신용동 과학과외

신용동 과학과외, 광합성 자료를 읽는 순서부터

이곳의 신용동과외 수업에서는 광합성 자료를 볼 때 빛과 이산화탄소처럼 과정에 필요한 조건과, 과정 뒤에 나타나는 생성물을 섞지 않도록 한 장면씩 확인합니다. 이번 신용동과학과외에서는 실험 결과표를 읽다가 생긴 한 번의 판단 오류를 바로잡았습니다.

표의 숫자보다 먼저 확인해야 했던 것

학생에게 잎을 네 묶음으로 나누어 빛과 이산화탄소 조건을 달리한 기존 자료를 제시했습니다. 잎에서 광합성이 일어났는지는 녹말 검출 여부로 기록되어 있었고, 산소 발생 여부도 함께 적혀 있었습니다.

• 빛 있음·이산화탄소 있음: 녹말 검출, 산소 발생
• 빛 없음·이산화탄소 있음: 녹말 미검출, 산소 미발생
• 빛 있음·이산화탄소 없음: 녹말 미검출, 산소 미발생
• 빛 없음·이산화탄소 없음: 녹말 미검출, 산소 미발생

학생은 먼저 표의 산소라는 낱말에 동그라미를 치고, “산소가 있어야 광합성이 진행된다”고 적었습니다. 그러나 이것은 학생의 오류였습니다. 표에서 산소는 조건 칸에 들어간 것이 아니라 광합성 뒤에 관찰된 결과 칸에 들어갔기 때문입니다. 산소가 나타난 행은 빛과 이산화탄소가 모두 있었던 행이었습니다.

과정이 일어나기 전에 준비되어 있어야 하는 것은 조건, 과정 뒤에 새로 확인된 것은 생성물로 분리한다.

표시를 지우지 않고 기준만 바꾸다

이미 정확히 표시한 녹말 검출 결과와 산소 발생 결과는 그대로 두었습니다. 대신 표를 두 묶음으로 다시 읽게 했습니다. 먼저 실험 시작 전에 조절한 항목인 빛과 이산화탄소에 밑줄을 긋고, 그다음 실험 뒤 관찰한 항목인 녹말과 산소를 네모로 묶었습니다. 이후 두 조건이 모두 있는 행과 둘 중 하나가 빠진 행을 비교했습니다.

빛과 이산화탄소가 함께 제공된 경우에만 녹말과 산소가 확인되었습니다. 따라서 이 자료에서 빛과 이산화탄소는 광합성에 필요한 조건이고, 산소는 광합성의 생성물로 판단해야 합니다. 학생은 풀이 마지막에 “산소가 먼저 있어야 하는가, 아니면 실험 뒤 나타났는가?”라고 적어 자신의 첫 판단을 직접 검산했습니다. 산소는 조건 목록이 아니라 관찰 결과 목록에 있으므로 처음 결론을 수정했습니다.

배열을 뒤집은 새 자료

며칠 뒤에는 같은 개념을 다른 방식으로 확인했습니다. 이번에는 질문이 “어느 잎에서 생성물이 확인되지 않았는가?”로 시작했고, 표의 행도 조건별이 아니라 관찰 결과별로 배열되었습니다.

• 잎 ㄱ: 산소 발생, 녹말 검출, 빛 있음, 이산화탄소 있음
• 잎 ㄴ: 산소 미발생, 녹말 미검출, 빛 없음, 이산화탄소 있음
• 잎 ㄷ: 산소 미발생, 녹말 미검출, 빛 있음, 이산화탄소 없음
• 잎 ㄹ: 산소 미발생, 녹말 미검출, 빛 없음, 이산화탄소 없음

학생은 이번에는 산소가 적힌 줄을 조건으로 옮기지 않고, 먼저 ‘실험 전에 정해진 것’과 ‘실험 뒤 확인된 것’을 나누었습니다. 이어 ㄱ과 ㄴ을 비교해 빛의 유무를, ㄱ과 ㄷ을 비교해 이산화탄소의 유무를 살폈습니다. 어느 하나라도 빠지면 녹말과 산소가 확인되지 않는다는 자료의 관계를 문장으로 정리했습니다.

힌트 없이 다시 꺼낸 판단

일주일 뒤 새 자료에서는 질문이 더 짧았습니다. 네 잎의 기록 순서가 바뀌었고, 산소 발생 여부가 먼저 제시된 뒤 빛과 이산화탄소 조건을 뒤에서 찾도록 구성했습니다. 별도의 유형명이나 해설은 제공하지 않았습니다.

학생은 곧바로 산소 기록에 답을 표시하지 않고, 각 잎에서 빛과 이산화탄소 조건을 찾아 표시했습니다. 두 조건이 모두 있는 잎에서만 녹말 검출과 산소 발생이 함께 기록되었는지 확인한 뒤, 빛과 이산화탄소는 필요한 조건, 산소는 생성물이라고 답했습니다. 마지막에는 조건 칸과 결과 칸을 다시 가리키며 “시작 전에 주어진가, 끝난 뒤 생겼는가”를 검산 기준으로 삼았습니다. 새로운 배열에서도 같은 근거로 판단했으므로, 답을 외운 것이 아니라 자료 속 조건과 생성물을 스스로 구별해 낸 것입니다.