과학자료해부하기- 과학의탐구

박선오 선생님

과학탐구 역

강 의 길잡이

■출제의기본방향

과학탐구 영역의 시험은 대학 교육을 이수하는 데 필요한 과학 개념에 대한 이해와 적용 능력 및 과

학적 탐구 사고력을 제7차 고교 교육과정의 내용과 수준에 따른 다양한 탐구 상황에서 측정할 수 있

도록 문항을 출제한다. (※ 여기서 개념은 단순한 과학적 사실과 같은 좁은 의미에서의 개념뿐만 아니

라개념, 원리, 법칙, 이론을포괄하는것으로사용된다.)

(출처: 교육과정평가원)

■자료분석능력이만점을보장한다.

수능을 비롯한 최근 모의 평가에서는 교과서에서 흔히 접할 수 있는 자료 뿐 아니라 변형시킨 새로운

자료를활용한문항이출제되고있다. 그러나 이런자료도교과과정상나와있는내용을바탕으로구

성한 것이기 때문에 낯설고 새로운 자료를 보더라도 당황하지 말고 알고 있는 교과 개념을 주어진 자

료에어떻게적용하여문제를해결한것인지를생각하며꼼꼼히살펴보는습관을길러야한다. 교과서

에 나오는기본개념및그림자료등은반드시이해하고숙지해야하며, 교과서에는없지만수능기출

이나평가원모의고사문제에자주등장하는자료들도분석할수있는능력을길러야한다.

제 강1

2

1 다음은철수가수행한탐구활동을순서대로나타낸것이다.

(가) 최근지구에서발생한대규모화산활동에대한신문기사를읽었다.

(나) 인터넷을이용하여최근발생한화산과지진에대한자료를수집했다.

(다) 화산과지진의발생위치를세계지도에표시했다.

(라) 세계적으로화산대와지진대가거의일치함을알았다.

철수의탐구활동과관련된지구과학의탐구방법으로가장적절한것은?

[2006년 9월모의평가문항 1]

①다양한복합성때문에다른분야와협동연구를한다.

②시간규모가방대하여현재사실로부터과거를추론하고미래를예측한다.

③공간규모가매우커서원격탐사를위한첨단장비를사용한다.

④자료수집과분석을통해결론에도달하는귀납적방법을많이사용한다.

⑤모형실험을통해실험실에서재현하기어려운자연현상을탐구한다.

과학의탐구방법에는연역적방법과귀납적방법이있다.

▶탐구방법에는생활주변으로부터의경험이나관찰된사실을바탕으로자료를수집하고

해석하여결론을도출하는귀납적탐구방법과자연현상이나사물에대해가설을설정하

고가설을검증하여결론을도출하는연역적탐구방법이있다.

과학자료해부하기(과학의탐구)과학탐구 역

1

제1강과학탐구 역- 박선오선생님 3

2 과학의탐구방법에는귀납적탐구방법과연역적탐구방법이있다. <보기>에서귀납적탐구

방법인것을모두고른것은?

1 철수는우유가상한것을우연히발견하였다. 그리고상한우유에서는세균A가많이관찰되

었다. <보기>는이세균이우유를상하게하는지알아보기위해철수가수행한탐구과정을순

서없이나열한것이다. [2000학년도수능문항38]

ㄱ. 아리스토텔레스는여러종류의썩은고기에서구더기가생기는과정을관찰한후생물의

자연발생설을주장하였다.

ㄴ. 다윈은측량선비글호를타고동·식물을채집해관찰한것을정리하여“생물은진화한

다.”라는결론을도출하였다.

ㄷ. 파스퇴르는“탄저병백신을양에게주사하면예방의효과가있다.”라는가설을실험을통

하여그 효과가있다는결론을도출하였다.

<보기>

①ㄱ ②ㄴ ③ㄱ, ㄴ

④ㄱ, ㄷ ⑤ㄴ, ㄷ

연역적탐구과정

사실관찰 → 문제인식 → 가설설정 → 탐구설계및수행 → 자료해석 → 결론도출

(가설의검증) (가설의일반화)

(가) 세균A는우유를상하게한다.

(나) 세균A가우유를상하게하였을것이라고생각하였다.

(다) 세균A를넣은우유는상하였고세균A가많이관찰되었으나, 세균A를넣지않은우유

에서는아무런변화가없었다.

(라) 완전히멸균한우유가든병두개를준비하였다. 한병에만상한우유에서분리한세균A

를넣고, 두병모두적당한온도를유지하였다.

<보기>

<보기>의탐구과정을순서에맞도록배열하여라.

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제1강 과학탐구 역

2 다음은과학의탐구과정을도식화한것이다.

< 탐구과정>

<보기>는로젠버그(Rosenberg)의실험을순서대로기술한것이다.

(가) 박테리아의배양액에전류를흘려주면박테리아가잘성장할것이다.

(나) 박테리아배양액에두개의백금전극을꽂고전류를흘려주었다.

(다) 같은실험을반복해도박테리아는모두죽었다.

(라) 실험에서박테리아배양액의바닥에노란색침전이생겼다.

(마) 바닥에생긴노란색침전을정제하여박테리아배양액에넣었더니박테리아가죽었다.

(바) 많은동물실험과임상실험의결과이노란색침전은제1세대항암제였다.

<보기>

로젠버그(Rosenberg)의실험과과학의탐구과정이옳게짝지어진것은?

①가설설정- (나) ②탐구설계및수행- (가)

③자료해석- (바) ④피드백- (마)

⑤결론도출- (다)

문제인식 가설설정

피드백

자료해석

결론도출

탐구설계와수행

제1강과학탐구 역- 박선오선생님 5

1 철수는이슬비는천천히떨어지는데비하여소낙비는매우빨리떨어지는것을본기억이났

다. 이슬비와소낙비는다같이물방울이지만크기와무게가다르다. 따라서철수는‘무거운

물체일수록빨리떨어질것이다.’라고생각하고이생각을검증해보기위해서무게가다른물

체를가지고낙하시간을측정해보았다. 다음물음에답하시오.

⑴이실험의조작변인을쓰시오.

⑵이실험의종속변인을쓰시오.

⑶이실험의통제변인두가지를쓰시오.

2 돼지의콜레라예방접종약을새로개발하였다. 이약의효과를알아보기위해같은조건에서

사용된동일품종의돼지50마리로실험을설계하여라.

변인을잘구별해야자료가눈에들어온다.

⑴변인의종류

①독립변인 ⁄ 조작변인- 의도적으로바꿔준요인

¤ 통제변인- 조작변인외일정한요인들

②종속변인- 실험결과가되는변인

⑵변인통제

▶조작변인과종속변인을확인하고, 이들에영향을미치는외적변인을통제함으로써

타당성있는결론을기대할수있다.̀

(조작변인→원인/ 종속변인→결과)

※1가설1조작변인- 가설하나에는조작변인이하나만있어야한다.

6

제1강 과학탐구 역

4 색깔에따라서태양복사에너지를흡수하는정도가다르다는것을배운영희는자동차에서도

같은현상이일어나는지궁금해졌다. 영희는아래와같은가설을세우고, 이를검증하기로했다.

<보기>

자동차의위치 자동차의색 자동차의종류 온도측정위치

① ㄱ ㄷ ㅁ ㅅ

② ㄱ ㄹ ㅁ ㅅ

③ ㄱ ㄹ ㅂ ㅅ

④ ㄴ ㄷ ㅂ ㅇ

⑤ ㄴ ㄹ ㅁ ㅇ

[가설] 햇볕을받으면자동차의색깔에따라차안의온도가달라질것이다.

<보기>의실험조건중에서영희의가설을검증하는데적절한조건끼리연결된것은? [1점]

[2002학년도수능문항33]

•자동차의위치 ㄱ. 모두양달 ㄴ. 2대는양달, 2대는응달

•자동차의색 ㄷ. 모두같은색 ㄹ. 검은색, 흰색, 빨간색, 파란색

•자동차의종류 ㅁ. 모두같은종류 ㅂ. 다양한종류

•온도측정위치 ㅅ. 차안의같은위치 ㅇ. 차안의서로다른위치

3 어느식물을부위별로같은양의표본을채취하여크기가같은삼각플라스크에넣고밀폐시킨

후조건에따라광합성실험을하였다. 실험을시작할때삼각플라스크에들어있던이산화탄

소의양은400mL 이었고, 3일후에남은이산화탄소의양은표와같았다.

온도가광합성속도에영향을미치는지알아보기위하여비교해야할플라스크는?

①A, B ②A, C ③A, E

④B, C ⑤D, E

조건

빛의색 온도(℃) 남은이산화탄소의양(mL)

적색 15 300

청색 27 380

적색 27 200

청색 27 410

황색 15 350

삼각플라스크

A

B

C

D

E

식물의부위

잎

줄기

잎

뿌리

잎

제1강과학탐구 역- 박선오선생님 7

5 다음은기질농도에따른효소X의반응속도를알아본실험이다.

[실험과정]

(가) 여러개의시험관에농도를달리한기질용액을넣었다.

(나) 각시험관에

(다) 최적온도에서10분간반응시켰다.

(라) 생성물의농도를측정하여초기반응속도를계산하였다.

[실험결과] 초기

반응

속도�

기질 농도�

(A)

(A)에들어갈내용으로가장적절한것은? [2008학년도수능생물 II 문항 1]

①효소X를같은양으로넣었다.

②효소X의양을다르게넣었다.

③효소X를가열하여양을다르게넣었다.

④일정량의효소X를2분간격으로넣었다.

⑤효소X와기질을섞어서양을다르게넣었다.

이가설을검증하기위해비교해야할화분은?

①(가), (나) ②(가), (다) ③(가), (라)

④(나), (다) ⑤(나), (라)

6 영희는어머니의김장을도와드리다가대부분의무가윗부분은녹색을띠고있는것을보았다.

영희는“무의윗부분이녹색을띠는것은햇빛에노출되었기때문이다.”라는가설을세우고다

음과같이실험설계를하였다.

무의노출정도

화분

무의상태

(가)

모두흰색

(나)

모두흰색

(다)

윗부분녹색

(라)

윗부분녹색

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제1강 과학탐구 역

7 다음은영희가수행한탐구과정의일부이다.

8 다음그림은제초제가새의발생에미치는영향을확인하기위해어떤생물학자가실험한과정

을나타낸것이다.

이와같은실험설계에서대조실험으로필요한것을<보기>에서고른것은?

ㄱ. 아무런처리를하지않은동일한조건의실험

ㄴ. 알에구멍내고왁스로다시막은동일한조건의실험

ㄷ. 알코올용액만을넣은동일한조건의실험

<보기>

①ㄱ ②ㄴ ③ㄱ, ㄷ

④ㄴ, ㄷ ⑤ㄷ

[가설설정]

▶배즙에는단백질을분해하는물질이들어있다.

[탐구설계및수행]

▶표와같이실험을구성하고, 일정한시간이지난후아미노산검출반응을실시하였다.

위(가), (나)에들어갈내용을바르게짝지은것은? [2007학년도수능생물 I 문항 3]

(가) (나)

① 배즙과염산 27℃

② 증류수와달걀흰자 27℃

③ 배즙 37℃

④ 증류수 37℃

⑤ 달걀흰자 37℃

시험관A

시험관B

넣은물질

배즙과달걀흰자

(가)

온도

27℃

(나)

왁스�

수정란의�껍질에�구멍을 낸다.

알코올에 녹인�제초제를�주입한다.

구멍을�왁스로 막고�부화시킨다.

제1강과학탐구 역- 박선오선생님 9

9 이탈리아의의사레디는자연발생설에의문을가지고다음과같은실험을하였다.

(가)빈병에생선도막을넣은후그물망으로덮어파리가들어가지못하게하였더니구더기

가생기지않았다.

(나)빈병에생선도막을넣은후그물망을덮지않고그대로방치하였더니구더기가발생하

였다.

(병을 천으로 막았다.)

구더기가 발생하지�않았다.

(병을 그대로 두었다.)

구더기가 발생했다.

ㄱ. (가)는실험군, (나)는대조군이다.

ㄴ. (가)와(나)는같은온도에서같은기간동안실험한다.

ㄷ. 이실험을통해‘구더기는썩은생선에서저절로생긴다.’는생물속생설이옳음을확인할

수있다.

ㄹ. 조작변인은구더기, 종속변인은그물망(천마개)이다.

<보기>

①ㄴ ②ㄷ ③ㄱ, ㄴ

④ㄱ, ㄷ, ㄹ ⑤ㄴ, ㄷ, ㄹ

이실험에대한해석으로옳은것을다음에서모두고르면?

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제1강 과학탐구 역

1 철수는연어가어릴때바다로갔다가다자란후, 후각을사용하여원래의장소로돌아온다는

TV 방송내용에흥미를느끼고, 개미의길찾기행동을탐구하여다음과같은탐구보고서를

제출하였다.

[탐구보고서]

Ⅰ. 탐구문제：개미들은어떻게집을찾아올까?

Ⅱ. 가설：개미는분비물질로표시를하여길을찾을것이다.

Ⅲ. 실험：

①개미집이보이지않는곳에먹이를두었다.

②개미가먹이를찾아개미집을떠난후지나간길의흔적을지웠다.

③개미가먹이를찾은후집으로돌아오는지관찰하였다.

④같은방법으로총20마리의길찾기행동을관찰하였다.

Ⅳ. 결과：20마리중18마리는개미집으로돌아오지못했고2마리는돌아왔다.

Ⅴ. 결론：개미는지나갈때분비한물질로표시해둔길을따라개미집으로돌아온다.

이보고서에대한과학선생님은철수의탐구과정에오류가있기때문에과학적결론으로보

기어렵다고지적하였다. 선생님이철수의결론이과학적이지못하다고지적한이유로가장타

당한것은? [2002학년도수능문항53]

①돌아온2마리개미를가지고반복실험을하지않았다.

②개미가배출한화학물질이무엇인지확인하지않았다.

③개미가집으로돌아오는데걸리는시간을측정하지않았다.

④개미가집으로돌아올때먹이를가지고오는지를관찰하지않았다.

⑤흔적을지우지않았을때개미가같은길로돌아오는지를관찰하지않았다.

반드시대조실험을해야한다.

⑴실험군(구) - 가설을직접설명하는실험set / 보통가공, 변화된것이다.

⑵대조군(구) - 비교·대조하는기준이되는실험set / 보통자연그대로방치한것이다.

제1강과학탐구 역- 박선오선생님 11

2 어느과학자가폐렴에걸린생쥐에서세균A를발견하였다. 이과학자는세균A가폐렴을일

으킨다는사실을증명하기위하여다음과같이실험을설계하였다.

ㄱ. 독성이제거된세균A를실험군에접종한다.

ㄴ. 세균A를접종하지않은생쥐를대조군으로둔다.

ㄷ. 실험군과대조군을동일한조건의장소에서격리해사육한다.

<보기>

①ㄱ ②ㄴ ③ㄷ

④ㄱ, ㄴ ⑤ㄴ, ㄷ

(가) 폐렴에걸린생쥐에서세균A를분리하여배양한다.

(나) 배양한세균A를실험용생쥐에접종한후사육한다.

(다) 세균A가접종된생쥐에서폐렴증상을확인한다.

(라) 폐렴증상이나타난생쥐에서세균A의존재를확인한다.

위실험설계의(나)에서보완해야할내용으로타당한것을보기에서모두고른것은?

[2003학년도수능문항25]

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제1강 과학탐구 역

1 철수는어떤가설을확인하기위해다음과같이실험하였다.

⑴ 그림(가)와같이황이들어있지않은석탄시료10g을실린더에넣고충분한산소를공급

하면서완전히태운다.

⑵ 그림(나)와같이산소밸브를닫고배기밸브를연후, 피스톤을밀어모든기체가30mL

의증류수를통과하게한다.

(가) (나)

⑶ pH 시험지를사용하여기체가통과한수용액의pH를측정한다.

⑷ 황이포함된석탄시료10g에대하여과정⑴, ⑵, ⑶을반복한다.

⑸ 두수용액의pH를비교한다.

밸브� 증류수�

피스톤�

석탄�시료�

밸브� 증류수�

실린더�

산소�

산소�

철수가이실험으로확인하려했던가설로가장타당한것은? [2002학년도수능문항51]

①황이포함된석탄을태우면불완전연소가일어날것이다.

②석탄에황을가하면석탄의연소효율이크게개선될것이다.

③석탄에황을가하면황과석탄의반응속도가달라질것이다.

④석탄이황과반응하면물에녹지않는오염물질이생성될것이다.

⑤황이포함된석탄연료는산성비의원인이될것이다.

가설과가정은다르다.

⑴가설- 인식한문제에대한잠정적인결론을가설이라고하며, 실험으로검증할수있어야

한다. 맞을수도있고, 틀릴수도있다.

⑵가정- 실험의전제사실이며, 미리옳다고인정한내용이다. 항상참이다.

제1강과학탐구 역- 박선오선생님 13

2 산성비가식물에미치는영향을알아보기위해비슷한크기의콩식물화분 20개를준비하여

그중10개의화분에는증류수를주고, 나머지 10개의화분에는0.01%의황산용액을주면서

잎의생장을비교하였다. 이실험에서가정하고있는사항을<보기>에서모두고른것은?

[1995학년도수능]

ㄱ. 산성비의주요성분중에는황산이포함되어있다.

ㄴ. 증류수에는물이외에다른성분이포함되어있지않다.

ㄷ. 자동차의배기가스는산성비의주요원인이다.

ㄹ. 0.01% 황산용액의pH는산성비의범위에속한다.

①ㄱ, ㄴ ②ㄴ, ㄷ ③ㄷ, ㄹ

④ㄱ, ㄴ, ㄹ ⑤ㄱ, ㄷ, ㄹ

3 1% 녹말용액이들어있는시험관에침희석액을섞고다음과같이처리하였다. 20분이경과된

후각시험관의용액에베네딕트반응을시켜보았다.

ㄱ. 녹말은포도당이나엿당으로분해될것이다.

ㄴ. 침희석액에는녹말분해효소가존재할것이다.

ㄷ. 침속의소화효소는산성에서작용이가장활발할것이다.

ㄹ. 침속의소화효소는온도에따라활성정도가다를것이다.

ㅁ. 베네딕트반응으로녹말의소화유무를확인할수있을것이다.

<보기>

①ㄱ, ㄴ ②ㄷ, ㄹ ③ㄱ, ㄷ, ㄹ

④ㄴ, ㄷ, ㅁ ⑤ㄷ, ㄹ, ㅁ

이실험의가설이라고볼수있는것을다음<보기>에서모두고른것은?

침 희석액�+증류수�

0˘C

A

침 희석액�+증류수�

37˘C

B

침 희석액�+증류수�

100˘C

C

침 희석액�+

NaOH 용액�

37˘C

D

침 희석액�+

HCI 용액�

37˘C

E

1% 녹말 용액�

<보기>