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기출문제로 본 과학고 과학창의성 전형 <상> 과학편






지난해부터 실시된 과학고 과학창의성 전형의 핵심은 과학캠프다. 사고력·창의력·문제해결력을 평가하기 위한이 캠프에서 지원자들은 수학·과학 5~6문제를 풀어야 한다. 필답고사는 물론 개별발표·집단토론까지 다양한 평가과정을 거쳐야 한다. 올해 서울경기권 과학고는 다음달 18~20일에 열린다. 올해 2회째로 실시횟수가 적다 보니 수험생들은 기출문제정보가 부족할 수 밖에 없다. 서울·경기권 과학고를 중심으로 지난해 과학창의성 전형 기출문제를 상(과학)·하(수학)에 걸쳐 분석한다.

①실험설계

과제 수행, 문제 해결 능력 평가

한성·세종과학고

Q. 과제수행 2-2 : 전동기를 만들고 전동기의 회전 원리를 설명하고 간이 전동기의 성능과 연관된 요인을 찾아 가설을 세우고 가설을 검증할 수 있는 실험 방법을 설계하고 설명하시오.

경기북과학고

Q. 과학창의성 과제 3-1 : 경기북과학고 내의 생태연못, 실험동, 강의동을 관찰 가능 구역으로 주고 관찰한 내용을 바탕으로 탐구 주제 6가지를 정해서 실험 방법과 예상 결과를 기록하시오.

Q. 과학창의성 과제 3-2 : ‘액체 위에서 스티로폼 조각의 이동 속력을 조절하는 요인‘에 관련된 예비 실험을 하고 추가 재료를 이용해 스티로폼 조각의 이동 속력을 조절할 수 있는 구체적인 실험 방법을 설계하시오.

실험 관련 문항들을 살펴보면 특정 실험을 수행하고, 그 결과를 바탕으로 새로운 실험을 설계토록 하는 것을 알 수 있다.

과제 수준은 중학교 교과 범위를 벗어나진 않지만 실험에 필요한 변인통제, 가설 설정과 같은 정교한 과학적 사고과정을 요구한다. 과학 법칙·원리에 대한 정확한 이해가 기본이다. C&I 중등와이즈만 김형준 과학개발팀장은 “가설을 세우고 실험과정을 설계하는 능력을 살펴보면 과학적 사고력의 깊이를 알 수 있다”며 “이런 능력은 수 많은 과학실험을 직접 설계하고 수행해봐야 길러진다”고 설명했다.

과학교과서에 실린 기본실험들을 꼼꼼하게 점검하고, 예상치 않은 결과들이 도출됐을 때 오차를 수정하기 위한 실험을 다시 어떻게 수행할지 다양한 방법을 고민해보면 좋다. 과학잡지·서적에 소개되는 실험들도 좋은 소재다.

②창의성 평가 문항

실험·자료를 분석하고 창의적인 해결방법 제시

한성·세종과학고

Q. 창의성 2-2 문항 : 10여 가지 물질을 제시하고 그중에서 3개를 섞은 혼합물 4가지를 만들어서 그림으로 나타내고, 혼합물을 구성 물질로 다시 분리하는 과정을 제시하시오. (최대한 다양한 방법을 사용한다 / 중학교 교육 과정을 벗어나지 않는 내용이어야 한다 / 그림을 사용한 경우 그림에 대한 설명을 제시해야 한다)

경기북과학고
Q. 과학창의성 과제 4 : 과학자들은 태양계 밖에서 미지의 행성 X를 발견했다. 행성 X의 크기는 지구와 비슷하며, 표면이 단단하고 대기가 존재하고 지표 부근의 온도는 -50~50℃인 것으로 추정됐다. 과학자들은 우주 탐사선을 보내 행성 X의 특성 및 환경을 더 자세히 조사하는 프로젝트를 진행하면서 학생들의 관심을 불러일으키기 위하여 ‘탐구 계획안‘ 공모전을 열기로 했다. 공모전의 주제는 ‘실험 준비물을 가지고 우주탐사선으로 행성 X에 갔을 때 중학생 수준에서 해볼 만한 탐구는 무엇인가?’이다. 공모전의 심사 기준은 독창성(40), 과학성(40), 완성도(20)이다. 탐구 계획안 5개를 작성하시오.

창의성 문제의 특징은 특정 정답이 없는 다수의 답을 요구한다는 것이다. 창의성에서 가장 중요한 유창성을 확인하기 위해서다. 융통성과 독창성도 평가한다. 한성·세종 과학고의 문제는 물질의 성질과 특성을 알고 있으면 비교적 쉽게 답할 수 있었다. 그러나 실험 도구의 사용방법과 순서를 정확히 알아야 완성도 높은 답을 할 수 있다.

이처럼 유창성과 융통성을 보면서 동시에 정교함도 평가한다. 경기북과학고의 문제를 살펴보면 ‘중학생 수준에서 해볼 만한 탐구’라는 요구조건이 눈에 띈다. 김 팀장은 “독창성을 평가하면서 중학교 과학 이론·지식에 대한 정확한 이해를 요구하는 것”이라며 “단순히 ‘무엇을 하고 싶다’는 아이디어 수준이 아니라 탐구의 목적과 과학적 근거를 담은 ‘계획안’을 내야 한다는 사실에 주목해야 한다”고 충고했다.
 
③토의·토론 과제

과학적 분석력, 의사소통능력, 리더십 평가

한성·세종과학고

Q. 발표 문항 : 국립공원 가상의 섬 A를 개발하려는 개발위원회와 개발을 반대하는 환경 보호단체의 의견을 정리하고 두 단체의 입장을 모두 수용하는 방안을 제시하시오.

경기북과학고

Q. 집단토의면접 : 전자쓰레기로 인한 환경오염의 심각성을 인식하고, 이를 해결하기 위한 구체적인 실천방법에 대하여 자유롭게 토의하시오.

주어진 자료를 해석·분석하고 자신의 의견을 논리적으로 정리해야 한다. 과학적 지식에 근거해 정확한 결론을 내야 하는 주제뿐 아니라 특정 시사이슈에 대한 윤리적·도덕적 가치관을 묻기도 한다.

토의·토론 과정에선 자신의 의견만 무조건 고집하기 보다는 여러 의견 중 더 좋은 의견을 선택하거나 절충안을 제시하는 유연한 토론능력이 필요하다. 서울교대 과학교육과 장신호교수는 “논쟁이 아니라 토의·토론이라는 점을 분명히 알아야 한다”며 “상대방을 이겨야겠다는 공격적인 태도는 자신의 논리를 강화하기보다는 상대방을 깎아 내리는 언어와 행동으로 이어질 수 있다”고 주의를 줬다.

간단·명료한 대답으로 평가위원의 이목을 끌되 타인의 의견도 받아들일 줄 아는 리더십을 보여줘야 한다.

[사진설명] 과학고에선 실험·실습 수업 비중이 높다. 한성과학고 학생이 편광 현미경을 이용해 암석 박편을 관찰하고 있다.

<정현진 기자 correctroad@joongang.co.kr/사진=김경록 기자>

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‘북한의 급변사태와 안정화 전략’을 주제로 북한학 박사를 받았다. 국방연구원 안보전략연구센터ㆍ군사기획연구센터와 고려대학교 아세아문제연구소 북한연구센터에서 군사ㆍ안보ㆍ북한을 연구했다. 2016년부터는 중앙일보에서 군사ㆍ안보 분야 취재를 한다.