2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서

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2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서

2021. 11.

남원고등학교

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과제명 2021년 STEAM 교사연구회 운영

구분

연구회 구성 유형 (택 1) 프로그램 개발유형 (택 1)

① 융합학습공동체형( ○ )

1. 자유학기제형

( )

6. 학생 주도 참여형

(

) 2. 첨단기술 및 ICT 교구 활용형

( )

7. 고교학점제 기반 학습형

(

) 3. 온라인 기반 학습형

( ○ )

8. 예·체능 중심 활동수업형

(

) 4. 지역사회 연계형

( )

9. 유·초등 연계형

(

) 5. 교육소외계층 포용형

( )

^{10. 자율선택형} (학교 자체 개발 프로그램)

(

)

② 글로벌형 ( ) StarT 프로그램 참여를 통한 프로그램 개발

프로그램 정보

프로그램명

요리와 STEAM 수업 적용에 대한 연구

신규 개발 ○ 기 개발

학교급

고등학교

대상 학년(군)

1

중심과목

과학

중심과목 성취기준 영역

연계과목

기술가정, 정보 연계과목 성취기준 영역

연구기간

2021.4.29. ~ 2021.11.30.

신청금액

일금사백만원(￦4,000,000)

참여연구원 총 5명 (연구책임자: 1명, 참여연구원: 4명) 연구 수행자에 관한 사항

구분 소속(학교명) 직위 성명 담당과목

연구책임자 남원고등학교 교사 황수진 통합과학, 물리학

참여연구원 만경여자고등학교 교사 김미경 정보

참여연구원 만경여자고등학교 교사 전병기 지구과학

참여연구원 안천초등학교 교사 성지만

참여연구원 영생고등학교 교사 유종수 물리학

2021년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 STEAM 교사연구회를 운영한 결과로써 본 보고서를 제출합니다.

2021년 11월 일

주관연구기관장 :남원고등학교 (직인) 연구책임자 :황수진(서명 또는 인)

한국과학창의재단 이사장 귀하

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“이 보고서는 2021년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

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목 차

1. 요약문

··· 01

2. 서론

··· 01

3. 연구 수행 내용 및 결과

··· 01

가. STEAM 프로그램 개발‧적용 ··· 01

(1) 프로그램 개발 내용 ··· 04

(2) 프로그램 개발‧적용 결과 ··· 04

나. 성과 확산 및 실천 ··· 06

(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최 ··· 06

(2) STEAM 교사연구회 간 상호 네트워크 컨설팅 결과 ··· 06

다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사 ··· 06

(1) 수혜학생 태도 조사 ··· 06

(2) 교원 만족도 조사 ··· 06

4. 결론 및 제언

··· 06

5. 참고문헌

··· 07

(5)

1. 요약문

코로나19 이후 음식과 요리에 대한 인식이 달라졌다. 이에 요리에 대한 STEAM 교육을 실시하고자 하여 요리와 STEAM 수업 적용에 대한 연구를 주제로 프로그램을 개발하였다.

요리와 STEAM 수업 적용에 대한 연구를 주제로 소금의 중요성!, 두부 를 만들자!, 라면의 과학, 발효음식 속 비밀찾기, 새로운 조리방법 탐구 등 의 5가지 소 주제로 프로그램을 개발하였다. 소금에 대해 이해하고 간이 연수기 만들기를 통해 이온의 치환에 대해서 알게 하였다. 또한 두부 만들 기와 요구르트 맛이 나는 계란프라이 만들기를 통해 스페리피케이션이라 는 요리 방법에 대해 알고 분자요리와 과학 사이의 관계에 대한 이해를 도모하였다. 라면의 과학에서는 라면을 맛있게 먹기 위해 라면의 모양, 라 면 맛을 결정하는 요인, 말아먹는 밥의 온도 등에 대해 연구하였다. 요구 르트 만들기 등의 활동과 세계의 발효 식품에 대해 조사하여 알아보는 활 동을 하고, 발효와 부패의 차이는 무엇인지, 알코올 발효와 젖산 발효의 차이점에 대해서도 조사하는 시간을 가졌다. 마지막으로 캐비어와 망고누 들 만들기를 통해 S푸드, 분자요리에 대해서 조사하고, 다양한 아이디어를 내어 새롭고 참신하고 독창적인 아이디어의 조리 도구를 개발하는 시간을 가져, 요리와 과학 사이의 밀접한 관계에 대해 학생들이 체감할 수 있는 프로그램을 중점적으로 개발하고 적용하였다.

2. 서론

◦ 코로나19 시대 슬기로운 온택트 취미생활

- 코로나19 이후 1인가구의 ‘집'에 대한 인식이 달라지고 있다. 대표적인 변화는 요리다. 음식 배달과 간편식의 성장으로 점점 집에서 요리하지 않 을 것으로 예상됐지만, 집에서 보내는 시간이 길어지며 창의적으로 시간을 보내는 방법 중 하나로 건강한 음식과 요리에 관심이 높아지고 있다.

◦ 훌륭한 인재는 사회에 나가서 훌륭한 일을 하는 사람이다.

- 그러면 학생들이 사회에 나가서 일을 하게 될 미래는 어떤 미래일까?

「21세기 스킬(Skills)」에서는 “현재에 없는 일을 하고, 현재에 존재하지

않는 직업에 종사하게 되고, 현재에 존재하지 않는 물건들로 이루어진 경

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제를 살아가야 할 학생들에게 STEAM 교육을 해야한다.”고 소개하고 있 다. 또한 오늘날 학생들은 18세와 42세 사이에 11개 이상의 직업을 가질 것이라고 예측한다.

- 사람이 가지는 직업의 수가 점점 늘어나는 추세이므로, 단순한 지식 전달보다는 핵심 스킬 위주로 교육이 변화해야 한다. 이에 따라 우리 교육 은 빠르게 변화하는 세상에서 학생들이 적응할 수 있도록 대비해야 한다.

- 이에 요리 과학을 주제로 원리를 탐구하고 실생활에 적용해 보는 활 동을 함으로써 학생들이 STEAM 원리에 쉽게 이해하고 친숙하고 재미있는 프로그램을 개발하였다.

- 소금, 두부, 라면, 발효음식, 분자요리 등 총 5개의 주제로 프로그램을 개발하였고 이를 수업에 16차시 적용하여 학생들이 눈과 코와 입이 즐거 운 수업을 진행하였다.

3. 연구 수행 내용 및 결과

※ 2021년 STEAM 교사연구회의 과업 가, 나, 다의 수행 내용 및 결과 작성 가. STEAM 프로그램 개발‧적용: 프로그램 개발 중점사항

요리와 STEAM 수업 적용에 대한 연구를 주제로 소금의 중요성!, 두부를 만들자!, 라면의 과학, 발효음식 속 비밀찾기, 새로운 조리방법 탐구 등의 5가지 소 주제로 프로그램을 개발하 였습니다. 소금에 대해 이해하고 간이 연수기 만들기를 통해 이온의 치환에 대해서 알게 하였 습니다. 또한 두부 만들기와 요구르트 맛이 나는 계란프라이 만들기를 통해 스페리피케이션이 라는 요리 방법에 대해 알고 분자요리와 과학 사이의 관계에 대한 이해를 도모하였습니다. 라 면의 과학에서는 라면을 맛있게 먹기 위해 라면의 모양, 라면 맛을 결정하는 요인, 말아먹는 밥의 온도 등에 대해 연구하였습니다. 요구르트 만들기 등의 활동과 세계의 발효 식품에 대해 조사하여 알아보는 활동을 하고, 발효와 부패의 차이는 무엇인지, 알코올 발효와 젖산 발효의 차이점에 대해서도 조사하는 시간을 가졌습니다. 마지막으로 캐비어와 망고누들 만들기를 통해 S푸드, 분자요리에 대해서 조사하고, 다양한 아이디어를 내어 새롭고 참신하고 독창적인 아이 디어의 조리 도구를 개발하는 시간을 가져, 요리와 과학 사이의 밀접한 관계에 대해 학생들이 체감할 수 있는 프로그램을 중점적으로 개발하고 적용하였습니다.

* 나. 성과 확산 및 실천: STEAM교육 확산을 위한 행사 개최‧운영 결과 주제 : 학생과 학부모가 참여하는 STEAM 행사

일시 : 2021. 11. 4 13:00-13:25 장소 : 남원고등학교 야외

참석 대상 및 참석자수 : 남원고등학교 교직원 및 학부모, 학생, 50여명

주요내용 : 학생들이 직접 기획하고 참여하는 갈라쇼 형태의 STEAM 행사

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※ 당초 협약한 연구개발계획서 대비 변경된 사항이 있는 경우 변경 내용, 사유 등을 기술 체육, 정보 전공 선생님들과 프로그램을 개발하려고 처음에 과학, 체육, 정보 이 세 과목을 융 합하고자 하였으나 주제의 특성상 기술가정 교과목과 긴밀하여 체육 대신 기술가정 과목과 연 계하는 형태로 프로그램 개발 과목 연계를 변경하였습니다.

STEAM 프로그램

구분

프로그램명

요리와 STEAM 수업 적용에 대한 연구

선행

프로그램명

해당없음

학교급

고등학교

대상 학년(군)

1학년

목표 수혜학생 수

100명

중심과목

과학

중심과목

성취기준 영역

[고등학교 1학년] 화학변화

연계과목

기술가정

연계과목

[고등학교 1학년]

[고등학교 1학년] 정보문화

개발계획

주제 연번 차시

(시수) 과목 연계(안)

1 3 과학(1) + 기술가정(2) 2 3 과학(2) + 기술가정(1) 3 3 과학(2) + 기술가정(1) 4 3 과학(2) + 기술가정(1) 5 4 과학(2) + 정보(1) + 기술가정(1)

구분 수행 결과

교수학습지도안 개발 차시 총 16차시

수업 적용 기간 2021.9.13. ~ 2021.9.24.

(STEAM 수업) 수혜학생 수 남원고등학교, 만경여자고등학교 (고등학교 1학년 전교생) 학생 태도검사 1차(사전) 검사 7월, 5개 학급(100명) 실시완료

2차(사후) 검사 10월, 5개 학급(100명) 실시완료

학생 및 교사 만족도조사 11월 실시 완료

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가. STEAM 프로그램 개발‧적용

(1) 프로그램 개발 내용

(가) 요리와 STEAM 수업 적용에 대한 연구 ①

소금의 중요성!

혈액 속에 소금기가 0.8% 아래로 떨어지면 음식물을 완전히 소화 흡수할 수 없을 뿐만 아니라 혈액 속에 있는 갖가지 노폐물과 독소들을 정화할 수 없다. 그 뿐만이 아니라 백혈구의 기능이 약해져서 세균을 잡아 먹을 수도 없고 생체 전류를 흐르게 할 수도 없어서 교감 신경과 부교감 신경이 제 기 능을 수행 할 수 없어 신체의 균형이 깨어질 뿐만 아니라 체온 36.5℃를 유지할 수도 없다. 이처럼 우리 몸에 중요한 역할을 하는 소금에 대해 알아보고 요리과학에 대해 이해하는 것은 의미가 있다.

②

두부를 만들자!

과거의 먹고 사는 것보다 사람들은 심미적인 것도 중요하게 생각하게 되었다. 사람들은 여가를 즐 기고 재미있는 것을 추구한다. 사람들은 요리라는 영역이 과거 음식 섭취를 통한 배부름과 맛에 국 한되지 않고 심미적인 영역도 중요하게 생각하게 되었다. 백종원이 음식을 맛보고 “재미있다”라는 표현을 한 것처럼 요리를 맛보고 자신이 생각했던 것과 전혀 다른 질감과 맛을 느끼고 “재미있다”,

“신선하다”라고 생각과 어떻게 만들었을까? 궁금증을 가지고 이를 과학에 접목시켜 원리를 깨우치고 앞으로 과학을 요리에 접목시켜 나가는 일은 의미가 있는 일일 것이다.

③

라면의 과학

학생들이 가장 좋아하는 음식 중 하나인 라면에 담긴 과학에 대해 알아봄으로써 학생들 생활 속에 아주 밀접한 곳에 과학이 존재함을 인식시킬 수 있다. 라면의 면발이 꼬불꼬불한 과학적 이유가 무 엇인지 탐구하게 한다. 이어서 라면의 맛을 결정하는 가장 결정적인 요인이 무엇일지 토론한 후 라 면을 쫄깃하게 끓이기 위해 면을 먼저 넣는 것이 좋은지, 스프를 먼저 넣는 것이 좋은지 끓는점 오 름이라는 과학 개념을 도입하여 설명할 수 있도록 탐구실험을 진행한다. 그리고 라면에 밥을 말아 먹을 때 더운밥과 찬밥 중 찬밥을 선호하는 과학적인 이유가 무엇인지에 대해서도 직접 관찰하여 알아볼 수 있도록 실험을 설계하였다.

④

발효음식 속 비밀찾기

인류의 식생활에서 부패와 발효의 차이를 알게 된 이후 식생활에 큰 도약이 찾아왔다. 부패와 발효 의 차이에 대해서 알아보고자 한다. 우리가 아는 대표적인 발효식품에 대해 조사하고, 다양한 발효 에 대해 이해하고, 발효 음식을 만들어봄으로써 우리에게 가장 밀접한 식생활에서 과학의 유용성에 대해 이해하는 기회를 제공하고자 한다.

⑤

새로운 조리방법 탐구

분자요리에 대해 알아보고 미래의 요리는 어떻게 될 것인지에 대해 생각해보도록 한다. S 푸드 만들 기를 통해 캐비어와 망고누들을 만들어보고 화학반응과 분자요리에 대해 이해하도록 한다. 마지막으 로 아이디어를 확장하고 활용하는 방법에 대한 내용으로, 조리를 하면서 사용하는 도구들의 불편함 을 개선하기 위해 어떤 해결책이 있을지 생각해보고 다양한 아이디어를 내어 새롭고 참신하고 독창 적인 아이디어의 조리 도구를 생각해보는 시간을 갖도록 한다.

(2) 프로그램 개발‧적용 결과

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교수학습 지도안 개발

차시(시수)

프로그램명 프로그램 주제 운영

대상(학년)

완료 여부

개발 수업적용 학생수 1~3

요리와 STEAM 수업 적용에 대한 연구

소금의 중요성!

1학년 완료 완료 100

4~6 두부를 만들자!

7~9 라면의 과학

10~12 발효음식 속 비밀찾기

13~16 새로운 조리방법 탐구

합계 100

※ STEAM 수업 적용 학생 성취도 평가 방법 개발 관찰평가지를 통한 관찰평가 방법을 개발하였습니다.

※ 학교생활기록부 기재 방법(예시) 제시

모둠의 리더로서 역할을 충실하게 수행하고, 모둠원들과 협력하여 모둠에서 좋은 성과물을 보여주었음. 인체 내 나트륨의 역할을 조사하여 발표하였고, 간이연수기 만들기 활동에서 실험 설계를 하는 과정이 돋보였음. 두부 만들기 활동을 통해 각 단계별로 수행을 제대로 하고 실험 보고서를 꼼꼼히 작성하는 모습을 보여주었음. 라면의 과학에서 라면에 담긴 여러 가지 과학적 원리를 다양하게 조사하여 발표해 동료들로부터 박수를 받았음. 미리 조사해욘 발효와 부패의 과학적인 차이에 대한 보고서를 근거로 하여 발표를 명쾌하게 하여 동료들로부터 인정받음. 알 코올 발효의 화학식을 사용하여 발효한 우유와 부패한 우유의 차이점에 대한 보고서를 작성하 였음. 미래의 요리에 대한 동영상을 보고 모둠별 토의를 통해 미래의 요리가 나아가야 할 방향 에 대한 내용을 보고서로 작성하였고 캐비어와 망고누들 만들기를 통해 분자요리를 구상하고 이에 대한 탐구실험을 설계하고 수행하는 방법에 대해 연구하였음.

나. 성과 확산 및 실천

(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최

회차 일시 장소 참석대상 주요내용

1차 ‘21.11.4. 남원고등학교 등나무 야외

남원고등학교 교직원 및 학부모, 학생 50여명

- 갈라쇼를 통해 STEAM 관련 홍보 행 사 진행

- 학생 및 교직원 등이 참여함.

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다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사

(1) 수혜학생 태도 조사

수혜 학생은 남원고등학교 1학년 5개 학급 100명으로, 학생 태도검사 사전검사 7월, 사후검 사 11월에 실시하고, 대상을 선정한 이유는 남원고등학교로 발령받아 1학년과 수업을 하면서 STEAM에 대해 알고 있지 않아 이들에게 STEAM 융합 수업을 소개하고 싶었기 때문입니다. 학 생 인터뷰 중 일부를 소개하면 다음과 같습니다.

- STEAM 수업을 처음 경험하였는데 과학과 다른 과목이 융합하여 다양한 형태로 수업을 즐 겁게 할 수 있어서 재밌었다.

- 과학 시간마다 STEAM 수업 하면 좋을 것 같다. 등

(2) 교원 만족도 조사

중학교에서 근무하다 고등학교로 처음 옮겨서 STEAM 수업을 처음 경험해보는 학생들이 즐 겁고 행복하게 수업에 참여하는 모습을 보고 뿌듯함을 느꼈고, STEAM 수업 이외의 교과 수업 에서도 할 수 있는 한 다양한 형태의 수업을 통해 학생들이 과학의 즐거움과 유용성을 느끼고 과학을 좋아하는 학생 나아가 과학자로 성장할 수 있는 발판을 제공하는 기회가 되기를 바랍 니다.

4. 결론 및 제언

교사연구회의 전체 회원은 각기 다른 학교 선생님들로 구성되어 있어 코로나19 상황에서 STEAM 교사 연구회 활동이 다소 어려웠으나 온라인 상에서 활발하게 대화를 나누어 주제를 선정하고 프로그램을 개발하였고, 사회적 거리두기 단계가 완화되는 시기에는 오프라인 모임을 통해 대면하여 프로그램에 대한 심도깊은 논의를 나누었습니다.

교사연구회에 참여한 연구원들의 수업 역량은 연구회 참여 이전보다 역량이 증가하였다고 느끼고 있습니다. 연구책임자인 본인보다 다 고경력자에 수업 역량도 출중한 분들이지만, 요리 를 수업에 접목하여 실시한 적은 없다보니 수업을 시도할 때 시행착오도 겪었으나 다양한 요 리 만들기, 조사하기 활동들을 학생들과 함께 함으로서 학생들과의 심리적 거리도 가까워지고 학생들과 함께 수업을 보고 느끼고 참여하고 즐기는 활동들을 다양하게 시도하였습니다.

코로나 19상황인지라 요리를 하고 함께 나누어 먹는 즐거움은 느끼지 못하였습니다. 위드 코

로나 이후에 요리와 STEAM 수업 적용에 대한 심화 연구를 실시하면 학생들과 더욱더 다양한

분자요리, 발효식품 만들기 등의 수업을 계획한다면 모두의 눈과 코와 입이 즐겁고 행복한 수

업 만들기가 가능할 것이라 생각됩니다.

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5. 참고문헌

1.경수 [硬水, hard water] (물백과사전)

2.[네이버 지식백과] 연수기 [軟水器] (두산백과)[네이버 지식백과] 두부 [Bean-curd, 豆腐] (한국민족문화 대백과, 한국학중앙연구원)

3.[네이버 지식백과] 간수 [bittern] (두산백과) 4.시크릿 사이언스-라면으로 요리한 과학

5.실험 동영상 http://netv.sbs.co.kr/player/netv_player.jsp?uccid=10000121656&boxid=&st=0&coo per=NAVER

6. https://www.knun.net/mobile/article.html?no=20146

7.https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=thegoldman&logNo=3008 1753591

8.http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1053423&mobile&categoryId=310#http://food.chosun.

com/site/data/html_dir/2012/07/10/2012071001482.html

(http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1099348&mobile&categoryId=200000534)

9.

http://article.joinsmsn.com/news/article/article.asp?total_id=8844920&cloc=olink|article|default 10.http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=731223&mobile&categoryId=723

11.http://artnow.kr/art/bbs/board.php?bo_table=B11&wr_id=10

(12)

주 의 문

1. 본 연구의 주장이나 제언은 연구진의 견해이며, 한국과학창의재단의 공식 입장이 아닙니다.

2. 이 보고서 내용을 대외적으로 공개하거나 발표할 때에는 반드시 한국

과학창의재단과 사전에 상의하여야 합니다.

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[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

프로그램 명: 요리와 STEAM 수업 적용에 대한 연구

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역 1 1~3/16 [10 과탐 02-07] 생활 속에서 발견한 문제 상황 해결을 위한 과학

탐구 활동 계획을 수립하고 탐구 활동을 수행할 수 있다.

[고등학교 1~3학년] (5) 가정생활과 안전 2 4~6/16 [10 과탐 02-07] 생활 속에서 발견한 문제 상황 해결을 위한 과학

[고등학교 1~3학년] (5) 컴퓨팅 시스템 (5) 기술 활용

2. STEAM 프로그램 총괄표(총 16차시)

차시 주요내용

1~3 /16

주제(단원)명 소금의 중요성!

소금의 어원 소금의 종류

간이 연수기 만들기

4~6 /16

주제(단원)명 두부를 만들자!

두부의 종류 두부 속 영양소

(14)

분자요리

7~9 /16

주제(단원)명 라면의 과학

라면의 면발은 왜 꼬불꼬불한 모양일까?

라면을 끓일 때 면이 먼저일까 스프가 먼저일까?

라면국물과 어울리는 밥은?

10~12 /16

주제(단원)명 발효음식 속 비밀찾기

건강을 지켜주는 발효식품 발효실험

부패실험

13~16 /16

주제(단원)명 새로운 조리방법 탐구

요리와 과학의 만남 – 푸드 만들기 무엇에 쓰는 물건인고

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3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 과학탐구실험 학교급/학년(군) 고등학교/1 학년

중심과목 성취기준

영역

[고등학교] [10 과탐 02-07] 중심과목 성취기준

생활 속에서 발견한 문제 상황 해결을 위한 과학 탐구 활동 계획을 수립하고 탐구 활동을 수행할 수 있다.

주제(단원)명 (2) 생활 속의 과학 탐구 차시 1~3/16

학습목표 생활 속에서 발견한 문제 상황 해결을 위한 과학 탐구 활동 계획을 수립하고 탐구 활동을 수 행할 수 있다.

연계과목 공학, 기술, 가정 연계과목

STEAM 요소

S 인체 내 나트륨의 역할, 삼투압의 원리 T 해수농축장치란 무엇인가?

E 간이 연수기 만들기 A 간이 연수기 만들기 M

개발 의도 인간이 살아감에 있어 소금은 꼭 필요한 물질이다. 우리 조상들이 대대로 중요하게 생각했던 소금에 대해 알아보는 것은 의미가 있는 일일 것이다.

혈액 속에 소금기가 0.8% 아래로 떨어지면 음식물을 완전히 소화 흡수할 수 없을 뿐만 아니라 혈액 속에 있는 갖가지 노폐물과 독소들을 정화할 수 없다. 그 뿐만이 아니라 백혈구의 기능이 약해져서 세균을 잡아 먹을 수도 없고 생체 전류를 흐르게 할 수도 없어서 교감 신경과 부교감 신경이 제 기능을 수행 할 수 없어 신체의 균형이 깨어질 뿐만 아니라 체온 36.5℃를 유지할 수도 없다. 이처럼 우리 몸에 중요한 역할을 하는 소금에 대해 알아보고 요리과학에 대해 이해하는 것은 의미가 있다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

음식이 부패하지 않도록 하는 방법에는 어떠한 것이 있을까?

창 의 적 설 계

창의적 설계

간이 연수기 만들기 감 성 적 체 험 인체 내 나트륨의 역할은

무엇인가?

소금은 어떻게 얻을 수 있는가?

감성적 체험

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학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (20 분)

Co

○ 생각열기

• 동영상 시청(선조들의 자연 냉장고, 석빙고 / YTN 사이언스) (https://www.youtube.com/watch?v=PN3nzwlBilk)

○ 석빙고가 없는 우리의 조상들은 음식을 어떻게 보관하였을지 생각해보고 왜 그 렇게 생각하는지 발표하기

동영상 시청

Tip!

전개 (100 분)

CD

○ 인체 내 나트륨의 역할은 무엇인가?

∙ 인체 내 나트륨의 역할에 대해 조사하기

∙ 저염식과 저나트륨혈증 문제에 대한 적절한 해결방법은 무엇인지 조사하고 발 표하기

CD

○ 소금 얻는 과정 알아보기

∙ ‘암염’, ‘정제염’, ‘천일염’은 어떻게 다른지 알아보기 ∙ ‘승정원일기’에 나타난 자염이란 무엇인지 조사하기 ∙ 모둠별로 조사한 내용을 발표하기

○ 해수농축장치란 무엇인지 알아보기

∙ ‘정제염’을 대량으로 생산하기 위한 해수농축장치의 원리를 조사하여 발표하기

ET

○ 간이연수기 만들기

∙ 간이연수기를 만들어보고, 양이온 교환수지를 통한 이온의 치환에 대해 학습해 보기

<참고> 상아사이언스 간이연수기 만들기(5 인 세트)

(http://sangamall.co.kr/product/detail.html?product_no=6935&cate_no=52&d isplay_group=1)

○ 실험보고서 작성 후 발표하기

정리 (30 분)

ET

○ 우리나라에 있는 염전 시설은 어디에 있고 어떻게 활용되는지 알아보기 ∙ 태안 자염 생산공장, 강원도 영월군 남면 등

○ 차시예고

∙ 조별로 두부를 만들 때 필요한 재료를 알아보기 - 인터넷 검색, 문헌 정보 활용

- 물품요구서를 직접 작성해본다.

- 물품 주문(다음 차시에 활용)

Tip!

간수도 직 접 제작할 수 있도록 안내한다.

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4. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 1~3/16

○ 석빙고가 없는 우리 조상들은 음식을 어떻게 보관하였을까?

○ ‘암염’, ‘정제염’, ‘천일염’의 차이

암염 정제염 천일염

○ 자염이란 무엇인가?

○ 해수농축장치란 무엇인가?

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차시 1~3/16

○ 실험보고서

2021 과학탐구 실험일지

학교 학년 팀명 작성일

주제 팀구성원

준비물

실험절 차 및 결과

반성

(19)

5. 교사자료

차시 1~3/16

경수

[ 硬水 , hard water ]

칼슘이온과 마그네슘이온을 중탄산염(Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2), 염화물(CaCl2, MgCl2), 유산염(CaSO4, MgSO₄) 등의 형태로 많이 포함한 물을 의미하며, 센물이라고도 표현한다.

물에 함유된 2가의 칼슘(Ca^2＋)과 마그네슘(Mg2＋)의 양을 탄산칼슘(CaCO₃)로 환산해서 1mg/L를 1경도라고 한다. 경도가 0~50 이면 연수, 50~100 이면 보통연수, 100~150 이면 약연수, 150~250 이면 보통경수, 250 이상이면 경수라고 한다. 특히 석회암지대의 지하수 등이 경도가 높으며, 경도가 높은 물은 관에 스케일이 많이 부착되어 관의 수명을 줄이며, 세탁이나 목욕 시 비누와 경수가 만나면 칼슘염, 마그네슘염의 침전이 생기고 거품생성이 좋지 않아 부적당하다.

경도는 칼슘 및 마그네슘에 의해 나타나기 때문에 탄산수소염의 형태로 포함되어 있는 물은 끓이면 각각 CaCO3 및 Mg(OH)2로 침전되어 연수가 되는 것이 가능하므로 CaCO3 및 Mg(OH)2에 의한 경도는 일시적 경도라고 한다. 또한 황산염, 초산염, 염화물의 형태로 물에 포함된 경도는 가열에 의해 침전하지 않으므로 영구경도라 한다. 수돗물의 수질기준에서는 경도를 300mg/L 이하로 정하고 있다.

<경수 및 연수의 구분>

연수기 [ 軟水器 ]

양이온 교환수지와 필터로 경수를 걸러 그 속에 함유된 경도성분(칼슘·마그네슘)을 제거하여 연수로 만 드는 기구이다. 양이온 교환수지에는 NaCl(염화나트륨)이 매우 높은 비율로 자리잡고 있다. 여기에 칼 슘이나 마그네슘 등의 양이온이 들어 있는 경수를 통과시키면 이온 교환을 통해 경도성분은 나트륨과 자리를 바꾸어 수지에 흡착하고, 물에는 나트륨이 빠져나와 연수가 된다.

교환수지는 어느 정도 사용하면 NaCl의 농도가 낮아져서 더 이상 양이온을 제거하지 못한다. 이때는 순수한 소금(NaCl)을 사용하여 재생해 주어야 한다. 순수한 소금으로 된 재생제를 물에 녹여 교환수지 를 씻으면 수지에 결합해 있던 칼슘이나 마그네슘이 이온 교환을 통해 떨어져 나가고, 나트륨(Na⁺) 이 온이 다시 채워져 양이온을 제거하는 기능을 한다.

자료출처 경수 [硬水, hard water] (물백과사전) [네이버 지식백과] 연수기 [軟水器] (두산백과)

(20)

3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

영역

[고등학교] [10 과탐 02-07] 중심과목 성취기준

연계과목 공학 연계과목

STEAM 요소

S 융해와 응고 T

E 두부 만들기, 계란프라이 만들기 A 계란프라이 만들기

M

개발 의도 분자요리라는 말은 모두 들어봤을 것이다. 우리가 요리를 통해 과학을 이해한다면 알기쉽고 재미있게 이해할 수 있을 것이다.

과거의 먹고 사는 것보다 사람들은 심미적인 것도 중요하게 생각하게 되었다. 사람들은 여가를 즐기고 재미있는 것을 추구한다. 사람들은 요리라는 영역이 과거 음식 섭취를 통한 배부름과 맛에 국한되지 않고 심미적인 영역도 중요하게 생각하게 되었다. 백종원이 음식을 맛보고

“재미있다”라는 표현을 한 것처럼 요리를 맛보고 자신이 생각했던 것과 전혀 다른 질감과 맛을 느끼고 “재미있다”, “신선하다”라고 생각과 어떻게 만들었을까? 궁금증을 가지고 이를 과학에 접목시켜 원리를 깨우치고 앞으로 과학을 요리에 접목시켜 나가는 일은 의미가 있는 일일 것이다.

상황 제시

상 황 제 시

두부는 어떻게 만들어질까?

창 의 적 설 계

계란 프라이 만들기 두부 만들기

감 성 적 체 험 분자요리란 무엇인가?

융해와 응고는 무엇인가?

감성적 체험

(21)

학습

및 유의점

도입 (20 분)

Co

○ 두부는 어떻게 만들어질까?

- 두부를 만드는 방법을 조별로 검색하지 않고 직접 계획해본다.(조별활동) - 조별로 자신들이 생각하는 두부 만드는 방법을 발표한다.

Tip!

전개 (100 분)

CD

○ 분자요리란 무엇인지 조사한다.

○ 융해와 응고의 실생활에서 예를 조사한다.

○ 모둠별로 조사한 내용을 발표하기

※ 분자요리: 음식의 질감 및 요리과정 등을 과학적으로 분석하여 새롭게 변형, 재 창조한 요리

ET

○ 요구르트 맛과 달걀 맛이 나는 계란프라이 만들기

1. 우유에 아가를 풀어 끓인다.(맛은 요구르트 식감은 흰자) 2. 망고에 칼슘을 섞은 후 믹서기로 간다.

3. 알긴산나트륨에 넣으면 계란 노른자처럼 만들어진다.

※ 아가(Agar): 우뭇가사리와 같은 홍조류에서 추출한 점질성 다당류 젤리, 아이 스크림과 같은 식품과 공업용 원료

※ 스페리피케이션(Spherification): 알긴산나트륨과 칼슘이 만나 액체가 젤처럼 굳는 성질을 이용한 요리 방법

○ 두부 만들기

1. 불린 콩을 갈아 콩물을 만든다.

2. 콩물을 끓인다.

3. 콩물을 헝겊에 걸러준다.

4. 간수 만들기(간수 만들기 순서는 미리 해도 무방하다) 5. 콩물을 끓이고 식히며 간수 부어주기

6. 주물에 부으며 두부 만들기

○ 위의 두 가지 실험에 대한 실험보고서를 작성하고 피드백한다.

Tip!

콩 불리기 는 하루전 불 리 거 나 충분한 오 후 실험시 오전에 불 려 놓으면 된다.

정리 (30 분)

ET

○ 직접 만든 천연간수와 시중 두부응고제의 차이는 무엇인지 발표하기

○ 차시예고

∙ 조별로 김장을 할 때 필요한 재료를 알아보기 - 인터넷 검색, 문헌 정보 활용

(22)

4. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 4~6/16

○ 두부는 어떻게 만들어질까?

○ 분자요리란 무엇인가?

○ ‘융해’와 ‘응고’의 실생활 속의 예는 무엇인가?

‘융해’ ‘응고’

○ 천연간수 재료 적어보기(상세하게 작성할 것)

(23)

5. 교사자료

차시 4~6/16

두부

[ Bean-curd , 豆腐 ]

정의

콩 속에 들어 있는 단백질을 추출하여 무기염류로 응고시킨 식품.

내용

두부의 ‘부(腐)’는 썩은 것이란 뜻이 아니고 뇌수(腦髓)처럼 연하고 물렁물렁하다는 뜻이다. 우리나라에 서는 ‘포(泡)’라고도 하였다.

두부는 『명물기략(名物紀略)』·『재물보(才物譜)』 등에는 서기전 2세기경 전한(前漢)의 회남왕(淮南王)이 발명하였다고 기록되어 있다. 그러나, 당나라 말기의 중국문헌에 처음 나타나므로 한대 이후에 만들어 졌다는 견해도 있다.

우리나라에 두부가 전래된 정확한 시기는 알 수 없다. 『목은집』 중의 「대사구두부래향(大舍求豆腐來 餉)」이라는 시에 ‘두부’의 명칭이 처음 나온다. 이것으로 미루어 고려 말에 가장 교류가 빈번하였던 원 나라로부터 전래되었을 것으로 추측된다.

조선시대에는 두부제조법이 더욱 발달하였다. 『세종실록』에는 명나라 황제가 조선에서 온 여인이 각종 식품제조에 뛰어나지만 그 중에서도 특히 두부를 잘 만든다고 칭찬하였다는 기록이 있다.

그 밖에도 『도문대작(屠門大嚼)』·『주방문(酒方文)』·『산림경제』 등 많은 문헌에 두부 만드는 법과 종류, 두부요리가 다양하게 기록되어 있다.

두부는 가공법에 따라 보통두부·순두부·건조두부·자루두부·연두부·얼린두부·튀김두부·압착두부·유바 (yuba)·수푸(sufu) 등으로 구분한다.

두부 만드는 법은 하루 동안 물에 불려 둔 콩을 맷돌에 간다 그 다음에 콩의 10배 정도의 물을 넣고 5∼10분 정도 끓인 다음 자루에 넣고 짠다.

여기서 나온 두유(豆乳)를 70∼80℃ 온도로 유지시키면서 염화칼슘·염화마그네슘·황산칼슘 등의 응고제 를 첨가하면 단백질이 응고된다. 단백질이 응고되면 성형틀에 삼베천을 깔고 응고된 것을 붓고 판을 대어 돌로 눌러 탈수시킨다. 물이 빠지면 칼로 그어 두부를 떠낸다.

두부는 생두부로 먹거나 국·찌개·부침 등의 여러 가지 형태로 조리한다. 찌꺼기인 비지도 발효시켜 비 지장을 만들어 먹는다. 두부를 만드는 도중에 순두부를 따끈하게 양념하여 먹기도 한다.

콩은 약 40％의 단백질을 함유하고 있어서 영양이 우수하나 소화율이 좋지 않아 볶거나 쪄서 먹을 경 우에도 소화율은 50∼70％에 지나지 않는다.

반면에 두부는 콩에 들어 있는 단백질의 93％ 이상, 탄수화물의 85％ 이상, 지방의 95％ 이상, 비타민 의 50∼60％ 이상을 함유하면서 소화율이 95％나 되는 우수한 단백질식품이다. 두부 단백질은 육류 단 백질보다 값이 훨씬 싸므로 단백질 공급원으로서 경제적인 면에서도 유리하다.

우리는 예로부터 두부를 자주 만들어 먹었고 관혼상제 때에도 빠짐없이 상에 올렸다. 지금도 시골에서 는 두부를 만들 때 쓰는 맷돌이 남아 있어 집에서 만들어 먹는 경우가 많다. 아낙네들이 순두부와 두 부를 사랑방으로 보내면 남자들은 두부와 함께 술도 한잔 하면서 자그마한 잔치를 벌이게 마련이었다.

(24)

간수 [ bittern ]

고염(苦鹽)·노수라고도 한다. 소금을 제조할 때 부산물로서 얻을 수 있고, 또 조염(粗鹽)을 저장할 때, 그 조해작용(潮解作用)을 이용하여 얻을 수 있다. 성분은 염화마그네슘이 15∼19%, 황산마그네슘이 6

∼9%, 염화칼륨이 2∼4%, 염화나트륨이 2∼6%, 브로민화마그네슘이 0.2∼0.4% 등으로 되어 있다. 옛 날부터 두부를 만들 때 응고제로 이용되었으나, 제1차 세계대전 이후 간수에 대한 연구가 진행되어, 현 재는 무기약품의 중요한 자원으로 이용된다.

간수처리공업은 칼륨공업 및 칼륨비료 제조공업 등 하나의 부문이 되어 있고, 또 간수를 이용하여 수 산화마그네슘 또는 금속마그네슘 등을 제조하려는 연구도 있다. 간수는 직접적으로 두부 제조와 마그 네시아시멘트 등에 쓰이고, 그 밖에 정미용(精米用)·씨가리기[選種] 등에도 소량이지만 옛날부터 이용되 고 있다.

자료출처 [네이버 지식백과] 두부 [Bean-curd, 豆腐] (한국민족문화대백과, 한국학중앙연구원) [네이버 지식백과] 간수 [bittern] (두산백과)

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3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

영역

[고등학교] [10 과탐 02-07] 중심과목 성취기준

연계과목 기술가정 연계과목

STEAM 요소

S 끓는점 오름

T 라면 쫄깃하게 조리하기 E

A M

개발 의도 학생들이 가장 좋아하는 음식 중 하나인 라면에 담긴 과학에 대해 알아보고자 한다.

학생들이 가장 좋아하는 음식 중 하나인 라면에 담긴 과학에 대해 알아봄으로써 학생들 생활 속에 아주 밀접한 곳에 과학이 존재함을 인식시킬 수 있다. 라면의 면발이 꼬불꼬불한 과학적 이유가 무엇인지 탐구하게 한다. 이어서 라면의 맛을 결정하는 가장 결정적인 요인이 무엇일지 토론한 후 라면을 쫄깃하게 끓이기 위해 면을 먼저 넣는 것이 좋은지, 스프를 먼저 넣는 것이 좋은지 끓는점 오름이라는 과학 개념을 도입하여 설명할 수 있도록 탐구실험을 진행한다. 그리고 라면에 밥을 말아 먹을 때 더운밥과 찬밥 중 찬밥을 선호하는 과학적인 이유가 무엇인지에 대해서도 직접 관찰하여 알아볼 수 있도록 실험을 설계하였다.

상황 제시

상 황 제 시

라면은 왜 국수랑 다르게

꼬불꼬불할까?

창 의 적 설 계

라면을 쫄깃하게 끓여보기

라면과 어울리는 밥 찾아보기

감 성 적 체 험 라면 면발의 모양, 쫄깃함 등의

과학적 이유는 무엇일까?

라면국물과 어울리는 밥은?

감성적 체험

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학습

및 유의점

도입 (20 분)

Co

○ 생각열기

• 여러 가지 라면을 보여주고, 라면에 대한 학생들의 다양한 생각과 왜 그렇게 생 각하는지 발표하기

○ 라면을 맛있게 먹으려면 어떻게 하는 것이 좋은지 자신들의 꿀팁에 대해 모둠별 로 토의하고 발표하기

라면

Tip!

전개 (100 분)

CD

○ 라면의 모양은 왜 꼬불거릴까?

∙ 라면과 국수의 모양이 다른 이유에 대해 생각해보고 자료 조사하기 ∙ 라면의 모양이 갖는 장점과 단점에 대해 생각해보고 자료 조사하기 ∙ 모둠별로 조사한 내용을 발표하기

○ 라면 맛을 결정하는 요인은 무엇일까?

∙ 라면 맛을 결정하는 여러 가지 요인을 찾아보기

○ 라면에 더운밥과 찬밥 중 어느 것을 말아야 맛있을까?

∙ 라면과 어울리는 밥의 온도에 대해 생각해보고 자료 조사하기

ET

∙ 통제변인과 조작변인을 설정하여 탐구실험을 설계하고 수행하기 ∙ 탐구실험 결과를 정리하기

∙ 탐구실험 결과를 설명할 수 있는 과학적 원리 조사하기-끓는점 오름 등 ∙ 모둠별로 조사한 내용을 발표하기

실험 시 안 전에 유의 하도록 지 도한다.

정리 (30 분)

ET

○ 라면의 과학에 대해 알게 된 사실 발표하기

∙ 라면의 모양, 쫄깃함, 어울리는 밥 등에 대해 자유롭게 이야기 나누기

○ 차시예고

∙ 조별로 요구르트를 만들 때 필요한 재료를 알아보기 - 인터넷 검색, 문헌 정보 활용

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4. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 7/16

라면, 직선이면 안되는 거니?

평소 요리사가 꿈인 종수의 부모님이 안 계실 때는 동 생과 함께 라면을 자주 끓여 먹는다. 하지만 분명 어머 니께서 끓여주시는 라면과 달리, 면이 불거나, 국물이 맛이 없거나 하는 경우가 많다. 그래서 인터넷으로 라 면을 맛있게 끓이는 법을 검색하던 중 새로운 사실을 알게 된다, 과연 라면속에 숨어있던 비밀은 무엇일까?

라면은 남녀노소 누구나 좋아한다. 그런데 라면의 면발은 왜 꼬불꼬불한 모양일까?

◎ 라면의 면발은 왜 꼬불꼬불한 모양일까? 그 이유를 추측해 보자.

◎ 라면이 직선이라면 어떨까? 국수의 면발(중면)과 비교해 보고, 부서지는 정도도 확

인해 보자.

(28)

차시 8/16

꼬불꼬불 쫄깃쫄깃 면발의 비밀

실험 준비물 : 물 550ml, 라면, 가스레인지(또는 알콜램프, 삼발이, 철망), 냄비(또는 비커), 면장갑

조리용 전자온도계, 점화기

※ 주의사항 1. 끓는점의 차이점을 확인하기 위해 꼭 조리용 전자 온도계를 사용할 것

※ 주의사항 2. 실험 전 불을 사용하는 실험인 만큼 물이나 점화기 등에 대한 안전 교

육 실시

(29)

차시 8/16

물을 끓였을 때와 스프를 넣고 끓였을 때의 온도 변화를 표와 그래프로 나타내 보자.

< 물을 끓였을 때>

(30)

차시 8/16

물을 끓였을 때와 스프를 넣고 끓였을 때의 온도 변화를 표와 그래프로 나타내 보자.

< 스프를 넣고 끓였을 때>

◎ 물을 끓였을 때의 온도변화 그래프를 보고 알 수 있는 것은 무엇인가?

◎ 스프를 넣고 끓였을 때의 온도변화 그래프를 보고 알 수 있는 것은 무엇인가?

(31)

차시 9/16

라면엔 반드시 찬밥이어야 하는 이유!!

실험 준비물 : 1개 모둠당 라면 1개, 냄비, 메스 실린더 2개, 종이컵 2개, 스포이드, 커터칼, 핀셋, 약수저, 더운밥, 찬밥(또는 햇반 2개 사용)

◎ 라면 국물을 붓고 약 5초 후 밥알을 꺼내어 돋보기로 겉면을 자세히 관찰해 보자.

어떤 차이점이 보이는가?

◎ 라면 국물을 붓고 약 5초 후 밥알을 꺼내어 커터칼로 자른 후, 단면을 관찰해 보 자, 어떤 차이점이 보이는가?

◎ 스포이드로 더운 밥알과 찬 밥알에 라면 국물을 떨어뜨려보고 관찰해 보자. 어떤

차이점이 보이는가?

(32)

차시 9/16

◎ 더운 밥알과 찬 밥알에 라면 국물을 떨어뜨려보고 현미경으로 관찰하여 그림으로 나타내 보자. 어떤 차이점이 보이는가?

◎ 라면 국물에 더운 밥과 찬 밥을 말아 직접 시식해보면서 어느 것이 더 맛있게 느

껴지는지 투표해보자.

(33)

5. 교사자료

차시 7~9/16

라면, 직선이면 안되는 거니?

우선 라면의 꼬불꼬불한 모양은 면발의 형태를 보존하고, 동시에 같은 부피 내에 최대한 많은 양의 면을 담 는 데 효과적이다. 면이 직선일 경우를 생각해보자. 면을 한 줄 한 줄 늘어놓을 때, 면과 면 사이에 최소 한의 공간을 마련해야만 면끼리 서로 들러붙는 것을 방지할 수 있다. 보통 라면은 맛을 쫄깃하게 하면서 동 시에 신속하게 조리되도록 하기 위하여, 기름에 튀긴 유탕면으로 판매된다. 그런데 만일 면끼리 서로 들러붙 는다면 면을 기름에 튀기는 과정에서 기름이 면 사이로 침투하기 어려울 뿐만 아니라, 설령 성공했다 하더라 도 라면을 끓여 놓으면 면 가락이 하나하나 떨어지지 않고, 두세 가닥씩 붙어 있는 면발들이 생겨날 것이다.

그렇다고 면발들을 직선으로 늘여놓으면서 의도적으로 간격을 일정하게 띄울 경우, 전체적으로 많은 공간이 소모되어 라면의 부피가 늘어나게 된다. 그럼 보관과 유통에 그만큼 효율적이지 못하다.

면발을 꼬불꼬불하게 하면, 이런 문제들은 해결된다. 꼬불꼬불한 면과 면 사이에는 최소한의 공간들이 자 연스럽게 생기게 되어, 기름에 튀기는 과정도 신속하게 이루어지며, 면을 삶았을 때도 한 가닥 한 가닥의 면 발이 살아나는 것이다. 또한 꼬불꼬불한 면발은 라면을 운반하는 과정에서 제품의 파손을 최소화한다. 면이 직선이라면 충격에 쉽게 부서지게 된다. 아무리 딱딱한 고체라 할지라도 직선 모양과 꼬불꼬불한 모양 사이 에는 탄성의 차이가 존재한다. 탄성(elasticity)이란 물체에 외부적 힘을 가했을 때 모양이나 크기가 변했다 가, 그 외부적 힘을 제거하면 원래의 모양과 크기로 되돌아가려는 성질을 나타내는 지표이다. 용수철, 저울, 볼펜스프링, 침대시트 등은 모두 탄성을 이용한 제품들이다.

뜨개질한 편물을 생각하면 이해가 더욱 쉽다. 수직과 수평으로 교차하여 짠 옷감보다는 뜨개질처럼 꼬불 꼬불한 모양으로 짜여진 옷감의 탄력성이 훨씬 높다. 라면의 경우도 꼬불꼬불한 모양은 미세하게 탄성을 높 이는 역할을 한다. 하지만 엄밀히 말하자면, 제품의 파손에 결정적일 정도로 큰 영향을 미친다고 할 수는 없 다. 꼬불꼬불한 모양보다는 면을 차곡차곡 네 겹 정도로 쌓는 방식이 보존에 더욱 결정적 역할을 한다. 힘을 고르게 분산하기 때문이다. 그래서 같은 꼬불꼬불한 면이라 할지라도, 무작위로 아무렇게나 배열된 둥근 라 면이 일정한 패턴으로 차곡차곡 배열된 네모 라면에 비해 잘 부서지는 것이다.

꼬불꼬불한 모양은 끓이는 과정에서도 효과적이다. 일반 국수나 잡채를 삶아 보면 냄비바닥에 서로 붙어 서 가라앉는 것을 볼 수 있다. 하지만 라면의 꼬불꼬불한 모양은 면 한 가닥 한 가닥을 띄어놓는 역할을 한 다. 그만큼 열과 수분의 침투력을 높여 준다. 그래서 신속하게 면 속에 있던 지방이 녹아 나오게 되고, 또 수 프의 맛이 골고루 배이면서, 빠른 속도로 조리되는 것이다. 그 외에도 면이 꼬불꼬불하면 젓가락으로 들어올 리기 쉬운 장점도 빠트릴 수 없다.

꼬불꼬불 쫄깃쫄깃 면발의 비밀

라면 맛을 결정하는 요인은 쫄깃한 면발과 물의 양, 불의 세기라고 할 수 있다. 라면을 맛있게 끓이기 위해 서는 첫 번째로 면을 넣기 전에 스프를 넣어야 한다는 주장이 있다. 끓는 물에 스프를 넣으면 순수한 물의 끓 는점인 섭씨 100도보다 더 높은 온도에서 끓게 된다. 용액의 끓는점이 순수한 용매의 끓는점보다 높은 ‘끓는 점 오름’ 현상이 일어나기 때문이다. 물의 끓는점보다 높은 온도에서 가열한 면은 더 빨리 익고 스프의 향도 더 잘 배어들게 된다고 한다.

스프의 주성분인 나트륨이 물에 섞이게 되면 순수한 물보다 끓는점이 오르게 된다. 1기압의 표준 환경에서 물의 끓는점이 섭씨 100도인데 비해, 소금물의 끓는점은 이보다 높다. 그러면 상대적으로 더 센 온도에서

(34)

라면이 익기 때문에, 빠른 시간 안에 라면을 익힐 수 있고, 면발은 더 쫄깃쫄깃한 탄력을 유지하게 된다.

끓는 물에 스프를 넣으면, 끓는 현상이 잠시 주춤해지고 물의 표면이 잠잠해진다. 이것은 스프를 넣어 끓는 점을 높이게 된 것으로, 잠시 끓어 넘치는 현상이 잠잠해지는 것이다. 흔히 끓는점은 용액 속에 녹아 있는 용 질의 농도에 따라 다르게 나타나며, 이 농도를 몰랄농도라고 한다. 표준적으로 소금물의 경우, 물 1킬로그램 에 소금 58.5그램이 녹아 있다고 했을 때, 이 소금의 몰랄농도를 1mol/kg 이라고 한다. 이때 끓는점의 변화 는, ‘온도변화=끓는점 오름상수(0.51)☓몰랄농도’의 공식에 따라 변하게 된다. (0.51☓1=0.51℃) 즉 소금 58.5그램이 녹아 있는 1킬로그램의 소금물의 끓는점은 100.51℃가 되는 것이다.

그러면 라면 국물의 끓는점은 어떨까? 라면 봉지에 적혀 있는 조리법을 살펴보면, 권장하는 물의 양은 500밀리리터이다. 또한 라면 한 봉지에 포함된 나트륨 양은 2000밀리그램 정도이다. 이 수치를 가지고 끓 는점을 계산해 보면, 1000밀리리터에 4000밀리그램의 나트륨이 녹아 있는 것으로 환산할 수 있다. 이 때 몰 랄농도는 0.07이 된다. 따라서 라면 국물의 끓는점은 0.04도(=0.51☓0.07)가 되어, 총 100.04℃가 될 것이 다.

여기까지 간신히 계산해 보았지만, 엄밀히 말해 이 계산에는 허점이 많이 도사리고 있다. 라면 봉지에 씌어 진 나트륨에는 소금의 염화나트륨도 있고 조미료의 글루탐산나트륨도 있다. 또한 나트륨은 수프에만 있는 것이 아니라, 면 반죽 속에도 들어 있을 수 있다. 그리고 이 수치는 엄밀하게 말해 일상생활에서 민감하게 영 향을 줄 정도는 아니다. 라면 맛을 내는 다른 조건들, 즉 냄비의 두께, 화력, 첨가식품의 종류, 끓이는 시간 같 은 여러 조건들이 모두 완벽하게 일치한다고 가정했을 때, 물에 면을 먼저 놓고 끓이다가 나중에 수프를 넣 느냐, 혹은 수프를 먼저 넣고 끓이다가 면을 넣느냐의 문제가 아마도 조금은 중요해질까? 그래도 미식가라면 0.01도의 차이라도 놓치지 않으려 할 것이다.

라면엔 반드시 찬밥이어야 하는 이유!!

찬밥은 평상시에 인기가 없다. 오죽하면 이것에 빗대어 별로 환영받지 못하는 처지를 일컬어 찬밥 신세라 하 겠는가. 하지만 찬밥이 대접을 받는 경우가 있으니, 바로 라면과 만났을 때이다. 이때의 찬밥은 임금님 수라 상의 찰지고 더운밥보다 환영을 받는다.

라면에 더운밥을 말아 먹으면 찬밥에 비해 왠지 맛이 떨어진다. 국물은 조금 싱거워지는 듯하고, 밥알과 라 면 국물이 겉돌아 입 속에서 밥 따로 국물 따로 노는 듯하다. 과연 단순히 느낌일까? 아니다. 맛을 감별해내 는 우리들의 혀는 녹말 성분에 대한 깊은 이해를 바탕으로 결코 만만치 않은 과학을 감지하고 있는 것이다.

맛에 관한 한 혀는 놀라운 과학자이다.

우선 찬밥이 더운밥과 어떤 차이가 있는지 추적해 보자. 생쌀처럼 물에 녹지도 않고 씹기에도 딱딱한 녹말을 베타 녹말이라고 한다. 이 물질의 분자들은 매우 조밀하게 결합되어 있다. 그런데 여기에 일정한 물을 넣어 가열하면, 물 분자가 녹말 분자 사이에 파고들어가 그 구조를 느슨하게 만들며, 그 결과 부피는 두 배 이상 늘 어나게 되고, 씹고 소화하기 쉬운 물질로 변화한다. 또한 쌀 녹말의 주성분인 포도당이 흡수되기 쉬운 상태 로 변해 있기 때문에, 막 지은 밥을 입에 넣고 조금만 씹으면 단맛을 쉽게 느낄 수 있게 된다. 이렇게 변화한 상태를 알파 녹말이라고 부른다.

밥을 지은 후에 시간이 경과하게 되면, 밥 속의 수분은 점점 증발하면서 점점 딱딱해지며, 찰진 맛도 점점 사 라지고 거친 맛이 나타나기 시작한다. 다시 베타녹말로 돌아가려는 움직임을 노화현상이라고 말하는데, 이 노화현상을 막기 위해서는 밥을 밀폐시켜 수분을 유지하는 것이 가장 중요하다. 밥을 지어서 전기밥통에 두 거나 랩으로 밀폐시켜 냉동실에 보관하면 수분의 증발을 최대한 막을 수 있으며, 본래 밥맛을 어느 정도 보 존하게 된다. 하지만 실온이나 냉장실에서 식은 찬밥은 시간이 오래 경과할수록 수분을 잃어버려 딱딱해지 며, 밥맛도 없고 소화도 되지 않는 천덕꾸러기로 변한다.

이런 찬밥을 라면 국물에 말게 되면, 찬밥은 빠른 속도로 잃은 수분을 보충하려고 라면 국물을 흡수하게 된 다. 라면 국물의 맛이 순식간에 밥 속에 침투하기 때문에, 국물속의 밥을 건져 먹어도 전혀 싱겁거나 국물과 겉돌지 않는 것이다. 하지만 뜨거운 밥을 라면 국물에 말 경우, 밥은 자체로도 수분이 충분하고 분자 간의 구 조도 찰지기 때문에, 좀처럼 라면 국물을 흡수하지 못한다. 따라서 그 뜨거운 밥을 라면 국물에 말아 먹을 경 우, 밥맛과 라면 맛이 겉돌게 된다. 게다가 뜨거운 밥에는 많은 수분이 포함되어 있기 때문에, 상대적으로 염 분이 강한 라면 국물과 섞여 삼투압 현상을 일으킨다. 찬밥과는 반대로 밥의 수분이라면 국물 속으로 흘러들 어가 라면 국물을 싱겁게 만드는 것이다. 우리의 혀는 이 모든 사실을 순식간에 간파한다.

자료출처

시크릿 사이언스-라면으로 요리한 과학 실험 동영상

http://netv.sbs.co.kr/player/netv_player.jsp?uccid=10000121656&boxid=&st=0&coo

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3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

영역

[고등학교] [10 과탐 02-07] 중심과목 성취기준

연계과목 공학, 기술, 가정 연계과목

STEAM 요소

S 알코올 발효, 젖산 발효 T 요구르트 만들기 E

A M

개발 의도 인류의 식생활 특히 대한민국의 식생활에서 빼놓을 수 없는 것이 발효이다. 발효의 과학적 원리에 대해 알아보고자 한다.

인류의 식생활에서 부패와 발효의 차이를 알게 된 이후 식생활에 큰 도약이 찾아왔다. 부패와 발효의 차이에 대해서 알아보고자 한다. 우리가 아는 대표적인 발효식품에 대해 조사하고, 다양한 발효에 대해 이해하고, 발효 음식을 만들어봄으로써 우리에게 가장 밀접한 식생활에서 과학의 유용성에 대해 이해하는 기회를 제공하고자 한다.

상황 제시

상 황 제 시

음식이 부패하지 않도록 하는 방법에는 어떠한 것이 있을까?

창 의 적 설 계

요구르트 만들기

감 성 적 체 험 발효와 부패의 차이점은?

감성적 체험

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학습

및 유의점

도입 (20 분)

Co

○ 생각열기

• 우리가 자주 먹는 발효식품에 대해 알아보고 그 특성 조사하기 • 발효음식들의 공통점 찾아보기

• 모둠별로 조사한 내용을 발표하기

○ 발효와 부패에 대해 과학적으로 생각하기

• 발효와 부패의 공통점과 차이점에 대해 생각해보고 과학적 조사하기 • 모둠별로 조사한 내용을 발표하기

학습지

Tip!

전개 (100 분)

CD

○ 유산균을 이용해 우리가 자주 먹는 요구르트를 만들어보자.

∙ 요구르트와 유산균의 관계에 대해 자료 조사하기

∙ 준비물을 활용해 요구르트를 만들기 위한 실험을 설계해보기

○ 부패를 실험으로 알아보자.

∙ 탐구실험을 통해 부패와 발효의 차이점을 알아보기 위해 여러 가지 변인을 찾 아보기

∙ 발효된 우유와 부패된 우유를 관찰하기

∙ 발효와 부패 실험을 통해 알게 된 사실에 대해 발표하기

ET

∙ 통제변인과 조작변인을 설정하여 탐구실험을 설계하고 수행하기 ∙ 탐구실험 결과를 정리하기

∙ 탐구실험 결과를 설명할 수 있는 과학적 원리 조사하기-알코올 발효,젖산 발효 ∙ 모둠별로 조사한 내용을 발표하기

실험 시 안 전에 유의 하도록 지 도한다.

정리 (30 분)

ET

○ 발효와 부패 실험을 과학적 원리로 설명해보기

∙ 발효와 부패를 구분짓는 방법 등에 대해 자유롭게 이야기 나누기 ∙ 세계의 다양한 발효 음식 속의 발효에 대해서 조사하고 발표하기

○ 차시예고

∙ 요리와 과학, 미래 요리

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4. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 10/16

[조사] 우리가 자주 먹는 발효식품에 대해 알아보고 그 특성을 조사해 보자.

◎ 우리가 조사해 온 발효음식들의 공통점은 무엇인지 알아보자.

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차시 11/16

[실험] 유산균을 이용해서 우리가 자주 먹는 요구르트 만들기 발효실험을 해보자.

[발효실험]

준비물 : 우유 1000ml 1통, 유산균 요구르트 1개, 1200ml들이 이상의 물병, 요구르 트 발효기 1개, 유리 막대, 플라스틱 숟가락

※ 주의사항 : 발효기 없이는 25℃~30℃ 실온에서 24시간 숙성하기

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차시 11/16

◎ 우유가 발효되어 어떤 변화가 일어났는지 관찰한 후, 그 결과를 표로 정리해 보자.

발효 전 우유 발효 후 우유

색

냄새

질감

맛

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차시 11/16

◎ 발효가 일어난 우유에 변화가 생긴 것은 어떤 물질이 작용했기 때문일까? 요구르 트 뒷면의 성분 표시 목록을 살펴보고 추측해 보자.

◎ 요구르트 속에 들어있는 물질이 무엇인지 더 자세히 알아보자.

◎ 시중에 판매되고 있는 여러 가지 종류의 요구르트를 준비하여, 성분표시를 비교해보자.

제품명 유산균주 수 주요성분

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차시 12/16

2021년 STEAM 교사연구회 결과보고서