만성지구 과학과외

만성지구 과학과외에서 시작한 감각 자극 경로 추적

만성지구과외를 찾는 학생과 함께 감각 기관에서 자극이 전달되는 순서를 확인하는 수업을 진행했다. 전주만성중학교와 전주솔내고등학교가 있는 교육생활권에서 자주 접할 수 있는 과학 문제지만, 그림의 방향을 눈으로만 따라가면 순서를 거꾸로 읽기 쉽다. 이번 만성지구과학과외 수업에서는 감각 기관에 들어온 자극이 어떤 경로를 지나 중추에 전달되는지만 다루었다.

화살표 하나에서 드러난 판단

처음 제시한 자료는 ‘자극 → 감각신경 → 중추’가 표시된 경로도였다. 그림에는 왼쪽에 손끝의 감각 기관, 가운데에 여러 갈래의 신경, 오른쪽에 중추가 배치되어 있었다. 옆에는 다음과 같은 상황이 적혀 있었다.

어두운 방에서 손끝에 닿은 차가운 물체를 느꼈다. 그림의 A, B, C 중 자극이 전달되는 순서를 고르시오.

학생은 그림의 왼쪽부터 오른쪽으로 시선을 옮기며 A를 자극, B를 운동 기관, C를 중추라고 표시했다. 이어 “자극이 운동 기관으로 먼저 전달된 뒤 중추가 판단한다”고 적었다. 이것은 최종 계산의 실수가 아니라, 문제를 읽기 시작할 때 감각 기관에서 출발한 정보의 목적지를 바로 운동 기관으로 정한 것이 최초의 어긋난 판단이었다.

학생은 그림의 화살표를 다시 보지 않고 이전에 풀었던 자료의 배열을 그대로 적용했다. 손끝에서 자극이 시작된다는 점은 맞게 찾았고, 각 기호도 빠뜨리지 않았지만, 각각의 역할을 확인하기 전에 순서를 확정한 것이 문제였다.

경로를 다시 세우는 한 문장

틀린 표시를 모두 지우게 하지는 않았다. 손끝의 위치와 그림에 있는 기호를 그대로 둔 채, 한 문장을 기준으로 삼게 했다.

감각 자극은 감각 기관의 수용기에서 시작해 감각신경을 지나 중추로 전달된다.

학생은 먼저 물체가 닿은 손끝을 동그라미로 표시했다. 다음으로 손끝에서 중추 방향으로 이어지는 선을 손가락으로 따라가며, 중간에 놓인 신경을 ‘감각신경’이라고 적었다. 마지막에는 선의 끝에 있는 중추에 도착 표시를 했다. 운동 기관이라는 말은 자료에서 찾지 않고, 현재 질문이 요구한 전달 경로에 포함되는지부터 확인했다.

그 뒤 같은 그림을 가리고 말로 검산했다. “출발점은 자극을 받아들이는 감각 기관, 중간은 감각신경, 도착점은 중추”라고 세 부분을 순서대로 설명했다. 처음에 맞게 표시했던 손끝의 자극 위치는 유지하고, 운동 기관을 끼워 넣은 부분만 바로잡았다.

배열을 뒤집은 새 경로도

며칠 뒤에는 기존 자료와 다른 문제가 나왔다. 이번에는 그림이 세로로 놓였고, 위쪽에는 중추, 가운데에는 감각신경, 아래쪽에는 눈의 감각 기관이 표시되었다. 숫자 대신 ㄱ, ㄴ, ㄷ이 붙었으며, 질문도 “중추에 가장 먼저 도착하는 표시와 그 전에 거치는 표시를 순서대로 쓰시오”로 바뀌었다.

• ㄱ: 눈의 감각 기관
• ㄴ: 감각신경
• ㄷ: 중추

학생은 이번에는 그림의 위아래 배열에 끌려가지 않고, 자극을 받은 곳을 먼저 찾았다. 눈의 감각 기관인 ㄱ에서 출발해 ㄴ을 지나 ㄷ으로 향하는 화살표를 직접 그렸다. 질문이 도착점을 먼저 요구했지만, 풀이 순서는 출발점부터 정한 뒤 답을 역순으로 적었다. 따라서 “도착 표시는 ㄷ, 그 전에 거치는 표시는 ㄴ이며 전체 전달은 ㄱ에서 ㄴ을 지나 ㄷ으로 간다”고 답했다.

이 문제는 숫자만 바꾼 반복이 아니었다. 자료의 방향을 가로에서 세로로 바꾸고, 표시 기호와 질문의 방향도 달리했다. 그러나 감각 기관에서 감각신경을 거쳐 중추로 이어지는 하나의 경계 안에서만 판단하도록 구성했다.

힌트 없이 확인한 마지막 장면

한 주 뒤에는 해설이나 유형명이 없는 새 자료를 제시했다. 그림에는 피부의 감각 기관이 오른쪽, 중추가 왼쪽에 놓였고, 가운데에는 두 개의 신경 선이 교차해 있었다. 질문은 “자극이 중추에 도달하기까지 반드시 확인해야 할 두 지점을 쓰고, 전달 방향을 설명하시오”였다.

학생은 먼저 피부의 감각 기관을 찾고, 교차하는 선 중 그 기관에서 이어지는 선만 따라갔다. 감각신경을 표시한 뒤 중추에 도착하는 화살표를 그렸다. 마지막으로 “피부의 감각 기관에서 자극이 시작되고, 감각신경을 통해 중추로 전달된다. 운동 기관을 출발점이나 중간 지점으로 넣지 않은 이유는 이 자료가 감각 자극의 전달 경로를 묻기 때문”이라고 설명했다.

학생은 답을 적은 뒤 그림의 화살표를 반대 방향으로 읽어도 같은 경로가 나오는지 확인했다. 출발점이 감각 기관인지, 중간에 감각신경이 있는지, 끝이 중추인지 세 항목을 스스로 대조하면서 힌트 없이 검산을 마쳤다.