3강. 과학자처럼 생각하기(2) - 데이터 수집과 통계 실습

탐험 열기의 마지막 수업은 데이터 수집과 통계 실습!
사실 탐험 열기 중 가장 어려웠던 수업이 아니었나 싶어요.

하지만! 과학 탐험을 하기 위해서는 꼭 알아두어야 하는 중요한 과정이기도 해요. 앞으로 우리 친구들이 다양한 탐험을 하면서 자료를 모으고 분석하게 될 텐데, 그때 제대로 방법을 알면 훨씬 효율적으로 정리하고 분석할 수 있거든요. 
 

수업 전 주어진 사전 미션은 '우리 가족의 지문 조사해 오기'.
사람의 지문이 모두 다른 것은 다 알고 있지요? 하지만 지문의 모양 유형이 있다는 사실도, 알고 있나요?

지문의 모양 유형은 크게 소용돌이, 고리, 산으로 구분할 수 있어요. 이 모양에 가족 사이의 연관성이 있는지, 가설을 세우고 자료를 분석해 결과를 내보는 것이 이 수업의 핵심이랍니다.

지문의 3가지 종류

지문을 조사해서 정리한 엑셀 표

탐험대원들은 각자의 지문, 그리고 가족의 지문을 채취해서 정리해 왔어요. 한 가족은 3~4명 정도지만 탐험대학 친구들 50명 가족의 자료를 다 모으니 꽤 많은 데이터가 되었어요!
이렇게 엑셀 표로 정리한 다음, 모든 대원들이 함께 보면서 질문을 찾아 가설을 세워 보는 것을 시작으로 본격적인 데이터 분석 수업이 시작되었답니다. 
바로 과학적 방법론의 단계 중 3개를 해 본 거예요!

과학적 방법론을 설명하는 도식

과학적 방법론은 과학적으로 생각하는 방식이라고 이해하면 돼요.
관찰하고 ▶관찰한 것을 바탕으로 궁금한 점 찾고 ▶ 질문을 설명해 줄 가설을 세우고  ▶실험과 분석을 통해 가설이 맞는지 확인하고  ▶ 가설이 맞다면 새로운 관찰을, 맞지 않다면 새로운 관찰을 세워서 이 과정을 다시 반복하는 것이 과학적 방법론이에요.

그런데 가설을 분석하려면, 꼭 알아야 하는 개념이 있어요.
바로 "영가설"!
영가설은 내가 세운 가설과 반대되는 개념의 가설이에요. 예를 들어 '지문의 모양은 유전의 영향을 받을 것이다'라는 가설을 세웠다면, 영가설은? '지문의 모양은 유전의 영향을 받지 않을 것이다'라고 할 수 있답니다.
통계적 분석을 할 때는 가설을 입증하려고 하기보다는, 그에 반대되는 영가설이 맞을 확률이 낮다는 것을 입증해요. 두 가지 변수(지문, 유전) 사이에 관련이 없다는 것을 입증하는 것을 우선 하는 이유는, 내가 세운 가설 이외에 다른 영향으로 서로 다른 결과가 나왔을 수 있기 때문이에요.

기본 개념을 이해한 뒤에는 탐험대원들이 세운 가설을 함께 분석해 보았어요.
대원들은 각자 엑셀을 켜서 자료 정리부터 분석까지 수식을 입력하며 함께 해 보았답니다.(물론 조금 어려운 과정이긴 했어요;;

아쉽게도 이 날 분석에서는 영가설을 기각하지 못했어요. (곧, 우리 가설을 입증하지 못한 것이죠!)
실제 엑셀에 기입하는 자료의 양이 충분하지 않았던 점이 분석의 정확도를 떨어뜨린 것으로 보여요.
하지만, 이런 과정은 과학자라면 누구나 한 번쯤 겪는 경험이에요. 실제로 엑셀과 같은 통계 프로그램을 쓸 때는 이런 일이 자주 있거든요.
그래서 자꾸 써보면서 정확한 값을 입력하고, 제대로 수식을 쓰고, 또 충분한 데이터 자료를 모으는 등의 과정을 반복적으로 해야 실제로 의미 있는 과학 연구의 결과를 도출해 낼 수 있답니다.

탐험 열기를 마친 탐험대학 친구들은 이제 본격적인 집중탐험을 시작하고 있어요. 
집중탐험에서도 탐험 열기에서 배운 것들을 활용해 보길 바랍니다.

그럼 7~8월 열리는 집중탐험에서 만나요!