제 7차 중등 과학 교과서 화학 영역의 STS(과학-기술-사회) 내용 분석
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제 7차 중등 과학 교과서 화학 영역의 STS(과학-기술-사회) 내용 분석 한재영 ․ 이혜인 ․ 차정호 ․ 노태희 (서울대학교)
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제 7차 중등 과학 교과서 화학 영역의 STS(과학-기술-사회) 내용 분석
- 1. 제 7차 중등 과학 교과서 화학 영역의 제 7차 과학 교과서 화학 영역의 STS(과학-기술-사회) 내용 분석 STS(과학-기술-사회) 분석 한재영 ․ 이혜인 ․ 차정호 ․ 노태희 (서울대학교)
- 2. Ⅰ 서론 ▣ 연구의 필요성 • 과학 ․ 기술적 소양을 갖춘 시민을 양성하기 위해서는 STS 교육이 지 식이나 학습 기능뿐 아니라 사고나 가치 발달에도 관여해야 함(Bybee et al., 1986). • 이와같은 STS 교육의 필요성이 국내외적으로 대두되면서(교육부, 1994, 1997; NSTA, 1991), 교사들은 STS 교육의 실시에 대해 긍정 적인 태도를 보이고 있으나, 중등 교육과정 내에 STS 내용의 반영 정 도는 낮다고 인식하고 있음(최경희, 1994). STS 관련 교육과정 목표의 실제 수업에 반영 정도를 판단하기 위해 서는 교사들이 교수-학습에서 주로 활용하는 교과서(최경희와 김숙 진, 1996; Chiang-Soong & Yager, 1993)를 분석할 필요가 있음.
- 3. • 선행 연구에서 6차 중학교 과학 교과서(최경희, 1997)와 중학교 화학 단원(김윤희 등, 1999)과 고등학교 공통과학의 화학 단원(최인영 등, 2001)을 분석한 사례가 있으나, STS의 중요한 영역 중의 하나인 가 치나 실행의 측면은 간과되어 왔음. 7차 중등 교과서를 분석한 사례는 거의 없으며 특히, 지식이나 기능 뿐 아니라 가치나 실행 영역까지 확장하여 분석한 연구가 이루어지 지 않고 있음. Ⅱ 연구 내용 및 방법 ▣ 연구 대상 • 7차 중등 과학 교과서 총 25권의 화학 관련 10개 단원
- 4. ▣ 분석 기준 1) Yager(1984, 1989)의 ‘STS 교육 과정의 필수 구성 요소’ ① 지역사회와의 관련성 ② 과학의 응용 ③ 사회적 문제 ④ 의사결정 능력 함양을 위한 연습 ⑤ 과학과 관련된 직업에 대한 인식 ⑥ 실제 문제에 대한 협동 작업 ⑦ 과학의 다차원성 ⑧ 정보 획득과 이용에 관한 평가. 2) Cheek(1992)의 ‘STS 교육에 대한 지침과 교육 과정 구조의 비교’ • 선정된 STS내용을 ‘지식/기능/가치/실행’의 4개 영역으로 나누는데 특히, 가치나 실행 영역을 포함하는데 의미를 두고 분석 기준으로 선 택함.
- 5. • Cheek(1992)의 분석 기준 K1. 과학, 기술, 사회의 상호작용 묘사 S1. STS문제에 대한 의사소통 기능 K2. 과학과 기술의 한계에 대한 이해 S2. “과학”이나 인지 과정 기능 K3. 기술적인 발전과 과학적인 발전을 구별 S3. 의사결정과 문제해결 기능 K4. 현행 STS 문제를 인식 S4. 비판적 사고 기능 기능 K5. 전세계의 상호의존성에 대한 인식 S5. 집단 활동의 진행 기능 K6. 중요한 STS개념 이해 S6. 집단 활동에서의 지도력 K7. 과학적인 증거와 개인의 의견을 구별 S7. 의사 대립 시 처리와 협상 지식 K8. 기술의 응용에 관한 이해 S8. 실제 상황에서의 기술 적용 K9. 정량화 기술들을 정확하게 사용 가능 V1. 세계, 과학, 기술에 대한 심미적 감상 K10. STS문제의 해결책에 대한 판단력 V2. 민주주의와 민주적 절차에 대한 가치 윤리와 K11. STS문제의 지속성에 대한 인식 V3. 가치의 중요성에 대한 이해 가치 K12. 과학과 기술에 대한 사회학이나 철학에 V4. 개인적인 가치에 대한 표현 가능 대한 이해 V5. 주어진 STS문제와 관련된 가치들을 식별 K13. 탐구의 본질 A1. 연구 수행 실행 K14. 사회에 의해 조절되는 과학과 기술 A2. 지역 사회나 사회 일반에서 STS문제를 실행
- 6. ▣ 분석 방법 • 7차 과학 교과서는 글 위주의 6차와 달리 시각 자료가 풍부하고 내용의 편집이 다양하고 복잡하 므로, 줄 단위 대신 면적 단위로 계산하여 백분 율을 제시함. 면적 측정에는 투명 눈금지 이용. • 내용의 구분을 위해 선행 연구(권경오, 1996)의 방법을 참고하여 모 든 분석 대상은 단락을 기준으로 하였으며, 완전한 1단락은 1가지 의미만을 갖는다고 가정. • 1단락의 의미가 Cheek(1992)의 분석 기준에서 지식, 기능, 가치, 실 행 중 두 가지 이상의 영역에 걸쳐있다면 상대적으로 빈도수가 작은 영역에 포함시킴. • 연구자 2인의 분석자간 일치도: 95% 이상
- 7. Ⅲ 연구 결과 1. STS 내용의 포함 정도 • 중학교 화학 단원에 포함된 STS 내용의 비율: 평균 8.2% 6차 중학교 화학 단원: 5.4%(최경희, 1997); 개정된 교과서나 다른 연구자로 인한 차이를 고려한 결과는 아님. • STS 내용의 면적(%) 학년 7 8 9 10 지역사회와의 관련성 .0 3.0 .1 8.2 과학의 응용 88.7 73.9 16.6 30.8 사회적 문제 7.4 18.8 1.8 27.9 의사결정 능력 함양을 위한 연습 0.5 .0 .0 1.7 과학과 관련된 직업에 대한 인식 2.5 .2 .4 9.1 실제 문제에 대한 협동 작업 .0 .1 .0 1.5 과학의 다차원성 .9 1.0 79.5 14.5 정보 획득과 이용에 관한 평가 .0 2.8 1.6 6.4 계(STS 면적) 100.0 99.8 100.0 100.1 전체 면적 중 STS 면적 2.9 8.5 12.3 5.7
- 8. • 중학교는 학년이 올라갈수록 STS 평균 비율이 증가. 6차 교과서에서 STS 내용의 비율이 학년이 올라갈수록 증가한 것(최 경희, 1997)과 유사. • ‘과학의 응용’은 44.0%(중학교 평균)→30.8%(고등학교 1학년)로 감 소, ‘사회적 문제’는 8.3%(중학교 평균)→ 27.9%(고등학교 1학년)로 증가. 중학생에게는 사회적인 논쟁거리가, 고등학생에게는 과학 지식과 과학 기술의 응용 사례가 STS 수업 주제로서 효과적(최경희와 조 희형, 2003). • 6차에 비해(최경희, 1997), 7차에서는 ‘의사 결정(0.1%)’, ‘과학 관련 직업(0.6%)’, ‘문제 해결(0.1%)’, ‘과학의 다차원성(44.1%)’, ‘정보 획득 평가(1.8%)의 비율이 크게 증가. 7차 교과서가 8가지 항목을 고루 포함하고 있다는 사실은 고무적.
- 9. 2. 가치와 실행 영역을 고려한 STS 내용의 분류 • STS 내용의 지식/기능/가치/실행 영역별 분류(%) 학년 지식 기능 가치 실행 계 7 88.0 8.6 1.9 1.5 100.0 8 91.1 8.3 .3 .3 100.0 9 97.6 2.0 .4 .0 100.0 10 91.2 7.9 .9 .0 100.0 • 지식 영역이 월등히 많고 기능, 가치, 실행 순으로 감소. 학년에 따른 일관된 경향이 보이지 않으며, 가치 영역과 실행 영역 은 비율이 매우 작으므로 학년에 따른 추세를 찾기가 어려움.
- 10. • 지식/기능 영역의 구체화(%) 학년 7 8 9 10 K1 2.5 .3 2.4 17.4 K2 .0 .0 0.3 .0 K3 .0 .0 .0 .0 K4 3.7 15.1 1.8 34.7 K5 .0 .0 .0 .0 K6 .0 .0 .0 .0 K7 .0 .0 .0 .0 지식 K8 80.1 75.2 16.9 32.1 K9 .0 .0 .0 .0 K10 .0 .0 .0 .0 K11 .0 .0 .0 .0 K12 .9 .0 76.2 6.5 K13 .0 .0 .0 .0 K14 0.8 0.5 .0 0.5 계 88.0 91.1 97.6 91.2 S1 .0 4.2 0.5 2.0 S2 8.6 3.9 1.2 3.9 S3 .0 0.1 .0 2.0 S4 .0 .0 0.3 .0 기능 S5 .0 .0 .0 .0 S6 .0 .0 .0 .0 S7 .0 .0 .0 .0 S8 .0 .0 .0 .0 계 8.6 8.2 2.0 7.9
- 11. • 중학교 1학년; K8의 비율이 가장 높음. ‘상태변화와 에너지’ 단원에서 열기구, 냉장고, 증기 기관 등의 원 리를 많이 다룸. • 중학교 2학년; 중학교 1학년보다 K4의 비율이 늘어남. ‘혼합물의 분리’ 단원에서 도핑 테스트, 원유의 분리, 재활용 분리 수거, 유조선의 기름 유출, 지역 상수도 사업소 등의 STS 소재를 많이 다루기 때문. • 중학교 3학년; K12의 비율이 증가하고, 기능 영역의 비율이 감소. 7차 과학 교과서에 과학사 관련 내용이 대거 도입되었으나 주로 물질관의 변화에 대한 내용에 치중함으로써 다양한 학생 활동에 자연스럽게 연결되지 못함. 기능 영역의 비율 2.0% 중에서 S2가 1.2%를 차지함; 과학사 관련 내용을 일반적인 과학이나 특정 과학자가 대상을 어떻게 발견하였 는지에 맞춰 진술함.
- 12. • 가치/실행 영역의 제시 빈도 학년 7 8 9 10 V1 2 V2 V3 1 윤리와 가치 V4 2 1 V5 2 1 2 계 3 1 4 3 A1 실행 A2 2 2 계 2 2 0 0 • 가치 영역(0.3~1.9%)과 실행 영역(0.0~1.5%)은 비율뿐 아니라 빈도 수도 작음. • 가치나 실행 영역은 기능 영역의 내용과 연결됨; 예외적으로 두 교과 서(중학교 1학년)의 경우 가치나 실행 영역은 있으나 기능 영역에 해 당하는 내용이 없음.
- 13. STS 내용을 본문보다는 설명 위주의 읽기 자료에서 다룸으로써 다 양한 활동이 고려되지 않음. 예시) ‘이와 같이 알루미늄 캔이나 유리병 또는 페트 병 등을 녹여 다시 쓰는 재활용은 비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 자원을 절 약하고 환경을 보호한다는 면에서 매우 중요한 일이다’. • 가치 영역에서는 STS 관련 가치를 식별하는 것뿐 아니라, 과학이나 기술에 대한 심미적 가치나 개인의 가치를 표현하는 내용도 다룸. 사회적 문제와 논쟁거리를 활용하여 옳고 그름을 가리는 윤리적 가치에 대한 내용은 적음. Ⅳ 결론 및 제언 ◊ 7차 교과서는 6차에 비해 Yager의 8가지 항목을 고루 포함. ◊ 학년이 올라갈수록 ‘과학의 응용’은 감소하고, ‘사회적 문제’는 증가.
- 14. 중학생에게는 사회적인 논쟁거리가, 고등학생에게는 과학 지식과 기술의 응용 사례가 STS 수업 주제로서 효과적이므로 (최경희와 조희형, 2003) 학년에 따라 적절한 STS 주제 선정과 비율에 관하 여 논의할 필요가 있음. ◊ 가치 영역과 실행 영역은 비율과 빈도수가 매우 작으며 STS 내용이 본문보다는 설명 위주의 읽기 자료에서 다루어지는 경우가 많음 . 가치를 명료화하거나 가치를 지식과 관련짓게 되는 의사 결정이나 문제 해결(정은영과 김영수, 2001)같은 기능 영역의 활동을 적극 반영하여 가치 영역이나 실행 영역까지 확장할 수 있는 여지를 만 들 필요가 있음. ◊ 교과서에서 지식, 기능, 가치, 실행 영역을 각각 어느 정도의 비중으 로 어떻게 조직할 것인가에 대한 후속 연구가 필요. ◊ 화학 단원 내의 다양한 윤리 관련 교수 학습 소재들(유네스코한국위 원회, 2001)에 적절한 교육 자료를 개발할 필요성이 제기됨.
- 15. Ⅴ 참고 문헌 유네스코한국위원회(2001). 가치를 꿈꾸는 과학. 서울: 당대. 교육부(1994). 중학교 과학과 교육 과정 해설. 서울: 대한교과서. 교육부(1997). 과학과 교육 과정. 서울: 대한교과서. 권경오(1996). 고등학교 생물 교과서의 과학적 소양에 관한 양적 분석. 서울대학교 박사학위 논문. 김윤희, 권효진, 문성배(1999). 제6차 교육과정에 따른 중학교 과학 교과서(화학단원)의 STS 내용 분석. 대한화학회지, 43(3), 321-327. 정은영, 김영수(2001). 가치 탐구 모형을 위한 생물 수업 모형의 적용. 한국과학교육학회지, 21(1), 160-173. 최경희(1994). 과학교육과 STS에 관한 중등 과학교사들의 인식 조사. 한국과학교육학회지, 14(2), 192-198. 최경희(1997). 중학교 과학 교과서에 포함된 과학-기술-사회(STS) 내용, 활동 유형 및 포함 정도 분석. 한국과학교육학회지, 17(4), 425-433. 최경희, 김숙진(1996). 과학 교과서 선정과 평가에 관련된 교사들의 인식조사와 과학 교사 평가 틀 개발에 관한 연구. 한국과학교육 학회지, 16(3), 303-313. 최경희, 조희형(2003). 과학의 윤리적 특성 교수-학습 방법. 한국과학교육학회지, 23(2), 131-143. 최인영, 김윤희, 이숙희, 문성배(2001). 공통과학 교과서의 화학영역의 STS 내용 분석, 대한화학회지, 45(3), 256-263. Bybee, R. W., College, C. & Minnesota, N. (1986). The Sisyphean question in science education: what should the scientifically and technologically literate person know, value, and do-as a citizen?. In R. W. Bybee (ED.) Science/Technology/ Society: 1985 yearbook of the National Science Teachers Association. Washington, D.C.: NSTA. Cheek, D. W. (1992). Thinking constructively about science, technology, and society education. New York: State University of New York Press. Chiang-Soong, B. & Yager, R. E. (1993). The inclusion of STS material in the most frequently used secondary science textbooks in the U.S.. Journal of Research in Science Teaching, 30(4), 339-349. National Science Teachers Association(1991). The NSTA position statement on science-technology-society(STS).: A new effort for providing appropriate science for all. Washington, D.C.: Author. Waks, L. J. (1987). A technological literacy credo. Bulletin of Science, Technology & Society, 7(1/2), 357-366. Yager, R. E. (1984). Toward new meaning for school science. Educational Leadership, 41(4), 12-18. Yager, R. E. (1989). A rationale for using personal relevance as a science curriculum focus in school. School Science and Mathematics, 89(2), 144-156.