대부분의 학생들은 연구활동을 시작할 때 새롭고 특이한 주제를 하고 싶어 합니다. 하지만 너무도 당연히 불변이라 생각한 물리량도 사실은 변하는 값일 수 있습니다. 알려진 것을 탐구하는 과정에서 새로운 결과가 나옵니다. 도전해 봅시다.
※ 이 코너에서는 생활 속에서 탐구 주제를 찾아 연구하고 연구보고서를 작성하는 다양한 사례와 방법을 알려줍니다. 자기주도적 학습을 통해 과학 실력과 창의력을 키우는 소중한 시간이 되기를 바랍니다.
이미 알려진 값을 다시 측정하기
‘물은 100℃에서 끓고 0℃에서 언다. 중력 가속도는 9.8m/s2이다’는 항상 맞는 말일까요? 과학 공부를 하면서 익힌 값들이 정말 정확한 것인지 의문을 가져봅시다. 조건이 달라져도 변하지 않는 값이 있지만, 달라지는 값도 있습니다. 대표적인 것이 중력 가속도입니다. 이것은 환경에 따라 변하는 값입니다. 변화에 영향을 미치는 요인은 무수히 많습니다. 일정하지 않은 값은 일상적으로 쓰기 불편하기 때문에 평소에 사용할 때는 표준값을 사용합니다. 유효숫자가 너무 길 때도 마찬가지입니다. 절대적으로 고정된 값이 아닙니다. 당연한 것에 의문을 품고 도전합시다. 물론 과학적으로 당연한 사실도 있지만 당연한 것에서 새로운 것을 발견하는 것이 과학적으로 더 재밌습니다. 과학은 당연한 것에 의문을 품는데서 출발해 발전해 왔다는 사실을 간과하지 말아야 합니다.
측정에서 가장 중요한 것은 정밀함입니다. 정밀한 측정은 중·고등학생에게는 꽤나 어렵습니다. 그러나 도전하는 자에게 방법이 있습니다. 탐구과정에서 더 많은 것을 얻을 것입니다. 도전해 봅시다.
실제 연구 보고서 살펴보기
다음의 연구 보고서를 쓴 학생들은 측정지역에 따른 중력 가속도 변화를 단진자를 이용해 연구했습니다. 평범해 보이는 연구 주제지만 정밀한 실험이 필요한 연구활동입니다. 컴퓨터를 이용하는 MBL장비를 사용해 측정했습니다. 독자 여러분도 이런 방법으로 연구활동을 한다면 여러 연구에 응용할 수 있습니다.
당연함에서 출발하는 새로운 발견
학생들은 자고 일어나면 몸이 무겁다고 합니다. 그러다 점심시간이 되면 몸이 가벼워져서 학교식당으로 번개처럼 뛸 수 있습니다. 대사활동으로 인해 에너지가 소모돼 몸무게가 감소하기도 하고, 음식물 섭취로 인해 몸무게가 증가하기도 합니다. 중력 가속도가 변해 몸무게가 달라진다면 어떨까요? 고층 건물의 옥상과 1층에서 측정한 몸무게는 다를까요? 몸무게는 질량과 중력 가속도의 곱과 같으니 중력 가속도가 고도에 따라 어떻게 변화하는지 측정했습니다. 이 실험은 정밀한 측정이 필요했습니다. 즉, 고도에 따른 변화가 너무 작아서 실험오차범위가 측정하고자 하는 변화값보다 컸습니다. 다시 말해 고도에 따른 몸무게 변화가 느끼지 못할 정도로 작다는 말입니다. 그렇다고 실험을 포기할 수는 없죠. 학생들은 실험 결과의 일정한 경향성을 바탕으로 측정 지역의 중력이상을 구했습니다. 그리고 중력이상이 양(+)의 값이라는 것을 알아냈습니다. 이것으로 보아 측정 지역의 지표 아래에 무거운 물질이 있음도 알 수 있었습니다. 이런 측정을 통해 학생들은 오차가 얼마나 중요한지 경험했습니다. 연구활동 내내 학생들은 당연한 값을 측정하는 것에 두려움을 갖고 있었지만 실험 과정에서 유의미한 점을 이끌어 낼 수 있도록 지도했습니다. 측정 과정에서 측정 결과의 의미뿐만 아니라 과학자들이 그 값을 구하기 위해 노력한 과정도 이해할 수 있을 것입니다.
※ 이 코너에서는 생활 속에서 탐구 주제를 찾아 연구하고 연구보고서를 작성하는 다양한 사례와 방법을 알려줍니다. 자기주도적 학습을 통해 과학 실력과 창의력을 키우는 소중한 시간이 되기를 바랍니다.
이미 알려진 값을 다시 측정하기
‘물은 100℃에서 끓고 0℃에서 언다. 중력 가속도는 9.8m/s2이다’는 항상 맞는 말일까요? 과학 공부를 하면서 익힌 값들이 정말 정확한 것인지 의문을 가져봅시다. 조건이 달라져도 변하지 않는 값이 있지만, 달라지는 값도 있습니다. 대표적인 것이 중력 가속도입니다. 이것은 환경에 따라 변하는 값입니다. 변화에 영향을 미치는 요인은 무수히 많습니다. 일정하지 않은 값은 일상적으로 쓰기 불편하기 때문에 평소에 사용할 때는 표준값을 사용합니다. 유효숫자가 너무 길 때도 마찬가지입니다. 절대적으로 고정된 값이 아닙니다. 당연한 것에 의문을 품고 도전합시다. 물론 과학적으로 당연한 사실도 있지만 당연한 것에서 새로운 것을 발견하는 것이 과학적으로 더 재밌습니다. 과학은 당연한 것에 의문을 품는데서 출발해 발전해 왔다는 사실을 간과하지 말아야 합니다.
측정에서 가장 중요한 것은 정밀함입니다. 정밀한 측정은 중·고등학생에게는 꽤나 어렵습니다. 그러나 도전하는 자에게 방법이 있습니다. 탐구과정에서 더 많은 것을 얻을 것입니다. 도전해 봅시다.
실제 연구 보고서 살펴보기
다음의 연구 보고서를 쓴 학생들은 측정지역에 따른 중력 가속도 변화를 단진자를 이용해 연구했습니다. 평범해 보이는 연구 주제지만 정밀한 실험이 필요한 연구활동입니다. 컴퓨터를 이용하는 MBL장비를 사용해 측정했습니다. 독자 여러분도 이런 방법으로 연구활동을 한다면 여러 연구에 응용할 수 있습니다.
당연함에서 출발하는 새로운 발견
학생들은 자고 일어나면 몸이 무겁다고 합니다. 그러다 점심시간이 되면 몸이 가벼워져서 학교식당으로 번개처럼 뛸 수 있습니다. 대사활동으로 인해 에너지가 소모돼 몸무게가 감소하기도 하고, 음식물 섭취로 인해 몸무게가 증가하기도 합니다. 중력 가속도가 변해 몸무게가 달라진다면 어떨까요? 고층 건물의 옥상과 1층에서 측정한 몸무게는 다를까요? 몸무게는 질량과 중력 가속도의 곱과 같으니 중력 가속도가 고도에 따라 어떻게 변화하는지 측정했습니다. 이 실험은 정밀한 측정이 필요했습니다. 즉, 고도에 따른 변화가 너무 작아서 실험오차범위가 측정하고자 하는 변화값보다 컸습니다. 다시 말해 고도에 따른 몸무게 변화가 느끼지 못할 정도로 작다는 말입니다. 그렇다고 실험을 포기할 수는 없죠. 학생들은 실험 결과의 일정한 경향성을 바탕으로 측정 지역의 중력이상을 구했습니다. 그리고 중력이상이 양(+)의 값이라는 것을 알아냈습니다. 이것으로 보아 측정 지역의 지표 아래에 무거운 물질이 있음도 알 수 있었습니다. 이런 측정을 통해 학생들은 오차가 얼마나 중요한지 경험했습니다. 연구활동 내내 학생들은 당연한 값을 측정하는 것에 두려움을 갖고 있었지만 실험 과정에서 유의미한 점을 이끌어 낼 수 있도록 지도했습니다. 측정 과정에서 측정 결과의 의미뿐만 아니라 과학자들이 그 값을 구하기 위해 노력한 과정도 이해할 수 있을 것입니다.
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