2016 학년도 KAIST 선행학습영향결과보고서 2016 년 3 월
1. KAIST 선행학습영향개요 1) 선행학습영향목적 1 고등학교교육과정이정상적으로운영되도록대입전형을설계 운영해야한다는취지로 대학의입학전형에서대학별고사 ( 논술등필답고사, 면접 구술고사, 신체검사, 실기 실험고사및교직적성 인성검사를말한다 ) 를실시하는경우고등학교교육과정의와수준을벗어난내용을출제또는하지않아야함 을공교육정상화법에서규정하고있다. 2 이를위해대학에서대학별고사를실시한경우선행학습을유발하는지에대한영향를실시하고그결과를다음연도입학전형에반영해야하고, 또한그결과를홈페이지에공개하여야한다. 2) KAIST 구술면접 1 목적 - KAIST 수시학사전형의서류전형을통과한지원자를대상으로기본적인학업능력이충분한지하고자함. 2 출제개요 - 출제분야 : 수학, 물리, 화학, 생명과학 - 출제위원 : 각분야별출제교수 3인 - 출제 : 고등학교 3년교과과정전 - 면접전검토 : 각분야별출제교수 3인이외에각분야별추가검토위원을 1인씩두고한명의교수가출제한문항에대해서나머지 3명이검토 - 면접후검토 : 각분야별로고등학교교사 2인이 KAIST 면접문항을의와수준에대한검토 3) 내출제를위한 KAIST의노력 1 KAIST 면접문항출제위원에게고등학교교육과정해설서, 고등학교교과서, EBS수능특강교제를제공하여의와수준내에서의문항출제요청 2 출제위원이출제한문항에대해서각분야내부전문가 3인을통해과의연계성검토 3 면접후고등학교교사 2인을통한과의연계성검토
2. KAIST 선행학습영향결과 1) KAIST가운영한대학별고사현황 1 대학별고사유형 : 면접 구술고사 2 선발인원 : 680명내외
2) 대학별고사의선행학습영향에대한 KAIST 의분석 과목 수학 A 중심이원점이고, 초점이 축위에있는타원이있다. 이타원의장축의길이가 이고단축 의길이가 일때, 이타원을 라고하자 ( ). (1) 음함수의미분법을이용하여타원 위의점 에서의접선의방정식을구하시 오. (2 점 ) (2) 타원 밖의점 에서타원 에두개의접선을그을때만들어지는 두접점을지나는직선의방정식을구하시오. (3 점 ) (3) 어떤실수 에대해서 cos sin 이라고하자. 에서타원 에두개의접선을그을때만들어지는두접점을구하시오. 또한, 세꼭지점이 모두타원 위에있고세변이모두타원 와접하는삼각형을구하시오. 출제의도 (5점) 평면곡선의특성을이해하는지알아본다. 음함수의미분법을이해하고계산을잘할수있는지알아본다. 기하와벡터 - 평면곡선 - 타원과접선의방정식, 음함수미분법 미적분 Ⅱ - 삼각함수의덧셈정리 (1) 번문항 : 기하와벡터 ( 비상교과서 ) 33p~34p에음함수의미분법이제시되어있으며, 38p 예제 1번에서는동일한가제시되어있음. 기하와벡터 ( 두산동아교과서 ) 40p~41p에음함수의미분법이제시되어있고, 43p < 생각해봅시다 > 에서는동일한가제시되어있음. (2) 번문항 : 기하와벡터 ( 비상교과서 ) 40p 5번에유사가제시되어있음. 외부의점에서타원으로그은접선의방정식을구하는. 기하와벡터 ( 두산동아교과서 ) 43p < 생각해봅시다 > 에임의의타원위의점에서의접선의방정식을구해보는가제시되어있음 (3) 번문항 : 매개변수는기하와벡터 ( 비상교과서 ) 35p에제시되어있으며, 미적분 Ⅱ ( 비상교과서 ) 77p에삼각함수의덧셈정리가제시되어있음. 매개변수는기하와벡터 ( 두산동아교과서 ) 47p에제시되어있으며, 미적분Ⅱ( 두산동아교과서 ) 96p에삼각함수의덧셈정리가제시되어있음. 교사 A : 출제모두교과서의내용을일반화및변형하여출제한임. 타원위의점을잡거나삼각함수의덧셈정리를연계시키는등의사고력을요구하는문항으로교육과정의내용에충실하게출제된것으로판단됨. 모든문항이교과서안의내용을융합하여해결할수있어선행학습을유발할것이라고판단되지않음. 교사 B : 출제모두교과서의내용을변형하여출제한로써교육과정내용에매우충실하게기출된것으로판단됨. 출제된문항은모두교육과정안의개념및내용으로해결할수있어선행학습을유발할것으로판단되지는않음.
수학 B 2 이상인자연수 에대하여 에서정의된함수 가 있다. (1) 이되는 가 과 사이에존재함을보이시오. (2 점 ) (2),,, 이라할때, 함수 와 의증가, 감소구간을구하시오. (3 점 ) (3) 가 에서최대값을가진다고하자. (2) 의결과를이용하여 lim 을구하시오. (5점) 출제의도연속이며미분가능한함수의성질, 극한과미분을이해하고응용할수있는지확인한다. 미적분 I 도함수의활용 - 롤의정리, 함수의증가와감소미적분 I 수열의극한 - 수열의극한의대소관계 (1) 번문항 : 미적분 I ( 비상교과서 ) 100p 101p에롤의정리가제시되어있으며, 101p 1 번에유사한가제시되어있음. 미적분 I ( 두산동아교과서 ) 136p~137p에롤의정리가제시되어있으며, 137p 1번에유사한가제시되어있음. (2) 번문항 : 미적분 I ( 비상교과서 ) 106p에함수의증가와감소관련내용이제시되어있으며, 107p에예제2번, 3번에유사가제시되어있음. 미적분 I ( 두산동아교과서 ) 144p 에함수의증가와감소관련내용이제시되어있으며, 144p 예제1번, 145p 3번, 4 번에유사가제시되어있음. (3) 번문항 : 미적분 I ( 비상교과서 ) 107p의예제2, 3에서함수의증가와감소에대한내용이제시되어있으며, 18p에수열의극한의대소관계에대한내용이제시되어있고, 이를이용한유사가 18p의예제2번, 3번과 24p의로제시되어있음. 미적분 I ( 두산동아교과서 ) 144p에함수의증가와감소에대한들이제시되어있으며, 21p에수열의극한의대소관계에대한내용이제시되어있고, 이를이용한유사가 22p의예제4번, 6 번, 7번에제시되어있음 교사 A : 출제된모든가교과서의내용과유사하게또는조금변형하여만들어진로써교과서내용을잘숙지하고있다면해결하는데큰무리가없었을것이라고판단됨. 스스로다양한를풀어보면되므로선행학습을유발할것이라고생각되지않음. 교사 B : 출제된문항은교과서에제시된들을꼼꼼히풀어보았다면충분히해결할수있어선행학습을유발할것으로판단되지는않음.
물리 A (1) 평행금속판으로이루어진축전기의전위차를일정하게유지하면서유전체를금속판사이에삽입할때, 각각의금속판에대전되는전하량은어떻게변하는지이유와함께설명하시오. (3점) a) 증가한다 (Q > Q) b) 감소한다 (Q < Q) c) 변화없다 (Q = Q) (2) 축전기의각평행금속판에대전된전하량을일정하게유지하면서유전체를금속판 사이에삽입할때, 금속판사이의전위차는어떻게변하는지이유와함께설명하시오. (3 점 ) a) 증가한다 (V > V) b) 감소한다 (V < V) c) 변화없다 (V = V) (3) 위의 (1), (2) 번에기술된각각의경우에대해유전체의삽입전후로발생하는축전기에 저장된에너지의증감에대해설명하시오. (4 점 ) 출제의도 축전기의원리, 유전체의역할, 유전체에따라변하는전기용량, 축전기에저장된전기에너지 의이해도점검 Ⅱ. 전기와자기 교육과정 ( 물리Ⅱ) 교과서 ( 천재교과서물리Ⅱ) p.120 ~ 121 평행판축전기, 전기용량, 유전체 유전체와축전기의전기용량 p. 127 축전기에저장된전기에너지 교학사물리 Ⅱ p.131-p.139 1. 전하와전기장 2. 평행판축전기 교사 A : 고등학교물리Ⅱ 교육과정 p.81에 평행판축전기의전기용량을변화시키기위한유전체의역할을이해한다. 라고명시되었을정도로기본적인개념을묻고있는문항입니다. 답변하는정도에따라그학생들의물리적인소양을확인할수있는좋은문항이라고생각됩니다. 또한학교수업을충실하게들고정확하게이해한학생들은쉽게답변할수있었다고판단되므로선행학습을유발하는요인은없다고사료됩니다. 교사 B : 교육과정 p.81 영역별내용에서 2 ~ 4입니다. 2 평행판축전기의전기장과전기용량의관계를이해한다. 3 평행판축전기의전기용량을변화시키기위한유전체의역할을이해한다. 4 평행판축전기의병렬연결을이해하고, 저장된에너지를안다. 위의교육과정과고등학교물리Ⅱ 교육과정에부합하며선행학습요인은없다고생각됩니다.
물리 B 놀이공원에서자이로드롭은높은위치에서부터자유낙하를경험하게하는놀이기구로서많은인기를끌고있다. 자이로드롭설계에서가장중요한것은바닥에닿기전에하강속도를안전하고신뢰성있게줄여주는것이다. 이를위하여낙하하게되는탑승부에는큰영구막대자석이중심에수직방향의자기장을생성하도록설치되어있고, 가운데기둥의지표면근처하단부는속이빈파이프형태의금속실린더로둘러싸여있도록설계하였다. (1) 위자이로드롭의제동원리를설명하시오.(4점) (2) 하강전의위치에너지는어떠한형태의에너지들로순차적으로변환되는가? (3점) (3) 실린더를구성하는금속의비저항이하강속도를줄이는제동력과어떤관계가있는가? (3점) 출제의도패러데이전자기유도현상에대한이해도를알아본다. 문항 교육과정 교과서 (1) 물리Ⅰ: Ⅱ. 물질과전자기장 유도전류와패러데이법칙교학사물리Ⅰ p.131 ~ 133 물리Ⅱ: Ⅱ. 전기와자기 - 자기선속과패러데이법칙천재교과서물리Ⅱ p.142~147 (2) 물리Ⅰ: Ⅰ. 시공간과우주 역학적에너지보존법칙 교학사물리Ⅰ p.56 ~ 57 중학교과학 : 전기와자기천재교과서과학3 p.31~34 - 저항, 전류, 전압사이의관계를 - 전기회로 ( 저항, 옴의법칙 ) 안다. (3) 물리Ⅰ: Ⅳ. 에너지 - 전기에너지 교학사물리Ⅰ p.273~277 물리Ⅱ: Ⅱ. 전기와자기 - 자기선속과패러데이법칙 천재교과서물리Ⅱ p.142~147 교학사물리Ⅰ p.51-p.57 1. 시간, 공간, 운동 5. 일과에너지 p.131-p.133 2. 전자기장 5. 유도전류와패러데이법칙 p.268-p.272 1. 에너지의발생 1. 전기에너지의이용 p.273-p.281 1. 에너지의발생 2. 전력의수송과정교학사물리Ⅱ p.159-p.162 2. 전류와자기장 5. 전자기유도법칙 p.163-p.165 2. 전류와자기장 6. 자체유도와상호유도 교사 A : 고등학교물리Ⅰ, 물리Ⅱ 교육과정의교수학습목표에준하는문항으로선행학습을유발하는요인은없습니다. 자이로드롭설계라는흥미로운주제로부터전자기유도현상 ( 패러데이법칙, 렌츠법칙 ) 과에너지의전환등에대해종합적으로확인할수있는좋은문항이라고생각합니다. 수업시간에들은물리개념을정확하게이해하고이를일상생활에적용하여해결하고자노력한학생들이라면쉽게답변할수있었다고판단되므로선행학습을유발하는요인은없다고사료됩니다. 교사 B : 교육과정 p.46, p.71~72, p.80~81 에서나타나있듯이교육과정에부합하며중학교과 학, 물리 Ⅰ, 물리 Ⅱ 교과서의전기부분과역학적에너지부분을충실히학습했다면답하는데어 렵지않았을것이라생각됩니다. 따라서선행학습요인은없다고생각됩니다.
화학 A 물에떨어뜨린잉크의확산, 공기중에서향기의확산등은대표적인자발반응의예로, 이는물질의무질서도, 즉엔트로피로설명할수있다. (1) 상온에서얼음이자발적으로녹는이유를설명하시오. (3점) (2) 영하의온도에서자발적으로얼음이형성되는이유를설명하시오. (3 점 ) (3) 2A(g) B(g) 반응의 25 C와 100 C에서의 B(g) 의몰분율과자유에너지 (G) 의관계는아래와같다. 정반응은흡열반응인가발열반응인가? A(g) 만포함하는반응용기에서반응을시작했을때온도가높을때와낮을때의반응속도를비교하여라. (4점) 출제의도 엔트로피와자유에너지의개념이해, 온도에따른평형이동의원리이해, 반응속도및평형 결정요인이해 교육과정화학Ⅱ: 물질변화와에너지 - 자발성, 엔트로피, 자유에너지화학Ⅱ: 화학평형 - 화학평형과자유에너지, 평형이동화학Ⅱ: 화학반응속도 - 반응속도와온도 교과서천재교육화학Ⅱ P.96 ~ P.125 천재교육화학Ⅱ P.132 ~ P.147 천재교육화학Ⅱ P.226 ~ P.231 교사 A : 교육과정에명시된화학Ⅱ 교과의 물질변화의자발성, 화학평형, 화학반응속도 영역의교육목표에부합하는문항이출제되었음. 문항분석결과전체적으로화학Ⅱ 과목의교육과정내에서출제되었으며화학Ⅱ 과목의교육목표에부합됨을알수있었음. 학교교육과정을성실히이수한학생이면쉽게접근할수있는문항으로선행학습을유발요소가없다고판단됨. 교사 B : 화학Ⅱ에서다루는엔트로피와자유에너지를을벗어나지않는에서출제하였음. 학교수업만충실히받은학생들도풀수있는문항이기때문에선행학습을유발요소가없다고판단됨.
화학 B 테플론 (Teflon) 과냉매 (Refrigerant) 와같은불소화화합물을만드는데공업적으로활용되는 플루오린화수소 (HF) 는독성이커서각별한주의가요구된다. 2012 년구미화학약품생산업 체에서플루오린화수소가스가누출되어 23 명의사상자가발생하고공장일대의주민과동 식물들에게엄청난피해를준사고가발생하였다. 플루오린화수소와다른산의특성을비교 한아래표를보고물음에답하시오. 결합에너지결합길이끓는점산분자량 K a (kj/mol) (pm) ( o C) HF 20.0 6.8 x 10-4 565 92 20 HCl 36.5 1.0 x 10 6 432 127-85 HBr 80.9 1.0 x 10 9 366 141-67 HI 127.9 3.2 x 10 9 298 161-35 (1) 수용액상에서가장강한산과가장약한산은무엇인가? 가장약한산의대략적인이온 화도 (α) 값을제시하시오. (3 점 ) (2) 플루오린화수소가다른산들과비교하여 K a 값이아주작고, 끓는점이높은이유에대 해서설명하시오. (3 점 ) (3) 아세트산 (CH 3COOH, 분자량 60.1, K a = 1.8 x 10-5 ) 의끓는점은 118 o C 로, 위의표에서 제시한네개의산보다높은온도에서기화한다. 그이유에대해서설명하시오. (4 점 ) 출제의도 산염기평형및분자간상호작용의기본이해력측정 교육과정화학Ⅱ: 화학평형 - 이온화도, 이온화상수, 산의세기화학Ⅱ: 다양한모습의물질 - 수소결합과끓는점, 분산력화학Ⅱ: 물질변화와에너지 - 결합에너지 교과서천재교육화학Ⅱ P.162 ~ P.165 천재교육화학Ⅱ P.13 ~ P.17 천재교육화학Ⅱ P.93 ~ P94 교사 A : 교육과정에명시된화학Ⅱ교과의 화학평형, 다양한모습의물질, 물질변화와에너지 영역의교육목표에부합하는문항이출제되었음. 문항분석결과전체적으로화학Ⅱ 과목의교육과정내에서출제되었으며화학Ⅱ 과목의교육목표에부합됨을알수있었음. 학교교육과정을성실히이수한학생이면쉽게접근할수있는문항으로선행학습을유발요소가없다고판단됨. 교사 B : 화학Ⅱ에서다루는분자간의상호작용, 산-염기평형을을벗어나지않는에서출제하였음. 학교수업만충실히받은학생들도풀수있는문항이기때문에선행학습을유발요소가없다고판단됨.
생명과학 A 유전자 A는아미노산 1000(1-1000 아미노산 ) 개로이루어진효소 X를만든다. 하지만유전자 A를강한 UV( 자외선 ) 에노출시켰더니아미노산 600(1-600 아미노산 ) 개로이루어진효소 X 을만들었다. 효소 X는기능을모르는 ( 효소활성이없는 ) 단백질 Y가존재할때만활성을보인다. 그런데신기하게도 600개아미노산으로이루어진효소 X 은단백질 Y가없어도활성을보인다. (1) UV( 자외선 ) 에노출된유전자 A가크기가작은효소 X 을만드는이유에대해설명하시오. (2점) (2) 효소 X 의 601-1000 아미노산으로이루어진부분의생화학적기능을효소의 기능에연관해서유추하시오. (3 점 ) 출제의도 (3) 효소 X 가단백질 Y 가존재할때만활성을나타내는가능한기작에대해 설명하시오. (5 점 ) 물질대사의중요한역할을하는효소의작용기작과유전자의전사 / 변역기작을이해하고있는 가를실험제시를통해질문함 교육과정 113 쪽 4. 내용의영역과기준 - 가. 내용체계 - 세포의특성중효소의구조와특성교육과정 114 쪽나. 영역별내용 - (1) 세포와물질대사 - ( 가 ) 세포의특성 - 4 효소의구조와특성을이해한다. 교육과정 115 쪽 ( 가 ) 유전자와형질발현 - 2 유전자로부터단백질이합성되는과정을이해한다. 생명과학 Ⅱ 교과서 ( 출판사비상 ) 58~61 쪽, 154~157 쪽 ( 주 ) 교학사생명과학 II 를기준으로하여, 문항 (1)- 교과서 142~149 쪽중특히 [ 유전암호 ] 와 [ 유전암호의해독 ] 에관련내용이있음 문항 (2)- 교과서 58~59 쪽중 [ 효소의저해제 ] 의내용이가장유사함 문항 (3)- 정확히맞아떨어지는영역이없으나 (2) 와또는주제는다르나 150~152 쪽중작동자 에의한유전자발현조절과정에대한내용이가장유사함 교사 A : (1)~(3) 모두에서크게벗어나지는않지만, 에서는효소의저해에대해서는다른물질이저해제로작용하는경우만다루며효소의일부가나머지일부를저해하는것에대해서는다루지않음. 과많은부분연계되어있고크게어렵지않음. 이정도로출제된문항이선행학습을심각하게유발하지않는다고판단함. 효소의일부분이나머지부분을저해한다는부분은교육과정에서나오는개념은아니지만, 다양한가능성을열어두고단백질의활동에대해고민한다면충분히생각해낼수있는아이디어임. 교사 B : 문항에사용된단어는교육과정내에포함되어있으나, 난이도를떠나서실제의내용은교과서의에맞지않는다는생각이든다. 특히효소활성의조절에대한문항을내고자했다면경쟁적 / 비경쟁적조절과정에대한내용을, 단백질간상호작용에대한문항을내고자했다면오페론의작동과정이나전사인자의조합에의한전사조절과정을화하였으면좋았을것같다. 전체적으로과학에관심을가지는학생이며, 카이스트정도의대학또는과학기술원을지원하는학생들을대상으로판단하였을때문항의난이도배분은적절하다고생각하며, 학생들로하여금과도한선행학습을유발한다고보기에는무리가있다고판단한다.
생명과학 B 중동호흡기증후군이라알려진메르스바이러스 (MERS) 와같이바이러스는우리주위에인간의건강을위협하고있다. 바이러스는숙주세포에서복제가가능한생물과무생물의중간형이라알려져있다. (1) 바이러스는왜생물일수있는가? (3 점 ) (2) 메르스바이러스는 RNA 바이러스이다. 메르스바이러스핵산이가진 4 가지 염기를언급하시오. (2 점 ) 출제의도 (3) 1958 년프랜시스크릭이제안한중심원리 (Central Dogma) 에의하면 DNA 는 RNA 를, 다 시 RNA 는단백질을잔기대잔기별로대응해서생성한다고설명한다. RNA 바이러스는크릭 의중심원리를바탕으로어떤점이있으며어떻게자신을복제할수있는지가능한방법 들을제안해보시오. (5 점 ) 우리주위의흔히발견되는병원체인바이러스에대한이해와분자생물학핵심이론에대한이 해 교육과정 105 쪽나. 영역별내용 - (1) 생명과학의이해 - ( 가 ) 생물이나타내는생명현상의특징을이해한다. 교육과정 115 쪽 (2) 유전자와생명공학 - ( 가 ) 유전자와형질발현 - 1 핵산의구성성분과 DNA 의구조및복제과정을이해한다. - 2 유전자로부터단백질이합성되는과정을이해한다. 생명과학 Ⅱ 교과서 ( 출판사비상 )153, 154 쪽 ( 주 ) 천재교육생명과학 I 을기준으로하여, 문항 (1) 은교과서 17 쪽 [ 바이러스 ] 에해당내용이명시되어있음 문항 (2) 는교과서 27 쪽과 ( 주 ) 교학사생명과학 II 의 140 쪽에명시되어있음 문항 (3) 은 ( 주 ) 교학사생명과학 II 의 142 쪽에간단하게명시되어있음 교사 A : 생명현상의특성은생명과학 I을배우는대부분의학생들이잘알고있는내용이며, 바이러스의생물과무생물의중간적특성에대한내용역시고교과정에서중요하게다루는내용이다. 핵산을구성하는염기의종류는그화학적특성까지는자세히다루지않지만생명과학 I의교육과정내에서충분히언급되는내용이라생각한다. 문항 (1) 과 (2) 가선행학습을유발한다고보지는않으며, 문항 (3) 의역전사효소의개념은과학 II( 유전정보의중심원리 ) 의내용요소로나오고있음. 교사 B : 바이러스의경우생명과학Ⅱ 과목의유전자와형질발현단원과연계되어있으나역전사에대해서는교과서에서그메커니즘에대해다루고있지는않음. 하지만, 이정도로출제된문항이선행학습을심각하게유발하지는않는다고판단함. 역전사개념이교육과정에명확하게드러나는것은아니지만 역전사 라고하는용어가교과서에출현하며복제, 전사, 번역을정확하게배우기때문에교과서에등장하는 역전사 라고하는용어를응용하여해석할수있어야한다고판단됨. 전체적으로무난한이며특히생명과학을전공하고자하는학생들에게는긴장하지않는이상무난하게접근할수있는문항임
3. KAIST 선행학습영향의전형반영계획 - 구술면접고사에반영 : 선행학습영향를통해분석된수준과에대한이해를구술고사문항출제위원과공유하여선행학습을유발할수있는수준의문항출제배제