신룡동 과학과외







신룡동 과학과외에서 시작한 자료 전환 훈련
신룡동은 하남주공1단지와 이야기꽃도서관이 가까운 생활권으로, 용액의 농도처럼 같은 내용을 여러 방식으로 읽는 연습이 필요한 학생을 만날 수 있는 곳입니다. 장덕중학교와 수완고등학교가 있는 교육생활권에서 진행한 한 수업에서도 출발점은 계산식이 아니라 자료를 정확히 대응시키는 일이었습니다. 신룡동과학과외 수업에서는 표가 그림이나 막대그래프로 바뀌어도 용질 질량과 용액 질량을 끝까지 구별하도록 사건을 구성했습니다.
표가 그림으로 바뀌자 생긴 첫 어긋남
처음 제시한 자료에는 다음과 같은 용액 질량표가 있었습니다.
- 가 용액: 용질 10 g, 용매 90 g, 용액 100 g
- 나 용액: 용질 20 g, 용매 80 g, 용액 100 g
- 다 용액: 용질 15 g, 용매 135 g, 용액 150 g
학생은 표의 숫자에 표시한 뒤, 자료를 그림으로 바꾼 비교 자료와 원래 표를 나란히 놓았습니다. 그림에서는 큰 원을 용매, 작은 원을 용질처럼 보이게 배치하고, 전체를 나타내는 테두리도 함께 그려져 있었습니다. 학생은 각 숫자 옆에 화살표를 그어 같은 값과 조건을 대응시켰고, 10 g과 90 g이 합쳐져 100 g이 되는 관계도 확인했습니다.
그러나 농도를 계산할 때에는 그림에서 익숙해 보였던 작은 부분과 큰 부분의 모양을 기준으로 삼았습니다. 학생의 오류는 최종 계산값 자체가 아니라, 표현 방식이 달라진 순간부터 원래 자료의 기준을 버리고 용질과 용매를 농도 계산의 두 항으로 바꾸어 생각한 데 있었습니다.
학생의 오류: 용액 전체를 기준으로 삼아야 하는데, 그림에서 눈에 띈 용매 부분을 기준처럼 취급했습니다.
모양이 아니라 남아 있는 기준 찾기
교정에서는 이미 정확했던 숫자 읽기와 합산을 다시 시키지 않았습니다. 학생이 표시한 대응 화살표도 그대로 두고, 화살표 옆에 질문 두 개만 추가했습니다.
- 농도의 위에 들어가는 값은 무엇의 질량인가?
- 그 값을 비교하는 아래 기준은 용질만의 질량인가, 용액 전체의 질량인가?
그 뒤 표의 ‘용액 100 g’과 그림의 ‘전체 테두리 100 g’에 같은 색을 칠했습니다. 용질 10 g은 작은 부분으로, 용매 90 g은 나머지 부분으로 표시했지만, 농도를 구할 때의 기준은 두 부분 중 하나가 아니라 두 부분을 합친 용액 전체라는 점을 문장으로 적었습니다.
따라서 가 용액의 농도는 용질 질량 10 g을 용액 질량 100 g과 비교하여 10%가 됩니다. 나 용액은 20 g과 100 g을 비교하여 20%이고, 다 용액은 15 g과 150 g을 비교하여 10%입니다. 특히 다 용액은 용매가 135 g으로 더 많아 보여도, 아래 기준은 용매 질량이 아니라 용액 전체 질량 150 g입니다.
이번에는 자료의 순서를 뒤집어 읽기
다음 문제에서는 표 대신 가로 막대 그림을 먼저 보여 주었습니다. 막대 하나의 전체 길이는 용액의 질량을 뜻하고, 그중 색칠한 부분은 용질의 질량을 뜻하게 했습니다. 자료의 제시 순서도 바꾸어 용질과 용매를 먼저 제시하지 않고, 다음처럼 용질과 용액의 질량만 제시했습니다.
- 첫 번째 막대: 색칠한 부분 12 g, 전체 60 g
- 두 번째 막대: 색칠한 부분 18 g, 전체 120 g
- 세 번째 막대: 색칠한 부분 25 g, 전체 100 g
이번 변형은 숫자만 바꾼 반복 문제가 아닙니다. 표를 막대로 바꾸고, 용매 질량을 직접 주지 않았으며, 전체 막대와 일부 색칠 영역의 의미를 학생이 스스로 찾아야 하도록 구성했습니다. 학생은 먼저 각 막대의 전체를 ‘용액 질량’, 색칠 영역을 ‘용질 질량’이라고 적은 뒤, 용질 질량을 용액 질량으로 나누어 백분율로 나타냈습니다.
힌트 없이 다시 확인한 장면
마지막에는 처음 보는 세로 막대 자료를 제시했습니다. 세로축에는 질량(g)이 표시되어 있고, 각 막대는 아래에서 위까지 용액 전체를 나타내며 색칠된 아래쪽 부분만 용질을 나타냈습니다. 학생은 누가 알려 주지 않았는데도 먼저 축의 단위와 막대 전체의 의미를 확인했습니다.
첫 막대에서 색칠 부분 8 g, 전체 40 g을 읽고 8÷40×100=20%라고 계산했습니다. 이어 색칠 부분과 전체의 차가 용매 질량이지만, 농도의 분모로 사용하지 않는다고 설명했습니다. 마지막으로 용질 질량이 용액 질량보다 크지 않은지, 계산한 백분율이 100%를 넘지 않는지 확인했습니다.
“표인지 그림인지보다 먼저 용질 질량과 용액 전체 질량을 찾고, 그 둘의 관계를 확인해야 합니다.” 학생은 자료 표현이 바뀌어도 같은 기준을 찾아 농도를 검산하는 과정을 스스로 재현했습니다.