개념 관계망 분석을 통한 2009 개정 과학과 교육과정에 따른 교과서 생명 영역의 핵심 주제 및 연계성 분석

Abstract

본 연구에서는 현행 2009 개정 과학과 교육과정에서 가르쳐지고 있는 생명 영역의 핵심 주제, 연계성, 그리고 개념의 체계를 알아보았다. 이를 위하여 학교급별 교과서 각 1종을 대상으로 교과서에 포함된 생물학 내용에 대해 학교급 및 생물학의 핵심 주제별로 내용 분석과 개념 관계망 분석을 수행하였다. 분석을 위해 텍스트로부터 개념을 자동으로 추출하고, 내용 분석과 개념 간 관계의 계산을 통해 개념 관계망을 생성할 수 있는 도구인 개념관계분석 프로그램(Concept Relation Analyzer)을 개발하였다. 개발된 도구를 사용하여 교과서의 생물 내용에 대한 개념 관계망을 생성하였고, 생성된 관계망의 네트워크 분석 결과와 시각화 결과를 양적, 질적으로 분석하여 얻어진 연구의 결과는 다음과 같이 요약될 수 있다. 첫째, 현행 교육과정의 교과서에서는 생명의 6가지 특성인 유기적 구성, 물질대사, 항상성, 연속성, 진화와 다양성, 상호작용에 대한 내용과 생명공학, 과학 탐구과정에 대한 핵심 주제가 모두 포함되고 있었다. 하지만 주제별로 주요 개념을 포함하는 비율이 달라 주제별 편중 정도와 강조 정도는 상이하게 나타났다. 물질대사와 연속성 주제에는 다른 주제들에 비하여 더 많은 주요 개념이 포함되고 있었고, 탐구과정, 생명공학 주제에 대한 내용은 개념 간 관계의 반복 정도가 낮게 나타났다. 둘째, 학교급별 교과서에 나타난 생물 내용의 핵심 주제와 수평적 연계성을 분석한 결과 학교급에 따라 다루어지지 않는 핵심 주제들이 있었다. 특히 중학교에서는 상호작용에 대한 주제가 다루어지지 않아 수평적 연계성이 저해되고 있었다. 그리고 중학교 이후의 교과서에서는 세포 개념이 여러 핵심 주제와 주요 개념들을 연결하는 높은 중심성을 보여 이 개념이 현행 교육과정의 생물학 내용을 대표하는 핵심 개념임을 알 수 있었다. 셋째, 현행 교육과정의 교과서에서는 핵심 주제에 따라 그 내용이 특정 학교급에만 편중되고 있었다. 생물의 유기적 구성과 생명의 연속성 주제를 제외한 대부분의 핵심 주제에서 각 주제를 다루는 최상위 학교급의 교과서에서 이전 학교급의 내용에 비해 비약적으로 많은 내용이 다루어지고 있는 것으로 나타났다. 넷째, 핵심 주제별 수직적 연계성 분석을 통해 여러 학교급에 걸쳐 반복적으로 다루어지고 있는 내용이 조사되었다. 대표적으로 식물의 광합성(5회), 세포의 구조(3회), 세포 호흡(3회), 유성생식과 감수분열(3회), 생태계의 구성 요소(3회)에 대한 내용이 여러 학교급에서 반복되거나 심화하여 다루어지고 있었다. 다섯째, 일부 핵심 주제는 학교급별 교과서에서 그 학습량이나 내용의 심화 정도에서 급격한 변화를 보이고 있었다. 고등학교 생명과학Ⅱ에서 광합성과 세포 호흡에 대해 분자 수준의 화학 반응을 다루는 내용은 이전 학교급에서 다룬 내용의 수준과 큰 격차를 보이며 비약적으로 심화되고 있었다. 생명과학Ⅱ에서 다양한 생명공학 기술을 소개하는 내용도 이전 학교급에서 주로 다룬 내용과 낮은 연계성을 보였다. 생명의 연속성 주제와 관련해서는 중학교 과학의 생식과 발생, 유전과 진화에 대한 내용이 초등학교에서 학습한 내용에 비해 학습량과 심화 정도에서 큰 격차를 나타내었다. 본 연구를 통해 도출된 현행 교과서의 생물학 내용에 대한 시사점을 바탕으로 더 나은 생물 교육을 위한 개선이 이루어져야 할 것이다. 그리고 본 연구에서 얻어진 교과서의 생물학 내용에 대한 개념 관계망과 그 연계성에 대한 분석 결과는 현장의 교사들에게는 다른 학교급에서 가르쳐지고 있는 교육 내용에 대한 이해를 제공해 줄 수 있을 것이다. 또한, 학생들에게는 학습해야 할 내용에 대한 전체적인 개관을 제공함으로써 생물학의 핵심 주제와 생물학 지식의 구조를 체계적이고 통합적으로 이해할 수 있도록 하는 발판이 될 것이다.