3월

대한지구과학교육학회 콜로키움

1. 일시 : 2016년 3월 26일 (토) 16:00~18:30

2. 장소 : 부산교육대학교 지구과학세미나실 2304호

3. 참석대상 : 대한지구과학교육학회 회원 및 관심있는 사람

4. 발표내용

- 제1주제 : 생각을 키워주는 과학교육(김순식 교수, 부산교대)

- 제2주제 : 교육과정 이해와 수업설계(이용섭 교수, 부산교대)

- 제3주제 : 맞춤형 수업모형으로 과학수업 살리기(이상균 박사, 안창초)

대한지구과학교육학회Journal of the Korean society of earth science education

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[ 제 1 주제 ]

☆ 생각을 열어주는 과학수업(김순식 교수, 부산교대)

우리나라 과학 교육의 문제점

과학지식을 소비할 수 있는 환경

과학교육의 지향점

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과학을 한마디로 정의하는데 어려움이 있지만, 대체로 과학을 자연현상이나 사물의 특성을 가장 합리적으로 설명하는 인간의 지식체계로 정의할 수 있다. 그러므로 과학을 잘 한다는 의미는 우리가 살고 있는 일상생활 주변에서 반복적으로 일어나고 있는 자연현상의 원인을 우리가 공유하고 있는 패러다임에 기초하여 잘 설명하는 것이다.

과학은 우리의 생활 주변에서 탄생한 학문이고, 인간의 관찰과 사고 및 탐구로 자연의 신비를 밝혀오는 과정을 거치면서 학문적 깊이를 더해 왔다고 볼 수 있다. 결국 인류가 자연현상을 규명하려는 불굴의 노력과 이러한 노력의 결과물들이 지속적으로 쌓여 오늘날 우리가 말하는 과학이 존재하게 된 것이다.

과학의 본성에 비추어 오늘 볼 때 과학적 사실, 개념, 법칙, 이론이라는 것은 잠정적인 것이다. 그러므로 지금도 많은 사람들에 의해서 수행되고 있는 자연현상에 대한 탐구는 과학적 사실이나 법칙을 더 세련되고 더 광범위하게 자연현상을 설명할 수 있는 합리성을 가지게 되며, 이러한 과학의 발달이 자연현상을 더 정교하게 이해하려는 인간의 호기심에 더 세련된 답을 던져주게 될 것이다.

이처럼 인류는 생활주변에서 끊임없이 일어나고 있는 자연의 현상을 더 합리적으로 설명하고 숨은 원리를 규명하기 위해서 끊임없이 탐구하고 있다. 이러한 노력에 의해서 자연현상에 대한 기존의 설명체계가 더 새롭고 정교한 법칙과 이론이 탄생하는 것이다. 이러한 과학의 특성으로 인해서 과학은 학문이기 이전에 우리 인간의 자연 현상과 사물에 대한 관찰의 기록이며, 일상생활에서 체득한 소중한 경험의 기록물들이다. 우리가 살아가기 위해서 호흡하고, 음식물을 먹고, 수면을 취하는 일상의 생활처럼 과학은 언제나 우리 주위에서 숨 쉬고 있고, 신기한 자연현상으로 인간의 호기심을 끊임없이 자극하고 있다.

인간이 성장하면 새로운 옷을 맞추어 입고, 더 상위의 학교에 진학하듯이 인간이 자연을 관찰한 경험이 누적되면 과거 미처 보지 못했던 자연현상이나 사물의 특성을 경험하게 되고, 기존에 오류가 있었던 과학이론을 더 합리적으로 진술하기 때문

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에 비록 우리에게 익숙한 자연현상이라고 하더라도 이것에 대한 끊임없는 연구와 재해석은 불가피하다. 이러한 맥락으로 볼 때 세계적으로 관심을 끌고 있는 과학교육은 결국 자연현상을 더 합리적으로 설명할 수 있는 포괄적인 능력을 학생들에게 길러 주는 것이다. 이러한 능력을 함양하기 위해서는 과학수업을 통해서 과학지식, 탐구능력, 과학과 관련된 태도의 세 영역에 해당하는 능력을 골고루 배양해 주어야 한다.

우리나라를 비롯하여 세계의 모든 나라에서 과학교육의 중요성을 인식하고 자라나는 세대에게 효과적으로 과학을 가르칠 수 있는 교육 방안을 확립하기 위해서 많은 노력을 기울이고 있다. 이처럼 세계의 많은 나라에서 과학교육을 중요시하고 있는 이유는 무엇이며 또 과학교육이 필요한 이유는 무엇일까? 우리는 무엇을 위하여 경쟁력 있는 과학교육 체제를 갖추기 위해서 커다란 에너지를 쏟는 것일까? 또한 왜 한나라의 과학기술의 수준은 한 국가의 흥망을 가르는 가늠자가 되는 것일까? 이러한 물음에 대한 대답은 과학의 본성에서 찾을 수 있다. 주지하는 바와 같이 과학이론은 단지 자연현상을 설명하는데 그치지 않는다. 태풍이 왜 발생하며 화산은 왜 특정지역에서 집중적으로 발생하는지를 설명하는데 그치지 않는다. 과학은 앞으로 나타날 자연현상을 예측하는 힘도 함께 가지고 있다. 이러한 예측의 힘은 인류의 생존을 더 용이하게 하고, 미래의 자연재해에도 선도적으로 대비할 수 있는 능력을 갖추게 되는 것이다. 해수면의 온도가 상승하면 향후 어떠한 재해가 발생하게 될지를 가늠할 수 있고, 판 구조론을 적용하면 하와이 남동쪽에 또 다른 섬이 해저에서 생성될 수 있다는 것도 어렵지 않게 예측할 수 있다. 과학이 갖는 이러한 예측의 힘은 사물의 특성이나 자연 현상, 우주의 질서와 관련된 제반 과학적 문제를 끈질기고 정교하게 규명한 국가만이 갖출 수 있는 것이다.

올바르고 효과적인 과학교육을 통한 높은 과학수준의 성취는 그 나라의 미래를 보다 안전하고 풍요롭게 하는데 필수불가결한 요인이며, 이렇게 보유한 과학의 힘은 결국 한 나라의 흥망성쇠를 좌우할 수 있는 가늠자가 되는 것이다. 그러므로 오늘날 우리가 과학교육에서 다른 나라에 비해서 뒤처지게 되면 불명확한 미래의 자연현상에 대한 예측력의 상실을 가져오게 될 것이고, 이것은 결국 나라의 번영을 담보할 수 없는 불행한 결과를 초래할 것이다. 이렇듯 세계 모든 국가들이 과학이 가지고 있는 이러한 힘을 잘 인식하고 있기 때문에 각 나라별로 교육의 여건과 경제적 수준에 맞추어서 자라나는 미래세대를 위한 과학교육에 막대한 투자를 아끼지 않는 것이다.

이 장에서는 현재의 우리나라 과학교육의 문제점이 무엇인지 살펴보고, 앞으로의 과학교육의 방향에 대해 살펴보고자 한다.

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우리나라 과학 교육의 문제점

미래에 더 나은 과학교육의 틀을 구축하기 위해서는 우리나라 과학교육의 현주소를 정확하게 분석하는 것이 우선이다. PISA 2009 결과에 따르면, 우리나라 학생들의 과학성취도의 하락은 과학적 문제 인식이나 과학 지식의 실생활 연계 능력 등이 부족한 것이 이유로 분석되었다. 또한 과학 성취도 수준에 비교하여, 우리나라 학생들의 전반적인 과학에 대한 자아 효능감, 즐거움, 흥미 등의 정의적 영역에 대한 평가 결과는 전 세계에서 가장 낮은 수준으로 조사되었다(한국교육과정평가원, 2010). 과학을 배운다는 것은 과학적 소양을 함양하고 과학 문화에 입문하는 것이므로(박정은 외, 2009), 과학을 학습자의 삶 속에서 핵심적인 역할을 하는 상황 중심으로 학습해야 한다. 학교과학에서 제공하는 과학 수업은 과학을 생활과 유리된 것으로 인식하고 과학에 대한 관심을 떨어뜨리는 요인이 되기도 한다는 여러 비판들이 있다(Roth et al., 2005).

이처럼 많은 선행연구를 보면 우리나라 과학교육의 가장 큰 문제점으로 지적하는 것이 우리나라 학생들이 과학을 배울 때 일상적인 상황(맥락)과 연계하여 배우지 못하고 주로 학교에서 수업시간에 책을 통한 과학지식 교육에 몰입하도록 요구받기 때문에 학생들이 과학에 대한 흥미를 느끼지 못한다는 것이다. 이러한 이유로 인해서 과학성취도는 높은 반면 과학에 대한 흥미도는 떨어지는 현상이 나타나는 것이다. 우리나라의 과학 교육에서 이것은 반드시 고쳐야 할 점으로 사료된다. 그것은 과학을 실험과 관찰을 통해서 배우지 못하고 이론적인 지식만을 배우게 될 때 이것은 엄밀히 말해서 단순한 암기 학습에 지나지 않기 때문이다.

우리나라 교육의 문제점을 지적하고 그 대안을 찾고자 할 때, 우리는 주로 교육선진국인 핀란드 교육제도를 주목한다. 핀란드는 북유럽 발트 해 연안에 위치한 인

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구 520여만 명의 작은 나라이다. 핀란드 교육이 주목받게 된 것은 다보스 포럼으로 알려져 있는 세계경제 포럼에서 발표하는 국가별 국제경쟁력 지수에서 거의 매년 최상위 순위를 기록하였으며, 경제협력개발기구(OECD)가 실시한 국제학력평가(PISA)에서도 세계 최고의 학업성취도 수준을 기록했기 때문이다. 이것은 핀란드는 평등한 교육의 기회를 제공한다는 목표 하에 30년 이상 꾸준히 교육개혁을 이루어온 결과이다. 핀란드는 종합학교(comprehensive school) 제도를 통하여 기본 교육을 철저히 하는 한편, 모든 학생들이 동일하게 교육 받을 수 있는 권리를 보장하고 있다. 핀란드의 교육철학은 수월성이 아니라 형평성을 중시하고, 평가보다는 배움이 우선한다는 게 핀란드 교육의 원칙이다. 진정한 국가경쟁력은 우수한 일부를 위한 수월성교육보다 모두에게 차별 없이 잠재력을 개발할 수 있는 기화와 여건의 확보에 있다는 교육철학에 기초하여, 능력의 우열, 장애여부와 같은 특정 잣대로 학생들을 조기 분리시키는 것보다 오히려 함께 섞어서 경쟁하도록 함으로써 진짜 우수하고 경쟁력 있는 인재가 확보될 수 있다고 믿고 있다. 핀란드의 수업은 서로가 협동하는 과정에서 창의력이 발생하도록 하는 방식으로 여러 가지 재능을 동시에 길러질 수 있도록 가르친다. 핀란드의 성적표에는 단지 10점 만점에 자신이 도달한 학업수준이 기재되어 있을 뿐 애당초 ‘등수’가 없다. 따라서 다른 학생들과의 경쟁도 없다. 암기식·객관식에 길들여진 우리나라 학생들과 달리, 핀란드에선 자기 주도형 창의력·참구 학습이 이뤄진다. 이에 비해서 우리나라는 학교수업을 통해서 협력하고 배려하는 학교 문화 속에서 자신의 생각을 드러내고 타인의 의견을 경청하면서 사고력과 문제해결력을 높이는 바람직한 수업을 실시하지 못하고 있다. 경쟁은 있지만 협력은 없고, 학력은 있지만 행복은 없는 나라로 고착화되고 있다. 과목별로 점수만 가지고 획일적인 일렬식 수업으로 학생들을 갈라놓아 여러 재능이 길러지기 어렵다. 또한 오로지 외워서 점수만 따는 것이 습관이 되기 때문에 감수성·상상력을 신장시킬 기회가 줄어든다. 그러므로 우리나라 학생들의 과학에 대한 관심과 흥미를 높이기 위해서 많은 노력과 정성을 기울여야 할 것으로 생각된다.

여기서 우리가 눈여겨 볼 필요가 있는 대목이 하나 있다. 전술한 바와 같이 우리나라 학생들이 상대적으로 높은 과학성취도에도 불구하고 과학에 대한 흥미가 떨어져 있으며, 과학성취도와 과학에 대한 흥미도의 불일치의 요인을 지식중심의 주입식 과학수업 때문이라고 지적하였다. 그런데 이것은 통상적으로 우리가 인지하고 있는 교육학적 관점에서 볼 때 다소 의외의 결과로 분석된다. 그 이유는 과학에 대한 지식이 증가하면 그와 관련된 자연현상에 대한 관찰력이 높아져서 과학에 대한 관심과 흥미도 함께 높아져한다. 과학교육을 통해서 학생들에게 길러주어야 할 요소는 전술한 바와 같이 과학지식, 탐구능력, 과학관련 태도의 세 가지 영역이다. 관

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점에서 다소 차이가 있을 수 있지만, 지금까지 우리나라 과학교육은 틀림없이 과학지식의 주입식 전달에 좀 더 많은 비중을 차지했으며, 이러한 요인이 우리나라 학생들의 과학 관련 태도 특히, 흥미와 호기심을 시들게 한 요인이 된 것은 부인하기 어렵다. 하지만 과학지식을 좀 과도하게 가르치고 있다고 해서 학생들의 과학에 대한 흥미도가 예상할 수 없는 수준으로 떨어지는 것은 좀 의외의 결과라고 생각된다. 우리나라 학생들의 과학에 대한 흥미도를 떨어뜨린 다른 이유는 없을까? 학생들의 과학지식의 수준은 과학 탐구능력과 과학관련 태도에 중요한 요인이 된다. 과학에 대한 지식이 부족하면, 과학 탐구능력의 신장에도 한계가 있다. 그것은 과학교육에서 과학지식, 탐구능력, 태도는 모두 하나의 조직으로 얽혀있기 때문에 어느 것 하나라도 소홀하게 되면 전체적인 과학교육의 균형이 무너진다. 과학지식을 가르치지 않고 어떻게 탐구능력이 길러지며, 과학에 대한 태도를 앙양시킬 수 있겠는가? 일반적으로 과학에 대한 지식 없이는 과학 탐구도 어렵다는 것이다.

우리나라 학생들이 과학에 대한 지식을 많이 갖고 있다면 자연현상을 일으키는 원인을 좀 더 잘 규명할 수 있을 것이고 그러면 자연히 과학에 대한 흥미도 역시 높아지는 선순환 구조를 가져야 할 터인데 왜 우리나라 학생들은 이러한 선순환 구조에서 벗어나 있는가? 이에 대해서 우리나라 학생들이 과학에 대한 흥미를 잃게 만든 또 다른 요인을 찾아야 한다.

우리나라 학생들에게 무엇 때문에 과학을 배우는가라고 질문을 던져 본다면 학생들은 대답을 하는데 많이 주저할 것이다. 그 이유는 그 동안 우리나라 학생들은 힘들게 배운 과학지식을 신명나게 풀어헤쳐 생활에 유용성을 가져다줄 수 있는 활동이 거의 없었다고 해도 과언이 아니다. 몰입하여 배운 과학지식을 학교 시험과 상급학교 입시에 거의 소진시켜 버린다. 가정, 학교, 사회, 국가 모두 학생들이 어렵게 배운 과학지식을 멋지게 활용하여 궁극적으로 생산적으로 소비할 수 있는 기회를 제공해 주는데 관심을 갖지 못했다. 어떻게 가르칠 것인지에 대한 고민은 있었지만, 학생들이 배운 지식을 어떻게 소비하도록 할 것인지에 대한 관심은 갖지 못했다. 물론 학예발표, 발명품경진대회, 탐구토론대회 등의 제한된 과학지식을 활용할 수 있는 무대가 있긴 했지만 그것은 너무나 소수의 학생들을 위한 무대였고, 제한된 활동 무대였다. 이러한 원인으로 말미암아 대다수 학생들은 과학을 배워서 무엇에 요긴하게 사용할 수 있는지에 대한 경험을 가질 수 없었다. 학교에서 배운 과학지식을 멋지게 소비할 수 있는 무대는 고사하고 최소한 학생들이 배운 과학 개념을 주제로 서로 토론하는 과학적 의사소통의 공간을 마련해 주는 것에도 인색했다는 것이다. 즉 배움만 있고 그 배운 지식을 멋지게 사용할 수 있는 기회가 없는 그러한 환경은 고스란히 과학의 흥미를 떨어뜨리는 요인으로 작용했다고 생각된다.

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Driver(1983)는 과학교육의 지향점은 교사가 객관적인 지식을 ‘가르쳐 버리는’ 것에 있기 보다는 학생이 능동적인 지식의 구성을 통해 학습하는 것에 있다고 했다. 이것은 구성주의적인 학습관의 측면에서 학생들의 능동적 지식의 구성을 강조하고 있다. 능동적 지식의 구성이란 학생들이 주체가 되어 자신과 주위 환경과 상호작용하면서 지식을 만들어 가는 것이다. 이러한 면에서 지금 우리는 학생들이 능동적으로 과학지식을 구성할 수 있도록 하는 방법을 구안하는 일에도 많은 관심을 기울일 필요가 있다. 그러면 학생들이 과학지식을 능동적으로 구성하고 과학에 대한 관심과 흥미를 높게 유지할 수 있도록 하는 방법은 무엇일까? 다양한 방법이 있을 수 있겠지만 그 중 하나가 전술한 바와 같이 우리 학생들에게 기존의 과학지식을 소비할 수 있는 활동의 무대를 만들어 주는 것이다. 배운 지식을 활용할 수 있는 기회를 주는 것, 그것이 과학을 가르치는 것만큼 중요하고 절실한 것이다. 과학을 배우고 배운 지식을 생산적으로 소비할 수 있는 환경을 조성해 주어야 한다. 그래야 비로소 과학지식에 대한 진정한 주체로 거듭날 수 있으며, 능동적인 학습자의 모습도 함께 갖추게 되는 것이다.

그동안 우리나라 학생들이 과학을 배워서 그 지식을 사용할 수 있는 곳이 암담하게 차단되어 있었다. 누구도 여기에 대해서 나타날 수 있는 과학교육의 동맥경화 현상에 주목하지 않았다. 모든 나라의 교육환경이 다르고 교육적 가치관이 다름에도 우리는 쉽게 선진국 교육의 시스템에 현혹되어 한국교육의 강점을 터부시하는 태도를 견지하게 된 것은 우리나라 과학교육의 문제점을 깊이 숙고하지 못한 데서 기인한다고 생각된다. 학교시험이나 입학시험을 치루기 위해서 과학을 공부하고 그 시험이 끝나면 고밀도로 집약하여 배운 소중한 과학지식을 그대로 증발시켰다. 그런 악순환의 구조 속에서는 우리 학생들이 과학을 배워야 하는 이유를 인식할 수 없었다. 과학지식을 유용하게 소비할 수 있는 환경을 만들어주지 못한 결과는 과학지식을 과도하게 가르친 결과로 나타나는 흥미상실 그 이상의 부정적인 결과를 가져다준다. 이러한 면에서 학생들이 힘들게 배운 과학지식을 유용하게 소비할 수 있는 환경을 구축하지 못한 국가는 과학교육의 경쟁력을 제고 하는 데 있어서 한계를 가질 수밖에 없다. 이러한 환경에서는 저변이 튼튼한 건강한 과학교육으로 뿌리내리는데 한계가 있을 수밖에 없을 것이다. 이렇게 과학을 가르치는 데에만 치중하고 학생들의 과학지식을 소비할 수 있는 환경을 만들지 못한 국가는 아무리 과학교육의 효율성을 높이려고 해도 한계를 가질 수밖에 없을 것이다. 이러한 국가에서는 국가가 행정적으로 과학교육을 활성화하는 시책을 수립하여 시행한다고 해도 학생들의 과학에 대한 흥미와 관심을 제고시키기는 어려울 수밖에 없다는 사실을 정확하게 직시해야 할 것이다. 결국 우리나라 과학교육의 문제점을 극복하는 첫 번째

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과업은 과학교육을 어떻게 하느냐 하는 문제보다 학생들이 배운 과학지식을 독창적이고 유용하게 소비할 수 있는 다양한 무대를 어떻게 마련해 줄 것인지를 먼저 생각해 보아야 한다.

학생들이 주체가 되어 지식을 소비하는 활동을 하게 되면 학생들이 독창적이고 유용한 산물을 만들어야 한다는 목표가 뚜렷해지기 때문에 학생들은 과학지식을 보다 더 능동적으로 분석하고, 융합하고, 새로운 대안을 찾는 작업을 시작하게 된다. 과학지식을 소비할 수 있는 기회를 주면 비로소 학생들의 시야에 생활 주변의 현실적이고 구체적인 과학문제들을 볼 수 있게 된다. 이러한 활동은 학생들로 하여금 과학을 배우는 것이 아니라 학생들 개개인의 머릿속에 있는 자신의 언어로 해석한 다양한 과학개념을 끌어내는 것임을 인식시켜 줄 수 있다. 또한 이러한 과학지식의 소비과정은 학생들로 하여금 과학개념에 대해 진정한 주인의식(ownership)을 가지고 좀 더 친숙하게 다가갈 수 있도록 해 준다. 그 이유는 학생 자신의 과학지식을 유용하게 소비하는 일을 할 때가 어떤 지식을 피동적으로 배울 때 보다 더 생생한 아이디어나 경험을 떠올릴 수 있도록 해 준다. 이러한 과정은 자신의 삶과 연결고리를 찾게 하고 그러한 연결고리는 결국 과학 학습에 있어 더욱 능동적인 자세와 태도를 갖출 수 있는 기회를 모색해 준다(박현주 외, 2012). 과학은 가르치는 것이 아니라 학생들의 머릿속에 들어있는 생각을 드러낼 수 있도록 기회를 주고 무대를 만드는 과정이므로 거시적인 시각에서 교육과정의 성공적 운영을 위해서 많은 관심을 기울여야 한다(서예원, 2008).

이처럼 우리나라 과학교육을 거시적인 시각에서 바라볼 때 전술한 바와 같이 과학지식의 전수보다는 과학지식의 소비에 더 큰 비중을 둘 필요가 있다. 학생들이 자신의 아이디어를 구현하는 과정에서 과학적 창의력과 탐구능력이 더 활발하게 나타나기 때문에 과학교육 인프라에서 과학지식을 소비할 수 있는 기회를 제공하는 일에 관심을 갖고 있어야 한다. 과학지식을 건강하게 소비할 수 있는 무대를 만들지 않는 국가는 현재 우리나라가 경험하고 있는 과학교육의 문제점이 해결되지 못할 가능성이 크다. 소비시장을 충분히 확보한 기업이 더 나은 물건을 만들 수 있는 연구 환경을 확보할 수 있듯이 우리 학생들이 학교에서 배운 소중한 과학지식을 가정이나 학교, 그리고 지역사회 및 국가에서 유용하게 소비할 수 있도록 해야 한다. 미래 과학교육에 대한 패러다임을 가르치는 과학에서 소비하는 과학으로 전환하지 못하면 우리나라 과학교육의 고질병인 낮은 과학흥미도의 불명예를 불식시키기 어려울 것이다.

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과학지식을 소비할 수 있는 환경

배운 과학지식을 잘 소비할 수 있는 환경이란 배운 과학 지식을 멋지게 활용할 수 있는 무대가 다양하게 갖추어진 환경을 말한다. 가정에서는 과학지식을 활용한 생활용품 고안, 학교에서는 과학지식이 기반이 되는 토의․토론 수업, 과학발명품 경진대회, 국가에서는 과학 장학생 선발, 과학프로젝트 발주 등 가정, 학교, 국가의 수준에서 과학에 대한 지식이 유의미하게 소비될 수 있는 무대를 다양하게 마련해 주어야 한다. 그래서 학생들로 하여금 과학이 우리의 생활에 친근하게 다가와 숨 쉬고 있으며, 과학을 다루면 유익한 사건이나 실용적 산물들과 마주할 수 있다는 사실을 알게 해 주어야 한다.

학생들이 학교에서 배운 과학지식을 활용하여 의미 있는 물건을 만들거나 우리의 일상생활에 편리한 시스템을 기획하고 도움을 주는 모든 활동을 통틀어 과학지식의 소비라고 할 수 있다. 학생들이 배우고 익힌 과학지식이 또 다른 형태의 유익한 산물로 되돌아오는 환경을 경험할 수만 있다면 학생들은 얼마나 과학을 좋아하겠는가? 전해질 이온의 농도와 전기전도도와의 관계를 배웠다면 이 과학적 원리를 이용해서 우리의 일상생활에 편익을 가져올 수 있는 어떤 산출물을 만들어보게 하는 것은 얼마나 멋진 경험이 될 것인가? 이러한 멋진 경험을 학생들의 것으로 돌려주기 위해서는 학교 수업에서 과학지식의 일방적 전달에만 교육적 관심을 두지 말고 학생들의 과학지식을 이용하여 새로운 형태의 산출물이 나올 수 있도록 하는데 우리의 관심이 경주되어야 한다. 과학지식의 소비 활동을 통해서 새로운 과학지식의 필요성을 깨닫게 되고 또 과학지식을 능동적으로 경험하고 더 세련되고 정교한 물건을 또 만들 수 있는 역량을 갖출 수 있게 된다.

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지식의 소비활동을 촉진시킬 수 있는 대표적인 수업이 최근 많은 주목을 받고 있는 STEAM 수업이다. STEAM 수업은 과학기술 및 인문사회 그리고 예술 분야까지를 넘나드는 교수 학습 활동을 강조한다. 이러한 융합적이고 종합적인 접근은 그 동안 우리나라 교육의 심각한 문제점으로 지적되어 왔던 단편화되고 추상적인 지식 중심의 학습활동을 극복하는데 매우 좋은 바탕이 될 것이다.(서예원, 2011). STEAM 수업이 학교현장에서 구현하는 데 많은 애로점이 있음에도 불구하고 큰 주목을 받는 이유도 바로 이 STEAM 수업이 학생들의 지식을 소비하는데 대단히 유용하기 때문이다. STEAM 수업은 학생들의 다양한 영역의 지식을 융합하여 새롭고 유용한 산출물을 기획하고 생산해 내도록 격려하는 수업이다. 그러므로 우리는 STEAM 수업을 통해서 학교에서 배우는 지식이 유용하다는 사실을 학생들로 하여금 깨닫게 할 수 있다. 과학지식을 생산하는데 교육적 역량을 기울이고 과학지식을 소비하는 데에는 관심을 갖지 않는다면 그동안 우리나라 과학교육의 문제점들을 해결하기는 어려울 것이다.

과학교육의 지향점

앞으로 우리들이 맞게 될 미래가 어떻게 변모하게 될지 예단하는 것은 어렵다. 분명한 사실은 미래의 교육방법은 지금과 현격하게 달라질 수 있다는 것이다. 농경시대에는 부모가 자식을 들과 밭으로 데리고 다니면서 봄에 씨를 뿌리고 가을에 곡식을 거두면서 삶과 교육이 일치되는 교육이 이뤄졌다. 이후 산업시대에는 부모가 공장에 나가자 집에 남는 아이들을 모아 교육을 시키면서 교육과 삶이 분리되는 오늘날의 학교 제도가 탄생했다. 그러다 다시 공장에 나가던 부모들이 재택근무로 가정으로 돌아오자 홈스쿨링이 시작되고 있다. 미국은 취학대상 학생의 약 10%가 홈스쿨을 통해 교육을 받고 있으며, 2020년에는 대부분의 교육은 온라인 포털에서 제공하는 컴퓨터와 인터넷 기술 발달에 의해 대체될 수 없는 실험, 실습, 체험 등과 같은 콘텐츠들과 인성 및 가치관 교육과 관련된 팀워크 공동체 생활, 지역사회 자원봉사 등의 커뮤니티 활동 등이 강조될 것으로 전망하고 있다.

국내외 과학과 교육과정 개정 동향을 살펴보면, 미래 교육에 대한 변화 요구를 핵심역량이나 융합인재교육(STEAM)의 형태로 대처하고 있다. 미국, 호주, 뉴질랜드 등은 핵심역량 증진을 위한 국가 수준 교육과정을 설계함으로써 미래 사회에서 요구하는 교육과정 개선 방안을 제시하였다. 미국의 경우 공통핵심기준(Common Core Standards)을 주요 교과별로 설정하는 등 미래 사회의 요구를 반영하여 2013년에 미국 과학교육의 기준인 차세대 과학기준을 공포하였다(NGSS, 2013). 이 기

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준은 학생들이 필수적인 지식을 습득하는 것을 목적으로 할뿐만 아니라 과학 탐구와 공학 디자인 과정 등을 통해서 학생들이 자신의 지식을 적용함으로써 더 깊이 있는 이해를 할 수 있도록 유도하는 것을 목적으로 한다. 호주의 교육과정은 7가지의 일반적 능력(General capabilities; Literacy, Numeracy, ICT capability, Critical and creative thinking, Personal and social capability, Ethical understanding, Intercultural understanding)을 기르는 것을 목적으로 한다. 이에 과학교육과정은 2014년부터 과학적 이해, 인류의 노력으로서의 과학, 과학탐구기술을 중심으로 구성된 교육과정을 적용하고 있으며, 의사소통 능력 등과 같은 핵심역량을 강조하고 있다(ACARA, 2013). 뉴질랜드는 OECD의 DeSeCo 프로젝트가 제안한 핵심역량을 중심으로 2003년부터 국가 교육과정을 새로 개정하는 작업을 시작으로 2007년에 새 국가교육과정 총론을 발표하였다(New Zealand Ministry of Education, 2007). 새 과학교육은 사전 전문 훈련, 실용적 목적, 민주적 시민 목적, 문화적 지적 목적의 4대 목적을 정하고, 과학의 본성과 생물의 세계, 물질의 세계, 물리적 세계, 지구와 행성 등을 학습하도록 하고 있다. 이처럼 교육선진국들은 미래사회를 대비하여 핵심역량을 과학 교육과정 내에 포함시켜 강조하고 있다. 이에 발맞춰 우리나라도 2009 개정 과학과 교육과정에서 융합인재교육(STEAM) 확대를 통해 융합형 인재 양성을 강조하고 있다. 이와 같은 융합 또는 통합적 접근과 함께, 과학교육에서 창의성을 달성하는 데 효과적인 또 다른 방안은 과학탐구 활동을 통한 것이다. 탐구학습 활동은 학생들의 흥미와 호기심 그리고 감탄의 경험을 통해 창의력을 증진시키며(Longo, 2010), 과학탐구의 경험은 일상적 창의성과 함께 전문적 창의성의 일부도 함께 증진시킨다는 증거들이 있다(Haigh, 2007). 뿐만 아니라, 성공적인 과학탐구 활동은 그 특성상 협력적이고 수평적인 교실문화를 필요로 한다. 이러한 환경 속에서 과학탐구는 보다 개방적이고 융합적으로 수행될 수 있으며, 나아가 창의성으로 연결되기 때문이다. 따라서 창의와 융합의 정신이 학교 현장의 과학교육 활동에서 실제로 실천되기 위해서도 활발하고 다양한 과학탐구 활동이 강조될 필요성이 있다.

이러한 맥락에서 볼 때 과학 교수학습 과정에서 창의성과 융합적 접근이 활발히 이루어지기 위해서는 이에 적합한 과학 교실문화의 형성이 매우 중요하다(Aikenhead & Jegede, 1999). 그런데 과학 교실문화는 당연히 그것의 배경에 해당하는 학교문화, 또래문화, 과학문화 그리고 사회 전체의 문화에 크게 영향을 받는다. 또한 단위 과학 교실문화는 그 속에서 과학을 사이에 두고 진행되는 교사와 학생 그리고 학생과 학생들 사이의 의사소통 및 학급의 학습 환경 등 여러 요인에 의해 좌우된다(Fraser, 1998).

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미래 과학교육을 위해서 교육선진국에서 준비하는 많은 교육정책의 기저에는 학생들의 소통능력 배양이라는 목표가 함축되어 있다. 우리 생활에서 ‘소통’은 너무나 중요한 생활 요체이다. 다른 사람과 소통하기 위해서는 내가 가지고 있는 삶의 신념과 진실된 경험 그리고 사람을 대하는 태도를 온전하게 갖추고 또 타인의 말을 경청할 준비를 갖추어야 한다. 이런 태도위에서 우리는 다른 사람과의 소통을 통해서 더 나은 경험과 삶의 자세를 배울 수 있는 것이다. 이것은 미래 과학의 방향을 고민하는 우리들에게도 올바른 시사점을 제공해 준다. 과학이 자연현상을 가장 합리적인 방법으로 설명하는 인간의 지식체계라는 점을 상기해 볼 때, 자연과 소통하는 태도와 지식을 갖추는 것이 얼마나 중요한지를 알 수 있다. 자연이 보내는 다양한 목소리를 경청할 수 있는 마음의 태도는 과학을 하는 우리들이 가져야 할 중요한 자세다. 이 경청의 태세가 갖추어 져 있다는 것은 결국 우리가 자연과 소통할 준비가 된 것이다. 과학교육은 바로 자연과 소통하기 위한 준비를 갖추는 것이다. 자연의 목소리를 듣고 내가 알고 있는 지식을 바탕으로 적절하게 자연의 목소리에 화답할 때 자연은 또 새로운 이야기를 우리에게 꺼내 놓게 된다. 이전에 몰랐던 자연의 새로운 이야기를 듣고 우리는 좀 더 성숙한 탐구력으로 자연에게 대답을 전한다. 이러한 소통의 기작은 앞으로 펼쳐질 미래 과학교육에서 가장 크게 염두에 둘 요소가 되어야 한다. 소통은 사람과 사람, 학문과 학문, 국경과 인종을 넘어서 대화하고 서로 배우는 것이다. 소통을 통해서 내가 미처 보지 못한 자연현상과 사물의 특성을 깨닫게 되고, 소통을 통한 타인과의 경험 공유를 통해서 우리는 인간의 수명보다 훨씬 더 오랫동안 지속되어온 자연의 특성을 배우고 이해할 수 있게 된다. 이러한 맥락에서 볼 때 과학교육의 중요한 요소 중의 하나는 소통이라고 할 수 있다. 과학은 자연, 인간, 생활, 관찰의 요소들이 복잡하게 얽혀서 돌아가는 삶의 소중한 체험의 기록이다. 이러한 삶의 기록이 지구에서부터 광대한 우주공간까지 광범위하게 수용될 수 있는 과학개념, 법칙, 이론으로 정착되도록 사람과 사람, 학문과 학문, 기술과 사회, 기계와 인간 등 모든 개체와 개체들이 소통해야 한다. 이러한 소통을 통해서 인류의 시야는 더 밝아지고, 자연의 질서를 더 정교하게 이해할 수 있는 능력을 가지게 되어 불확실한 미래에 인류의 생존과 번영의 확률을 더 높일 수 가 있다.

불확실한 미래에 국가의 번영과 국가 경쟁력의 제고를 담보하기 위해서 더 많은 실험과 더 방대한 데이터가 필요하다. 이러한 데이터를 모으고 인간친화적인 산물을 만들기 위해서는 인간과 인간, 인간과 사물, 사물과 사물 사이의 소통은 필수불가결한 요인이다. 지금도 스마트폰을 중심으로 소통을 향한 우리사회의 발전은 가히 눈이 부실 정도다. 과학이 자연현상의 방대한 경험적 누적을 인간의 지혜로 설

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명하는 것이라면 우리는 미래에 더 활발하고 정교한 소통을 통해서 자연의 원리를 보다 정확하게 인지할 수 있게 된다. 불확실한 미래사회에서는 환경, 에너지, 식량, 지구의 안전 등의 많은 문제에 직면하게 될 것이며, 어쩔 수 없이 이러한 문제를 해결하는데 과학은 선도적인 역할을 맡게 될 것이다. 인류의 생존과 번영이 미래 과학에 달려 있다고 해도 과언이 아니다. 이러한 미래 사회를 이끌기 위해서는 과학교육의 관점도 달라져야 한다는 것은 너무나 당연하다.

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[ 제 2 주제 ]

☆ 교육과정 이해와 수업설계(이용섭 교수, 부산교대)

구성주의 관점에서 과학교육

탐구중심의 과학교육

과학본성과 과학탐구능력

과학과 교육과정의 이해

과학과 수업설계

수업력 향상을 위한 노력

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왜 과학을 가르쳐야 할까? 그에 대한 해답은 탐구 기능의 사용과 발달을 통해 학생이 자신의 환경에 대한 과학적 측면을 이해하도록 도와주기 때문이다(장병기와 윤혜경, 2011). 교사는 과학을 수업을 통해 가르쳐야 한다. 교사는 수업이 생명이다. 교사는 수업으로 승부해야 한다. 교사는 수업이 모든 것을 말해 준다. 등 여러 가지로 교사의 본분인 수업이 중요함을 강조하고 있다, 그런데 교사의 주요한 책무인 수업을 어떻게 해야 하는 방법적인 면에 여러 가지 학설과 경험에 따른 의견이 있을 수 있다. 수업은 교사, 학생, 학습매체로 3 가지로 구성한다고 할 수 있다. 또한 수업은 크게 인적요인과 물적 요인으로 구성된다. 인적요소인은 교사와 학생, 물적 요인은 수업공간인 교실, 학습 자료로 구분할 수 있다. 이러한 교수-학습에 대한 요소는 서로 상호작용하여 학습의 효과를 극대화할 수 있다. 교사는 끊임없는 교수방법 개발과 효과적인 학습 환경을 개선하기 위해 노력해야 한다. 교수․학습 활동은 교사의 능력과 학생의 수준으로 이루어진다고 볼 수 있다. 교사의 능력은 교사의 전문성으로 대변할 수 있다. 교사의 전문성은 교과내용의 심화정도와 교과교육에 대한 교수방법이 상호보완적으로 충족할 때 교사는 전문성이 있다고 할 수 있다. 다시 말하면 교사는 상시적으로 수업을 하는데 있어 교수법에 대한 연구와 실천을 동시에 하고 있는 교과교육 전문가라고 할 수 있다. 교사는 교과내용에 대한 끊임없는 연구를 통해 교육의 전문가로서 인정받을 것이다. 즉 교사는 이론적 실천가로 정립해야 할 것이다. 교사는 이론을 충분히 탐구하고 이론에 따른 교육실천을 함으로써 교육내용과 교과교육을 혼용한 교육실천을 하여 교육의 효과를 극대화 할 수 있는 교육전문가로서 인정을 받을 것이다. 그런 반면 이론을 탐색하거나 정립하는 교수 및 연구원들은 현장교육에서 교육실천을 통해 잘못된 내용이나 사례를 수정하거나 올바르게 정립함으로써 교육적 이론을 정립하는 실천적 이론가가 되어야 할 것이다. 다시 말하면 현장실천가인 교사는 이론을 바탕으로 교육을 실천하는 이론적 실천가, 교수는 현장교육의 실천을 통해 이론을 정립하는 실천적 이론가가 될 때 비로소 교육전문가가 될 것이다. 이를 과학교과에 대해 도식하면 다음과 같다.

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무엇보다도 수업 주체인 교사의 자기연찬에 대해 언급할 필요가 있다. 교사는 좋은 수업을 위해서는 끊임없는 자기 연찬을 위해 노력해야 한다. 이러한 노력은 교사의 책무이기도 하다. 학습의 요구자에 맞는 수업, 맞춤형 수준별․개별화 교실(differentiated classroom)은 교사가 학생의 독특한 요구에 반응하는 교실이다(조영남 외, 2014). 이런 교실을 위해 교사는 꾸준히 노력해야 한다. 교사는 변화하는 미래를 대비하기 위한 노력을 학생들 대상으로 창의성 교육을 해야 한다. 창의성 교육은 하나의 정해진 지식을 알아 그것을 찾게 하는 교육이 아니라 여러 가지 가능성과 답을 찾도록 하는 교육으로 정의할 수 있으며, 사고를 일깨우는 교육이라 할 수 있다(신재한 외, 2013). 창의적 사고의 자극을 활성화시키기 위해서는 인지적 영역과 정의적 영역을 통합할 필요가 있다. 한기순과 이금숙(2008)에 의하면 사실적 정보를 초월하는 특정한 구조화된 학습경험을 통하여 인지적 영역과 정서적 영역을 연결하고, 이 두 분야에서의 창의적 사고를 강조한다고 역설하였다.

교사라는 전문 직업이 수행해야 하는 본질적인 행위는 명세화되고 구체적인 의도를 충족시키는 교육과정과 학습 경험을 정교하게 창안하는 일이다(강현석 외, 2008).

교사 자신의 노력에 대해 SWOT 분석을 제시해 본다. 교사 자신의 객관적인 조명을 위해서는 SWOT 분석은 객관적이고 타당성을 확보한 분석방법이라 제안할 수 있다.

내부 환경적으로 교사 자신이 무엇이 강점이고, 약점인지 살펴보고, 외부 환경적으로 어떠한 기회가 있으며 위협은 무엇인지 알아보고 교사의 수업력 향상을 위해 꾸준히 자기연찬을 할 수 있는 계기로 삼아야 할 것이다. 특히 교직경험이 적은 초년생의 교사는 수업력 향상을 위해 SWOT 분석을 해 볼 것을 권장한다. 평소 자신

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에 대해 편향적으로 생각할 수 있는 관념을 객관적이고 타당성 있게 조명해 보는 것은 매우 의미 있는 일이라 할 수 있다. 이러한 자신에 대한 수업력 조명을 함으로써 차츰 경력이 쌓여가는 과정에서는 한 층 심화된 이론과 실천이 교육전문가로서 나아가는데 도움이 될 것이다.

초등학교 교육과정에서 크게 영향을 미치고 있는 학자 두 명을 들라하면 삐아제와 부루너일 것이다. 삐아제는 인지적 발달단계에서 초등학교 교육과정에 연관된 것은 구체적 조작기 교육의 방법에서 시사하는 바가 크다. 부르너는 나선형 교육과정의 기본적인 철학이 교육의 방법과 방향을 제시하는 것은 매우 큰 영향을 미치고 있다. 이러한 두 학자의 이론적 배경과 교육에 시사하는 바를 제시하면 다음과 같다.

구성주의 관점에서 과학교육

피아제는 학생들이 현상적인 세계를 어떻게 보고 이해하는가를 알아내는 데 많은 관심을 가졌다. 삐아제 이론에 의하면, 모든 유기체는 환경에 적응하고자 하는 경향성이 있는데, 이러한 적응과정에서는 동화(assimilation)와 조절(accommodation)이라는 상호보완적인 과정에 의해 이루어진다고 하였다. 동화는 외부로부터 받은 자극을 자신의 기존 인지 구조에 맞추는 과정을 의미하며, 조절은 외부의 요구에 응하여 자신의 인지 구조를 적응시키는 과정을 의미한다.

예를 들면 수진이라는 아이는 비이커 표면에 물방울이 맺히는 현상을 컵 속에 있는 물이 밖으로 빠져나왔다는 것을 주장한다. 외부의 자극을 받아들여 자신의 인지구조에 동화시키는 것이다. 그러나 컵속의 물이 밖으로 빠져나오지 않았음을 증명할 수 있는 방법인 컵속에 색소를 넣어 다시 실험하게 하면 컵속의 물색깔과 컵표

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면에 맺히는 물의 색깔이 다르다는 것을 알게 하는 실험이라면 수진이의 생각을 바꾸어 실험의 결과를 받아들이는 적응과정을 겪게 된다. 이때 새로운 자극을 동화해 낼 수 있도록 기존 인지 구조를 조절시켜야 한다. 이러한 과정이 조절인 것이다.

피아제는 인지적 갈등(새로운 자극과 기존 인지 구조 간의 갈등)을 해결하고 동화와 조절을 통해서 새로운 평형을 이루는 과정을 평형화라고 하였다. 평형화는 인지 발달의 핵심이라고 하였다.

따라서, 인지 구조는 반복되는 평형화 과정을 통해 보다 상위의 인지 구조로 발달하게 된다. 이것이 인지 발달의 4단계로서 모든 학생들이 이러한 단계를 거쳐 지적 발달을 하게 된다는 것이다. 그 단계는 감각 동작 단계(0~1세), 전조작 단계(2~7세), 구체적 조작 단계(7~12), 형식적 조작 단계(12~성인)이며, 각 단계의 지적 특징을 나타내고 있다.

감각 동작 단계의 학생들은 사물이 직접 보거나, 느끼거나, 듣거나, 만지거나, 맛볼 수 있는 경우에만 존재하는 것으로 간주한다. 학생의 지각 밖에 있는 것은 존재하지 않는다고 생각한다. 전조작 단계는 언어 발달이 왕성하다. 자기중심적으로 생각하며 외부 세계를 인식할 때, 다른 사람의 견해를 받아들이지 못한다. 원래의 시발점으로 되돌아가서 생각하는 가역적 사고를 하지 못하고, 사물이 보이는 그대로 직관적 사고를 한다. 구체적 조작 단계는 원래의 시발점으로 되돌아가서 생각하는 가역적 사고를 하며, 일부 목적에 관련된 일련의 사건들이나 동작들을 정신적으로 계획한다. 전체와 부분들은 서로 관계가 있다는 것을 알게 되어 물체를 분류할 수 있고, 순서를 결정할 수 있다. 가감승제를 할 수 있고, 물체는 그 모양이 변해도 무게나 부피는 변하지 않는다는 것을 인식한다.

형식적 조작 단계는 주어진 문제에서 변화 요인을 분리·조절할 수 있다. 가설을 형성하고 이를 검증하며 그 효과를 해석할 수 있다. 또, 문제를 해결하는 데 사용된 과정을 분석하고, 비판적으로 평가할 수 있다.

피아제 인지 발달 이론은 학생들이 과학을 언제, 무엇을, 어떻게, 학습해야 하는지를 알려 주기 때문에 과학 교육에 많은 시사점을 암시하는데, 그것을 요약하면 다음과 같다.

첫째, 지식의 과학적 개념을 어느 때 어떤 순서로 어떻게 가르칠 것인가를 알려 주고 있다. 피아제의 이론은 논리적 사고 발달에 대한 이론으로 학생이 수, 양, 공간 개념, 시간, 운동, 속도, 인과 관계 등과 같은 개념이 언제, 어떤 모양으로 획득되고 발전시켜 가는지의 과정을 보여 주고 있다. 이것은 학생에게 어떤 개념을 어떤 순서로 어떤 방법으로 가르쳐서 논리적인 사고 능력을 길러 줄 것인가를 가르쳐 준 중요한 공헌이라 하겠다.

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둘째, 실험·탐구활동을 통한 학습의 중요성을 강조하고 있다. 학생들이 자연을 이해하는 것은 동화와 조절이라는 상호 보완적인 과정에 의해 이루어진다. 이는 자연현상과의 지적인 접촉이 필요함을 의미하며, 이를 위해서는 주위 환경에 작용을 가해 보는 실험·탐구활동이 과학교육에 필요하다.

셋째, 지적인 비평형 상태로의 유도이다. 삐아제에 의하면, 지적인 성장은 낮은 차원의 평형 상태에서 높은 차원의 평형 상태로의 전환을 의미한다. 이 과정에서 지적인 비평형 상태가 항상 있기 마련이 다. 이 지적인 비평형 상태는 지적인 발전을 위해서는 절대적으로 필요한데, 이는 학습자 스스로 도달할 수도 있지만, 교사가 적절한 질문을 함으로써 보다 더 쉽게 도달할 수도 있다. 따라서 과학 교사의 지적인 비평형 상태로의 유도는 매우 중요하다.

삐아제의 이론에 의하면 초등학생들을 대상으로 교육을 할 때는 인지발달 단계의 구체적 조작기에는 귀납적 접근법으로 오감을 체험하는 교육방법을 해야 함을 제시해 준다.

탐구중심의 과학교육

부루너(Bruner)의 ‘교육의 과정’ 등 여러 저서를 통하여 수업 이론, 지식의 구조, 나선형 교육과정, 표현 양식, 발견 학습 등 학습 방법에서 학문적인 기틀을 마련하는데 지대한 공이 크다.

특히, 부루너는 교육과정 개혁 운동을 하기도 했으며, 그 운동의 내용은 중등학교 교육의 질을 높이고, 고등학교와 대학교 교육 내용의 차이를 메워서 지적 재능이

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넘치는 인재를 양성해야 한다는 것이었다. 부루너는 ‘어떤 지식 내용이라도 표현 양식에 따라 학생들에게 가르칠 수 있다,’라는 말은 교육에 어떤 발달단계의 학생들에게도 표현양식을 적합하게 구현한다면 학습의 효과를 높일 수 있다고 했다.

부루너에 의하면 수업 이론은 규범적·처방적이어야 한다고 한다. 규범적이라는 것은 학생들에게 학습할 지식이나 기능의 수준과 조건을 교과별로 학년에 따라 일일이 개별적으로 명시하는 것보다는 공통적으로 적용될 수 있게 규범적인 성격을 가지고 있어야 한다는 것이고, 처방적이라는 것은 그 지식이나 기능을 학생들에게 학습시키는 경우 가장 적합한 방법에 대한 여러 가지 원리와 규칙을 제시해야 한다는 것이다. 부루너는 어떤 수업 이론이든 다음 4가지 특성, 즉 학습 의욕, 지식의 구조, 학습서열 강화를 반드시 갖추어야 한다고 하였다(박승재 & 조희형, 1994).

첫째, 학습 의욕이란 학습하고자 하는 의욕 또는 문제를 해결하고자 하는 의욕과 경향을 의미한다.

학습자 개개인에게 학습하려는 이 학습 의욕을 가장 효과적으로 심어 주는 구체적인 경험이 반드시 고려되어야 한다는 것이다.

둘째, 지식의 구조화이다. 지식의 구조화는 기본 개념들을 관련시키는 것이다. 예를 들면 밀도, 질량, 부피라는 기본 개념들을 관련시켜 밀도라는 법칙이 형성되면 이것이 바로 지식의 구조화의 전형적인 예이다. 지식의 구조화를 하는 방법은 과학적 탐구 과정을 통해서 가능하다.

셋째, 학습 서열이란 학습의 효율성을 높이기 위한 것으로 학습자와 학습 자료 간의 매개 방법에 알맞게 학습 서열을 정하는 것이다. 이렇게 학습 서열을 정하는 이유는 학습 자료를 어떤 방법으로 제시할 것인가 또한 어떤 경험적 서열로 제시할 것인가에 따라서 목표 달성에 매우 중요한 영향을 미치기 때문이다. 학습 서열은 학생의 지적 발달 과정과 같은 순서에 따르는 것이 좋으며, 학습자 개개인의 개인차를 충분히 감안해야 한다. 부루너는 지적 발달 순서에 따라서 학습 내용을 ‘작동적 표현→영상적 표현→상징적 표현’의 순서로 서열화시켜야 한다고 주장하였다.

이러한 서열과 나선형 교육과정을 연결시켜 보면 처음에는 작동적 표현, 다음에는 영상적 표현, 그리고 다음에는 상징적 표현으로 표현 양식만 다르게 학습 내용이 반복적으로 이루어진다. 작동적 표현은 학생들이 사물을 실제적으로 신체 활동에 의해서 어떤 결과를 얻도록 하는 것이다. 영상적 표현은 평형의 원리를 과학적 개념을 그림, 도표, 사진 등으로 표현하는 것을 말한다. 상징적 표현은 평형의 원리라는 과학적 개념을 기호나 공식을 통해 표현하는 것을 말한다.

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넷째, 어떤 수업 이론이든 상벌과 강화는 반드시 고려해야 할 주요 특성이다. 부루너는 강화 개념을 내적 보상과 외적 보상으로 구분하면서, 효과적이고 지속적인 학습을 위해서는 전자의 내적 보상이 매우 중요함을 강조하였다. 따라서 수업 이론에서는 내적 보상을 유발시킬 수 있는 요소 마련이 중요한 과제이다.

부루너가 과학 교육에 기여한 점은 발견 학습이다. 그는 발견 학습이야말로 학생들 자신의 행동과 마음을 통해서 스스로 지식을 획득하는 것이라고 믿고, 이를 통해 학생들이 얻을 수 있는 장점 4가지를 들었다. 첫째, 발견 학습은 학생들의 지적 능력을 증진시킨다. 둘째, 발견 학습은 외적 보상을 내적 보상으로 바꾸어 준다. 셋째, 학생들은 발견 과정을 통해 발견하는 방법과 그 속성 또는 탐구적 발견법을 학습하게 된다. 넷째, 발견 학습은 학생들의 기억을 회상하는 데 효과적이다.

부루너의 발견 학습 과정을 시각화하면 5단계로 나눌 수 있다. 1, 2단계는 자료를 제공한 후 학생들이 여러 방법으로 관찰하여 자료의 성격을 파악하고 문제의 성격을 이해하는 과정이다. 3,4 단계는 학생들이 관찰한 문제, 현상 등에 대한 자기들의 생각, 아이디어, 해설을 발표하고 토론하는 과정이다. 5 단계에서는 일반화를 확장하거나, 새로운 상황에 응용하는 단계이다.

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과학본성과 과학탐구능력

과학의 본질적인 특징을 무엇이라 할 수 있는가? 과학의 본성에 대해서는 동서양에 따라 다르게 해석하고 느끼고 있다고 볼 수 있다. 서양에서는 일찍부터 과학에 대한 의미를 계속적인 발달, 성장, 성숙이라는 의미로 해석하고 있었다. 서양에서는 이러한 과학의 본성에 대한 의미에 따라 교육현장에서도 교수․학습 방법에 대해서도 동양에 비해 과학을 현재 진행 중인 과정으로 해석하여 수업을 진행하고 있다. 즉 교수․활동에서도 결과에 중심을 두지 않고 끊임없이 계속되는 수업방식인 토론․토의 중심의 수업을 권장하고 있다. 그러나 동양에서는 과학의 본성을 결과 중심으로 판정하는데 중점을 두는 수업형태를 지향하여 왔다고 볼 수 있다. 평가방식에서도 학습의 결과에 대해 평정을 하는 방식으로 지속적으로 교수․학습이 이루어져 왔다. 과학의 본질적인 특징은 학습자에게 인지적 갈등을 제공해서 사고체계의 변화를 시도하는 것이라고 정의할 수 있다. 과학에서 중요하게 여기고 있는 과학탐구능력의 원어를 풀이해 보면 ‘Science Process Skills Ability’이라 명명하고 있는데 우리나라에서는 탐구할 수 있는 능력 그 자체를 말한다. 예를 들면 미국에서는 급간을 제시한 ‘시간’이라는 개념이라면 한국에서는 한 시점을 말하고 있는 ‘시각’이라는 개념이 적합한 설명이라 할 수 있을 것이다. 우리나라 사람들에게는 너무 생소한 사고 체계를 제시하는 것으로 여길 수 있다. 즉 과학은 잠재 가능성을 갖고 꾸준히 추구하며 발전 가능성을 의미하는 것이라 보면 알맞은 개념의 설명이 될 것이다.

과학이라는 원어에서 지적하고 있듯이 과학은 과정중심, 꾸준한 진행형태, 일정기간 동안의 지속 발전 가능성 등을 의미하는 것에 주안점을 두고 있다면 기존 학교의 교육현장에서도 과학수업 방법을 다른 시각으로 모색할 필요가 있다고 본다.

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따라서 과학의 본성에 근거한 과학과 수업방법에 대해 다음과 같이 수업방법을 제언해 본다.

첫째, 과학의 본성에 대한 의미를 알고 실천한다.둘째, 과학과의 학습방법은 토의, 토론 중심의 학습방법으로 유도해야 한다.셋째, 과학과는 인지적 갈등을 제공할 수 있는 팁을 개발하여 적용해야 한다.넷째, 과학과의 평가는 결과중심의 평가를 지양하고 과정중심의 평가를 지향해야

한다.다섯째, 과학과의 교수․학습 방법에서는 결과중심이 아닌 과정중심의 교수방법 적

용이 필요하다.교사의 능력과 학생의 수준에 따라 수업의 성과가 나타난다. 과학의 본질은 사고

체계를 중시하는 교과이며, 인지갈등을 제공하여 새로운 것 창출해야 한다.과학은 초등에서 중등을 거쳐 대학에 이르기까지 과정중심 교육이 이루어져야 한

다. 과학의 성과물이 창의적인 결과물이 될 때 과학의 완성도는 이루어지는 것이다. 흔히들 초등학교에서 과학의 지식의 습득 정도에 따라서 과학을 잘 하는 것으로 판정하는 경우가 있다. 즉 과학시험 성적이 높을 때 과학을 잘한다고 하는데 이는 과학의 전반적인 측면에서 볼 때 성급히 과학의 성과를 판단하는 결과를 낳게 된다. 따라서 과학은 다른 교과와는 달리 과정중심의 탐구과정을 중시하는 교과라는 것을 명심할 필요가 있다. 학교에서 이루어지는 과학과 교육과정을 살펴보면 다음과 같다.

과학과 교육과정의 이해

1) 과학과 교육과정 성격

과학과는 주위의 사물이나 자연현상에 대해 관심과 흥미를 가지고 탐구하게 함으로써, 과학 기본지식을 체계적으로 이해시키고, 창의적인 사고력과 합리적인 판단력을 기르게 하며, 일상생활에서 일어나는 문제를 과학적인 방법으로 해결하려는 태도와 능력을 기르는 교과이다(교육부, 2015).

과학과의 교수․학습에서 다루는 내용은 과학지식(과학개념)과 과학탐구 및 과학적 태도에 관한 내용이다. 사회의 발달은 기술의 발달이 기본적으로 상호작용하게 된다. 특히, 급변하는 사회는 급속적으로 변화를 거듭하고 기술의 발달이 있었다고 판단된다. 과학은 기본적으로 과학지식을 습득하며 과학탐구능력을 향상시키고, 과학적 태도를 함양시키는데 주안점을 두고 있다. 과학과의 교수․학습은 과학탐구과정을

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통하여 주요한 사실 및 개념 등을 습득하여 적용하거나 응용해야하기 때문에 과학탐구 과정활동을 중요시해야 한다. 초등학생들에게는 인지적 발달 단계를 고려하여 형식적이고 추상적인 활동을 제시하기 보다는 구체적인 사물이나 현상의 관찰, 조작 활동 및 경험을 토대로 학습이 이루어지도록 하며, 일상생활에서 일어나는 문제를 스스로 발견하고 해결하려는 태도가 길러지게 해야 한다. 또, 과학과 학습 지도에서는 단편적인 지식의 전달보다는 기본 개념을 유기적이고 통합적으로 이해하도록 하며, 아울러 개방성, 창의성, 증거 존중 및 협동심을 기르는 데에도 주안점을 둔다.

2) 과학과 교육 목표

자연 현상과 사물에 대하여 호기심과 흥미를 가지고, 과학의 핵심 개념에 대한 이해와 탐구 능력의 함양을 통하여, 개인과 사회의 문제를 과학적이고 창의적으로 해결하기 위한 과학적 소양을 기른다.

첫째, 자연 현상에 대한 호기심과 흥미를 갖고, 문제를 과학적으로 해결하려는 태도를 기른다.

둘째, 자연 현상 및 일상생활의 문제를 과학적으로 탐구하는 능력을 기른다.셋째, 자연 현상을 탐구하여 과학의 핵심 개념을 이해한다.넷째, 과학과 기술 및 사회의 상호 관계를 인식하고, 이를 바탕으로 민주 시민으

로서의 소양을 기른다.다섯째, 과학 학습의 즐거움과 과학의 유용성을 인식하여 평생 학습 능력을 기른다.

3) 과학과 학습지도 방법

첫째, 학생의 지적 호기심과 학습 동기를 유발할 수 있는 발문을 하도록 노력하고, 개방적인 질문을 적극 활용하여야 한다.

둘째, 탐구 방법을 체득하기 위하여 기초 탐구 과정(관찰, 분류, 측정, 예상 등)과 통합 탐구 과정(문제 인식, 가설 설정, 자료변환, 자료 해석, 결론 도출, 일반화 등)을 적절히 학습 내용과 관련하여 지도해야 한다.

셋째, 관찰, 실험 등의 탐구활동은 가급적 적은 인원의 분단별 학습으로 하고, 분단별 학습 시에는 상호 협력하게 하여 과학 탐구에서 상호 협력의 중요성을 인식하게 해야 한다.

넷째, 학생 중심의 탐구활동과 토의가 이루어지도록 하며, 자신의 의견을 명확히 표현하려는 태도와 다른 사람의 의견을 존중하는 태도를 가지게 해야 한다.

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다섯째, 최신 과학, 과학자 이야기, 시사성 있는 과학 내용 등을 적절히 과학 시간에 소개하여, 학생이 흥미와 호기심을 가지게 해야 한다.

과학과 수업설계

좋은 수업의 실제(sound practices)에 기초하여 효율적인 수업을 설계하기 위한 계획(plan), 발전(develop), 평가(evaluate), 관리(manage)의 과정을 말한다.

좋은 수업이 되려면 좋은 설계가 있어야 한다. 건물을 지으려면 기본 바탕을 튼튼하게 해주는 구조물이 있듯이 수업에 필요한 수업 설계로서 들어가는 가장 핵심이 되는 요소가 있다(김성재, 2013).

수업목표에 대한 이해, 학습자의 특성에 대한 이해, 학습내용에 대한 이해, 교수 방법에 대한 이해이다. 수업은 건축에 비유될 수 있다. 공간과 시간의 제한성이라는 상황 속에서 설계사는 어떻게 하면 주어진 지형에 맞게 집을 지을 것인가를 고민해야 하고, 설령 주어진 공간에 알맞도록 설계도를 구상했다고 하더라도 어떻게 하면 제한된 시간 안에 집이 지어질 수 있을까를 고민해야 한다. 하나의 건물을 짓기 위해서 이러한 많은 고민을 해야 하듯이 하나의 수업을 설계하는 데에도 고려해야 할 점이 많이 있다. 수업설계를 해야 하는 구체적인 이유를 살펴보면 다음과 같다.

첫째, 건축가가 건축할 때 미리 설계하고 시공해야 좋은 건물을 만들 수 있듯이, 교사도 수업을 할 때 미리 계획을 세우고 하여야 좋은 수업을 할 수 있다.

둘째, 수업설계에서 다양한 수업이론을 접해 보고 그 중에서 어떠한 수업이론이 그 수업상황에 맞는지 또한 각종 수업매체의 활용 방안 및 다양한 학습방법을 접해 보고 그 중에서 어떤 수업매체가 그 수업상황에 어울리고, 학습방법은 어떤 것을 선택해야 하는지에 대한 고려를 해야 하기 때문에 미리 수업설계를 하여야 한다.

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셋째, 수업의 효율성 측면에서 수업설계의 필요성을 살펴볼 수 있다. 수업설계에서 학습 자료나 수업매체의 활용에 대한 고민이 이루어지므로, 수업설계의 과정을 거치지 않고 수업에 임하는 교사와 수업설계의 과정을 거친 후 수업에 임하는 교사는 수업의 효율성 측면에서 다를 수밖에 없다. 수업설계를 거치지 않고 수업에 임하는 교사가 설령 관련 자료를 활용할지라도 자료의 활용면에서 체계성이 부족한 경우가 많게 되므로, 수업설계의 과정을 거친 교사가 수업설계과정에서 학습 자료나 수업매체를 체계적으로 계획하여 수업에 임하는 것과는 분명 차이가 생길 수밖에 없다.

넷째, 수업설계를 한다는 것은 수업의 체계성과 효율성을 높이는 것과 직결된다. 수업설계의 과정을 거친 수업은 수업의 실패를 최소한으로 줄일 수 있기 때문에 상당히 체계적이다.

다섯째, 건축가가 집을 지을 때 생각하는 것은 ‘최소의 투입을 통한 최대의 산출’에 대한 노력이다. 수업의 목표에 도달하는 주체는 교사가 아니라 학생이기 때문에 수업의 목표에 도달하기 위한 과정 및 방법은 생각 외로 복잡하고 다양하다. 따라서, 수업에 있어서 불필요한 낭비를 막기 위해서는 어떠한 방법과 자료를 사용하여 어떠한 절차의 수업이 진행되어야 할 것인가를 사전에 치밀하게 계획하는 수업설계의 과정을 반드시 거쳐야 한다.

손승남과 정창호(2011)에 의하면 좋은 수업이란 없다, 누구에게 좋을 것인가? 중요한 것은 기준들을 자신의 수업상황에 맞게 창조적으로 적용하고 또한 그것들을 더 정확하게 만들고 경우에 따라서는 보충하는 일이다고 설명하고 있다.

어떤 교과를 위해서 좋은가? 좋은 수업 기준은 모든 교과목, 모든 수준의 학교, 그리고 모든 학교 형태에 타당해야 한다. 어떤 목표를 위해서 좋은가? 기준들은 학생들의 인지적일 뿐 아니라 정서적이고 사회적인 학습을 촉진하는 수업을 달성하는 데 도움이 되어야 한다. 무엇을 위해서 유용한가? 이 기준들은 일상적인 수업의 분석과 판정에 이용되어야 한다.

1) 수업 설계 절차

수업설계 요소들을 고려하여 체계적인 수업설계를 수행하기 위한 수업설계 절차는 다음과 같다.

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초기설정 - ① 교과 ② 학년․학기 ③ 단원 ④ 학습주제 ⑤ 차시↓

분석 - ① 학습 주제 및 내용 분석 ② 학습자 분석 ④ 학습 환경 분석↓

설계 -

① 학습목표 진술(학습문제)

② 교수․학습방법(모형) 선택, 교수․학습활동 단계

③ 학습동기, 정보 제공, 상호작용, 학습자료

ICT 활용전략(매체 및 자료 활용, 예비전원 대비), 대안활동

④ 평가계획(성취기준)

⑤ 시간계획↓

개발 - ① 수업자료 ② 평가자료↓

실행 -

① 사전 협의

② 수업 중 고려사항

③ 사후 협의

학교 현장에서 행해지는 수업은 교사의 계획적이고 의도적인 교육적 가치가 내재된 활동이라고 할 수 있다. 좋은 수업이 이루어지기 위해서는 수업 전에 어떤 내용을, 어떤 방법으로 가르쳐야 할 것인가에 대한 구체적인 계획이 필요하며, 이를 위하여 수업 설계를 하게 된다. 교과나 단원의 특성에 따라 차이는 있으나, 수업 설계에서는 대체로 단원의 개관, 발전 계통, 출발점 행동의 진단과 처치, 학습 과제 분석, 지도상의 유의점, 수업과정안 작성의 실제, 평가 계획 등을 포함하지만 교과나 단원의 특성에 따라 차이가 있다.

2) 효과적인 과학과 수업 설계

연극을 할 때 연극 대본이 필요한가?, 집을 지을 때 설계 도면이 필요한가? 와 같은 질문이라 할 수 있다. 혹자는 계획했던 목표에 도달만 하면 되는 것이 아닌가? 하는 의견을 제시한다. 물론 중요한 것은 학습목표를 설정하고 그 목표에 도달하는 것이 교육이 주도하는 바이다. 꼭 수업과정안이 필요하다는 당위성 보다는 수업과정에서 시행착오를 줄이고 설정된 목표에 도달하게 할 수 있는 계획서이다고 해석하면 좋을 듯하다. 지금까지 수많은 교육학자와 교사들은 보다 나은 수업의 효과를 기대하며 꾸준히 교육에 대해 연구하고 실행해 왔다. 교수자와 요구자의 상황에 따라서 다양한 이론을 적용해야 수업의 효과를 기대할 수 있을 것이다. 과학과 수업을 위해서는 교수-학습 모형 선택방안에 대한 다양한 이론들이 있지만 앞서 최근 들어 쉽게 교수-학습 모형을 선택할 수 있는 방법을 설명하였다. 김찬종 외(1998)이 제시한 교수-학습모형 선택방안에 근거하여 수업모형을 선택하고 수업모형의 특성에 근거하여 교수-학습 과정안 작성방법에 대해 다음과 같이 예를 들어

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설명하였다.먼저 수업과정안을 작성하기 위한 키워드를 제시하면 다음과 같다.

과학과 본질적인 수업, 40분 단위 수업, Real, 질문과 제시문교사는 수업 분석을 통해 자신의 약점을 제거하거나 최소화하고, 효과적이고 바

람직한 수업 기술 및 능력을 연마하고 습득하여 수업을 개선하고 수업 효과를 증진시켜야 한다. 이러한 일련의 과정은 교사자신의 수업 능력과 기술을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 자신의 수업을 받는 학생들에 대한 책무감을 갖도록 하는데 있다.

과학과 수업과정안을 작성하고자 할 때는 앞서 제시한 키워드를 명시한다면 수업과정안을 매우 간단하게 포맷을 만들 수 있을 것이다. 이를 설명하면 다음과 같다.

첫째, ‘과학과 본질적인 수업’이란 교과의 본질이 드러날 수 있도록 수업의 설계 및 동기에 제시해야 한다. 과학과의 총괄목표인 과학적 소양 함양과 과학과 하위목표인 과학 지식(개념) 습득, 과학탐구능력 배양, 과학적 태도 함양을 할 수 있는 수업을 하고자 하는 교수자의 의도를 제시해야 한다.

둘째, 40분 단위 수업이란 수업연구 대회의 수업과정안을 보면 간혹 과학과 수업 전체를 수업하는 것처럼, 한 단원을 수업하는 것처럼 수업안을 작성하는 경우를 볼 수 있다. 이렇게 넓게 수업과정안을 작성하면 실제 수업인 40분 단위 수업을 망각하며 세부적인 내용을 기술하지 못하는 경우가 생기게 된다. 따라서 40분 단위시간에 수업을 할 수 있는 내용으로 구성해야 한다.

셋째, ‘Real’ 이란 실제 수업에서 활동할 수 있는 내용으로 기술하라는 것이다. 마치 교육학 서적에 나오는 일반적인 내용을 기술하는 것이 아니라 실제 수업에서 활동하는 내용으로 기술하는 것으로 해석하면 된다.

넷째, ‘질문과 제시문’이란 본시안에서는 수업모형에 따른 단계에서 4단계의 수업모형이라면 4가지 핵심적인 질문만 있다고 생각하면 된다. 1단계에서 1개의 핵심질문이 필요하다는 것이다. 즉, 핵심질문 1가지에 보조적인 질문을 다양하게 첨가하면 된다. 교사의 질문이 있으면 학생의 질문 혹은 답변이 설정된다고 해석하면 된다.

교수-학습과정안에 대한 개요를 적어보면 다음과 같다.

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․ 수업설계 및 동기․ 교재연구․ 사전 교수․학습 설계․ 본시 학습설계․ 평가계획․ 판서 ․ 수업에 대한 기대효과

수업과정안의 전반적인 흐름에 대한 내용을 기술하면 다음과 같다.

수업설계 및 동기

교과의 본질(과학지식, 과학탐구 능력, 과학적 태도)에 대한 내용을 제시해야 한다. 제시한 주제를 통해 학생들에게 과학과에서 요구하는 과학과 본질적인 기능을 기르겠다고 제시하는 것이다. 기술하는 방식으로는 크게 3개의 문단으로 기술하면 된다. 연구논문을 기술할 때와 유사하게 기술하면 된다. 수업대상자의 현재 실태를 기술하고 여러 가지 상황에 따른 문제점 혹은 이유를 기술하고 나서 왜 본 수업을 통해 과학과에서 추구하고자 하는 본질적인 수업의 기대효과에 대한 대안을 제시하는 형식으로 기술한다.

(현재실태) (문제점)----따라서 본 차시에서는 <기압에 따른 공기의 움직임>을 학습하기 전에 눈에 보이지 않기 때문에 이해하기 어려운 ‘기압’의 개념을 몸으로 느낄 수 있는 관련 실험을 구성하여 ‘기압’의 존재를 확실하게 인식하게 한 후 추상적인 공기의 움직임까지 확대시킬 수 있도록 내용을 재구성하였다. 눈에 보이지 않는 ‘기압’을 보게 하는 미션 수행을 통해 학생들은 기압이란 무엇인지 그 존재에 대한 이해와 고기압과 저기압의 상태에 관한 개념을 좀 더 쉽게, 더 구체적으로 구성하고 학생들의 과학적 사고력 및 일상생활에서 일어나는 문제를 스스로 발견하고 해결하는 과학적 탐구능력과 과학적 태도 함양에 주안점을 두고 수업을 계획하고자 한다.

사전 교수․학습 설계(사전실태 조사)

사전실험을 통해 본시학습에서 시행착오를 줄이는 단계이다. 본시의 주제와 관련된 선수학습능력 수준을 파악하여 본시학습에서 활발한 교수․학습 과정이 이루어지

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도록 하는 목적이 있다. 다음과 같이 사전실험의 예를 들어본다.사전실험 : 쏟아지지 않는 물 <활동 1 - 기압 체험 자료>

실험

주 제 쏟아지지 않는 물준비물 유리컵, 마분지(10×10㎝), 수조, 굵은 빨대, 잉크

실험 설계

￭ <실험 1> 컵에 물을 가득 담고 10×10㎝ 크기의 마분지로 덮은 후, 손바닥으로 종이를 누르고 컵을 거꾸로 하여 종이에서 손을 떼고 관찰한다. ￭ <실험 2>물이 담긴 유리컵에 굵은 빨대를 꽂고 빨대의 끝을 엄지손가락으로 막은 후 빨대를 들어 올리고 빨대의 물이 어떻게 변하는지 관찰한다.

결과 <실험 1>에서 유리컵의 물이 쏟아지지 않는다.<실험 2>에서 빨대 안의 물이 쏟아지지 않는다.

분석

유리컵에 물을 가득 담는 것이 원칙이나, 물을 가득 채우지 않았을 때에도 실험을 성공할 수 있었다. 대기압을 견딜 수 있는 적정량의 물이면 가능하지만, 실험의 오류를 막기 위해 물을 가득 채우도록 안내한다.

빨대 안의 물이 선명하게 보이기 위해 색잉크를 사용하는 것이 좋다. 또한 빨대의 굵기도 최대한 굵은 것으로 사용해서 실험 결과를 분명하게 확인할 수

있도록 한다.

본시 교수․학습 설계

본시학습 과정안에서는 학습목표를 설정하는데 교육학 전공서적에서는 ‘단위시간당 학습목표를 1∼2가지를 설정할 수 있다.’ 고 설명하고 있으나 실제 단위시간(40분)에 학습의 성과를 이룰 수 있는 것은 1가지의 학습목표 설정이 바람직하다. 따라서 학습목표 설정에 따른 기술방법을 제시한 학자, 가네(Gagne), 메이거(Mager), 타일러(Tyler), 브룸(Bloom), 그룬누드(Gronlund)에 따라 명시적으로 제시하는 것이 바람직하다.

다음과 같이 학습목표를 제시할 수 있다.학습목표 기압의 의미를 설명할 수 있다. 학습모형 순환학습모형

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Real

이 부분에서는 Real라는 원어를 제시하는데 수업에서 실제로 활동하는 내용을 적으라는 것이다. 교육학적 이론을 기술하는 것이 아니라 수업의 실제에서 이루어지는 활동내용을 기술하는 것이다. 다음과 같은 예시를 제시한다. 이는 발견학습모형 단계에서 ‘탐색 및 문제파악’ 단계에서 이루어지는 학습활동의 내용을 제시한 것이다.

(예시) 탐색 및 문제 파악 단계음료수가 가득 들어있는 병과 출고하면서 제공한 기준량이 든 음료수 병을 제

시하여 비교한 후 차이점을 찾아낸다. 우리 생활에서 흔히 볼 수 있는 액체가 담긴 다양한 용기들을 제시한 후 공통점을 발견하게 하여 “양을 왜 가득 담지 않았을까?” 라는 질문으로 학생들의 호기심을 유발하고, 학습 문제를 자연스럽게 도출하고자 한다.

본시안

교수-학습 과정안의 본시안은 간단하게 크게 두 부분으로 구별할 수 있는데 교사의 질문과 교사와 학생이 공통적으로 인지하고 제시하는 제시문으로 구성된다. 본시안의 주요한 내용은 교사의 질문이 있으면 학생의 질문이나 답변이 자동적으로 생성된다는 가정을 하는 것이다. 그리고 제시문은 학습문제, 실험 1, 실험 2 등 교사와 학생이 공통적으로 인지하는 내용을 제시하는 것이다. 예를 들면 다음과 같다.

학습문제 확인(제시문) 물을 가열할 때와 식힐 때, 물의 부피 변화를 알 수 있다.

질문 T. 시험관 속의 물은 온도에 따라

그 부피가 어떻게 될까요?

S₁. 물의 온도가 올라가면 부피가 늘어날

것 같습니다.

S₂. 물의 온도가 내려가면 부피는 줄어들

것 같습니다.

실험 1(제시문)

[실험 1] 뜨거운 물과 찬물 속에 물이 든 시험관 넣기

․ 색소 탄 물을 시험관에 가득 붓는다.

․ 유리관을 끼운 고무마개를 물에 적셔 공기가 들어가지 않게 시험관을 막는

다.

․ 물기둥이 유리관의 1/3정도 높이에 이르도록 마개를 눌러 닫는다.

․ 유리관에 간이눈금판을 끼운다.

․ 뜨거운 물과 얼음물이 담긴 비커에 차례로 넣고 부피 변화를 관찰한다.

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평가

학습 후 평가는 요소별 평가로 한다. 평가는 평가자에 따라 평정이 달라지는 경우가 생기므로 평가는 객관적이고 타당성 있게 평가하여 신뢰성을 확보해야 한다. 따라서 평가요소에 의한 평가방식을 권장한다.

구분 평가내용평정척도

상(3요소)

중(2요소)

하(1요소)

학습목표 도달 정도

․ 온도 변화에 따른 물의 부피 변화를 바르게 설명할

수 있는가?

평가요소온도변화 읽을 수 있다.

물의 양 변화를 알 수 있다.

온도에 따른 부피변화를 알 수 있다.

다음은 발견학습 학습모형의 교수․학습 과정안 작성의 예시이다. 발견학습모형의 단계에서 단계별로 핵심질문을 중심으로 본시안을 작성하는 개요이다. 과학과의 학습모형에서는 4～5단계로 이루어지고 있는데 첫 번째 단계에서는 학습문제 파악을 위한 핵심질문을 하는 것이며, 둘째, 셋째 단계는 실험 1, 실험 2에 대한 핵심질문을 한다. 그리고 네 번째, 다섯 번째 단계는 정리 및 응용에 대한 핵심질문 1가지씩밖에 없다고 생각하면 본시안의 구조는 매우 간단하게 정리할 수 있다. 즉 각 단계별로 수업을 진행하면서 시간적 여유가 있을때는 수업자가 융통성을 발휘하여 시간적 여유를 가지게 되고 시간이 부족할때는 다음단계를 어떻게 처리하느냐를 수업자는 수업의 진행상태를 파악하여 리드할 수 있게 된다. 수업의 각 단계에서 핵심질문 1가지 밖에 없다고 생각하면 학생들의 반응에 따라 보조질문의 수를 가감할 수 있다. 이러한 수업과정안의 개요을 인식하면 수업의 시간적 배분 및 수업의 흐름을 자유자재로 리드할 수 있을 것이다. 심지어 40분 단위 수업시간을 마지막 초단위 시간까지 맞추어 수업을 마무리 할 수 있다.

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학습단계교수·학습 자료(*) 및

유의점(☆)교사 학생

탐색 및 문제 파악

보조질문보조질문핵심질문

---

학습문제 파악

자료 제시 및 관찰 탐색

보조질문핵심질문

보조질문

......--

실험 1

추가자료 제시 및 관찰 탐색

보조질문핵심질문

보조질문

---

실험 2

규칙성 발견 및 개념 정리

보조질문핵심질문

보조질문

-?-

정리

적용 및 응용보조질문핵심질문

보조질문

---

응용

정리하며 제시하면 발견학습모형의 교수․학습 활동 과정에서는 5단계로 이루어지는데 각 단계별로 핵심질문은 1개이다. 발견학습모형은 학습자 중심모형군으로 분류되기 때문에 교수․학습과정에서 교수자는 활동중심으로 수업을 유도할 필요가 있다.

수업력 향상을 위한 노력

수업을 하는 주체는 교사이다. 교사에게는 두 가지 관점의 전문성이 필요하다고 본다. 일선 교육현장에서 교육을 실천해 보고 실천한 결과를 바탕으로 이론을 정립하는 것은 교사 본연의 책무성이다. 즉 이론적 실천가가 될 때 진정한 교사로서의 전문성을 지녔다고 볼 수 있다. 이에 반해 대학 혹은 연구기관에서 연구를 하는 사람은 연구 결과물로 정립한 이론을 현장교육에 접목하여 실천적 이론가가 되어야만 진정한 전문성을 지녔다고 인정받을 것이다. 이러한 자질을 갖추었을 때 교육전문가로서 자신과 타인으로부터 인정을 받을 것이다.

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교수자의 수업력 향상을 위해서는 수업에 자신을 조명해 볼 필요가 있다. 수업을 조명하는 방법으로 마이크로티칭이다. 요즘 최신의 녹화기기가 출시되어 수업자에 센스를 부착하면 녹화용 카메라가 센스를 따라 움직이면서 녹화를 하는 기기도 있다. 이러한 기기를 활용하여 마이크로티칭실에서 자신의 수업모습을 녹화하여 자신의 수업에 대한 성찰을 해 보는 것은 수업력 향상을 위해 매우 의미 있는 일이다.

윤관식(2013)은 마이크로티칭은 다음과 같은 특징이 있다고 설명하고 있다. 첫째, 자신의 강의를 스스로 판단할 수 있는 기회를 갖는다. 둘째, 수업활동을 연습하는 기회로 삼아 강의에 대한 자신감을 얻는다. 셋째, 동료들과 강의에 대하여 논의할 기회를 얻고 다양한 교육 방법을 공유할 수 있다.

수업력 향상을 위해서는 다음과 같은 노력이 필요하다.첫째, 자신의 적성과 소양에 부합하는 최소한 1-2개의 교과목에 대한 전문성 신

장을 위한 끊임없는 자기연찬을 해야 할 것이다. 수업에 대한 컨설팅 연수, 수업에 대한 전문서적 탐독, 우수(시범) 수업참관 등을 통해 수업의 본질을 이해하는데 노력해야 할 것이다.

둘째, 수업 비평에 대한 논의도 있어야 할 것이다. 수업 비평은 현장에서 의미 있는 실천을 위해 노력하는 성실한 교사들을 발굴하여 그들이 자신의 능력에 맞는 역할을 수행할 수 있도록 해야 한다. 또한 개인적인 측면을 초월하여 교사문화로써 수업을 보는 집단적 안목을 형성할 수 있도록 노력해야 할 것이다.

셋째, 수업자는 수업에 대한 경이(驚異)로운 체험을 해야 할 것이다. 수업 비평이 경이로운 체험을 제공해 줄 수 있다고 생각한다. ‘이런 주제(영역)로 저런 수업을 할 수 있다니! ’ 등의 감탄사를 자아내게 하는 수업을 많이 참관해야 할 것이다. 또한 본인도 경이로운 수업실현을 위해 노력하고 수업을 공개하는데 주저하지 않아야 할 것이다. 이런 노력 자체가 수업 비평이 지향하는 목적이다.

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[ 제 3 주제 ]

☆ 과학이 살아있는 행복한 과학수업

과학이 살아있는 수업

과학수업만의 필수 고려사항

수업모형 바르게 활용하기

실험과 토론을 위한 블록타임 운영

나만의 맞춤형 수업모형 설계

행복한 과학수업을 위한 교사의 역할

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과학은 탐구하는 자세를 길러주어야 하는 교과이다. 그런데 일반적인 과학수업에서 학생들의 탐구하는 자세를 찾아보기는 쉽지 않다.

새로운 단원에서 처음으로 실시하는 실험인데도 “아 ! ” 하는 발견의 기쁨으로 터져 나오는 감탄사가 잘 나오지 않는다. 심지어 학원에서

미리 공부하고 외워온 지식들과 이 실험의 결과가 일치하는지 체크하고 있는 모습도 종종 볼 수 있다. 또한 그 결과를 미리 배웠던 해답에 맞도록 고치기도 한다. 안타깝게도 이것이 일선현장의 과학 수업 시간에 벌어지는 일상적인 모습이다.

우리 학생들의 이런 모습은 사실상 과학수업에서 ‘과학하는 기쁨을 빼앗긴 셈’이라고 볼 수 있다.

과학수업에서 실험을 통해 깨닫는 새로운 결과가 신기한 발견으로 자리매김하고, 관찰을 통해 발견한 새로운 사실들이 또 하나의 과학을 시작하는 싹으로 자라나지 못한 이유는 무엇일까? 다시 말해 ‘과학이 아닌 정답과 암기가 주인’이 된 이런 현상이 왜 나타났는지 살펴보자.

여태까지의 과학수업에서는 학생들이 지필 평가의 성적을 잘 받으면 과학을 잘 가르친 것이라고들 생각해 왔다. 특히 초등과학에서는 많은 실험을 통해 다양한 방법으로 수업을 운영하고 있지만 ‘과학의 기초개념 이해’라는 목표아래 실험과정을 통한 수업에서도 ‘정답 찾기 중심의 과학수업’이 아직도 많이 이루어지고 있는 실정이다. 사실 직접식 강의와 함께 학생들에게 개념을 많이 암기할 수 있도록 내용 확인 중심의 평가를 실시하는 것이 개념을 이해하고 기억하는 가장 빠르고 효율적인 방법일 것이다. 그러나 이러한 방식의 과학수업은 과학하는 방법을 알려주는 데서는 효율적라고 할 수 없다.우리나라에서 1차 교육과정이 운영되기 시작한 1954년 이래 60여년이 지났지만

아직 과학 분야의 노벨상 수상자가 없다. 일본의 과학, 생의학 분야 노벨상 수상자 19명이라는 숫자와 비교하면 허탈한 지경이다. 경제성장과 비교하면 연구 분야에서는 무엇이 부족하여 이러한 큰 차이가 나타나는 것일까?과학 수업에서 그 기초를 닦아서 제대로 연구하는 미래의 과학자를 많이 육성해야

할 텐데 그렇지 못했던 것이 아닐까? 그렇다면 지금까지의 과학수업에서 무엇인가 부족함이 있었다고 볼 수 있다. 즉, 과학 수업에서 과학이 살아있는 수업으로 미래 과학자로의 흥미와 꿈을 심어주기보다는 암기 중심의 수업이 이루어졌던 것이 그 원인 중 하나일 것이다. 물론 실험과 관찰을 통한 체험 중심의 과학 수업에 매진하고 있는 많은 선생님들이 계시고 이를 통해 과학 분야에 진출하려는 꿈을 키운 수많은 학생들이 있다. 그러나 이제는 현재 우리의 과학수업을 보다 냉정한 눈으로

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바라보면서 좀 더 과학이 살아있는 수업으로 변화하기 위한 다양한 방안을 찾아보아야 하겠다.

과학이 살아있는 수업

1) 수업분위기 조성

과학수업은 거의 매 차시 실험을 실시하기 때문에 주입식이나 강의식 수업이라고 보기는 어렵다. 그런데도 학생들은 과학 시간에 창의적인 생각이 나오기 어렵다고 하고 교사는 탐구 중심 수업이 힘들다고 하는 데 대체 그 이유는 무엇일까?

학생들에게 흔히 듣는“과학은 실험은 재미있으나 다른 것은 어렵고 힘든 과목!”이라는 말이 그 주된 이유를 알려주고 있다. 학생들이 과학 수업에서 실제로 궁

금한 것을 주도적으로 실험하고 그 과정에서 과학하는 방법을 자연스럽게 익히고 과학이론을 편안하게 체득할 수 있을 때 비로소 과학이 살아있는 수업이라고 할 수 있을 것이다.

학생들이 과학이 어렵고 힘들다는 생각에서 벗어나 과학에 대한 높은 학습의욕을 가지고, 살아있는 과학을 익힐 수 있도록 하는 수업전개는 어떤 방향으로 이루어져야 할까?

과학이 살아있는 수업을 위해서는 학습자 개개인의 특성을 고려한 능동적인 참여를 중시해야한다. 이를 통해 획일적인 학습에서 벗어나 학생 스스로가 수업 과정의 주체가 되어 창의적인 의견들을 마음껏 표현할 수 있어야 한다. 강의와 암기를 주축으로 하는 교사 중심의 전통적인 수업방식에서는 창의성이 발현되는 살아있는 과학수업으로 진행하기가 쉽지 않은 일이다. 이러한 방식은 학생의 자발적인 참여와 독자적인 사고가 얼마나 이루어지느냐 보다는 교사가 제한된 시간에 얼마나 많은 내용을 전달하고 기억시키느냐 하는 것이 주된 관심사이기 때문이다.

다음으로 교과서에 나오는 내용의 정답 맞추기 식 수업에서 탈피하는 수업 진행방식이 이루어져야 한다. 평소에 흔히 하는 과학 수업의 과정은 일반적으로 다음의 단계들로 정형화되어 있다. 즉, 전시학습 상기, 동기유발을 위한 동영상 시청, 학습 주제 확인, 정해진 실험 내용에 따라 실험실시, 결과 확인, 개념 확인, 차시 예고의 단계이다. 성취기준의 도달을 위해 어떤 경우에는 실험을 실시하되 거의 주입식으로 실험결과를 알려주고 개념을 설명하고 암기하도록 하는 경우도 있다. 이러한 정

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해진 틀을 따라가기보다 새로운 생각들이 자꾸만 튀어나오는 수업을 위해 학생들이 가진 호기심과 궁금증을 끊임없이 나타낼 수 있도록 토론하고 서로 의견을 공유해 나가는 과정이 필요하다. 토론이야말로 과학의 역사에서 천동설을 지동설로 바꾸었듯이 무수한 새로운 이론들이 탄생하고 다시 이를 뒤엎는 새로운 이론들로 과학을 발전시켜온 가장 중요한 의사소통 기법이다.

학생들도 교사도 이대로의 과학수업에서 뭔가 바뀌어야 한다는 생각을 계속한다. 그렇다면 무엇을 어떻게 바꾸어야 할까? 과학이 살아있는 수업 진행을 위해 다음과 같은 수업분위기 조성에서부터 시작해보자.

먼저 동기유발의 변화를 시도해보자. 교사가 학생입장이 되어 수업 주제와 관련된 재미있는 질문들을 만들어 발문으로 던져 보는 것은 짧으면서도 강력한 동기유발의 한 방법이다. 학생들은 흥미가 있으면 수업에 빠져든다. 학생들이 하고 싶은 것이 생기도록 질문을 만들어 수업내용에 대해 깊이 생각하게 하고 매달리게 구성해보자.

다음으로 교사의 말은 가장 짧게 줄이고 새로운 의문을 생각할 수 있는 학생들의 사고의 시간을 많이 갖게 하자. 이를 위해서는 의문을 상호 공유하고 토론할 수 있는 시간을 충분히 제공하는 것이 필요하다. 교사 혼자만의 설명은 언제나 지루하게 느껴진다. 체험, 실험중심 과학수업에서 늘상 빠듯한 시간이지만 토의토론을 활용하여 학생들이 좀 더 활동적으로 자신의 의견을 다른 사람과 공유해보고 이렇게 상호 비교하면서 학습할 수 있는 기회를 갖게 하는 것은 탐구과정에서 의사소통의 좋은 방법이 된다.

그 다음으로 교사가 학생을 신뢰하고 학생 상호간에도 신뢰하는 분위기를 조성하는 것이다. 모든 학생이 틀리거나 잘못해도 믿어주고 도와줄 거라는 수용적인 분위기가 조성되는 것이다. 이러할 때 비로소 발표력과 학습능력이 향상되는 긍정적 학습이 이루어지리라 본다. 즉, 모든 학생의 수준에 맞게 성공의 동기와 기회를 많이 가질 수 있도록 수업의 변화를 가져와야 한다. 이러한 분위기에서는 학생 상호간에

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자유롭게 서로 생각을 나누어 보는 활동들이 활발하게 이루어질 수 있는 밑바탕이 된다.

마지막으로 서로의 관점을 바꾸어 생각하게 하여 짝 활동에서 모둠활동으로 이끌어 나가는 방식도 지적 호기심을 높여 좀 더 깊이 있게 생각할 수 있게 하며 학생들의 창의적 활동력을 높이는 좋은 수업 방식이다.

2) 과학에 흥미를 갖게 하는 수업구성

‘과학의 매력을 그대로 살리면서 학생들이 과학하는 즐거움을 알 수 있는 배움이 일어나는 참다운 과학 수업을 하고 싶다.’

‘성취기준 도달이라는 교육과정 목표를 달성하면서 학생들의 과학적 흥미도는 떨어지지 않도록 하는 수업은 어떻게 하면 될 수 있을까?’

‘이런저런 교실 속 통제가 존재하는 상황 속에서 과학의 순수성이 그 자체로 존중되면서 학생들에게 배움이 일어나는 과학적 과정을 스스로 경험하게 해 주는 그런 수업이 어쩌면 가능하기는 한 것일까?’

탐구과정중심의 과학수업에서 학생들의 흥미를 지속하게 하는 수업구성은 어떻게 이루어져야 할까?

직접적인 관찰, 스스로 해보는 실험, 시청각 매체를 통한 동기유발, 다양하고 실질적인 그림 자료 등은 어려운 과학적 지식의 이해력과 흥미를 높이기 위한 수업의 기본이라고 볼 수 있다.

교사는 끊임없는 노력으로 항상 창조적 학습을 전개할 수 있어야 한다. 그래야만 학습자의 지적인 호기심이 문제해결에 필요한 수업구조로 연결될 수 있다.

이러한 관점에서 과학이 살아있으면서 학생들이 과학에 흥미를 갖게 하는 수업을 위해서는 다음과 같은 요건으로 과학수업이 이루어져야 한다고 본다.

◦ 수업주제와 관련하여 학생이 궁금한 점에 대해서도 실험 설계를 추가한다. ◦ 수업주제와 관련된 생활주변 이야기를 통한 흥미로운 동기유발◦ 학생들 스스로가 원하는 정보를 찾게 한다. 즉, 교사가 적게 다루어 줄수록 더

욱 창의적으로 더 많이 배우는 수업이 가능하다.◦ 정답보다 창의성을 중요시하는 구성◦ 흥미와 호기심을 불러일으키는 동기유발 ◦ 결과보다 과정을 중시하는 수업구조◦ 정리활동에서 더 알고 싶은 점을 찾아보는 열린 수업으로 구성한다.

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3) 수업모형을 뛰어넘는 수업 설계

참다운 과학수업이 하고 싶다는 갈망을 가진 많은 선생님들이 새로운 수업을 계획하게 될 때면 항상

‘어떤 수업모형을 적용해야 되지?’라는 기존의 수업모형 적용을 위한 고민에 얽매이게 된다. 이러한 기존의 수업모

형들은 많은 학자들이 심오한 연구를 통해서 과학 수업을 위한 가장 효율적인 수업구조로 권장되고 있는 사항이며 지금까지 우리는 공개수업을 할 때면 특히 이런저런 수업모형을 꼭 적용해야 한다는 생각을 떨쳐버리지 못했다. 이것은 어쩌면 강박관념에 가까울 정도로 학교 현장에 파고들어 있고 어쩌면 이러한 생각으로 인해 좀 더 현장에 맞는 수업운영이 어려웠는지도 모르겠다. 사실 훌륭한 학자들이 만든 기존의 수업모형은 특정한 교과의 특정한 주제에서 최상의 방법이라고 검증된 수업형태라고 할 수 있다. 따라서 이들 다양한 수업모형들을 인지하고 이러한 방법으로 수업을 운영하는 것은 꼭 필요한 일이다. 그러나 우리 반 실정에 맞는 나만이 할 수 있는 수업모형을 만들어서 보다 효율적으로 수업을 운영할 수 있다면 그 어떤 수업모형보다 더 나은 최상의 결과가 이루어질 수도 있을 것이다. 그렇다면 일상의 과학수업에서 이러한 학자들이 만든 수업모형에 기초하여 우리 반의 실태를 적용한 우리 반만의 과학이 살아있는 수업을 위한 새로운 모형으로의 변형도 가능할 것이다. 이러한 새로운 수업을 설계에 도전해보자. 그리고 이를 위해 기본적으로 꼭 염두에 두어야 할 사항을 챙겨보자.

◦ 과학자의 자세로 탐구하는 과정 중심 구성으로 운영하기◦ 정답보다는 증거를 찾아가는 과정으로 운영하기◦ 관찰, 분석, 분류, 추리, 추론의 기초 및 통합 탐구능력 중심으로 운영하기◦ 학습자가 가진 배경지식이 활성화되는 구성으로 운영하기◦ 실생활 속에서 적용되도록 연계하여 구성하기◦ STEAM(융합) 교육으로 구성하기◦ 토의 토론으로 합리적인 비판 수용과 협력의 자세를 이룰 수 있도록 구성하기위의 일곱 가지 정도 내용을 기초로 단위 과학수업의 성취기준을 달성할 수 있도

록 수업 구조를 만들어 보면 수업모형을 뛰어넘는 수업이 가능하리라고 본다. 여기에 더불어 본인들이 지금까지 해 왔던 수업에서의 문제점들을 개선할 수 있는 각자의 방안을 추가한다면 더욱 만족한 과학이 살아있는 수업 운영을 할 수 있으리라 본다.

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4) 배경지식을 이끌어 내는 수업

배경지식이란 직접 평가받고 있는 개념은 아니지만 학생들이 한 가지 개념을 이해하면서 사용하는 관련된 지식으로서 이러한 새로운 개념을 이해하기 위해서는 충분한 배경지식이 필요하다(Chinn & Brewer, 1993: Strike & Posner, 1985). 일정한 배경지식이 없다면 직접적으로 평가받는 새로운 학습 개념을 이해하지 못하는 경우가 많다. 즉, 학생이 수업을 통해 올바른 학습 개념을 획득하기 위해서는 수업 전에 올바른 배경지식을 갖고 있고 이를 수업 중에 활성화하거나 해야 한다. 만일 수업 전에 올바른 배경지식을 갖고 있지 않다면 교사는 수업을 통해 올바른 배경지식을 획득할 수 있도록 도와야 한다. 그러므로 교사는 새로운 학습 개념을 가르칠 때 수업에 참여하는 학생이 갖고 있는 관련 배경지식이 어떠한지 파악할 필요가 있으며 이것이 사전 실태조사가 필요한 이유이다.

일반적으로 선지식은 학습자가 학습하도록 요구된 개념에 대해 학습 전에 가지고 있는 개념으로 보고 있으나 배경지식은 직접 평가 받거나 학습하는 개념이 아니므로 선지식과는 구별된다(최혁준. 2009). 그러나 일선현장에서 평소 수업에서 이러한 사전 실태조사는 매 차시마다 이루어지지 않는 것이 현실이다. 즉, 이것은 수업대회나 수업공개를 위한 세안 작성에서나 사용하는 자료 정도로 여겨지고 있는 실정이다. 또한 이러한 자료에서조차 실태조사의 내용은 단위차시의 수업을 위한 구체적인 내용보다는 단원이나 과목의 흥미도를 묻는 실태분석이 아직도 보이곤 한다.

실태분석의 목적은 학습자의 배경지식을 이끌어 내어주며 학습자 수준에 맞는 맞춤형 수업 실시를 위한 기저자료로 활용하기 위한 자료라는 것을 염두에 두어야한다. 그리고 우리 반 학생들이 이 단원의 이 차시를 위해서 지금 현재 어느 정도 알고 있으며 교사가 꼭 가르쳐 주어야 할 내용은 무엇인지 알아보는 것은 어쩌면 나만의 효율적 수업을 위해서도 반드시 조사해야 할 필수사항이다.

“그 많은 수업에 바쁜 일과에 언제 과목별, 단원별 실태조사를 하란 말이냐?”

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이런 볼멘소리를 할 수 밖에 없는 선생님들의 사정을 고려하면서 수업의 효과를 높일 수 있는 깔끔한 실태조사 전략을 알아보자.

과학에 있어서의 실태조사는 지식 영역은 선수학습 정도를 알아보고 탐구영역은 실험기구 조작 능력과 주의사항 등에 대한 배경지식 등을 알아보는 것을 생활화한다면 과학이 살아있는 수업은 보다 편안하게 실행될 수 있겠다.

수업팁

●●● 간편한 실태조사 ◦새로운 단원 학습을 위한 단원의 도입 부분에서 교과서 내용을 그림과 함께

살펴 본 뒤에 내가 아는 것과 모르는 것으로 나누어 기록해 보게 한다. 이를 통해 교사가 좀 더 심도 있게 지도할 내용과 학생들이 이미 알고 있어서 가볍게 지나갈 내용에 대해 쉽게 분석할 수 있다.

◦실험기구 조작법은 단원에서 나오는 실험기구들을 교사가 미리 알려주고 그에 대한 사전 지식을 거수로 알아보면 짧은 시간에 아이들에게 필요한 사항을 알 수 있게 된다.

◦단위차시 수업에서는 차시 예고시간에 학생들이 다음시간 배울 내용 중에서 잘 알고 있는 내용과 모르는 내용이 무엇인지 간단한 메모형식의 사전 조사지에 기록하게 하여 메모의 내용을 학생끼리 분류하도록 하면 유목화하여 사전 실태조사가 가능하다. 과학과에서는 주제에 따라 차시예고를 하지 않는 것이 좋은 주제도 있으므로 이를 고려한다.

◦실험보고서를 따로 작성하기로 계획된 차시 수업을 위해서는 실험관찰책을 사전실태 조사지로 활용한다. 즉 실험보고서 작성 주제의 해당 차시부분에 간단히 알고 있는 내용을 적어보게 하면 쉽고 효율적인 실태조사가 된다. 그러나 이 경우 실험관찰에 적는 것이 시험이 아니라는 것을 반드시 알려준 뒤에 기록하게 하여야 한다.

5) 학생 개인별 맞춤형 학습목표 설정하기

수업을 준비하면서 가장 먼저 해야 할 일이 수업목표를 설정하는 일이다. 학생의 실태파악을 통한 학습 요구를 반영하여 지적으로 도전적이면서도 배울 가치가 있는 수업목표를 설정하는 것은 모든 교과목에서 수업활동의 나침반이 되며 아울러 성취기준 중심 교육과정에서는 성취기준에 도달할 수 있게 만드는 방향 설정인 셈이다. 또한 이러한 수업 목표는 학생들과 공유하고 학생들이 목표도달을 위해 힘쓰려는

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의지가 있을 때 그 효과가 배가된다. 일선 현장의 수업에서 학생들은 학습목표에 얼마나 관심이 있을까?교사들은 수업목표 설정을 위해 성취기준을 재구성하기도 하고 수업내용과 관련

해서 가장 이상적인 수업목표가 무엇인지 고민이 많다. 특히 공개수업의 경우에는 어떤 형식으로 수업목표를 서술하는 것이 적절한지에 대해 논란이 있는 경우도 많다. 필자가 실시한 본교 담당학생을 대상으로 한 수업에 대한 설문 결과에서는 학생들은 단위시간에 무엇을 공부할지를 알아보는 학습목표에 대해서는 그다지 관심이 없는 것으로 나타났다. 전체 학생 약100명 중에서 23%의 학생만이 학습목표에 대해 관심이 있었고 나머지는 학습내용에 더 관심이 많았다. 즉, 교사는 매 수업시간마다 학생들 중심의 학습목표 설정을 위해 다양한 동기유발과 때로는 직접적인 제시를 통해 학습목표를 인지하도록 유도하고 있었지만 막상 학생들 자체는 목표 인지가 왜 필요한지 별 관심이 없었다는 것이다. 그러나 여태까지 나온 많은 연구결과에서는 학습목표 명료화가 수업효과를 극대화 해준다고 제시되었던 것을 기억하면서 좀 더 세밀하게 학생들에게 학습목표를 기억할 수 있는 수업 전략부터 세워볼 필요성을 느꼈다.

위와 같은 설문결과가 나온 이유가 필자의 수업에서 지금까지의 수업목표 설정의 주체와 내용이 교사의 필요성 중심이었기 때문으로 분석하였다. 따라서 학생들이 자기주도적으로 매 수업에서 학습목표의 설정이 중요하다는 인식을 먼저 갖게 하고 자신이 직접 학습문제와 관련한 나름의 학습목표를 설정해보고 수업을 마친 후에 이에 대한 도달여부도 스스로 평가해 보는 시스템을 운영해 본 결과 그 효과가 성적향상과 흥미도 향상으로 나타났다. 이것은 학생들이 스스로의 수준에 맞는 다양한 목표설정과 단위시간 스스로 하는 평가가 일체화되어 보다 효율적이었던 것으로 분석되었다. 즉, 교사중심의 학습목표보다 학생 나름의 맞춤형 학습목표가 효율적이라고 할 수 있다.

수업의 결과로 학생들이 도달하기를 바라는 지점이 수업목표이며 이를 학생의 관점에서 바라본 것이 학습목표이다. 이러한 학습목표가 맞춤형으로 설정되려면 학생들의 진단평가가 매 차시 필요하며 이에 따라 학습자 별 특성에 맞게 수업목표가 설정되어야 할 것이다. 그러나 일선현장에서 매번 매 차시마다 이러한 방법이 실행되어지기는 사실 상 어렵다. 거기에다 수업은 전시 수업과 차시 수업과의 연장선 상에 있으므로 단원이나 주제의 전체 맥락을 고려하여 계획을 수립하는 것도 또한 주요한 고려 점이므로 학생수준에 따른 수업목표와 이러한 수업목표에 맞는 다양한 내용조직은 더욱 더 힘들 수밖에 없다. 이제 맞춤형 학습목표 즉, 학생 개인별 수준을 생각한 수업목표 설정을 위한 방법을 한번 생각해보자.

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수업팁

●●● 학생 스스로 세워보는 나만의 학습목표 만들기◦교사가 원하는 수업목표를 설정을 위해 ‘동기유발을 위한 동기유발’을 통해

학습목표로 무조건 설정해 주는 것보다 그날의 수업내용을 상황제시를 통해 먼저 설명해주고 학생 스스로 수업에서 원하는 학습목표를 찾아보게 한다.

◦학습목표에는 학습내용과 태도의 두 가지가 함께 들어가도록 기록하도록 학생들과 약속하고 자신이 지킬 수 있도록 다짐하는 형식으로 기록하게 한다.

◦지나치게 긴 문장으로 기록하는 것을 방지하기 위해 메모의 형식으로 기록하도록 약속 한다.

◦수업의 마지막 단계에서 자신이 스스로 정했던 학습목표를 평가해 보게 한다.◦스스로 설정한 학습목표와 이에 대한 평가는 수업에 대한 관심도를 더욱 깊

게 해주고 맞춤형 학습목표 설정이 이루어져 교사의 학생에 대한 맞춤형 수업지도를 도와주는 소중한 자료로 활용 될 수 있다.

6) 평가를 통한 학습 집중력 높이기

시험을 싫어하는 초등학생들이지만 역설적으로 시험을 치는 것은 학습력을 높일 수 있는 계기가 되기도 한다.

평가를 통한 동기유발은 일반적으로 지필평가를 예고하고 이 범위 내에서 학생들이 어려워하는 범위의 학습을 구두로 질문을 받거나 자기가 알고 있는지를 확인하고 모르고 있던 것에 관해서는 재학습하는 방법이 있다.

수행평가를 중시하는 요즘은 생활 주변이나 자연현상, 사회문제 등에 관심을 갖게 하여 문제를 발견하고 프로젝트를 실행해 나가는 과정을 함께 하면서 평가와 학습을 함께 하는 것도 좋다. 이러한 과정 속에서 자연스럽게 문제해결력이 생기며 창의성도 길러진다.

인성 중심 교육과정에서는 개인 중심의 평가에 더하여 적극적인 협동이나 책임 감, 배려, 정직 등의 태도도 함께 평가하여 자신이 한 행동에 대해서 스스로 돌아볼 수 있는 기회를 자주 갖게 하여야 한다. 이를 위해 협동, 인성관련 태도 등에 대해서는 자기평가, 상호평가, 교사의 관찰평가 등을 활용하여 매주 1회, 월 2회 등의 정기적 검사를 통하여 체크리스트에 결과를 기록해 주거나 그룹끼리 확인하는 방법 등이 있다.

평가도구는 수업목표에 따른 실행을 통해 성취기준이 달성될 수 있도록 설계한

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다. 또한 성취도를 측정할 수 있는 적절한 시기, 적절한 방법으로 실시하며 과정중심 평가를 하는 것을 지향하고 결과중심 평가를 지양한다.

7) 수업 주제에 맞는 다양하고 적절한 수업전략 활용

수업전략에서는 수업의 방법적 면에서 직접 교수법을 어디서 어느 정도 사용할 것인지 또는 학습 집단 조직은 어떻게 할 것인지 학습자 수준, 학습 환경, 과제분석을 통해 가장 적합한 것으로 선택한다.

문제 중심으로 지식을 얻는 과정이나 방법을 가르치고자 할 경우, 학습자의 문제해결을 이끌고 반성적 사고의 과정 및 능력을 기르고자 할 경우에는 문제 중심학습으로 수업전략을 만든다. 이때는 문제 해결과정에 대한 질문과 성찰이 필요하며 현장적용을 통해 실제적으로 학습하도록 지원이 필요한 실제적 문제 해결과정에서는 액션러닝의 방법으로 수업전략을 구성 한다.

학습자가 자기주도적으로 선정한 문제를 해결하거나 프로젝트를 수행하는 과정을 통해 학습을 할 경우에는 프로젝트 학습 전략을 따른다.

수업매체 설계의 경우 수업활동에서 가장 효율적인 의사소통, 상호작용, 내용전달의 매체를 선정하여 학습자의 사고와 동기, 흥미와 관심을 자극하도록 한다.

요즘은 배움중심수업으로 학생의 학습을 수업에서 중시하고 있다. 얼마 전까지만 해도 자기주도적 학습이 강조되어왔었지만 요즘은 수업의 관점을 아예 학생중심으로 하여 교사가 잘 가르치는 것도 중요하지만 학생에게 얼마나 많은 배움이 일어났는가에 중점을 두고 있다. 그렇다면 배움이란 무엇일까? 일반적으로 학습이 흔히들 배우는 일이라고 말한다. 그러나 사람에 따라서는 이것을 다른 뜻으로 받아들이고 있는 경우가 많으며, 학자들 또한 학습이 무엇이지에 대해 다양한 정의를 내리고 있다. 그 정의를 몇 가지 기준에 따라서 정리하면 크게 넓은 의미의 학습과 좁은 의미의 학습으로 나누어 볼 수 있으며 교사들이 생각하는 넓은 의미의 학습이란 학생이 ‘환경과 상호작용을 통해 학생의 행동에 변화가 일어난 경우’라고 일반적으로 알고 있다. 그런데 이러한 행동의 변화는 언제나 바람직한 것에만 국한하는 것이 아니라 바람직하지 않은 행동의 변화까지 포함하여 학습이 이루어지며 수업과 상관없이 자연적으로 시간의 흐름에 따라 이루어지는 학습도 있으며 요즘은 미디어나 사회 속에서 일어나는 학습이 학교에서 일어나는 학습보다 훨씬 큰 영향을 미치기도 한다. 그러나 우리는 좁은 의미의 학습에 대해서만 생각해 보기로 하자.

‘학습자가 정해진 학습목표를 달성시키려는 상황에 참여하여 의도한 학습목표를 성취하는 활동을 하는 경우’라고 그 의미를 한정해보면 학습의 주체, 학습의 상황, 행동의 변화 등에 있어서 보다 명확해 진다. 즉, 학습의 주체는 학습자로 한정되고

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학교에서 교육을 받는 각급 학교의 학생들에 해당된다. 그리고 학습의 상황이나 활동은 의도적으로 제공되는 것에만 국한되어 학교에서 설정한 교육의 목표를 학생들이 성취하기 위해 만든 의도적 수업 프로그램에서 일어나는 변화가 여기에 해당된다. 따라서 학습을 통한 행동의 변화는 바람직한 행동의 변화를 전제로 한다. 즉, 학습이란 학습자들이 학습목표를 성취하도록 제공된 학습의 조건이나 학습환경과 상호작용하는 과정이라고 할 수 있다.

이제 수업에서 학생들의 배움이 가장 효율적으로 일어나려면 즉, 효과적인 학습이 일어나려면 어떻게 수업구조를 만들어야 할지를 고민해 보자 즉, 효과적인 교수란 학생들이 그 지식을 가장 효과적으로 학습할 수 있고 그 지식을 잘 활용할 수 있는 태도를 가지고 친구들과 상호작용하면서 서로 배려하는 생활 자세를 가질 수 있도록 그 구조를 세워야 할 것이다.

과학수업만의 필수 고려사항

‘과학수업에 과학이 없다.’ ‘실험은 있으나 과학은 없다.’ 국어, 수학, 사회, 음악, 실과 등 여타 다른 과목과

같은 방법으로 진행할 뿐이다. 동영상으로 흥미유발하고 실험하고 결과에 맞는 개념도입하고 실생활에서 개념과 관련된 분야에 적용해보고.

“이 정도면 아주 훌륭한 과학수업이지 않은가?”맞는 말이다. 교육과정에 충실하게 흘러갔고 학생들이 개념을 잘 외우고 있다. 시

험을 치면 개념을 잘 알고 있다. 그런데 이러한 수업에 ‘과학이 있는지?’ 아니 ‘과학하는 방법으로 수업하고 있는

지?’에 대해서 한번 살펴보기로 하자.우리가 과학자가 기존에 발견한 과학적 지식 모두를 다 알아야 할 필요성이 있을

까? 우리가 과학을 배우는 목적은 그야말로 과학적 소양이라면 우리의 수업은 여기에 맞게 프로그램되어야 한다. 그렇다면 과학적 소양이 무엇인지 새겨보면서 우리 수업을 아니 자신의 수업을 되돌아보고 과학다운 수업을 펼쳐보기로 하자.◦ 학생들의 오개념을 파악하고 있는지?◦ 실험을 왜 하는지 알고 있는지?◦ 실험을 하면서 과학을 하는 과정으로 하고 있는지?◦ 실험결과를 서로 비교해 보고 토론해 보고 있는지?◦ 실험과정을 보고서로 적을 수 있게 지도하고 있는지?

과학수업에서 우리는 어느 사이엔가 아이들이 재미있게 실험을 하고 결과만 맞으

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면 된다는 것으로 굳어져버린 것은 아닌지 짚어 볼 일이다.

수업모형 바르게 활용하기

1) 쉽게 접근하는 관찰 중심 수업

과학적 관찰은 과학 탐구 및 과학적 지식생성과정에 있어 기초적이며 매우 중요한 과정으로 익히 알고 있는 바이다. 아울러 우리가 탐구하고자 하는 대상으로부터 얻을 수 있는 다양한 감각정보를 관찰자의 인지과정을 통해 주관적 요소로 구성된 정보를 인식하는 활동이라고 할 수 있다(변정호 등, 2009). 특히 학생 스스로 의미 있는 과학적 지식을 생산한다는 구성주의적 관점에서 살펴보면 학생들이 자연 현상에 대하여 의문을 품는 것은 과학 탐구에서 생성되는 중간적 지식의 형태로써 과학적 탐구의 출발로 매우 중요하다(이혜정 등, 2004). 따라서 다양한 대상에 대한 관찰뿐만 아니라 지속적 관찰활동은 추론과 연계되어 과학 활동에서 관찰자의 사고에 영향을 미치며 이러한 관찰활동을 중심으로 하는 수업은 흔히들 저학년 중심의 경험학습으로 실시한다고들 알고 있다. 그러나 실제적으로 2009개정 교육과정에서 중학년인 4학년의 식물의 생활 단원과 고학년의 5학년 식물의 구조와 기능 단원 등도 관찰활동이 중심이 되어 이루어져야 효율적으로 수업이 이루어질 수 있으며 관찰중심 수업의 가장 큰 포인트는 ‘관찰을 왜 하는가?’ 이다. 관찰을 하는 방법을 알게 하는 것도 중요하지만 학생들이 그 활동의 필요성을 느끼고 활동하는 경우에 그 효율이 배가된다는 점에서 필요성은 중요한 요소이다. 그렇다면 과학수업에서 관찰이 필요한 것은 어떤 경우일까?

관찰(observation)은 자연 현상을 조사하고 기록하여 그 현상이 어떠한 이유로 인해 생겨난 것인지를 알아내고자 할 때 실시한다. 즉, 보고 듣고 만지고 냄새 맡고 맛보는 오감을 이용해 사물, 현상, 사건에 관한 정보를 수집하려는 목적으로 실시한다. 이러한 조사 중심 관찰에서는 주로 맨눈, 맨손 등으로 직접 관찰하나 때로 현미경이나, 돋보기, 루페, 망원경 등의 기구를 사용하여 정확한 관찰을 하고 측정도구의 도움을 받기도 하므로 관찰은 측정, 분류활동과 긴밀히 연관되어 있다.

또한 관찰은 과학적 연구 활동에서 연구의 한 과정으로 활용된다. 이러한 과학적 연구의 일환으로 이루어지는 조사와 실험에서는 관찰을 통해서 탐구하고 자료를 수집하여 사물의 색깔, 모양, 재질 등을 통한 질적 특성을 확인할 목적으로 수행한다. 이렇게 수집된 자료는 사물의 특징, 특정한 현상과 사건 등의 속성을 기술하거나

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그 변화를 설명할 때도 꼭 필요하다.

마지막으로 정확하고 체계적인 관찰이 필요한 이유로 정확한 예상 활동을 위해서라고 할 수 있다. 과학 활동에서 우리는 앞으로 일어날 일에 대한 예언(forecast)으로서 예상(prediction)을 실시하고 있다. 즉, 차후에 관찰해야 할 사실에 대한 예측으로서 정보와 자료에 바탕을 둔 최선의 자료 수집 및 분석을 통해 미래에 일어날 사건이나 그 조건에 관한 예언을 하는 활동을 예상이라고 한다. 이러한 활동은 체계적인 관찰, 정확한 측정, 타당한 추리, 적절한 분류에 바탕을 둘수록 정확해지며 관찰, 측정, 추론, 분류 등에 바탕을 두지 않으면 단순히 추측(guess)에 지나지 않을 가능성이 높아진다. 일반적으로 예상은 일정한 패턴(pattern) 또는 규칙성에 따라 가설을 제시하여 검증하거나 문제를 해결할 목적에서 이루어진다.

관찰 중심 수업활동은 체험학습을 통해 실제 관찰이 이루어지는 경우와 시청각 기자재 중심으로 관찰이 이루어지는 경우로 나누어 질 수 있지만 중심활동은 거의 유사하다고 볼 수 있다.

저학년의 관찰 중심 수업은 주제중심통합으로 이루어지는 데 미술, 국어와 함께 또는 STEAM(Science Technology Engineering Art Mathematics)활동으로 관찰 수업을 실시하는 것이 좋다. 저학년의 관찰 중심 수업에서 가장 가깝고 친근하며 쉽게 접근할 수 있는 소재는 역시 자연이다. 자연의 관찰은 자연의 변화, 현상, 주위의 사물 등을 관찰하면서 대상의 특징과 세부적 모습을 자세히 살펴보는 활동을 실시하도록 한다.

중학년에서는 식물의 자람이나 동물의 한 살이 단원 중심이라 그 변화가 느리게 일어나는 탓에 관찰학습에 시기적 계획이 필요하다. 즉, 싹트기에서부터 열매 맺기까지의 전 과정을 살펴볼 경우는 학년 초에 가정과 연계하여 자유탐구의 일환으로 실시하면 좋다.

관찰 중심 학습은 관찰 활동이 주가 되는 수업으로, 어떤 사물과 현상을 접했을 때, 그 생김새, 색깔, 크기, 무늬, 움직임, 촉감 등을 감각을 통해서 그 특징을 알아내도록 한다. 실제적인 관찰이 아닌 시청각 관찰 중심 활동에서도 이것을 염두에 두고 관찰하도록 한다. 또, 교사가 관찰의 관점, 또는 특징을 이해하는데 필요한 적

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절한 관찰 기준을 다양한 방법으로 안내하여 관찰은 스스로 하되 그 방법을 알려줄 수 있도록 한다. 또한 되도록이면 관찰할 대상을 실제로 보면서 만지면서 체험하는 활동을 통해 관찰활동이 이루어지도록 해야 한다.

이제 기존의 경험학습 모형을 기반으로 관찰 중심 수업을 실제로 적용하는 단계를 설계해보자. 나만의 관찰 중심 수업이라고 이름붙이고 그 단계를 살펴보자.

첫째로 무엇을 관찰할 것인지 문제 파악을 위해 동기유발 차원에서 실제 경험과 관련시켜 선수학습의 개념을 확인하도록 한다. (관찰 대상 관련 선수학습 확인)

다음으로 어떤 방법으로 관찰할 것인지 관찰 대상물의 관찰방법과 관찰 관점 등을 토의하도록 한다.(관찰 방법 토의)

그런 다음에 실제적으로 관찰을 자유롭게 할 수 있도록 관찰의 단계를 가진다. (자유로운 관찰 및 측정, 기록)

관찰 내용을 통해 새로운 개념이 필요할 경우 교사가 관점을 제시하여 이러한 관점에 맞춰 다시금 관찰을 실시하도록 한다. (안내된 관찰)

마지막으로 개념을 적용해 보거나 관찰 결과를 정리한다.(관찰 결과 정리)

수업 사례

●●● 연못이나 강가에 사는 식물의 특징을 알아봅시다.□ 학 년 : 4학년□ 수업형태 : 관찰 중심 학습□ 학습목표 - 연못이나 강가 환경의 특징을 알 수 있다. - 연못이나 강가에 사는 식물의 특징을 알 수 있다.□ 인성개발 활동-자연의 소중함을 느끼고 자연과 친해질 수 있는 마음 갖기-협동을 통해 관찰 실시하기

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□ 단계 별 수업 내용◦ 학습문제 안내 및 관찰 대상 설정 물가와 땅위 환경 비교 동영상을 통해 ‘새롭게 관찰할 대상’ 관련 선수학습 개념 확인 및 ‘연못이나 강가에 사는 식물의 특징을 알아봅시다.’의 학습문제 안내◦ 관찰 방법 토의‘물의 깊이’, ‘관찰 대상의 모양, 크기’등의 자유롭게 관점을 나누어 보고 그에 따른 관찰방법을 모둠 내에서 각각 설명해 보게 한다. ◦ 자유로운 관찰 및 측정, 기록연못이나 강가에 사는 식물을 특징에 따라 물위에 떠서 사는 식물, 잎이 물위에 떠서 사는 식물, 물 속에 잠겨 사는 식물, 잎이 물위에 뻗어서 사는 식물로 4군데로 나누어 배치하여 자유롭게 관찰하게 한다. (식물의 뿌리, 줄기, 잎, 물에서 살고 있는 모습의 관점 확인)관찰 기록에 대한 내용을 발표하면서 모둠별로 발표하게 하고 친구들의 질문을 받고 답하는 활동을 한다. 이를 통해 땅에서 사는 식물과의 차이점을 생각하면서 연못이나 강가에 사는 식물의 특징을 확인하게 한다.◦ 안내된 관찰 물에 사는 식물이 왜 물위에 떠서 살 수 있는지 관찰을 통해 살펴보게 한다.부레옥잠의 생김새를 자세히 관찰하고 잎자루를 가로 세로로 잘라서 부분별로 관찰해보고 물위에 살 수 있는 까닭을 유추한다.

∙ 부레옥잠 생김새 관찰하기 - 잎, 뿌리, 잎자루의 특징(가로 단면은 동그란 구멍들이 붙어있는 모 양이고 세로 단면은 구멍들이 줄줄이 연결되어 있다.) ∙ 물위에 살 수 있게 만들어 주는 부분은? 그 이유는? - 잎자루, 공기주머니가 있다.∙ 잎자루를 눌렀을 때 느낌은? 물위에서 누르면 어떻게 되나? - 공기방울이 튀어나오며 기포 발생

◦ 땅위의 식물과 같은 점과 다른 점을 발표하게 한다.∙ 같은 점은?- 초록색, 모두 잎, 줄기, 뿌리 있다. 등∙ 다른 점은?- 부레옥잠은 물위에 떠서 살 수 있게 공기주머니가 있다.

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2) 개념 형성 및 변화를 위한 수업

수업이 교사주도의 가르치는 활동임에 비해, 학습은 학생이 배우는 활동이다. 과학 수업에서의 개념 형성 관련 수업 모형은 개념형성 모형, 개념분화 모형, 개

념발달 모형 등이 있다. 개념형성 모형은 귀납적 일반화 과정을 통해 새로운 개념의 형성 과정을 설명한다. 또, 개념분화 모형은 전통적 과학철학과 현대의 과학철학 그리고 오슈벨의 유의미학습 이론에 바탕을 두고, 미분화된 개념이 세련된 개념으로 발달하는 과정을 설명한다. 요즘 많이 사용하는 학습순환 모형은 개념이 발달하거나 교환되는 과정에 따른 수업모형으로서 탐색, 개념도입, 개념 적용의 단계로 순환적으로 진행되는 형태를 띄고 있다.

학습 주제가 과학 법칙이나 원리를 습득하는 것이라면 일반적으로 발견 학습 모형을 적용한다. 이 과정 속에는 관찰, 측정, 분류, 일반화 과정이 통합되어 있으므로, 구체적 조작 단계의 학생에게 적합하며 귀납적으로 규칙성 발견이나 개념형성을 통한 일반화에 중심을 둔다.

발견학습 모형에서는 첫째 자료와 추가 자료 제시 단계에서 제시된 자료들이 서로 다른 특성을 가지고 있어야. 뚜렷한 경향성이나 공통점을 찾고 과학 개념을 명확하게 할 수 있다. 그런데 모형에 충실한 수업을 실시하기 위해 추가실험을 반드시 계획해서 실시하다보면 시간의 부족으로 인해 학생들이 갖고 있는 선개념과 부진요인들을 확인하고 개념변화를 유도해내기가 쉽지 않다.

학생들이 갖고 있는 기존개념이 오개념 일 경우 이러한 개념의 변화를 이끌어 내기 위해서는 인지갈등 전략을 통해 수업을 할 수 있다. 즉, 학생들이 자신이 기존에 갖고 있는 개념들을 확인해보는 단계에서부터 시작하여 교사가 수업시간에 배울 내용을 안내하고 학생들이 그 내용을 확인하면서 자신이 모르고 있었던 부분에 대해 새롭게 이해하고 개념을 습득할 수 있도록 치밀한 수업구조를 만들어야 하겠다.

드라이버의 대체적 개념틀 이론에 따르면 오개념은 일상적인 생활 경험을 통해서 형성된 직관적 관념으로 사물을 보고, 생각하고, 해석하고, 이해하는 기본 과정 중

◦ 관찰 결과 정리식물의 사는 곳에 따라 각각 생김새와 형태가 다르다는 점을 알게 한다.

여태까지 몰랐던 새로운 관찰 내용에 대해 이와 유사한 다른 종류의 식물도 찾아보고 추가로 더 알고 싶은 것과 그 이유에 대해서 발표하게 하여 과학적 관찰의 응용이 가능하게 하고 이에 대한 지속적 흥미를 가질 수 있게 한다.

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추상적인 개념에 대해서 특히 많이 생긴다.

이제 개념형성 및 변화를 위한 수업을 실제로 적용하는 단계를 설계해보고 그 단계를 살펴보자.

일반적으로 수업단계는 도입, 전개, 정리의 3단계를 거치지만 개념변화를 위해서는 5단계 정도로 구성하는 것이 가르치고자 하는 개념이 명확하게 정립되는 데 도움이 되리라고 본다. 또한 이러한 단계와는 별개로 인성 중심 활동의 구조를 만들어서 자연스럽게 인성이 배어나오는 활동을 실시하도록 한다.

개념수업 모형의 예를 들면 다음과 같다.먼저 가르치고자 하는 개념과 관련된 상황을 설정하고 알려준다. 다음으로 이 개념에 대한 선개념을 파악한다. 많은 경우 선개념 속에는 오개념이

함께 하고 있어서 이러한 오개념을 수정하기 위한 방법도 염두에 둔다. 학생들이 쉽게 접하는 다양한 매체를 통해 많은 오개념을 습득하게 되고 여기서 파생된 정확하지 않은 정보를 얻는 경우가 의외로 많다. 이러한 정보에 대해 좀 더 비판적인 시각을 가지고 옳은 정보와 그렇지 않은 정보를 구별할 수 있도록 하는 지도가 절실하다.

세 번째로 학생들에게 반드시 가르쳐야 할 핵심 개념을 정립시킬 가르치고자 하는 내용, 즉 성취기준을 달성할 수 있는 수업의 핵심내용을 학생중심으로 익힐 수 있는 실험이나 조사과정을 학생들과 함께 설계한다.네 번째로 실험결과를 통해 알게 된 개념과 연계한 사고를 통한 개념 정립으로 학생들에게 새로운 개념으로 정립하고 확인한다.

마지막으로 이 새로운 개념을 기존의 알고 있던 지식에 적용하고 반추해볼 기회를 제공하여 좀 더 깊이 과학적 개념을 이해하고 적용할 수 있는 계기가 되도록 한다.

수업의 과정 중에서 수행과정이나 지식이해의 부분을 각 단계 속에서 자연스럽게 질문을 통해 형성평가를 실시하면서 피드백을 해 나가는 과정을 함께하여 수업 과

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정 속에 평가가 녹아나도록 한다.

3) 탐구 중심의 과학 수업

초등 수업에서 과학은 두 가지 형태로 운영되는 것이 일반적이다. 실험에 포인트를 두어 재미있게 실험을 완료하고 개념은 그에 따라 실험결과에 맞게 정리하거나 관찰을 통해 개념을 찾거나 이해하는 수업이다.

이러한 수업은 대개 도입, 전개, 정리의 틀에 맞춰 실시한다. 도입은 주로 동영상을 통해 동기유발을 하는 편이며 실험방법도 대개의 경우 동영상을 통해 알려준다. 학생들은 이에 맞게 실험을 실시하고 실험결과에 맞게 개념을 인지하게 된다.

예를 들어 전자석을 만들어서 전자석의 성질을 알아보는 수업은 어떤 수업모형으로 진행할까? 주요 학습 내용은 전자석을 만들고 전자석만이 가지고 있는 성질을 영구자석과의 차별되는 성질을 중심으로 찾고 이러한 성질을 이용하여 생활에서 어떤 곳에 쓰이는지를 알아보는 것이다.

평소 수업에서는 대부분의 교사가 일단 전자석 만드는 법을 알려주고 전자석의 성질을 알기위해 나침반을 활용한 실험방법 전체를 알려준다. 그 다음 실험결과를 통해 자석과 유사하거나 구별되는 성질을 찾아낸다. 마지막으로 우리 생활 주변에서 전자석을 활용한 것들을 찾아보는 것으로 수업을 마무리 한다. 이러한 방식의 수업은 아무리 실험이 중심이 된다고 사실상 교사중심이고 이 또한 다른 의미의 직접식 교수법의 일종이라 할 수 있지 않을까?

과학과 교육과정의 목표는 ‘과학의 기본 개념을 이해하고 과학 탐구 능력과 과학적 태도를 함양하여 창의적이고 합리적으로 문제를 해결하는 데 필요한 과학적 소양을 기르기 위한 교과’라고 한다. 그렇다면 이미 과학자들이 발견한 지식을 확인하여 외우는 것을 중심으로 수업이 진행되어서는 안 될 것이다.

과학적 소양이란 과학 지식을 습득하기 위한 과학적 사고능력의 배양이 필요하며 이를 위해 탐구과정과 탐구 방법의 습득이 필요하다.

초등에서는 과학수업에 이를 기초탐구기능과 통합탐구기능이라는 표현을 통해서 탐구과정을 익히도록 하고 있다. 또, 이러한 탐구 과정을 교수학습 과정에 적용하여 체계적으로 절차화한 것이 가설검증 학습모형이다. 고학년에서는 많지는 않으나 이러한 가설검증학습 모형 즉, 탐구학습을 실시하는 것이 과학하는 방법을 알려주는 과학이 살아있는 수업이라고 본다. 그러나 일선 현장에서 이루어지는 탐구학습모형의 수업에서는 가설설정에서부터 벽에 부딪히면서 학생들은 탐구과정 절차에 따라 학습 활동을 할 때 실험결과의 내용은 잘 파악하나 가설검증수업의 본질을 따라 학

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습해 나가는데 많은 어려움을 느끼는 것이 사실이다.그렇다면 이러한 가설 설정과 결론 도출의 과정을 좀 더 용이하게 적용하기 위한

방법을 구상해 보자.먼저 어떤 학습 주제가 가설 검정 학습으로 효과적인지를 살펴보면 학습주제가

원인과 결과를 증명하기 위한 것일 경우에는 ‘만일 ～라면 ～가 될 것이다.’ 와 같은 내용으로 되어있을 때 용이하다. 사물의 성질이나 형태 또는 패턴을 규명하기 위해서는 ‘무엇은 ~이다.’와 같은 내용으로 구성되어 있을 때 적용 가능하다. 또한 학습 활동시간과 학습내용 분량이 비교적 융통성이 있을 때 효과적으로 적용할 수 있다. 학생들뿐만 아니라 실제적으로 교사들도 가장 힘들어 하는 것이 가설 설정이다. 가설은 해결하려고 하는 문제에 대한 잠정적이고 구체적이며 검증 가능한 해답이다.

이러한 가설설정을 위해 탐구문제의 도출이 선행된다. 탐구문제란 변수간의 관계에 대한 의문점이며 예를 들면 ‘설탕의 양이 어떠할 때 방울토마토가 더 위로 떠오를까?’ ‘물이 끓는 것과 물의 부피는 어떤 관계가 있을까?’ ‘전지의 개수와 전자석의 세기는 어떤 관계가 있을까?’ ‘물의 온도와 설탕이 녹는 속도는 어떤 관계가 있을까?’등과 같이 주어진 상황 속에서 주어진 변수들이 어떤 관계를 가질지에 대해 질문을 하는 연습이 필요하다.

다음으로 이렇게 제시된 탐구문제를 가설로 바꾸는 것은 그리 어려운 일이 아니다. 즉, 이러한 탐구문제에 대한 실험 가능한 잠정적 해답으로 제시하면 된다. 또 하나의 가설 설정을 쉽게 할 수 있는 방법으로 엄밀한 의미에서는 다르지만 초등학교 수준에서 서술적 진술 형태로 많이 쓰이고 있는 ‘예상’을 활용하는 것도 가설설정의 좋은 방법이다. 즉, 학생들에게 제시된 탐구문제를 해결했을 경우 어떻게 될지 그 결과를 예상하게 하는 것과 이러한 것들이 실험을 통해 결과를 확인할 수 있는지의 여부를 따져서 가설을 설정하는 것이다.

예를 들면 ‘설탕이 많이 녹은 용액에서 방울토마토가 더 위로 떠오를 것이다.’ ‘물

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이 끓으면 물의 부피는 줄어들 것이다.’ ‘전지의 개수가 많아지면 전자석이 세어질 것이다.’ ‘물의 온도가 높으면 설탕이 물에 빨리 녹을 것이다.’등과 같다.

이제 가설설정이 완료되면 학생 스스로 토의토론을 통해서 실험설계를 하도록 한다. 이때 변인통제(조작변인, 통제변인)를 수월하게 하기 위해 다르게 할 조건, 같게 할 조건이라는 용어를 사용하여 실험계획을 세우도록 한다. 이때, 각 모둠마다 각기 다른 가설과 각기 다른 실험설계가 이루어지도록 유도하고 이에 따른 실험도구를 학생 스스로가 선택해서 사용할 수 있도록 하면 탐구능력 신장에 더욱 효과적이다.

다음으로 실험을 실시한 후에 실험결과를 쉽게 알아볼 수 있도록 정확하게 기록한다. 그래프나 그림, 표로 그 결과를 정리한 뒤에 모둠 토의를 통해 실험 결과를 해석하고, 오류가 있었다면 발생 원인에 대해서 분석한다. 실험에서 불분명했던 사항이나 다음 실험에 도움이 될 개선 사항 등도 함께 토의한다.

다음으로 실험결과를 바탕으로 결론을 내린다. 일반적으로 초등 일선 현장에서 가장 혼란을 보이는 것 중의 하나가 실험결과와 결론의 구분이다. 결론은 실험 결과를 바탕으로 결론을 의미하는 내용을 선택할 수 있고 실험 결과에서 가설의 수용 여부를 설명할 수 있다. 이를 통해 결론이 사실을 설명하는 데 있어서의 적절성 여부를 선택할 수 있고 결론으로부터 새로운 가설을 선택할 수 있다.

마지막으로 일반화의 단계에서는 내려진 결론을 다른 문제 상황에 적용할 수 있다. 과학 연구는 과학계에서 확인될 때 그 업적이 인정되고 한두 번의 실험 결과만으로는 새로운 과학적 지식이 인정되기 어려우며 반복적인 실험을 통해 다른 과학자들 역시 동일한 결과를 확인했을 때 비로소 수용되어지고 일반화된다. 그러나 초등 과학실험은 이미 이론적으로 일반화 된 내용들을 확인하는 정도의 내용이므로 실험결과를 통해 개념을 확인하고 그에 관련하여 실생활 속에서 활용되는 내용을 찾아보는 것을 일반화로 적용할 수 있다.

이러한 가설검정 수업 모형은 탐구학습모형이라고 표현하며 가설검정 단계에서 학생들이 가진 호기심과 의문점을 질문으로 많이 표출하는 분위기를 만드는 것이 중요하다. 학생들이 표현한 이러한 질문이 바로 가설로 연결될 수 있으며 이렇게 가설로 만드는 훈련을 통해서 정답을 찾는 수업이 아닌 탐구과정 중심의 과학이 살아있는 수업으로 쉽게 변형시킬 수 있다.

수업 사례

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●●● 전자석을 만들어 전자석의 성질을 알아볼까요? □ 학 년 : 6학년□ 수업형태 : 탐구학습 □ 학습목표 - 전자석을 만들고 전자석의 성질을 설명할 수 있다. - 일상생활에서 전자석을 이용한 예를 말할 수 있다□ 단계별 수업 내용

본 차시는 전자석의 개념을 단지 이해하기 위하여 발견학습모형으로 전자석에 금속물질이 붙는지 나침반과 반응하는지 등을 통해 개념을 확인하는 것이 일반적이다. 그러나 탐구학습모형으로 설정하여 직접 자석의 성질을 가졌다면 무엇을 확인하면 될 것인지를 찾아보고 실험결과가 제대로 나오지 않을 경우 변인을 바꾸어가면서 실험 결과를 확인해보고 분석해보는 것도 의외의 성과를 가져온다. ◦ 선개념 및 오개념 파악일상생활에서 전자석을 어디에 쓰이는지 보았거나 전자석이 무엇인지 알고 있는지를 조사하여 사전지식과 선개념, 오개념을 확인한다. ◦ 문제발견 및 인식자유로운 탐색활동을 통해 해결하고자 하는 문제를 파악하고 인식하는 단계이지만 전시학습에서 전선에 전류가 흐르면 자기장이 생기는 실험을 상기하면서 본시에서 공부할 전자석 만들기를 역할극 형식으로 알려주거나 시범활동을 통해 알려준다.

<전자석 만드는 방법>-전선의 한쪽 끝 부분을 10cm 정도 남기고 철심 끈으로 볼트의 한쪽 끝에 전선

을 고정한다.-볼트에 전선을 촘촘히 감는다.-전선의 다른 한쪽 끝 부분이 10cm 정도 남았을 때에 철심 끈으로 전선을 고정

한다.-전선의 양쪽 끝 부분을 안쪽으로 구부려 전선의 끝 부분을 철심 끈으로 고정한

다.-전선을 감은 볼트, 전지, 집게 달린 전선, 스위치를 사용하여 전자석 완성

◦ 가설설정 실험 할 내용인 전자석의 성질을 알아보기 위해 무엇을 알아볼지 모둠에서

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토론을 통해 정한다. 전자석은 어떤 성질을 가지고 있을까요? 여기에 대해서 아동 나름대로의 대답이 나오면 그것이 이 실험에서 가설이다. -전자석은 영구자석과 같은 성질을 가지고 있을 것이다.-전자석은 영구자석과 같은 성질을 가지고 있지 않을 것이다.간단한 실험으로 생각할 수도 있지만 1824년 덴마크의 과학자 윌리엄 스터젼이 최초로 전자석을 만들어서 실험해보았듯이 영구자석의 성질을 생각하면서 직접 실험 설계를 하고 전자석이 과연 영구자석의 성질을 가지고 있는지 확인해 보는 것은 과학적 과정을 통해 생각하게 만드는 좋은 방법이다. 실제 본 차시의 전자석 만들기에서는 만드는 방법에 따라 실험결과가 잘 나타나지 않아서 여러 번의 수정을 통해 전자석이 정말 영구자석과 같은 성질을 가지고 있는지 확인해볼 수 있다. 즉, 볼트의 종류와 전선의 감은 수 등에 따라서 자력이 약하여 실험결과가 나오지 않을 경우 조건을 바꾸어서 실험해 볼 수 있도록 교사가 유도해 주어야 한다. 이럴 경우 변인에는 전선의 두께, 감은 수, 촘촘함, 전지의 수, 클립과 압정의 수 등이 있다. ◦ 실험설계전자석이 만들어지면 회로검사기에 연결해 보기도 하고 클립이나 압정, 시침바늘 등을 붙여 보고, 전류를 흘렸을 때, 끊었을 때 등 자세히 관찰, 비교해 보는 실험 설계를 하도록 한다. 즉, 전자석이 영구자석과 같은 성질을 가지고 있다면 다음과 같은 현상을 나타낼 것이라는 실험설계가 가능하다.-전자석에 스위치를 닫고 금속물질을 가까이 가져가면 붙을 것이다.-전자석에 스위치를 열고 금속물질을 가까이 가져가면 붙지 않을 것이다.-전자석에 스위치를 닫고 주위에 나침반을 가져가면 나침반의 바늘이 움직일 것이다.-전자석에 스위치를 닫고 막대자석을 가져가면 밀거나 당기게 될 것이다.학생들이 전자석의 성질을 알기위해 어떤 실험을 하기로 하였는지에 대해 모둠별로 실험의 절차, 같게 할 점, 다르게 할 점을 계획한다. 본 실험에서는 요즘 시중에 나오는 시침바늘이 자화되어있는 제품이 많으므로 자화여부를 먼저 확인하고 자화되었을 경우 열처리를 하거나 자성제거기를 사용하여 자성을 없앤 후 실험하도록 한다. 일반적으로 클립이나 압정은 자화된 제품이 없으므로 이런 제품으로 자석에 붙는지 확인해 보는 것도 좋다.◦ 가설검증(가설수용 또는 수정)

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전자석에 스위치를 닫았지만 금속물질이 붙지 않았을 경우 전자석의 성질이 원래 영구자석의 성질과 다른 것인지 실험의 통제조건을 수정해가면서 전자석이 가진 성질을 알아내기 위해 여러 번의 실험을 통하여 자료를 얻고, 수집해서 표나 그래프를 그리고 이를 해석하도록 한다. 이를 통해 자력이 약한 경우 실험결과가 제대로 나오지 않는다는 결과까지 확인한다. 즉, 이 단계에서는 실험에서 얻은 자료가 얼마나 신뢰할 수 있는지를 확인해야 한다. 실험과정에서 변인은 잘 통제되었는지, 실험결과 얻은 자료는 잘 정리되었는지, 자료 변환은 알맞게 되었는지를 확인한다.이런 과정을 통해서 얻은 자료를 해석하여 처음에 세운 가설이 실험결과와 일치하는지의 여부를 최종 결정한다. 자료 해석한 결과로 처음 세웠던 가설과 일치할 때에는 그 가설을 수용하고, 결론을 내린다. 만약 일치하지 않을 때에는 실험설계 단계로부터 다시 돌아가 검증활동을 거쳐야 한다. 대개 한 번의 실험으로 가설을 수용할 만큼의 자료를 얻지 못하는 데에 유의해야 한다.◦ 일반화마지막으로 가설과 일치하게 되어 전자석은 영구자석과 같은 성질을 가진다는 결론을 내릴 수 있다. 이에 따라 전자석과 영구자석의 공통점과 차이점을 알아본다. 즉, 전자석은 전류가 흐르는 동안에만 극이 나타나고, 전선에 흐르는 전류의 방향이 바뀌면 극의 방향도 바뀌게 된다. 일상 생활에서 전자석의 활용으로 전자석 기중기의 원리를 알아본다. 전류가 흐르면 전자석 기중기에 자석의 성질이 나타나 철제품이 달라붙고 전류가 흐르지 않으면 전자석 기중기에 자석의 성질이 나타나지 않아 철제품이 달라붙지 않는 성질을 이용한다는 원리를 해결한다. 실험 중이나 학습 중에 가지게 된 새로운 의문점 해결 및 수업의 정리를 한다. 그리고 실험상의 모든 활동과 결과를 실험보고서 작성을 통해 정리하게 한다.

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충분한 실험과 토론을 위한 블록타임 운영

블록 타임제란 기존 수업 2차시를 하나의 블록 형태로 만들어 연속 수업을 하는 방식을 일컫는다. 이러한 블록타임 수업의 장점으로 과학과 같이 실험중심 수업의 경우 충분한 시간 확보로 실험을 제대로 실시할 수 있고 토론도 할 수 있는 여유가 생긴다는 것이다.

일반적으로 블록타임 수업은 문제해결(PBL) 모형, 협동학습, 프로젝트 수업과 같이 학생 활동을 강조하는 수업에 적용하면 학습의 몰입도를 올릴 수 있다. 그러나 단점으로 지식의 분량을 많이 다루기 때문에 학생들이 힘들어 할 수도 있다. 2시간을 몰입해서 블록타임으로 실시할 경우 학생에 따라서는 중간에 쉬는 시간을 주도록 요구하는 경우도 있다. 그러나 이런 경우 화장실을 가거나 꼭 힘들어서 쉬어야 할 필요성이 있으면 화장실은 자유롭게 다녀오도록 하고 쉴 수 있는 여유자리를 만들어 두면 해결될 수 있다.

블록타임 과학수업을 기존 수업처럼 실시할 경우 교사도 학생도 힘들어하는 최악의 수업이 될 수도 있다. 그러나 과학수업에서 실험기구를 더 많이 다룰 수 있는 방향으로 수업설계를 하면 가장 효율적으로 실험을 하고 남는 시간에는 토론을 할 수 있는 1석 2조의 수업형태가 된다.

일선현장에서 과학 실험은 대부분 모둠별 4인 1조로 운영하는 것이 대부분이다. 따라서 아무리 역할 분담을 잘 한다고 해도 누군가는 실험기구를 독점하고자 하고 누군가는 무임승차하는 경우가 생겨서 실험하는 과정에서 이것이 늘 불만요인으로 작용해왔다. 그러나 블록타임으로 수업을 운영하면서 2시간 분량의 실험을 2인 1조가 모둠이 실험기구를 배치하고 열린수업에서의 코너학습과 같이 만들어 준다. 즉 각각 다른 두 개의 코너로 실험기구를 배치하여 팀별로 돌아가면서 2가지 실험을 실시하게 하는 것이다. 이렇게 하면 보다 깊이 있는 실험수업이 이루어진다.

예를 들면 5학년 과학의 ‘산과 염기’ 단원에서 여러 가지 용액의 분류활동과 지시약을 이용한 분류를 두 가지 코너를 설치하여 실험을 실시하면 1차시씩 수업을 하는 것보다 학생들의 흥미도와 효율성을 훨씬 더 높일 수 있다.

이런 수업에서는 반드시 과학실무원이 실험기구 조작과 부족한 시약 등을 상시 보충해 줄 수 있도록 보조해주도록 하는 것이 필요하다. 2인 1조로 실험을 실시할 경우 4인 1조로 실시할 때보다 시간적으로 훨씬 절약되고 보다 깊이 있는 실험이 이루어진다.

블록타임 과학수업의 디자인을 살펴보자

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먼저 도입부분에서 학습목표와 관련하여 동기유발 및 2가지 실험과정에 대한 자세한 설명이 이루어진다. 이 시간에 학생들로부터 궁금한 점이나 잘 모르는 점에 대해 충분한 질문을 받아야 실험과정에서 학생들이 자기주도적으로 실험을 잘 해나갈 수 있게 된다. 또한 2인 1조 팀의 협동이 잘 이루어질 수 있도록 학생들의 특성을 잘 고려하여 팀을 구성해주고 2인1조로 실험을 하지만 4명이 한모둠으로 함께 코너학습을 위해 움직이도록 하는 것이 효율적이다.

전개부분의 실험활동에서는 학생들이 팀별로 주어진 실험과제를 해결해 나갈 수 있도록 교사가 팀별로 시범도 보이고 부족한 부분을 설명해주면서 학생중심 참여적 실험활동이 효율적으로 이루어지도록 한다. 또한 체크리스트를 통해 지원 사항과 우수사항, 부진아등을 잘 기록해두었다가 추후 보충 지도할 수 있도록 한다.

실험결과 정리 활동에서는 각 모둠별로 실험내용과 결과를 발표하고 궁금한 점을 서로 질문하고 답하는 과정을 가진다. 다른 모둠의 실험과 각자 모둠에서 어떤 차이점이 발생했는지 왜 발생했는지 토의를 하는 과정에서 실험결과와 관련된 유추와 추리도 이루어지고 창의적인 다른 의견도 많이 나오게 된다. 이러한 토의과정이야 말로 실험수업의 꽃이라고 할 수 있는 의사소통의 과정이 이루어진다.

일반적인 1차시 실험수업으로는 시간부족으로 도저히 엄두를 낼 없는 과정이 추가되는 셈이다.

정리활동에서는 학습내용을 정리하고 새롭게 제시되는 개념이나 지식에 대한 인지정도의 확인을 위해 형성평가를 실시하기도 한다.

나만의 맞춤형 수업모형 설계

수업공개가 아닌 평소 수업에서 교사는 매번 그때그때 각자의 수업상황에 따라 필요한 수업구조를 선택하고 수업을 만들어 나간다. 즉, 학자들이 검증한 우수한 수업모형을 기반으로 자신의 학급 학생들에게 맞는 가장 효과적인 수업구조를 파악하고, 나름의 수업 모델을 선택하여 그 수업에서 최상의 효율을 발휘할 수 있도록 조정한다. 효과적인 수업을 위해 교사는 자신이 설정한 수업목표를 달성하기 위해 기존의 다양한 수업 모형들을 의식적으로 개정하고 통합하여 어느새 자신만의 수업모형을 갖고 있기도 한다.

수업전문가로서 교사는 수업 내용에 대한 깊이 있는 이해는 물론 학생들의 사고능력을 최고로 발휘할 수 있는 수업구조를 늘 염두에 둔다. 이러한 과정에서 흔히 말하는 각 과목마다 권장되고 있는 여러 가지 수업모형들을 혼용하여 수업을 실시

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하기도 한다. 수업모형이 사실상 꼭 지켜야 할 규준이 아니라 수업을 개선하기 위한 도구라고 하지만 일선현장의 수업대회나 수업공개를 위해서는 이러한 정해진 수업모형을 꼭 지키도록 요구하고 있는 것은 아이러니한 일이기도 하다.

평소 수업에서 다양한 각 과목별 교과내용에 대한 지식, 내가 가르치는 학생들에 대한 애정을 바탕으로 최고의 맞춤형 수업모형을 만들어 보자. 즉, 보다 체계적이고 효율적으로 가르칠 수 있는 나만의 수업구조와 전략을 만들어 보자.

우리 반에 맞는 이러한 수업 모형을 설계하기 위해서는 교수 설계의 기초에 대해 먼저 살펴보아야 한다.

즉, 우리 반 학생들에게 맞는 최상의 학습을 위해서 어떤 조건으로 무엇을 중심으로 수업 구조를 만들 것인지 고민해 보아야 한다.

우리가 익히 알고 있는 전통적 교수설계를 통해 가장 기초적인 수업 모형 설계를 하는 것이 가장 편안하게 수업모형을 만드는 방법 중 하나라고 본다. 즉, 최근 학습이론이 많이 발전해오고 있으나 실즈와 리치(Seels & Richy)의 교수체제개발모형인 ADDIE(Analysis Design Development Implement Evaluation) 모형에 포함된 통합 변수인 분석, 설계, 개발, 실행, 평가를 활용하는 것이다.

학자들의 교수설계를 그대로 답습할 경우 가장 고전적인 학습의 수행에 대한 필요를 만족시킬 수는 있으나 우리 반의 환경에 맞는 우리 반 학생의 실태에 맞는 요구를 만족시키지는 못할 것으로 보여 진다. 즉, 현재 우리 학습에서 발생하는 다양한 문제들을 포용하지 못하는 경우가 많을 것이다. 따라서 그야말로 우리 반의 실태에 맞는 나만의 수업 모형을 구안해서 가장 창의성을 발현할 수 있는 수업모형을 한번 고민해 보기로 한다는 것은 의미 있는 일이라고 여겨진다.

자신의 수업을 스스로 평가해 보는 것이 수업개선의 좋은 방법이며 이것은 수업 구조의 설계에서부터 시작해 보아야 한다. 즉, 기존의 학자들이 만든 수업모형을 기반으로 우리 반에 맞는 맞춤형 수업 모형을 만들기 위해서는 ‘수업에서 무엇을 가르칠지?, 어떻게 가르칠지? 기타 수업에서 고려해야 할 점은 무엇인지?’ 등을 체크하는 것이 필요하다. 이를 기초적으로 명확하게 제시한 것이 ADDIE모형이다. 나만의 수업모형 구성을 위하여 필요한 점을 ADDIE모형을 참고하여 다음과 같이 표로 정리하였다. 이를 바탕으로 우리 반 실태를 토대로 맞춤형 수업모형을 평가하여 자신의 수업구조를 보다 손쉽게 가다듬을 수 있을 것이다.

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분석Analysis

수업에서 무엇을 가르칠 것인지 분석항 목 분석 내용 평가 (√)

성취기준에 따른

수업 목표 설정성취기준에 수업목표가 부합되는지 분석

성취기준에 따른

학습내용 확인성취기준과 학습내용의 적합성 분석

학습자 분석

수업 내용 분석학생 수준 대비 수업내용의 적절성 분석

환경 분석 인적, 물리적 환경 분석

설계Design

수업을 어떤 방법으로 가르치고 평가할 것인r지 설계항 목 분석 내용 평가 (√)

수업 내용의 선정 성취기준에 부합되는 내용 수업내용 선정

인성교육 중심

수업 구조 설계수업의 기저에 인성이 배어나는 구조 조직

수업구조 설계 학생에게 명료하게 전달되는 수업구조 설계

수업전략 설계 학습내용에 적절한 학습방법 설계

수업매체 결정 학생에게 익숙하고 효율적인 수업매체 선정

학생평가 설계 성취수준의 설계

개발Develop

ment

수업을 위한 분위기 조성 및 학습 훈련항 목 분석 내용 평가 (√)

학급의 물리적 환경에

맞는 수업 분위기 조성

계획

학생들이 학습활동에 적극 참여할 수 있는 물리적 분

위기 조성

학생간의 상호작용과

배려 분위기 조성

학습과정에서 교사나 친구들로부터 격려를 받고 상호

협력하는 분위기 조성 계획

학생이 자신을 표현하고 인정받을 기회 마련

학습훈련

수업 전, 수업 중, 수업 후에 이르기까지 학생중심 주

도적 활동을 위한 학습훈련안 마련 통한 수업분위기

조성과 배움 위한 학습훈련

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실행Impleme

nt

수업 실행에서 구체적으로 고려할 내용항 목 분석 내용 평가 (√)

동기유발학생들 생활과 관련이 깊고 학생에게 배움이 일어나는

내용 중심의 동기유발

선행지식 활성화학습과정 속에서 배경지식, 선행지식을 통해 배움이

깊어질 수 있도록 수업 실행

실행Impleme

nt

수업 실행에서 구체적으로 고려할 내용항 목 분석 내용 평가 (√)

다양하고 적절한

수업전략 적용

학습과정 속에서 새로운 발견과 깨달음을 얻는 기쁨을

가질 수 있는 수업전략 적용

학습 참여 유도

전략

학생간의 협력적 배움을 통해 학습에 적극 참여하도록

유도

수업자료와 매체

활용

효율적 자료와 매체 사용으로 학생들의 이해력과 학습

성취 도달도 증진 유도

좌석배치

및

집단 운영

학생들이 자기주도적으로 적극 참여하고 상호 소통과

협력이 가능한 좌석 배치 및 집단 운영

소외받는 학생을 배려할 수 있는 좌석과 집단배치

질문 활용 전략 적절한 질문으로 학습의 흥미와 호기심 유도

피드백 제공 학습목표 도달을 위한 적절한 피드백 제공

매 순간 유연한

상황 대처

돌발 상황에서 학생들의 성취 욕구를 불러일으킬 수

있는 적절한 대처

평가Evaluati

on

수업의 효율성을 높이기 위한 학생 평가

항 목 분석 내용 평가 (√)

평가 실행 성취기준의 도달정도 및 수업 만족도 확인

평가결과 활용

성취기준 도달 판단자료로 활용

토의 및 관찰 태도, 안전에 대한 태도에 대해서는 상

담 자료로 활용

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행복한 과학수업을 위한 교사의 역할

교사는 수업을 이끌어가는 교수자이자 학생들의 생활을 이끌어가는 리더이다. 처음 만들어진 학습 분위기가 끝까지 유지되도록 일관성 있는 지도가 필요하다.

과학이라는 딱딱한 분위기의 수업이지만 최초의 학습 분위기를 따뜻하고 수용적인 열린 분위기로 조성하여야 한다. 어떤 틀린 말도 허용되고 상호 인정하는 분위기로 학습이 이루어질 때 가장 효율적인 수업이 가능하다.

이러한 분위기 속에서 각각 모든 학생들이 스스로의 수준에 맞는 의미 있고 가치 있는 수업이 이루어지도록 교사는 최대한 허용적으로 그러나 엄격한 규칙은 정확하게 적용하면서 학습자들이 자유롭게 학습 할 수 있도록 도와야 한다.

학생들이 바라볼 때 교사는 누구에게든지 언제 어느 때라도 모든 학생을 얼마든지 도와주고 지원해준다는 사실을 깨닫게 해야 한다.

즉, 교실에서 학생들에게 지식을 가르치는 것만이 아니라 정서적 느낌, 태도 등을 모두 수용하는 분위기가 이루어 질 때 모든 학생들이 학습과정에 스스로 참여적 학습자가 되도록 노력하고, 어떤 의견도 두려움 없이 제시할 수 있다.

이러한 분위기 속에서도 수업장면에서는 예기치 못한 감정의 표출로 인한 갈등상황이 나타나기도 한다. 이러한 때 교사는 학생들의 카타르시스가 이루어질 수 있도록 때로는 충분히 감정이 표출되도록 기다려주는 것이 필요하다. 이러한 과정을 통해 학생들과 어떤 정서적 벽을 허물고 좀 더 가까이 다가설 수 있다.

다음 단계로 감정을 다스린 이후 원인과 결과를 스스로 냉철히 분석하고, 그러한 문제의 의미를 해석하는 것이 필요하다. 이에 따라 행동을 취하고 새로운 목표를 세우고, 새로운 행동을 개시하도록 도와준다. 이러한 교사의 도움은 올바른 방향으로 새롭게 방향설정이 될 수 있도록 하여 학생들로 하여금 자신감도 생기고, 독립심도 생겨나는 하여 아픈 만큼의 성숙함을 얻을 수 있도록 해야 할 것이다. 학생들은 스스로 책임지고 문제를 해결해 나갈 때 제대로 성장한다.

일시 : 2016. 3. 26장소 : 부산교육대학교 지구과학세미나실주최 : 대한지구과학교육학회주관 : 부산교육대학교