지난 10월 6일 서울시과학전시관에서 제26회 한국학생과학탐구올림픽 과학동아리활동발표전국대회가 열렸다. 이 대회는 초‧중‧고 학생들의 과학적 탐구력 신장과 융합인재 양성을 목적으로 교육부가 주최하고 한국과학교육단체총연합회가 주관한다. 올해 대회에서는 전국 17개 시‧도의 대표 팀이 본선에 진출해 과학동아리의 활동 내용을 발표하고 창의력, 문제해결력, 실생활에 적용하려는 과학적 태도 등을 평가받았다.

“학교 근처 가로수와 미세먼지 상관성 연구했어요”
동상_ 영일고등학교 SCIENTIA(과학 실험반), 지도교사  김한나

영일고등학교 SCIENTIA(과학 실험반)는 ‘미세먼지’를 주제로 동아리 발표대회에 참가했다.  ‘미세먼지의 증가가 건강에 미치는 영향’에 대한 궁금증을 기반으로 발표 시간을 가졌고, 발표 내용을 토대로 미세먼지의 위험성을 깨닫고 이를 해결할 방안을 찾기 시작했다.
초미세먼지 주의보가 발령되면 야외에서는 마스크를 사용한다. 가정에서는 미세먼지를 줄이기 위해 공기청정기와 공기정화 식물을 이용하지만, 어떤 것이 효과가 있는지 잘 모른다. 그래서 동아리 회원들은 실내 정화에 효능이 좋은 여러 식물 종 중에서 어떤 식물이 가장 정화 효과가 탁월한지를 알아보고 이를 실생활에 활용하고자 연구를 시작했다.
실내 미세먼지를 감축시키는 데 효과를 볼 수 있는 식물은 다양하기 때문에 인터넷 자료 조사와 여러 화원에서 판매되는 실내 정화 식물의 종류를 파악하고 그들의 효과를 조사했다. 집안에서 가장 많은 공기정화 식물 중 ‘스투키, 산세베리아, 벵갈 고무나무’ 3가지 종을 선정해 실험군으로 설정했다. 여러 번의 실험으로 통계치를 내고자 약 2주에 걸쳐서 실험을 진행했다.
“미세먼지 농도를 같게 하고 매 쉬는 시간마다 미세먼지 농도를 측정했었어요. 실험 오차를 줄이기 위해 3차 실험까지 진행하기도 했습니다.”
미세먼지 흡수율과 기공 개수의 상관성을 연구하는 실험도 진행했다. 광학현미경을 이용해 기공을 관찰하고 식물 기공의 수를 비교 가능한 수치로 환산했다. 학교가 있는 강서구를 중심으로 양천구와 마포구까지 식생 분포와 도심 지역의 미세먼지 정화에 미치는 영향을 알아보고자 지역별 식생 조사를 했다. 지역별로 가로수에 의한 미세먼지 정화 영향을 알아보기 위해 ‘에어 코리아’ 사이트를 참고해 2주간 지역별 미세먼지 수치를 정리하기도 했다.
“실험 결과, 은행나무가 분포하고 있는 지역의 미세먼지 농도가 더 낮게 형성된 것을 확인했어요. 은행나무가 관상용으로서 의미만 가지는 것이 아니라 미세먼지 흡수율에도 효과가 있는 종인지 연구해 볼 만한 가치가 있다고 생각합니다. 우리 동아리는 이 탐구에서 멈추는 것이 아니라 환경에 가장 좋은 영향을 끼치는 나무를 찾아 가로수 교체에 도움이 되는 연구의 필요성을 느꼈어요.”

“재미있는 과학 실험, 지역아동센터에서 나눠요”
장려상_ 명덕고등학교 물리동아리 ‘아우라’, 지도교사 오경진

명덕고등학교의 물리동아리 ‘아우라’는 물리에 대한 순수한 호기심으로 만들어진 동아리다. 모둠별로 세부 주제를 정해 실험을 계획·수행하고 탐구 보고서를 작성하는 등 물리적 사고 길들이기에 중점을 두고 활동한다. 또한, 지역아동센터에서 과학 실험을 모둠별로 기획해 7년째 정기적으로 과학 나눔을 실천하고 있다.  
‘아우라’는 물리와 관련해 동아리 부원들이 관심 있는 분야를 중심으로 모둠을 구성해 1년간 지속적인 실험 활동을 한 후 연구 보고서 작성하고 발표회를 한다. 동아리는 3개 팀으로 나눠 연구를 진행했다. 첫 번째 F=ma 역학 팀은‘테트라포드의 개수에 따른 파도 분산 정도’를 주제로 파도생성기, 테트라포드, 호스, 물, 가속도측정기를 준비해 테트라포드 60개를 제작하고 파도를 생성한 다음, 가속도 측정기로 가속도 크기를 측정했다. 처음 제작한 테트라포드가 너무 커 작은 크기로 다시 제작하기도 하면서 실험한 결과 테트라포드의 개수가 많아질수록 가속도 변화가 작아지고 파도 에너지를 잘 흡수한다는 결과를 얻었다.
“방파제 재료를 찰흙으로 했는데, 실험 과정에서 문제점이 발견돼 방파제 재료를 바꾸는 과정이 있었어요. 지금까지 한 실험 과정을 한 번 더 해야 한다는 것 때문에 힘들었지만, 이를 극복해내며 책임감을 기를 수 있었습니다.”
아두이노 팀은 ‘아두이노의 원리와 구조 탐구’를 주제로 연구하면서 기초에서부터 시작해 많은 양의 사전 조사와 재료, 경험이 필요한 의수 제작이라는 큰 프로젝트로 마무리함으로써 아두이노의 원리와 구조를 정확히 파악할 수 있었다. 5명의 팀원이 역할을 분담해 활동을 진행해 협동심도 키울 수 있었다.
마지막으로 항공우주팀은 ‘비행기 날개 형태에 따른 공기의 흐름 탐구’를 주제로 ‘비행기 날개의 시위선과 두께의 비율이 4:1에 가까워질수록 비행기가 더 안정적일 것’이라는 가설을 세워 소형 풍동 실험 장치를 제작했다. sketch up을 이용해 날개를, 3D 프린터로 날개모형을 제작하고 풍동 실험기에 넣고 실험했다.
“아우라는 실험을 계획·수행하면서 실험 과정을 익히고 연구 보고서를 작성했고 과학동아리활동발표 전국대회에 참가할 수 있었습니다. 과학 나눔 봉사활동과 교내외 과학체험 부스를 운영함으로써 과학 문화 확산에 기여하는 동아리가 될 것입니다.”

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