[논문]2015 개정 고등학교 과학 교과 교과서에 제시된 안전 관련 내용 분석

이세연; 이봉우

doi:10.14697/jkase.2019.39.4.563

2015 개정 고등학교 과학 교과 교과서에 제시된 안전 관련 내용 분석
Analysis of Safety Contents in the High School Science Textbooks Based on the 2015 Revised National Science Curriculum 원문보기

한국과학교육학회지 = Journal of the Korean association for science education, v.39 no.4, 2019년, pp.563 - 571

이세연 (서울 명덕고등학교) , 이봉우 (단국대학교)

초록
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본 연구의 목적은 2015 개정 과학과 교육과정에 의해 개발된 고등학교 과학에 해당되는 10개 과목의 교과서에 제시된 안전 관련 내용을 분석하는 것이다. 이를 위하여 통합과학, 과학탐구실험과 물리학 I, II, 화학 I, II, 생명과학 I, II, 지구과학 I, II의 63종 교과서의 탐구 활동 중에서 교육과정에 제시된 탐구 활동과 부록에서 안전과 관련된 내용을 추출하여, 이를 안전교육 7대 표준안을 근거로 한 6개의 안전요소로 분석하였다. 주요 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 교육과정 탐구 활동 176개 중 안전 관련 내용이 최소한 1개 이상의 교과서에서 제시된 탐구 활동은 81개(46.0%)였고, 화학 교과서에서 많이 제시되었고, 과학탐구실험에 적게 제시되었다. 둘째, 안전내용은 '실험실 안전수칙'에 대한 내용이 가장 많았으며, 그 다음으로 안전기호, 보호장구 사용 등의 순이었다. 셋째, 부록에 제시된 안전내용은 주로 실험실 안전수칙과 사고대처요령을 중심으로 기술되어 있었다. 연구 결과를 바탕으로, 교과서 별로 안전 관련 내용의 기술에 차이가 큰 문제점, 안전 관련 내용이 구체적이지 않아 교육 효과가 떨어진다는 문제점, 안전 기호의 표준화가 되어 있지 않다는 문제점을 제시하였고, 이를 바탕으로 교과서 안전 관련 내용의 개선 방안을 논의하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study is to analyze the safety contents presented in high school science textbooks of the 2015 revised national science curriculum. For these, we found safety contents in the inquiries and appendices of 63 science textbooks: integrated science, science inquiry experiment, physics I, II, chemistry I, II, biology I, II, and earth science I, II. We analyzed these safety contents using six safety factors based on the seven standards for safety education. The main results are as follows: First, 81(46.0%) inquiries among 176 curriculum inquiries contain safety contents, and these contents are mainly found in chemistry textbooks, and the least in 'science inquiry experiment' textbooks. Second, safety contents are found the most in 'laboratory safety rule', followed by 'safety symbol' and 'usage of protection equipment'. Third, the safety contents of appendices are mainly in 'laboratory safety rule' and 'accident treatment'. Based on these results of this study, it is concluded that these textbooks have problems; that there is a big difference in describing safety contents in each textbook; that these safety contents are not presented in detail and that the educational effect is reduced. Furthermore, the safety symbol is not standardized. We also discussed ways to improve the safety contents of science textbooks.

주제어

표/그림 (7)

표 Table 1. Published textbooks by science subject in accordance with the 2015 revised curriculum
그림 Figure 1. Example of ‘display’, ‘element’, ‘safety symbol’ (ex. Chemistry Ⅰ, VS, p.99)
표 Table 2. Detailed information of experiment and traning safety in the ‘7 major standards of safety education’
표 Table 3. Number of textbooks that contain safety contents presented in inquiries
표 Table 4. Analysis result of safety content elements presented in inquiries
표 Table 5. The amount and location of the safety contents presented in appendices
표 Table 6. Analysis result of safety elements presented in appendices

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 2015 개정 교육과정에 의한 과학 교과서에 담긴 안전 관련 내용을 분석하고자 한다. 탐구를 지도하는 과정에서 겪는 교사의 어려움에 대한 연구(Lee & Lee, 2018a, 2018b) 에서 고등학교 교사들이 중학교 교사들보다 안전과 관련되어 탐구 지도에 어려움을 크게 느끼고 있었기 때문에, 본 연구에서는 고등학교 과학 교과의 교과서를 대상으로 안전 교육 관련 내용을 분석하고, 문제점과 개선방안을 모색할 것이다.
실험실 안전사고를 줄이기 위한 지속적이고 효과적인 안전 교육이 필요하며, 학교 수업이 교과서를 중심으로 이루어지는 것을 고려하였을 때, 교과서에 안전 관련 내용이 어떻게 기술되어 있는지를 알아보는 것은 의미가 있다. 이에 본 연구에서는 2015 개정 교육과정에 의한 고등학교 과학 교과 10개 과목의 교과서에 안전 관련 내용이 어떻게 수록되어 있는지 분석하였다.
관련 내용을 분석하고자 한다. 탐구를 지도하는 과정에서 겪는 교사의 어려움에 대한 연구(Lee & Lee, 2018a, 2018b) 에서 고등학교 교사들이 중학교 교사들보다 안전과 관련되어 탐구 지도에 어려움을 크게 느끼고 있었기 때문에, 본 연구에서는 고등학교 과학 교과의 교과서를 대상으로 안전 교육 관련 내용을 분석하고, 문제점과 개선방안을 모색할 것이다. 구체적인 연구 문제는 다음과 같다

가설 설정

•"이산화 질소 기체는 유독하므로 들이마시지 않도록 주의핸다.” (화학Ⅱ, MN, p.
"현미경의 전선을 실험 전 잘 정돈하여 실험 과정에서 전선이나 현미경에 몸이 걸려 넘어지지 않도록 주의한다.” (통합과학, KS, p.
셋째, 안전 기호의 표준화의 필요성이다. 63종의 교과서 중에서 34亲54.

제안 방법

(e), 안전기호① 등의 요소별로 분석하였으며, 교과서당 표시 수, 안전이 포함된 탐구 당 표시 수 교과서당 요소 수 안전이 포함된 탐구당 요수 수를 제시하였다.
구성된 비율이 높기 때문이다. 10개 과목에 대해 교육과정에서 제시한 탐구 활동 176개 중에서 95개(54.0%)가 비실험 탐구 활동으로 이러한 유형의 탐구에서는 안전을 다룰 필요가 없기 때문이다 따라서 실험형 탐구 활동만을 대상으로 안전 관련 내용이 포함된 비율을 추가로 분석하였다. 안전 관련 내용을 가장 많이 제시한 과목은 화학 n 로 6종의 교과서에 제시된 실험형 탐구 활동 54개 중에서 49개(90.
4%) 등의 순이었다. 구체적인 특징을 각 요소별로 구분하여 사례를 제시하여 분석하였다.
먼저 교육과정에 제시된 탐구 활동을 기준으로 해당 탐구 활동을 수록한 동일 과목 교과서들에서 안전 관련 내용이 수록되어 있는지를 분석하였다. 그 후 교과서에 어떠한 안전 관련 내용이 수록되어 있는가를 분석하기 위해 교육과정에 제시된 탐구 활동을 대상으로 모든 교과서에서 안전 관련 내용을 추출하였다. 추출한 내용을 '표시 (expression)’와 요소(element)’로 구분하였는데, '표시’는 교과서에서 불릿 기호 '.
또한, 과학 교과서에는 부록에 안전 관련 내용을 제시하고 있기 때문에 추가적으로 분석하였다 부록의 안전 관련 내용들은 과목별로 6가지 범주에 해당하는 요소들을 몇 종의 교과서들이 수록하고 있는지를 분석했으며, 과목마다 출판사별로 안전 관련 내용이 어떻게 수록되었는지를 분석하였다.
그리고 실험실 안전수칙 (a) 범주는 다시 실험 전 (a-1), 중(a-2), 후(a-3) 으로 세분화하였다. 먼저 교육과정에 제시된 탐구 활동을 기준으로 해당 탐구 활동을 수록한 동일 과목 교과서들에서 안전 관련 내용이 수록되어 있는지를 분석하였다. 그 후 교과서에 어떠한 안전 관련 내용이 수록되어 있는가를 분석하기 위해 교육과정에 제시된 탐구 활동을 대상으로 모든 교과서에서 안전 관련 내용을 추출하였다.

대상 데이터

따라서 본 연구에서는 63종 교과서의 탐구 활동 중 교육과정에으로 제시되어각 과목 교과서에 공통으로 수록된 총 176개의 탐구 활동과 각 교과서의 앞, 뒤에 수록된을 분석 대상으로 하였다 분석 대상 63종의 과목별 출판사는 Table 1과 같다
본 연구는 2015 개정 교육과정에 따른 고등학교 과학 교과의 10개 과목인 통합과학, 과학탐구실험(이상, 공통과목)과 물리학 I, 화학 I, 생명과학 I, 지구과학 1(이상 일반선택 과목) 그리고 물리학丄 화학 n, 생명과학 n, 지구과학 n(이상 진로선택 과목) 63종을 대상으로 했다. 이 중 화학 I 이 9종으로 가장 많았고 물리학 I, 지구과학 I 이 8종, 통합과학과 과학탐구실험은 각각 5종과 7종이었으며 지구과학 n 가 4종으로 가장 적었다.
다만 실험 활동 중에 발생할 수 있는 학생들의 안전사고와 관련된 내용은 반드시 포함될 필요가 있다. 본 연구의 분석 대상인 탐구 활동은 교육과정에서 주제를 제시한 탐구 활동으로 거의 대부분의 교과서에서 비슷한 도구와 방법으로 활동이 구현되어 있었다. 그런데 어떤 교과서에는 안전 관련 내용이 기술되어 있는 반며 기술되어 있지 않은 교과서도 많았다 이러한 교과서별 차이가 생긴 이유는 탐구 활동에서의 안전에 대한출판사와 집필자의 인식 차이에서 비롯되었을 것이다.

이론/모형

안전 관련 내용 분석은 학교안전사고 개선을 위한 대책으로 발표한 “안전교육 7대 표준안(2016)”을 근간으로 진행하였다. 표준안의 대-중■소 분류에 따르면 실험 .

성능/효과

•"수산화 나트륨 수용액을 만들 때어는 열이 발생하므로 미리 만들어 실온에 보관해 둔 것을 사용한다.” (화학 丨 , SS, p.
과목별, 출판사별로 부록에 제시된 안전 관련 내용의 분량과 위치를 분석하여 Table 5에 정리하였다. 같은 출판사라해도 부록에 안전 관련 내용을 수록함에 있어 과목마다 차이가 있었다 10개 과목 모두를 발간한 출판사는 모두 세 곳MN, VS, CJ) 인데 이 중 출판사 VS, CJ 두 곳은 모든 교과서의 부록에 안전 관련 내용을 수록했으며 출판사 MNe 지구과학 I, II 교과서를 제외한 8개 교과서의 부록에 안전 관련 내용을 수록하고 있었다 반면에 출판사 JH 는 출판한 7과목 교과서 중 2과목 교과서에만 안전 관련 내용을 수록했으며 출판사 YM도 5과목 교과서 중 2과목에만 부록에 안전 관련 내용을 수록했다 안전 관련 내용이 수록된 부록의 위치는 전체적으로 교과서의 앞쪽보다 뒤쪽이 많았다 부록에 안전 관련 내용을 수록한 교과서 50 종중 32종(64.0%)에서 교과서의 뒤쪽에 위치한 부록에만 안전 관련 내용을 수록하였다. 교과서의 앞쪽에 위치한 부록에만 안전 관련 내용을 기술한 교과서는 12종(24.
고등학교에서 사용되는 과학 교과 교과서 중에서 교육과정에 제시된 탐구 활동에 안전 관련 내용이 가장 높은 비율로 포함된 과목은 화학 n 로 6종의 교과서에 제시된 총 84개의 탐구 활동(14개의 탐구 X 6종 교과서) 중에서 49개의 탐구 활동(58.3%)에 안전 관련 내용이 제시되어 있었다. 그 다음으로 높은 비율의 과목을 순서대로 나열하면 물리학n(52.
3%)에 안전 관련 내용이 제시되어 있었다. 그 다음으로 높은 비율의 과목을 순서대로 나열하면 물리학n(52.8%), 물리학 I (39.3%), 화학 I (34.0%), 생명과학 I (32.4%), 과학탐구실험(25.3%), 통합과臥25.0%), 생명과학 n(22.7%), 지구과학 n(11.3%), 지구과학 1(0.0%)의 순으로 물리학과 화학 교과서에서 안전 관련 내용이 높은 비율로 제시되었으며, 지구과학에서는 안전 관련 내용이 적었다.
0%) 등의 순이었다. 셋째, 부록에 제시된 안전 관련 내용은 과학탐구실험 과목을 제외하면 대부분 뒤쪽에 위치하고 있으며, 평균적으로 1.25 쪽(생명과학 I, 지구과학 I)에서 6.64 쪽 (과학탐구실험)으로 제시되었다 또한 실험실 안전수칙과 사고대처요령 등을 중심으로 기술하였다.
실험 후 안전 수칙의 내용은 남은 용액(시약)과 알카리 금속의 처리, 배지 처리 등이 85개로 대부분을 차지했다 알카리 금속 처리에 대해서는 '안전하게 처리’하도록 권고하는 방식으로 포괄적으로 안내하는 경우가 대부분이었으며, '중화시켜 폐수 통에', '석유에 넣어 보관 등과 같이 구체적으로 처리 방법을 기술한 경우는 3개뿐이었다. 화재와 관련해서는 '이쑤시개의 불을 끈 후 거품에 처리’와 같이 표현한 사례가 1개 있었다.
실험 후 안전수칙과 관련된 내용 요소는 89개로 전체의 10.1%였다 통합과학이 19개(6개 실험, 출판사 4종), 화학 I 이 25개(8개 실험, 출판사 7종), 화학 n 가 28개(9개 실험 출판사 4종)로 세 과목은 실험 후 안전 관련 내용을 수록한 실험과 안전 관련 내용 요소가 모두 많은 과목이었다. 생명과학 I 과 생명과학 n 에도 각각 7개(2개 실험, 출판사 6종)와 3개(2개 실험, 출판사 2종)의 실험 후 안전수칙이 수록되어있었다.
각 과목별 부록에 수록된 안전 관련 내용 중 가장 많은 교과서에서 수록하고 있는 안전요소는 실험실 안전수칙과 사고대처 행동이다. 실험실 안전수칙의 경우 과학탐구실험 7종 교과서에 모두 수록되어 있었고 통합과학 물리학丄 화학 I, 화학 n 는 각 과목별로 1종을 제외한 나머지 교과서 모두에 수록되어 있는 등 총 63종의 과학 교과 교과서 중에서 46개(73.0%)의 교과서에 수록되어 있었다. 그 다음으로 많은 것이 사고 대처 행동으로 40개(63.
0%)가 비실험 탐구 활동으로 이러한 유형의 탐구에서는 안전을 다룰 필요가 없기 때문이다 따라서 실험형 탐구 활동만을 대상으로 안전 관련 내용이 포함된 비율을 추가로 분석하였다. 안전 관련 내용을 가장 많이 제시한 과목은 화학 n 로 6종의 교과서에 제시된 실험형 탐구 활동 54개 중에서 49개(90.7%)의 탐구 활동에 안전 관련 내용이 저시]되어 있었다 그 다음으로 높은 비율인 과목은 통합과학으로 실험형 탐구 활동 중 71.4%의 탐구 활동에서 안전 관련 내용이 제시되어 전체 탐구에 대한 비율인 25.0%보다 훨씬 높은 비율로 제시되었다 한편 과학탐구실험은 실험형 탐구 중 36.5% 에 대해서만 안전 관련 내용이 제시되어 가장 낮은 비율을 보였다.
연구결과를 요약하면 다음과 같다 첫째, 고등학교 과학 10개 과목의 탐구 활동 중 분석 대상으로 한 교육과정에 제시된 탐구 활동 176 개 중 1종 이상의 교과서에서 안전 관련 내용을 수록하고 있는 탐구 활동은 81개(46.0%)이고, 과목별로는 화학에 많이 제시되어 있고, 과학탐구실험에서는 낮은 비율로 제시되어 있었다 둘째, ‘안전교육 7대 표준안을 기준으로 한 6개의 안전 요소로 분석한 결과, ‘실험실 안전수칙’에 대한 내용이 가장 많았으며(58.0%), 그 다음으로는 안전기호 (23.3%), 보호장구 사용(8.0%) 등의 순이었다. 셋째, 부록에 제시된 안전 관련 내용은 과학탐구실험 과목을 제외하면 대부분 뒤쪽에 위치하고 있으며, 평균적으로 1.
이 중 화학 I 이 9종으로 가장 많았고 물리학 I, 지구과학 I 이 8종, 통합과학과 과학탐구실험은 각각 5종과 7종이었으며 지구과학 n 가 4종으로 가장 적었다.
의 순이었다. 진로선택 과목 교과서에서 안전기호 표기 비율이 높은 반면 공통 과목 중 과학탐구실험 교과서의 안전기호 사용 비율은 18%로 10종 교과서 중 가장 낮았다.
통합과학에서는 나트륨(알칼리 금속)이 산소나 물과 만나면 쉽게 반응하여 폭발 및 화재의 위험이 있다는 내용이 12개, 과산화 수소수가 피부에 닿으면 유해하다는 내용이 2개였다. 알칼리 금속 취급과 관련된 12개의 내용 중 1개는 알칼리 금속 실험 안전사고 사례(3건)로서 알칼리 금속 취급 시 발생할 수 있는 안전사고의 사례를 들어 위험성을 설명하고 있다.

후속연구

본 연구에서는 교과서에 제시된 안전 관련 내용을 통합적으로 분석하였기 때문에 세부적인 내용에 대한 심층 분석은 이루어지지 못해 후속 연구로서 이루어지기를 제안한다. 또한 교과서마다 안전 관련 내용이 다르게 제시되었다는 것을 통해 고등학교 과학 실험에서 어떤 안전 교육을 실시해야 하는지에 대한 연구가 부족하다는 것을 알 수 있기 때문에 표준화된 실험실 안전 교육에 대한 연구와 함께 교과서개발에 활용할 수 있도록 구체적인 방안이 마련되기를 기대한다.
고등학교 과학 교과의 교과서는 검정 심사를 통과한 교과서만 사용될 수 있기 때문에 표준화된 안전기호를 사용할 수 있도록 안내한다면 동일한 안전기호를 사용할 수 있^, 학생들이 어떤 출판사의 교과서를 사용하더라도 일관성 있게 안전기호를 이해할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 교과서에 제시된 안전 관련 내용을 통합적으로 분석하였기 때문에 세부적인 내용에 대한 심층 분석은 이루어지지 못해 후속 연구로서 이루어지기를 제안한다. 또한 교과서마다 안전 관련 내용이 다르게 제시되었다는 것을 통해 고등학교 과학 실험에서 어떤 안전 교육을 실시해야 하는지에 대한 연구가 부족하다는 것을 알 수 있기 때문에 표준화된 실험실 안전 교육에 대한 연구와 함께 교과서개발에 활용할 수 있도록 구체적인 방안이 마련되기를 기대한다.
따라서 교과서 집필자들은 해당 과목의 내용을 다루는데 우선순위를 두었고 안전 관련 내용은 검정 심사를 통과하기 위하여 최소한의 요건을 담는 경향이 있었다. 본문에 기술된 내용을 종합하여 부록에서 상세하게 기술되어야 하는데, 그 내용도 부족하게 기술되었다 예로 본문에서 보호장구의 사용을 언급했으며 부록에서는 보호장구의 올바른 사용법을 알려줄 필요가 있는데, 단 하나의 교과서에도 발견할 수 없었다 안전은 공통적으로 대처해야 할 내용이기 때문에 교과서별로 개발하도록 하는 것보다 기본적인 내용을 출판사에 안내하여 중요한 내용이 꼭 담겨질 수 있도록 할 필요가 있다.
내용들이<부록>에 수록되어 있는 것이다. 부록은 본문의 제한된 지면에서 다루지 못한 안전 관련 내용들을 상서同 다룰 수 있기 때문에 본문 탐구 활동의 보조 자료로서 매우 유용하게 활용될 수 있다. 과목별, 출판사별로 부록에 제시된 안전 관련 내용의 분량과 위치를 분석하여 Table 5에 정리하였다.
학교 교육은 실질적으로 교과서에 의해 이루어지고 있기 때문에, 안전사고 없이 실험을 할 수 있기 위해서는 교과서에 안전과 관련된 내용을 체계적으로 수록하고 이 내용이 수업 시간에 학습되도록 할 필요가 있다(Hong, 2004). 실험 과정에서 수시로 보게 되는 교과서에 실험 안전 관련 내용이 바르게 제시되어 있다면 안전사고 예방에 큰 도움이 될 것이다. 따라서 과학 실험과 관련된 안전 교육을 체계적으로 실시하는 것과 함께 교과서에 정확하고 효과적인 안전 관련 내용을 수록하고 나타내는 것이 중요하다.

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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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