과학은 원리를 추론해가는 과정

 

철수는 연어가 어릴 때 바다로 갔다가 다 자란 후 후각을 사용하여 원래의 장소로 돌아온다는 tv 방송 내용에 흥미를 느끼고, 개미의 길 찾기 행동을 탐구하여 다음과 같은 탐구 보고서를 제출하였다.

 

<탐구 보고서>

1. 탐구문제 : 개미들은 어떻게 집을 찾아올까?

2. 가설 : 개미는 분비물질로 표시를 하여 길을 찾을 것이다.

3. 실험

(1) 개미집이 보이지 않는 곳에 먹이를 두었다.

(2) 개미가 먹이를 찾아 개미집을 떠난 후 지나간 길의 흔적을 지웠다.

(3) 개미가 먹이를 찾은 후 집으로 돌아오는지를 관찰하였다.

(4) 같은 방법으로 총 20마리의 길 찾기 행동을 관찰하였다.

4. 결과 : 20마리 중 18마리는 개미집으로 돌아오지 못했고 2마리는 돌아왔다.

5. 결론 : 개미는 지나갈 때 분비한 물질로 표시해 둔 길을 따라 개미집으로 돌아온다.

 

이 보고서에 대해 과학 선생님은 철수의 참구 과정에 오류가 있기 때문에 과학적 결론으로 보기 어렵다고 지적하였다. 선생님이 철수의 결론이 과학적이지 못하다고 지적한 이유로 가장 타당한 것은?

 

 

1. 흔적을 지우지 않았을때 개미가 같은 길로 돌아오는지를 관찰하지 않았다.
2. 개미가 집으로 돌아올 때 먹이를 가지고 오는지를 관찰하지 않았다.
3. 개미가 집으로 돌아오는대 걸리는 시간을 측정하지 않았다.
4. 개미가 배출한 화학 물질이 무엇인지 확인하지 않았다.
5. 돌아온 2마리 개미를 가지고 반복 실험을 하지 않았다.

 

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이 문제는 수학능력시험 과학탐구 영역의 문제입니다. 개미가 자기 집을 찾아오는 과정에 대한 탐구과정이 올바로 되어있는지를 판단하는 문제입니다. 이 문제를 잘 풀기 위해서는 단순한 호기심이 해결이 아니라 원리를 찾아가는 과정에 대한 충분한 이해가 뒷받침되어야 함을 알 수 있습니다.

 

요즘 학교에서의 과학교육은 탐구 활동으로서의 과학이 강조됩니다. 문제에 직면하여 그 문제를 해결하는 탐구의 방법과 탐구의 결과로 얻은 지식의 체계 전체를 얻도록 하고 있습니다.

 

우선 다양한 체험은 창의력의 기초 자료가 됩니다. 세계적인 발명품은 자료의 제공처가 어린 시절의 경험인 경우가 많습니다. 고속전철 테제베의 설계자는 어린 시절 물총새가 고기를 낚아 올리는 모습을 보고 힌트를 얻었다고 합니다. 매우 빠른 속도로 고기를 낚아 올리지만, 물에 파문이 거의 일지 않은 힘의 집중을 신기하게 여기고, 이 현상을 연구해 테제베의 고속화를 이루었습니다.

 

 

항생제인 페니실린 발명 역시 마찬가지, 발명자는 할머니가 부스럼이 났을 때 식빵이 곰팡이를 치료제로 사용했던 것을 기억해, 곰팡이를 연구해 페니실린이라는 항생제를 만들어냈습니다.

 

모든 현상에는 논리적 체계를 지닌 과학적 원리가 숨겨져 있습니다. 이러한 원리를 찾아가는 과정을 배울 수 있도록 해주는 것이 매우 중요합니다. 아이들이 누구나 한 번쯤 가져보았을 생활 속의 궁금증을 다루고, 단지 궁금증에 대한 정답만을 알려 주는 것이 아니라, 과학의 원리를 이해할 수 있도록 구성되어 있습니다.

 

사물이나 자연 현상의 원리를 파헤쳐 가는 태도를 기르게 되면, 다른 문제를 대할 때에도 아이 스스로 원리를 응용하여 궁금증을 풀고 지식을 넓혀 나갈 수 있습니다.