안녕하세요. 중학교 3학년 과학 질량 보존 법칙 관련 학교 지필평가 문제에서 해결되지 않는 의문이 있어 질문드립니다.
실험 내용
염화 나트륨 수용액과 질산 은 수용액의 앙금 생성 반응 실험입니다. 가. 반응 전. 나. 용기를 기울여 두 수용액을 섞는 과정. 다. 반응 후 앙금이 생성된 상태의 세 단계 도식이 제시되어 있습니다.
이 실험의 나. 과정 도식에서 그림에 직접적으로 손이 그려져 있지 않더라도 실제 상황에서는 손이 시험관을 들고 있을 것이므로 손의 힘이 작용하여 가.랑 다.와는 질량이 다르게 측정된다고 해석하는 것이 중등 과학 교육과정의 학습 목표나 EBS 교재의 집필 의도에 부합하는 해석인가요
비상 교과서나 EBS 뉴런 등에서는 가. 나. 다 전 과정에서 질량이 일정하게 유지된다고 가르치는데 학교 현장에서 위와 같은 실제 상황을 근거로 질량이 다르다고 판단하는 것이 교육적으로 타당한지 전문가님의 명확한 견해를 듣고 싶습니다.
안녕하세요.
질문해 주신 '염화 나트륨 수용액과 질산 은 수용액의 앙금 생성 반응 실험' 중 용기를 기울이는 과정(나)에서의 질량 해석에 대해 답변드립니다.
결론부터 말씀드리면, 가, 나, 다 전 과정에 걸쳐 계 전체의 질량은 동일하게 유지된다고 해석하는 것이 과학적으로 타당합니다. 질량은 물질이 가진 고유한 양이므로 외부에서 힘이 가해지더라도 변하지 않기 때문입니다. 손으로 시험관을 잡아 기울이는 행위는 반응을 일으키기 위해 계에 힘을 가하는 조작일 뿐, 내부 물질의 총량 자체에는 영향을 주지 않습니다. 따라서 '나' 단계는 실험 조작 단계일 뿐 질량 측정 단계가 아니며, 질량과 힘은 물리적으로 엄연히 구별되어야 합니다.
2015 개정 교육과정 및 관련 교과서의 학습 목표 역시 '닫힌 계에서 화학 반응 전후 질량이 보존됨을 이해하는 것'입니다. 이에 따라 '나' 단계에서의 손 개입은 측정 변수가 아닌 조작 행위로 취급하는 것이 교재들의 집필 의도에도 부합합니다.
참고로, 국립중앙과학관은 과학 원리에 관한 일반적인 견해를 안내해 드리고 있으나, 특정 학교의 지필평가 출제 의도나 문항 해석에 대해 공식적인 판단을 내릴 권한은 없습니다. 학교 현장의 평가 결과에 대한 논의가 필요하신 경우, 담당 과학 선생님과 직접 소통하시거나 학교 내 공식 절차를 통해 확인해 보시기를 권장해 드립니다.
질문자님의 진지한 과학적 탐구 자세를 진심으로 응원합니다.
감사합니다.