본 연구의 목적은 과학 탐구에 대한 기능 중심의 접근에 대해 비판적으로 살펴보고 최근 과학 교육 개혁에서 강조되고 있는 과학적 실천의 의미를 시험적으로 탐색하는 것이었다. 이를 위하여 관련 문헌들을 수집하여 고찰하였으며, 그 결과를 세부 주제에 따라 정리하였다. Science-A Process Approach (SAPA)로 대표되는 기능 중심의 접근에서는 과학 탐구 기능들을 위계적으로 연계하여 제시하고, 이들은 전이성 또는 일반화 가능성이 높다고 주장하였으며, 발견을 통한 과학 학습을 강조하였다. 하지만 이러한 입장은 기능의 사용에 이론이 적재되어 있다는 현대 과학 철학의 관점과 상충되었으며, 탐구에서 사용되는 기능들이 내용-특이적 또는 맥락-의존적이라는 사실과 추상적인 과학 이론이나 원리는 귀납적으로 발견될 수 없다는 점에서 비판을 받아 왔다. 이와는 달리 과학적 실천을 강조하는 최근의 입장에서는 과학적 실천을 총체적인 행위로 이해하고, 그것이 전개되는 양상은 내용이나 맥락에 따라 다르다는 점을 강조하며, 과학 수업에서도 학생의 아이디어를 중요하게 고려하고자 한다. 이러한 연구 결과는 과학 탐구에 관한 일관된 관점을 정립하는 데 시사점을 제공함으로써 새로운 과학 교육과정 개발에 기여할 수 있을 것이다.
본 연구의 목적은 과학 탐구에 대한 기능 중심의 접근에 대해 비판적으로 살펴보고 최근 과학 교육 개혁에서 강조되고 있는 과학적 실천의 의미를 시험적으로 탐색하는 것이었다. 이를 위하여 관련 문헌들을 수집하여 고찰하였으며, 그 결과를 세부 주제에 따라 정리하였다. Science-A Process Approach (SAPA)로 대표되는 기능 중심의 접근에서는 과학 탐구 기능들을 위계적으로 연계하여 제시하고, 이들은 전이성 또는 일반화 가능성이 높다고 주장하였으며, 발견을 통한 과학 학습을 강조하였다. 하지만 이러한 입장은 기능의 사용에 이론이 적재되어 있다는 현대 과학 철학의 관점과 상충되었으며, 탐구에서 사용되는 기능들이 내용-특이적 또는 맥락-의존적이라는 사실과 추상적인 과학 이론이나 원리는 귀납적으로 발견될 수 없다는 점에서 비판을 받아 왔다. 이와는 달리 과학적 실천을 강조하는 최근의 입장에서는 과학적 실천을 총체적인 행위로 이해하고, 그것이 전개되는 양상은 내용이나 맥락에 따라 다르다는 점을 강조하며, 과학 수업에서도 학생의 아이디어를 중요하게 고려하고자 한다. 이러한 연구 결과는 과학 탐구에 관한 일관된 관점을 정립하는 데 시사점을 제공함으로써 새로운 과학 교육과정 개발에 기여할 수 있을 것이다.
The purpose of this study is to critically review the skill-based approach to scientific inquiry in science education and to explore the meaning of science practices that are emphasized in recent science education reform movement. An extensive review of relevant literature was carried out, and the r...
The purpose of this study is to critically review the skill-based approach to scientific inquiry in science education and to explore the meaning of science practices that are emphasized in recent science education reform movement. An extensive review of relevant literature was carried out, and the results were summarized according to the detailed themes of the study. In the skill-based approach of which Science-A Process Approach (SAPA) is a representative example, science process skills were presented as hierarchically connected with one another, they were believed to be transferable or generalizable, and science learning through discovery was stressed. These points of view are, however, contradicted with those of the modern philosophy of science which suggests the theory-laden nature of using the skills. The skill-based view has also been criticized by the fact that the use of inquiry skills is content-specific or context-dependent and that science theories or principles cannot be discovered by induction. In contrast, the recent view understands science practices holistically, emphasizes the diverse ways of doing the practices which vary with different contents or contexts, and considers student ideas importantly in the science classroom. The findings of this study can contribute to the development of a new science curriculum by providing implications for establishing a consistent view on scientific inquiry.
The purpose of this study is to critically review the skill-based approach to scientific inquiry in science education and to explore the meaning of science practices that are emphasized in recent science education reform movement. An extensive review of relevant literature was carried out, and the results were summarized according to the detailed themes of the study. In the skill-based approach of which Science-A Process Approach (SAPA) is a representative example, science process skills were presented as hierarchically connected with one another, they were believed to be transferable or generalizable, and science learning through discovery was stressed. These points of view are, however, contradicted with those of the modern philosophy of science which suggests the theory-laden nature of using the skills. The skill-based view has also been criticized by the fact that the use of inquiry skills is content-specific or context-dependent and that science theories or principles cannot be discovered by induction. In contrast, the recent view understands science practices holistically, emphasizes the diverse ways of doing the practices which vary with different contents or contexts, and considers student ideas importantly in the science classroom. The findings of this study can contribute to the development of a new science curriculum by providing implications for establishing a consistent view on scientific inquiry.
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문제 정의
아래에 이어지는 각 장에서는 본 연구의 세부 주제에 따라 연구자가 심층적으로 고찰한 내용을 차례로 제시한다. 먼저 기능 중심 과학탐구의 초석이 되었던 SAPA를 중심으로 과학 탐구에 대한 기능 중심의 접근이 어떤 특징이 있는지 살펴본다. 다음으로 기능 중심 접근에 대한 여러 학자들의 비판을 기능 중심 과학 탐구의 특징들 각각에 대하여 정리하여 기능 중심 접근의 제한점을 알아본다.
본 연구는 과학 탐구에 대한 기능 중심의 접근이 지니는 특징에 대해 비판적으로 논의하고 과학적 실천을 강조하는 새로운 접근의 의미를 시험적으로 살펴보기 위한 이론 연구로서, 관련 주제에 대한문헌 자료를 심층적으로 고찰함으로써 이루어졌다. 앞서 기술한 것과 같이, 과학 교육에서 기능 중심의 접근은 과학의 내용을 그것을 생산하는 데 동원되는 기능들과 함께 가르치고자 한 것으로서, 과학자들의 탐구 활동을 학교 과학 교육에 접목하려는 초기의 시도라고 할수 있다.
본 연구의 목적은 과학 탐구에 대한 기능 중심의 접근에 대해 비판적으로 살펴보고 최근 과학 교육 개혁에서 강조되고 있는 과학적 실천의 의미를 시험적으로 탐색하는 것이었다. 이를 위하여 관련 문헌들을 수집하여 고찰하였으며, 그 결과를 세부 주제에 따라 정리하였다.
하지만, 앞으로 본 논문에서 살펴보게 되는 것과 같이, 그동안 기능 중심의 과학 탐구에 대한 비판적인 논의가 여러 학자들에 의해 제기되어 왔으며, 최근에는 NGSS에서 제시한 실천의 의미를 철학적이고 교육학적으로 논의하는 학자들도 등장하고 있다. 이와 같은 점들을 고려하여 본 연구에서는 기능을 강조하여 과학의 탐구를 가르치려는 방식이 어떤 특징이 있으며, 이에 대해 어떤 비판적인 목소리가 있어 왔는지 논의하고, 최근 과학 교육 분야에 새로운 주제어로 등장한 과학적 실천은 어떤 의의를 지니는지를 시험적으로 살펴보고자 한다. 이를 위하여 본 연구에서는 과학 교육의 역사, 과학 탐구에 대한 기능 중심의 접근, 과학적 실천에 관한 문헌들을 고찰하여 그 내용을 세부 주제에 따라 정리하는 문헌 연구를 수행하였다.
아래에 제시하는 세 가지 주장은 공통적으로 과학에 대한 현대적인 철학적 입장에 토대하고 있다는 점에서 서로 밀접하게 연계되어 있다. 하지만 본 연구의 목적이 과학탐구에 대한 기능 중심 접근의 제한점을 살펴보는 데 있다는 점을 고려하여 학자들의 비판적인 견해를 앞서 제시한 SAPA의 세 가지 특징 각각에 대해 정리하여 논의하고자 한다.
제안 방법
다음으로 기능 중심 접근에 대한 여러 학자들의 비판을 기능 중심 과학 탐구의 특징들 각각에 대하여 정리하여 기능 중심 접근의 제한점을 알아본다. 마지막으로 기능 중심의 접근에 대한 하나의 대안으로서 최근 과학 탐구에서 실천을 강조하는 입장의 의미를 시험적인 관점에서 살펴본다. 이러한 본 연구의 목적을 질문 형식으로 제시하면 다음과 같다.
보다 구체적으로, SAPA에서는 과학의 탐구에서 사용되는 기능들을 ‘기초 기능(basic skill)’과 ‘통합 기능(integrated skill)’으로 구분하여 제시하였다.
본 연구의 목적은 과학 탐구에 대한 기능 중심의 접근에 대해 비판적으로 살펴보고 최근 과학 교육 개혁에서 강조되고 있는 과학적 실천의 의미를 시험적으로 탐색하는 것이었다. 이를 위하여 관련 문헌들을 수집하여 고찰하였으며, 그 결과를 세부 주제에 따라 정리하였다. Science-A Process Approach (SAPA)로 대표되는 기능 중심의 접근에서는 과학 탐구 기능들을 위계적으로 연계하여 제시하고, 이들은 전이성 또는 일반화 가능성이 높다고 주장하였으며, 발견을 통한 과학 학습을 강조하였다.
이와 같은 점들을 고려하여 본 연구에서는 기능을 강조하여 과학의 탐구를 가르치려는 방식이 어떤 특징이 있으며, 이에 대해 어떤 비판적인 목소리가 있어 왔는지 논의하고, 최근 과학 교육 분야에 새로운 주제어로 등장한 과학적 실천은 어떤 의의를 지니는지를 시험적으로 살펴보고자 한다. 이를 위하여 본 연구에서는 과학 교육의 역사, 과학 탐구에 대한 기능 중심의 접근, 과학적 실천에 관한 문헌들을 고찰하여 그 내용을 세부 주제에 따라 정리하는 문헌 연구를 수행하였다. 이때 고찰한 문헌은 눈덩이 표집 방식(snowball sampling, Kim, 2016)에 따라 하나의 문헌에서 자주 인용되는 문헌들을 찾아 계속 확대하였고, 세부 주제에 대한 내용이 반복해서 등장하여 문헌 고찰을 위한 자료가 포화되었다고 판단될 때까지 지속적으로 진행하였다.
성능/효과
그런데 이렇게 과학적 ‘실천’을 ‘기능’이라고 번역하는 것은 NGSS에서 제시한 과학적 실천이 지식과 기능이 통합된 의미를 담고 있다는 사실에 비추어 보면 다소 부적절한 측면이 있다.1) 사실 우리나라의 과학 교육과정에서 기능이라고 불리기에 더욱 적절한 것들은 관찰, 분류, 가설 설정, 변인 통제 등과 같이 과학탐구 과정에서 사용되는 낱낱의 기술이나 기법들이다. 이들은 1960년대에 미국에서 개발된 혁신적인 과학 교육과정 중의 하나인 ‘Science-A Process Approach (SAPA)’에서 기원한 것으로, 우리나라 교육과정에서는 이들을 오랫동안 ‘과정’ 또는 ‘탐구 과정’이라는 이름으로 제시하여 왔다.
결론적으로, 학생들이 감각적인 경험과 탐구 기능의 사용을 통해 과학 개념과 이론을 귀납적으로 발견할 수 있다고 하는 기능 중심접근의 주장은 그 근거가 미약하거나 제한적이라고 할 수 있다. 특히 이에 대한 비판적인 입장은 1970년대에 개발된 SAPA 뿐만 아니라학생 중심의 수업을 강조하는 최근의 경향에 대해서도 시사점을 제공해 주고 있다.
실제로 Ford(2008)는 6학년 학생들이 2주에 걸쳐 과학 실험 활동에 참여하는 동안 구성자와 비평자의 역할을 해보는 경험을 하게 한 후, 그 학습 효과를 새로운 과제를 통해 검토하였다. 그 결과, 학생들의 수행이 단순히 기능을 행동으로 옮기는 것을 넘어서 과학자적인 역할을잘 파악하여 이를 이행하는 것임을 알 수 있었다.
둘째, SAPA에서 제시하는 탐구 기능들은 전이성(transferability) 또는 일반화 가능성(generalizability)이 높으며, 따라서 여러 가지 문제 상황에서 널리 사용할 수 있는 범용적인(generic or universal) 것들이라고 믿어진다. 이와 관련하여 AAAS의 과학교육위원회에서는 과학 탐구 기능의 중요한 특징의 하나로 일반화 가능성을 꼽으면서, SAPA의 기능들이 새롭고 다양한 상황에 일반화된다는 증거들이 이미 존재하고 있다고 주장한다(AAAS Commission on ScienceEducation, 1971).
둘째, SAPA에서는 탐구 기능들이 과학의 맥락에서 뿐만 아니라 다른 여러 학문 분야의 과제와 일상적인 문제를 해결하는 데에도 널리 사용될 수 있는 범용적인 것이라고 주장한다. 이러한 입장은 어떤 상황에서 특정한 탐구 기능을 습득하면 다른 상황에서도 그 기능이 유용하게 사용될 수 있다는 전이성에 대한 믿음과도 밀접하게 관련된다.
셋째, 기능 중심 접근에 대한 하나의 대안으로서, 과학적 실천을 강조하는 경향은 어떤 의미가 있는가?
첫째, 거듭 말하는 바와 같이 SAPA의 가장 큰 특징 중의 하나는 과학 탐구에서 사용하는 기능들을 위계적으로 파악하여 학생들이 이들을 일정한 단계에 따라 연습하게 한다는 점이다. 그리고 이러한 위계적인 접근에서 가장 기초적이고 기본적인 기능으로 취급되는 것이 ‘관찰’이다.
후속연구
결론적으로, 과학의 탐구를 기능 중심이 아닌 실천의 관점에서 이해하고 적용하기 위해서는 그것이 특정한 인식적 목적을 성취하기위한 행위라는 점에 주목하고 총체적인 시각에서 파악하려는 노력이 필요하다고 할 수 있다.4)
먼저 기능 중심 과학탐구의 초석이 되었던 SAPA를 중심으로 과학 탐구에 대한 기능 중심의 접근이 어떤 특징이 있는지 살펴본다. 다음으로 기능 중심 접근에 대한 여러 학자들의 비판을 기능 중심 과학 탐구의 특징들 각각에 대하여 정리하여 기능 중심 접근의 제한점을 알아본다. 마지막으로 기능 중심의 접근에 대한 하나의 대안으로서 최근 과학 탐구에서 실천을 강조하는 입장의 의미를 시험적인 관점에서 살펴본다.
특히 미국의 NGSS에서는 과학적 실천이라는 개념을 통해 탐구를 보는 새로운 안목을 제안하기는 하였으나, 과학적 실천을 학교 교육에 어떻게 적용할 것인지에 대해서는 아직 구체적인 사례나 아이디어가 부족한편이다. 따라서 앞으로 과학 교육 연구에서는 총체적인 인식 행위로서 과학적 실천을 어떻게 이해할 수 있고, 학교 과학 교육에는 어떤 방식으로 적용할 수 있으며, 과학적 실천을 통한 학생들의 학습을 어떻게 도울 것인지 등에 관한 도전적이고 선구적인 연구가 다각도로 수행되어야 할 것이다.
이와는 달리 과학적 실천을 강조하는 최근의 입장에서는 과학적 실천을 총체적인 행위로 이해하고, 그것이 전개되는 양상은 내용이나 맥락에 따라 다르다는 점을 강조하며, 과학 수업에서도 학생의 아이디어를 중요하게 고려하고자 한다. 이러한 연구 결과는 과학 탐구에 관한 일관된 관점을 정립하는 데 시사점을 제공함으로써 새로운 과학 교육과정 개발에 기여할 수 있을 것이다.
이때 고찰한 문헌은 눈덩이 표집 방식(snowball sampling, Kim, 2016)에 따라 하나의 문헌에서 자주 인용되는 문헌들을 찾아 계속 확대하였고, 세부 주제에 대한 내용이 반복해서 등장하여 문헌 고찰을 위한 자료가 포화되었다고 판단될 때까지 지속적으로 진행하였다. 이와 같은 문헌 연구의 결과는 교육과정 변화 시기에 우리나라 과학 교육과정에서 탐구에 대한 관점을 정립하는데 도움이 될 뿐만 아니라, 각급 학교에서 과학 탐구 수업이 어떻게 이루어져야 하는지 대안을 모색할 때에도 필요한 지침을 제공할 것으로 기대할 수 있다.
이와는 달리 과학적 실천을 강조하는 최근의 입장에서는 과학적 실천을 총체적인 것으로 이해하고 실천의 전개양상이 내용이나 맥락에 따라 다르다는 점을 강조하며 과학 수업에서도 학생의 아이디어를 중요하게 고려하고자 한다는 점에서 대비된다. 즉, 과학적 실천은 기능 중심의 과학 탐구에 대한 하나의 대안이 될수 있으며, 따라서 과거 SAPA로부터 유래한 기능 중심의 접근에 대해 집중적이고 비판적으로 논의한 본 연구의 결과는 과학적 실천의 의미를 이해하고 학교 과학 교육에 적용하는 데 기초 자료로서 활용될 수 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
과학 탐구에 있어 과학적 실천은, 과거 SAPA와 비교해 어떤 특징을 지녔는가?
하지만 SAPA로 대표되는 기능 중심의 접근은 탐구 기능의 위계적인 관계와 전이성 또는 일반화 가능성을 주장하고 발견을 통한 학습을 강조하였다는 점에서 과학에 대한 현대적인 철학적 관점에 비추어 비판을 받아 왔다. 이와는 달리 과학적 실천을 강조하는 최근의 입장에서는 과학적 실천을 총체적인 것으로 이해하고 실천의 전개양상이 내용이나 맥락에 따라 다르다는 점을 강조하며 과학 수업에서도 학생의 아이디어를 중요하게 고려하고자 한다는 점에서 대비된다. 즉, 과학적 실천은 기능 중심의 과학 탐구에 대한 하나의 대안이 될수 있으며, 따라서 과거 SAPA로부터 유래한 기능 중심의 접근에 대해 집중적이고 비판적으로 논의한 본 연구의 결과는 과학적 실천의 의미를 이해하고 학교 과학 교육에 적용하는 데 기초 자료로서 활용될 수 있을 것이다.
SAPA는 무엇인가?
주지하다시피, SAPA는 스푸트니크 충격(Sputnik shock)3)에 따른 미국의 과학 및 수학 교육 개혁 운동의 일환으로 개발된 혁신적인 교육과정이다. SAPA의 개발은 미국과학재단(National ScienceFoundation, NSF)의 지원을 받아 이루어졌으며, 미국과학진흥협의회(American Association for the Advancement of Science, AAAS)의 과학교육위원회(Commission on Science Education)가 주도적인 역할을 하였다.
NGSS에서 과학 탐구에 기존의 '기능' 이나 '과정' 대신 '실천'이란 용어를 사용한 이유는?
그런데 NGSS 개발의 청사진을 제공하였던 ‘A framework for K-12science education (National Research Council [NRC], 2012)’에서는 이제까지 과학 교육 문헌에서 자주 사용되었던 ‘기능(skill)’이나 ‘과정(process)’이라는 용어 대신 ‘실천(practice)’이란 용어를 사용한 까닭에 대하여, “과학의 탐구에 임하는 데에는 그러한 실천에 특이적인 기능뿐만 아니라 지식 또한 필요하기 때문이라는 점을 강조하기 위한”(p. 30) 것이라고 설명하고 있다.
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