2015 개정 중학교 과학1 체험학습 프로그램 개발 : 국립과천과학관의 과학탐구관을 중심으로|RISS 상세보기

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The 2015 Revised Science Curriculum, which is the current curriculum in Korea, focuses on enhancing students' scientific inquiry skills and emphasizes participatory learning where students discover and learn on their own. As part of the constructivist educational approach, experiential learning is introduced, allowing students to have diverse experiences through direct interaction with the environment. Particularly in science education, experiential learning using science museums is significant, as it provides opportunities for high-level science education with tangible objects or models that are difficult to encounter within the school's constraints.
However, despite discussions on the importance of experiential learning and positive perceptions of using science museums in teaching, experiential activities are not actively conducted in schools due to the lack of teachers' assistance in pre-and post-programming, as well as insufficient materials and information. In this sense, the development of science museum experiential learning programs that are practically linked to school science curricula is crucial. In this study, we analyzed the frequency of science practices in textbook inquiry activities related to the 'Light and Waves' unit in the 2015 Revised Science Curriculum and the related exhibits in the Gwacheon National Science Museum. Based on this analysis, we developed and provided a science-practice-based experiential learning pre-and post-program.
The selected 'Light and Waves' unit for first-year of middle school students often involves incomplete experiences through sensory organs before learning the unit. At this point, offering inquiry activities where students can experiment and experience directly is considered effective in inducing cognitive conflicts, which is effective in conceptual change. Therefore, selecting this unit for experiential learning operation is appropriate. In this context, the Gwacheon National Science Museum possesses numerous exhibits related to the 'Light and Waves' unit and supplementary materials available on its website, making it a valuable
educational resource.
The results of analysis revealed that the textbook inquiry activities included science practices 2 'Plan and conduct investigations' and science practices 3 'Analyzing and interpreting data' in all inquiry activities. However, there were no inquiries that included science practices 1 'Asking questions and defining problems' and science practices 8 'Obtaining, evaluating, and communicating information.' Similarly, the exhibits at the Gwacheon National Science Museum related to the 'Light and Waves' unit included science practices 2 'Plan and conduct investigations' in all programs but lacked exhibits that included science practices 1 'Asking questions and defining problems,' science practices 6 'Discussing based on evidence,' and science practices 8 'Obtaining, evaluating, and communicating information.'
Therefore, in this study, in the three sessions of experiential learning, which are pre-experience, experience, and post-experience, we used activity sheets to emphasize science practices 1 'Asking questions and defining problems' and science practices 8 'Obtaining, evaluating, and communicating information,' which were not included in the analysis results, to complement them and allow students to experience a variety of science practices evenly. In the pre-experience session, before visiting the Gwacheon National Science Museum, students briefly learned about the scientific concepts of the unit in the classroom, designed their own inquiries, and created questions to induce motivation and supplement science practices 1. Additionally, we conducted an online pre-survey about the Gwacheon National Science Museum to enhance the effectiveness of experiential learning. In the experience session, we designed activities for students to actively participate by finding answers to their questions during the activity. Group activities were conducted to ensure that definitional aspects of education could also be achieved in experiential learning. After the activity, students freely shared and communicated what they had learned with the whole class, allowing them to experience science practices 8. Through these activities, we expect that science-practice-based experiential learning using the Gwacheon National Science Museum will be operated in-depth, leading to positive educational effects.

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국문 초록 (Abstract)

우리나라의 현행 교육과정인 2015 개정 과학과 교육과정은 학습자의 과학 탐구 역량 강화에 초점을 두고 있으며 학습자 스스로 발견하며 배우는 참여형 수업을 강조하고 있다. 학습자가 스스로 지식을 발견하며 배우는 구성주의적 교육 방법의 일환으로, 학생들이 환경과의 직접적인 상호작용을 통해 다양한 경험을 하는 체험학습이 있다. 특히 과학 교과에서 과학관을 활용한 체험 학습은 교실 환경의 제약을 벗어나 학교에서 접하기 어려운 실물이나 모형을 통해 다양하고 수준 높은 과학 교육이 이루어질 수 있다는 점에서 의미가 있다.
그러나 체험학습의 필요성에 대한 논의와 과학관 활용 수업에 대한 긍정적인 인식에도 불구하고, 학교 현장에 체험 활동이 이뤄지는 동안 교사의 도울 사전·사후 프로그램이나 자료, 정보의 부족으로 체험 학습이 활발히 이뤄지지 않고 있다. 이러한 의미에서 학교 과학 교육과정과 실질적으로 연계되는 과학관 체험학습 프로그램의 개발은 중요하다. 이에 본 연구에서는 2015 개정 과학과 교육과정 ‘빛과 파동’ 단원 내 교과서 탐구 활동과 이와 관련한 국립과천과학관 전시물에 포함된 과학 실천의 빈도수를 분석하여 과학관을 활용한 과학 실천 기반 체험학습 사전·사후 프로그램을 개발하여 제공하였다.
본 연구에서 선정한 중1 ‘빛과 파동’ 단원은 학생들이 해당 단원을 학습하기 전부터 감각 기관을 통해 겪은 불완전한 경험으로 인해 선개념을 가지고 있는 경우가 많은데, 이 때 학생들이 직접 실험해보고 경험해볼 수 있는 탐구 활동을 제공하여 학습자로 하여금 인지적 갈등 상황을 유발하는 것이 개념 변화에 효과적이라는 연구가 있다. 따라서 체험 학습 운영 단원으로 해당 단원을 선정하는 것이 적합하다고 판단하였다. 이러한 맥락에서 국립과천과학관은 빛과 파동 단원과 연계한 전시물을 다수 보유하고 있으며, 사이버 전시관 및 보조자료도 홈페이지에 탑재되어 있어 교육적 가치가 높을 것으로 사료되어 분석 대상으로 선정하였다.
분석 결과 교과서 탐구 활동에는 과학 실천 2 ‘조사 계획하고 수행하기’와 과학 실천 3 ‘자료 분석하고 해석하기’는 모든 탐구 활동에 포함되어 있었으나, 과학 실천 1 ‘질문하고 문제 규정하기’와 과학 실천 8 ‘정보를 얻고, 평가하고, 소통하기’가 포함된 탐구는 없었다. 또한 빛과 파동 단원과 관련성이 있는 국립과천과학관의 전시물에는 과학 실천 2 ‘조사 계획하고 수행하기’는 모두 포함되어 있으나 과학 실천 1 ‘질문하고 문제 규정하기’, 과학 실천 6 ‘증거에 기초하여 논의하기’, 과학 실천 8 ‘정보를 얻고, 평가하고, 소통하기’가 포함된 전시 프로그램은 없음을 확인할 수 있다.
이에 본 연구에서는 체험학습 전시, 본시, 종료의 총 3차시 수업에 모두 활동지를 활용하여 분석 결과 포함되지 않았던 과학 실천 1 ‘질문하고 문제 규정하기’와 과학 실천 8 ‘정보를 얻고, 평가하고, 소통하기’을 강조하여 이를 보완하고 학생들이 과학 실천을 고루 경험할 수 있도록 하였다.
체험학습 전 차시에서는 국립과천과학관의 전시물을 관람하기 전, 교실 환경에서 해당 단원의 과학적 개념에 대해 간략히 학습한 후 스스로 탐구를 설계하고 질문을 만드는 활동을 통해 동기 유발 및 과학 실천 1을 보완하였고, 관람지인 국립과천과학관에 대한 온라인 사전 답사를 통해 체험 학습의 효과를 높이고자 하였다. 또한 체험학습 본 차시에서는 활동 중에 스스로 질문에 대한 답을 찾아가며 능동적으로 활동에 참여할 수 있도록 하였고, 모둠별 운영을 통해 체험학습 시 얻을 수 있는 정의적 측면의 교육도 함께 이뤄질 수 있도록 하였다. 활동 종료 후, 학습한 내용에 대해 반 전체에서 자유롭게 공유하고 소통함으로써 과학 실천 8을 경험할 수 있도록 하였다. 이를 통해 국립과천과학관을 활용한 과학 실천 기반 체험학습 수업이 심도있게 운영되어 긍정적인 교육적 효과가 나타날 것으로 기대한다.

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우리나라의 현행 교육과정인 2015 개정 과학과 교육과정은 학습자의 과학 탐구 역량 강화에 초점을 두고 있으며 학습자 스스로 발견하며 배우는 참여형 수업을 강조하고 있다. 학습자가 스스...

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