그래프 · 그림 · 표 자료 해석 문제… 통제(조작)변인, 바뀐 조건 반드시 파악해야!!
그래프 · 그림 · 표 자료 해석 문제… 통제(조작)변인, 바뀐 조건 반드시 파악해야!!
  • 김준환 기자
  • 승인 2012.08.31 10:05
  • 댓글 0
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백석고 최현석 교사

“이공계열 학과에 진학하려는 학생들을 단순히 잠재적인 기술 인력으로만 바라볼 게 아니라 기술적 전문성을 함양한 미래의 경영 인력으로 생각했으면 좋겠어요. 이를 위해 고등학교 때부터 이공계 학생들의 깊이 있는 수학, 과학 학습을 유도할 수 있었으면 하는 바람이에요.”

일산 백석고 최현석(41) 교사는 이공계 학생들을 바라보는 마음이 조금 더 애틋하다. 왜냐하면 6년여 동안 엔지니어링 플라스틱 분야 엔지니어 겸 연구원으로 일한 후 평소 뜻한 바가 있어 교직에 입문했기 때문이다. 교사가 된 이후 경기도교육청 전국연합학력평가 검토위원, 경기도교육청 진학지도지원단 단원, 과학탐구 연구과학 교사모임(명칭 ‘교실 속 마술사’) 등으로 활동했다. 그동안 문제출제, 진학지도, 진학상담 관련 통계업무, 진학컨설팅 코디네이션 등 다양한 업무를 통해 교사로서의 전문성도 차곡차곡 쌓아왔다.

“학창 시절 자연 현상에 숨어 있는 원리를 깨우칠 수 있게 해 주는 과학 과목이 가장 재미있었어요. 과학에 흥미를 얻는 학생들을 접할 때와 이해되지 않는 개념이나 풀리지 않는 문제를 들고 찾아와 깨달음을 얻고 돌아가는 학생들의 뒷모습을 볼 때 교사로서 가장 큰 보람을 느끼게 돼요.”

‘왜(Why) 공부법’, 왜 중요할까?
최 교사는 끊임없이 ‘왜?’라는 질문을 던지고 질문에 대한 답을 찾아나가는 과정이 중요하다고 강조한다. 과학은 주어진 현상에 대한 자연의 논리적 근원을 탐구하는 학문이다. 따라서 그 출발점은 바로 ‘왜?’라는 질문에서 비롯된다는 게 그의 주장이다.

최 교사는 어떤 현상에 대해 제시되는 권위 있는 설명 방식이라 할지라도 무조건적으로 받아들이면 안 된다고 얘기한다. 자신만의 고유한 의문을 거쳐 반성적으로 수용하는 자세를 가져야 된다고 말한다.

“공부를 잘 하는 학생들이 대개 질문을 많이 하죠. 수업하다 시간에 쫓겨 보충 설명을 제대로 하지 않은 부분이 있으면 족집게처럼 그 부분만 골라 물어보더라고요.(웃음) 부족한 부분을 자기 언어로 이해하면서 완전히 소화하려고 노력하니까 성적도 잘 나오는 거 아니겠어요?”

최 교사는 화학 과목에 등장하는 개념을 들어 질문의 중요성에 대해 설명했다. “화학식 중에 분자식, 실험식이 있는데 그냥 화학식으로고 부르면 되지 왜 다르게 구분하는지 궁금해 하는 학생들이 많지 않은 것 같아요.” 분자식과 화학식은 분자라는 최소의 단위 유무에 따라 결정된다. 다이아몬드는 탄소들의 끝없는 결합 형태로 이뤄지기에 실험식이 되고, 물은 수소 2개와 산소 1개가 결합한 최소 단위를 만들고 모여 있는 구조이므로 분자식이 되는 것이다. “분자식과 실험식을 어떻게 구분하느냐, 다이아몬드와 물이 실험식이냐 분자식이냐를 따지려는 게 아니에요. 기본 개념과 용어에 대해 ‘왜?’라는 질문을 지속적으로 던지는 것. 우리 학생들에게 이런 학습 태도가 많이 부족해 보여요.” 이런 지적은 최근 수학능력시험 문항이나 논술 문제에서 학생들에게 요구되고 있는 근본적인 학습 태도의 변화와도 맞물려 있는 부분이다.

그래프•그림•표 등에서 통제(조작)변인, 바뀐 조건 등을 파악하라
많은 수험생들이 과학탐구 영역에서 어렵게 인식하고 있는 것 중의 하나가 바로 그래프•그림•도표 등을 활용한 응용•변환된 형태의 문제다. 교과서에서 달달 외웠던 그래프•그림•도표임에도 불구하고 살짝 변형을 주면 왜 정답 찾기가 힘들어질까?

이 문제에 대해 최 교사는 다음과 같은 해결책을 내놓았다. “그래프•그림•도표 등이 있는 자료를 해석할 때 하나의 개념이나 이론과 관련된 대표적 탐구 자료를 십분 이해한 후 자료에 담긴 심층적인 의미, 시사점, 결론 등을 다양한 측면에서 되짚어 보고 관찰하며 분석해야 돼요.” 즉, 통제(조작)변인이 무엇인지를 명확히 확인하고 제시된 탐구 자료에 대해 변수를 의미 있게 변화시켰을 때의 결과를 유추해 보는 것이다.

또한 최 교사는 그래프를 꼼꼼히 분석하는 습관을 가져야 한다고 얘기했다. X축과 Y축이 무엇을 의미하는지, X축과 Y축이 역수로 표현돼 있는지, 그래프의 위치가 전후좌우로 이동했다면 변인이 무엇인지 등을 따져보는 게 과학탐구 고득점 획득을 위한 학습방법임을 강조했다.

“이해하기 쉽도록 ‘보일의 법칙’으로 예를 들어 볼까요? 일정 온도에서 일정량의 기체가 보여주는 압력과 부피의 반비례 관계를 말하고 있는 이 법칙은 전형적인 형태로 등장하는 반비례 곡선이죠. 하지만 ‘부피의 역수’ 혹은 ‘압력과 부피의 곱’이라는 새로운 변수를 도입하면 ‘보일의 법칙’도 정비례 관계 또는 일정한 크기의 상수로 표현될 수 있어요. 게다가 기체의 양이나 온도가 변하면 그래프의 기울기나 위치 등에도 변화가 나타나죠.” 이와 같이 그래프, 그림, 도표 등에서 몇 가지 조건을 바꾸는 방식은 기본적인 개념 이해와 함께 응용력이 없다면 정답을 찾아내기란 쉬운 일이 아니다. 결국 하나의 현상에 대해 다양하게 접근하면서 적극적인 해석을 하는 학습 태도가 중요하다는 게 최 교사가 말하는 핵심 포인트다.

과학탐구, 고3 1학기 이전부터 차근차근 준비하자!
최 교사는 “과학탐구도 장기간에 걸쳐 지속적으로 학습해야 한다”고 조언했다. 고3으로 올라간 학생들은 1학기엔 국영수 위주로 공부하고 여름방학부터 과학탐구를 본격적으로 병행하는 경우가 많은데 이런 공부법은 바람직하지 못하다.

국영수 교과에 비해 일반적으로 과학탐구 교과는 2개 교과의 성적을 종합해 등급이 결정된다. 즉 한 학생이 과학탐구 교과에서 우수한 등급을 얻기 위해서는 최소한 2개 이상의 서로 다른 모집단에서 각각 우수한 개별 등급을 얻어야 한다. 가령 물리Ⅰ과 생물Ⅰ에서 모두 고득점을 얻기 위해서는 물리Ⅰ과 생물Ⅰ을 모두 잘하는 학생은 물론, 물리Ⅰ과 생물Ⅰ만 각각 잘하는 학생들과 모두 경쟁해야 하므로 국영수 교과에 비해 경쟁이 더 치열할 수 있다는 것이다. 더욱이 고3 여름방학 이후에는 과학탐구에서 한 교과에만 집중하는 학생들이 점점 더 증가하므로 경쟁은 더 심화된다. “과학 탐구 등급에 대해 도전적인 목표를 가진 학생이라면 최소한 고3 1학기 이전부터 조금씩이라도 꾸준히 학습을 진행해야 된다는 얘기죠.”

최 교사는 “9월 수능 모의평가 시험을 마치면 지난 6월 모의평가와 함께 기출문항을 철저하게 분석해야 한다”며 “비슷한 유형의 문제일 경우 깊이 있게 공부해 실제 수능에서 유사한 문제들이 나오면 실수하지 않고 정확하게 풀 수 있도록 해야 한다”고 충고했다. 마지막으로 최 교사는 “기본서 EBS 교재와 연계된 문제들이 많이 출제되므로 EBS 교재에 나오는 유사한 문항들은 모두 찾아 속속들이 풀어봐야 한다”고 말했다.


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