벌써 5월이다. 2015 입시에 대비하는 고3 수험생들은 3월 신학기 때 세웠던 학습계획들이 제대로 지켜지고 있는지 점검해 볼 필요가 있다. 입시 전문가들 역시 중장기적인 학습계획을 마련해 실천하는 게 좋은 성적을 거둘 수 있는 학습방법이라고 조언한다.

이에 <대학저널>은 4월호(사회탐구)에 이어 5월호에서는 2015학년도 대학수학능력시험(이하 수능) 과학탐구 영역을 효과적으로 대비하기 위한 학습 전략과 방법을 구체적으로 어떻게 세워야 할지 강남구청 인터넷수능방송 스타강사들에게 들어봤다.

올해 과학탐구영역에서는 물화생지(물리·화학·생물·지구과학)Ⅱ 선택자가 감소할 것으로 보인다. 물리Ⅰ은 실생활과 관련된 상황과 물리이론 적용이 결합된 문제형태가 다수 출제될 것으로 예상된다. 또한 2014학년도 수능에서 바뀐 교육과정에 따라 일반상대성이론, 특수상대성이론, 빅뱅이론 등에서 새롭게 문제가 출제됐다는 점도 유념할 필요가 있다. 이와 관련해 고교 교육과정의 수준에 맞게 개념을 이해하면 문제해결이 가능한 단순지식형 문제가 출제될 가능성이 높다.

지난해 6월 모의평가, 9월 모의평가, 2014 수능에서 출제된 물리Ⅰ의 문제유형을 분석한 결과를 토대로 시험에서 출제되고 있는 문제유형을 수험생들이 알아보기 쉽게 정리해봤다.

1. 물체의 운동을 속도-시간 그래프로 그려 본다. 이러한 유형의 문제는 속도, 시간, 가속도, 거리 중 2개 이상의 변인이 표현돼 있는데 이 변인을 이용한다는 점을 떠올리자. 평소에 속도-시간 그래프를 그리는 훈련을 많이 해 봄으로써 고난도 문제 유형에 대비할 수 있다.

2. 일은 에너지변화량과 같다. 에너지변화량에는 운동에너지변화량과 위치에너지변화량이 존재하고, 운동에너지의 변화량은 알짜힘이 한일과 같으며, 위치에너지변화량은 중력이 한일과 같다는 점을 이용하는 게 문제 풀이의 핵심이다. 기출문제와 실제 수능에서 매번 출제되고 있다. 통상 얘기하는 역학적에너지보존법칙이 이 유형에 해당된다. 고난도 문제유형으로 출제될 확률이 높고, 대학별 논술문제로도 출제되기 때문에 많은 문제를 풀어보는 게 중요하다.

3. 행성의 타원궤도운동. 만유인력과 그에 따른 가속도의 크기를 비교하는 보기가 같이 주어진다. 특히 면적속도일정의 법칙 속에는 근일점에서 가장 빠르고 원일점에서 가장 느리다는 표현에 주목해야 한다. 행성의 주기에 제곱은 장반경의 세제곱에 비례한다는 물리학적 지식을 활용하면 가볍게 문제를 해결할 수 있다.

4. 표준모형에서의 입자. 오늘날 입자로 규정되어지는 것들의 종류와 그들의 관계를 일목요연하게 정리한 후 외울 수만 있다면 손쉽게 점수를 얻을 수 있는 부분이다. 이 영역은 응용되거나 어렵게 출제될 수 없는 유형으로 외우고 있으면 풀고, 못 외우고 있으면 못 푸는 문제라고 보면 된다.

5. 특수상대성이론. 천재 과학자인 아인슈타인이 만들어낸 법칙으로 간단한 수준에서 적용될 수 있는 예를 보여준 후 운동하는 공간의 시간팽창과 길이수축이 함께 발생하는 상황을 묻는 문제유형으로 출제된다. 시간팽창과 길이수축이 적용되는 상황만 잘 기억하고 있다면 쉽게 정답을 찾아낼 수 있다.

6. 전기장과 전기력선. 단위전하(+1)가 받는 힘을 표현하는 것이 전기장이고, 이 전기장을 연속적으로 이어놓은 선이 전기력선이다. 두 점전하 사이에 형성되는 전기력선의 모양을 통해 점전하의 종류와 전기장을 찾는 간단한 문제유형으로 출제된다. 단위전하(+1)를 점전하 주변에 흩뿌려서 받는 힘을 찾는 훈련을 해 보자.

7. 전류에 의한 자기장. 전류가 흐르는 도선에 의한 자기장의 크기와 방향을 찾는 게 문제 해결의 포인트다. 특히 솔레노이드에 형성되는 자기장의 방향을 찾고 솔레노이드를 (전)자석에 대입해 자석의 N극과 S극을 알아낼 수 있어야 한다. 앙페르의 오른손나사법칙을 활용하자.

8. 전자기유도에 의한 유도전류. 전기에너지를 만들어내는 발전의 원리로 코일 속 자기장의 변화에 의해 코일에 유도전류가 흐르게 된다. 유도전류의 크기와 방향을 찾는 문제유형이며, 5가지 정도의 유도전류 발생상황을 알고 있다면 답을 찾기가 수월하다.

9. 코일과 축전기 회로. 교류회로에 연결된 코일과 축전기는 저항의 역할을 하고, 그 저항의 역할 값이 코일은 진동수에 비례하고 축전기는 반비례한다. 이런 점을 이용해 고주파·저주파 필터의 원리를 설명할 수 있다. 또한 이 둘의 조합을 통해 회로의 공명진동수가 결정되고, 공명진동수에 의해 회로에 최대전류가 흐를 수 있음을 파악한다.

10. P형·N형 반도체의 접합 다이오드. P형·N형 반도체의 특징과 다이오드에 걸리는 순방향·역방향 전압관계를 외우고 있다면 문제를 해결하기 어렵지 않다. 순방향·역방향 전압이 걸릴 때 접합면에 대한 양공과 전자의 움직임을 기억하고 있다면 OK.

11. 수소원자모형과 에너지띠. 보어의 수소원자모형과 에너지띠 이론의 연계성을 먼저 이해한다. 전자가 존재할 수 있는 ‘궤도=양자수(에너지띠)’가 정해져 있으며, 이에 따라 전자의 에너지도 결정된다. 전자의 전이에 따른 에너지의 방출과 흡수를 전자의 에너지준위와 연결해 문제에 적용하는 유형으로 정리해 둔다.

12. 전기에너지의 송전과정. 발전소에서 만들어내는 것은 전기에너지(전력)다. 이를 가정 또는 공장으로 보낼 때 전압을 증가시켜 보내면 전류가 감소하고, 송전선에서 소비하는 전력이 감소된다. 송전선에서 소비하는 전력을 줄이는 방법, 전압을 변화시키는 장치인 변압기의 원리를 파악하는 게 중요하다.

13. 돌림힘의 평형. 물리Ⅰ에 새롭게 등장한 내용으로 출제빈도가 매우 높다. 놀이기구 중 하나인 시소처럼 긴 막대가 균형을 잡고 있는 상태를 분석하는 문제유형으로 출제되며 두 가지의 접근법이 필요하다. 하나는 회전에 의한 돌림힘의 평형, 다른 하나는 위아래로 작용하는 힘의 평형. 고난도 문항으로 출제될 가능성에 대비할 필요가 있다.

14. 유체의 법칙. 이 부분 역시 물리Ⅰ에 새롭게 등장한 내용으로 출제빈도가 높고 정답률이 낮다. 따라서 고득점으로 가기 위해서는 반드시 넘어야 할 산이다. 파스칼 법칙, 베르누이법칙, 부력공식 등을 문제 상황에 맞게 어떻게 적용하느냐가 문제 해결의 관건이다.

15. 열역학 법칙. 기체의 부피 변화는 기체의 압력에 의해 일어나는 것임을 기억하자. 열역학 제1법칙이 적용되는 8가지 상황을 파악해 문제를 해결해 나간다. 특히 실린더 속 피스톤의 운동은 자동차 등에서 활용되는 엔진의 원리를 담고 있다는 점을 떠올리면 이해하기 한결 쉽다.

16. 핵변환에 의한 원자력발전. 핵변환식을 표현하는 간단한 산수 계산, 양성자수와 중성자수를 이용한 원자핵의 표현법, 핵 변환이 이끌어내는 질량결손에 의한 에너지발생을 암기하고 있다면 매우 쉽게 정답을 찾아낼 수 있다.

지구과학Ⅰ은 4개 단원(소중한 지구, 생동하는 지구, 위기의 지구, 다가오는 지구)으로 구성된다. 지구과학 영역에서는 우주, 대기, 해양, 지질의 각 영역에서 일어나는 사회적 이슈를 관심있게 지켜봐야 한다. 예년의 이슈 가운데 태풍 매미, 한국인 최초의 우주인 이소연 박사, 나로호 발사, 우면산 산사태, 지진 해일 등이 발생했던 해에는 어김없이 관련 문제가 수능에 출제됐다.

이러한 출제 경향을 봤을 때 올해 수능에서도 사회적으로 큰 이슈가 된 문제는 출제될 확률이 높을 것으로 예상된다. 따라서 올해 2월 발생했던 대규모 홍염 분출, 앞으로 일어날 여러 가지 기상 이변, 지진과 화산에 의한 인명 피해와 같은 현상이 발생한다면 그냥 지나치지 말고 관심있게 지켜봐야 한다.

11월 수능까지 지구과학 영역을 효과적으로 대비할 수 있도록 단원별 학습 전략과 학습 포인트를 중심으로 설명한다.

1. 소중한 지구
전반적으로 어려운 개념은 없으나 암기해야 할 용어가 상당히 많이 나온다. 예를 들어 고령토, 보크사이트, 주상절리, 박리작용, 테일러스 등과 같은 용어를 암기할 경우 인터넷이나 자료 등을 통해 직접 이미지를 찾아보고 단어의 뜻을 연계시키면 기억하는 데 도움이 된다.

☞ 학습 포인트
① 지구 환경 요소는 서로 밀접한 관련을 갖고 상호작용이 발생하며 물, 탄소, 에너지 순환은 평형을 이루고 있음을 이해한다.
② 지구상의 물, 토양 등의 자원이 어떻게 사용되는지를 포함해 친환경 에너지의 특징도 알아둬야 한다.
③ 한반도의 다양한 지질 및 지형의 전반적인 특징을 파악하고 이러한 지형이 어떻게 생성됐는지 이해한다.

2. 생동하는 지구
여기에서는 흐름의 큰 틀을 이해하는 게 중요하다. 사실 중학교 시절부터 배워왔던 내용이 담겨 있다. 지진, 화산, 판구조론, 기단, 전선, 기압, 바람, 기후 등의 단원은 단순 암기로 해결하기 어렵기 때문에 반드시 원리를 이해하면서 학습해야 한다.

☞ 학습 포인트
① 마그마의 종류에 따른 화산의 형태를 구분하고 화산 분출물의 특성을 이해한다.
② 지진파의 특성을 파악하고 진도와 규모의 개념 등을 공부해야 한다.
③ 판의 경계에 따른 지형의 특성 부분 등을 요약해 둔다.
④ 고기압과 저기압일 경우 나타나는 차이에 대해 이해하고 온대 저기압의 이동에 따른 일기 변화를 숙지한다.
⑤ 대기 대순환과 해류의 특성을 연관시켜 기후 변화, 해류의 분포를 이해한다.

3. 위기의 지구
환경오염이 사회적으로 큰 문제가 되고 있기 때문에 출제빈도가 매우 높아졌다. 이 단원에 대비하기 위해서는 언론·매체 등에서 보도되는 환경오염이나 기상이변 뉴스를 관심있게 보는 것도 중요하다. 하지만 관련된 서적을 읽어보고, 여기에 따른 개념을 다시 한 번 확인하는 자세도 필요하다.

☞ 학습 포인트
① 여러 가지 오염 물질과 그에 따른 피해 등을 알아야 한다.
② 지구 기후의 내적 변화 요인, 천문학적 변화 요인을 이해한다.
③ 엘니뇨, 지구 온난화, 오존층 파괴, 사막화 현상 등 각종 기후변화 현상을 이해하고 주어진 자료를 분석할 수 있는 능력을 갖춰야 한다.

4. 다가오는 우주
이 단원에서는 여러 천체들의 운동을 이해해야만 한다. 직접 눈으로 확인할 수 있는 현상이 아니며 지구인의 입장에서 생각하다 보니 어렵게 느껴질 수밖에 없다. 상대적인 운동의 개념을 갖고 이해하는 게 중요하다. 학생들이 가장 어려워하는 단원인 만큼 만점을 받기 위해서는 완벽한 학습이 요구된다. 특히 어려운 좌표계는 개념적용 문제를 많이 풀어보는 게 중요하다.

☞ 학습 포인트
① 천체의 일주 운동, 연주 운동, 좌표계와 남중 고도를 이해한다.
② 태양 흑점의 전반적인 특징, 달의 위치에 따른 위상 변화 및 관측의 특징, 일식과 월식의 원리와 현상 등을 파악한다.
③ 내행성과 외행성의 운동과 관측에 대한 전반적인 이해가 필요하다.
④ 태양계 행성들의 특징 및 여러 가지 탐사 방법에 대해 알아둬야 한다.

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