몽글몽글 물방울 보석
준비물 식용유, 물, 물감, 물약병(또는 주사기), 유리컵
물로 목걸이와 반지에 달린 반짝반짝 예쁜 보석을 만들어보자. 밀도와 물의 표면장력을 배우는 간단한 놀이로, 아이가 좋아하는 물감을 물에 풀어 물약병에 담는다. 컵에 식용유를 ¾ 정도 채우고 물감물을 한 방울씩 떨어뜨릴 것. 물감이 퍼지지 않고 동글동글 물방울 모양을 한 채 바닥에 가라앉는다. 다양한 색깔의 물감물을 차례로 떨어뜨리면 서로 섞이지 않고 예쁜 물 보석이 만들어진다.
coaching knowhow 밀도란 같은 크기에 들어 있는 물질의 질량을 말한다. 물질마다 밀도가 제각기 다른데, 물은 식용유보다 밀도가 높기 때문에 섞이지 않고 그대로 바닥에 가라앉게 된다. 밀도의 개념을 설명하기 보다 아이의 흥미를 유발할 정도로만 실험을 진행할 것. 먼저 놀이 시작 전 컵에 식용유와 물을 적당히 따르고 “물과 기름을 비교해보자. 물을 만졌을 때 느낌이 어때? 식용유를 만지는 느낌은 어떻게 다르지?” 식으로 물어보며 아이와 자유롭게 이야기를 나눈다. 그다음 물방울 보석을 아이와 함께 만들어보고 식용유와 물이 섞이지 않는 것을 관찰해 본다.
연필로 유리병 들어올리기
준비물 유리병, 쌀, 연필
간단한 재료로 마찰력과 저항력을 알려주자. 유리병에 쌀을 채운 다음 탁자에 몇 번 쳐서 빈 공간을 없애고 쌀을 마저 넣는다. 쌀이 가득 차면 연필을 쌀에 꽂는다. 이 상태에서 연필을 들면 처음에는 쏙 빠져버리지만 유리병을 여러 번 바닥에 치고 다시 연필을 꽂아 천천히 들어 올리면 병까지 그대로 올려진다.
coaching knowhow 마찰은 물체의 운동을 방해하는 힘이다. 쌀을 병에 계속 담으면 쌀알 사이의 틈이 줄어 빡빡해지는데 이때 연필을 힘차게 꽂아 넣으면 마찰이 생겨 병째 들어 올려 진다. 마찰이라는 개념을 아이가 이해하기는 어려우므로 “○○이가 처음 연필을 꽂았을 때는 병이 톡하고 떨어졌지? 그런데 엄마가 병을 계속 탁탁 치니까 안에 있던 쌀알 사이의 공간이 점점 좁아져서 쌀알들이 연필을 꽉 붙잡아 병이 들어 올려지는 거야”라고 설명해주면 된다.
춤추는 바다
준비물 작은 주스병, 물, 식용유, 파란색 물감, 풍선, 가위
주스병에 파란색 물감물을 ½ 정도 채우고 그 위에 식용유를 붓는다. 풍선을 가위로 작게 자른 다음 병 안에 풍선 조각을 넣을 것. 젓가락으로 풍선 조각을 살짝 안쪽으로 눌러주면 풍선 조각이 물과 기름 사이에 떠 있는 걸 관찰할 수 있다.
coaching knowhow 물방울 보석처럼 밀도차를 관찰할 수 있는 놀이. 일단 물감물과 식용유가 서로 섞이지 않는다는 사실을 아이와 함께 관찰해보자. 아이에게 “물과 기름은 섞이지 않는 다는 걸 봤지? 그럼 여기에 풍선을 넣으면 어떻게 될까?”라고 묻고 자유롭게 이야기를 나누자. 그 다음 풍선 조각을 넣어보고 아이와 관찰할 것. 크기가 작은 풍선이 중간에 떠 있는 걸 무척 신기해 한다.
물을 빨아들이는 컵
준비물 양초, 유리컵, 오목한 접시, 물, 라이터
양초를 5cm 길이로 자른 뒤 불을 붙여 오목한 접시에 촛농을 떨어뜨리고 세워 고정한다. 그다음 접시에 물을 붓는데 이때 물감물을 사용하면 관찰하기 좋다. 아이에게 “양초를 컵으로 덮으면 물이 어떻게 될까?”라고 물어보고 아이와 이야기를 나누자. 그리고 양초 위에 유리컵을 덮으면 촛불이 꺼지면서 물이 컵 안쪽으로 빨려 들어가는 걸 관찰할 수 있다. 이때 컵이 조붓하고 긴 것일수록 실험 결과가 더 잘 보인다.
coaching knowhow 공기는 더워지면 운동이 활발해지면서 위쪽으로 올라가고, 차가운 공기는 아래쪽으로 모여들어 따뜻한 곳과 차가운 곳에 공기의 압력차가 생긴다. 이러한 공기의 압력차를 눈으로 관찰할 수 있는 놀이로, 아이에게 “우리가 숨을 쉬는 건 공기란 게 있어서인데, 촛불도 공기가 있어야 켜진단다. 촛불로 컵이 따뜻해지면 컵 안의 공기가 활발하게 움직이면서 위로 올라가게 돼. 그러면 컵 안보다 온도가 낮은 바깥쪽 공기가 물을 내리누르기 때문에 물이 안쪽으로 밀려들어가게 된단다”라고 설명해주자.
끼리끼리 모여라
준비물 다양한 단추, 쟁반, 작은 그릇
집에 있는 단추를 쟁반에 모아놓고 아이가 관찰하게 한다. 그릇을 여러 개 준비해 “단추를 색깔별로 나눠볼까?”라고 말한 뒤 아이 스스로 분류하도록 하자. 이때 나무, 플라스틱, 고무 등 소재별로 나누거나 단추의 구멍 개수로 나누어도 재밌다.
coaching knowhow ‘분류하기’는 과학 영역뿐 아니라 우리 생활 곳곳에서 자주 쓰인다. 어른들 눈에는 쉬워 보이지만 어린아이에게는 어려울 수 있으니 먼저 물건을 탐색할 시간을 주는 게 중요하다. 단추 외에 장난감이나 액세서리를 모양별로 나누어보거나 마트에 가서 상품이 어떻게 진열되어 있는지 살펴보는 것도 좋은 방법. “마트에는 물건이 많아서 종류별로 모아놨어. 그런데 어디에 어떤 물건이 있는지 알려면 뭘 보면 될까?”라며 이야기를 나눠보자.
빵빵~ 풍선 공기총
준비물 색종이, 500㎖ 페트병, 풍선, 가위, 커터 칼, 넓은 접착테이프
커터 칼로 페트병 몸통의 중간 부분을 가로로 자르고 윗부분만 사용하고, 풍선은 몸통의 중간을 가로로 자른 뒤 밑 부분만 쓴다. 페트병 입구 반대편에 풍선을 씌우고 접착테이프로 고정한다. 손으로 풍선을 잡아당겼다가 놓으면 페트병 입구로 센 바람이 나온다.
coaching knowhow 공기를 순간적으로 밀어내어 센 바람을 만드는 놀이. 센 바람은 일을 할 수 있는 에너지를 갖게 된다는 것도 알려줄 수 있다. 엄마는 “풍선을 안쪽으로 누르면 병 안에 있는 공기가 그대로 밀려나와. 풍선을 손으로 잡아당기면 페트병 내부의 공간이 더 넓어지는데 이때 풍선을 놓으면 한순간에 공기가 좁은 입구로 밀려나가면서 종이가 날아갈 정도의 센 바람이 생기는 거란다”라고 설명해주자.
종이컵 전화기
준비물 종이컵 2개, 실, 이쑤시개, 바늘, 접착테이프
종이컵에 바늘로 작은 구멍을 내고 실을 꿴 다음 실 끝에 이쑤시개를 달아 접착테이프로 고정해 빠지지 않게 한다. 그다음 종이컵을 귀에 대고 팽팽하게 당긴 상태의 실을 손톱으로 긁으면 종이컵을 통해 소리가 확대되어 크게 들린다. 이때 다양한 재질과 굵기의 실을 사용하면 다양한 소리를 들어볼 수 있다. 어느 정도 탐색했다면 실 끝 부분에 똑같은 방법으로 종이컵을 하나 더 연결해 종이컵 전화기를 만들어보자. 실을 팽팽하게 유지한 채 전화 통화하듯 말소리를 내보면 아이가 무척 재미있어한다.
coaching knowhow 소리가 확대되는 원리를 배우는 놀이로 소리를 전달하는 물질의 종류를 다르게 하면 소리의 크기와 종류가 달라지는 것을 관찰할 수 있다. 어린아이에게 소리의 원리까지 이해시키는 것은 무리이므로 “모든 소리는 물체를 통해 전달될 수 있어. 종이컵에 연결된 실을 손으로 긁었을 때 소리가 나는 것도 이 때문이야”라고 설명해주자. 그다음 집에 있는 스피커, CD플레이어, TV 등 소리가 나는 물건에 손을 대고 진동을 느껴보게 하는 것도 좋다.
검은 사인펜이 물에 번지면?
준비물 도화지, 수성 사인펜(검은색), 한지, 가위, 투명 컵, 쪼개지지 않은 나무젓가락, 물
한지를 1×6cm 크기로 자르고 사면의 끝 쪽에 1cm 여유를 두고 검정 사인펜으로 동그란 원을 그려 칠한다. 두 쪽이 붙은 나무젓가락 사이에 이 한지를 끼우고 투명 컵 위에 걸쳐놓은 뒤 한지 끝이 닿을 정도로 물을 부으면 끝. 검정 사인펜을 칠한 한지에 물이 스며들어 번지면서 검은색 외에 다양한 색이 분리되어 나타난다.
coaching knowhow 각 색소의 이동 거리에 따라 혼합물을 분리하는 방법인 크로마토그래피를 이용한 과학놀이다. 한지에 물이 스며들어 검은색이 번지면서 다양한 색으로 분리되면 “검은색이 아니라 여러 가지 색이 숨어 있었네. 어떤 색이 보이니?”라고 물어보자. 그다음 아이에게 “눈으로 보기에는 검은색이지만 이 안에는 여러 가지 색이 숨겨져 있어. 물에 닿으면 숨어 있던 색소가 층층이 분리된단다. 이거 봐, 정말 신기하지?”라고 설명해준다.
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기획 황선영 기자 / 사진 이혜원 / 도움말 조옥(CBS영재교육학술원 원장), 임현희(리틀버디 소장) / 참고도서 <창의폭발 엄마표 실험왕 과학놀이>(이조옥·이진선 저, 로그인)
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