[논문]국민공통기본교육과정 과학과 생명영역 물질대사 관련 탐구활동 분석

심규철; 안중임; 김현섭

국민공통기본교육과정 과학과 생명영역 물질대사 관련 탐구활동 분석
Analysis of Inquiry Activities Related to Metabolism Presented in Life Science Textbooks Developed According to the National Common Basic Curriculum 원문보기

한국과학교육학회지 = Journal of the Korean association for science education, v.24 no.2, 2004년, pp.202 - 212

심규철 (공주대학교 과학교육연구소) , 안중임 (공주대학교 과학교육연구소) , 김현섭 (공주대학교 과학교육연구소)

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to examine the connection among inquiry activities related to 'Metabolism' presented in life science textbooks developed according to the national common basic curriculum. To perform this, the type, process and context of inquiry activities of life science textbooks were analyzed. The number of inquiry activities is gradually increased from elementary to secondary school. As result of analysis, types, processes and skills, and context of inquiry were not balanced according to textbooks and school levels. It is suggested that the framework of evaluating inquiry activities based on curriculum objectives be provided when developing science textbooks. It also implies that teachers need to reconstruct inquiry contents and activities suitable to school situations when they teach in the real fields of education.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 제 7차 교육 과정에 의해 편찬되어 사용되고 있는 과학과 국민공통기본교육과정 생명영역 물질대사 관련 학습 내용에 제시된 탐구활동을 분석하고 연계성을 분석하였다. 물질대사 관련 탐구활동은 9학년을 제외하고 모든 학년에서 제시되었으며, 탐구 주제의 수는 초등 학교 18개, 중학교 평균 25개, 고등학교 평균 13.
본 연구는 제7차 교육과정 국민공통기본교육과정 과학 과 생명영역 중 물질대사 관련 탐구활동을 분석하였다. 탐구 분석은 교과서에 제시된 탐구활동을 중심으로 탐구 유형, 탐구 과정, 탐구 상황의 3가지 영역으로 구분하여 수행되었다.
본 연구에서는 7차 교육과정에 의해 개발된 과학 교과서의 생명영역의 탐구활동을 분석하였다. 분석에 사용된 교과서는 1종 도서인 초등학교 과학교과서와 중학교 9개 출판사, 고등학교 8개 출판사 중에서 동일한 출판사에서 발행된 3개 출판사 과학 교과서를 선택하였다.
이에 본 연구에서는 7차 교육과정의 국민공통기본교육 과정 과학 교과서 생명영역에 제시된 물질대사관련 탐구활동에 대한 연계성 분석을 통하여 과학 교육목표에서 제시한 탐구능력 신장과 STS관련 내용의 인식 등이 잘 반영되어 있는지 평가하여 교육과정 혹은 과학 교과서 개발에 대한 시사점을 모색하고자 한다.
초등학교(3~6학년), 중학교(7~8학년), 고등학교(10학년) 과학교과 생명영역의 물질대사 관련 탐구활동을 분석한 결과를 토대로 학교급간 및 학년별 비교를 통하여 국민 기본 공통교육 과정의 연계성을 파악하고자 하였으며, 그 결과를 바탕으로 교육과정과 교과서 개발에 대한 시사점을 제공하였다.

제안 방법

본 연구에서는 우선 초등학교(3~6학년), 중학교(7~8학년), 고등학교(10학년) 과학교과 생명영역의 물질대사 관련 탐구활동을 추출하였으며, 이를 토대로 탐구유형, 탐구과정, 탐구상황으로 구분하여 분석하였다. 탐구의 요소 중 탐구유형은 심규철 등(2002)에 의해 개발된 것을 참조하였으며, 탐구과정 및 탐구상황은 허명(1984)이 과학탐구평가표 개발연구에서 제시한 탐구과제분석 틀과 한국교원대학교 과학교육연구소(1997)의 탐구평가의 탐구과정 및 탐구상황에 대한 평가 틀을 참조하여 구성하였다(심규철 등 2002).
탐구 과정은 문제의 인식, 탐구의 설계, 탐구의 수행, 자료의 해석 및 결론의 도출 등 5개로 구분하였으며 하위요소들로 세분하여 분석하였다(Table 4). 탐구 상황은 순수 과학적, 자연 환경적, 일상적, 기술 사회적 상황 등 4 개로 구분하여 분석하였다(Table 5).
본 연구는 제7차 교육과정 국민공통기본교육과정 과학 과 생명영역 중 물질대사 관련 탐구활동을 분석하였다. 탐구 분석은 교과서에 제시된 탐구활동을 중심으로 탐구 유형, 탐구 과정, 탐구 상황의 3가지 영역으로 구분하여 수행되었다. 이를 바탕으로 교과서 및 교육과정의 개발 방향에 대한 제안을 하고자 하였으며, 연구 문제는 다음과 같다.
7개로 중학교에서 가장 많았다. 탐구 분석은 탐구유형, 탐구과정, 탐구상황으로 구분하여 수행하였다.
세분하여 분석하였다(Table 4). 탐구 상황은 순수 과학적, 자연 환경적, 일상적, 기술 사회적 상황 등 4 개로 구분하여 분석하였다(Table 5).
탐구 유형은 탐구 활동이 수행되는 활동 형태와 활용하는 탐구 재료의 특성에 따라 그 유형을 생각해보기, 해보기 및 실험하기 등 3개로 구분하였다(Table 3). 예를 들면, 유리 종 속의 산소와 이산화탄소의 농도가 제시된 표를 보고 식물의 기체 교환에 대한 분석 활동을 하는 탐구는 생각해보기로, 나뭇잎을 은박지로 가리고 일정 시간이 지난 후에 요오드 반응을 시켜 광합성 산물을 확인하는 탐구와 같은 것은 해보기로, 검정말이 들어있는 표본병에 전기 스탠드의 거리 변화를 통한 빛의 세기와 광합성과의 관련성을 알아보는 탐구는 실험하기로 탐구 유형을 구분하였다.

대상 데이터

7개의 탐구활동이 제시된 것으로 나타났다. 분석에 사용된 3개 출판사 중 Dd 사에서 출판한 중학교와 고등학교 과학 교과서는 다른 출판사의 교과서에 비해 상당히 많은 수의 탐구 활동을 포함하고 있었는데 각각 30개와 17개로 조사되었다(부록 1~3). 그리고, 국민 공통 기본 교육과정 과학 교과서 생명 영역에서 다루어지고 있는 탐구 활동은 초등 3~6학년 모두에서 그리고 중학교 7, 8학년, 고등학교 10학년 등 9학년을 제외한 모든 학년에서 다루고 있었는데 이는 물질대사 관련 활동이 생명 영역에서 주요한 학습 내용이라는 것을 의미한다.
본 연구에서는 7차 교육과정에 의해 개발된 과학 교과서의 생명영역의 탐구활동을 분석하였다. 분석에 사용된 교과서는 1종 도서인 초등학교 과학교과서와 중학교 9개 출판사, 고등학교 8개 출판사 중에서 동일한 출판사에서 발행된 3개 출판사 과학 교과서를 선택하였다. 이는 연계성 분석을 고려하기 위함으로 분석에 사용된 각 교과서의 출판사는 교학사(Kh), 금성출판사(K怎)와 디딤돌(Dd) 등 3개사이며(Table 1), 분석한 물질 대사 관련 과학 교과 생명영역의 단원은 Table 2와 같다.

이론/모형

탐구상황으로 구분하여 분석하였다. 탐구의 요소 중 탐구유형은 심규철 등(2002)에 의해 개발된 것을 참조하였으며, 탐구과정 및 탐구상황은 허명(1984)이 과학탐구평가표 개발연구에서 제시한 탐구과제분석 틀과 한국교원대학교 과학교육연구소(1997)의 탐구평가의 탐구과정 및 탐구상황에 대한 평가 틀을 참조하여 구성하였다(심규철 등 2002).

성능/효과

강조하고 있다. 국민공통기본교육과정 과학 교과서 생명영역의 물질대사관련 탐구의 상황을 분석해보면, 초등학교와 고등학교에서는 기술 사회적 상황이 전혀 제시되지 않았고, 중학교에서는 자연 환경적 상황이 전혀 제시되지 않았으며, 순수 과학적 상황의 비율이 가장 많은 비중을 차지한 것으로 나타났다. 이것은 6차 교육과정의 과학이 순수 과학적 상황에서 벗어나지 못했다(류면옥, 1999)는 결과와 유사하며, 국민공통기본교육과정 과학 교과에서 과학 .
할 수 있다. 또한 이러한 결과는 출판사에 따라 그 차이가 매우 심한데, Kh 교과서의 경우는 중학교에서는 일상적 상황의 비중이 상당히 증가하였다가 고등학교에서는 거의 제시되지 않았으며, 届와 Dd 교과서에서는 일상적 상황의 탐구가 계속 증가하는 것을 알 수 있다(Fig. 4).
다루게 설정된 것으로 생각된다. 물질대사 관련 탐구 내용을 10학년 과학 물질 대사 단원에 제시되어 있는 단원을 기준으로 생물 에너지의 흐름, 효소, 광합성과 호홉 등 3개 소단원으로 구분하여 그 비율을 조사한 결과를 살펴보면, 초등학교와 고등학교 과학에서와는 달리 중학교 과학에서는 생물에너지의 흐름에 관계된 것이 전혀 없는 것으로 보아 다소 일관성이 부족한 것을 알 수 있다. (Fig.
또한 탐구 활동이 단원이나 학습 주제의 특성상 어느 정도 편차가 있을 수 있으나 학년이 올라감에 따라 인지적 수준이나 탐구과정 기능도 발달하며 점차적으로 통합적인 사고능력이 길러진다는 것을 고려하여야 한다. 본 연구에서 탐구 분석에 사용한 교과서가 동일 출판사와 저자라 할지라도 탐구 유형, 탐구 과정, 탐구 상황의 비율이나 학년 혹은 학교급에 따른 변화에 대한 일관성이 다소 부족한 것을 알 수 있었다. 그러므로 학생의 인지 수준과 탐구활동의 연계성을 고려한 교육과정의 개발이 선행되어야 하며, 교과서 집필을 위한 기준을 제공하도록 하는 것이 바람직 할 것으로 생각된다(고계순 등, 2001; 심규철 등, 2002).
본 연구의 결과로부터 탐구 유형, 탐구 과정, 탐구 상황 모두 전체적으로 학년간 편차가 매우 심하며, 학교 급이 바뀌는 6학년과 7학년의 경우에도 탐구 과정의 경우를 제외하고는 급격한 것을 알 수 있다. 탐구 과정의 경우는 거의 모든 학년이 유사한 경향을 나타내었는데, 이 또한 연계성을 고려했다고 보기에는 어렵다고 생각된다.
2). 초등의 경우는 비교적 실험하기, 해보기, 생각해보기의 유형이 골고루 제시되었으나, 중학교는 실험하기가 가장 많은 비중을 차지하였고, 고등학교에서는 Kh 교과서를 제외하고는 생각해보기의 유형이 가장 많은 비율을 차지한 것으로 조사되었다. 그리고, Kh 교과서의 경우, 학교급이 올라감에 따라 실험하기의 비율이 다소 증가하는 반면에 생각해보기의 유형은 유사한 비율을 유지하는 것으로 조사되었다.
탐구 과정에 대한 분석 결과는 다소 차이는 있으나 학교급 간이나 출판사에 관계없이 탐구의 수행과 자료의 해석이 대부분을 차지하는 것으로 조사되었다(Fig. 3). 그러나 특이한 것은 초등학교 과학 교과 생명 영역 물질대사 관련 탐구의 탐구 과정 중 문제의 인식과 결론의 도출의 비율이 중학교와 고등학교에 비해 높다는 것이다.
탐구 과정의 경우도 교육과정에는 학년이 증가함에 따라 강조하고 있는 문제의 인식(문제 인식, 가설 설정)과 탐구의 설계(실험 설계, 변인 통제)의 부분이 오히려 저학년에 해당하는 4~5학년에 더 많은 비중을 차지하고 있는 것으로 나타났다(Table 6). 그리고 탐구 상황의 경우도 저학년인 3~5학년에서는 모두 순수과학적 상황의 탐구 활동이 대부분이고 오히려 고학년에서 다양한 탐구 학습 상황이 제시되고 있는데(Table 7) 학년에 따른 연계성이 미흡하다고 할 수 있다.
탐구 과정의 하위요소별 분석 결과를 살펴보면, 출판사에 따라 다소 차이는 있으나 중학교와 고등학교 전체적으로 거의 유사한 결과를 나타내었다(Table 9). 그러나, 초등학교의 경우는 탐구의 수행의 하위 요소 중 기구조작이 가장 높은 비율을 차지한 중학교와 고등학교에 비해 하위 요소 중 기록 정리, 관찰 등이 높은 비율을 차지한 것으로 나타났다.
탐구 상황에 대한 분석 결과를 살펴보면, 초등학교, 중학교, 고등학교 모두 순수 과학적 상황이 대부분을 차지하였으며, 일상적 상황에 대한 것은 20%에도 미치지 못하였다. 특히, 자연 환경적 상황과 일상적 상황은 매우 적은 것으로 조사되었다{Table 8).
또한, 탐구의 설계 중 변인통제는 Kh 고등학교 과학, 실험설계는 Kh 중학교와 Ks 고등학교 과학교과서에서 1회 있었을 뿐 거의 제시되지 않았다. 탐구 활동의 대부분을 차지하고 있는 탐구의 수행 단계에서는 기구조작, 관찰, 기록전달 등의 하위 탐구기능들이 사용하도록 제시되었으며, 자료의 해석 단계에서는 관계설명(상관관계 및 인과관계)에 대한 것이 가장 많은 비율을 차지하였다.
특히, 자연 환경적 상황과 일상적 상황은 매우 적은 것으로 조사되었다{Table 8). 학교급 간에 따른 차이를 분석한 결과를 보면, 초등학교의 경우는 순수과학적 상황, 자연환경적 상황, 일상적 상황 순서로 많이 제시된 반면에 중학교와 고등학교의 경우는 순수 과학적 상황 다음으로 일상적 상황에 대한 탐구 활동이 많이 제시된 것으로 나타났다. 특히, 초등학교와 고등학교의 경우 기술 사회적 상황의 탐구가 전혀 없었으며 중학교의 경우에는 자연 환경적 상황이 전혀 없었다.

후속연구

또한, 과학 교육에서 탐구는 교수-학습의 출발이며 과학의 기본 개념의 이해, 흥미와 태도의 함양, 과학-기술-사회의 관계 인식 등 과학교육의 핵심이라 할 수 있다(이돈희 등, 1997). 그러므로 이와 같은 차이가 교수-학습 활동과 학습 효과에 미치는 영향에 대한 추가적인 연구를 통하여 보다 바람직한 교육과정과 교과서 개발지침이 마련되어야 할 것이다.
그리고 동일 출판사와 저자라 할지라도 일관성이 유지 못하고 있다. 앞으로 이러한 편중 현상을 없애려면 교육과정의 목표를 반영하기 위한 탐구 활동의 평가 틀을 제공하여 교과서 개발 시 반영하도록 하는 것이 바람직하리라 생각하며, 교육현장에서 학습 지도 시 교사가 각 학교에 적합한 탐구내용 및 탐구활동의 재구성을 해야 할 필요성을 시사해주고 있다. 또한, 과학 교육에서 탐구는 교수-학습의 출발이며 과학의 기본 개념의 이해, 흥미와 태도의 함양, 과학-기술-사회의 관계 인식 등 과학교육의 핵심이라 할 수 있다(이돈희 등, 1997).

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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