용담동 과학과외
용담동 생활권에서 다룬 지층의 상대적 시대 비교
용두암현대1차아파트와 내덕칠거리 주변을 포함한 용담동과외 수업에서, 금천중학교와 주성고등학교가 있는 교육생활권의 학생이 화석 자료를 보고 지층의 상대적 시대를 판단하는 문제를 풀었다. 이번 학습의 중심은 화석을 이용해 어느 지층이 상대적으로 오래되었는지 비교하는 것이었다.
답보다 먼저 표시한 것
문제에는 두 지층의 자료가 제시되어 있었다. 첫 번째 지층에는 완족류 화석과 표준화석 A가, 두 번째 지층에는 삼엽충 화석과 표준화석 A가 표시되어 있었다. 학생은 답을 쓰기 전에 각 지층의 이름에 밑줄을 긋고, 화석 A에는 동그라미를 쳤다. 두 자료에 공통으로 나타난 화석을 직접 표시한 행동은 정확했다.
- 지층 ㄱ: 완족류, 표준화석 A
- 지층 ㄴ: 삼엽충, 표준화석 A
- 학생이 표시한 조건: 두 지층에 표준화석 A가 모두 있음
그런데 첫 판단에서 학생은 두 지층에 암석이 함께 제시되었다는 점에 주목해 “같은 암석이므로 같은 시대에 만들어졌다”고 적었다. 이것이 최종 답을 흔든 최초의 오류였다. 암석 종류가 같다는 정보만으로 두 지층의 상대적 시대가 같다고 판단할 수는 없다.
학생의 오류: 같은 암석이라는 조건을 지층의 시대를 결정하는 직접 근거로 사용함.
표시를 남긴 채 판단 기준만 바꾸기
이미 해 둔 지층 이름 밑줄과 표준화석 A의 동그라미는 그대로 두었다. 새로 표시한 것은 두 지층에서 같은 표준화석이 나오는지 연결하는 선 하나였다. 두 자료의 A를 선으로 이어 보니, 암석의 종류가 아니라 같은 표준화석의 산출 여부가 비교의 핵심임을 확인할 수 있었다.
표준화석은 지층의 상대적 시대를 비교할 때 기준으로 삼는 화석이다. 따라서 두 지층에서 같은 표준화석 A가 발견되면, 두 지층은 표준화석 A가 나타내는 상대적 시대에 해당한다고 판단한다. 이 자료에서는 두 지층 모두 A를 포함하므로, 암석이 같아서가 아니라 공통 표준화석이 있기 때문에 같은 상대적 시대 범위로 비교할 수 있다.
학생은 처음 답안에서 잘못 적은 근거만 지우고, 화석 이름과 표시 결과는 유지했다. 최종 문장은 “두 지층에서 표준화석 A가 함께 발견되므로, 표준화석 A를 기준으로 두 지층의 상대적 시대를 비교할 수 있다”로 고쳤다.
자료 배열을 바꾼 두 번째 장면
다음 문제에서는 그림의 방향과 화석 조합을 바꾸었다. 이번에는 왼쪽 지층에 표준화석 B와 조개 화석이, 오른쪽 지층에 표준화석 A와 조개 화석이 제시되었다. 두 지층의 암석 이름은 같았지만, 공통으로 나타난 화석은 조개 화석뿐이었다. 표준화석은 서로 달랐다.
- 지층 ㄷ: 표준화석 B, 조개 화석
- 지층 ㄹ: 표준화석 A, 조개 화석
- 확인할 조건: 두 지층에 같은 표준화석이 있는가
학생은 이번에는 암석 이름에 표시하지 않고 표준화석 칸만 차례로 비교했다. 조개 화석이 두 곳에 있다는 사실은 확인했지만, 그것을 표준화석의 공통 근거로 사용하지 않았다. A와 B가 다르다는 점을 적고, “이 자료만으로는 같은 표준화석을 근거로 두 지층을 같은 상대적 시대로 판단할 수 없다”고 답했다. 숫자만 바꾼 문제가 아니라, 자료의 배치와 화석 조합을 바꾸어 처음의 판단 기준을 다시 확인한 것이다.
힌트 없이 남긴 최종 기록
마지막에는 새로운 자료가 제시되었다. 지층 ㉠에는 표준화석 C와 산호 화석이, 지층 ㉡에는 표준화석 C와 고사리 화석이 표시되어 있었다. 이번에는 비교 순서나 표시 방법에 대한 안내가 없었다. 학생은 먼저 두 지층의 화석 목록을 각각 적고, 같은 이름의 표준화석을 찾아 C에 표시했다.
학생의 최종 기록은 다음과 같았다.
“㉠과 ㉡에는 모두 표준화석 C가 있다. 따라서 두 지층은 암석 종류나 함께 나온 다른 화석 때문이 아니라, 공통으로 발견된 표준화석 C를 근거로 상대적 시대를 비교할 수 있다. C 표시를 양쪽 자료에서 다시 확인했으므로 근거와 자료가 일치한다.”
용담동과학과외 수업에서는 이처럼 이미 맞게 표시한 부분은 남기고, 가장 먼저 어긋난 판단만 바로잡아 같은 개념의 새 자료에서도 스스로 근거를 확인하도록 연습했다.