<세상에서 가장 쉬운 과학 수업 양자화학>, 정완상ㅣ영재고 과학고 준비생 추천도서

세상에서 가장 쉬운 과학 수업 : 양자화학 - 고대 연금술에서 폴링의 양자화학까지 ㅣ 노벨상 수상자들의 오리지널 논문으로 배우는 과학 13
정완상 지음 / 성림원북스 / 2025년 4월

노벨상 수상자들의 오리지널 논문 이해하기, 천재 과학자들의 발자취를 찾아가는 책

<세상에서 가장 쉬운 과학 수업>시리즈는 노벨상 논문들을 이해할 수 있도록 그 배경지식과 관련 이론을 설명해 놓은 책이다. 다른 교양 과학책과 달리 노벨상 논문을 이해하는 데에 필요하다면 수학과 과학 공식을 사용하여 과학 이론을 깊이있게 다룬 것이 특징이다. 과학에 관심이 많은 미래의 과학도들, 영재고나 과학고를 준비중이거나 다니고 있는 학생들, 과학 이론에 대해 더 깊이 알아보고 싶은 일반인들에게 제격이다. 저자가 말한 것처럼 '천재 과학자들의 오리지널 논문'을 이해할 수 있도록 쓴 책인만큼 책을 읽어나가는 게 쉽지는 않다. 이 책을 다 이해하지 못하더라도 과학에 대한 흥미를 충족시키고 더 즐기게 되었다면, 그것만으로도 대단하다고 생각한다.

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​<세상에서 가장 쉬운 과학 수업>는 대화체로 과학의 역사와 배경을 재미있게 설명하고 그 배경 뒤에 나왔던 천재 과학자들의 오리지널 논문을 풀어간다. 지금까지 출간된 과학책들은 아예 전공자를 대상으로 하거나, 일반인을 대상으로 한 책들은 너무 수식과 공식을 생략한 경우가 많았다. 이 책은 일반인과 과학도의 입장에서 질문하고 이해하는 생각의 흐름을 따른다. 또한 이 책을 천천히 읽고 이해하면서 접근한다면 조금이나마 진짜 노벨상 수상자들의 논문을 이해할 수 있다. 
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이번에 새로 나온 신간 <세상에서 가장 쉬운 과학 수업 : 양자화학> 편은 노벨 화학상을 수상한 폴링의 논문을 중심으로 역사적 내용과 핵심적 내용을 정리한 책이다. 논문 내용을 다루기 앞서 저자는 화학반응의 역사, 유기화학의 역사, 분석화학의 역사, 양자역학의 역사에 대해 다루고 있다.

<세상에서 가장 쉬운 과학 수업 : 양자화학>의 서문을 지나면 1986년 화학반응 연구로 노벨 화학상을 수상한 허쉬바흐 박사의 인터뷰가 나와 있다. 화학자들의 영웅인 폴링 박사의 1931년 논문이 일으킨 파장에 대한 내용을 질의응답 형태로 잘 설명해준다. 양자화학의 의미와 목적, 폴링 박사가 양자 역학을 화학 결합 이론에 적용할 수 있다는 것을 알아낸 것, 화학자 루이스가 만든 화학결합이론의 의의와 폴링의 논문 개요 등에 대한 설명이 간단하게 나와 있다.

1931년 폴링 박사의 논문이 발표된 이후 양자화학이라는 화학의 새로운 분야가 탄생하였으며 이때부터 화학과 학생들도 학부 때 양자 역학을 배우게 되었다. 화학자들도 양자역학의 세계에 발을 들일 수 있게 되었고 현재 다양한 기술에 활용되고 있다.

<세상에서 가장 쉬운 과학 수업 : 양자화학>에서는 화학의 역사, 유기화학의 역사, 루이스의 화학결합이론, 오비탈이론, 양자화학, 그리고 루이스와 라이스 폴링 논문 영문본을 차례대로 다루고 있다.

화학의 역사부터 오비탈이론까지는 현재 고등학교 과정에서 배우는 화학 내용과 겹치는 부분도 상당하다. 화학의 태동이나 산과 염기의 발견, 라부아지에 화학명명법과 화학개론, 화학 친화력, 원자와 분자, 원소 기호와 원자량, 전기 분해, 브라운의 구조식, 벤젠의 육각고리, 톰슨과 러더퍼드 원자모형, 루이스의 화학결합이론 등은 중학교와 고등학교 화학 기초를 이루고 있다. 이과 학생이 아니더라도 화학에 대한 배경지식이 있다면 친숙한 내용이 많을 것이다. 반대로 고등학교 화학을 들어가기 전에 이 책을 통해 '현대 화학'에 대한 기초 지식을 쌓을 수도 있다. 앞부분에는 주로 고등학교 수준의 화학 수식과 도식, 계산법 등에 대한 내용이 있으며 오비탈 이론부터는 '하이젠베르크의 불확정성 원리'부터 다루면서 물리 수식이 추가된다.

<세상에서 가장 쉬운 과학 수업 : 양자화학>은 학교 범위의 화학 내용을 현대 화학의 역사와 함께 상당부분 다루고 있어 일반 중고등학생들에게도 강력히 추천하는 책이다. 알고 있는 내용을 복습해도 좋고 미리 역사적 지식과 함께 예습하는 방식도 좋다. 화학을 처음 접하는 학생들부터 교사, 과학에 관심이 많은 사람들까지 재미있게 읽을 수 있는 내용이 많다. 최종적으로 책의 안내를 따라가다 보면 노벨화학상을 받은 논문까지 읽을 수 있으니 충분한 지적 만족감을 얻을 수 있을 것이다.

<세상에서 가장 쉬운 과학 수업 양자 전기역학> 노벨상 수상자들의 오리지널 논문

세상에서 가장 쉬운 과학 수업 : 양자전기역학 - 선형대수학의 역사부터 파인먼 다이어그램까지 ㅣ 노벨상 수상자들의 오리지널 논문으로 배우는 과학 14
정완상 지음 / 성림원북스 / 2025년 3월

<세상에서 가장 쉬운 과학 수업>시리즈는 경상국립대학교 물리학과 정완상 교수가 학생들에게 과학과 수학의 즐거움을 더 깊이 있게 알려주고자 쓴 책이다. 시중에 중고등학생을 위한, 또는 다양한 종류의 교양 과학 도서가 있지만 이 시리즈는 조금 특별하다. 바로 진짜 노벨상 논문을 쉽게 풀어낸 '노벨상 수상자들의 오리지널 논문으로 배우는 과학 시리즈'이기 때문이다. 우리나라에서 노벨 문학상은 나왔다. 다음으로는 노벨 과학상 수상자가 쏟아져 나오기를 바라는 마음으로 쓴 이 책에는 해당 노벨상 수상자들의 영어 논문과 함께 그 논문을 유의미하게 이해할 수 있게 해주는 배경지식이 차곡차곡 정리되어 있다.
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과학고, 영재고, 이공계를 지망하는 학생들에게 추천하는 과학도서!

책 앞부분에는 경희대학교 이과대학 물리학과 교수 및 전 부총장인 남순건 교수님의 추천사가 나온다.

과학을 처음 공부할 때 이런 책이 있었다면 얼마나 좋았을까

처음 <세상에서 가장 쉬운 과학 수업>시리즈를 알게 되었을 때 나도 딱 이렇게 생각했다. 지금은 과학과 전혀 상관 없는 일을 하고 있지만 취미로, 지적 유희를 위해 종종 교양과학 도서를 읽고 있다. 그러나 만약 학생 때 이 책을 접할 수 있었다면? 과학에 훨씬 흥미를 갖고 파고들었을 지도 모르겠다는 생각을 하게 되었다. 과학에 각별한 흥미를 가진 학생들, 과학에 특별한 재능을 보이는 아이들, 또는 과학고나 영재고, 이공계 대학을 희망하는 학생들이 이 시리즈를 읽는다면 많은 도움을 받을 수 있을 것이다.

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​<세상에서 가장 쉬운 과학 수업>은 다른 중고생대상 과학도서나 교양과학도서처럼 수식을 배제하지 않는다. 정완상 교수는 양자역학, 상대성 이론 등 어려운 과학 이론을 다루는 책들이 너무 수식을 피하고 역사 이야기 위주로 쓰였다고 느꼈다. 그러나 이렇게 쉬운 접근을 하는 책이 있다면 과학 꿈나무들을 위해 또는 탐구심과 지적 유희를 즐기는 독자들을 위해 좀 더 심층적으로, 진짜 논문을 이해할 수 있게 돕는 책도 필요하다고 생각한 듯 하다. <세상에서 가장 쉬운 과학 수업>에서는 노벨상 오리지널 논문을 이해하는 데 필요한 수식과 이론을 피하지 않고 설명하였다. 물론 청소년들이 이해하기 쉬운 내용도 나오지만 대부분은 고등학교 수학을 할 수 있다면 이해할 수 있도록 풀어 썼다. 한번에 100%를 이해하지 못한다 하더라도, 저자는 30% 이상으로 이해한다 해도 대단하다고 말한다.
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<세상에서 가장 쉬운 과학 수업 양자전기역학> 편에서는 양자전기역학의 창시자 중 한 명인 파인먼(리처드 파인만)의 논문을 다뤘다. 이 논문에 쓰인 브라켓 기호를 설명하고자 저자는 디랙의 오래된 논문 내용을 넣었고, 이것을 이해하기 위해서 선형대수학이 필요하여 1장에 선형대수학의 역사, 2장에 디랙의 벡터 기호 브라켓을 설명했다고 한다. 마지막 부분에는 파인먼의 양자전기역학 논문의 내용을 수식을 줄여서 다루었는데, 파인먼 다이어그램을 통해 대학원 수준의 양자전기역학 내용을 쉽게 이해할 수 있게 구성했다고 한다.

본문을 시작하기 앞서 글래쇼 박사의 인터뷰가 실려 있다. 약전자기 통일 이론으로 1979년 노벨 물리학상을 수상한 분으로 파인먼이 가장 존경하는 과학자라고 한다. 양자전기역학이란 무엇인지, 먼저 나온 양자장론 이론과 파인먼이 양자역학을 설명한 새로운 방식, 파인먼 논문의 개요와 영향 등에 대해 이야기한다. 파인먼의 양자전기역학에 대한 배경지식이 없다면 인터뷰부터 꼼꼼히 읽는 것을 추천한다.

<세상에서 가장 쉬운 과학 수업 양자전기역학>에서는 먼저 선형연립 방정식이 무엇인지 알아보면서 선형대수학의 역사에 대해 이야기한다. 크라메르 공식, 지금은 고등학교 교육과정에서 없어졌지만 예전에는 배웠던 행렬과 행렬식을 이용한 연립방정식 푸는 방법, 벡터에 대한 기본 지식을 익히고 파인만이 논문에 사용한 디랙 브라켓에 대해 배운다. 이렇게 차근차근 논문을 이해하기 위한 필수 배경 지식을 쌓은 후 마지막에 파인먼의 양자전기역학 논문에 대해 다룬다. 책의 뒷 부분에는 파인먼의 양자전기역학 논문의 원문도 함께 실려 있으므로, 원본이 궁금하다면 이를 참고하면 된다.

미래의 과학도를 꿈꾸며 영재고나 과학고를 준비하는 학생들, 이공계를 지망하는 학생이나 과학 이론을 좋아하는 어른들, 함께 공부하며 아이들과 지식을 나누고 싶은 학부모들, 창작물에 과학이론을 이용하고 싶은 이들 등 다양한 이들에게 <세상에서 가장 쉬운 과학 수업 양자전기역학> 은 많은 도움을 줄 것이다.

<눈꽃 도감> 눈송이의 형태ㅣ눈 결정의 아름다운 모습

눈꽃 도감 - 눈송이의 형태
사라 잼벨로 지음, 수지 자넬라 그림, 양혜경(플로리) 옮김 / 런치박스 / 2025년 3월

-출판사에서 책을 제공받아 작성한 리뷰입니다-
이번 겨울엔 유독 눈이 내리는 날이 많았던 것 같다. 아이들은 눈이 쌓이길 기대하며 잠이 들었다가 하얗게 변한 세상을 보고 탄성을 지르고 신나게 나가 놀았다. 학교 등교 시간이 늦어지기도 하고 출퇴근 길이 복잡해져서 어른들은 눈을 보고 "하늘에서 내리는 예쁜 쓰레기"라고도 하지만, 눈 내리는 모습과 눈이 소복하게 쌓인 모습이 아름답다는 것에 대해서는 이견이 없을 것이다. 옛 선인들도 마찬가지였는지 먼 옛날부터 설경을 보고 그 아름다움에 흠뻑 빠져 지은 시들이 한가득이다. 
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​<눈꽃 도감>은 이렇게 아름답고 우아한 눈, 겨울을 더욱 선명하고 차갑게 만들어주는 눈에 대해 알아보는 책이다. 눈에 대한 다양한 과학적 사실에 대해 다루는 것은 물론이고 눈과 연관된 아름다운 삽화가 곳곳에 실려 있어 책을 쓱쓱 넘겨보는 것만으로도 감탄사가 나온다.
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​책에서는 사람들이 '눈'에 대해 궁금해하는 여러 사실들에 대해 다룬다. 눈송이가 어떻게 형성되는지, 눈이 땅에 닿으면 왜 형태가 변하는지, 눈의 종류는 얼마나 많은지, 눈 결정의 모양은 어떤 것들이 있는지 등등 눈에 대한 다양한 내용들이 나와 있다. 호기심이 많은 아이들이 '눈'에 대해 궁금해한다면 <눈꽃 도감>을 함께 읽는 것도 좋아 보인다. 무엇보다 눈에 관한 예쁜 그림들이 가득하고, 과학적 사실을 설명할 때에는 이해하기 쉽게 이에 관련된 도식이 함께 그려져 있다. 
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얼음 씨앗에서 눈꽃 결정이 만들어지는 과정이 체계적으로 나와 있으며, 다양한 눈 결정의 모양들과 각 모양들이 어떤 온도에서 주로 만들어지는지, 왜 눈의 무게가 각각 다른지 등에 대한 설명이 상세히 나와 있다. 눈의 변형 과정과 측정 방법, 눈 알갱이를 형태에 따라 분류하는 방법, 인공 눈을 포함한 다양한 눈의 종류까지 그야말로 눈에 대한 모든 것에 대해 다루는 책이다.

눈에 대한 과학적인 사실을 다루면서 시각적인 아름다움까지 동시에 충족하는 <눈꽃 도감>, 이 책을 보면서 지나가는 겨울을 다시 한번 추억해 볼 수 있다.

[100자평] 눈꽃 도감

눈꽃 도감 - 눈송이의 형태
사라 잼벨로 지음, 수지 자넬라 그림, 양혜경(플로리) 옮김 / 런치박스 / 2025년 3월

눈송이의 비밀, 눈의 여러 모습. 아름다운 삽화와 함께 눈에 대한 다양한 내용을 설명해주는 책

<찐 실전 Chat GPT> 생성형 AI 에듀테크 과목별 수업 활용방법

현직 교사가 만든 에듀테크 수업을 망설이는 교사를 위한 찐 실전 챗GPT 생성형 AI(에듀테크) 과목별 수업 활용하기! - 10개 교과(국어, 영어, 수학, 역사, 과학, 실과, 지리, 음악, 미술, 체육) 디지털 리소스&리소스 활용 방안, 실습하기 ㅣ 찐 실전 시리즈 3
정지훈 지음 / 광문각출판미디어 / 2025년 1월

-출판사에서 책을 제공받아 작성한 리뷰입니다-

교육부에서 발표한 2022개정교육과정의 주요 내용 중 하나는 AI기초 소양을 기르는 것이다. 거기에 더하여 올해 2025년 3~4학년부터 본격적으로 디지털 교과서를 활용하게 되었다. 교과서를 만드는 각종 출판사 사이트에 들어가보면 디지털 교과서가 공개되어 있다. 또한 학교 현장에서도 교사들이 디지털 교과서 활용법, 생성형 AI활용법 등에 연구하고 있다. 올해부터는 수업 현장에 AI를 다양하게 적용시킬 것이라고 예상된다.
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​그러나 아날로그 방식에 익숙해져 있는 우리는, 한편으로는 다양한 생성형AI를 학교 수업에 활용하는 것이 두렵기도 하다. 어떤 생성형AI를 어떻게 활용해야할지 고민되고, 이러한 교수 방식이 아이들에게 더 효과적인가에 대해서도 의문이 든다. 이런 고민을 하고 있는 많은 교육자들은 <찐 실전 챗GPT생성형AI>을 참고하길 바란다. 현 초등학교 교사이자 AI빅데이터 융합교육대학원을 졸업한 저자가 쓴 책으로 다양한 10개 교과인 국어, 영어, 수학, 역사, 과학, 실과, 지리, 음악 등의 수업 사레와 디지털 리소스, 디지털 리소스의 활용 방안을 제시하고 있다.
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저자는 <찐 실전 챗GPT생성형AI>에서 미래 교육의 방향성을 찾기 위해 노력했으며 새로운 기술을 활용하는 방법, 교육 도구의 다양한 변화, 학생의 의견을 수렴하는 다양한 방법, 생성형 AI활용법 등에 대해서 다룬다. 또한 미래 교육에 대한 실제 학교 교육 현장의 이야기를 소개하고 있으며 앞으로 어떻게 AI를 교육에 적용시켜야 하는지에 대한 방향성을 구체적으로 제시하고있다.

1부에서는 과거의 교육 도구들에 대해서 알아본다. 시청각 교수 매체의 변화, 교실 디스플레이 기술, 교실 디지털화 과정, 한국 수학교육과 음악 교육 등에서 교구의 변천사 등 우리가 과거에 학교에서 봤던 도구들은 물론이고 더 오래된 것, 그리고 최신 교실에서 적용된 교육 도구들까지 쭈욱 나열된다.

<찐 실전 챗GPT생성형AI>에서 나는 주로 '수학'에 관련된 부분을 보았는데 재미있는 것은 수학 교구들은 아직까지도 과거의 것이 많이 활용되고 있다는 점이다. 아주 옛날부터 사용하던 산가지와 셈 돌은 지금도 유아교육에서 활발하게 사용하고 있다. 디자인이 컬러풀하고 다양한 캐릭터를 적용했을 뿐 기본 원리는 예전과 비슷하다. 주산학원도 아직까지 남아있는 것 같고 수막대, 탱그램, 지오보드 등 역시 아동들의 수학 교구로 집집마다 하나씩은 있는 것 같다.

수학교과에서 소개하는 생성형 AI(에듀테크)는 GeoGebra, Desmos, Wolfram Alpha, Khan Academy 이다. 미드저니 등처럼 아주 최근에 만들어진 생성형 AI는 아니고 예전부터 많이 사용하던 프로그램들이다. 그 사이에 아주 획기적인 프로그램이 나온 것 같지는 않다. 다만 Khan Academy가 꾸준히 발전하여 클래스를 생성하여 학생들을 초대하고 수학 학습 코스를 배정하거나 과제를 부여하는 것까지 가능해진 것은 흥미로웠다. 

이 외에도<찐 실전 챗GPT생성형AI>에서는 다양한 교과에서 활용할 수 있는 AI를 소개하므로 과목별 생성형AI활용법이 궁금한 이들, 초보지만 생성형AI를 원하는 방식으로 사용해보고 싶은 이들에게는 좋은 가이드북이 될 것이다.