통합 과학 불변의 핵심

남궁원 지음

쌤앤파커스 2025년 09월 10일 출간 국내도서 : 2025년 07월 25일 출간

작품소개

책소개

대치동 과학 일타강사이자 각종 인강 과학 분야 톱 강사인 남궁원의 입시 대비 통합과학 학습 교양서이다. 과학 강의 20년 모든 노하우를 녹여 교과 관련 내용을 다양한 예시를 들어 설명한다. 익힐 개념 → 기본 이론 → 확장 사례 순으로 구성되어 있어, 차근차근 이해해 나가면 통합과학을 재미있게 읽으면서도 학습효과를 누릴 수 있다. 7차 개정 교육과정이 반영된 28학년도 입시(현재 고1)부터는 8개 과학 과목 선택이 아닌 통합과학 하나로 치러진다. 이 책은 바뀐 입시 제도에 맞게 물리·화학·생명과학·지구과학을 융합하여 통합과학 전반을 다루고 있어서 청소년들이 보다 쉽고 편하게 통합과학을 학습할 수 있다.

목차

프롤로그 낯설다와 어렵다를 동일시하지 마세요 4


1. 물리; 운동을 잘하고 싶다면 이것만 기억해!
개념 : 어떻게 하면 더 빨리 더 멀리 더 힘차게 움직일 수 있을까
ㆍ 속력과 속도(비슷하지만 다른 개념, 속력과 속도) 17
ㆍ 가속도(변화하는 속도 ) 22
ㆍ 힘(힘의 단위가 N인 까닭 ) 24
ㆍ 운동량(운동의 정도를 나타내는 물리량) 28
ㆍ 충격량(충격의 정도를 나타내는 물리량) 30
ㆍ 작용과 반작용(작용이 있으면 반드시 반작용이 있다) 33

기본 : 작아도 효과가 크려면 뭐가 더해져야 할까
ㆍ 운동량과 충격량(운동량과 충격량은 같은 듯 다른 사촌지간) 35
ㆍ 충격량과 작용시간(힘의 작용시간이 길어지면 발생하는 두 가지 물리적 효과) 38
ㆍ 운동량, 충격량, 작용과 반작용(트럭과 경차가 충돌하면 왜 경차만 큰 피해를 입을까?) 41

확장 : 물리를 알고 보면 더 재미있는 스포츠
ㆍ 홈런왕 이승엽의 장타 비결 44
ㆍ 야구장에 안전펜스가 필요한 까닭 47
ㆍ 스나이퍼는 왜 총신이 긴 총을 사용할까? 49
ㆍ 번지점프가 출렁거리는 이유 51
ㆍ 손흥민은 어떻게 강슛을 구사할 수 있는 걸까? 53
ㆍ NBA 로고샷에 숨겨진 물리학의 원리 55

한 번 더 체크! 59


2. 화학; 정직하게 세상을 지키는 물질세계

개념 : 화학의 대명사 주기율표를 외우자
ㆍ 원자의 구성과 주기율표의 역사(아직도 주기율표는 채워지는 중) 67
ㆍ 주기율표와 전자 배치(비슷한 성격끼리 모여 있어요) 77
ㆍ 화학 결합(안정화를 향한 본능) 89

기본 : 원자는 서로 만나 쌍을 이룬다
ㆍ 루이스 구조식(8개의 점자로 해결) 101
ㆍ 전자쌍 반발 원리(전자쌍이 분자의 모양을 결정) 106

확장 : 화학 결합이 만들어 내는 다양한 물질들
ㆍ 다이아몬드 Vs 흑연(같은 탄소 다른 구성) 111
ㆍ 반도체(전자의 성질과 온도가 만난 합작품) 116
ㆍ 흑연 Vs 그래핀, 탄소 나노 튜브, 풀러렌(탄소들의 다양한 변주) 123
ㆍ 그래핀, 탄소 나노 튜브, 풀러렌의 특징과 활용(위 아래 좌우를 어떻게 연결하는지가 관건) 128

한 번 더 체크! 136


3. 생명과학; 세포는 열심히 정보를 전달하고 있지

개념 : 단백질이 이렇게 중요할 줄이야!
ㆍ 아미노산(단백질 구성의 기본 단위) 147
ㆍ 단백질의 구조(꼬이고 접히면서 목걸이를 만드는 것) 151
ㆍ 단백질의 기능(세포와 조직, 호르몬의 공급원) 156
ㆍ 뉴클레오타이드(핵산의 기본 단위) 158
ㆍ DNA와 RNA의 구조(한 가닥 RNA와 두 가닥 DNA) 161
ㆍ DNA와 RNA 기능(DNA는 유전정보 저장, RNA는 전달 및 단백질 합성에 관여) 168
ㆍ 유전자(유전정보가 저장된 DNA) 171

기본 : 생명 중심 원리
ㆍ 전사와 번역(생김새를 결정짓는 과정) 176
ㆍ 가모프의 가설(코돈의 시작을 알리다) 181
ㆍ 단백질을 만드는 번역 과정(유전 부호에 발 맞춰 이동) 184

확장 : 돌연변이가 꼭 나쁜 것만은 아니야
ㆍ 유전자 이상과 유전 질환(DNA 염기 서열의 변화가 원인) 189
ㆍ 유전 부호 체계의 공통성(초파리와 사람은 60% 일치) 193
ㆍ 자연선택에 유리한 돌연변이(낫 모양 적혈구 빈혈증과 자연선택) 197

한 번 더 체크! 202


4. 지구과학; 우리에겐 어린왕자의 유리관이 있어!

개념 : 어떻게 사람이 지구에서 살 수 있는지 알아보자
ㆍ 오존층(자외선을 막아 주는 대기권) 211
ㆍ 태양광(자외선을 포함한 태양광을 전기로 활용하기) 216
ㆍ 광합성(오존의 원천인 산소가 만들어지는 과정) 222
ㆍ 세균(핵막이 없는 최초의 생명체) 226
ㆍ 화석(지구의 과거가 남긴 증거들) 230
ㆍ 지질시대(46억 년 지구 역사를 쪼개는 기준) 235

기본 : 태양풍이 만들어 내는 오로라
ㆍ 기권의 층상 구조(기온 분포에 따라 대기권 구분이 뚜렷) 240
ㆍ 열의 전달 방식(쇠 국자에 손잡이를 다는 이유) 244
ㆍ 기권 층상 구조의 변화(오존층 이전과 오존층 이후로 나뉜다!) 248

확장: 지금의 오존층은 어떻게 만들어졌을까?
ㆍ 오존은 자외선이 만든다(만났다 헤어지기를 반복하는 오존과 자외선) 253

한 번 더 체크! 260

책 속으로

딱밤의 효과를 극대화하려면 어떻게 때려야 할까요? 첫째는 힘이 중요합니다. 초등학생이 딱밤을 때리는 것과 꾹관장이 딱밤을 때리는 것은 완전히 차원이 다를 것입니다. 당연히 힘이 장사인 꾹관장의 딱밤이 훨씬 효과가 클 테니 말이죠. 둘째는 딱밤을 가격하는 시간입니다. 중지로 상대의 이마를 때릴 때 정통으로 이마를 가격한 후 중지가 이마에 오래 맞닿아 있다면 힘의 작용 시간이 길어집니다. 하지만 빗맞으면 그 시간이 훨씬 짧아집니다. 이제 이해되지요? 빗맞은 딱밤이 그리 아프지 않은 이유를 말이죠. 이 사례처럼 물체가 충돌할 때 물체에 작용하는 힘의 크기가 클수록, 힘이 작용한 시간이 길수록 물체가 받는 힘의 효과가 커집니다. 따라서 충격량은 다음과 같이 정의됩니다. 다.
물리; 운동을 잘하고 싶다면 이것만 기억해! 31p

여기에서 가장 중요한 것은 맨 바깥 전자껍질에서 운동하는 전자입니다. 앞에서 말한 ‘원자가 전자’는 원자에서 가장 바깥 전자껍질에 채워진 전자인데, 화학 반응에 직접 참여하므로 화학적 성질을 결정합니다. 사람도 여러 명이 모여 있을 때 가장 바깥에 서 있으면 비가 오든 바람이 불든 제일 먼저 알게 되잖아요? 누가 말 걸기도 쉽죠. 그것처럼 가장 바깥 전자껍질에 서 있는 ‘원자가 전자’는 자기 성질을 가지고 다른 전자를 만나서 화학반응을 일으킵니다. 따라서 일반적으로 원자가 전자와 최외각 전자껍질에 배치된 최외각 전자 수는 같다고 보면 됩니다.
화학; 정직하게 세상을 지키는 물질세계 85p

두 당이 어디서 차이가 나는지 보이나요? 라이보스와 디옥시라이보스의 구조는 거의 같습니다. 2번 탄소에 붙어 있는 OH와 H의 차이만 있을 뿐이죠. 라이보스는 영어로 Ribose, 디옥시라이보스 는 영어로 Deoxyribose로 표기합니다. Deoxyribose는 Ribose라는 단어 앞에 Deoxy라는 접두사가 붙어 있는데요. oxy는 oxygen, 즉 산소를 의미하고 그 앞의 De는 주로 ‘역방향, 부정, 분리, 또는 반 대’라는 의미를 나타내는 접두사이니 라이보스에서 산소를 분리한 것이 디옥시라이보스라는 것을 알 수 있었습니다. 이렇게 영어 단어만 해석해도 이 복잡한 당의 구조 차이를 바로 알아볼 수 있 답니다.
생명과학; 세포는 열심히 정보를 전달하고 있지 159P

화학적으로 오존은 산소 원자 3개가 결합한 산소의 동소체입니다. 산소 원자 2개가 결합한 일반적인 산소와 달리 불안정하며, 분해되면 일반 산소가 됩니다. 따라서 산소 원자가 없으면 오존도 존재할 수 없습니다. 과거 지구가 탄생했을 무렵에는 산소가 별로 없었습니다. 그러다가 원시 바다에서 광합성을 하는 생물들이 출현하였고, 그들의 광합성을 통해 산소가 생성되었죠. 그 이후 대기 중으로 방출된 산소가 자외선을 받아 오존이 생성되고, 이 오존이 성층 권에 쌓여서 오존층을 형성하게 된 거랍니다.
지구과학; 우리에겐 어린왕자의 유리관이 있어! 222P

출판사 서평

바뀐 입시 제도에서 통합과학은 국·영·수 급
7차 개정 교육과정이 반영된 28학년도 입시(현재 고1)부터는 8개 과학 과목 선택이 아닌 통합과학으로 치러진다. 고등 내신에서는 통합과학이 국어, 영어, 수학과 동일한 수업 시간을 적용한다. 그만큼 중요한 과목이 되었고, 최상위 등급에서는 통합과학이 변수로 작용할 수밖에 없다. 수능에서도 문·이과 모두 필수과목으로 지정되어 이과 지원 학생은 물론 문과 지원 학생들까지 수시든 정시든 과학은 피할 수 없는 과목이자 입시의 Key가 되었다.

입시 제도는 바뀌어도 핵심은 바뀌지 않는다
바뀐 통합과학은 물리·화학·생명과학·지구과학을 융합하여 사고력과 응용력을 배양하는 데에 중점을 두고 있다. 사고하고 응용하기 위해서는 이전에 배운 기본 개념들이 우선 탑재되어 있어야 한다는 뜻. 제도가 바뀐다 해도 파악해야 할 핵심은 바뀌지 않는다. 이 책은 물·화·생·지 각 분야에서 핵심을 ‘익힐 개념’으로 먼저 다루고, 기본 이론과 확장된 사례를 다루어 새로운 입시 스타일에 적응하도록 구성했다.

이미지로 쉽고 빠르게 이해
많은 학생들이 과학을 어려워하는 것은 낯설기 때문이다. 낯설면 어렵다고 단정하고 미리 포기하기 일쑤. 과학 공부가 재미있으려면 ‘이해’로 ‘몰입’에 빠져야 하는데 혼자 공부할 때에는 쉽지 않다. 인강도 쌍방향이 아닌 일방향이므로 마찬가지 현상이 벌어진다. 이를 돕기 위해 최대한 이미지를 풍부하게 수록하였다. 다양한 그림 설명이 곁들여져 개념을 익힐 때에도 이론을 적용할 때에도 쉽게 이해하고 몰입할 수 있게 구성하였다.

과학 분야 톱 강사 20년 노하우 총망라
대치동 현장 강의 20년, 대성마이맥 통합과학·화학·생명과학 인강의 톱 강사로 군림하는 저자는 그동안 메가스터디 통합과학·화학·생명과학 인강과 메가엠디 PEET/MD/의치대 편입 일반화학, 유기화학 인강을 거쳐 과학 분야 강의에서는 타의 추종을 불허하는 일타 강사이다. 핵심을 짚고, 암기할 것은 암기하고, 이해할 것은 이해할 수 있게 다양한 교수법을 개발하고 있다.


[추천사 이어서]
대입을 준비하면서 남궁원 선생님 강의가 무엇보다 큰 힘이 되었습니다. 자칫 암기에만 몰두하기 쉬울 때 전체 틀을 보면서 이해하고 연결하는 공부법을 알려 주셨거든요. 후배들 또한 이 책을 통해 이해하고 연결시키는 통합과학을 공부할 수 있기를 바랍니다.
_서울대학교 정치외교학과 25학번 나승엽

늘 학생들이 자기 주도적으로 공부할 수 있게 강의하는 선생님의 책이 나와서 무척 기대됩니다. 선생님이 말씀하신 것처럼 입시는 바뀌어도 핵심은 변하지 않으니 이 책으로 과학의 핵심을 꽉 잡을 것 같습니다. 같이 공부해요!
_세종과학고 재학생 김회찬

물리, 화학, 생명과학, 지구과학. 이 한 권으로 핵심을 파악할 수 있어서 좋습니다. 남궁원 선생님의 군더더기 없는 설명이 마음에 듭니다. 저희 같은 수험생뿐만 아니라 과학을 사랑하는 모든 이들이 읽었으면 좋겠습니다.
_상산고 재학생 김이현

작가정보

저자(글) 남궁원

“망알 넘의 아철이가 수구은 수구은”,“와따시와 감휘각흑석 장데쓰다”를 외치는 특수암기통!
금속 반응성 순서를 암기할 때는 ‘망알 넘의 아철이가 수구은 수구은’식으로 마그네슘,알루미늄,아연,철,수소,구리,은 순서를 쉽게 기억하게 한다. 규산염 광물인 (감)람석 (휘)석 (각)섬석 (흑)운모 (석)영 (장)석 순서를 외울 때에는 ‘감휘각흑석장데쓰다’ 식으로 유머를 구사한다. 기본적인 암기를 도우면서도 과학의 재미와 흥미를 유발하는 학습법이다.
경기과학고 조기 졸업, 카이스트KAIST 졸업, 경희대 한의학과 졸업, 한의사, 경희대 한의학 박사. 대한민국 최고 두뇌 소유자답게 실전과 경험을 통해 하나라도 더 학생이 쉽게 이해할 수 있도록 자신만의 강의 교수법을 개발하고 있다.
7차개정교육과정이 적용되는 2028학년도 대입에서는 문이과 구분 없는 통합과학으로 치러지며, 물화생지의 연관성 아래 단순 암기가 아닌 사고력과 탐구력을 키우는 데 중점을 두고 있다. 이 책은 대치동 마감KING 남궁원이 보다 쉽고 빠르게 통합과학에 집중할 수 있도록 불변의 핵심을 짚어낸 첫 번째 역작이다.

(현) 대성마이맥 통합과학, 화학, 생명과학 인강
(전) 메가스터디 통합과학, 화학, 생명과학 인강
(전) 메가엠디 PEET/MD/의치대 편입 일반화학, 유기화학 인강
(전) 대치동 현장 강의
(전)동아일보‘이지논술’집필 위원
(전)과학동아‘논술 팔만대장경’집필 위원
(전)과학 칼럼니스트(매경 이코노미 등)
(전)MBC라디오‘손에 잡히는 경제’고정 패널