01. 몰(mole)

 

[개념적 렌즈] 수, 질량, 부피, 단위, 변환

 

[활동] 팥의 개수 구하기

1. 2인 1조. 조별로 팥 301개가 담긴 지퍼백을 나누어준다.

2. 전자 저울, 일회용 접시, 10 mL 매스실린더, 100 mL 매스실린더 등 준비물을 이용해 팥의 개수를 알아낸다.

3. 구글 프레젠테이션 문서를 통해 조별 활동 내용을 공유한다.

4. 활동한 것을 바탕으로 원자의 몰수와 원자의 개수를 알아내는 방법을 고안한다.

 

구글 프레젠테이션 공유 문서 화면

 

2-2반 수업 사례(1)

2-2반 수업 사례(2)

2-2반 수업 사례(3)

2-3반 수업 사례(1)

2-3반 수업 사례(2)

2-3반 수업 사례(3)

2-3반 수업 사례(4)

2-1반 수업 사례(1)

2-1반 수업 사례(2)

 

[수업 의도] 

1. 학생들이 작은 입자의 개수를 알아내고자 할 때 질량과 부피를 이용할 수 있는 방법에 대해 고안할 수 있도록 하고자 했다. 팥 정도의 크기는 그나마 셀 수 있지만, 원자나 분자, 이온과 같이 미시 세계의 입자는 직접 볼 수도, 셀 수도 없다. 따라서 원자의 몰수, 개수를 알아내기 위해 질량과 부피를 이용하여 변환하는 방법의 필요성을 느끼고 팥 개수 구하기 활동 마지막에 스스로 생각하여 확장하도록 했다.

 

2. 학생들이 보통 팥 1개의 질량을 구해서, 팥 전체 질량을 팥 1개의 질량으로 나누어 전체 개수를 구하려고 시도하는데(또는 팥 1개의 부피를 구해서 팥 전체 부피를 팥 1개의 부피로 나누어 전체 개수를 구하거나), 팥 1개의 질량은 너무 작고 또 저울과 매스실린더로는 소수점 첫째 자리까지 밖에 측정할 수 없으므로 그 결과가 실제값과 100개 이상 차이가 났다. 이 때 팥을 10개 또는 20개씩 묶어서 질량을 구하거나 부피를 구하면 보다 쉬워지고, 이를 아~주 작은 입자인 원자를 다룰 때엔 더더욱 1개의 질량이 매~우 작으므로(수소 원자 1개의 질량은 1.99*10^(-31) g) 1개, 2개씩이 아닌 6.02*10^23개를 1몰로 묶고, 1몰의 질량 또는 1몰의 부피를 이용하면 물질의 몰수와 개수를 구하기 쉽다는 것을 느낄 수 있도록 하고자했다.

 

3. 원자 1개의 질량은 매우 작아서 사용하기 불편하므로, 대신 1몰의 묶음 단위로 원자, 분자, 이온과 같은 아~주 작은 입자를 취급하며, 원자 1몰의 질량을 원자량, 분자 1몰의 질량을 분자량, 화학식으로 나타낸 물질 1몰의 질량을 화학식량이라 부르고 이를 이용하여 질량이 주어졌을 때 물질의 몰수와 개수를 구할 수 있다는 것을 알 수 있도록 하고자했다. 또는 물질 1몰의 부피를 알고 있을 때, 부피를 이용하여 물질의 몰수와 개수를 구할 수 있다는 것도 알 수 있게끔 하였다.

 

 

[수업 후기]

1. (2-2) 학생들이 활동에 적극적으로 참여하고, 매스실린더로는 팥 사이 사이에 빈 공간이 많아 부피를 제대로 측정할 수 없게되자, 아르키메데스의 원리를 이용하여 매스실린더에 물을 채우고 팥을 넣어 증가한 부피를 팥의 부피로 생각하고 이를 팥의 개수를 구하는 데에 활용하였다. 의도하지 않았던 방법이었고, 창의적인 발상에 놀랐다. 팥의 크기와 모양, 질량이 다 다른 것을 고려해주어 평균값을 이용한 것도 내가 예측하지 못한 인상적인 부분이었다.

1/10정도의 학생들이 의도한대로 팥에서 원자로 확장하였으나, 반 분위기 탓인지 아니면 정말 이해가 잘 안되어서 그런 것인지는 몰라도 대답을 잘 이끌어내지 못했다. 마지막에 1몰의 질량과 부피를 제시하고 물질의 몰수와 개수를 구하는 퀴즈에는 곧 잘 대답하는 것으로 보아 내용에 대한 이해가 부족한 것은 아닌 듯 싶다. 그래도 첫 시도였는데 매끄럽게 잘 진행되어 뿌듯한 마음이 들었다. 

 

2-2반 수업 장면(1)

2-2반 수업 장면(2)

 

2. (2-3) 학생들이 활동에 흥미를 가지고 적극적으로 임했고, 충분한 시간을 주니 4번까지 확장하여 나름의 결론을 내리는 조가 많았다. 원자의 개수와 원자의 몰수를 구할 수 있는 방법을 친구들과 토의하고 간단한 질문을 통해 학생들의 사고 방향이 바뀌는 것을 직접 목격하니 나도 즐거웠다. 등교 개학의 시간적 제한 때문에 더 생각할 거리와 생각할 시간을 주지 못한는 것이 안타까웠다.

 

2-3반 수업 장면(번뜩이는 아이디어!)

 

3. (2-1) 1반 학생들도 적극적이고 열심히 활동에 임했다. 다만 다른 반처럼 물을 이용하여 부피를 측정하는 모둠은 없었고, 활동한 것을 원자의 몰수와 원자의 개수를 알아내는 방법으로 확장하는 단계에서 조금 어려움을 겪는 듯 했다. 

 

2-1반 수업 장면(1)

2-1반 수업 장면(2)

2-1반 수업 장면(3)

 

4. 팥 301개와 조 301개를 비교해서 보여주면 아이들이 엄청 놀라워한다. 팥 301개도 언뜻 보기에 적어보이지만, 조 301개는 더더욱 적게 느껴진다. 여기에서 원자를 비교하면 원자를 1개, 2개... 세는 것이 얼마나 어려운 일일지 실감하게 되고 '몰'이라는 묶음 단위의 필요성을 느낄 수 있게 되는 것 같다. '몰' 단위의 필요성을 느끼고, 팥의 개수 구하기 활동을 통해 질량과 부피를 이용해서 물질의 몰수와 개수를 구할 수 있다는 것을 아는 것이 핵심!!! 따라서 4번 확장 단계가 가장 핵심이라 할 수 있겠다. 

 

5. 구글 문서를 이용해 팥의 개수 구하기 활동 후 느낀점과 생각들을 적어내도록 했다. 매번 느끼지만 스쳐가는 생각들이 많고 기록해두지 않으면 없어져버린다. 아이들이 제출한 것을 살펴보니 왜 원자, 분자와 같은 미시 세계의 작은 입자들을 '몰'로 묶어서 다루고, 왜 우리 교과서에 물질의 질량과 부피를 몰수와 개수로 환산하는지, 그것이 어떻게 가능한지를 문제를 풀기위해 그래야 해서가 아니라 팥 개수 구하기 활동을 통해 몸소 느낀 것 같아 기분이 좋다. 앞으로도 이러한 수업들이 계속 가능했으면 좋겠다. hope so