거대한 회오리 바람을 관찰하는 액체 병

생물의 구조나 우주나 지구 현상에 대해서 실험의 성격으로는 탐구하기는 어렵습니다. 그래서 앞선 포스팅에서 설명드린 바와 같이 이러한 학습 내용에 대해서는 모형의 성격을 가진 과학 장난감 또는 과학 교구를 가지고 탐구를 하게 되곤 합니다. 하지만 그중에서 지구의 거대한 광경, 이를 테면 오로라 현상이나 회오리바람과 같은 현상은 그 당시의 살아 움직이는 광경은 모형으로 탐구하기에는 아쉬움이 따를 때가 많습니다.

그래서 다른 메커니즘으로 그러한 현상을 축소하여 만드는 경우가 있는데 오늘 소개할 토네이도 만들기 장난감이 그러한 예입니다.  이 과학 장난감은 거품이 잘 일어나는 액체(비눗물과 같은)에 반짝거리는 가루를 섞어 놓은 다음 투명한 원통 속에 담고 이것을 밀봉한 형태로 제작되어 있습니다.

토네이도의 비밀은 바로 상승기류의 발생

이 과학 장난감은 손을 들고 흔들었을 때 원심력에 의해 소용돌이를 일으키는 액체의 모양을 통해 토네이도와 같은 회오리바람의 모습을 꽤 흡사하게 재현합니다. 하지만 아이와 이 주제에 대해 과학 홈스쿨링을 할 때 부모님께서 이 현상을 먼저 보여주기보다는 우선 시작 단계에서 아이와 먼저 회오리바람의 영상 자료를 찾아 주는 것이 더 좋습니다.

회오리바람에 대해 생각할 수 있는 환경을 주지 않고 먼저 이 장난감을 먼저 관찰하게 되면 자칫 이 장난감 속의 현상에 집중하고 실제 모델이 된 회오리바람에 대해 집중하지 않을 수 있기 때문입니다. 토네이도와 같은 회오리바람의 실제 모습을 보고 자료를 찾아보게 되면 아이는 그 거대한 현상이 생기는 원리에 먼저 관심을 가지게 될 것입니다.

토네이도와 같은 회오리바람은 하늘과 맞닿아 있는 구름에 있던 열이 주변 공기를 계속 덥히면서 위로 올라가려는 상승기류가 발생하는데 이것이 하늘 위쪽의 찬 공기와 서로 맞부딪히면서 소용돌이치는 과정에서 회오리바람을 만드는 것인데, 우리나라처럼 산이 많은 지형에서는 계속 유지될 수 없지만 넓은 평야가 펼쳐진 곳에서 계속 그 위력을 떨치게 됩니다. 

아이들과 이에 대해 대화를 나눌 때는 더운 공기와 찬 공기가 만나면서 여러 가지 기상 현상이 생길 수 있다는 점부터 집중할 수 있도록 하는 것이 좋을 것 같습니다. 더운 공기와 찬 공기가 만나면서 이슬이 맺히고 이것이 하늘에 있는 것이 구름이고, 지상에서 안개를 만들기도 하는 등 여러 가지 기상 현상을 만든다는 이야기를 나누게 되면 생활 속에서 아이들이 이미 봐왔던 기상 현상에 대해서 이해를 하는 동시에 토네이도와 같은 회오리바람이 만들어지는 과정도 조금 더 자연스럽게 받아들이게 될 것 같습니다.

지구 현상에 대한 경외심도 느끼게 해야

아이들과 실제 토네이도가 만들어지는 과정에 대해서 이야기를 나눈 다음에 비로소 이 과학 장난감을 손으로 돌려 작은 소용돌이를 만들어서 관찰을 하게 되면 아이들은 토네이도 회오리바람과 흡사한 모습에 더 관심을 가지게 될 것입니다. 이때 아이에게 차이점을 찾아보게 하면서 '실제 토네이도도 두 공기층이 서로 만나 섞이면서 소용돌이를 일으키는 것이지만, 이 병 속의 액체는 겉에서 손으로 돌리는 힘에 의해 원심력이 생기면서 소용돌이를 일으키는 것'이라는 것을 알려 주고 우리가 쉽게 볼 수 없는 토네이도를 간접적으로 체험하기 위해 만든 모형이라는 배경을 이해시켜 주는 것이 좋습니다.

아울러 이 장난감에서 보는 소용돌이는 위험하지 않지만 실제 토네이도와 같은 지구 현상은 우리에게 엄청난 고통과 피해를 준다는 사실도 환기시켜 주는 것이 무척 중요하다고 생각합니다. 그런 차원에서 토네이도 외에 지구에서 자연재해를 일으키는 지구 현상에 대해서도 자료 조사를 함께 하면서 폭넓은 조사가 될 수 있도록 좋을 것입니다. 태풍, 해일, 지진 등도 얼마난 큰 피해를 가져다주는지 알아보면서 자연이 일으키는 지구 현상 앞에서 우리 인간이 얼마나 보잘것없는지 아이들은 자연스럽게 지구 현상에 대한 경외심을 느끼게 될 것입니다. 또 이런 재해에 대비하기 위한 방법을 알아보고 이에 대해 조사를 하면서 탐구 보고서에 이러한 점에 대해 아이가 마음으로 느낀 점을 구체적으로 적어 볼 수 있도록 한다면 단순한 과학 탐구가 아니라 자연재해와 관련된 안전 관리까지 통합적으로 배울 수 있는 프로젝트 학습의 기회가 되지 않을까 생각합니다.