아름다운 결정이 자라는, 크리스탈 키우기

시중에 나와 있는 과학 장난감을 가지고 집에서 과학 홈스쿨링을 할 때 가장 찾기 어려운 영역의 과학 장난감은 바로 화학 영역의 장난감(또는 키트)입니다. 그도 그럴 것이 물리 영역의 체험은 장난감으로 다양하게 느끼고 탐구할 수 있는 운동이나 빛, 소리 등의 주제이기 때문이고, 지구 과학이나 생물 영역의 체험은 직접적인 탐구는 어렵더라도 모형으로 만들어서 학습 내용에 대해 탐구할 수 있는 장난감을 시중에서 쏠쏠하게 구할 수 있습니다.

하지만 화학 영역은 물질의 상태나 반응을 통한 체험인데 약품을 구하여 실험을 해 보는 것은 다양하게 해 볼 수 있지만 과학 장난감의 완제품, 혹은 반제품 형태로 나와 있는 것이 흔치 않습니다. 게다가 화학반응과 같은 부분들은 학습 내용이 상당 부분 난이도가 높은 내용이라서 설령 장난감 형태로 있다고 해도 과학 홈스쿨링을 하기에 적절치 않을 것입니다.

그래서 필자인 저의 경우에는 화학 관련 실험을 통해서 집에서 실험한다고 해도 초등학생 나이의 아이들에게는 너무 깊은 내용까지 건드리지는 않고 화학 물질의 반응 중심으로 관찰하게 하면서 그 신기함을 공유하는 데 주력하는 편이었습니다. 그리고 원리에 대해서는 거시적인 관점에서 간단하게만 설명하면서 아이들이 화학 영역의 신기한 반응들에 집중하게 만들었습니다. 그런데 간혹 화학 소재로 적절한 과학 장난감 키트가 구해질 때가 있는데 오늘 소개할 화학 결정 키우기 키트가 그러한 장난감입니다. 

화학이 마치 생물처럼 느껴지는 체험

화학 결정 키우기 키트에는 물에 녹아 결정을 만들어 내는 무기 화합물 가루 또는 알갱이와 이 결정이 뭉칠 수 있는 응결핵과 같은 구심점이 되는 씨앗 돌멩이로 이루어져 있습니다. 일단 무기 화합물을 물에 녹이면 색소와 결합된 무기 화합물이 물에 녹는데 더 이상 녹지 않을 정도의 포화 용액을 만들고 씨앗 돌멩이를 물속에 집어넣으면 돌멩이를 구심점으로 해서 예쁘고 투명한 색깔의 결정이 하루하루가 지나면서 조금씩 석출되고 달라붙는 과정을 반복하면서 마치 살아있는 생물처럼 크기를 키워가게 됩니다.

그래서 이 키트를 결정 키우기 키트 혹은 크리스털 키우기 키트(사실 화학 물질을 키운다는 표현이 오류일 수 있지만 아이들의 관점에서 이해와 관심을 유도하는 목적이리라 생각됩니다)라고 이름 짓게 되었을 것입니다. 최근에는 씨앗 돌멩이를 보다 과학 장난감스럽게 캐릭터 얼굴이나 생물을 모티브로 한 대상으로 디자인하여 보다 재미를 끌어올리는 쪽으로 발전해 나가고 더 나아가 과학을 좋아하는 아이들 대상으로 누가 더 아름답고 멋진 결정을 키우는지 대회를 열기도 하는 것으로 알고 있습니다.

아이와 이것을 가지고 과학 홈스쿨링을 한다면 재료를 함께 관찰하고 나서 이 재료로 어떤 물질이 만들어질지 궁금증을 유발하고 나서 실제로 세팅을 함께 해보도록 합니다. 그러고 나서 시간이 지나서 결정이 석출된 것이 눈으로 보이게 되는 시점부터 아이에게 결정 성장 관찰 일기를 써 보게 하면 좋을 것입니다.

사실 이러한 일기라는 형식은 지속적인 관찰이 필요한 생물이나 대상에 대해 관측하며 연구하는 지구과학 영역에 더 어울릴 수 있습니다. 그렇지만 이 체험도 날이 바뀌면서 관찰 대상의 모습이 성장(또는 팽창)하는 성격의 탐구이기 때문에 일기라는 형식이 적절해 보입니다.

흔히 보는 물질로도 체험하면 좋을 듯

이 과학 홈스쿨링은 화학에 대한 과학적 사고력을 신장시켜주는 것은 물론이고, 거기에 더하여 점점 자라나는 화학 결정에서 미술 작품을 감상하는 것만큼이나 환상적인 아름다움을 느낄 수 있습니다.

따라서 화학 결정이 하루하루 성장과 함께 달라지는 모습을 가급적이면 아이들이 아름답게 표현할 수 있도록 유도하면서 아이들이 과학적인 관찰 외에도 상상력과 미학적인 사고를 할 수 있도록 하는 것이 좋을 것 같습니다. 그러니까 '물속에 녹은 무기화합물이 물 알갱이의 빈틈 사이로 분리되어 들어있는데 이것이 씨앗 돌멩이와 만나면서 다시 고체 결정으로 바뀌면서 몸집을 키우게 되는 것이다'라는 사실도 언급해야겠지만 '실제로 물에 녹아 몸이 사라진 화학 물질이 다시 고체 결정으로 바뀔 때 어떤 소원을 빌었길래 이렇게 모습과 색채가 아름다울 수 있을까' 하는 식으로 상상력과 창의력을 보태면서 이 체험을 진행하는 게 의미 있을 것 같다는 생각입니다.

지난번에 비눗방울 놀이 장난감으로 하는 과학 홈스쿨링 때와 같이 아름다운 풍경이나 광경을 앞에 두고 그 아름다움을 감상하고 즐기는 역량도 미래의 주인공으로 성장할 아이들에게는 필요한 덕목이라고 생각합니다.