2015 개정 교육과정 ‘지구과학Ⅰ’ 교과서에 나타난 과학의 본성(NOS) 분석

이상웅 한국교원대학교 교육대학원 2023 국내석사

과학의 본성 교육의 중요성이 지속적으로 강조되는 현재 상황에서 본 연구는 지구과학Ⅰ 교과서에 제시된 과학의 본성을 분석함으로써 교과서가 과학의 본성 교수학습에 효과적인지를 알아보고자 하였다. 본 연구에서는 Erduran & Kaya (2016)의 ‘재개념화된 가족유사성 접근법(RFN)’ 분석틀을 이용하여 2015 개정 교육과정 지구과학Ⅰ 교과서에 반영된 과학의 본성(NOS: Nature of Science) 요소를 분석하였다. 분석 대상 교과서는 지구과학Ⅰ 검정 교과서 3종을 선정하였고 교과서의 본문, 탐구 활동, 읽을거리 등을 분석 단위로 선정하였다. 교과서별로 RFN 범주의 어떤 요소를 주로 다루는지 분석하였고, 교과서별 차이와 특성을 살펴보았다. 또한, 성취기준에서 나타나는 과학의 본성 요소와 비교하였다. 연구 결과에 따르면 RFN 구성영역 중 인지-인식론적 체계를 우세하게 많이 다루고 있었고, 사회-제도적 체계 관련 언급은 부족한 것으로 나타났다. 인지-인식론적 체계의 요소 중에는 과학 지식을 주로 제시하고 있었고, 목표와 가치는 거의 나타나지 않았다. 사회-제도적 체계의 요소 중에 우세하게 다루고 있는 요소는 없었다. 정치 권력 구조, 자금 조달 체계와 같은 요소를 언급하지 않은 교과서도 있었다. 교과서 간 비교 결과를 살펴보면 주요하게 다루는 과학의 본성 요소는 비슷하였지만, 일부 요소들의 경우 제시하는 비율에서 교과서별로 차이가 있었다. 인지-인식론적 체계의 요소 중 과학지식은 모든 교과서에서 가장 많이 언급되고 있었고, 과학적 방법과 과학적 실천의 비율은 교과서별로 달랐다. 사회-제도적 체계에서 세 교과서에서 공통으로 많이 다루고 있는 요소는 없었다. 단원별 분석과 성취기준 비교에서는 대체로 성취기준에서 나타나는 과학의 본성 요소와 교과서가 제시하는 과학의 본성 요소가 일치하는 경향을 보였다. 교과서에 나타난 과학의 본성 요소의 제시 방법을 살펴보면, 대부분의 분석 단위가 과학의 본성 요소를 명시적으로 제시하지 않는 것으로 나타났다. 따라서 더욱 다양한 과학의 본성 요소들을 다룰 필요가 있으며, 요소들을 명시적으로 제시할 필요성이 있다. 한편, 명시적으로 제시하지 않은 요소들일지라도 과학의 본성 요소들간 자유로운 상호작용이 일어난다는 가족유사성 접근 방식을 교수학습에 적용함으로써 학생들의 과학의 본성 학습을 도울 수 있음을 알 수 있다. 지구과학 교과서의 과학의 본성을 분석하는 것은 지구과학을 통한 효과적인 과학의 본성 교수학습 연구에 도움이 되고, 더 나아가 지구과학의 본성 탐색과 외연 확장으로까지 이어질 수 있을 것으로 기대된다.

중학교 학생들이 귀추 전략을 적용하여 지구과학 탐구문제를 해결한 사례 분석

김현주 한국교원대학교 교육대학원 2012 국내석사

이 연구는 중학교 1학년 학생들이 지구과학 탐구 문제를 푸는데 어떤 귀추 전략이 쓰이는지 분석하여 교사들에게 지구과학 문제 해결 과정의 특징에 대한 정보를 제공하고자 하는 것이다. 또한 어떤 유형의 문제가 학생들의 많은 배경지식을 활성화시켜 다양한 귀추적 사고를 유발시키는지 분석하여 어떤 유형의 탐구과제가 학생들의 지적, 창의적 사고 능력 함양에 효과적인지 알아보는데 목적이 있다. 연구를 위하여 2007년 개정 교육과정 중학교 1학년 과학 교과서 지구과학 영역에서 5개의 문제를 선정하여 중학교 1학년 학생 18명을 대상으로 3개의 조를 이루어 지구과학 탐구 문제를 해결하게 했고, 그 과정에서 문제 해결 과정이 기록된 텍스트와 학생들의 토론 과정을 전사하여 분석하였다. 또한 학생들의 추론 과정을 귀추법의 삼단논법 형식에 따라 정리하고 추론 과정에 사용된 귀추 전략들의 종류를 분석하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 학생들은 지구과학적 문제 상황을 해결하기 위해 귀추적 추론을 시도하였다. 따라서 귀추적 추론 방법이 지구과학적 특성을 반영한 문제 해결방법이며 지구과학 영역에서 적절한 가설을 세우고 적용, 검증하는 방법으로 유의미하다는 것이 발견되었다. 둘째, 사용된 전략들 중 ?유추?가 가장 빈번하게 사용되었으며 특히 단답형 문제에서 그 특징이 두드러졌다. 셋째, 단답형 문제보다는 서술형 문제에서 학생들의 문제 해결과정 중 다양한 귀추 전략이 사용되었고, 서술형 문제 중에서도 단서가 여러 개인 문제에서 좀 더 다양한 귀추전략을 이용한 복잡한 사고과정이 일어났다. 이러한 연구 결과로 볼 때, 지구과학 영역에서 귀추적 탐구과제가 학생들의 문제해결 능력을 함양시키므로 귀추적 탐구 과제가 다양하게 개발되어야 할 것이다. 또한 수업과정에서 서술형 문제, 서술형 문제 중에서도 실생활과 비슷하게 단서가 여러 개 존재하는 탐구 문제에 좀 더 많은 시간과 비중을 두어야 할 것이다. 그리고 교사는 문제를 제시하고 그에 알맞은 배경 지식과 자료를 제공하여 학생들의 탐구 방향을 적절히 유도해야 할 것이다. 마지막으로 이 연구는 중학교 1학년 과학의 지구과학 영역 5개 탐구 문제를 대상으로 하였기 때문에 다양한 학년과 다양한 영역의 문제 해결 과정에 대한 연구가 계속되어 귀추적 탐구 과제 개발에 대한 기초 자료로 제공되어야 할 것이다.

제7차 개정 교육과정에서 지구과학 II의 보충 STS 교수-학습 자료 개발

조규동 고려대학교 교육대학원 2009 국내석사

제7차 개정 교육과정의 도입에 따라 많은 연구가 이루어져야 함에도 지구과학 분야에 대한 연구는 활성화 되고 있지 않고 있다. 따라서 본 연구는 제7차 개정 교육과정을 분석하고, 지구과학 교육과정을 보충할 수 있는 교수-학습 자료 개발 모델과 개발안을 제시하여 교육과정의 부족한 부분을 보완하고자 하였다. 실제로 제7차 개정 교육과정을 분석한 결과 지구과학 II는 개념위주로 편성되어 있어 통합성을 지니려면 주제별 통합 학습 자료가 제공되어야 하며, 교과서는 교육과정과 동일한 기간을 거치기 때문에 정형화를 탈피하기 위해서라도 이를 보조할 교수-학습 자료가 제공되어야 할 필요가 있었다. 그리고 그동안의 지구과학 교육과정에서는 자연재해 중 지질재해에서 지진과 화산이 주요 주제로 다루어졌지만, 우리나라의 실정에 비추어 볼 때에 산사태 교육이 중요한 비중으로 다루어져야 할 필요성이 있었으며, STS 교육의 특성을 분석한 결과 지구과학이 기술과 사회와 직접적인 연관이 있는 만큼 교과 내용에 STS 내용을 접목시키는 형태로서 교과과정을 보충하는 학습모형으로 활용할 수 있었다. 이와 같은 내용을 참고하여 연구자는 교수-학습자료 개발에 따른 과정을 상세하게 제시하였고, 자연재해 중 산사태를 주제로 한 제7차 개정 교육과정 고등학교 지구과학 II 지각의 물질 단원의 개념을 사용할 수 있는 STS 보충 학습 수업안(학생용, 교사용)을 개발하였다. 여기에는 구체적인 교수-학습 내용의 구성과 수업 지도안이 포함되었다.

교육과정 변화에 따른 고등학교 과학 내용 비교 : 지구과학 내용을 중심으로

김지영 고려대학교 교육대학원 2010 국내석사

본 연구는 2009 개정교육과정 고시에 따라 변화된 과학 내용을 비교해 보고, 보다 더 높은 질의 교육 성과를 이룩하는데 그 목적이 있다. 시대적 요구의 변화와 가치관의 변화 및 급변하는 사회 환경 속에서 교육은 환경에 적합하게 적응할 수 있는 인간을 길러내고 보다 더 인간적이고 창의적인 인재를 키워내야 한다. 교육과정이 변화함에 따라 교육의 기본 목표와 성격, 실제 실행 방향을 잡게 되며 따라서 교육과정은 개인의 성장과 나라의 발전에 큰 영향을 미친다. 새롭게 개정된 교육과정에 의해 변화된 내용을 비교 연구한 본 연구의 결론은 다음과 같다. 첫째, 7차 교육 과정과 2007 개정 교육과정, 그리고 2009 개정 교육과정의 총론 비교를 통해 현재 고시된 2009 개정 교육과정의 개정의 특징을 살펴본 결과 교과군, 학년군 도입을 통한 집중이수제로 학기당 이수하는 과목수가 축소, 사회․과학 탐구활동, 예체능 교육, 창의적 체험활동을 강화, 기초교육 강화 및 개별 학생의 흥미, 적성에 따라 필요한 과목을 선택․집중 이수 등을 들 수 있다. 둘째, 교육과정 변화에 따라 7차 교육과정과 2009 개정 교육과정의 과학 중 지구과학의 연계성을 살펴본 결과 단원별로 차이가 있었다. 2009 개정 교육과정의 ‘우주의 기원과 진화’ 단원과 ‘태양계와 우주’ 단원은 7차 교육과정이나 2007 개정 교육과정에서 다루지 않은 내용이 포함되어 있고 지구 물리학적 지식을 요구하는 개념이 포함되어 있어서 학생들이 어려워 할 것으로 생각된다. ‘생명의 진화’, ‘정보 통신과 신소재’, ‘에너지와 환경’ 단원은 선행 지식에 비해 수준이 약간 높아지기는 했으나 실생활 관련 내용이 많이 포함되어 있고 7차 교육과정에서 배웠던 내용이 다수 포함되어 있으므로 학생들이 학습하는데 큰 어려움은 없을 것으로 보인다. 셋째, 7차 교육과정과 2009 개정 교육과정의 지구과학Ⅰ, Ⅱ 교과의 내용은 대체적으로 전체적인 내용이 변하지 않았다. 일부 변화는 ‘위기의 지구’단원이 추가되어 환경 문제에 대한 심각성을 부각시키고, 지하 자원, 사태 및 자연 재해, 한반도의 지형과 지질 및 관광 자원, 외계 생명체 탐사 등이 기존 교육과정에 비해 추가 제시된 내용이다. 2009 개정 교육과정이 바로 정착되기 위해서는 새로운 정책의 장단점을 파악하고 이에 대한 논의를 계속해서 해가야 하며, 새로운 교육과정에 의한 과학이 학생들에게 학습 흥미를 일으키게 하기 위해서는 과학 내용의 적정성 검토 및 과학학습의 융통성 및 교수의 다양화, 통합과학을 위한 연구와 교사 연수의 강화, 지구과학Ⅰ과 지구과학Ⅱ 내용의 축소 내지 시수의 증가가 필요하다.

韓國ㆍ中國의 高等學校 地球科學領域 敎科書 內容의 比較 分析

조보윤 梨花女子大學校 敎育大學院 1993 국내석사

제5차 및 제6차 교육과정에 따른 고등학교 지구과학 교과서의 비교 분석

최성수 연세대학교 교육대학원 2000 국내석사

제 5차 교육과정의 특징과 제 6차 교육과정의 특징을 알아보고 제 5차 교육과정에 따른 과학 I하, 지구과학 교과서와 제 6차 교육과정에 따른 지구과학 II 교과서를 비교 분석하였다. 교과서 내용의 수준과 범위를 TIMSS 분석틀을 사용하여 비교 분석하였다. 탐구 활동의 비교 분석은 탐구 활동의 내용과 탐구 활동의 요소로 나누어 실시하였다. 비교 분석의 결과는 다음과 같다. 첫째, 과학 I하, 지구과학 교과서와 지구과학 II 교과서가 다루고 있는 내용의 수준과 범위에는 큰 차이를 발견할 수 없었다. 이는 교과 내용에 있어서 ‘제 5차 교육과정을 부분적으로 수정 보완한다’ 는 제 6 차 교육과정의 기본 방침이 잘 적응되고 있음을 뜻한다고 볼 수 있다. 둘째, 탐구 활동의 내용에 있어서 과학 I하, 지구과학 교과서가 학문적인 내용을 주로 다룬 반면 지구과학 II 교과서는 실생활이나 과학 기술과 관련된 내용을 많이 다루고 있다. 탐구 활동의 영역도 과학 I하, 지구과학 교과서가 실험위주인 반면 지구과학 II 교과서는 실험, 자료해석, 조사, 토의 등으로 다양하게 변화하였다. 셋째, 학습분량은 과학 I하, 지구과학 교과서보다 지구과학 II에서 적게 나타난다. 넷째, 지구과학 II 교과서는 익힘문제와 단원종합문제 이외에 탐구 활동의 평가자료로서 형성평가문제와 종합탐구문제를 다루고 있다. 다섯째, 정량적인 내용을 나타내는 표와 그림의 수는 지구과학 II 교과서에서 많이 나타난다. 이상의 결과에서 나타난 바와 같이 지구과학 II 교과서는 제 6차 교육과정 개정의 중요사항을 잘 반영하고 있다. 특히 탐구활동의 내용과 영역에서 과학 I하, 지구과학 교과서와 가장 큰 차이를 보이고 있다. 그러나 지구과학 II 교과서의 경우 탐구 활동의 영역이 다양하게 나타난 점은 바람직하나, 기본적인 과학 원리에 관한 실험 영역이 부족하다. 또한, 학습동기를 유발하는 흥미있는 소재의 부재 등은 여전히 부족한 점으로 남아있다. This study compares and analyzes the unfolding structure, contents & ranges, study quantity, research contents & pattern, characteristics of illustration in the Earth Science text book I (part 2) and the Earth Science text book written according to the fifth revised curriculum and the Earth Science text book II written according to the sixth revised curriculum. The results are following. 1. There are no differences in the contents level and range of the 61 -Earth Science textbook I(part2), the Earth Science textbook and the Earth Science textbook II according to the TIMSS analysis. The reason is that a policy of the sixth revised curriculum is a partial amendment of contents of the fifth revised curriculum. 2. In research activity, the pattern and the number of research are much more various at the Earth Science textbook II. the Earth Science I (part 2) and the Earth Science deal with research contents related to science knowledge, but the Earth Science II treats research contents related to science technique and life. 3. The study quantity of the earth science II is less than the earth science textbook I(PART2) . Plus, the earth science textbook 4. The unfolding structure of the earth science textbook II is similar to that of the earth science text book I (part2) and the earth science text book . 5. The quantity of pictures and charts of the earth science II is more than the earth science textbook I(PART2) . Plus, the earth science textbook

高等學校 地球科學 敎育課程의 改善을 위한 板構造論 槪念의 分析과 再構成

김현주 梨花女子大學校 敎育大學院 1991 국내석사

초등학생들이 생각하는 지구과학자 이미지 조사

김은정 경인교육대학교 교육대학원 2011 국내석사

본 연구에서는 일반적인 과학자에 대한 학생들의 인식을 조사한 선행 연구와는 달리, 지구과학 분야로 한정하여 초등학생들이 생각하는 지구과학자 이미지를 조사하였다. 연구 대상은 경기 북부의 한 초등학교 4학년 138명(남학생 68명, 여학생 70명)이며, 검사 도구로는 DAST와 DAST-C를 수정하여 사용하였다. 또, DAST-C 항목들을 4개 범주로 묶어서 각 범주별로 4명의 학생들을 선정하여 총 16명을 대상으로 반구조화된 면담을 실시하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 일반적인 과학자에 대한 이미지와 가장 큰 차이를 보인 항목은 실험복(.254), 연구 상징(.116), 비밀 표시(.007), 실내 연구(.333)등이었다. 이와 더불어, 선행 연구에서는 여러 명의 과학자들이 함께 등장하는 경우가 9% 정도인데 비하여 본 연구에서는 여러 명의 과학자들이 함께 등장하는 경우가 29.7%로 높게 나타났다. 둘째, 범주별로 4명의 학생들을 선정하여 시행한 면담을 통해서 학생들의 인식을 구체적으로 알게 되었다. 학생들은 지구 과학의 연구 대상은 시간이 오래 소요되며 연구 장소는 지구 과학자가 주로 지층이나 화석을 찾기 때문에 야외라고 생각하였다. 그리고 지구 과학에서 필요한 중요한 연구 방법은 주로 관찰이나 보고 등이라고 하였으며 지구 과학의 연구 문제에 대해서는 지층이나 화석이 생성된 시기, 종류 등이라는 한정된 진술이 대부분이었다. 또한, 지구 과학자 이미지는 돌아다니면서 무엇인가를 찾아야 한다는 이유를 들어서 젊은 과학자의 모습이 많이 나타났다. 마지막으로, 학생들은 지구 과학 자체는 위험하다고 생각하면서 동시에 안전 장비에 대한 착용이 미비한 모순된 진술을 하였다. 결론적으로 초등학생들도 지구 과학자에 대하여 어느 정도 지구과학의 학문적 특성이 반영된 이미지를 가지고 있다고 할 수 있으며, 이러한 학생들의 인식을 고려한 초등과학수업이 이루어져야 한다는 점을 시사 받을 수 있었다. In this study, I investigated the perceptions of elementary school students regarding Earth-scientists, while a number of previous studies have focused on elementary school students’ perceptions of general scientists. A modified DAST and DAST-C were administered to 138 fourth graders (68 boys and 70 girls) from an elementary school in Northern Gyeonggi province, Korea. Four students were selected for each of four categories of the DAST-C items, and semi-structured interviews were conducted among these same students, for a total of 16 students. The results of this study are as follows. First, significant differences in the students’ perceptions of Earth-scientists and general scientists were found concerning lab coats (.254), study symbols (.116), secret marks (.007), and indoor studies (.333). Moreover, while previous studies showed that only 9% of students thought that general scientists worked together, 29.7% of elementary school students believed that Earth scientists worked in groups. Second, the interviews with the groups of four students revealed details of their perceptions. First, the students thought that the objects of Earth scientific research developed over a long time period and that the research was usually performed outdoors, since Earth scientists study strata and fossils. Second, the students considered ‘observing’ and ‘reporting’ (i.e., describing) as the main skills required in Earth science. Their perceptions of research questions in Earth science were also limited to, for example, the formation and the types of fossils and strata. Third, the students believed that Earth scientists were mostly young because they had to travel around the world to find information. Fourth, although the students viewed Earth science as dangerous, their description of Earth scientists included incomplete safety equipment. It is concluded that perceptions of Earth scientists among Korean elementary school students reflect some aspects of the nature of Earth science and that it is necessary to consider these perceptions in teaching elementary school science.

韓國 高等學校 地球科學 敎育課程 變遷 硏究

우수경 梨花女子大學校 敎育大學院 1990 국내석사

초ㆍ 중ㆍ고등학교 지구과학 실험내용 및 연계성에 관한 연구

조선진 梨花女子大學校 敎育大學院 1992 국내석사