원더풀 사이언스
다큐로 풀어보는 흥미진진 과학수업
‘원더풀 사이언스’는 청소년들에게 과학기술에 대한 정보제공 및 과학에 대한 관심과 흥미를 높이고자 EBS에서 기획한 과학 다큐멘터리이다. 초등학생 때에는 사물에 대한 호기심이 왕성하고 과학에 대한 흥미와 관심도 높다. 그런데 중학교에 들어가게 되면 여러 가지 낯선 과학 이론들이 등장하면서 학생들이 과학을 외면한다. 초등학교 때에는 가장 선호가 높은 장래희망이 과학자였지만 중학교 이후로는 자신의 미래 직업으로 과학자를 선택하는 학생들이 급격하게 줄어든다. 수업방법의 차이가 학생들의 흥미를 좌우하기 때문이 아닐까? 원더풀 사이언스는 어렵고 지루한 과학에서 벗어나 우리나라 및 세계의 불가사의한 과학 현상, 과학사적인 발견, 첨단과학 등을 과학적 원리와 현상의 재연을 통해 쉽고 재미있게 접근한다. 이 프로그램은 2008년 4월부터 2011년 8월까지 모두 103편이 방송됐다. 이 중에서 교과수업에 활용하기 좋은 영상 몇 편을 골라 소개한다. EBS 원더풀 사이언스 홈페이지에서 전체 프로그램을 무료로 다시 보기 할 수 있다.
제2의 뇌, 손
http://www.ebs.co.kr/tv/show?prodId=561&lectId=1195702
신체기관 중에서 가장 많은 활동을 하는 곳은 어디일까? 우리는 무엇인가를 만들고, 글씨를 쓰며, 음식을 먹을 때 손을 사용한다. 또 악기를 연주하거나 운동을 할 때, 상대방을 만나 반갑게 악수할 때도 손을 사용한다. 요즘 학생들이 익숙하게 쓰는 스마트폰 역시 손가락을 사용하여 화면을 터치하는 방식으로 사용한다. 다양한 예술의 세계에서도 손의 섬세함을 가장 많이 요구한다는 피아노 연주. 영상은 한 재즈 피아니스트를 통해 그에게 있어 손은 어떤 의미인지 들어본다. 만약 사고로 손을 잃었다면 현재의 기술로 어느 정도 손을 대체할 수 있을까? 로봇손을 개발하고 있는 KIST를 찾아가 현재 로봇손 개발 수준과 어려운 점들은 무엇인지 들어보고 인간의 손을 능가하는 로봇손이 나올 수 있을 것인지 예측해본다. 손을 많이 움직이면 움직일수록 두뇌가 발달한다는 말을 들어 보았는가? 손과 두뇌와의 관계에 대해 손가락 분리 수술을 한 사례자를 만나 이야기를 들어보고, 재활치료에 있어 손을 이용한 치료의 중요성과 아이들 교육에서 손의 활용이 중요한 이유를 영상을 통해 알아본다.
0.4초의 과학, 야구
http://www.ebs.co.kr/tv/show?prodId=111247&lectId=10250906
야구에서 투수가 던진 공이 타자에게 도달하기까지 걸리는 시간은 약 0.4초이고, 타자의 반응 속도는 0.2초이며, 방망이를 휘두르는 데 필요한 시간도 0.2초라고 한다. 투수와 타자로 시작되는 0.2초는 야구 경기의 흐름을 바꾸어 놓는 시간이다. 타자는 과학적으로는 도저히 불가능한 0.4초라는 시간에 속도와 구질을 판단해서 쳐낸다. 그러므로 투수는 타자가 공을 쳐내는 타이밍에 혼란을 주기 위해 다양한 변화구를 던져야 한다. 투수의 변화구를 가능하게 하는 것은 다름 아닌 야구공을 꿰맨 108개의 실밥이다. 만약 야구공에 실밥이 없다면 여러분은 매우 재미없는 야구경기를 관람하게 될지도 모른다. 실밥은 공기와의 마찰을 크게 하여 압력 차이를 더 크게 하고 회전 효과를 준다. 이 영상에서는 변화구를 만들어내는 야구공의 비밀을 파헤친다.
극저온, 그 신비의 세계
http://www.ebs.co.kr/tv/show?prodId=561&lectId=3058858
‘극저온’은 영하 150도 이하를 부르는 용어이다. 상상하기 힘든 이 온도에서 어떤 일들이 일어날 수 있을까? 극저온에서는 물렁물렁했던 고무공도, 예쁜 장미꽃도 파편으로 부서져버린다. 그뿐인가? 극저온에서는 전기저항이 제로가 되는 ‘초전도’ 현상이 나타난다. 전력 손실이 전혀 없는 초전도 케이블과 시속 550km로 달리는 자기 부상 열차, 그리고 의료기기인 MRI 기술 등이 모두 저온공학을 이용하여 개발된 것들이다. 지구에서 인공태양을 만들어 내는 핵융합장치도 극저온이 없으면 불가능하다. 우주기술 역시 극저온 상태가 아니라면 상상하기 어렵다. 우주 자체가 극저온, 고진공의 극한 환경이기 때문이다. 위성을 발사하는 로켓의 연료로는 극저온의 액체산소가 쓰이고, 위성의 적외선 센서에는 극저온의 액체헬륨이 쓰인다. 영상을 통하여 흥미진진한 극저온의 신비로운 세계를 만나보자.
엘리베이터를 타다
http://www.ebs.co.kr/tv/show?prodId=561&lectId=3060337
두바이 사막 한가운데 신기루처럼 서 있는 ‘부르즈 칼리파’는 160층으로 지어진 828미터 높이의 초고층 빌딩이다. 이 빌딩을 지을 때 다양한 첨단공법이 동원된 것으로 화제가 되었지만 그 이면에는 또 다른 과학이 숨어 있었다. 바로 엘리베이터의 과학 기술이다. 이 빌딩에 설치된 엘리베이터는 1분에 600미터의 속도로 1층에서 124층까지 채 1분도 되지 않아 올라갈 수 있다고 한다. 이렇듯 인간에게 편리함을 주는 엘리베이터가 우리나라에 들어온 것은 언제였을까? 기록에 의하면 우리나라에 엘리베이터가 처음 설치된 것은 1910년 조선은행(지금의 화폐금융박물관 건물)이었다. 조선은행에 화폐 운반용 수압식 엘리베이터와 요리용 수동식 리프트가 설치된 것이다. 그러므로 올해는 우리나라에 엘리베이터가 들어온지 105년이 되는 해다. 만약 엘리베이터가 없었다면 10층 이상의 건물을 짓기란 쉽지 않았을 것이다. 그러므로 엘리베이터는 현대 도시 문명을 탄생시킨 주역이라고 할 수 있다. 상상 그 이상을 보게 될 엘리베이터의 숨은 과학을 영상 속에서 만나본다.
일상 탈출, 놀이기구의 세계
http://www.ebs.co.kr/tv/show?prodId=561&lectId=1195706
지상에서 25층 높이로 사람들을 끌어올렸다가 시속 88km의 속력으로, 2.5초 만에 떨어뜨리는 자이로 드롭의 거대한 힘은 바로 ‘자기장’에서 나온다. 자이로 드롭은 서로 밀어내고 끌어당기는 자기장의 특성을 이용해서 만든 놀이기구이다. 모터를 이용해 높은 곳까지 올라온 롤러코스터는 레일을 따라 떨어지면서 위치에너지가 운동에너지로 변한다. 이것이 바로 롤러코스터에서 느낄 수 있는 짜릿함의 비밀이다. 왜 사람들은 무섭다고 소리를 지르면서 놀이기구를 타는 것일까? 인간이 무엇인가로부터 공포의 위협을 받게 되면 먼저 교감신경이 흥분된다. 땀이 나며, 혈압이 오르고, 몸이 경직되는 것은 바로 이런 현상 때문이다. 그리고 얼마간의 시간이 지나면 반대로 부교감신경이 흥분되어 혈압이 떨어지고 평온한 상태를 되찾게 된다. 그런 이유 때문에 사람들은 일정한 시간 동안 스스로를 공포 속으로 몰아넣고, 그 공포를 즐기는 것이다. 놀이기구의 반복 운동을 통해 예정된 공포를 느끼는 사람들을 영상을 통해 만나보자.
축제를 만드는 과학, 불꽃놀이
http://www.ebs.co.kr/tv/show?prodId=561&lectId=3065532
해마다 10월이 되면 서울 여의도와 부산 광안리에서 ‘세계 불꽃축제’가 열린다. 10만 발 이상의 불꽃이 밤하늘을 화려하게 장식할 때 사람들은 환상의 세계를 경험한다. 화려한 색깔과 모양, 심장을 울리는 소리 가운데에는 ‘과학’이 숨겨져 있다. 축제를 만드는 유쾌한 과학인 불꽃놀이, 과연 어떠한 과학이 담겨 있을지 궁금하다. 먼저 빨강, 노랑, 녹색 등 다양한 불꽃 색깔의 비밀은 무엇일까? 불꽃의 색깔은 특정 금속 성분이 화약과 함께 연소되면서 특유의 색을 나타내는 ‘불꽃반응’을 이용한 것이다. 예를 들어 스트론튬은 빨간색, 나트륨은 노란색, 구리는 청록색을 낸다. 금속의 성분을 다양하게 하면 무궁무진한 색을 만들어낼 수 있는 것이다. 또한 과학이 발달함에 따라 폭죽을 발사하는 기술도 한층 진화하였다. 과거에는 수동으로 폭죽을 점화했지만 이제는 컴퓨터가 제어하게 된 것이다. 불꽃 발사 시간을 컴퓨터에 입력한 프로그램으로 일일이 맞추고 여기에 맞는 음악을 배합하는 연출 기술을 개발한 것이다. 영상을 통하여 화려한 불꽃놀이에 담긴 과학의 원리를 알아보자.
* 2015년 11월 월간 도서관저널에 실린 글입니다.
