도전! 나도 과학자, 테스트해보자
도전! 나도 과학자, 테스트해보자
  • 김태선 충북자연과학연구원장
  • 승인 2022.10.26 17:40
  • 댓글 0
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선생님이 들려주는 과학이야기
김태선  충북자연과학연구원장
김태선 충북자연과학연구원장

학생과학발명품경진대회나 과학전람회에 출품된 작품들을 컨설팅하면서 발견하는 사실이 있다. 신기하게도 과학 하는데 필요한 탐구과정 요소들을 제대로 알지 못하고 있으며, 알고 있더라도 제대로 활용할 줄 모른다는 점이다. 이 글을 읽는 당신은 어떠한가? 탐구과정 요소 중에서 관찰, 추리, 예상을 구별해낼 수 있는가? 직접 테스트해보자.

관찰, 추리, 예상을 설명하는 데 자주 사용되는 카툰이 있다. How do you make predictions?(Project 113)에 나오는 활동자료로 다음과 같다.



멀리 산봉우리를 바라보며 두 사람이 이야기하고 있다.

A: 2분 이내에 저 산봉우리가 하늘 높이 날아가 버릴거야.

B: 어떻게 그걸 알아?

A: 발밑에 땅이 흔들리는 것이 느껴져. 그래서 알 수 있지.

그때 두 사람의 발밑에서 고개를 쏙 내민 작은 두더지가 웃는다. 크크크



위 상황과 관련해 다음 세 가지 문장이 주어진다. 다음 중 어떤 것이 관찰한 것이며, 어떤 것이 추리한 것이고, 어떤 것이 예상일까 답변해보자.

1. 2분 이내에 저 산봉우리가 하늘 높이 날아가 버릴거야. 2. 발밑에 땅이 흔들리는 것이 느껴져. 3. 땅이 흔들리는 것은 화산 때문이다.

`뭐 이렇게 쉬운 것을 물어보는 걸까?'라고 생각할 수 있다. 그런데 이 기본적인 틀이 자연현상에서 일어나는 모든 복잡한 형태로 확장되어 나타나는데 많은 사람이 혼동한다.

먼저 세 가지 요소에 대해 정의해보면 관찰은`감각을 통한 정보의 획득'을 말하며, 추리는`왜 그런 일이 일어났는가'를 의미하고, 예상은`앞으로 어떻게 될 것인가'를 말한다. 물론 탐구를 진행하다 보면 나중에는 서로 상호 의존하는 관계가 되는 것을 파악하게 되기도 한다. 자연현상에 대해 관찰하고 해석하다 보면 때로는 관찰한 결과에서 어떤 패턴을 알아내기도 한다. 앞에서 제시된 예시에서 알아차린 분도 있겠지만 옳고 그름의 판단은 상관없음을 깨달았기를 바란다.

자 그럼, 나도 과학자의 소질을 지녔는지 답을 알아보자. 앞으로 어떻게 될 것인지를 예측하는 문장은 `2분 이내에 저 산봉우리가 하늘 높이 날아가 버릴거야'라는 문장으로 이것이 예상에 해당한다.`발밑에 땅이 흔들리는 것이 느껴져'라는 문장은 감각을 통해 획득한 정보이므로 관찰이다. 관찰한 사실에 대한 설명이 되는 `땅이 흔들리는 것은 화산 때문이다.'라는 문장이 추리에 해당한다.

사물이나 현상을 관찰한 결과를 논리적으로 설명할 때 사용되는 진술이 추리이다. 모든 추리는 관찰에 근거해야 한다. 옛날 사람들이 지구는 평평하다고 믿었는데 그때까지 관찰된 사실들은 이러한 추리를 지지해 주었기 때문이다. 나중에 나타난 새로운 관찰 결과는 지구가 어떻게 생겼는지에 대한 추리를 불러왔으며 먼 바다로 나가면 지구 밖으로 떨어질 것이라는 예상을 바꾸어놓았다. 증거가 없거나 아주 적을 때 만들어진 의견은 추측일 뿐 추리가 아니다. 감각을 통한 정보의 획득은 관찰에 의한 것이며, 왜 그런 일이 일어났는지에 대한 것이 추리이고, 앞으로 어떻게 될 것인지에 대한 설명이 예상이다.

관찰, 추리, 예상이 확실히 구별됨에도, 다양한 사례를 만나면 다시 혼동하는 경우를 자주 본다. 과학적 탐구능력이 바르게 갖추어져야 비로소 과학자의 기초를 다졌다고 할 수 있다. 이제 노벨상에 도전할만한 과학자의 자질을 가졌는가? 그렇다면, 다음 문장은 어떤 탐구과정 요소일까? `비가 그치고 해가 나오는 것을 보니 아마 무지개가 뜰 것이다.'


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