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과학 교과서에서 기압과 대기압에 대한 설명 방식의 차이점 분석 (Analysis of Differences of Explanation on Gas Pressure and Atmospheric Pressure in Science Textbooks)

  • 백성혜;송주현
    • 한국과학교육학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.240-251
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    • 2002
  • 이 연구에서는 초등학교 자연 교과서, 중학교 과학교과서, 고등학교 화학 교과서와 지구과학 교과서, 그리고 대학교 일반화학 및 일반지구과학 교과서 중심으로 기압과 대기압에 대한 설명 방식의 차이점을 3가지 유형으로 분석하였다. 유형 1은 무게로 설명하는 경우이며, 유형 2는 단위 면적에 작용하는 공기의 압력으로 설명하는 경우이고, 유형 3은 기체 분자 운동으로 설명하는 경우이다. 과학 교과서 분석 결과, 초등학교 자연 교과서는 유형 1로, 중 고등학교 화학 영역 교과서에서는 모두 유형 3으로 설명하였으며, 지구과학 영역 교과서에서는 주로 유형 1로 설명하였다. 한편, 대학교 일반화학 교과서는 주로 유형 1과 유형 2로 설명하였으며, 일반지구과학 교과서는 중 고등학교 지구과학 영역 교과서와 마찬가지로 주로 유형 1로 설명하였다. 이러한 과학 교과서에서 기압과 대기압에 대한 설명 방식의 차이는 학생들이 기압과 대기압을 이해하는데 혼란을 가져올 수 있을 것이라고 생각된다.

지구과학 교과서에 사용된 그래프의 유형 및 특징 분석 (Analysis of Graph Types and Characteristics Used in Earth Science Textbooks)

  • 이진봉;이기영
    • 한국과학교육학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.285-296
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    • 2007
  • 본 연구에서는 지구과학 그래프 유형을 분석하기 위한 기준을 만들고, 과학 교과서 비교 분석을 통하여 지구과학 그래프의 유형과 특징을 파악함으로써 지구과학 교과서에서 그래프의 기능과 구조에 대한 시사점을 얻고자 하였다. 지구과학 교과서 분석 결과, 선 그래프와 등치선도가 많이 사용되고 있는 것으로 나타났다. 선 그래프 중에는 단순 선 그래프 이외에도 다중 선 그래프와 YX 그래프의 사용 비율이 특히 높았다. 다른 과학 교과의 그래프와 비교 분석한 결과, 지구과학 교과는 다른 과학 교과에 비해 사용되는 그래프의 수가 많고 그 유형이 다양함을 알 수 있었다. 특히, 다른 과학 교과에 비해 선 그래프의 비율은 낮은 반면 등치선도, 분산 그래프 등의 비율이 높았다. 선 그래프 중에서는 특히 YX 그래프의 비율이 다른 교과에 비해 매우 높아 지구과학 교과의 가장 특정적인 그래프인 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 지구과학 교과서에서 그래프의 구조와 기능면에서의 개선을 시사하며, 학생들의 그래프 해석 능력에 대한 후속 연구를 제안한다.

최근 30년간 미국에서 행하여진 초등 과학 교과서 분석에 대한 연구 및 초등 과학 교과서 도입 단원에 나타난 과학의 본성에 대한 분석 (A Review of Elementary Science Textbook Analysis Research Conducted over the Past Three Decades in the United States and Analysis of the Nature of Science in the Introductory Chapter of U.S. Elementary Science Textbooks)

  • 이영희
    • 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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    • 제31권3호
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    • pp.398-412
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    • 2012
  • 과학 교과서는 과학 교육에 있어서 아주 중요한 역할을 하여 왔다. 교과서는 학생들이 학문적 경험을 하게끔 주도하며 학교 교육을 대표하는 수단이라고 할 수 있다(Valverde, Bianchi, Wolfe, Schmidt, & Houang, 2002). 그러나 과학 교육에서 교과서의 중요한 역할에도 불구하고, 국내외에서 그 연구가 미비하였다 (Good, 1993). 이 연구의 첫번째 과제로써 과학 교과서 연구 현황을 살펴보기 위해 지난 30여년간 미국에서 이루어진 초등 교과서와 관련된 연구들을 분석 및 정리하였다. 한편 과학의 본성에 대한 이해는 지난 반세기 동안 과학 교육에서 하나의 중요한 목표가 되어 왔으며, 미국의 여러 국가적 차원의 지침서에서는 그 중요성을 강조하였다 (NRC, 1996; AAAS, 1990, 1993). 그럼에도 불구하고 과학 교과서 연구에서 과학의 본성에 관련한 선행 연구가 거의 없다는 것을 알고, 본 연구의 두번째 과제로써 현재 미국 초등 교과서에 나타난 과학의 본성에 대한 연구를 4가지 주제에 근거하여 분석하였다. 과학의 본성에 대한 4가지 주제는 (a)지식 체계로서의 과학, (b) 탐구 방법으로의 과학, (c) 생각의 방법으로의 과학, 그리고 (d) 과학과 기술, 그리고 사회와 연관된 관계 (Chiappetta, Fillman, & Sethna, 2004)로서, 본 연구에서는 미국 초등 과학 교과서에 나타난 이 4가지 주제를 학년별 및 출판사별로 4가지 영역의 포함 정도를 퍼센트로 산출하였다. 또한 도입 단원 전체를 분석하였으므로, 단원 전반적 내용에 내포된 과학의 본성에 대한 측면을 연구자의 직관과 전문성에 근거하여 서술적인 방식으로 토의하였다.

한국과 미국의 초등학교 과학 교과서 분석 (Elementary Science Textbook Analysis of Korea and the United States)

  • 김효남;박도영
    • 과학교육연구지
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    • 제33권2호
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    • pp.258-270
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    • 2009
  • 과학교과서는 한국과 미국에서 가장 많이 쓰이는 교수 학습 자료이다. 과학교육목표와 과학교과내용의 특징을 분석하기 위하여 한국과 미국의 초등학교 과학 교과서를 분석하였다. 한국과 미국의 1학년과 4학년 과학 교과서 각각 100 쪽을 무작위로 선택하여 과학교육목표를 분석하였다. 1학년에서 6학년까지의 생명 영역의 과학 내용이 분석되었다. 한국의 1학년 과학내용은 슬기로운 생활 교과서를 분석하였는데, 슬기로운 생활 교과는 과학교과와 사회교과의 통합교과이다. 미국에서 많이 쓰이고 있는 초등학교 교과서 중 하나인 Harcourt Science의 1학년과 4학년 교과서를 분석하였다. 과학교육목표분석체계는 과학 지식, 과학적 탐구, 과학적 태도, STS, 그리고 과학 철학과 역사로 구성되어 있다. 한국과 미국의 초등학교 과학 교과서의 내용을 분석한 결과는 다음과 같다. 미국의 초등학교 과학 교과서는 과학적 탐구 보다 과학 지식을 더 많이 포함하고 있었다. 한국의 과학 교과서는 과학 지식 보다는 과학적 탐구를 더 많이 포함하고 있었다. 미국의 초등학교 과학 교과서는 생명 영역의 일부 주제에 대하여 한국 보다 더 어려운 내용을 다루었고, 세포나 생태계의 종류에 대해서는 여러 학년에 걸쳐 반복적으로 다루고 있는 것으로 분석되었다.

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중학교 2학년 학생들의 과학 교과 역량에 대한 인식 (Eighth Grade Students' Perception of the Science Core Competencies)

  • 김갑영;김재현;장낙한;김현정
    • 과학교육연구지
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    • 제44권2호
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    • pp.157-166
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    • 2020
  • 이 연구에서는 중학교 2학년 과학 교과서에서 제시하고 있는 과학 교과 역량의 반영 정도와 중학교 2학년 학생들의 과학 교과 역량에 대한 인식을 구체적으로 살펴보았다. 이를 위하여 중학교 2학년 과학 교과서에서 명시적으로 과학 교과 역량을 제시한 빈도를 분석하였으며, 충남 지역의 3개 학교 400명을 대상으로 과학 교과 역량에 대한 인식을 설문 조사를 통해 알아보았다. 설문 조사는 5단계 리커트 척도로 구성된 15개 문항과 5개의 자율 서열형 문항으로 구성되었다. 설문은 성실하게 응답한 327명의 응답을 분석하였으며, 설문 결과의 해석을 위하여 사후 면담을 실시하였다. 주요 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 중학교 2학년 과학 교과서에서는 과학 교과 역량 중 '과학적 사고력', '과학적 탐구 능력', '과학적 의사소통 능력'의 비중이 크며, 학생들은 교과서에 '과학적 사고력', '과학적 탐구 능력', '과학적 문제 해결력'의 비중이 높은 것으로 인식하고 있었다. 둘째, 학생들은 학교에서 이루어 지는 평가에서 '과학적 탐구 능력'과 '과학적 문제 해결력'의 비중이 높고, '과학적 의사소통 능력'과 '과학적 참여와 평생 학습 능력'의 비중이 매우 낮다고 인식하고 있었다. 셋째, 학생들이 인식하는 과학에서 가장 중요한 교과 역량은 '과학적 문제 해결력'이고, 과학에서 가장 얻고 싶은 역량은 '과학적 탐구 능력'이었으며, 미래사회를 살아가는 데 가장 필요한 역량은 '과학적 의사소통 능력'으로 나타났다. 넷째, '과학적 참여와 평생 학습 능력'의 경우 과학 소양의 중요한 요소이나 과학 교과서를 구성하는 비율이 낮고 학생들도 과학에서의 중요성이나 필요성을 인식하지 못하고 있었다.

초등 과학 교과서의 교육과정 시기별 탐구 성향 비교 분석: Romey 분석법을 이용한 선행 연구 결과 비교를 중심으로 (The Analysis on Inquiry Tendency of Elementary Science Textbooks by Curriculum Period: Focusing on the Comparison of Results of Previous Studies Using Romey's Method)

  • 장명덕
    • 대한지구과학교육학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.166-181
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    • 2023
  • 이 연구의 목적은 초등 과학 및 타 교과 교과서에 대한 Romey의 참여지수를 보고한 선행 연구들의 비교를 통해 교육과정 시기별 초등 과학 교과서의 탐구 성향의 변화 및 그 적절성에 대해 검토하는 것으로, 연구 결과를 요약하면 다음과 같다: 첫째, 본문 지수(T)의 경우, 제3차 교육과정 과학 교과서는 극히 탐구적인 교과서로 판정되는 값이지만(T>18), 이후 지속적으로 감소하며, 2007 개정 및 2015 개정 교육과정 교과서는 각각 권위적(비탐구적)인 교과서로 판정되는 값(T=0.25)과 적절한 탐구 수준의 교과서로 판정되는 값(T=0.99)에 근접한다. 수시 개정 체제 이후 과학 및 타 교과 교과서의 T값을 비교해보면 별 차이가 없는 수준이다; 둘째, 그림 · 도표 지수(FD) 또한 교육과정 시기별로 지속적으로 감소하는 양상이다(제3차 과학 교과서 : FD>2.75 → 2015 개정 과학 교과서 : FD=0.14). 특히 2015 개정 과학 교과서의 FD값은 비탐구적인 교과서로 판정되는 수준으로, 최근 보고되고 있는 타 교과 교과서의 FD값과 비교해도 낮은 수치이다; 셋째, 과학 교과서의 활동 지수(A)의 경우, 제3차부터 2015 개정 교육과정 국정 교과서에 이르기까지 점차 감소하지만 모두 탐구하기에 알맞은 교과서로 판정되는 값이다(제3차 과학 교과서 : A=1.12 → 2015 개정 과학 교과서 : A=0.64). 하지만 7차 교육과정 시기 이후 과학 교과서의 A값은 타 교과 교과서와 비교하여 전반적으로 낮은 편이다. 넷째, 과학 교과서의 질문 지수(Q)는 전술한 세 지수(T, FD 및 A)에 비해 극히 제한적으로 보고되었는데, 이는 교육과정 시기별 과학 교과서 구성 체계의 차이가 주된 원인으로 보인다.

중학교 과학 교과서의 국제 비교 (International Comparison of Junior High School Science Textbooks)

  • 박윤배
    • 한국과학교육학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.19-34
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    • 1998
  • 본 연구는 한국, 미국, 호주, 일본의 중학교 ($7{\sim}9$학년) 과학 교과서를 한 종류씩 선택하여, 포함하고 있는 지식, 과정기능, 활동, 상황, 과학의 본성, 그리고 사용된 통합주제의 양과 형태를 국가별, 학년별, 내용별로 각각 비교해 보는 것을 목적으로 하고 있다. 연구결과는 다음과 같다. 교과서의 분량은 미국의 경우가 가장 많아 한국의 두배 정도나 되었고, 한국을 제외한 세 나라의 교과서에는 색채인쇄가 많았고, 편집은 2단으로 되어 있었다. 내용별로는 한국과 일본의 교과서에서는 물리, 화학, 생물, 지학의 네 영역이 같은 분량을 차지하고 있었고, 미국의 교과서에는 생물과 지학이, 호주에서는 환경과 STS를 강조하고 있었다. 모든 나라의 교과서에서 '개념'올 가장 많이 사용하고 있었고, 학년이 올라갈수록 '법칙'을 점차 강조하고 있었다. 한국의 교과서는 다른 나라의 교과서에 비해 '법칙'을 많이 다루고 있었다. 한국의 교과서에서 가장 많은 과정기능이 사용되었다. 나라별로는 한국의 교과서에는 비례와 변인통제가, 일본의 교과서에는 상관/인과와 비례가, 미국과 호주의 교과서에는 변인통제와 자료변환이 많이 사용되었다. 미국과 한국의 교과서가 호주나 일본의 교과서보다 훨씬 많은 수의 활동들을 다루고 있었다. 한국, 일본, 호주의 교과서에서는 실험과 관찰 활동이 대부분을 차지하였고, 미국의 교과서에는 관찰, 실험, 조사, 실습, 측정 활동들이 고루 다루어지고 있었다. 한국과 일본, 호주의 교과서에서는 순수과학 상황이 가장 많이 사용되었고, 미국의 교과서에는자연환경 상황이 가장 많았으나, 미국과 호주의 교과서에서는 나머지 상황들이 골고루 사용되고 있었다. 과학의 본성을 상당한 정도로 다루고 있는 호주와 미국에 비해, 한국과 일본의 교과서에서는 이에 관한 부분이 극히 적거나 전혀 없었다. 과학과 기술 간의 통합소재가 가장 많이 사용되었으며, 과학내 소재는 가장 적게 사용되었다. 한국과 일본의 교과서에서는 다른 나라에 비해 적게 사용하고 있었다.

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중학교 과학교과서의 비교분석 (Comparative Analysis of the New and Old Secondary School Science Textbooks)

  • 김성진;박승재
    • 한국과학교육학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.49-61
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    • 1985
  • 본 논문은 1981년 교육과정이 개정된 새로 편찬된 중학교 과학교과서가 학교 현장에서 효율적으로 사용되고, 앞으로의 교과서 연구와 편찬을 위한 기초 자료를 제공하려는 목적에서 신 구 과학 교과서를 문헌 연구를 통해 비교하고 분석하였다. 연구 영역은 중학교 교육 과정의 과학과 교육목표와 교과서의 기능에 비추어 5개 범주로 구분하였다. 교과내용 면에서는 신 구 과학 교과서에 수록된 주요 개념과 내용을 비교하여 개념체제와 내용 전개방식에서 변화한 점을 밝혔고, 탐구과정에 대해서는 로미의 방법을 이용하여 신 구 과학 교과서의 본문에 대하여 학생의 관련 지수를 구하고 분석하였다. 구성체제 면에서는 신 구 과학교과서의 단원 구성 체제와 그에 포함된 요소들을 단원 구성 체제의 일반적 모형에 비추어 비교하고 분석하였으며 학습 난이도에 대해서는 신 구 교과서의 내용을 비교하여 중학생의 지적 발달 수준을 넘어서는 내용의 삭제정도를 조사하였고, 제작 사항에서는 신 구 과학 교과서의 쪽수, 판형, 활자, 인쇄, 지질, 색도, 여백, 제본 등을 비교하고 기존 연구 결과에 비추어 논의하였는데 그 결과는 다음과 같다. 신 구 과학 교과서의 개념 체제에는 큰 변화가 없으나 각 학년에 물리, 화학, 생물, 지구과학 분야가 한 단원씩 수록됨에 따라 구 교과서의 단원이 축소 통합되어 관련 단원의 내용이 줄어들었고 내용 배열에 변화가 있었다. 교과 내용의 전개방식에서 구 과학 교과서가 실험, 관찰, 고찰을 통해 학생 스스로 주요 개념을 탐구하도록 한데 반해 신 교과서는 실험, 관찰의 수를 줄이고 대신 학생의 경험과 친밀한 자료를 많이 도입하여 주요 개념들을 설명하고 있다. 탐구과정 면에서 본문에 대한 로미의 관련 지수가 구 교과서 1, 2, 3학년용이 0.43, 0.48, 0.24로 1, 2학년용이 비교적 탐구적인 교과성미에 반해 신 교과서 1, 2, 3학년용이 관련지수는 0.16, 0, 11, 0.09로 신 교과서가 구 교과서에 비해 탐구적인 면이 떨어지고, 사실과 설명 위주의 교과서라고 판단된다. 구성체제 면에서 신 과학 교과서는 구 과학 교과서에 비해 도입부분을 강조하고 학습 내용을 보충 심화할 수 있는 기회를 더 많이 제공하고 있으며 삽화나 참고자료의 수를 늘이고 새로 '읽을거리'를 수록함으로써 독해가 용이하도록 하고, 학생의 관심과 흥미를 유발하려 하고 있다. 학습 난이도 면에서 신 교과서는 구 교과서에 있던 정량적인 실험과 수식의 일부를 삭제하고, 단원을 축소하고 해설을 늘렸으며, 학년간의 내용 배열 조정을 통해 학습자의 수준에 알맞도록 구 교과서의 내용을 재조직하고, 내용전개 과정에서 중학생의 지적 발달 단계를 넘어서는 방식을 부분적으로 지양함으로써 학습 난이도를 줄이고 있다. 제작사항에서 신 과학 교과서는 구 과학 교과서에 비해 판형이 커지고 지질이 향상되고 여백이 넓어지고, 제본방식이 바뀌었으나 그 외의 요소들은 변화가 없다.

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과학 교과서에 사용된 과학사 자료 분석을 위한 3차원 틀 개발 및 적용 : 지구과학 내용을 중심으로

  • 박세기;이기영
    • 한국지구과학회:학술대회논문집
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    • 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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    • pp.67-67
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    • 2010
  • 과학교육에서 효과적인 과학 수업을 위하여 과학사 도입의 중요성이 계속 강조되어 왔다. 이에 따라 과학 교과서에는 많은 과학사 자료가 사용되고 있다. 하지만 과학 교과서에 사용된 과학사 자료가 어떤 유형과 맥락에서 어떠한 역할을 하고 있는 지에 대한 면밀한 분석은 이루어지지 못한 실정이다. 이에 본 연구에서는 선행 연구와 관련 문헌 분석을 통해 과학 교과서에 사용된 과학사 자료를 분석하기 위한 3차원 틀을 개발하고, 이를 제 7차 교육과정의 과학 교과서 지구과학 내용을 대상으로 적용하였다. 개발된 분석틀은 수업맥락, 역할, 제시유형의 3개 차원으로 구성된다. 수업맥락 차원은 흥미, 사회-문화적, 인식론적, 개념적 맥락의 4가지 영역으로 세분되며, 제시유형 차원은 에피소드/일화, 발견/고안, 선형적인 발전, 역사적 실험의 4가지 영역으로 세분된다. 역할 차원은 기본적, 보충적, 탐구적의 3가지 영역으로 세분된다. 개발된 3차원 분석틀을 적용하여 과학 교과서의 지구과학사 자료들을 분석한 결과, 수업맥락 차원에서는 개념적 맥락의 과학사 자료가 모든 학년별 과학 교과서에서 가장 많았다. 역할 차원에서는 기본적 역할이 압도적으로 많았으며, 탐구적 역할의 경우에는 매우 적었다. 제시유형 차원에서는 발견/고안과 선형적인 발전 유형이 대부분이었고, 에피소드/일화 유형의 자료는 주로 흥미 맥락과 연계되어 극히 일부만 사용되고 있었다. 3차원 각 영역들을 48개의 조합으로 분석한 결과, '개념적 수업맥락-기본적 역할-발견/고안 유형'과 '개념적 수업맥락-기본적 역할-선형적 발전 유형' 2개 조합에 집중되었으며, 나머지 조합들의 빈도는 매우 낮았다. 전체적으로 3차원 분석틀 각 영역에 부합하는 과학사 자료가 과학 교과서에 다양하게 포함되지 못하고 일부 영역에만 집중되는 것으로 나타났으며, 이러한 연구 결과는 앞으로 다양한 수업맥락, 역할, 그리고 유형으로 과학사 자료들이 개발될 필요가 있음을 시사한다.

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최근 20년 동안의 초등 과학 교과서 연구 동향 분석 (Research Trends of Elementary Science Textbook: Focus on Papers Published in Domestic Journals in the Last Twenty Years)

  • 김남훈;김형진;정숙진;김동석;김지숙;임희준
    • 한국과학교육학회지
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    • 제42권5호
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    • pp.487-499
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    • 2022
  • 본 연구는 초등 과학 교과서 연구의 동향과 특징을 파악하기 위해 2001년부터 2021년까지 과학과 관련 학술지에 게재된 논문 중, 초등 과학 교과서와 관련된 연구 156편을 분석하여 교과서 분석에 관한 연구 동향을 살펴보았다. 분석 기준은 '형식'과 '주제' 두 개의 대범주로 구성하고, '형식'의 하위 범주로 '발행연도', '대상 교육과정', '분석 학년', '과학 내용 영역', '분석 대상', '발행 기관'을 '주제'의 하위 범주로는 '비교 연구', '내용 분석', '삽화', '탐구활동', '교과서에 대한 인식', '기타'로 설정하였다. '형식'에 대한 분석 결과 거의 매년 교과서 관련 연구가 수행되고 있었고 2009 개정 교육과정기에 가장 많은 연구가 수행되었으며, 전 학년(3~6학년) 및 과학의 전 영역을 대상으로 다룬 연구가 대부분을 차지하였다. 또한 과학교육 관련 학회지뿐만 아니라 비관련 학회지에서도 과학 교과서에 관한 연구가 수행되었다. '주제'에 대한 분석 결과 비교 연구, 내용 분석, 삽화, 탐구활동, 교과서에 대한 인식 순으로 연구 비율이 높았다. 초등 과학 교과서 연구 동향에 대한 분석을 바탕으로 초등 과학 검정 교과서에 대한 시사점을 얻고자 하였다.