과학의 원리, 재미있는 실험으로 배워

(자료제공. 대구교육청)

도원고등학교는 1학년 학생을 대상으로 STEAM과학탐구교실을, 2학년 학생을 대상으로 MBL과학탐구교실(Microcomputer Based Laboratory, 컴퓨터기반실험)을 통해 재미있는 과학실험 프로그램을 운영하고 있다.

※ STEAM : Science, Technology, Engineering, Arts, Mathmatics 의 약어로 과학과 기술, 예술 등을 융합하는 융합과학을 말함

도원고는 2009년 교육부로부터 과학중점학교로 선정되었는데 현재까지 전국에 일반고 중 104개 학교가 과학중점학교로 지정되어 운영되고 있다. 과학중점학교는 다른 일반고에 비해 수학․과학 교육을 강화하여 우수한 과학인재를 육성하는데 그 목적이 있다.

6월 8일(월)부터 6월 11일(목)까지 4일간 방과후 시간을 이용하여 2학년 학생 40명을 2개 학급으로 구성하여 ‘STEAM-MBL과학탐구 교실’을 실시한다.

MBL장비와 센서 등 첨단장비를 학생들이 직접 활용하여 소리성분 분석, 솔레노이드에 흐르는 전류에 의한 자기장, 거리에 따른 빛의 세기 변화, 생체 촉매와 무기촉매의 역할, 삼투현상, 염기에 의한 산의 중화적정 실험 등을 실시한다.

이 실험 중 소리성분 분석은 학생들이 소리 나는 물체를 실험재료로 사용해 MBL을 이용하여 소리의 3가지 성분(세기, 높이, 맵시)을 분석한다. 학생들은 각자 자신의 목소리를 분석해 친구들과 소리 성분의 차이를 그래프로 식별 할 수도 있다.

또한, 삼투현상 실험은 당근의 속을 파서 소금물을 넣은 후 시간에 따른 소금물의 염도 변화를 MBL로 측정하여 염도변화 그래프를 모니터를 통해 직접 눈으로 확인할 수 있다. 삼투현상으로 인한 용매의 이동 현상을 간단하게 알 수 있는 실험이다. 만약에 바다에 표류하게 된다면 우리 몸도 당근처럼 바닷물 쪽으로 몸의 수분이 이동할 것이다.

8월 24일(월)부터 8월 28일(금)까지 5일간 1학년 80명을 4개 학급으로 구성하여 ‘STEAM융합과학 교실’을 실시한다. 과학요리, 과학마술, 황소개구리 해부, 커피 속의 과학, 임베디드 로봇제어 등 다양한 과학실험을 수행한다.

*임베디드 : 하드웨어에 소프트웨어가 내장되어 특정한 기능을 수행하는 컴퓨터 시스템

과학 요리는 팝콘 만들기를 통해 물질의 상태변화와 에너지를 학습하게 된다. 열과 압력을 가하면 옥수수 알갱이 속에 들어 있던 수분이 열을 받아 기체인 수증기로 바뀌면서 옥수수 알갱이의 부피가 커지게 되고 결국에는 그 압력을 이기지 못해 옥수수의 껍질이 뻥 하고 터지면서 부드러운 팝콘이 만들어지게 된다.

지난 해 STEAM 융합과학 교실에 참여 했던 2학년 권정헌 학생은 “평소 교과수업에 없던 내용으로 이루어진 실험을 경험할 수 있는 시간이여서 좋았습니다. 제일 인상 깊었던 것은 과학마술에서 실험한 산화-환원 반응을 쉽게 이해 할 수 있는 신호등 용액 반응이라는 실험이었습니다.”라고 과학 실험에 대해 이야기 했다.

MBL 과학실험 수업에 참여한 3학년 도경록 학생은 “평소 책으로만 암기했던 과학 지식과 교과외의 다양한 내용들을 직접 실험해 볼 수 있게 해주는 좋은 프로그램이었습니다.” 라고 말했다.