[교실 밖 돋보기] 자연관찰탐구대회

학교에서 과학관련 행사들이 많은 4, 5월이다. 물로켓, 글라이더, 고무동력기, 자연관찰탐구대회, 과학탐구실험대회, 과학탐구토론대회 등 대회의 종류도 다양하다. 그 중에 자연관찰이나 탐구실험, 탐구토론대회는 2인 혹은 3인이 함께 팀을 이뤄 참가하는 대회다.

자연관찰탐구대회는 생명의 소중함과 경이로움을 직접 체험할 수 있는 대회이기도 하다.

2명이 한 팀으로 출전하는 이 대회는 자연현상의 관찰을 통해 자연에 대한 흥미와 호기심을 길러 자기주도적인 탐구능력을 키우는 것이 목적이다. 초등학교 5학년과 중학교 1학년이 참가대상이다. 교육청 예선 없이 바로 대구시 대회에 출전하며 선발된 3개 팀이 전국대회에 나가게 된다.

이 대회는 말 그대로 자연을 관찰, 탐구해서 보고서를 작성하는 대회다. 사전에 알고 있는 지식을 자연에 적용하는 것이 아니라 자연을 관찰해서 그런 모습을 가지게 된 과정을 유추하는 대회다. 보고서는 관찰계획서와 관찰보고서를 포함해서 보통 4매 정도 작성한다. 일반적인 보고서 작성방법은 문제인식(주제발견), 관찰결과, 가설, 실험설계, 결론도출 순으로 이루어진다. 먼저 관찰계획서에는 주제에 맞는 관찰 장소를 정하고 무엇을 탐구할 지, 어떤 방법으로 탐구할 지를 적어야 한다.

계획서를 바탕으로 관찰보고서에는 관찰결과를 상세한 그림과 부가설명을 곁들여 작성한다.

관찰결과가 나오면 그 결과를 토대로 가설을 설정한다. 가설은 '어떤 원인 때문에 어떤 결과가 나타났을 것이다' 라는 내용으로 구성된다. 가설이 정해지면 이 가설을 검증하는 실험설계가 이루어져야 한다. 자연관찰탐구대회는 직접 야외로 나가서 하는 대회이기 때문에 실제로 실험까지 이어지지는 않는다. 마지막으로 관찰과 탐구과정에 대한 소감을 적는 것으로 마무리 한다.

보고서 작성방법을 좀 더 구체적으로 살펴보자. 먼저 관찰을 위한 탐구요소는 환경적 요인과 생물적 요인으로 나눈다. 온도, 습도, 함수량, 햇빛, 부식물, 토양의 굳기, 입자의 크기 등이 환경적 요인이다.

생물적 요인은 개체 수 및 동식물의 종류, 분포상태, 같은 종의 비교 등을 조사할 수 있다. 관찰의 방법에는 오감을 사용하는 것 외에 창의적 관찰도 필요하다. 특별한 도구가 없더라도 자신의 신체를 최대한 활용하는 방법이 있다. 예를 들면 잎의 크기를 측정할 때 눈대중보다는 손 한 뼘의 길이를 이용해서 자가 없어도 정확한 길이를 측정할 수 있다. 또 땅에 쌓인 부식토의 양도 손가락의 깊이로 알 수 있다. 머리카락을 이용해 바람이 부는 방향도 알 수 있다. 탐구결과를 정리할 때는 그림, 표, 그래프를 통해 한눈에 결과를 알아볼 수 있게 정리하는 것이 좋다.

가설은 실험을 통해 검증 가능한 내용이어야 한다.

가설이 너무 많거나 하나의 가설에 여러 가지 원인이 있으면 실험설계를 통해 검증하기가 어렵다. 예를 들면 '일조량이 많고 습도와 바람이 적당하고 땅이 촉촉해야 풀이 잘 자랄 것이다' 라는 가설은 너무 많은 변인이 포함돼 있어 실험으로 검증하기가 힘들다. 가장 뚜렷한 특징을 변인으로 선택해서 가설을 설정하고 나머지 변인은 통제하도록 한다.

실험설계는 변인 통제가 정확하게 이루어져야 한다. 관찰방법과 마찬가지로 측정방법에 있어서 창의적 아이디어가 중요하다. 실험설계는 실험결과가 표와 그래프로 나타낼 수 있도록 하고 동일한 실험을 몇 회 반복하여 평균값을 낼 수 있도록 한다.

자연관찰탐구대회는 한국과학교육단체총연합회가 주관한다. 홈페이지를 보면 해마다 수상작을 볼 수 있다. 대회출전에 앞서 수상작들을 미리 살펴보면 도움이 될 수 있다.

물론 평상시에 자연의 변화를 예사롭게 넘기지 않고 관찰하는 습관을 길러왔다면 크게 걱정하지 않아도 된다. 이 같은 대회에 나간다는 것은 덤으로 스펙을 쌓는 의미도 있다. 그보단 이 봄에 바깥으로 나가서 자연의 경이로움을 체험해보는 것, 그 자체가 좋은 공부다.

송은경(와이즈만영재교육 대구중부센터 원장)