IB DP 과학 과목을 고르는 가장 실용적인 기준은 "대학 전공이 어떤 과학을 요구하는가"와 "자녀가 수학을 어느 정도까지 써 가며 공부할 수 있는가" 두 가지입니다. 의·생명·보건 계열은 일반적으로 Chemistry와 Biology, 공학·물리·컴퓨터 계열은 Physics와 Chemistry, 환경·지리·경제 쪽은 Biology나 Environmental Systems and Societies 조합을 많이 검토합니다. 그리고 HL과 SL은 "그 과목을 전공 필수로 요구하는지"와 "수학 HL·SL과의 균형"으로 정하시면 됩니다. 채드윅 송도국제학교는 학교 공식 안내에서 네 개의 IB 인가 프로그램을 운영하며 Pre-Kindergarten부터 Grade 5까지 Village School, Grades 6~8 Middle School, Grades 9~12 Upper School로 학제를 나누고 있다고 소개하고 있습니다. 이 글은 Upper School, 즉 G9~12 과정에서 IB DP 과학(Physics·Chemistry·Biology)을 준비하는 학생과 학부모님을 위한 글입니다. 과목 선택 기준, Internal Assessment(IA, 실험 탐구 보고서)의 일반 구조와 채점 기준, 가장 많이 틀리는 데이터 처리와 불확실도 표기, 그리고 DP가 시작되기 전 G9~10에서 미리 해 두면 좋은 것들을 차례로 정리했습니다. 평가 구조와 채점 기준 설명은 IB 공식 안내(2023년 첫 수업 기준 과학 subject guides)를 바탕으로 한 일반 정보이며, 학교의 실제 과목 개설·실험실 운영·수업 진행은 학교 안내를 기준으로 확인하시기 바랍니다.
"4 IB Accredited Programs / PRE-KINDERGARTEN - GRADE 5 VILLAGE SCHOOL / GRADES 6 - 8 MIDDLE SCHOOL / GRADES 9 - 12 UPPER SCHOOL" — 채드윅 송도국제학교 공식 웹사이트(2026-11-04 확인)
세 과목의 성격 비교: 어떤 사고방식을 요구하는가
IB 공식 안내 기준으로 DP 과학(Sciences) 그룹에는 Physics, Chemistry, Biology, Computer Science, Design Technology, Sports Exercise and Health Science, Environmental Systems and Societies가 있지만, 대학 진학에서 가장 자주 선택되는 것은 Physics·Chemistry·Biology 세 과목입니다. 세 과목은 "얼마나 수학을 쓰는가"와 "얼마나 외워야 하는가"의 비율이 서로 다릅니다.
Physics는 세 과목 중 수학 의존도가 가장 높습니다. 운동학, 힘과 에너지, 파동, 전기와 자기, 열역학, 현대 물리까지 모든 단원이 공식과 그래프로 연결되고, 벡터 분해와 삼각함수, 지수·로그, HL에서는 미분 개념이 자연스럽게 쓰입니다. 수학 AA를 듣는 학생이 상대적으로 편하게 느끼는 과목입니다. Chemistry는 수학과 암기가 반반입니다. 몰 계산, 평형 상수, 산염기 pH 계산, 에너지 변화 계산처럼 정량 문제가 많지만, 동시에 유기화학 반응과 주기성처럼 체계적으로 외워야 하는 내용도 많습니다. Biology는 개념의 양이 가장 많고 서술형 답안의 비중이 큽니다. 세포, 유전, 생태, 생리까지 범위가 넓고 용어를 정확히 써서 설명하는 능력이 중요합니다. 다만 "외우기만 하면 된다"는 오해는 금물입니다. 최근 과정에서는 데이터 해석과 실험 설계를 묻는 문항이 늘어 과학적 사고력이 동일하게 요구됩니다.
선택할 때는 자녀가 "틀린 문제를 어떻게 복기하는가"를 보시면 힌트가 됩니다. 공식을 다시 유도하면서 납득하려는 학생은 Physics, 반응 원리를 그림으로 정리하려는 학생은 Chemistry, 개념을 자기 말로 설명하고 비교하려는 학생은 Biology에서 강점을 보이는 경우가 많습니다. 물론 전공 요건이 우선이고, 두 과목을 함께 듣는 조합(Chemistry+Biology, Physics+Chemistry)은 서로 보완되는 면이 있어 전통적으로 많이 선택됩니다.
HL과 SL의 차이: 시간, 범위, 그리고 전공 요건
IB 공식 안내 기준으로 과학 HL은 2년간 권장 수업 시간이 240시간, SL은 150시간이며, 두 레벨은 공통 내용(SL 범위)에 HL 추가 내용(Additional Higher Level)이 얹히는 구조입니다. 2023년 첫 수업부터 적용된 개정 과정에서는 이전의 선택 단원(Option)이 폐지되고 핵심 내용이 재구성되었으며, 실험·탐구 능력을 전면에 두는 방향으로 바뀌었습니다. 따라서 "HL은 범위가 넓다"뿐 아니라 "같은 주제를 더 정량적으로, 더 깊게 묻는다"로 이해하시는 것이 맞습니다.
HL을 골라야 하는 경우는 비교적 분명합니다. 지원 예정 대학·학과가 해당 과학 HL을 요구하거나 강하게 권장할 때입니다. 일반적으로 영국 대학의 의학·약학·화학·생명과학 계열은 Chemistry HL(과목에 따라 Biology HL 추가)을, 공학·물리 계열은 Physics HL과 수학 AA HL을 요구하는 경우가 많습니다. 미국 대학은 특정 HL을 지정하기보다 전체 과목의 도전 수준과 전공 적합성을 종합적으로 봅니다. 요건이 확실하지 않을 때는 지원 학과의 입학 요건 페이지를 직접 확인하시는 것이 가장 정확하며, 학교 진학 상담 부서에 문의하시는 것도 방법입니다.
반대로 HL을 피해야 하는 신호도 있습니다. 수학 HL과 과학 HL 두 개를 동시에 들으면서 영어나 역사까지 HL이라면 2년차에 Extended Essay·TOK·CAS와 IA 마감이 겹쳐 전체 점수가 떨어지기 쉽습니다. 특히 과학 IA는 실험을 직접 수행해야 하므로 시간 예측이 어렵습니다. 전공에 꼭 필요한 과목만 HL로 두고 나머지는 SL에서 높은 점수를 확보하는 전략이 총점 측면에서 유리한 경우가 많습니다.
| 구분 | SL | HL |
|---|---|---|
| 권장 수업 시간 | 150시간 | 240시간 |
| 내용 | 공통 핵심 내용 | 공통 내용 + 추가 HL 내용(더 깊은 정량·개념) |
| 외부 평가 | Paper 1(객관식+데이터 분석), Paper 2(서술형) | 동일 구성, 시간·문항 수·배점 증가 |
| 내부 평가(IA) | 과학 탐구 보고서, 일반적으로 20%, 약 3,000단어 이내 | |
Internal Assessment의 일반 구조: 보고서는 무엇으로 구성되는가
IB 공식 안내 기준으로 과학 IA는 학생이 스스로 연구 질문(research question)을 세우고, 실험(또는 데이터베이스·시뮬레이션 기반 탐구)을 설계·수행하여 데이터를 수집·처리하고, 결론과 평가를 담은 보고서를 작성하는 과제입니다. 2023년 첫 수업 기준 과정에서는 분량 상한이 일반적으로 3,000단어로 안내되며, 평가 비중은 20%입니다. 과목에 관계없이 보고서는 대체로 다음 흐름을 따릅니다.
- 연구 질문과 배경: 독립변인과 종속변인이 명확히 드러나는 질문, 그 질문이 왜 과학적으로 의미 있는지 설명하는 배경 이론
- 방법론: 변인 통제, 장비와 측정 범위, 반복 횟수, 안전·윤리·환경 고려 사항
- 데이터와 처리: 원시 데이터 표, 처리 데이터(평균·표준편차 등), 불확실도 전파, 적절한 그래프와 추세선
- 결론: 연구 질문에 대한 답, 데이터가 뒷받침하는 범위 안에서의 해석, 문헌값이나 이론과의 비교
- 평가: 방법의 강점과 한계, 오차의 원인(체계적·우연적), 구체적이고 실현 가능한 개선안과 확장 방향
IA에서 가장 중요한 것은 "연구 질문을 잘 세우는 것"입니다. 범위가 너무 넓거나("온도가 반응에 미치는 영향") 측정 가능한 변인이 없는 질문은 뒤의 모든 단계가 흔들립니다. 좋은 연구 질문은 "무엇을, 어떤 범위에서, 무엇으로 측정하는가"가 한 문장에 들어갑니다. 아래는 형식을 보여 드리기 위한 예시이며 실제 학교 과제나 IB 제출물이 아닙니다.
예시(연습용, 학교 과제와 무관): "20°C에서 60°C 범위에서 반응 온도(10°C 간격)가 과산화수소의 효소(카탈라아제) 분해 속도에 미치는 영향을, 30초 동안 발생한 산소 기체 부피(cm³)로 측정하면 어떻게 나타나는가?" — 이 질문에는 독립변인(온도, 범위와 간격), 종속변인(산소 부피), 측정 방법(30초 동안의 기체 부피)이 모두 들어 있습니다. 이렇게 구체적으로 세워야 방법론과 데이터 처리가 자연스럽게 따라옵니다.
채점 기준 읽는 법: IB 공식 기준의 네 가지 축
IB 공식 안내 기준으로 2023년 첫 수업부터 적용되는 과학 IA 채점 기준은 네 가지 항목으로 구성되며, 각 항목은 0~6점, 총 24점입니다. 이전 과정(다섯 항목)과 달리 항목이 통합·재편되었으므로 오래된 자료를 참고하실 때는 주의가 필요합니다.
| 항목 | 묻는 것 | 자주 놓치는 부분 |
|---|---|---|
| Research design(연구 설계) | 연구 질문의 명확성, 배경 이론의 적절성, 방법론이 질문에 답하기에 충분한가 | 변인 통제 이유 설명 누락, 반복 횟수 부족 |
| Data analysis(데이터 분석) | 데이터 기록의 정확성, 처리 과정의 타당성, 불확실도 처리, 그래프의 적절성 | 불확실도 전파 누락, 유효숫자 불일치, 오차 막대 없음 |
| Conclusion(결론) | 연구 질문에 대한 답이 데이터로 뒷받침되는가, 이론·문헌과 비교했는가 | 데이터가 보여 주지 않는 것까지 주장, 문헌값 비교 없음 |
| Evaluation(평가) | 방법의 한계와 오차 원인의 구체성, 개선안의 실현 가능성 | "더 정밀한 장비를 쓴다" 같은 막연한 개선안 |
이 기준에서 주목하실 점은 "데이터가 예쁘게 나왔는가"는 채점 항목이 아니라는 것입니다. 예상과 다른 결과가 나와도 그 결과를 정직하게 기록하고, 왜 그런 결과가 나왔는지 오차 원인을 구체적으로 분석하며, 데이터가 뒷받침하는 범위 안에서만 결론을 내리면 높은 점수를 받을 수 있습니다. 반대로 결과를 이론에 맞추려고 데이터를 다듬거나, 불확실도를 생략하고 깔끔한 그래프만 제시하면 Data analysis와 Conclusion에서 동시에 감점됩니다.
또 하나, Evaluation 항목에서 개선안은 "구체적이고 실현 가능해야" 합니다. "온도를 더 정확히 유지한다"가 아니라 "수조 대신 항온조를 사용해 ±0.5°C 이내로 유지하고, 매 시도마다 반응 직전 온도를 측정해 기록한다"처럼 써야 합니다. 이 차이가 6점 만점에서 2~3점을 가릅니다.
데이터 처리와 불확실도: 점수가 가장 많이 새는 곳
과학 IA에서 학생들이 가장 많이 틀리는 영역은 실험 자체가 아니라 데이터 처리입니다. 특히 불확실도(uncertainty) 표기와 전파는 세 과목 공통으로 요구되지만 Physics와 Chemistry에서 비중이 크고, Biology에서도 평균과 표준편차, 오차 막대, 통계 검정의 형태로 똑같이 요구됩니다. 일반적으로 지켜야 할 원칙은 다음과 같습니다.
- 측정 불확실도: 아날로그 기구는 보통 최소 눈금의 절반, 디지털 기구는 마지막 자리 ±1을 기준으로 적되, 기구에 제조사 표기가 있으면 그것을 우선합니다. 예를 들어 50 cm³ 뷰렛의 눈금이 0.1 cm³라면 ±0.05 cm³로 적습니다.
- 유효숫자 일치: 측정값의 소수 자릿수와 불확실도의 자릿수를 맞춥니다. "23.4 ± 0.05"처럼 자릿수가 어긋나면 감점 대상입니다.
- 불확실도 전파: 덧셈·뺄셈은 절대 불확실도를 더하고, 곱셈·나눗셈은 상대(백분율) 불확실도를 더합니다. 처리 데이터 표에는 계산 과정을 한 번은 예시로 보여 줍니다.
- 그래프: 축 이름과 단위, 오차 막대, 최적 추세선과 함께 최대·최소 기울기 선을 그려 기울기의 불확실도를 구하는 것이 Physics·Chemistry에서는 거의 표준입니다.
- Biology의 통계: 반복 측정의 평균과 표준편차, 필요하면 t-검정이나 카이제곱 검정으로 차이가 유의한지 보이고, 그 결과를 결론에서 언급합니다.
아래는 불확실도 전파를 연습하기 위한 예시이며 실제 학교 시험이나 IA 데이터가 아닙니다.
예시(연습용, 학교 과제와 무관): 질량 (12.50 ± 0.01) g의 시료를 부피 (25.0 ± 0.5) cm³의 용액에 녹였을 때 농도(g/cm³)의 불확실도를 구하면, 상대 불확실도는 0.01/12.50 = 0.08%와 0.5/25.0 = 2.0%의 합인 약 2.1%이고, 농도 0.500 g/cm³에 대해 절대 불확실도는 약 ±0.01 g/cm³입니다. 여기서 부피의 불확실도가 전체를 지배한다는 사실을 Evaluation에서 "부피 측정이 가장 큰 오차 원인이므로 메스실린더 대신 피펫을 쓴다"는 개선안으로 연결하면 두 항목이 서로 뒷받침됩니다.
G9~G10에서 미리 준비할 것: DP 과학을 위한 기초 체력
DP 과학은 일반적으로 G11에 시작하지만(학년 배치는 학생의 생년월일과 학교 기준에 따라 다를 수 있습니다), G9~10의 과학·수학 수업에서 어떤 습관을 들였는지가 DP 1년차의 적응 속도를 크게 좌우합니다. 특정 선행 학습보다 아래의 다섯 가지 기초 체력을 권해 드립니다.
- 단위와 유효숫자 습관: 모든 계산에 단위를 붙이고 답의 유효숫자를 측정값에 맞추는 습관은 Paper 2와 IA 모두에서 점수로 직결됩니다. G9부터 과제에서 단위를 빠뜨리지 않는 것만으로도 큰 차이가 납니다.
- 실험 노트 쓰기: 학교 실험 수업에서 측정값을 표로 기록하고, 무엇이 잘 안 됐는지 한 줄이라도 적어 두는 연습입니다. IA의 Evaluation은 이 습관의 연장선입니다.
- 그래프 손으로 그리기와 스프레드시트: 축 설정, 눈금, 추세선을 손으로 그려 본 뒤 스프레드시트로 같은 그래프를 만들고 오차 막대를 넣어 보는 연습은 DP 시작 전에 꼭 해 두시기 바랍니다.
- 수학과의 연결: 비례와 반비례, 지수·로그, 삼각비, 기울기의 의미를 과학 문제 안에서 써 보는 연습입니다. 특히 Physics나 Chemistry HL을 고려한다면 로그와 지수 계산이 익숙해야 합니다.
- 과학 글쓰기: "왜냐하면"으로 끝나는 서술형 답안 연습입니다. Biology뿐 아니라 세 과목 모두 "설명하시오(explain)", "제안하시오(suggest)", "평가하시오(evaluate)" 같은 명령어에 맞게 답하는 훈련이 필요합니다.
G10 후반, 과목 선택 시점이 다가오면 자녀와 함께 "각 과목의 교과서 한 단원을 읽고 연습 문제를 풀어 보는" 간단한 체험을 권합니다. 어느 과목에서 문제를 풀면서 덜 지치는지, 어느 과목에서 설명을 읽고 스스로 요약할 수 있는지가 과목 적성을 말해 줍니다. 학교의 수업 진도를 따라가는 것이 버겁거나, IA 주제를 세우는 단계에서 방향을 잡지 못할 때는 IB 과학 전 과정의 구조와 채점 기준을 아는 선생님과 1:1로 진행하는 것이 시간을 가장 아끼는 방법입니다. 인터튜터는 IB DP Physics·Chemistry·Biology(HL·SL) 과정에 맞는 1:1 온라인 과외 선생님을 학생의 과목과 단계에 맞춰 연결해 드리며, 과목 선택이나 IA 준비 방향은 무료 상담으로 먼저 함께 정리해 드립니다.
자주 묻는 질문 (FAQ)
Q. 과학 과목을 두 개 들어야 하나요, 하나면 충분한가요?
IB DP 구조상 과학 그룹에서 최소 한 과목은 필수이고, 두 과목째는 다른 그룹(예술 등) 대신 선택할 수 있습니다. 의·생명·공학 계열 지원을 생각한다면 일반적으로 두 과목(예: Chemistry+Biology, Physics+Chemistry)을 듣는 경우가 많고, 인문·사회 계열이라면 한 과목으로 충분한 경우가 대부분입니다. 지원 학과의 요건을 확인하시고, 두 과목을 들을 때는 HL 개수와 전체 부담을 함께 고려하시기 바랍니다.
Q. IA 실험은 꼭 실험실에서 직접 해야 하나요?
IB 공식 안내 기준으로 IA는 직접 실험(hands-on) 외에도 공개 데이터베이스 분석, 시뮬레이션, 또는 이들의 조합으로 수행할 수 있습니다. 다만 어떤 방식이든 학생이 스스로 연구 질문을 세우고 데이터를 처리·해석해야 하며, 방법론에서 데이터의 출처와 한계를 명확히 밝혀야 합니다. 어떤 방식을 허용하고 권장하는지는 학교와 담당 교사의 안내를 따르시기 바랍니다.
Q. 수학 AI를 들으면 Physics HL이 어렵나요?
IB 공식 안내상 수학 코스와 과학 과목 사이에 공식적인 제한은 없습니다. 다만 Physics HL은 벡터, 삼각함수, 지수·로그, 변화율 개념을 많이 쓰기 때문에 일반적으로 수학 AA(특히 HL)와의 궁합이 좋다고 여겨집니다. 수학 AI를 들으면서 Physics HL을 선택한다면 벡터 분해와 미분 개념을 별도로 보완할 계획을 세우시는 것이 안전합니다.