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과학탐구실험이라는 과목 수업을 하면서 과학적 사고력과 과학 탐구 능력를 기를 수 있었다. 과학에 대한 흥미가 커졌고 앞으로도 과학 실험, 탐구를 통해 자세히 알아가고 싶다는 마음이 생겼다.

-과학탐구방법

수업시간에 연역적탐구, 귀납적 탐구, 변인통제를 배웠다. 나는 단순히 과학 탐구는 실험 과정만 올바르게 하면 된다고 생각했었는 데 과학 실험에서 가설설정, 변인통제, 연역적, 귀납적 등을 배우고 난 후에 중요성을 깨달았다.  그래서 과탐실 탐구 보고서 수행평가(삼투합 감자 실험)에서 배운 내용을 토대로 작성을 하였다. 또한, 동아리에서 오렌지 및 바나나 DPPH 자유 라디칼 소거능 실험, 브로콜리 DNA 실험에서 변인통제와 가설, 대조군, 실험군 등을 설정하여 실험을 했다.

-탐구 보고서 작성

나의 희망 진로인 간호사와 연결하여 용액의 농도 차이가 삼투 현상에 어떤 영향을 미치는 지를 알아보며 수액용법의 과학적 원리를 이해해보는 실험 계획서를 작성하였다. 이 활동을 통해서 우리 몸 속 세포와 체액의 균형이 얼마나 중요한지를 체감할 수 있었다. 나는 간호사라는 직업을 꿈꾸고 있기 때무에 이번 실험은 단순한 과학 지식을 넘어서 임상 현장에서 생길 수 있는 상황을 과학적으로 이해할 수 있는 기회였다. 수액의 농도 하나하나가 환자의 상태에 크게 영향을 줄 수 있기 때문에 간호사에게 정확한 생리학적 지식과 판단력은 반드시 필요하다고 생각한다. 과학적 지식은 생명을 다루는 의료 현장에서 실질적으로 적용되기 때문에, 앞으로 이런 기초과학활동에 더욱 관심을 가지고 깊이 공부해야겠다고 느꼈다.

-생활 속 세균 찾기

우리 주변 생활 속에서 세균을 채취하고 배양하는 실험을 하였다. 우리조는 친구의 정수리 세균을 채취하기로 정했다. 우리조 뿐만 아니라 다른 조의 세균 배양 결과를 보니 우리가 평소에 자주 접하는 곳에서 이런 다양한 세균이 검출되었다는 게 놀라웠다. 이를 통해 눈에 보이지 않는 세균이 우리 주변 곳곳에 정말 많은 지 알 수 있었다. 나이번 실험을 통해서 간호사라는 직업에 있어 청결과 위생, 감염 예방 관리가 얼마나 중요한 지 생각할 수 있는 기회가 되었다. 병원에서는 특히 청결, 위생, 감염예방이 중요하기에 손 씻기, 마스크 착용 등 기본적인 위생수칙 하나하나가 생명을 지키는 중요한 행동이라는 생각이 들었다. 앞으로 간호사가 된다면 작은 실천으로도 환자의 안전에 큰 영향을 주는 의료인이 되어야겠다고 생각했다.

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과학 탐구 실험이라는 과목을 처음 시작할 때 실험식 안전수칙을 배웠다. 실험 전과 실험 중 그리고 실험 후에 지켜야하는 안전수칙을 배웠다. 실험실에서 안전이 제일 중요하다라는 것을 배웠다. 또 실험기구들의 명칭들을 외우고 사용용도도 같이 외우는 활동을 했다. 그리고 그 다음에는 과학 탐구 방법을 배웠는데 방법에는 연역적 탐구 방법과 귀납적 탐구 방법이 있는 것을 배웠다. 연역적 탐구 방법은 일반적인 이론이나 법칙에서 출발해 구체적인 사례나 현상을 예측하고 검증하는 방법이다. 귀납적 탐구 방법은 여러 개의 구체적인 사례나 실험 결과를 통해 일반적인 이론이나 법칙을 도출하는 방법이다. 이 탐구 방법들을 생각하며 그리고 탐구 방법이 왜 두가지가 있는지 찾아봤는데 서로 다른 상황에서 서로 보완하는 점을 찾아낼 수 있기 때문이다. 그리고 현미경에서 쓰이는 대물렌즈, 접안렌즈, 재물대, 조리개, 조동나사, 미동나사, 회전판, 프레파라트, 광도조절계, 재물대이동나사, 메카니컬 스테이지 등 현미경을 이루는 부속 도구들의 명칭을 알고 사용법등을 배워서 현미경 사용법을 알게되었다. 그리고 천연 항생물질을 찾아서 그 천연 항생물질에 관해 조사했는데 그 중에서 우리 모둠은 마누카꿀에 대해서 조사했다. 마누카 꿀에는 메틸글리옥살이라는 물질이 많이 들어있는데 이 성분이 강력한 향균 작용을 합니다. 그리고 논문에서는 마누카꿀이 박테리아의 성장과 증식을 억제하는 것이 확인되었다고 나와있다. 이러한 근거로 인해서 마누카꿀이 천연 항생물질이라는 것을 알 수 있었다. 그리고 과학 탐구 보고서를 작성했다. 진로가 보건,간호 계열이기 때문에 사람의 근육 피로도가 얼마나 되는지에 대해서 조사했습니다. 그 중에서도 주제가 "사람이 같은 운동을 할 때 근육 피로도가 얼마나 되는지"를 주제로 선정했다. 그의 대한 운동으로는 팔굽혀펴기로 했는데 이것에 관해 변인을 설정하여서 실험 방법을 설명하고 가설을 세워본 뒤에 생성형 AI인 chatpgt에게 실험을 진행하게 시켰습니다. 그 결과로는 반복하는 횟수가 증가할수록 근육의 피로도가 높아졌고 그에 대한 피로도는 개인 체력과 자세 유지에 따라 달라지는 것으로 분석되었습니다.

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1. 현미경 관찰 실험

수업을 들은 후 현미경 작동 방식을 충분히 익힘. 현미경 작동 방식을 정확히 알고 사용해야하는 필요성을 느낌.

2. 과학탐구방법수업(연역법, 귀납법, 변인통제)

수업시간에 변인을 설정하는 방법과 변인 종류를 익히고, 과탐실탐구보고서를 작성할 때 배운 내용을 토대로 변인을 설정함. 또한 다른 실험과정(창의융합탐구실험할 때)에서 변인을 설정하고 그에 따라 실험하면서 수업시간에 배운 내용을 실험과정에서 실제로 적용하는 모습을 보임. 실험 과정에서 변인을 제대로 설정하지 않으면 실험과정이 체계적으로 이루어지지 못한다는 것을 알았고 이후 실험군과 대조군, 조작변인 등을 설정하여 실험을 진행해야하는 필요성을 느낌.

3. 탐구 보고서 작성 수행평가

일상에서 쉽게 접하는 문제인 스트레스 치료에 흥미를 가지게 되어 탐구주제를 설정하게 됨. 우리의 스트레스 원인은 활성산소라는 점을 인식하여 활성산소를 줄일 수 있는 방법을 찾아보던 중 천연 항산화물질을 발견함. 최근 합성 항산화제가 부작용을 일으킨다는 내용에 초점을 두어 천연 항산화제 개발에 기여하기 위해 천연항산화물질에 관한 기초 탐구 실험을 설계하기로함. '체리 속 안토시아닌의 항산화 작용'을 실험 주제로 선정하여 안토시아닌이 항산화 작용을 하는지 알아보는 실험을 설계함. 변인을 정확하게 설정하고, 이론적 배경을 구체적으로 서술함. 실험과정에서 사용되는 DPPH용액의 역할과 반응과정을 찾아보며 이 용액이 실험과정에서 사용되는 이유를 찾아 조사함. 실험에 사용되는 모든 도구 및 과정을 충분히 이해한 후 작성하려고 노력함.(왜 DPPH용액을 사용하는지, 왜 어두운 상자에 보관하는지 등). 실험 설계 과정에서 체리의 붉은 색상을 내는 안토시아닌이 항산화 작용을 한다는 것을 알게됨. 논문을 찾는 과정에서 천연항산화물질에 대한 관심과 노력이 지속되고 있다는 사실을 알게 되었으며 체리 종에 따른 항산화작용의 차이가 발생한다는 것을 분석함. 활동을 통해 천연 재료를 통해 약을 개발할 수 있다는 것에 흥미를 느낌. 추후 실험을 통해 항산화 반응을 하는 물질들을 찾아보겠다고 계획하며 정말 천연물질을 활용해 약품이 개발될 수 있는 지에 대한 궁금증이 생김. 또한 체리 속 안토시아닌 외의 다양한 과일에 있는 항산화물질을 찾아 비교해보고 싶다는 생각이 듦.

4. 천연 항생물질 찾기(학습지 작성)

감기에 걸렸을 때 꿀을 먹으면 몸이 좋아진다는 말이 떠올라 꿀에 항생물질이 들어있는지 찾아보는 과정에서 벌집에 프로폴리스라는 항생물질이 들어있는 것을 알게되어 벌집으로 실험을 설계하기로 결정함. 탐원과 함께 '벌집' 속 프로폴리스라는 항생물질을 추출하는 실험을 설계하기로 결정함. 프로폴리스를 수집하는 방법을 찾아보고 수집 방법이 적절한지 판단하여 실험을 설계함(chatgpt에 의존하지 않고 그 내용이 타당한지 판단하며 실험을 설계함). 변인을 포함하여 탐구실험을 설계하고 모둠원이 적을 수 있도록 도움.

[뒷장 조사 학습지] 1. 항생물질: 미생물에 의해 만들어지며 적은 농도로도 다른 미생물을 죽이거나 생장을 억제하는 작용을 하는 물질 / 2. 항생제: 미생물의 성장을 억제하는 물질. 항진균제는 곰팡이균을 치료하기 위해 사용하는 의약품이며, 항바이러스제는 바이러스의 증식을 억제하거나 없애기 위해 사용하는 의약품이다. / 3. 항생제 페니실린의 발견: 1928년, 알렉산더 플레밍은 포도상구균을 배양하던 중 푸른 곰팡이가 생긴 것을 발견했다. 관찰 결과, 푸른 곰팡이 주변은 세균이 자라지 못하는 '무균 상태'였다. 이것이 바로 '페니실린'이다(1,2,3번을 직접 조사함). / 4. 항생제의 작용에서 페니실린, 스트렙토마이신, 클로람페니콜을 조사함(페니실린은 다른 모둠원이 조사하지 않아 대신 조사함..). 페니실린: 세균의 세포벽 파괴, 감기 독감 등과 같은 바이러스에는 효과x| 스트렙토마이신: 결핵균, 치료목적으로 주로 사용, 세균의 리보솜에 직접 결합하여 결함이 있는 펩타이드 서열을 형성함으로써 박테리아 단백질 합성을 억제함. 세포벽이 완벽히 유지되는 세균에는 흡수가 느리기 때문에 페니실린과 시너지가 좋다. | 클로람페니콜: 정균항생제, 박테리아의 성장을 억제함, 펩타이드 결합형성을 방지해 단백질 합성을 억제함, 인공합성 가능. 팀의 발표자로서 조사한 내용을 발표함.

5. 생활 속 세균 찾기

과학실 문 손잡이에서 멸균 면봉을 이용해 세균을 채취하고 배지에 접종함. 항온기에 보관하여 번식한 세균을 관찰함. 문손잡이에서 많은 콜로니가 생성된 것을 알 수 있었으며 생각 이상으로 세균이 많이 번식하고 있다는 사실을 알 수 있었음. 사진을 찍어 팀원과 공유함. 다른 팀들과 비교 결과 과학실 환풍기에서 콜로니가 많이 생성된 것을 알아냄. 실험 과정에서 팀원이 모두 참여할 수 있도록 모든 팀원들에게 실험 역할을 고루 분담함. 실험 순서대로 규칙에 맞춰 실험을 진행하도록 이끔. 활동을 통해 우리 일상 속 어디에나 존재하는 세균을 효과적으로 박멸할 수 있는 방법에 대해 고민해보게 됨. 그 과정에서 수술실의 온도를 낮게 유지시키는 이유에 대해 생각해보며 세균의 번식을 억제하여 감염을 예방하기 위함임을 발견함. 따라서 우리 일상 속 세균을 없애기 위해서 저온을 유지시키는 방법을 고안하면 좋을 것 같다고 생각함. 또한 산성물질을 사용하여 세균이 잘 자라지 못하는 환경을 만들어 세균번식을 막는 방법을 고민해봄.

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과탐실에서 맨 첨으로 한 활동은 안전 수칙을 배우는 것이었다. 뭐든지 안전이 우선이기 때문에 집중해서 배웠다. 그 다음으로 과학 탐구 방법을 구했다. 탐구 방법까지 배우면서 과학실험의 기본을 알게되었다.그 다음으로는 현미경으로 딸세포와 같은 것들을 고배율로 옮겨가며 관찰하였다. 그 다음으로는 과학 탐구 보고서를 썼다. 거짓말탐지기를 주제로 탐구했다. 내 꿈이 윤리쪽이라 어떤 주제가 도움이 될까 고민을 하다. 도덕성을 확인하는 거짓말 탐지기가 딱 좋을거 같다 싶어서 주제를 거짓말 탐지기로 했다. 그 다음으로는 생활속에서 세균 찾는 것을 했다. 진영이의 양말에 있는 세균을 채취해서 항온기에 넣은 다음 세균이 얼마나 많은지 다시 확인했다. 양말이라 세균이 엄청 많을 줄 알았는데 다른 조에서 혜성이의 정수리 세균을 채취했는데 그 세균보단 더 적어서 놀라웠다.그리고 실험보고서를 작성하였다. 그 다음으론 우리 주변의 천연 항생 물질을 찾았다. 마늘에 있는 항생 물질을 조사였다. 가설로 마늘에 있는 항생체가 세균의 성장을 얼마나 억제하는지로 세웠다. 평소엔 항생 물질에 관심이 없었는데 다른 조가 조사한 것으로 꿀에도 있다는 것을 알았는데 처음 아는 사실이라 놀라웠다. 그리고 마늘에있는 천연 항생 물질과 장점을 조사하였다.

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과학탐구실험에서 맨 처음으로 실험실 안전 수칙과 과학 탐구 방법인 귀납적 탐구 방법과 연역적 탐구 방법, 실험 도구 사용 방법을 배워 과학 실험의 기초를 자세하게 알게 되었다. 그 이후에 탐구 보고서와 데이터 시각화에 대해 배우며 보고서를 작성할 때의 순서를 알게 되었고, 이후 과학탐구실험 수행 중 과학 심화 탐구 보고서 작성을 통하여 앞서 배웠던 귀납적 탐구 방법과 탐구 보고서 작성 방법을 사용하여 "글꼴에 따라 학습 이해도(학습 후 문제 정답률)가 영향을 주는가?"를 주제로 탐구 보고서를 작성하였다. 보고서를 작성하기 위해 탐구를 하는 동안 가독성이 좋은 글꼴의 특징은 무엇인지, 글꼴의 종류와 모양에 따라 어떤 명칭을 가지는지도 자세히 알게 되었다. 하지만 실험을 실제로 실행하지 않아 아쉬움이 남았다. 이후에 실험을 실행한 한 후 내가 생각한 가설이 맞는지 확인해 보고 싶다. 그다음으로는 현미경에 대해 배우며 현미경의 부분별 명칭과 현미경 사용 방법을 배우고 난 후 현미경으로 물체를 찾는 수행평가를 진행하였다. 현미경에 대해 배우며 물체를 찾는 실험을 할 때, 저배율로 시작해 고배율로 보는 과정에서 점점 더 자세하게 물체가 보이는 것이 신기하였다. 그 이후에는 생활 속 세균 찾기 활동을 하였다. 본격적인 실험에 앞서서 실험에 필요한 도구들의 사용법에 대해서 배웠다. 멸균 면봉 같은 경우는 코로나 검사 키트에도 들어있던 것을 보았어서 가장 익숙한 도구였다. 실험으로 들어가 세균을 친구의 팔꿈치 안쪽에서 채취해 증류수와 혼합하여 페트리 필름에 넣은 뒤 항온기에 넣고 3일 뒤 관찰하였다. 관찰하니 작은 빨간 점으로 이루어진 세균들이 어느 정도 고르게 분포된 것을 보았고 그것을 실험 보고서에 기록하였다. 이후 다른 조와 세균의 수를 비교하였을 때 과학실 환풍기에서 세균을 채취한 조에서 가장 많은 세균이 발견되었다. 세균은 눈에 보이지 않아 얼마나 많은지 감이 안 잡혔었는데, 이 활동을 통하여 세균이 우리의 일상 속 곳곳에 엄청난 수로 분포하고 있다는 것을 깨닫게 되었다. 그리고 우리 주변에서 천연 항생물질을 찾고 그 천연 항생 물질과 관련된 특허 등의 지식 재산권을 조사했는데, 나는 그중 은행나무잎과 관련된 바이플라보노이드 유도체에 대해서 찾아보았다. 바이플라보노이드 유도체는 플라보노이드 두 분자가 결합한 구조이고 건강 기능 식품, 화장품, 천연물 신약 개발 등에 활용이 된다. 또한 특정 세균 성장 억제 및 A형 독감 바이러스와 1형 HSV 등에 대한 항바이러스 효과가 있다고 한다. 이외에도 조원들과 편백잎, 생강 등과 같은 천연 재료에 들어있는 관련 항생 물질을 알아보며 주변에서 쉽게 볼 수 있는 재료들이 많은 분야에서 사용될 수 있다는 것을 알게 되어 신기하였다.

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과학 탐구 실험 수업에서 실험 안전 수칙과 실험 도구 사용 방법을 정확히 익히며 탐구 활동의 기본을 충실히 다졌다. 연역적 탐구와 귀납적 탐구 방법을 비교하며 문제 해결을 위한 다양한 접근 방식을 체계적으로 익혔고, 이것은 논리적 사고력 향상에 도움이 되었다. 식물세포와 동물세포를 현미경으로 직접 관찰하며 세포의 구조와 기능을 이해하고 생명 현상의 원리에 대한 과학적 호기심을 확장하였다. 항생제인 페니실린의 작용 원리와 역사적 발견 사례를 조사하며 과학기술의 발전이 인류 건강과 위생에 끼친 영향에 관심을 보였고, 실제로 친구의 양말에서 세균을 채취해 배양해보는 실험을 통해 미생물의 생장 조건과 환경 위생의 중요성을 탐구적으로 체험하였다. 실험 과정에서는 위생 관리와 정확한 측정, 실험 결과 분석에 이르기까지 높은 책임감과 집중력을 바탕으로 성실히 참여했다. 이러한 활동들은 항공기 운항 시 요구되는 철저한 안전의식과 세밀한 관찰력, 빠르고 논리적인 문제 해결력 등과 밀접한 관련이 있고, 나의 진로인 파일럿이라는 직업이 갖추어야 할 핵심 역량을 기르기 위한 적극적인 태도를 보여주었다.

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과학실험을 할 때 알아야 할 실험 안전 수칙 및 실험 기구의 이름과 그 사용법을 우선적으로 배운 이후 이 내용으로 수행평가를 보았다.

다음으로는 과학적 탐구 방법의 종류인 귀납적 탐구와 연역적 탐구에 대해서도 배웠다. 과학자들이 탐구하는 과정을 배울 수 있어 좋았고, 특히 우리가 저명하게 알고 있는 과학적 사실중에 연역적 탐구 방법이 사용된 사례를 더욱 많이 알고 싶었다. 이후 탐구 보고서를 작성하는 방법을 배우고 연역적 탐구 방법으로 보고서를 작성하는 수행평가를 진행하였다. 평소에도 확률, 통계에도 관심이 많았고 또한 물리학, 그중에서도 열역학 제 2법칙에 흥미가 많았기에 열역학 제 2법칙이 극도로 짧은 시간에서도 통계적 예외 없이 성립하는지 확인하는 것을 주제로 삼았다. 우선 이를 확인하기 위해서는 분자 단위를 관측할 수 있어야 하며, 그 분자들의 움직임 또한 관측할 수 있어야 했기에 미시세계 규모의 실험을 구성하는데 큰 어려움을 겪었다. 그래도 실험을 완성하였고 미시세계 규모의 실험을 구성할 때, 사용되는 도구들에 대해 알 수 있게 되어 좋은 경험이였다고 생각한다.

마지막으로 항생제에 대해 탐구를 진행하였다. 탐구를 진행하기 전에 페니실린에 대해 찾아보고 찾아본 내용으로 발표를 진행하였다. 찾아본 내용중, 페니실린이 세균의 세포벽을 약화시키고 약화된 세균이 삼투로 인해 세포가 터져 죽으며 항생 효과가 일어난다는 것이 흥미로웠다. 이후 항생 물질중 하나인 프로폴리스에 대해 알아보는 등 항생제에 대한 정보를 배웠는데, 항생제 내성에 대해 궁금증이 생겨 항생제 내성이 일어나는 원리를 알아보았고, 이것이 이전에 다윈에 대해 공부하며 알게 되었던 자연선택설과 비슷한 과정이라 생각되어 탐구를 진행하였다. 자연선택설에 대해서도 정리하면서 자연선택설과 진화에 대해 조금 더 많은 것을 알게 된 것 같아서 좋았었다.

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과학실험을 할 때 알아야 할 실험 안전 수칙 및 실험 기구의 이름과 그 사용법을 우선적으로 배운 이후 이 내용으로 수행평가를 보았다. 다음으로는 과학적 탐구 방법의 종류인 귀납적 탐구와 연역적 탐구에 대해서도 배웠다. 과학자들이 탐구하는 과정을 배울 수 있어 좋았고, 특히 우리가 저명하게 알고 있는 과학적 사실중에 연역적 탐구 방법이 사용된 사례를 더욱 많이 알고 싶었다. 이후 탐구 보고서를 작성하는 방법을 배우고 연역적 탐구 방법으로 보고서를 작성하는 수행평가를 진행하였다. 평소에도 확률, 통계에도 관심이 많았고 또한 물리학, 그중에서도 열역학 제 2법칙에 흥미가 많았기에 열역학 제 2법칙이 극도로 짧은 시간에서도 통계적 예외 없이 성립하는지 확인하는 것을 주제로 삼았다. 우선 이를 확인하기 위해서는 분자 단위를 관측할 수 있어야 하며, 그 분자들의 움직임 또한 관측할 수 있어야 했기에 미시세계실험을 구성하는데 큰 어려움을 겪었다.

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과학실험탐구 시간에 가장 먼저 실험을 할 때 반드시 지켜야 하는 실험 안전수칙과 과학 탐구 방법 그리고 실험 도구의 사용방법과 명칭을 배웠다 처음 배우는 듯 느껴졌지만 되돌아보면 초등학교 시절부터 접했던 내용이었고 다만 그동안은 깊이 있게 배우지 못했던 것들을 이번 수업을 통해 체계적으로 배우게 되어 의미가 있었다 첫 번째 실험을 하며 실험 전에 안전수칙을 정확히 숙지해야 하는 이유를 더욱 실감하게 되었고 이를 지키지 않을 경우 실제로 위험한 상황이 발생할 수 있다는 것을 몸소 느끼게 되었다 두 번째 시간에는 연역적 탐구 방법과 귀납적 탐구 방법을 배우며 두 방법의 차이를 처음으로 명확히 이해하게 되었고 각 탐구 방법이 실험에서 어떻게 적용되는지도 직접 실험을 통해 경험했다 실험 도구들의 이름과 사용법도 배웠는데 익숙했던 도구들의 정확한 명칭을 처음 알게 되었고 그 명칭들이 대부분 영어 단어에서 왔다는 점이 흥미로웠다 사용 시 주의할 점까지 배움으로써 실험 과정에서 더욱 신중하게 다루는 태도를 가지게 되었다 이후 현미경을 통해 동물세포와 식물세포를 관찰하는 시간을 가졌는데 육안으로 볼 수 없는 작은 세계를 직접 눈으로 확인하면서 내 몸 속에도 저런 세포들이 존재한다는 사실이 새삼 놀라웠고 생명에 대한 관심이 더 커졌다 또한 항생제의 대표적인 예인 페니실린에 대해 조사하면서 스코틀랜드 출신의 의사이자 세균학자인 알렉산더 플레밍이 우연히 발견한 이 약물이 이후 인류에게 얼마나 큰 영향을 미쳤는지를 배우게 되었다 특히 페니실린이 감기로 인해 흔히 발생하는 중이염과 인두염을 치료하는 데 사용된다는 점이 인상 깊었고 직접 우리도 실험을 통해 생활 속의 세균을 찾아보는 활동을 했다 우리는 친구의 머리에서 세균을 채취해 배양해보는 실험을 진행했는데 생활 속에서 쉽게 지나칠 수 있는 환경에서도 다양한 세균이 존재한다는 점을 알게 되었고 이를 통해 건강과 위생의 중요성을 다시 한 번 느꼈다 이러한 수업들을 통해 과학탐구에 대한 흥미뿐만 아니라 생물학과 세균 그리고 이를 통해 이어지는 건강과 간호에 대한 관심이 자연스럽게 생기게 되었고 이를 바탕으로 앞으로 더 깊이 있는 학습을 해보고 싶다는 생각을 가지게 되었다

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먼저 과학실험탐구에서 실험 안전 수칙, 과학 탐구 방법, 실험 도구 사용 방법에 대해서 배웠다. 먼저 실험을 할 때와 하기 전 그리고 한 후에 지켜야 할 수칙에 대해 자세히 알았고 그러므로 수칙을 지키지 않으면 사고가 날 수 있다는 걸 느꼈다. 그래서 실험을 할 때 더 조심해야겠다는 걸 느꼈고 진지하게 임해야한다고 느꼈다. 그리고 과학 탐구는 단순히 실험만 하는 것이 아니라 귀납적 탐구와 연역적 탐구방법을 이용하여 문제를 인식하고 가서를 세운 후 실험을 설계하고 결과를 분석하여 결론을 내리는 과정이라는 것을 배웠다. 그냥 하라는 것을 따라하는 것이 아니라 스스로 생각하고 문제를 해결해나가는 것이 중요하다는 것을 깨달았다. 또 실험에 사용되는 도구들에 대해서도 알아봤다. 몰랐던 실험 기구들도 많이 알게되어서 도움이 되었고 각각 실험에서 어떤 역할로 쓰이는지 알게 되어서 도움이 되었다. 그리고 탐구 보고서 작성 방법도 함께 배웠다. 탐구 결과만 적는 것이 아니라 배경과 탐구 방법, 참고 문헌 등을 체계적으로 정리해야 한다는 것을 알게 되었다. 마지막으로 데이터 시각화에 대해서도 배웠다. 실험 결과를 표나 그래프로 정리하면 더 쉽게 비교할 수 있고 다른 사람이 봐도 이해하기 쉬워진다. 복잡한 숫자를 한 눈에 알아볼 수 있도록 정리하는 것이 과학적 소통에서 매우 중요하다는 것을 깨달았다. 이렇게 과학 탐구는 단순히 실험을 수행하는 게 아니라 준비와 정리 그리고 소통까지 포함된다는 것을 알았다. 앞으로 실험을 할 때에도 이 내용을 잘 활용해서 더 정확하고 의미 있는 결과를 얻고 싶다. '생활 속 세균 찾기'라는 주제로 주변 환경에서 세균을 채취하고 배양해보는 활동을 하였다. 먼저 어디에 세균이 많을까 고민하다가 친구의 팔꿈치 안 쪽의 세균을 채취하기로 결정하게 되었다. 친구의 팔꿈치 안 쪽을 면봉으로 문질러 E-tube에 넣어 증류수와 세균을 희석하였다. 액체를 배지 중앙에 떨어뜨리고 누름판으로 눌러 시료가 배지에 균일하게 퍼지도록 했다. 항온기에 3일 보관한 후 관찰을 해보았는데 세균이 작고 균일하게 많이 자라있었다. 그리고 실험 결과를 시각적으로 정리하였다. 실험 결과 다른 조가 관찰한 환풍기에서 가장 많은 세균이 발견되었다. 실제로 내 주변에서 세균이 이렇게 많이 자란다는 것을 보고 놀랐다. 눈에 보이지 않아서 평소에는 잘 느끼지 못했지만 이번 실험을 통해 위생의 중요성을 더 잘 알게 되었다. 또한 실험 과정에서 도구를 조심히 다루는 법과 결과를 관찰하고 기록하는 방법도 배울 수 있어서 유익한 시간이였다. 딸기를 이용해 DNA를 추출하는 실험을 하는 보고서를 썼다. 과학탐구실험 시간에 딸기의 DNA를 추출하는 실험을 계획해보고 그 과정과 결과를 조사하여 탐구 보고서를 작성했다. 직접 실험은 하지 않았지만 실험 목적과 방법, 사용할 도구, 변인의 설정 등을 구체적으로 계획하면서 과학 탐구의 전체적인 흐름을 이해할 수 있었다. 세포막을 분해하고 에탄올로 DNA를 침전시키는 원리를 조사하면서 생명과학 개념도 더 깊이 공부하게 되었고 다양한 과일에 따라 DNA추출량이 어떻게 달라지는지도 자료를 찾아 비교했다. 이를 보고서에 정리하면서 탐구 내용을 논리적으로 표현하는 능력도 키울 수 있었다. 비록 직접 실험은 하지 않았지만 실험을 설계하고 과학적으로 사고하는 과정이 흥미로웠고 생명과학 분야에 대한 관심이 더욱 커졌다. 그리고 우리 주변에서 천연 항생물질 찾기 활동에서 천연 항생물질에 대해 조사하고 꿀, 오레가노 오일, 티트리 오일을 활용해 세균의 생장을 억제하는 효과가 있는지를 탐구하는 활동을 했다. 먼저 천연 재료들의 성분과 항생 작용이 보고된 자료들을 조사한 후 세균의 생장 억제 효과에 대한 가설을 세운 후 가설을 검증하기 위한 탐구 과정을 설계하였다. 이번 활동을 통해 항생물질의 원리와 작용 방식에 대해 더 깊이 알게되었고 주변에서 흔히 볼 수 있는 식물들이 실제로 향균효과를 가질 수 있다는 점이 흥미로웠다.

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과학 심화 탐구 보고서에서 구름 형성에 미치는 영향을 주제로 정했다.

선정 이유는 일상생활 속 구름이 생기고 비가 내리는 현상을 자주 경험하지만 그 과정이 어떤 과학적 원리로 이루어지는지는 잘 알지 못하여서 알아가고 싶은 마음에 선정하게 되었다.

공기 중 수증기가 차가운 공기와 만나거나 상승 기류로 인해 냉각되면 이슬점에 도달하여 물방울로 바뀐다. 이 물방울들이 대기 중에 떠 있는 상태가 바로 구름이다. 구름은 대기 중 수증기의 양, 온도, 기압의 변화에 따라 생성된다. 이를 통해 구름은 단순히 수증기가 많다고 생기는 것이 아니라 일정 온도 이하로 냉각되고 응결핵이 존재해야 형성됨을 알게되었다. 또 수증기는 단독으로 잘 응결되지 않는다. 공기 중 먼지, 소금, 연기 같은 작은 입자가 응결핵으로 작용해야 수증기가 달라붙고 물방울로 변화할 수 있다. 실생활에서 흔히 보이는 연기, 먼지 등이 구름 형성에 중요한 영향을 준다는 점이 새롭고 흥미로웠다. 그리고 온도는 구름의 핵심 변수이며 온도와 수증기량 사이의 관계가 매우 밀접하다는 것을 이해하게 되었다.

과학 탐구 실험 중 모둠 활동으로는 우리 주변의 천연 항생 물질과 관련된 특허 등의 지식 재산권에 대해 조사하였다. 나는 천연항생 물질로 마늘을 조사했고 마늘에는 알리신이라는 강력한 항균 물질이 함유되어 있다. 알리신은 마늘을 자르거나 으깰 때 생성되고 강력한 향균 작용과 향이 나타난다. 이로 인해 천연 항생제 역할을 할 수 있다. 알리신은 페니실린보다 강력한 항균 작용을 하며, 결핵균, 디프테리아균 등 다양한 세균에 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 마늘과 관련된 지식 재산권에는 콜레스테롤과 혈압 조절 기능성 식품, 면역력 강화제, 곤충 기피제, 마늘 발효물을 이용한 건강 기능 식품 등이 있다. 이 내용을 조사하면서 우리가 흔히 접하는 식재료에 항생 효과가 있다는 사실을 알게 되었고 마늘 이외에도 항생효과를 일으키는 다양한 식재료에 대해 알아보고 싶다는 생각이 들었다. 그리고 세균과 사람의 리보솜이 구조적으로 다르기에 항생제는 세균에서만 선택적으로 작용해 항균 효과를 나타낸다는 점이 흥미로웠다. 그래서 세균의 리보솜과 사람의 리보솜의 구조가 어떻게 다르고 그에 따라 나타나는 항균 효과의 작용 원리에 대해 더 알아보고 싶다는 생각이 들었다.

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한 학기 동안 과학탐구실험 수업에서 안전한 실험 환경을 만들기 위해 실험 전,중,후에 반드시 지켜야 할 안전 수칙과 화학 약품을 안전하게 취급하는 방법, 실험 폐기물 처리 절차, 그리고 사고 발생 시 대처 요령을 자세히 익혔다. 여러 가지 실험 도구의 명칭과 올바른 사용법을 숙지한 뒤, 이를 바탕으로 쪽지시험 형식의 수행평가를 치러 실험 기본기를 점검하였다. 또한, 귀납적 탐구 방법과 연역적 탐구 방법의 차이점을 배우고 각각의 특징을 이해하며, 실제 탐구 설계에 적용하는 경험을 통해 과학적 사고 능력을 향상시켰다. 탐구 보고서 작성법과 데이터 시각화 방법을 익혀 실험 결과를 논리적으로 정리하고 명확하게 표현하는 능력도 키웠다. 현미경의 구조와 사용법을 배우고 직접 세포를 관찰하는 수행평가를 통해 세포의 구조와 기능에 대한 이해를 깊게 하였다. 더 나아가 친구의 양말에서 세균을 채취하여 배양하는 실험을 수행하며 실생활과 밀접한 과학 탐구 경험을 쌓았다. 마늘이 세균의 성장을 억제할 것이라는 가설을 세우고 실험 계획서를 작성하여, 배양된 세균에 마늘 추출물을 적용하는 방법과 그 효과를 비교 관찰하는 구체적인 실험 절차를 설계하였다. 직접 실험을 수행하지는 않았지만, 탐구 설계 과정을 통해 실험 목적과 가설 설정, 변수 통제, 결과 예측 등 과학적 탐구 과정에 대한 이해를 높였다. 이와 더불어 항생제 내성에 대해 조사하며, 항생제를 과도하게 사용하거나 잘못 사용하면 세균이 점점 약에 강해지는 내성균이 생길 수 있음을 알게 되었다. 이 내성균은 감염 치료를 어렵게 만들고, 메티실린 내성 황색포도상구균(MRSA)과 같은 슈퍼박테리아의 출현으로 이어져 전 세계적으로 심각한 보건 문제로 대두되고 있음을 발표하였다.

더불어 ‘훈련 데이터 양이 인공지능 성능에 미치는 영향’을 주제로 실험 계획서를 작성하며, 인공지능이 데이터를 기반으로 학습한다는 원리를 이해하고, 데이터 양이 많을수록 AI 모델의 정확도가 높아질 것이라는 가설을 세웠다. 조작 변인을 훈련 데이터 양으로, 통제 변인을 모델 구조와 데이터 품질로 설정하고, 다양한 데이터 양으로 모델을 학습시켜 테스트 데이터를 통해 성능을 비교하는 계획을 구체적으로 작성하였다. 이를 통해 인공지능의 작동 원리, 과적합 현상, 데이터 품질의 중요성 등에 대해 깊이 탐구하며 과학적 탐구 설계와 문제 해결 능력을 함께 키웠다.

한 학기 동안 다양한 이론과 실습 활동을 통해 안전한 실험 태도와 과학적 탐구 능력을 갖추었으며, 생명과학과 인공지능 분야에 대한 관심과 이해를 높였다.

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과학 탐구 실험에서 처음으로 실험 안전 수칙에 대해 배우고 머릿속에 익히는 활동을 하였다 이 활동을 통해 실험 중엔 무엇을 조심하고 사고가 발생했을 땐 어떻게 행동해야 하는지, 어떤 행위를 하면 안 되는지를 또한 실험 폐기물 처리 방법, 안전사고 대처 요령에 대해 자세히 알게 되었다. 두 번째에서는 탐구 방법에 대해 배웠다. 귀납적 탐구 방법은 탐구 대상을 직접 관찰하거나 실험하여 얻은 자료를 종합하고 분석하여 윤리나 법칙을 끌어내는 탐구 방법이고, 연역적 탐구 방법은 자연 현상을 관찰하여 문제를 인식하고, 잠정적 담인 가설을 세워 이를 실험적으로 검증하여 결론을 도출하는 탐구 방법이란 것을 알게 되었고,

변인에는 독립변인과 종속 변인이 있고, 독립변인에는 조작 변인과 통제 변인이 있다는 것을 알게 되었다. 세 번째로는 실험 도구 사용 방법에 대해 배웠다. 직접 인터넷에 찾아보며 실험 기구에 이름을 알아맞히며 그 실험 도구가 어떤 역활을 하는지도 알게 되었다. 실험 도구 중 마이크로 피펫이 소량의 액체를 옮기는 데 사용하는 것이란 것을 알게 되었다. 네 번째로는 현미경에 부분별로 정확한 명칭을 알게 되었고, 시간 초 내에 조용 나사를 돌려가며 세균을 찾는 수행도 하였다. 이 실험을 하면서 내가 보고 싶은 세포를 직접 골라서 찾는 활동을 하다 보니 즐거웠다. 네 번째로 생활 속 세균 찾기로 주변에 세균이 있을 거 같은 곳에 멸균 면봉으로 문지르고 패드리 필름에 채취하여 항온기에 넣고 세균을 키우는 활동을 하였다. 직접 생각해 보며 세균이 많을 거 같은 부분을 찾아보고 직접 채취해 보는 과정이 인상 깊은 거 같다.

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과학 탐구 실험 시간에 다양한 실험 활동들을 통해 실험 능력과 알게된 것들이 많았다. 처음 시간에는 실험 전, 실험 할 때, 실험 후 등 안전수칙을 배우고 실험을 하기 위한 실험도구들의 사용법과 이름 등을 배웠다. 그 이후 세포에 대해 간단한 조사를 하고 세포를 현미경으로 관찰하는 활동을 하였다. 현미의 위치 별 이름을 배우는 수업도 했었다. 그리고 직접 곰팡이를 키워 세균을 채취하는 활동도 했었다. 실험을 통해 눈에 보이지 않았던 세균을들 확인할 수 있었고 어디를 조사 했는지에 따라 세균 분포가 다르다는 것을 알게 되었다. 그리고 과학 탐구 실험 시간에 쓴 보고서가 인상에 제일 깊었던 것 같다. 나의 진로인 제과제빵을 주제로 계란에 관해서 심화탐구를 가설 설계를 한 보고서를 썼는데 보고서를 쓰는 활동을 함으로써 알게 된 점이 많아졌고 흥미를 느낄 수 있었다.

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과학탐구실험 시간에 다양한 활동을 통해 과학적 사고력과 실험 능력을 기를 수 있었고 이를 통해 과학이 일상생활과 어떻게 연결되는지를 체감할 수 있었다. 처음에는 실험실에서 사용하는 다양한 실험 도구들의 사용법을 익히고, 안전하게 실험을 수행하기 위한 기본적인 안전 수칙들을 배우는 활동으로 시작했다. 실험복, 보호안경 등 과학 실험에서 자주 쓰이는 장비들을 직접 다뤄보며 기초적인 실험 능력을 키울 수 있었고, 실험을 할 때는 사소한 부주의도 사고로 이어질 수 있다는 점을 배워 실험에 임하는 태도도 한층 더 진지해졌다. 그 후 생명과학과 관련하여 ‘세포’에 대해 간단하게 조사한 뒤, 현미경을 활용하여 딸세포를 직접 관찰하는 실험을 진행하였다. 세포가 어떻게 분열하고 생명체가 어떻게 유지되는지를 시각적으로 확인할 수 있었던 시간이었다. 처음엔 현미경으로 제대로 관찰하는 것이 어려웠지만, 반복적인 연습을 통해 딸세포의 구조를 뚜렷하게 확인할 수 있었고, 교과서에서 보던 세포들이 실제로 존재하고 있다는 점이 인상 깊었다. 또한 일상 속에서 쉽게 지나치기 쉬운 세균에 대한 탐구도 수행하였다. 주변 환경에서 세균이 얼마나 많이 존재하는지 알아보기 위해 친구의 팔에서 세균을 채취하여 배지에 접종하고 배양하는 실험을 했다. 실험을 통해 눈에 보이지 않던 미생물이 실제로 배양되어 눈으로 확인되었고, 환경에 따라 세균의 분포와 양이 다르다는 사실을 알게 되었다. 위생의 중요성과 함께 과학이 실생활에서 어떤 역할을 할 수 있는지 깨달을 수 있었던 의미 있는 경험이었다. 무엇보다도 나에게 가장 기억에 남고 뜻깊었던 활동은 나의 진로인 ‘체육교사’와 연결하여 직접 실험을 설계하고 수행한 ‘스트레칭 유무에 따른 신체 반응 비교 실험’이었다. 이 실험에서는 같은 운동을 하되, 스트레칭을 한 집단과 하지 않은 집단을 나눠 각각의 심박수, 유연성, 근육 통증 등을 측정하였다. 유연성 테스트나 심박수 측정과 같은 구체적인 측정 도구를 직접 선정하고 활용하면서 실험 설계 능력과 자료 해석력도 함께 키울 수 있었다. 실험 결과, 스트레칭을 실시한 집단에서 운동 후 피로감과 근육 뭉침이 덜하고, 운동 능력도 더 높게 나타났다는 것을 확인할 수 있었다. 이 과정을 통해 단순히 몸을 움직이는 것 이상의 의미에서 ‘체육’이 생리학, 해부학, 운동역학 등 다양한 과학과 밀접한 관련이 있다는 사실을 깨달았고, 나 역시 미래에 학생들을 지도할 때 단순한 기술 전달을 넘어서 과학적으로 설명하고 이해시킬 수 있는 체육교사가 되고 싶다는 생각이 들었다. 이번 과학탐구실험 활동 전반은 실험을 통해 과학적 사고력과 탐구 능력을 기를 수 있었을 뿐만 아니라, 과학과 나의 진로를 연결해보는 계기를 마련해주었다. 앞으로도 다양한 과학적 지식과 탐구 활동을 통해 체육이라는 분야를 더 깊이 있게 이해하고, 학생들의 건강과 성장에 기여하는 체육교사가 되기 위한 준비를 계속해나가고 싶다.

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1. 실험안전 수칙

실험 전, 실험 중, 실험 후, 안전 사고 대처 요령을 학습지에 작성하고 내용을 암기한 후 수행평가를 실시했다.

2. 과학 탐구 방법

과학 탐구 방법 중 귀납적 탐구 방법과 연역적 탐구 방법에 대해 배웠다. 귀납적 탐구 방법이란 탐구 대상을 직접 관찰하거나 실험하여 얻은 자료를 종합하고 분석하여 원리나 법칙을 이끌어 내는 탐구 방법이다. 연역적 탐구 방법은 자연 현상을 관찰하여 문제를 인식하고 잠정적 답인 가설을 세워 이를 실험적으로 검증하여 결론을 도출하는 탐구 방법이다. 연역적 탐구 방법을 사용하여 '공기청정기를 사용했을 때와 사용하지 않았을 때의 공기질 측정'을 주제로 심화탐구를 진행했다. 실험에 필요한 조작 변인, 통제 변인, 종속 변인과 실험 방법 등을 설정하여 실험을 계획했다.

3. 실험 도구 사용 방법

실험복, 보안경, 시험관과 같은 실험 도구의 이름과 사용 방법을 조사하고 학습지에 작성하였다. 이름과 사용 방법을 암기한 후 수행평가를 실시했다.

4. 탐구 보고서와 데이터 시각화

탐구 보고서 작성 방법을 배웠고 학습지 빈칸을 채우는 활동을 진행했다. 또한 다양한 데이터 시각화 유형(막대그래프, 분산형 그래프, 지도 시각화 등)을 배웠고 학습지 빈칸을 채우는 활동을 진행했다.

5. 로버트 훅의 현미경 관찰 실험

현미경의 부분별 명칭인 접안렌즈, 회전판, 대물렌즈, 재물대, 조리개, 광도조절계, 재물대이동나사, 미동나사, 조동나사, 메카니컬 스테이지, 프레파라트의 위치와 그 역할, 명칭을 암기했다. 현미경을 사용하여 세포를 관찰했다. 그리고 실험 전, 중, 후로 사용 방법을 암기하고 현미경을 사용해서 세포를 관찰하는 수행평가를 진행했다.

6. 생활 속 세균 찾기

미생물이란 눈에 보이지 않는 작은 생물로 0.1mm 이하의 미세한 생물을 의미한다. 단세포 또는균사로 몸을 이루고 있다. 동물이나 식물로 분류하기 힘든 중간 형태를 보인다. 세균은 핵이 없는 단세포 원핵생물로 분열법으로 번식한다. 대부분 인체에 무해하나 일부 세균은 감염된 조직을 파괴하거나 독소를 분비하여 질병을 일으킨다. 항생제를 이용하여 치료 가능하다. 세균을 확인하기 위해서 나의 머리를 실험했다. 머리 속에 있는 세균을 체취하여 E-tube안에 넣고 섞은 뒤 스포이드를 이용해 배지 중앙에 떨어뜨린 후 누름판으로 누름판으로 눌러서 배지에 균일하게 퍼지도록 했다. 그 후 항온기에 보관했다. 며칠 지난 후 항온기에서 꺼내서 관찰했다. 세균이 퍼진 모습과 그게 내 신체 일부분의 세균이었다는게 놀라웠다.

7. 우리 주변에서 천연 항생물질 찾기

우리 주변 천연 항생물질로 은행잎, 솔잎, 편백잎이 있다. 이와 관련된 가설로 '편백잎 추출물의 농도가 높을 수록 세균의 생장 억제 효과도 강해질 것이다'를 세웠다. 독립변인으로는 편백잎 추루물의 농도를 설정했고 종속변인으로는 세균의 생장 억제 정도를 설정했다. 천연 재료에서 항생 물질을 추출하여 세균의 생장 억제정도를 측정하는 방법은 열수추출법, 침출법, 초음파추출법 등이 있다.

<탐구 설계>

1. 편백잎을 열수추출법을 통해 항생물질을 추출한다.

2. 세균을 배지에 도말하고 멸균된 디스크를 핀ㄴ셋으로 추출물에 각각 담갔다가 꺼내어 페트리접시에 올린 후 밀봉하여 배양.

3. 각 디스크 주변의 억제환의 지름 측정, 농도에 따른 억제환 크기 비교.

8. 함께 알아보기 <우리 주변의 천연 항생 물질>

항생물질: 암세포를 죽이거나 암세포의 생성을 억제하는 물질

항생제: 세균의 성장을 억제하는 물질

항진균제: 진균을 제거하는 약품

항바이러스제: 체내에 칩임한 바이러스의 작용을 약하게 하거나 소멸하게 하는 약

항진균제와 항바이러스제의 차이: 항진균제는 진균, 항바이러스제는 바이러스를 병원체로 삼는다.

항생제 페니실린의 발견 과정

: 영국의 생물학자 알렉산더 플레밍이 포도상구균을 배양하던 중, 휴가에서 돌아와 보니 샬레에 푸른 곰팡이가 자라 있었고, 이 곰팡이가 포도상구균을 모두 없앴다. 이를 통해 푸른 곰팡이가 세균의 성장을 억제하는 물질을 생성한다는 사실을 발견했다.

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세균은 단세포 원핵생물로, 핵막이 없는 구조를 가지고 있으며 습하고 따뜻한 환경에서 잘 증식한다. 이분법이라는 방식으로 매우 빠르게 번식하며, 일부 세균은 인체에 질병을 유발할 수 있다. 특히 손은 다양한 물체와 접촉하면서 세균에 쉽게 오염될 수 있기 때문에, 철저한 손 위생 관리가 필요하다.번 실험을 통해 사람의 피부나 신체에서 떨어져 나온 물질들이 실제로 얼마나 많은 세균을 포함하고 있는지를 직접 확인할 수 있었다. 그리고 세균 관련된 실험 할때 제 양말로 세균 실험을 했는데 평소에는 별로 의식하지 않고 신는 양말조차 하루 동안 착용한 후에는 수많은 세균이 묻어 있다는 사실이 인상 깊었다. 실험 결과, 양말을 배지에 접촉시킨 경우 다수의 세균 집락이 관찰되었으며, 대조군에서는 거의 세균이 자라지 않은 점으로 미루어 보아, 실험은 비교적 성공적으로 진행되었음을 알 수 있었다. 다른 애들이랑 세균 실험이랑 비교 했을때 내가 좀 많이 퍼져있는걸 보고 조금 놀라워 했습니다. 스포이드를 이용해 내 양말에서 세균을 검출 하다니 정말 황당 했지만 재미있으며 또한 제가 팀에서 팀장이었는데 생각만큼 팀들을 잘 이끌지는 못했지만 애들이랑 함께 한 실험이라서 재미있었습니다.

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과학탐구실험 시간에서 여러가지 수행평가랑 다양한 과제들을 했는데 그 결과로 과학에 대해 더욱 잘 알게 되었고 전에는 몰랐던 과학적 사고력 등 이를통해 과학이 미래에는 일상생활에 어떻게 영향을 줄지와 미래에는 현재와 어떤 모습으로 다를지 기대와 궁금증이 생겼습니다. 지금까지 과학탐구실험에서 했던것들은 우선 첫 수행평가라고 할 수 있는 실험 도구에 자주 쓰이는 것을 외워서 쓰는건데 실험 도구는 예를 들어 보호안경,실험복 등 과학 실험에서 쉽게 볼수 있는것들을 외워서 문제 푸는 첫 수행평가 였습니다. 두번째는 현미경을 사용하여 여러가지 세포들을 관찰하는건데 배율 조정해서 세포가 어디에 있는지 찾고 다른 배율로도 해서 딸세포 구조를 뚜렷하게 확인할 수 있었습니다.세번째는 주변 환경에 세균이 얼마나 있는지 실험 하는건데 실험 대상이 하필이면 제 양말이라서.. 스포이드를 사용해서 제 양말에 있는 세균을 채취해서 2일 정도 지나니까 제 눈으로 확이 되었는데, 이게 환경에 따라 세균의 분포와 양이 다르다고 해서 신기 했습니다. 과학 실험은 보통 다음과 같은 절차를 따른다. 먼저 실험자는 어떤 자연 현상에 대해 의문을 갖고, 그에 대한 문제를 인식한다. 이어서 ‘이 현상이 왜 일어나는 걸까?’에 대한 가설을 세운다. 그다음에는 이 가설이 맞는지 확인하기 위한 구체적인 실험 계획을 세우고, 실험에 필요한 도구와 재료를 준비한다. 실험을 진행하면서 결과를 정확하게 관찰하고 기록하는 것이 중요하며, 이 데이터를 바탕으로 가설이 맞았는지 판단한다. 마지막으로 실험을 통해 얻은 결론을 정리하고, 그 의미를 이해하며 발표하거나 기록으로 남긴다.

이러한 실험 활동은 단순히 결과를 맞히는 것이 목적이 아니다. 중요한 것은 실험 중에는 예상과 다른 결과가 나올 수도 있고, 실수가 생길 수도 있지만, 그것 역시 중요한 과학적 경험이며 배움의 과정이다.

또한, 과학 실험은 팀원과의 협동, 실험 안전 수칙 준수, 기록 정리, 발표력 등 다양한 능력을 함께 기를 수 있는 종합적인 활동이다. 특히 고등학생 시기에는 이런 실험을 통해 과학에 대한 흥미를 높이고, 과학적 사고방식을 익히는 데 매우 유익하다.

결론적으로 과학 실험은 교과서 지식을 실제로 체험하고 검증하는 과정이며, 논리적 사고와 탐구심을 키울 수 있는 매우 중요한 학습 방법이다. 과학은 단순히 ‘외우는 것’이 아니라, 직접 해봐서 실험이라는 점에서 과학 실험의 의미는 매우 크다고 할 수 있다.

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세균도 변할 수 있기 때문이다. 세균은 엄청 빠르게 증식한다. 그 과정에서 가끔 유전자가 우연히 변하는 돌연변이가 생긴다. 어쩌다 보면 항생제를 이겨낼 수 있는 능력이 생기기도한다. 항생제를 쓰면 내성이 없는 세균은 다 죽는다. 그런데 운 좋게 살아남은 내성 가진 세균은 멀쩡하니까 계속 번식한다. 계속 항생제를 쓰면 쓸수록, 내성 세균만 남게 되고, 이 세균들이 퍼지면서 항생제가 더 이상 안 통하게 되는 것이다.

항생제 내성균이란 특정 항생제에 노출되어도 약물에 저항하여 생존할 수 있는 세균이다. 내성균은 치료를 어렵게 하고 사망률도 높일 수 있다. 감염 치료의 어려움이 발생하고, 장기이식, 암 치료, 수술 등 의료체계에 위협할 수 있고, 입원기간 연장으로인한 경제적 부담이 생기고, 항생제 개발의 어려움이 생길 수 있다. 항생제 내성균이 생기는 이유로는 항생제가 불필요한 질환에 항생제 사용, 투약 용량, 기간을 제대로 지키지 않음, 과도한 광범위 항생제 사용, 반복되는 동일 항생제 사용, 감염관리 미흡으로 인한 내성균 전파 등이 있다.

내성균 방지를 위한 행생제 사용 원칙으로 정확한 감염 진단 및 의사 처방에 의한 복용, 항생제 나눠먹기, 남은 항생제 복용금지, 항생제 복용법은 의사와 약사에게 문의, 투약 용량과 기간은 적정하게, 개인 위생관리 등이 있다.

과학 탐구 실험 연역적 탐구 방법으로 열에 강한 단백질은 특정 아미노산을 가지는지에 대해 탐구하였다. 이 주제를 선정한 까닭으로 평소 생명과 관련된 유전자와 단백질에 관심이 많기때문이다. 이 주제를 선택함으로써 열에 강한 단백질은 특정 아미노산을 가지는지, 열처리 후에도 안정적인 단백질 구조를 유지하는 유전자가 존재하는지 알아보고 탐구하였다. 이 탐구보고서를 작성하며 직접 실험하지 않고도 프로그램을 이용하여 실험을 할 수 있다는 점이 신기했다.

광학 현미경을 사용하여 세포를 몇백배씩 확대해서 볼 수 있었는데 세포의 자세한 생김새에 대해 알아보는 과정이 재미있었다.

또다른 실험으로 생활 속 세균 찾기를 하였다. 과탐실 환풍기를 멸균 면봉으로 해당 물건의 표면을 문지르며 세균 체취하였다. 시료가 묻은 면봉을 E-tube 안에 넣고, 증류수에 희석했다. 스포이드를 이용해 배지에 접종 하였다. 항온기에 3일간 보관하였다. 이 실험을 통해 환풍기의 세균이 만들어낸 콜로니를 봤다. 과탐실 실험 중 제일 재밌었던 활동이 이 활동 이었다. 직접 실험해보고 관찰하는 과정이 재밌었다. 팀에서 조장의 역할을 하였으며 팀원들을 잘 이끌었다.

또 우리 주변의 천연 항생물을 조사하고 발표한 활동을 하였다. 선정한 천연 항생 물질로 프로폴리스를 선택하였다. 프로폴리스의 장점으로 꿀벌이 만드는 천연 항생제이자 소염제로, 황산화 작용, 면역력 강화, 항암효과 등 다양한 효능을 지닌다. 황상화 작용으로 산화가 진행되는 것을 멈추거나 늦추는 것이다. 건강한 성인, 노인 및 질병 보유자를 대상으로 한 인체 격공실험에서 관련 이상 증상이 보고되지 않았다. 구강에서의 항균작용에 유의미하게 도움을 준다. 총항산화력, 항산화, 지질과산화물 등 관련 지표가 개선되어 항산화에 도움을 줄 수 있다.

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과학탐구실험 첫 수업시간 때 배운 과학실 안전 수칙이랑 과학 실험에 쓰이는 도구들과 기구들의 이름과 어디에 쓰이는 도구인지 열심히 외웠었다. 나중에  과학실에서 실험에 쓰일 수 있는 도구들인 삼각플라스크, 비커, 스포이드 등 이름과 용도를 알았다. 삼각플라스크는 화학반응 및 시약을 섞을 때 쓰인다. 또 비커는 용액을 담고 용액의 양을 잴 때 쓴다. 스포이드는 적은 양의 용액을 정확하게 넣으려고 할 때 사용한다. 이런 과학도구들 이름과 용도를 익혔다.과학실에서 일어날 수 있는 안전사고 대처 요령도 외웠다. 감전이 되었을 때는 전기 기구와 멀리 떨어지고 119에 신고한다. 상처에 피가 나면 소독용 에탄올을 사용하여 소독하고 지혈한 뒤 보건실이나 병원에 간다. 사고를 예방할 수 있게 몸을 보호해주는 실험복, 눈을 보호해주는 보안경, 화학약품을 어떻게 대해야하는지를 배웠다. 화학약품은 마음대로 만지면 안되고 맛 보면 안된다. 과학 현미경을 갖고 이동할 때에는 현미경의 기둥과 밑부분을 받치고 이동한다. 현미경의 대물렌즈는 대상에 가까이대는 렌즈이다. 접안렌즈는 눈을 갖다대어 대상을 관찰할 때 쓰이는 렌즈이다. 광도조절개는 광도를 눈에 맞게 밝기를 조절한다. 대물렌즈, 접안렌즈, 광도조절개 등 이름들과 용도를 배우고, 어떻게 써야하는지 배웠다. 직접 현미경을 혼자 사용해보고, 정해진 시간 안에 현미경으로 관찰하는 대상을 정확하게 찾아보는 활동을 했었다. 혼자서 연약보고서를 쓰는 활동도 해보았다.  내가 관심이 있어하는 호르몬인 엔돌핀에 대한 실험 관련 보고서를 썼다. 엔돌핀은 뇌에서 분비가 되면 진통과 스트레스를 완화해준다. 즐거운 노래를 들으면 엔돌핀이 나오는지를 심박수 측정으로 통해 알아보았다. 이 활동을 통해서 가설 설정도 해보고 그에 맞춰 실험 설계, 예상 결론 등을 보고서에 써보았다. 모둠원들과 다세포 생물의 생체조직 내에서 특정 세균의 조직이나 생존 활동을 중심적으로 방해하는 약물의 총칭인 항생제에 대해 알아 보고 특정 항생제에 대해 조사해보고 발표하는 활동을 했었다. 우리 모둠은 항생제 중에 마누카꿀에 대해 조사를 했었다. 마누카꿀은 메틸글리옥살이 많다. 메틸글리옥살은 당대사 과정에서 생성되는 반응성 화합물로 당뇨병, 신경 손상, 신장질환 등 각종 질환과 관련이 되어있다. 메틸글리옥살은 마누카꿀에 많아서 마누카꿀은 세균은 억제하는 역할을 한다. 나는 모둠 활동을 할 때  조사 담당과 발표담당을 맡았었다.

이러한 활동들을 통해 과학적 사고력과 모둠원들과의 협력성, 발표력 등 여러 능력을 길렀다.

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과학탐구실험 첫 수업시간 때 배운 과학실 안전 수칙이랑 과학 실험에 쓰이는 도구들과 기구들의 이름과 어디에 쓰이는 도구인지 열심히 외웠었다. 나중에  과학실에서 실험에 쓰일 수 있는 도구들인 삼각플라스크, 비커, 스포이드 등 이름과 용도를 알았다. 과학실에서 일어날 수 있는 안전사고 대처 요령도 외웠다. 사고를 예방할 수 있게 몸을 보호해주는 실험복, 눈을 보호해주는 보안경, 화학약품을 어떻게 대해야하는지를 배우고 언제. 발생할 지 모르니 방법을 익혔다. 과학 현미경을 갖고 이동할 때에는 현미경의 기둥과 밑부분을 받치고 이동한다. 현미경의 대물렌즈, 접안렌즈, 광도조절개 등 이름들과 용도를 배우고, 어떻게 써야하는지 배웠다. 직접 현미경을 혼자 사용해보고, 정해진 시간 안에 현미경으로 관찰하는 대상을 정확하게 찾아보는 활동을 했었다. 혼자서 연약보고서를 쓰는 활동도 해보았다.  내가 관심이 있어하는 호르몬인 엔돌핀에 대한 실험 관련 보고서를 썼다. 즐거운 노래를 들으면 엔돌핀이 나오는지를 심박수 측정으로 통해 알아보았다. 이 활동을 통해서 가설도 내보고 실험 설계, 예상 결론 등을 보고서에 써보았다. 모둠원들과 다세포 생물의 생체조직 내에서 특정 세균의 조직이나 생존 활동을 중심적으로 방해하는 약물의 총칭인 항생제에 대해 알아 보고 측정 항생제에 대해 조사해보고 발표하는 활동을 했었다. 우리 모둠은 항생제 중에 마누카꿀에 대해 조사를 했었다. 마누카꿀은 메틸글리옥살이 많다. 메틸글리옥살은 당대사 과정에서 생성되는 반응성 화합물로 당뇨병, 신경 손상, 신장질환 등 각종 질환과 관련이 되어있다. 메틸글리옥살은 마누카꿀에 많아서 마누카꿀은 세균은 억제하는 역할을 한다. 나는 모둠 활동을 할 때  조사 담당과 발표담당을 맡았었다.

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과탐 보고서 1813 이다연

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과탐 보고서 1813 이다연

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항생제는 미생물의 성장을 억제하거나 죽이는 화합물로, 인류가 감염병을 효과적으로 치료할 수 있게 만든 중요한 의약품이다. 이번 보고서에서는 여러 종류의 항생제 중에서 테트라사이클린과 세팔로스포린을 선택하여 이 두 항생제가 각각 고유하게 지니고 있는 작용 방식과 특징에 대해 조사하였다. 먼저 테트라사이클린은 단백질 합성을 억제하는 항생제에 속한다. 이 항생제는 세균의 리보솜 중 30S 소단위에 결합하여 mRNA의 코돈과 tRNA의 안티코돈이 결합하는 과정을 방해함으로써 단백질 생성이 중단되게 한다. 이로 인해 세균은 필요한 단백질을 만들지 못해 성장이 억제되며, 결국 사멸하게 된다. 테트라사이클린은 광범위 항생제로 분류되며, 그람양성균과 그람음성균 모두에 효과가 있어 다양한 감염 질환에 사용된다. 특히 이 약물은 세포벽이 아닌 단백질 합성을 타겟으로 하기 때문에 세포벽을 가지지 않는 마이코플라스마나 리케차 같은 특수한 세균에도 효과가 있는 것이 특징이다. 그러나 사람의 리보솜과는 구조가 달라 선택적으로 세균에 작용한다는 점에서 생물학적 정교함이 돋보인다. 반면 세팔로스포린은 세균의 세포벽 합성을 저해하는 작용을 한다. 페니실린과 유사한 베타-락탐 고리 구조를 가지고 있으며, 페니실린 결합 단백질에 결합하여 펩티도글리칸 층 형성을 방해한다. 그 결과 세균은 외부의 삼투압을 이기지 못하고 파괴된다. 세팔로스포린의 고유한 특징은 세대별로 항균 스펙트럼과 내성에 대한 효과가 점차 확장된다는 점이다. 1세대는 주로 그람양성균에 3세대부터는 그람음성균에도 강한 효과를 보이며 4세대 이후로는 베타-락타마제라는 세균의 내성 효소에 대한 저항력도 강화되었다. 또한 세팔로스포린은 페니실린에 알레르기 반응을 보이는 환자에게 대체 항생제로 사용되기도 한다는 실용적인 장점도 가지고 있다.

결론적으로, 테트라사이클린은 세균의 단백질 합성을 막아 작용하고 세팔로스포린은 세포벽 합성을 억제하는 방식으로 작용한다. 두 항생제는 각각의 고유한 작용 기전을 통해 특정 감염 상황에서 선택적으로 사용되며, 다양한 항생제 중에서도 그 구조와 작용 방식에서 차별화된 특징을 지닌다. 이러한 약물들의 작용 원리를 정확히 이해하는 것은 항생제의 올바른 사용과 더불어 내성균 문제 해결에도 중요한 기초가 된다. 이번 조사를 통해 항생제마다 작용 방식이 다르다는 걸 알게 되었고 특히 테트라사이클린은 단백질 합성을 막고 세팔로스포린은 세포벽을 공격한다는 점이 인상 깊었다. 그냥 병을 낫게 해주는 약이라고만 생각했는데 각각 세균의 구조를 정밀하게 타겟으로 삼는다는 게 신기하고 과학적으로 느껴졌다. 앞으로 항생제를 함부로 쓰면 안 되고 정확한 원리를 알고 써야겠다는 생각이 들었다.

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2025. 7. 11.까지입니다.