[여름방학 특집/과학탐구]'생활속의 과학' 찾아 구체적으로

서울 윤중중 2학년생들이 지도교사와 함께 교내 화단에서 식물채집 학습을 하고있다. [사진=김동주기자]

여름방학이 되면 방학 과제물 때문에 쩔쩔매는 학생들이 많다. 특히 방학 동안 스스로 주제를 골라 실험과 관찰 등을 꾸준히 해야 하는 과학탐구활동은 가장 어려운 방학 과제물 중 하나다.

방학 과제로 제시되는 과학탐구활동은 단기간 해결이 불가능하지만 수행평가 등에 반영되기 때문에 방학과 동시에 계획을 세워 탐구활동을 시작해야 한다.

과학탐구활동이 뛰어난 학생은 좋은 성적은 물론 시도별 과학탐구활동대회나 국제 과학탐구활동대회 등에 참가할 수 있는 기회도 얻을 수 있다.

▽과학탐구활동 계획 짜기〓짧은 시간 동안 원하는 결과를 얻어내기 위해서는 치밀한 계획을 세우는 것이 무엇보다 중요하다. 초등학생은 일상 생활에서 다양한 과학 현상을 관찰하는 주제를 고르고, 중고생은 실험 조건을 달리하며 실험 결과를 비교하는 고차원적인 탐구활동에 도전해 보는 것이 좋다. 과학탐구활동 계획은 사전조사→탐구계획 짜기→탐구활동→정리 및 결론 도출→보고서 작성 등으로 세우고 일정에 맞춰 꾸준히 기록하는 습관을 들여야 한다.

▽주제 고르기〓평소 무심코 지나쳤던 사소한 것도 훌륭한 주제가 될 수 있다. 전화기, TV, 컴퓨터 등 일상 생활에서 쓰이는 전자제품의 원리를 알아보거나 소금이 짠 이유 등 궁금한 과학 상식을 소재로 삼는 것도 좋다. 인터넷이나 백과사전 등은 아이디어를 찾거나 참고자료 정도로 활용하는 것이 좋다. 인터넷에서 실험내용과 결과 등을 베껴내면 좋은 점수를 받을 수 없다.

서울 윤중중 이옥희(李沃熹) 교사는 “인터넷 등을 베끼거나 빵에서 곰팡이가 생기는 현상을 단순히 관찰한 보고서는 좋은 점수를 받기 힘들다”며 “‘장애인 시설에 응용된 과학 원리’ 등 일상 생활에서 과학원리를 찾아 볼 수 있는 창의적인 주제가 좋다”고 말했다.

▽탐구계획 세우기〓탐구계획은 언제 어디서 무엇을 어떻게 할 것인지 등 활동 내용과 시간 계획을 구체적으로 세우는 것이 바람직하다. 무리한 계획보다 활용할 수 있는 실험기구, 약품, 실험실 등을 충분히 고려해 계획을 세우는 것이 좋다. 탐구활동 과정 틈틈이 주제에 맞게 활동이 이뤄지는지 확인할 필요도 있다. 관찰하려는 식물이나 동물의 생장기간이 지나치게 길다면 방학 동안 원하는 결과를 얻어 낼 수 없다. 계획을 세우기 전 관찰대상의 특징이나 생장기간 등에 대한 사전 조사를 반드시 마쳐야 실수가 없다. 탐구활동 기록 방법에 대한 계획도 미리 세워둬야 보고서를 작성할 때 실수를 하지 않는다.

▽탐구활동 방법〓과학탐구활동은 주제에 따라 △관찰(식물 재배, 동물 사육 등) △실험(과학원리를 기구나 약품 등을 사용해 검증) △현장조사(수목원, 식물원 견학) △문헌조사(백과사전이나 과학전문 서적 조사) 등의 방법을 다양하게 활용한다.

‘비료 성분에 따른 강낭콩의 성장’은 비료 성분에 따라 강낭콩의 성장을 비교 관찰하는 실험을 하고 ‘시간에 따른 달의 모양 변화’는 관찰, ‘한강 지류의 오염상태’는 한강 지류를 찾아가 조사하는 방법을 택하는 것이 좋다. 탐구방법이 결정되면 구체적으로 할 일을 기록하고 우선 순위에 따라 탐구 절차를 정한다.

▽보고서 정리〓보고서는 탐구배경(탐구 동기, 사전 조사 내용 등)→탐구목적→탐구방법(준비물, 탐구 계획 포함)→탐구결과(실험 관찰 결과 등)→결론(결과 해석, 알아낸 점, 부족한 점, 향후 탐구계획 등)→참고문헌과 도움말 등의 순서로 작성하는 것이 좋다. 보고서를 작성할 때는 언제 어디서 무엇을 어떻게 왜 했는가 등을 빠짐없이 기록해야 한다. 제목을 정할 때는 ‘내가 본 광릉수목원’보다 ‘광릉수목원의 나무와 풀의 특징’ 등으로 구체적으로 적는 것이 좋다. 결론을 정리할 때는 실험결과를 해석해 과학적인 지식과 원리 등을 이끌어낸다. 예상과 다른 결과가 나왔더라도 솔직하게 기록하고 오류의 원인을 분석해 덧붙인다. 결과를 조작하거나 다른 사람의 보고서를 베끼는 것은 감점 요인. 탐구과정에서 얻은 의문점 등을 정리하고 책, 비디오, 오디오, 인터넷 자료 등 참고 문헌을 반드시 적으면 탐구활동의 신뢰도를 높일 수 있다.

▽보고서 작성 형식〓나팔꽃을 관찰했다면 △꽃의 모양 △꽃받침 꽃잎 암술 수술의 수 △씨방의 모양 △향기 △줄기가 감기는 모양 △번식방법 등을 자세히 기록하는 관찰보고서가 제격이다. 관찰보고서에는 관찰 환경과 시간 등을 정확하게 기록하고 글로 설명하기 힘든 상황은 그림이나 사진 등으로 기록한다. 관찰자의 느낌을 곁들이면 생생한 관찰기록문이 된다. 실험이나 관찰이 불가능할 경우 문헌이나 인터뷰 등을 통해 조사 보고서를 작성한다. 실험보고서는 실험목적, 계획, 준비물, 방법 등을 기록하고 실험 결과를 해석해 과학적인 결론을 이끌어낸다. 식물관, 박물관 등에 대한 견학 보고서를 작성할 때는 견학 동기를 밝히고 보고 듣고 느낀 내용을 순서대로 기록한다. 견학 후 새롭게 배운 내용이나 잘못 알고 있었던 내용을 비교해 정리하면 좋다.

박용 기자 parky@donga.com

캐나다 초중고생의 과학탐구활동 주제
구분		주제 목록
초등1∼4학년		치아는 어떻게 썩는가?, 곤충 관찰(파리, 개미 나비 등), 수집(돌, 나무, 식물 씨, 꽃), 모형 손 만들기, 새의 이동, 나무의 일생, 새 기르기, 식물의 발아, 이산화탄소와 인간, 학교 운동장의 생태, 새의 각 부분, 녹말이 들어 있는 음식, 인간의 기관(눈, 심장 등), 태양계, 수족관 꾸미기, 음식물의 영양분, 꽃의 각 부분, 조개껍질, 과일, 비와 구름, 벌, 지방의 위험성, 원시 동물, 동물의 이동과 운동, 정원 관찰, 나뭇잎의 특성, 지렁이와 농부, 영양가 있는 아침식사, 생물의 서식처 연구
초등4∼6학년		목화 씨 뽑기, 조개의 나이, 달의 위상, 주변에서 관찰할 수 있는 화학적 변화, 연료의 종류, 화산의 내부, 라디오 제작, 소금의 이용, 열은 전기를 만들어 낸다. 유전의 구조, 전기는 어떻게 만들어지나, 물의 증류, 공기의 흐름, 소리, 기후, 바다에서 얻는 에너지와 식품, 지문, 액체의 수축과 확장, 어떤 금속이 열을 전도하나, 기계의 원리와 기능(카메라 전화기 텔레비전 변압기 초인종 가솔린 엔진 등), 전기를 통한 메시지 전달, 유리의 이용, 모형 비행기, 사진 현상 및 인화법, 별자리 관찰, 액체의 산과 염기, 교통신호 작동 원리, 물은 수소와 산소의 화합물이다. 기계는 일을 쉽게 해준다. 풍선의 탄생, 계절이 생기는 이유, 우리 고장의 날씨, 부식의 원인, 대기 오염, 날씨 측정 기구, 지형도와 등고선 그리기
중고생	물리	연소에 영향을 주는 요인, 악기의 과학적 원리, 소리와 소음의 차이, 진자의 주기를 증가시키는 방법, 나일론 낚싯줄과 플라스틱 덮개의 강도, 잘 날 수 있는 모형 비행기 모양, 정전기를 띠는 물질, 빛의 반사에 영향을 주는 물질은, 소리가 생기는 원인, 무엇이 소리의 크기와 고저에 영향을 미치나, 페인트에 미치는 온도 변화의 영향, 낙하산 연구
	공학	태양 에너지의 이용, 온도계의 정확성 실험, 물질의 온도를 올리는 데 필요한 열량 등
	지구과학	하늘의 색깔, 습도의 영향(머리카락 변화, 머리카락과 동물의 털 비교), 직사광선과 그늘의 차이, 물체의 표면에 따른 햇빛의 반사와 흡수 정도, 바닷물과 민물의 열 보존 차이, 바다와 육지가 날씨에 미치는 영향, 떨어지는 비의 속도나 힘의 크기 측정, 장소와 높이에 따른 바람의 속도와 방향 변화
	화학	브라운 운동에 미치는 온도의 영향, 일상 생활에서 화학법칙 찾기, 고무 잉크 종이에 대한 빛의 영향, 동물과 인간의 구강내 산성도 변화 비교, 화학폐기물 처리, 도로 위치와 오염물질의 양
	생물	쌍떡잎 식물과 외떡잎 식물의 차이, 열 빛 이산화탄소 등이 발아에 미치는 영향, 광합성의 속도에 미치는 영향, 식물에서 이용하는 물의 양, 식물의 성장(영양, 물의 양, 햇빛, 오염물질, 온도, 산성도 등에 따른 변화), 눈의 색깔, 성별, 왼손잡이의 유전, 소리가 식물에 미치는 영향, 다양한 환경에서 식물의 성장, 곰팡이의 성장에 미치는 니코틴 공기 효모의 영향, 식물의 수경재배, 박테리아에 대한 방부제와 비누의 영향, 인공광선이 식물의 성장에 미치는 영향, 청각 정보와 시각 정보 중 오래 기억되는 것은, 머리카락의 표백과 염색의 효과, 자기장이 식물에 미치는 영향, 씨앗의 발아에 영향을 주는 요인, 새가 좋아하는 음식
	물리	계산기 정확도에 관한 연구, 태양 변화 관찰, 전자회절에 관한 실험, 향기와 소리의 전달에 영향을 미치는 요인, 촉매 반응 연구
	지구과학	태양의 흑점 주기와 지진의 발생 관계, 행성의 공전주기 관찰, 침식을 막는 방법, 날씨가 사람의 기분에 미치는 영향, 공기의 흐름에 관한 연구, 바람의 방향과 온도의 변화, 건물 주변의 바람 연구
	환경	주변의 식물상 연구, 도시의 야생 생물 관찰, 해안선 관찰, 공기 정화방법, 미생물의 분해 등

자료:서울대 학생과학탐구활동 홈페이지(biodeu.snu.ac.kr/scifair/index.html)

과학탐구 관련 홈페이지
과학탐구 관련 기관	홈페이지
학생과학탐구활동홈페이지	bioedu.snu.ac.kr/scifair/index.html
한국과학교육단체총연합회	www.kofses.or.kr
과학기술부	www.most.go.kr
교육인적자원부	www.moe.go.kr
에듀넷	www.edunet4u.net
서울교육과학연구원	www.sesri.re.kr
부산 〃	www.pise.re.kr
대전 〃	www.tenet.or.kr
대구 〃	www.desri.or.kr
광주 〃	210.218.70.12
울산 〃	www.uesri.re.kr
강원 〃	www.keric.or.kr
경남 〃	muak.gnise.re.kr
경북 〃	www.kbise.or.kr
충남 〃	www.cise.or.kr
충북 〃	www.cbesr.or.kr
제주 교육과학연구원	ns.cisec.or.kr:82/
표준교육과학연구원	www.krise.re.kr
서울대 과학교육연구소	ischool.snu.ac.kr/seri.html
공주대 〃	science.kongju.ac.kr
강원대 〃	www.kangwon.ac.kr/∼sericc/
경상대 〃	gsce.gsnu.ac.kr/∼seri/
전북대 〃	www.chonbuk.ac.kr/p2.htm
순천대 〃	203.246.105.37
안동대 〃	anu.andong.ac.kr/∼seri/introduce2.html
과학동아	www.dongascience.com
과학교육	www.sedu.co.kr
메가람웹진	megalam.co.kr
레드비커	www.redbeaker.com
한국과학영재교육지원연구회	www.sgesa.com
국립서울과학관	www.science.go.kr
창의와 탐구	www.askwhy.co.kr