틀에 박힌 교과서 속 과학실험은 그만!
식탁에서 과학을 펼치다

학창 시절 꽤 많은 교과 시간을 차지한 ‘과학’하면 어떤 생각부터 떠오르나요? 아마도 외워야 할 낯선 과학용어와 공식 들로 빼곡한 교과서가 우선이겠지요. 하지만 과학을 싫어하든 좋아하든 상관없이 모든 학생의 눈을 반짝이게 만드는 마법의 과학 시간이 있었습니다. 바로 과학실험 시간일 것입니다. 실험을 통해 직접 만지고 보고 겪으며 체험한 지식은 ‘외우기 위한 지식’으로만 머물지 않고 아주 오랜 시간 기억에 남을뿐더러 생활 속 지혜로도 이어집니다.
그러나 학교에서 과학실험을 하려면 상당한 준비가 필요하기에 교과서에 등장하는 모든 실험을 과학 시간에 매번 재현해볼 수는 없습니다. 이렇게 학교에서 할 수 없는 실험이라면 집에서 부모님과 친구들과 함께 실험을 해보는 건 어떨까요?
예컨대, 초등학교 6학년 과학 시간에 ‘과산화수소수에 이산화망가니즈를 넣으면 산소가 발생한다’는 과학적 사실을 배우는데, 이를 대신해서 ‘물에 녹인 구연산에 베이킹소다를 섞으면 이산화탄소가 발생한다’는 사실을 확인하는 실험은 가능합니다. 일반 가정에서도 세제와 식재료로 구연산과 베이킹소다를 늘 구비해놓고 있기에 손쉽게 실험을 해볼 수 있는 것이죠.
그렇다면 이렇게 실험용 준비물을 따로 준비하지 않고도, 냉장고와 찬장 속에서 쉽게 찾을 수 있는 자투리 재료와 조미료를 이용해 과학실험에 도전해보는 건 어떨까요? 이왕이면 실험 결과물로 맛있는 요리까지 내놓을 수 있다면 더할 나위 없을 것입니다.
이렇게 이 책에서는 누구나 쉽게 집에서 도전해볼 수 있을 법한, 그리고 결과물을 직접 맛볼 수도 있는 31가지 실험들을 간추려 선보입니다. 요리 레시피가 아니라 ‘과학실험 입문’에 해당하는 과정을 담은 내용이라서 음식 맛이 뛰어나리라는 보장은 없습니다. 그러나 특별한 도구가 필요한 과학실험과는 달리, 주방에서 사용하는 계량스푼, 냄비, 전자레인지, 체망 같은 조리도구만으로도 도전해볼 만한 실험들이기에 초등학생들도 쉽게 따라 할 수 있을 것입니다.
책에 실린 실험을 요리의 레시피처럼 순서대로 따라 하다 보면 과학적으로 어떤 일이 발생하는지 이해하는 한편, 이미 친숙한 요리 외에도 과자나 푸딩 같은 시도하기 쉽지 않은 음식들을 실패 없이 만들어볼 수 있게 될 것입니다.

누구나 손쉽게 주방에서 뚝딱 해내는 과학실험
요리와 실험은 서로 닮은 점이 많습니다. 계획을 세우고 준비를 거쳐 결과를 도출해낸다는 점이 바로 그렇습니다. 그리고 실패할 수 있다는 점도 마찬가지입니다.
유명 레시피를 따라서 요리를 해도 재료 선택, 조리 시간 등의 잘못으로 예상과 다른 맛없는 요리를 먹게 되는 경우가 있습니다. 실험도 마찬가지입니다. 불 조절을 비롯해 재료를 섞는 과정이나 사용하는 재료를 완벽하게 통일하지 못하면 원하는 결과를 얻지 못합니다. 이 같은 경우, 왜 이런 결과가 나오게 되었는지를 검증해보며 실수를 바로 잡아 다시 도전해 그것이 ‘나만의 발견’으로 이어지게 된다면 그 지식은 더 오랜 시간 기억될 것입니다.
요리에 있어 누가 따라해도 맛있는 음식이 만들어지는 ‘황금 레시피’처럼 과학실험은 누가, 언제, 어디에서 실시해도 같은 결과를 얻을 수 있어야 한다는 점이 중요합니다. 같은 결과를 다시 내놓을 수 있는 ‘재현성’이 없으면 과학실험이 될 수 없습니다. 때문에 실패의 원인을 찾고자 검증하는 과정도 실험에서는 중요합니다.
예컨대, 172쪽에 실린 마요네즈 만들기에 도전해봅시다. 마요네즈는 식용유와 식초를 섞어 만듭니다. 잘 섞이지 않는 기름과 식초(수분)를 하나로 섞기 위해서 무엇을 어떻게 해야 하는지는 인터넷으로 검색만 해도 바로 알 수 있습니다. 하지만 ‘그렇구나’ 하며 고개만 끄덕거리고 아무것도 해보지 않으면 그 지식은 금세 잊히고 맙니다. 스스로 양손을 움직여 두 물질을 실제로 섞어보고 냄새를 맡고 맛을 보면서 마요네즈를 직접 만드는 체험을 해보면, 오감이 그것을 오롯이 기억하게 됩니다.
만약 마요네즈 만들기에 실패했다면 원인을 찾아보고 다시 도전해보며 더 깊은 지식을 쌓을 수 있습니다. 실패의 원인은 주로 식초와 노른자가 제대로 섞이지 않아서인데, 그 이유가 물과 기름을 섞는 계면활성제에 해당하는 성분인 노른자의 ‘레시틴’이 제 역할을 못해서임을 더 명확히 이해할 수 있게 됩니다.
그뿐 아니라 ‘왜 세제에 계면활성제가 함유되어 있을까? 아하! 기름때를 물과 섞으려고 하는구나’처럼 발상의 폭도 더욱 넓어지게 됩니다. 이렇게 마요네즈 만들기와 세제로 얼룩 지우기처럼 서로 아무 관련 없어 보이는 두 활동이 과학적으로는 ‘계면활성제’라는 공통분모를 가지고 있다는 등의 흥미로운 사실을 깨닫게 될 것입니다.

31가지 과학실험,
골라 만드는 재미가 있다
이 책에 실린 과학실험들은 모두 결과물을 맛볼 수 있는 요리들로 구성되어 있습니다. 거창한 요리까지는 아니더라도 생활 속 지혜를 엿볼 수 있는 실험들도 담겨 있습니다.
예컨대, 당도 높은 토마토가 ‘비중’이 높다는 점을 이용해 더 맛있는 토마토를 고르는 방법, 냉장실에 넣어두지 않은 맥주를 ‘응고점 내림’ 현상을 이용해 5분 만에 차갑게 식힐 수 있는 방법, 질긴 고기를 ‘단백질 분해 과정’을 응용해 부드럽게 만들어 먹을 수 있는 방법, 소금을 찍어 먹지 않아도 될 만큼 찐 달걀에 간이 배게 할 수 있는 ‘반투성’을 이용한 방법 등이 그것입니다.
이런 활용법들 가운데 이미 우리가 익히 사용하고 있는 방법들도 있습니다. 이런 생활 속 지혜로 알고 있는 것들이 과학 현상의 일종이라는 것을, 교과서에 활자화된 과학용어들이 이렇게 생활에서도 쓰인다는 사실을 깨닫게 된다면, 아이들이 과학에 좀 더 친숙함을 느끼고 다가설 수 있는 기회가 될 것입니다.
아이들이 좋아하는 간식거리도 몇 가지 재료만으로도 손쉽게 만들 수 있습니다. 쫄깃한 식감의 구미젤리, 폭신폭신한 마시멜로, 입안에서 톡톡 쏘는 라무네 사탕, 색이 변하는 팬케이크, 촉촉한 쿠키와 바삭한 쿠키, 보드랍고 커다란 푸딩 등, 이 모든 것들도 과학적 지식이 곁들여지면 시판 제품 못지않게 근사하게 만들 수 있습니다.
물론 여기에도 과학적인 원리들이 숨어 있습니다. 젤리의 쫀득한 식감은 열에 의한 단백질의 구조 변화를 활용해 만들어지며, 달걀 흰자를 거품기로 휘저었을 때 흰자에 접혀 있던 단백질이 풀리면서 거품의 표면이 그물망처럼 단단하게 둘러싸 폭신한 식감의 마시멜로가 완성될 수 있습니다. 구연산과 베이킹소다가 섞이며 생긴 화학반응을 이용해 톡 쏘는 맛의 라무네 사탕을 만들 수 있으며, 블루베리의 보라색을 띠는 ‘안토사이아닌’이 산성에서는 붉은색, 중성에서는 보라색, 알칼리성에서는 파란색으로 바뀌는 성질을 이용해 여러 색깔의 핫케이크를 만들 수 있습니다. 과당·포도당·자당의 흡습성을 이용해 쿠키의 식감을 원하는 대로 선택할 수 있으며, 단백질의 응고 성질을 잘 활용하면 집에서도 커다랗고 보드라운 푸딩을 만들 수 있습니다.
아이들과 함께 좋아하는 간식을 직접 만들어보면서 요리 과정 속에 숨어 있는 과학 현상을 하나씩 확인하고 관찰해본다면 과학이 생활과 절대 멀리 떨어져 있지 않음을 몸소 체험할 수 있을 것입니다.

자기주도학습으로 도전해보는 과학실험
자기주도학습 결과물이나 방학 과제로 ‘먹을 수 있는 과학실험’이란 주제로 실험해본다면 어떨까요? 주방에서 가스 불이나 오븐 등을 사용해야 하기에 부모님이나 보호자의 도움이 필요하지만, 그밖에 과정은 혼자 해볼 수 있는 수준의 실험이라 충분히 과제로 수행할 수 있을 것입니다.
이 책에서는 실험에 필요한 준비물부터 실험 과정을 눈으로 먼저 익힐 수 있도록 사진으로 자세히 담았습니다. 이어지는 해설에서는 이러한 결과물이 나오게 된 이유와 원하는 결과를 얻지 못하게 되었을 경우의 원인을 과학적 지식으로 자세히 풀어줍니다.
이밖에 실험 시에 주의할 점과 실험 결과물 기록에 관한 정리 방법, 실험 노트를 작성할 때 필요한 제목과 계기 작성법 등도 정리해두어 학교에 실험 보고서를 제출할 때 많은 도움이 될 것입니다.