Reconstructing Indigenous STEM Knowledge of Jono Salt Farmers for Science Learning Integration in Schools

과학 교육의 조용한 구석에는 가장 심오한 교훈이 실험실이 아니라 공동체의 일상생활에서 시작된다는 인식이 커지고 있다. 수 세대 동안 과학자들은 공식적인 교과서 지식과 가족 및 문화를 통해 전해 내려오는 실용적 지혜를 구분해 왔다. 학교 과학이 보편적인 법칙과 표준화된 실험에 의존하는 반면, 토착 지식은 특정 지역 사회가 거주하는 풍경에 깊이 뿌리를 둔 관찰, 시행착오를 통해 구축된다. 이러한 차이는 학생들이 추상적인 개념을 자신의 주변 환경과 연관 짓는 데 어려움을 겪게 하여 교실 내에 간극을 만들어 왔다. 교육자들의 과제는 이러한 격차를 메우는 것이며, 현지 농부와 장인들의 직관적인 관행이 단순한 전통이 아니라 학교에서 가르치는 동일한 물리적, 화학적 원리의 정교한 적용임을 보여주는 방법을 찾는 것이다. 이 두 세계가 만날 때, 학습은 단순히 책에서 암기하는 것이 아니라 세상에 이미 존재하는 과학을 인식하는 문제가 된다.

중부 자바 그로보간 지역의 해안에서 멀리 떨어진 조노(Jono) 마을에서, 한 연구진이 이 접점을 탐구하기 위해 나섰다. 그들은 수 세기 동안 행해져 왔으나 현재 사라질 위기에 처한 독특한 형태의 소금 생산 방식에 주목했다. 해수를 이용하는 광활한 해안 소금 농장과 달리, 조노의 농부들은 땅속에 숨겨진 지질학적 비밀을 파헤쳐 지하 염수 우물을 통해 소금을 추출한다. 네게리 세마랑 대학교(Universksitas Negeri Semarang)의 피트리아 파티차툴 히다야(Fitria Fatichatul Hidayah)와 그녀의 팀이 이끄는 연구진은 농부들의 방식을 기록하기 위해 3개월 동안 그들과 함께 생활했다. 그들의 목표는 단순히 사라져 가는 기술을 기록하는 것이 아니라, 농부들의 직관적인 기술을 현대 과학의 언어로 번역하여 이 지역의 지혜를 학교 커리큘럼으로 가져올 수 있는 가교를 만드는 것이었다.

조노 소금의 이야기는 땅속 깊은 곳에서 시작된다. 이 마을은 두 산맥 사이에 갇힌 고대 바다였던 계곡에 위치해 있다. 수백만 년에 걸쳐 퇴적물은 늪 식물의 잔해를 묻었고, 이는 결국 메탄 가스를 방출하며 분해되었으며, 고대의 바닷물은 암석층 속에 짠 염수로 갇혀 있었다. 농부들은 현대적인 장비 없이도 이러한 숨겨진 근원을 찾아내는 예리한 능력을 발달시켜 왔다. 그들은 지면에서 올라오는 메탄 기포의 징후를 찾고, 주변 공기보다 현저히 높은 섭씨 40도에 달하는 따뜻한 흙의 포켓을 느낀다. 위치를 확인하기 위해 그들은 밤새 지면에 기와를 놓아두는데, 만약 증발하는 수분에 의해 남겨진 미네로 성분 때문에 기와의 색이 변한다면, 그들은 유효한 근원을 찾았음을 알게 된다. 이 간단한 테스트는 수분이 증발함에 따라 미네로가 어떻게 농축되는지에 대한 깊은 이해를 보여준다.

근원을 찾으면 농부들은 '벨릭(belik)'이라 불리는 우물을 파는데, 그 깊이는 최대 45미터에 달한다. 이는 기본적인 수동 도구와 전문 인력의 도움 없이는 결코 쉽지 않은 일이다. 부드러운 흙에서 벽이 무너지는 것을 막기 위해 그들은 굵은 대나무 기둥을 원형으로 배치하여 샤프트를 보강한다. 또한 농부들은 노동자들에게 물을 뿌려 증발 냉각을 적용함으로써 우물 내부의 강렬한 열기를 관리한다. 무거운 짠물을 지표면으로 끌어올리기 위해 그들은 '팀보-케렉(timbo-kerek)'이라 불리는 시스템을 사용한다. 용기를 우물 아래로 내린 뒤, 도르래 시스템을 통해 단 한 사람이 적은 힘으로 무거운 짐을 들어 올릴 수 있게 한다. 물은 그 후 나무나 대나무로 만든 수로를 통해 중력에 의해 '브룸붕(brumbung)'이라 불리는 커다란 저장 탱크로 흘러 들어간다. 이 탱크는 비가 내려 소금이 희석되는 것을 막기 위해 지붕으로 덮여 있으며, 흙과 점토가 바닥에 가라앉을 수 있도록 물을 정지 상태로 유지한다.

조노 방식의 핵심은 쪼갠 대나무로 만든 플랫폼인 '클라카(klakah)'에 있다. 농부들은 적절한 강도와 다공성을 갖춘 생후 1년에서 3년 사이의 대나무를 선택한다. 그들은 대나무를 세로로 쪼개어 수로를 만들고 이를 한 줄로 배열한 뒤, 지면에서 약 1미터 높이로 들어 올린다. 이 높이는 매우 중요한데, 염수 주변에 공기가 자유롭게 순환하게 하여 증발을 가속화하기 때문이다. 태양이 대나무 위를 내리쬐는 동안, 물은 천천து히 증기가 되어 소금 결정을 남긴다. 대나무 자체도 이 과정에서 능동적인 역할을 한다. 대나무의 다공성 표면은 천연 필터처럼 작용하여 물속의 불순물과 유기물을 걸러냄으로써, 일반적인 진흙 웅덩이에서 생산되는 것보다 더 깨끗하고 하얀 소금을 만들어낸다. 농부들은 날씨에 따라 5일에서 10일 정도 지나면 물이 매우 농축되어 대나무 표면에 소금 결정이 형성되기 시작한다는 것을 알고 주의 깊게 관찰한다.

결정이 준비되면 농부들은 나무 도구로 대나무를 긁어내어 수확한다. 고체 소금과 액체의 혼합물은 엮은 대나무 체에 부어진다. 이 간단한 도구는 고체 결정과 '비터른(bittern)'이라 불리는 남은 액체를 분리한다. 농부들은 이 액체를 버리지 않고, 대신 커다란 점토 항아리에 보관하여 두부를 만들거나 다른 음식을 보존하는 데 사용하여 모든 과정의 결과물을 사용하는 제로 웨이스트 접근 방식을 보여준다. 우물을 파는 것부터 소금을 수확하는 것까지의 전체 주기는 현대적인 기계 하나 없이도 역학적 이점, 유체 역학, 그리고 화학적 변화에 대한 정교한 이해를 입증한다.

연구진은 이러한 관찰 내용을 학교에서 가르치는 공식적인 과학 개념으로 번역했다. 그들은 농부들의 우물 찾기 방식이 가스 배출과 온도 이상이 지하 자원의 존재를 나타내는 지질학 및 수문학 연구와 일치함을 보여주었다. 우물 건설과 도르래의 사용은 공학 및 물리학, 특히 힘이 어떻게 관리되고 단순한 기계가 무거운 짐을 옮기는 데 필요한 노력을 어떻게 줄여주는지를 보여준다. 저장 탱크에서 흙이 가라앉는 것은 중력이 더 무거운 입자를 바닥으로 끌어당기는 침전의 실제 사례이다. 대나무 플랫폼에서의 증발 과정은 열전달과 상변화의 원리를 보여주며, 태양으로부터 오는 에너지가 어떻게 물을 액체에서 기체로 변화시키는지를 보여준다. 마지막으로, 소금 결정의 형성과 불순물의 분리는 용액이 어떻게 포화 상태가 되는지, 그리고 흡착과 여과를 통해 물질이 어떻게 정제될 수 있는지를 보여주는 명확하고 실제적인 사례를 제공한다.

이 연구는 이러한 전통적 관행을 화학 커리큘럼에 매핑함으로써, 인도네시아의 지역 문화에 기반을 둔 새로운 과학 교육 방식을 제안한다. 이러한 접근 방식은 과학 문해력 점수가 국제 평균에 비해 뒤처져 있는 인도네시아의 상황에서 특히 중요하다. 학생들이 화학 결합, 포화 또는 열전달을 조노 소금 농업의 렌즈를 통해 배울 때, 이러한 추상적인 아이디어들은 구체적이고 의미 있게 다가온다. 연구는 이러한 토착 지식을 교육에 통합하는 것이 과학을 더 접근하기 쉽고 관련성 있게 만들어, 학생들이 스스로를 과학적 과정의 일부로 인식하도록 돕는다는 것을 시사한다.

조노 소금의 기록은 보존 행위이기도 하다. 이 기술을 수행하는 농부의 수는 20세기 중반 수백 명에서 현재 단 50명으로 줄어들었으며, 생산량 또한 수천 톤에서 불과 100톤으로 급감했다. 구세대가 떠나감에 따라 이 독특한 지식은 영원히 사라질 위험에 처해 있다. 연구진은 이러한 전통 방식의 과학적 정교함을 입증함으로써, 이 관행에 새로운 가치를 부여하고 생존을 보장하고자 한다. 연구는 결론적으로, 조노 농부들의 지혜는 단순히 과거의 유물이 아니라 현대 과학 교육을 풍요롭게 할 수 있는 살아있는 자원이며, 가장 진보된 자연 세계에 대한 이해는 종종 우리 발밑의 땅을 면밀히 살피는 것에서 시작된다는 것을 증명한다.