중학교 2학년 과학 교과서 중 「물질의 특성」실험 내용의 Vee Diagram 비교 분석

Abstract

우리나라의 과학 교육의 목표는 과학 지식의 습득과 탐구 능력의 신장에 있지만 실제 교육 현장에서는 지식과 탐구 활동이 분리되어 가르쳐지고 있는 실정이다. 그러나 탐구 활동의 결과를 관련된 과학적 개념과 상호 작용하여 사고를 유의미하게 재구성하는 과정은 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 교육 현장에서의 대표적인 탐구 활동인 실험 수업이 행해질 때 중심적 역할을 하고 있는 교과서의 실험 내용이 얼마나 탐구 능력이 신장되는 방향으로 지식 생성 과정을 유도하고 있는지 알아보는 것을 궁극적인 목적으로 하였다. 본 연구에서는 제7차 중학교 2학년 8종의 검인정 과학 교과서 중에서 5종을 선정하고, 아직 연구가 부족한 화학 영역 중 「물질의 특성」단원의 실험 내용에서 5가지 주제를 추출하여 연구 대상으로 하였다. 또한 많은 연구들에서 실험 내용이 개념적 측면과 방법론적 측면의 상호 작용으로 목표에 부합하는 결론적 지식을 탐구적으로 도출하도록 구성되어 있는지를 알아보기 위해 효과적이라고 알려진 Gowin의 Vee Diagram을 분석 도구로 사용하여 각 교과서의 실험 내용을 Vee Diagram으로 작성한 다음 각 요소가 그 특징에 맞게 적절하게 포함되어 서술되고 있는지 알아보고 동시에 교과서별로 구성 요소의 내용을 비교·분석한 다음 분석된 결과를 바탕으로 개선된 Vee Diagram을 제시하였다. 연구 내용은 실험 목표(초점 질문)가 적절하게 주어져 있으며 결론(지식 주장)은 그 목표에 부합되는지, 실험 방법은 목표에 합당하며 탐구적으로 수행하기에 적절한지, 개념적인 측면(개념, 원리, 이론)은 실험을 수행하여 결론에 이를 때 도움을 주기에 충분한지, 가치 주장을 통해 실생활에의 활용 예들을 제시하여 STS적인 교육 내용을 포함하고 있는지를 분석하였으며, 그에 따라 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 많은 실험 내용에서 실험 목표(초점 질문)가 궁극적으로 도출하고자하는 결론(지식 주장)을 이끌지 못하고 있거나 아직 형성되지 않은 개념을 포함하여 서술하고 있으며, 대체로 실험 목표가 결론과 부합되어 서술하고 있지만 몇몇 교과서는 결론을 도출해 내는 부분에서 다소 비약적이었다. 둘째, 실험 주제에 따라 탐구 활동의 출발점인 실험 방법은 결론인 지식 주장을 알기에는 부족한 부분이 있었고, 안전한 실험 재료와 방법에 대해 새로운 시도를 한 교과서가 있었으나 효과적으로 실험이 수행되기 위한 충분한 검토가 아쉬웠다. 셋째, 실험을 수행하기 전에 알아두어야 할 개념과 원리들이 대다수의 교과서에서 충분히 제시되지 않고 있으므로, 유의미하게 지식을 형성하기 위해서는 활동에 필요한 선행 지식을 교사가 미리 질문을 통해 학습자가 상기할 수 있도록 유도하는 것이 필요할 것이다. 넷째, 대부분의 교과서에서 가치 주장이 STS적인 교육의 목적에 부합하여 실생활의 활용 예들로 제시되고 있었으나 아직도 전혀 보여주지 않거나 다른 내용들과 겹치는 예를 보여주고 있어 더욱 효율적인 개념의 확장을 위해 다양한 활용 예들을 찾는 것이 필요할 것이다.;The aim of science education in Korea is to acquire knowledge of science and develop abilities of research, but in the real scene of education, the knowledge and research activities are taught separately. Still, it is important to reorganize the idea which comes from research activities using scientific concept. Therefore the main concern of this study is to know how much the experiments in the textbook help the acquisition of knowledge in the way of developing abilities of research. In this study, the experiments related to 「properties of substance」which are introduced in the 7th middle school science textbooks were examined by using Vee diagram and the most proper contents to the experiments were suggested. The study is based on the laboratory works and trial activities, which affect students the most in the textbooks, and analysis of what interaction can be shown in between two concepts such as basic known knowledge and newly forming knowledge by using Vee diagram of Gowin. Focused on the following: Is there a suitable purpose for each experiment(focus question)?, Does the result(knowledge claim) meet with the purpose?, Is the event of the experiment suitable for the purpose and research activity?, Are some conceptual element(concept, principle, theory) helpful to draw the result? Does it contain STS idea presenting examples using in real life? Few conclusions derived from the study are as follows: 1. In many experiments, the purposes of the experiments can't draw the ultimate result or contain the concepts which are not formed yet. Thought the purposes of the experiments meet the results in most textbooks, in some textbooks don't. 2. The events of experiments is insufficient in some subjects. There are some textbooks that presents safer objects and events of experiments, but they require further examination for an effective experiment. 3. Because students don't have advanced knowledge to run their experimental events in class, and there isn't much information enough to do the experiments in their textbook, it is required that the teacher asks some questions to students in advance to build up a new concept of knowledge. 4. Most textbooks present the value claim in real life according to STS, however a few textbooks don't and some examples overlap. Thus it is necessary to find various practical examples to understand concept effectively.