초등 과학 교과서에 제시된 과제 맥락 분석

Abstract

The purpose of this study is to analyse the context of elementary science textbooks. Ultimately, science education pursuits to solve the real life problem. The context of science learning is important to improve the problem solving abilities of children. The result of this research is expected to contributes to examine the present situation and seek about the suitable context of science textbook. The research question of this study are as follow: 1. What kinds of task contexts are presented in elementary science textbooks according to science knowledge? 2. What kinds of task contexts are presented in elementary science textbooks according to scientific inquiry process? 3 . What kinds of task contexts are presented in elementary science textbooks according to grade levels? In this research, analysis was done on learning materials, pictures or illustrations and texts of the 3rd and the 6th grade science textbooks and subsidiary textbooks based on the 7th curriculum. For the analysis of context, the type of context presented science assessment framework in NAEP( 1984) was used. It was divided to scientific context, personal context, societal context and technological context. As for the method of data analysis, the percentage and frequency was calculated and then each domain was analysed. The result of this study can be summarized as follows: 1. The context of learning materials, pictures or illustrations and texts are around 50% scientific in all areas of science knowledge such as energy, material, life, earth. 2. The context of learning materials, pictures or illustrations and texts are 50.0% to 92.3% scientific in basic inquiry process such as observing, classifying, measuring, predicting, inferring and 60% to 100% scientific such as formulating hypothesis, changing data, drawing a conclusion and generalization except recognizing problems and interpreting data in integrated inquiry process. But it is difficult to make a decision the context percentage of integrated inquiry process through this consequences relatively because the frequency of integrated inquiry process in elementary science textbook is not enough. 3. The context of learning materials, pictures or illustrations and texts are more personal in all science area in grade 3 than grade 6 except life area. Also, In context analysis of basic science inquiry, the science textbook of grade 3 is more personal than that of grade 6 relatively. This study suggests as follows: First of all, It is necessary to present learning materials, pictures or illustrations and texts in elementary science textbooks considering personal context, societal context and technological context sufficiently in all areas of science knowledge. Therefore, It needs to establish the context that can be happened or applicable in everyday life. Secondly, it is desirable to consider personal context, societal context and technological context beyond laboratory context in inquiry process for inquiry abilities, the important objectives in science education. Thirdly, It is considerable to include various inquiry processes in science textbook according to grade levels. So, It needs to give an opportunity of various inquiry contexts.;본 연구는 과학 교육에 있어서 과학지식이나 탐구과정이 제시되는 맥락의 중요성을 인식하고 교수·학습의 핵심적인 역할을 담당하고 있는 교과서에 제시된 과학지식 및 탐구과정의 맥락을 소재, 사진 및 삽화, 지문 등의 제시형식으로 구분하여 분석하는데 그 목적이 있다. 이는 이후 교육과정 및 교과서 개발, 더 나아가 과학과 교수·학습에서 적절한 맥락에 대한 발전 방향을 논의하는데 기초 자료가 될 것으로 기대된다. 따라서 본 연구에서는 초등학교 과학 교과서에 제시된 맥락을 분석하고자 다음과 같이 연구 문제를 설정하였다. 첫째, 과학 교육과정의 과학 지식 영역에 따라 제 7차 초등학교 과학 교과서에는 어떠한 맥락이 제시되고 있는가? 둘째, 과학 교육과정의 탐구 과정 요소에 따라 제 7차 초등학교 과학 교과서에는 어떠한 맥락이 제시되고 있는가? 셋째, 제 7차 초등학교 과학 교과서에 제시된 맥락은 학년 수준에 따라 각각 어떠한 차이가 있는가? 본 연구에서는 제 7차 교육과정에 근거한 초등학교 3학년과 6학년 과학교과서와 보조교과서인 실험관찰을 분석 대상으로 하였고, 교과서 체제에 맞추어 차시 기본 학습, 심화·보충 활동, 읽을거리의 학습활동을 분석단위로 하였으며, 각각의 소재, 관련된 사진 및 삽화, 지시문으로 구분하여 분석하였다. 본 연구에서 분석하고자 하는 맥락의 유형은 미국의 NAEP(1984) 제 4차 과학 평가틀에서 제시하는 맥락의 유형과 범주를 사용하였는데, 이는 크게 과학적 맥락, 개인적 맥락, 사회적 맥락, 기술적 맥락으로 설정하고 있는데, 과학적 맥락이란 과학적 사실, 원리, 개념체계, 모델 및 탐구기술이 포함된 상황을 나타내고, 개인적 맥락이란 개인의 일상생활의 문제와 관련된 상황, 사회적 맥락이란 사회적 논쟁점과 공공정책 문제와 관련된 상황, 기술적 맥락이란 상업적, 실용적 용용에 관한 상황으로 구분하고 있다. 이러한 분석틀을 기준으로 과학지식의 영역과 탐구과정 요소에 따라 각 맥락이 제시되는 빈도수와 백분율을 산출한 뒤 구체적인 사례를 제시하였다. 본 연구에서 분석의 신뢰도를 높이기 위해 연구자 외 1명의 연구보조에게 분석을 의뢰하여 cohen의 kappa 상관계수를 이용한 분석자간 신뢰도 0.84를 얻었다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 전체적인 분석 결과, 교과서에 나타난 과학지식은 과학적 맥락, 개인적 맥락, 기술적 맥락, 사회적 맥락 순서로 큰 비중을 차지하고 있고, 탐구과정은 과학적 맥락, 기술적 맥락, 사회적 맥락, 개인적 맥락 순서로 큰 비중을 차지하고 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 첫째, 제 7차 초등학교 과학 교과서에 제시되고 있는 과학지식의 맥락을 소재, 사진 및 삽화, 지문을 분석해 보았을 때 나타난 공통점은 생명이나 지구의 영역 즉 생물과 지구과학의 영역이 물질이나 에너지보다 과학적 맥락의 소재가 높은 비율로 이용되고 있다는 점이다. 이는 이명제(1996)가 생물이나 지구과학이 물리나 화학에 비하여 보다 현상적이고 응용적인 성격이 강하므로 이들 지식 영역간의 맥락의 차별이 있다는 주장과는 다른 결과이다. 이러한 이유는 전통적으로 과학교과의 내용으로 자리잡고 있는 주제들이 학습내용으로 구성됨으로써 과거에 인간생활에 보다 친밀했던 자연물의 소재가 사회와 기술의 발달로 인해 실생활에서 점차 멀어지고 있음에도 여전히 과학 학습의 소재로 등장하고 있기 때문이라고 볼 수 있으며 따라서 이러한 맥락은 학습자들에게 실제 세계에 대한 문제의 식이나 학습의 필요성을 제공할 수 있는 문제맥락이 제공되지 않는 맥락이라고 볼 수 있다. 요컨대, 이러한 맥락이 주로 나타나는 이유는 전반적으로 과학교과의 학문적 측면에서 학습내용의 구성이 이루어지고 있기 때문인 것으로 볼 수 있다. 둘째, 탐구과정 측면에서 교과서에 제시된 소재, 사진 및 삽화, 지문을 분석한 결과 관찰, 분류, 측정, 예상, 추리의 기초탐구과정에서는 60-70%에 걸쳐 과학적 맥락으로 이루어지고 있으며, 기초탐구과정 중에는 관찰이 절대적으로 많은 빈도를 차지하고있다. 또 문제인식, 가설설정, 변인통제, 자료해석, 자료변환, 결론도출, 일반화 등의 통합탐구과정은 교과서에 제시된 빈도가 매우 적어 맥락의 상대적인 비율을 판단하는 것이 어려웠으나 3학년의 문제인식이나 6학년의 자료해석을 제외한 모든 탐구과정은 과학적 맥락에서 제시되고 있다. 탐구능력이 과학 교육의 목표가 되고 있음에도 불구하고 특정탐구과정에 지나치게 치우쳐있거나 그러한 탐구과정이 실험활동중심의 실험실 맥락에서 이루어지고 있다. 셋째, 학년 수준에 따른 맥락의 차이는 생명 영역을 제외한 나머지 세 영역에서 6학년 교과서보다 3학년 교과서에서 개인적 맥락이 높다는 것을 알 수 있다. 또 기초 탐구 과정 요소별 맥락을 분석하였을 때, 6학년에 비하여 3학년 교과서에서 개인적 맥락이 상대적으로 높은 비율을 보여주고 있다. 이는 과제 맥락의 심리학적 고려가 필요하다는 점에서 긍정적인 결과로 볼 수 있다. 그러나 6학년에 비해 상대적인 비율로서 드러날 뿐 빈도수로 볼 때는 과학적 맥락이 주된 맥락을 형성하고 있는 점은 초등학교 중학년 학생들의 발달단계에 대한 고려가 아직 미흡한 상태임을 의미한다. 이상의 연구결과를 바탕으로 다음과 같은 제언을 할 수 있다. 첫째, 초등학교 과학교과서의 과학지식의 모든 영역에서 과학적 맥락에 치중하고 있는 소재, 사진 및 삽화, 지문 등은 개인적 맥락, 사회적 맥락, 기술적 맥락을 반영할 수 있는 새로운 소재를 개발할 필요성이 있다. 전통적으로 과학지식의 논리적이고 추상적 측면에서 다루어지고 있는 학습주제들은 학습자 개인의 일상생활이나 학습자가 속한 사회의 문제, 기술적인 활용가치를 인식할 수 있는 맥락이 배제됨으로써 학생들이 배운 과학의 지식을 실제문제맥락에 적용하지 못한다는 점을 고려해볼 때, 실제로 발생할 수 있고 적용할 수 있는 맥락 구성의 절차가 교과서 개발 과정에 포함되어야 한다. 둘째, 과학교과의 중요한 목표인 탐구능력을 위한 다양한 탐구과정이 과학적 맥락에서만 이루어질 경우 학생들은 실험실에서 사용하는 실험기구가 있을 때에만 과학의 탐구과정을 적용한다는 생각을 갖게 할 우려가 있다. 즉 과학실이 아닌 실생활에서 접할 수 있는 문제에 학생들이 오랜 시간 학습한 탐구능력을 발휘할 수 없을 것이다. 이렇게 초등학교 과학 교과서의 탐구과정이 대부분 과학적 맥락에서 이루어지고 있다는 점을 고려할 때 다양한 맥락을 고려하는 것이 바람직하다. 또 학년수준에 관계없이 전반적으로 기초탐구과정, 그 중에서도 관찰에만 치중되어 있다는 것은 다양한 탐구과정 및 통합탐구과정의 경험을 제공할 수 있는 맥락을 고려해야 할 것이다. 셋째, 3학년과 6학년에서 모두 지식이나 탐구과정이 직접적으로 전달되는 학문적 맥락 외에 개인적, 사회적, 기술적 맥락의 소재를 계발하여 교과서에 제시하는 것이 고려되어야 할 것이다. 좀 더 나아가 3학년에서는 이러한 맥락의 특성을 지닌 소재를 포함한 교과서 제시형태의 계발에 적극적으로 노력해야 할 것이다. 초등학생의 인지 발달에 대한 특성은 초등 학교 과학과 교수·학습에서 고려해야 하는 중요한 측면 중의 하나로 과학지식의 영역이나 탐구과정의 요소, 두 측면 모두에서 학습자의 심리적 측면이 좀더 진지하게 고려되어야 할 것이다.