중학교 과학 교과서에 사용된 시각자료의 유형, 기능 및 구조 분석: 제7차 교육과정 지구과학 내용을 중심으로 Analysis of the Type, Function, and Structure of Inscriptions in Middle School Science Textbooks: Focus on Earth Science Content of the 7th National Curriculum원문보기
시각자료는 과학교과서의 주된 구성 요소이며, 학습자에게 과학적 개념을 효과적으로 이해시키는 매개체가 된다. 본 연구에서는 제7차 교육과정에 따른 중학교 과학 교과서 지구과학 분야에 사용된 시각자료의 유형과 기능 및 구조를 분석하였다. 시각자료 유형에서는 사진과 삽화의 비율이 그래프와 표에 비해 매우 높게 나타났다. 시각자료의 기능에서는 예시적 기능과 보충적 기능의 비율이 높게 나타난 반면, 장식적 기능, 설명적 기능, 탐구적 기능의 비율은 낮게 나타났다. 시각자료의 구조에서는 단독의 비율이 다중에 비해 압도적으로 높았다. 또한 다중 구조에서 짝은 주로 대비에, 연속은 주로 순서를 표상하는데 사용되고 있었다. 시각자료의 유형, 기능, 구조 모두 교과서에 따라 유의미한 차이가 있었다. 이러한 연구 결과를 토대로 학교 과학에서 시각자료의 교육학적 의의에 대한 보다 나은 이해를 위해 지구과학 분야에서 시각자료의 기능과 구조에 대한 기호학적 연구를 제안하였다.
시각자료는 과학교과서의 주된 구성 요소이며, 학습자에게 과학적 개념을 효과적으로 이해시키는 매개체가 된다. 본 연구에서는 제7차 교육과정에 따른 중학교 과학 교과서 지구과학 분야에 사용된 시각자료의 유형과 기능 및 구조를 분석하였다. 시각자료 유형에서는 사진과 삽화의 비율이 그래프와 표에 비해 매우 높게 나타났다. 시각자료의 기능에서는 예시적 기능과 보충적 기능의 비율이 높게 나타난 반면, 장식적 기능, 설명적 기능, 탐구적 기능의 비율은 낮게 나타났다. 시각자료의 구조에서는 단독의 비율이 다중에 비해 압도적으로 높았다. 또한 다중 구조에서 짝은 주로 대비에, 연속은 주로 순서를 표상하는데 사용되고 있었다. 시각자료의 유형, 기능, 구조 모두 교과서에 따라 유의미한 차이가 있었다. 이러한 연구 결과를 토대로 학교 과학에서 시각자료의 교육학적 의의에 대한 보다 나은 이해를 위해 지구과학 분야에서 시각자료의 기능과 구조에 대한 기호학적 연구를 제안하였다.
Inscriptions are integral parts of the current science textbooks, and become medium that makes sense of scientific concepts effectively. This study analyzed the inscriptions from five science textbooks at the secondary level in terms of its type, function, and structures. Analyzing types of inscript...
Inscriptions are integral parts of the current science textbooks, and become medium that makes sense of scientific concepts effectively. This study analyzed the inscriptions from five science textbooks at the secondary level in terms of its type, function, and structures. Analyzing types of inscriptions resulted that the ratio of frequently used photographs and illustrations were much higher than that of graphs and tables used. In case of function analysis, illustrative and complementary functions were dominant in terms of frequency and ratio, whereas explanatory, decorative and inquisitive functions were relatively rare. Inscriptions of single structure was much more than multiple structure. Multiple structure of pair and series were mainly used for representing contrast and sequence, respectively. The proportion of inscriptions in type, function and structure across the textbooks was significantly different. Based on the results, it was suggested that semiotic study about the function and the structure of inscriptions need to be carried out in earth science area to better understand the pedagogical implications of inscriptions in school science.
Inscriptions are integral parts of the current science textbooks, and become medium that makes sense of scientific concepts effectively. This study analyzed the inscriptions from five science textbooks at the secondary level in terms of its type, function, and structures. Analyzing types of inscriptions resulted that the ratio of frequently used photographs and illustrations were much higher than that of graphs and tables used. In case of function analysis, illustrative and complementary functions were dominant in terms of frequency and ratio, whereas explanatory, decorative and inquisitive functions were relatively rare. Inscriptions of single structure was much more than multiple structure. Multiple structure of pair and series were mainly used for representing contrast and sequence, respectively. The proportion of inscriptions in type, function and structure across the textbooks was significantly different. Based on the results, it was suggested that semiotic study about the function and the structure of inscriptions need to be carried out in earth science area to better understand the pedagogical implications of inscriptions in school science.
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문제 정의
그러므로 이런 학생들의 어려움을 덜어주기 위해서는 교과서 개발자인 저자와 실행 교육과정의 주체인 교사에게 교과서에 실린 시각자료의 기능과 구조에 대한 일련의 정보를 제공할 필요가 있다(Bowen and Roth, 2002). 본 연구는 어떻게 하면 학생들이 시각자료를 해석할 때 겪는 어려움을 경감시키고, 해석 능력을 촉진할 수 있을까라는 물음에서 출발하였다.
본 연구에서는 제7차 교육과정에 따른 중학교 과학 교과서 지구과학 분야에서 사용된 시각자료의 유형, 기능 및 구조에 대한 교과서별 빈도를 비교분석하였다.
이러한 필요성에 근거하여 본 연구에서는 지구과학 분야의 교과서 집필자와 교사들에게 시각자료에 대한 기초적인 정보를 제공하기 위해 중학교 과학 교과서의 지구과학 분야에 사용된 시각자료들의 유형과 기능 및 구조를 분석하고자 한다. 이 연구는 혼합연구방식(mixed method)이라기보다는, 양적 빈도 분석을 통해 현행 교과서에서 시각자료의 유형, 기능, 구조의 반영 실태를 파악하는 것이 주목적으로 한다.
이러한 필요성에 근거하여 본 연구에서는 지구과학 분야의 교과서 집필자와 교사들에게 시각자료에 대한 기초적인 정보를 제공하기 위해 중학교 과학 교과서의 지구과학 분야에 사용된 시각자료들의 유형과 기능 및 구조를 분석하고자 한다. 이 연구는 혼합연구방식(mixed method)이라기보다는, 양적 빈도 분석을 통해 현행 교과서에서 시각자료의 유형, 기능, 구조의 반영 실태를 파악하는 것이 주목적으로 한다.
제안 방법
시각자료의 기능 및 구조의 경우, 각각 본문과의 연계성과 시각자료의 구성 방식을 기준으로 분석하였다. 각 단원별로 각 시각자료의 수를 세는(counting)거친 분석(coarse-grained analysis) 방법과 각각의 시각자료에 대해 그 기능과 구조를 살펴보는 세밀한 분석(fine-grained analysis) 방법을 순차적으로 수행하였다. 분석은 과학 교육을 전공하는 대학원생 2명에 의해 실시되었으며, 연구자와 분석틀의 준거를 공유한 후, 한권의 교과서를 가지고 1차 연습한 후 일치도(0.
Table 1은 시각자료의 기능과 구조를 분석하기 위한 틀을 나타낸 것이다. 기능의 경우, Pozzer and Roth(2003)의 분석 준거를 이용하여 장식적, 예시적, 설명적, 보충적 기능으로 나누었으며, 여기에 이기영(2007)의 연구 결과로부터 탐구적 기능을 추가하였다. 또한 Han(2006)의 분석틀을 적용하여 예시적 기능과 보충적 기능은 몇 개의 세부 항목으로 나누었다.
각 단원별로 각 시각자료의 수를 세는(counting)거친 분석(coarse-grained analysis) 방법과 각각의 시각자료에 대해 그 기능과 구조를 살펴보는 세밀한 분석(fine-grained analysis) 방법을 순차적으로 수행하였다. 분석은 과학 교육을 전공하는 대학원생 2명에 의해 실시되었으며, 연구자와 분석틀의 준거를 공유한 후, 한권의 교과서를 가지고 1차 연습한 후 일치도(0.87)를 보고, 다시 준거를 협의한 후 또 다른 교과서로 연습을 반복하여 만족할만한 일치도(0.96)를 얻는 후 실제 분석을 진행하였다. 분석된 결과는 빈도 분석과 카이제곱(chi-square) 검정을 통하여 교과서별 차이의 통계적 유의미도를 산출하였다.
시각 자료의 구조는 크게 단독(single)과 다중(multiple)으로 구분하였고, 다중은 다른 시각자료와의 관계에 따라 짝(pair)과 연속(series)으로 구분하였다. 짝은 하나의 시각자료가 또 다른 시각자료로 변환된(transform) 것과 함께 배열된 것, 두 개의 시각자료를 대비한(contrast) 것으로 구분하였다.
시각자료의 기능 및 구조의 경우, 각각 본문과의 연계성과 시각자료의 구성 방식을 기준으로 분석하였다. 각 단원별로 각 시각자료의 수를 세는(counting)거친 분석(coarse-grained analysis) 방법과 각각의 시각자료에 대해 그 기능과 구조를 살펴보는 세밀한 분석(fine-grained analysis) 방법을 순차적으로 수행하였다.
시각자료의 기능은 시각자료의 캡션(caption)과 본문과의 관계를 바탕으로 5가지로 분류되었다. 장식적 기능은 본문에 참조(indexical reference) 되어 있지 않고, 캡션을 포함하지 않으며, 주로 소단원(unit)이나 장(chapter)의 시작 부분에 포함된다.
제7차 중학교 과학교과서에서 지구과학 분야만을 분석하였으며, 본문 텍스트를 제외한 시각자료를 분석하였다. 시각자료의 유형에는 사진, 도화(drawing), 지도(map), 도해(diagram), 그래프, 표, 수식 등이 있으나(Bowen and Roth, 2002) 본 연구에서는 도화, 지도, 도해를 하나로 묶어 삽화로 분류하였으며 여기에 수식을 제외하여 총 4개의 유형(사진, 삽화, 그래프, 표)으로만 분석하였다. 도화, 지도, 도해를 따로 분리하지 않고 삽화 하나로 묶은 것은 지구과학 교과의 특성상 지도가 많이 사용되는데, 지도 단독으로 사용되는 경우보다는 도화 또는 도해와 함께 사용된 경우가 많아 따로 분리할 경우 이중으로 포함되어야 하는 복잡함을 피하기 위함이었다.
대상 데이터
본 연구에서는 제7차 과학과 교육과정에 따라 개발되어 검정을 통과한 중학교 과학 교과서 가운데 과학1(1학년), 과학2(2학년), 과학3(3학년) 교과서를 대상으로 5종을 무작위로 선정하여 분석하였다. 각 교과서는 임의로 T1, T2, T3, T4, T5로 코딩하였다(강만식 외, 2000; 김정률 외, 2000; 김찬종 외, 2000; 이광만 외, 2000; 이성묵 외, 2000).
제7차 중학교 과학교과서에서 지구과학 분야만을 분석하였으며, 본문 텍스트를 제외한 시각자료를 분석하였다. 시각자료의 유형에는 사진, 도화(drawing), 지도(map), 도해(diagram), 그래프, 표, 수식 등이 있으나(Bowen and Roth, 2002) 본 연구에서는 도화, 지도, 도해를 하나로 묶어 삽화로 분류하였으며 여기에 수식을 제외하여 총 4개의 유형(사진, 삽화, 그래프, 표)으로만 분석하였다.
데이터처리
96)를 얻는 후 실제 분석을 진행하였다. 분석된 결과는 빈도 분석과 카이제곱(chi-square) 검정을 통하여 교과서별 차이의 통계적 유의미도를 산출하였다. 교과서별 차이의 통계적 유의미도를 검정한 것은 교과서 집필자에 따라 시각자료의 기능과 구조가 어떻게 달라지는지 알아보기 위함이었다.
성능/효과
5종 교과서 평균에서는 사진 유형이 약 50%로 가장 많은 부분을 차지하였으며, 삽화(39%), 그래프(6%), 표(5%)의 순으로 나타났다. 교과서별 사진유형의 비율은 최저 44%에서 최고 57%의 분포를 보였다.
Table 6은 시각자료의 구조를 교과서별로 분석한 결과를 나타낸 것이다. 5종 교과서 평균에서는 시각자료의 구조 중 단독이 70.8%로 압도적으로 높게 나타났으며, 짝보다는 연속 구조의 비율이 더 높게 나타났다. 짝 구조 중에서는 대비가 변환보다는 더 많았으며, 연속 구조 중에서는 규모보다는 순서가 더 많은 것으로 분석되었다.
Table 3은 시각자료의 기능을 교과서별로 분석한 결과를 나타낸 것이다. 5종 교과서 평균에서는 시각자료의 기능 중 예시적 기능이 42.2%로 가장 높게 나타났으며, 보충적 기능이 36.0%로 그 다음을 차지하였다. 반면, 장식적 기능과 설명적 기능, 그리고 탐구적 기능의 비율은 10% 이하로 낮게 나타났다.
5종 교과서 평균에서는 사진 유형이 약 50%로 가장 많은 부분을 차지하였으며, 삽화(39%), 그래프(6%), 표(5%)의 순으로 나타났다. 교과서별 사진유형의 비율은 최저 44%에서 최고 57%의 분포를 보였다. 교과서에 따라서 시각자료 유형의 비율이 조금씩 다르게 나타났지만 사진의 비율이 가장 높았으며 그 다음이 삽화, 그래프, 표 순서인 경향을 나타내었다.
교과서별 차이의 통계적 유의성을 판단하기 위해 카이제곱 검정을 실시한 결과, 교과서에 따른 예시적 기능 세부 항목의 상대적 비율이 매우 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다(χ2=74.653, df=12, p= .000).
교과서별 사진유형의 비율은 최저 44%에서 최고 57%의 분포를 보였다. 교과서에 따라서 시각자료 유형의 비율이 조금씩 다르게 나타났지만 사진의 비율이 가장 높았으며 그 다음이 삽화, 그래프, 표 순서인 경향을 나타내었다. 또한 전체 시각자료 중에 사진과 삽화의 비율을 합친 것이 전체의 약 89% 정도를 차지하였다.
교과서에 따라서 시각자료 유형의 비율이 조금씩 다르게 나타났지만 사진의 비율이 가장 높았으며 그 다음이 삽화, 그래프, 표 순서인 경향을 나타내었다. 또한 전체 시각자료 중에 사진과 삽화의 비율을 합친 것이 전체의 약 89% 정도를 차지하였다. 반면, 그래프와 표의 경우는 10% 안팎으로 사진과 삽화에 비해 상대적으로 매우 낮은 비율을 차지하였다.
시각자료를 4가지 유형으로 구분하여 분석한 결과, 전체적으로 고등학교 지구과학 교과서에 비해 시각자료의 활용 빈도가 더 높았으며, 특히 사진과 삽화의 비율이 그래프와 표에 비해 매우 높게 나타났다. 이러한 결과는 교과서에 따라 통계적으로 유의미한 차이를 보이긴 하였지만 대부분의 교과서에서 이러한 경향을 나타내고 있었다.
시각자료의 구조를 분석한 결과, 단독 구조가 다중 구조에 비해 압도적으로 높게 나타났다. 시각 자료를 짝으로 제시하는 것은 사물을 대비하거나 확대된 모습을 제공하며, 연속으로 제시하는 것은 복잡한 현상이나 변화를 표상하는데 보다 효과적이다.
시각자료의 기능 분석 결과, 예시적 기능과 보충적 기능의 비율이 높게 나타났으며 장식적 기능, 설명적 기능, 탐구적 기능의 비율은 낮게 나타나 특정 기능에 편중되는 경향을 보였다.
연구의 결과로 볼 때, 교과서 집필자들이나 편집자들이 교과서에 시각자료의 의미를 제대로 인식을 하지 못하는 것으로 판단된다. 그러므로 교과서 집필자들이 시각자료가 본문과 연계하여 가질 수 있는 기능과 구조에 대한 인식을 보다 명확하게 할 수 있도록 하기 위해서는 교과서 검정 기준이나 지침에 시각자료에 관한 영역이 포함되어야 할 것이다.
5%로 매우 적게 나타났다. 예시적 기능에서는 T2(55.9%)와 T3(55.2%)이 50% 이상의 비율을 차지하였는데, 이것은 시각자료의 기능이 특정 기능에 편중되어 있음을 보여준다. 교과서에 따라서 설명적 기능의 비율이 매우 낮거나, 장식적 기능이 두드러진 경우가 있었지만, 전체적으로 예시적 기능과 보충적 기능이 대부분을 차지하였으며 나머지는 장식적 기능, 설명적 기능, 탐구적 기능 순이었다.
이러한 교과서별 차이의 통계적 유의성을 판단하기 위해 카이제곱 검정을 실시한 결과, 교과서에 따른 보충적 기능 세부 항목의 상대적 비율이 매우 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다(χ2=95.871, df=24, p= .000).
013). 전체적으로는 시각자료의 유형별 빈도가 교과서에 따라서 유사한 경향을 보이지만, 통계적으로는 교과서에 따라 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 예를 들어, T2 교과서의 경우는 삽화에 비해 사진의 빈도가 높은 반면, T4 교과서는 사진과 삽화의 빈도가 거의 비슷한 것을 볼 수 있다.
8%로 압도적으로 높게 나타났으며, 짝보다는 연속 구조의 비율이 더 높게 나타났다. 짝 구조 중에서는 대비가 변환보다는 더 많았으며, 연속 구조 중에서는 규모보다는 순서가 더 많은 것으로 분석되었다. Fig.
통계적 유의미성을 판단하기 위해 카이제곱 검정을 실시한 결과, 교과서에 따른 시각자료 기능의 상대적 비율이 매우 유의미한 차이를 보이는 것으로 나타났다(χ2=206.886, df=16, p= .000).
통계적 유의미성을 판단하기 위해 카이제곱 검정을 실시한 결과, 교과서에 따른 시각자료 유형의 페이지 당 빈도가 유의미한 차이를 보이는 것으로 나타났다(χ2=25.302, df=12, p= .013).
후속연구
한편, 탐구적 기능은 학생들로 하여금 시각자료의 활동지 형태로 사용함으로써 기초탐구과정이나 통합탐구과정을 익히게 한다. 그러므로 전통적인 형식의 문답형 탐구 활동보다는 이 연구에서와 같이 시각자료의 탐구적 기능이 명시적으로 드러나도록 다양한 형태의 탐구 활동으로 구성하는 것이 바람직할 것이다.
시각자료의 기능과 구조에 따라 학생들에게 제공되는 정보가 달라지며 이는 학습에도 영향을 주게 된다(Pozzer and Roth, 2003). 그러므로 효과적인 의미 구성과 개념 이해를 위해 어떻게 시각자료가 제시되어야 하는지에 대한 연구가 있어야 할 것이다. 본 연구는 이러한 후속 연구를 위한 기초 자료를 제공한다는 점에서 의미가 있으며, 2007년 개정된 교육과정에 따른 과학 교과서 집필에 참고 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.
본 연구는 이러한 후속 연구를 위한 기초 자료를 제공한다는 점에서 의미가 있으며, 2007년 개정된 교육과정에 따른 과학 교과서 집필에 참고 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다. 또한 과학 교과서 검정의 준거로 시각자료의 기능과 구조를 포함할 것을 제안한다.
또한 다중구조를 통해 학생들의 비교, 분류, 추리와 같은 기초 탐구기능의 향상을 도울 수 있는 방안이 강구되어야 할 것이다.
덜 추상적이고 상세한 시각자료인 사진과 삽화의 비율이 고등학교에 비해 높다는 것은 중학생들의 이해 수준을 고려할 때 적절하다고 판단한다. 또한 사진과 삽화의 비율이 전체 시각자료의 89% 정도를 차지하고 있고, 앞으로도 중학교 과학 교과서 지구과학 분야에서 그 중요성이 증대될 것이므로 사진과 삽화의 기능과 구조 변화에 따른 학생들의 이해 및 해석 능력의 차이를 규명하는 보다 실제적인 연구가 필요할 것이다.
오히려 본문에 대한 암묵적인 교정(correction)의 역할을 할 수 있으므로 사용에 세심한 주의가 요구된다. 또한 정보의 제공 측면에서 차지하는 지면에 비해 그 역할이 크지 않으므로 점차 설명적 또는 보충적 기능으로 변환되는 것이 바람직 할 것이다. 하지만 현행 교과서에서 그 비율이 현저히 낮은 탐구활동에서 실험 장치나 도구를 시각적으로 보여주는 예시적 기능은 보다 강화될 필요가 있을 것이다.
그러므로 효과적인 의미 구성과 개념 이해를 위해 어떻게 시각자료가 제시되어야 하는지에 대한 연구가 있어야 할 것이다. 본 연구는 이러한 후속 연구를 위한 기초 자료를 제공한다는 점에서 의미가 있으며, 2007년 개정된 교육과정에 따른 과학 교과서 집필에 참고 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다. 또한 과학 교과서 검정의 준거로 시각자료의 기능과 구조를 포함할 것을 제안한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
과학 교과서는 교육과정에 있어 어떤 역할을 하는가?
, 1992; Ball and Feiman-Nemser, 1988; Tobin, 1990). 즉, 과학 교과서는 의도된 (intended) 교육과정과 실제 실행(implemented) 교육과정을 연결해주는 잠재적 실행(potentially implemented)교육과정으로서의 역할을 한다(Cheng, 2009). 여기서 잠재적 실행 교육과정의 의미는 교과서가 보여주고자 하는 모든 것을 말한다.
우리나라 과학 교과서는 언제 가장 큰 변화를 맞이하였는가?
우리나라 과학 교과서는 제6차 교육과정에서 제7차 교육과정으로 개정되면서 많은 변화가 있었다. 그 중에는 흑백에서 컬러로 바뀐 것이 가장 큰 변화 중의 하나였다.
과학 교과서가 제7차 교육과정으로 개정되면서 생긴 대표적인 변화들은 무엇이 있는가?
그 중에는 흑백에서 컬러로 바뀐 것이 가장 큰 변화 중의 하나였다. 과학 교과서에서 그동안 흑백으로 표현할 수밖에 없었던 것들을 컬러로 표현하게 되면서, 이전에는 나타내지 못했던 다양한 현상이나 색감을 나타낼 수 있게 되었다. 이로 인해 사진, 삽화, 그래프, 표와 같은 시각자료(inscriptions)1)들이 교과서에서 차지하는 빈도수가 제6차 교육과정에 비해 현저하게 증가하였다(이기영, 2007). 그리고 양적 증가와 더불어 질적인 면에서도 개선된 것으로 보고된다(교육부, 2000).
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