안녕하세요, 사범대 학우 여러분. 이번 호에서는 사범대의 여러 과 행사중 오픈랩에 대해 담아보았습니다. ‘OPEN LAP’(오픈랩) 이란 Open Laboratory 의 줄임말로 과학 관련 과에서 진행되는 실험을 일반인이나 학생들을 대상으로 쉽고 재미있게 체험할 수 있는 기회를 주는 행사입니다. 5월에는 물리교육과, 화학교육과, 지구과학 교육과가 오픈랩을 개최하였고 많은 시민과 학생들의 참여 속에 막을 내렸습니다. 학과 홍보 뿐 아니라 배운 지식을 나눌 수 있는 뜻 깊은 행사 속으로 함께 가보시죠.
<물리교육과편>
물리교육과의 OPENLAB은 흥미 있는 물리현상과 원리를 다양한 실험을 통해 부산, 경남, 울산 지역 중고생들에게 물리에 대한 지적호기심을 충족시켜주며 물리학이 어려운 학문이 아니라 신비롭고 재미있게 배울 수 있는 학문임을 보여주는 물리학 축전입니다.
오픈랩의 준비과정은 3월 중순부터 오픈랩에 선보일 실험 컨텐츠를 선정하며, 학과 간담회를 통해서 실험의 안정성, 흥미성, 교육적 가치를 논합니다. 그리고 물리학과와 물리교육과의 오픈랩 TF팀을 구성하여 오픈랩 전체적인 흐름과 예산현황, 홍보현황 등 전반적인 운영에 관한 내용을 한달 동안 지속적으로 회의합니다. 주제선정에 있어서는 역학, 전자기학, 광학 등 큰 주제의 조장을 정하여 조원을 선출한 후, 조장과 조원들의 회의를 통해 적절한 주제를 선정합니다. 후원 해주는 극한 물리연구소와 유전체물성 연구소는 물리학과와 물리교육과 교수님들께서 교내에서 연구하시는 연구기관으로, 전문적이고 고도화된 물리학적 지식을 연구하는 기관입니다.
물리 교육과에서 선정한 탐구주제 제목(내 마음의 형상을 기억해줘, 말랑말랑 모습이 바뀌었어요!, 네가 알던 네가 아냐) 은 신선하고 재밌어서 학생들의 흥미를 끌기에 충분했습니다. 노래 제목을 패러디 하거나 구어체로 제목을 선정하여 물리학이 좀 더 친숙하게 다가가는 느낌을 주었다고 합니다.
탐구의 두가지 큰 주제는 역학(똑딱똑딱 메트로놈, 떴다떴다 호버크래프트, 떼굴떼굴 더블콘), 전자기학(정전기, 염동력, 짜릿하게 이끌리게 유도하기, 번쩍번쩍 몬스터 스틱)이었습니다. 역학은 뉴턴의 법칙으로 기술할 수 있는 입자의 운동에 관하여 자연현상을 설명하는 학문입니다. 쉽게 설명하자면 우리 주변에서 눈으로 볼 수 있는 모든 입자들이 어떻게 움직이는가에 대하여 기술하는 학문입니다. 전자기학은 맥스웰의 4가지 방정식을 기초로 하여 전하를 띈 입자사이의 관계를 기술합니다. 역학보다 더 작은 미시세계를 다루며 역학이 설명할 수 없는 분야까지 설명하고 있는 것으로 학생과 일반인들의 실생활 혹은 학업에 도움이 될 부분으로 구성하였습니다. 이렇게 물리교육과와 물리학과의 합동작품으로 잘 짜여지고 풍성한 오픈랩을 체험하고 나면 물리에 자연스레 흥미와 관심이 생길 수밖에 없는 것 같습니다. 어렵게만 느껴지던 물리였지만 물리교육과와 물리학과 학생들의 노력으로 재밌고 친숙하게 느껴지는 시간이었습니다.
물리교육과 오픈랩 후기 _ 학생회장 이용화.
학생들은 학교에서 이론으로만 들었던 물리를 실제로 체험해 볼 수 있다고 좋아합니다. 특히 교과외적인 내용을 담은 실험도 많기 때문에 심화학습으로 여러 학교 과학 동아리에서 많이 오는데요. 다들 재미있어하고 규모가 좀 더 컸으면 좋겠다는 아쉬움이 있다고 합니다. 오픈랩을 준비하는 저희들 입장에서는 물리교육과의 가장중요한 행사이고 개강한 후 바로 책임감 있게 실험을 준비하여야하기 때문에 밤을 새서 실험을 제작하고, 당일에도 많은 학생들을 상대하여야하기 때문에 많이 힘들어 하는데요. 그만큼 학생들이 좋아라 하고 흥미를 가지고 돌아가기 때문에 행사가 끝난 뒤엔 매우 뿌듯해 합니다.
<화학교육과편 >
화학교육과의 오픈랩은 5월중 하루 실험실을 열어 부산지역 초, 중, 고등학생들을 초대해 실험 시연을 하고 체험하게 해주는 행사인 동시에 오픈랩을 준비하는 재학생들에게도 탐구적인 실험설계를 해보고, 학생들과 소통해보는 기회를 갖게 하는 취지도 가지고 있습니다. 오픈랩의 준비과정은 2학년 2학기에 학습 도구 제작 및 실습1 이라는 전공수업을 듣습니다. 학습 도구 제작 및 실습은 2인 1조가 되어 전공 중에서 흥미 있는 주제를 한 가지씩 선택하고, 그 주제에 관해 창의적인 실험을 설계해보는 수업입니다. 한 학기동안 창의적인 실험 설계를 위해 조별회의-실험-보고서제출-교수님의 피드백과정을 반복합니다. 3학년 1학기 때는 학습도구제작및 실습2 를 수강합니다. 이때부터 본격적으로 세부적인 실험설계부터시작해서 포스터제작까지 학생들이 직접 오픈 랩을 준비합니다. 화학교육과의 경우 큰 주제 5가지로 오픈랩을 진행하였습니다.
① <내안에 다른 색 있다>- (학생회장 이현정 설명 )
처음에 기획했던 실험은 유기침전제를 이용한 전이금속 화합물의 유기침전반응이었습니다. 하지만 이 내용이 아직 배우지 않은 무기화학내용이고 학생들이 받아들이기에도 매우 어려운 내용이라고 생각하여 오픈랩 한 달 전쯤에 기획을 취소했습니다. 관련 개념 중 쉽고 흥미로운 개념이 뭐가 있을까 하다가 선택한 주제가 에너지 측면에서 물질을 보는 것 즉 스펙트럼이었고 가시적인 요소를 더하기 위해 색의 개념을 도입했습니다. 특히 주변에서 흔히 볼 수 있는 CD를 가지고 쉽게 분광기를 만들어 스펙트럼을 관찰할 수 있다는 사실을 알게 되어 여기에 초점을 맞추고 실험을 설계하였습니다.
CD엔 눈에 보이지 않는 작은 홈들이 촘촘히 그어져 있어 프리즘 역할을 할 수 있습니다. 따라서 CD로 만든 분광기로 백색광을 분산시켜 스펙트럼을 관찰 할 수 있고, 특정 색을 띤 용액에 빛을 투과하여 관찰했을 때 어떤 색의 빛이 흡수되었는지도 확인 해 볼 수 있습니다. 오픈랩을 진행할 때는 학생들에게 종이컵으로 간단하게 분광기를 제작하도록 하고, 다양한 색의 금속 양이온 수용액을 준비해 백색광을 투과했을 때 어떤 색의 빛을 흡수하는지를 관찰할 수 있도록 했습니다.
② <두려워하지마~ 난 버틸 수 있어 _완충용액->
먼저 오픈랩 대상일 중고등학생이 가장 친숙한 내용이 무엇이 있을까 생각을 했고, 그 중에서 산 염기 영역을 선택했습니다. 그 후 이 영역 내에서 학교에서 배우는 것보다 조금 더 새로울 수 있는 무엇이 있을까하다가 ‘완충용액’을 선정하게 되었습니다. 완충용액은 약산과 짝염기 혹은 약염기와 짝산을 혼합한 용액으로, 외부에서 산 염기 자극을 가해도 pH가 잘 변하지 않는다는 특징을 가지고 있습니다. pH가 잘 변하지 않는 특성 때문에 이 용액은 약간의 pH 변화에도 치명적인 생체 내부에서 자주 쓰이게 됩니다. 이 점에서 아이디어를 따와서 완충용액의 특성을 확인해보는 실험과 완충용액의 실제 적용을 알아보는 실험 2가지를 준비했습니다. 준비 조는 완충용액의 설명을 위해 약산인 KH2PO4와 그 짝염기인 K2HPO4를 사용해 완충용액을 제조했습니다. 첫 번째 실험에서의 완충용액의 효과를 극적으로 보여주기 위해서 KH2PO4의 농도를 높여서 완충용량을 키웠고, 만능지시약을 사용했습니다. 그리고 두 번째 실험에서는 완충용액이 실생활에서 어떻게 사용되는 지를 보여주기 위해서 생체 pH 유지 방법인 계란의 완충작용을 보여주었습니다. 완충용액의 원리는 간단히 해리반응과 화학평형으로 설명가능하다. 해리반응이란 화합물이 각각의 이온 등으로 나누어지는 현상으로 완충용액에 사용되는 약산이나 약염기는 수용액 상태에서 해리반응이 적게 일어나 H2PO4-상태로 대부분 존재합니다. 그러나 OH- 첨가 시 생성물이 감소해 해리반응이 촉진됩니다. 그 결과 생성되는 수소이온이 들어오는 OH-를 다시 소모시키는데 바로 이 과정을 반복하기 때문에 완충용액은 pH 변화가 잘 일어나지 않게 됩니다. 그러나 H2PO4-를 모두 소모시키면 이 용액은 더 이상 염기를 버티지 못하고 pH 변화를 일으키게 됩니다.
③<비켜! 금속 넌 내가 지켜줄게!>
오픈랩에 찾아오는 주요 대상들이 중·고등학생인 점을 고려해 보니 고등학교에 다니던 때 금속의 보호 방법 중 하나인 음극화 보호가 잘 이해가 가지 않았던 기억이 났습니다 그래서 직접 눈으로 그 현상을 관찰하면 학생들이 음극화 보호를 더 잘 이해할 수 있을 것이라 생각하였으며 나아가 음극화 보호에 대해 가질 수 있는 오개념을 막아 줄 수 있지 않을까 해서 선정 하게 되었습니다. 거기에 같은 금속의 보호 방법 중 하나인 기름막 입히기를 선행실험으로 선정하여 금속의 보호에 대한 이해를 돕고 흥미를 끌고자 하였습니다. 간단히 실험방법과 원리에 대해 설명하자면 우선, 아연판에 네임펜으로 기름막을 입히고 황산구리 수용액에 넣어 환원된 구리가 아연판에 석출되지 않는 부분이 기름막을 입힌 곳임을 확인하는 실험을 첫 째로 하였습니다.. 다음으로 니켈과 마그네슘, 전압전류계를 사용하여 음극화 보호가 일어날 때 생기는 전자의 흐름을 직접 측정하여 음극화 보호가 실제로 일어나는지를 눈으로 확인할 수 있도록 하는 실험을 준비하였습니다.
④ <후~ 범인을 잡아라!>
평소에 주변에서 보거나 들었던 음주 측정 장면에서 경찰이 사용하는 음주 측정기의 원리에 대해 의문을 가지고 그 원리를 알아보았습니다. 알코올에 여러 가지 종류가 있는 것을 알고, 각각이 다르게 반응하는 것을 알려줄 수 있는 실험을 선정하였습니다. 따라서 크로뮴과 알코올의 산화-환원 반응을 통한 알코올의 선택적 반응과 반응 속도 측면에서의 알코올의 선택적 반응을 통해 1차, 2차, 3차 알코올을 구분할 수 있는 방법을 알려줄 수 있는 실험이었습니다.
⑤<앙금이 빛나는 밤>
오픈랩에 오는 학생들이 고등학생에서 초등학생까지 연령이 다양합니다. 그래서 그들 모두를 충족시키면서 너무 어렵지도 쉽지도 않은 개념이 없을까? 고민했고, 오픈랩을 하는 이유중에 화학에 대한 흥미를 주려는 의도도 있다고 생각해서, 쉽게 색변화를 관찰 할 수 있는 앙금생성반응을 주제로 선정했습니다. 그리고 앙금이 생성되는 반응을 보여주는 것으로 실험을 끝내는 것이 아닌 학생들의 참여를 중요시 생각해서 앙금으로 물감을 만들어 학생들이 직접 그림을 그릴 수 있도록 했습니다.
이렇게 다양하고 풍성한 화학교육과의 오픈랩은 학생들의 흥미를 이끌어낼 수 있는가를 중심으로 구성됩니다. 또한 학생들의 교과수준을 고려하여 참가한 학생들이 과학에 흥미를 느끼고 관련 지식을 즐겁게 얻어가는 것을 목적으로 하고 있습니다. 요 근래에는 오픈랩 참가를 수행평가와 관련짓는 학교도 있다고 할 정도로 잘 준비된 알찬 시간 이었습니다.
화학교육과 오픈랩 참여한 고등학생 후기
양정고 이우석 - 직접 간단하게 실험에 참여할 수 있게 해주셔서 지루하지 않았고 예시를 들어주면서 설명해주셔서 이해가 잘되었다.
양정고 김동영 - 물리 오픈랩보다 체계적이었고 기다리는 시간이 있었지만 깔끔한 설명과 누나들의 친절한 안내 덕분에 깔끔하게 활동을 마무리할 수 있었다
양정고 한승철 - 물론 예기치 못한 사정 때문에 시간관리가 아쉽긴 했지만 그만큼 사람들이 오픈랩에 관심을 가져준다는 얘기이니 다음에는 사전예약이나 일련번호를 뽑아서 시간을 정해주는 시스템이 구축되면 좋을 것 같다 실험은 체계적으로 준비된것 같아서 마음에 들었고 특히 분광기 실험이 제일 인상 깊었다
화학교육과 오픈랩 준비한 학과 학생 후기
황유림 - 이번 오픈랩을 진행하면서 근 반년 간 준비해왔던 큰 행사이니 만큼 꽤 긴장했었지만 별 다른 문제없이 잘 진행된 것 같아 좋았다. 생각했던 것보다 많은 학생들이 와서 쉴 새 없이 바쁜 시간이었지만 학생들을 대하는 방법을 다시 생각하는 계기가 되었던 것 같다. 많이 미숙했던 것만큼 쉽게 실험에 대해서 설명해주지 못한 것 같아 아쉬웠지만, 다들 열심히 듣고 실험을 좋아해줘서 기쁜 시간이었다.
이현정 - 1년에 가까운 기간 동안 실험하고 보고서 쓰고 진행하던 실험을 엎고 다시 설계하고를 반복하며 지칠때도 있었지만 오픈랩 당일, 저희조의 주제였던 분광기를 받아들고 즐겁게 돌아가는 학생들이나, 스펙트럼을 관찰하며 신기해하는 학생들을 보면서 그간의 고생이 다 사라지는 것을 느꼈습니다. 힘든 과정이었지만 실험을 설계하는 것부터 학생들을 맞이하여 설명하는 것까지 모두 값진 경험이었다고 생각합니다.
임정은 - 작년 재작년 1,2학년 때 선배님들이 주최가 되어 하시던 오픈랩을 옆에서 보조만 하다가 올해 직접해보니 감회가 색달랐습니다. 하나의 주제를 가지고 오픈랩을 위해 실험을 만들고 준비하기까지 공들인 시간이 상당했지만, 그에 따라 몸소 얻은 것들도 많은 것 같아서 뿌듯합니다. 오픈랩은 우리들에게는 선생님이 되기 위해 준비해온 역량을 시험해보는 자리이기도 하지만, 일반인들에게는 실험을 통해 과학을 알리는 행사라고 생각합니다. 하나의 주제를 일반인들에게 설명하는 자리이다 보니 조금 까다롭고 개개인이 알고 있는 배경 지식도 달라 받아들이는 정도도 제각각이기에 누구를 기준으로 알려줘야 할지 등의 많은 고민들이 있었지만, 직접 오픈랩을 함으로써 차근차근 해결해나갈 수 있었고 무사히 오픈랩을 마칠 수 있었습니다.이런 행사가 단점들이 잘 보완되어 오래 이어 나갈 수 있었으면 좋겠다는 생각을 했습니다. 두드러지는 이번 오픈랩에서는 문제점은 다음과 같았습니다. 화학 관련 실험들은 물리 관련 실험들에 비해 시약을 제조하는 시간이 필요하고 한정된 기구 수량으로 인해 계속해서 씻어 써야 하며, 그로 인해 시간이 많이 들게 되어 학생들의 순서가 많이 밀리는 경향이 있었습니다. 대기 시간이 길어짐에 따라 학생들과 선생님들뿐만 아니라 실험자들과 보조자들마저 지쳐버리게 되었고, 기다리기를 포기하고 돌아가는 학생들과 선생님들도 계셨으며 화를 내고 가시는 선생님도 계셨다고 들었습니다. 이에 대한 대책이 시급한 것 같다는 생각이 들었습니다. 오픈랩의 취지에는 맞지 않지만 예약제로 바꾸거나 참여 인원수를 한정하거나, 실험을 좀 더 늘리는 방편 등이 있을 수 있다고 생각했습니다. 하지만 이보다 더 좋은 방안을 생각해내야 된다고 생각합니다. 이번 오픈랩에서 전반적으로 이 문제점이 크게 작용했었지만 무사히 잘 마무리한 것 같아 기쁘고, 후배들이 이를 잘 이어나가 점차 질이 발달해 과대표 행사로 잘 자리 잡았으면 좋겠다고 생각했습니다.
<지구과학 교육과 편 >
지구과학 교육과의 오픈랩은 지구과학교육과 내의 지질, 기상, 천문학회가 주축이 되어 지질, 기상, 천문을 주제로 평소 학교에서 쉽게 할 수 없었던 지구과학 관련 실험들을 학생 및 일반인들을 대상으로 쉽고 재미있게 체험할 수 있도록 만든 학과 행사입니다. 누구에게나 개방되어있는 1일 과학관입니다. 오픈랩의 준비과정은 학생회장단과 지질(알돌), 기상(풍운), 천문(하사)학회 ‘장’이 기획하고 각 학회별 구성원들과 함께 창의적인 실험을 개발하여 준비합니다. 설명을 하기위한 판넬, PPT, 실험기구들을 자발적으로 준비하고 실제 오픈랩이 있기 전에 리허설을 진행하여 과학적 오개념이나 설명기술들을 점검함으로 완성됩니다. 지구과학교육과는 천문학회, 기상학회, 지질학회 라는 세 가지 테마로 오픈랩을 진행하였습니다. 이유는 지구과학은 지질, 천문, 기상, 해양 4개의 파트로 구성된 과목인데, 오래 전 교수님의 지시로 지질, 천문, 기상 학회를 구성해왔기 때문입니다. 이는 해양 교수님의 부재도 영향이 있습니다. 따라서 지구과학교육과에 입학을 하게 되면 오랜 전통을 가지고 있는 세 학회 중에서 한 곳에 들어가야 하고 평소 각 학회는 주1회 모임을 갖고 학술회 활동이 진행됩니다. 따라서 오픈랩이 있을 때도 3가지의 테마로 진행하게 된다고 합니다. 그렇게 진행된 이번 오픈랩의 내용은 학생회장 정인준 학우가 설명해주셨습니다.
①천문(하늘사다리) : 학생들이 환상(?)을 가지고 있는 망원경에 대한 설명과 관측을 해 볼 수 있는 시간이 있었습니다. 이날 비가 온 관계로 계획된 목성관측은 못했지만 지구과학교육과 옥상돔에서 사진도 찍어보는 즐거운 시간을 보냈습니다.
②기상(풍운) : 눈에 보이지 않는 공기의 힘을 눈에 보이도록 다양한 실험들을 준비했는데요, 구름도 만들어보고 공기대포도 만들어보았습니다. 또한 차가운물 뜨거운물 중에 어느 물이 더 무거운 것인가 확인하는 실험도 있었고, 선풍기를 이용하여 토네이도도 만들어보는 시간을 가졌습니다. 또한 바람이 불지않는데도 일정하게 움직이는 바람개비도 만들어보는 시간을 가졌습니다.
③지질(알돌) : 재미없고 따분한 돌의 세계를 생동감 넘치게 체험할 수 있는 것들로 준비했습니다. 학생들의 손가락을 이용하여 손가락 화석도 만들어보고 지사학의 5대 법칙을 온몸으로 느껴볼 수 있는 시간도 있었습니다. 또한 그냥 다 똑같은 돌인 것 같지만 종이보다 얇게 갈아서 만든 박편을 이용해서 아름다운 암석의 세계를 느껴볼 수 있었습니다.
다양한 프로그램이 마련되어있음으로 참여한 학생들은 어떤 학회를 먼저 가든 상관없이 자율적으로 옮겨 다니며 체험 할 수 있었고 세 학회 모두 방문 했을 경우 안내데스크에서 지구과학 교육과 참여 확인증을 배부해주는 과정으로 운영되었습니다. 이렇게 풍성한 지구교 오픈랩에 참여하게 되면 학교에서는 쉽게 할 수 없었던 다양한 실험들을 할 수 있으며 매년 창의적인 실험을 개발하기 때문에 어려웠던 지구과학이 실험을 통해 쉽게 다가올 수 있습니다. 또한 실험 간에 직접 만드는 실험은 집에 가져갈 수 있기 때문에 더욱 유익합니다.
지구과학교육과 오픈랩 준비 후기
13황윤환- 행사를 맡는다는 게 이제껏 처음인 만큼 지구과학교육과의 지질학회 오픈랩 준비를 열심히 하였다. 새로운 코너도 6코너 중에 두개나 준비하였고 나머지 코너도 많은 변화를 뒀다. 우리학과의 홍보 차원의 행사가 될 수도 있으므로 컨텐츠 부분에서 많은 수정과 고민을 하였는데, 고민은 대상 학생들이 참여를 얼마 안할지도 모른다는 생각이었다. 오픈랩 당일 17시까지 열심히 준비하면서도 오늘 대상학생들 많이 안와서 쌩하면 나는 어떻게할까 어떻게 받아들여야 할까 고민이 많았다. 하지만 17시 18시가 지나면서 점점 많은 학생들이 찾아왔고 한창 뜨거운 19시 부근엔 지질학회 강의실이 다 차서 더 인원이 못들어갈 만큼 오픈랩 활동이 활발했다. 생각보다 학생들이 많이 와서 열심히 준비한 내용들을 중-고등학생들에게 전달해 줄 수있어서 뿌듯했고, 올해 두번째로 와준 친구들과 우리 학과를 지원하는 학생들을 가르쳐 줄 때 매우 감회가 남달랐다. 학생들에게 조금이나마 지질학과 지질학에 대한 좋은 인상이 심어졌으면 좋겠고, 올해 새롭게 노력한 만큼 올해 오픈랩을 기점으로 앞으로 끊임없이 발전하는 지구과학교육과 오픈랩이 되었으면 좋겠다. 무사히 행사가 성황리에 끝나서 만족스럽다.
15양지원-3학년 때 천문학을 배우는데, 오픈랩을 준비하면서 선후배와 같은 조가 되어서 아직 배우지 않은 지식에 대해 자세히 배울 수 있는 시간이었다. 옛날에 과학 축제 같은 곳에서 학생 입장일 때는 잘 몰랐었는데 가르치는 입장이 되어서 준비를 해보니 어려운 부분도 많았지만 다같이 준비하면서 좋은 결과를 만들어낸 것 같다. 다들 고생했지만 뿌듯했던 시간이었고 내년에도 올해처럼 열심히 하고 재미있었으면 좋겠다.
13김대호- 오픈랩 실험을 준비하면서 지구과학(대기과학)과 관련해서 간단하게 진행할 수 있는 실험이 아주 많다는 것을 알게 되었습니다. 교사가 되면 실험을 진행하게 될 경우가 많은데 이번 오픈랩을 준비하면서 예비교사로서 많은 것을 알게 되었습니다. 또한 학생들에게 실험을 보여주며 교류하게 되면서 다시 한 번 교사의 꿈을 더 키울 수 있게 되어서 정말 좋았던 것 같아요.