과학의 본성의 관점에서 과학의 탐구 단원의 내용 분석을 실시하였다. 10종의 10학년 과학 교과서 탐구단원 속에 있는 학습 목표, 활동, 문장에서 과학의 본성에 대한 내용, 관점, 제시방법을 분석하였다. 10종 교과서의 학습 목표들은 과학의 정의, 과학자의 특성, 과학적 방법, STS로 대분류되었다. 한편 과학 지식의 특성과 모델 형성 등과 같은 구체적인 과학 지식의 본성에 대한 관점은 학습목표에 포함되지 않았다. 활동 총 38개 중 17개가 어떤 정보도 주지 않은 과제형으로 제시되었다. 21개는 기본 자료를 제공하고 그것을 기초로 활동하는 형식이었다. 어느 경우이든 그 활동을 통해 배워야할 NOS 요소와 그에 대한 타당한 관점에 대한 명시적 언급이 없거나 부족했다. 과학 교과서 문장도 4영역으로 분류될 수 있었으며 현대적 관점과 고전적 관점이 혼재되어 있었다. 특히 과학의 정의는 귀납주의적 진술이 많았고, 과학 지식의 생성은 이론 형성보다는 법칙의 발견으로 표현되었다. 교사 수준에서 NOS에 대한 학습 목표와 학습 내용 제시와 함께 분명한 관점이 반영된 읽을거리를 제공해야만 효과적인 과학의 본성 수업이 가능함을 제시하였다.
과학의 본성의 관점에서 과학의 탐구 단원의 내용 분석을 실시하였다. 10종의 10학년 과학 교과서 탐구단원 속에 있는 학습 목표, 활동, 문장에서 과학의 본성에 대한 내용, 관점, 제시방법을 분석하였다. 10종 교과서의 학습 목표들은 과학의 정의, 과학자의 특성, 과학적 방법, STS로 대분류되었다. 한편 과학 지식의 특성과 모델 형성 등과 같은 구체적인 과학 지식의 본성에 대한 관점은 학습목표에 포함되지 않았다. 활동 총 38개 중 17개가 어떤 정보도 주지 않은 과제형으로 제시되었다. 21개는 기본 자료를 제공하고 그것을 기초로 활동하는 형식이었다. 어느 경우이든 그 활동을 통해 배워야할 NOS 요소와 그에 대한 타당한 관점에 대한 명시적 언급이 없거나 부족했다. 과학 교과서 문장도 4영역으로 분류될 수 있었으며 현대적 관점과 고전적 관점이 혼재되어 있었다. 특히 과학의 정의는 귀납주의적 진술이 많았고, 과학 지식의 생성은 이론 형성보다는 법칙의 발견으로 표현되었다. 교사 수준에서 NOS에 대한 학습 목표와 학습 내용 제시와 함께 분명한 관점이 반영된 읽을거리를 제공해야만 효과적인 과학의 본성 수업이 가능함을 제시하였다.
An analysis on the Inquiry unit of Science 10 textbooks was conducted in terms of nature of science (NOS). The subject of the analysis was instructional objectives, activities and sentences in the unit of ten Science 10 textbooks. Contents of the instructional objectives could be grouped into nature...
An analysis on the Inquiry unit of Science 10 textbooks was conducted in terms of nature of science (NOS). The subject of the analysis was instructional objectives, activities and sentences in the unit of ten Science 10 textbooks. Contents of the instructional objectives could be grouped into nature of science, nature of scientists, scientific methods, and Science-Technology-Society. The concrete nature of scientific knowledge (SK) and constructing scientific theory or model, however, were not found in the objectives. The total number of activities in the Inquiry unit was 38. Seventeen out of them were presented without any supplemental or introductory materials, and 21 activities were provided with information followed by questions, discussions or investigations. For the most activities, any clear statements about NOS elements and desired/informed views of NOS were not made. The sentences of the Inquiry units were mixed up with constructivist and inductive views on NOS. The definition of science tended to be described based on the inductive view. And the generation of SK tended to be described as discovering regularities in natural phenomena rather than constructing theories. For science teachers who want to teach NOS effectively, stating clear learning objectives and elements of NOS and presenting reading materials with relevant views on nature of science were necessary.
An analysis on the Inquiry unit of Science 10 textbooks was conducted in terms of nature of science (NOS). The subject of the analysis was instructional objectives, activities and sentences in the unit of ten Science 10 textbooks. Contents of the instructional objectives could be grouped into nature of science, nature of scientists, scientific methods, and Science-Technology-Society. The concrete nature of scientific knowledge (SK) and constructing scientific theory or model, however, were not found in the objectives. The total number of activities in the Inquiry unit was 38. Seventeen out of them were presented without any supplemental or introductory materials, and 21 activities were provided with information followed by questions, discussions or investigations. For the most activities, any clear statements about NOS elements and desired/informed views of NOS were not made. The sentences of the Inquiry units were mixed up with constructivist and inductive views on NOS. The definition of science tended to be described based on the inductive view. And the generation of SK tended to be described as discovering regularities in natural phenomena rather than constructing theories. For science teachers who want to teach NOS effectively, stating clear learning objectives and elements of NOS and presenting reading materials with relevant views on nature of science were necessary.
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문제 정의
그들은 7차 교육과정의 한 교과서를 이용하여 과학의 정의, 과학의 발달, 과학적 방법에 대한 견해를 분석하였다. 그리고 각각의 주제에 대해 귀납주의, 상대주의, 반증주의의 견해를 보인다는 결과를 제시하였다. 한 교과서의 몇 단락을 근거로 그런 결과를 얻었다는 점에서 결론의 타당성에 의문이 제기될 수 있지만, 교과서의 진술을 토대로 그 교과서가 채택하고 있는 과학의 본성에 대한 관점을 조사한 점에 있어서는 새로운 접근으로 보인다.
본 연구에서는 과학의 본성과 과학적 탐구 과정과 과학적 지식의 특성을 중심으로 교과서가 보이는 관점을 분석하였다. 이 주제들은 현재 NOS에 대한 연구들에서 가장 빈번하게 연구되고 있는 것이기도 하다 (김준예, 전은경, 백성혜, 2007; Khishfe and Abd-ElKhalick, 2002; Schwartz, Lederman and Crawford, 2004).
학습목표를 가지고 각 단원에서 다루는 중요 요소가 무엇인지 확인하고자 하였다. 학습 목표는 학습 내용과 관련하여 중요한 단어들을 포함하고 있기 때문에, 그 단어들을 추출하여 본문 내용과 활동에서 다루고 있는 과학의 본성의 요소를 파악하였다. 즉 학습 목표에서 반복적으로 사용된 단어일수록 그와 관련된 본문과 활동 내용의 비중이 많을 것이라고 보았다.
그 교과서들에는 총 55개의 소단원이 있으며, 각 소단원의 학습 목표를 조사하였다. 학습목표를 가지고 각 단원에서 다루는 중요 요소가 무엇인지 확인하고자 하였다. 학습 목표는 학습 내용과 관련하여 중요한 단어들을 포함하고 있기 때문에, 그 단어들을 추출하여 본문 내용과 활동에서 다루고 있는 과학의 본성의 요소를 파악하였다.
제안 방법
그래서 과학 이론은 자연을 설명하지만 과학 법칙은 자연의 규칙성을 기술한다고 표현한다. 4가지 주제에 대한 이런 인식에 기초하여 우리나라 교과서의 진술 내용을 분석하였다.
과학의 탐구 단원에 포함된 활동을 과학의 본성에 대한 내용과 자료제시 유무로 분석하였다. 10종의 교과서에서 확인된 활동은 총 38개이었다.
이러한 가정 아래 전경문, 박현주, 노태희 (2004)는 과학의 탐구단원에 들어 있는 과학사 내용을 분석하였다. 과학적 지식의 속성, 과학적 탐구 과정, 과학 지식 생성과 관련된 심리적 사회적 문화적 요인의 3차원에서 각 교과서의 과학의 탐구 소단원의 과학사 진술 내용을 분석하였다. 6차 교육과정보다는 7차 교육과정이 과학사 내용의 빈도에서와 위의 3차원적 분석에서 더 높은 빈도를 보였다.
법칙과 이론의 차이를 현대적 관점에서 잘 설명해 주는 것이 필요하며 교과서의 문장들을 이 설명을 위해 적절히 활용할 필요가 있다. 관련된 문장들을 인용해 보았다.
이런 측면을 고려하여 탐구 단원의 활동은 자료 제시를 통해 학생들이 갖기를 고취하는 관점을 제시할 필요가 있다. 그래서 이 연구에서는 각 주제별로 활동의 수와 자료 제시 유무를 통해 과학의 본성에 대한 활동을 분석하였다. 이 활동 내용의 분류 기준은 학습목표 분류를 통해 확인된 것과 일치하였다.
문장 분석은 과학의 정의, 과학적 방법, 과학 지식의 잠정성, 그리고 가설 법칙 이론의 차이에 대해 수행되었다. 교과서들은 과학을 한 문장으로 정의하였는데, 이는 대부분 부족하고 잘못된 진술로 귀착되었다.
문장 분석을 위해서 기존의 논문들에서 과학의 정의, 과학적 방법, 과학 지식의 잠정성 및 가설 법칙 이론의 차이들을 어떻게 기술하고 있는지를 알아보았다. Table 2는 본 연구에서 분석하고자 하는 내용들에 대해 기존 논문들이 제시한 현대적 정의 혹은 기술을 정리한 것이다.
Tamir (1985)는 BSCS의 이러한 접근을 반영한 과학적 탐구 내용 분석표를 만들어 과학교과서에 반영된 탐구 성향을 판단하였다. 분석 내용은 과학 지식의 특성과 역사, 과학적 방법의 특성, 과학자들의 사회적 배경, 과학적 탐구 과정들로 구성되었다.
연구방법에서 제시한 현대적 이해 혹은 관점에 기초하여 과학의 탐구 단원의 문장들을 분석해 보았다. 여기에 언급한 것들은 대표적인 성격을 띠며, 과학의 본성에 관한 현대적 관점과 고전적 관점을 대표하기 위해 선택한 문장들이다.
과학의 탐구 단원의 55개 소단원에 포함된 학습목표에서 핵심 단어들을 추출하였다. 이것에 기초해서 10종의 교과서의 학습목표에서 이런 단어들을 사용하는 빈도를 조사하였다. 대부분 교과서의 소단원 제목과 같이 학습 목표의 대분류는 과학의 본성, 과학자의 특성, 과학적 탐구, STS로 구분될 수 있었다.
활동 분석을 통해 활동 내용과 그 제시 방식을 살펴보았다. Table 4는 탐구단원의 활동 내용이 크게 과학의 본성 6개, 과학자의 특성 15개, 과학 지식의 생성과정과 과학적 지식의 특성 관련 활동 7개, 과학, 기술, 사회 관련 활동 10개로 구성되었음을 보여준다.
대상 데이터
과학의 탐구 단원에 포함된 활동을 과학의 본성에 대한 내용과 자료제시 유무로 분석하였다. 10종의 교과서에서 확인된 활동은 총 38개이었다. 특히 과학의 본성에 대한 관점은 해석 틀에 따라서 현대적 관점과 고전적 관점으로 나누기도 하고, 전문가적 관점과 초보적 관점으로 나누기도 한다.
7차 교육과정 10종의 10학년 교과서의 과학의 탐구단원을 가지고 분석하였다 (Table 1). 그 교과서들에는 총 55개의 소단원이 있으며, 각 소단원의 학습 목표를 조사하였다.
과학의 탐구 단원의 55개 소단원에 포함된 학습목표에서 핵심 단어들을 추출하였다. 이것에 기초해서 10종의 교과서의 학습목표에서 이런 단어들을 사용하는 빈도를 조사하였다.
7차 교육과정 10종의 10학년 교과서의 과학의 탐구단원을 가지고 분석하였다 (Table 1). 그 교과서들에는 총 55개의 소단원이 있으며, 각 소단원의 학습 목표를 조사하였다. 학습목표를 가지고 각 단원에서 다루는 중요 요소가 무엇인지 확인하고자 하였다.
이론/모형
그는 5종의 과학 교과서 탐구 단원의 문장을 가지고 Nott & Wellington (1993)의 분석틀과 Lederman et al. (2002)의 분석틀을 사용하여 분석하였다.
성능/효과
탐구 단원의 학습목표, 활동, 문장을 과학의 본성 측면에서 분석해 본 결과, 탐구 단원은 과학의 본성 교수에 필요한 여러 내용을 담고 있음을 확인하였다. 10종의 과학 교과서 탐구 단원의 학습목표들은 과학의 본성, 과학자의 특성, 과학적 탐구 및 과학적 지식의 특성, STS로 분류되었다. 한편 과학의 본성 논문에서 강조하는 과학 지식의 구체적인 특성과 모델 형성으로서의 과학 과정 같은 개념은 학습 목표에 포함되지 않았다.
과학적 지식의 속성, 과학적 탐구 과정, 과학 지식 생성과 관련된 심리적 사회적 문화적 요인의 3차원에서 각 교과서의 과학의 탐구 소단원의 과학사 진술 내용을 분석하였다. 6차 교육과정보다는 7차 교육과정이 과학사 내용의 빈도에서와 위의 3차원적 분석에서 더 높은 빈도를 보였다. 이 결과는 7차 교육과정이 보다 과학의 본성을 강조하고 있음을 보여주었다.
연구 결과 탐구 단원 중 과학 지식의 본성을 다루는 내용이 61%, 과학탐구의 본성을 다루는 내용이 32%이었고, 과학적 사고의 본성을 다루는 내용이 7%이었다. 9개 과학교과서의 활동 유형의 빈도는 토의와 조사가 약 60%로 가장 많았다. 이런 활동들이 과학의 본성을 가르치는데 적절한가에 대해서는 60%가 적절한 것으로 나머지가 부족하거나 부적절한 것으로 분류되었다.
이 주제들은 현재 NOS에 대한 연구들에서 가장 빈번하게 연구되고 있는 것이기도 하다 (김준예, 전은경, 백성혜, 2007; Khishfe and Abd-ElKhalick, 2002; Schwartz, Lederman and Crawford, 2004). 구체적으로 과학의 정의, 과학적 방법, 과학 지식의 잠정성 및 가설 법칙 이론의 차이 등이 분석을 위한 적절한 주제로 확인되었다.
(2002)의 분석틀을 사용하여 분석하였다. 그 결과 과학의 본성에 대한 현대적 관점의 빈도가 48, 전통적 관점의 빈도가 68이었다. 또한 Lederman et al.
최승희(2007)의 석사학위 논문은 첫째와 둘째 질문에 대한 초보적 분석을 수행하였다. 연구 결과 탐구 단원 중 과학 지식의 본성을 다루는 내용이 61%, 과학탐구의 본성을 다루는 내용이 32%이었고, 과학적 사고의 본성을 다루는 내용이 7%이었다. 9개 과학교과서의 활동 유형의 빈도는 토의와 조사가 약 60%로 가장 많았다.
이 연구 결과들은 탐구 단원이 과학의 본성 중 과학 지식의 본성을 비교적 많이 다루고 있고, 과학 철학에서 하나의 일관된 관점을 보여주지 않음을 보여주었다. 또한 과학의 본성을 다루는 활동으로는 조사와 토의가 가장 많았다.
탐구 단원의 학습목표, 활동, 문장을 과학의 본성 측면에서 분석해 본 결과, 탐구 단원은 과학의 본성 교수에 필요한 여러 내용을 담고 있음을 확인하였다. 10종의 과학 교과서 탐구 단원의 학습목표들은 과학의 본성, 과학자의 특성, 과학적 탐구 및 과학적 지식의 특성, STS로 분류되었다.
학습목표 분석과 활동 내용 분석을 통해 탐구 단원에서 다루어지는 내용은 크게 과학의 본성, 과학자의 특성, 과학적 탐구 과정과 과학적 지식의 특성, STS로 확인되었다. 교과서에 진술된 관점의 분석에서 과학자의 특성과 STS는 배제하였다.
후속연구
유사한 용어들을 분류하는데 특별한 어려움은 없었다. 이러한 분석에서의 제한점은 단원별 학습목표의 수가 일정하지 않으며, 그에 따라 학습 목표의 수준 또한 다르다는 점이다. 따라서 학습목표에 따른 내용 분석은 전체적인 경향을 아는데 목적이 있으며, 이 자료를 가지고 각 요목별로 배정된 학습목표의 비율을 파악하는 것은 적절하지 않다.
이러한 내용을 종합해 보면, 법칙은 지식의 크기에서 이론이나 가설보다 작으며, 보통 정량적으로 표현되는 반면, 이론은 과학자의 추리의 산물이며 포괄적인 지식 체계라고 할 수 있다. 하지만 학자들마다 법칙과 이론을 보는 관점이 달라서 이에 대한 보다 체계적이고 많은 사람들의 집합적 동의가 수반된 진술이 연구되어야 할 것으로 보인다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
학습목표에 따른 내용 분석은 전체적인 경향을 아는데 목적이 있으며, 이 자료를 가지고 각 요목별로 배정된 학습목표의 비율을 파악하는 것은 적절하지 않다고 한 이유는?
유사한 용어들을 분류하는데 특별한 어려움은 없었다. 이러한 분석에서의 제한점은 단원별 학습목표의 수가 일정하지 않으며, 그에 따라 학습 목표의 수준 또한 다르다는 점이다. 따라서 학습목표에 따른 내용 분석은 전체적인 경향을 아는데 목적이 있으며, 이 자료를 가지고 각 요목별로 배정된 학습목표의 비율을 파악하는 것은 적절하지 않다.
교사의 주입식 교수방법으로 제대로 이뤄지지 않는 학습은 무엇인가?
문헌을 통해 과학의 본성에 대한 학습은 교사의 주입식 교수방법으로는 제대로 이루어지지 않음을 볼 수 있다. 대신 학생들이 직접 활동에 참여하되 교사가 가르치고자 하는 내용에 대해 명시적으로 지적하고 학생들이 그 활동과 관련하여 반성적인 사고를 할 기회를 주도록 촉구한다 (Khishfe and Abd-El-Khalick, 2002; Sandoval and Morrison, 2003; Schwartz, Lederman and Crawford, 2004).
학생들에게 과학교과서는 어떤 원천인가?
과학교과서는 학생들에게 제일 중요한 과학지식의 원천이다 (Weiss, 1977; Harms and Yager, 1981). 1960년대 출판된 고등학교 생물교육과정인 Biological Sciences Study Curriculum (BSCS)은 학생들이 탐구로서의 과학을 이해하고 체득하도록 여러 전략을 활용 하였다.
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