민락동 과학과외

민락동 과학과외에서 시작한 분자 모형 판별

이번 과학과외에서는 여러 분자 모형을 보고, 분자와 화합물을 구성 원소 기준으로 구별하는 한 가지 판단에 집중했습니다. 민락동과학과외 수업에서 중요한 것은 모형의 모양이나 원자의 개수가 아니라, 모형 안에 몇 종류의 원소가 들어 있는지 확인하는 일이었습니다.

답안지에 먼저 남은 표시

학생 앞에는 색깔이 다른 구슬이 연결된 모형 네 개가 놓였습니다. 모형 A는 같은 색 구슬 두 개, 모형 B는 다른 색 구슬 두 개, 모형 C는 같은 색 구슬 세 개, 모형 D는 세 가지 색 구슬이 연결된 모형이었습니다. 학생은 답을 쓰기 전에 각 구슬의 개수를 세어 모형 옆에 ‘2개, 2개, 3개, 3개’라고 표시했습니다. 연결된 구슬의 수를 직접 확인한 행동은 정확했습니다.

• 모형 A: 같은 색 구슬 2개
• 모형 B: 서로 다른 색 구슬 2개
• 모형 C: 같은 색 구슬 3개
• 모형 D: 서로 다른 색 구슬 3개

그러나 첫 답안에서 학생은 구슬이 두 개 이상 연결된 A, B, C, D를 모두 화합물이라고 적었습니다. 이것이 결과가 나오기 전에 생긴 최초의 오류였습니다. 구슬의 개수와 연결 여부를 원소의 종류와 같은 기준으로 판단한 것입니다.

모형 옆에 기준선을 다시 그리다

수업에서는 이미 적어 둔 구슬 개수 표시는 지우지 않았습니다. 대신 각 모형에서 색이 몇 종류인지 세고, 구슬 수 아래에 ‘원소 종류’라는 표시를 추가했습니다. 같은 색은 구슬이 여러 개여도 한 종류로 세도록 모형마다 색을 묶어 표시했습니다.

화합물인지 판단할 때는 연결된 구슬의 수가 아니라, 서로 다른 원소가 몇 종류인지 먼저 본다.

따라서 A와 C는 각각 한 종류의 원소로 이루어진 분자이므로 화합물이 아닙니다. B와 D는 서로 다른 원소가 둘 이상 포함된 분자이므로 화합물입니다. 학생은 처음에 세어 둔 구슬 개수는 그대로 둔 채, ‘구슬 개수’와 ‘원소 종류’를 분리해 적었습니다. 수정한 것은 최초 판단 한 곳뿐이었고, 모형을 관찰하고 개수를 기록한 행동은 그대로 활용했습니다.

배열을 바꾼 새 모형

며칠 뒤에는 구슬을 일렬로 놓지 않고 가운데 구슬 주위에 다른 구슬이 붙은 그림으로 제시했습니다. 이번에는 모형의 방향과 구슬 수가 달랐습니다. 그림 ①은 같은 색 구슬 네 개, 그림 ②는 한 색 구슬 하나와 다른 색 구슬 세 개, 그림 ③은 두 색 구슬이 섞여 있지만 서로 떨어져 보이는 형태였습니다. 질문도 ‘화합물을 모두 고르시오’가 아니라 ‘화합물인 모형의 근거를 한 문장으로 쓰시오’로 바꾸었습니다.

학생은 먼저 그림의 방향이나 구슬 개수에 끌려가지 않고 각 색을 표시했습니다. 그림 ①에는 색 하나, 그림 ②에는 색 두 개, 그림 ③에도 색 두 개가 있음을 확인했습니다. 그림의 배치가 달라져도 구성 원소의 종류를 기준으로 판단했기 때문에 ②와 ③을 화합물로 골랐습니다. 그림이 서로 떨어져 보인다는 모양의 차이보다, 제시된 모형에 포함된 원소 종류를 확인한 것이 핵심이었습니다.

힌트 없이 남긴 마지막 검증

마지막에는 설명이나 색상 안내 없이 새 모형 세 개가 제시되었습니다. 첫 번째는 같은 색 구슬 두 개, 두 번째는 한 색 구슬 두 개와 다른 색 구슬 한 개, 세 번째는 세 가지 색 구슬이 연결된 모형이었습니다. 학생은 답을 고르기 전에 각 모형의 서로 다른 색을 동그라미로 묶고, 옆에 원소 종류의 수를 적었습니다.

• 첫 번째: 원소 종류 1개 → 화합물 아님
• 두 번째: 원소 종류 2개 → 화합물
• 세 번째: 원소 종류 3개 → 화합물

학생은 “두 개 이상 연결되었는지를 센 것이 아니라, 색이 몇 종류인지 확인했다”고 판단 근거를 직접 설명했습니다. 이어 처음부터 다시 색의 종류를 세어 답과 표시가 일치하는지 확인했습니다. 구성 원소의 종류를 기준으로 분자와 화합물을 구별하는 과정이 새 모형에서도 스스로 재현된 순간이었습니다.