원주혁신도시 과학과외
원주혁신도시 과학과외에서 시작한 한 장의 세포 분열 그림
원주혁신도시과외 수업에서 학생은 원주혁신도시 생활권의 과학 문제를 풀다가 세포 분열 단계 그림을 펼쳤다. 국책연구단지와 수루배마을처럼 생활권이 달라도 과학 문제를 읽는 핵심은 그림 속 변화 자체를 확인하는 데 있었다. 섬강중학교와 강원과학고등학교가 있는 교육생활권의 과학과외에서도 자주 필요한 것은 외운 이름보다 그림의 순서를 정확히 읽는 행동이다.
그림보다 먼저 크기를 본 순간
자료에는 네 개의 세포 그림이 가로로 제시되어 있었지만 순서는 섞여 있었다. 첫 그림은 세포 안에 굵어진 염색체가 보였고, 둘째 그림은 염색체가 세포 가운데 한 줄로 모여 있었다. 셋째 그림에서는 염색체가 양쪽으로 나뉘어 이동했으며, 마지막 그림은 양쪽에 염색체가 자리한 모습이었다.
학생은 답을 쓰기 전 각 그림에 번호를 표시하고 염색체가 보이는 위치에 동그라미를 쳤다. 그러나 첫 판단에서 세포의 크기가 가장 작은 그림을 처음 단계, 가장 커진 그림을 마지막 단계로 정했다. 그림의 크기 변화는 순서를 정하는 직접 기준이 아니므로 이는 학생의 최초 오류였다. 이후 가운데에 모인 그림과 양쪽으로 갈라진 그림의 위치를 잘못 배치하면서 전체 순서가 틀어졌다.
학생의 오류: 세포 크기만 보고 순서를 정함. 염색체의 배열과 분리 방향을 먼저 읽지 않음.
표시를 지우지 않고 기준만 바꾸다
교정에서는 학생이 이미 해 둔 그림 번호와 염색체 표시를 모두 지우지 않았다. 대신 각 그림 아래에 다음 질문을 차례로 적었다.
- 염색체가 뚜렷하게 나타나기 시작했는가?
- 염색체가 세포 가운데에 배열되었는가?
- 염색체가 서로 반대쪽으로 분리되어 이동하는가?
- 분리된 염색체가 양쪽에 도착했는가?
그림을 다시 보니 세포 가운데 한 줄로 배열된 장면은 분리되기 전이고, 양쪽으로 이동하는 장면은 그 다음이었다. 따라서 세포 크기는 순서 판단에서 제외하고, 염색체의 배열과 분리 위치만으로 순서를 다시 세웠다. 학생은 첫 그림의 염색체가 아직 가운데에 배열되지 않았다는 점, 둘째 그림에서 가운데 배열이 완성되었다는 점, 셋째 그림에서 양쪽으로 갈라졌다는 점을 화살표로 연결했다. 정확했던 염색체 위치 표시와 그림 번호 기록은 그대로 남겼다.
배열을 거꾸로 제시한 새 자료
며칠 뒤에는 같은 숫자나 같은 배치가 아닌 새로운 그림을 사용했다. 이번에는 왼쪽부터 양쪽에 염색체가 도착한 장면, 염색체가 가운데에 모인 장면, 굵어진 염색체가 나타난 장면, 염색체가 양쪽으로 이동하는 장면이 제시되었다. 그림 속 세포의 크기도 서로 달라 크기만으로는 판단하기 어렵게 구성했다.
학생은 그림을 보자마자 답을 쓰지 않고, 각 장면에서 염색체가 ‘나타남-가운데 배열-양쪽 이동-양쪽 도착’ 중 어디에 해당하는지 짧게 적었다. 그런 다음 화살표 방향을 오른쪽이 아니라 시간의 흐름에 맞춰 연결했다. 결과적으로 제시된 그림의 답안 순서는 세 번째, 두 번째, 네 번째, 첫 번째가 되었다. 여기서 새로운 계산이나 다른 생명 개념을 끌어오지 않고 염색체 변화 장면만 비교했다.
힌트 없이 다시 읽은 마지막 그림
마지막에는 설명 문장과 단계 이름을 가린 새 그림이 주어졌다. 학생은 먼저 염색체가 어느 위치에 있는지 표시한 뒤 순서를 스스로 정했다. “굵어진 염색체가 먼저 보이고, 다음에는 가운데에 배열된다. 그 뒤 양쪽으로 나뉘어 이동하고, 마지막에는 양쪽에 도착한다”고 근거를 말하며 답을 적었다.
검산할 때는 인접한 두 장면의 방향을 거꾸로 읽어 보았다. 가운데 배열 다음에 양쪽 이동이 와야 하므로 그 반대 순서는 될 수 없고, 양쪽에 도착한 장면은 이동 장면보다 앞설 수 없다고 확인했다. 최종 답은 그림의 크기가 아니라 염색체 배열과 분리 위치로 재확인되었다.