용담동 과학과외

용담동 생활권에서 다룬 지층의 상대적 시대 비교

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.