과학 탐구에 대한 고등학교 과학 교사의 인식 조사 및 고등학교 과학 교과서 탐구 활동 분석

Abstract

The purpose of this study is to find out how effectively science inquiry, which is more emphasized in the 7th National Curriculum, is practiced in the classroom. In order to do so, The inquiry activities in the science textbooks for 10th graders were analyzed and the science teachers' perceptions on the science inquiry were surveyed. The textbook analysis was done on the inquiry activities presented in the chapter of "the reaction of acid and base" in 11 high school science textbooks, with regards to the 5 basic elements emphasized by NRC and the science inquiry process skills of SAPA developed by AAAS. For the research on the perceptions of science teachers, the opinions of 166 high school science teachers on the definition of science inquiry and on the small group-inquiry activity were surveyed. Also 30 volunteer teachers were surveyed on their preference of teaching method and actual practice of science teaching. In addition, 4 science teachers were interviewed to find out the details of what they think about science inquiry. The results of textbook analysis with regards to the 5 basic elements of NRC showed that every textbook focused only on the "obtain evidence" and "formulate explanation". No "scientifically oriented questions" and "communicate and justify" were found at all. For the science inquiry process skills, 16 of them were being used, and it was confirmed that basic process skills were more frequently used than the integrated process skills. In the survey of how the teachers perceived science inquiry, 53.6% of those surveyed defined science inquiry as the process of satisfying curiosity, 36.1% as the conducting of experiments. In the survey on the teaching methods and the practice of science teaching, the teachers seemed to prefer inquiry-based instruction, which in fact, didn't correspond to their actual teaching. The teachers who were surveyed said that they know the importance of science inquiry, but less than 50% of them actually attempted science inquiry teaching in the classrooms. This fact was reconfirmed in the interview with the teachers, who said they were overwhelmed with the responsibilities of conducting science inquiry in the classroom. Also some teachers reported the different understanding among fellow teachers on science inquiry. Those interviewed suggested that achieving science inquiry requires well-designed materials and changes in teachers' attitude. They also pointed out that there should be some kind of educational program on science inquiry. This study will be of great help in revising either National Curriculum or textbooks. It will also help to develop a training program for the teachers whose concept of science inquiry ought to be changed.;본 연구에서는 제 7차 교육과정에서 더욱 강조하고 있는 과학 탐구가 실제 학교 교실에서 얼마나 충실히 이루어지고 있는지 알아보기 위한 기초 연구로 고등학교 1학년 과학 교과서의 탐구 활동을 분석하고 고등학교 과학 교사들의 과학 탐구에 대한 인식을 조사하였다. 교과서 분석은 고등학교 과학 교과서 11종의 “산과 염기의 반응”단원의 중화반응에 나타난 탐구 활동에 대해 이루어졌으며 미국 국가과학교육기준(NRC, 2000)에서 강조하는 과학 탐구의 5가지 기본 요소와 미국과학진흥협회에서 개발한 SAPA(Science-A Process Approach)에 기반한 과학 탐구 과정 요소를 분석하였다. 교사들의 인식 조사를 위해 고등학교 과학 교사 166명을 대상으로 과학 탐구의 정의에 대한 설문, 소집단 탐구 활동에 대한 설문을 하였으며 또한 그 중 자발적으로 참여한 교사 30명을 대상으로 과학교수 방법 선호에 대한 설문, 과학교수 실행에 대한 설문을 실시하였다. 그리고 교사들의 생각을 좀 더 자세히 알아보기 위해 과학 교사 4명을 대상으로 면담을 실시하였다. 고등학교 과학 교과서를 분석한 결과, 모든 교과서가 NRC(2000)에서 강조하는 5가지 요소들 중 “증거 수집”과 “설명 형성”에만 치중하고 있었으며 “문제제기”와 “발표와 정당화”를 포함한 교과서는 없었다. 과학 탐구과정 요소는 총 16가지가 사용되고 있었으며 통합적 탐구과정 요소보다는 기초적 탐구과정 요소가 더 많이 사용되고 있음을 확인할 수 있었다. 과학 탐구의 정의에 대한 교사들의 인식 조사 결과 53.6%의 교사들이 과학 탐구를 호기심 해결 과정이라고 정의하였고 36.1%의 교사들이 과학 탐구란 실험 수행이라고 정의하였다. 과학교수 방법 선호와 과학교수 실행에 대한 교사들의 설문조사 결과 교사들은 탐구적 교수법을 더 선호하는 것으로 나타났으나 실제 그들이 실행하고 있는 교수법과는 일치하지 않았다. 설문에 응한 교사들은 과학교육에서 과학 탐구가 중요하다는 것은 알고 있었지만 과학을 탐구적으로 가르치려고 시도한 교사는 절반 이하로 나타났다. 이는 교사 면담에서도 확인할 수 있었는데 실제 교실에서 과학 탐구를 실현하기 위해서는 많은 노력이 필요하기 때문에 이로 인한 부담감을 가지고 있었다. 또한 동료 교사들과의 과학 탐구에 대한 이해도가 서로 달라 어려움을 호소하는 경우도 있었다. 면담에 응한 교사들은 과학 탐구를 실현하기 위해서는 적절한 탐구 지도 자료와 교사들의 인식 변화를 필요로 하며 과학 탐구에 대한 연수교육이 있었으면 좋겠다는 의견을 제시하였다. 이 연구결과는 교육과정을 개정하거나, 교과서를 개정하는데 있어 많은 도움이 될 것이며 또한 교사들을 위한 과학 탐구 연수 프로그램을 개발하는데도 도움이 될 것이다.