"과학문화교육"

2012-11-15 (Vol 9, No 14)

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과학문화교육의 연구와 저술

(2002) 초중등학생의 과학선호도 증진 정책 연구

(국가과학기술자문회의 정책연구보고서)

목 차

제출문 3
요 약 5

제 1 장. 서언 15
1.1 연구의 필요성 15
1.2 연구의 목표와 내용 16
1.3 연구의 방법과 한계 17
1.4 연구의 기대효과 18

제 2 장. 과학교육의 지향과 과학선호도 19
2.1 과학교육의 개념적 분류와 지향 목표 19
2.2 과학선호도의 분석적 의미 규정 23
2.3 과학선호도 조사방법 및 도구 29
2.4 과학선호도 조사의 분석 모형 38

제 3 장. 한국 학생의 과학선호도 실태 조사 분석 45
3.1 초등학생의 과학선호도 실태 45
3.2 중학생의 과학선호도 실태 60
3.3 일반고 학생의 과학선호도 실태 74
3.4 과학고 학생의 과학선호도 실태 89
3.5 실업고 학생의 과학선호도 실태 104
3.6 초중고 학생의 과학선호도 비교 115
3.7 초중고 학생의 과학선호도 인과요인 분석: 공변량 구조분석 118

제 4 장. 학생의 과학선호도 국제비교 결과와 예시적 외국 조사 128
4.1 과학선호도 국제비교 연구결과 128
4.2 미국 학생의 과학선호도 실태 연구 결과 조사 140
4.3 일본 학생의 과학선호도 실태 연구 결과 조사 149
4.4 예시적 국제비교 조사 분석의 시사점 165


제 5 장. 학생의 과학선호도 관련 과학교육의 문제점과 개선 과제 167
5.1 초등학생의 과학선호도 관련 과학교육의 문제점과 개선과제 167
5.2 중학생의 과학선호도 관련 과학교육의 문제점과 개선과제 179
5.3 일반계 고등학생의 과학선호도 관련 과학교육의 문제점과 개선과제 197
5.4 과학고등학교 학생의 과학선호도 관련 과학교육의 문제점과 개선과제 212
5.5 실업계 고등학생의 과학선호도 관련 과학교육의 문제점과 개선과제 224
5.6 초중고 학생 전체의 과학선호도 관련 과학교육의 문제점과 개선과제 종합 236
5.7 초중고 학생 전체의 과학선호도 증진 정책 방향과 과제 262

제 6 장. 학생의 과학선호도 증진을 위한 진흥 방안 예시 264
6.1 초중등 핵심교과로 과학교육의 위상 제고 264
6.2 탐구지도가 가능하도록 학생 조직과 교사 여건 조성 265
6.3 과학 교재와 시설의 다양화와 질 향상 266
6.4 과학 학습 평가와 진학 및 진로 지도 개선 268
6.5 학교밖 및 대중매체를 통한 과학 활동 지원 269
6.6 국가적 차원에서 과학교육의 연구 개발 체제 확립과 실천 271
6.7 과학교육 인력 양성 체제 확립과 특별지원 271
6.8 과학선호도 증진을 위한 행재정 및 장학 제도의 개선 273
6.9 초중등 과학교육의 진흥 사업 운영 및 점검 체제 275

제 7 장. 결어 및 제언 277
7.1 결어 277
7.2 계속 연구과제 282
7.3 제언 283

참고문헌 284
첨부 1. 초등용 과학선호도 조사 설문 287
첨부 2. 중등용 과학선호도 조사 설문 291


요약(要約)

Ⅰ. 硏究의 背景

□ 과학계 및 과학교육계의 면모와 적신호
○ 질적으로 계속 과학교육 수준 저하
국제비교에서 성취도는 높으나 지적 흥미, 창의적 탐구력 미흡
○ 양적으로 자연계 선택율 감소와 분야별 불균형
전체 정원은 채워져도 일부 기초과학계와 공학계 감소와 미달
○ 전국민의 과학소양 미흡
과학기술 경시, 교통의 무질서, 비위생적 공중도덕, 물자 및 에너지 낭비와 오염 등

□ 원인 분석과 대책 수립에 있어서 문제점
최근 정부, 관련 기관, 단체에서 이에 대한 우려와 논의가 있지만
○ 근본적이고 포괄적인 연구 노력 미흡, 특히
내적 요인보다는 외적 동기 보상면에 관심
○ 단기적 처방과 재원 확보에 노력하지만,
근원적인 과학교육력 향상에는 소홀
○ 초중등보다 이공계 대학(원) 교육에 관심 집중
청소년 및 일반인의 과학교육에는 상대적 무관심

□ 대책 모형의 지향
○ 자연과 과학에 대한 흥미와 지적 호기심 유발
○ 실천적 탐구력과 과학 관련 진로 의식 증진
○ 과학에 대한 가치 확립과 바른 신념 등을 포함한 청소년의 과학 선호도 향상은 전국민의 과학소양과 잠재적 과학기술인력 확보의 핵심

Ⅱ. 科學選好度와 因果要因 分析

□ 과학선호도의 분석적 의미 규정
○ 과학선호도는 청소년 과학교육의 지향을 묘사하기 위한 개념으로, 과학을 얼마나, 어떻게 좋아하는가에 대한 마음의 상태
○ 내면화 정도에 따라 범주 구분을 할 수 있는 다차원적 속성의 구인


감정 반응: 자연현상과 과학 내용 및 과학 학습에 대한 학생의 기호, 혐오의 감정
예: “자연 현상들에 대해 신기하게 느낀다.”
“과학 공부가 다른 과목 공부보다 더 재미있다.”

행동 의지: 구체적으로 과학 관련 과제를 수행하려는 의향과 진로 선택하려는 의지
예: “해 볼만한 과학 탐구 문제가 있으면 집중해서 해 볼 생각이다.”
“장래 직업으로 과학 기술 관련 직업을 선택할 생각이다.”

가치 확립: 과학에 대한 선호 정도가 보다 내면화된 상태로서 과학기술과 과학학습에 대한 가치를 받아들이고 확립하는 정도
예: “과학기술의 발달은 인간의 생활을 보다 편안하게 만든다.”
“과학 공부는 일상생활에 도움이 된다.”

□ 과학선호도에의 기대역할
○ 근원적인 과학교육 목표이자 방법의 출발은 과학선호도의 증진
○ 과학교육의 지적 목표 달성에 공헌하며 나선적 상호작용

□ 과학선호도 실태조사 방법과 실시
○ 전국 지역별 구분 후 초등, 중학, 일반고, 과학고, 실업고 등 대상별로 구분하여 총 41개교 4770명 실시, 3725명분의 응답 분석


□ 전반적 과학 흥미와 진로 인식
○ ‘과학을 좋아한다’, ‘잘하는 편이다’, ‘과학기술계로 진출할 것이다’의 대조


□ 과학을 좋아하거나 싫어하는 이유에 대한 학생 반응
○ 과학을 좋아하는 이유의 순위는
‘실험 때문에’>‘재미있어서’>‘논리적이어서’
○ 과학을 싫어하는 이유의 순위는
‘어려워서’>‘재미없어서’>‘실험 때문에’

□ 과학선호도의 분석적 실태 조사 결과




○ 자연과 과학에 대한 단순 호기심 및 과학 학습에 흥미는 모든 대상에서 비교적 긍정적이나, 자연 현상과 과학에 대한 호기심에 비해 과학 학습 흥미는 상대적으로 낮음.
○ 과학과 관련한 과제 실행이나 진로 선택 등의 행동 의지는 과학고를 제외한 다른 대상에서 부정적임. 특히 과학 관련 진로 선택 의지가 가장 부정적임.
○ 과학과 과학학습에 대한 가치 포용에서는 비교적 긍정적임. 특히 초등학생의 경우가 가장 긍정적임.
○ 초등에서 중학교, 고등학교로 학년이 올라가면서 모든 범주에서 과학선호도가 하락하는 경향이나, 과학고 학생들의 선호도가 모든 범주에서 높고 실업고 학생들은 가장 낮은 선호를 보임.
○ 중학교 3학년에서 모든 범주의 과학선호도가 급격히 하락함.

□ 한국 초중고 학생의 과학선호도의 인과요인 분석 결과


○ 개인적 요인 즉, 과학 관련 개인의 능력과 성향 및 가정 환경이 과학에 대한 단순 호기심과 학습 흥미(.73) 및 과학 관련 과제 실행과 진로 선택 의지에 직접적인 영향(.99)을 가장 크게 미친다.
○ 교육적 요인 즉, 학교 과학교육의 내용과 보상 및 학교밖 과학관련 경험은 과학에 대한 단순 호기심과 학습 흥미(.29) 및 과학에 대한 가치 포용과 신념에 직접적인 영향(.28)을 줄 뿐 아니라, 개인적 요인(.81)과 사회적 요인(.85)에 영향을 주는 것을 통해 과학선호도에 간접적인 영향을 준다. 따라서 간접적인 영향까지 모두 고려하면, 교육적 요인이 과학선호도의 모든 면에 가장 큰 영향을 준다.
○ 사회적 요인 즉, 과학기술에 대한 사회경제적 보상과 사회문화적 가치는 과학에 대한 가치 포용과 신념에만 영향(.67)을 준다.
○ 초중고 학생 전체적으로 위와 같은 과학선호도의 인과 관계를 보이나, 초등학생과 중학생에 비해 상대적으로 고등학생의 경우는 교육적 요인이 과학선호도에 직접 미치는 영향이 적다. 특히 과학고와 실업고 학생의 경우 교육적 요인의 영향이 가장 적다.

Ⅲ. 科學選好度 低調原因 및 問題點

1. 교육적 측면
□ 과학학습지도의 여건이 매우 취약함
○ 과학교사의 계속 교육 미흡, 근무조건 악화, 여러 이유로 사기 저하
○ 구태의연한 실험실, 빈약한 시설 기자재, 재미없는 실험과 교재, 조교 부족, 실험반 학생수 평균 40여명으로 과다
○ 시간수 부족 등 여건에 비해 교육 내용이 어려우면서도 현대적이지 못함
□ 과학교육의 연구 개발과 인력 양성 체제의 낙후
○ 종합적이며 장기적인 과학교육 전문적 연구기관 역할의 부재
○ 과학교육학 석박사 과정과 지도교수 지원 빈약으로 연구 미진
○ 구태의연한 과학교사 양성과 계속 교육 기관의 타성적 안이

2. 제도적 측면
□ 초중고 국가교육과정과 입시에서 과학 교과의 위상이 낮음
○ 교육과정과 입시에서 국영수 강조, 2005년 대입에서 과학은 3범주 중 선택
○ 과학 시수 비율 낮음(중2 경우 TIMSS 평균 16%이나 7차 교육과정 12%)
○ 중1 주당 4시간(6차 교육과정) → 3시간(7차 교육과정), 학년이 올라갈수록 시수 감소
□ 과학교육 정책, 행재정, 장학의 취약
○ 국가의 과학교육 정책, 행정, 재정, 장학의 미미함
○ 정보전산 교육 강화가 과학교육 강화로 착각하는 경우가 많음

3. 문화적 측면
□ 과학기술에 대한 사회경제적 보상 미흡
○ 의사, 변호사, 연예인 등에 대한 사회경제적 우대 및 사회지도층의 문과 중심 편중으로 이공계 진출 기피 풍조
□ 과학기술에 대한 사회문화적 가치
○ 자연과 과학에 대한 호기심 있고 과학기술 발전의 중요성과 필요성은 인식하나,
○ 인문 중심의 전통과 안이한 소비 풍조로, 지적 흥미와 지구력이 요구되고 증거와 질서를 존중하며 수리와 논리를 구사해야 하는 과학적 탐구 활동 회피 경향

□ 과학선호도에 대한 교육적 신념



Ⅳ. 科學選好度 增進 方案

1. 초중등 핵심교과로 과학교육의 위상 제고
○ 교육과정 개편으로 교육 시수 증가 등 과학 교과의 위상을 강화
○ 학생의 실생활과 관련되며 학생의 수준과 요구에 따른 교육과정 및 교재 개발 보급
○ 과학교육과정과 학교 밖 과학자원을 연계하기 위한 전산자료망 구축

2. 탐구지도가 가능하도록 학생 조직과 교사 여건 조성
○ 과학교사의 사기 앙양과 질적 수준 향상책 강구
○ 실험반 학생수 24명 이하, 교사 일인당 대면 학생수 120명 이하로 조정
○ 실험수업을 고려한 과학교사 수업 시수 조정과 과학수업 무관 업무 경감
○ 실험실 확충으로 1과학교사 1실험실 제공
○ 실험 및 과학수업 조교 지원. 과학수업 조교로 이공계 병역특례 공익근무요원 활용
○ 이공계 대학 실험실 개방

3. 과학 교재와 시설의 다양화와 질 향상
○ 안전하며 정밀한 실험 여건 조성을 위해 과학기자재 인증제 도입
○ 과학기자재 유통망 혁신 및 유통 관행 개선
○ 과학기자재 옴부즈맨 인터넷 평가 사이트 개설
○ 우수 과학교재 및 과학교과서용 도서 연구 개발 지원
○ 완구를 통한 과학학습 개발 및 공급 활용 지원
○ 안전하고 편리하며 정밀한 과학기자재 연구 개발 지원

4. 과학 학습 평가와 진학 및 진로 지도 개선
○ 수행평가의 의미있는 정착을 위한 연구 및 자료 개발 배포
○ 일반 학교 내에서 과학 우수아 교육 활성화 및 AP 제도 도입
○ 진로지도를 위한 교육 자료 개발 배포
○ 과학교육 평가에 대한 기초연구와 국가적 관리 및 점검 체제 구축

5. 학교밖 및 대중매체를 통한 과학 활동 지원
○ 즐겁게 대할 수 있는 과학완구, 과학도서, 과학 대중매체 등 가정환경의 과학화
○ 각종 과학경연대회 개선 및 우수 대회 장려 지원
○ 유적지, 기업체, 공공 기관, 정부 기관 등의 “온누리 과학교육장화”
○ 과학 전문 TV채널 설립운영
○ 기존 과학문화 관련 활동단체 선별 지원

6. 과학교육의 연구 개발 및 과학교육 인력양성 체제 확립과 지원
○ 국가적 차원에서 과학교육연구기관 선정 지원
국가 부처 소속의 “과학교육연구원” 설립
○ 교육대학 및 사범대학 과학교육계 교수 및 시설 기자재 지원
과학교육계열 대학원생과 교수의 과학교육 연구 지원
초중등 과학교사양성 교육과정 및 교재 개발 연구 지원
○ 과학교원 임용고사 개선
○ 현직 과학교사 특별 연수 지원과 중등 과학교사 연구년 제도

7. 과학선호도 증진을 위한 행재정 및 장학 강화
○ 과학교육진흥법 활성화를 위한 시행령 조치와 이를 통한 지원체제 확립
○ 대통령/국무총리실 산하 과학교육자문회의/과학교육위원회 구성 및 국회 과학교육위원회 설치를 통한 입법과 감사 활동
○ 과학교육국 부활 등 행정체제 강화와 관련 부처 협조체제 강구
○ 각 기관 평가기준에 과학교육 항목 강화와 기술고시제도 확대
○ 과학 담당 장학사 연수 및 장학 제도 개선
○ 지도자의 과학소양 함양 및 잠재적 과학기술 인력 중요성 인식 대책 강구
○ 정부 출연 과학연구기관 산하 과학교육 담당부서 설립 운영
○ 과학기술계의 진취적 활동과 밝은 전망 제시로 과학선호도 증진

Ⅴ. 政策 提言

□ 과학교육진흥법 활성화를 통한 지원체제 확립

○ 과학교육진흥법 및 동법 시행령에 의거 중앙과학교육심의회와 지방과학교육심의회를 구성하고, 각 심의회는 해당 지역별로 과학교육 진흥을 위해 사업 심의 및 추진 등에 노력한다. 과학교육진흥법 및 동법 시행령이 활성화될 수 있도록 정치적인 배려가 필요함.

□ 과학교육진흥 행재정 전담기구 신설

○ 국가 차원에서 과학교육진흥을 위한 전담 기구를 구성하여, 예를 들면 대통령 직속기구를 구성하여 과학교육진흥에 관련한 제반 사업을 총괄 조정하는 역할을 수행해야 함.

○ 국회에서 과학교육위원회를 구성하여 과학교육, 특히 초중등 과학교육 관련 제반 입법 및 감사활동을 해야 함.

□ 과학교육연구지원체제 확립

○ 국가적으로 다양한 과학교육 진흥 관련 단체나 학회 등을 총괄하기 위해서 정부 부처 산하의 “과학교육연구원”을 신설하여 전국의 과학교육 유관 기관을 통합 관리하고 국제적 창구 역할을 해야 함.

첨부
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박승재, 임성민, 김희백, 박종윤, 유준희, 윤진, 전우수

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