그래비트랙스는 미국과학재단 STEM(NSF)의 공식 인정을 받았고 2018~2019 올해의 장난감 상도 수상했습니다. 학습와 재미를 동시에 잡을 수 있고 아이들의 몰입을 끌어낼 수 있는 그래비트랙스, 오늘은 '확장판'에 대해 이야기를 해보려고 합니다.
코어 스타터 만으로도 다양하게 만들어 보면서 여러 가지 과학적 원리를 체험할 수 있습니다. 그래비트랙스를 좋아했던 아이라면 더 다양한 것을 만들고 싶어 하는 경우가 많습니다. 특히 창의성과 과제집착력이 뛰어난 아이는 다른 구성물을 통해 자신의 아이디어를 확장시켜 나가려는 욕심이 클 것입니다. 그래비트랙스 코어 스타터를 통해 기초를 알았다면 더 다양한 아이디어를 표현하기 위해 확장판을 함께 사용할 수도 있습니다.
영재교육원에서도 그래비트랙스를 관련한 수업을 하고 있습니다. 수업 후에 더 확장된 아이디어를 표현하고 싶은 학생들에게 확장판을 추천합니다. 제가 만난 어린이들도 기본판을 한번 경험해 보면 자신만의 아이디어를 표현할 수 있는 더 많은 구성물을 원하는 경우가 많았습니다. 그래서 자신만의 창의적인 아이디어를 표현하고 싶은 아이들, 도전 의식이 있는 아이들에게는 확장판 추천합니다.
확장판을 구매할 때에는 제품 설명과 영상을 함께 보며 아이들이 표현하고 싶은 것이 무엇인가를 이야기 나누며 함께 고르는 것을 추천합니다.
예를 들어 더 넓은 트랙으로 다양한 모습을 구성하고 싶은 학생들에게는 트랙이 주가되는 ‘트랙스’확장을, 현재 기본판에서는 2층까지 구성할 수 있는데 ‘빌딩’확장을 활용하면 3층 구조물까지도 만들 수 있습니다. 그래비트랙스 프로 ‘버티컬’ 확장을 활용하면 터널기둥, 발코니, 투명 벽 등을 활용한 수직액션을 다양하게 선보일 수 있습니다. 기본적으로 중력을 기반으로 움직이는 트랙이기 때문에 높이가 올라가면 더 많은 위치에너지를 가지게되고 더욱 역동성있는 트랙을 구성할 수 있습니다. 스톤이 굴러가는 속도를 조절할 수 있는 구성물, 그래비트랙스 특성상 중력을 이용하다 보니 위에서 아래로의 이동 위주인데 아래에서 위로 상승을 시켜주는 구성물들도 찾아볼 수 있으니 어떤 모습을 표현하고 싶은지 이야기를 나누고 자료를 조사한 후 구매하는 것이 좋습니다.
확장판의 구성물을 활용하여 높이, 방향, 속도를 조절해 가면서 나만의 창의적인 트랙을 구성할 수 있습니다. 그래비트랙스를 통해 기본적으로 위치에너지가 운동에너지로 전환되는 것을 볼 수 있습니다. 이런 운동에너지가 다시 위치에너지로 전환되는 것을 볼 수 있는 구성물이 있습니다. 바로 점퍼, 스쿠프, 리프터, 플립 확장과 같은 구성물인데요, 이 구성물은 스톤을 아래에서 위로 올려줘서 더욱 길고 다채롭게 트랙을 꾸밀 수 있게 합니다.
영재수업 때 많이 쓰는 소재 중 하나는 캐터펄트(투석기)입니다. 투석기에는 여러 가지 과학적 원리가 있습니다. 먼저 스톤을 날릴 때는 관성의 원리를 활용합니다. 스톤을 날리는 세기를 조절하는 것은 고무줄의 탄성력 때문이고요. (탄성력이란 물체가 변형되었을 때 원래 상태로 되돌아가려는 힘을 의미합니다.) 캐터펄트 확장에 고무줄을 1개, 2개, 3개 걸었을 때 힘의 변화를 살펴보면 탄성력의 크기에 대해 학습도 할 수 있습니다.
'롤링볼 챌린지'도 영재교육원에서 많이 하는 수업입니다. 롤러코스터처럼 360도 회전하는 트랙에서는 구심력과 원심력을 공부할 수 있습니다. 구심력은 원운동을 하는 물체의 안쪽으로 작용하는 힘을 의미합니다. 원심력은 원운동 하는 물체가 중심 밖으로 탈출하려는 힘을 말하며 실제 존재하는 힘이 아닌 구심력으로 인한 관성의 효과를 의미합니다. 이렇게 구심력과 원심력이 균형을 이룰 때 물체는 원운동을 하게 됩니다. 초등학교에서는 구심력에 대해 다루지는 않지만, 체육 시간이나 수업 중에 원을 만들면서 친구들과 놀이하면서 구심력을 느낄 수 있지요. 구심력과 원심력은 '루핑 확장'을 이용해서 확인할 수 있습니다. 루핑을 지나가면 스톤의 속도가 줄어들게 되는데요, 이렇게 확장을 사용할 때 전후 변화와 이 확장에 적용된 과학적 원리도 함께 이야기하며 트랙을 구성하면 더욱 교육적 효과를 높일 수 있습니다.
'어떤 모양의 트랙에서 스톤이 더 빨리 굴러갈까?'를 알아보는 '사이클로이드 곡선 실험'이 있습니다. 매가 먹이를 사냥할 때 어떻게 하강하는지 이야기하며 직선, 곡선 주로를 비교해 어떤 모양의 트랙을 지날 때 스톤이 가장 빠르게 도착하는 가를 실험할 수도 있습니다. 그래비트랙스 프로에 있는 베르누이 트랙은 사이클로이드 곡선형태로 스톤의 속도를 빠르게 해주는 특징을 가지고 있습니다. 학생들이 사이클로이드 곡선을 직접 만들어 보는 것도 좋은 경험이 됩니다.
이 외에도 높이에 강점이 있는 '그래비트랙스 프로', 문제를 해결해 나가는 '그래비트랙스 더 게임'도 있으니 참고해주세요.
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저자
정유화 교사
(이미지 출처: 비바샘)
문래초 현직 초등학교 교사
2017~2022 남부교육지원청 수과융합영재교육원 지도강사
2020~2021 게임리터러시 선도교사
2015 개정교육과정 수학 검정교과서 집필 (아이스크림미디어)
2010~2011 강남교육지원청 수학영재교육원 지도강사