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증정_ <어린이를 위한 과학 개념어 100>(이케이북)

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작성일 18-09-03 09:30 조회 25,270회 댓글 46건

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어린이를 위한 과학 개념어 100

강다현, 김현벽 지음|이케이북 펴냄|2017년 12월 15일 발행|값 15,000원
분야: 어린이> 전집> 자연과학>자연과학 일반|ISBN 979-11-86222-16-4 74400, 979-11-86222-02-7 (시리즈)

초등 과학 교과서에서 가장 중요한 개념 100가지

이 책에서는 초등 과학 교과서에 등장하는 과학 용어 중에서 중・고등학교에서도 중요하게 다루어지는 개념 100가지를 선택했어요. 이 책은 사전처럼 용어의 뜻을 찾아 외우는 책이 아니에요. 과학 개념과 관련된 다양한 현상, 그리고 역사나 과학자에 대한 에피소드를 읽으면서 머리가 아닌 느낌으로 이해할 수 있도록 구성했어요. 자칫 어려울 수 있는 과학 개념을 다양한 현상과 은유를 이용하여 이야기 형식으로 풀어가고 있어요.
순서는 중요하지 않아요. 관심 있는 개념부터 시작해서, 관련된 개념으로 확장해가면서 읽으면 다양한 과학 개념과 원리를 서로 연결할 수 있어요. 한 가지 개념에서 출발하여 다른 개념으로 연결하여 생각을 확장하다 보면 용어의 뜻을 저절로 알게 된답니다.

물리・화학・생물・지구과학에서 미래공학까지 과학 선생님이 들려주는 재미있는 이야기책
과학은 각각의 개념들의 단순한 모임이 아니에요. 실제 과학의 발전은 분야를 넘나들면서 서로서로 영향을 끼치며 혼돈스럽게 얽혀서 이루어져요. 개구리 뒷다리 실험이 전지의 발명으로 이어진다거나 작은 것을 확대해보기 위해 만든 현미경이 세포의 발견으로 이어진 것들이죠. 여러분도 본문에서 재미있게 읽은 하나의 개념이 있다면 이것이 다른 개념과 어떻게 연결될지 계속 고민해보세요. 과학이 큰 그림으로 다가오면서 더 큰 재미를 느낄 수 있을 거예요.
1부에서는 자연 현상의 원리를 탐구하는 학문인 물리학에 대해 알아봐요. 일상생활에서 볼 수 있는 운동 현상에서부터 열, 소리, 빛, 전기 현상 그리고 원자력까지 살펴볼 거예요.
2부는 물질을 다루는 화학을 담고 있어요. 물질의 분리와 원소, 원자, 분자에서부터 물질 사이의 반응과 관련한 현상으로 상태 변화, 용해, 연소, 산과 염기까지 다루어요.
3부에서는 생명의 신비로운 현상을 다루는 생물학을 공부해요. 세포에서 출발해서 동물과 식물의 기관 구조를 살펴봐요. 그리고 생명체 전체에 걸친 공통점에 대해서 이야기해요.
4부는 지구와 지구를 품고 있는 태양계 나아가서 우주까지 여행하게 돼요. 지질, 지진, 화산부터 판 구조까지 알아보고, 대기 현상과 관련한 날씨를 살펴봐요. 지구를 벗어나서 태양계와 각종 천체까지 이야기는 점점 커져요.
5부는 오늘날 우리 생활과 밀접한 기술들과 가까운 미래에 큰 영향을 미칠 것으로 예상되는 공학에 대해서 살펴봐요. 나노 공학, 인공 지능, 우주 개발 등 곧 눈앞에서 현실이 되는 영화 같은 세상을 과학으로 설명해줘요.

어린이들이 만나게 될 미래공학에는 어떤 것이 있나요?
영국의 SF 소설가 아서 C. 클라크(1917~2008)는 “충분히 발달한 과학 기술은 마법과 구별할 수 없다”라는 유명한 말을 남겼어요. 메타 물질을 이용한 투명 망토. 사람이 운전하지 않아도 스스로 주행하는 자동차. 나노 기술을 이용한 신체 복구 기술. 판타지 소설이나 영화에서 상상 속의 일로 여겨지던 기술이 오늘날 우리 눈앞에서 실현되고 있어요. 또 4차 산업혁명을 통해 인공 지능과 온라인을 중심으로 인간의 모든 활동이 통합되면서 인간 활동의 시간적・공간적 경계가 상상을 초월하는 속도로 변할 것으로 예상돼요. 어마어마한 과학 기술의 발달로 인해 우리의 생활과 그동안 믿어왔던 가치는 큰 변화를 맞을 수밖에 없어요. 미래를 여는 기술 개발 만큼이나 인류의 역량과 역할에 대한 진지한 고민이 요구되는 시대가 오고 있어요.

￭ 형광등이나 백열등을 대체할 광원으로 널리 쓰이고 있는 발광 다이오드
￭ 먼지가 붙지 않는 자동차, 저절로 청소가 되는 빌딩, 지구 온난화 문제까지 해결할 수 있는 나노 기술
￭ 영화 <해리포터>의 주인공처럼 입으면 눈앞에서 사라지는 투명 망토를 만들 수 있는 메타 물질
￭ 상어의 피부 돌기를 응용한 마찰이 적은 수영복, 게코 도마뱀의 접착 능력을 응용한 접착 패드 등에 쓰이는 생체 모방 기술
￭ 재난 현장, 화성 탐사 등 사람이 직접 할 수 없는 영역의 일을 해내고 있는 로봇
￭ 옷, 신발, 초콜릿뿐만 아니라 의수 인공뼈 등 의료보조 기구를 만드는 데 이미 활용되고 있는 3D 프린트
￭ 습도나 온도에 따라 크기가 변하는 옷, 파손된 다리나 건축물이 스스로 복구하게 할 수도 있는 4D 프린트
￭ 줄기세포를 이용한 치료제, 탄소 나노튜브를 이용한 신경질환 치료제 등의 미래 신약 기술
￭ 사람처럼 스스로 생각해서 자신의 의견을 갖는 등 인간의 지능을 훨씬 초월하는 초지능 인공 지능의 등장
￭ 인공위성 발사, 우주 수송 등의 분야에서 활약하고 있는 민간 우주 기업과 일반인이 우주여행 시대
￭ 하늘을 나는 자동차, 물속을 잠수하는 자동차, 반으로 접히는 자동차 등이 주도할 미래의 교통 혁명
￭ 인공 지능과 빅 데이터의 4차 산업혁명 시대의 밑거름은 무한한 상상력

《어린이를 위한 과학 개념어 100》, 책 속에서

▪ 방향에 관계없이 물체의 빠르기만을 나타내는 양을 속력이라고 해요. 친구와 누가 더 빠른지 달리기 시합을 하면 결승선에 먼저 도착한 사람을 빠르다고 하지요. 생활 속에서 빠르다거나 느리다고 말하는 것은 대부분 속력이에요. A와 B가 20m를 달리는데 둘 다 10초가 걸렸다면 둘의 속력은 같지요.
만약 A는 동쪽으로, B는 서쪽으로 달린다면 도착 지점이 달라져요. 이렇게 속력은 같지만 운동하는 방향이 다른 경우 속도가 다르다고 말해요. 속도는 빠르기뿐만 아니라 운동하는 방향도 함께 나타내는 양이에요. _“물리 > 속도와 속력”에서

▪ 소리는 얼마나 빠를까요? 세상에서 가장 빠른 것은 빛이에요. 소리는 빛보다 훨씬 느리지만 비행기보다는 빨라서 1초에 340m를 이동해요, 이것을 이용하면 천둥과 번개가 치는 날 언제쯤 비가 올지 예상할 수 있어요.
번개는 빛을 보는 거고, 천둥은 소리를 듣는 거예요. 천둥과 번개는 같은 장소에서 발생해요. 빛이 소리보다 훨씬 빠르기 때문에 번개를 먼저 보고, 그 다음에 천둥소리를 듣게 되지요.
번개와 천둥이 동시에 오는 경우도 있어요. 천둥과 번개가 발생한 장소가 내가 있는 곳과 아주 가깝다는 의미예요. 그러면 곧 비가 내리지요. 반대로 번개가 보이고 한참 뒤에 천둥소리가 들리면 발생 장소가 아주 멀다는 의미예요. 당분간은 비가 내리지는 않을 거예요. _“물리 > 소리”에서

▪ 지구의 북극에서는 아름다운 오로라를 볼 수 있어요. 이것은 지구가 자석이라서 나타나는 현상이에요. 태양계의 다른 행성인 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성에서도 오로라가 관측되었어요. 다른 행성들도 지구처럼 거대한 자석이라는 의미예요. 태양계에서 덩치가 가장 큰 자석은 목성이에요. _“물리 > 자석”에서

▪ 산소의 높은 활성 때문에 지구의 지각에 존재하는 원소는 거의 대부분 산소와 결합해 있어요. 대표적인 예로 규소는 산소와 결합해서 이산화규소로 존재해요. 이것이 바로 모래예요. _“화학 > 산소”에서

▪ 생명의 소금물, 0.9%. 눈에서 뚝뚝 흐르는 눈물이나 코에서 줄줄 흐르는 콧물이 입에 들어가게 되면 짠맛이 느껴져요. 우리 체내의 혈액, 수분, 세포 등은 모두 0.9%의 소금물이기 때문이지요. 병원에서 맞는 링거액 역시 0.9% 소금물이에요. 지구상에 생명이 탄생하게 된 것은 바다가 생겼기 때문이에요. 소금물에서 생명이 탄생한 거지요. 태아가 자라는 엄마 뱃속의 양수도 0.9%의 소금물이랍니다. 우리 몸의 체액도 용질이 소금인 용액인 셈이에요. _“화학 > 용액, 용해, 용매, 용질”에서

▪ 우리 몸은 대략 60조 개의 세포로 되어 있어요. 세포는 매일 죽어서 사라지고, 그 자리에 새로운 세포가 생겨요. 새로운 세포가 만들어지는 것은 바로 세포 분열을 통해 서예요. 사람의 몸을 이루고 있는 세포들은 체세포 분열과 감 수 분열을 해요. 체세포 분열은 대부분의 세포가 분열하는 방법으로, 하나의 세포가 둘로 나뉘지요. 감수 분열은 정자와 난자가 분열하는 방법으로, 하나의 세포가 4개의 세포로 나 뉜답니다. 사람은 어느 크기 이상으로 성장할 수 없기 때문에 오래된 세포는 스스로 죽게 돼요. _“생물 > 세포”에서

▪ 동물 대부분은 시각이 발달하지 못했어요. 개는 후각과 청각이 아주 발달했지만 시력이 아주 나빠요. 게다가 초록색과 빨간색을 잘 구별하지 못하지요. 고양이는 심한 근시라서 멀리 있는 물체를 잘 보지 못해요. 하지만 망막 뒤쪽에 빛을 반사해주는 층이 있어서 희미한 빛에서도 사물을 볼 수 있지요. 밤에 고양이 눈이 빛나는 것은 반사층에서 망막으로 반사된 빛이 밖으로 새어 나오기 때문이에요.
시력이 너무 약해 밤이든 낮이든 잘 볼 수 없는 박쥐는 초음파를 이용해서 장애물을 요리조리 피해 다녀요. 돌고래도 물속에서 초음파를 이용해 먹이가 어디에 있는지 정확하게 파악하지요. 박쥐와 돌고래는 소리로 세상을 본다고 할 수 있어요. _“생물 > 감각 기관”에서

▪ 1955년 캐나다에서는 티라노사우루스의 똥 화석이 발견되었어요. 육식 공룡의 똥 화석에서는 뼛조각이 발견되었지요. 초식 동물을 뼈째 잡아먹었다는 사실과 무엇을 먹고 살았는지, 소화 과정은 어떠했는지 알 수 있어요.
은행나무는 고생대 말부터 지금까지 생존하고 있어요. 바퀴벌레도 살아 있는 화석이에요. 고생대와 중생대의 대멸종에서도 살아남아 지구에서 가장 오래된 생명체라고 하지요. _“지구과학 > 화석”에서

▪ 남극은 커다란 얼음으로 덮인 대륙이고, 북극은 얼음이 떠다니는 바다예요. 남극과 북극 중 어느 곳이 더 추울까요? 바로 남극이에요. 남극 대륙은 얼음으로 덮여 있기 때문에 햇빛을 아주 잘 반사하지요. 북극의 바다는 열을 흡수해요. 남극의 평균 기온은 영하 55도이고, 북극은 남극보다 덜 추운 영하 35~40도 정도예요.
남극은 아직 인류가 개척하지 못한 미지의 대륙이에요. 역사적으로 원주민이 살았던 흔적도 없어요. 북극에는 에스키모라고 하는 이누이트족 원주민이 살고 있어요. 남극은 대륙이기 때문에 수많은 자연 현상이 일어나요. 화산도 폭발하고, 온천도 있으며, 지하자원도 많이 매장되어 있지요. 지진도 일어나고요. 얼음으로 덮여 있을 뿐 사실상 대륙과 똑같은 지각 현상이 일어난답니다. _“지구과학 > 남극과 북극”에서

▪ 어느 날 갑자기 태양이 사라진다면 무슨 일이 일어날까요? 지구인은 태양이 사라지고 8분 30초 동안은 태양이 사라졌다는 사실을 모를 거예요. 태양에서 나온 빛이 지구에 도달할 때까지 8분 30초가 걸리기 때문이에요. 그 후 지구는 낮이 없이 밤이 계속될 거예요. 기온이 점점 내려가 아주 추워지고 바다도 얼어버릴 거예요. 지구의 바다 전체가 얼음으로 덮이게 되더라도 바닷속은 얼지 않아요. 얼음이 더 가볍기 때문이에요. 게다가 얼음이 열을 차단해줘서 바닷속 생물은 그대로 살 수 있을지도 몰라요. 어쩌면 태양이 없는 지구에 적응한 지구인은 바닷속에 해저 도시를 만들지도 모르겠네요. _“지구과학 > 태양”에서

▪ 1cm를 10분의 1로 나누면 1mm예요. 1mm를 다시 1,000분의 1로 나눈 것이 1μm(마이크로미터)이지요. 1마이크로미터를 또 1,000분의 1로 나눈 게 1nm(나노미터)예요. 미터로 환산하면 약 10억 분의 1m인 셈이에요. 이것은 우리 머리카락 굵기의 약 10만 분의 1 크기라고 해요. 나노 세계는 우리 몸을 이루는 세포보다도 1,000분의 1 정도로 작고 세균이나 바이러스의 크기보다도 작은 세계에요. _“미래공학 > 나노 기술”에서

차례

들어가는 말

1부 물리
측정과 표준 | 운동 | 속도와 속력 | 힘 | 중력 | 소리 | 소리의 3요소 | 온도와 열 | 열의 이동 | 정전기 | 도체와 전류 | 전류, 전압, 저항 | 전기 회로 | 자석 | 전자석 | 빛 | 투명, 불투명, 반투명 | 빛의 반사 | 거울 | 빛의 굴절 | 렌즈 | 빛의 분산과 산란 | 원자력 | 방사능

3부 생물
세포 | 광합성 | 유전(멘델의 법칙) | DNA, 염색체, 유전자 | 신경계 | 뇌 | 감각기관 | 호르몬 | 순환계 | 혈액 | 배설 기관 | 호흡 기관 | 소화 기관 | 단백질 | 비타민 | 식물의 구조 | 증산 작용 | 꽃가루받이 | 발아 | 진화 | 균류 | 생물의 분류 | 생태계 | 공생과 기생

4부 지구과학
암석 | 지진 | 화산 | 판 구조론 | 풍화, 침식, 퇴적 | 지층 | 화석 | 지질 시대 | 바람 | 대기압 | 날씨 | 해양(바다) | 남극과 북극 | 지구 | 지구의 자전 | 공전 | 달 | 태양 | 태양 고도 | 태양계 | 천체 | 별

저자

강다현 행복한 영재교육 연구소 대표로 독서와 실험으로 과학을 가르치고 있어요. 어린 시절 꿈이었던 교사가 되어 10년간 학교에서 과학을 가르쳤어요. 해가 갈수록 아이들의 학력이 떨어지고 생각하는 힘이 없어지는 것에 관심을 가지고 이유를 파헤치기 시작했지요. 결국 공교육에 한계가 있다는 것을 깨닫고 학교를 떠났어요. 지금은 아이들이 지닌 무한한 잠재력을 발휘할 수 있도록 도와주는 것이 교육이라는 신념으로 육아와 교육에 힘쓰고 있어요. 지은 책으로는 《10대, 나만의 꿈과 마주하라》가 있어요. 블로그 http://blog.naver.com/kem1106 이메일 kdahyun486@gmail.com

김현벽 KAIST 물리학과를 졸업하고 같은 대학원에서 입자물리학 및 우주론에 관한 연구로 박사학위를 받았어요. 삼성전자 반도체연구소에서 책임 연구원으로 차세대 메모리 개발을 위한 리쏘그래피 공정에서 일했어요. 지금은 KAIST 부설 한국과학영재학교 교사로 일하고 있어요. 과학 영재들의 재능과 열정 속에서 이론 물리학, 반도체 메모리, 수치 시뮬레이션, 3D 프린터, 아두이노 등에 대한 지식을 나누고 같이 배워가며 지내고 있답니다.

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