"과학문화교육"

2006-08-25 (Vol 3, No 8)

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과학교육학 학위논문 요약과 종합해설

과학적 사고력 발달을 위한 국민학교 자연교과서의 분석 연구

(박사학위 논문요약)

본 연구는 국민학교 학생들의 과학적 사고력 발달을 위한 학습방안이 교과서에 어떻게 반영되어 있나를 분석하여 그 현황을 파악하고 개선방향을 모색하는데 그 목적을 두었다.

과학적 사고는 과학적 문제해결과정과 관계되는 정신 활동이라고 볼 수 있고 또 비판적 및 창의적 사고와 연관되어 있으므로 이에 대한 특성을 고찰해야 사고력의 학습방안이 구안될 수 있을 것이다. 과학적 문제해결 과정은 문제의 인식, 가설의 설정, 실험의 설계, 자료의 수집과 정리, 자료의 해석, 결과의 종합과 결론의 여섯 단계로 정리할 수 있으며, 이 과정에 기구조작, 관찰, 측정 등 여러 과정기술이 관계되어 있으며 이들을 과학적 사고의 요소라고 볼 수 있는 것이다. 교육심리의 이론들은 학생들의 자발적이고 활동적인 학습경험에 의해 인지구조의 형성과 사고력의 발달을 촉진한다고 설명하고 있다. 이러한 이론을 근거로 여러 초등과학과정은 과학적 사고력의 학습방안과 탐구과정의 기능을 채택하고 있다. ESS는 발견학습, SCIS는 순환학습, SAPA는 위계적 과정중심 학습으로서 문제해결 능력을 향상시키려 하고 있으며, 이들은 대체로 SAPA의 13가지 과정 기술과 비슷한 탐구과정 기능을 제시하고 있다.

우리나라의 자연과 교육과정(1988)에서도 탐구적 실험중심 학습지도를 함으로써 과학적 사고력을 신장시키도록 하고 있으며, 탐구과정의 요소로서 관찰, 분류, 측정, 추리, 예상, 가설형성, 모형사용, 변인조절, 실험 등 9가지를 제시하고 있다.

이러한 교육과정의 정신이 자연 교과서에 어떻게 반영되어 있는가를 문장의 서술형태, 과학적 사고력의 행동 요소 및 수업모형의 관점으로 분석하였다. 문장의 서술 형태는 문장의 범주와 질문을 분석하였는데, 우선 자연 교과서의 전체 문장을 Romey가 제시한 10범주로 분석하였고, 질문은 Lowery등이 제시한 교과서 질문전략 평가도구(TQSAI)를 활용하여 질문의 비율, 질문의 형태 및 질문의 위치 등을 분석하였다. 과학적 사고력의 요소는 교육과정의 정신을 반영한 공적 지도자료인 교사용지도서에 제시된 탐구과정 영역의 24행동과 본 연구에서 여러 선행연구를 고찰하여 선정한 12행동을 기준으로 분석하였다. 자연과 학습에 적용되는 수업 모형은 교과서의 학습규제와 학습에 요구되는 과학적 사고력의 요소를 검토하여 교사용지도서에 제시된 세가지 수업모형 중 어느 것이 적절한가를 판단하였다.

분석한 결과를 보면 우선 기술되어 있는 문장은 대체로 학생의 활동을 지시하고 문제를 제기하는 범주의 문장이 가장 많이 사용되고 있어 자연교과서는 활동중심이며 학습자료의 제공이 부족하다는 것을 알 수 있었다. 또한 교과서에 사용된 질문의 문장당 비율은 약30%정도로 높게 나타나고 있다. 질문의 형태는 대부분 경험적 질문이 사용되었으며, 그중에서 관찰, 의사소통 등 비교적 단순한 행동 범주가 주로 활용되었다. 질문의 위치는 절의 중간에 쓰여진 것이 가장 많이 나타나고 있다.

자연과 교재의 학습에 필요한 과학적 사고력의 행동요소 중에서 가장 많이 활용되는 범주가 관찰, 기구조작 및 의사소통 등 비교적 간단한 행동으로 나타나고 있으며, 그 다음으로 추리와 일반화 행동 범주의 활용이 요구되었다. 그리고 가설절정, 변인통제, 실험설계 등 높은 수준의 사고를 요하는 행동은 매우 적게 활용되었다. 이로보아 국민학교 자연과 학습은 비교적 기초적인 활동중심으로 학습이 진행되고 있음을 알 수 있다. 또한 학습지도는 가장 간단한 경험수업모형이 3학년에서 그리고 발견수업모형이 6학년에서 주로 적용될 수 있는 것으로 나타나고 있다. 그리고 문제해결과정을 잘 나타내는 가설경험수업은 10%미만이 적용될 수 있어서, 문제해결 능력의 신장에는 미흡한 것으로 볼 수 있다.

따라서 현행 교과서는 기초적이고 단순한 과학적 사고력의 행동배양에 중점을 둔 활동 위주의 교과서로 불 수 있으며, 전반적인 문제해결 능력의 배향에 미흡하다고 판단된다.

이에 따라 자연 교과서의 개선 방안을 다음과 같이 제시할 수 있을 것이다. 우선 첫째로 교과서의 서술에 아동의 과학적 사고력의 발달을 고려해서 다양한 범주를 활용할 필요가 있다. 이것은 교과서의 문장이 활동의 지시나 문제제기로만 일관할 것이 아니고, 과학적 사실이나 현상을 설명하는 범주의 문장을 제공하여 학생이 이를 사고하여 해석하게 하는 것이다. 또한 질문형태에 있어서도 개방적 질문과 높은 수준의 사고를 요하는 행동 범주의 질문을 많이 활용하고, 또한 질문의 위치를 절의 시작이나 맨 끝에 사용함으로써 학생들에게 사고를 유발하고 갈등을 야기하며 합리적으로 결론을 내리도록 자극해야 될 것으로 생각된다.

다음에는 과학적 사고력의 행동요소로서 본 연구에서 제시한 기구조작, 관찰, 측정, 분류, 의사소통, 추리, 예상, 일반화의 기본과정과 자료해석, 가설설정, 변인통제, 실험설계 등의 통합과정 기능을 훈련함으로써 사고력의 발달을 도모할 수 있다고 생각된다. 그리고 저학년에서는 기본과정을 중심으로, 고학년에서는 통합과정을 주로 하는 탐구학습 과제를 개발할 필요가 요망된다고 하겠다.

주요어 : 문장의 범주, 질문의 형태, 탐구과정 기능, 과학적 사고력의 행동요소, 사고력의 발달
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서울대학교 교육학 박사학위논문
1992. 8

첨부
김광명_교육학_박사학위논문.hwp

김광명, 춘천교육대학교

과학문화교육연구소