초등예비교사들이

초등 예비교사들이 ‘배추흰나비 한살이’ 탐구 수행과정에서 겪는 어려움

김동렬

A Study on Difficulties Experienced by Pre-service Elementary School Teachers in Carrying out a Research on ‘the Life Cycle of

a Common Cabbage Butterfly’

Kim, Dong-Ryeul

(Daegu National University of Education)

ABSTRACT

This study aims to analyze difficulties that pre-service elementary teachers experience in investigating the life cycle of a common cabbage butterfly in person. As difficulties they face during the process of this research, they pointed out collecting eggs, observing molting, creating environments for a breeding cage, feeding, building a breeding cage, and making butterfly specimens. Out of all the environmental difficulties related to their school fields, they pointed out a difficulty of time management most of all, followed by placing a breeding cage in the classroom and the lack of microscopes for observation. In regard to difficulties related to their evaluations on students' activities, they found it difficult to evaluate students' activity with the life cycle of an insect in the aspect of knowledge and even to set evaluation criteria. Besides, many of them responded that it would be appropriate to evaluate a research on the life cycle of an insect through a portfolio or an observation journal.

In regard to difficulties in terms of teachers' knowledge, they found it difficult to understand insect molting, metamorphoses, complete metamorphoses, incomplete metamorphoses, the structure of an insect body, and how to distinguish a female insect from a male one. In regard to the application of class models, they knew it is important for students to have various experiences through direct observation, so the experience-based learning model was proper for the process of observing the life cycle of a common cabbage butterfly. However, they found it difficult for students to observe each stage of the life cycle in person.

Key words : cabbage butterfly, pre-service elementary teachers, the life cycle, difficulties, investigating

2014.2.19(접수), 2014.3.12(1심통과), 2014.4.4(2심통과), 2014.4.25(최종통과) E-mail: ahabio@hanmail.net(김동렬)

I. 서 론

미래의 지식 기반 사회가 요구하는 인재 양성을 위한 과학교육의 목표를 달성하기 위해서는 우선 적으로 유능한 과학교사 양성이 필수적이다. 이는 학생들의 성취 결과에 가장 큰 영향을 미치는 변인 은 교사 변인이며, 교육의 질적 변화와 혁신은 유 능하고 우수한 교사를 기반으로 이루어기 때문이

다(Lee et al., 2007). 그러나 유능한 교사를 양성하 기 위해서 교사 스스로 무언가를 해낼 것이라는 생 각으로 교육의 책임을 교사에게 맡기고 기다리는 것은 오히려 더 많은 시행착오와 전문성 신장을 저 해하는 결과를 초래할 수 있다. 대신 교사가 자신 의 전문성을 충분히 발휘하지 못하는 외적 요인을 찾아, 그것을 제거하고 스스로 전문성을 신장시킬 수 있는 물리적, 심리적 환경을 제공하는 것이 필

요하다(Lee et al., 2007).

이와 함께 탐구 중심 교육을 중요시하는 초등 과 학교육의 목표를 달성하기 위해서는 초등 교사의 과학교육에 대한 전문성뿐 아니라, 실제 현장에서 탐구 수행시 겪게 되는 어려움을 사전에 파악하고, 이를 해결할 수 있는 대안책을 마련하는 것 또한 교사들에게 과학 수업에서의 자신감을 심어 줄 수 있는 지름길이기도 하다. 교사들의 과학수업에 대 한 자신감은 학생들의 과학에 대한 성취도와 태도 에 영향을 미칠 수 있음에도 불구하고, 아직까지 초등 예비교사가 과학수업에서 겪는 어려움과 특 정 탐구활동 수행 과정에서 겪는 어려움을 알아보 는 연구나, 앞으로 현장에서 초등 과학교사로서의 역할을 충실히 수행하기 위하여 사전에 다양한 탐 구활동을 수행하고, 다양한 경험을 갖게 하여 어떤 어려움이 있는지를 사전에 확인해 보는 연구는 미 흡한 실정이다.

과학의 고유한 특성 중에는 실험, 관찰, 발견이 있다. 과학은 학생들이 의문을 갖고, 조사하고, 가 설을 세우고, 실험결과를 추론할 수 있는 능력을 개 발시켜 준다(Şengul et al., 2008). 실험은 새로운 교 수법은 아니지만 지난 10년 동안 과학교육 학자들 의 많은 주목을 받고 있는 분야이다(Tsai, 2003). 실 험 수업은 교실내 이론수업보다 학생들이 관찰하 고 실험장비와 기구들을 이용해서 보다 능동적으로 학습할 수 있는 기회를 제공한다(Özdileka & Calisa, 2010).

특히, 현행 과학과 교육과정에서의 탐구방법의 습득은 주로 실험과 관찰을 통해서 가능하며, 초등 학교 과학 교과의 많은 부분은 학생들이 실험활동 을 통해서 탐구하는 방법과 과학적 지식을 습득할 수 있도록 되어 있고, 탐구 기능과 방법의 습득을 통해서 과학교과의 목표를 달성하도록 구성되어져 있다(Lee, 2007). 그러나 초등학교 과학과 수업에서 의 실험 활동이 중요하다고 생각하면서도 실험을 하지 않거나, 시범실험으로 수업이 이루어지는 경 우도 있으며, 실험수업에서도 실험 관련 문제점과 실험 준비상의 어려움, 교사에게 부담이 되는 실험 활동 등으로 인해 교사들이 실험활동에 많은 어려 움을 겪고 있다(Lee, 2007).

과학에서 실험수업에 대한 학생들의 자기 효능 감을 강화하는 한 가지 방법은 실험수업에 있어서 앞으로 현장에서 학생들을 책임지게 될 예비 교사

들에게 긍정적인 경험을 제공해 주는 것이다(Yürük, 2011).

대학 수준에서는 예비교사들이 특정 기능을 배울 수 있는 기회가 많이 주어져야 하지만, 현실적으로 는 그런 기회가 상당 부분 제한되어 있다. 만약 예 비 과학교사들이 대학에서 필요한 탐구 기능을 배 우지 못한 상태에서 초등학교 과학교사가 될 경우, 실험을 수행하는데 영향을 줄 수 있는 여러 문제에 직면할 수 있다. 교사들은 전문가로 전반적인 학습 과정을 직접 경험해야 하며, 학생들과 똑같은 기능, 지식, 사고과정을 경험해야 새로운 탐구를 자유롭 게 수행할 수 있다(Windschitl, 2003). 반면에 학생들 은 교사가 충분한 경험이 없을 경우에는 실험실 수 업에도 부정적인 인식을 갖게 된다(Dalgty & Coll, 2005). 이런 맥락에서 Yürük(2011)는 핵심적인 과학 적 개념에 대한 예비교사들의 개념적 이해와 그들 의 탐구 능력을 발전시키는데 초점을 맞춘 효과적인 교사 양성 프로그램의 제공이 예비교사들의 과학 수 업에 대한 불안감을 낮출 수 있다고 제안하였다.

초등과학의 여러 탐구실험활동 중 곤충을 채집 하거나 사육하면서 지도하는 것은 전통적으로 교 사들이 불안감을 많이 갖고 있는 주제이다(Prokop

& Tunnicliffe, 2008). 무엇보다도 사회의 급격한 도 시화 및 환경의 변화로 인하여 학교에서 아동들이 직접 곤충을 채집하여 관찰하는 것이 아니라(Kim

et al., 2013), 그림책이나 인터넷과 같은 간접적인

매체에 많이 의존하고 있는 실정이며(Lee & Hong, 2009), 이로 인하여 곤충에 대해서 초등학생들에게 많은 오개념을 가져오게 한다. 예로 Park(1992)의 연 구에서는 배추흰나비의 알과 애벌레의 생장에 대 한 개념 조사에서 많은 학생들이 애벌레의 생장조 건으로 먹이와 마실 것이 필요하다고 하였으며, 애 벌레의 생장 조건을 언급하면서 사람과 관련지어 설명하려는 경향이 높았다고 하였다. Yoo(1992)의 연구에서는 배추흰나비의 생장에 필요한 조건과 성 장 시기에 대해 초등학생들이 많은 비과학적 개념 을 갖고 있는 것으로 보고하였다. 또한 Ko(1996)는 동물과 식물의 생장에 대한 초등학생들의 개념에 대해 조사한 결과, 서식장소에 대해 학생들은 다양 한 오개념을 가지고 있는 것으로 보고하였다. Son (2003)는 초등학생들은 곤충 생활사의 다양성에 대 한 개념이 부족하며, 탈피와 탈바꿈에 대한 개념이 정립되어 있지 못하고, 혼동하고 있는 것으로 보고

하였는데, 이는 주변에서 곤충을 직접 채집해서 관 찰해 보는 활동이나 기회가 줄어들었기 때문이라 고 하였다. Cinici(2013)는 곤충과 관련된 번식, 생물 다양성, 분류, 생태 균형 및 진화와 같은 몇몇 생물 학적 현상과 개념에 관한 의미 있는 학습을 제대로 하기 위해서는 한살이 과정을 직접 탐구해야 한다 고 하였다. 한살이 과정을 직접 탐구하지 않은 경 우, 곤충의 한살이에 대한 비과학적 개념들이 지속 되며, 이러한 생각들이 후속 학습에도 영향을 미칠 가능성이 있다고 보았다. 또한 Barrow(2002)는 곤충 의 특징들, 생애 주기, 환경 조건, 그리고 인간에 미 치는 영향에 대하여 초등학생들이 이해하고 있는 것을 조사한 결과에 따르면, 학생들은 곤충들이 인 간에 미치는 유익한 영향보다는 해로운 영향에 더 초점을 맞추고 있다는 것이다. 또한 곤충의 생애 주기에 대해 가지고 있는 지식이 매우 부족하다는 것을 발견하였고, 이는 교사의 수업 진행 방식에 영 향을 받은 결과라고 주장하였다. 한편, Sohn(2005) 은 예비교사들을 대상으로 곤충의 탈피와 탈바꿈 에 대한 개념 연구에서 초등 예비교사는 탈피와 탈 바꿈의 개념과 완전탈바꿈과 불완전탈바꿈의 의미 를 이해하지 못하는 경우가 많았고, 이러한 문제점 들을 해결하기 위해서는 곤충의 생활사를 직접 관 찰해 보는 것이 필요함을 강조하였다. 이상 선행연 구들을 살펴볼 때 초등학생들은 곤충의 구조 및 탈 피나 탈바꿈에 관한 개념 등 다양한 오개념을 가지 고 있음을 알 수 있었다. 또한 초등학생들이 이런 오개념을 가지게 된 요인의 하나로 교수․학습 과 정에서의 교사의 요인이 크며, 이를 해결하기 위해 실제 교사들에게 곤충의 생활사를 관찰할 수 있는 교사교육 프로그램이 중요하다는 것을 인지할 수 있다.

따라서 본 연구에서는 생명영역의 탐구주제 중 직접 알을 채집하여 성충까지의 성장과정이 장기 적 관찰 활동으로 구성되어 있어 현장에서 실제 수 행하기에 가장 어려울 것으로 판단되는 배추흰나 비의 한살이 과정을 초등 예비교사로서 직접 탐구 수행하면서 겪는 어려움을 알아보았다. 또한 어려 움을 해결할 수 있는 대안을 스스로 마련해 보는 기회를 제공함으로써 실제 수업 지도시 어려움을 최소화하는 데 연구의 목적을 두었다.

본 연구의 결과는 과학 수업 개선을 위한 지원 체계를 구축하고, 초등 과학교사로서의 전문성 신

장을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.

II. 연구 방법

1. 연구 대상

본 연구는 광역시 소재 교육대학교 3학년 과학 교재연구 및 지도법 강좌를 수강하는 예비교사 380명 중 과학 3학년 배추흰나비 한살이 단원을 탐구 수행한 13개조(42명)를 대상으로 하였다. 과 학교재연구 및 지도법 강좌는 초등과학 교과서를 분석하여 예비교사들이 현장에 가기 전에 반드시 탐구를 해 보아야할 주제에 대해 2~4명씩 조를 구 성하여 조별 탐구를 실시하고, 탐구결과를 발표하 고, 탐구보고서를 제출하는 형식으로 수업이 이루 어졌다.

2. 연구 절차 및 분석 내용

예비교사들의 배추흰나비 한살이를 포함한 10개 의 주제의 탐구 수행 과정은 초등과학교육을 담당 하는 2인의 교수가 4차의 협의를 통해 확정되었으 며, 이를 바탕으로 연구가 진행되었다.

초등학교 생명영역의 탐구활동 중 탐구과정에서 많은 어려움을 겪을 것으로 예상되는 10개의 주제 를 선정하였고, 이를 예비교사들에게 소개하고, 각 조별로 한 가지 탐구주제를 선택하도록 하였다. 각 탐구주제별 유의점과 탐구과정상의 유의점, 탐구 결과물에 대한 오리엔테이션을 2시간 동안 진행한 후, 2~4명으로 구성된 각 조별로 자유롭게 탐구활 동을 수행하도록 하였다. 본 연구에서는 배추흰나 비 한살이 탐구를 Fig. 1과 같이 진행하였다.

3학년 1학기 동물의 한살이 단원은 여러 가지 동 물의 한살이와 배추흰나비의 한살이로 구성되어 있으며, 배추흰나비의 한살이 중단원에서 아동들은 배추흰나비가 알에서 부화하는 과정에서부터 성충 이 되어 날아다니는 모습까지 연속적으로 관찰하 게 되며, 그런 모습을 지켜보며, 생명의 신비함과 소중함을 느낄 수 있도록 목표를 설정하고 있다.

‘배추흰나비 한살이’ 탐구를 수행하게 된 13개조 에 대해서는 조별 스스로 알을 채집하고, 사육장을 만들어 성충까지 관찰하도록 하였다. 예비교사들의

‘배추흰나비 한살이’ 탐구는 9월부터 시작하여 10 월 중순까지 약 50일 정도 이루어졌으며, 관찰일지 를 필수적으로 작성하도록 하였다. ‘배추흰나비 한

Analyzing the textbook and

selecting research subjects Selecting 10 research topics from science textbooks for third to sixth graders



Orientation Introducing research topics

Organizing students into groups & handing out experimental materials prepared



Primary feedback Confirming group research performance plans and the degree of understanding the textbook



Group research activity Carrying out research activities in accordance with group plans - Drawing research problems, research methods and scientific conclusions



Secondary feedback

Feedback about the research results of each group - Confirming if students have drawn scientific results - Comparing the results with teachers' guidebook



Presenting the final results

Presenting the final results in class

- Goals for each session/textbook composition/actual states of children/observation journal/trial and error and difficulties during the process of research/instruction notices/knowledge teachers should have/preparing a guideline for the application of a class model/submitting a research report



Analyzing the results Analyzing the results based on the final research report, presentation contents, interview contents during the process of feedback

Fig. 1. Research procedures

살이’ 탐구 조에게는 나비 표본제작 안내서 및 표 본 제작 도구와 알부터 성충까지 관찰을 위한 실체 현미경, 나비 망을 제공하였고, 그 외의 준비물은 각 조별로 자발적으로 해결하도록 하였다.

교과서 분석과 관찰일지, 시행착오나 탐구상의 어려움, 지도상 유의점을 중심으로 최종 실험결과 를 정리하도록 하고, 이를 동료 예비교사들 앞에서 발표하도록 하였다. 탐구활동 중에서도 담당교수가 수시로 조별 의문점에 대해 질문을 받고, 이를 해 결할 수 있는 힌트를 주거나, 관련 자료를 제시해 주기도 하였다. 또한 탐구가 진행되는 실험실을 수 시로 방문하여 피드백을 가져 과학적 결과물을 산 출할 수 있도록 하였다. 발표는 예비교사들에게 연 수하는 형태로 발표하도록 하였다.

‘배추흰나비 한살이’ 탐구 수행 과정상의 어려움 은 최종 제출된 탐구보고서와 발표내용 및 피드백 과정 중의 면담내용을 바탕으로, 앞으로 현장에서 한살이 탐구를 진행해야 할 교사로서 13개조 중 7 개조 이상(50%)이 겪은 어려움을 추출하여 과학교

Type Details

Difficulties in carrying out a research on the common cabbage

butterfly

․Collecting eggs

․Observing molting

․Creating environments for a breeding cage

․Feeding

․Building a breeding cage

․Making butterfly specimens Environmental

difficulties in the school field

․Time management

․Spacial problem

․A lack of microscopes Difficulties in

evaluating students' activities

․Evaluating the knowledgeable contents

․Evaluation criteria

Difficulties in the aspect of teachers' knowledge

․Basic concepts related to insects

․Distinguishing eggs from larvae of other insects

․Breeding & sampling processes Difficulties in

applying a class model

․Applying the experience-based learning model Table 1. Details about difficulties in carrying out a research on

‘the life cycle of a common cabbage butterfly’

육 연구자 2인이 Table 1과 같이 5가지 유형에 따라 4차 논의 과정을 통해 분석이 이루어졌다.

탐구보고서, 발표내용, 면담내용은 서로 다른 유 형의 결과물이나 공통적으로 동일한 모둠에서 배 추흰나비 한살이에 대한 탐구결과물이다. 특정 어 려움 중에는 탐구보고서보다는 발표내용이나 면담 을 통해 좀 더 구체적으로 구두로 전달하는 경우가 있었으므로, 본 연구에서는 배추흰나비 한살이 탐 구수행상의 어려움의 출현 빈도를 산출할 때, 세 가지 분석 유형을 동일한 기준으로 보았다.

III. 연구 결과 및 논의

초등 예비교사들 2~4명으로 구성된 13개 조가 직접 배추흰나비 탐구를 수행하면서 교사로서 느 끼는 어려움을 5가지 유형별로 언급한 세부 내용을 분석한 결과는 Table 2와 같다.

배추흰나비 탐구과정에서의 어려움과 관련해서 는 알 채집 과정에서 13개조 모두 어려움을 겪었던 것으로 나타났고, 그 다음으로 사육상자 환경 맞추 기, 먹이 공급, 허물벗기 관찰, 사육상자 만들기, 나

Type Details Group

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Sum

Difficulties in carrying out a research on the common cabbage

butterfly

Collecting eggs ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 13

Observing molting ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 8

Creating environments for a breeding

cage ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 10

Feeding ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 9

Building a breeding cage ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 7

Making butterfly specimens ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 7

Environmental difficulties in the

school field

Time management ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 10

Spacial problem ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 7

A lack of microscopes ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 7

Difficulties in evaluating students' activities

Evaluating the knowledgeable contents ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 8

Evaluation criteria ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 8

Difficulties in the aspect of teachers'

knowledge

Basic concepts related to insects ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 11

Distinguishing eggs from larvae of other insects breeding & sampling processes

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 7

Difficulties in applying a class

model

Applying the experience-based learning

model ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 7

Table 2. The results of analyzing difficulties found in carrying out a research on ‘the life cycle of a common cabbage butterfly’

비 표본 만들기 순으로 어려움을 겪은 것으로 나타 났다. 학교 현장 환경상의 어려움으로는 시간 운영 과 관련하여 10개 조가, 공간상의 문제와 현미경 부족은 각각 7개 조가 어려움을 겪은 것으로 나타 났다. 학생활동 평가 상의 어려움과 관련해서는 지 식적인 내용평가나 평가기준 설정이 어렵다고 각 각 8개 조가 언급하였다. 교사 지식 측면의 어려움 과 관련해서는 곤충과 관련된 기본 개념을 11개 조 가 어렵다고 언급하였으며, 수업모형 적용상의 어 려움과 관련해서는 경험학습 모형 적용이 어렵다 고 7개 조가 진술하였다. 이러한 결과를 바탕으로 각 유형별로 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

1. 배추흰나비 탐구과정에서의 어려움

우리가 어렵게 찾은 배추밭은 농업에 종사하시는 분들 뿐만 아니라, 소일거리 혹은 식량을 자급하기 위해서 배 추밭을 운영하시는 분들이었는데, 다들 농약을 치기 때 문에 배추흰나비 알을 잘 볼 수가 없었다.

배추흰나비 알 채집을 맨 처음 할 때, 도대체 배추흰나 비 알이 어떻게 생겼는지 본 적이 없었기 때문에 배추흰 나비 알이 눈에 잘 들어오지 않았고, 이상한 해충의 알 을 채집하여 실망하기도 하였다.

배추흰나비 알을 채집하기 어려웠다. 케일이나 배추를 심어놓으면 배추흰나비가 와서 알을 낳을 수도 있지만, 배추흰나비 알이나 애벌레가 아닌 다른 곤충의 알일 가 능성이 높았다. 실제 할머니 댁에 배추 모종을 심어둔 곳에 갔을 때, 배추흰나비 알이 다른 곤충의 알과 잘 구 분이 되지 않았다.

실제 예비교사들의 알 채집과 배추흰나비 알에 대한 관찰일지의 예는 Fig. 2와 같다.

교사용 지도서에는 배추, 무, 케일, 양배추 밭에 서 배추흰나비가 앉았다 날아간 곳을 자세히 살펴 보면 알을 찾을 수 있다고 나와 있으나, 현실적으 로 어려움이 있는 것으로 예비교사들의 활동에서 나타났다. 요즘 배추, 무, 양배추, 케일 등을 기르는 밭들은 다들 농약을 치기 때문에 배추흰나비 알을 쉽게 찾아볼 수 없으며, 애벌레 또한 농약 때문에 채집하기 어려운 실정이다. 따라서 실제 학교 현장 에서는 배추흰나비 알을 직접 채집하기 보다는 인 터넷을 통해 구입하는 경우가 많다.

허물벗기 관찰과 관련하여 예비교사들이 겪은 어려움은 다음과 같다.

애벌레가 허물을 몇 번 벗고 몇 령이 되었는지 구분하기가 힘들었다. 무엇보다도 애벌레가 허물을 벗는 모습은 잘 관찰하기 힘들다. 그러나 애벌레가 허물을 벗는 모습을 직접 관찰하는 것이 가장 좋다. 아니면 애벌레 옆에 떨어 진 허물을 보고도 애벌레가 허물을 벗었는지 알 수 있다.

Fig. 2. An observation journey on collecting eggs

교과서에는 애벌레가 4번의 허물벗기를 하면서 점점 크기 가 커지고, 그에 따라 1~5령으로 나눌 수 있다고 제시되 어 있지만, 실제로 애벌레가 허물벗기를 하는 모습을 관찰 하는 것은 매우 어렵다. 교과서에도 애벌레가 허물을 벗는 사진은 제시되어 있지 않기 때문에 학생들이 허물은 번데 기가 되기 전에만 벗는 것이라는 오개념을 가질 수 있다.

탈피, 탈바꿈의 과정을 관찰하기가 어려웠다. 워낙 순식 간에 일어나는 과정이기 때문에 카메라로 하루 종일 녹 화하거나 운이 좋지 않은 이상 찰나의 순간을 포착하기 에는 어려움이 있었다.

실제 한 두 조에서만 허물 벗는 모습을 관찰하였 으며, 그 결과를 Fig. 3과 같이 단계별로 제시하였 다. 또한 이러한 어려움과 관련하여 배추흰나비 한 살이의 성장 단계의 이해를 돕기 위해 모형을 제작 한 경우도 있었다.

사육상자 환경 맞추기와 관련하여 예비교사들이 겪은 어려움은 다음과 같다.

교과서에서 제시하고 있는 대로 성실히 애벌레를 키웠지 만 자꾸 죽었다. 그 원인은 바닥에 깔아 놓은 휴지에 과 도하게 물을 뿌렸기 때문이었다. 물은 애벌레에게 좋은 것이라고 생각하고 많이 뿌렸었는데, 사실 애벌레는 습 기에 굉장히 민감하였다.

갑자기 일교차가 커져서 아침, 저녁으로 날씨가 쌀쌀해졌 다. 그래서 애벌레가 낮은 온도에서 살지 못하고 결국 죽 은 경우도 있었다. 또 더운 여름에는 실내에 에어컨을 틀 어놓아서 애벌레가 추위를 견디지 못하고 죽기도 하였다.

번데기 시기 때에 갑자기 날씨가 추워져서 번데기가 휴 면 상태가 되는 것이 아닌가 걱정을 많이 했었다. 또한, 조원 3명 중 2명이 자취를 해서 따뜻한 온도를 맞추어줄 기구도 없고, 집을 비우는 시간이 많아서 온도를 맞춰주 기는 커녕 관찰도 쉽지 않았다.

Fig. 3. An observation journey on the process of incubation

어느 날, 2번째 허물을 벗고 3령이 된 애벌레가 배발을 잘 쓰지 못하는 것을 발견했다. 관찰해 보니, 몸이 부었 으며, 자꾸만 몸을 뒤집었다. 조사해 보니 애벌레는 습 도에 매우 민감하다는 것을 알아냈다. 처음에 사육상자 를 꾸밀 때, 물을 ‘조금’ 뿌리라는 교과서 내용의 의도를 이해하지 못하고, 화장솜에 물을 흠뻑 적셔 애벌레를 키 웠었는데, 그게 화근이었던 것이다.

탐구의 경험을 바탕으로 사육장의 환경 조건과 관련하여 한 조에서 제안한 내용은 다음과 같다.

배추흰나비 알과 애벌레는 환경에 민감하므로 햇빛이 직 접 닿지 않고 통풍이 잘 되는 창가에서 기르는 것이 좋다.

십자화과 식물을 먹이로 주어야 하며, 화분에 십자화과 식물을 기르면서 배추흰나비 알과 애벌레를 기른다. 그렇 지 않을 경우, 하루에 세 번 정도 배춧잎을 갈아주어야 하 며, 거의 매일 배설물을 치워 환경을 깨끗하게 해야 한다.

애벌레를 키우면서 배추 잎자루를 감싸고 있는 휴지에 물 을 주거나, 사육상자 바닥을 치우는 일은 매일 해야 하는 일이라 조금은 귀찮을 수 있지만, 애벌레가 잘 자라도록 하기 위해서는 매일 혹은 이틀에 한번 꼴로 해야 한다.

먹이 공급과 관련하여 탐구 과정에서 예비교사 들이 겪은 어려움은 다음과 같다.

한번 케일 잎을 먹은 애벌레는 계속해서 케일 잎을 먹는 다. 새로운 케일 잎에 애벌레를 옮기는 과정에서 애벌레 들이 모두 폐사하였다. 그 원인은 옮기는 과정에서의 충 격과 케일 잎이 신선하지 않았기 때문으로 추측하였다.

배추흰나비 애벌레는 배추, 무잎과 같은 십자화과 식물 의 어린잎 즉 연한 잎을 좋아하고, 농약을 친 먹이는 잘 먹지 않을 뿐더러 애벌레의 생명에 아주 치명적이다. 그 래서 무농약 여린 먹이를 구하기가 힘들었다.

사육상자 만들기와 관련하여 탐구 과정에서 예 비교사들이 겪은 어려움은 다음과 같다.

방충망을 씌웠음에도 1령 애벌레의 경우, 그 크기가 매 우 작아서 망을 통과하여 없어지는 경우가 있었다. 또한 입구가 큰 사육상자를 쓰니 먹이 식물이 금방 말라버리 는 어려움이 있었다.

교과서에 실린 대로 사육상자에서 애벌레들을 기르기 위 해서 화분의 케일을 그대로 잘라서 사육장으로 옮겨주었 는데도 불구하고, 애벌레들이 하루 만에 죽어버렸다. 또

한 방충망을 안 씌우니 습도 조절의 어려움도 있고, 해 충의 침입으로 애벌레가 죽는 경우도 있었다.

사육상자에 망을 씌우지 않는 경우가 있는데, 이 는 기생벌이나 기생파리의 습격을 받아 애벌레가 도중에 죽어버릴 염려가 있으므로 학생들로 하여 금 사육상자를 만들 때 방충망을 꼭 씌우도록 하여 야 한다는 의견이 많았다. Fig. 4는 한 조에서 몇 번 의 시행착오를 거쳐 완성한 사육상자 유형이다.

나비 표본을 만드는 과정에서 예비교사들이 겪 은 어려움은 다음과 같다.

죽은 곤충의 몸을 부드럽게 만들기 위해서 연화 과정을 거쳐야 했다. 그런데 살아있는 곤충을 표본으로 만드는 법을 보고 표본을 만드는 데, 연화 과정이 빠져 있어서 그냥 핀을 꽂았는데, 이미 죽은 지 오래 되어 곤충이 딱 딱해져 있어서 다리, 더듬이, 날개 등이 쉽게 떨어져 나 가버렸다.

표본 제작 시 처음 해야 하는 것이 나비를 기절시키는 작업이다. 그런데 나비를 기절시키기 위해서 나비의 가 슴을 살짝 눌러야 한다고 알고 시도해 봤는데, 기절을 하지 않아서 점점 가슴을 누르는 강도를 높여서 시도해 봤지만 전혀 기절할 기미가 보이지 않았다.

처음 표본을 만들 때에 유산지를 너무 크게 잘라서 날개 를 펴는 것이 너무 어려웠다. 핀셋으로 날개를 펴다보니 날개가 찢어지고 나비 날개가 만신창이가 되어 버렸다.

물에 사는 생물 단원에서 초등학교 교사들의 어 려움을 분석한 Lee(2007)의 연구에서도, 실험재료

Fig. 4. Types of breeding cages developed by pre-service teachers

인 생물을 채집하거나 구입하는 데서 어려움과 적 절한 생물 관찰 장소나 채집 장소 찾기가 어려운 점 등이 전체적으로 실험하기 어렵게 만드는 것으 로 나타났다. Park and Kim(1996)의 연구에서도 ‘동 물의 한살이’ 단원에서 발생하는 어려움으로 생물 들의 사육, 즉 배추흰나비와 개구리의 사육을 들었 다. 교육과정의 내용이 바뀌었음에도 생명 영역의 실험수업에 채집과 사육이 어려운 점이라는 것은 여전하다. 이처럼 한살이 관찰 활동이 실제적으로 많은 어려움을 가지고 있음에도 불구하고, 한살이 단원에서는 활동 위주의 과제 중심으로 구성되어 있고, 탐구활동을 중시하고 있음을 감안할 때 이론 과 실습을 별도로 구분하여 지도한다든지, 탐구활 동 없이 이론의 설명에만 그치는 동물의 한살이 수 업은 그 효과를 기대하기가 어렵다는 것을 의미한 다. 즉, 탐구 중심적으로 수업을 진행하면서 그 과 정 속에서, 그리고 탐구 결과를 통해 과학적 현상 들을 학생들이 이해할 수 있도록 해야 한다는 것이 다. 그러나 실제 현장에서 수행하기 어려운 탐구과 제나 재료의 준비에 어려움을 느끼는 경우는 탐구 중심적으로 진행되기 보다는, 학교 여건상 오감을 사용한 직접적인 관찰을 강조하거나, 영상자료로 대체하는 것을 많이 볼 수 있다(Yoon, 2004). 이와 관련하여 예비교사들에게 탐구과제에 대해 교육대 학교에서 사전에 경험할 수 있는 기회를 제공하여, 어려운 탐구과제에 대한 수행능력을 배양하는 일 은 매우 중요한 역할로 볼 수 있다.

가르치는 불안감은 교사의 교실에서의 행동에 극 적인 영향력을 미칠 수도 있다(Yürük, 2011). 수업에 대한 불안감은 교사의 수업 계획 설계에 대한 창의 성과 교실에서의 그들의 활기 수준 그리고 새로운 교수법을 그들의 수업에 포함시키려는 의도를 감소 시킬 수 있다(Thomas, 2006). 또한 불안함을 더 많이 느끼는 교사들은 교사 중심의 수업 전략에 의존하 는 경향이 강하다(Czerniak & Haney, 1998; Czerniak

& Schriver, 1994). 따라서 초등 예비교사들의 과학 수업에 대한 불안함은 교직과정과 그들의 장래 수 업에서의 나쁜 수행능력, 수업 기술과 과학에 대한 지식의 부진한 습득, 과학 수업의 회피 그리고 장 래에 학생들의 원치 않는 결과를 초래할 수도 있으 며, 예비 과학교사들이 실험을 수행하는데 어려움 을 느낄 경우, 이는 향후 과학교수에 부정적인 자 세를 야기할 수 있다(Jurisevic et al., 2008). 또한 예

비 과학교사들은 보다 수준 높은 실험을 하고 싶어 하지만, 스스로가 이전의 교육에서 실험에 대한 실 습경험이 부족하기 때문에 간단한 기본 실험만 준 비하는 것을 볼 수 있다(Özdileka & Calisa, 2010).

반면에 과학 실험에 대해 자신감이 있고, 편안해 하는 교사들은 과학을 가르치는데 더 많은 시간을 할애할 가능성이 있으며, 더 많은 창의력과 다양성 으로 과학을 가르치는 일에 접근한다(Westerback &

Long, 1990). 따라서 초등 예비교사들에게 자신감을 심어주고, 효과적인 교수법을 사용하도록 하기 위 해서는 많은 실험을 경험할 수 있는 기회를 교사양 성기관에서 제공해야 한다.

배추흰나비 탐구 과정에서는 예비교사들이 직접 알 채집부터 시작하여 성충까지 관찰한 결과, 모든 과정에서 어려움이 있는 것으로 나타났다. 이러한 어려움이 나타나는 가장 큰 원인은 배추흰나비 한 살이에 대한 관찰 경험 부족으로 판단할 수 있다.

배추흰나비 한살이 과정에 대한 관찰 경험이 없이 초등학교 과학 수업에 임하게 된다면 많은 어려움 을 겪게 될 것은 분명한 사실이다. 따라서 예비교 사 시절에 배추흰나비 한 살이 탐구에 다양한 시행 착오를 겪게 하는 것은 앞으로 현장에서 배추흰나 비 한살이 탐구 수업 진행에 불안감을 최소화할 수 있는 지름길일 것이다.

또한 교사로서 배추흰나비의 다양한 특성을 이해 하기 위해서는 시간의 경과에 따른 상이한 곤충들 의 성장과 발달을 관찰하는 것도 필요하다. 이를 통 해 다양한 형태의 탈바꿈을 비교하고, 곤충 사이에 서 탈바꿈의 생태학적 연관성도 이해할 수 있어 교 사로서 배추흰나비 한살이 탐구에서 겪을 수 있는 어려움에 대해 좀 더 쉽게 접근할 수 있을 것이다.

2. 학교 현장 환경상의 어려움

학교 현장 환경상의 어려움과 관련해서는 시간 운영상의 어려움을 예비교사들은 가장 많이 느끼 는 것으로 나타났다. 이와 관련된 예비교사들이 언 급한 내용은 다음과 같다.

배추흰나비의 한살이를 지속적으로 관찰해야 하는데, 아 침부터 오후까지만 학교에서 관찰을 할 수 있다는 점을 생 각했을 때 알에서 애벌레로, 애벌레에서 번데기로, 번데 기가 우화하는 과정을 직접 관찰을 하기가 어려울 것이다.

배추흰나비의 애벌레를 기르는 것은 약 한 달 정도의 시

간이 필요하기 때문에 현재의 우리나라 교육 시스템 상 에서 어려움이 한두 가지가 아니다. 또한 이러한 수업에 대해 부담을 느끼고 있는 교사들은 생명을 직접 보고 느 끼고 만지는 것이 중요함에도 불구하고, 비디오 등으로 대체하기 일쑤다.

3단원 동물의 한살이의 중단원 배추흰나비의 한살이 는 총 5차시로 이루어지고 있다. 실제로 초등학교 현 장에서는 주당 3시간을 과학과목에 할당하고 있으므 로, 배추흰나비의 한살이 단원은 2주 안으로 진도를 모 두 나갈 수 있게 된다. 하지만 실제로 배추흰나비를 키 우고 준비하는 과정은 최소 3주가 걸리게 되므로, 일주 일 동안 알, 애벌레, 번데기의 모든 과정을 교과서처럼 관찰할 수 없다.

이런 어려움과 관련하여 효율적인 시간운영 측 면에서 다음과 같은 대안책을 제시한 조도 있었다.

대안 방안 중 하나는 후속 단원과 연계하여 교과 수업을 진행하는 것이다. 가령 일주일에 3번 중 1번은 배추흰나 비 단원을 공부하는 시간으로 정해 두고, 나머지 2번은 후속 단원을 공부하기로 정한다면 배추흰나비의 교과서 내용과 실제 배추흰나비의 생장을 눈으로 관찰할 수 있 게 될 것이다.

학교에서 배추흰나비 한살이를 관찰시 공간상의 문제에 대하여 예비교사들이 실제 경험을 바탕으 로 이야기한 내용은 다음과 같다.

배추흰나비는 환경에 민감하기 때문에 햇빛이 직접 닫지 않고 통풍이 잘 되는 곳에서 기르는 것이 좋다. 그러나 학교 현장은 학생 수에 비해 교실이 좁아서 사육상자를 둘 공간이 여의치 않다. 그리고 학생들이 많은 시간을 학교 교실에서 보내므로 학생들이 장난을 쳐서 벌레가 죽거나 탈출할 수 있다.

이러한 어려움과 관련하여 어떤 조에서는 학교 화단의 활용을 제안하였다.

학교화단을 이용해서 학년 전체가 배추흰나비를 관찰할 수 있도록 하는 방법이 있다. 학교화단에 케일이나 배추 를 심어놓고 망을 쳐 배추흰나비의 천적들을 막으면서 애벌레가 성충이 되기까지의 성장과정을 관찰할 수 있 다. 식물을 키우면서 애벌레를 사육할 경우, 먹이를 매 일 공급해 줄 필요가 없고, 관리가 수월하기 때문에 관 찰이 용이하다는 이점이 있다.

또한 배추흰나비의 알과 애벌레 관찰을 하는데, 현미경의 부족에 따른 어려움을 제시하였다. 이는 직접 교육실습을 통해 초등학교 과학실의 실험기 구 부족을 확인한 결과로 보인다.

배추흰나비 알과 애벌레를 자세하게 관찰하기 위해서는 실체현미경으로 관찰하는 과정이 반드시 필요하다. 하 지만 각 학교에 실체현미경이 있는지도 의문이며, 관찰 을 하려면 적어도 한 조에 한 대 씩은 필요할 것이라고 여겨지는데, 그 수가 부족하다. 비록 3학년 교육과정에 실체현미경 관찰이 나오지는 않지만, 교사가 도움을 준다 면 학생들이 충분히 현미경 조작이 가능하다고 생각한다.

곤충에 대한 체험학습은 우리 사회가 점점 도시 화됨에 따라 어려운 것이 사실이다. 이에 따른 대 안으로는 여건이 허락한다면 학교 화단에 곤충 사 육장을 설치하는 것이 좋다. 또한 곤충의 한살이를 관찰할 수 있는 관찰 기구를 충분히 구비해 놓는다 면 직접 관찰할 수 있는 기회는 증가할 것이다.

탐구기반 교육은 아이들이 자신의 사고력을 발 전시킬 수 있도록 해주며, 인지 발달의 초기 단계 를 강화해주는 경험을 제공해준다(Garcia, 2003). 학 생들은 자연현상에 대해 직접 탐구할 때 자연의 세계를 더 잘 이해할 수 있으며, 단지 인쇄된 자료 를 통한 간접 경험보다는 사실적인 지식을 쌓을 수 있다. 또한 탐구기반의 프로그램에 참여한 학생 들은 과학에 대한 더 나은 태도를 가지며, 논리력, 의 사소통 능력도 향상될 수 있다(Haury & Rillero, 1994). Lawton(1997)에 따르면 과학에 대한 탐구에 노출되는 학생들은 전통적인 방식으로 배운 학생 들보다 모든 분야에서 학습에 대해 더 긍정적인 태 도를 나타내고, 학교에 더 많은 즐거움을 보이며, 독립적인 사고 능력을 포함하여 많은 분야에서 향 상된 기술적 능숙함을 가진다고 한다. 따라서 배추 흰나비 한살이 탐구는 동영상이나 사진 자료를 통 해서만 이루어지는 것보다는 직접 학생들이 탐구 수행하는 것이 중요하다.

Özdileka and Calisa(2010)는 초중고 시절에 실험 을 하지 못했던 몇 가지 이유는 실험장비 부족과 전통적인 교사 위주의 수업방식만 고수하고, 시간 과 노력을 기울이지 않는 교사의 태도 때문이라고 하였다. 그러나 예비교사들이 언급한 문제점과 같 이 시간 운영상의 문제에 대해서는 교사의 교육과 정의 탄력적인 운영에 대한 전문성이 필요하다. 또

한 배추흰나비 한살이 탐구 과정에서 필수적으로 이루어져야할 알, 애벌레, 번데기 성충의 관찰에 있 어서는 실험기구의 부족으로 교실에서 동영상이나 사진으로 대체하거나, 모형 자료로만 보여주는 경 우가 많으므로, 초등학교에서도 실험기구 확충을 통해 학생들이 직접 관찰해 보는 활동의 활성화에 노력해야 할 것이다.

초등학교 교과서는 실험 학습을 통한 학습이 이 루어지도록 그 내용이 구성되어 있으므로, 이에 필 요한 실험 기구들이 완비되지 않고는 바람직한 과 학 학습이 이루어질 수 없다(Lee, 2007). Choi et al.

(2004)은 능력과 흥미를 달리하는 많은 학생들이 다 양한 자연 현상을 제 나름대로 탐구할 수 있도록 하려면 이에 필요한 실험실, 실험기구 및 재료 등 을 충분히 갖추어야 한다고 하였다. 특히 생명영역 의 탐구에 대한 어려움은 단순히 사전실험이나 실 험과정상에서 발생하는 문제점에서 비롯된 것이 아 니라, 실험재료와 실험활동의 환경적인 측면에 요 인이 있다고 볼 수 있다(Lee, 2007). 따라서 배추흰 나비 탐구에 필요한 실험기구를 갖추는 것이 실제 적인 관찰활동을 촉진하는 선행조건으로 판단된다.

환경측면과 관련하여 무엇보다도 예비교사로서 인식하여야 할 점은, 교육은 모든 아동들로 하여금 자연 환경에서 곤충들을 탐구하고, 교실을 벗어나 자신들이 이해하고 있는 것들을 보다 잘 개념화할 수 있도록 허용해야 한다는 것이다(Shepardson, 2002). 자 연 환경에서 배추흰나비를 관찰하면 먹이 섭취를 위한 적응에 관한 이해, 그리고 다른 곤충과 유기 체 사이의 관계를 더 잘 알게 될 것이다. 또한 다양 한 환경에서 곤충들에 대한 고찰은 아동들로 하여 금 자연 환경 및 인간이 만든 환경 내에서의 곤충 의 역할은 물론이고, 곤충의 유익한 측면과 유해한 측면 모두를 탐구하는 일이 가능하게 할 것이다.

3. 학생활동 평가 상의 어려움

배추흰나비 한살이 탐구에서 학생 평가와 관련 된 어려움을 살펴보면 다음과 같다.

우선, 지식적인 내용 평가 어려움과 관련하여 언 급한 내용은 다음과 같다.

교과서에 차시마다 배추흰나비의 단계별 특징에 대해 옳 은 것은 무엇인지 맞추어 보는 평가문항이 있는데, 이런 객관식 문항을 가지고는 학생들이 배추흰나비의 한살이

과정을 완벽하게 이해하고 있는지를 확인하기 어렵다.

실제 관찰한 알, 애벌레, 번데기, 성충의 모습이 교사의 설명과 약간 다를 수도 있고, 실제로 관찰하지 못한 사 항들을 그 차시에서 평가해야할 수도 있다. 예를 들어서 학생들이 허물을 벗는 모습이나 탈바꿈을 하는 모습을 관찰하지 못하는 경우가 발생할 가능성이 매우 높다. 그 런데 교사가 이것을 일방적으로 가르친다면 이것은 관찰 한 내용을 습득하는 것이 아니라, 교사의 말을 듣는 것 이므로 교사 위주로 흘러갈 수 있고, 그에 따라 평가 또 한 애매모호해질 경우가 생길 수 있다.

평가 기준의 설정에 어려움과 관련된 내용은 다 음과 같다.

아이들 모두가 관찰 관점에 따라 관찰한 것이 다르므로 평가할 객관적인 잣대가 부족하다. 배추흰나비의 한살이 과정을 관찰하면서 학생들 개개인의 관찰 관점이 다를 수 있다. 예를 들면 어떠한 학생들은 생김새에 중점에 두 고, 어떠한 학생들은 크기를 중점에 두고, 어떠한 학생 들은 움직임에 중점을 두고 관찰할 수 있다. 그러나 이들 중 어떠한 것이 가장 옳다는 객관적인 잣대는 없다.

초등 예비교사들이 배추흰나비 활동의 평가 방 안으로 관찰일지나 포트폴리오 활용을 제안한 내 용은 다음과 같다.

교사의 입장에서는 관찰 활동이기 때문에 평가를 하기가 쉽지 않다. 하지만 이번 단원의 목표는 배추흰나비를 알 에서 성충까지 기르면서, 그 과정에서 필요한 지식, 기 능, 태도를 기르는 데에 있다. 이를 평가하기 위해서는 포트폴리오 형식이나 관찰일지 등을 통하여 학생들이 자 신들이 키우는 배추흰나비에 얼마만큼의 지식과 기능, 관 심과 애정을 가지고 있는지를 파악하는 것이 중요하다.

학생들에게 배추흰나비의 성장과정을 관찰하여 관찰일 지에 기록하도록 하여 그것을 평가한다. 관찰일지를 평 가함으로써 교사는 학생들이 관찰한 내용, 관찰능력, 태 도 등을 종합적으로 평가할 수 있다.

평가는 학생의 학습과 성취에 대한 교사의 의사 결정을 뒷받침하는 정보를 수집하고 해석하는 활동 으로써, 교사 전문성의 척도인 교과교육학지식의 중요한 구성요소이다(Noh et al., 2009). 평가 결과는 학생들의 교육 목표 달성 정도 확인, 설정된 교수 목표와 타당성 검증, 학습 지도 방법의 유효성 등에

대한 정보를 제공하여 교수 학습의 질 개선을 위한 자료로 사용되므로, 신뢰롭고 타당한 평가가 이루어 지도록 신중을 기할 필요가 있다(Noh et al., 2009).

최근 구성주의적 평가는 결과보다는 상황과 과 정에 중점을 두고 있으므로, 과학 평가도 필기와 구두시험 등의 방법으로는 학생들의 성과를 평가하 기 어렵다(Şengul et al., 2008). Kim and Hyun(2005) 의 연구에서 교사들이 생물 단원에서는 관찰법, 실 험 실습법 순으로 평가방법이 적절하다고 응답했 으며, 특히 주변의 생물 단원은 구술시험법이나 면 접법과 같은 방법으로 학생들의 생물에 대한 이해 를 추가로 확인할 수 있다고 하였다.

이와 같이 최근의 평가에서는 지식의 수동적 암 기보다는 의미의 능동적 구성을 요구하는 과정 중 심적 수행평가 쪽으로 점점 그 비중이 증가하고 있 으며, 과학교육 평가도 교육과정 변화의 영향을 받 아 태도 및 과학 탐구의 본성에 대한 평가에 보다 큰 관심이 주어지고 있다(Kim & Hyun, 2005). 이와 관련하여 배추흰나비 한살이 활동은 초등학생들의 탐구 수행 능력을 평가할 수 있는 좋은 활동으로 볼 수 있다. 따라서 초등 예비교사들이 제시한 것 처럼 포트폴리오나 관찰일지 작성을 통해 기초탐 구과정과 통합탐구과정을 평가하는 방향으로 나아 가야 할 것이다.

또한 작은 생물 기르기 활동을 통해 환경에 대한 관심을 재조명하고, 친환경 행동 관련 실천의지와 생명윤리에 대한 태도 평가 방안도 강구해야 할 것 이다.

4. 교사 지식 측면의 어려움

곤충과 관련된 기본 개념 이해에 대한 어려움과 관련하여 언급한 내용은 다음과 같다.

탈피가 이루어지는 시기, 탈피를 하는 이유, 탈바꿈을 하는 시기, 탈바꿈을 하는 이유에 대해서 정확하게 알지 못했다. 또 ‘탈바꿈’은 일어나는 단계별로 각각 용어가 달라서 어려웠다.

탈피는 배추흰나비의 한살이를 관찰하는 과정에서도 찾 아볼 수 있는 현상으로 배추흰나비의 한살이를 지도하 며, 곤충에 대하여 학습하는 과정에서 반드시 알아야 할 부분이다. 그러나 일반적으로 탈피에 대하여 설명들은 매우 어렵게 되어 있다. 더불어 이렇게 어렵게 설명되어 있는 탈피의 내용을 학생들에게는 어떤 방법으로, 어느

수준까지 교수해야 하는가도 고민되었다.

‘곤충’은 몸이 머리․가슴․배로 구분되고, 다리가 6개, 날개가 4개인 것이 일반적인 특징이라고 정의된다. 하 지만 ‘날개가 4개’인 것은 예외의 경우도 많이 있어서 학 생들에게 어떻게 설명해야 할지 고민이 있었다.

배추흰나비와 다른 곤충들의 알과 애벌레 구별 하기, 사육 및 표본 과정에서 지식 부족으로 인한 어려움에 대한 내용은 다음과 같다.

이론적으로 배추흰나비의 알, 애벌레, 성충의 생김새에 대해 잘 알고 있다고 하더라도 배추흰나비 애벌레를 유 사한 다른 곤충의 애벌레들과 구별하기 위해서는 단순 지식 그 이상의 것이 요구된다.

표본을 만드는 과정에서 여러 가지 사전지식이 필요한 데, 배추흰나비를 죽은 채로 오랫동안 방치해선 안 된다 는 점, 배추흰나비의 날개를 고정시킬 때 유산지를 위에 올려 놓았더라도 날개 위로 핀을 꽂아선 안 된다는 점 등을 잘 알아둬야 한다.

Hart et al.(2000)은 실험 활동에서 학생들이 의미 있는 학습을 거의 하지 못하는 것은 활동에 대한 교사의 과학 지식의 부족 때문이라고 하였다. 또한 Portia(2001)도 과학 교사들은 과학 수업 중에 교사 자신의 지식이 부족할 때 학생들은 과학 수업에서 의 어려움을 호소한다고 하였다. Davis(2002)도 과 학 지도에서는 학습 내용에 대한 교사의 선행 지식 이 중요하다는 것을 강조했다.

즉, 실험의 상황과 관련된 과학 지식의 부족으로 실험 상황에서 나올 수 있는 여러가지 어려움에 대 처하는 것이 어렵다는 점이 교사들이 실험 지도에 서 가장 어렵게 느끼는 부분으로 볼 수 있으며, 과 학에 대한 불충분한 개념이나 지식을 가지고 있다 고 느끼는 경우, 수업시간에 학생들이 예상치 못한 질문을 했을 경우, 제대로 답하지 못하는 경우도 많다(Lee et al., 2007). 또한 교사의 지식이 부족한 경우, 이론과는 다른 예상치 못한 실험 결과가 나 왔을 때 그 결과를 제대로 설명하지 못하는 경우도 있다. 실제로 현장에서 배추흰나비를 직접 길러본 교사가 드물므로, 교사 연수를 확대하고, 다양한 교 수자료를 개발 보급하여 교사 지식 측면의 어려움 을 해결해 주어야 한다고 제안한 조들도 있었다.

현재 우리나라의 과학과의 많은 부분은 탐구를

바탕으로 기본적인 탐구 기능을 습득할 수 있도록 구성되어져 있고, 이러한 탐구 기능의 습득을 통해 서 차시 목표와 단원의 최종목표를 달성하도록 구 성되어져 있다(Park & Kim, 1996). 특히 배추흰나비 한살이 탐구에서는 탈피와 탈바꿈과 같은 곤충에 대한 기본 개념과 배추흰나비와 다른 곤충들의 알 과 애벌레의 구별하기, 그리고 사육 및 표본 과정 의 학생들의 이해를 돕기 위해서는 교사가 우선적 으로 탐구 관찰 일지를 작성해 봄으로써, 학생들에 게 필요한 과학 지식과 탐구기능을 이해할 수 있고, 이를 효과적으로 학생들에게도 전달할 수 있다.

실제 초등 예비교사들이 관찰일지에 곤충에 관 한 기본 개념 이해와 관련하여 결과를 제시한 자료 는 Fig. 5~6과 같다.

과학교사가 더 많은 과학 탐구과정을 직접 수행 해 볼수록 과학 수업에 대해서 불안감을 덜 느낀다 (Yürük, 2011). 이에 과학 수업에 대한 불안감을 감 소시키기 위해서 다양한 탐구활동을 사전에 교사 가 경험을 해 보아야 한다. 이러한 과정을 통해 교 사들은 탐구에 대한 실패의 두려움을 덜 느끼게 될 것이다. 따라서 실제 현장에서 여러 가지 어려움으 로 수행하기 힘든 배추흰나비 한살이와 같은 탐구 활동을 사전 탐구해볼 수 있는 기회를 제공하여 예 비교사들에게 자신들의 과학적 배경 지식에 자신 감을 갖도록 하는 것이 중요하다.

Fig. 5. The structure of a larva - an observation journey

Fig. 6. The structure of butterfly - an observation journey

Kim et al.(2013)은 초등학생들은 평소 많이 접한 친숙한 곤충에 대해서는 바르게 인식하는 경향이 강하다고 하였다. 따라서 초등학생들에게 배추흰나 비를 접할 수 있는 기회를 제공하는 것도 교사의 역할이므로, 교사교육기관에서는 예비교사로서 직 접 배추흰나비를 적극적으로 사육하도록 유도하는 것이 배추흰나비에 대한 과학적 지식을 습득할 수 있도록 하는 방안이 될 것이며, 교사로서 가질 수 있는 배추흰나비에 대한 두려움과 거부감을 줄일 수 있을 것으로 판단된다.

5. 수업모형 적용의 어려움

교사의 수업 능력은 단순한 수업 기술이라기보 다는 교수 목표를 달성하기 위하여 학생과 수업 상 황에 적합한 모형을 선정하고, 이를 적절히 활용할 수 있는 능력이라고 할 수 있다(MOEST, 2010). 특 히 과학 수업에서는 과학과 관련된 태도 탐구 능력 의 신장, 다양한 과학 개념의 이해를 추구하므로, 교사는 과학 교육의 목표를 달성하는데 적합한 수 업 모형을 선정하여 적절히 구사할 수 있어야 한다 (MOEST, 2010).

이와 관련하여 예비교사들은 배추흰나비 한살이 탐구에 적합한 수업모형으로는 경험학습 모형을 가장 많이 제안하였으며, 경험학습 모형 적용에 따 른 어려움에 대한 내용은 다음과 같다.

경험학습 모형은 직접 학생들이 배추흰나비를 눈으로 보 면서 그 변화 과정을 관찰하며, 과학적 경험을 가지게 해 주기에 이 단원의 수업에서 유용하다고 판단된다. 하지만 직접 관찰해 본 결과, 알에서 애벌레로 부화하는 순간, 탈피하는 순간, 번데기에서 성충으로 우화하는 순간과 같 이 몇몇 중요한 순간은 사실상 보기 힘들기 때문에, 또한 학습 현장에서 사용할 수 있는 도구로는 관찰에 한계가 있어 경험학습 모형을 적용하기에 어려운 점도 있다.

실제로 ‘경험 학습 수업 모형’을 차시 수업에 적용할 때, 학교 현장에서 키우는 배추흰나비의 알이나 애벌레가 없 다면 모형의 적용에 어려움이 생긴다. ‘경험 학습 수업 모형’의 목적이 주로 구체적인 조작 활동을 통해 기초 탐구 능력을 개발하는 데 있는 만큼, ‘자유 탐색’의 단계 가 중요하다. 하지만 학교에서 배추흰나비를 키우지 않 는다면, 이 ‘자유 탐색’ 과정이 구체적 조작 활동이 아닌 동영상 등의 자료로 대체될 수밖에 없다.

이러한 경험학습 모형 적용의 문제점과 관련하

여 다음과 같은 제안을 하기도 하였다.

경험 학습 모형의 효과를 끌어올릴 수 있도록 하기 위해 아이들이 보다 생생한 경험을 할 수 있도록 교사가 직접 나비를 채집하여 두거나, 배추흰나비 부분의 학습을 시 작하기 전에 알 혹은 애벌레를 구할 수 있다면 미리 구 하여 사육을 하도록 한다.

배추흰나비의 한살이 관찰은 연속적인 관찰과 기록의 과 정이기 때문에, 한 차시를 꾸리는 수업 모형들을 적용하 기는 어려움이 따랐다. 각 차시별로 수업모형에 애써 맞 춰 넣기 보다는, 배추흰나비 단원 전체를 프로젝트학습 으로 재구성하여 꾸려가는 것이 한 방법이 될 수 있다.

그렇게 하면 수업의 진행과 평가까지 자연스럽게 이루어 질 수 있다고 생각한다.

이와 같이 이론적인 수업과는 달리 아동이 직접 능동적으로 현상을 체험해 봄으로써 학습 내용을 체득하는 것이 바로 경험 학습 모형이다. 이처럼 배추흰나비의 한살이 단원은 직접적인 체험과 구 체적인 접촉과 조작활동을 하게 하고, 자연 현상과 익숙하게 만드는 기회를 제공한다는 점에서 경험 학습 모형이 적절하다고 판단한 것으로 보인다.

Piaget는 긍정적인 학습 환경은 아이들을 위한 신체적 경험 면에서 풍요로워야 한다고 제안하였 고, 특히 이른 초등학교 시기 동안에 학습에 열중하 는 것은 지적 개발의 비결이라고 지적했다(Garcia, 2003). Haury and Rillero(1994)는 과학 교육은 사물, 장비 그리고 물질들의 직접적인 물리적 조작으로 구성되어야 한다고 하였다. 또한 Rillero(1994)는 초 등학교 교실에서 나오는 ‘경험적 학습’은 삶에서 나중에 추상적인 사고의 발전을 가능하게 해주는 강한 기초를 제공해줄 수 있다고 하였다. 이와 관 련하여 배추흰나비 한살이는 학생들이 능동적으로 한살이 과정 탐구에 직접 참여하여 한살이 과정을 이해해야 하므로, 과학적 사고력 배양에 큰 도움을 줄 수 있는 주제이다.

그러나 경험학습 중심으로 교수전략을 구성할 때에는 초등 교사는 필요한 과학 지식도 충분히 알 아야 하겠지만, 그 지식이 낮은 발달 단계에 속하 는 초등학생의 눈높이에 맞추어 재구성하고, 전달 하는 수업 전략도 갖춰야 한다는 점을 염두해 두어 야 한다. 또한 동․식물과의 자연스럽고 풍부한 체 험활동의 기회를 제공하는 것이 초등 과학교육의

중요한 부분이나 실험재료 확보에 대한 어려움이 해결되지 않고서는 체험활동 기회의 확대는 어려 울 것이며, 예비교사들도 언급했듯이 배추흰나비 한살이 과정 탐구에 알 채집이 되지 않는다면 아무 리 효과적인 수업전략을 적용한다고 해도 학습 목 표를 달성하기는 힘들 것이다. 따라서 알 채집과 관련된 다양한 정보를 교사들에게 제시해 줄 필요 가 있으며, 혹은 알 채집이 불가능한 경우, 학교 간 의 연계를 통해 알을 서로 공급해 줄 수 있는 방안 도 마련해야할 것으로 판단된다.

IV. 결론 및 제언

본 연구는 초등 예비교사가 배추흰나비 한살이 를 직접 탐구해 보고, 교사로서 배추흰나비 한살이 탐구 수행과정에서 탐구 과정상의 어려움, 학교 현 장 환경상의 어려움, 학생 평가상의 어려움, 교사 지식 상의 어려움, 수업모형 적용의 어려움 측면을 탐구보고서, 발표내용과 면담 결과를 통해 분석하 였다.

탐구 과정에서의 어려움으로는 농약을 많이 사 용하기 때문에 배추밭에서 알을 채집하기 어렵고, 배추흰나비 알인지, 다른 곤충의 알인지 구별하기 어렵다는 경험을 이야기하였다. 또한 알을 찾기 위 해서는 인근 배추밭이나 케일 밭을 찾아 가야 한다 는 어려움과 그 속에서 작은 알을 찾는 과정이 성 인인 예비교사들도 어려움을 느꼈으므로 초등학생 들에게는 더욱 어려움이 있을 것으로 이야기하였 다. 또한 성장 단계에서 허물벗기가 순식간에 일어 나기 때문에 그 순간을 관찰하기 매우 어렵고, 특 히 학교 수업을 받고 있는 과정에서 초등학생들이 2령, 3령 등 애벌레의 성장단계를 관찰하기는 매우 어려운 일이라고 하였다. 이러한 점을 해결하기 위 해서는 각 성장단계의 모형을 제작하여 보여주는 방법과 허물벗기 순간을 영상으로 촬영하여 보여 주는 방법을 제안하였다. 또한 배추흰나비 애벌레 와 번데기는 온도와 습도에 민감하므로, 사육상자 의 환경을 최적의 조건으로 맞추어 주는 것이 힘든 일이라고 하였고, 배설물도 자주 치워주어야 한다 는 점도 한살이를 관찰하는데 중요한 요소로 언급 하였다. 먹이와 관련해서는 배추흰나비 애벌레는 태어나는 곳의 배추나 케일을 잘 먹으므로 동일한 먹이를 계속 공급하기에는 한계가 있으며, 또한 농

약이 묻은 먹이를 줄 수 있으므로 주의해야 한다고 하였다. 사육상자를 만들 때는 방충망을 반드시 사 용하여 애벌레의 탈출과 해충의 침입을 방지해야 하며, 나비 표본 제작을 하는 과정에서 나비에 손 상을 입히는 경우가 많으므로 직접 해보는 것이 중 요하다고 이야기하였다. 따라서 배추흰나비 탐구과 정에서의 어려움을 해결하기 위해서는 직접 채집 하고 관찰하여 그 특성을 이해하는 것이 중요하며, 다른 곤충의 한살이와 비교해 보는 기회를 가진다 면 좀 더 심층적으로 배추흰나비의 특성에 접근할 수 있을 것이다.

학교 현장 환경상의 어려움으로는 우선적으로 시간 운영상의 어려움을 꼽았다. 즉, 초등학생들이 아침부터 오후까지 지속적으로 관찰하기 어렵기 때문에, 알에서 애벌레로 애벌레에서 번데기로 그 리고 우화되는 과정을 관찰하기에는 어려움이 있 을 것으로 생각하였다. 또한 배추흰나비 한살이는 5차시로 구성되어져 있으나, 1주, 2주로 배추흰나 비 한살이 과정을 모두 관찰하기는 힘들며, 이를 해결하기 위해 교사들의 장기 프로젝트로 계획하 여 탄력적인 시간 운영을 제안하였다. 공간상의 문 제와 관련해서는 사육상자의 환경조건 충족과 교 실 내에 사육상자 배치에 문제가 있으므로, 개방적 장소인 학교 화단을 활용해야 한다는 제안을 하였 다. 배추흰나비 한살이 과정에서는 현미경을 통한 외형적 특징의 관찰이 필요하지만, 초등학교 현장 에서는 현미경이 부족하므로 모든 학생들이 현미 경을 사용하여 직접 관찰하는 활동에는 무리가 있 음을 지적하였다. 따라서 초등교사로서 사전 실험, 실험 기구 준비 등을 충분히 하지 못하여 수업 중 어려움을 겪은 경우가 많으므로 예비교사 시절에 직접 사전 실습을 통한 경험을 쌓는 것이 중요하다.

그러나 환경측면과 관련하여 무엇보다도 예비교사 는 모든 아동들로 하여금 자연 환경에서 배추흰나 비를 탐구하도록 하여 자신들이 이해하고 있는 것 들을 보다 잘 개념화할 수 있도록 허용하는 것이 중요하다는 것을 인식해야 한다.

학생활동 평가 상의 어려움에 대해서는 배추흰 나비 한살이 과정에서는 일반적으로 많이 이루어 지는 지식적인 측면에 대한 평가는 의미가 없으므 로, 한살이 과정을 이해하고, 관찰하는 활동에 초점 을 둔 탐구과정 측면에서 평가가 이루어져야 한다 고 하였다. 또한 탐구 과정을 평가하는데도 객관적

인 평가기준이 마련되어야 하며, 학생들마다 관찰 관점이 다를 수 있으므로 이에 대한 구체적인 평가 기준이 마련되어야 한다는 제안을 하였다. 또한 평 가를 탐구과정 평가를 위해서는 포트폴리오나 관 찰일지를 통한 평가가 적절하며, 탐구 평가 외에 정의적인 평가 방안 마련도 중요함을 언급하였다.

배추흰나비 한살이에서는 교사의 학습 내용에 대한 지식의 확립이 한살이 과정을 효과적으로 진 행하는데 매우 중요한 부분이다. 특히 곤충과 관련 된 탈피, 탈바꿈, 완전탈바꿈, 불완전탈바꿈, 곤충 의 몸의 구조, 암컷과 수컷의 구별에 대한 이해가 어려운 것으로 나타났으며, 이에 대한 지식 습득에 교사 스스로 노력해야 함을 이야기하였다. 또한 배 추흰나비 알 채집시 다른 곤충의 알과 구별할 수 있는 능력이 필요하며, 사육이나 표본 제작시 충분 한 이해를 바탕으로 이루어져야 제대로 된 결과를 얻을 수 있다고 하였다. 이를 위해서는 배추흰나비 에 대한 교사 연수 활성화와 다양한 학습 자료의 개발과 구비가 중요하다고 하였다.

과학 지식에 대한 자신감은 탐구 수업에 대한 자 신감으로 이어질 수 있다는 것은 분명한 사실이므 로 과학을 잘 가르치기 위해서 교사들은 정확한 과 학적 지식을 갖추고 있어야 한다(Garcia, 2003). 초 등학생들에게 배추흰나비를 접할 수 있는 기회를 제공하는 것도 교사의 역할이므로, 교사교육기관에 서는 예비교사로서 직접 배추흰나비를 사육하도록 유도하여 배추흰나비에 대한 과학적 지식을 적극 적으로 습득할 수 있도록 해야 한다.

배추흰나비 한살이 과정은 학생들이 직접 관찰 을 통한 다양한 경험이 중요하므로 경험학습 모형 이 적합하다고 하였다. 그러나 배추흰나비 한살이 전체 과정인 알의 채집부터 애벌레, 번데기, 성충까 지 보는 것은 많은 시간과 노력에 비해 성공률은 낮으므로, 경험학습 모형의 효과적인 적용을 위해 서는 교사의 탄력적인 수업 운영과 필요한 재료들 을 교사가 직접 준비하기, 한살이 과정에 발생하는 문제들에 대한 순간 대처 능력이 중요하다고 하였 다. 즉, 좋은 수업을 진행하는 과학 교사들은 학생 들이 어떻게 과학을 학습해 나가며, 어떤 요인들이 학생들의 학습에 영향을 미치는지에 대하여 나름 대로 자료를 수집하고 연구하여, 이를 수업 개선에 적극적으로 반영해야 한다(Kwak & Kim, 2002).

이러한 연구 결과를 바탕으로 학교 현장에서 어

려움을 느끼는 탐구활동의 효과적인 진행을 위해 서 몇 가지 제언을 하면 다음과 같다.

첫째, 교사교육기관에서는 실험 실습 관련 교육 을 강화하고, 실험에서 발생할 수 있는 문제를 유형 화하여 실질적 수업에 도움이 될 수 있는 내실 있는 교육을 실시하여야 한다(Lee et al., 2007). 과학 전담 을 하고 있는 교사들에 대해서는 어려움을 느끼는 탐구활동에 대한 재교육이 필요하다. 특히 배추흰 나비 한살이에서 가질 수 있는 여러 가지 문제점(알 채집 방법, 먹이 공급, 배추흰나비 사육상자 만들기 등)으로 인하여 현장에서 직접 수행하지 못하는 경 우에는 교사 간의 동아리 활동이나 대학에서의 현 장지원을 활성화하여 교사에게 직접 배추흰나비 한 살이를 관찰할 수 있는 기회를 제공하다면 이들에 게 배우는 학생들이 배추흰나비 한살이를 직접 탐 구를 해볼 수 있는 기회도 증가할 것이다.

둘째, 초등학교 과학교육에서 탐구기반 수업의 활성화를 위해서는 실험실을 늘리거나 개선해야 한다. 실험 공간 확충을 통해 직접 경험해 보는 기 회를 많이 제공하는 것이 유능한 과학교사로서 자 질을 높이는데 가장 좋은 방법이라는 것을 실제 예 비교사의 탐구 결과물에서도 알 수 있었다. 이와 함께 교사가 실험수업을 원활히 진행하기 위해서 는 실험수업에 지장이 없도록 실험재료를 직접 채 집하는 방법을 알고 있어야 하며, 실험기구의 정확 한 사용방법도 습득해야 한다. 예를 들어, 배추흰나 비 한살이에서는 교사는 알 채집 방법과 함께 실체 현미경을 사용하여 알, 애벌레, 성충을 손상 없이 관찰하거나, 주요 부위를 효과적으로 관찰할 수 있 는 능력을 길러야 한다.

참고문헌

Barrow, L. H. (2002). What do elementary students know about insects?. Journal of Elementary Science Education, 14(2), 5-56.

Choi, D., Kim, M., Kim, J., Kim, S., Song, P. & Han, K.

(2004). An analysis of the gearning materials in the elementary school science according to the 7th curri- culum. Journal of Korean Elementary Science Education, 23(4), 305-317.

Cinici, A. (2013). From caterpillar to butterfly: A window for looking into students' ideas about life cycle and life forms of insects. Journal of Biological Education, 47(2),

84-95.

Czerniak, C. M. & Haney, J. J. (1998). The effect of collaborative concept mapping on elementary pre- service teachers’ anxiety, efficacy, and achievement in physical science. Journal of Science Teacher Education, 9(4), 303-320.

Czerniak, C. M. & Schriver, M. L. (1994). An exami- nation of pre-service science teachers’ beliefs and be- haviors as related to self-efficacy. Journal of Science Teacher Education, 5(3), 77-86.

Dalgety, J. & Coll, R., K. (2005). Students' perceptions and learning experiences of Tertiary-Level chemistry.

Canadian Journal of Science, Mathematics and Tech- nology Education, 5(1), 61-80.

Davis, K. S. (2002). Change is hard: What science teachers are telling us about reform and teacher learning of innovative practices. Science Education Journal, 87(1), 3-30.

Garcia, C. (2003). The effect of teacher atitutude experience, and background knowledge on the use of inquiry method teaching in the elementary classroom. In partial fulfill- ment of the requirements in SCE 5308.

Hart, C., Mulhall, P., Berry, A., Loghran, J. & Gunstone, R. (2000). What is the purpose of this experiment? Or Can students learn something from doing experiment?.

Journal of Research in Science Teaching, 37(7), 655 -675.

Haury, D. L. & Rillero, P. (1994). Perspectives of hands- on science teaching. (ERIC, Clearinghouse for Science, Mathematics, and Environmental Education.) Retrieved March 27, 2012, from http://www.ericse.org/digests/dse 93-8.html

Jurisevic, M., Glazer, S. A., Pucko, C. R. & Devetak, I.

(2008). Intrinsic motivation of pre-service primary school teachers for learning chemistry in relation to their aca- demic achievement. International Journal of Science Education, 30(1), 87-107.

Kim, H., Bae, J. & So, K. (2013). A study of elementary students' cognition and attitude about insects. Biology Education, 41(1), 61-74.

Kim, S. & Hyun, M. (2005). The study on the recog- nition of science teachers about the general matters of performance assessment and the appropiate perfor- mance assessment methods in middle school science curriculum. Journal of Research in Curriculum Instruction, 9(2), 213-232.

Ko, S. (1996). Study on animal ecology conceptions of elementary school children. Master's degree dissertation,