아름다운 무늬가 움직이는 액체 만화경

과학은 때로 미술 작품처럼 아름다운 현상과 결과물을 남길 때가 있습니다. 이러한 체험을 아이들이 하게 된다면 아이들은 창의적 문제해결력이나 과학적 사고력이 신장되는 것은 물론이고 아름다움을 느낄 수 있는 미적 감상의 시간도 가질 수 있으므로 더 유익한 홈스쿨링이 될 것입니다.

그러한 면에서 지금 소개하려고 하는 과학 장난감은 과학을 이해하는 연령의 제한 없이 어린아이들도 아름다운 현상을 감상할 수 있는 액체 만화경입니다.

물체의 밀도와 빛의 반사를 이용한 미적 체험

전통적으로 유아들이 체험할 수 있는 보편적인 과학 완구 교구 중에 만화경이 있습니다. 만화경은 원통 기둥 속에 세 개의 거울을 덧대어 기둥 끝에 있는 무늬나 그림이 대칭을 이루면서 기묘하고 아름다운 무늬를 이루는 것을 아이들이 감상할 수 있도록 만든 과학 장난감입니다.

이 만화경을 통해 아름다운 무늬를 감상하는 것은 물론 빛이 반사되는 성질과 거울의 물리적인 역할을 배울 수 있기 때문에 초등학교 입학 전의 아이들과도 홈스쿨링을 할 수 있는 좋은 소재입니다.

그런데 이 만화경 속에 원통 구멍을 수직으로 뚫고 천천히 가라앉는 반짝이 알갱이가 담긴 액체 시험관을 넣으면 어떻게 될까요? 만화경의 거울 속에서 반짝이 알갱이가 천천히 가라앉는 동안 만화경의 형형색색의 무늬가 계속해서 바뀌는 것을 체험할 수 있게 됩니다. 마치 유명한 비디오 아트를 보는 것과 같은 모습에 어른인 저도 감탄을 멈출 수가 없었습니다. 

위의 사진에서도 볼 수 있듯이 만화경 속에서 보이는 상은 시험관 속의 반짝이 알갱이 모습과는 전혀 다른 느낌의 대칭화를 만들어가면서 움직이는데 동영상으로 찍어둘 만할 정도로 멋진 느낌으로 다가옵니다. 

하지만 이 액체 만화경은 관찰하게 되는 모습이 아름답다는 매력뿐만 아니라 빛의 반사와 액체에서 밀도가 큰 물체가 가라앉는다는 밀도의 개념을 함께 배울 수 있기 때문에 무척 유익한 장난감이자 교구인 것 같다는 생각이 듭니다. 

이 과학 장난감을 가지고 홈스쿨링 하기 전에 저 연령 아이라면 거울 1~2장으로 책 위의 글씨와 그림이 서로 반사되어 보이는 것과 투명한 유리컵에 뜨는 물체와 가라앉는 물체를 넣고 그 결과를 살펴보는 사전 체험을 하면서 빛이 반사하는 성질과 액체보다 밀도가 큰 물체는 가라앉고 밀도가 작은 물체는 둥둥 뜨게 되는 물성을 먼저 탐색하게 하면 좋을 것입니다.

과학 장난감을 설계하는 창의력 유도도 바람직

그러고 나서 만화경에 끼워진 뒤집어 액체 속 반짝이 가루가 다시 가라앉는 것을 보고 만화경을 보게 하면서 왜 만화경 속의 예쁜 무늬가 끊임없이 천천히 움직이는지 이유를 찾아보게 하는 것입니다. 아이들이 자기만의 생각을 정리하여 그 이유를 말할 때 잘 들어보고 관련해서 자료를 찾아보게 하면서 홈스쿨링을 이어나가면서 체험 보고서를 작성하게 해 봅니다. 그리고 체험 보고서를 작성할 때는 스마트폰으로 만화경 속의 아름다운 상을 찍어서 출력하면 멋진 결과물이 포함된 보고서가 완성될 것입니다.

이렇게 미술과 연관 지을 수 있는 과학 장난감의 경우에는 최근 국내에서도 시도되고 있는 STEAM 교육(사실 미국의 STEM 교육이 그 근원이 되는 것이지만)의 맥락에서 미술과 융합한 활동을 보고서 활동과 별개로 진행하는 것도 의미 있다고 생각합니다. 거울과 같이 대칭의 상이 보이는 것에서 발전시켜 데칼코마니와 같이 대칭 그림 그리기 체험을 하는 것도 좋은 접근일 것입니다.

그 밖에도 빛의 반사와 관련은 없지만 우리 주위의 자연물 중에서 대칭 구조를 가지고 있는 사례가 다양하기 때문에 이것을 찾아보게 하는 것도 확장 활동으로 유익하다 생각이 됩니다. 대칭이 구조가 기준선을 중심으로 좌우 대칭인 경우도 있고, 회전형 대칭 구조를 가진 경우도 있고.... 자연물 중에는 다양한 대칭 구조가 존재하는데 이것을 찾아보는 과정도 의미 있는 탐구가 될 것입니다. 또 액체 만화경 같은 경우에 서로 다른 과학 원리를 접목시켜서 만든 장난감이기 때문에 아이들과 이러한 새로운 과학 장난감을 고안해 보는 것도 좋을 것입니다.

참고로 이 액체 만화경은 몇 년 전까지 국내에서 판매가 되었었는데 현재는 수입이 중단된 것으로 보입니다. 아쉬운 대목이지만 해외직구나 구매대행을 이용하면 액체 만화경을 구입할 수 있긴 합니다.