도안신도시 과학과외







도안신도시 과학과외에서 시작한 용해 가능량 판별
도안신도시의 엑스포아파트와 관평도서관이 있는 생활권에서 과학 문제를 함께 풀던 학생은 대전관평중학교와 대전과학고등학교가 포함된 교육생활권의 학습 자료를 살펴보다가, 포화 용액과 불포화 용액을 구별하는 실험 기록에서 막혔습니다. 도안신도시과외 수업에서 사용한 자료는 온도에 따라 물에 녹는 용질의 최대량이 달라지는 상황이었습니다.
실험 기록에서 생긴 첫 판단
자료에는 물 100g에 용질을 넣은 결과가 다음처럼 제시되어 있었습니다.
- 20℃: 최대 36g까지 녹음
- 40℃: 최대 50g까지 녹음
- 20℃에서 30g을 넣었을 때: 모두 녹음
- 20℃에서 36g을 넣었을 때: 모두 녹음
- 20℃에서 40g을 넣었을 때: 36g만 녹고 4g은 바닥에 남음
학생은 세 번째 기록의 용액을 불포화라고 표시했습니다. 바닥에 고체가 보이지 않았기 때문입니다. 이어서 36g을 넣은 경우에는 고체가 남지 않았지만 최대량과 같으므로 포화라고 적었습니다.
학생의 오류: 고체가 남아 있는지 먼저 보고, 남아 있지 않으면 항상 불포화라고 판단했다.
이 판단은 결과가 틀리기 전에 이미 기준을 잘못 세운 지점이었습니다. 고체가 보이지 않는다는 관찰만으로는 더 녹을 공간이 남았는지 알 수 없습니다. 36g이 모두 녹은 용액은 고체가 없지만, 20℃에서 녹을 수 있는 최대량에 도달했으므로 포화입니다.
관찰보다 먼저 확인한 한 가지
학생은 풀이 종이의 첫 줄에 다음 기준을 직접 적었습니다.
현재 녹아 있는 양이 그 온도에서 녹을 수 있는 최대량보다 작으면 불포화, 같으면 포화이다.
그 뒤 이미 정확하게 기록한 실험값과 단위는 그대로 두고, 각 온도의 최대량과 실제로 녹은 양을 나란히 비교했습니다.
- 20℃에서 30g: 30g은 36g보다 작으므로 더 녹을 수 있어 불포화
- 20℃에서 36g: 36g은 최대량과 같으므로 포화
- 20℃에서 40g 첨가: 실제로 녹은 양은 36g이고 4g은 남으므로 포화
마지막 경우에는 넣은 전체 양 40g을 녹은 양으로 착각하지 않도록 구분했습니다. 40g을 넣었더라도 20℃에서 실제 용액에 녹아 있는 양은 36g입니다. 학생은 각 판단 옆에 ‘더 녹을 수 있는 양’을 계산해 검산했습니다. 30g인 경우에는 6g, 36g인 경우에는 0g, 40g을 넣은 경우에는 0g이 남았습니다. 이 비교로 고체의 유무는 보조 관찰이고, 핵심은 용해 가능량과 현재 녹은 양의 관계임을 확인했습니다.
표현을 바꾼 새 자료
며칠 뒤에는 같은 세부 개념을 다른 방식으로 확인했습니다. 이번 자료는 온도별 실험 순서가 섞여 있었고, ‘포화인가?’를 묻는 대신 ‘물을 더 넣지 않고 용질을 더 녹일 수 있는가?’를 먼저 판단하게 되어 있었습니다.
- 30℃에서 녹을 수 있는 최대량: 42g
- 30℃의 용액 A: 용질 18g이 모두 녹아 있음
- 50℃의 용액 B: 용질 54g을 넣었고, 50g이 녹아 4g이 남아 있음
- 50℃에서 녹을 수 있는 최대량: 50g
학생은 이번에는 바닥의 모습부터 정하지 않고 각 용액의 실제 녹은 양을 찾았습니다. 용액 A는 18g과 42g을 비교해 24g을 더 녹일 수 있으므로 불포화라고 설명했습니다. 용액 B는 50g이 녹아 있고 최대량도 50g이므로 포화라고 판단했습니다. 남은 4g은 최대량을 넘겨 녹지 않은 부분이라는 점도 자료에서 확인했습니다.
힌트 없이 다시 세운 풀이
마지막 확인에서는 풀이 순서나 기준을 제시하지 않았습니다. 새로운 기록에는 25℃에서 최대 28g이 녹고, 용질 28g을 넣은 뒤 바닥에 고체가 보이지 않는다고만 적혀 있었습니다. 학생은 먼저 온도에 해당하는 최대량 28g을 찾고, 실제 녹은 양 28g을 표시했습니다. 두 값이 같으므로 포화라고 답했습니다.
학생은 이어서 “고체가 보이지 않아도 최대량과 같으면 포화이며, 만약 20g만 녹아 있었다면 8g을 더 녹일 수 있으므로 불포화”라고 근거를 덧붙였습니다. 관평도서관에서 다시 자료를 확인할 때에도 같은 비교를 스스로 재현했고, 도안신도시과학과외에서 다룬 포화 용액 판별을 별도의 표현이나 순서에 기대지 않고 마무리했습니다.