과학과 자연
과학 개념과 원리가 생활 속에서 어떻게 쓰이고 발견되는지 이야기와 사실적 일러스트로 보여 주는 초등 과학 시리즈입니다. 실험·관찰·만들기 활동으로 개념 이해를 강화합니다.
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자동차는 현대의 어느 발명품보다도 사회를 변화시키는 데 가장 큰 역할을 했습니다. 자동차가 어떻게 움직이는지 알기 위해서는 자동차를 움직이는 힘이 어떻게 만들어졌는지를 알아야 합니다. 휘발성 연료를 사용하는 내연 기관, 즉 엔진에서 그 힘이 나오지요. 현재 가장 많이 사용하는 휘발유 엔진 자동차를 비롯해 앞으로 개발되는 수소 자동차나 태양열 자동차까지 수많은 사람들의 노력을 통해 자동차가 만들어집니다. 이 책을 통해 아이들이 자동차에 대해 더욱 흥미를 가지고 자동차가 움직이는 원리에 대해 생각해 볼 수 있게 해 주세요.
비행기의 비행 원리인 양력을 아이들 수준에서 이해하기는 쉽지 않습니다. 그래서 양력의 원리를 직접 설명하는 것보다는 비행기의 발달 과정을 통해 자연스럽게 설명해 주는 것이 좋습니다. 하지만 피부로 느끼는 공기의 움직임, 즉 바람을 이용해 비행의 원리를 직접 체험하는 것이 더 좋은 방법입니다. 별책 부록에 담긴 간단한 비행 실험을 아이들과 함께 해 보세요. 이런 간단한 활동을 통해 눈에 보이지 않는 공기도 힘을 가지고 있고, 그걸 이용하면 엄청난 무게의 비행기도 하늘에 띄울 수 있다는 과학의 힘을 알게 해 주세요.
내비게이션이란 말은 ‘바다에서 배가 항해한다’는 뜻으로 위치를 알아내어 새로운 길을 찾아간다는 의미로 많이 쓰입니다. 내비게이션은 GPS 위성을 이용한 장치로, 지구 주위를 돌고 있는 24개의 위성 중 3개 이상의 위성으로부터 신호를 받아 삼각 측량 방식으로 자동차의 위치와 속도를 계산해 냅니다. 이를 내비게이션 기계 안에 든 지도와 비교해 길을 자세하게 안내해 주게 되지요. 이 책을 통해 GPS 위성이 어떤 일을 하고, 어떻게 정확한 위치를 알 수 있는지 이해하게 될 것입니다.
아이들은 텔레비전 만화 영화를 정말 좋아합니다. 극장에서 상영하는 만화 영화도 꼭 보고 싶어 하지요. 아이들과 함께 만화 영화를 보면서 그 속에 숨겨진 과학 원리를 설명해 주세요. 우리 눈이 가진 잔상 현상을 이용하여 만화 영화를 만들었음을 자연스럽게 이야기해 주면 됩니다. 공책에 한 권에 직접 그림을 그려 빠르게 넘기면서 잔상 현상을 직접 체험해 보는 것도 좋은 방법입니다. 또, 한편의 만화 영화를 만들 때 여러 과정을 거치고, 많은 사람들이 도와가면서 많은 시간을 들여 만든다는 것을 함께 이야기해 주세요.
사람들은 아주 옛날부터 다리를 만들었습니다. 다리를 만드는 재료나 모양에는 자연의 힘에 저항하는 원리가 숨어 있어요. 이 책에서는 깊은 바다에 다리를 놓는 과정을 통해 이런 원리를 자세히 설명하고 있어요. 그리고 여러 가지 다리의 종류도 소개하고 있지요. 다리는 많은 사람이 함께 사용하고 우리가 사는 도시와 마을을 상징하기 때문에 오랜 시간을 견딜 수 있도록 튼튼하게 만들어야 합니다. 아이들과 함께 우리 주변에 어떤 다리가 있는지 찾아보세요. 다리를 오랫동안 튼튼하고 안전하게 사용하려면 어떻게 해야 하는지도 생각해 보세요.
병원에는 여러 가지 기구나 기계 장치가 많이 있어요. 이런 장치들은 모두 우리 몸의 상태를 점검하여 아픈 곳을 찾아 주고 병을 치료하기 위해 필요한 것들이지요. 아이가 아파서 병원에 갔을 때, 이런 장치들이 어떤 일을 하는지 알려 주면 병원에 대한 두려움이 조금은 가실 거예요. 병원에서 사용되는 기구들은 대부분 일상생활에서도 사용돼요. 환자 진단용 기구가 어떻게 생활에서 사용되는지 알게 되면 기구에 이용되는 과학의 원리를 쉽게 이해할 수 있을 거예요.
요즘 아이들은 편리한 환경 속에서 생활의 여유는 생겼지만 운동 부족과 영양의 과다로 인해 몸이 점점 약해지고 있습니다. 그리고 운동만 하면 바로 건강해질 것이라고 생각하곤 하지요. 하지만 몸의 기능을 향상시키고, 각종 질병에 대한 저항을 높여 건강하고 활기찬 생활을 하려면 과학적인 방법으로 자기 몸에 알맞은 운동을 찾아야 해요. 그리고 규칙적으로 꾸준히 해야 하고요. 이 책을 통해서 우리 몸의 능력과 한계, 그리고 여러 스포츠 속에 숨겨진 과학적 원리를 배워 보세요.
김치는 세계적으로 맛과 영양을 인정받은 우리가 자랑할 수 있는 전통 발효 식품입니다. 배추와 무에 마늘과 고춧가루, 젓갈이 들어가 발효가 되면 김치의 맛과 영양이 더해지고 항암 효과도 지니게 됩니다. 이 책을 통해서 아이들은 김치의 역사, 종류, 효능, 담그는 방법을 배우고 발효의 원리를 자연스럽게 알아 가게 될 것입니다. 다른 발효 식품인 요구르트나 치즈, 포도주, 맥주, 젓갈류 등의 발효 과정도 함께 이해할 수 있지요. 또, 우리 조상들이 즐겨 먹은 간장이나 된장의 효능과 만드는 과정을 통해서 우리 민족의 뛰어난 지혜를 배우게 될 것입니다.
우리는 지금 새로운 기술 시대에 살고 있어요. 지난 200여년을 자연 에너지, 기계 등이 발달한 ‛산업 시대’ 라고 한다면 지금은 전자 통신 기술이 발달한 ‛정보 시대’ 라고 할 수 있어요. 전보, 전화, 텔레비전 등 새롭고 빠른 통신 수단이 발명되어 많은 것이 변했지요. 최근에는 인터넷의 발달로 우리 생활에 더 많은 변화가 일어나고 있어요. 앞으로는 현재와 매우 다른 미래 사회가 빠르게 펼쳐질 거예요. 이 책을 통해 아이들에게 컴퓨터와 인터넷에 대한 지식뿐만 아니라 앞으로 다가올 미래 사회에 대해 함께 이야기해 주세요.
우리는 매일 음식을 먹고 살아갑니다. 우리가 먹은 음식이 몸속 여러 곳을 여행하면서 똥으로 배출된다는 사실에 아이들은 많은 흥미와 관심을 가지고 있습니다. 이 책에서는 음식이 우리 몸속 여러 소화 기관을 지나면서 어떻게 소화되는지를 설명하고 있습니다. 책에 그려진 각 소화 기관의 모습을 살펴보면서 이 기관들이 하는 일을 알아보세요. 우리 몸이 얼마나 신기하고 소중한지 다시 한 번 생각해 볼 수 있을 것입니다.
우리는 숨을 쉬지 않고는 살아갈 수가 없습니다. 허파는 호흡을 하는 데 매우 중요한 역할을 하지요. 그리고 심장은 몸 곳곳에 피를 돌게 해 준답니다. 이 책을 통해 허파와 심장이 하는 일, 혈액과 혈관의 종류에 대해 알 수 있습니다. 아이와 함께 인체 사진을 보고 인체의 신비에 대해 이야기를 나눠 보세요. 아이는 우리 몸의 각 기관들이 얼마나 소중한지 다시 한 번 느낄 수 있을 거예요. 또, 달리기를 같이 하면서 심장이 뛰는 소리를 들어보는 것도 우리 몸을 아는 데 유익한 경험이 될 거예요.
아기는 엄마, 아빠로부터 생명을 받아 이 세상에 태어납니다. 처음에는 아주 작은 난자와 정자이지만 이것들이 결합해서 소중한 생명이 탄생되는 것입니다. 아이들이 살아가는 세상에는 인간뿐만 아니라 수많은 생명체가 같이 호흡하며 살아가고 있습니다. 이 책을 통해 인간의 존엄성과 생명의 소중함에 대해 다시 한 번 생각해 보았으면 합니다.
인간은 항상 주변 환경의 변화를 민감하게 받아들이고, 그 변화에 적절히 반응하며 살아갑니다. 우리가 흔히 오감이라고 부르는 감각에는 시각, 후각, 미각, 청각, 촉각이 있어요. 그 자극을 받아들이는 곳이 감각 기관이지요. 이 책에서는 우리 몸에서 감각 기관들이 자극을 어떻게 받아들이는지, 또 그것을 어떤 경로를 통해 대뇌로 전달하는지, 대뇌가 하는 일은 무엇인지를 설명하고 있습니다. 자극의 전달 과정이 아이들에게 조금 어려울 수 있으나 책에 소개된 그림을 보면서 자극과 반응에 대해 알아보세요.
오늘날 많은 부모들은 아이의 키가 자라는 것에 관심이 많습니다. 아이 또한 자신의 키를 다른 아이와 비교하는 경우도 많고요. 이 책을 통해서 키가 어떻게 자라는지, 키가 크려면 어떻게 해야 하는지 알 수 있습니다. 또 근육과 관절이 얼마나 중요한지도 알 수 있지요. 아이가 앉아 있는 모습이나 걷는 모습, 서 있는 모습을 유심히 살펴보세요. 바른 자세를 하지 않아서 키가 크지 않는 경우도 많답니다. 어릴 때부터 바른 자세를 해야 한다는 것을 아이에게 알려 주세요. 그러면 아이의 키가 한 뼘 더 자랄 수 있을 거예요.
오늘날 과학은 비약적으로 발달해 생명을 복제하는 수준에까지 이르렀습니다. 그러나 이런 과학의 발달이 인류의 행복을 보장해 주지는 않습니다. 과학의 발달 이전에 생명의 존엄성이 우선 되어야 하기 때문입니다. 이 책을 통해서 생명의 탄생과 복제, 생명의 소중함에 대해서 알 수 있습니다. 그리고 인간의 존엄성에 대해 다시 한 번 생각해 보는 계기가 되었으면 합니다. 아이와 과학의 발달로 인해 인간이 얻는 이로운 점과 문제점에 대해 이야기해 보세요. 아이의 생각의 키가 한 뼘 더 커질 것입니다.
날씨는 여러 가지 모습을 가지고 있습니다. 그래서 어떤 날은 비가 오기도 하고, 어떤 날은 햇빛이 쨍쨍 내리쬐기도 하지요. 이렇게 날씨가 변하는 것은 물과 공기에 의해 구름, 비, 바람이 생기기 때문이랍니다. 하지만 아이들은 물과 공기가 날씨를 변하게 한다는 것을 잘 모르지요. 이 책을 통해 구름은 왜 생기는지, 비는 왜 내리는지, 바람은 왜 부는지 이해할 수 있게 해 주세요. 아이들이 날씨에 대해 더 큰 관심을 가지게 될 거예요.
초승달, 상현달, 보름달, 하현달, 그믐달. 모두 밤하늘을 밝혀주는 달을 부르는 말이에요. 달의 모양은 매일 조금씩 변해요. 그 까닭은 무엇일까요? 바로 달이 지구 주위를 돌기 때문이에요. 달은 지구에 가장 가까이 있는 천체로 지구에 많은 영향을 준답니다. 밀물과 썰물이 생기게 하고, 태양이 사라지는 일식이 생기게도 하지요. 이 책을 통해 아이들이 달에 대한 호기심을 해결하고, 우리가 살고 있는 지구에 대해서도 더 큰 관심을 가질 수 있게 해 주세요.
우리가 발을 딛고 서 있는 지표면은 빗물, 강물, 지하수, 바닷물 등에 의해 지금도 끊임없이 변하고 있습니다. 이 책에서는 강의 상류, 중류, 하류에서 일어나는 물의 작용과 강의 모양 등을 중심으로 지표면의 변화에 대해 알아보았습니다. 아이들에게 물이 한 곳에 머물러 있지 않고 순환한다는 것을 알려 주면서 한 방울 한 방울의 물이 모여 얼마나 큰 일을 하는지에 대해 관심을 가지도록 지도해 주세요.
우리나라에는 현재 활동 중인 화산이 없고, 지진이 자주 발생하지도 않습니다. 그러나 이웃해 있는 가까운 일본에서는 화산 폭발과 크고 작은 지진이 계속 발생하고 있지요. 아이들에게는 화산 폭발이나 지진이 두려움의 대상이 될 수도 있습니다. 그러나 화산과 지진 연구를 통해 지각을 이루고 있는 암석 판이 맨틀 위를 떠서 움직인다는 것을 알게 되었고, 지구 내부의 구조도 알게 되었지요. 이 책을 통해 화산 폭발과 지진이 왜 일어나는지 이해하고, 화산과 지진에 대해 흥미를 가질 수 있도록 지도해 주세요.
아주 먼 옛날부터 사람들은 밤하늘에서 밝게 빛나는 별들을 이어 별자리를 만들었습니다. 그리고 페가수스자리, 큰곰자리, 오리온자리처럼 신화나 전설에 나오는 신이나 영웅, 동물이나 물건을 따서 이름을 붙였지요. 밤하늘에서 별자리를 찾아보고, 별자리에 얽힌 이야기도 나누어 보세요. 별에 대한 아이들의 호기심이 더 커질 거예요. 또 주변의 작은 세계에만 익숙한 아이들에게 넓고 큰 우주를 이해하게 하는 데 큰 도움이 될 거예요.
우리가 살고 있는 지구는 태양 주위를 도는 여덟 개 행성 중의 하나입니다. 하지만 다른 행성과는 다르게 물이 있고 공기가 있어 많은 생물이 조화를 이루며 살고 있지요. 이 책을 통해 지구와 태양 그리고 다른 태양의 가족에 대해 알아보고, 아이들이 끝을 알 수 없이 넓은 우주에 대해 더 큰 관심을 가질 수 있게 해 주세요.
화석을 보면 먼 옛날 지구에 살았던 생물의 모습, 과거 그 지역의 자연 환경 등을 알 수 있습니다. 그건 옛날에 살았던 생물이 죽어서 퇴적암 속에 들어 있거나 그 흔적이 남아 있는 것을 화석이라고 하기 때문입니다. 지금은 멸종하여 볼 수 없는 공룡이 알을 낳아 번식하였다는 것도 바로 공룡알 화석을 보고 알 수 있게 된 것이지요. 이 책을 통해 아이들이 화석이 무엇인지 정확하게 이해하게 하여 화석에 대해 더 큰 관심을 갖도록 해 주세요.
우리나라는 봄, 여름, 가을, 겨울 사계절의 변화가 뚜렷합니다. 봄과 가을에는 춥지도 않고 덥지도 않지만, 여름에는 찌는 듯이 무덥고, 겨울에는 무척 춥지요. 그런데 왜 일 년 내내 같은 계절이 계속되지 않고 계절이 바뀌는 것일까요? 이 책을 통해 계절이 바뀌는 까닭은 무엇인지 알아보고, 계절에 따라 주변의 자연 환경과 생활 모습에 어떤 변화가 생기는지도 알아보세요.
아이들은 공룡을 아주 좋아합니다. 그래서 공룡이 지금도 살고 있다고 오해하는 경우가 있지요. 공룡은 중생대의 트라이아스기에 나타나 백악기까지, 1억 6천만 년 동안 살다가 멸종한 동물이랍니다. 사람은 공룡이 멸종하고도 아주 오랜 시간이 지난 후에야 지구 상에 나타났지요. 우리에게 공룡의 존재가 알려진 것은 겨우 200년 정도밖에 되지 않는답니다. 바로 공룡 화석을 통해서지요. 이 책을 통해 신비롭고 놀라운 공룡의 세계로 여행을 떠나 보세요.
소리는 아이들이 궁금해 하는 내용 중 하나입니다. 소리는 귀로 느끼는 파동이고, 빛은 눈으로 느끼는 파동입니다. 파동은 에너지의 근본이지요. 이런 소리의 성질을 설명하기 위해 이 책에는 여러 가지 개념과 원리가 등장합니다. 아이들이 잘 이해할 수 있도록 주위에서 쉽게 접할 수 있는 예를 들어 주세요. 책의 내용 중 직접 실험할 수 있는 것은 따라해 보면서 눈으로 확인하는 것이 원리 이해를 돕는 가장 손쉬운 방법입니다.
자석을 이용한 물건들은 우리 주변에 많이 있습니다. 벽에 붙이는 광고지, 필통, 냉장고 문, 장난감 속의 자석뿐만 아니라 선풍기, 세탁기, 드라이어 같은 전기 제품 속에도 자석이 들어 있지요. 이 책을 읽으면서 일상생활에서 이용되는 자석과 장난감을 함께 경험하게 하면 자석의 원리를 더 잘 이해할 수 있을 거예요. 그리고 호기심 사이언스 박스 안의 자석과 철가루를 이용하여 자석의 힘을 직접 체험할 수 있게 도와주세요. 아이들의 흥미와 호기심을 더 높일 수 있을 거예요.
전기로 실험하는 것은 매우 흥미롭습니다. 전구에 불이 들어오고, 모터가 돌아가고, 소리가 나는 등 눈앞에서 변화를 직접 볼 수 있기 때문이지요. 하지만 전깃줄 안의 세상은 우리 눈에 보이지 않기 때문에 왜 그런 현상이 일어나는지 실험을 하면서도 모를 때가 많아요. 전기는 전자가 전기 회로 안을 돌아다니며 벌이는 여러 현상입니다. 전기 회로를 꾸민다는 것은 전자들이 다닐 수 있도록 길을 연결해 주는 것이지요. 아이들과 함께 간단한 실험을 하며 눈에 보이지 않는 전기의 세계를 경험해 보세요.
빛은 우리가 살아가기 위해 꼭 필요한 것입니다. 빛과 눈이 물체를 보는 과정을 연결 짓는 것은 매우 중요해요. 이 책은 초등학교에서 배우는 빛과 관련된 개념을 총체적으로 설명하고 있습니다. 이 책에 나오는 여러 가지 상황을 중심으로 빛의 성질을 탐구하고 어떻게 이용되는지 알아보세요. 또 책에 그려진 그림과 같은 일을 일상생활에서 찾아보고 이것이 빛의 성질과 어떤 관계가 있는지 이야기해 보세요.
관성은 아이들이 이해하기에는 매우 어려운 개념이에요. 특히 눈에 보이지 않는 마찰력을 이해하기란 쉽지가 않지요. 이럴 때는 생활 속에서 경험할 수 있는 다양한 관성의 예를 보여 주며 왜 그런 현상이 일어나는지 설명해 주세요. 또 직접 몸을 움직이거나 주변에 있는 물체를 움직여서 관성과 마찰력을 느끼게 해 주세요. 직접 경험하고 나면 어려운 관성과 마찰력도 생각보다 쉽게 이해할 수 있습니다.
중력은 우리가 항상 경험하고 있는 힘이지만 공기와 마찬가지로 중력을 느끼기는 쉽지 않지요. 한국에서 최초로 우주인이 탄생하면서 아이들이 우주에 대해 많은 관심을 갖게 되었어요. 아이들에게 지구에서의 모습과 지구의 중력이 미치지 않는 우주 공간에서의 모습을 비교해서 설명해 주면 중력의 힘을 쉽게 이해할 수 있을 거예요. 놀이 기구를 탈 때 무중력을 경험하면서 중력에 대해 설명해 주는 것도 좋은 방법이에요.
우리가 생활하면서 사용하는 도구는 매우 많아요. 대부분 지레, 도르래, 빗면, 축바퀴의 원리가 이용되고 있지요. 이 도구들 덕분에 작은 힘으로 큰 물체를 옮길 수 있고, 물체의 모습을 변형시킬 수도 있어요. 이 책에서는 지레, 도르래, 빗면, 축바퀴의 원리를 주변에서 흔히 볼 수 있는 기계나 도구로 설명하고 있습니다. 가정에서 사용하는 도구들을 아이들에게 직접 사용해 보게 하고 그 원리를 설명해 준다면 더 잘 이해할 수 있을 거예요. 책에 그려진 그림과 비교해 보는 것도 좋은 방법입니다.
우리 주변에는 다양한 물질로 만든 여러 가지 물체가 있습니다. 아이와 물체를 보면서 어떤 물질로 이루어져 있는지 이야기를 나누어 보세요. 아이가 물체와 물질에 대해 쉽게 이해할 수 있을 거예요. 또 물질을 고체, 액체, 기체로 구분하는 활동도 해 보세요. 고체와 액체를 만져 보거나 여러 가지 그릇에 담아 보면 어떻게 다른지 아이는 금방 알 수 있답니다. 이런 손쉬운 활동을 통해서 아이는 과학을 더 친근하게 느끼게 될 것입니다.
소금을 물에 넣으면 녹아서 보이지 않습니다. 이처럼 우리 주위에는 물에 녹는 물질이 많습니다. 그러나 모든 물질이 물에 녹는 것은 아니에요. 이 책을 통해서 물에 녹는 물질과 물에 녹지 않는 물질의 종류와 성질, 그리고 어떻게 우리 생활에 이용되는지도 알 수 있습니다. 주위에 있는 물질 하나하나에 대해 관심을 기울여 보세요. 그러면 과학이 어려운 것이 아니라 재미있고 생활과 밀접한 관계에 있다는 것을 알 수 있을 거예요.
우리는 혼합물 분리를 생활에 많이 이용하고 있습니다. 공기 청정기, 정수기 등 이 모든 것들이 혼합물의 성질이 다른 것을 이용해 각각의 물질로 분리하는 예를 이용한 것입니다. 이 책에서는 혼합물이 무엇인지, 어떻게 분리하는지 재미있는 실험을 통해 알 수 있게 해 줍니다. 과학이란 멀리 있는 것, 어려운 것이 아니라 우리 생활 속에 있다는 것을 알 수 있게 해 주세요.
기체는 어디에 있을까요? 많은 아이들이 눈에 보이지 않기 때문에 기체의 존재를 느끼지 못하고 있습니다. 아이에게 눈에 보이지 않는 기체를 설명하기 위해서는 아이가 가지고 노는 공이나 풍선 속에도 기체가 들어 있다는 것을 알려 주세요. 이 책을 통해서 산소, 수소, 이산화탄소 등 여러 가지 기체와 그 기체가 우리 생활에 어떻게 이용되는지 알 수 있습니다. 또, 기체가 우리가 살아가는 데 얼마나 소중한 존재인지도 말이에요.
불은 우리에게 없어서는 안 되는 소중한 것입니다. 하지만 집에 불이 난다면 한순간에 많은 것을 잃게 되지요. 이처럼 불은 두 개의 다른 얼굴을 가지고 있어요. 불이 나는 것은 불에 잘 타는 물질과 산소, 그리고 뜨거운 열 때문이에요. 불을 끄려면 이 세 가지 중에 하나만 없애면 되지요. 이 책을 통해서 두 얼굴의 불을 잘 이해할 수 있게 될 거예요.
우리 주위에는 산성 물질과 염기성 물질이 많아요. 산성 물질과 염기성 물질은 각각 성질이 다르답니다. 이 책에는 지시약을 이용해 산성 물질과 염기성 물질을 구분하는 방법이 재미있게 설명되어 있습니다. 또, 다양한 실험도 함께 실려 있어 어린이들이 과학에 대해 흥미를 느낄 수 있을 것입니다. 이제부터 주변에 있는 물질 하나하나에 대해 관심을 가져 보세요. 그러면 어떤 과학적 원리가 숨어 있는지 알 수 있을 거예요.