광주동천동 과학과외
광주동천동 과학과외에서 다룬 기체 출입 판단
광주동천동은 동천마을 1단지와 이야기꽃도서관 등이 있는 생활권으로, 대자중학교와 전남고등학교가 포함된 교육생활권이기도 합니다. 이번 광주동천동과학과외에서는 광합성과 호흡에서 산소와 이산화 탄소가 어떻게 드나드는지를 하나의 비교 문제로 정리했습니다.
표의 빈칸보다 먼저 확인한 것
학생에게 다음과 같은 광합성·호흡 비교표를 제시했습니다. 표의 문장을 그대로 외우기보다, 각 과정에서 들어가는 기체와 나오는 기체의 방향을 표시한 뒤 답을 쓰도록 했습니다.
- 광합성: 빛이 있는 조건에서 이산화 탄소가 들어가고 산소가 나온다.
- 호흡: 낮과 밤 모두 산소가 들어가고 이산화 탄소가 나온다.
- 질문: 낮에 식물에서 일어날 수 있는 두 과정의 기체 출입을 각각 쓰시오.
학생은 광합성 줄에는 이산화 탄소의 ‘들어감’과 산소의 ‘나옴’을 정확히 표시했습니다. 호흡 줄에서도 산소와 이산화 탄소의 방향을 처음에는 맞게 적었습니다. 하지만 마지막 질문을 읽고 “낮에는 빛이 있으므로 광합성만 일어나고 호흡은 일어나지 않는다”고 판단했습니다.
학생의 오류: 낮이라는 시간대와 빛의 존재를 호흡이 멈추는 조건으로 잘못 연결했습니다.
한 문장만 다시 조건에 맞추기
이미 표시한 기체의 방향과 표의 내용은 지우지 않았습니다. 먼저 ‘빛이 있는가’를 광합성의 조건으로만 표시하고, 호흡에는 시간대나 빛의 유무가 중단 조건으로 제시되지 않았다는 점을 확인했습니다. 이어 낮의 식물을 두 줄로 나누어 적었습니다.
- 광합성: 이산화 탄소가 들어가고 산소가 나온다.
- 호흡: 산소가 들어가고 이산화 탄소가 나온다.
그다음 학생은 질문의 표현인 ‘낮에 일어날 수 있는 두 과정’을 다시 읽고, 낮에는 광합성과 호흡을 함께 구별해 써야 한다고 수정했습니다. 여기서 산소와 이산화 탄소의 출입 방향을 새로 계산한 것이 아니라, 호흡을 제외했던 최초 판단만 바로잡았습니다.
시간 표시를 뒤집은 새 상황
며칠 뒤에는 같은 문장을 반복하지 않고 자료의 배열을 바꾸었습니다. 이번에는 식물을 어두운 상자 안에 둔 경우와 햇빛이 비치는 경우를 각각 제시하고, 학생이 기체 출입을 과정별로 채우게 했습니다.
- 어두운 상자: 광합성은 빛 조건이 없으므로 해당하지 않으며, 호흡에서는 산소가 들어가고 이산화 탄소가 나온다.
- 햇빛이 비치는 경우: 광합성에서는 이산화 탄소가 들어가고 산소가 나오며, 호흡에서는 산소가 들어가고 이산화 탄소가 나온다.
학생은 먼저 각 줄의 과정 이름 옆에 ‘빛 필요’ 여부를 표시했습니다. 이어 화살표를 이용해 이산화 탄소는 광합성 쪽으로, 산소는 호흡 쪽으로 들어가는 방향을 따로 그렸습니다. 같은 기체가 한 조건에서 서로 다른 과정과 연결될 수 있다는 점도 표의 행을 섞어 확인했습니다.
자료 없이 스스로 남긴 검증
마지막에는 힌트 없는 새 자료를 제시했습니다. ‘빛이 없는 밤의 식물’과 ‘빛이 있는 낮의 식물’을 구분하지 않고, 각각 광합성과 호흡의 기체 출입을 설명하라는 문제였습니다. 학생은 먼저 광합성 행에만 빛 조건을 적고, 호흡 행에는 낮과 밤 모두 가능하다고 기록했습니다.
밤의 경우에는 광합성을 빼고 호흡만 남겨 산소 유입과 이산화 탄소 방출을 확인했습니다. 낮의 경우에는 두 과정을 모두 적은 뒤, 광합성은 이산화 탄소 유입·산소 방출, 호흡은 산소 유입·이산화 탄소 방출인지 화살표를 거꾸로 읽어 검산했습니다. 마지막으로 “낮이라고 해서 호흡을 삭제할 조건은 없고, 빛은 광합성 여부를 판단하는 조건”이라고 근거를 직접 남겼습니다.