2009 개정 과학과 교육과정에 따른 중학교 과학1과 고등학교 생명과학Ⅰ 교과서의 과학 탐구과정 안내 내용 분석: 탐구 문제와 가설을 중심으로

Abstract

본 연구의 목적은 교사나 학생들이 과학 탐구 과정을 정확하게 이해하지 못하고 가설을 가정, 예측, 결론과 혼동하는 현상의 원인을 찾는데 있다. 이를 위하여 본 연구에서는 2009 개정 교육과정에 따른 중학교 과학 교과서와 고등학교 생명과학Ⅰ 교과서에서 안내하고 있는 과학 탐구 과정의 절차, 탐구 문제 인식 및 가설 설정에 대한 내용이 과학의 본성 측면에 부합되어 서술되어 있는지를 분석하였다. 문헌조사를 바탕으로 분석틀을 개발하였으며, 각 분류 기준에 부합하는 내용을 안내하는 교과서의 빈도와 전체 교과서에서 차지하는 비율을 조사하였다. 그리고 과학 탐구 과정의 절차, 탐구 문제 인식 및 가설 설정에 대한 안내 내용을 정성적으로 분석하였다. 분석 대상으로는 과학 탐구 과정을 안내하는 단원이 포함된 교과서인 교육과학기술부 고시 제 2011-361호의 2009 개정 과학과 교육과정에 의한 중학교 1학년 과학 인정 교과서 전체 9종과 고등학교 생명과학Ⅰ 인정 교과서 전체 5종을 선정하였다. 과학 탐구 과정을 안내하는 단원에 대하여 분석하였으며, 탐구 문제는 가설-연역적 탐구에서 설정되는 문제를 대상으로 하였다. 분석 결과 모든 중학교 1학년 과학 교과서와 고등학교 생명과학Ⅰ 교과서는 탐구 문제 인식을 단순한 호기심이나 의문을 그대로 진술하는 과정으로 설명하고 있기 때문에 설정된 탐구 문제는 일반화되어 있지 않았다. 따라서 그 다음 가설 설정 단계에서의 가설은 특수한 의문에 대한 답으로 안내하고 있으며 일반화된 가설로서 진술되지 못하고 있다. 이러한 가설은 학생에게 실험 설계를 위한 예측과 같은 것으로 생각하게 할 수 있으며, 가설 검증은 여러 예측 사항에 대하여 반복적으로 이루어져야 하는데 일반화되지 못한 가설의 검증은 한 번의 실험으로 진행될 수밖에 없어서, 가설 검증은 한 번의 실험만으로 이루어진다는 오개념을 형성하는 원인이 될 수 있다고 할 수 있다. 이 연구의 결과를 토대로 다음과 같이 제언한다. 첫째, 과학 탐구 과정에는 여러 종류의 탐구 방법이 있음을 안내하고 이들을 구별하여 설명하여야 한다. 또한 과학 탐구 과정의 단계명을 정확하게 제시하여야 한다. 둘째, 탐구 문제는 호기심이나 의문을 일반화하고 과학적인 탐구 문제로 진술하는 과정을 거쳐 진술하도록 안내해야 한다. 셋째, 가설의 특징과 가설이 갖추어야 하는 조건을 설명하고 무엇보다 가설은 예측과 다르게 일반화된 형태로 설정되어야함을 안내하여야 한다.