표 1 탄소 순환 학습 진보도의 구조

수준 인식 특성 학생 응답 예시(음식 사례)
1수준 거시적 사건만 인식한다. 탄소를 물질 변환의 원천이 아니라 생명 활동을 돕는 조력자로 본다. 자연적 성향·생기론으로 설명하며 물질을 추적하지 않는다. 음식이 필요해요. 음식이 에너지를 줘서 우리가 움직일 수 있어요.
2수준 물질이 눈에 보이지 않는 작용으로 변한다고 인식한다. 음식이 에너지로 바뀐다는 것은 알지만 그 변환 과정을 설명하지 못한다. 음식 안에 에너지가 있고 우리 몸이 그걸 사용해요. 음식이 소화되면 에너지가 나와요.
3수준 세포·대사 과정(광합성·세포 호흡)을 명명하며 화학적으로 설명하려 한다. CO₂를 산물로 지목하지만, 물질과 에너지를 혼동하고(에너지를 '얼버무리는 변수'로 사용), 단백질·지질·탄수화물 등 구체적 화학물질을 식별하지 못하며 기체에 질량 부여를 주저한다. 음식 속 포도당이 세포 호흡으로 쓰여서 이산화탄소가 나와요. 그런데 지방은 타면서 에너지로 바뀌어 없어져요.
4수준(상위 정착점) 화학 모형을 사용하여 유기물과 무기물을 잇는 위계적 체계 안에서 탄소의 이동을 추적한다. 질량·원자 보존 원리로 제약되며, 물질과 에너지를 구분하고 탄소 순환 전체를 연결한다. 음식 속 탄소 분자가 산화되며 에너지가 만들어지고, 이산화탄소는 대기로 방출되어 광합성의 탄소 원료가 돼요. 탄소가 순환하는 거예요.
출처: Mohan 외(2009, pp. 684-691)의 성취수준 서술을 바탕으로 재구성함.