가양동 과학과외

가양동 과학과외에서 시작한 반응식 읽기 훈련

대전가양중학교와 명석고등학교가 있는 교육생활권에서 과학과외를 진행하며, 이번에는 화학 반응식에서 반응물과 생성물을 구별하는 한 가지 기준만 다루었습니다.

첫 자료에서 드러난 어긋남

처음 제시한 자료에는 다음과 같은 화학 반응식이 여러 개 섞여 있었습니다.

• 수소 + 산소 → 물
• 탄산칼슘 → 산화칼슘 + 이산화탄소
• 철 + 황 → 황화철

학생은 식마다 물질 이름을 동그라미 치고, 물질의 개수나 이름을 확인했습니다. 그러나 풀이를 시작할 때마다 화살표 오른쪽에 있는 물질을 반응물이라고 표시했습니다. 예를 들어 ‘수소 + 산소 → 물’에서 물을 반응물, 수소와 산소를 생성물로 적었습니다.

학생의 오류는 최종 답을 급하게 쓴 데 있지 않았습니다. 새 식을 읽으면서 이전 예제의 배열을 그대로 따라가 화살표 오른쪽을 반응물로 정한 것이 최초의 잘못된 판단이었습니다.

이 판단이 먼저 틀렸기 때문에, 뒤의 물질 이름을 아무리 정확하게 읽어도 전체 구별은 거꾸로 진행될 수밖에 없었습니다. 반응식의 숫자나 물질 이름을 추가로 계산하는 문제는 아니므로, 이 장면에서는 화살표 전후의 위치만 확인했습니다.

표시 하나만 되돌려 고치기

이미 정확했던 물질 이름 읽기와 식의 옮겨 적기는 그대로 두고, 반응물과 생성물을 정하는 행동만 바꾸었습니다. 학생은 공책 위에 다음 한 문장을 직접 적었습니다.

화살표 왼쪽은 반응 전 물질인 반응물, 오른쪽은 반응 후 생긴 물질인 생성물이다.

그 뒤 첫 식에서 왼쪽의 수소와 산소를 한 묶음으로 괄호 치고 ‘반응물’이라고 표시했습니다. 화살표 오른쪽의 물에는 ‘생성물’이라고 적었습니다. 두 번째 식에서는 왼쪽의 탄산칼슘만 반응물로, 오른쪽의 산화칼슘과 이산화탄소를 생성물로 표시했습니다. 세 번째 식도 왼쪽의 철과 황, 오른쪽의 황화철로 나누었습니다.

검산할 때는 물질 이름이나 식의 길이를 다시 보지 않고, 각 식의 화살표를 손가락으로 가린 뒤 왼쪽과 오른쪽을 차례로 확인했습니다. 왼쪽 표기가 모두 반응물, 오른쪽 표기가 모두 생성물인지 확인하자 처음의 거꾸로 된 분류가 사라졌습니다.

배열을 바꾼 독립 자료

다음 수업에서는 같은 개념을 유지하되 자료의 모양을 바꾸었습니다. 이번에는 물질 이름이 한 줄에 나란히 놓이지 않고, 반응식이 다음처럼 세로로 제시되었습니다.

• 이산화탄소 + 물 → 탄산
• 산화수은 → 수은 + 산소
• 마그네슘 + 산소 → 산화마그네슘

질문도 ‘생성물을 찾으시오’가 아니라 ‘화살표를 기준으로 왼쪽 묶음과 오른쪽 묶음의 역할을 각각 쓰시오’로 바꾸었습니다. 학생은 먼저 문제의 질문 방향에 끌려가지 않고 각각의 화살표를 표시했습니다. 첫 식에서는 왼쪽의 이산화탄소와 물을 반응물로, 오른쪽의 탄산을 생성물로 적었습니다. 두 번째 식에서는 한 물질만 왼쪽에 있으므로 산화수은 하나가 반응물이고, 오른쪽의 수은과 산소가 생성물임을 구분했습니다.

이번에는 물질이 하나인지 둘 이상인지, 이름이 익숙한지와 관계없이 화살표 위치를 먼저 확인했습니다. 이는 숫자만 바꾼 반복이 아니라 식의 배열과 질문 방향을 바꾼 연습이었습니다.

힌트 없이 다시 확인한 날

일주일 뒤 가양동과학과외 시간에는 설명이나 유형명이 없는 새 자료를 제시했습니다.

• 염화수소 + 수산화나트륨 → 염화나트륨 + 물
• 물 → 수소 + 산소
• 구리 + 산소 → 산화구리

학생은 첫 문제를 받자마자 화살표를 세 개 모두 표시하고, 왼쪽과 오른쪽을 각각 묶었습니다. 첫 식에서는 염화수소와 수산화나트륨을 반응물로, 염화나트륨과 물을 생성물로 구별했습니다. 두 번째 식처럼 왼쪽에 물질 하나만 있어도 같은 기준을 적용했고, 세 번째 식에서는 오른쪽의 산화구리만 생성물로 표시했습니다.

마지막에는 스스로 “각 식에서 왼쪽에 쓴 이름은 모두 반응물인가, 오른쪽에 쓴 이름은 모두 생성물인가”라고 확인했습니다. 세 식의 화살표 방향과 자신의 표기가 일치한다는 근거까지 말한 뒤 답을 마쳤습니다. 이로써 화학 반응식의 반응물과 생성물 구별을 다른 공식이나 개념에 기대지 않고 독립적으로 재현했습니다.