2010학년도 수시모집 자연계 논술 출제의도와 문제해설

2010학년도 고려대학교 수시모집 2 자연계 논술시험이 2009년 11월 21일 시행되었다. 2010학년도 자연계 논술은 예년과 같이 과학 교과와 수리 전반에 걸쳐 통합교과형으로 출제되었다.

이번에 실시된 수시모집 자연계 논술 시험의 특징은 다음과 같다.

1. 출제범위는 선택과목으로 인한 문제점을 고려하여 과학 과목의 경우 과학 과목 I의 내용을 기본으로 하였다.

2. 고교 과학교육 및 공교육의 정상화를 돕기 위해 제시문과 논제에 사용된 소재와 개념은 이미 중・고등학교 교과서를 통해 익숙하게 다루어지는 것들로 택하였으며, 충실한 학교교육을 받은 학생이라면 충분히 풀 수 있는 문제들을 출제하였다.

3. 수리의 경우 수열, 극한, 미분과 적분 그리고 벡터와 같은 고등학교 수학교과 과정의 여러 개념을 통합한 문제를 출제하였고 기본 개념에 대한 이해도와 계산능력을 측정하고자 하였다. 과학은 분자의 구조와 물성 간의 상관관계를 논리적으로 추론하는 문제. 호르몬과 수용체의 관계 및 항상성의 유지에 대한 이해와 논리적 추론을 요구하는 문제, 그리고 수리와 물리가 통합된 문제로 미끄럼틀과 빛의 굴절 현상과의 연관성을 찾는 문제를 출제하여 통합적인 이해와 논리적 분석능력을 평가하고자 하였다.

논제 해설

논제 1

고등학교 자연계 수학교과과정에서 핵심적인 내용을 구성하고 있는  수열, 극한, 미분과 적분 그리고 벡터의 기본개념을 잘 이해하고 있는지 능력을 측정하고자 하였다.

곡선과 직선에 의해 둘러싸인 도형의 넓이를 적분을 사용하여 구하고, 직선의 기울기와 접선의 기울기가 같은 점의 위치를 미분을 사용하여 찾아내고 그것을 바탕으로 삼각형의 넓이를 등비수열의 개념을 사용하여 구하는 문제를 출제하였다.

또한 [eqn: x]값의 변화에 따른 직선의 기울기의 변화에 대한 극한값도 계산하고, 두 직선 사이의 각도를 이등분하는 점의 위치를 내적을 사용하여 찾는 문제를 출제하여, 고등학교 과정의 기본개념을 기하학적으로 이해하고 활용하는 능력과 계산능력을 측정하는 것에 역점을 두고 출제하였다.

논제 2

논제 2는 물질의 구조와 성질에 관한 문제로 ‘화학I’ 교과과정에서 집중적으로 다루고 있는 탄소 화합물의 물리적, 화학적 성질에 대한 통합적 이해력과 논리적 분석력을 측정하고자 하였다. 구체적으로 ‘과학’ 교과과정에서 다루고 있는 화학적인 안정성(화학에너지)과 반응시 방출되는 열에너지간의 연관성을 정확하게 이해하고 있는지 평가하고자 하였으며, 제시문에 주어진 예로부터 화합물의 구조와 분자간 상호작용의 관계를 추론하고 이를 논제 해결에 응용할 수 있는 논리적 사고력을 평가하고자 하였다.

제시문 (나)에서는 알켄 화합물의 기하 이성질체에 대하여 설명하였으며, 제시문 (다)에서는 비대칭 탄소를 가진 화합물의 거울상 이성질체에 대하여 설명하였다. 제시문 (라)에서는 생체를 구성하는 물질은 한 쪽 거울상 이성질체로만 만들어지며, 합성된 두 거울상 이성질체가 생체 내에서 다른 상호작용을 유발할 수 있다는 사실을 제시하였다.

논제 (a)는 원자 사이의 반발력 차이를 바탕으로 두 이성질체의 화학에너지 차이를 이해하고 이로부터 반응열 차이를 설명할 수 있는지 묻고 있다. 논제 (b)는 분자구조의 대칭성과 분자 극성에 관한 상관관계를 이해하고 이를 화합물의 분리실험에 적용할 수 있는 지를 묻고 있다. 논제 (c)는 제시문 (라)부터 두 거울상 이성체가 또 다른 거울상 이성체와 상호작용하는 정도에 차이가 있음을 추론하고 이를 이용한 분리 실험을 고안할 것을 요구하고 있다.

논제 3

생물 과목의 제시문들은 고등학교 생물 I 교과에 소개된 ‘호르몬’에 관한 기본 내용과 이에 관한 실험 그리고 ‘항상성의 유지’에 관한 정보를 담고 있다. 논제의 3개 문항은 이 제시문을 바탕으로 수험생의 학업 성취력과 논리적 사고력을 평가하기 위한 의도로 출제되었다. 호르몬과 수용체의 작용에 관한 이해를 물어보는 1번 문제에서는 생물 교과 과정을 얼마나 충실히 이해했는지 물어보고자 하였다. 호르몬의 정의를 이해하고, 수용체와의 결합을 통해서 그 신호가 전달됨을 이해한다면 쉽게 풀 수 있다. 2번 문제는 호르몬에 의한 세포 내 신호 전달과 이에 따른 생체 항상성의 유지에 대한 내용에 대한 이해만 있다면 쉽게 접근할 수 있는 문항이다. 생물체는 외부나 체내 환경의 변화에 항상성을 유지하려 하고 있는데, 이에 따른 생체 피드백 과정을 이해하고 있었다면 제시문에서 보인 자동차 파워 스티어링 시스템과의 차이점을 생각하고 논술할 수 있을 것으로 생각하였다. 3번 문제는 단순 암기의 차원을 넘어 수험생이 수용체의 작용 원리에 관한 과정을 얼마나 자세히 이해하고 있으며, 각 과정을 분석할 수 있는 능력이 있는지를 물어보고자 하였다. 호르몬은 크게 단백질계 호르몬과 스테로이드계 호르몬으로 나뉘어 질 수 있으며, 단백질계 호르몬과 스테로이드계 호르몬의 수용체의 세포 내 위치를 파악하고 있었다면 어렵지 않게 풀 수 있다.

논제 4

“미끄럼틀 문제”로 요약되는 논제 4는 물리 및 수학과목에 나오는 다양한 기본 개념이 유기적으로 통합된 것으로서 고려대학교 자연계 통합논술의 전형적인 유형에 속한다. 고등학교 교육 정상화를 위하여 모든 소재는 상식과 고등학교 물리 I과 수학 10, 수학 I, 및 수학 II 교과서의 범위 안에서 택하였다. 이 문제에서는 고등학교 물리 I 교과서 힘과 에너지 단원에 나오는 힘의 합성과 등가속도 운동의 개념, 그리고 파동과 입자 단원에서 나오는 파동의 굴절을 통합적으로 다루고 있다. 나아가, 중학교 수학 교과과정에서 다루는 2차 방정식과 중학교 및 수학 10-나에서 다루는 삼각함수의 부등식, 수학 II 교과에 나오는 도함수의 활용에서 배운 지식을 잘 이해하고 활용할 줄 아는가도 묻고 있다. 이 논제에서는 비록 물리적인 소재를 활용하였으나 물리적인 지식을 제시문에 명확히 소개함으로써 물리교과를 배우지 않은 학생도 논리적 사고만으로 풀 수 있도록 배려하였다.

제시문 (아) 및 (자)의 해설

제시문 (아)에서는 놀이터에서 흔히 볼 수 있는 미끄럼틀의 예를 활용해서, 목적지에 가장 빨리 가기위해서 직선으로 이동해야 한다는 상식이 틀릴 수 있음을 소개하고 있다. 단순화 시킨 미끄럼틀을 도입하여 이를 설명하기 위한 단계적 접근 방법을 제시하고 있다.

제시문 (자)에서는 빛의 굴절현상을 설명하는 스넬의 법칙을 소개하고 있다.

논제 4의 해설

(a)번 문항에서는 제시문 (아)에서 소개한 미끄럼틀의 문제를 푸는데 열쇠가 되는 두 단계의 기본적인 도구를 논리적으로 구축하는 능력을 평가하고 있다. 속도와 각도의 효과가 구체적으로 어떤 형식을 띠며 곱의 형태로 분리되는가를 명확히 보이면 좋은 평가를 받을 것이다.

(b)번 문항에서는 단순화 시킨 미끄럼틀에 제시문 (아)에 나오는 단게 1과 2의 결과를 응용하는 능력을 평가하고 있다. 응용 부문의 상황은 단게 1로부터 단계 2로의 논리적 전개 과정과 달리 두 단계의 종합적인 결과를 바탕으로 그림의 상황을 정확히 파악한 뒤 이에 알맞은 형식으로 적용해야 한다.

(c)번 문항에서는 (a)와 (b)를 해결하는 과정에서 쌓은 지식을 바탕으로 가장 빨리 도착점에 도달하는 경로가 만족하는 성질을 논리적으로 파악하는 능력을 평가하고 있다. 함수가 극값과 미분의 관계, 삼각함수의 부등식을 적절히 활용해서 걸린 시간이 최소가 될 때 경로가 수직선과 이루는 각도의 대소를 판별하면 된다. 이 과정에 필요한 다양한 수학적 기술들을 제시문에 자세히 설명하여 수험생에게 충분한 편의를 제공하였다.

(d)번 문항에서는 미끄럼틀 문제를 해결하는 과정에서 터득한 논리적 접근방법을 빛이 굴절하는 현상에 적용하여 시간이라는 관점에서 생각해 보도록 하고 있다. 간단한 미끄럼틀의 경우와 같이 빛이 가는 길을 바꿔보면서 걸린 시간이 가장 짧아지는 경로가 스넬의 법칙과 일치함을 보임으로써 스넬의 법칙이 다른 각도로 이해될 수 있음을 논술하여야 할 것이다.