구 과정에 있어 여러 논쟁과 실험, 주장, 반박에 대한 내용으로 구성된 수업 프로그램 은 학생들에게 기존의 자연발생설이 부정되고 생물속생설이라는 과학적 지식이 성립되 는 과정을 제시하여 과학적 지식이 형성되는 과정을 통해 ‘과학 지식의 역사성’과 그 과정에서 자신의 실험, 주장을 위해 사용된 여러 실험방법과 논증을 통해 ‘과학적 방법과 비판적 검증’, ‘과학적인 사고의 다양성’, ‘가설 설정과 예측’, ‘창의 성’, ‘자료의 분석과 해석’에 대해 스스로 생각할 수 있도록 수업 프로그램을 고안 하였다.
4 차시에 해당하는 수업 프로그램은 오파린·홀데인 가설, 밀러의 실험, 머치슨 운 석에 대한 과학사로부터 개발되었으며 융합형 과학 ‘생명의 탄생’의 내용 요소인 원 시지구, 화학 반응과 화학적 진화, 생명의 기본 요소와 ‘생명의 진화’의 내용 요소 인 ‘원시 생명체의 탄생’과 연계성을 갖도록 구성되었다. 오파린·홀데인이 가설을 제시하고 이를 실험으로 증명한 밀러의 실험과 밀러의 실험이 실제 일어날 수 있음을 다시 증명해준 머치슨 운석에 대한 과학사로 구성된 수업 프로그램은 학생들에게 새로 운 과학적 지식이 다른 과학적 지식의 형성에 영향을 끼친다는 점에서 ‘과학과 문제 제기’와 과학적 자료의 분석을 통해 자연현상의 이해라는 측면에서 ‘자료의 분석과 해석’에 대해 학생 스스로 생각할 수 있도록 고안되었다.
5 차시부터 7 차시에 해당하는 수업 프로그램은 다윈의 진화론에 대한 과학사로부 터 개발되었으며 융합형 과학 ‘생명의 진화’의 내용 요소인 ‘생물의 다양성’과 연 계성을 갖도록 구성되었다. 다윈이 비글호 항해를 통해 갈라파고스 군도의 다양한 생 물종을 관찰하고 이를 분석하여 진화론을 발표한 과정에서 다른 과학자와 함께 자료를 분석하고 타학문에 영향을 받았다는 점에서 ‘자료의 분석과 해석’, ‘과학적인 사고 의 다양성’, ‘과학 연구 과정에서의 협력과 공동연구’를 제시할 수 있다. 또한 동 료과학자 월러스와의 에피소드에서 ‘과학 연구 과정에서의 협력과 공동연구’와 진화 론을 통해 학생들이 스스로 이론이 갖는 특징에 대해 생각하게 함으로써 ‘과학적 이 론과 법칙’에 대해 생각해 알아볼 수 있도록 수업 프로그램을 고안하였다.
8 차시부터 10 차시에 해당하는 수업 프로그램은 멘델의 법칙과 왓슨과 크릭이 DNA 이중나선 구조의 규명에서 볼 수 있는 유전입자의 발견과 관련된 과학사로부터 개발되 었으며 융합형 과학 ‘생명의 연속성’의 내용 요소인 ‘유전자와 염색체’, ‘생명의 탄생’의 내용 요소인 ‘DNA’와 연계성을 갖도록 구성되었다. 멘델이 기존의 생물학 자와 달리 통계적 기법을 사용해 유전현상을 분석한 방법에서 ‘과학적인 사고의 다양 성’, ‘자료의 분석과 해석’에 대한 관점을 제시할 수 있고 멘델의 업적이 당대 학
자들이 사용하지 않는 기법을 사용했었고 학계의 관심이 진화론에 몰렸던 상황으로 인 해 주목을 받지 못하고 후대의 과학자들에 의해 재발견된 에피소드에서 ‘과학 지식의 역사성’에 대한 관점을 제시할 수 있다. DNA 구조 규명에 관련된 과학사에서는 왓슨 과 크릭이 사용했던 탐구방법과 다양한 과학자들과의 협력과 경쟁, 그리고 남성 주도 적 분위기의 과학계에서 프랭클린이라는 여성과학자의 삶과 메카시즘이라는 사회현상 에 휘말린 폴링의 이야기를 통해 ‘과학적인 사고의 다양성’, ‘창의성’, ‘과학 연 구 과정에서의 협력과 공동연구’, ‘과학적 지식에서 사회·문화적 영향’을 학생들 이 생각해 볼 수 있도록 수업 프로그램을 구성하였다.
본 연구에서 개발된 과학의 본성의 함양을 위한 수업 프로그램은 크게 세 가지 주 제로 진행된다. 첫 번째, 수업 프로그램의 1 차시에서부터 4 차시까지 제시된 생명체 의 발생에 대한 과학사는 시대적 순서로 볼 때 자연발생설과 생물속생설의 논쟁을 거 쳐 오파린·홀데인 가설을 통해 밀러의 실험으로 이어졌다. 이러한 과정을 보여줄 수 있는 생명체의 발생에 대한 과학자들의 탐구과정을 시대순, 인물중심으로 제시하여 학 생들에게 과학사에서 볼 수 있는 과학자들 간의 논쟁과 그 과정을 통해 과학적 지식이 형성되는 과정을 제시함으로써 과학사가 단순히 옛이야기가 아닌 과학적 지식이 형성 되는 과정을 보여줄 수 있는 도구로 사용하고자 하였다. 이 과정에 있어 수업 프로그 램을 융합형 과학의 각 영역에 해당하는 내용 요소와의 연계하여 2009 개정 교육과정 에 명시된 영역별 내용에 해당하는 ‘간단한 화학 반응식을 쓰는 방법을 익히고, 원시 바다에서 화학적 진화를 통해 간단한 화합물로부터 단백질과 같은 복잡한 탄소 화합물 이 만들어지고 생명이 탄생하였다는 학설을 화학 반응을 사용하여 개괄적으로 설명할 수 있다’(교육과학기술부, 2011)를 달성하여 실제 학교 수업에서 적용 가능케 하고자 하였으며 이와 동시에 각 차시별로 제시된 과학의 본성 요소 또한 함양할 수 있을 것 이라 기대된다.
두 번째, 수업 프로그램의 5 차시에서부터 7 차시까지 제시된 다윈의 진화론에 대 한 과학사는 다윈의 진화론 이전 시대의 과학자들로부터 다윈에 이르기까지 진화에 대 한 개념 혹은 진화에 대한 개념을 엿볼 수 있는 과학자들의 주장과 당시 시대적 배경, 다윈의 진화론에 영향을 끼친 과학자들과 타학문들을 함께 제시하여 학생들로 하여금 과학적 지식이 다양한 분야 혹은 환경에 영향을 받을 수 있음을 인식시키고자 하였다.
다윈의 진화론을 다루는 수업 프로그램에서는 융합형 과학의 각 영역에 해당하는 내용 요소와의 연계를 통해 2009 개정 교육과정의 영역별 내용에 명시된 ‘원핵생물, 진핵 생물, 단세포생물, 다세포생물의 차이를 알고, 다양한 생물 종의 진화를 설명하는 진
화론의 핵심을 서술할 수 있다’에 해당되는 진화론의 핵심 내용을 학생들에게 제시하 고 이와 더불어 각 차시별로 제시된 과학의 본성 요소를 이해시킬 수 있을 꺼라 기대 된다.
세 번째, 수업프로그램의 8 차시에서부터 10 차시까지 제시된 멘델의 유전법칙에서 부터 왓슨과 크릭의 DNA 이중나선 구조 규명까지의 과학사를 통해 과학적 지식의 형성 에 있어서 사용되는 다양한 과학적 방법과 과학적 방법의 수행에 있어 발휘되는 창의 성, 과학 연구 과정에서 볼 수 있는 협력과 경쟁, 과학적 지식의 형성에 있어 사회 적·문화적 영향은 학생들에게 과학자들이 수행하는 활동을 생생하게 전달함으로써 과 학적 지식이 형성되는 과정과 과학적 활동이란 무엇인지 학생들 스스로 이해할 수 있 도록 하였다. 이 과정에 있어 수업 프로그램은 융합형 과학의 각 영역에 해당하는 내 용요소와 연계하였으며 2009 개정 교육과정에 명시된 영역별 내용인 ‘유전과 진화의 과정을 유전자의 전달과 변화로 설명할 수 있다’와 ‘염색체, 유전자, DNA의 개념을 이해하고, 지구상의 모든 생명체가 동일한 유전 암호를 사용하는 것에 근거하여 생명 의 연속성을 이해한다’에서 염색체, 유전자, DNA의 개념 이해와 함께 각 차시별로 제 시된 과학의 본성 요소를 인식시킬 수 있을 것이라 기대된다. 완성된 수업 프로그램의 교수활동 과정안과 탐구활동지는 [Ⅴ 부록]과 같다.
