본 연구에서는 싱가포르 과학교육과정의 주제(theme)와 캐나다 온타리오 주의 과학과 기술 교육과정에 제시되어 있는 본질적 개념(fundamental concepts), 미국의 과학교육내용표준(NGSS, Next Generation Science Standards)에 제시되어 있는 학문 간 교차개념(crosscutting concepts)을 살펴보고, 통합개념과 관련된 각 국의 성취목표에 어떤 과학 내용 요소들이 포함되어 있으며, 학년 별로 어떻게 구성되어 있는지 분석하였다. 분석 결과, 각 국에서 제시하고 있는 통합개념은 그 나라 교육과정의 특성을 반영하며, 통합개념의 특성에 따라 통합개념에 포함되는 과학 내용 요소들은 달라질 수 있다는 것과 학년 별로 제시되는 통합개념에는 차이가 있음을 알 수 있었다. 이를 바탕으로 통합개념을 중심으로 통합교육과정을 설계할 때 고려해야 하는 몇 가지 사항을 다음과 같이 제안할 수 있다. 주요 과학 내용을 포함해야 하는 통합개념의 수는 적정하게 선정되어야 하며, 통합개념이 의미하는 바를 명확히 규정하고 해당 통합개념에 어떤 분과적인 내용 요소들이 포함될 수 있는지 신중하게 검토하면서 통합개념을 선정하는 과정이 필요하다. 또한 모든 통합개념이 모든 학년에서 고르게 다루어지는 것이 바람직한지, 또는 특정 통합개념이 특정 학년에서 집중적으로 다루어지는 것이 필요한지 등을 숙고하여 내용을 선정하고 조직하는 것이 필요하다.
이 연구에서는 과학교사 11명을 대상으로 서로 다른 질량을 가진 분자들로 이루어진 대기의 균질권에 대한 사고를 알아보기 위하여 사전 사후 검사지를 개발하고 조사하였다. 사전 검사 결과, 교사들은 크게 2가지 유형의 사고로 분류되었으며, 대기를 균일 용액처럼 생각하여 조성비가 균일하다는 사고와 입자의 질량이 다름을 고려하여 대기의 조성비가 비균질하다는 사고가 나타났다. 각각의 사고는 다시 중력의 크기를 크게 고려한 경우와 작게 고려한 경우, 그 중간 정도로 고려한 경우 등 3가지 유형으로 재분류 되어서 총 6가지 유형의 사고를 찾아볼 수 있었다. 이러한 다양한 사전 개념을 제시하고 교사들에게 학문간 교차개념의 중요성을 소개한 후에 화학에서의 원자량과 온도에 따른 분자 운동, 공기라는 용액의 균질성, 물리에서 다루는 질량과 중력, 그리고 거리의 관계, 지구과학에서 다루는 대기의 분포 및 대류 현상 등의 개념을 연계하여 사고하도록 제안하였다. 교사들 간의 토론 후에 사후 개념을 조사한 결과 사전 개념에서 벗어나 중력, 질량, 온도, 고도 등을 고려하여 대기의 조성에 대한 통합적 시각을 가지는 사고로 변화하였다. 이러한 변화를 통해 다양한 학문에서 다루는 교차개념의 중요성에 대해 확인할 수 있었으며, 통합과학에서 앞으로 이러한 유형의 사고를 교사들이 학생들에게 제공함으로써 일관된 세계관을 형성하고 지적 도구로 탐구적 사고를 실행할 수 있도록 도울 필요가 있다고 이 연구에서는 제안하였다.
이 연구의 목적은 우리나라를 포함한 6개국(대만, 영국, 핀란드, 미국, 캐나다, 한국)의 과학과 교육과정에 대한 연계성에 초점을 둔 비교분석을 통해서 우리나라 과학과 교육과정의 연계성을 강화할 수 있는 방안과 그 시사점을 도출하는데 있다. 국가교육과정정보센터(NCIC)에서 수집한 각 나라의 교육과정 원문과 국문 번역본을 분석 대상으로 하였고, 교육과정 구성의 특징과 종적 횡적 연계성 요소를 기초로 한 과학과 내의 '달'과 '암석의 순환'에 대한 내용을 비교 분석하였다. 그 결과, 국제적으로 교육과정의 학년 간 그리고 교과 간 연계의 강화를 위해 빅 아이디어(Big Ideas)나 교차 개념(Crosscutting Concepts) 등과 같은 연결 고리의 역할을 하는 개념을 활용하고 있음을 알 수 있었고, 그 중에서도 시스템의 관점을 중요하게 다루고 있었다. 내용에 대해서는 비교 국가들 중 우리나라는 '달'과 '암석의 순환'에 대해 가장 높은 빈도로 다루고 있었으나, 달의 내용 중 일부를 초 중 고등학교에서 비슷한 수준으로 동일하게 다루고 있는 단순 반복 현상을 확인할 수 있었다. 반면, 암석의 순환에 대해서는 다른 나라들에 비해 다양한 관점과 수준에서 다루어 비교적 짜임새 있는 조직 구성을 보였다. 결론적으로, 우리나라 교육과정에도 교육과정의 연계성 강화를 위해 이러한 연결 고리 역할을 할 수 있는 적합한 도구가 요구되며, 그 방안으로 시스템적 접근을 활용할 수 있을 것이다. 더욱이 교육과정의 효과적인 적용을 위해 학년 수준에 따른 학습자의 학습 발달 과정에 대한 충분한 이해를 바탕으로 교육과정을 구성하는 것이 무엇보다 중요할 것이다.
본 연구는 창의적 지식의 생산자 양성을 위한 융합형 영재교육의 일환으로서 STEAM교육의 필요성에 대해 문헌과 델파이 조사를 통해 학문적으로 검토하였다. 그 결과를 토대로 국내 영재교육현장에 적용 가능한 STEAM교육 자료를 개발했으며, 개발한 프로그램의 현장 적용 가능성을 검토하였다. 타당도 및 수업 만족도 조사 결과 본 연구를 통해 개발된 영재 STEAM교육 자료는 교재 구성의 적절성과 학습 만족도, 융합적 사고능력의 함양 면에서 유익한 것으로 나타났다. 현재 국내의 상황은 STEAM 중심의 융합형 교육의 정책적 강조와 활성화 노력에 비해 영재를 위한 STEAM교육의 필요성이나 방향 등에 대한 근본적 논의가 부족한 상황이므로 영재 STEAM교육에 관한 기초연구를 토대로 수행된 본 연구의 결과는 영재교육 프로그램으로서의 STEAM교육의 활용 가능성을 확장한다는 측면에서 의의가 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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