3차원의 벽을 넘어서라! 플레밍의 왼손 법칙을 한눈에 이해하게 해주는 비밀 도구 ‘미키마우스 장갑’
과학 트레이너 쿠와코 켄입니다. 매일매일이 즐거운 실험입니다.
눈에 보이지 않는 전기와 자기의 세계. 교과서 속 평면적인 페이지에서 벗어나 이를 입체적인 세계로 파악하는 일은 어른들에게도 참 머리 아픈 숙제입니다. 중학교 2학년 과학 시간에는 드디어 본격적인 전기의 세계가 펼쳐지며, 앙페르의 오른나사 법칙이나 플레밍의 왼손 법칙 같은 강력한 도구들이 등장하죠. 중학교 단계에서는 고등학교 물리처럼 복잡한 계산은 없지만, 대신 많은 아이가 거대한 장벽에 부딪히곤 합니다. 바로 3D 공간 인식 능력입니다.
평면에서 입체로! 머릿속으로 이미지화하는 즐거운 고통
칠판이나 교과서는 2차원이지만, 실제 전기와 자기의 세계는 3차원으로 움직입니다. 학생들에게 아무리 열심히 설명해도 머릿속에서 화살표를 입체적으로 돌리거나 공간을 잘라 단면을 떠올리는 것은 꽤 고차원적인 두뇌 활동을 필요로 합니다.
선생님, 어느 방향인지 도저히 모르겠어요!
이런 목소리가 터져 나오는 것도 당연합니다. 사실 전자기학의 기초를 세운 위대한 과학자들조차 보이지 않는 힘을 어떻게 시각화할지 정말 많이 고민했다고 하거든요. 그렇기 때문에 수업에서도 시각적인 임팩트를 주는 것이 무엇보다 중요합니다.
어제 수업에서는 실제로 전류를 흘려 나침반이 움직이는 모습을 관찰하는 모둠별 실험을 진행했습니다. 눈앞에서 벌어지는 신기한 현상! 전류 주변에 자기장이 생긴다는 것은 확인했으니, 오늘은 그 방향을 이론적으로 정리할 단계입니다. 바로 여기서 기발한 아이템이 등장합니다.
교실에 나타난 거대한 손의 정체
학생들의 기억에 강렬하게 각인시키기 위해 특별한 도구를 준비했습니다. 이번에 준비한 것은 바로 미키 마우스 손입니다! 이 장갑으로 오른나사 장갑과 왼손 법칙 장갑을 만들어 보았습니다.
먼저 보시는 것이 오른나사 오른손 장갑입니다.
엄지는 빨간색, 나머지 손가락은 파란색으로 칠했습니다.
많은 학생 앞에서도 아주 알기 쉽게 동작을 보여줄 수 있습니다.
그리고 이쪽이 플레밍의 왼손 장갑입니다.
엄지는 빨강, 검지는 파랑, 중지는 초록색으로 구분했습니다.
세트 하나만 구입해도 오른손과 왼손을 모두 만들 수 있다는 점이 정말 매력적입니다. 가장 큰 장점은 교사의 손이 거대해진다는 것입니다. 교단에 섰을 때 일반적인 손 크기로는 뒷자리 학생들에게 손가락 방향이 잘 보이지 않기 마련입니다. 하지만 이 코믹하고 커다란 손이라면 클래스 전체의 시선을 순식간에 사로잡을 수 있죠. 어, 선생님 손이 이상해!라고 주목하게 만드는 것, 그것이 바로 배움의 입구입니다.
색상 구분이 핵심! 혼란을 막는 시각적 효과
또한 이 장갑에는 처음부터 색이 입혀져 있습니다. 초록색 손가락이 전류야, 빨간색 손가락이 자기장이야라는 식으로 색상과 언어를 연결해 설명할 수 있다는 것도 큰 장점입니다.
특히 오른손은 직선 전류가 만드는 자기장뿐만 아니라 코일 내부의 자기장을 생각할 때도 쓰입니다. 상황에 따라 엄지가 전류가 되기도 하고 자기장이 되기도 하며 역할이 바뀌기 때문에, 유성 매직으로 글자를 써넣기보다는 색깔로만 구분해 두는 것이 훨씬 범용성이 높고 학생들의 유연한 사고를 기르는 데도 도움이 됩니다.
선구자의 지혜를 업그레이드하여 수업에 녹여내기
이 독특한 교수법은 코모리 에이지 선생님의 실천 사례(목장갑을 활용한 방법)를 참고했습니다. 목장갑도 간편하고 훌륭하지만, 넓은 교실에서의 시인성이라는 과학적인 과제를 해결하기 위해 캐릭터 굿즈인 거대 장갑으로 개량해 본 것입니다. 과학의 발전이 기존 기술의 개량에서 시작되듯, 수업 도구도 계속해서 업데이트해 나가는 과정이 참 즐겁습니다. 구하기 쉬운 아이템이니 다른 선생님들께서도 꼭 활용해 보셨으면 좋겠네요!
예를 들어, 제가 사용한 것과 완전히 똑같지는 않지만 이런 상품들을 활용해 볼 수 있을 것 같습니다.
참고로 눈썰미 좋은 학생들은 선생님, 미키 마우스는 손가락이 4개밖에 없는데요!라고 예리한 지적을 할지도 모릅니다. 생물학적으로는 손가락 개수가 중요하겠지만, 물리학 법칙을 이해하는 데는 엄지와 나머지 손가락의 관계만 알면 충분하니까요. 오히려 그런 위화감이 기억에 남는 단서가 된다면 이 수업은 대성공이라고 생각합니다.
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