고등학교에 진학하면 1학년 때 배우는 통합과학 교과의 높은 난도 장벽에 부딪힌다. 과학 심화 학습 경험이 있는 학생을 제외하고는, 대다수 학생이 통합과학의 내신 난이도에 적잖이 당황할 수 있다. 대체 통합과학이 어떻길래? 통합과학 교과서에서 다루는 내용과 학생들이 가장 어려워하는 부분은 무엇인지 살펴보고, 예비 고1 겨울방학 학습 가이드를 담았다.
도움말 싸전학원 전진홍 원장(싸전에듀 대표, ㈜스토리에듀 기획이사, 대치올림피아드 과학과 원장, 빅5 과학원장), 큐싸이언스학원 신한규 원장


통합과학 교과서 들여다보기

통합과학 교과서 단원 구성과 특징
고1 때 배우는 통합과학 교과서는 어떻게 구성되어 있을까?
싸전학원 전진홍 원장은 “통합과학은 과목의 성격을 이해하는 것이 중요하다. 그래야 자신에게 맞는 학습 전략을 세워 학습할 수 있기 때문”이라며, 각 단원의 특징을 다음과 같이 언급했다.

<1단원 - 물질과 규칙성>
우주의 시작과 원소의 생성으로 물리와 지구과학 내용을 동시에 다루고 있으며, 원소들의 화학결합 내용도 포함하고 있다. ‘자연의 구성’에서는 생명체를 구성하는 물질이 결합규칙을 통해 형성되는 내용이 연계되어 있어, 신소재에 대한 호기심을 불러온다. 참고로 신소재는 과학토론대회 주제로도 자주 등장하므로 교과적인 접근 외에, 비교과적인 접근의 학습도 도움이 된다.

<2단원 - 시스템과 상호작용>
첫 번째 소단원인 지구 시스템은 ‘에너지와 물질의 순환’과 ‘지권의 변화 과정’에 대해 배운다. 두 번째 소단원에서는 생명 시스템의 기본 단위와 화학 변화, 정보의 흐름을 연이어서 배운다. 용어가 생소할 수 있고, 전체적인 관점에서 보는 흐름을 놓치면 학습하기 어려울 수 있는 단원이다.

<3단원 - 변화의 다양성>
대표적인 학습 내용은 첫 번째 소단원 화학 변화에서 배우는 ‘산화 환원 반응’이다. 산화와 환원 부분이 어렵다면 개념상의 오류를 체크해 접근해야 한다. 생물의 다양성 부분은 개정 전 중등 과정에 속해 있던 지질 시대의 내용과 생물의 진화, 이와 관련한 다양성을 배운다.

<4단원 - 환경과 에너지>
생태계의 구성 요소와 평형을 주제로 에너지의 전환과 그에 따른 효율적인 이용에 대해 배운다. 단원 전체에 대한 부분 학습의 흥미도를 높이려면 신재생 에너지의 개념을 이해하는 것도 학습에 큰 도움이 된다.


물·화·생·지 Ⅰ·Ⅱ 핵심 내용과 연계 
학생들이 통합과학을 어려워하는 이유는 여러 영역이 하나의 과목으로 엮어져 있기 때문이다.
큐싸이언스학원 신한규 원장은 “통합과학은 중등 3년의 내용과 고2 때부터 배우는 물리학, 화학, 생명과학, 지구과학 전 과목 Ⅰ, Ⅱ 과목의 핵심 내용을 모아 통합 주제로 묶어서 만든 교과이다. 각 단원은 일정한 스토리를 가지고 있다. 여기서 스토리란 우주(에너지와 물질) 탄생 > 물리적 상호작용(시스템 형성) > 화학적 상호작용(생태계 형성) > 종합적 결과(문명의 발달)로 이어져 있어 상당히 서사적”이라며 단원별 연계된 과목의 개념을 예시로 들어 다음과 같이 설명했다.
1단원 물질과 규칙성은 물리Ⅰ,Ⅱ(빅뱅), 화학Ⅰ(화학결합), 지구과학Ⅱ(지구형성)와 연계되어 있으며 우주 탄생, 원소 다양성과 화학결합, 지구 및 생명체의 화학적 형성 등을 다룬다.
2단원 시스템과 상호작용은 물리Ⅰ,Ⅱ(역학), 화학Ⅱ(화학반응), 생명과학Ⅰ,Ⅱ(물질대사, DNA)와 연계되어 있으며 지구의 역학 시스템, 물질 및 지각 변동, 생명의 시스템 등을 다룬다.
3단원 변화와 다양성은 화학Ⅰ,Ⅱ(산화 환원, 산염기 중화반응), 지구과학Ⅰ(지질시대), 생명과학Ⅱ(진화) 과목이 연계되어 있으며 화학반응, 생물의 탄생과 발전 등을 다룬다.
4단원 환경과 에너지는 생명과학Ⅰ(생태계), 물리Ⅰ,Ⅱ(에너지)와 연계돼 생태계의 구성 요소와 평형, 에너지의 흐름과 대체 에너지 등을 다룬다.
또, 신 원장은 “단원별 핵심 내용이 통합과학 이후 배울 과학 과목들과 매우 밀접하게 연계되어 있어, 자연계열(의·치·한의예, 자연·공학 분야 등) 전공을 희망하는 학생이라면 통합과학부터 꼼꼼하게 학습해야 한다”고 강조했다.


통합과학 궁금증 Q&A

Q. 통합과학 내신 공부, 큰 틀의 학습 방향이라면?

신한규 원장 : “입시 기조 등 여러 가지 복합적인 이유로 1학년 과학 지도교사에 물리 선생님이 거의 포함되는 편이라, ‘물리 중심’으로 지도하는 경우가 많다. 특히 중학교 때와 달리, ‘제시어를 포함하여 서술하시오’, ‘제시된 조건을 충족하여 작성하시오.’ 등과 같이 서술 능력을 강조하는 출제 경향이 특징이다. 서술형 배점도 높은 경우가 많다. 따라서 문제 풀기 중심의 학습보다 개념을 정확히 이해하고 스스로 표현할 수 있도록 학습한 뒤 문제를 풀어나가야 한다.”

전진홍 원장 : “통합과학은 학교별로 편차가 큰 과목이며, 교육 과정에서 다루는 기본 개념들을 학습하고 이해하는 것이 중요하다. 높은 사고력을 요구하는 문제를 내는 학교도 있으나 기존의 출제된 문제와 비슷한 형태를 제시하고 학습의 충실성을 평가하도록 하는 문제들이 많은 편이다. 내신 기출문제를 풀어보면서 문제의 이해력과 해결력을 높이는 연습이 필요하다.”


Q. 강남서초 고등학교의 통합과학 내신 출제 경향이라면?

신한규 원장 : “강남지역 남고(단대부고, 상문고, 서울고, 세화고, 중동고, 휘문고 등)는 변별력을 위해 고난도 문제가 주로 출제된다. 물리, 화학 연계가 많으며 까다로운 서술식으로 출제하고 감점하거나 문제가 길고 복잡하다. 그러나 대부분 학교에서 관련 프린트를 제공하고 이를 바탕으로 출제하는 편이다. 현대고는 다른 과목에 비해 통합과학 난이도는 비교적 무난한 편이지만, 학교 부교재와 수업 내용을 충실히 학습해야 한다. 이 외 일반고들은 학교 선생님에 따라 출제 경향이 변화하지만, 1학기가 어렵게(특히 물리에서 고난도 문제 출제), 2학기는 평이해지는 것이 일반적이다. 여고는 자사고인 세화여고를 비롯해 숙명, 은광, 진선여고 모두 통합과학 학습 핵심은 학교에서 배포하는 부교재와 자료들이다. 수업에 충실하지 않으면 절대 맞히기 힘든 문제들을 포함해, 꼼꼼하게 보지 않으면 놓치기 쉬운 문제들을 주로 출제한다.”

전진홍 원장 : “학교마다 차이가 있지만, 과학 과목의 특성상 ‘핵심 개념은 기본적인 암기’가 꼭 이루어져야 한다. 특히 내신에 철저히 대비하려면 그림과 그래프, 사진 자료들을 꼼꼼하게 체크해야 한다. 예를 들어 수평으로 던진 물체의 운동과 자유낙하 운동을 비교하는 문제가 출제되면 수평으로 던지기 직전 등속운동 구간의 물체 운동을 정확히 분석해야 해결 할 수 있는 문제들을 출제한다.”


Q. 통합과학 단원 중 학생들이 가장 어려워하는 부분이라면?

신한규 원장 : “대다수 학생이 1, 2단원을 어려워한다. 3단원의 화학 파트도 어려운 편이지만 학습 분량이 적어 비교적 쉽게 극복할 수 있다. 1단원 물질과 규칙성에서는 주기율표부터 전자배치, 공유결합, 화학결합으로 이어지는 부분에서 어려워한다. 이 부분의 큰 맥락을 이해하지 못하면 지각과 생명체의 구성 물질과 신소재까지 이해하기 어려울 수 있다. 2단원 시스템과 상호작용은 물리학Ⅰ과 연계성이 더 높은 단원이라, 학교에서도 고난도 문항으로 많이 출제한다.”

전진홍 원장 : “1단원 물질과 규칙성을 꼽을 수 있다. 고등과학Ⅰ 시리즈 연계성이 큰 단원이라 내용이 생소하고 어렵게 느껴질 수 있다. ‘원자의 세계’, ‘화학 결합과 분자의 세계’, ‘역동적인 화학 반응’은 화학Ⅰ과 연계, ‘별과 외계 행성계’와 ‘외부 은하와 우주 팽창’은 지구과학Ⅰ과 연계, ‘물질과 전자기장’은 물리Ⅰ과 연계된다. 따라서 융·복합적인 과학 학습을 하지 않던 학생들이 접하게 되면 어려울 수 있는 단원이므로 깊이 있고 체계적인 학습이 꼭 필요하다.”


Q. 겨울방학 통합과학 예습, 어떻게 공부해야 할까?

신한규 원장 : “고난도 유형이 많이 포함된 1, 2단원을 먼저 학습하기를 권한다. 처음 학습할 때는 익숙하게 만든다는 느낌으로 공부하고 이후 반복 학습으로 문제를 해결해나가는 것이 좋다. 앞서 설명한 것처럼 전체적인 흐름이 서사적이므로, 전반적인 스토리를 떠올리며 세부 내용을 공부해나가야 한다. 겨울방학 때 조금 더 심화 학습을 하고자 한다면 통합과학을 공부하기 전, 물리학Ⅰ, 화학Ⅰ, 생명과학Ⅰ, 지구과학Ⅰ 중에 선택해 한두 과목의 핵심 단원을 학습해보기 바란. 통합과학은 학교별 출제 경향 차이가 큰 과목이라 고2 교과 일부를 연계 학습하고, 학교 배정 후 각 고교의 출제 경향에 맞춰 학습하는 전략이 효과적이다. 또한 중등 과정에서 배운 화학의 원소 기호, 화학 반응식, 물리의 에너지 산출 공식, 역학적 에너지 보존 등을 복습해두는 것도 큰 도움이 된다. 통합과학은 4단위로 국, 수, 영 교과 못지않게 중요도가 높다.”

전진홍 원장 : “통합과학은 가르치는 선생님들도 자신의 교수 방법에 따라 수업 편차가 큰 과목이다. 그 이유는 실생활과 밀접한 소재들로 내용을 구성했기 때문이다. 그래서 가르치는 사람의 경험과 준비 정도에 따라 수업의 차이가 많이 날 수 밖에 없다. 통합과학이 전체 내용의 70~80%를 중학교 과정으로 채웠다고 하지만, 학생들의 체감 난이도는 매우 높다. ‘통합’이라는 단어처럼 전체적인 내용의 흐름과 연계를 파악하지 못하면 어렵기 때문이다. 특히, 통합과학은 상대평가(석차 9등급제) 과목이라서 학습 부담감이 크다. 겨울방학 때 물리Ⅰ과 생명과학Ⅰ을 동시에 예습하면 도움이 될 수 있다. 특히 의학계열 및 자연계열 전공을 희망하는 학생은 통합과학 문제 해결력에 오류를 범하지 않는 차원에서 공부하는 것이, 인문계열 전공을 희망하는 학생은 개념적인 접근에 대한 이해 중심의 학습이 도움이 될 것이다.”


Q. 겨울방학 때 읽으면 좋을 통합과학 추천 도서는?

신한규 원장 : “①<더 위험한 과학책>(저자 랜들 먼로, 출판사 시공사)은 통합과학처럼 다양한 분야에 적용되는 과학을 제시하는 책으로 통합과학처럼 생각하는 연습을 할 수 있다. ②<법칙, 원리, 공식을 쉽게 정리한 물리, 화학 사전>(저자 와쿠이 사다미, 출판사 그린북)은 각종 공식과 원리를 정리하며 학습할 수 있다. ③<세계 미래 보고서 2022>(저자 박영숙, 제롬 글렌, 출판사 비즈니스북스)는 통합과학에서 다루는 대부분 내용을 포함해 모든 인문, 사회, 과학 분야의 미래를 언급하고 있어서 통합과학을 종합적으로 이해하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 진로 선택에도 도움이 될 수 있다.”

 
전진홍 원장 : “①<풀하우스>(저자 스티븐 제이 굴드, 출판사 사이언스북스)는 고생물학자 스티븐 제이 굴드의 모든 책을 관통하는 철학 ‘진화는 진보가 아니라 다양성의 증가’의 논증이 들어 있는 고전이다.  ②<센스 앤 넌센스>(저자 빈 랠런드, 길리언 브라운, 출판사 동아시아)는 진화생물학이 인간의 수준에서 논의될 때 반드시 숙지해야 할 학문적 역사와 함의를 담고 있다. 한쪽에는 인간 정신은 과학의 분석 대상이 아니라는 인문학자들이, 다른 한쪽에는 인간 정신을 모두 과학적으로 분석하려는 과학자들이 있다. 이 책은 균형 잡힌 시각으로 인간 행동에 대한 모든 과학적 시도들을 분석해나간다.”

 

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