「2028自然系学問分野の高等学校教科履修推奨科目」である。

この文章を読んでいる皆さん全員の健闘を祈っている。