마법처럼 진짜 신기한 과학, 양자역학(초등융합 사회 과학 토론왕 시리즈 92)

■ 앨리스와 함께 양자역학의 세계로 떠나요!
『마법처럼 진짜 신기한 과학, 양자역학』은 하얀 토끼를 따라가다가 미시 세계로 들어간 앨리스와 함께 양자역학을 배워 보는 이야기입니다. 아주 작은 크기로 변한 앨리스는 체셔 고양이와 하얀 토끼를 만나며 낯설고 신비로운 양자역학 세계를 하나씩 이해해 나갑니다. 이 책은 일상에서 경험하는 물리학의 법칙과는 전혀 다른 양자역학의 세계를 신나게 탐험하며, 양자 도약, 양자 얽힘, 공유 결합처럼 어려운 개념을 쉽고 친절하게 풀어냅니다. 또한 스마트폰, 텔레비전, 전기차, 컴퓨터 등 우리 주변의 다양한 기술이 양자역학과 어떻게 연결되어 있는지를 살펴보며, 양자역학이 일상생활에 미치는 영향을 자연스럽게 이해하도록 돕습니다.

■ 사회, 역사를 생활 속에서 이해하는 융합 교과서
어린이를 대상으로 한 사회과학 교육은 어린이들의 삶과 관련된 흥미로운 이야기로 구성되어야 합니다. 『마법처럼 진짜 신기한 과학, 양자역학』은 독서량이 풍부하지 않고 자발적인 독서를 어려워하는 학생들도 큰 부담을 느끼지 않도록 스토리텔링 형식의 재미있는 이야기와 그림뿐 아니라 다양한 읽을거리를 제공합니다.
사회과학을 단편적인 지식으로 접하면 논리적인 글쓰기와 말하기에 접목하기가 쉽지 않습니다. 동화 속에 자연스럽게 녹여 낸 사회과학 정보를 통해 스스로 문제를 제기하고 생각을 정리하면, 보다 쉽게 논리적인 사고를 할 수 있습니다. 찬반 토론이 가능한 다양한 사회과학 정보를 접함으로써 일방통행 사고방식에서 벗어나, 자신의 생각을 정리할 때 왜 그렇게 생각하는지 이유와 근거를 보다 정확하게 댈 수 있습니다.

■ 수업 시간에 적극적으로 발표할 수 있게 하는 실전형 토론책
흥미로운 이야기를 읽으며 끊임없이 생각하고 답을 찾는 사이, 사회 이슈가 어렵고 복잡하다는 편견을 깰 뿐만 아니라 우리 삶을 풍요롭게 해 주는 가치와 지혜를 하나씩 배울 것입니다. 무엇보다 교과서에서는 접할 수 없는 구성으로 사회 주제와 동화를 엮어 어린이 독자들이 논리적 사고력, 문제 해결력, 창의적 발상을 두루 경험할 수 있도록 하였습니다. 또한 폭넓은 정보를 유기적으로 연결해 설명함으로써 교과별로 조각나 있는 지식을 엮어 배경지식을 보다 탄탄하게 만들어 줍니다. 이러한 통합 교과형 구성은 국어를 기본으로 과학에서부터 역사, 지리, 사회, 예술, 철학에 이르기까지 상식과 사회에 대한 감각을 익히고 세상을 올바르게 바라보는 안목도 키워 줄 것입니다.

줄거리

1장 이상한 나라에 간 앨리스
앨리스는 하얀 토끼를 뒤쫓다 구멍 속에 빨려 들어갑니다. 그곳에서 체셔 고양이를 만난 앨리스는 다시 집으로 돌아가고 싶어 합니다. 그러기 위해서는 벽을 통과해야 했는데……. 운 좋게 벽을 통과한 앨리스는 하얀 토끼를 다시 만나지만, 하얀 토끼는 순식간에 나타났다 사라졌다 하며 어디론가 급히 이동합니다.

2장 미로를 탈출하라
앨리스는 하얀 토끼가 이동한 곳을 뒤쫓지만, 이미 하얀 토끼는 보이지 않습니다. 그리고 양자 미로 앞에 서게 되고, 그곳에는 10개의 문이 있습니다. 앨리스가 어떤 문으로 나가야 할지 고민하고 있을 때, 체셔 고양이가 나타나 양자 얽힘을 설명하며 미로를 통과하는 방법을 알려 줍니다.

3장 원자핵 여왕을 만나러 가자
앨리스는 원자핵 여왕을 만나 원래 세계로 돌아가고 싶어 합니다. 하지만 원자핵 여왕 주변에는 전자 병사들이 둘러싸고 있어 접근이 쉽지 않습니다. 이때 체셔 고양이는 전자 병사와 공유 결합을 하라고 합니다. 그때 한 전자 병사의 도움으로 앨리스는 원자핵 여왕 근처로 가게 됩니다.

4장 원자핵 여왕의 정체
원자핵 여왕은 앨리스와 함께 온 전자 병사에게 벌을 내립니다. 원자핵 여왕의 망치를 얻어맞은 전자 병사는 감마선으로 변해 버리고, 앨리스는 겁을 먹습니다. 그때 하얀 토끼가 나타나 원자핵 여왕을 달래고, 앨리스가 원래 세계로 돌아갈 수 있게 도와 달라고 말합니다.

5장 거시 세계와 미시 세계
앨리스는 원자핵 여왕에게 원래 세상에 대해 설명하려고 하지만, 어떻게 설명해야 할지 막막하기만 합니다. 그때 체셔 고양이가 거시 세계와 미시 세계에 대해 알려 주지만, 앨리스는 원자핵 여왕에게 잘 설명하지 못합니다. 때마침 천재 과학자 아인슈타인이 나타나 거시 세계와 미시 세계를 설명합니다.

6장 마지막 모험
원자핵 여왕은 미시 세계를 이해 못하는 앨리스를 진공 감옥에 가두라고 합니다. 앨리스는 도망치기 시작하고, 그 뒤로 전자 병사들이 뒤쫓습니다. 한참을 도망친 앨리스는 눈앞에 있는 신비로운 상자 안으로 들어가고, 그곳에서 파동으로 변하게 됩니다. 과연 앨리스는 집으로 돌아갈 수 있을까요?

「초등융합 사회 과학 토론왕」 시리즈 소개

초등학교 수준의 과학적 사고력과 창의력을 동시에 배우는 필독 시리즈

과학은 아이들이 가장 호기심을 갖고 바라보는 주제이자 학문입니다. 그러나 시시각각으로 변하는 과학적 사실과 그에 대한 사회적 인식으로, 아이들에게 보다 단편적인 지식이 아닌 다양한 분야에서 과학적 내용을 이해하고 접근할 수 있도록 제시해 주는 것이 필요합니다. 특히 초등학생에게는 도식화된 과학 정보가 아니라 그러한 결과가 도출되기까지의 과정을 자세히 들려주는 게 필요합니다.

학업 성적만큼이나 다양한 과외 활동이 중요해지는 요즘 시기이니만큼, 어린이들이 책 한 권 안에서 스스로 생각하고 대화하며 토론하는 힘을 키운다면, 대외적으로도 논리적인 대화나 토론을 주도할 수 있을 뿐 아니라 글쓰기 실력과 사고력은 물론, 리더십까지 기를 수 있습니다.

요즘은 인터넷 검색을 통해서 어떤 정보든 쉽게 취득할 수 있습니다. 하지만 그 정보의 객관성이라든지 아이들 수준에 맞는 것인지 취사선택하는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 정보 홍수의 시대에서 주제에 맞는 과학 정보와 그 내용이 사회적으로 어떤 영향을 주고 있는지까지 파악한다면 보다 창의적인 사고력을 기를 수 있을 것입니다.

논리적 사고 과정과 순발력까지 필요로 하는 토론장에서 자신만의 목소리를 내려면 풍부한 배경지식은 기본입니다. 게다가 고학년이 되어 배우는 수업과 진학 시험에서의 논술은 교과서 이상의 것을 요구합니다. 또한 상대의 의견을 받아들이거나 비판하기 위해서는 의견의 타당성과 높은 수준의 가치 판단을 해야 하는 경우가 많은데, 자신의 입장을 분명히 하기 위해서는 풍부한 자료와 논거가 필요합니다.

「초등융합 사회 과학 토론왕」 시리즈는 우리 주변에서 일어나는 다양한 사건과 시사 상식 그리고 해마다 반복되는 화젯거리 등을 초등학교 수준에서 학습하고 자신의 말로 표현할 수 있도록 기획되었습니다. 체계적이고 널리 인정받은 여러 콘텐츠를 수집해 정리하였고, 전문 작가들이 학생들의 발달 상황에 맞게 스토리를 구성하였습니다. 개별적으로 만들어진 교과서에서는 접할 수 없는 구성으로 주제와 내용을 엮어 어린 독자들이 과학적 사고뿐만 아니라 문제 해결력, 비판적 사고력을 두루 경험할 수 있도록 하였습니다. 폭넓은 정보를 서로 연결 지어 설명함으로써 교과별로 조각나 있는 지식을 엮어 배경지식을 보다 탄탄하게 만들어 줍니다. 뿐만 아니라 국어를 기본으로 과학에서부터 역사, 지리, 사회, 예술에 이르기까지 상식과 사회에 대한 감각을 익히고 세상을 올바르게 바라보는 눈도 갖게 할 것입니다.

1. 서술형 논술 자료가 아닌 찬반형 토론 가이드 수록
논리적 사고 과정과 순발력까지 필요로 하는 토론장에서 자신만의 목소리를 내려면 풍부한 배경지식은 기본입니다. 게다가 고학년으로 올라가서 배우는 수업과 진학 시험에서의 논술은 교과서 속의 내용만을 요구하지 않습니다. 또한 상대의 의견을 받아들이거나 비판하기 위해서도 의견의 타당성과 높은 수준의 가치 판단을 해야 하는 경우가 많은데, 자신의 입장을 분명히 하기 위해선 풍부한 자료와 논거가 필요합니다. 「초등융합 사회 과학 토론왕」는 초등학생이 갖추어야 할 필수 과학 상식을 새로운 교육 과정에 맞춰 엄선하였습니다. 다양한 교과 주제와 사회 이슈를 중심으로 내용을 구성하여 같은 시대를 살아가는 많은 사람과 일상에서 공유할 수 있는 소재를 제공하였습니다. 무엇보다 단순한 서술형 자료가 아닌, 양쪽 진영에서 모두 생각해 볼 수 있는 찬반형 토론 가이드를 수록해 놓았기 때문에 일방적인 사고 체계에 흡수되지 않도록 신경 썼습니다.

2. 통합 교과교육 정책에 걸맞는 새로운 교과서
「초등융합 사회 과학 토론왕」 시리즈는 개별 교과의 한계를 넘고 사회 이슈까지 담은 폭넓은 주제를 선정하고, 꼭 필요한 정보만을 연결지어 군더더기를 없앴습니다. 독서량이 풍부하지 않고 자발적인 독서를 어려워하는 학생들에게도 느끼는 큰 부담도 줄였습니다. 한 주제 안에서도 통합적인 시각을 보여주면서도, 시리즈 전체가 또 하나의 통합적 고리를 만들어 교과별로 조각난 지식을 모아 줍니다.

3. 흥미를 배가시키는 도입 만화와 뭉치 토론 만화
주제에 해당하는 도입 만화로 이 책에서 다루게 될 개념을 언급하면서 독자들의 흥미를 끌며 이야기를 시작하고 중간쯤에 핵심 주제에 관한 토론거리가 될 수 있는 부분을 8~10쪽 정도의 만화로 처리하여 주제를 환기시키도록 했습니다.

4. 몰입도 높은 구성 차별화된 인포그래픽
초등학생들이 자칫 어려워할 수 있는 주제를 이해하기 쉽도록 스토리텔링으로 풀어내 과학의 딱딱함을 걷어내고, 어렵거나 많은 내용은 높은 퀄리티의 사진과 일러스트를 통해 한눈에 볼 수 있도록 꾸몄습니다. 시원하고 정돈된 인포그래픽은 학생들의 머릿속에 지식을 구조화하는 데 크게 도움을 줄 것입니다.

5. 용어 풀이부터 관련 사이트, 토론 맞춤 가이드까지
「초등융합 사회 과학 토론왕」 시리즈는 개념에 대한 용어 풀이와 관련 사이트 출처를 안내하고 있습니다. 흥미를 높여 주는 퍼즐과 퀴즈, 재미있는 정보팁 등은 책 읽는 즐거움을 한층 높여 줄 것입니다. 그리고 열띤 토론으로 의견을 나누고 자신의 생각을 펼쳐 가는 기쁨을 누리게 될 것입니다.

펴내는 글
하얀 토끼와의 만남

1장_ 이상한 나라에 간 앨리스

구멍 속으로 빨려 들어간 앨리스
이 세계가 양자역학 세계라고?

토론왕 되기

양자역학 세계는 정말 있는 걸까?

2장_ 미로를 탈출하라

양자역학을 이용해 미로를 탈출하는 방법

토론왕 되기

과학자들은 양자역학을 왜 연구할까?


뭉치 토론 만화 - 갈릴레오와의 만남

3장_ 원자핵 여왕을 만나러 가자

전기적 반발을 공유 결합으로 돌파하기

토론왕 되기

혹시 우주 어딘가에 나와 얽혀 있는 존재가 있는 것이 아닐까?




4장_ 원자핵 여왕의 정체

중성자는 무서워

토론왕 되기

아무거나 막 결합해도 되는 걸까?


5장_ 거시 세계와 미시 세계

미시 세계 속으로

토론왕 되기

과학자의 윤리와 책임은 어디까지일까?


6장_ 마지막 모험

양자 도약으로 도망치는 앨리스

토론왕 되기

내가 이해하지 못하면 잘못된 것일까?


부록 - 어려운 용어를 파헤치자! / 알아 두면 좋은 양자역학 관련 사이트 / 신나는 토론을 위한 맞춤 가이드

김상현 어린 시절부터 무언가를 만들고 부수는 일을 좋아해 과학자나 공학자가 되겠다는 꿈을 키웠습니다. 《동아사이언스》를 비롯한 다양한 매체에 과학 관련 글을 써 왔고, 여러 과학 콘텐츠 영상 제작에도 참여하고 있습니다. 지은 책으로는 『어린이를 위한 인공지능과 4차 산업혁명 이야기』, 『어린이를 위한 4차 산업혁명 직업 탐험대』, 『지구와 미래를 위협하는 우주쓰레기 이야기』, 『인공지능, 무엇이 문제일까?』 등이 있고, KAIST 지식재산전략 최고위과정에서 최우수 연구상을 수상했습니다.