모라동 과학과외

모라동 과학과외에서 다룬 자료 전환 문제

이번 모라동과외 수업에서는 원소와 원자를 구별하기를 하나의 중심 주제로 삼아, 같은 내용을 다른 표현으로 바꾼 자료를 해석했다.

카드의 모양이 판단을 흔든 순간

처음 제시된 자료에는 원소 이름 카드와 원자 모형 카드가 있었다. 예를 들어 ‘산소’라는 이름 카드 옆에는 산소를 나타내는 기호가 적혀 있었고, 별도의 카드에는 산소 원자 한 개를 나타내는 원 모형이 그려져 있었다. 학생은 두 카드를 나란히 놓고도 “둘 다 산소를 뜻하므로 원소와 원자는 같은 것”이라고 적었다.

이후 같은 자료를 다른 방식으로 바꾼 비교 자료가 나왔다. 이름은 세로 목록으로, 기호는 가로 방향으로, 원자 모형은 색이 다른 점으로 표시되어 있었다. 학생은 색이 같은 점을 원소라고 부르고, 글자로 적힌 이름은 원자라고 분류했다. 학생의 최초 오류는 표현이 바뀌자 공통 기준을 확인하지 않고 익숙한 모양을 따라 원소와 원자를 같은 뜻으로 사용한 것이었다.

“모양이 달라져도 무엇을 가리키는지 먼저 대응시켜야 해.”

공통 기준을 다시 세운 기록

교사는 새로운 설명을 바로 외우게 하지 않고, 두 자료에서 바뀌지 않은 관계를 표시하게 했다. 학생은 원래 카드와 변형 자료를 펼쳐 놓고 다음처럼 선을 그었다.

• ‘산소’라는 이름과 산소 기호가 서로 대응한다.
• 그 이름과 기호는 물질의 종류를 나타낸다.
• 산소 원자 모형 한 개는 그 종류에 속하는 입자 한 개를 나타낸다.

그 뒤 학생은 자료의 표현을 가린 채 “원소는 물질의 종류를 가리키고, 원자는 그 종류를 이루는 입자 한 개를 가리킨다”고 말할 수 있었다. 색, 위치, 카드 모양은 지우고도 남는 기준을 먼저 적었기 때문에 표현이 바뀌어도 구별할 수 있었다. 이미 정확하게 대응시킨 이름과 기호의 연결은 그대로 두고, 원소와 원자를 같은 뜻으로 묶었던 부분만 분리했다.

순서를 뒤집은 독립 자료

며칠 뒤에는 이름 카드 없이 자료가 제시되었다. 왼쪽에는 기호가 세로로 놓였고, 오른쪽에는 서로 다른 색의 작은 점들이 일정한 간격으로 배열되었다. 이번에는 기호와 점의 수가 앞선 자료와 달랐으며, 기호가 먼저 나오고 점 그림이 뒤에 나왔다. 질문은 “점 하나와 점들이 속한 종류를 각각 무엇이라고 부를 수 있는가?”였다.

학생은 먼저 점의 색이나 개수를 세지 않고, 각 표현이 맡은 역할을 확인했다. 기호를 보고 그것이 가리키는 물질의 종류를 적은 다음, 작은 점 하나를 그 종류에 속하는 입자 한 개로 표시했다. 점 여러 개가 그려져 있어도 그것을 원소라고 부르지 않고, 원자들이 여러 개 나타난 것으로 구분했다. 이는 숫자만 바꾼 문제가 아니라 자료의 방향과 질문 순서를 함께 바꾼 상황이었다.

처음 보는 그림에서의 마지막 확인

마지막에는 힌트 없이, 이름 대신 두 문장과 그림 하나가 주어졌다.

• 자료 A: 같은 종류를 나타내는 기호가 반복되어 있다.
• 자료 B: 그 기호에 해당하는 작은 원 하나가 따로 표시되어 있다.

학생은 먼저 “자료 A의 기호는 물질의 종류를 나타내므로 원소와 관련되고, 자료 B의 작은 원 하나는 입자 한 개이므로 원자에 해당한다”고 판단했다. 이어 그림 속 작은 원 하나를 직접 가리키고, 기호와 연결되는지 확인했다. 마지막으로 “원소와 원자는 모두 같은 종류를 가리킬 수 있지만, 원소는 종류의 이름이나 기호이고 원자는 그 종류의 입자 한 개”라고 자신의 말로 검산했다.

표현이 카드인지 글인지 그림인지와 관계없이, 공통으로 남는 기준을 먼저 찾은 뒤 종류와 입자 한 개를 분리한 것이다. 이 과정을 통해 모라동과학과외 수업은 자료가 낯설게 바뀌어도 원소와 원자를 정확히 구별하는 실제 판단으로 마무리되었다.