2015 개정 교육과정의 '내용 체계'에는 '핵심 개념', '일반화된 지식', '기능'이 새롭게 도입되었고, 이 중 '기능'의 경우 과학과 교육과정에서는 명확하게 정의되어 있지 않다. 그리고 과학 교과의 모든 '영역'에서 '기능'을 획일적으로 제시하는 문제가 있다. 이에 본 연구에서는 2015 개정 과학과 교육과정의 '내용 체계'에 새롭게 도입된 '기능'에 대한 비판적 문제 인식 및 고찰을 통해 교사들의 '기능'에 대한 명확한 이해와 이로부터 개정된 교육과정의 철학이 현장에 잘 적용되길 의도하였다. 먼저 '기능'을 교육과정에 도입하는데 참고한 NGSS의 '과학·공학 실천'을 살펴보고 2015 개정 과학과 교육과정에서 제시하고 있는 '기능'의 문제점을 확인하였다. 또 타 교과 및 이전 교육과정과의 '기능'과 '탐구'를 비교하여 비판적으로 분석하였다. 이러한 비판적 분석을 바탕으로 첫째, 과학과 핵심 역량을 구현할 수 있는 '기능' 항목의 도입 및 각 항목에 대한 명확한 정의, 둘째, 교과, '영역', '핵심 개념', 학년(군)에 따라 적합한 '기능'의 제시 및 '기능'의 적용을 위한 방법에 대한 구체적 기술, 그리고 셋째 '성취기준'에서 '기능'의 직접적 제시가 필요함을 제언하였다.
이 연구에서는 탐구화학실험을 통해 고등학교 학생들의 과학 성취도 향상정도를 논리적 사고력, 과학탐구기능, 실험 태도, 수공적 기능, 탐구과정 기능 등의 측면에서 조사하였다. 이를 위해 수도권 소재의 남녀 고등학교 2개교의 5개조 150명을 대상으로 하여 논리적 사고력, 과학탐구기능의 지필평가와 탐구과정 기능의 보고서평가, 실험태도, 수공적 기능의 실험관찰 평가를 통하여 자료를 수집하였다. 연구 결과에 의하면 학생들의 탐구과정기능과 실험 태도, 수공적 기능은 전반적으로 매우 낮은 수준으로 조사되었으나 탐구과정 기능을 제외 한 나머지의 측면에서는 유의미한 향상을 보였다. 또한 탐구화학실험이 지속적으로 수행될 때 학습자의 과학 성취도가 향상됨을 알 수 있었다.
청소년들의 과학적 추론이나 과학개념 변화에 영향을 미치는 변인들에 대한 교육학적 또는 심리학적 접근에서 수행 된 연구들은 많지만, 아직 두뇌기능의 성숙적 측면에서 이들 변인에 대한 접근은 국내외적으로 거의 이루어지질 않았다. 이 연구는 청소년들의 과학객 추론 능력과 개념획득 능력이 그들의 전두엽연합령(prefrontal lobes)의 인지적 기능, 예를 들면 설계기능(planning function) 또는 억제기능(inhibiting function)의 성숙에 의해서 주로 매개된다는 가설을 테스트하였다. 이 가설을 테스트하기 위하여 한국의 중등학생들의 과학척 추론 능력, 수업을 통한 개념 변화 능력, 추론능력과 개념변화에 영향을 미치는 것으로 알려져 온 탈잠입능력과 작동기억용량, 그리고 설계능력과 억제능력을 조사하여 그들 사이의 상관성과 회귀계수를 알아보았다. 이 연구의 결과는 전두엽연합령의 셜계능력과 억제능력이 과학적 추론 및 개념변화와 통계적으로 유의하게 관련되어 있음을 보여주었을 뿐만아니라, 더 나아가 과학적 추론과 개념변화에 이미 유의미한 인지변인으로 지지되어온 탈잡입능력과 작동기억용량보다 높은 지수로 관련되어 있음을 보여주었다. 이 연구는 또한 전두엽연합령의 인지적 기능들이 크게 활성과정(representing process)과 억제과정 (inhibiting process)으로 수행되어짐올 보여주었고, 이들 두 인지과정은 과학적 추론과 개념변화과정은 물론 다른 인지활동에도 적용되어질 수 있음을 본 연구는 제시하고 있다.
본 연구는 과학영재교육의 중요성이 증대되고 있는 현 시점에서 이의 효과적인 성취를 가져오기 위해선 우선 영재 판별의 시도가 다양해져야 한다는 필요성에서 출발하였다. 그 동안 영재 판별은 주로 인지수행의 결과적인 측면을 다루었다고 본다면, 본 연구는 인지수행의 과정적인 측면을 다루었다고 할 수 있다. 인지수행의 과정적인 측면은 뇌기능의 활동성을 파악하는 것으로 가능하다. 따라서 뇌의 활동성에 대한 뇌파측정 방법을 통해 좌.우뇌 기능상에서의 뇌파특성을 파악해 보므로써 영재성 판별의 한 방법으로서 그 가능성의 단초를 제공하는데 본 연구의 주목적이 있다. 이를 위해 영재성 판별 및 뇌기능 연구방법과 뇌의 정보처리과정에 대한 이론적인 고찰을 바탕으로 초등학교 4-6학년 아동 중 과학영재아 11명, 일반아 10을 연구대상으로 선정하여 PC용 뇌파측정기를 통해 이들의 뇌파특성을 분석한 결과, 다음과 같이 나타났다. 다음 표는 과학영재아 및 일반아의 아무런 과제를 수행하지 않은 상태의 기본뇌파와 과학 창의적 과제를 수행중인 상태에서의 뇌파를 좌뇌와 우뇌의 뇌파 활성도별로 그 차이를 분석한 것이다.
과학상은 과학자 사회를 유지하는 중요한 기제인 보상체계의 한 요소로 과학사회학에서 많은 연구가 이루어졌다. 전통적으로 보상의 기능은 과학적 업적에 대한 인정의 배분으로 간주되었다. 그러나 머튼 이후 여러 학자들은 과학상을 비롯한 보상이 당대의 인지적 규범에 순응하게 만드는 사회적 통제의 과정이기도 하다는 주장을 제기했다. 이 논문은 우리나라 과학상의 역사적 변천과정과 그 특성에 대한 분석을 통해 과학상이 인정의 적절한 배분으로 과학자 사회 내에서 작동했는지 살펴본다. 분석을 통해 드러난 우리나라 과학상의 특성은 다음과 같이 요약된다. 첫째, 우리나라 과학상은 정부에 의해 주도되었고, 상의 가시성의 원천은 정부 또는 국가에서 나온다. 둘째, 과학상은 과학자 사회 내부의 인정 배분이라는 전통적 기능보다 정부의 정책 목표달성을 위한 통제 방식으로 기능하는 경향이 있다. 셋째, 최근 과학상은 연구비와 결합되면서 과학엘리트를 형성하고 그 구조를 강화시키는 하나의 통로가 되고 있다.
본 연구는 창의 과정과 산물의 구조적 관계를 분석한 정량적 자료와 정성적 자료를 활용하여 초등학생의 과학 창의성 유형을 탐색하였다. 이를 위해 초등학교 5학년 105명의 학생이 창의 과정과 산물을 나타내는 과학 창의성 검사 도구에 응답한 내용과 그중 과학 창의성이 가장 높았던 4명을 대상으로 주로 어떤 과정으로 창의 산물을 냈는지 면담하여 자료를 수집하였다. 검사 결과에 대해 상관관계 및 구조방정식 분석을 하였고 면담 자료와 함께 유형화의 참고자료로 사용하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 창의 과정과 산물의 구조방정식 모형은 절대적합지수와 증분적합지수 측면에서 적합도가 검증되었다. 둘째, 지식, 탐구기능 중 관찰, 창의적 사고기능의 창의 과정 중 창의적 사고기능만이 창의 산물에 유의한 영향을 미쳤다. 셋째, 창의적 사고기능 중 과학 창의성 산물과의 연관성은 확산적 사고, 수렴적 사고, 연관적 사고 순으로 나타났다. 넷째, 초등학생의 과학 창의성은 산물에 따라 창의형, 유용형, 독창형, 비창의형으로 유형이 나뉜다. 그중 비창의형은 세부적으로 진부형, 반복형, 미응답형, 비타당형, 추상형으로 나뉜다. 다섯째, 초등학생은 창의 과정에서 지식 혹은 관찰 중 하나를 주로 사용하는 양상을 보였는데, 이에 따라 지식 지향형, 관찰 지향형으로 유형화할 수 있다. 또한, 창의적 사고기능을 얼마나 다양하게 사용했는지에 따라 DT형, DT-CT형, DT-CT-AT형 등으로 나눌 수 있다. 이 연구는 교육자와 연구자가 과학 창의성 교육에 실질적으로 고려해야 할 점을 시사하고 있다.
이 연구는 교수요목기부터 7차 교육과정까지의 모든 과학(자연) 교과서에서 공통적으로 제시되는 '기압'과 '바람'을 다루는 텍스트를 체계기능언어학적으로 분석하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 관념적 메타기능 측면에서 과학적 정보를 많이 담고 있는 텍스트는 교육과정 개정에 따라 줄어든 것으로 나타났다. 대부분의 정보의 형태는 '원리'보다는 '정의'와 '사실'이었다. 상호적 메타기능 측면에서 학생과 텍스트 사이의 거리는 점점 줄어들었으며, 학생들의 사회적 지위는 교육과정 개정에 따라 점차적으로 고려되었다. 구성적 메타기능 측면에서 전문적 용어와 기호의 비율은 감소 추세에 있었으나, 과학 교과서에서 텍스트양 또한 줄어든 것으로 나타났다. 초기에는 문장에 주어가 제시되었으나, 시간이 흐르면서 주어가 생략되었다. 또한 주어와 문장 첫 구의 일치율은 7차의 교과서 텍스트에서 그 일치도가 현저히 줄어든 것으로 나타났다.
본 연구에서는 2022 개정 과학과 교육과정 개발 과정에서 고등학교 지구과학 TF팀에서 수행한 고등학교 지구과학 분야의 2022 개정 교육과정 개발의 철학적 배경과 성과 등을 탐색하였다. 연구보고서에서 다루지 못한 연구로, OECD Education 2030의 변혁적 역량과 지구과학 분야 교육과정 문서 체제의 관련성, 이해중심 교육과정에 비추어 본 지구과학 분야의 핵심 아이디어 구성과 선택과목 구성, 지구과학 분야의 탐구 기반 교수학습의 특징 등을 탐색하였다. 주요 연구결과를 살펴보면, 지구과학 분야를 포함하여 2022 개정 과학과 교육과정에서는 OECD Education 2030의 변혁적 역량과 과학소양을 함양할 수 있도록 학생과 교사의 행위주체성(agency)을 강조하였으며, 지구과학 분야 교육과정 문서 체제에서는 학습 나침반 바늘을 구성하는 지식·이해, 과정·기능, 가치·태도를 중심으로 핵심 아이디어와 성취기준을 구성하였다. 이해중심 교육과정에 근거하여 지구과학 분야의 핵심 아이디어를 도출하고, 지구과학 분야의 핵심 아이디어에 도달할 수 있도록 선택과목별 특성에 맞추어 과목별 영역과 지식·이해 내용요소를 구성하였다. 또한, 지식 생산 역량을 갖춘 학생 행위주체 육성을 위해 과학과 과정·기능에 부합하는 IB형 탐구 기반 교수학습을 강조하였다. 연구 결과를 토대로 국가 수준 그리고 총론 수준에서 교육 과정 대강화의 필요성, 가치·태도에 대한 과정중심 평가 방안 개발보급, 및 백워드 설계 형태의 교육과정 개발의 필요성, 과학과 탐구의 과정·기능에 입각한 탐구 기반 교수학습을 통한 학생 행위주체의 과학 역량 함양 방안 등을 결론으로 제언하였다.
시각자료는 과학교과서의 주된 구성 요소이며, 학습자에게 과학적 개념을 효과적으로 이해시키는 매개체가 된다. 본 연구에서는 제7차 교육과정에 따른 중학교 과학 교과서 지구과학 분야에 사용된 시각자료의 유형과 기능 및 구조를 분석하였다. 시각자료 유형에서는 사진과 삽화의 비율이 그래프와 표에 비해 매우 높게 나타났다. 시각자료의 기능에서는 예시적 기능과 보충적 기능의 비율이 높게 나타난 반면, 장식적 기능, 설명적 기능, 탐구적 기능의 비율은 낮게 나타났다. 시각자료의 구조에서는 단독의 비율이 다중에 비해 압도적으로 높았다. 또한 다중 구조에서 짝은 주로 대비에, 연속은 주로 순서를 표상하는데 사용되고 있었다. 시각자료의 유형, 기능, 구조 모두 교과서에 따라 유의미한 차이가 있었다. 이러한 연구 결과를 토대로 학교 과학에서 시각자료의 교육학적 의의에 대한 보다 나은 이해를 위해 지구과학 분야에서 시각자료의 기능과 구조에 대한 기호학적 연구를 제안하였다.
인쇄매체를 기반으로 한 전통적인 정보의 생산과 유통과정은 컴퓨터와 정보통신기술의 발달로 인하여 전자매체로 급격하게 변화하고 있다. 출판 과정의 전자화, 고밀도 대용량 기록매체의 등장, 데이터 통신 기술의 발달로 인하여 2차 정보뿐만 아니라 원문 자체를 수록한 전자문헌이 급증하고 있으며, 활용범위가 넓어지고 있다. 그러나, 전자문헌을 탐색하고, 디스플레이 하거나 브라우징 할 수 있는 현행 내비게이션 도구는 현재 전자문헌의 장점을 극대화하지 못한채 물리적인 접근에 치중하고 있으며, 이용자의 인지적 접근 과정 즉, 전반적인 정보수용행위를 반영하지 못하고 있다. 따라서 본고에서는 이용자의 인지적 접근과정을 내비게이션 도구에 적용한다면 이용자의 인지적 부담을 줄이고, 전자문헌을 보다 더 효과적으로 이용할 수 있을 것이라는 전제하에 이용자의 정보수용과정에 동원되는 인지적 기능을 모델화하고, 인지적 과정을 고려한 내비게이션 도구에 적용해야 할 기능을 정보검색 기능, 정보검색 결과의 시각화 기능, 내용구조 분석 기능, 필터링기능, 횡적 브라우징 기능으로 나누어 고찰하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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