이 연구는 증등학생의 탐구능력 향상을 위한 실생활 소재 탐구모듈 개발 연구이다. 실생활소재를 사용하여 물, 열, 빛, 운동, 물질과 관련된 물리내용으로 모듈을 구성하였는데, 각 모듈 당 4-6개의 관련 활동들이 포함되어 있고, 각 모듈은 학생용 실험서와 교사용 지도서로 구성되어 있다. 모듈을 현장 물리 교사에게 워크삽을 통해 모듈의 목표, 내용, 활용 측면에서 타당도 평가를 받았는데, 모듈의 목표 측면에서는 79%의 긍정적인 평가를 받았고, 내용 측면에서는 77%, 활용 측면에서는 71 %의 긍정적인 평가를 받아, 전체적으로 74 %의 긍정적인 평가를 받았으며, 모듈의 개선점, 보완점등의 설문을 바탕으로 수정보완하여 모듈을 완성하였다.
본 연구는 과학 교사들을 대상으로 과학 교사 양성을 위해 필요한 교과목과 내용에 대한 인식 및 요구를 파악하고 학교 현장의 경험을 바탕으로 현재 사범대학에서 운영하고 있는 과학 교사 양성 교육과정에 대한 의견을 조사하고 분석하는 것을 목적으로 하였다. 본 연구를 위해 연구자들은 설문지를 개발하였으며, 설문지는 크게 4개의 영역, 즉, 기초적인 응답자의 배경에 관한 것, 대학에서 배우는 과학교육 관련 교과목에 대한 과학교사들의 의견을 묻는 것, 교과교육학 필수교과목(교육론과 교재연구 및 지도법)이 현장에 실질적인 도움을 주기 위한 개선점에 대해 질문, 교과교육학 필수교과목 이외에 현장에서 필요한 교과목에 대한 의견을 묻는 것 등으로 구분되어 있다. 본 설문에 참여한 교사는 중등과학교사로 총 215명이다. 학교급 별로는 중학교 교사가 100명이고 고등학교 과학교사가 115명, 그리고 성별로는 남자가 92명이고 여자가 118명이었다. 본 연구의 결과는 첫째, 과학 교사들은 현재 과학교사 양성을 위해 필수 과목으로 되어있는 '과학교육론'과 '과학교재연구 및 지도법' 과목만으로 과학교사로서의 전문성을 확보하는 데 충분하다고 응답한 교사는 1/3에 불과하였고, 1/5은 부족하다고 응답하였다. 특히, 과학교사들은 창의성과 영재교육, STS와 일상생활속 과학 학습지도, 과학탐구지도, 그리고 과학실험/시범장치 개발에 대한 내용이 가장 부족하다고 응답하였다. 그리고 과학교사의 6/7의 응답자가 이론중심보다는 실제를 강화해야 한다는 하였고, 응답자의 1/2과 1/3은 각각 교과교육과목수를 확대하거나 이수학점을 확대해야 한다고 응답하였다. 마지막으로 연구를 통해 추가로 개설될 과목으로 추천할 과목은 과학실험 및 시범장치의 개발 실습, 과학적 창의성 지도법과 과학영재교육, 과학학습자료 개발 실습, 과학탐구학습과 지도이다.
이 연구의 목적은 지속가능발전교육(ESD, Education for Sustainable Development)을 적용하여 초등학교 과학 교과서 지질관련 단원인 '화산과 지진'단원의 학습 내용을 재구성하여 지속가능발전 및 지질 개념을 학생들이 알기 쉽게 습득하도록 탐구 학습 모듈을 개발하고 그 효과를 검증하는 것이었다. 이를 위해 초등학교 3~4학년군의 '화산과 지진' 단원을 선정하여 탐구학습 모듈을 개발하였다. 개발한 탐구학습 모듈은 교과서 1종과 교사용 지도서 1종으로 초등학교 4학년 1개 반에 투입하여 효과를 검증하였다. 연구 결과 학생과 교사 모두 새로 구성한 학습모듈은 학생들에게 ESD의 관점을 이해할 수 있는 기회를 제공하였으며, 새로 구성한 학습모듈을 통해 과학학습을 흥미롭게 수행할 수 있었다고 응답하였다. 더불어 화산과 지진과 같은 환경에 대한 관심이 높아졌으며, ESD 관점에 대한 명시적인 학습 발문과 내용 제시는 학생들의 인식 변화와 학습 개념 이해에 도움을 주었다는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 세계적인 교육의 흐름에 맞춰 ESD에 대한 관점이 우리나라 교과서에도 명시적으로 반영되어 학생들이 미래를 준비하는 생각을 갖게 해줄 필요가 있음을 보여주는 것이라 할 수 있다.
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.
그동안의 학문분야는 한국연구재단에 따라 그 영역이 세분화되어 있었으며, 단일 학문의 발전에 큰 기여를 한 바 있다. 그러나 새로운 트렌드에 따라 융·복합으로의 전환이 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 그러한 해결책을 제시해줄 수 있는 융·복합 학문으로서 내러티브 과학의 정의와 그 특성을 탐구하였으며, 이에 따른 시사점과 앞으로의 과제를 도출하는 데 연구의 목적이 있었다. 내러티브 과학은 내러티브 인식론에 바탕을 둔 인간과학으로서, 인간의 해석능력과 소통능력 및 간주관성에 초점을 둔다. 이러한 내러티브 과학은 그 특성에 따라 여러 구조를 갖고 있으며, 기존의 학문체계에 있어 내러티브적 상호연관성을 제공하고 인간 내부의 영역에도 주목을 하는 시사점을 제공한다. 이러한 내러티브 과학이 앞으로 발전하기 위해서는 서사학이라는 오해와 질적 연구라는 단일한 연구방법론의 편견으로부터 벗어날 필요가 있다. 이러한 변화에 유의하면서 내러티브 과학 분야는 내러티브 철학과 심리학을 토대로 인간과학의 측면에서 융·복합적으로 탐구될 필요가 있다.
한국 역사 속 과학탐방은 1998년부터 개발, 시행되고 있다. 한국 역사 속 과학 탐방의 효과에 대해서는 일부 논의가 있었으나, 실질적인 연구는 부족하였다. 이 연구에서는 한국 역사 속 과학탐방의 목적을 문화재에 대한 과학적 안목 형성 관점에서 화성 과학탐방의 사례와 함께 논의하였다. 문화재의 과학적 우수성 평가 준거를 고려하여 연구자의 안내된 질문과 수렴적 및 발산적 과학 탐구로 구성된 화성(華城) 과학 탐방 자료가 개발되고 지도 방략이 구안되었다. 본 연구에서는 문화재의 과학적 우수성 평가 준거를 고려한 화성 과학 탐방을 지도하여 중학생들이 문화재의 과학적 우수성을 올바로 평가할 수 있는 분별 능력, 즉 문화재에 대한 과학적 안목을 형성하는지 여부를 조사 하고자 하였다. 서울 지역 중학교 과학 특별활동반 10명을 연구 대상으로 하였다. 탐방 전과 후에 실시된 '문화재의 과학적 우수성 평가하기' 설문과 탐방 후 면담을 통해 탐방을 통한 관점 변화를 분석하여 과학 탐방 활동으로 문화재에 대한 과학적 안목 형성 여부를 연구하였다. 과학교육 전문가들의 화성 과학 탐방 활동과 토의 과정을 바탕으로 '화성 과학 탐방' 자료 개발 초고 작성 후 과학교육 전문가들의 논의를 거쳐 학생들에게 적합한 과제를 포함하여 탐방 전 활동, 현지 탐방 활동, 그리고 탐방 후 활동으로 자료를 구성하였다. 실제 탐방 지도 계획도 탐방 전 활동과 현지 탐방 활동 그리고 탐방 후 활동을 위한 내용으로 하였다. 구체적 지도 방략으로 탐방 전 활동에서 학생들이 장소에 대한 생소함을 줄여줄 수 있도록 비디오 시청과 장소에 대한 간단한 안내가 있었으며, 현지 탐방 활동에서는 문화재에 대한 과학적 안목 지도를 위하여 문화재의 과학적 우수성 판단 준거를 고려한 탐색 단계와 집중 탐구 단계가 있도록 하였고, 탐방 후에는 현지 과학 탐방 활동을 바탕으로 화성의 과학적 가치 평가 활동이 있었다. 탐방 후 학생들의 설문과 면담을 분석한 결과, 대부분의 학생이 긍정적 변화를 보였다. 화성 과학 탐방 활동을 통해 학생들은 기존에 자신들이 가지고 있었던 문화재에 대한 관점에 반성적으로 사고하고, 문화재의 과학적 우수성을 판단하기 위한 올바른 평가 준거의 필요성을 알며, 우리 조상들의 지혜와 과학 기술이 당시 사회에 어떤 영향을 주었는지, 그리고 문화재가 만들어질 당시의 시대적 상황 및 문화재의 과학적 목적과 원리를 새롭게 고려하는 등 탐방 전과는 다른 관점에서 문화재의 과학성을 평가하였다. 이와 같은 결과들은 문화재의 과학적 우수성 평가 준거를 고려한 교사의 안내된 질문과 수렴적 및 발산적 과학 탐구로 구성된 화성 과학 탐방 지도가 학생들의 문화재에 대한 과학적 안목 형성에 있어 의미 있었다는 것을 보여준다.
In response to epoch-making development in science and technology, the innovative curricular materials have been begun to develop since the late 1950s and early 1960s. However, the new inquiry-centered materials have failed to be successfully used in teaching/learning practices of science. Among the various reasons for the failure, the very nature of the inquiry approach has been identified as the most critical problem. Nevertheless, fostering inquiry faculties on the part of the students has been emphasized as one of the most important objectives of science instruction. Therefore this study was conducted for the purpose of developing a practical inquiry-oriented instructional method. In order to obtain this goal the nature of scientific inquiry was analyzed and the status quo of science education in which inquiry-oriented instructional strategies were applied was examined. The results of the study are described in this paper.
다산 정약용은 공직자가 지켜야할 "목민심서"를 쓴 유명한 실학의 대학자이다. 그는 우리나라에 우두를 처음 도입한 인물의 하나로 근대과학과 관련된 글을 남겼다. 그리고 그보다 4살 위인 형 정약전도 이름난 과학자였다. 형인 정약전은 한국과학바사의 고전으로 볼 수 있는 "자산어보"를 쓴 사람으로 흑산도의 물고기에 대한 조사보고서를 담은 책이다. 이들 형제는 전남 강진과 흑산도로 유배되어 유배지에서 학문탐구에 불태운 형제 과학자이다.
과학교육의 특성상 가장 효과적인 교수 방법은 직접 실험하고, 탐구, 체험 학습을 하는 것이나 시간적, 공간적 제약, 환경 여건, 비용 등을 고려해 볼 때 항상 직접 체험 학습 환경을 제공해 주기는 어렵다. 또한 '지구과학' 영역의 학습은 교실이나 실험실에서 지도하기 어려운 문제점이 있고, 학습 내용들이 본질적으로 가지고 있는 초실험적인 내용이 많아 교수 학습과정에서 많은 어려움을 겪고 있는 실정이다. 이러한 제한점이 많은 초등학교 과학과 '지구과학' 영역에 대하여 직접 탐구하고 체험할 수 있는 환경과 가까운 멀티미디어 웹 기반 코스웨어를 설계 개발하여 이러한 어려움을 보완한다면 과학 교육의 학습 효과를 더욱 높일 수 있을 것이다. 이에 본 연구에서는 과학과의 지구과학 영역 중 기상 교육을 위한 웹 코스웨어를 설계 개발하여 수업현장에 적용해보고자 한다. 본 연구에서 제시한 웹 코스웨어 학습 프로그램은 단지 디스플레이 형식의 자료에서 벗어나 여러 가지 그림, 소리, 동영상 등의 애니메이션 자료를 제시함은 물론 아동들이 직접 컴퓨터를 조작함으로써 학습목표에 보다 쉽고 재미있게 도달할 수 있도록 제작하여 과학과 교수 학습 방법의 개선을 꾀하고, 학습자들의 과학적 사고력 발달을 도모하고자 한다.
본 연구는 수 과학의 과정중심 통합 활동이 유아들의 과학적 탐구능력과 태도에 미치는 영향에 대해 알아보고 현장에서의 효율적인 교수학습 및 환경구성을 마련하는데 연구의 목적을 두고 있다. 연구대상은 전라북도 I시에 위치한 W대학 부속 유치원 만3세 만5세 유아 89명을 대상으로 각 연령별 발달을 고려한 주제를 각각 선정하여 수 과학의 과정중심 통합 활동을 실행하였다. 자료 분석은 SPSS for Windows 프로그램을 이용하여 대응표본 t검증을 실시하였고, 결과를 요약하면 다음과 같다. 수 과학의 과정중심 통합 활동을 실시한 결과 과학적 탐구 능력과 과학적 태도를 구성하고 있는 각 하위 요인들이 연령별, 성별로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 수 과학 과정중심 통합 활동이 만3세 5세 유아들에게 긍정적인 영향을 주는 활동임을 시사하고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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