중학교 과학 교과서의 탐구활동과 시각자료에 의한 학생들의 개념 구성 지원 가능성 탐색

Abstract

본 연구에서는 2009개정 중학교 과학 교과서에서 제시된 탐구활동이 학생들의 과학 개념 구성을 어떻게 지원하는지를 알아보고자 하였으며, 소단원의 목표 개념을 구성하는데 탐구활동과 시각자료가 어떻게 지원할 수 있는지 탐색하였다. 먼저 탐구활동에 제시된 질문을 바탕으로 추론 유형을 분석하고, 이를 통해 학생들이 구성할 수 있는 개념 속성을 파악하였다. 그리고 탐구활동을 통해 학생들이 구성할 수 있는 개념 속성과 탐구활동이 포함된 소단원의 목표 개념 속성을 비교하여, 탐구활동이 소단원의 목표 개념을 이해하는데 충분한 인지적 조력을 제공하는지를 분석하였다. 그러나 탐구활동이 소단원의 목표 개념에 도달하는데 충분한 인지적 조력을 제공하지 못한 경우, 관련된 시각자료가 나타내는 개념이 소단원의 목표 개념을 이해할 수 있도록 어떠한 인지적 조력을 제공하는지를 알아보고자 시각자료에서 모두 포괄할 수 있는 대표성을 띄는 개념을 하나 선정하여 분석하였다. 연구 결과, 탐구활동에서 요구되는 과학적 추론의 유형과 그에 따른 탐구활동에서 구성할 수 있는 개념 속성에는 차이가 나타났다. 현상 기반 추론을 요구하는 탐구활동에서 구성할 수 있는 개념 속성은 85%로 구조 속성이 가장 많이 나타났으며, 현상 기반과 관계 기반 추론을 요구하는 질문이 함께 제시된 경우는 기능 속성과 행동 속성의 개념을 구성하는 탐구가 각각 40%와 52%로 많이 나타났다. 모형 기반 추론이나 다양한 추론을 함께 요구하는 탐구활동에서는 구조나 기능 속성보다는 행동이나 기작 속성의 개념 구성을 지원하는 경우가 많이 나타났다. 탐구활동에서 구성할 수 있는 개념 속성과 소단원에서 목표로 하는 개념 속성을 비교한 결과, 탐구활동에서 구성가능한 개념과 소단원의 목표 개념 속성이 일치한 경우가 64.3%로 나타났다. 그 중 소단원 목표 개념 속성이 기작인 경우 탐구활동에서 행동 속성의 개념을 지원하는 비율이 기작 속성을 지원하는 비율보다 상대적으로 높았다. 소단원 목표 개념과 탐구활동에서 구성할 수 있는 개념의 속성이 일치하지 않은 56개의 사례 중 경우, 교과서에 제시된 28개의 시각자료가 나타내고 있는 개념 속성이 소단원의 목표 개념 속성에 도달할 수 있도록 지원해주었음을 확인할 수 있다. 하지만 일부 시각자료는 소단원의 목표 개념에 도달할 수 있도록 지원해주지 못하고 있었다. 시각자료가 나타내는 개념 속성이 소단원의 목표 개념 속성과 다를 경우 학생들은 시각자료를 통해 목표 개념을 이해하는데 어려움을 갖게 되거나 오개념을 유발할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 탐구활동과 시각자료의 사례를 통해 학생들이 구성할 수 있는 개념 속성을 파악하고, 탐구활동이나 시각자료가 목표 개념에 도달하지 못하는 개념 속성에 대해 알아보고, 학생들이 소단원의 목표 개념 속성에 도달할 수 있도록 교사의 인지적 지원이 필요함을 보였다. 그리고 학생들의 과학 개념 구성을 지원하는 탐구활동과 시각자료의 특성에 대한 이해를 제공하며, 이를 바탕으로 성공적인 과학학습을 지원하기 위한 인지적 조력의 필요성에 대한 시사점을 제공하고자 한다.