[논문]2015 개정 과학과 교육과정에 제시된 중학교 1학년 성취기준과 과학 1 교과서에 포함된 활동과 평가 문항 분석: 과학과 핵심역량 중심으로

윤도운; 최애란

doi:10.5012/jkcs.2019.63.3.196

2015 개정 과학과 교육과정에 제시된 중학교 1학년 성취기준과 과학 1 교과서에 포함된 활동과 평가 문항 분석: 과학과 핵심역량 중심으로
Analysis of Achievement Standards, Activities, and Assessment Items in the 2015 Revised Science Curriculum and Grade 7 Science Textbooks: Focusing on Science Core Competencies 원문보기

대한화학회지 = Journal of the Korean Chemical Society, v.63 no.3, 2019년, pp.196 - 208

윤도운 (이화여자대학교 과학교육과) , 최애란 (이화여자대학교 과학교육과)

초록
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본 연구에서는 2015 개정 과학과 교육과정의 물질의 성질과 물질의 변화 영역의 성취기준과 과학 1 교과서에 포함된 활동과 평가 문항을 과학과 핵심역량별 하위요소를 기준으로 분석하였다. 성취기준에는 5가지 과학과 핵심역량 중 '과학적 참여와 평생 학습 능력'은 전혀 포함되어 있지 않았고, 과학적 사고력의 '논리적 사고하기', 과학적 탐구 능력의 '탐구 설계와 수행', '자료분석 및 해석', '모형의 개발과 사용', '결론 도출 및 평가', 과학적 문제 해결력의 '정보와 자료를 수집 및 선택하기', 과학적 의사소통 능력의 '말 글 그림 기호 등 다양한 의사소통 방법 사용하기'만 포함되어 있었다. 교과서의 활동에는 5가지 과학과 핵심역량이 모두 포함되어 있었으며 과학적 문제 해결력의 '합리적 의사결정'과 과학적 의사소통 능력의 '타인의 생각을 이해하며 조정하기'를 제외한 모든 하위요소가 포함되어 있었다. 교과서의 평가 문항에도 5가지 과학과 핵심역량이 모두 포함되어 있었으나 과학적 사고력의 '논리적 사고하기', '창의적 사고하기', 과학적 탐구 능력의 '탐구 설계와 수행', '결론 도출 및 평가', 과학적 문제 해결력의 '문제 발견하기', '정보와 자료를 수집 및 선택하기', '문제 해결방안 제시하기', '실행하기', 과학적 의사소통 능력의 '말 글 그림 기호 등 다양한 의사소통 방법 사용하기', '증거에 근거하여 논증하기', 과학적 참여와 평생 학습 능력의 '과학 기술의 사회적 문제 관심 갖기'만 포함되어 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study analyzed achievement standards in the 2015 revised Science Education Standards as well as activities and assessment items in grade 7 science textbooks using science core competencies and subcomponents. Scientific participation and lifelong learning capacity was not involved in the achievement standards. Logical thinking of scientific thinking capacity, planning and carrying out investigation, analyzing and interpreting data, developing and using models, and constructing explanation of scientific inquiry capacity, collecting and selecting information of scientific problem solving capacity, and using various communication methods of scientific communication capacity were involved in the achievement standards. All five scientific core competencies including all subcomponents except rational decision making of scientific problem solving capacity and understanding and coordinating diverse thoughts of scientific communication capacity were involved in activities of science textbooks. All five scientific core competencies were involved in assessment items of science textbooks. Logical thinking and creative thinking of scientific thinking capacity, planning and carrying out investigation and constructing explanation of scientific inquiry capacity, identifying problems, collecting and selecting information, suggesting solutions, and performing of scientific problem solving capacity, using various communication methods, arguing based on evidence of scientific communication capacity, and being interested in science technology and society issues of scientific participation and lifelong learning capacity.

주제어

표/그림 (5)

표 Table 1. Number of activities and assessment items in each of grade 7 science textbooks
표 Table 2. Subcomponents for each of science core competencies
표 Table 3. Science Core Competency and Subcomponent in Science Achievement Standards
표 Table 4. Science core competency and subcomponent involved in activities in grade 7 science textbooks
표 Table 5. Science core competency and subcomponent involved in assessment items in grade 7 science textbooks

AI 본문요약
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문제 정의

14−16 이에 본 연구에서는 2015 개정과학과 교육과정의 성취기준과 교과서의 활동과 평가를 함께 분석하여 과학과 핵심역량 함양의 목표 달성을 위하여 성취기준과 교과서의 활동 및 평가가 일관성 있게 반영되었는지 알아보고자 한다.
교사는 교수-학습 전·중·후 평가를 통해 교육 목표가 얼마나 달성되었는지 판단하고 그 결과를 바탕으로 교육 활동 전반을 점검하고 교수-학습 전략 및 방법을 개선하고자 노력한다.
93이었다. 본 연구에서는 과학과 핵심역량 하위요소간에 유사성이 있음을 인지하고 2015 개정 과학과 교육과정에 제시된 과학과 핵심역량의 정의를 참고하여 각 하위요소를 구분하였다. 본 연구에서는 새로운 과학 지식을 얻거나 의미를 구성해 나가는 탐구 맥락은 ‘과학적 탐구능력’의 하위요소로, 일상생활의 문제를 해결하는 맥락은 ‘과학적 문제 해결력’의 하위요소로, 과학적 문제 해결과정과 결과를 공유하는 맥락은 ‘과학적 의사소통 능력’의 하위요소로 분석하였다.
박나무(2016), 송신철과 심규철(2018), 최성수(2017)는 각각 2015 개정 과학과 교육과정의 성취기준, 통합과학 교과서 탐구 활동, 대학수학능력 시험문항을 2015 개정 과학과 교육과정에 제시된 과학과 핵심역량의 관점으로 분석하여 과학과 핵심역량 중 일부에 편중되어 있다고 보고한 반면, 과학과 핵심역량별로 어떠한 하위요소가 부족한지, 어떠한 학습 기회가 제공되고 있는지 구체적으로 제시하지 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 과학과 핵심역량별 하위요소와 각 하위요소의 정의를 제시한 윤도운 외(2018)의 분석틀을 기준으로 2015 과학과 교육과정의 중학교 1학년 물질의 성질과 물질의 변화 영역의 성취기준과 과학 1 교과서의 활동과 평가 문항을 분석하고자 한다. 본 연구의 연구 문제는 다음과 같다.

제안 방법

‘탐구 활동’, ‘활동하기’, ‘배움활동’ 등과 같이 ‘활동’이라는 단어가 들어간 활동뿐만 아니라 ‘생각열기’, ‘탐구’, ‘해보기’, ‘사고력 키우기’, ‘창의력 키우기’, ‘조사하기’, ‘과학 역량 기르기’등 학생들이 수행할 수 있는 모든 활동을 분석하였다.
또한, 평가 문항으로는 교과서의 소단원마다 제시되는 ‘스스로 확인하기’, ‘스스로 점검’, 배운 내용 정리하기’뿐만 아니라 ‘중단원 마무리’, ‘중단원 매듭짓기’, ‘대단원 마무리’, ‘대단원 매듭짓기’ 등을 분석하였다.
본 연구에서는 2015 개정 과학과 교육과정의 중학교 1학년 물질의 성질과 물질의 변화 영역인 (4)기체의 성질, (5)물질의 상태 변화 단원의 성취기준과 과학 1 교과서에 포함된 활동과 평가 문항을 과학과 핵심역량과 하위요소로 분석하였다. 2015 개정 과학과 교육과정의 중학교 1학년(4) 기체의 성질, (5) 물질의 상태 변화 단원의 성취기준에는 ‘과학적 참여와 평생 학습 능력’이 전혀 포함되어 있지 않았고, 이는 2015 개정 과학과 교육과정의 물리 영역의 성취기준을 분석한 박나무(2016)의 연구 결과와 일치하는 것이다.
본 연구에서는 과학과 핵심역량과 과학과 핵심역량별 정의를 숙지한 화학교육전공 석사과정생 2인이 전체 성취기준 8개 중 4개, 전체 교과서 활동 249개 중 32개, 전체 교과서 평가 문항 553개 중 65개를 각자 분석한 후 분석자간 일치도를 구하였다. 교육과정의 성취기준에 대한 분석자간 일치도는 0.
본 연구에서는 새로운 과학 지식을 얻거나 의미를 구성해 나가는 탐구 맥락은 ‘과학적 탐구능력’의 하위요소로, 일상생활의 문제를 해결하는 맥락은 ‘과학적 문제 해결력’의 하위요소로, 과학적 문제 해결과정과 결과를 공유하는 맥락은 ‘과학적 의사소통 능력’의 하위요소로 분석하였다.
본 연구에서는 새로운 과학 지식을 얻거나 의미를 구성해 나가는 탐구 맥락은 ‘과학적 탐구능력’의 하위요소로, 일상생활의 문제를 해결하는 맥락은 ‘과학적 문제 해결력’의 하위요소로, 과학적 문제 해결과정과 결과를 공유하는 맥락은 ‘과학적 의사소통 능력’의 하위요소로 분석하였다. 자료 분석은 과학교육전문가와 화학교육전공 석사과정 2인이 3개월 동안 한 달에 2~3회, 매회 1~2시간 논의와 합의를 거쳐 이루어졌다.

대상 데이터

본 연구는 2015 개정 과학과 교육과정의 중학교 1학년 물질의 성질과 물질의 변화 영역인 (4) 기체의 성질, (5) 물질의 상태 변화 단원의 성취기준 8개(성취기준 해설 포함)와 2015 개정 교육과정에 따른 중학교 과학 1 교과서 5종(동아출판(이후 교과서 A), 미래엔(이후 교과서 B), 비상교육(이후 교과서 C), 와이비엠(이후 교과서 D), 천재교과서(이후 교과서 E))에 포함되어 있는 활동과 평가 문항을 분석대상으로 하였다. ‘탐구 활동’, ‘활동하기’, ‘배움활동’ 등과 같이 ‘활동’이라는 단어가 들어간 활동뿐만 아니라 ‘생각열기’, ‘탐구’, ‘해보기’, ‘사고력 키우기’, ‘창의력 키우기’, ‘조사하기’, ‘과학 역량 기르기’등 학생들이 수행할 수 있는 모든 활동을 분석하였다.
또한, 평가 문항으로는 교과서의 소단원마다 제시되는 ‘스스로 확인하기’, ‘스스로 점검’, 배운 내용 정리하기’뿐만 아니라 ‘중단원 마무리’, ‘중단원 매듭짓기’, ‘대단원 마무리’, ‘대단원 매듭짓기’ 등을 분석하였다. 본 연구에서 분석한 활동은 총 249개, 평가 문항은 553개이며, 각 출판사별로 교과서에 포함된 활동과 평가문항의 개수는 Table 1에 제시한 바와 같다.

이론/모형

본 연구에서는 2015 개정 과학과 교육과정에 제시된 과학과 핵심역량의 하위요소와 각 하위요소의 정의를 제시한 윤도운 외(2018)의 분석틀을 사용하였다(Table 2).¹⁷

성능/효과

과학적 탐구 능력이 반영된 활동에는, ‘탐구 설계와 수행’이 195개로 가장 많이 포함 되어 있었고 그 다음으로는 ‘결론 도출 및 평가’ 77개, ‘자료 분석 및 해석’ 76개 포함되어 있었다.
과학적 탐구 능력이 포함된 평가 문항에는 ‘탐구 설계와 수행’이 1개 포함되어 있었고 ‘결론 도출 및 평가’가 1개 포함되어 있었다.
교과서의 평가 문항에는 과학과 핵심역량의 하위요소 25개 중 11개가 포함되어 있었고 과학과 핵심역량별로 1~2가지 하위요소에 편중되어 있어 다양한 과학과 핵심역량의 하위요소를 평가하는데 한계가 있는 것으로 나타났다. 과학적 사고력이 포함된 평가 문항에는 ‘논리적 사고하기’가 283개로 가장 많이 포함되어 있었다.
또한, 교과서의 활동에는 과학과 탐구 능력의 하위요소가 모두 포함되어 있었지만 평가 문항에는 ‘탐구 설계와 수행’과 ‘결론 도출 및 평가’만 포함되어 있었다.
반면, 교과서의 평가 문항에는 ‘과학적 사고력’이 가장 많이 포함되어 있고 ‘과학적 탐구능력’은 매우 적게 포함되어 있어 ‘과학적 탐구 능력’을 평가할 수 있는 평가 문항은 제한적인 것으로 나타났다.
교과서의 활동에는 과학과 핵심역량과 여러 가지 하위요소들이 서로 결합하여 구성되어 있어 성취기준에 포함되어 있지 않았던 ‘비판적 사고하기’ 와 ‘창의적 사고하기’가 포함될 수 있었던 것으로 보인다. 즉, 과학과 핵심역량과 하위요소들은 서로 분리되어 수행되는 것이 아니라 서로 긴밀하게 연결 되어 있음을 알 수 있었다.^18,21 예를 들면, ‘미국의 앨버커키 열기구 축제는 세계 최대의 열기구 축제로 유명하다 이 축제에 참가한다고 생각하고 나만의 열기구를 디자인해 보자’, ‘스포이드 머리 부분을 고무찰흙이나 유성 펜을 이용하여 스포이트 잠수함을 독창적으로 만들어 보자’, ‘음식물 쓰레기 처리장에서 나는 냄새를 해결하기 위한 과학적인 방법을 입자의 운동과 관련하여 제시해 보자’와 같이 과학적 문제 해결력의 ‘문제 해결방안 제시하기’와 ‘실행하기’가 포함된 활동을 하며 독창적인 디자인이나 문제 해결을 위한 아이디어를 산출하는 과학적 사고력의 ‘창의적 사고하기’를 수행할 수 있었다.

후속연구

^5,6 과학과 핵심역량은 교과내용과 연계된 능동적인 학습과 경험을 기반으로 하는 활동을 다양하게 수행함으로써 양성될 수 있다.¹ 따라서 과학과 핵심역량 함양이라는 목표가 달성되기 위해서는 과학 교과서에 제시된 다양한 형태의 활동에서 학생의 핵심역량을 함양할 수 있는 기회가 제공되어야 할 것이다.⁷ 2015 개정 과학과 교육과정에서 제시한 과학과 핵심역량 중 과학적 사고력, 과학적 탐구 능력의 관점으로 교과서의 활동을 분석한 연구가 다수 이루어져 왔다.
⁴또한, 백남진(2014)은 성취기준에 학생들이 알아야 할 것을 단순히 나열하기 보다 지식, 기능, 가치 등 다면적 측면을 반영하고 수업 후 학생이 보여야 할 능력을 제시해야 한다고 하였다.3 이러한 관점에서 2015 개정 과학과 교육과정에서 강조하고 있는 과학과 핵심역량이 성취기준에 얼마나 반영되어 있는지 분석한다면 과학과 핵심역량을 반영한 교수-학습 설계에 의미 있는 시사점을 제공할 수 있을 것이다.
따라서 과학 교사는 교과서의 평가 문항에 부족하게 포함되어 있는 ‘과학적 탐구 능력’을 지필평가 외에 관찰, 보고서, 면담, 포트폴리오 등의 다양한 방법을 이용하여 평가하고, 과학적 탐구 능력의 다양한 하위요소에 대하여 적절한 피드백을 제공하여 학생들의 과학적 탐구 능력이 향상될 수 있도록 지도하여야 할 것이다.
본 연구에서 분석한 2015 개정 과학과 교육과정의 성취기준과 각 출판사 교과서의 활동 및 평가 문항은 개발 주체가 다르다는 한계가 있다. 또한 본 연구는2015 개정 과학과 교육과정의 중학교 1학년 물질의 성질과 물질의 변화 영역의 성취기준과 과학 1 교과서의 활동과 평가 문항을 대상으로 하였기 때문에 연구 결과를 중학교 과학 모든단원에 일반화 하는 데는 한계가 있다. 이에 중학교 과학 2, 3 그리고 물리, 화학, 생명과학, 지구과학을 대상으로 한 후속 연구도 의미 있는 시사점을 제시할 수 있을 것이다.
이에 중학교 과학 2, 3 그리고 물리, 화학, 생명과학, 지구과학을 대상으로 한 후속 연구도 의미 있는 시사점을 제시할 수 있을 것이다. 또한, 학생들이 수행하는 학습 활동지나 국가수준 학업성취도 평가 문항에 어떠한 과학과 핵심역량이 반영 되어 있는지 알아보는 후속 연구도 의미 있을 것이다.
본 연구에서 분석한 2015 개정 과학과 교육과정의 성취기준과 각 출판사 교과서의 활동 및 평가 문항은 개발 주체가 다르다는 한계가 있다. 또한 본 연구는2015 개정 과학과 교육과정의 중학교 1학년 물질의 성질과 물질의 변화 영역의 성취기준과 과학 1 교과서의 활동과 평가 문항을 대상으로 하였기 때문에 연구 결과를 중학교 과학 모든단원에 일반화 하는 데는 한계가 있다.
¹¹이처럼 과학과 핵심역량 중 과학적 사고력과 과학적 탐구 능력 관점에서 교과서 활동을 분석한 선행 연구들이 있었으나, 과학적 문제 해결력, 과학적 의사소통 능력, 과학적 참여와 평생 학습 능력 관점에서 분석한 연구는 찾아보기 어려웠다. 이러한 관점에서 과학적 사고력, 과학적 탐구 능력, 과학적 문제 해결력, 과학적 의사소통능력, 과학적 참여와 평생 학습 능력을 모두 포함한 관점으로 과학 교과서의 활동을 분석한다면 과학과 핵심역량함양을 위한 과학 교수-학습 계획과 실행에 의미 있는 시사점을 제공할 수 있을 것으로 사료된다.
또한 본 연구는2015 개정 과학과 교육과정의 중학교 1학년 물질의 성질과 물질의 변화 영역의 성취기준과 과학 1 교과서의 활동과 평가 문항을 대상으로 하였기 때문에 연구 결과를 중학교 과학 모든단원에 일반화 하는 데는 한계가 있다. 이에 중학교 과학 2, 3 그리고 물리, 화학, 생명과학, 지구과학을 대상으로 한 후속 연구도 의미 있는 시사점을 제시할 수 있을 것이다. 또한, 학생들이 수행하는 학습 활동지나 국가수준 학업성취도 평가 문항에 어떠한 과학과 핵심역량이 반영 되어 있는지 알아보는 후속 연구도 의미 있을 것이다.
또한, 성취기준에 포함되어 있지 않았던 몇몇 하위요소가 활동에는 포함되어 있었으나 평가 문항에는 포함되어 있지 않은 것으로 나타난 결과는 성취기준과 교과서의 활동과 평가가 일관성 있게 이루어지기 위해서 학생들이 배워야 할 내용과 수업 활동의 기준을 성취기준에 구체적으로 진술할 필요가 있음을 시사한다. 즉, 성취기준에 무엇을 가르치고 평가하는지에 대한 지침이 구체적이고 정교하게 제시될 필요가 있으며, 교사는 교수-학습과 평가가 일관성 있게 이루어질 수 있도록 교과서의 활동에 반영된 과학과 핵심역량의 하위요소를 평가 할 수 있는 다양한 평가 방법을 활용해야 함을 시사한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	2015 개정 교육과정에서 과학과 핵심역량으로 제시한 것은 무엇인가?	급격하게 변화하는 미래 사회 구성원으로서의 역할을성공적으로 수행하기 위해 요구되는 지식, 기술, 태도 함양의 필요성을 반영하여 2015 개정 교육과정에서도 핵심역량을 강조하고 있다.1,2 이에 2015 개정 과학과 교육과정은과학과 핵심역량으로 ‘과학적 사고력’, ‘과학적 탐구 능력’, ‘과학적 문제 해결력’, ‘과학적 의사소통 능력’, ‘과학적 참여와 평생 학습 능력’을 제시하고 있다.1 이와 같은 과학과핵심역량 함양을 위한 교육과정이 성공적으로 실행되기위해서는 교수-학습 과정을 통해 학생들이 할 수 있어야하는 것을 진술한 성취기준에 과학과 핵심역량이 반영되어야 할 것이다.
	2015 개정 교육과정에서 핵심역량을 강조하는 이유는 무엇인가?	급격하게 변화하는 미래 사회 구성원으로서의 역할을성공적으로 수행하기 위해 요구되는 지식, 기술, 태도 함양의 필요성을 반영하여 2015 개정 교육과정에서도 핵심역량을 강조하고 있다.1,2 이에 2015 개정 과학과 교육과정은과학과 핵심역량으로 ‘과학적 사고력’, ‘과학적 탐구 능력’, ‘과학적 문제 해결력’, ‘과학적 의사소통 능력’, ‘과학적 참여와 평생 학습 능력’을 제시하고 있다.
	교육과정의 목표에 맞게 성취기준과 교수-학습과 평가간에 일관성이 있어야 하는 이유는 무엇인가?	교사는 교수-학습 전·중·후 평가를 통해 교육 목표가 얼마나 달성되었는지 판단하고 그 결과를 바탕으로 교육 활동 전반을 점검하고 교수-학습 전략 및 방법을 개선하고자 노력한다.12,13 즉, 교수-학습과 평가는 분리된 것이 아니라 교육과정의 목표에 맞게 성취기준과 교수-학습과 평가간에 일관성이 있어야 한다.

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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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