우동 과학과외

우동 생활권에서 시작한 원소 기호 읽기

우동과외 수업에서 학생은 원소 기호와 색깔 원자 모형이 함께 제시된 문제를 풀고 있었다. 해강중학교와 해운대고등학교가 있는 교육생활권에서는 이런 자료형 문제가 원소 이름을 외웠는지보다, 표의 대응 관계를 정확히 읽는지를 확인하는 데 적합하다. 부산광역시립해운대도서관에서 정리해 온 학습지에는 다음과 같은 원자 모형 표가 있었다.

• 빨간색 원자 모형: 산소, 기호 O
• 파란색 원자 모형: 질소, 기호 N
• 노란색 원자 모형: 황, 기호 S

문제는 그림 속에서 빨간색 원자 하나와 노란색 원자 하나를 찾아 각각의 원소 기호를 쓰는 것이었다. 학생은 답을 적기 전에 빨간색에는 O, 노란색에는 S라고 표시했다. 색을 보고 판단한 부분은 맞았지만, 그 직전에 색깔과 기호를 외운 순서대로 바로 연결한 것이 첫 판단이었다.

색이 아니라 표의 대응을 먼저 찾다

학생의 오류: 학생은 “빨간색은 O, 노란색은 S”라고 기억에 의존해 답을 시작했다. 이번에는 우연히 맞았지만, 원자 모형의 색이 바뀌거나 여러 색이 가까이 놓이면 같은 방법으로는 원소 기호를 안정적으로 정할 수 없다. 색깔 자체가 기호를 뜻하는 것이 아니라, 이 자료에서 색깔 원자 모형과 원소가 연결되어 있다는 점을 먼저 확인해야 한다.

교정할 때 학생이 이미 정확하게 표시한 그림 속 빨간색과 노란색 위치는 지우지 않았다. 대신 표에서 각 색깔 옆에 적힌 원소 이름과 기호를 한 줄씩 대응시켰다.

• 빨간색 → 산소 → O
• 파란색 → 질소 → N
• 노란색 → 황 → S

그 뒤 그림의 빨간색 원자 옆에는 표의 같은 행에 있는 O를, 노란색 원자 옆에는 S를 옮겨 적었다. 핵심은 색을 보자마자 기호를 떠올리는 것이 아니라, 그 색의 원자 모형이 표에서 어떤 원소와 연결되어 있는지 확인한 뒤 기호를 쓰는 것이었다.

원자 모형의 색깔은 자료마다 다르게 정해질 수 있으므로, 색을 외워서 기호를 정하지 않고 제시된 표의 대응을 직접 읽는다.

배열을 바꾼 두 번째 자료

며칠 뒤에는 같은 원소를 숫자만 바꿔 반복하지 않고, 자료의 배열을 완전히 바꾼 문제를 제시했다. 이번 표에는 그림과 기호만 다음 순서로 놓여 있었다.

• 초록색 원자 모형 — 기호 Cl
• 흰색 원자 모형 — 기호 H
• 검은색 원자 모형 — 기호 C

문제 그림에서는 흰색 원자 두 개와 검은색 원자 하나가 서로 떨어져 표시되었고, 학생은 각 모형 아래에 기호를 쓰라는 요구를 받았다. 학생은 먼저 그림 속 흰색 모형 둘레에 동그라미를 치고, 검은색 모형에는 별표를 했다. 이어 표에서 흰색과 검은색의 대응 행을 찾아 흰색에는 H, 검은색에는 C를 적었다. 초록색 모형이 그림에 없다는 사실도 확인하고, 나타나지 않은 Cl을 답에 억지로 포함하지 않았다.

이 과정은 첫 자료와 달리 원소 이름을 중간에 쓰지 않고 색깔과 기호를 직접 대조하게 만든 변형이었다. 또한 같은 색 모형이 여러 개 있을 때 각각 다른 원소로 세지 않고, 같은 모형은 같은 원소 기호로 표시했다. 여기서 새 개념을 덧붙이지 않고, 제시된 원자 모형과 원소 기호의 연결만 확인했다.

힌트 없이 남긴 확인 기록

마지막에는 표의 일부를 가리지 않은 새 자료를 주되, 어떤 색을 먼저 보아야 하는지 말해 주지 않았다.

• 보라색 원자 모형 — 기호 K
• 회색 원자 모형 — 기호 Fe
• 주황색 원자 모형 — 기호 Na

그림에는 회색, 주황색, 회색, 보라색 순서로 원자 모형이 놓여 있었다. 학생은 그림의 순서를 그대로 읽어 Fe-Na-Fe-K라고 적었다. 이어 “회색 모형 두 개가 같은 모양과 색이므로 같은 표의 기호 Fe를 두 번 사용했고, 주황색은 Na, 보라색은 K로 표에서 직접 대응했다”고 설명했다. 마지막으로 그림에 실제로 나온 색과 답의 기호를 하나씩 대조해 회색·주황색·회색·보라색이 모두 빠짐없이 표시되었는지 확인했다.

우동과학과외에서 확인한 변화는 암기량이 아니라 첫 연결 방식이었다. 표를 먼저 읽고 원자 모형과 기호를 대응시키면 색의 위치와 배열이 달라져도 같은 원소 기호를 정확히 찾아낼 수 있다.