"햇볕 아래 있던 얼음이 먼저 녹았으니까, 햇볕이 얼음을 더 빨리 녹이는 거야!" 그럴 수도 있습니다. 그런데 햇볕 아래 얼음이 더 작았거나, 다른 얼음은 두꺼운 접시에 있는데 이 얼음은 금속 쟁반에 있었다면 어떨까요? 그러면 결과가 아무것도 알려 주지 못합니다. 다른 점이 하나가 아니었으니까요.
이것이 공정한 실험의 생각입니다. 알아보고 싶은 한 가지만 다르게 하고 나머지는 모두 똑같이 하는 것이지요. 아이들은 7살 무렵부터 이 생각을 이해하기 시작하고, 10~11살쯤 되면 스스로 공정한 실험을 계획하는 아이도 많습니다(물론 아이마다 다릅니다). 이 글에서는 집에 있는 물건으로 연습하는 방법을 소개합니다.
실험이 공정하다는 것
어떤 실험에든 세 가지가 있습니다.
| 종류 | 뜻 | 얼음 예시 |
|---|---|---|
| 바꾸는 것 | 일부러, 딱 한 가지 | 접시를 놓는 곳: 햇볕 아래 또는 그늘 |
| 재는 것 | 지켜보거나 세는 것 | 얼음이 다 녹을 때까지 걸리는 시간 |
| 똑같이 두는 것 | 그 밖의 모든 것 | 얼음 크기, 접시 종류, 시작 시각 |
아이가 기억하기 좋은 한 문장이 있습니다. "한 가지만 바꾸고, 나머지는 똑같이 하고, 재 보자."
두 가지가 한꺼번에 바뀌면 어느 쪽 때문에 차이가 났는지 알 수 없습니다. 핵심은 그것뿐이고, 아이들은 잘못된 예를 한 번 보면 금세 이해합니다.
시험 1: 얼음은 어디서 더 빨리 녹을까?
- 같은 얼음 틀에서 얼음 두 개를 꺼냅니다. 그러면 크기가 같습니다.
- 똑같은 접시 두 개를 씁니다.
- 접시 하나는 햇볕 아래, 하나는 그늘에 같은 순간에 놓습니다.
- 5분이나 10분마다 시계나 주방 타이머로 확인합니다.
- 각각의 얼음이 완전히 사라진 때를 적습니다.
시작하기 전에 아이에게 물어보세요. "무엇을 바꾸는 거지? 무엇을 똑같이 두는 거지?" 얼음도, 접시도, 시작 시각도 같은지 아이가 직접 확인하게 해 주세요. 다른 것은 장소뿐입니다.
시험 2: 장난감 자동차는 높은 경사로와 낮은 경사로 중 어디서 더 멀리 갈까?
경사로가 될 판자나 쟁반, 단단한 두꺼운 종이, 두께가 같은 책 몇 권, 작은 장난감 자동차, 줄자(또는 바닥 타일이나 걸음 수로 세어도 됩니다)가 필요합니다.
- 낮은 경사로를 만듭니다. 판자를 책 한 권에 기대어 놓습니다.
- 위쪽에 테이프로 출발선을 표시합니다. 자동차가 늘 같은 자리에서 출발하도록 하기 위해서입니다.
- 밀지 말고 가만히 놓습니다. 밀면 속도가 달라지고, 그것이 두 번째로 바뀌는 것이 되어 버립니다.
- 경사로 아래에서부터 자동차가 굴러간 거리를 잽니다.
- 책을 두 권, 세 권으로 늘려 가며 되풀이합니다.
매번 같은 자동차, 같은 바닥, 같은 출발선을 씁니다. 바뀌는 것은 책의 수뿐입니다.
재고, 되풀이하고, 적기
공정한 실험에서도 결과는 매번 조금씩 다를 수 있습니다. 자동차가 바닥의 틈에 걸리거나 비스듬히 굴러갈 수도 있으니까요. 그래서:
- 각각 세 번씩 해 봅니다. 하나만 크게 다르다면 왜 그런지 이야기해 보세요.
- 간단한 표를 씁니다. 어린아이는 바를 정 자로 표시하거나 타일 한 칸마다 점을 하나씩 그려도 됩니다.
| 경사로 밑 책 수 | 1번째 | 2번째 | 3번째 |
|---|---|---|---|
| 1 | |||
| 2 | |||
| 3 |
- 결과를 말로 풀어 봅니다: "경사로가 더 높았을 때 자동차는…"
- 다음엔 무엇을 해 볼지 물어봅니다: "또 무엇을 바꿔 볼 수 있을까? 자동차? 바닥?" 그리고 그 한 가지만 바꾸는 새로운 공정한 실험을 계획합니다.
"불공평한 곳 찾기" 놀이
아이가 생각을 이해했다면, 일부러 틀리게 차린 실험을 보여 주고 문제를 찾게 해 보세요. 아이들은 어른의 실수를 잡아내는 걸 아주 좋아합니다.
- 얼음: 큰 얼음은 햇볕 아래, 작은 얼음은 그늘에 둔다.
- 경사로: 자동차 한 대는 살며시 놓고, 다른 한 대는 살짝 민다.
- 바닥: 한 경사로에서는 카펫으로, 다른 경사로에서는 타일로 자동차를 굴린다.
- 식물: 두 식물에 물을 다르게 주면서 서로 다른 창가에도 둔다.
- 종이비행기: 두 가지 모양을 비교하면서 서로 다른 종이로 접고 서로 다른 사람이 날린다.
아이가 "이건 공평하지 않아, 왜냐하면…" 하고 말한 뒤 차림을 고치게 하세요. 그다음엔 역할을 바꿔서, 아이가 불공평한 실험을 설계하고 어른이 문제를 찾습니다. 교묘한 실수를 설계하는 것도 좋은 연습입니다. 실험의 모든 부분을 생각해야 하니까요.
Dologi의 집중력 주제에 있는 "틀린 그림 찾기" 퍼즐에서는 거의 똑같은 그림 두 장이 나오고, 아이는 다른 곳을 하나씩 누릅니다. 두 실험 차림이 정말 똑같은지 확인할 때 아이가 하는 꼼꼼한 비교와 같은 힘을 씁니다.
정리하면
- 공정한 실험은 한 가지만 바꾸고 나머지는 모두 똑같이 둡니다.
- 시작하기 전에 무엇을 바꾸고, 무엇을 재고, 무엇을 똑같이 둘지 말해 보세요.
- 각각 몇 번씩 되풀이하고 결과를 간단한 표에 적어 보세요.
- 일부러 실수를 만들어 "불공평한 곳 찾기" 놀이를 하고, 역할을 바꿔 보세요.