하영분 | 분포초등학교 수석교사, e200105711@naver.com
서론
필자는 현재는 초등학교 수석교사로 과학만 가르치고 있다. 생물에 더 자신이 있지만 화학 부분 내용을 수업 공개 등 여러 활동에서 더 많이 연구하였다. 그것은 초등학교 과학 시간 실험 중에서 화학 실험을 학생들은 좋아하기 때문 일 것 같다. 그중에서도 6학년 2학기 연소와 소화 단원을 좋아한다. 아마 촛불을 가지고 하는 실험이 많아서 그런 것 같다. 초등 2015 개정 교육과정 초등학교 과학과 6학년 연소와 소화 단원의 내용 체계 및 성취 기준을 보면 다음과 같다. 초등학교에서는 연소 현상을 관찰하고 연소의 조건을 찾을 수 있으면 된다.
이 이야기에서는 초등학교 과학 6학년 2학기 3. 연소와 소화 단원 중 물질이 타려면 어떤 조건이 필요할까요? 차시를 소개하고자 한다. 연소의 조건(발화점 이상의 온도, 탈 물질, 산소) 중에서 산소가 연소에 필요한지 알아보는 차시를 살펴보고자 한다. 여러 검정 교과서를 살펴보고 수 업을 재구성한 지도안과 수업 내용을 안내하고자 한다.
본론
1. 여러 검정 교과서 살펴보기
현재 초등학교 사회, 수학, 과학 교과서는 여러 검정 교과서들 중 단위 학교에서 교과서 선정위원회를 걸쳐 교과서를 선정한다. 이렇게 선정된 교과서는 각 출판사마다 특징이 다르므로 성취 기준에 맞는 활동이나 실험들을 재구성할 필요성이 있다. 출판사별 해당 차시 교과서를 살펴보면 다음과 같다.
먼저 아이스크림 출판사를 살펴보면 양초 두 개에 불을 붙인 뒤 한쪽 양초 옆에는 비어 있는 삼각 플라스크를 놓고, 다른 양초 옆에는 산소가 발생하는 삼각 플라스크(묽은 과산화수소수와 이산화 망가니즈)를 놓았다. 비상 교과서는 초에 불을 붙이고 유리병으로 덮고 시간을 측정한다. 그 다음 묽은 과산화 수소수와 이산화 망가니즈를 넣은 비커를 유리병 안에 넣고 초가 타는 시간을 측정한다. 지학사는 크기가 다른 아크릴 통을 준비하여 초에 불을 붙이고 동시에 덮었을 때 초가 타는 시간을 측정한다. 그 리고 추가해서 기체 채취기를 통해서 공기 중 산소 비율을 측정한다. 초가 타기 전과 후의 산소의 비율을 비교해 본다. 천재 교과서에서는 초 두 개를 켜서 하나만 아크릴 덮었을 때 어떻게 되는지 살펴본다. 그리고 초 두 개에 불을 붙인 뒤 크기가 다른 아크릴 통을 덮었을 때 초가 타는 시간을 살펴본다.
각 출판사 별로 물질을 타려는 어떤 조건을 필요한지를 알 수 있도록 실험으로 잘 구성해 놓았다. 6학년 1학기 때 공기 중의 여러 기체 단원을 공부하면서 산소의 발생 실험과 산소에 대해 학생들이 알고 있다. 그래서인지 연소 의 조건 중 공기 중의 산소라는 것을 정확하게 알기 위해 기체 채취기를 가지고 실험하는 교과서도 있었다.
2. 지도안 살펴보기
필자는 이 차시 수업을 계획하면서 여러 출판사 교과서를 살펴보고 어떻게 할지 고민이 많았다. 본교는 비상 교 과서를 사용하고 있어서 이 교과서를 기반을 두고 다음 과 같이 설계하였다.
본시안을 자세히 살펴보자. 발견 학습 모형을 적용하여 수업 지도안을 작성하였다. 탐색 및 문제 파악에서는 동기 유발로 캔들 홀더를 보여주면서 캔들 홀더 안의 초가 왜 꺼지지 않는지 생각해 보도록 하였다. 학습문제로 ‘물질이 타려면 산소가 필요함을 알고, 연소의 조건을 설명 해 봅시다.’ 라고 판서하였다.
자료 제시 및 관찰 탐색에서는 학생들에게 초 3개, 점 화기, 크기가 다른 아크릴 통을 주면서 어떻게 실험하면 좋을지 혼자 생각할 시간을 주었다. 다음 짝이랑 실험 계획을 이야기할 시간을 주고 모둠에서 이야기할 수 있도 록 하였다. 실험 계획을 그림으로 나타내어 패들렛에 올 리도록 하였다. 본교 학생들의 학습 수준을 높아 학생들 스스로 실험 도구만 보고 실험을 설계할 수 있었다. 그 계 획을 보면 1. 초 3개에 불을 붙인다. 2. 초 하나는 아무것 도 덮지 않고 초 2개는 각각 큰 아크릴 통과 작은 아크릴 통을 동시에 덮어서 초가 타는 시간을 측정한다. 3. 어느 초가 오래 타는지 시간을 측정한다. 학생들이 그림으로 실험 설계한 것을 [그림 3]과 같다.
아무것도 덮지 않은 초는 계속 잘 탔다. 작은 아크릴 통은 약 17초 만에 꺼졌다. 큰 아크릴 통은 약 1분 만에 대 부분 다 꺼졌다. 학생들에게 이유를 물었다. 대부분은 공기(산소)의 양이 달라서 초가 타는 시간을 달랐다고 말했다. 그러면 “아크릴 통으로 덮었는데 초가 계속 타게 하려면 어떻게 할까?” 라고 질문을 하였을 때 똑똑한 아이가 답해주었다. 아크릴 통에 구멍을 뚫으면 됩니다. 구멍을 뚫어서 공기(산소)를 계속 공급해 주면 된다고 말해 주어서 고마웠다.
이전 국정 교과서에서는 이 차시를 구멍을 뚫지 않은 아크릴 통과 구멍을 뚫은 아크릴 통으로 실험을 하였다. 다행히 구멍이 뚫린 아크릴 통을 버리지 않고 과학실에 보관하고 있어서 학생들에게 줄 수 있었다.
“다른 방법을 없을까?”라고 질문하였을 때 학생들에게 1학기 때 배운 여러 가지 기체를 떠올려 보라고 했다. 고맙게도 한 명이 산소를 발생시키면 된다고 말해 주었다. 산소를 발생시키는 여러 방법이 있겠지만 교과서에서 실험한 것처럼 묽은 과산화 수소수와 이산화 망가니즈를 넣은 비커를 아크릴 통에 넣어 초가 타는 시간을 측정하기로 하였다.
이렇게 실험하니 구멍이 뚫린 아크릴 통 안에 있는 초 는 계속 탔다. 묽은 과산화 수소수와 이산화 망가니즈로 산소를 발생시킨 초는 약 2분 30초가량 타다가 꺼졌다. 왜 이렇게 결과가 나왔을까 물어보니 대부분이 공기(산 소)가 공급되어서 잘 탔다고 말했다. 그러데 묽은 과산화 수소수와 이산화 망가니즈를 넣는 실험에서 초가 타는 시 간이 조금씩 다 달랐다. 그 이유도 물어보니 묽은 과산화 수소수와 이산화 망가니즈의 양이 조금씩 달라서 산소가 발생하는 양도 달랐을 거라고 말했다. 이 실험으로 학생 들이 연소를 할 때 공기(산소)가 필요함을 알았을 것이다. 그러면 다른 실험을 없을까? 물론 다른 출판사 교과서에 서 좀 더 정확하게 산소의 양을 측정한 실험을 하였다.
3. 추가 실험으로 할 수 있는 것
실험으로 연소 전과 후의 산소의 양을 측정할 수 있는 기구가 있다. 바로 기체 채집기이다. 원하는 기체 흡입유리관을 채집기에 끼운 다음 피스톤을 당기면 해당 기체의 농도를 쉽게 알 수 있는 기구이다. 초에 불을 켜기 전에 비커를 덮고 공기가 들어가지 못하게 고무찰흙 등으로 막은 다음 산소의 농도를 측정한다. 초에 불을 붙이고 초가 꺼진 다음 기체 채집기로 산소의 농도를 측정하면 산소의 농도가 줄어든 것을 알 수 있다.
4. 차시 정리
수업 모형의 규칙성 발견 및 개념 정리 단계에서 연소의 개념을 정리하였다. 연소는 물질이 산소와 반응하여 빛과 열을 내는 현상이라고 정의한다. 그리고 연소의 조건을 정리하였다. 지난 시간 실험한 발화점 이상의 온도, 오늘 실험으로 알게 된 산소, 그리고 탈물질이다. 적용 및 응용 단계에서는 캠핑을 가서 어떻게 하면 화롯대에 불을 잘 타게 할지 고민하였다. 그리고 동기 유발에서 이야 기한 캔드 홀더를 보여 주면서 왜 아직 불이 안 꺼진 이유를 물어보았다. 캔드 홀더에 구멍이 나 있어서 초가 계 속 탔지만 계속 두면 어떻게 될까? 초가 다 타고나면 탈 물질이 없어져서 초가 꺼지게 된다. 이렇게 수업을 마무리 하고 차시 예고로 수업을 마쳤다.
결론
솔직히 고백하자면 이 수업은 교생 및 학부모 공개수업이라 엄청 고민을 하고 신경을 쓴 수업이었다. 교과서를 그대로 해도 되지만 공개 수업이라 이리저리 찾아보고 재구성을 하였다. 하지만 현실에서는 교과서를 기본으로 하고 약간의 재구성이 있는 정도이다. 교과서를 그대로 하든 재구성을 하든 성취기준에 맞게 수업을 하면 되는 것이다. 2026년에 6학년에게 적용될 2022 개정 교육과정에서도 연소의 조건을 찾는 성취기준이 있다. 교육과정에서는 ‘여러 가지 기체’에서 학습한 산소를 상기시킨다고 되어 있다. 연소의 조건 중 산소를 알아가는 실험을 각 교과서마다 실험을 어떻게 집필하였는지 궁금하다. 결국 교사교육과정이란 말처럼 성취기준에 맞는 수업을 재구성하여 평가하는 것이 수업을 하는 교사의 몫인 것 같다.
참고문헌
1. 김유향, 2022 개정 교육과정에 따른 초·중학교 과학과 성취수준 개발 연구. 교육 부. 2024.
2. 교육부 과학과 교육과정. 2015. 교육부 고시 제2015-74호[별책 9], 37.
3. 현동걸 외 21명, 초등학교 6학년 과학, 아이스크림(주), 2024, 63.
4. 김두식 외 21명, 초등학교 6학년 과학, 비상(주), 2024, 62.
5. 권치순 외 28명. 초등학교 6학년 과학, 지학사(주), 2024, 54.
6. 이상원 외 15명. 초등학교 6학년 과학, 천재교육(주), 2024, 58.
하 영 분 Youngbun Ha
• 고신대학교 생물학과 학사(1994.3-1998.2)
• 경북대학교 교육대학원 생물교육학과 석사(1998.2-2000.8, 지도교수: 정화숙)
• 부산교육대학교 과학교육학과 학사(2001.3 -2003.2)
• 고신대학교 보건과학대학원 위생곤충학 전공 박사(2005.3–2010. 8, 지도교수: 이동규)
• 부산교육청 초등교사(2003.3–현재)
• 분포초등학교 수석교사(2024.3-현재)
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