7월14일-신과수하계워크숍2(백종희(항균식물),이진형(비행기외),안드레아(기화액화),장미순(호루라기악기)

 

 

    < 파스퇴르의 생물속생설 도출과정 실험하기 >

                                                                         백종희(광주중앙고)

 

 

파스퇴르의 생물속생설 도출과정 실험하기

 

 

본 실험 수행에서의 문제 사항	해결 방법
1. 완전 멸균(121℃로 15분)을 해야 정확한 실험 결과가 나오는데 전열기로 끓이는 방법으로는 완전 멸균이 되지 않아 올바른 실험 결과가 나오지 않는다. 이 문제를 어떻게 해결할 수 있을까?	?
2. 기러기목관을 만들기 어려운데 기러기목관에서 다시 한번 위를 향하여 한번 더 구부려야 하는 마지막 부분이 꼭 필요할까?	?
3. 멸치로 육수를 만들기가 번거로울 수 있는데 좀 더 쉽게 영양액을 준비할 수 있는 방법은?	?
4. 50분~100분 실험 수업 시간에 실험이 모두 끝나는 실험이 아니다. 어떻게 실헙을 진행하는 것이 좋을까?	?
5. 본 실험을 개별 실험으로 진행할 수 있을까?	?
6. 탐구 활동 평가에서 개별 학생의 탐구 활동 평가를 어떻게 할 수 있을까?	?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

우리 주변에서 천연 항생 물질 찾기

본 실험 수행에서의 문제 사항	해결 방법
1. 은행나무잎, 소나무잎, 편백나무잎을 어떻게 말려서 가루를 만들 수 있을까?	?
2. 좀 더 쉽게 각 식물잎의 항균물질을 추출할 수 있는 방법은?	?
3. 대장균이나 포도상구균은 어떻게 구할 수 있을까?	?
4. 균주를 장기간 보관하려면 어떻게 해야할까?	?
5. 실험에 사용할 항생물질을 살균 기능이 있는 에탄올을 이용하여 추출하고 대조군에 에탄올디스크를 넣는다면 실험 과정에서 문제는 없다고 할 수 있을까? 있다면 어떻게 고쳐볼 수 있을까?	?
6. LB아가배지를 고압멸균기 없이 어떻게 만들까?	?
7. 무균 페이퍼디스크를 직접 만들 수 있을까?	?
8. LB아가배지 대신 페트리필름배지를 이용하여 실험할 때는 어떻게 실험 방법을 바꿔야 할까?	?
9. 탐구 활동 평가에서 개별 학생의 탐구 활동 평가를 어떻게 할 수 있을까?	?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

가. 항생물질 검사용 공디스크 만들기

① 거름종이 2장에 각각 한 면에 녹말풀칠을 하여 거름종이 3장을 겹쳐서 붙이고 건조시킨다.

② 6mm펀치를 이용하여 공디스크를 만든다.

③ 15mL코니컬튜브에 공디스크를 담아 멸균처리 한다.

 

나. 항생물질 추출 및 항생 디스크 만들기

① 항생물질이 들어있다고 생각되는 식물을 갈절구를 이용하여 곱게 간다.

※ 이 과정은 교사가 준비하여 학생들에게 분쇄물만 제공할 수 있다.

② E-tube(1.5mL)에 분쇄물을 가득히 넣고 마이크로쎈트리퓨지로 13,500rpm으로 1분간 원심분리한다.

③ E-tube의 바닥을 커트칼로 틈을 내고 전지가위로 E-tube의 아래 절반을 잘라 이를 새 E-tube에 끼우고 다시 마이크로쎈트리퓨지로 13,500rpm으로 30초간 원심분리하여 식물즙을 분리해낸다.

④ 공디스크에 항생물질(식물즙)을 10~20uL씩 흡수시킨 후 말린다.(필요에 따라 두배, 세배 농축 디스크를 만들 수도 있다)

※ 마늘짜개를 이용할 경우 마이크로피펫으로 일정량(약 10～20uL)의 착즙액을 빨아들여 공디스크에 직접 떨어뜨리고 드라이어를 사용하여 적당히 말린다.

 

항생물질 디스크 실험하기

① LB아가배지에 검사용 박테리아 배양액 200uL를 도말한다.

② LB아가배지 plate 뒷면에 6개 구획선을 긋고 항생물질명과 대조군 등의 표시를 한다.

③ 각 구획에 공 디스크를 하나씩 올려 놓고 배지 중앙에 표준 항생 디스크를 올린다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

김정식수석님의 코멘트가 너무 좋아 옮겨옵니다.

자연발생설을 반박하는 파스퇴르 실험에서 백조목 부분에 물이 차야 하는지 안 차도 되는지?
실험설명에 보면 백조목 부분에 물에 대한 언급이 없다. 그래서 그동안 그 이유가 너무 궁금했다. 물이 안차도 상관없는 건지?
백종희 수석님 설명을 들어보니 백조목이 아니어도 상관없다고 한다. 그냥 플라스크에서 나온 고무관 끝을 아래쪽으로 늘어뜨려만 놔도 음식물이 거의 상하지 않는다. 
이유는 세균은 공기중에서는 운동성이 없기 때문에 공기의 흐름을 따라 이동하는데 고무관을 늘어뜨려 놓기만해도 공기의 흐름이 거의 없고 기체가 확산을 한다해도 중력을 거슬러서 운동성이 없는 세균이 플라스크 안으로 들어갈 가능성은 거의 없다는 것이다. 그래서 이실험은 초기에 멸균을 얼마나 잘 시키는지가 더 중요하다고 한다. 100도가 넘어도 죽지 않는 세균들도 있단다.
해결책으로 압력밥솥에 고무관을 포함한 시료가 들어있는 실험도구를 통채로 넣고 끓여주면 거의 완벽하게 살균이 가능하단다
그동안 고민이 한번에 해결 되었다. 

 

                     < 앵두콘 이용 과학모델& 베비 버그 글라이더 >

                                                                                              이진형(보라중)

 앵두콘을 이용하여 실험할 수 있는 다양한 과학모델들에 대해 소개도 하고, 각 선생님들의 노하우를 나누게 하는 시간을 가졌다.

그리고 가벼운 우드락 종이를 이용하여 글라이더를 만드는 방법을 소개하였다.

사실 시작하기 전에는 글라이더 너무 흔한 것 아닌가 하는 생각도 들었는데 함께 만들어 보다 보니 재미있게 할 수 있었다.

 

07.14이진형(Baby Bug Glider설계도)

앵두콘을 수업에 이용할 수 있는 방법에 대해 서로 돌아가면서 이야기하는 모습

 

      <기화와 액화에 의한 공기의 흐름을 관찰하기>

 

                                                                                  안드레아(독일중학교)

둥근 플라스크에 고무관을 연결해서 물에 조금 넣어 가열했다가 식히면 플라스크안에 물이 가득차는 마술 같은 현상이 일어난다.

그 현상에 대해 시연하고 그 원리를 탐구하는 시간을 가졌다.

실험을 하기 전에는 이전에 알고 있는 내용이라는 생각을 했는데 막상 실험을 해보니 플라스크 안에 물이 다 채워지는 것을 보고 신기했다.

플라스크 안의 물을 끓이면 플라스크 안의 공기가 다 밀려나가서 수증기로 채워졌다가 수증기가 응결하면 거의 진공상태가 되므로

둥근 플라스크 안에는 100% 물로 채워지는 것이다.

1. 둥근바닥 플라스크에 물을 조금 (5 ml) 넣는다.

2. 둥근바닥 플라스크 안에 있는 물이 다 증발할 때까지 계속 분젠 버너 약불로 끓인다.

3. 플라스크에 들어있는 물이 다 증발되어 물이 관을 통해 다 빠져나가게 되면 불을 끈다.

4. 플라스크 안의 공기가 거의 다 빠져나가게 되고 증기압이 수증기를 만들게 된다.
5. 플라스크가 식게 되면 플라스크 안으로 물이 들어가게 된다.

 들어오는 물 때문에 많이 식어서 증기압 생길 수가 없게 돼요. 플라스크 안에 있는 증기압 갑자기 매우 떨어져서 물이 빨리 들어와요. 마지막 사진을 보시면 플라스크는 물이 가득차요. 이 사실은 플라스크 안에 공기 별로 없다는 증거예요.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

이 실험을 다시 김정식샘이 재연해보았단다. 페북에 올리신 내용을 가져온다.

역시 김정식샘이시다. 대단~~

<이런 것까지 관찰하고 이유를 생각해보자 >

1. 수조에 담긴 고무관 끝에서 공기가 나오는지, 수증기가 나오는지 어떻게 알 수 있을까?

- 공기가 나오면 기포가 수면까지 올라오지만, 수증기가 나오기 시작하면 기포가 고무관 끝에서는 나오지만 수면까지 올라오지 않는다.

2. 처음에 빨려 들어온 물은 자세히 관찰해 보면 들어오자 마자 다시 증발하면서 고무관을 따라 물을 밀어낸다. 그리고 두번째 빨려 들어온 물 부터 둥근플라스크 안으로 본격적으로 들어온다. 두번째 빨려 들어온 물도 첫번째 빨려 들어온 물처럼 고무관의 물을 밀어내는 왕복 운동을 여러번 하게 하려면 어떻게 해야 할까?

 

- 둥근 플라스크 안에 물을 모두 증발시키고 건조한 둥근 플라스크를 충분히 가열한다면

- 만약 고무관이 더 길어져서 고무관 안에 물의 온도가 충분히 높다면

- 고무마개에 끼운 유리관 끝을 더 얇게 해서 들어오는 물의 양이 지금보다 충분히 적다면

 

왕복운동을 여러 번 하게 할 수 있지 않을까 생각해 본다.

 

3. 왜 100% 물이 채워지지 않을까? 나름대로 고민해 보고 있다.

- 빨려 들어온 물의 온도 증가로 인한 기체 용해도 감소?

(그렇다면 물을 끓여서 사용하면?)

- 빨려 들어온 물도 온도가 있으니까 그 온도에 해당하는 증기압 발생?

 

<주의사항>

1. 토치의 불꽃은 가능한 약하게 해서 가열하고, 불 조절이 잘 되지 않으면 조금 먼 거리에서 가열한다. 단 불꽃 방향을 엉뚱한 방향으로 향하면 고무관이나 주변에 있는 물건이 탈 수 있으므로 주의한다. (촬영하던 스마트폰 태울 뻔 했음)

 

2. 고무마개에 유리관 끝이 얇으면 물이 들어오는 시간이 오래 걸려서 훨씬 극적으로 보인다. 하지만 너무 얇으면 가열하다가 고무마개가 발사되는 일이 생긴다.(영상에는 찍히지 않았지만 유리관 끝을 아주 얇게 만들어서 실험하다가 고무마개 1번 발사되었음)

 

3. 수조에 담긴 고무관 위치는 중간정도가 좋다. (실험 영상에서는 너무 아래쪽에 고정 시켰더니 수증기가 나올 때 증기압 때문에 수조 바닥을 때리는 소리가 심하게 난다)

 

4. 화기를 다루는 실험이라 아무 생각 없이 플라스크나 토치를 손으로 만졌다가 화상을 입거나, 잠깐의 부주의로 불을 낼 수 있다. 조심 또 조심

 

출처: http://sciencelove.com/2284 [김정식 허명성의 과학사랑]

             < 호루라기 악기 만들기>

                                                               장미순(고창중)

발표하시기 전에 여러가지로 고민하시더니 중학교 수업에 소리 수업을 할 때 해볼 수 있는 악기 만들기를 해보기로 하셨다.

호루라기에 주사기를 연결하여 주입되는 공기의 양을 변화시키면 소리의 높이가 달라지는 것을 실험해보는 것이다.

실험말미에 우리 김정식수석님이 또 스피커의 소리에 의해 물이 진동하는 모습을 보여주어 재미있었다.

주어진 주제로 함께 여러가지 실험들을 만들어 볼 수 있다는 것이 재미있고 즐겁다.

마지막 발표인데다 날이 갑자기 더워져서 많이 힘들었을텐데도 즐겁게 수업에 임해주는 샘들이 너무 좋았다.  

 

 

07.14이진형(Baby Bug Glider설계도)

0.84MB