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우연히 마주한 사건 속에서 자연스럽게 생기는 과학적 수학적 호기심에 주목하여 하나의 주제를 중심으로 한 여덟 가지 호기심을 흥미로운 에피소드로 풀어낸 「수학으로 통하는 과학」 제7권 『분자 마법으로 부피를 변화시켜라』. 열두 번째 생일을 맞은 황 찬이 생일을 맞아 엄마와 함께 동남아시아 요트 여행을 갔다가 바다에 빠지고 마법사를 만나 마법을 배우게 된 이야기다. 각 장 말미에는 핵심 내용을 정리하는 ‘분자 마법 퀴즈’를 싣고, 심화 학습이 필요한 곳에는 열에너지 출입에 의한 물질의 상태 변화, 지시약에 관한 실용적인 부록을 담아 이해를 도왔다.

무인도에서 눈을 뜬 황 찬은 빨리 엄마 품으로 돌아가야 한다는 생각으로 모래사장에 ‘SOS’를 크게 쓰고 구조 요청을 해 보았지만 아무 소용이 없었다. 그런데 황 찬을 구해 준 마법사 아론의 마법 지팡이만 있으면 집에 갈 수 있다고 한다. 마법 대회에서 우승을 해야 마법 지팡이를 되찾을 수 있었던 아론은 황 찬에게 기화ㆍ액화ㆍ승화 등 상태 변화에 따른 부피와 밀도 변화 등을 알려주는데….

수학을 만난 과학
기초에서 응용까지 끝장나게 분해된다

과학과 수학의 가장 입체적인 만남!
스토리텔링으로 과학 창의력 ㆍ 수리 사고력을 잡는다

『과학자가 들려주는 과학 이야기』, 『수학자가 들려주는 수학 이야기』, 『철학자가 들려주는 철학 이야기』로 유명한 자음과모음에서 『수학으로 통하는 과학』 시리즈로 과학과 수학의 입체적인 융합을 찾았다. 과학의 디딤돌이 되는 수학으로 명쾌하게 과학의 해답을 찾는다. 독자에게 과학적 창의력과 이해력, 수학적 사고력과 해석력을 동시에 선사한다.
이 시리즈는 우연히 마주한 사건 속에서 자연스럽게 생기는 과학적 수학적 호기심에 주목한다. 하나의 주제를 중심으로 한 여덟 가지 호기심을 흥미로운 에피소드로 풀었다. 『수학으로 통하는 과학』은 등장인물들이 시행착오를 거치며 문제를 해결해나가는 ‘원리 탐구 과정’에 초점을 맞췄다.
단순히 대화체로만 바꾼 나열식 스토리텔링이 아니다. 사건과 대화의 맥락 속에 핵심 개념과 원리를 조화롭게 담아낸 것이 『수학으로 통하는 과학』의 강점! 무엇보다 어린이의 눈높이에 맞는 사건을 통해 자연스럽게 핵심 개념에 다가간다. 특히 『수학으로 통하는 과학』 6권 《밤하늘에 숨은 도형을 찾아라!》는 2014 미래창조과학부 인증 우수과학도서로 선정되었으며 현재 일곱 권이 출간되었다.

분자로 부피를 재고 밀도를 구하다!
마법으로 배우는 상태 변화의 비밀

삼각형의 빗변에서 가속도를 이끌어 낸 《삼각형으로 스피드를 구해줘!》, 거울과 렌즈를 이용해 빛의 직진ㆍ반사ㆍ굴절을 알아내는 모험 이야기 《각도로 밝혀라 빛!》, 시간의 개념과 단위, 시계의 구조에 담긴 수학적 규칙을 푼 시간 여행 《시간의 규칙을 찾아서》, 지구의 생김새와 지구 내부의 움직임을 밝히는 서바이벌 TV쇼 《그림자로 지구 크기를 재어라!》, 신비로운 유전자의 조합을 확률로 따져보는 《확률로 유전의 비밀을 풀어라!》, 별자리에서 점, 선, 면을 찾아보는 《밤하늘에 숨은 도형을 찾아라!》.
체계적으로 과학과 수학을 융합해 온 『수학으로 통하는 과학』 시리즈가 2014년 8월, 그 일곱 번째 이야기를 선보인다. 『수학으로 통하는 과학』 일곱 번째 이야기 《분자 마법으로 부피를 변화시켜라》는 열두 번째 생일을 맞은 황 찬이 생일을 맞아 엄마와 함께 동남아시아 요트 여행을 갔다가 바다에 빠지고 마법사를 만나 마법을 배우게 된 이야기다. 무인도에서 눈을 뜬 황 찬은 빨리 엄마 품으로 돌아가야 한다는 생각으로 모래사장에 ‘SOS’를 크게 쓰고 구조 요청을 해 보았지만 아무 소용이 없었다. 그런데 황 찬을 구해 준 마법사 아론의 마법 지팡이만 있으면 집에 갈 수 있다지 않은가! 찬이는 아론의 제자가 되어 함께 마법 지팡이를 찾아 나선다.
마법 대회에서 우승을 해야 마법 지팡이를 되찾을 수 있었기에 아론은 황 찬에게 기화 ㆍ 액화 ㆍ 승화 등 상태 변화에 따른 부피와 밀도 변화는 물론 분자와 원자의 성질 등 분자 마법에 필요한 지식을 많이 알려 주었다. 황 찬은 자신이 배운 지식을 총동원해 분자 마법으로 우승 트로피를 거머쥔다.

초등 3~6학년 수학 ㆍ 과학
물질의 상태 변화를 통해 부피를 유추하고, 밀도도 구한다

분자 마법으로 상태 변화를 배우는 『수학으로 통하는 과학』 7권 《분자 마법으로 부피를 변화시켜라》에서 각 장 말미에는 핵심 내용을 정리하는 ‘분자 마법 퀴즈’를 싣고, 심화 학습이 필요한 곳에는 열에너지 출입에 의한 물질의 상태 변화, 지시약에 관한 실용적인 부록을 담아 이해를 도왔다.
초등학생 황 찬과 마법사 아론, 그리고 쌍둥이 동생 케인과 그의 제자 루나가 분자 마법을 배우고 그 마법으로 물질의 상태 변화를 이루어 내는 이야기로 기화 ㆍ 액화 ㆍ 승화 등의 과학 개념을 배운다. 또한 원자와 분자의 성질 등 물질의 상태 변화에 따른 부피와 밀도 변화를 함께 배우며 과학과 수학을 아우르는 통합적 사고를 기를 수 있다.

책머리에
등장인물
프롤로그 | 요트 여행을 떠나다

1. 무인도에 갇히다
2. 돌고 도는 물
3. 무인도 탈출
4. 마법의 세계로
5. 마법 수업을 받다
6. 기화 액화 마법
부록 | 열에너지 출입에 의한 물질의 상태 변화
7. 비밀 편지를 해독하라
부록 | 지시약
8. 최강의 마법, 승화 마법

에필로그 | 다시 집으로
분자 마법 퀴즈 정답
융합인재교육(STEAM)이란?
사진 저작권

무인도에 갇히고 마법사를 만나다
분자 마법으로 상태 변화의 비밀을 풀 수 있을까?

“드라이아이스가 열을 빼앗는다고요?”
“하하, 드라이아이스가 이산화 탄소 기체로 되는 것처럼 물질이 그 모습을 바꿀 때는 열이 필요해.”
“모습을 바꾸는 데 열이 왜 필요해요?”
“음…… 예를 들어 넌 배고플 때 어떤 모습이니?”
“힘이 없어져요. 그리고 움직이기 싫어요.”
“그래, 고체는 네가 힘이 없어 움직이기 싫어하는 모습과 같아.”
-본문 14쪽

“잠깐! 꼬맹이! 너 무인도에서 죽으려고 그러는 거냐?”
내가 바닷물을 한 모금 마시려는 순간 나무 그늘에 늘어져 있던 아저씨가 내게로 허겁지겁 달려오며 외쳤다.
“왜 그러세요?”
나는 놀라서 아저씨를 보며 말했다.
“목마르다고 바닷물을 마시는 게 얼마나 위험한 건지 알아?”
내가 아저씨의 말이 이해되지 않는다는 표정을 짓자 아저씨는 내 눈을 똑바로 보며 물었다.
“꼬맹아, 라면 국물을 먹고 갈증이 가신 적이 있냐?”
“먹고 있을 때는 목마른 게 좀 괜찮아지는 것 같긴 했어요. 그런데 먹고 나서는 꼭 물을 마시게 되더라고요.”
“바로 그거다. 라면 국물처럼 짠 걸 먹으면 순간적으로는 목이 축여져 갈증이 가신다고 느낄지 모르지만, 목마름은 계속 되지.”
-본문 24쪽

밀도 전체 질량을 전체 부피로 나눈 값, 같은 질량에서 밀도가 클수록 부피는 작아진다.
“그런 게 있으면 고민도 안 했지. 이런 구슬과 같은 고체는 물보다 밀도가 크거나 작거든.”
“밀도요? 밀도라는 게 물에 뜨고 가라앉는 것과 상관있는 건가요?”
내가 물었다.
“그래, 아주 밀접하지. 물보다 밀도가 작으면 물에 뜨고, 밀도가 크면 가라앉아. ”
“아! 그럼 무게와 비슷한 거네요? 나뭇잎은 가벼우니까 물에 뜨고, 돌멩이는 무거우니까 물에 가라앉잖아요.”
-본문 109쪽

“제가 커서 여행을 가고 싶은 곳이 있어요. 사해라는 곳인데, 그곳은 수영을 못하는 사람이 물에 들어가도 둥둥 떠서 물 위에 누워 신문을 볼 수도 있다고 해요.”
“인간 세상에 그런 곳이 있다고? 마법에 걸려 있는 건가?”
“아니에요. 저도 이유는 잘 모르지만 ‘소금’ 때문에 몸이 떠오른다고 했어요.”
사해 이스라엘과 요르단에 있는, 염분이 많은 호수. 염분이 너무 많아 생물이 살 수 없는 죽은 호수이다.
-본문 124쪽

“pH요?”
“영어 약자인데 한글로 번역하면 ‘수소 이온(H+) 농도’라는 뜻이지. 산성도라고 생각하면 될 거다.”
“산성도요? 혹시 산성비의 그 산성이오? 원래 비는 산성이 아닌데 환경오염 때문에 산성비가 내린다고 했어요.”
나는 알고 있는 지식을 총동원하여 말했다.
“그래, 같은 말이야. 산성도는 물질의 특성 중 하나로, 물질마다 산성도가 서로 달라. 산성도는 pH 1~14로 나뉘는데, 1~6까지는 산성, 7은 중성, 8~14까지는 염기성이라고 말하지. ”
-본문 211쪽