[고교논술자연계] 과학 원리와 실생활 접목이 분석력 향상의 열쇠

[중앙일보] 지면 기획·집필=서울시교육청 논술교육지원단에서 활동 중인 ▶김기권 경희고(지구과학) ▶김은주 덕수고(생물) ▶김흥규 광신고(수학) ▶이동흔 남강고(수학) ▶이효근 보인고(과학) ▶정형식 숭실고(물리) ▶조분순 여의도여고(화학) 등 현직 교사 7명(가나다순)이 참여합니다.

자연계 학생들은 과학 교과서가 논술 준비에 대단히 유용하다는 것을 잘 알지 못한다. 그래서 별도의 문제집을 찾느라 부산을 떤다. 하지만 과학 교과서만큼 짜임새 있는 교재도 사실 찾기 힘들다.

기본적으로 이해력과 창의력을 높이는 데 학습목표를 둔 교과서는 단원별로 탐구 학습 과정을 세심하게 마련해 놓고 있다. 점진적·연계적 사고력을 기르도록 구성한 것이다. 따라서 과학 교과서의 전체 구성을 먼저 파악한 뒤 탐구과정을 일목요연하게 정리해 나가면 논·구술 시험은 물론 내신과 수능 준비에 필요한 이해·분석력을 높일 수 있다.

최근 자연계 논술은 과학 원리를 자연 현상이나 실생활 문제와 연계해 응용토록 하고 있는데 이를 해결하기 위해서도 교과서의 기본 원리를 정확하게 파악해 둬야 한다. 물론 그 밑바탕에는 이해·분석력이 깔려 있어야 한다. 이해·분석력은 글의 의미를 정확히 파악해 내는 능력이기 때문이다.

교과서에 나오는 과학 원리와 개념을 공부할 때 결론만 눈으로 파악해선 안 된다. 개념의 도출 과정과 과학적 용어를 순차적으로 요약·정리해 봐야 한다는 말이다. 과학적인 글에 대한 이해·분석력을 높이기 위한 요건을 살펴보자.



요건 1 탐구과정에 대한 이해

　이해·분석력을 기르기 위해서는 우선 탐구과정에 대한 이해가 필요하다. 탐구과정은 일반적인 사실에서 규칙적 원리를 찾아내는 걸 말한다. 이 과정을 잘 따라가면 과학적인 글을 이해하고, 일반적인 현상을 함축적인 과학 언어로 표현하는 데 좋다.

탐구과정을 공부하다 보면 함축적 의미가 많은 과학 전문 용어를 익히는 데 유효하다. 이뿐만 아니라 특정 현상과 다른 현상을 설명하거나 적용하는 데도 도움이 된다.

천동설과 지동설을 예로 들어보자. 사람들은 태양이 동쪽에서 떠서 서쪽으로 움직이는 경험적 관찰을 통해 태양이 지구를 중심으로 돈다는 천동설을 생각해냈다. 그런데 천동설로는 내행성인 금성의 크기 변화를 설명하는 데 잘 맞지 않았다. 그래서 나온 게 지동설이다. 이 과정 자체가 탐구과정인 셈이다.



그러나 지동설은 단순히 지구가 움직인다는 것을 설명하는 데 그치지 않는다. 지구를 포함한 태양계 행성들이 공전한다는 개념까지 설명해 주기 때문이다. 지동설은 나중에 만유인력을 발견하는 근거로 활용되는데 이 또한 탐구과정의 결과다.

요건 2 과학 원리의 실생활 응용

과학 원리를 실생활에 적용해 보는 습관도 이해·분석력을 높이는 데 효과적이다. 이런 학습태도는 과학적 원리를 쉽게 이해하는 데 도움이 될 뿐 아니라 시험에도 자주 출제되므로 반드시 필요하다. 따라서 과학 원리를 배운 뒤에는 생활에 연결되는 사례를 찾아 그때그때 정리해 두자. 여기서 하나의 사례를 들어보자. 충격량은 운동량의 변화량과 같고, (운동량의 변화량이 일정할 때) 충격력의 크기는 접촉 시간에 반비례한다는 원리를 이해했다면 아래 문제를 풀어보자.

문제▶등반에 적당한 로프는 어떤 속성을 가지면 좋을지 생각해 보자.

암벽 타기를 하는 등반가는 나일론 로프를 사용한다. 등반가는 나일론 로프를 자신의 허리에 묶고 가파른 절벽을 기어오른다. 이때 사용하는 로프는 너무 잘 늘어나는 것은 좋지 않고, 약간 늘어나는 성질이 있는 나일론이나 이와 유사한 재료로 만든다. (물리1/I.힘과 에너지/2.운동의 법칙/38쪽, 중앙교육)

로프가 약간 늘어나면 접촉 시간이 길어지므로 허리에 가해지는 충격(력)을 줄일 수 있음을 추정할 수 있는 글이다. 단 로프가 너무 잘 늘어나면 등반가가 중심을 잡기 어렵거나 다른 충돌을 일으킬 수 있으므로 등반용으로는 적합하지 않다.

따라서 약간 늘어나는 성질이 있는 로프가 등반용으로 적당하다고 유추할 수 있다. 이렇게 과학원리를 알면 실생활에도 유용하다.

요건 3 전제와 결론 파악하기

　이해·분석력을 기르려면 글의 구성을 따져봐야 한다. 과학적 내용이 포함된 글은 대개 근거와 주장 또는 전제와 결론으로 이뤄져 있으므로 문장의 관계를 찬찬히 따져봐야 한다는 말이다. 그렇게 하면 글의 내용을 이해하는 데도 좋고 나중에 답안을 논리적으로 작성하는 데도 도움이 된다. 실제로 ‘화학1’ 교과서의 ‘물의 성질’ 단원에 제시된 내용으로 연습해 보자. 아래 ㉠ ~ ㉢에서 전제와 결론을 구분해 보자.

㉠ 풀잎에 맺힌 물방울이나 수도꼭지에서 떨어지는 물방울이 둥근 모양을 이루는 이유는 무엇일까? ㉡ 액체 표면에 있는 분자들은 분자 사이의 인력에 의해 액체 내부로 끌리기 때문에 액체는 표면에 있는 분자 수를 최소화하려 한다. ㉢ 일정량의 액체가 가장 작은 표면적을 가졌을 때의 형태가 구형이므로 물방울은 구형을 이룬다.

㉠은 관찰된 자연 현상에 해당된다. 이 현상을 설명하는 원리가 전제가 돼야 하는데 ㉡이 곧 전제이며 ㉢은 결론에 해당한다. 여기서 알 수 있듯 ‘물의 표면 장력’이라는 함축된 과학 언어에는 전제와 결론이 깔려 있다. 거듭 말하지만 과학 언어에는 탐구과정이 내재돼 있는데 그것은 곧 전제와 결론의 형식을 갖추고 있는 것이다. 이런 과학 언어의 특징을 잘 파악하는 것이야말로 자연계 논술의 제시문과 논제를 이해하고 분석하는 지름길이다.

과학 원리와 일상을 접목한 대입 논술 기출 문제를 직접 만나보자.

다음 제시문을 읽고 주어진 문제에 대해 논술하시오. (국민대 2008학년도 수시2 자연계)

문제▶제시문의 항목별로 반응속도에 영향을 주는 요인을 밝히고, 이들이 반응속도에 어떻게 영향을 미치는지 논술하시오.

반응속도에 영향을 미치는 요인들은 여러 가지가 있다. 아래는 이러한 요인들을 우리의 실생활에 적용한 사례들이다. 가) 고구마를 통째로 찔 때보다는 작게 잘라서 찔 때 더 빨리 익는다. 알약보다 가루약이 체내에 더 빨리 흡수된다. 나) 수퍼마켓에서 상하기 쉬운 식품은 냉장 보관한다. 겨울철보다는 여름철에 식중독 환자가 더 많이 발생한다. 다) 빵을 만들 때 밀가루에 소량의 이스트를 첨가하여 반죽한다. 우유에 소량의 요구르트를 넣어두면 우유가 요구르트로 변화한다. 라) 일산화탄소에 중독된 환자를 병원에서는 산소실에 누워 있도록 한다. 밀폐된 공간에서 가스 폭발이 더 잘 발생한다.

이 문제는 일상에서 접할 수 있는 현상들을 제시하고 이를 과학적 개념인 반응속도의 의미와 연계해 이해하는지 묻고 있다. 즉 제시문의 상황에 대한 과학적 원리를 이해하고 있는지, 각각의 원리를 비교·분석할 수 있는지, 반응속도에 영향을 주는 인자들을 설명할 수 있는지를 평가한 것이다.

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