[논문]과학교과서에 제시된 과학용어에 대한 명시적 및 암시적 교육 사례 분석

윤은정

doi:10.14697/jkase.2019.39.6.767

[국내논문] 과학교과서에 제시된 과학용어에 대한 명시적 및 암시적 교육 사례 분석
An Analysis of Explicit and Implicit Teaching Cases for Scientific Terms in Science Textbooks 원문보기

한국과학교육학회지 = Journal of the Korean association for science education, v.39 no.6, 2019년, pp.767 - 775

초록
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본 연구는 2015 개정 교육과정에 따른 과학교과서를 대상으로 교과서에 수록된 과학용어의 명시적, 암시적 교육 사례를 분석하여 과학용어 교육 측면에서 현행 교과서가 가지는 문제점들을 짚어보고 개선 방안을 제안하고자 실시하였다. 2015 개정 교육과정에 따른 초등학교 3학년과 6학년, 중학교 1학년, 고등학교 1학년의 과학교과서 8권으로 부터 사용된 과학용어들을 추출하고, 명시적 및 암시적으로 사용된 사례를 수집 및 분석하였다. 연구 결과를 간략하게 정리하면 다음과 같다. 첫째, 2015 개정 과학교과서의 초, 중, 고 과학교과서에는 교과서에 포함된 전체 어휘 대비 약 15~30% 정도의 비율로 과학용어가 사용되고 있었는데, 이는 페이지당 수록 과학용어 개수를 기준으로 외국의 경우와 비교했을 때 평균적으로 5배 이상의 많은 분량에 해당한다. 둘째, 과학교과서에 사용된 과학용어들 가운데 명시적 방법을 통해 의미 교육이 이루어지는 과학용어의 비율은 9.7~18.8%로 20%가 되지 않았으며, 자연적으로 나머지 80% 이상의 과학용어들은 암시적 교육 형태로 제시되어 있음을 의미한다. 셋째, 저학년일수록 명시적 용어 교육의 비율이 높아야 함에도 불구하고 오히려 초등학교의 명시적 용어 교육의 비율이 가장 낮았으며, 6학년의 경우는 10%가 되지 않는 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was conducted to analyze explicit and implicit teaching cases of scientific terms in accordance with the 2015 revised curriculum, pointing out the problems of current textbooks in terms of scientific terms education and proposing method to improve them. Scientific terms used in eight science textbooks of 2015 revised curriculum, third and sixth graders of elementary school, first graders of middle school and first graders of high school were extracted, and cases used explicitly and implicitly were collected and analyzed. Brief summary of the results of the study is as follows. First, scientific terms were used in elementary, middle, and high school science textbooks at a rate of about 15 to 30 percent of the total vocabulary contained in the textbooks, which is on average more than five times larger than those in foreign countries based on the number of scientific terms included on each page. Second, among the scientific terms used in science textbooks, the percentage of scientific terms in which semantic education is achieved through explicit means was 9.7 to 18.8 percent, which naturally means that the remaining 80 percent or more of the scientific terms are presented in the form of implicit education. Third, even though the ratio of explicit term education should be higher in the lower grades, the ratio of explicit term education in elementary schools was lower than 10% in the sixth grade.

주제어

표/그림 (5)

표 Table 1. Science textbooks included in study
표 Table 2. Words distribution by textbook
표 Table 3. Terms that used as definiendum
표 Table 4. Number of implicit term teaching
표 Table 5. Distribution of scientific terms under 8 of frequency

AI 본문요약
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문제 정의

2. 명시적 과학용어 교육 사례 추출 결과

과학용어가 정의문 또는 단답형 문항의 형태로 명시적으로 교육되고 있는 사례들을 추출해 보았다. 먼저 단답형 문항의 형태로 제시된 과학용어들은 초등학교는 3학년은 0개, 6학년은 6개였고, 중학교는 평균 65개, 고등학교는 평균 30개가 있었는데, 이들은 모두 피정의항으로 명시된 사례에 포함되어 있었다.
이에 본 연구는 현재 사용되고 있는 과학교과서를 과학용어 교육을 위한 도구적 측면에서 점검하고자 수행되었다. 구체적으로는 과학교과서에 어느 정도의 과학용어가 사용되고 있는지 살펴보고, 이들의 명시적, 암시적 용어 교육 실태를 분석해 보았다. 그리고 명시적 암시적 교육 형태의 구성 비율이 학년별로 적절한지를 살펴 종합적으로 학생들의 입장에서 현재의 과학교과서가 과학용어 학습 도구로서 적절하게 기능할 수 있을지를 살펴보고자 하였다.
구체적으로는 과학교과서에 어느 정도의 과학용어가 사용되고 있는지 살펴보고, 이들의 명시적, 암시적 용어 교육 실태를 분석해 보았다. 그리고 명시적 암시적 교육 형태의 구성 비율이 학년별로 적절한지를 살펴 종합적으로 학생들의 입장에서 현재의 과학교과서가 과학용어 학습 도구로서 적절하게 기능할 수 있을지를 살펴보고자 하였다.
먼저 단답형 문항의 형태로 제시된 과학용어들은 초등학교는 3학년은 0개, 6학년은 6개였고, 중학교는 평균 65개, 고등학교는 평균 30개가 있었는데, 이들은 모두 피정의항으로 명시된 사례에 포함되어 있었다. 따라서 해석은 중복해서 다루지 않고 정의문 사례를 중심으로 기술하고자 한다.
셋째, 저학년일 수록 명시적 용어 교육의 비율이 높아야 함에도 불구하고 오히려 초등학교의 명시적 용어 교육의 비율이 가장 낮았으며, 6학년의 경우는 10%가 채 되지 않는 것으로 나타났다. 이러한 종합적인 연구 결과들과 연구 과정에서 드러난 현재 과학교과서가 갖는 문제점들을 용어교육 측면에서 몇 가지 짚어보고 개선방안에 대한 제안들을 기술해보고자 한다.
이에 본 연구는 현재 사용되고 있는 과학교과서를 과학용어 교육을 위한 도구적 측면에서 점검하고자 수행되었다. 구체적으로는 과학교과서에 어느 정도의 과학용어가 사용되고 있는지 살펴보고, 이들의 명시적, 암시적 용어 교육 실태를 분석해 보았다.
따라서 암시적 형태의 노출을 통해 학생들의 용어 학습을 도울 필요가 있다. 이에 정의문을 제외한 문장들 가운데 3어절 이상으로 구성된 문장 속에서 과학용어가 사용된 사례들을 추출하고, 개별 과학용어가 문장 속에 암시적 교육 형태로 사용된 빈도를 조사해 보았다. 그 결과 모든 학년의 과학교과서에서 빈도수 8회 이상 사용된 과학용어보다 8회 미만으로 사용된 과학용어 개수가 더 많았다(표 4 참조).
현재 현장에서 사용되고 있는 2015 개정 교육과정에 따른 과학교과서 가운데 초등학교 3학년과 6학년, 중학교 1학년, 고등학교 1학년의 4개 학년을 연구 대상으로 선정하였다. 초등학교 3학년은 학생들이 과학을 처음 배우기 시작하는 단계이므로 기초 과학용어들이 명시적 방법 위주로 제시되어 있는지 확인할 필요가 있다고 판단하여 선정하였고, 초등학교 6학년과 중학교 1학년은 학교급이 변하는 시기에 교과서의 과학용어 제시 전략이 어느 정도 연속성 있게 사용되고 있는지 알아보기 위하여 정하였으며, 고등학교 1학년은 중 3까지의 교육을 마친 학생들을 대상으로 하는 상위 단계의 학습 도구로서의 측면에서 살펴보기 위하여 정하였다. 초등학교 교과서는 단일 출판사이고, 중학교와 고등학교 교과서는 각각 3종의 출판사를 임의로 선정하여 분석하였다.

가설 설정

셋째, 초등학교 과학교과서의 명시적 과학용어 교육 비율을 높일 필요가 있을 것이다. 초등학교는 과학 학습을 시작하는 초기 단계이므로 과학의 지식 체계에서 가장 기본적이면서도 중요한 개념들을 접하게 된다.

제안 방법

교과서별로 수록된 어절 수와 추출한 과학용어의 개수 분포를 살펴보았다(표 2 참조). 먼저 연구 대상 교과서 전체에 수록된 어절수는 초등학교 3학년 15,283 개, 6학년 18,270 개, 중학교 1학년 평균 31,346 개, 고등학교 1학년 평균 46,927 개로 학년이 높아질수록 텍스트의 분량이 증가하고 있었다.
다만, 암시적 어휘 교육 방법은 문맥을 통해 문장에서 전달되는 메시지에 집중하는 과정에서 어휘에 대한 주의가 부수적으로 일어나는 것이 중요하므로(Mun, 2013) 한두 어절로 이루어져 있는 단원 제목 등의 미완결 문장들에서는 암시적 어휘 학습이 일어난다고 보기 어려울 것이다. 따라서 암시적 교육 사례로는 과학교과서에서 과학용어가 포함된 문장들 가운데 제목의 형태로 제시된 문장들과 2어절 이하의 짧은 문장들을 제외한 나머지 문장들을 추출하여 분석하였다.
이들 용어들 중에는 교육과정의 내용상 중요하게 다루어져야 하는 용어임에도 충분한 빈도로 사용되지 않은 경우도 있을 것이고,너무 쉬운 단어이거나 혹은 이전 학년에서 충분한 학습이 이루어진 경우도 있을 것이며, 불필요하거나 부적절하게 사용되어 내용 학습의 어려움만 가중시키는 경우도 있을 것이다. 따라서 이러한 각각의 경우들이 어느 정도인지 알아보기 위하여 빈도수 8 미만의 단어들 가운데 해당 학년의 교육과정에 제시된 용어의 개수, 같은 교과서에서 피정의항으로 채택된 용어의 개수, 그리고 일상적으로 해당 학년보다 쉬운 단어로 등급이 매겨진 용어의 개수를 각각 구해보았다. 이 때 해당 학년보다 쉬운 단어로 등급이 매겨진 용어는 Kim(2003)의 어휘등급 목록을 기준으로 구분하였다.
본 연구에서는 과학용어에 대한 정의문을 추출함에 있어 정의의 의미와 정의문의 형식적 특성을 모두 고려하였다. 추출 방법으로는 형태적 표지를 이용하여 자동 추출하는 방법도 있겠으나, 문장을 수동으로 하나하나 읽어 내려가며 정의문을 추출해내는 방법을 택하였다.
과학교과서에 과학용어가 어느 정도 사용되고 있으며, 어떤 형태로 교육되고 있는지를 파악하기 위해서는 과학용어의 판별과 추출이 필요하다. 본 연구에서는 표준국어대사전의 전문어 목록과 물리, 생명과학, 지구과학, 화학 분야 각 학회에서 발간한 용어집, 그리고 그 외에 박사과정 이상의 과학교사들이 과학용어로 인식하고 있는 단어들을 망라한 약 15만개의 과학용어 목록(Yun et al., 2018)을 기준으로 하여 과학용어를 판별, 추출하였다. 컴퓨터를 이용하여 목록과 텍스트의 대조를 통한 자동 추출을 먼저 하고, 이후 추출된 문장들을 수동검토하며 의미 검토를 실시하여 다의어의 의미 구분 및 추출 오류를 수정하는 과정을 거쳤다.
명시적 어휘 교육 방법으로는 단어의 사전적 정의나 번역을 제시하기, 학습해야 할 단어 목록 제시, 단어 노트 제시하기(Nation, 2001),단어를 반복해서 써보기, 그림으로 표현해보기, 발음하며 암기하기(Sὃkmen, 1997), 빈칸 채우기, 단어 찾기, 크로스퍼즐(Mun, 2013) 등이 있는데, 이 가운데 현재 사용되고 있는 과학교과서에서 찾을 수 있는 방법은 정의 제시하기와 빈칸 채우기, 단어 찾기 등의 형태로 제시된 문항 정도를 꼽을 수 있다. 이에 본 연구에서는 과학교과서에 사용된 명시적 용어 교육 사례로 정의문과 빈칸 채우기 등과 같이 맥락을 제시하고 단어를 적도록 하는 문항 두 가지를 각각 추출하여 분석하였다.
, 2018)을 기준으로 하여 과학용어를 판별, 추출하였다. 컴퓨터를 이용하여 목록과 텍스트의 대조를 통한 자동 추출을 먼저 하고, 이후 추출된 문장들을 수동검토하며 의미 검토를 실시하여 다의어의 의미 구분 및 추출 오류를 수정하는 과정을 거쳤다. 이후 과학적 지식 습득 측면에서의 과학용어 교육을 다루는 연구이므로 고유명사, 직업명, 기관명, 학문분야명 등 과학의 지식 체계와 거리가 있는 단어들, ‘관찰’, ‘탐구’, ‘실험’ 등 영역 통합적 단어들, 그리고 ‘어림’, ‘값’, ‘점’, ‘선’, ‘기울기’ 등의 수학 용어들은 제외하였고, 끝으로 동물명, 식물명, 별자리 이름은 특정 영역에서 용어수가 과다하게 집계될 소지가 있는 명명 단어들이라고 판단하여 추출에서 제외하였다.

대상 데이터

사례들로는 초등학교 3학년의 ‘감각기관’, ‘부화’,‘서식지’, 초등학교 6학년의 ‘생체모방’, ‘태양전지’, ‘에너지효율’,‘겨울눈’, ‘공전궤도면’, ‘영구표본’, ‘압축공기’, 중학교 1학년의 ‘불의고리’, ‘생물계’, ‘구면거울’, ‘원핵생물’, ‘자성’, ‘자철석’, ‘생물자원’, ‘다이오드’, ‘고체연료’, ‘대륙지각’, ‘반도체’, ‘지각변동’, ‘진화’,고등학교 1학년의 ‘감압’, ‘고분자물질’, ‘외부은하’, ‘화학반응식’,‘염기쌍’, ‘가속도법칙’, ‘유기물질’, ‘플라스마’, ‘세균성질병’ 등이 있었다.
초등학교 3학년은 학생들이 과학을 처음 배우기 시작하는 단계이므로 기초 과학용어들이 명시적 방법 위주로 제시되어 있는지 확인할 필요가 있다고 판단하여 선정하였고, 초등학교 6학년과 중학교 1학년은 학교급이 변하는 시기에 교과서의 과학용어 제시 전략이 어느 정도 연속성 있게 사용되고 있는지 알아보기 위하여 정하였으며, 고등학교 1학년은 중 3까지의 교육을 마친 학생들을 대상으로 하는 상위 단계의 학습 도구로서의 측면에서 살펴보기 위하여 정하였다. 초등학교 교과서는 단일 출판사이고, 중학교와 고등학교 교과서는 각각 3종의 출판사를 임의로 선정하여 분석하였다. 그리고 중학교 1학년의 ‘과학과 나의 미래’ 와 같은 통합적 성격의 단원은 분석에서 제외하였다.
현재 현장에서 사용되고 있는 2015 개정 교육과정에 따른 과학교과서 가운데 초등학교 3학년과 6학년, 중학교 1학년, 고등학교 1학년의 4개 학년을 연구 대상으로 선정하였다. 초등학교 3학년은 학생들이 과학을 처음 배우기 시작하는 단계이므로 기초 과학용어들이 명시적 방법 위주로 제시되어 있는지 확인할 필요가 있다고 판단하여 선정하였고, 초등학교 6학년과 중학교 1학년은 학교급이 변하는 시기에 교과서의 과학용어 제시 전략이 어느 정도 연속성 있게 사용되고 있는지 알아보기 위하여 정하였으며, 고등학교 1학년은 중 3까지의 교육을 마친 학생들을 대상으로 하는 상위 단계의 학습 도구로서의 측면에서 살펴보기 위하여 정하였다.

이론/모형

따라서 이러한 각각의 경우들이 어느 정도인지 알아보기 위하여 빈도수 8 미만의 단어들 가운데 해당 학년의 교육과정에 제시된 용어의 개수, 같은 교과서에서 피정의항으로 채택된 용어의 개수, 그리고 일상적으로 해당 학년보다 쉬운 단어로 등급이 매겨진 용어의 개수를 각각 구해보았다. 이 때 해당 학년보다 쉬운 단어로 등급이 매겨진 용어는 Kim(2003)의 어휘등급 목록을 기준으로 구분하였다. 여기서 1등급은 국어 기초어휘,2등급은 정규 교육 이전에 습득되는 어휘, 3등급은 초등학교에 해당하는 사춘기 이전에 습득되는 어휘로 구분된다.

성능/효과

이에 정의문을 제외한 문장들 가운데 3어절 이상으로 구성된 문장 속에서 과학용어가 사용된 사례들을 추출하고, 개별 과학용어가 문장 속에 암시적 교육 형태로 사용된 빈도를 조사해 보았다. 그 결과 모든 학년의 과학교과서에서 빈도수 8회 이상 사용된 과학용어보다 8회 미만으로 사용된 과학용어 개수가 더 많았다(표 4 참조). 연구대상이 된 모든 교과서에서 60% 이상의 과학용어가 빈도수 8 미만으로 사용되고 있는 것으로 나타났고 그 비율은 초, 중, 고 모두에서 큰 차이 없이 유사하게 나타났다.
중학교의 경우 3개 출판사의 교과서에서 정의문이 제시된 과학용어는 총 174개 였는데, 이 가운데 3개 출판사의 교과서 모두에 공통적으로 정의문이 제시된 과학용어는 52개에 불과하였다. 그리고 2개 출판사가 공통된 과학용어는 30개, 1개 출판사에서만 정의문이 제시된 과학용어가 92개로 가장 많았다. 고등학교의 경우는 차이가 더 크게 나타났는데, 전체 350개 과학용어 가운데 3개 출판사 모두에서 정의문을 제시한 과학용어는 51개로 약 15%에 불과하였고, 2개 출판사에서 공통으로 정의문을 제시한 과학용어가 73개, 그리고 나머지 65%에 달하는 226개의 과학용어는 1개 출판사에서만 정의문을 제시하고 있었다.
둘째, 과학교과서에 사용된 과학용어들 가운데 명시적 방법을 통해 의미 교육이 이루어지는 과학용어의 비율은 9.7∼18.8%로 20%가 되지 않았으며, 나머지 80% 이상의 과학용어들은 암시적 교육 형태로 제시되어 있음을 알 수 있었다.
둘째, 출판사별 용어 사용의 편차가 매우 큰 것으로 나타났다. 교과서에서 명시적 교육 대상으로 선정한 과학용어들은 집필자들이 중요하다고 판단한 개념어일 가능성이 높다.
학생들은 제시된 문장의 문맥을 통해 용어의 의미를 파악하고 이에 해당하는 용어의 형태를 정확하게 문자로 표현하는 과정에서 명시적 용어 학습이 이루어지게 된다. 따라서 과학용어의 명시적 교육 사례에 해당하는 문항으로 형성평가와 개념 정리 부분에 제시된 문항들 가운데 정답이 단일 과학용어인 단답형 문항과 빈칸 채우기형 문항을 추출하였다. 아래의 문장 가운데 ㅅ 은 명시적 용어 교육 사례로 추출된 단답형의 문항 예시이고, ㅇ 은 빈칸 채우기형 문항의 예시이다.
교과서별로 수록된 어절 수와 추출한 과학용어의 개수 분포를 살펴보았다(표 2 참조). 먼저 연구 대상 교과서 전체에 수록된 어절수는 초등학교 3학년 15,283 개, 6학년 18,270 개, 중학교 1학년 평균 31,346 개, 고등학교 1학년 평균 46,927 개로 학년이 높아질수록 텍스트의 분량이 증가하고 있었다. 학년이 높아짐에 따라 학습 분량이 늘어나고 이와 함께 텍스트의 분량이 증가하는 것은 자연스러운 일이나 증가 비율이 점진적이지 않은 것은 문제점으로 보여진다.
8%로 20%가 되지 않았으며, 나머지 80% 이상의 과학용어들은 암시적 교육 형태로 제시되어 있음을 알 수 있었다. 셋째, 저학년일 수록 명시적 용어 교육의 비율이 높아야 함에도 불구하고 오히려 초등학교의 명시적 용어 교육의 비율이 가장 낮았으며, 6학년의 경우는 10%가 채 되지 않는 것으로 나타났다. 이러한 종합적인 연구 결과들과 연구 과정에서 드러난 현재 과학교과서가 갖는 문제점들을 용어교육 측면에서 몇 가지 짚어보고 개선방안에 대한 제안들을 기술해보고자 한다.
그 결과 모든 학년의 과학교과서에서 빈도수 8회 이상 사용된 과학용어보다 8회 미만으로 사용된 과학용어 개수가 더 많았다(표 4 참조). 연구대상이 된 모든 교과서에서 60% 이상의 과학용어가 빈도수 8 미만으로 사용되고 있는 것으로 나타났고 그 비율은 초, 중, 고 모두에서 큰 차이 없이 유사하게 나타났다.
첫째, 2015 개정 과학교과서의 초, 중, 고 과학교과서에는 교과서에 포함된 전체 어휘 대비 약 15∼30% 정도의 비율로 과학용어가 사용되고 있었는데, 이는 페이지당 수록과학용어 개수를 기준으로 미국의 경우와 비교했을 때 5배 이상의 많은 분량에 해당한다.

후속연구

비율로 본다면 전체 과학교과서 텍스트의 20∼30%가 과학용어로 구성되어 있는 셈이다. 다만, 이것이 과학용어 교육 측면에서 어떤 유불리점을 가지는가에 대해서는 추후 분석 결과들과 종합하여 논의가 가능할 것이다.
따라서 교육과정과 교과서에서 ‘진동’을 쉬운 단어로 표현하기 위하여 ‘떨림’이라는 일상어를 선택한 것으로 보이지만, ‘떨림’의 일상적 의미와의 혼동으로 인해 개념 습득에 어려움이나 오개념이 유발될 가능성이 있는 점, 이후 학년에서 같은 개념을 다시 ‘진동’ 이라는 용어로 바꾸어 표현하기 때문에 학생들의 혼란이 가중될 수 있다는 점, ‘진동’이 일상어 3등급으로 초등학교 수준에서 습득 가능한 단어이므로 초등학교 3학년에서 굳이 사용을 피하지 않아도 된다는 점 등을 고려할 때,초등학교 3학년에서의 ‘진동’의 대용어로서 ‘떨림’을 사용하는 것이 바람직한 것인지 다시 검토해볼 필요가 있을 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	출판사별 용어 사용의 편차가 생김으로써 어떤 문제점이 생기는가?	그러나 연구 결과에서 출판사별로 정의문을 제시한 용어의 일치도가 낮고, 교육과정에 제시된 과학용어들도 완전히 반영되어 있지 않음이 드러났다. 이는 학생들이 같은 교육과정의 교육을 받더라도 어느 출판사의 교과서를 접하느냐에 따라 중요하게 학습되는 과학용어의 종류가 크게 달라짐을 의미한다. 주요 과학용어들의 사용을 통일하는 것이 모든 과학교과서들을 획일적으로 기술해야 함을 의미하지 않는다.
	단어 습득에 가장 큰 영향을 미치는 점은 무엇인가?	일반적으로 단어 습득에 가장 많이 영향을 미치는 요인으로 해당 단어에 얼마나 많이 노출되는가를 의미하는 노출 빈도가 꼽힌다(Huckin & Coady, 1999; Jenkins, Stein & Wysocki, 1984; Rott,1999). 이는 단어에 노출되는 횟수가 늘어날수록 해당 단어의 습득이 일어날 가능성이 높아짐을 의미한다(Chen & Truscott, 2010).
	과학용어를 습득하기 위해 어떻게 하는 것이 좋은가?	과학용어의 경우 학생들이 일상 생활 속에서는 거의 접할 기회가 없고 과학 수업을 통해서만 제한적으로 접하는 경우가 대부분이다. 따라서 학생들로 하여금 과학용어를 습득하게 하려면 과학 수업을 통해 의도적으로 노출 기회를 주어야 하는데, 제한된 수업 시간 동안 많은 양의 과학용어를 모두 가르칠 수는 없으므로 적절한 교수 전략을 찾는 것이 중요하다 하겠다.

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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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