[논문]교육 과정의 변화에 따른 과학의 본성에 대한 고등학생의 관점 변화

문성숙; 권재술

교육 과정의 변화에 따른 과학의 본성에 대한 고등학생의 관점 변화
Changes in High School Student Views on the Nature of Science according to Curriculum Change 원문보기

한국과학교육학회지 = Journal of the Korean association for science education, v.26 no.1, 2006년, pp.58 - 67

초록
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과학의 본성에 대한 학생들의 이해는 과학적 소양을 길러 일상생활의 문제해결에 도움을 주기 위해 필요할 뿐 아니라 학생 개인의 과학학습에 미치는 영향에 의해서도 그 중요성을 간과할 수 없다. 이런 맥락에서 살필 때 현재 7차 교육과정에서 과학 교육을 받고 있는 학생들의 과학의 본성에 대한 관점이 어떤가를 살펴보고 이것이 기존의 연구에서 나타난 7차 교육과정 이전의 학생들의 과학의 본성에 대한 관점과 비교할 때 차이가 있는지를 살펴보는 것은 그 차이에 기여하는 요인이 무엇인지를 살펴보기위한 첫걸음이 될 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 7차 교육과정의 인문계 고등학교에서 교육을 받은 1학년과 2학년 학생들의 과학의 본성에 대한 관점을 조사하여 관점의 분포를 알아보고 그 결과를 기존 연구에 나타난 7차 교육과정이전에 과학의 본성에 대한 1학년과 3학년 고등학생들의 관점과 비교하였다. 7차 교육과정에서 교육을 받은 고등학생들은 과학의 본성에 대한 하위차원에 있어서 전반적으로 상대주의, 연역주의 관점이 유의미하게 증가하고, 비상황주의에서 상황주의 관점으로 변화된 것으로 나타나 과학 철학적으로 일관되게 과학의 본성을 인식하고 있는 것으로 나타났다. 그리고 7차 교육과정 이전의 학생들에 비해서 유의미하지 않지만 좀 더 도구주의적인 관점을 갖고 있었다. 과학교육에서 과학지식보다는 과학적 방법과 과정을 중요하다고 보는 생각은 7차 교육과정 이전의 과학 교육을 받은 학생들과 같지만 인식의 정도에서는 유의미한 감소가 있었다. 이러한 차이의 원인으로 여러 가지를 생각할 수 있겠으나 선행연구를 통하여 교과서에서 과학사의 도입과 탐구활동의 변화가 영향을 줄 수 있음을 논의 하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Student understanding of the nature of science is necessary not only because it is helpful for solving everyday problems with growing science literacy, but also because it influences students' science learning. Therefore, it was necessary to investigate student views on the nature of science under the 7th national curriculum and compare with those before the 7th national curriculum in order to probe the elements which contribute to changes in student views on the nature of science. A significant number of differences were found between subdimensions of views on the nature of science through the comparison. High school students under the 7th national curriculum had more relativistic, instrumental, and deductive but less process-oriented views than high school students before the 7th national curriculum. The differences between mean values which showed high school student views on the nature of science under and before the 7th national curriculum were significant, except for the subdimension of instrumentanlism/realism. In particular, high school students under the 7th national curriculum possessed a contextual view, whereas those before the 7th national curriculum possessed a decontextual view. Although other factors might be the cause for differences found in this study, we argued by discussion that differences among textbook contents seemed to be the major factor.

주제어

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문제 정의

과학의 본성에 대한 하위차원에 대하여 고등학생들이 7차 교육과정에서 과학교육을 받은 이후 어떻게 변하였는지 그 이전의 연구 자료와 비교하고자 한다. 단, 과학의 본성에 대한 7차 교육과정 이전의 고등학생의 관점을 조사한 한지숙과 정영란(1997)의 연구는 서울에 소재한 1학년과 3학년을 대상으로 한 연구 결과이다.
본 연구는 종단적 연구가 아니므로 확정적으로이야기 할 수 없으나 연구결과를 설명하기 위해 두가지의 가설을 제안해보고자 한다. 본 연구에서 고등학교 2학년의 과학의 본성에 대한 관점을 알아보기위하여 과학과 심화 선택 과목 4과목 중 3과목을 선택하여 배우고 있는 집단을 대상으로 하였다.
그러나 교사와 학생들은 상대주의와 비상황주의적인 관점을 동시에 갖고 있어서 철학적으로 일관성이 없는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 7차 교육과정에서 교육을 받은 고등학생들은 과학의 본성에 대하여 어떤 관점을 갖고 있는지 살펴보고, 한지숙과 정영란 (1997)의 연구결과 중 7차 교육과정 이전에 교육을 받은 고등학생들의 과학의 본성에 대한 관점에 대한연구 결과와 비교할 때 그들의 관점은 어떻게 다른지 알아보고자 다음과 같이 연구문제를 설정하였다.
본 연구에서는 과학적 소양의한 부분을 담당하며 과학학습에도 영향을 주는 과학의 본성에 대한 관점이 7차 교육과정의 고등학생들에게는 어떻게 나타나며 기존의 연구와 비교할 때 어떤 하위차원에서 의미 있는 변화가 있는지 알아보았다.
실시하였다. 본 연구의 연구문제 중 하나는 7차 교육과정 이전에 과학교육을 받은 학생들의 과학의 본성에 대한 관점과 비교할 때 7차 교육과정에서 과학교육을 받은 학생들의 과학의 본성에 대한 관점에 어떤 차이가 있는지 알아보는 것이다. 7차 교육과정이전에 과학교육을 받은 고등학생들의 과학의 본성에 대한 관점은 한지숙과 정영란(1997)의 연구 결과로서 5개의 하위차원에 대한 고등학생들의 평균점수와 표준편차를 이용하였다.
이 연구문제와 관련하여 상대주의(Relativism)와 실증주의 (Positivism), 귀납주의 (Inductivism) 와 연역 수의 (Deductivism), 상황주의 (Contextualism)와 비상 황주의 (Decontextualism), 도구주의(Instrumentalism) 와 사실주의(Realism), 그리고 과학교육에서 과학적인 과정(Process)과 방법을 학습하는 것이 필수적이라고 보는 관점과 과학 지식의 내용(Content)을 습득하는 것을 중요하게 생각하는 관점과 같은 과학의 본성에 대한 하위차원에 대하여 고등학생들이 어떤 관점을 갖고 있는지 알아보고, 성별, 학년별에 따라 어떤 차이가 있는지 알아보고자 한다.
교육과정이 아동으로 하여금 과학지식에 대하여 폭넓은 안목을 갖도록 할 수 있다는 것이다. 이와 같은 맥락으로 문헌연구를 통하여 7차 교육과정이전과 이후의 고등학교 1학년 학생들이 접하는 과학교재를 중심으로 논의를 하고자 한다. 5차 교육과정의 문제점으로 비자연계열 학생들을 위한 과학이 지나치게 학문 중심적이라는 지적으로 6 차 교육과정이후 과학사적 접근을 하거나 학습자의 경험과 실생활 및 사회와 관련된 소재를 도입하는 것이 강조되고 있다.
7 차 교육과정에서 고등학생은 전반적으로 학년 간에별 차이가 없었으나 1학년에서 비상황주의 관점을 나타냈지만, 2학년에서 상황주의적 관점을 나타냈으며두 집단 간에 유의미한 차이가 있었다. 이와 같이 학년 간에 과학의 본성에 대한 하위 차원에서 차이가발생하는 원인과 관련하여 과학에 대한 선호도의 차이의 가능성을 제안한다. 또한 과학의 본성에 대한 관점이 교과서 내 탐구활동의 빈도변화와 비중 있게 다루는 탐구활동의 종류의 변화에 의해 영향을 받을 수있는 가능성을 논의한 바와 같이 이에 대한 후속연구가 필요하다고 본다.
비상황주의의 하위차원에서 유의미한 차이가 있었으며(Table 5), 이와 같은 차이에 대한 논의가 있었다. 이제 7차 교육과정 이전의 고등학생의 과학의 본성에 대한 관점이 7차 교육과정 이후 고등학교 1학년 학생의 관점과 어떻게 차이가 있는지 살펴보고(Table 7), 교육과정에 따른 학생들의 과학의 본성에 대한 관점의 차이를 기존의 문헌을 근거로 논의하고자 한다.

제안 방법

234명의 고등학생들이 과학의 본성에 대한 하위차원에 대하여 어떻게 인식하는지 알아보기 위하여 하위 차원에 속하는 문항진술들에 대한 반응의 평균점수와 표준 편차를 구하였다(Table 2).
조사한 결과 Table 3과 같았다. 각 하위 차원에 속하는 문항진술에 대한 반응의 평균점수와 표준 편차를 구하고 집단별 차이를 알아보았다.
5). 각 하위 차원에 속하는 문항진술에 대한 반응의 평균점수와 표준 편차를 함께 알아보았다.
교과서의 내용을 보고 과목의 성격을 판단한다. 그러므로 교육과정 변화에 따른 교과서 내용의 변화가 학생들의 과학의 본성에 대한 관점의 변화를 가져올 수 있음을 문헌을 통한 선행 연구의 결과를 이용하여 논의하였다. 그러나 본 연구가 종단연구가 아니므로 이러한 논의는 좀 더 변인이 통제된 후속연구를 필요로한다.
이런 맥락에서 살필 때 현재 7차 교육과정에서 과학 교육을받고 있는 학생들의 과학의 본성에 대한 관점이 어떤가를 살펴보고 이것이 기존의 연구에서 나타난 7차교육과정 이전의 학생들의 과학의 본성에 대한 관점과 비교할 때 차이가 있는지를 살펴보는 것은 그 차이에 기여하는 요인이 무엇인지를 살펴보기위한 첫걸음이 될 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 7차 교육과정의 인문계 고등학교에서 교육을 받은 1학년과 2 학년 학생들의 과학의 본성에 대한 관점을 조사하여 관점의 분포를 알아보고 그 결과를 기존 연구에 나타난 7차 교육과정이전에 과학의 본성에 대한 1학년과 3학년 고등학생들의 관점과 비교하였다. 7차 교육과정에서 교육을 받은 고등학생들은 과학의 본성에 대한 하위차원에 있어서 전반적으로 상대주의, 연역주의관점이 유의미하게 증가하고, 비상황주의에서 상황주의 관점으로 변화된 것으로 나타나 과학 철학적으로 일관되게 과학의 본성을 인식하고 있는 것으로 나타났다.
한편 노태희 등 (2002)은 초등학생을 대상으로 과학의 본성에 대한견해를 조사한 결과, 모델의 성질, 에 대하여 여학생이 남학생에 비하여 유의미하게 경험주의에 치우친 생각을 하고 있는 것으로 나타났으나 전반적으로 성에 따른 차이가 나타나지 않음을 보이면서 성차가 학년에 따라 달라지는지에 대해 추가적인 연구가 이루어져야 한다고 하였다. 따라서 본 연구에서도 성차가 학년에 따라 차이가 있는지 과학의 본성에 대한 하위 차원에 대하여 평균과 표준편차를 구하여 그 차이를 알아보았다(Table, 4).
과학을 한 교사가 가르치지 않았다. 또한 2학년은 7차 교육과정의 특성상 한 반의 학생들이 물리 I, 화학 I, 생물 I, 지구과학 I 중 세 과목을 선택하여 수강 하였다. 이런 상황에서 과학의 본성에 대한 하위차원에 대한 관점은 CD차원을 제외하고 1학년과 2학년 학생 간에 유의미한 차이가 없었다.

대상 데이터

본 연구는 서울 시내에 위치하는 K 고등학교 1학년두 학급, 2학년 여섯 학급을 대상으로 하여 실시하였다. 1학년과 2학년 모두 7차 교육과정상에서 과학을 배우고 있으며, 1학년은 과학을 2학년은 물리 I, 화학 I, 생물 I, 지구과학 I의 4과목 중 3과목을 선택한 학생들을 표집하였다.
본 연구는 종단적 연구가 아니므로 확정적으로이야기 할 수 없으나 연구결과를 설명하기 위해 두가지의 가설을 제안해보고자 한다. 본 연구에서 고등학교 2학년의 과학의 본성에 대한 관점을 알아보기위하여 과학과 심화 선택 과목 4과목 중 3과목을 선택하여 배우고 있는 집단을 대상으로 하였다. 그러므로 2학년 학생들은 한 종류의 과학과 심화 선택 과목을 선택한 학생보다 과학에 대한 선호도가 높은 학생들일 가능성이 크다.
학교의 교사수급과 시수 사정으로 인하여 1학년 한 반의 학생들이 배우는 과학을 담당하는 과학교사의 수는 해마다 변동이 있었으며, 한 반당 2명~4명의 교사가 과학을 가르쳤다. 선택된 대상은 모두 234명으로 1학년이 61명, 2학년이 173명이며, 이 중 남학생은 139명, 여학생은 95명이다.
표집대상을 고등학교 1학년 61명, 고등학교 2학년 173명으로 분리하여 과학의 본성에 대한 하위차원에 대하여 어떻게 인식하는지 조사한 결과 아래 표와 같았다{Table 5). 각 하위 차원에 속하는 문항진술에 대한 반응의 평균점수와 표준 편차를 함께 알아보았다.

데이터처리

7차 교육과정에서 과학의 본성에 대한 고등학생들의 관점을 조사하기 위해 5개의 하위차원에 대한 평균과 표준편차를 구하고 학년별, 성별에 따른 차이를 알아보기 위하여 두 독립표본 t 검정을 실시하였다. 본 연구의 연구문제 중 하나는 7차 교육과정 이전에 과학교육을 받은 학생들의 과학의 본성에 대한 관점과 비교할 때 7차 교육과정에서 과학교육을 받은 학생들의 과학의 본성에 대한 관점에 어떤 차이가 있는지 알아보는 것이다.
본 연구의 연구문제 중 하나는 7차 교육과정 이전에 과학교육을 받은 학생들의 과학의 본성에 대한 관점과 비교할 때 7차 교육과정에서 과학교육을 받은 학생들의 과학의 본성에 대한 관점에 어떤 차이가 있는지 알아보는 것이다. 7차 교육과정이전에 과학교육을 받은 고등학생들의 과학의 본성에 대한 관점은 한지숙과 정영란(1997)의 연구 결과로서 5개의 하위차원에 대한 고등학생들의 평균점수와 표준편차를 이용하였다. 한지숙과 정영란(1997)의 연구에서의 대상자들은 본 연구의 대상자들과 다르며 등분산 가정을 충족시키지 못한다.
한지숙과 정영란(1997)의 연구에서의 대상자들은 본 연구의 대상자들과 다르며 등분산 가정을 충족시키지 못한다. 이렇게 등분산 가정을 충족시키지 못할경우두 독립표본 t검정을 사용하지 못하므로 Welch와 Aspin이 고안한 Welch-Aspin검정(성태제, 1999)을 실시하였다.

이론/모형

학생들의 과학의 본성에 대한 관점을 알아보기 위해 Nott와 Wellington(1993)이 개발하고 권성기와 박승재(1995)가 번역한 검사지를 이용하였다. 한지숙과 정영란(1997)은 이 검사지를 수정하고 보완하여 설문 조사하였으나, 본 연구에서는 권성기와 박승재(1995) 가 번역한 것을 이용하였다.

성능/효과

1 학년 남학생이 여학생보다 좀 더 상대주의적인 관점, 연역주의적 관점, 비상황주의적 관점, 도구주의적 관점에 치우치고 과학교육에서 과학적 방법과 과정을 아는 것을 중요하게 생각하는 경향이 여학생보다 덜하지만 그 차이는 유의미하지 않았다. 또한 2학년 남학생이 여학생보다 좀 더 상대주의적 관점, 상황 주의적 관점, 도구주의적 관점에 치우치고, 2학년 여학생이 남학생보다 좀 더 연역주의적 관점이 강하며, 과학적 방법과 과정을 아는 것을 중요하게 생각하는 경향이 있었지만 그 차이는 유의미하지 않았다.
7차 교육과정에서 고등학생들은 전반적으로 과학의본성에 대하여 상대주의, 연역주의, 상황주의, 도구주의적 관점을 가졌으며 과학적인 방법과 과정을 배우는 것을 과학적 지식자체를 습득하는 것보다 더욱 중요하게 생각하는 것으로 나타났다. 과학의 본성에 대한 하위 차원에 있어서 남학생과 여학생 간에 유의미하게 다른 관점을 갖고 있지 않은 것으로 나타났다.
그러므로 본 연구에서는 7차 교육과정의 인문계 고등학교에서 교육을 받은 1학년과 2 학년 학생들의 과학의 본성에 대한 관점을 조사하여 관점의 분포를 알아보고 그 결과를 기존 연구에 나타난 7차 교육과정이전에 과학의 본성에 대한 1학년과 3학년 고등학생들의 관점과 비교하였다. 7차 교육과정에서 교육을 받은 고등학생들은 과학의 본성에 대한 하위차원에 있어서 전반적으로 상대주의, 연역주의관점이 유의미하게 증가하고, 비상황주의에서 상황주의 관점으로 변화된 것으로 나타나 과학 철학적으로 일관되게 과학의 본성을 인식하고 있는 것으로 나타났다. 그리고 7차 교육과정 이전의 학생들에 비해서 유의미하지 않지만 좀 더 도구주의적인 관점을 갖고 있었다.
결론적으로 학생들은 과학의 본성에 대하여 상대주의, 연역주의, 상황주의, 도구주의의적인 관점을 갖고있으며 과학교육에서 과학적 방법과 과정을 배우는것을 중요하게 생각하는 것으로 나타났다.
따라서 학년별로 과학의 본성의 하위 차원에 대한 관점에 있어서 남녀 간에 차이가 나타나지 않는다고 볼 수 있다. 본 연구결과와 선행연구를 종합적으로 살필때 정량적인 연구결과들로부터 과학의 본성에 대하여 검사 도구에 따라 과학의 본성을 구성하는 하위 차원에 대한 관점에 있어서 성별로 차이가 있을 지라도 전반적으로 유의미한 차이가 없는 것으로 판단된다.
이와 같은 맥락에서 강석진 등(2004)은 과학사를 소재로 한 수업이 소집단 토론방식으로 진행될 때 효과적으로 이루어질 것을 기대하고 소집단 토론방식의 수업을 5차시 동안 실시하였다. 연구 결과 수업 직후처치집단의 학생들이 통제집단의 학생들보다 과학의 본성에 대하여 더욱 적절한 이해를 하고 있음을 나타냈으나 파지 검사에서 두 집단간에 유의미한 차이를 보이지 않았다. 이에 그들은 과학의 본성에 대한 소집단 토론식 수업을 좀 더 장기적으로 처치하는 추후연구를 제안한 바 있다.
대한 관점을 조사하였다. 연구 결과, 교사와 학생 모두 상대주의적이며 도구주의적인 관점을 갖고 있었으며 과학에서 내용보다는 과정을 중요하게 생각하여 현대 과학철학의 관점에서 벗어나지 않았다. 그러나 교사와 학생들은 상대주의와 비상황주의적인 관점을 동시에 갖고 있어서 철학적으로 일관성이 없는 것으로 나타났다.
종합적으로 생각할 때 본 연구의한 결과로서 7차교육과정 이전과 이후의 과학의 본성에 대한 학생들의 관점의 변화를 볼 수 있었으며 그 원인이 7차 교육과정아래 10학년 과학에서 과학사를 강조하고 이것을 다양한 탐구활동과 병행하는 것임을 문헌자료를통하여 생각할 수 있었다. 한편, 과학과목에 대한 선호도에 따라 과학의 본성에 대한 관점의 차이가 발생할 가능성과 교과서에 있는 탐구활동의 빈도차이와비중 있게 다루는 탐구활동 종류의 변화에 의한 학생들의 과학의 본성에 대한 관점 변화의 가능성을 고려할 수 있다고 본다.

후속연구

그러므로 교육과정 변화에 따른 교과서 내용의 변화가 학생들의 과학의 본성에 대한 관점의 변화를 가져올 수 있음을 문헌을 통한 선행 연구의 결과를 이용하여 논의하였다. 그러나 본 연구가 종단연구가 아니므로 이러한 논의는 좀 더 변인이 통제된 후속연구를 필요로한다.
이와 같이 학년 간에 과학의 본성에 대한 하위 차원에서 차이가발생하는 원인과 관련하여 과학에 대한 선호도의 차이의 가능성을 제안한다. 또한 과학의 본성에 대한 관점이 교과서 내 탐구활동의 빈도변화와 비중 있게 다루는 탐구활동의 종류의 변화에 의해 영향을 받을 수있는 가능성을 논의한 바와 같이 이에 대한 후속연구가 필요하다고 본다.
연구 결과 수업 직후처치집단의 학생들이 통제집단의 학생들보다 과학의 본성에 대하여 더욱 적절한 이해를 하고 있음을 나타냈으나 파지 검사에서 두 집단간에 유의미한 차이를 보이지 않았다. 이에 그들은 과학의 본성에 대한 소집단 토론식 수업을 좀 더 장기적으로 처치하는 추후연구를 제안한 바 있다. 그러므로「과학의 탐구단원」 에서 7차 교육과정의 10학년 과학 교과서에서 그 이전의 교육과정보다 유의미하게 많이 도입된 과학사의 내용을 학생들이 의미 있게 받아들인다면 그 효과는 긍정적일 가능성이 있다고 생각한다.

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Tao, P. K. (2003). Eliciting and developing junior secondary students' understanding of the nature of science through a peer collaborations instruction in science stories. International Journal of Science Education, 25(2), 147-171

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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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