Serotonin Paper

<조선일보 ‘맛있는 논술’ 원고>





통합논술에 활용할 만한 교과서 내용

- 과학 -




이정록 (메가스터디 유레카논술팀강사)

<자연계 통합논술의 신> 저자




우물물을 길으며 물이 마를까 조바심을 냈던 어릴 적 기억이 있다. 자연 현상의 보존원리와 물질의 순환 현상을 몰랐기 때문이다. 자연계 통합논술 준비는 진지한 교과서 학습을 통해 학생이 우물 안을 벗어나 자유롭게 사고할 수 있도록 하는 것이다.




자연계 통합논술의 도입으로 자연현상이 논술문항에 들어왔다. 통합논술은 일반논술 형식을 취하면서도 자연현상에 한정해 질문한다. 물리 현상이건 화학, 생물, 지구과학 현상이건 간에 상관없이 자연현상이 논술이라는 틀에 들어오면 그 자체가 통합논술이 된다. 논제와 제시문 파악능력 외에 과학적 원리를 활용할 수 있는 능력까지 평가하기 때문이다.




그런데 학생이 자연계 통합논술을 준비하며 출제자가 누구인지를 구체적으로 고민하는 경우는 거의 없다. 마냥 어려운 문제를 낸 다음 박하게 점수를 매겨 학생들을 줄 세우려는 존재로 생각해온 것은 아닌지 반문해볼 필요가 있다. 통합논술 출제자는 해당 분야에서 몇 안 되는 석학 중 한 사람이다. 그들이 어떤 의도를 가지고 논술답안을 통해 학생들과 대화를 하려 하는지 고민해봐야 한다. 통합논술은 내신이나 수능으로는 정확히 측정하기 어려운 수험생의 잠재적 능력 평가가 주목적으로 실시되는 것이다.




통합논술이라고 해서 고교 교과서를 벗어난 개념원리를 미리 알고 있어야 풀 수 있는 것은 아니다. 경영학자가 출제한 논술문에 대해 학생이 화학적 원리를 미리 알고 있어야 답할 수 있는 것이 아니듯, 과학자가 출제한 문제 풀이에 꼭 필요한 과학적 원리들은 거의 세계 최고 수준을 자랑하는 우리나라 고교 교과서에서 고스란히 담겨있기 때문이다.




채점자인 과학자가 참으로 아름답다고 생각하는 논술답안은 어떤 모습일까? 형식면에서는 에세이처럼 매끄럽고, 내용 면에서는 논문처럼 과학적이어야 한다. 게다가 참신성까지 드러난 답안이라면 최상의 평가를 받는다. 보통 채점 기준에서 과학성*과학적으로 오류가 없는 정도에 주어진 배점은 100점 만점에 30점 정도다. 글이 아무리 참신하고 매끄럽더라도 과학적으로 오류가 있으면 감점을 크게 받는다. 더군다나 학생이 논술문제를 읽고 답안을 구상할 때 논제와 관련된 과학지식이 결여된 경우 논리적이고 종합적인 사고를 하기란 불가능하다. 학생이 창의적 생각을 하려해도 과학적 지식에 기반을 두지 않으면 대개 논제에서 벗어난 엉뚱한 답을 하기 마련이다. 그런 면에서 보면 과학성은 30점 배점 이상의 의미를 가진다고 봐야 한다.




그런데 과학적 개념과 원리를 다 외우고 있다고 해서 완성된 것이 아니라는 사실은 의미하는 바가 크다. 통합논술은 학자의 유전자에 새겨진 진리에 대한 호기심이 투영된 문제이므로 학생이 평소 학습할 때 많이 알려고 하기보다 몇 개 원리라도 제대로 이해하고 느끼도록 노력하는 것이 중요하다. 예를 들어, 관성의 법칙이나 운동량 보존의 원리는 달달 외우면서도 안경이 바닥에 떨어졌을 때 안경알이 분리되어야 깨지지 않는다는 사실을 간단히 설명할 수 없다면 애써 외운 원리들이 무용지물이 되고 마는 것이다.


학생이 돋보이는 답안을 작성하기 위해 꼭 알아야 할 교과서 내 과학 원리들을 소개한다.




1. 자연현상의 보존(conservation)을 설명하는 원리들




통합논술 기출문항에서 인용빈도가 가장 높은 원리들 중에는 양적 보존과 관련된 것이 많다. 운동량, 역학적 에너지, 열량, 전하량 보존과 질량-에너지 등가원리, 화학평형의 원리나 용액의 총괄성 등이 이에 속한다. 또한 면역의 원리를 포함한 생물의 항상성이나 물질의 순환, 복사평형의 원리도 포함된다.


주요 원리
관련 현상과 논제

운동량 보존과 충격량
오토바이에는 왜 안전벨트가 없을까?

역학적 에너지 보존
지면에 대해 비스듬히 던진 물체의 도달 고도는 왜 연직 위로 던진 물체보다 낮을까?

열역학 제 1 법칙
산등성이를 따라 상승하는 공기의 온도는 왜 낮아지는가?

화학평형의 원리
산성인 사이다를 마셔도 혈액의 pH가 크게 낮아지지 않는 이유는?

용액의 총괄성
부동액을 여름에도 넣는 이유는?

생물의 항상성

(면역의 원리)
혈액을 구성하는 여러 성분들의 농도가 일정한 범위 내에서 유지되는 이유는?

(독감은 약을 먹으면 7일, 먹지 않으면 일주일 만에 낫는다는 말의 의미는?)

물질의 순환과 에너지 흐름
물질의 순환과 에너지 흐름의 차이를 예를 들어 구체적으로 논술하시오.

복사평형
햇빛을 받아도 물체의 온도가 계속 상승하지는 않는 이유는?







2. 자연현상의 변화(change)를 설명하는 원리들




과학기술의 발전은 지속적으로 미래에 대한 예측 능력을 키워왔다. 내일 과연 눈이 올까, 내 몸은 계속 건강할까, 신소재 개발은 어떤 방향으로 갈 것인가, 지구와 우주의 미래는 어떤 모습일까를 묻는 질문은 수험생의 종합적 사고력을 평가하기에 더할 나위 없이 좋다.


주요 원리
관련 현상과 논제

힘과 운동
말이 마차를 끌면 마차도 말을 뒤로 끄는데도 말이 나아갈 수 있는 이유는 무엇인가?

열역학 제 2 법칙
향수병을 열면 냄새분자들이 병 속에 머물 확률이 0이 아닌데도 항상 우리가 병 외부에서 냄새를 맡을 수 있는 이유는?

물질의 화학반응

(중화반응)
화학반응 시 항상 열이 출입하는 이유는?

(중화적정이 연구나 실생활에서 필요한 이유는?)

지각변동과 판구조론
지진이나 화산활동은 왜 항상 자주 일어나는 곳에서 반복적으로 일어나는가?

기후 변화
지구온난화가 가속되고 있다는 최근 발표의 근거는 무엇인가?

지구와 우주의 과거, 현재와 미래
우주와 지구의 미래는 어떤 모습일까?

생물의 진화
진화론 관점에서 생물의 종 다양성은 커질까, 작아질까?







3. 보존과 변화가 어우러진 현상을 설명하는 원리들




여러 변수들의 영향을 받는 자연 현상은 한 가지 원리만으로는 설명할 수 없는 경우가 대부분이다. 교과서 내에서는 어떤 현상을 단일 원리로 설명하고 있으나 이는 실제와는 달리 이상적 조건을 가정한 상태이기에 가능한 것이다.


주요 원리
관련 현상과 논제

기체이론
종류가 다른 기체분자들은 확산 속도도 왜 다를까?

렌츠와 패러데이의 법칙
자이로드롭의 안전장치의 원리는 구체적으로 무엇일까?

빛과 물질의 이중성
모든 물질은 파동과 입자의 성질을 동시에 가지고 있으면서도 왜 우리는 물질의 파동을 관찰하기 어려운가?

물질의 특성
물질마다 특성이 다른 이유를 전자배치의 원리로 설명하시오.

화학 결합의 원리
솜사탕은 존재하나 솜소금은 존재하지 않는 이유는?

생명의 기원
태양계 내 여러 행성 중에 지구에만 생명체가 존재하는 이유는?

광합성과 호흡 원리
광합성이 명반응과 암반응으로 이원화되어 있다는 사실을 알게 된 계기는?

유전법칙과 유전물질의 발현
우리나라 전체 인구에 존재하는 혈액형 유전자 A의 비율은 어떻게 구할 수 있는가?

천체의 운행과 물리량들
명왕성이 태양계 행성 분류에서 제외된 이유는?






20세기 말 대학입시부터 출제되어 온 자연계 통합논술 기출문제들을 통해 자주 출제된 원리들이 확인되었다. 복잡하고 다양한 현상을 간단히 설명하는데 꼭 활용할 만한 것이었다. 통합논술은 과학자들이 학생들의 숨은 잠재력을 평가하기 위해 진지하게 질문하는 형식이므로, 평소 학자들의 가치관, 그리고 그들이 부여잡고 사는 중심원리들을 들여다보는 노력을 기울여야 한다.