이 연구에서는 우리나라 초·중·고등학교 학생을 대상으로 학년 및 학교급에 따른 학생의 과학긍정경험의 추이와 하락 원인을 조사하였다. 이를 위해 서울특별시에 있는 일반 초·중·고등학교에서 4학년~10학년 학생을 학년별로 표집한 후, 학생들의 과학긍정경험 및 하락 원인을 묻는 설문을 시행하였다. 과학긍정경험 지표 검사에 대한 일원 분산 분석 결과, 전체 평균에서는 학년과 학교급에 따라 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 그러나 과학긍정경험의 하위 영역별로는 결과가 다소 다르게 나타났다. 즉 과학학습정서에서는 중학생보다 초등학생의 평균이 통계적으로 유의하게 높았으며, 초등학교 4학년의 평균이 중학교 1학년, 중학교 3학년, 고등학교 1학년의 평균보다 각각 유의하게 높았다. 과학관련 진로포부에서는 중학생보다 고등학생의 평균이 통계적으로 유의하게 높은 것으로 나타났다. 과학관련 자아개념, 과학학습동기, 과학관련 태도에서는 학년 및 학교급에 따른 점수 차이가 통계적으로 유의하지 않았다. 과학긍정경험의 하위 영역별 주요 하락 원인은 학교급에 따라 다소 달랐다. 이러한 결과를 바탕으로 학년 및 학교급에 따라 과학긍정경험을 향상시키는 방안을 모색하였다.
이 연구에서는 초 중 일반계 고등학교 과학과 평가의 실태를 고찰하고자 하였다. 이를 위해 초등학교 60개교, 중학교 40개교, 일반계 고등학교 20개교를 표집하여 설문지를 발송하였고, 초등학교 교사 292명, 중학교 교사 110명, 고등학교 교사 116명, 총 518명의 응답 결과를 얻었다. 설문 조사 결과, 학교급이 올라갈수록 지필평가의 비율이 늘고 수행평가의 비율이 줄어들고 있었다. 그리고 과학과 지필평가에서 서술형 문항의 비율이 선다형 문항에 비해 낮았고, 중 고등학교는 초등학교와 비교할 때 선다형 문항의 비율이 높았다. 또한 지필평가에서 지식 영역과 탐구 영역의 출제 비율을 살펴본 결과, 학교급, 성별, 교직 경력과 상관없이 모두 지식 영역이 탐구 영역보다 출제 비율이 더 높았다. 채점 시간을 고려하여 서술형 문항을 제한된 범위에서 실시하는 경우가 많은데, 이러한 경향은 초등학교보다 중 고등학교에서 더 많이 나타났다. 교사들은 서술형 문항을 개발하여 실시함으로써 학생들의 이해 수준을 파악할 수 있음을 잘 인식하고 있는 경우도 있지만, 서술형 문항에 대한 채점 결과를 신뢰하기 어려워서 서술형 문항을 제대로 개발하지 않는 것으로 나타났다. 한편 고등학교의 경우 수행평가를 실시 목적에 맞게 실시하는 비율이 가장 낮게 나타났다. 교사들은 학생들의 다양한 능력을 평가하기 위해 수행평가를 실시 목적에 맞게 실시하는 경우도 있지만, 수행과 관련되어서만 평가하고 시간과 노력이 많이 필요해서 수행평가를 형식적으로 실시하는 경우도 있었다. 학교 현장에서 수행평가가 실시 목적에 맞게 실시되고 서술형 평가가 정착되며 탐구 영역의 출제가 원활하게 이루어지도록 교사 연수, 실험과 평가 지원을 위한 조교 배치 등 행 재정적 지원이 필요하다.
학교에서 표준화된 원자력 및 방사선 기초교육을 실시하기 위해 학생, 과학교사, 전문가의 입장을 반영한 교육과정을 개발하였다. 초(78.4%), 중(78.6%), 고등학교(93.1%) 모두 높은 빈도로 원자력 및 방사선에 대한 학교교육이 필요하다고 나타냈다. 교과목 제목은 초등학교의 경우 "방사선과 생활", 중, 고등학교의 경우 "원자력과 방사선"이다. 학급별로 한 학기, 주당 1시간(초등학교 40분, 중학교 45분, 고등학교 50분 기준) 교육을 요구하였다. 교재는 얇고, 만화와 사진이 많이 포함된 것을 요구하였다. 교육 시작시기로는 초등학생은 6학년, 중학생은 2학년, 고등학생은 1년 때 배우는 것을 요구하였다. 교육형태는 정규교과가 아니라 창의적 체험학습으로 학교와 과학교사의 필요에 따라서 선택하는 것을 선호하였다. 학급별로 교육시간, 교재형식, 교육형태, 교육의 필요성에 대해서 모두 같은 요구 경향을 나타냈다. 고안된 교육과정을 모의 실시한 결과 전체적인 적합도는 5점 만점에서 초등학생 $3.88{\pm}0.60$점, 중학생 $3.89{\pm}0.60$점, 고등학생 $3.66{\pm}0.63$점으로 모두 70점(100점 만점 기준) 이상의 수준을 나타냈다. 본 연구는 원자력 및 방사선이해를 바탕으로 가치판단의 능력을 함양하기 위한 학교 교육과정을 최초로 고안했다는 것에 큰 의미를 둔다. 그러나 원자력 및 방사선에 대한 학교 교육이 실현되기 위해서는 후속조치로 교육과정에 적합한 교재개발, 관련 법령 개정, 교안제공 등이 이루어져야 한다.
이 연구의 목적은 케플러가 어떻게 망막 상 이론 형성과정에서 문제를 발견하였는지를 조사하고 그 당시 상황을 과학고등학교 학생들에게 제시했을 때 얼마나 많은 과학 고등학교 학생들이 케플러가 발견한 것과 같은 문제를 발견하는가를 조사하는 것이었다. 그 결과를 일반 고등학교 학생들의 경우와 비교하였다. 케플러는 당시의 시각이론에 대해 비판적으로 분석하고 과학적 실험에 근거한 지식을 기반으로 문제를 발견하였다. 과학고등학교 학생들은 중학교 과정까지 상당한 정도의 광학 개념과 생리학적 개념을 학습하였다. 그럼에도 있음에도 불구하고 케플러 당시의 문제 발견 상황을 제시했을 때 케플러가 발견한 것과 같은 광학적 불가능성 문제를 발견하여 제시한 학생은 한 명도 없었다. 다만 30명 중에서 5명의 학생이 시각 개념을 과학자적으로 표현함을 볼 때 이들은 케플러와 같은 문제발견 가능성을 보였다. 교과서 분석을 포함한 본 연구 결과는 창의성의 핵심 요소인 과학적 문제를 발견하는 능력에 대한 체계적 교육이 필요함을 시사하고 있다.
일본에서는 학생들의 심각한 학력 저하 문제를 해결하기 위한 논의가 활발하게 전개되고 있다. 초.중.고등학교의 교육과정에 해당하는 새로운 '학습지도요령'이 올 연말에 발표될 예정이다. 과학교육을 중심으로 지금까지 일본에서 논의되어 왔던 내용과 앞으로의 개혁 방향에 대해 살펴본다.
본 논문에서는 수학교육용 소프트웨어에서 확률적 현상을 경험한 이후 과학 그래프 해석에 있어 확률론적 관점을 도입하여 해석하는 학습자의 관점의 변화를 제시한다. 이 연구에서 11명의 고등학교 1학년 학생은 수학교육용 소프트웨어인 지오지브라(GeoGebra)를 활용하여 학습자가 평면 상에서 수직선이나 반원 위에 점을 찍는 활동을 통하여 기하학적 확률을 경험하였으며 이와 같은 경험을 토대로 물의 상평형 그래프를 해석하였다. 물의 상평형 그래프에 나타나는 얼음(고체), 물(액체), 수증기(기체)의 상태 변화에 대하여 각 상태가 나타나는 온도-압력의 영역 간의 경계에 대하여 학습자는 기하학적 확률을 적용하여 해석하려고 하였으나 경계선 위의 온도-압력의 물의 미시적 구조를 표현하는 과정에서 4명의 학생만 확률론적 관점으로 해석하고 그렇지 못한 학생들은 상태의 공존을 물질적 관점이나 과정적 관점으로 이해하였다.
The contents of current physics textbooks in Korean high school and those of the forergn country (America and Japan)have been investigated. Especially the contents related to energy have been examined. Comparing and analyzing the results, we have suggested the method of improvement of the energy education in high school curriculum.
현대의 전기문명을 향유하고 이를 바탕으로 과학기술력의 강국이 되기 위하여 우리나라는 학교 교육에서 얼마나 이에 대한 노력을 하고 있는지 궁금하다. 이에 대하여 알아보기 위한 한 방법으로 본 연구에서는 전기와 자기에 관련된 내용을 학교에서 얼마나 많이 언제 가르치고 있는지를 우리나라와 세계 주요 국가들과의 전기와 자기에 관한 교육과정을 비교하여 알아보았다. 국제비교에 선정된 국가는 일본, 대만, 미국, 영국, 싱가포르 등으로 선진국이거나 우리나라와 과학기술력에서 경쟁이 되는 국가들로 하였다. 비교는 각 국의 교육과정에 기술된 전기와 자기에 관한 내용을 간단한 용어로 표현하여 학습주제를 선정하고, 이 학습주제들을 각 학교 급별로 얼마나 많이 다루고 있는지 국가 간 비교를 하였다. 우리나라의 경우 중학교와 고등학교 1학년에서 전기와 자기에 관하여 아주 적은 량의 학습을 시키다 고등학교 선택과정에서 갑자기 많은 학습을 시키는 것으로 나타났으며, 우리나라는 트랜지스터 등 전자소자 및 전자 회로 교육에 대하여 소홀히 하는 것으로 나타났다.
정보과학의 발진은 급속도로 발전하고 있다. 가장 기초적인 정보 과학의 교육이 이루어지는 현행 중등 컴퓨터 교육은 어떠한 교과보다도 창의적인 자기 주도적 학습 및 개별학습이 필요하다. 컴퓨터 활용을 위한 교육보다는 컴퓨터 과학으로서의 컴퓨터 교육이 필요할 뿐 아니라 학생의 학습환경, 학습동기 및 흥미, 선행학습정도, 교과 수업의 참여도 등에 따라 학생 개개인의 능력 차이를 고려한 학습자의 개인의 학습능력에 맞는 수준별 교육이 필요하다. 고등학교 컴퓨터 교과 교육에서의 컴퓨터 과학으로서의 교육효과를 위해 학습자 학습 능력에 맞는 교육과정을 설계하였고 보충학습과 심화학습을 위한 자기 주도적 학습 방법인 웹에서의 학습 방법을 도입하여 학습의 효과를 높이고자 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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