인천서구 과학과외

인천서구 과학과외에서 시작한 먹이그물 추적

가좌마을1.2단지와 범양상가가 이어지는 생활권에서 진행한 인천서구과외 수업에서는 인천이음중학교와 서인천고등학교가 있는 교육생활권의 학습 사례를 참고해, 하나의 먹이그물 자료만 집중해서 살펴보았습니다. 주제는 먹이그물에서 한 생물의 개체 수 변화가 다른 생물에게 미치는 영향이었습니다.

답보다 먼저 표시한 화살표

문제에는 풀, 메뚜기, 개구리, 뱀, 매가 연결된 먹이그물이 제시되어 있었습니다. 화살표는 먹히는 생물에서 먹는 생물 쪽으로 향했습니다. 자료에는 다음과 같은 연결이 있었습니다.

• 풀 → 메뚜기
• 메뚜기 → 개구리, 메뚜기 → 참새
• 개구리 → 뱀, 참새 → 뱀
• 뱀 → 매

학생은 답을 쓰기 전 풀에서 메뚜기로 이어지는 선, 메뚜기에서 개구리와 참새로 갈라지는 선을 색연필로 표시했습니다. 또 문제의 조건인 “개구리가 크게 줄었다”에 밑줄을 긋고, 개구리와 연결된 생물을 찾기 시작했습니다. 필요한 자료와 연결 방향을 표시한 행동은 정확했습니다.

학생의 첫 풀이: “개구리가 줄었으므로 뱀이 먹을 것이 줄어 뱀도 줄어든다. 따라서 메뚜기는 늘어난다.”

여기서 처음 어긋난 판단은 뱀과 개구리 사이의 한 연결만 보고 전체 변화를 바로 단정한 것이었습니다. 뱀에게는 개구리뿐 아니라 참새도 먹이로 연결되어 있었고, 메뚜기는 참새의 먹이이기도 했습니다. 학생의 오류는 계산을 잘못한 것이 아니라, 개구리에서 뱀으로 이어지는 한 경로만 먼저 선택한 데 있었습니다.

끊어진 선을 따라 다시 읽기

교정에서는 이미 표시한 선과 조건 밑줄은 그대로 두고, 개구리에서 출발하는 경로를 단계별로 다시 그렸습니다. 개구리 감소 뒤에는 먼저 개구리의 먹이인 메뚜기를 살폈습니다. 개구리가 줄면 메뚜기를 먹는 양이 감소하므로 메뚜기는 늘어나는 방향으로 추론할 수 있습니다.

그다음 메뚜기에서 참새로 이어지는 선을 확인했습니다. 메뚜기가 늘면 참새가 이용할 먹이가 많아져 참새는 늘어나는 방향이 됩니다. 마지막으로 참새와 뱀의 연결을 확인하면, 참새가 늘어나는 경로가 남아 있으므로 뱀의 변화는 개구리 한 선만으로 확정할 수 없습니다. 뱀에 대한 판단은 “감소”라고 단정하지 않고, 다른 먹이인 참새의 변화까지 함께 고려해야 한다고 고쳤습니다.

학생은 종이에 다음처럼 화살표를 새로 적었습니다.

• 개구리 감소 → 메뚜기 증가
• 메뚜기 증가 → 참새 증가 방향
• 참새 증가 방향 → 뱀의 먹이 경로 유지

이렇게 직접·간접 연결을 모두 추적하자, 최초의 단정만 수정하면서도 이미 올바르게 표시한 조건과 먹이그물의 선은 유지할 수 있었습니다.

같은 그물, 다른 질문

인천서구과학과외의 다음 자료에서는 그림 대신 생물 이름을 세로로 배열하고, “참새가 사라진다면?”이라는 조건을 제시했습니다. 이번에는 참새에서 뱀으로 향하던 선을 먼저 지운 뒤, 남은 경로를 찾아야 했습니다.

학생은 참새 감소로 뱀의 먹이 경로 하나가 약해진다는 점을 표시하고, 메뚜기에서 참새로 이어지던 경로가 사라지면 메뚜기와 풀 사이의 관계를 다시 확인했습니다. 참새가 먹던 메뚜기가 줄지 않으므로 메뚜기는 늘어나는 방향으로 추론했습니다. 이어 풀에서 메뚜기로 이어지는 관계를 따라가며 풀은 감소하는 방향이라고 정리했습니다. 질문의 출발 생물과 그림의 배열을 바꾸었지만, 각 생물의 직접 연결과 그다음 연결을 차례로 확인한 것입니다.

힌트 없는 먹이그물 확인

마지막에는 도움 표시가 없는 새 그림이 제시되었습니다. 그림의 연결은 다음과 같았습니다.

• 풀 → 달팽이, 풀 → 애벌레
• 달팽이 → 개똥벌레, 애벌레 → 개똥벌레
• 애벌레 → 새, 개똥벌레 → 새

조건은 “애벌레가 감소했다”였습니다. 학생은 먼저 애벌레에서 직접 연결된 개똥벌레와 새를 표시하고, 애벌레가 먹던 풀의 변화도 따로 적었습니다. 애벌레 감소로 풀은 늘어나는 방향, 애벌레를 먹는 개똥벌레와 새는 먹이 경로 하나가 약해지는 방향이라고 설명했습니다. 이어 개똥벌레에는 달팽이라는 다른 먹이가 있고, 새에는 개똥벌레라는 다른 먹이가 있으므로 두 생물의 최종 개체 수를 한 선만으로 확정하지 않았습니다.

검산으로는 “변화한 생물에서 출발했는가, 직접 연결과 간접 연결을 모두 확인했는가, 다른 먹이 경로를 빠뜨리지 않았는가”를 스스로 점검했습니다. 마지막까지 연결선을 하나씩 되짚어 답의 근거를 남긴 것이 이 문제의 정확한 해결이었습니다.