남촌동 과학과외

남촌동 과학과외, 생물 다양성 자료를 읽는 첫 판단

이번 남촌동과학과외에서는 계산보다 먼저 어떤 값을 비교해야 하는지에 초점을 맞췄다.

답안보다 먼저 멈춘 지점

문제에는 환경 변화 전후를 조사한 네 종의 기록이 제시되어 있었다.

• 변화 전: 민들레 10개체, 토끼풀 10개체, 질경이 10개체, 괭이밥 10개체
• 변화 후: 민들레 30개체, 토끼풀 2개체, 질경이 1개체, 괭이밥 0개체

학생은 답을 쓰기 전 변화 전과 후에 각각 표시하고, 각 행의 개체수를 더해 변화 전 40개체, 변화 후 33개체라고 계산했다. 여기까지의 표시와 계산은 정확했다. 그러나 첫 문장에서 “개체 수가 40에서 33으로 줄었으므로 다양성이 조금만 감소했다”고 판단했다.

학생의 오류: 전체 개체 수 하나만 보고 생물 다양성의 변화를 판단함.

이 판단이 최종 계산보다 먼저 어긋난 지점이었다. 환경 변화 전에는 네 종이 모두 조사되었지만, 변화 후에는 괭이밥이 사라지고 다른 종의 개체수도 크게 치우쳐 있었다. 따라서 전체 개체 수만으로 변화 정도를 결정할 수 없었다.

표시한 내용은 그대로 두고 비교 기준만 바꾸기

교정에서는 이미 해 둔 합계를 지우지 않았다. 대신 자료 옆에 두 가지 질문을 나란히 적었다. “몇 종류가 남았는가?”와 “개체수가 여러 종에 어떻게 나뉘어 있는가?”였다.

• 환경 변화 전 종수: 4종
• 환경 변화 후 종수: 3종
• 변화 전: 네 종이 각각 10개체로 나타나 여러 종에 개체수가 고르게 분포
• 변화 후: 민들레가 30개체로 대부분을 차지하고 토끼풀과 질경이는 적으며 괭이밥은 0개체

이제 학생은 “전체 개체 수는 7개체 감소했지만, 종수는 4종에서 3종으로 줄었고 개체수의 분포도 한 종에 치우쳤다”고 문장을 고쳤다. 종수와 개체수 분포를 함께 비교했기 때문에 환경 변화 뒤 생물 다양성이 감소했다고 판단할 근거가 분명해졌다. 전체 개체 수를 다시 더한 33개체라는 검산도 유지했다.

자료 배열을 바꾼 새 조사 기록

다음 문제에서는 환경 변화의 방향과 자료 배열을 바꾸었다. 이번에는 변화 전후가 가로가 아니라 조사 장소별로 섞여 있었고, 학생은 먼저 같은 환경의 자료끼리 묶어야 했다.

• 그늘진 곳, 변화 전: 고사리 6개체, 이끼 6개체, 양치식물 6개체
• 그늘진 곳, 변화 후: 고사리 6개체, 이끼 6개체, 양치식물 6개체
• 햇빛이 강해진 곳, 변화 전: 제비꽃 4개체, 씀바귀 4개체, 민들레 4개체, 토끼풀 4개체
• 햇빛이 강해진 곳, 변화 후: 민들레 12개체, 토끼풀 3개체, 제비꽃 0개체, 씀바귀 0개체

숫자만 바꾼 반복 문제가 아니라, 조사 장소 두 곳의 자료를 먼저 구분하고 환경 변화가 실제로 나타난 장소를 찾아야 하는 형식이었다. 학생은 각 장소의 변화 전후에 색을 다르게 표시한 뒤 종수를 세고, 남은 종들의 개체수가 고르게 분포하는지도 확인했다. 그늘진 곳은 종수와 개체수 분포가 같으므로 다양성 변화가 없다고 보았고, 햇빛이 강해진 곳은 네 종에서 두 종으로 줄고 개체수도 민들레에 집중되었으므로 다양성이 감소했다고 설명했다.

힌트 없이 남긴 마지막 확인

마지막에는 다음 기록만 제시하고 비교 기준을 알려 주지 않았다.

• 비가 오기 전: 들국화 8개체, 벌개미취 8개체, 코스모스 8개체
• 비가 많이 온 뒤: 들국화 2개체, 벌개미취 2개체, 코스모스 20개체, 민들레 1개체

학생은 먼저 종수를 3종과 4종으로 세고, 전체 개체수를 각각 24개체와 25개체로 검산했다. 이어 변화 전에는 세 종에 개체수가 같은 수로 분포했지만, 변화 후에는 코스모스가 대부분을 차지한다고 적었다. 전체 개체 수가 거의 같아도 종수가 늘고 분포가 크게 치우쳤다는 두 근거를 함께 제시하며, 환경 변화 뒤 생물 다양성은 단순히 전체 개체 수만으로 판단할 수 없다고 결론냈다.