초등과학교육 교재연구 및 내용 지도법 관련 교재 편찬 논의

전영석,박형민,나지연 한국초등과학교육학회 2021 한국초등과학교육학회 학술대회 Vol.79 No.-

초등과학교육 관련 강좌는 초등학교 예비교사가 과학수업 전문성을 갖추는 첫 시작점이 된다는 점에서 중요한 의미가 있음에도 불구하고, 전국 교육대학교에서 다루어지고 있는 초등과학교육 관련 강좌는 수업 내용, 수업방식이 서로 달라, 내실 있고 일관된 교원 양성 체제를 이루기 어렵고, 이로 인해 예비교사들의 학습 부담이 매우 과중한 실정이다. 2020년 동계 학술대회에서 초등 과학교육 관련 강좌가 가진 문제점에 대한 인식을 같이 하는 초등과학교육학회 회원들이 모여 교육 실태를 파악하고 개선점을 논의하였다. 그 논의의 주된 내용 중 한 가지는 초등과학교육 이론과 관련하여 개발된 교재는 몇 종 있으나, 구체적인 초등과학교육 지도방법과 관련된 교재는 찾기 어렵고, 현실적으로 그에 대한 자료가 축적되고 공유되는 것이 더욱 필요하다는 것이었다. 이에 따라 초등과학교육학회에서는 ‘초등과학교육 교재연구 및 내용지도법’ 관련 과목의 교재를 학회 차원에서 개발하기로 하였다. 그 첫걸음으로 교과서의 단원별, 차시별 교수법과 관련된 강의 사례를 수집하고 논의하여 교재 개발을 위한 기초 작업을 수행하고자 한다. 사전에 학회 회원을 대상으로 교재에 담겨야 할 내용에 대한 의견을 수합하였고, 본 워크숍을 통해 구체적인 집필 방향과 일정에 관해 관심 있는 회원들과 함께 논의하고자 한다.

한 초등교사의 내러티브를 통한 과학 수업의 어려움과 교수 효능감 탐구

권혁순 한국초등과학교육학회 2019 한국초등과학교육학회 학술대회 Vol.77 No.-

초등 교사들의 과학 수업에 대한 어려움이나 과학 교수 효능감에 대한 연구가 많이 있지만, 과학 교수 효능감과 관련하여 초등교사의 상황을 잘 이해할 수 있도록 하는 심층적인 사례 연구라든가, 스토리를 도출하는 연구는 찾기 어렵다. 과학 수업에서 겪는 어려움이나 과학 교수 효능감은 개인마다 다른 특성을 가지고 있기에, 연구 참여자의 경험에 대한 내부자적 통찰을 제공하고, 그 경험의 의미를 탐구한다는 점에서 질적 연구 방법의 하나인 내러티브 탐구가 적절한 방법이 될 수 있다. 이에 본 연구는 내러티브 탐구 방식을 통해 초등학교 교사들이 과학 수업에서 겪는 어려움과 과학 교수효능감에 대하여 탐구하였다. 내러티브 탐구는 ‘이야기로 살아내는 삶의 이야기’로서, 특정 시간과 장소에서 연구자와 연구 참여자가 관계를 맺고, 지속적인 만남과 협력을 통해 개인적이며 사회적인 삶을 구성하는 경험의 이야기들을 ‘살아내고, 이야기하고, 다시 살아내고, 다시 이야기’하는 가운데 탐구를 마무리하는 것이다. 이를 위해 전형적인 초등학교 교사(고등학교 문과 계열 출신으로 교육대학교에 입학하고, 과학 계열이 아닌 심화 전공으로 졸업한 여자 교사) 중에서, 현재는 과학 교수 효능감이 높은 교직 경력 10년 차 교사 한 명을 연구 참여자로 접촉하였다. 연구 참여자가 교육대학교에 입학하기 전, 교육대학교에 재학 중, 초임 교사 시절, 그리고 대학원에 입학한 이후의 네시기로 나누어서 과학 및 과학 수업과 관련된 그의 내러티브를 수집하였고, 내러티브의 의미를 분석하였다. 이를 통해서 교육 경험의 축적, 과학교육의 성격 이해, 만남과 교류, 그리고 외연확장과 도전이 초등교사의 과학교수 효능감을 향상시키는 데 영향을 미쳤음을 확인할 수 있었다. 이를 바탕으로 초등 예비교사 양성과 초등교사들의 교수 전문성 신장에 주는 시사점을 제안하였다.

초등과학교재연구 강좌의 수업 개선을 위한 실행 연구

권혁순 한국초등과학교육학회 2019 한국초등과학교육학회 학술대회 Vol.76 No.-

본 연구는 초등 교사 양성을 위해 교육대학교에 필수과목으로 개설된 초등과학교재연구 강좌의 수업 개선과 관련한 실행 연구이다. 교육대학교 교수로 재직하는 연구자가 초등과학교재연구 강좌를 17년간 담당하면서 수업 과정에서 경험한 문제와 그 문제를 해결하기 위해 시도한 다양한 노력 과정을 제시하였다. 이를 통해 예비교사 교육을 위한 과학 교육학 강좌의 수업 개선과 관련된 정보를 공유하는 것을 목적으로 한다. C 교육대학교의 초등과학교재연구 강좌는 3학년 학생들을 대상으로 학기마다 6개 반이 개설되는 필수 강좌이다. 이 강좌에서는 초등학교 과학 교과서에 등장하는 주요 과학 개념을 소개하고 실험 등 탐구 활동 중 일부를 직접 경험함으로써, 수강생들이 장차 교사가 되었을 때 과학 수업을 원활히 진행할 수 있도록 하는 것을 목표로 한다. 초등 과학을 네개 영역으로 나누어 각 영역별로 다른 교수가 주당 1시간씩 빠르게 수업하는 상황에서, 문과 출신이 대부분인 수강생들은 과학에 대한 흥미와 과학교수에 대한 효능감이 부족하여 수업 진행이 매우 어려운 형편이다. 수업의 어려움을 해결하기 위한 첫 번째 시도로써, 초등 과학 교과서에서 다루는 과학 개념 및 탐구 활동에 대한 소개는 동영상으로 제작한 후 인터넷을 통해 공개하여 학생들이 미리 예습하게 함으로써, 동일한 내용을 여러 반에서 반복하여 강의하는데 따른 문제와 배당된 수업 시수의 부족 문제를 해결하려고 하였다. 그러나 매 주 제시한 동영상 강의와 교사용 지도서 내용을 미리 예습하지 않고 수업에 참여함으로써 내용 숙지가 안 된 채로 각 단원의 일부 활동만 경험하는 학생들은 교과서의 전체 구조와 내용을 파악하지 못하는 문제가 발생하였다. 이에 수업 초반에 학생들의 예습 정도를 파악하기 위한 퀴즈를 실시하였다. 초기에는 쪽지 시험 형태로 실시하였으나, 스마트 기기를 활용한 온라인 퀴즈를 도입하여 학생들이 즉석에서 응답하고 결과를 받아보게 하였다. 이러한 시도는 예습을 강제하고 교수가 중요하다고 판단하는 일부 내용에 대한 학생의 이해도를 파악하는 효과는 있으나, 학생들이 잘 이해하지 못하는 부분을 수업에서 파악하여 해결하지 못하는 문제가 발견되었다. 따라서 매 주 수업 시작과 함께 학생들이 먼저 질문하고 그것에 대해 함께 생각하고 논의하는 시간을 가짐으로써 학생들의 자발적이고 능동적인 학습 의욕을 고취하고자 하였다.

‘초등과학교육’ 학술지의 연구동향 분석

신원섭,박형민,김남일 한국초등과학교육학회 2021 한국초등과학교육학회 학술대회 Vol.79 No.-

이 연구는 1970년에 설립된 한국초등과학교육학회의 50년 역사를 정리하고 반추함으로써 학회의 발전을 도모하기 위한 연구의 일환으로 진행되었다. 이 연구의 목적은 한국초등과학교육학회의 학술지인 ‘초등과학교육’ 1권(1983년)부터 39권 2호(2021년 2월호)까지 1,018개의 논문을 메타 분석하여 연구동향을 알아보는 것이다. 초등과학교육 1권(1983)부터 6권(1987년)은 초등과학교육 총서 1집(輯)의 데이터를 활용하였고, 7권부터는 학술연구정보서비스(RISS)의 데이터베이스를 활용하였다. 메타 분석은 1) 연구자 수(단독, 2인, 3인, 4인 이상), 2)연구 종류(순수, 학위, 연구지원, 기타), 3)1저자 정보(학생, 교사, 교수, 교육기관, 기타), 4)교신저자 지역(교신저자 표기 없을 경우 1저자 기준), 5)연구대상(학생, 예비교사, 교사, 교사+학생, 예비교사+교사, 교과서, 교육과정, 기타), 6) 연구 분야(물리, 화학, 생물, 지구과학, 학문간 융합, 과학교육 전반, 영역 융합, 기타), 7) 연구방법(조사, 실험, 개발, 문헌, 기타), 자료 분석방법(양적기술, 양적통계, 질적, 혼합, 기타), 8) 효과 검증(지식, 탐구, 태도, 지식+탐구, 지식+태도, 탐구+태도, 지식+탐구+태도, 창의성, 창의성+α, 기타)으로 총 8개의 기준으로 연구동향을 분석하였다. 또한 학술지의 제목표기, 저자표기, 교신저자, 요약, 편집 등의 논문 체제의 변화도 함께 분석하였다. 마지막으로 초등과학교육의 연도별 연구동향을 분석을 바탕으로 본 학술지의 미래 발전 방향에 대해 논의하였다.

초등과학교육 학술지 논문의 결론 구조 분석

김민재,김동렬 한국초등과학교육학회 2022 초등과학교육 Vol.41 No.1

This study analyzes the characteristics of the “Conclusions” section of a thesis in elementary science education and presents a conclusion model that can be used in elementary science education. In the “Elementary Science Education” journal published by the Elementary Science Education Association, the conclusion section was analyzed on the four-year academic papers published. First, the title of the concluding chapter and the number of conclusions frequently used in elementary science education were identified. Results showed that most commonly used title for the conclusion section was “Conclusion and Suggestion,” and the length of the section was 85.4 lines or 2.1 pages.. Then, as a result of analyzing the conclusions of elementary science journals in sentence units, we found stages as a kind of semantic unit frequently used in elementary science education papers. Further, we obtained that these stages are often used in connection with specific stages. Finally, a conclusion template for papers commonly used in elementary science education was presented. The results of this study can be used as basic data when drafting elementary science education papers. Furthermore, specific thesis regarding education plans and educational materials might be prepared for elementary science education graduate students based on the present results. 본 연구는 초등 과학 교육 분야 논문에서 ‘결론’ 부분에 대한 특성을 분석하여 이를 토대로 초등 과학교육 분야에서 통용될 수 있는 결론 모형을 제시하는데 목적이 있다. 연구를 위해 초등 과학 교육 학회에서 발간되는 ‘초등과학교육’ 학술지에 게재된 4개년간의 학술논문을 대상으로 결론 부분에 대한 분석을 실시하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 초등 과학 교육 분야에서 자주 사용되는 결론 장의 제목과 결론의 분량을 파악하였다. 가장 많이 사용되는 결론 장의 제목은 ‘결론 및 제언’ 이였다. 결론 분량의 경우 평균 85.4줄로 분석되었으며 이를 ‘쪽’ 단위로 분석하였을 경우 평균 2.1쪽의 분량으로 집계되었다. 둘째, 초등과학교육 학술지논문 결론의 내용을 문장단위로 분석한 결과 초등 과학 교육 분야 논문에서 자주 사용되는 일종의 의미 구성단위로서의 단계들을 발견하였고 이러한 단계들이 특정 단계와 연결되어 구조를 이루며 사용되는 경우가 빈번함을 발견하였다. 셋째, 이와 같은 결과를 바탕으로 초등과학 교육 분야에서 통용될 수 있는 논문의 결론 모형을 제시하였다. 본 연구의 결과는 초등 과학 교육논문 작성 시 기초자료로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 결과자료를 바탕으로 초등 과학 교육 분야 교육대학원생을 위한 구체적인 논문 작성 교육 방안과 교육자료가 마련되기를 기대한다.

초등학교 과학교과목표, 지도방법 및 평가방법의 변화 분석

김효남 한국초등과학교육학회 2014 한국초등과학교육학회 학술대회 Vol.67 No.-

우리나라 과학과 교육과정의 초등학교 과학교과목표, 지도방법 및 평가방법의 변화를 분석하였다. 교수요목기부터 2009개정교육과정기까지 살펴보았다. 한국교육과정평가원 홈페이지에 수록된 국가교육과정을 분석대상으로 하였다. 우선 초등학교 과학교과목표의 변화를 살펴보았다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 초등학교 과학교과목표로 교수요목기부터 2009개정교육과정까지 과학 개념의 이해, 기초적인 탐구방법, 자연에 대한 흥미와 과학적 태도는 꾸준히 제시되고 있었다. 둘째, STS 관련 교과목표는 6차교육과정부터 2009개정교육과정까지 제시되고 있었다. 셋째, 제1차교육과정에서 탐구능력과 과학 관련 태도가 구체적으로 다양하게 제시되고 있었다. 넷째, 과학 지식의 문제해결에의 적용은 5차부터 2009개정교육과정까지 제시되고 있었다. 초등학교 과학교과 지도방법의 변화는 다음과 같았다. 첫째, 탐구적인 지도방법과 안전지도는 2차부터 2009 개정 교육과정까지 모든 교육과정기에서 강조되었다. 둘째, 학생중심의 활동위주의 지도는 4차부터 2009개정교육과정까지 강조되었다. 셋째, 과학사, 첨단과학 내용의 지도는 5차부터 2009개정교육과정까지 국가교육과정 문서에서 언급되었다. 넷째, 교과내용의 재구성은 2차, 4차-2009개정교육과정에서 언급되고 있다. 다섯째, 발문에 대한 언급은 4-7차 교육과정에서 찾아 볼 수 있었다. 평가에 대한 내용 변화는 다음과 같다. 첫째, 교육과정에서 과학과 평가에 대한 내용은 4차 교육과정 부터이다. 둘째, 과학지식, 탐구능력은 4차-2009개정교육과정에서 꾸준히 언급되고 있다. 셋째, 평가방법으로 지필, 면담, 실기, 관찰을 4차부터 강조하였다. 국가교육과정에서 강조되고 있는 과학교과목표, 지도방법 및 평가방법은 초등학교과학 교과서 개발 및 지도자료 개발에 큰 영향을 주었고, 반영되었다고 볼 수 있다. 그러나 얼마나 학교 현장에서 구현되고 있는가 하는 것은 또 다른 문제라고 볼 수 있다.

『3~5세 누리과정』과 『초등학교 통합 및 과학과』 교육과정 연계성 분석

김주희,강은주,박강은,백남권,박종호 한국초등과학교육학회 2019 한국초등과학교육학회 학술대회 Vol.77 No.-

발달의 연속 선상에 있는 유아들은 초등학교라는 교육기관의 변화로 인해 심리적 부담감을 경험한다. 또한 초등학교 내에서도 주제 중심의 통합교과에서 3~6학년의 과학 교과로의 변화로 인해 인지적 부조화 및 심리적 부담감을 느끼는 경우가 많다. 정형화된 교과서가 없는 3~5세 누리과정은 주제를 중심으로 초등의 통합과정과 맥락을 같이 하고자 하는 노력을 기울이고 있고, 초등 저학년의 경우도 기존의 바른생활, 슬기로운 생활, 즐거운 생활의 교과 중심이 아닌 시간 중심의 주제와 공간 중심의 주제 중심으로 누리과정에서 올라온 학생들의 적응을 위해 노력하고 있다. 이에 기존의 연구들은 누리과정과 저학년의 연계에 중점을 두어 연구, 분석된 바가 많다. 하지만 과학 교과의 경우, 핵심 개념이 확실하며 개념 간의 선후 관계가 뚜렷한 특징을 갖고 있으나, 유치원부터 초등학교 고학년까지의 과학과 교육과정에 대한 연계성에 대해 연구된 바가 없다. 학생들의 지속적인 성장·발달을 위해 학교급 간의 긴밀한 연계가 필수적이라 할 때 유치원부터 초등학교까지의 과학과 교육과정에 대한 연계성에 대한 분석이 선행될 필요가 있다. 본 연구에서는 3~5세 누리과정과 초등학교 통합교과 중 과학과와 관련된 슬기로운 생활, 초등학교 과학과 교육과정을 대상으로 과학과의 핵심개념을 기준으로 하여 분석표를 만들고, 이를 플로우맵(flow map)으로 나타내고자 하였다. 그 결과, 누리과정에만 존재하는 개념, 초등학교에만 존재하는 개념, 누리과정과 초등학교까지 연계성이 뚜렷한 개념으로 분류할 수 있었으며 이를 통해 누리과정과 초등교육과정의 연계성 발전 방향에 대한 시사점을 얻을 수 있었다.

초등 과학에 VR 구현 지원 프로그램을 활용한 SW 융합교육프로그램의 개발과 적용

김혜란,최선영 한국초등과학교육학회 2019 한국초등과학교육학회 학술대회 Vol.77 No.-

초등학교 5학년 과학 ‘태양계와 별’ 단원은 높은 수준의 형식적 사고를 요구하는 추상적인 공간개념이 많고, 특히 넓은 우주를 관찰할 수 있는 실험을 재현하기가 불가능하여 3차원인 우주와 실제밤하늘을 평면에 단순화 시켜야 하기 때문에 지도가 매우 어렵다. 이러한 단원의 특수성을 극복하기 위하여 선행 연구가 이루어져 왔으나, 대부분 텍스트와 2D 자료를 통한 학습 콘텐츠로 이루어져, 학생들의 적극적인 조작활동이나 흥미, 몰입 등의 정의적 만족감을 이끌어내기에 다소 부족하였다. 이러한 면에서 VR을 활용한 교육은 기존의 웹기반 학습 콘텐츠 수준을 뛰어넘어 시간과 공간의 한계를 벗어난 실제적 내용 표현과 학습 목표 도달을 위한 상호작용을 가능하게 함으로써, 학습자의 자기 주도적 학습 참여를 적극적으로 유도하고, 탐구 능력과 추상적인 공간 개념 구성에 매우 효과적이다. 그러나 지금까지 VR을 과학 수업에 적용한 연구는 VR 도입 목적의 VR 콘텐츠의 체험연구가 주를 이룬다. 한편, 4차 산업혁명시대에 부응하기 위하여 우리나라는 소프트웨어 교육을 도입하였으며, 과학수업 내용에 최신 과학 기술을 활용한 SW 융합교육을 적용하면 학생들이 흥미를 갖고 더욱 적극적으로 참여하여 과학탐구능력, 과학학업성취도, 창의적 문제해결력에 긍정적인 영향을 줄 수 있다. 이러한 면에서 최신 과학 기술인 VR 콘텐츠를 체험하는 것에 초점을 맞추어 진행되던 기존의 과학 수업 연구를 뛰어넘어 초등과학 ‘태양계와 별’ 단원에 SW 교육 방법으로 VR 구현 지원 프로그램을 활용하여 SW 융합프로그램을 개발하고 적용한다면 과학학업성취도와 과학적 흥미, 나아가 창의적 문제해결력을 향상시킬 수 있을 것이라는 생각을 해볼 수 있다. 따라서 본 연구에서는 초등과학에 VR 구현 지원 프로그램을 활용한 SW 융합교육프로그램을 개발하고 적용함으로써 초등학생의 과학적 흥미, 과학학업성취도, 창의적문제해결력에 어떠한 변화가 일어났는지 알아보고자 하였다.

2015 개정 과학과 교육과정과 NGSS의 핵심개념 및 성취기준 비교 - 초등학교 ‘지구와 우주’ 영역을 중심으로 -

이성아,박재용 한국초등과학교육학회 2019 한국초등과학교육학회 학술대회 Vol.77 No.-

이 연구의 목적은 2015 개정 과학과 교육과정과 NGSS에 제시된 지구와 우주 영역을 대상으로 초등학생들이 학습해야 할 개념과 원리를 비교하여 해당 영역의 교육내용 구성에 필요한 시사점을 얻는 것이다. 또한, 지구와 우주 영역을 다룬 2015 개정 과학과 교육과정의 성취기준과 NGSS의 수행기대를 개정된 Bloom의 교육목표 분류체계에 따라 비교하여 초등학생들이 배워야 할 내용과 기능을 진술하는 방식의 차이와 한계를 밝히고, 이를 토대로 지구와 우주 영역의 내용과 기능을 의미 있게 정합하기 위한 방안을 살펴보고자 한다. 2015 개정 과학과 교육과정과 NGSS에서 사용하는 영역의 명칭과 하위 요소를 구분하는 방식이 서로 달라 각 영역을 그대로 비교하기 어렵다. 따라서 이 연구에서는 NGSS에 수록된 내용을 검토한 후, 이를 2015 개정 과학과 교육과정에서 사용하는 용어와 내용 체계에 맞게 재분류하여 비교하였다. 이때, 2015 개정 과학과 교육과정의 핵심개념(key concepts)과 성취기준(achievement standard)이 용어 사용의 개념적, 기능적 측면에서 NGSS의 교과 핵심 아이디어(disciplinary core ideas)와 수행기대(performance expectations)에 각각 해당한다고 판단하여 이들 용어를 같은 개념으로 간주하였다. 또한, 천연자원, 판구조론과 대규모의 시스템 상호 작용처럼 NGSS에서는 다루고 있지만, 2015 개정 과학과 교육과정에서는 다루고 있지 않은 교과 핵심 아이디어들은 NGSS에 수록된 용어를 그대로 사용하여 비교하였다. 연구 결과, 2015 개정 과학과 교육과정과 NGSS에서 공통으로 다루는 핵심개념이더라도 학습 내용의 구성과 수준에서 차이를 보였으며, NGSS에는 2015 개정 과학과 교육과정에 비해 수록된 핵심개념의 수와 내용 요소가 더 많은 것으로 나타났다. 또한, NGSS에서는 2015 개정 과학과 교육과정에 비해 핵심개념에 따른 학년별 성취기준이 비교적 고르게 분포하였으며, 내용 요소 간의 연계와 더불어 과학과 기술 및 사회의 상호 관계, 지구와 인간의 상호 작용의 중요성을 강조하고 있었다. 한편, 지구와 우주 영역을 다룬 2015 개정 과학과 교육과정과 NGSS의 성취기준을 개정된 Bloom의 교육목표 분류체계에 따라 비교한 결과, 지식 차원에서 2015 개정 과학과 교육과정에서는 개념적 지식이, NGSS에서는 절차적 지식이 가장 높은 비율을 차지하였으며, 인지과정 차원에서 NGSS에 나타난 유형이 2015 개정 과학과 교육과정에 비해 더 다양하였다. 이 연구에서는 이러한 결과를 토대로 지구와 우주 영역의 교육내용 구성 및 성취기준을 수립할 때 고려해야 할 점을 논의하였다.

MIS 융합인재교육(STEAM) 프로그램이 초등과학 영재의 창의적 인성, 창의적 문제해결력 및 과학적 태도에 미치는 영향

김지환,방미선,배성철,홍연숙,최종경,이나리,서승갑,배진호,이용섭,이형철,소금현 한국초등과학교육학회 2014 한국초등과학교육학회 학술대회 Vol.66 No.-

본 연구에서는 초등과학영재를 위하여 영화를 매개체로 하는 M.I.S(Movie In Science) 융합인재교육(STEAM) 프로그램을 개발하고 이를 교육현장에 적용하여 초등 과학영재들의 창의적 인성과, 창의적 문제해결력 그리고 과학적 태도에 미치는 영향을 알아보고자 하였으며 그 결과는 다음과 같다. 첫째, MIS 융합인재교육 프로그램은 초등과학영재의 창의적 인성 향상에 효과적이었으며, 특히 인내/집착, 자기확신, 유머감, 호기심, 상상, 개방성, 모험심, 독립심 영역에 있어서 그 차이가 유의미한 것으로 나타났다. 둘째, MIS 융합인재교육 프로그램은 초등과학영재의 창의적 문제해결력 향상에 효과적이었으며, 특히 실험계획세우기 영역에 있어서 그 차이가 유의미한 것으로 나타났다. 셋째, MIS 융합인재교육 프로그램은 초등과학영재의 과학적 태도 향상에 효과적이었으며, 특히 호기심, 개방성, 비판성, 협동성, 자진성, 끈기성, 창의성, 과학적태도 영역에 있어서 그 차이가 유의미한 것으로 나타났다. 이상의 연구결과로 볼 때, MIS 융합인재교육(STEAM) 프로그램은 초등학교 과학영재학생들의 창의적 인성, 창의적 문제해결력, 과학적 태도 향상에 효과적이라고 볼 수 있다.