화학반응식(떡꼬치 퍼즐)
화학반응식을 가르치기 위해 만든 퍼즐(?)게임이다.
학생들은 화학반응식 수업이라고 하면 일단 거부감을 갖는다. 그래서 퍼즐게임이라고 속이고 누가 잘 푸는지 게임을 하게 하면서 화학반응식에 대해 이해시키려고 만들어 보았다. 평상시에 수업시간에 가르치던 방법이기도 하다.
수업이 아니라 퍼즐 게임처럼 접근하면서 풀어 보게 하자. 단순하지만, 질량보존의 법칙과 일정성분비의 법칙, 그리고 기체반응의 법칙까지 설명이 가능하다.
<프로그램 실행은 아래 링크에서 하면 된다.>
https://sciencej.cafe24.com/html5/chemicalequation/chemicalequation.html
처음 시작하면 퍼즐 규칙이 나온다. 시간이 된다면 한번 정독하고 시작하면 된다.
<게임 방법>
첫화면에 나와 있는 것처럼 떡꼬치를 만드는 게임이다. 게임 성공 조건은 하나다. 재료와 만들어진 제품이 하나도 남지 않도록 양쪽 개수를 조절하는 게임이다.
초등문제는 단순한 더하기만 하면 되는 게임이다. 어려워 하는 학생들이 있다면 초등문제부터 도전해 보게 하자. 단순하게 더하기만 하면 되므로 쉽게 해결할 수 있을 것이다.
<수업시간 활용방법 및 스토리텔링>
1) 초등문제 : 더하기만 하면 된다.
2) 2번문제 – 8번문제는 본격적인 문제다.
스토리텔링 : 재료를 구매해 오는데 예전과 달리 1개씩 팔지 않고, 2개씩 포장해서 세트로만 판매한다고 한다. 이제부터는 세트를 구매해서 떡꼬치를 만들어야 한다. 다시 말하지만 재료가 남아서는 안된다. 잘 구매해서 정확하게 제품을 생산할 수 있도록 개수를 조절해 보자.
반응물질인 떡과 꼬치의 개수와 생성물질인 떡꼬치 개수를 조절해 보고, 정답확인을 눌러 맞았는지 확인해 보자.
3) 무작위 문제는 컴퓨터가 무작위로 문제를 출제한다. 다른 문제와 달리 계속 반복해서 도전해 볼 수 있다.
4) 수동
수동을 선택하면 각세트에 몇 개를 넣을 건지를 직접 선택할 수 있다.
파란색 영역의 수를 바꿔 세트 구성을 바꿔보고 퍼즐을 해결해 보자. 원하는데로 바꿔서 혼자 풀어도 보고, 바꾼 퍼즐을 주변 친구들에게 문제로 내보기도 하자.
<고급사용 방법>
1) 기호만보기 : 기호만보기를 누르면 그림이 가려지게 된다. 오직 화학식만 보고 개수를 조절해서 화학식을 완성해 보게 하자.
2) 상자보기
스토리텔링 : 상자가 한 종류밖에 없다. 크거나 작은게 있으면 좋을 텐데. 모든 상자의 크기는 다 똑같다. 안에 들어가는 물건에 상관없이 상자 1개에 1세트씩 포장을 할 거다. 그리고 상자안에 들어있는 물건을 볼 수는 없다. 떡꼬치 2상자를 만들기 위해서 꼬치와 떡 상자는 몇상자가 필요할까?
상자보기를 선택하고 상자의 개수만으로 퍼즐을 해결하게 해보자. 눈치챘겠지만, 이건 기체반응의 법칙을 설명하기 위한 것이다. 1상자는 1부피로 변환해서 생각하면 된다. 실제 기체반응의 법칙도 아보가드로 법칙에 의해 모든기체는 종류와 상관없이 온도와 압력이 같을 때 같은 부피에 같은 수의 분자가 들어간다. 따라서 기체의 분자수와 부피는 비례한다.
여기에서는 기체가 아니지만 같은 박스에 1개로 포장된 세트만 들어간다고 가정하면 같은 결과를 볼 수 있다.
참고로 기체반응의 법칙은 기체의 경우 질량을 측정하기 어려우니까 부피비로 비교한다고 보면 된다.
위 그림에서 떡꼬치 2상자를 만들기 위해서 필요한 꼬치와 떡 상자수는?
상자수만 보고 나머지 몇상자가 필요한지 맞춰 보자. 결과를 확인하기 전에 상자보기 체크를 꺼서 그림이 나오게 하고 맞는지 미리 확인해 볼 수도 있다.
기체반응의법칙에 대한 설명은 아래 링크 참고
https://sciencelove.com/2448
기체반응의 법칙에 대한 학습 영상 - 1인 2역
기체반응의 법칙에 대한 학습영상을 제작해 보았다. 1인 2역으로 촬영했는데, 생각보다 시간이 많이 걸린다. 시나리오 쓰고 다듬는데 3시간, 선생님으로 촬영하고 학생으로 촬영하는데 NG까지 합
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3) 질량보기
질량보기를 누르면 맨 아래 질량이 나타난다. 이건 일정성분비의 법칙이다. 화학반응을 할 때 질량비가 항상 일정하다는 걸 확인할 수 있다. 또 질량 보존의 법칙도 확인할 수 있다.
참고로 이런것도 가능하다. 알고있는 정보가 딱 한가지 완성된 떡꼬치가 18g이라 것만 알고 있어도 이 떡꼬치가 어떻게 만들어졌는지 예상할 수 있다. 학생들에게 문제로 내 보자.
떡코치에 떡을 꼿아서 떡꼬치를 만들었는데 만들어진 제품의 질량이 17g:18g:19g 이라면 떡 1개에 꼬치가 1,2,3개 꼿혀 있다는 걸 알 수 있고, 꼬치 1개의 질량이 1g임을 예측할 수 있다.
실제로도 이런 방법으로 분자의 질량을 예측하기도 한다.
4) 결과확인을 누르면 정답이 맞았는지 확인할 수 있다.
5) 퍼즐 놀이가 끝난 후 실제 물질들의 화학식과 비교해 주면서 화학반응식에 대해 학습시키도록 하자.
6) 실제 물질들이 나왔으면 좋겠다는 의견이 있어서 아래 화학반응식 스티커 모형과 함께 사용하면 좋다.
스티커 붙이지 않아도 된다. 화학반응식을 지금 한 것과 같은 방법으로 맞춰 보자.
화학반응식 스티커로 모형 만들기 프로그램
화학반응식 스티커 붙이기 프로그램 수업시간에 화학반응식에 스티커를 붙여 활동 할 때가 있다. 스티커가 없을때 준비 없이 바로 사용해 보려고 만들었다. 가난한 교사들은 스티커 살 돈도 없
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<화학반응식 맞추는 수업 팁> - 학생들에게 알려 주면 좋음.
반응물과 생성물 중에 원자수가 가장 작은 원소를 고른다.
그 원소 앞에 계수를 1 증가 시킨다.
다른 원소는 신경쓰지 말고 우리가 고른 원소의 반응물과 생성물의 수가 같아 질 때 까지 반응물과 생성물의 계수를 번갈아 가며 증가시킨다.
계수가 같아 지면 다른 원소로 이동해서 더 반응물과 생성물 중에 더 적은쪽 계수를 같은 방법으로 같아질때까지 증가시킨다.
두 원소가 같아지면, 수가 다른 원소를 찾아서 같은 방법으로 다시 증가시킨다.
이렇게 1,2번만 해주면 중학교 수준에서는 거의 다 맞출 수 있다.
예) 질소 + 수소 -> 암모니아
N ₂ + H ₂ -> NH ₃
질소 원자수가 생성물이 더 적으니 생성물의 계수를 1개 올려 준다.
N ₂ + H ₂ -> 2NH ₃
질소 원자수가 같아 졌으니 이번에는 수소를 비교한다 수소 원자수는 반응물의 수가 더 적으니 반응물쪽 계수를 한개씩 올려 준다. 그럼 바로 화학반응식이 만들어 진다.
N ₂ +3 H ₂ -> 2NH ₃
<참고> 같이 사용하면 좋은 프로그램
알파벳 이용하여 분자식 만들기
알파벳 이용하여 물품기호 만들기(원소기호 명명법+분자식) 활동
원소기호와 분자를 나타내는 방법을 좀 더 재미있게 가르칠 수 있는 방법이 없을까 고민하다, 스토리텔링으로 만들어 보았다. 원소기호를 들이밀면 학생들이 시작하기 전 부터 벌써 어려워 한
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분자식 표현 프로그램
분자식 표현 프로그램
분자식을 표현하는 프로그램입니다. 맨앞에 쓰는 숫자는 분자의 개수를 나타내고, 원소기호 뒤쪽에 작게 쓰는 숫자는 원자의 개수를 나타냅니다. 프로그램을 이용해서 보여주시면 됩니다 수소
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