역학과 에너지 공부법 — 계산하라는 곳과 계산하지 말라는 곳이 원문에 적혀 있습니다, 성취기준 16개 (2022 개정, 진로 선택)

📌 한눈에 보기

· 역학과 에너지는 2022 개정 과학과 진로 선택 과목이고, 성취기준은 16개입니다. 시공간과 운동 6개, 열과 에너지 5개, 탄성파와 소리 5개입니다.
· 성취기준 문장이나 해설에 '정량적으로 ~한다'고 적힌 성취기준은 5개입니다. 힘의 합력, 포물선 운동, 원운동으로 보는 인공위성·천체의 운동, 비열과 잠열, 현·관의 길이와 정상파의 파장입니다.
· 반대로 우주선이 궤도에 오르는 원리는 정량적으로 다루지 않고, 열기관의 열 현상은 정량적인 계산을 지양하며, 파동 방정식은 도입하지 않는다고 적혀 있습니다.
· 2028학년도 수능 과학탐구는 통합과학을 출제하므로 이 과목은 수능 과목이 아닙니다. 학교 성적표에는 성취도(A~E)와 석차등급(1~5등급)이 함께 적힙니다.

역학과 에너지 시험 범위를 받아 온 아이가 "물리 계산 문제만 잔뜩이래" 하면, 문제집을 몇 권 더 풀려야 하나 고민이 됩니다. 과목 이름부터 계산이 많을 것 같습니다.

그래서 교육과정 원문에서 '정량적'이라는 말이 붙은 자리와, 계산을 빼거나 지양한다고 적은 자리를 찾아봤습니다. 대상은 교육부 고시 제2022-33호 [별책 9] 과학과 교육과정의 역학과 에너지 성취기준 16개와, 각 영역의 (가) 성취기준 해설, (나) 성취기준 적용 시 고려 사항이고, 성격과 평가 항목도 일부 인용했습니다. 같은 영역 안에서도 계산하는 곳과 줄인 곳이 함께 있었습니다.

같은 물리 분야의 일반 선택 과목은 물리학 공부법 — 성취기준 18개가 '어디에 쓰이는가'를 함께 묻습니다 (2022 개정, 고2 내신)에 따로 정리했습니다.

역학과 에너지는 어떤 과목이고, 성취기준은 몇 개인가요?

역학과 에너지란, 물체의 운동과 중력, 열과 열기관, 탄성파와 소리를 다루는 2022 개정 과학과 진로 선택 과목입니다. 과학과 진로 선택 과목은 8개이고, 그중 물리학 분야가 역학과 에너지와 전자기와 양자 두 과목입니다. 진로 선택 과목이 누구를 위한 것인지는 이렇게 적혀 있습니다. 「진로선택 과목은 이공계 진로를 선택하는 학생을 위한 과목으로, (…)」

‘역학과 에너지’는 시공간과 운동, 열과 에너지, 탄성파와 소리 영역으로 구성된다.

— 교육부 고시 제2022-33호 [별책 9] 과학과 교육과정 · 성격

관련 진로도 적혀 있습니다. 「(…) 기계, 항공, 조선, 건축, 토목, 음향 등과 같이 거시 수준에서 물체의 거동을 다루는 공학 계열 진로와 관련 있다.」

역학과 에너지 성취기준 — 영역별 수와 내용 요소

원문은 어디까지 계산하라고 적었나요?

성취기준 문장이나 (가) 성취기준 해설에 '정량적으로 ~한다'고 적힌 성취기준은 16개 중 5개입니다. 수치로 구하고 설명하라는 자리입니다.

'정량적으로 ~한다'고 적힌 성취기준 5개 (원문)

계산하는 자리에도 범위가 있습니다. [12역학01-01] 해설은 힘을 다루는 평면을 정해 두었습니다. 「마찰력, 장력, 수직항력 등 물체에 작용하는 여러 가지 힘은 2차원 평면상에서 작용하는 힘으로만 다루도록 제한하고, (…)」 인공위성과 천체는 원운동까지만 계산하고, 타원 운동은 정량적으로 다루지 않습니다. 시공간과 운동의 (나) 고려 사항에도 '정량적으로 분석'이라는 말이 있지만, 센서·동영상 분석 같은 탐구 활동에 붙은 말이라 위 5개에는 세지 않았습니다.

합력·포물선 운동·인공위성의 원운동, 비열과 잠열, 정상파의 파장에 '정량적'이라고 적혀 있으니 계산 연습은 여기서 시작하면 됩니다. 나머지에 계산이 없다는 뜻은 아닙니다.

계산하지 말라고 적은 곳은 어디인가요?

세 영역 모두에 계산을 빼거나 수학 도구를 줄인 문장이 있습니다.

• 우주선 발사 — [12역학01-05] 해설: 「(…) 우주선이 발사되어 궤도에 오르는 원리를 정량적으로 다루지 않고 뉴턴 운동 법칙과 운동량 보존 법칙을 이용하여 정성적으로 설명한다.」
• 열기관 — 열과 에너지 (나) 고려 사항: 「열기관 등에서의 열 현상의 정량적인 계산은 지양하고, 다양한 사례를 통하여 열역학 법칙의 활용 및 열효율을 높이기 위한 인류의 노력을 조사하게 하고, (…)」
• 파동 — 탄성파와 소리 (나) 고려 사항: 「파동 방정식을 도입하지 않고, 탄성체의 연속적 결합을 통하여 파동의 진행과 파동의 속성을 설명할 수 있음을 탐구 활동을 통하여 이해할 수 있게 지도한다.」

여기서 정성적으로 설명한다는 말은 수치 계산 없이 원리를 말로 설명한다는 뜻입니다.

블랙홀도 깊이가 정해져 있습니다. [12역학01-06] 해설은 「(…) 탈출 속도의 의미로부터 블랙홀의 의미를 기초적으로 설명하고, 위성 항법 장치(GPS) 시간 보정 등 중력 시간 지연이 실생활에서 활용되는 사례를 찾을 수 있게 한다.」라고 적었습니다.

열기관 쪽은 같은 교육과정의 물리학 과목과 함께 읽어 볼 만합니다. 물리학의 힘과 에너지 영역 (나) 성취기준 적용 시 고려 사항에는 이렇게 적혀 있습니다. 열역학 법칙과 과정, 열기관을 역학과 에너지로 넘긴다는 취지입니다.

열역학 법칙, 열역학 과정, 열기관은 고등학교 ‘역학과 에너지’에서 정량적으로 다루므로, (…)

— 교육부 고시 제2022-33호 [별책 9] 과학과 교육과정 · 물리학

이 문장은 '정량적으로 다룬다'고 적었는데, 역학과 에너지 쪽 원문은 위에서 본 대로 열기관의 열 현상은 정량적인 계산을 지양한다고 적었습니다. 두 표현이 어긋나 보이는 자리입니다. 열역학 과정은 역학과 에너지에서 다룹니다. [12역학02-03] 해설은 「등압 과정, 등적 과정, 등온 과정 등 다양한 열역학 과정을 통해 이상 기체에 가해진 열과 일, 내부 에너지의 변화 등 열역학 제1법칙의 기초를 이해할 수 있게 하고, (…)」라고 적었습니다. 두 대목을 나란히 놓으면, 같은 열 영역에서도 비열과 잠열은 계산하고, 열기관은 계산보다 사례와 평가 쪽에 무게가 실려 있습니다. 열기관 성취기준 문장도 그렇게 끝납니다.

[12역학02-04] 다양한 열기관에서의 순환 과정과 열효율을 설명하고, 열기관의 개발과 활용이 인류 공동체에 미친 영향을 산업발전과 환경 측면에서 평가할 수 있다.

— 교육부 고시 제2022-33호 [별책 9] 과학과 교육과정 · 역학과 에너지

이 문장들은 교육과정이 정한 기준이고, 학교 시험이 반드시 그 안에서만 나온다는 보장은 아닙니다. 열 단원에서 계산 문제가 얼마나 나올지는 학교가 안내한 평가 계획과 출제 범위로 확인합니다.

수능과 내신에서는 어떻게 되나요?

2028학년도 수능은 2026년 기준 고2가 치르는 수능입니다. 확정안의 과학탐구 문장은 이렇습니다.

(…) 사회·과학탐구 영역은 2022 개정 교육과정 교과목인 ‘통합사회’, ‘통합과학’을 출제하고 응시자 모두 동일하게 응시

— 교육부, 2028 대학입시제도 개편 확정안(2023.12.27)

역학과 에너지는 수능 출제 과목이 아닙니다. 대신 학교에서 이 과목을 이수하면 내신 성적이 기재됩니다. 확정안은 시안의 「모든 과목에 절대평가(A~E)·상대평가(1~5등급) 성적을 병기」를 원칙적으로 유지하고, 석차등급을 적지 않는 예외로 「체육·예술·과학탐구실험·교양, 사회·과학 융합 선택과목」을 들었습니다. 역학과 에너지는 진로 선택 과목이라 이 예외 목록에 들어 있지 않습니다. 따라서 성취도와 석차등급이 함께 적힙니다. 5등급의 비율은 내신 5등급제란? 1등급 10%·2등급 누적 34% — 고등학교 적용 학년과 9등급제 비교에 정리했습니다.

역학과 에너지를 몇 학년에 배우는지는 이 과목의 교육과정 원문에 적혀 있지 않습니다. 학교 편성표에서 확인합니다. 수능 과목과 편성표를 함께 보는 법은 예비 고2 겨울방학, 과외를 붙여야 할까 — 2028 수능 출제 과목과 학교 편성표로 정하는 법에 있습니다. 같은 진로 선택 과목인 수학의 미적분Ⅱ는 미적분Ⅱ 공부법 — 성취기준 23개 중 11개가 미분법, 증명을 요구하는 성취기준은 0개입니다 (2022 개정, 진로 선택)에서 다뤘습니다.

시험 범위를 받으면 어떤 순서로 나눠 준비하나요?

평가 방법에는 「(…) 지필 평가(선택형, 서술형, 논술형 등), 관찰, 실험⋅실습, 보고서, 면담, 구술, 포트폴리오, 자기 평가, 동료 평가 등의 다양한 방법을 활용한다.」라고 적혀 있고, 평가의 방향에는 「(…) 지식⋅이해 중심의 평가를 지양한다.」라는 문장이 있습니다. 원문은 평가 방법이 다양하다고만 적었고, 아래 순서는 이 글의 제안입니다.

• 영역 표시 — 시험 범위가 시공간과 운동, 열과 에너지, 탄성파와 소리 중 어디에 걸리는지 먼저 표시합니다.
• 계산 자리 — 합력, 포물선 운동, 인공위성의 원운동, 비열과 잠열, 이상 기체 법칙, 정상파의 파장은 기본 계산 문제가 풀리는지 확인합니다.
• 설명 자리 — 우주선이 궤도에 오르는 원리, 열기관이 산업과 환경에 미친 영향, 도플러 효과와 간섭의 활용은 원리와 사례를 문장으로 써 봅니다.
• 탐구 활동 — 원문의 탐구 활동에는 「스마트폰을 활용하여 도플러 효과 측정하기」 같은 실험이 있습니다. 수행평가로 나오는지는 학교 평가 계획으로 확인합니다.

※ 과목 개설과 이수 시기, 시험 범위와 평가 방식은 학교마다 다릅니다. 학교가 안내한 평가 계획을 함께 확인하세요.