지난 9월 7일~8일 양일간 ‘2024 청소년과학페어’가 개최됐다. 42회째를 맞는 이 대회는 청소년의 과학 흥미도 향상과 청소년 과학 활동 교류·소통을 촉진하여 과학기술 인재 양성 기반 구축을 목적으로 과학기술정보통신부가 주최하고 한국과학창의재단이 주관하여 매년 진행되고 있다. 올해도 과학을 좋아하는 초·중·고교 학생 127팀이 과학토론, 융합과학, 발표대회 등 3개 종목에 출전하여 ‘과학의 맛’을 경험했다.

사이언스타임즈는 ‘2024 청소년 과학페어’ <과학토론> 부문 중학부 대상을 수상한 전주기전중학교 팀과 지도교사를 서면으로 만났다.

Q. ‘2024 청소년 과학페어’ <과학토론> 부문 중학부 대상을 수상한 전주기전중학교 팀을 소개해 주세요

김현우(이하 현우): 전주기전중학교 3학년 김현우입니다. 다양한 경험을 통해 사고력을 키울 수 있다고 생각하는 저는, 과학뿐만 아니라 언어, 음악, 체육 모두 즐겨 합니다.

송승빈(이하 승빈): 전주기전중학교 2학년 송승빈입니다. 양자역학을 알고난 후 원자보다 작은 세계에세 일어나는 일들을 연구하고 싶다는 꿈을 키우고 있습니다.

Q. 대회 첫 번째 논제는 ‘우리 주변에서 사용하고 있는 개인용 이동 장치(PM) 종류를 조사하고, 개인용 이동장치의 사고가 발생하는 원인을 정리하라’였습니다. 이 주제에 대해 작성한 토론 개요서를 소개해주세요.

현우: 저희는 작동원리에서 ‘균형잡기’의 중요성을 강조하며, 개인용 이동 장치가 어떻게 균형을 유지하는지를 심층적으로 설명했습니다. 또한, 빈번하게 일어나는 사고의 원인을 개인용 이동 장치의 특성에 집중해서 문제의 본질을 탐구했는데요. 이를 통해 이론물리학적 관점에서 사고가 발생하기 쉬운 이유를 설명했습니다. 통계적 근거보다 이러한 이론적 접근이 과학적 논의의 본질에 더 가깝다고 생각했는데, 이러한 점이 저희의 큰 차별점이 된 것 같습니다.

Q. 자료수집 과정에서 어떤 어려움을 겪었고, 그것을 어떻게 극복했는지 설명해주세요.

현우: 전반적으로 자료수집 과정에서 큰 어려움은 없었는데요. 초반에는 생각했던 것보다 개인용 이동 장치 관련 자료를 찾는 데 시간과 노력을 들였습니다. 평소에 저희가 자주 참고했던 MIT News와 같은 최신 기술 관련 사이트에 관련 기사가 충분하지 않았거든요.

그래서 재빨리 방법을 수정해서 한국어 검색을 했는데, 개인용 이동 장치가 우리나라에 보편화된 만큼 유용한 정보가 많았습니다. 다행히 늦기 전에 필요한 자료를 쉽게 확보할 수 있었죠.

Q. 두 번째 논제는 ‘중학교 학생들도 법적으로 사용 가능하면서도 안정하고, 유용하게 사용할 수 있는 개인용 이동 장치(PM)를 탐구하여 창의적으로 제안하라’였습니다. 이 논제에 대한 토론 개요서는 어떤 내용으로 작성하였나요?

승빈: 저희는 먼저 사고 발생 원인에서 출발했는데요, PM이 다른 장치들에 비해 ‘무게중심’이 높다는 점을 해결하기 위해 차체 하단의 무게를 높이는 방법을 고려했습니다. 그렇게 한다면 무게중심이 낮아져 장애물에 걸리거나 급제동 시 ‘잭나이프 현상’, 즉 앞으로 고꾸라지는 것을 막을 수 있기 때문입니다. 또한, 바퀴의 폭을 넓혀서 지면과 닿는 면적을 크게 하면 장애물에 걸릴 때 힘을 분산시켜 충격이 덜 가해지고, 코너링도 안정적으로 할 수 있도록 제안했습니다.

저희는 개인형 이동 장치 하드웨어의 근본적 문제를 해결하려고 바퀴 모양, 기능적 측면에 초점을 두었는데요. 바퀴 중 조향장치가 필요 없는 매커넘휠과 구 3개를 이용해 만든 바퀴는 주행의 안정성을 높이고 기존 장치의 손잡이에서 발생하는 문제들을 해결할 수 있기에 이 방법을 제시했습니다. 자료조사 중에 한국기계연구원에서 개발한 ‘표면장력을 이용한 변형 바퀴’를 알게 되었는데요, 장애인 휠체어에 적용하기 위해 개발한 것인 만큼 안정적이어서 큰 도움을 받았습니다.

Q. 대회 준비과정, 또는 토론대회 중 잊지 못할 순간이 있었나요.

현우: 예선에서 승리하고 결승을 앞두고 있던 기간이 가장 기억에 남습니다. 아무래도 전국 대회에 부담감과 막연한 두려움이 있었는데요, 예선을 치르고 나서는 마음을 바꾸고 오히려 그 시간을 즐기자고 생각했습니다. 대회가 열렸던 서울대학교 시흥캠퍼스를 돌아다니면서 ‘예비 대학생’이 된 상상 경험도 좋았고요. 그 순간들이 대회의 긴장감을 풀어주고 팀워크에 긍정적인 영향을 미친 것 같습니다.

Q. 내년도 ‘청소년 과학페어’에 도전할 후배들에게 한마디 한다면.

승빈: ‘즐기는 자의 힘’을 느껴보길 권합니다. 저희 팀은 연습 과정 중 자료조사할 때 새로운 것을 알아가는 즐거움을 느꼈습니다. 주제가 평소 관심 있던 분야면 연습 시간이 더 즐거웠죠. 과학페어 참가도 마찬가지였습니다. 모든 과정을 즐기는 마음으로 임하면 자연스럽게 자신감도 생기고 긴장도 덜 할 수 있다고 생각합니다.

Q. 대회에 참가한 경험이 내 삶에 어떤 영향을 미칠 것으로 생각하나요?

승빈: 자료조사 능력과 발표능력이 크게 성장한 것을 느낍니다. 신빙성 있는 자료들을 어디서 찾을 수 있는지, 최근 과학계의 이슈는 무엇인지 등등 원자료를 찾고 과학적 탐구를 통해 근거를 탄탄하게 세우게 되니 토론에 임할 때 자신감과 논리력이 생기더라고요.

현우: 앞서 말씀드린 대로 즐기면서 하는 공부가 좋은 결과를 가져온다는 사실을 경험할 수 있었습니다. 학교 공부와 병행하다 보니 공부량에 부담이 컸었지만, 대회를 준비하는 모든 과정이 즐거웠기 때문에 좋은 결과로 이어진 것 같습니다. 앞으로도 끊임없이 새로운 기회를 찾아 더 큰 도전을 할 준비가 되었습니다.

Q. [지도교사] 대회 기간에 학생들을 어떻게 지도하셨나요? 그리고 대상을 수상한 학생들에게 남기고 싶은 한마디는?

송인옥 교사: 과학토론은 짧은 기간에 만들어낼 수 있는 퍼포먼스는 아니라고 생각합니다. 삶의 순간순간이 과학과 연결되어 과학적으로 사고하고 말과 글로 표현해야 성장하는 근육이니까요. 그런 면에서 우리 학생들이 얼마나 오랫동안 ‘과학적’으로 잘 성장해왔는지, 성장하고 있는지 지켜볼 수 있어서 저에게도 큰 보람이었습니다.

전주기전중학교에서 과학통으로 불리는 현우, 승빈아. 시류에 휩쓸리지 않고 진짜 과학을 하겠다는 결심을 하고 그 진로에서 전진하는 너희가 있어 든든하고 희망찬 미래를 꿈꾸게 된다. 과학자가 된다는 것이 신나게 몰입하는 가치로운 일이기도 하지만 지난한 먼 길이기도 할거야. 꿋꿋하게 그 길을 걸어갈 너희를 뜨겁게 응원한다.