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호기심은 엉뚱하게 탐구는 창의적으로!
과학적 사고력이 쑥쑥 자라난다

“남산의 소나무는 왜 이렇게 손상됐을까?” “듣기 싫은 소리를 분리할 수 없을까?” 주변의 다양한 현상에 관심을 갖다보면 하루에도 몇 번씩 ‘왜?’, ‘어떻게?’라는 호기심과 궁금증이 생겨난다. 주변 현상을 관찰하고 궁금증을 탐구하며 이를 해결하는 것이 곧 과학의 시작이다. 과학은 호기심과 궁금증의 발생과 해결의 반복인 셈이다. 서울특별시과학전람회에서 특상의 영광을 안은 리라초등학교 6학년 김도윤 학생과 대명중학교 1학년 이채민 학생은 주변에서 쉽게 지나칠 수 있는 사소한 것에 지적 호기심을 갖고 스스로 해결방법을 찾아보는 과정을 통해 과학의 세계에 흠뻑 빠졌다.

 서울특별시과학전람회 | 환경 부문 특상 

“궁금할 땐 실험으로 결과 확인하며 즐거움 느껴요”

리라초등학교 6학년 김도윤 학생은 지난 4월 4일 서울시교육청 산하 서울특별시교육청과학전시관이 개최한 ‘제58회 서울특별시과학전람회’ 본선대회에서 ‘남산 소나무의 빛공해 피해를 줄이기 위한 아두이노 활용 가로등 제안’으로 특상의 영광을 차지했다. 3년 연속 서울특별시과학전람회에 참가해 좋은 성적을 거둔 김 군은 “탐구과정을 통해 남산 소나무의 빛공해 피해를 줄일 수 있는 해결방안을 찾아 매우 기쁜데 특상까지 수상해 영광스럽고 기쁘다”며 “큰 상을 받을 수 있도록 훌륭하게 지도해주신 김영훈 선생님께 감사드리며 다음 대회를 위해 더욱 열심히 준비하겠다”고 밝혔다.

손상된 소나무 걱정에 에코 가로등 개발

김도윤 군이 탐구한 주제는 ‘남산 소나무의 빛공해 피해를 줄이기 위한 아두이노 활용 가로등 제안’이다. 탐구를 통해 야간의 가로등 조명이 남산 소나무에게 스트레스를 주어 소나무 생태에 영향을 준다는 사실을 안 김 군은 빛공해 피해를 최소화할 수 있는 가로등 광원을 탐구했고 그 결과 녹색LED에서 자란 소나무가 대조군에 비해 엽록소a의 비율이 높아 빛에 의한 스트레스를 가장 적게 받는다는 결론을 얻었다. 김 군은 탐구 결과를 종합해 소나무의 빛공해 피해를 줄일 수 있는 가로등을 세 가지 형태로 설계해 제안했다.

“학교가 남산에 위치해 수업시간에 남산에 올라가 자연을 관찰하는 체험학습을 자주 했는데 잎이 별로 없거나 누렇게 변한 소나무들, 줄기 일부분이 죽은 것처럼 검게 변하고 껍질이 심하게 벗겨진 소나무들이 많았어요. 남산 소나무는 애국가에도 등장하는 소중한 나무인데 왜 이렇게 손상됐을까하는 걱정이 들었죠.”

원인과 해결책을 찾기로 결심한 김 군은 여러 가지 가설을 세우고 관찰한 결과 소나무와 가로등 빛이 관계가 있음을 확인하고 탐구를 진행했다. 하지만 소나무를 관찰하는 작업은 생각보다 만만치 않았다. 남산을 직접 걸어 다니며 소나무와 가로등을 하나하나 조사해야했고 집에서는 소나무 묘목을 대상으로 광원실험을 하는 등 신경 쓸 부분이 많았기 때문이다.

“가로등 종류를 조사하고 조도값도 측정하고 가로등 빛에 노출된 소나무의 상태를 관찰하느라 남산공원 정상까지 20번도 더 올라갔다왔어요. 집에서는 소나무 묘목 24그루를 비치하고 광원이 남산 가로등과 똑같이 잘 점등되고 소등되는지 일일이 확인하느라 힘들었죠.”

특히 아두이노를 활용해 가로등을 만들 때는 가로등 광원이 안 켜지고 녹색 가람막이 돌아가다 멈추는 등의 문제가 발생해 밤늦도록 이를 해결하느라 진땀을 흘린 적도 많았다.
우리에게 편의를 제공해주는 가로등 빛이 소나무에게는 스트레스가 되고 있다는 사실이 안타까웠는데 해결방안을 찾아 기쁘다는 김 군은 “녹색LED 가로등이 실제 남산공원에서 활용되면 좋겠다”며 “빛공해가 주변 생태계에 어떤 또 다른 영향을 주는지 지속적으로 알아보는 한편, 친환경 에코 가로등 개발에 대해서도 계속 연구해보고 싶다”는 바람을 전했다.

실험 만화책보며 과학에 대한 흥미 키워

김 군이 과학에 관심을 갖기 시작한 것은 과학실험 만화책을 즐겨 읽으면서부터다.  “다양한 과학 원리가 쉽고 재미있게 담겨 있는 책을 보면서 ‘나도 한번 실험해봐야지!’라는 생각이 들었어요. 실제로 실험해보니 실험과정 자체가 매우 즐거웠고 실험결과가 나왔을 때는 보람도 느꼈습니다.”

과학에 대한 흥미와 관심이 높아지면서 생활 속에서 궁금한 점이 발생하면 일단 실험부터 해보는 습관이 생겼다. 실제로 3학년 때 동생과 함께 비눗방울을 불다가 비눗방울이 쉽게 터지는 것을 보고 비눗방울이 오래갈 수 있는 조건을 탐구하기도 했다. 김 군의 첫 번째 과학 탐구였는데 뜻하지 않게 교내 과학탐구발표대회에서 최우수상을 받는 성과를 얻었다. 과학에 더욱 관심이 생긴 김 군은 이후 과학대회에 매년 참가해 미래창조과학부장관상, 서울특별시과학전람회 장려상, 서울학생탐구발표대회 우수상, 중부학생탐구발표대회 금상, 중부학생과학발명품경진대회 동상 등 좋은 성적을 거뒀다.

로봇을 제작하고 프로그래밍하기, 게임 만들기, 동영상 만들기가 취미라는 김 군의 장래희망은 알파고를 만든 컴퓨터공학자이자 뇌과학자인 데미스 허사비스처럼 프로그래머이자 과학자가 되는 것이다. 실패해도 끈기 있게 노력해 결국 윈도(Windows)를 만들어 사람들에게 편리함을 준 빌게이츠를 가장 존경한다는 김 군은 “빌 게이츠처럼 생활 속에서 많은 사람들에게 도움을 주는 과학자가 되고 싶다”며 “앞으로도 과학 탐구를 열심히 해 우리나라 과학 발전을 높이고 싶다”는 포부를 밝혔다.