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STEM, 미래 창의융합교육의 첫걸음!
아침부터 저녁까지 생활 속 과학을 찾아다니는 STEM 수업
〈전국과학교사모임〉 추천 도서

지금 전 세계 교육계의 화두는 AI이다. 세계 주요국과 기업 들은 AI 주도권을 확보하기 위한 치열한 경쟁을 펼치고 있는가 하면, 개인의 삶의 방식은 생활 곳곳에 AI가 파고들면서 대변환의 시기를 맞이하고 있다. 그 과정 속에서 지금 각광받고 있는 수많은 직업들은 사라질 위기에 처해 있다. 이러한 격변기를 맞아 아이들에게 무엇을 가르쳐야 할지에 대한 부모들의 고민은 깊어지고 있다. 단순히 학교 성적 올리기를 위한 것이 아닌, 미래 사회를 살아가는 데 꼭 필요한 능력을 키워주고 싶은 것이 부모들의 공통된 마음일 것이다.
이에 대한 해답으로 STEM 교육이 떠오르고 있다. STEM이란, 과학(Science), 기술(Technology), 공학(Engineering), 수학(Mathematics)을 의미하는 것으로, 미래인재의 핵심 능력이라 할 수 있는 과학기술 기반의 융합적 사고력을 길러주고, 더불어 실생활에 바로 적용할 수 있는 문제해결력을 키워주는 차세대 교육 방식이다. 이번에 출간된 더숲의 〈하루 동안 되어 보기〉 시리즈는 STEM 교육에 입각한 책으로, 단순하게 지식을 전달하는 데 머물지 않고, 하루 동안 과학자 · 기술자 · 공학자 · 수학자의 눈으로 세상을 바라보며 그 속에 담긴 원리를 깨우치게 함으로써 아이들이 스스로 생각하며 창의적 사고력을 갖출 수 있도록 돕는다. 또한 따라 읽고 외우는 공부에서 벗어나 탐구력과 논리력을 기를 수 있다. 그리고 습득한 지식이 많고 적음이 아닌, 얼마나 창의적인 생각을 해낼 수 있느냐에 따라 아이의 인생이 달라지는 미래 시대를 준비하는 최적의 책이다. 우리 아이들이 제2의 빌 게이츠, 일론 머스크, 제프 베이조스로 성장할 수 있도록 사고의 토양을 탄탄하게 해줄 것이다. 〈하루 동안 되어 보기〉 시리즈는 《하루 동안 과학자 되어 보기》《하루 동안 기술자 되어 보기》《하루 동안 공학자 되어 보기》《하루 동안 수학자 되어 보기》총 4권으로 구성되어 있다.

하루 일과를 따라 펼쳐지는 신나는 과학 교실, 지루할 틈이 없다!
“과학은 어디에나 있어요!”

「아침이 되면 따뜻한 이불 속에서 눈을 뜨고(열의 성질), 맛있는 아침밥을 먹어요(소화의 과정). 자전거를 타고(마찰의 개념), 학교로 출발해 교실에 앉아요. 쨍쨍한 햇빛이 교실 창문으로 들어와요(빛의 원리). 놀이터에서 숨이 차도록 놀고(허파의 역할), 간식으로 아이스크림을 먹어요(고체, 액제, 기체의 성질). 집으로 돌아와 그림을 그려 자석으로 냉장고에 붙여요(자력의 원리). 날이 저물고 욕조 안에서 목욕을 해요(밀도와 부력의 이해). 자기 전에 음료수 한잔을 먹어요(용질, 용매, 용액의 차이).」
특별할 것 없는 평범한 일상처럼 보이지만, 이 속에는 엄청난 과학 원리들이 숨어 있다. 이 책은 이러한 과학 원리들을 지식의 형태로 가르치는 것이 아니라, 아이들이 발견하고 스스로 배우고 체험하는 일과를 따라 쉽고 재미있게 설명하고 있다. 이로서 아이들은 과학이 자신과 멀리 떨어져 있는 어려운 이야기가 아니며, 자신의 생활 속에 깊게 활용되고 있는 친근한 것임을 깨닫는다. 더불어 과학 원리를 잘 이해했는지를 확인하는 문제들이 함께 수록되어 있어 스스로 자신이 잘 이해했는지를 체크할 수 있다. 이렇게 얻은 과학적 사고력은 새로운 것에 대한 탐구력을 길러주어 눈앞에 펼쳐진 다양한 물건을 만날 때도 그 속에 담긴 과학의 원리를 유추해보는 자기 주도적 학습을 할 수 있도록 이끈다.

우리는 모두 집콕 과학자!
어머! 과학이 여기 있었네
아하! 원리가 이렇게 되는구나
이얏! 내가 직접 만들어 볼 테야

정규 교육이 정상적으로 이루어지지 않아 학습 공백을 우려하는 부모들에게《하루 동안 되어 보기》시리즈는 고민을 덜어주는 알찬 책이다. 아이들이 꼭 알아야 할 과학 원리가 담겨 있을 뿐만 아니라, 집에서 쉽게 할 수 있는 흥미진진한 실험들이 많이 소개되어 있기 때문이다. 머리로만 이해하고 외우는 지식은 금방 잊어버릴 수 있지만, 자신의 손으로 직접 실험해 확인해보는 과정을 겪고 얻은 지식은 절대 잊어버리지 않는다. 또한 여기에 등장하는 실험 기구들은 집에서 쉽게 구할 수 있는 간단한 물건들이기 때문에 안전하고 편리하게 과학 원리를 체험할 수 있다.
아이들은 여러 가지 소재로 아이스크림 덜 녹게 하기(단열의 효과), 바나나와 비스킷으로 몸속 소화기관 만들기(위와 장의 역할), 나무판과 드라이어기로 비탈길 만들기(마찰력 비교), 풍선과 페트병으로 허파 만들기(허파의 움직임 관찰) 등을 직접 해보면서 앞서 배운 과학 원리를 머릿속에 깊이 저장한다. 이렇게 스스로 과학자가 되어 자신이 발견한 과학 원리가 맞는지 틀리는지를 확인하는 과정은 응용력과 모험심을 길러준다. 아이들에게 새로운 형식의 과학책으로 과학을 실험 과정을 통해 알려준다면, AI 시대를 살아나가야 할 아이들에게 가장 중요한 능력인 창의적 문제해결력을 선물해줄 수 있을 것이다.

임병욱(전국과학교사모임 회장)
“우리 주변에 보이는 사물을 과학의 눈으로 보면 신비로움과 비밀로 가득 차 있습니다. 이 책은 신비로움과 비밀을 해결할 수 있도록 안내합니다. 과학 개념을 쉽게 이해할 수 있으며, 간단한 재료를 이용하여 부모님과 함께 재미있게 실험할 수도 있습니다.
4차 혁명 시대는 과학 기술을 바탕으로 융합적 사고력을 가진 인재를 요구하고 있습니다. STEM으로 구성되어 있는 이 책과 함께 4차 혁명 시대에 한 걸음 다가갈 수 있는 디딤돌을 마련해 보시기 바랍니다.”

STEM이 궁금해요 ...................................... 6
추위와 더위 피하기 .................................... 8
얼음이 덜 녹게 하려면? ........................... 10
아침이 보약 ............................................... 12
웩 소리 나는 소화...................................... 14
학교로 출발!............................................... 16
중력을 느껴요 ........................................... 18

빛 관찰하기 .............................................. 20
해그림자로 시간 알기 .............................. 22
먹이사슬 알아보기 ................................... 24
뛰면 왜 숨이 찰까?................................... 28
운동할 때 심장은 무얼 할까?................... 30
숨 쉴 때 허파는 무얼 할까?..................... 31
아이스크림이 녹고 있어요......................... 32

녹였다가 얼렸다가 ................................... 34
식물도 숨을 쉬어요 ................................. 36
시들시들하거나 생생하거나 ..................... 38
냉장고에 딱 붙여! ................................... 40
자석으로 새를 날리자 ............................. 42
목욕할 시간이다!...................................... 44
물에 둥둥 띄우기 .................................... 46
물의 힘 느끼기 ........................................ 47

잠잘 시간이야!.......................................... 48
물 순환 장치 만들기................................. 50
자기 전에 음료수 한잔.............................. 52
바다에서 모래 골라내기 .......................... 54
왜 밤은 어두울까? ................................... 56
나만의 행성 만들기 ................................. 58
과학은 어디에나 있어요! ......................... 60
퀴즈 시간! ................................................ 61
정답 ........................................................... 62

여러분은 아침에 눈을 뜨면 몸을 따뜻하게 하려고 이불 속으로 파고들 거예요. 낮에는 옷이 우리를 따뜻하게 해 주지요. 그 원리가 무엇인지 생각해 본 적 있나요? 따뜻한 옷은 단열이 잘되는 옷감으로 만들어요. 이런 옷감은 우리 몸에서 따뜻한 기운이 천천히 사라지게 하죠. 두꺼운 옷감이 얇은 옷감보다 단열이 잘되는데, 공기를 섬유 속이나 여러 겹 사이에 붙잡아 두어 몸을 따뜻하게 하기 때문이에요.

열은 고르게 퍼지는 성질이 있어요. 뜨거운 표면은 찬 공기를 만나 식고 차가운 표면은 따뜻한 공기를 만나 데워지지요. 우리 몸은 찬 공기를 만나면 열을 잃고, 공기를 따뜻하게 해요. 입고 있는 옷으로 따뜻해진 공기를 가두면 열을 비교적 천천히 잃게 될 거예요.

- ‘추위와 더위 피하기’ 중에서

너무 더운 날 여러분은 집으로 오는 길에 아이스크림을 사 먹을지도 몰라요. 아이스크림은 빨리 먹지 않으면 녹아요! 왜 그럴까요? 함께 알아보아요!

모든 것은 고체, 액체, 기체 중 하나의 상태예요. 대부분 이 중 두세 가지를 섞은 혼합물이지요. 고체는 형태를 갖추고 있어요. 액체는 퍼지므로 그릇에 담지 않으면 웅덩이를 만들어요. 기체는 사방으로 퍼져요. 모든 것은 아주 작은 입자(원자와 분자)로 이루어져 있어요. 고체의 입자들은
단단히 뭉쳐 있고, 액체의 입자들은 그보다는 조금 더 움직일 수 있어요. 그리고 기체의 입자들은 자유롭게 돌아다닙니다!
- ‘아이스크림이 녹고 있어요’ 중에서

방금 그린 그림을 냉장고에 붙이고 싶은 적이 있나요? 냉장고 앞에서 자석이 왜 냉장고에 붙는지 생각해 본 적은요? 자석이 어떤 원리로 냉장고에 붙는지 정말 신기하잖아요!

어떤 힘은 물체가 서로 맞닿아야 생기지만 어떤 힘은 물체가 맞닿지 않아야 생겨요. 중력과 자기력은 멀리 있어도 생겨요. 자석이 끌어당길 수 있는 물질이 있는가 하면 그렇지 않은 물질도 있지요. 자석은 종이에는 붙지 않지만 금속 냉장고에는 붙어요. 그래서 우리가 그린 그림을 냉장고와 자석 사이에 끼워 둘 수 있어요.
- ‘냉장고에 딱 붙여!’ 중에서

여러분이 코코아나 차를 끓이는 것은 액체에 고체를 녹여 화학적 혼합물을 만드는 거예요. 자기 전에 마시는 음료가 이토록 과학적일 거라고 누가 생각이나 했겠어요?

어떤 고체는 물에 녹아요. 그러면 고체는 보이지 않지만 물에 변화가 일어나죠. 색이나 맛이 변하는 거예요. 끓는점이나 녹는점, 밀도 등이 변할 수도 있고요. 소금과 설탕은 물에 잘 녹아요. 액체에 녹는 것을 용질이라고 해요. 용질은 보통 액체(용매)를 가열하면 더 잘 녹아요. 찬 우유로 코코아를 만들어 보면 코코아 가루가 잘 녹지 않는다는 걸 알게 될 거예요.
- ‘자기 전에 음료수 한잔’ 중에서