밀도차이를 이용한 혼합물 분리에 대해 수업을 하면서 실제 실험도 보여 주고, 가상실험도 해주면서 수업을 진행했다.
그러다 학생들이 직접 체험을 해 보면 더 좋겠다는 생각이 들었다.
1. 밀도차이 이용한 분리 실험 몸으로 체험하기
그래서 학생들에게 밀도가 적혀 있는 종이를 잘라 나눠 주었다.
아래 올려져 있는 밀도 체험활동 출력물을 A4용지 1장에 출력해서 한칸씩 잘라서 나눠 주면 된다.
1. 학생들에게 밀도가 적힌 종이를 무작위로 하나씩 나눠 준다. - 뽑아가게 해도 좋다.
2. 선생님이 아래 용액 중 하나를 선택해서 알려 주면
물 1g/cm³ , 식용유 0.93g/cm³, 알코올 0.79g/cm³, 소금물 1.2g/cm³, 수은 13.54 g/cm3
교실에 알려준 용액이 꽉 찼다고 가정하고
용액보다 밀도가 작은 물질은 떠야 하니까 해당하는 학생은 자리에서 일어서고
용액보다 밀도가 큰 물질은 가라앉아야 하니까 해당하는 학생은 자리에 앉게 한다.
3. 회전추첨판을 이용해 무작위로 용액을 선택해도 좋다.
4. 처음에 머뭇거리던 학생들은 규칙을 이해하고 용액을 불러 주면 알아서 일어나거나 앉게 된다. 잘 모를때는 옆친구에게 물어 보게 했다.
5. 밀도 비교 가상실험을 먼저 보여 주거나, 아니면 정리할 때 보여 주면 효과가 더 좋다.
밀도 비교 가상실험 - 밀도가 작으면 물에 뜰까?
밀도 수업시간에 사용하는 밀도 비교 가상실험이다. 아래 링크에서 실행하면 된다. https://sciencej1.cafe24.com/html5/density/ 실행시키면 물체들이 물 위쪽에 머물러 있고, 밀도 값에 물음표 표시가 되어
sciencelove.com
<수업 활용팁>
규칙에 익숙해 지면
1. 학생들을 데리고 다양한 고체혼합물이 있는 교실에서 혼합물을 하나씩 분리 할 수 있다.
'자 선생님이 교실에 식용유를 넣었다. 떠야 하는 사람은 일어나라'
일어난 학생들을 보면서 '선생님은 여러분 종이를 확인 하지 않고도 알 수 있다. 너희들 모두 얼음이지. 한꺼번에 얼음을 분리해 냈다. 이제 얼음은 다 분리 했으니까 이제 일어나지 않아도 된다. 너희는 자리에 없는 거라고 가정할 거니까'
(실제 교실뒤로 내 보내거나, 좀 더 극적으로 하려면 복도로 내 보내면 된다. 그럼 남은 고체물질을 다시 분리할 수 있다)
'자 다음은 식용유를 빼고 교실에 물을 채워 넣었다. 떠야 하는 사람은 일어나라. 음 너희는 모두 페트병이지. 선생님은 안보고도 다 안다. ㅋㅋ'
이런식으로 원하는 물질들을 분리해 내면 된다.
고체혼합물을 하나씩 확인하고 분리할 수도 있지만, 밀도차이를 이용하면 아무리 양이 많아도 한번에 분리해 낼 수 있다.
반대로 밀도가 큰 용액을 넣어서 앉아 있는 학생들을 하나씩 분리할 수도 있다.
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2. 다른 방법으로 접근해도 된다.
처음에 물을 넣어서 서있는 학생들을 확인하고, 앉아 있는 학생들은 다 걸러냈다고 가정하고
다시 식용유를 넣어서 얼음과 페트병을 분리해 낼 수도 있다.
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3. 학생들에게 문제를 내도 된다.
상한 계란만 분리해 내려면 어떻게 하면 될까? 몇번만에 분리 할 수 있을까?
<결론>
A4용지 1장으로 간단하게 밀도차를 이용한 고체물질 분리를 설명할 수 있었다.
앉아서 선생님 이야기를 듣는 것 보다 재미있게 몸으로 경험하게 할 수 있었다.
<추가실험>
가짜 얼음을 가지고 와서 물병에 넣고,
'얼음은 밀도가 물보다 작으니까 떠 오른다. 어 그런데 왜 가라앉아 있지?'
학생들이 당황해 하면서 여러가지 의견을 제시한다. 그러다가 누군가가 '진짜 얼음이 아닌거 아니예요?' 라는 질문을 한다.
'그렇지 이건 가짜 얼음이다. 어떻게 확신할 수 있지?'
밀도는 물질의 특성이기 때문에, 물질마다 밀도가 다르다. 그래서 밀도차이를 이용하면 물에 녹지 않는 다양한 고체물질을 쉽게 분리해 낼 수 있다. 그리고 얼음처럼 내가 알고 있는 순물질이 맞는지 확인할 수도 있다.
아래는 가짜 얼음과 진짜얼음의 밀도차이를 찍어본 영상이다.
영상 뒷부분은 실제 교실에 가져가서 보여주는 물병이다. 처음에는 물을 넣지 않고 가져가서 보여 주고, 나중에 물을 넣어 분리하는 걸 보여 준다.
https://youtu.be/SkCNH9f1x5Q?si=gjKLlN76sBL3INEw
