본동 과학과외

본동 과학과외에서 확인한 중력 방향 판단

본동은 월성주공2단지와 레이크뷰행복작은도서관 같은 생활권 정보가 함께 언급되는 곳이며, 조암중학교와 영남고등학교가 있는 교육생활권이기도 합니다. 본동과외 수업에서는 여러 과학 개념을 한꺼번에 넓히기보다, 이번에는 물체의 위치와 관계없이 중력의 방향을 판단하는 것만 다루었습니다. 본동과학과외에서도 같은 기준을 적용해 그림을 읽고 설명하는 데 초점을 맞췄습니다.

그림 아래쪽이라는 표시가 만든 첫 혼란

수업 자료에는 지구 주변에 물체가 여러 개 그려져 있었습니다. 한 물체는 지구 위쪽, 다른 물체는 오른쪽, 또 하나는 아래쪽에 놓여 있었고, 각 위치에서 중력 방향을 화살표로 나타내야 했습니다. 학생은 그림을 보자마자 모든 물체의 화살표를 종이의 아래쪽으로 향하게 그렸습니다.

학생의 오류: 물체가 어디에 있든 그림의 아래쪽이 중력 방향이라고 판단했다.

이 판단이 가장 먼저 어긋난 지점이었습니다. 뒤에서 화살표를 잘못 그린 것이 아니라, 그림의 종이 방향과 지구 주변에서 정해지는 방향을 같은 것으로 본 순간부터 결과가 틀어졌습니다. 지구 오른쪽에 있는 물체의 화살표를 아래로 그린 것도, 지구 위에 있는 물체의 화살표를 아래로 그린 것도 모두 이 첫 판단에서 비롯되었습니다.

화살표를 다시 그린 기준

이미 정확했던 물체의 위치 표시와 지구의 중심 표시는 그대로 두었습니다. 대신 해설을 외우는 대신 사용할 한 문장을 직접 정했습니다.

각 물체에서 지구의 중심을 향해 화살표를 그린다.

그 뒤 학생은 그림의 각 물체에서 지구 중심까지 선을 눈으로 이어 보았습니다. 지구 위쪽 물체의 화살표는 아래쪽, 지구 오른쪽 물체의 화살표는 왼쪽, 지구 아래쪽 물체의 화살표는 위쪽을 향하도록 고쳤습니다. 지구 왼쪽에 놓인 물체라면 화살표가 오른쪽을 향해야 한다는 것도 같은 기준으로 표시했습니다.

교정 뒤에는 새 설명을 덧붙이기보다 자신이 그린 네 화살표의 끝이 모두 지구 중심을 향하는지 확인했습니다. 종이의 아래쪽을 향하는지 살피지 않고, 각각의 화살표와 지구 중심 사이의 방향을 비교했기 때문에 처음의 오류만 직접 고칠 수 있었습니다.

자료의 모양을 바꾼 재현 문제

다음 문제에서는 그림 배열을 바꾸었습니다. 지구를 가운데 두지 않고 왼쪽에 배치했으며, 물체도 지구의 위·오른쪽·아래가 아니라 지구의 위쪽, 오른쪽 아래쪽, 왼쪽에 놓았습니다. 질문도 “각 물체의 중력 방향을 쓰시오”가 아니라 “네 화살표 중 지구 중심을 향하지 않는 것을 찾아 고치시오”로 바꾸었습니다.

• 왼쪽 위 물체의 화살표는 지구 중심을 향해야 합니다.
• 지구 오른쪽 아래에 있는 물체의 화살표는 왼쪽 위를 향해야 합니다.
• 지구 왼쪽 물체의 화살표는 오른쪽을 향해야 합니다.
• 지구 위쪽 물체의 화살표는 지구 쪽인 아래를 향해야 합니다.

학생은 이번에는 그림의 위아래를 먼저 기준으로 삼지 않았습니다. 각 물체의 위치를 하나씩 짚고, 지구 중심까지 가상의 선을 그은 뒤 화살표를 고쳤습니다. 배열과 질문 방향이 달라졌지만, 새로운 과학 개념을 끌어오지 않고 같은 중력 방향 판단을 수행한 것입니다.

힌트 없이 남긴 최종 확인

한 주 뒤에는 풀이 방법이나 유형명이 적히지 않은 자료를 제시했습니다. 지구는 오른쪽 아래에 작게 그려져 있었고, 물체 세 개는 지구의 왼쪽, 위쪽, 오른쪽에 흩어져 있었습니다. 학생은 먼저 그림의 위아래를 표시하지 않고 지구 중심을 찾아 동그라미로 표시했습니다. 이어 각 물체에서 중심까지 선을 연결하고, 그 선을 따라 중력 화살표를 그렸습니다.

마지막 검산에서 학생은 “화살표의 끝이 모두 지구 중심을 향하는가?”를 확인했습니다. 왼쪽 물체의 화살표는 오른쪽으로, 위쪽 물체의 화살표는 오른쪽 아래로, 오른쪽 물체의 화살표는 왼쪽 아래로 향해 있었습니다. 이처럼 물체가 그림의 어느 위치에 있든 중력 방향은 종이의 고정된 아래쪽이 아니라 그 물체에서 지구 중심을 향하는 방향이라는 근거까지 스스로 설명하며 문제를 마무리했습니다.