초 중등학교의 과학(생물 영역)교과서의 분류 체계를 조사 검토하여 학교 급간별 인지 발달 수준에 맞는 식물 분류 개념 및 체계의 위계성 및 계열성에 대한 방향성을 모색하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 1. 초등학교의 슬기로운 생활과 자연 교과서의 교과 내용은 생물을 식물계와 동물계로 구분하고, 식물을 크기와 사는 장소로 구분하여 학습 내용을 전개하였다. 학생들의 식물 개념은 꽃 위주로 형성되어 있어 꽃이 피는 식물과 꽃이 안 피는 식물로 분류하여 학습 내용을 구성하여야 할 것이다. 2. 중학교 과정은 생물계를 식물계와 동물계의 2계로, 고등학교에서는 식물계, 동물계와 원생생물계의 3계로 구분하나 원핵생물계, 균계, 원생생물계, 식물계, 동물계의 5계로 제시해 주어야 할 것이다. 중등학교의 분류의 개념은 종의 특징을 기술한 각론 위주로 구성되나 전반적인 특징, 분류 기준, 분류방법등 총론 위주로 구성되어야 할 것이다. 고등학교에서는 조류(algae)에 편중되어 있으나 고등식물인 종자식물 위주로 구성되어야 할 것이다.
지금까지 도덕, 윤리, 사회 교과에서만 가르쳐 왔던 인성교육을 과학교과를 포함한 교과수업에서 통합적으로 가르쳐야 한다는 주장이 제시되고 있다. 과학교과는 탐구와 과학의 본성의 측면에서 인성교육과 관련된 면이 있고, 실제로 과학수업에서도 SSI(Socioscientific Issue)등을 통해 인성교육이 강조되어 왔다. 인성교육의 필요성이 강조됨에 따라 인성교육진흥법이 2015년에 제정되었다. 실제로 학교에서 인성교육인 얼마나 이루어지는지 알아보기 위해서 인성교육진흥법에서 강조하는 인성요소들이 교육과정과 교과서에 얼마나 반영되었는지 분석할 필요가 있다. 이를 위하여 이 연구에서는 2009 개정 교육과정과 2015 개정 교육과정의 총론과 과학과 교육과정, 그리고 2009 개정 중학교 과학교과서를 인성교육진흥법의 핵심가치를 기준으로 분석하였다. 분석결과에 따르면 핵심가치 중 일부만이 교육과정에 반영되어 기술되었고, 교과서는 교육과정에서 강조하는 인성요소와 다른 요소들이 강조되어 있다. 인성 관련 내용을 충실하게 반영한 교육과정과 교과서의 개발이 필요하다고 사료된다.
본 연구의 목적은 한국 중 고등학교 학생들의 지적 발달의 특성을 조사 분석함으로써 교과서 및 교육과정의 개발에 필요한 기초자료를 얻으려는 것이다. 지역, 학년, 연령, 성 및 가정의 사회 경제적 지위에 따른 인지 발달 특성을 조사하였다. 연구의 대상은 전국을 대도시, 중 소도시, 농촌으로 유층화한 유층군집 표집방법에 의해 표집한 중학교 1학년부터 고등학교 2학년까지의 남 녀 학생이었다. 표집학생 수는 중학교가 18개교 54학급 3,164명이었고, 고등학교가 18개교 36학급 1,981명이었다. 가정의 사회 경제적 지위는 가정의 경제적 형편, 부의 직업, 부의 학력, 가정의 수입 정도를 고려하여 4계층으로 구분하였다. 사용된 도구는 지적 영역의 조사에 Piaget의 인지발달이론에 따른 논리발달 검사를 이용했다. 분석된 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 명제논리, 확률논리, 조합논리, 변인조작개념은 연령과 학년이 높아질수록, 대도시로 갈수록, 사회 경제적 지위가 높을수록 더욱 발달하는 경향이다. 둘째, 개념의 발달경향에 있어서 이원추리와 조합논리개념의 발달이 확률논리와 명제논리 개념의 발달보다 빠른 경향이다. 셋째, 한국의 중등학생 중에서 12세의 64.6%, 13세의 58.1%, 14세의 43.8%, 15세의 30.1%, 16세의 22.6%가 구체적 조작 후기에 도달해 있다. 넷째, 중등학생의 학년별 인지발달경향을 보면 중1의 69.8%, 중2의 51.1%, 중3의 47.4%, 고1의 21.6%, 고2의 21.7%가 구체적 후기의 발달수준이다.
연구의 목적은 고등학교 과학 교과서에 제시된 염화구리(II) 수용액의 전기분해 실험의 문제점을 분석하여, 학생들이 실험을 용이하게 수행하게 하고 환기 장치가 없는 과학실 여건을 고려해 염소 기체 발생으로 인한 안전 문제의 발생을 줄이기 위한 개선 실험을 제시하기 위한 것이다. 연구를 위하여 고등학교 11종 과학 교과서에 제시된 염화구리(II) 수용액의 전기분해 실험을 실험 방법에 따라 분류하고, 중등학교 화학 교사들에게 과학 교과서에 제시된 실험 방법대로 실험을 수행하게 한 후 문제점을 분석하여 개선 실험을 모색하였다. 연구 결과에 의하면, U 자관과 가지달린 U 자관을 반응 용기로 사용한 염화구리(II) 수용액의 전기분해 실험에서는 반응속도가 느려서 부반응으로 부산물이 발생하는 문제점이 있었으며, 비커를 반응 용기로 사용한 실험에서는 두 전극이 분리되어 있지 않아 각 전극에서 일어나는 화학반응을 분리하여 관찰할 수 없었다. 그리고 전기분해 장치를 반응 용기로 사용한 실험에서는 반응 생성물의 성질을 확인하기 어려운 문제점이 있었다. 이러한 문제점들을 개선하기 위하여 ㅂ자 모양의 반응 용기를 사용한 결과, 전기분해 반응속도가 빨라졌고, 각 전극에서 생성되는 반응 생성물의 특성을 분리해서 관찰할 수 있었다. 또한, 염화구리(II) 수용액의 사용량과 (-)극 주변에서 일어나는 부반응으로 인한 부산물의 생성량을 줄일 수 있었다. 그러므로 ㅂ자 모양의 반응 용기를 사용하는 개선 실험을 고등학교 과학 탐구 실험에 활용한다면, 염화구리(II) 수용액의 전기분해 실험을 용이하게 수행할 수 있어, 수용액의 전기분해에 관한 과학적인 개념 형성에 도움을 줄 수 있을 것이다.
이 연구에서는 중등학교 과학 교과서에서 도체와 전해질에 대한 정의와 사례를 분석하고, 4학년 예비교사 9명을 대상으로 도체와 전해질의 정의와 적절한 사례에 대한 이해를 알아보았다. 교과서 분석을 통해 개념의 정의보다 사례는 협소하게 제시되어 있어서 학습자가 사례로부터 제한된 정의로 이해할 가능성이 높음을 확인하였다. 예비교사들에 대한 설문과 면담을 통해서 도체와 전해질 개념에 대한 이해가 서로 다름을 확인하고, 토론을 통해 과학 개념을 합의해 나가는 과정을 경험하였다. 이러한 경험을 통해 예비과학교사들은 사회적 구성주의의 의미를 깨닫고, 교사로서 학생들을 지도할 때 과학 개념을 합의해 나가는 과정이 필요함을 인식하게 되었다.
태풍은 지구 시스템 내의 해양-대기-육상 상호작용을 일으키는 매우 중요한 현상으로 특히 태풍의 특성 인자 중 하나인 풍속은 중심 기압, 이동 경로, 해수면 온도 등의 매개변수에 의해 복잡하게 변화하여 실제 관측 자료를 기반으로 이해하는 것이 중요하다. 2015 개정 교육과정 기반 중등학교 교과서에서 태풍 풍속은 본문 내용 및 삽화의 형태로 제시되고 있어 풍속에 대한 심층적 이해가 가능한 탐구활동이 무엇보다 필요한 실정이다. 본 연구에서는 교수-학습 과정에서 간단한 조작만으로도 태풍의 풍속을 이해할 수 있도록 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 기반으로 한 데이터 시각화 프로그램을 개발하였다. 2023년 발생한 태풍 마와르, 구촐, 볼라벤의 천리안 위성 2A호 RGB (Red-Green-Blue)영상 자료를 입력 자료로 활용하였다. 태풍 주변의 구름 이동 좌표를 입력하여 태풍의 풍속을 산출하고 태풍 중심 기압, 폭풍 반경, 최대 풍속 등의 매개 변수를 입력하여 태풍 풍속 분포를 시각화 할 수 있도록 설계하였다. 본 연구에서 개발된 GUI 기반 프로그램은 천리안 위성 2A호로 관측 가능한 태풍에 대해 오류 없이 적용 가능하며 교과서의 시공간적 한계를 벗어난 실제 관측 자료 기반의 과학탐구활동이 가능하다. 학생과 교사는 별도의 유료 프로그램 및 전문적인 코딩 지식이 없어도 실제 관측 자료를 수집, 처리, 분석, 시각화하는 과정을 경험할 수 있으며, 이를 통해 미래 정보화 사회에서의 필수 역량인 디지털 소양을 함양시킬 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구의 목적은 제7차 교육과정 지구과학 내용의 적정성을 평가하는 것이다. 이를 위해 교육과정 분석(우리나라, 미국 캘리포리아주, 영국, 일본), 우리나라와 일본 교과서의 지구과학 내용 분석과 초 중등학생, 교사, 교수, 교과서 저자에 대한 광범위한 설문조사를 실시하였다 제7차 교육과정의 지구과학 내용은 과학과 4개 영역의 균등 분배, 단원의 세분화로 인한 내용구성과 연계성 부족, 그리고 나선형 교육과정의 과도한 적용, 지나친 탐구활동 중심의 교과서 내용구성으로 인한 학습량 증가와 체계적 개념 지도의 어려움 등으로 인해 적정하게 구성되어 있지 않다고 평가할 수 있다. 이를 해결하고 지구과학 영역 내용 적정성을 확보하기 위한 방안으로는 첫째, 내용 구성 및 연계 측면에서 볼 때, 각 학년에서 다루게 되는 내용을 과학 4개 영역으로 균등하게 분배하지 말고, 단원의 크기를 다양화해야 한다. 둘째, 학습량 측면에서는 나선형 교육과정의 구성 방식을 탈피하여 학년 수준에 맞는 내용은 해당 학년에서 종료되도록 하여 학년간에 중복이 되지 않도록 해야 하고, 필수 탐구활동의 수를 줄이고 질을 높여야 한다. 셋째, 내용의 수준과 흥미 측면에서, 학생들의 지구과학에 대한 흥미를 제고할 수 있도록 자연재해, 안전, 우주 관련 분야, 자원 등을 강조해야 한다. 아울러 교육 내용 적정성의 평가 준거 중의 하나가 실현 가능성임을 고려할 때, 교육과정이 추구하는 목표가 학교 현장에서 실현될 수 있도록 주변 여건에 대한 지원이 선행되어야 할 것이다.
이 연구에서는 용해와 확산에 관련된 과학 교사들의 사고 특성을 알아보았다. 이를 위하여 화 학 및 화학교육을 전공한 과학 교사 5명을 선정하여 면담하였다. 이들은 2년$\sim$6년 정도의 교사 경력을 가지고 있었다. 연구 결과, 중등 과학교사들은 다양한 혼합 현상을 용해나 확산으로 구분할 필요성을 거의 느끼지 않았다. 교사들이 다양한 혼합 현상을 구분하는 기준은 다양하였다. 또한 용해도와 깁스에 너지를 기준으로 용해와 확산을 구분하는 것에 과학 교사들은 어려움을 느꼈다. 교사들은 교과서에서 단원이 분리되어 제시된 내용을 연결 지어 사고하지 않았으며, 빠진 내용을 스스로 사고하여 필요한 원 리를 도입하는 노력도 거의 없었다. 면담 과정에서 교사들은 현상을 이해하기 위해 원리의 도입이 필요함 을 느끼게 되었지만, 스스로 이를 찾아내어 지도하는 능력을 획득하지는 못하였다. 그러므로 원리와 현 상을 서로 관련시켜 사고할 수 있도록 도와주는 교사교육 프로그램 및 과학교육과정의 개발이 필요하다.
이 연구는 2011년<기초 교육 개혁 가요(실행)>에 따른 중학교 <역사와 사회>과 교육과정과 교과서에서 나타난 문화다양성 교육을 심층적으로 탐색하기 위한 목적에서 시도되었다. 그 결과, 교육과정에서 교육목표는 다양한 시간, 공간 배경, 사회문화적 맥락 속에서[1] 세계시민교육을 반영하여 문화다양성 교육의 의미와 가치를 실현할 것을 강조하였다. 교육과정 지침서에는 "세계 문화의 다양성을 올바르게 인식하고, 문화다양성에 대한 지식 습득과 시회생활에 중요한 기능을 파악하며, 세계 구성원으로서 요구되는 태도와 자질을 가짐으로 세계시민이 되는 다원적 리터러시 능력을 함양하는 교과"라는 목표가 명시되어 있다. 교과서에서는 문화다양성교육에 대해 주로 학년별 주제는 교육과정 표준에 따라 7학년의 교육영역은 '인간의 공동체 생활', 8학년의 교육영역은 '중화문명의 기원과 발전', 9학년의 교육영역은 '세계와의 조화로운 공존'이라는 주제 범위를 제시하고 있다. 이러한 범위에 따라 시대의 요청에 부응하는 문화다양성 교육의 측면으로 다양성, 정체성, 상호 관계성이라는 세 가지의 요소가 포함되어 분석하고자 하였다.
The purpose of this study is to provide implications for developing science textbooks and curriculum. The textbooks of elementary and secondary school Science were analyzed for their animal-related learning contents. Among learning materials, 165 kinds of animals were presented in Science of elementary school textbooks (37 kinds in Inquiry life, 162 kinds in Science), 167 kinds in Science of middle school, 486 kinds of high school (172 kinds in Science of high school, 180 kinds in Biology I, 366 kinds in Biology II). There are most kinds of animals in Biology II textbooks than in other textbooks. It was appeared that animal species were diverse in order of Class Insecta, Mammalia, Aves in the elementary school Science textbooks, Mammalia, Insecta, Aves in the middle school, Mammalia, Aves, Pisces in the high school.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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