2014 우주과학창의체험영재스쿨 홍보영상

  2014 우주과학창의체험영재스쿨 홍보영상입니다.   <스크립트>

「국립고흥청소년우주체험센터」는 2011년부터 청소년단체를 대상으로 ‘우주과학창의체험스쿨’을 운영해오고 있습니다. 우주과학을 소재로 한 심화 실험 체험프로그램을 제공하여, 문제를 스스로 발굴, 해결하려는 능력과 창의력을 키워 주려는 데 그 목적이 있습니다. 제3차 우주과학창의체험스쿨은 ‘거리, 시간, 속도, 가속도’를 주제로 과학영재교육원 소속의 초등학생과 중학생을 대상으로 진행되었습니다.

상공에서 떨어지는 과녁을 향해 폼 로켓을 과녁의 낙하와 동시에 발사했는데, 과녁과 로켓이 공중에서 서로 만납니다. 어쩌다 그렇게 된 것이 아니라 번번이 그렇습니다. 우연이 아닌 이 현상을 보고 청소년은 폼로켓과 과녁의 운동에 어떤 원리가 작용해서 그런 일이 생기는지 궁금해집니다. 다양한 실험 활동을 통해 속도와 가속도의 개념을 스스로 터득하게 합니다. 그리고 과녁 맞추기의 비밀을 각자가 캐내게 합니다. 과녁과 폼로켓이 보인 묘기를 염두에 둔채 학생들은 다음 단계의 실험체험을 하게 됩니다.

라인트레이서와 MBL을 통해 물체의 운동을 기술하고 분석하는 방법을 배웁니다. 물체를 다양하게 운동시켜보고 MBL을 이용하여 운동의 특성을 확인하게 합니다. 거리센서가 측정한 물체의 이동거리와 시간 사이의 관계를 그래프 상에서 확인합니다. 이번에는 이 자료를 이용하여 학생이 속도의 시간에 따른 변화를 그래프로 나타내 봅니다. 이 과정에서 학생은 등속운동과 가속운동을 구분할 수 있게 됩니다.

속도가 시간에 따라 변하는 운동의 한 예로 자유낙하운동을 다룹니다. 교과서에서만 보던 스트로보스코프 사진을 직접 찍고, 사진에 기록된 낙하거리를 측정하여 시간에 대한 속도 그래프를 그립니다. 이를 통해 자유낙하운동이, 속도가 일정하게 변하는 등가속도 운동임을 알게 되고, 일정한 세기의 가속도가 지구 중력에서 비롯한다는 것을 이해합니다.

다음은 소리가 전파되는 데 시간이 걸린다는 사실을 느끼게 합니다. 그러고 소리의 전파속도를 실제로 측정합니다. 일정한 주기로 소리를 내는 음원을 설치하고, 그곳에서 적당한 거리 만큼 이동하며 신호음이 들리는 시각을 측정합니다. 음원이 내는 비트음의 주기를 알고 있으므로, 음원에서 소리가 관측자까지 도달하는 데 걸린 시간을 계산할 수 있습니다. 그러므로 소리의 전파 속도를 알아낼 수 있습니다. 이동거리를 달리한 서로 다른 곳에서 측정한 소리의 속도를 서로 비교하게 합니다. 이 비교를 통하여 학생 스스로 소리의 전파 속도가 일정하다는 사실을 깨닫게 합니다.

이제 이 모든 실험체험 활동이 끝난 다음, 지도자는 학생들과 토론을 통하여 과녁맞추기의 비밀을 해결합니다. 이 과정에서 지도자는 창의스쿨에 참여한 학생들이 거리, 속도, 가속도, 시간의 관계를 얼마나 잘 이해했는지 점검합니다. 특히 위에서 아래로 떨어뜨리는 자유 낙하 운동과 밑에서 위로 던진 물체의 운동이 다 등가속도 운동임을 깨달았는지 확인합니다.

속도와 가속도는 과학에서 맨 처음 다루는 개념으로 보통 간단한 증명실험이나 그림을 통해 수식으로 기억합니다. 우주체험센터는 교실에서 학습한 과학의 원리를 실험실에서 다시 검증해보는 식의 실험을 하지 않습니다. 호기심을 일게 한 다음 문제 해결을 위한 실험활동을 자신이 설계하고 수행하도록 합니다. 청소년은 우주체험센터가 운영하는 창의스쿨을 통해 능동적 학습 습관을 기르고 시대가 요구하는 창의적 인재로 자라날 것입니다.