2009 개정교육과정에 따른 중학교 과학 교과서 화학 단원에 포함된 활동 분석

Abstract

본 연구에서는 2009 개정교육과정에 따른 중학교 과학 교과서의 화학 영역에 포함된 활동을 8가지 과학 실천과 각 실천의 세부 성취 목표를 기준으로 분석함으로써 학생들에게 제공되는 탐구 학습의 기회가 어떠한지 살펴보고자 한다. 2009 개정교육과정에 따른 중학교 과학 교과서 인정목록 9종 중 서울시 소재 중학교의 주문부수에 따라 점유율이 높은 상위 4종을 선정하였다. 중학교 각 학년 과학 교과서에서 화학 관련 단원 즉, 1학년 Ⅴ단원‘열과 우리 생활’, 1학년 Ⅵ단원‘분자 운동과 상태 변화’, 2학년 Ⅰ단원‘물질의 구성’, 2학년 Ⅴ단원‘물질의 특성’, 3학년 Ⅱ단원‘화학 반응의 규칙성’, 3학년 Ⅴ단원‘여러 가지 화학 반응’에 포함된 활동을 분석하였다. 본 연구에서는 ‘탐구’라는 단어가 들어간 활동 뿐 만 아니라, 학생들이 탐구를 경험할 수 있는 모든 활동을 분석하였다. 본 연구에서는 이와 같은 활동을 미국연구회(NRC, 2013)의 차세대과학기준(Next Generation Science Standards: NGSS)에서 제시한 8가지 과학 실천을 기준으로 분석하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 교과서별 포함된 활동 수와 과학 실천 수를 분석한 결과 B교과서에 가장 많은 활동이 포함되어 있었고, C교과서에 가장 적은 활동이 포함되어 있었다. 또한 A교과서에 가장 많은 과학 실천이 포함되어 있었고 C교과서에 가장 적은 과학 실천이 포함되어 있다. 모든 교과서에서 ‘분자 운동과 상태 변화’에 가장 많은 활동이 있었고 D교과서를 제외한 모든 교과서에서 ‘열과 우리 생활’에 가장 적은 활동이 포함되어 있었다. 과학 실천은 A, B교과서에서 ‘물질의 특성’에 가장 많이 포함되어 있었다. 반면, D교과서를 제외한 모든 교과서에서 ‘열과 우리 생활’에 가장 적은 과학 실천이 포함되어 있었다. 둘째, 교과서별 활동에 포함된 각각의 과학 실천 수를 분석한 결과 거의 모든 교과서에서 과학 실천 3‘조사 계획하고 수행하기’와 과학 실천 4‘자료 분석하고 해석하기’와 과학 실천 6‘설명 구성하고 문제 해결 고안하기’가 많이 포함되어 있었으며 반면 과학 실천 1‘질문하고 문제 규정하기’는 전혀 포함되어 있지 않았다. 셋째, 단원별 각 교과서의 활동에 포함된 각각의 과학 실천 수를 분석한 결과 대부분의 단원의 대부분의 교과서에서 과학 실천 3‘조사 계획하고 수행하기’가 가장 많았고, 다음으로 과학 실천 4‘자료 분석하고 해석하기’, 그 다음으로 과학 실천 6‘설명 구성하고 문제 해결 고안하기’의 순으로 포함되어 있었다. C교과서 ‘열과 우리 생활’, C교과서 ‘화학 반응의 규칙성’, A교과서 ‘여러 가지 화학 반응’에서는 이 세 가지 과학 실천 수의 순위에 다소 차이가 있었다. 또한 과학 실천 2‘모형 개발하고 사용하기’, 과학 실천 5‘수학 및 전산적 사고 이용하기’, 과학 실천 7‘증거에 입각하여 논의하기’, 과학 실천 8‘정보를 얻고 평가하고 의사소통하기’의 4가지 실천은 상대적으로 부족하게 반영되어 있었다. 또한 모든 단원의 각 교과서에 과학 실천 1‘질문하고 문제 규정하기’는 전혀 포함되어 있지 않았다. 넷째, 단원별 각 교과서의 활동에 포함된 각 8가지 과학 실천의 6-8학년군 세부 성취 목표를 기준으로 분석한 결과 대부분의 과학 실천은 한 두 개의 세부 성취 목표에 편중되어 있었다. 과학 실천 3‘조사 계획하고 수행하기’, 과학 실천 4‘자료 분석하고 해석하기’, 과학 실천 6‘설명 구성하고 문제 해결 고안하기’는 상대적으로 다양한 세부 성취 목표가 포함되어 있었으나 일부에 편중되어 있었다. 세부 성취 목표에 해당하는 활동 중에는 탐구를 수행하여(3-2) 자료를 수집하고(3-4) 해석하며(4-4) 설명을 구성하는(6-4) 활동이 많았다. 반면, 탐구 방법의 정확성을 평가하거나(3-3) 통계와 확률을 이용하여 데이터를 분석하거나(4-5) 실험 설계를 최적화하는(6-8) 활동은 거의 없었다. 다섯째, 단원별 교과서별 탐구 활동에 8가지 과학 실천이 얼마나 다양하게 포함되었는지 분석한 결과 대부분 탐구 활동에는 2-4가지 과학 실천이 포함되어 있었으며 5가지 이상의 과학 실천을 포함하는 탐구 활동은 거의 없었다. ‘물질의 구성’의 D교과서에는 1가지의 과학 실천만을 포함한 탐구 활동도 있었다. 또한, ‘화학 반응의 규칙성’에는 A, B교과서에는 최대 6가지, C, D교과서에는 최대 5가지의 과학 실천을 다양하게 포함하고 있었다. 본 연구는 학생들이 진정한 탐구를 경험하고 과학적 소양을 함양하는데 도움이 될 수 있도록 과학 교과서의 활동을 개발하는데 중요한 시사점을 제공한다.;In this study, how an opportunity of inquiry learning provided to the students would be is intended to be observed by analyzing chemistry subject activity of middle school science textbook of 2009 revised curriculum based on 8 types of science practices and detailed achievement goal of each practice. High-ranking 4 kinds having high occupancy ratio based on order volume of middle schools in Seoul were selected among 9 kinds being acknowledged as middle school science textbook based on 2009 revised curriculum. Activities included in chemistry-related chapter of middle school science textbook of each grade were 1st grade, Chapter V, 'Heat and our life', 1st grade Chapter VI, 'molecular motion and change of state', 2nd grade, Chapter I, 'composition of substance (matter)'. 2nd grade, Chapter V, 'features of substance'. 3rd grade, Chapter II, 'regularity of chemical reaction', 3rd grade, Chapter V, 'various chemical reactions'. Activities being analyzed in this study include not only inquiry-related activity such as 'inquiry activity', 'mini inquiry' but also all the inquiry activities that could be experienced by the students such as 'trying', 'making', 'writing', 'presenting', 'doing activity', 'drawing', 'calculating', 'investigating', 'discussing', 'creative personality', 'STEAM', 'watching and thinking', 'scientific writing', 'finishing', 'confirming of one's own accord'. In this study, these activities were analyzed based on 8 categories of science practice standards of Next Generation Science Standards (NGSS) of US NRC (2013). The result of this study is as follows. First, as a result of analyzing number of inquiry activity and science practice included in each textbook, maximum activity was included in textbook B and minimum activity in textbook C. In addition, as science practice was most frequently included in textbook A and it was seldom included in textbook C, significant deviation was represented. In every textbook, maximum activity was included in 1st grade Chapter VI, 'molecular motion and change of state' and in every textbook except textbook D minimum activity in 1st grade, Chapter V, 'Heat and our life'. In addition, in A, B textbook maximum science practice was included in 2nd grade, Chapter V, 'features of substance', but in every textbook except textbook D minimum science practice in 1st grade, Chapter V, 'Heat and our life'. Second, as a result of analyzing number of science practice included in activity of each textbook, in almost every textbook, science practice 3, 'investigation planning and performing', science practice 4, 'data analyzing and interpreting', science practice 6, 'explanation composition and problem solution designing' were included frequently but science practice 1, 'asking questions and defining issues' was not included at all. Third, as a result of analyzing number of science practice included in each chapter textbook, first science practice 3, ‘investigation planning and performing' , and next science practice 4, ‘data analyzing and interpreting', and next science practice 6, ‘explanation composition and problem solution designing' were included in almost every chapter and textbook. There was difference by somewhat in ranking of 3 kinds science practices in 1st grade, Chapter V, 'Heat and our life' in C textbook, 3rd grade, Chapter II, 'regularity of chemical reaction' in C textbook, 3rd grade, Chapter V, 'various chemical reactions' in A textbook. And science practice 2, ‘developing, using model', science practice 5, ‘using mathematical and computational thinking', science practice 7, ‘discussion based on evidence', science practice 8, ‘evaluating and communicating by obtaining information' was relatively not enough included. And in each textbook every chapter, science practice 1, 'asking questions and defining issues' was not included at all. Fourth, as a result of analyzing 8 science practices by activity in each textbook of chapter based on detailed achievement goal of 6th-8th graders, only activity partially corresponding to detailed achievement goal was repeatedly suggested in textbook. Science practice 3, 'investigation planning and performing', science practice 4, 'data analyzing and interpreting', science practice 6, 'explanation composition and problem solution designing' were included relatively a variety of sdetailed achievement goal but, only activity partially. In this activity, an activity of composing explanation (6-4) by collecting (3-4) and analyzing (4-4) data by performing an inquiry (3-2) was frequently suggested. On the other hand, an activity of evaluating accuracy of inquiry method (3-3), analyzing data (4-5) or optimizing experiment design (6-8) by using statistics and probability was seldom presented. Fifth, as a result of analyzing in how much diversified way 8 kinds of science practice was included in inquiry activity of each textbook chapter, 2-4 kinds of science practice were frequently included in one inquiry activity. On the other hand, inquiry activity that includes science practice over 5 kinds was hard to find. In 2nd grade, Chapter I, 'composition of substance (matter)' of D textbook, there was activity included in only one science practice. Also, in 3rd grade, Chapter II, 'regularity of chemical reaction', A, B textbooks was included maximum 6 kinds of science practice, and C, D textbooks was included maximum 5 kinds of science practice.