중학교 1학년 과학 교과서 지구과학 영역에 나타난 과학적 모델 분석 = Analysis of scientific models in the earth science units of the first grade science textbook of the middle school

국문 초록 (Abstract)

이 연구의 목적은 2007년 개정 교육과정 중학교 1학년 과학 교과서 지구과학 영역에 나타난 과학적 모델을 분석하여 각 교과서에서 과학적 모델의 유형별 반영 비율 및 활용 정도를 제공하고, 일선 학교에서 선택한 교과서의 과학적 모델을 상호․보완해주는 보충 학습 자료의 개발에 실질적인 도움을 제공하고자 하는 것이다.
연구를 위하여 중학교 1학년 과학 교과서 9종의 지구과학 영역에 나타난 과학적 모델을 표상 매체, 표상 방법, 모델의 가동성이라는 세 가지 차원에서 검토할 수 있도록 개발된 분류틀을 사용하여 분류한 후 지구과학 영역에 나타난 과학적 모델과 교과서 출판사별 과학적 모델의 두 측면에서 유형별 반영 비율, 다양한 활용, 반영 횟수를 분석하였다.
연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 지구과학 영역에 나타난 과학적 모델을 단원별로 나누어 비교 분석하였다. ‘지각의 물질과 변화’ 단원에서는 166개의 과학적 모델이 수록되었고, 11가지 유형의 과학적 모델이 사용되었다. ‘지각 변동과 판 구조론’ 단원에서는 308개의 과학적 모델이 수록되었고, 12가지 유형의 과학적 모델이 사용되었다. 세 가지 차원에서는 두 단원 모두 각 차원마다 평면적 그림 모델, 모상 모델, 정적 모델이 가장 많이 사용되었다.
둘째, 교과서 출판사별로 과학적 모델의 유형 및 반영 정도를 비교 분석하였다. ‘지각의 물질과 변화’ 단원에서 가장 많은 모델을 사용한 교과서는 22개를 수록한 F 교과서였으며, 다양한 유형의 모델을 사용한 교과서는 11가지 유형을 수록한 B, C, D, F, G 교과서였다. ‘지각 변동과 판 구조론’에서 가장 많은 모델과 다양한 유형의 모델을 사용한 교과서는 46개의 모델과 12가지 유형을 수록한 I 교과서로 동일하였다. 교과서 전체에 나타난 과학적 모델의 수는 I 교과서가 66개로 가장 많았으며, 다양한 유형의 모델을 고르게 사용한 교과서는 단원별 각각 11가지 유형을 수록한 C 교과서였다. 또한, 다양성이 가장 부족한 교과서는 단원별 각각 9가지 유형을 수록한 H 교과서였다. 과학적 모델의 유형별 반영 비율은 모든 교과서에서 단원에 상관없이 각 차원에서 평면적 그림 모델, 모상 모델, 정적 모델이 가장 많은 빈도수를 차지하였다.
이러한 연구 결과로 볼 때, 교과서에 등장하는 과학적 모델의 수에는 한계가 있고, 다양한 유형이 사용되고는 있지만 교과서마다 부족한 부분들이 있음을 알 수 있다. 교과서는 그 특성상 포함할 수 있는 내용에 한계가 있기 때문에 부족한 점을 보완하기 위해서는 교과서 외에 다양한 학습 자료가 필요하다고 생각한다. 그리고 이러한 자료의 제공은 학교 현장에서 주로 교사들에 의해 이루어지므로 그들의 역할이 중요하다고 생각한다. 따라서 과학적 모델을 기반으로 하는 효과적인 교수-학습을 위해서는 과학적 모델에 대한 개념과 중요성에 대한 교사들의 인식이 필요하므로 이에 대해 연구해 볼 필요가 있다. 또한, 이 연구는 중학교 1학년 과학 교과서 지구과학 영역의 지질학 분야의 내용만 포함하고 있기 때문에, 대기․해양, 천문 분야나 물리, 화학, 생물 영역의 과학적 모델 분석에 대한 연구가 계속되어 과학적 모델을 활용한 교수-학습의 기초 자료로 제공되어야 할 것이다.

목차 (Table of Contents)

• I. 서론 1
• 1. 연구의 필요성 및 목적 1
• 2. 연구 문제 4
• 3. 용어의 정의 5
• 4. 연구의 제한점 6
• II. 이론적 배경 7
• 1. 과학적 모델 7
• 2. 과학적 모델을 통한 정신 모델 형성 9
• 3. 과학적 모델의 유형 12
• 4. 교과서에서 과학적 모델의 사용 18
• 5. 선행 연구의 고찰 20
• III. 연구 방법 23
• 1. 연구 절차 23
• 2. 연구 대상 24
• 3. 연구 내용 26
• 4. 분석 기준 27
• IV. 연구 결과 및 논의 30
• 1. 지구과학 영역에 나타난 과학적 모델 분석 30
• 2. 교과서 출판사별 과학적 모델 분석 42
• Ⅴ. 결론 및 제언 49
• 1. 결론 49
• 2. 제언 51
• 참고문헌 52
• ABSTRACT 55