중학교 과학교과서 생명과학 단원의 탐구 활동 분석: 과학탐구 기능과 8가지 과학 실천을 중심으로 Analysis of inquiry activities in the life science chapters of middle school 'science' textbooks: Focusing on Science Process Skills and 8 Scientific Practices원문보기
본 연구에서는 2009개정 교육과정의 중학교 과학교과서에 포함된 탐구 활동이 기존 과학교육에서 강조되어왔던 탐구 기능과 구체적 학생 활동이 강조되는 NGSS의 8가지 과학 실천 측면에서 상호 분석되었을 때 어떤 특성을 나타내는지 생명과학 단원을 중심으로 분석하였다. 분석 결과 학년 구분 없이 탐구 기능에서는 '추리', 관찰', '분류' 순으로 많이 치중되었고, 과학 실천에서는 '자료 분석하고 해석하기'와 '설명구성하고 문제해결 고안하기'에 치우쳐 있었다. 이를 통해 중학교 교과서 내 생명과학 탐구 활동이 탐구 기능뿐만 아니라 과학 실천 요소에서도 다양성이 부족하며 제시하는 활동의 목표가 한정적이라는 것을 보여주었다. 또한 과학탐구 기능과 과학 실천 요소 각 상호 매칭작업을 통해 탐구 기능 중심에서 과학 실천으로의 이행 시 내용 관련성을 검토하고 교과서의 탐구 활동에서 보이는 결과와 비교 분석한 결과 사전 매칭분석에 비해 교과서 내 탐구 활동의 결과가 대체적으로 기초탐구-자료해석/기초탐구-설명고안에 치우쳐 있어서 단조롭게 매칭 되었다. 이는 교과서에 제시된 활동내용의 다양성이 부족함을 보여주는 결과라고 할 수 있다. 본 연구에서는 2009개정 교육과정의 교과서 분석을 통해 단순하고 다양성이 부족한 탐구 활동에서 벗어나 2015개정 교육과정을 구현해나가는 과정에 다양한 과학 실천 요소를 포함시키도록 하는 노력이 절실하게 요구됨을 제언한다.
본 연구에서는 2009개정 교육과정의 중학교 과학교과서에 포함된 탐구 활동이 기존 과학교육에서 강조되어왔던 탐구 기능과 구체적 학생 활동이 강조되는 NGSS의 8가지 과학 실천 측면에서 상호 분석되었을 때 어떤 특성을 나타내는지 생명과학 단원을 중심으로 분석하였다. 분석 결과 학년 구분 없이 탐구 기능에서는 '추리', 관찰', '분류' 순으로 많이 치중되었고, 과학 실천에서는 '자료 분석하고 해석하기'와 '설명구성하고 문제해결 고안하기'에 치우쳐 있었다. 이를 통해 중학교 교과서 내 생명과학 탐구 활동이 탐구 기능뿐만 아니라 과학 실천 요소에서도 다양성이 부족하며 제시하는 활동의 목표가 한정적이라는 것을 보여주었다. 또한 과학탐구 기능과 과학 실천 요소 각 상호 매칭작업을 통해 탐구 기능 중심에서 과학 실천으로의 이행 시 내용 관련성을 검토하고 교과서의 탐구 활동에서 보이는 결과와 비교 분석한 결과 사전 매칭분석에 비해 교과서 내 탐구 활동의 결과가 대체적으로 기초탐구-자료해석/기초탐구-설명고안에 치우쳐 있어서 단조롭게 매칭 되었다. 이는 교과서에 제시된 활동내용의 다양성이 부족함을 보여주는 결과라고 할 수 있다. 본 연구에서는 2009개정 교육과정의 교과서 분석을 통해 단순하고 다양성이 부족한 탐구 활동에서 벗어나 2015개정 교육과정을 구현해나가는 과정에 다양한 과학 실천 요소를 포함시키도록 하는 노력이 절실하게 요구됨을 제언한다.
In this study, we analyzed activities in life science chapters of middle school 'science' textbooks for the 2009 revised Korea national curriculum and examined the difference between the analysis based on scientific practices and the analysis based on inquiry skills. As a results, there was a lot of...
In this study, we analyzed activities in life science chapters of middle school 'science' textbooks for the 2009 revised Korea national curriculum and examined the difference between the analysis based on scientific practices and the analysis based on inquiry skills. As a results, there was a lot of inquiry skills in the order of 'reasoning', 'observing', 'classification' in the all of grade. In scientific practices, 'data analysis and interpretation' and 'constructing explanations and devising problem solving' were biased. This shows that life science inquiry activities in middle school 'science' textbooks are lacking in diversity in scientific practice elements as well as inquiry skills, and that the goals of the activities are limited. In addition, through the interrelationships between scientific inquiry skills and scientific practice elements, we examined contents relevance in the transition from inquiry function center to scientific practice, and compared with the results of inquiry activities in textbook, The results of this study were matched monotonously due to the tendency to basic inquiry-data interpretation / basic inquiry-explanation. This comes from results of the lack of diversity in activities presented in middle school 'science' textbooks. In this study, it is suggested that efforts should be made to include diverse scientific practice elements in the process of realizing 2015 revised Korea national curriculum from the simple and diversity-less inquiry activity through analyzing the textbooks of the 2009 revised Korea national curriculum.
In this study, we analyzed activities in life science chapters of middle school 'science' textbooks for the 2009 revised Korea national curriculum and examined the difference between the analysis based on scientific practices and the analysis based on inquiry skills. As a results, there was a lot of inquiry skills in the order of 'reasoning', 'observing', 'classification' in the all of grade. In scientific practices, 'data analysis and interpretation' and 'constructing explanations and devising problem solving' were biased. This shows that life science inquiry activities in middle school 'science' textbooks are lacking in diversity in scientific practice elements as well as inquiry skills, and that the goals of the activities are limited. In addition, through the interrelationships between scientific inquiry skills and scientific practice elements, we examined contents relevance in the transition from inquiry function center to scientific practice, and compared with the results of inquiry activities in textbook, The results of this study were matched monotonously due to the tendency to basic inquiry-data interpretation / basic inquiry-explanation. This comes from results of the lack of diversity in activities presented in middle school 'science' textbooks. In this study, it is suggested that efforts should be made to include diverse scientific practice elements in the process of realizing 2015 revised Korea national curriculum from the simple and diversity-less inquiry activity through analyzing the textbooks of the 2009 revised Korea national curriculum.
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문제 정의
본 연구에서는 2009 개정 교육과정의 중학교 과학 교과서 내 생명과학 단원 탐구 활동을 탐구 기능과 과학적 실천 요소를 기준으로 교차 분석함으로써 첫째, 교과서 내 탐구 활동에서 나타나는 탐구 기능과 과학 실천 요소의 분포 양상을 파악하고, 둘째, 교과서 내 탐구 활동에서 나타나는 탐구 기능과 과학 실천 요소의 상호 관련성을 분석하고 탐구 활동에서 요구하는 활동의 서술 특성을 분석 하는 것이다.
이를 통해 첫째, 교과서에 제시된 탐구 활동에서 나타나는 탐구 기능과 과학 실천 요소의 분포 양상을 파악하고, 둘째, 교과서 내 탐구 활동에서 나타나는 탐구 기능과 과학 실천 요소의 상호 관련성을 분석하고 탐구 활동에서 요구하는 활동의 서술 특성을 분석하여 새로운 교육과정에서 과학적 실천 관점에서 탐구 활동을 개발 및 수행하는데 있어서 유념해야할 요소를 제안하고자 한다.
이에 본 연구에서는 2009 개정 교육과정의 중학교 과학 교과서 내 생명과학 단원 탐구 활동을 탐구 기능과 과학 실천 요소를 기준으로 교차 분석하고자 한다. 이를 통해 첫째, 교과서에 제시된 탐구 활동에서 나타나는 탐구 기능과 과학 실천 요소의 분포 양상을 파악하고, 둘째, 교과서 내 탐구 활동에서 나타나는 탐구 기능과 과학 실천 요소의 상호 관련성을 분석하고 탐구 활동에서 요구하는 활동의 서술 특성을 분석하여 새로운 교육과정에서 과학적 실천 관점에서 탐구 활동을 개발 및 수행하는데 있어서 유념해야할 요소를 제안하고자 한다.
제안 방법
탐구 기능을 기준으로 탐구 활동을 분석하기 위하여 Table 3과 같이 Lee & Kang (2012)가 탐구 기능에 포함되는 12가지(기초탐구 5가지, 통합 탐구 7가지)요소를 정의하여 하위 요소를 추출한 연구 결과를 기준으로 활용하였다. 과학적 실천을 기준으로 탐구 활동을 분석하기 위해서는 Table 4와 같이 미국 국가연구위원회(NRC, 2013)가 제시한 8가지 과학적 실천과 해당 활동의 목표 진술을 기준으로 하여 분석하였다. 분석과정에는 과학교육 전문가(과학교육 전공 교수 및 박사) 2인과 15년 이상 근무 경력의 현직 과학교사 2인이 참여하였으며, 분석 기준의 표현에 대해 합의하고 숙지하는 과정을 거친 후 각자 분석을 한 다음 여러 차례의 회의를 거쳐 서로 일치하는 않는 부분에 대해 논의를 거쳐 합의하였다.
본 연구에서는 2009 개정 교육과정에 따른 중학교 ‘과학’ 교과서 인정 목록 9종(Table 1)을 모두 대상으로 하였으며, 과학 교과서에서 생명과학 단원 즉, 1학년 ‘광합성’, 2학년 ‘소화·순환·호흡·배설’, ‘자극과 반응’, 3학년 ‘생식과 발생’, ‘유전과 진화’ 단원을 분석 대상으로 하였다. 본 연구에서는 교육과정에서 제시한 필수 탐구 활동(Table 2)을 분석하였다. 분류된 교과서의 순서는 출판사 명의 가, 나, 다, 순으로 정하여 알파벳 A~I로 나타내었다.
분석과정에는 과학교육 전문가(과학교육 전공 교수 및 박사) 2인과 15년 이상 근무 경력의 현직 과학교사 2인이 참여하였으며, 분석 기준의 표현에 대해 합의하고 숙지하는 과정을 거친 후 각자 분석을 한 다음 여러 차례의 회의를 거쳐 서로 일치하는 않는 부분에 대해 논의를 거쳐 합의하였다.
전통적 과학 탐구 기능에서 과학적 실천으로의 이행이 일어나는 과정에서는 새로운 탐구 활동을 개발하는 것뿐만 아니라 기존의 탐구 활동이 과학적 실천 요소로 해석되어 활용될 수도 있다. 이에 따라 기존의 교과서에서 특정 탐구 기능을 기르기 위해 활용된 과학 탐구 활동이 어떠한 과학적 실천으로 이행 가능한지 가늠해보기로 하였고, 이를 위해 사전에 탐구 기능과 과학적 실천 요소들에 대한 정의 및 하위요소를 바탕으로 상호 관련성을 매치한 후 실제 교과서 분석에서는 어떤 결과가 나오는지 비교해보았다.
분류된 교과서의 순서는 출판사 명의 가, 나, 다, 순으로 정하여 알파벳 A~I로 나타내었다. 탐구 활동의 내용 구성에서 과정이나 결과에서 학생에게 요구하는 탐구 활동 내용이 각각 어떤 영역에 해당하는 지 분류하였으며, 분류 결과 분포 양상에 어떤 특징이 있는지 분석하였다.
대상 데이터
본 연구에서는 2009 개정 교육과정에 따른 중학교 ‘과학’ 교과서 인정 목록 9종(Table 1)을 모두 대상으로 하였으며, 과학 교과서에서 생명과학 단원 즉, 1학년 ‘광합성’, 2학년 ‘소화·순환·호흡·배설’, ‘자극과 반응’, 3학년 ‘생식과 발생’, ‘유전과 진화’ 단원을 분석 대상으로 하였다.
이론/모형
탐구 기능을 기준으로 탐구 활동을 분석하기 위하여 Table 3과 같이 Lee & Kang (2012)가 탐구 기능에 포함되는 12가지(기초탐구 5가지, 통합 탐구 7가지)요소를 정의하여 하위 요소를 추출한 연구 결과를 기준으로 활용하였다.
성능/효과
‘관찰’과 ‘추리’ 요소가 나머지 요소에 비해 월등히 많은 것으로 분류되었으며, 이러한 분포 양상은 모든 교과서에서 비슷하게 나타났다.
과학적 실천의 측면에서의 분석 결과도 8가지 요소 중에서 2~3가지 요소에 치우쳐져 있음을 알 수 있었다.
그 결과 탐구 기능이 과학적 실천으로 이행하는 과정에서 ‘질문하고 문제 규정하기’에는 ‘관찰’, ‘문제인식’, ‘변인통제’에 대한 기능이 종합적으로 반영될 수 있다.
단원별 분포에서는 탐구 기능에 따른 분류와 마찬가지로 단원의 성격에 따라 조금씩 다른 양상을 보였지만 ‘자료 분석하고 해석하기’와 ‘설명 구성하고 문제 해결 고안하기’가 모든 단원에서 동일하게 높은 비율로 분류되었다는 특징이 있었다.
둘째, 탐구 활동을 탐구 기능과 과학 실천 두 측면에서 분석하여 상호 매칭해본 결과 대부분의 활동이 탐구 기능의 ‘기초탐구’-과학적 실천에서 ‘자료 분석하고 해석하기’과 ‘설명 구성하고 문제 해결 고안하기’에 치우쳐 있었고, 이론적 내용을 바탕으로 사전에 매칭해본 결과와 비교했을 때 다양성이 크게 부족하였다.
마지막으로 ‘유전과 진화’ 단원은 ‘추리’ 요소가 독보적으로 많았으며, ‘관찰’ 요소는 관찰할 대상이 거의 없는 단원의 성격상 거의 찾기가 어려운 특징이 있었다.
새로운 탐구 아이템을 탐색하는 것이 아니라 기존의 과학 내용을 바탕으로 하면서 기존의 탐구 활동을 서술 하는 방식을 변화시키면서 학생 활동의 특성을 바꾼다면 수준과 다양성의 변화를 충분히 꽤할 수 있음을 보여준다.
연구 결과는 우선, 교과서 분석 결과 교과서 내 탐구 기능은 기초 탐구에 해당하는 '관찰'과 '추리'에 치우쳐 있고, 과학적 실천은 관찰한 사실을 구체화하거나 해석하는 '자료 분석하고 해석하기'와 ' 설명 구성하고 문제해결 고안하기'에 치우쳐 있어서, 스스로 문제를 인식하고 해결해나가는 통합 탐구 및 의사소통을 포함하는 다양한 과학 실천을 경험하는 내용은 미비하였다.
이를 확연하게 확인할 수 있도록 Table 10에서처럼 빈도가 높게 나타난 활동의 서술 내용과 빈도가 낮게 나타났으나 통합 탐구 기능과 다양한 과학적 실천을 포함하는 서술 내용을 Table 11과 같이 비교하였다. 탐구 기능에서 통합 탐구 기능을 추구하고, 과학적 실천에서 다양한 요소를 도입하는 것이 굉장한 도전을 필요로 하는 것이 아니라 서술 형태를 바꿔보도록 노력하는 것만으로도 일정 부분 실현가능하다는 것을 알 수 있다. 동일한 관찰을 하더라도 ‘무엇이 보이는가?’ 와 같은 서술이 아니라 관찰을 바탕으로 ‘**을 확 인하는 방법을 생각해보자.
후속연구
중학교 교과서 분석 결과 탐구 기능과 과학적 실천 요소를 추출하여 매치한 결과는 Table 10과 같았다. 사전 매치와 분석 후 매치를 Table 11과 같이 겹쳐서 나타내 본 결과 교과서 분석에서 통합 탐구 기능이 거의 나타나지 않았으며, 과학적 실천 요소들도 나타나지 않은 것들이 많아서 상호 매치 여부를 모두 확인할 수 없는 제한점이 있었다. 탐구 활동에 드러난 요소들을 이용한 매치 결과는 Table 11의 *표 수에서 보는 바와 같이 대부분이 특정 부분에 치우쳐있다는 것을 알 수 있다.
이러한 사례를 참고하면 2015 개정 과학과 교육 과정에 따른 과학 교과서를 집필하는 과정에 기존 탐구 활동을 재구성하여 다양한 과학 실천을 포함 시킬 수 있는 방안을 찾을 수 있을 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
2009 개정 과학과 교육과정은 특히 어떤 점을 강조하는 것으로 나타나는가?
2009 개정 과학과 교육과정에서는 과학의 목표에 “학생 수준에 따라 관찰, 실험, 조사, 토론 등 다양한 탐구 활동 중심의 학습이 이루어지도록 한다”고 명시되어 있다(MEST, 2011). “개별 활동뿐만 아니라 모둠 활동을 통해 비판성, 개방성, 정직성, 객관성, 협동성 등 과학적 태도와 의사소통 능력을 기르도록 한다.”를 제시하면서 과학 탐구의 확장적 개념으로서의 과학적 실천을 강조하는 경향이 나타나고 있다. 과학적 실천 개념을 가시적으로 도입한 것은 2015 개정 교육과정에서부터라고 할 수 있다.
외국의 과학교육의 탐구기준은 어떠한 것으로 나타나는가?
우리나라 과학과 교육과정의 탐구 활동은 그동안 탐구 기능 향상을 목표로 해왔다. 과학교육의 탐구기준을 미국, 영국, 싱가포르 등과 비교한 Lee (2005)의 연구에 따르면 외국의 사례에서는 10학년까지의 과학 교육과정에 탐구기준이 명확하게 제시되어 있으면서 저학년에서는 기초탐구 기능이 강조되고, 고학년으로 갈수록 통합 탐구 기능이 강조되고 있다고 하였다. 2009 개정 교육과정의 과학과 교육과정에서도 이러한 사례를 반영하여 “학생들의 발달 단계를 고려하여 기초 탐구 과정과 통합 탐구 과정이 포함된 활동을 통해 학년군에 따라 과학 탐구에 필요한 탐구 능력을 기를 수 있도록 하였다.
2015 과학과 개정 교육과정에는 무엇이 제안되는가?
이러한 특성으로 인해 탐구 활동을 가시적으로 지향하는 탐구 기능 측면과 내용적으로 지향하고 있는 과학적 실천 측면에서 함께 분석하는 것이 2009 개정 교육과정에서 과학의 목표로 설정한 ‘다양한 탐구 활동 중심의 학습’과 ‘모둠 활동을 통한 과학적 태도와 의사소통 능력’을 기를 수 있는 지 평가하는데 더 적절하다고 판단된다. 2015 과학과 개정 교육과정에서는 과학 실천을 단원의 내용체계에 제시하면서 탐구 기능이 과학 개념과 연결되어 과학과 교수-학습이 수행되어야 함을 제안하고 있다.
참고문헌 (14)
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