풍암지구 과학과외

풍암지구 과학과외에서 다룬 소화기관 위치 판단

음식물이 지나가는 순서 전체를 외우는 데 그치지 않고, 그림의 조건이 바뀌었을 때도 같은 기준으로 판단하는 것이 목표였다.

그림의 작은 변화가 만든 큰 혼동

문제에는 입에서 시작해 식도, 위, 작은창자, 큰창자로 이어지는 소화기관 그림이 제시되어 있었다. 그림 옆에는 다음 조건이 붙었다.

• 입에서는 음식물을 잘게 부수고 침과 섞는 작용이 나타난다.
• 위에서는 음식물이 위액과 섞이며 소화가 진행된다.
• 작은창자에서는 여러 소화액의 작용으로 소화가 이어진다.
• 새 그림에서는 위와 작은창자 사이에 표시된 화살표 방향만 반대로 바뀌어 있었다.

학생은 원래 그림에서 기관의 순서를 먼저 적은 뒤, 바뀐 화살표를 보지 않고 “작은창자에서 일어나는 소화 작용이 위로 이동했다”고 답했다. 이 답은 학생의 오류였다. 화살표 방향은 그림을 읽는 조건일 뿐, 기관 자체의 위치나 그 기관에서 나타나는 소화 작용을 바꾸는 조건은 아니기 때문이다.

가장 먼저 멈춰 세운 판단

오답은 마지막 연결 문장에서 생긴 것이 아니었다. 학생은 처음부터 ‘무엇이 바뀌었는가’를 확인하지 않은 채, 바뀐 표시를 기관의 기능 변화로 해석했다. 그래서 종이에 두 칸을 나누어 적게 했다.

• 그대로인 것: 입→식도→위→작은창자→큰창자라는 기관의 위치와 순서, 각 기관의 실제 소화 작용
• 달라진 것: 위와 작은창자 사이에 그려진 화살표의 방향 표시

그다음 그림의 각 기관 이름 옆에 해당 작용을 다시 연결했다. 입에는 잘게 부수고 침과 섞는 작용, 위에는 위액과 섞이는 작용, 작은창자에는 소화액에 의한 소화가 이어지는 작용을 표시했다. 화살표는 이동 경로를 읽는 표시로만 남겨 두었다. 이렇게 하면 바뀐 조건이 기관의 위치나 소화 작용 자체에 영향을 주지 않는다는 점이 분명해진다.

그림의 표시가 바뀌었다고 해서 기관에서 일어나는 소화 작용까지 자동으로 바뀌는 것은 아니다. 먼저 기관의 위치와 작용을 연결하고, 그 뒤 바뀐 조건이 그 연결을 실제로 바꾸는지 확인한다.

같은 개념을 다른 그림으로 옮겨 보기

며칠 뒤에는 숫자만 바꾼 문제가 아니라, 그림의 표현 방식을 바꾼 독립 문제를 제시했다. 이번 자료는 세로로 놓인 기관 그림이 아니라, 음식물 이동을 왼쪽에서 오른쪽으로 나타낸 띠 모양 그림이었다. 작은창자와 큰창자의 이름은 가려져 있었고, 다음과 같은 설명만 주어졌다.

• 첫 번째 기관에서는 음식물을 잘게 부수고 침과 섞는다.
• 두 번째 기관에서는 음식물이 위액과 섞인다.
• 세 번째 기관에서는 소화액의 작용이 이어진다.
• 두 번째와 세 번째 사이의 화살표는 실제 이동 방향과 반대로 인쇄되어 있다.

학생은 이번에는 기관 이름을 바로 추측하지 않고, 먼저 왼쪽에서 오른쪽으로 위치를 번호로 표시했다. 이어서 ‘작용이 일어나는 곳’과 ‘화살표가 가리키는 방향’을 서로 다른 색으로 구분했다. 첫 번째를 입, 두 번째를 위, 세 번째를 작은창자로 연결하고, 반대로 인쇄된 화살표는 문제의 표현 오류로 따로 표시했다. 질문이 “위액과 섞이는 곳”을 묻자 두 번째 위치를, “소화액의 작용이 이어지는 곳”을 묻자 세 번째 위치를 선택했다.

힌트 없이 다시 확인한 마지막 장면

마지막에는 설명 문장 없이 소화기관 그림과 두 개의 화살표만 제시했다. 한 화살표는 입에서 위로, 다른 화살표는 위에서 작은창자로 향했지만, 둘 중 하나는 반대 방향으로 그려져 있었다. 학생은 먼저 기관의 순서를 눈으로 따라가고, 각 위치에 작용을 직접 적었다. 입에는 잘게 부수고 침과 섞는 작용, 위에는 위액과 섞이는 작용, 작은창자에는 소화액에 의한 소화가 이어지는 작용을 적은 뒤 질문의 대상과 대조했다.

학생은 “화살표 하나의 방향은 바뀌었지만 기관의 위치와 그 기관에서 일어나는 소화 작용에 관한 조건은 바뀌지 않았다. 따라서 위액과 섞이는 곳은 위이고, 소화액의 작용이 이어지는 곳은 작은창자이다”라고 설명했다. 이어 원래 그림과 새 그림에서 달라진 것은 화살표 표시뿐인지 다시 확인했다. 이 검산으로 기관 순서와 소화 작용의 연결이 일관되게 유지되었다.

금호빛여울채와 같은 생활권에서 과학 문제를 공부할 때도, 먼저 바뀐 표시를 찾고 그것이 실제 소화 작용의 위치를 바꾸는 조건인지 확인하면 경계 문제에서 흔들리지 않는다.