본 연구는 2015 및 2022 개정 과학과 교육과정 중 초등학교급과 관련된 성취기준을 중심으로 네트워크 분석을 통해 어떠한 변화 양상을 갖는지 비교하고 이를 토대로 초등학교 과학 교수학습을 위한 시사점을 제공하는 것을 목적으로 하였다. 이에 따라 본 연구에서는 2015 및 2022 개정 초등 과학과 교육과 정의 성취기준을 추출하여 성취기준 영역 변화에 따른 차이를 살펴보고, 각 영역별 중심성 지수를 중심으로 한 비교, 커뮤니티 탐지 기법을 활용한 군집 분석을 통해 어떠한 변화가 있는지 분석하였다. 연구 결과, 2015 개정 과학과 교육과정에 비해 전체 성취기준은 10% 가량 감소하였으나, 성취 기준의 길이나 주요어의 빈도는 오히려 증가하였으며, 관찰이나 조사, 설명 외에도 공유, 실천, 설계 등 디지털 도구활용 및 협동학습과 관련된 과정·기능적 측면이 강조되었다. 그러나 이러한 변화는 과학의 각 영역에 따라 서로 다른 차이를 보임을 알 수 있었다. 또한 군집 분석 결과 대체적으로 군집의 숫자나 관련 개념이나 용어의 영역은 유사하였으나, 과정·기능 및 가치·태도와 관련된 주요어를 중심으로 수행 방식 등에 변화가 나타났음을 확인할 수 있었다. 이러한 연구 결과를 토대로 본 연구에서는 새로운 교육과정의 적용 시 고려해야 할 점들을 시사점으로 제시하였다.
본 연구는 천문 영역 초등학교 과학 교과서의 내용 및 조직의 특징을 천문학적 공간 개념 이해라는 관점에서 탐색하고자 한다. 이를 위해 2015 과학과 개정 교육과정에서 '우주' 영역 성취기준의 해당 단원을 초등학교 교과서에서 찾아 텍스트, 삽화, 탐구 활동을 중심으로 귀납적으로 도출한 공간 개념 분석 준거에 따라 중등학교 교과서와 비교하여 분석하였다. 연구 결과 초등학교 과학 교과서는 학습 내용의 적정화를 준수하고자 실생활과 연계된 관찰 가능한 천체를 대상으로 개념보다는 현상 위주로 내용을 조직하였다. 그러나 관찰과 현상 위주의 실생활과 연계된 천체 관측 학습 내용이 초등학생의 호기심과 상상력을 자극하고 학생들의 지적 참여를 격려하기 위해서는 '왜'라는 질문에 대해 학생 스스로 답을 찾을 수 있도록 공간 개념에 대한 이해가 뒷받침되어야 한다. 단순히 과학적 실행을 통해 학생들이 관찰한 현상을 정확하게 기술하여 결과를 제시하는 것에 주목하기보다, 과학적 실행 과정에서 발생할 수 있는 다양한 질문에 답할 수 있도록 전이 가능한 공간 개념을 중심으로 핵심 개념에 대한 내용 조직이 이루어져야 할 것이다.
본 연구에서는 우리나라 환경에서 초등학교부터 고등학교시기까지 과학영재의 진로발달 과정을 심층적으로 탐색하였다. 연구 참여자는 과학고 학생 18명이며, 회고적인 심층면담을 통해 자료를 수집했다. 연구 결과, 초등학교 시절 이들은 과학에 대해 막연한 흥미가 발현되었는데, 환경적 요인보다 내적 요인이 크게 작용하였다. 중학교 시절에는 이들에게 과학을 보다 깊게 이해하고자 하는 욕구와 과학을 통해 사회적으로 앞서고자 하는 욕구가 발현되었다. 그러나 학교에서의 일반적인 교육과정과 학습방법은 과학을 깊게 이해하고자 하는 욕구를 만족시키지 못하였다. 이에 이들은 과학을 보다 전문적으로 심도 깊게 배울 수 있는 곳이라는 강한 기대로 과학고 진학을 선택하였다. 또한 과학고가 과학에 우수한 능력을 지닌 학생들이 선발되는 곳이라는 사실은 이들의 사회적 발전의 욕구를 더욱 자극하였다. 과학고에서 일반교육과정 이상의 심도 깊은 다양한 교육과정, 형식적인 틀에 얽매이지 않는 자유로운 학습 환경, 그리고 과학에 열정과 능력을 지닌 동료들은 이들의 진로발달에 큰 영향을 주었다. 중학교 시절에 주로 학교 학습에 충실했던 경우는 학문적 측면에서 자신을 재발견하며 과학에 대해 더욱 심도 깊은 이해에 도달하였다. 또한 중학교 시절 과학경시대회 준비 등을 통해 수학이나 과학을 일반 교육과정이상으로 심도 깊게 접했던 경우는 과학고의 자유롭고 능동적인 학습 환경에 만족스러워 했으며, 특히 경시대회 준비를 지속함으로써 자신의 전문 분야에 계속 깊이 몰입하였다. 또한 이 시기에 겪는 시련의 극복을 통해 심리적 성숙이 이루어지면서 진로에 대한 정체감이 더욱 확고해졌다. 그들은 지금까지의 학습 경험에서 개인적으로 깊은 감동과 가치를 느낀 학문 분야가 있었으며, 대학에서도 이를 전공할 계획을 세웠다.
본 연구에서는 초등학교 교사 수준에서 제 7차 과학과 교육과정의 운영 실태를 분석하였다. 3개 시도의 140개표집학교를 대상으로 설문조사를 실시하였으며, 아울러 7개 학교를 방문하여 18시간의 과학 수업을 관찰하고, 수업 후 심층 교사 면담을 실시하였다. 이들 자료를 기초로 과학과 교육과정의 각 구성요소별로(즉, 목표, 내용, 방법 및 평가)(1)운영(재구성) 실태와 (2)재구성 내용에 반영된 학습자 중심 및 다양화 특성화 측면을 살펴보았다. 아울러 교사 차원의 교육과정 재구성이 어려운 이유 및 개선점을 점검하였다. 대부분의 초등 교사들은 과학과 수업목표는 물론 내용, 방법 및 평가의 모든 측면에서 교과서와 교사용 지도서를 그대로 답습하는 수준에 머물고 있었으며, 재구성 시도가 극히 제한적이었다. 대부분의 교사들에게 있어서 교육과정 재구성이란 내용 제시 순서를 바꾸거나 일부 단원이나 주제를 첨삭하는 것을 의미하였다. 이에 대한 원인을 살펴보고, 그 대안을 제언의 형태로 제시하였다.
이 연구는 국민공통기본교육과정 해양영역의 용어, 학습개념, 탐구를 대상으로 학습 연계성을 분석하였다. 분석 대상 교과서는 제 7 차 교육과정에 의해 집필된 초등학교 4학년, 중학교 7학년, 고등학교 10학년 과학교과서를 사용하였다. 용어의 사용 빈도는 초등학교에서 중 ${\cdot}$ 고등학교로 학교급이 올라가면서 증가하였으나, 용어의 해설은 고등학교로 갈수록 감소하였다. 학습개념은 초${\cdot}$중${\cdot}$고등학교에 관계없이 구체적 개념이 형식적 개념보다 많은 것으로 조사되었다. 탐구상황은 순수 과학적 상황이 초${\cdot}$중${\cdot}$고등학교 전 과정에서 통해서 가장 높았다. 탐구과정은 초등학교에서 중학교, 고등학교로 올라감에 따라 기본적 탐구과정에서 통합적 탐구과정의 비율이 증가하는 것으로 조사되었다. 탐구활동은 초${\cdot}$중${\cdot}$고등학교에서의 토의, 실험, 조사의 탐구활동이 많았으나, 고등학교에서는 견학 및 과제 연구가 전혀 제시되지 않았다. 이러한 결과에서, 기본 교육자료인 교과서에는 학교급에 상관없이 주요 용어에 대한 설명이 필요한 것으로 보인다. 또한, 학습개념과 탐구상황은 학생들의 인지발달과 과학${\cdot}$기술${\cdot}$사회와의 관계에서 전인적 학습이 가능하도록 할 필요가 있다. 특히, 지구과학교육에서 탐구활동은 야외학습을 통한 교육적인 효과가 크기에 적절한 적용이 요구된다.
지식정보사회에서 컴퓨터교육의 필요성 및 중요성은 계속 강조되고 있다. 그러나 현재의 초등학교 컴퓨터 교육은 컴퓨터활용만을 위주로 전개되고 있는 형편이다. 그러나 응용 SW의 기능 습득을 통한 기계적 사무 처리 능력 향상이나 교육용 SW의 단순한 활용 측면의 접근용 지식정보사회의 요구에 부응하기 어렵다. 그러므로 이제는 창의적이고 논리적인 사고를 바탕으로 계속적으로 변화, 발전하는 지식정보사회의 사회적, 문화적인 환경을 이해하여 새로운 가치를 창조하고 지식을 형성하기 위한 본질적인 과학으로서의 컴퓨터교육이 필요한 시기라 여겨진다. 따라서 본 논문에서는 현 컴퓨터 교육의 문제점을 토대로 초등컴퓨터교육과정 변화의 필요성을 제시하고, 지식정보사회에서의 초등학교 컴퓨터 교육과정의 변화 방향에 대한 현장 교사들의 의견을 조사하였다. 또한 현재 초등학교 컴퓨터교육과정을 ACM과 미국 노스캐롤라나주, 캘리포니아주의 초등학교 컴퓨터교육과정을 중심으로 비교 분석 하여 초등학생을 위한 컴퓨터교육과정을 제시하였다.
이 연구의 목적은 한국초등학교 과학교육과정 변천에 따른 과학교과서의 생명영역 내용을 분석 통하여 앞으로 과학교육 발전에 시사점을 제공하는데 있다. 연구 내용은 교수요목기부터 2009 개정 교육과정까지 초등학교 과학 교과서에 제시된 생명 영역의 단원을 대상으로 하여 교과서에 나타난 학습 내용의 포함 여부와 포함된 학년을 알아보았고, 학습내용의 구성 변화를 비교 분석하였다. 분석 방법은 TIMSS 2015 생명과학 분석틀 4학년과 8학년을 이용하여 우리나라 초등학교 교육과정에 맞게 수정 개발한 분석틀을 이용하여 분석하였다. 우리나라 초등학교 과학 교과서를 국제적 기준으로 볼 때, '생물의 특성'에 대한 하위 요소로 '생물과 무생물의 차이점'은 대부분 교육과정에서 1학년에 제시가 되었으나, 1차와 6차 교육과정, 특히 2009 개정 교육과정에서는 명시적으로 제시되지 않아서 학생들의 생명에 대한 정확한 개념을 이해할 수 있도록 구체적으로 제시할 필요가 있었다. '균류 세균의 특징과 분류'는 7차 교육과정까지 대체로 균류만 다루어졌고, 2007 개정 교육과정부터 세균과 바이러스에 대하여 제시되었다. '한살이, 생식과 환경'의 하위 요소로 '자손의 생존을 돕기 위한 전략'과 '동물과 식물의 유전'은 주로 저학년에 편성되어 기초적인 학습 내용만 있어서 고학년에서 심화된 학습 내용을 제시할 필요성이 있다고 보여진다. '생물의 특징'은 교수요목기에서 2차 교육과정까지 주로 농촌생활에 도움이 되는 학습 내용으로 제시되었으나, 3차 교육과정부터 삭제되고 주변의 생물들을 중심으로 학습 내용이 제시되었다. '건강'의 하위 요소로 '감염성 질병'은 1차 교육과정에서는 모든 학년에서 강조되어 다루어졌는데, 이는 한국전쟁 직후 보건 위생 문제가 교육과정에 반영되었음을 볼 수 있었다. '건강을 유지하는 방법'은 보건과 위생과 관련하여서 모든 교육과정에서 꾸준히 제시되었다. TIMSS에 맞추어 분석한 결과 우리나라 교과서가 국제적인 기준에 중심으로 볼 때, 개정 교육과정 과학교과서에는 유전과 진화와 관련된 학습 내용과 건강에 관한 학습 내용이 좀 더 심화하여 포함시켜야 할 것으로 보여진다.
과학 교육의 출발점이라 할 수 있는 초등학교의 교육과정에서 자기학 단원이 어떻게 교육되는지 검토하였다. 초등학교에서 자기학은 3학년 1학기 자석놀이 단원과 6학년 1학기 전자석 단원에서 다루어지는 것을 알 수 있다. 과학 과목에서 자기 단원이 적절한 학년에서 교육되는지 검토하였고, 교과서의 내용을 분석하여 문제점과 대안을 제시하였다.
본 연구에서는 초등학교 과학 교육과정에 현대 물리 내용을 도입하는 것의 가능성을 논의하였다. 초등학생에게 현대 물리를 지도하는 것이 왜 필요한지 현대 물리 도입의 필요성을 논의하였고, 실제로 초등학생에게 현대 물리를 지도한 외국의 사례와 연구 결과를 살펴보았다. 그리고 구체적으로 우리나라 초등학교 과학 교육과정에 현대 물리를 도입하기 위한 몇 가지 방안을 제안하였다. 현대 물리는 학생이 경험하는 다양한 일상적 상황과 연계될 수 있으며, 학생들이 배우고 싶은 내용으로서 과학에 대한 흥미와 호기심을 높일 수 있다. 또한, 아직 고전적 자연관이 굳어지지 않은 초등학생에게 현대 물리를 도입하면 새로운 자연관 형성을 도울 수 있다. 최근 현대 물리를 초등 수준에 도입하기 위한 해외의 몇몇 프로젝트에서도 학생의 이해와 흥미 증가에 관한 긍정적인 결과를 보고하고 있다. 연구자들은 초등학생 수준에서 이해가 가능할 것으로 생각하는 몇 가지 주제에 대해 구체적인 내용수준과 지도방안을 간략하게 제안하였다. 이러한 제안은 후속 연구를 통해 적절한 자료개발과 경험적이고 실증적인 연구를 통해 그 가능성과 효과가 입증되어야 하지만 현대 물리 도입 가능성에 대한 논의를 진전시킬 것으로 기대한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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