교과서가 시시하다면? 흙, 모래, 자갈로 만드는 마법 같은 지층 실험!

사이언스 트레이너 쿠와코 켄입니다. 매일이 곧 실험이죠!

지학 분야에 접어들면 학생들은 “지층이 대체 뭐야?”라는 순수한 궁금증을 갖기 시작합니다. 교과서의 그림이나 사진을 보여줘도 “정말 이렇게 쌓이나요?”, “진흙이랑 모래는 뭐가 다른데요?”라며 잘 이해하지 못하는 눈치였죠.

그래서 실제로자기 손으로 직접 ‘지층을 만들고 관찰하는’ 실험을 해보기로 했습니다.

‘자갈·모래·진흙으로 지층 만들기’를 모델링했습니다. 색깔이 다른 재료를 사용해서 시각적으로 재미있고 아름다운 지층을 재현할 수 있습니다. “이거 꼭 케이크 같아요!”, “이 무늬는 왜 이렇게 생기는 거예요?”라며 학생들의 눈이 반짝이는 순간, ‘좋았어, 이겼다’고 생각했죠(웃음).

■ 준비물

재료 및 도구	비고
강모래	자갈·모래 대용 (아카기 시리즈 등)
검은 흙 (흑토)	진흙 대용 (원예용도 OK)
컬러 제올라이트 (작은 알갱이·빨간색)	자갈 대용. 다이소 같은 곳에서 구할 수 있습니다. 색이 선명해서 보기 좋아요!
시험관 (Φ18)	1인당 또는 1팀당 1개. 플라스틱 재질도 OK
시험관대	시험관을 흔들리지 않게 세워두는 데 사용
플라스틱 컵	재료를 섞거나 계량하는 데 사용. 페트리 접시 대신 사용
플레이트 용기	섞는 작업을 위한 작업 공간용
약숟가락 (스패출러)	재료 계량에 사용 (산처럼 쌓아 1회 = 대략 작은술 1회 정도)

제올라이트

カラーゼオライト　紅　75g　関東当日便 価格：288엔（세금 포함, 배송료 별도) (2022/12/21 시점)

강모래

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흙은 ‘검은 흙(흑토)’을 사용했습니다.

흑토 약 14L[g12]【쿠폰 배포 매장】 가격：657엔（세금 포함, 배송료 별도) (2022/12/21 시점)

■ 실험 1: 지층을 만들어 보자

① 플라스틱 컵에 흙을 약숟가락으로 산처럼 쌓아 두 번 덜어냅니다. 같은 방법으로 강모래도 두 번 덜어냅니다. 플레이트 용기에 넣고 약숟가락을 이용해 잘 섞어줍니다.

② 약숟가락으로 시험관 안에 ①에서 섞은 재료를 큰술로 세 번 덜어 넣습니다.

③ ②의 시험관에 70% 정도까지 물을 채웁니다.

④ 엄지손가락으로 입구를 막고 시험관을 흔들어 물과 잘 섞은 다음, 엄지손가락으로 막은 채 시험관을 한 번 거꾸로 뒤집었다가 다시 제자리로 돌려놓고 시험관대에 빠르게 세워두고 잠시 동안 관찰합니다.

⑤ 스케치를 하고 왜 그렇게 되었는지 생각해 봅니다. 실제로 실험 1을 해보면 다음과 같이 됩니다.

자갈, 모래, 진흙 순서로 층이 생기죠? 이것은 학생들의 스케치 모습입니다.

■ 실험 2: 지층이 쌓이는 모습을 재현해 보자

⑥ ⑤의 시험관에 ②의 섞인 재료를 약숟가락으로 두 번 더 넣습니다. 잠시 기다렸다가 다시 약숟가락으로 두 번 더 넣습니다.

⑦ 스케치를 하고, 지층이 어떻게 형성되는지 생각해 봅니다.

실험 2의 결과는 다음과 같습니다.

컬러 제올라이트를 사용하지 않고 모래와 흙만으로도 이렇게 성공적으로 분리됩니다.

■ 교사의 감상 & 수업 활용 팁

• 제올라이트의 빨간색이 선명하게 눈에 띄어, 학생들의 스케치 의욕이 확 올라갑니다.

• 각 팀별로 흔드는 방법이나 붓는 순서가 다르다 보니, 무늬에도 차이가 생겨서 학생들끼리 “왜 그렇지?”, “우리 팀이랑 달라!”라며 활발하게 토론합니다.

• 스케치 정확도가 점점 높아져서, 관찰력 향상에도 효과가 아주 좋습니다.

• 관찰 후 **”왜 이렇게 나뉘었을까?”**를 발표하게 하면, 입자의 크기, 비중, 물의 작용 등이 자연스럽게 나오면서 과학 지식이 자기 언어로 바뀌는 순간을 볼 수 있습니다.

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