가. “색으로 대화하는 인터렉티브 아트” 프로그램 관련 과학개념
◎ 용어 정리
1) 지시약: 화학반응에서 물질의 성질을 판별하는데 사용되는 시약이다. 산, 염기 지시약이 대표적인 데, 용액이 산성인지 염기성인지 알려주는 지시약으로 리트머스 종이와 페놀프탈레인 용액 등을 초등 5-6학년 과학과 교육과정에서 사용하고 있다.
2) pH: pH는 어떤 용액의 산성이나 염기의 정도를 나타내는 양적인 수치를 말한다. 중성인 순수한 물(증류수)는 pH 7, pH 7 이하의 용액은 산성용액, pH7 의 용액은 염기성 용액 또는 알칼리성 용액이라고 한다.
3) 산: 수용액 상태에서 pH 7보다 작은 특성을 가진 물질을 말하며, 물에 녹아 수소이온을 내놓는 다.
4) 염기: 수용액 상태에서 pH가 7보다 큰 특성을 가진 물질을 말하며, 물에 녹아 수산화 이온을 내 놓는다. (출처: 2007개정 과학과 교사용 지도서, 6-1)
◎ 지시약의 특징
1) 지시약 자체는 약산 또는 약 염기이다.
2) 적정하려는 용액의 pH에 따라서 전혀 다른 색을 띠어야 한다.
3) 극히 소량을 첨가해도 적정 용액의 색깔 변화를 민감하게 감지할 수 있어야 한다.
(출처: 2007개정 과학과 교사용 지도서, 6-1)
나. 인터렉티브 아트 작품 예시자료
◎ 2,3차시 창의적 설계 단계
▣ 앤드류 네이어와 앤디 J 밀러의 Color me 작품을 산/염기 지시약 반응으로 바꾸어 따라하기
작품 참여 방법
pH별로 준비된 붓을 사용하여 색을 입힌다.
※ 완충용액(buffer solution)이 아닌 식초나 비눗물을 사용하면 색이 더 빨리 바랜다. 액체 상태에서의 반 응이 아니기 때문에 다양한 색이 나오지 않기 때문 에 3~4색 정도만 나올 수 있다.
준비물: 한지, 검은색 네임펜, 만능지시약, 완충용액(ph1, ph6, ph12) 또는 산성용액/염기성용액, 붓(pH 또는 용액 수 만큼),
그릇(pH 또는 용액 수 만큼), 분무기
① 한지에 검은색 네임펜으로 밑그림을 그린다.
※ 검은색 네임펜이 아닌 붉은색, 파란색 네임펜을 사용하면 번질 가능성이 높다.
② 만능지시약을 분무기에 넣은 후 한지에 뿌린다.
※ 지시약을 뿌리기 전 주위에 신문지를 펼쳐 놓고 하면 뒷 정리시 용이하다.
③ 지시약을 뿌린 후 말린다.
※ 드라이어기를 사용하면 더 빨리 말릴 수 있다.
④ 완충용액을 비커에 필요한 만큼 넣고 붓을 사용 하여 색을 입히면 된다.
※ 완충용액의 경우 투명하기 때문에 자칫 섞일 수 가 있으니 비커와 붓에 pH가 적힌 라벨지를 붙 이는 것이 좋다. 또한 조금씩 덜어내어 쓰는 것 이 좋다.
작품 참여 방법
① pH별 점적병을 사용하여 우선 1~2방울을 떨어뜨 려보고 그 양을 살펴본 후 사용한다.
※ 사진 자료의 좌측부터 BTB 용액, 메틸오렌지, 만 능지시약 뿌린 후 점적병을 사용하여 색을 입힌 것이다.
② 어느 정도 마르면 원하는 자리에 붙인다.
※ 풀을 사용할 경우 풀이 지나간 자리에 지시약 반 응이 일어나 색이 변할 수 있다. 될 수 있으면 글루건을 사용하는 것이 좋다.
▣ 시포 마보나의 잉어 작품을 인터렉티브 아트 작품으로 바꾸기
준비물: 한지, 가위, 지시약(메틸오렌지, BTB용액, 만능지시약) ,
분무기(지시약 수 만큼), 점적병, 산성용액/염기성용액(또는 완충용액), 종이컵(또는 은박접시 등), 글루건, 2절지 등
① 한지를 잘라서 종이접기를 한다.
※ 다양한 종이접기 자료를 준비하여 학생들에게 제 시한다. 많이 접을수록 액체를 뿌렸을 때 형태를 잘 유지할 수 있다.
② 종이접기 작품에 분무기를 사용하여 지시약을 뿌 린 후 말린다.
※ 지시약을 뿌리기 전 신문지를 펼쳐 놓으며, 접시 를 사용하면 옮길 때 좋다.
③ pH별로 점적병에 옮겨 담은 후 라벨지로 pH를 적는다.
※ 완충용액의 경우 투명하기 때문에 라벨지를 꼭 붙여서 사용한다.
③ 세울 우드락에 한지를 붙인다.
※ 한지를 붙일 때에는 뒤쪽으로 한지를 접어서 테이 프로 고정한다. 풀을 사용하면 지시약과 반응하여
④ 한지를 붙인 우드락에 원하는 지시약을 분무기에 넣어 뿌린 후 말린다.
※ 이 예시 작품의 경우 돌하르방은 만능지시약, 오 름은 BTB용액, 한라봉은 메틸오렌지를 뿌렸다.
지시약을 뿌리기 전 주위에 신문지를 펼쳐두면 좋다.
◎ 4,5,6차시 창의적 설계 단계
▣ 작품예시 1: 제주의 상징 돌하르방
준비물: 우드락(3장), 한지(2장), 만능지시약, BTB용액, 메틸 오렌지, 완충용액(ph1~ph12) 또는 산성용액/염기성용액, 점적병(pH 또는 용액 수 만큼), 분무기 3개, 아크릴물감, 붓, 물통, 테이프(또는 글루건), 칼
① 우드락에 밑그림을 그린 후 자른다.
※ 우드락 커터기로 자르면 좀더 쉽게 자를 수 있다.
칼이나 우드락 커터기 사용시 조심해야 한다.
② 밑판에 밑그림을 그리고 자른다. 우드락을 세울 수 있도록 홈을 만든 후 아크릴 물감으로 색칠한다.
※ 홈을 만들 때에는 칼을 사용하며, 아크릴 물감 사 용방법은 일반 수채화 물감하고 같으나 붓을 사 용하지 않을 때에는 물통 속에 넣어두어야 굳는 것을 막을 수 있다.
작품 참여 방법
완충용액을 pH별로 덜어서 준비한 점적병을 사용하 여 색을 입힌다. 같은 pH라도 지시약에 따라 색이 다르다는 것을 관람객이 경험할 수 있다.
※ 관람객은 작품을 같이 완성해 가는 입장이라는 것을 알려줄 필요가 있다.
▣ 작품예시 2: 제주의 오름
준비물: 우드락(2장), 한지(1장), 만능지시약, 완충용액(ph1~ph12) 또는 산성용액/염기성용액, 점적병(pH 또는 용액 수 만큼), 분무기 1개, 아크릴물감, 붓,
물통, 글루건, 풀, 칼, 가위, 압정
① 우드락에 밑그림을 그린 후 자른다.
※ 우드락 커터기로 자르면 좀더 쉽게 자를 수 있다.
칼이나 우드락 커터기 사용시 조심해야 한다.
② 자른 우드락에 아크릴 물감으로 색칠 한후 말린다.
※ 아크릴 물감 사용방법은 일반 수채화 물감하고 같으나 붓을 사용하지 않을 때에는 물통 속에 넣 어두어야 굳는 것을 막을 수 있다.
③ 우드락을 오름모양으로 작게 자른 후 한지를 붙인다.
※ 한지를 붙일 때에는 뒤쪽으로 한지를 접어서 테이 프로 고정한다. 앞면에만 지시약 반응을 이용할 예정이라면 뒷면에 풀을 사용해도 된다. 풀을 칠 하면 의도하지 않은 지시약 반응이 나온다.
④ 한지를 붙인 오름 모양 우드락에 글루건을 이용 하여 압정을 붙인 후 만능지시약을 분무기에 넣 어 뿌린다.
※ 글루건에 손을 다치지 않도록 주의한다.
작품 참여 방법
완충용액을 pH별로 덜어서 준비한 점적병을 사용하 여 색을 입힌다. 이때 옆에 오름의 위치가 표시된 자 료를 보며 가보고 싶은 오름 위치에 오름을 꽂으면 된다.
※ 압정에 손을 다치지 않도록 주의한다.
③ 풀을 사용하면 의도하지 않은 지시약 반응이 나 올 수 있기 때문에 우드락 뒷면에 압정이나 테이 프로 면을 고정한다.
※ 혼자 하는 것 보다 둘이 같이 하는 것이 쉽다.
④ 천을 고정한 후 원하는 지시약을 분무기에 넣어 뿌린다.
※ 이 예시 작품의 경우 조랑말에는 만능지시약을 한라봉의 윗부분은 BTB용액, 아랫부분은 메틸오 렌지를 뿌렸다.
작품 참여 방법
▣ 작품예시 3: 덜 익은 한라봉과 꿈꾸는 조랑말
준비물: 우드락(2장), 면(1마), 만능지시약, BTB용액, 메틸 오렌지, 완충용액(ph1~ph12) 또는 산성용액/염기성용액, 점적병(pH 또는 용액 수 만큼), 분무기 3개, 테이프, 압정, 비닐, 솜, 칼, 가위
① 우드락에 밑그림을 그린 후 자른다.
※ 우드락 커터기로 자르면 좀더 쉽게 자를 수 있다.
칼이나 우드락 커터기 사용시 조심해야 한다.
② 비닐에 솜을 넣고 자른 우드락 판 위에 놓는다.
그리고 준비한 면으로 감싼다.
※ 솜을 비닐에 싼 이유는 액체인 지시약과 완충용 액이 묻지 않도록 하기 위한 것이다.
완충용액을 pH별로 덜어서 준비한 점적병을 사용하 여 색을 입힌다.
▣ 작품예시 4: 돌하르방의 손과 발
준비물: 한쪽 면이 검은색인 우드락(2장), 면(1마), 만능지시약, 완충용액(ph1~ph12) 또는 산성용액/염기성용액, 점적병(pH 또는 용액 수 만큼), 분무기 1개, 글루건, 칼
① 우드락에 밑그림을 그린 후 자른다.
※ 우드락 커터기로 자르면 좀더 쉽게 자를 수 있다.
칼이나 우드락 커터기 사용시 조심해야 한다.
② 면 1/2 마를 자른 후 하얀 우드락 테두리에 글루 건을 이용하여 붙인다.
※ 글루건 사용시 손을 다치지 않도록 조심한다.
③ 면을 붙이면 검은 색 부분에서 본 모습이 위의 사진과 같다.
④ 면을 붙인 우드락에 원하는 만능 지시약을 분무 기에 넣어 뿌린 후 말린다.
작품 참여 방법
완충용액을 pH별로 덜어서 준비한 점적병을 사용하 여 색을 입힌다.
▣ 작품예시 5: 춤추는 감귤
준비물: 화선지(여러 장), 면(1/2마), BTB용액, 완충용액(ph1~ph3) 또는
산성용액, 점적병(pH 또는 용액 수 만큼), 분무기 1개, 털실, 가위, 노란 고무줄, 집게, 잎 만들 색지(연두, 초록, 청록 등) , 나뭇가지
① 나뭇가지를 주어 틀을 만든다.
※ 땅에 떨어진 나뭇가지만을 사용한다.
② 화선지를 구긴 후 천으로 감싸 노란 고무줄로 묶 는다. 이것이 감귤이 된다.
※ 화선지를 구겨서 넣다보면 생각보다 종이가 많이 든다.
③ 미리 만들어 놓은 나뭇가지 틀에 실을 매달고 집 게로 열매를 고정한다.
※ 나뭇잎을 만들어 글루건으로 붙이면 더 예쁜 작품 을 만들 수 있다.
④ BTB용액을 분무기에 넣어 열매에 뿌린다.
※ 이 예시 작품의 경우 BTB 용액을 뿌리면 푸른색 을 띄게 된다. 노란 감귤로 변하게 하기 위해서 BTB용액과 산성용액만을 준비한다.
작품 참여 방법
완충용액(pH1~3)을 pH별로 덜어서 준비한 점적병을 사용하여 색을 입힌다. 푸른색 감귤이 관람객에 의하 여 노란색으로 변하게 된다.
※ 완충용액 대신에 산성용액을 사용해도 관계 없다.)
다. 수업용 PPT
◎ 1차시