고등학교 과학 교과의 효과적인 수업 방법에 대한 고등학생과 과학교사들의 인지프레임 특성
박경진1·이준기2·정덕호2,*
1KAIST 과학영재교육연구원, 34051, 대전광역시 유성구 문지로 193
2전북대학교 과학교육학부/과학교육연구소, 54896, 전라북도 전주시 덕진구 백제대로 567
Characteristics of High School Students’ and Science Teachers’ Cognitive Frame about Effective Teaching Method for High School Science Subject
Kyeong-Jin Park1, Jun-Ki Lee2, and Duk Ho Chung2,*
1KAIST Global Institute for Talented Education, KAIST, Daejeon, 34051, Korea
2Division of Science Education/Science Education Institute, Chonbuk National University, Jeonbuk, 54896, Korea
Abstract: We investigated the cognitive frame of high school students and inservice high school science teachers about effective teaching method, and we also explored how they understood about the teaching methods suggested by the 2009 revised Science Curriculum. Data were collected from 275 high school science teachers and 275 high school students. We analyzed data in terms of the words and the cognitive frame using the Semantic Network Analysis. The results were as follows. First, the teachers perceived that an activity oriented class was the effective science class that helped improve students’ problem-solving abilities and their inquiry skills. The students had the cognitive frame that their teacher had to present relevant and enough teaching materials to students, and that they should also receive assistance from teachers in science class to better prepare for college entrance exam. Second, both students and teachers retained the cognitive frame about the efficient science class that was not reflected 2009 revised Science Curriculum exactly. Especially, neither groups connected the elements of ‘convergence’ as well as ‘integration’ embedded across science subject areas to their cognitive frame nor cognized the fact that many science learning contents were closed related to one another. Therefore, various professional development opportunities should be offered so that teachers succinctly comprehend the essential features and the intents of the 2009 revised Science Curriculum and thereby implement it in their science lessons effectively.
Keywords: semantic network analysis, cognitive frame, teaching method, science lesson
요 약: 본 연구의 목적은 고등학교 과학 교과의 효과적인 수업방법에 대해 고등학교 과학교사들과 고등학생들이 가지 고 있는 인지프레임을 조사하고, 그들이 2009 개정 과학과 교육과정의 고등학교 과학에서 제시하고 있는 교수학습 방 법을 어떻게 이해하고 있는지를 알아보는 것이다. 이를 위해 275명의 고등학교 과학 교사와 275명의 고등학생으로부터 데이터를 수집하였고, 수집된 데이터는 언어네트워크 분석법을 통하여 단어 분석과 프레임 분석을 하였다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 고등학교 과학 교사들은 문제해결능력과 탐구능력을 향상시킬 수 있는 학생 중심의 수업이 효과적 이라고 인식하고 있다. 반면 고등학생들은 교사들이 충분한 자료를 제시하여야 하고 대학 진학에 도움이 될 수 있는
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수업이 효과적이라고 인식하고 있다. 둘째, 두 집단은 모두 2009 개정 과학과 교육과정을 충분히 반영하지 못한 인지프 레임을 가지고 있다. 특히 두 집단은 융합 또는 통합이라는 요소를 그들의 인지프레임에 연결시키지 못하고 있고, 여러 과학 분야의 내용들이 서로 밀접하게 관련되어 있다는 사실을 인식하지 못하고 있다. 그러므로 교사들이 고등학교 과학 교육과정에 대해 명확하게 이해하고 이를 실행할 수 있도록 현직 연수를 강화시킬 필요가 있다.
주요어: 언어네트워크분석, 인지프레임, 교수 방법, 과학 수업
서 론
21세기는 ‘과학자가 예술가가 되고 예술가가 과학 자가 되는’ 사회로서(Jeong and Jin, 2012) 과거에는 존재하지 않았던 새로운 분야의 학문이 생성되기도 하며 기존의 학문이 사라지기도 한다. 그리고 학문이 분화하고 특수화됨에 따라 학문들 사이가 단절되었던 과거와는 달리 현대 사회는 학문 간의 경계가 분명 하지 않고 학문 영역 사이를 넘나들고 있는 특성을 보이고 있다. 이러한 시대적 변화 때문에 현대사회에 서 발생하는 문제들은 복잡하고 특수 영역에 한정되 어 있지 않으며, 기존 특수 영역의 학문만으로는 해 결할 수 없고 학문의 경계를 넘어 다각도의 사고를 동원함으로써 해결될 수 있다(Kwon and Ahn, 2012;
Yeo, 2012: Park et al., 2013). 그러므로 세계 각국에 서는 이러한 시대적 변화에 적극적으로 대처할 수 있는 인재들을 양성하기 위해 노력하고 있는데(Han and Lee, 2012), 미국의 과학 및 수학 교육의 강화를 위한 통합교육정책(STEM)과 영국의 과학과 혁신을 위한 투자계획 2004-2014 (Science and Innovation Investment Framework 2004-2014)이 그 사례라고 할 수 있다. 융합교육은 교수학습 과정에서 다양한 영역 의 사고를 이끌어내기 위한 통합적 접근이라 할 수 있다. 특히, 과학 교과는 과학과 관련된 다양한 분야 의 생활 소재를 중심으로 내용이 구성되어 있기 때 문에 과학 교과에서 융합교육을 도입하면 융합적 지 식, 과정, 본성을 기반으로 학습 경험을 제공해 줄 수 있을 뿐만 아니라 흥미와 동기 유발이 쉽고 학습 자의 지적 발달에도 효과적이다(Baek et al., 2011).
그러므로 우리나라 역시 2009 개정 과학과 교육과정 의 고등학교 과학 교과에 ‘미래 사회가 요구하는 인 성을 갖춘 창의 인재 양성 교육’을 제시함으로써 시 대적 변화에 대처하고 있다. 즉 2009 개정 과학과 교 육과정의 과학은 ‘과학자 양성에 필요한 지나친 개념 중심의 교육으로부터 과감하게 탈피하고 분과 과목 구분의 벽을 뛰어넘는 융합 교육을 통한 진정한 창
의 인성 교육’을 추구하고 있다(Ministry of Education, Science and Technology, 2009). 그런데 이런 좋은 의 도에서 구성된 교육과정이라고 하더라도 교실에서 실 행되었을 때 진정한 의미를 가지게 될 뿐만 아니라 국가 차원의 목적도 달성될 수 있다(Fullan, 2001;
Marsh & Wills, 2003; Walker & Soltis, 2004). 즉, 교육과정이 성공하기 위해서는 교육과정 실행의 주체 이면서 이론과 실제의 매개체 역할을 담당하는 교사 들이 새로운 교육과정에서 추구하는 목표에 대해 명 확하게 이해하고 적절한 지도계획을 수립하여 실천하 려는 태도가 중요하다(Park, 2003: Powell & Anderson, 2002; Roehrig, Kruse, & Kern, 2007).
그러나 학교 현장의 교사들은 과학교육에서 다양한 학문 영역을 넘나드는 융합적 접근의 필요성을 인식 하면서도 교사 자신이 전공한 교과가 아닌 다른 교 과를 가르치는 것은 커다란 수업 부담으로 느껴지기 때문에 새로 도입된 과학 교과에 대해 상당한 거부 감을 가지고 있는 것도 사실이다. 이는 새로 도입된 과학 교과가 단지 다양한 수업 방법을 통해 개념 및 원리를 이해시키는 것을 목적으로 하고 있고, 학생들 이 과학 분야의 전문 지식을 학습해야 한다는 교사 들의 이해 부족으로부터 비롯된 것이다(Song et al., 2012). 새로운 교육과정이 성공하기 위해서는 교사들 이 개정된 교육과정을 명확하게 이해하고 교실 환경 에 적합하도록 재구성하여 능동적으로 실행에 참여해 야 한다. 그러나 예비교사 양성과정과 교사 연수를 통해 교사들의 전문성 신장을 위해 노력한 것도 사 실이지만 새로운 교육과정이 도입된 후 근 5년이 지 났음에도 불구하고 여전히 학교 현장의 교사들은 새 로운 과학 교과 수업에 대해 어려움을 호소하고 있 다. 특히, 과학 교과에서 다루고 있는 내용이 우주의 탄생, 정보통신과 신소재, 인류의 건강 등 다른 교과 에서 볼 수 없는 심화된 수준의 개념도 포함하고 있 어 기초 지식이 부족한 학생들에게 구체적으로 어떠 한 준비를 해야 할 것인지 혼란스러워 하기도 한다 (Song et al., 2012; Ha et al., 2012; Yoon et al.,
2011). 그러므로 현 시점에서 새로운 교육과정에 의 해서 학생들이 과학 개념을 통합적으로 이해하는지, 자연과 일상생활의 문제를 과학적으로 탐구하려는 학 생들의 태도가 향상되었는지, 자연 현상과 과학 학습 에 대한 흥미와 호기심이 길러졌는지, 과학 기술 사 회의 상호 작용을 이해하고 합리적 의사 결정 능력 이 향상되었는지 등 그 효과를 검증하여 차기 교육 과정 개발에 반영할 필요가 있다. 그리고 현장 교사 들이 새로 도입된 교육과정을 명확하게 이해하고 이 를 체계적으로 교실 환경에서 반영하고 있는지 되돌 아 볼 필요가 있다. 이에 과거 2009 개정 교육과정에 따른 과학 교과에 대한 교사들의 인식을 알아본 선 행연구들은 다수 찾아볼 수 있다(Yoon et al., 2011;
Jung et al., 2012) 그러나 이러한 선행연구들은 교사 들의 인식을 단순한 통계기법을 활용하여 종합적이고 통합적인 구조를 볼 수 없는 한계가 있다. 다시 말해 서 수업이란 학생의 학습을 도와주기 위해 의도적인 지원 체계로서 교사의 기대와 계획, 학습 환경과 관 리 체계, 교육과정 내용 및 수업 자료, 학습 활동, 평 가 방법 등의 요소들이 서로 결합되고 조절된 복잡 한 시스템으로 구성되어 있기 때문에(Oh, 2013) 이분 법적 구분을 통해 접근하는 것은 커다란 한계에 직 면할 수밖에 없다. 수업이 단편적이지 않고 여러 요 인들이 복잡하게 연결되어 하나의 수업을 형성하는 것처럼 인간의 인식도 마찬가지로 여러 요인들을 서 로 연결시켜 인식하고 있기 때문에 이를 바라보는 것도 요소들이 나타내는 강도와 그들 간의 상호 관 계 및 구조적 특성 등을 통합적으로 분석하는 접근 방법이 요구된다. 이런 측면에서 본 연구에서는 2009 개정 과학과 교육과정에서 제시하고 있는 교수학습 방법을 배경으로 개발한 기준 프레임(standard frame) 과 고등학교 교사들과 고등학생들의 효과적인 과학수 업에 대한 인지프레임(cognitive frame)을 서로 비교 하여 살펴보고자 한다. 이를 통해 고등학교 과학교사 들과 고등학생들의 효과적인 과학 수업 방법에 대한 인식을 알아보고, 그들이 2009 개정 과학과 교육과정 에서 제시하고 있는 과학 교과에 대한 교수학습 방 법을 명확하게 이해하고 있는지를 알아보고자 한다.
이를 위한 구체적 연구문제는 다음과 같다.
연구문제 1. 효과적인 과학 수업에 대해 고등학교 과학교사들과 고등학생들은 어떤 인식의 차이를 보이 는가?
연구문제 2. 고등학교 과학교사들과 고등학생들이
효과적인 과학 수업에 관련지어 인식하고 있는 프레 임은 과학 교육과정과 어떤 차이를 보이는가?
다만 본 연구에서는 연구 대상으로서 2009 개정 과학과 교육과정에서 고등학교군의 선택과목으로서 등장한 소위 융합형 과학 교과로 제한하며 일반적인 과학 교과 전반을 논의하지는 않는다.
연구방법
연구 대상
본 연구는 고등학교 과학교사들과 고등학생들의 효 과적인 과학 수업 방법에 대한 인식을 알아보고, 그 들이 2009 개정 과학과 교육과정에서 제시하고 있는 융합형 과학(이후 고등학교 과학으로 진술)에 대한 교수학습 방법을 명확하게 이해하고 있는지를 알아보 는 것이다. 이를 위해 비례층화표집(proportionate stratified sampling) 방법으로 선정된 전국의 160개 고등학교의 과학 교사(이하 ‘교사’로 서술) 348명과 고등학생(이하 ‘학생’으로 서술) 15,247명을 대상으로 질문지에 응답하도록 하였다. 먼저 348명의 교사들 중에서 질문에 응답을 하지 않았거나 질문과 무관한 응답을 한 교사, 그리고 포털사이트 웹사전에서 정의 를 단순히 복사하여 붙여넣기 한 교사 등을 제외하 고 실제 분석의 가치가 있다고 판단되는 275명을 추 출하였다. 그리고 학생들은 15,247명을 대상으로 275 명을 무선 표집(random sampling)하여 교사와 학생 의 수를 동일하게 설정하였다.
분석 대상으로 선정된 교사들의 소지 자격과 경력 은 대체로 고르게 분포하였지만 고등학교과학에 관련 된 연수 경험에서는 유경험 교사가 207명, 무경험 교 사가 68명으로 다소 차이가 있었다. 그리고 학생들의 경우 2학년이 118명으로 가장 많았고 1학년과 3학년 은 비슷한 수의 학생들이 분석 대상으로 선정되었다 (Table 1).
자료 수집 및 처리
본 연구에서는 교사와 학생들의 인식을 알아보기 위해 최근 사회학, 언론학 등을 중심으로 확산된 언 어네트워크 분석법(Semantic Network Analysis)을 활 용하였다. 언어 네트워크 분석법은 언어가 인간의 기 억 속에 인지적인 요소로 구성된 사회 시스템의 하 나로 볼 수 있으며(Park and Leydesdorff, 2004), 구 성단위는 단어이며 이들 간의 관계는 특정한 의미의
표상을 나타낸다고 할 수 있다(Doerfel and Barnett, 1999). 즉 인간이 특정 개념에 대해 인출해 놓은 언 어정보는 자신이 연결 네트워크(associative network) 를 통해 인지구조라는 공간 내에서 벌어지는 인지 요소들 간의 사회 시스템 구조연결인 것이다(Park and Leydesdorff, 2004). 그런데 인지적인 요소로서 기본 단위인 단어는 그 형태가 다르더라도 그것이 내포하는 의미가 같은 경우가 있기 때문에 본 연구 에서는 연구 참여자들이 사용하는 단어들을 범주화시 켜 분석하는 프레임분석을 병행하였다.
효과적인 고등학교 과학 수업 방법에 대한 질문에 대한 두 집단의 반응 자료는 2013년 12월부터 2014 년 1월까지 약 2개월 동안 온라인 설문 방법으로 수 집하였다. 그리고 연구 참여자들과의 개별 접촉을 통 한 인터뷰가 불가능했기 때문에 개방형 문항의 응답 을 통해 텍스트 언어 형태로 분석 자료를 수집하였 다. 질문의 내용은 3명의 연구자들이 합의를 통해 ‘가 장 효과적인 고등학교 과학 수업 방법은 무엇이라고 생각하십니까?’로 결정하였다. 수집된 텍스트 자료는 연구 참여자들의 개인적 서술 방식으로 인해 같은 의 미를 가진 언어적 표현이라고 하더라도 그 형태가 다 른 형태의 텍스트로 반응하기 때문에 이를 동일 형태 로 정제하는 작업을 하였다. 예를 들어 교사들과 학 생들이 실제의 세계와 관련된 언어를 사용했을 때는
‘실생활’이라는 텍스트로 수정하였고, 구성원들이 상 호협력을 통해 결과를 산출하는 활동은 모두 ‘모둠활 동’으로 수정하였다. 이렇게 정제된 자료는 교사들과 학생들의 효과적인 고등학교 과학 수업 방법에 대한 인지프레임을 비교하기 위해 기준 프레임(standard frame)을 개발하여 분석하였다. 프레임 분석을 위해 2 인의 연구자가 각각 코딩(coding)을 수행하여 서로 일 치하는 결과만 확정하고, 일치하지 않는 결과는 연구 자들이 각각 다시 2차 코딩을 수행하였다. 2차 코딩 결과까지도 일치하지 않는 경우에는 두 연구자가 서 로 합의하여 확정하였다(Chung et al., 2014).
기준프레임 개발
본 연구에서는 2009 개정 과학과 교육과정에 대한 명확한 이해를 바탕으로 교사들과 학생들이 인식하고 있는 효과적인 고등학교 과학 수업에 대한 정신 체 계를 알아보기 위해 분석 프레임을 개발하여 분석하 였다. 인간들이 가지고 있는 인식을 분석하는 것은 일정한 방법이나 분석틀이 정해져 있는 것이 아니라 그 연구의 목적과 방법에 따라 다양하게 접근할 수 있다는(Lim, 2008; Chung et al., 2013) 전제하에 3 단계의 절차를 거쳐 기준 프레임을 개발하였다. 첫 번 째 단계에서는 교육과정의「4. 교수학습 방법」의 ‘학 습 지도 계획’, ‘자료 준비 및 활용’, ‘학습 지도 방 법’, ‘실험 실습 지도’, ‘과학 교수 학습 지도 지원’의 항목과 「5. 평가」에서 서술하고 있는 의미 있는 단 어들을 모두 추출하였다. 교육과정으로부터 추출된 단어들은 내용 구성 영역, 성취 능력 영역, 학습 방 법 영역, 자료 활용 영역 등 4개의 영역으로 범주화 시킬 수 있었다. 그리고 내용 구성 영역은 다시 지식 형태와 교차 개념(crosscutting concept) 등 2개의 소 범주로, 성취 능력 영역은 사고 능력, 정의적 영역의 능력, 사회적 영역의 능력, 기능과 관련된 능력 등 4 개의 소범주로, 학습 방법 영역은 창의인성활동과 수 업 전략 등 2개의 소범주로, 자료 활용 영역은 텍스 트 자료와 교구 등 2개의 소범주로 세분할 수 있었 다. 그리고 각 소범주는 2~7개의 상세 요소로 범주화 시켜 1차 기준 프레임을 구성하였다. 두 번째 단계에 서는 1차 기준프레임을 활용하여 교사들과 학생들의 고등학교 과학 수업에 대한 설문 반응을 시험 적용 하였다. 1차 기준프레임을 시험 적용한 결과 내용 구 성의 영역의 요소들은 지극히 적은 빈도수를 보여 분석의 의미를 부여하기가 곤란하였다. 따라서 두 번 째 단계에서는 4개의 대범주 중에서 설문에 대한 반 응에서 의미가 있다고 판단되는 목표 능력 영역, 학 습 방법 영역, 자료 활용 영역 등 3개의 범주를 확정 하였다. 세 번째 단계에서는 2차 확정된 기준프레임
Table 1. Background information for participants in this study (N=275)
Participants Frequency(N)
Teachers
certification physics: 50, chemistry: 57, biology: 61, earth science: 48, general science: 59 career less than 5 years: 57, 5-15 years: 87, 15-25 years: 58, more than 25 years: 73 training experienced: 207, not experienced:68
Students grades 1st: 78, 2nd: 118, 3rd: 79
academic track humanity major: 126, science major: 149
을 전문가 집단과의 3차 논의를 통해 기준프레임을 확정하였다(Table 2).
분석 도구
교사들과 학생들의 설문에 대한 반응 자료는 전처 리 과정을 거쳐 코딩한 후 한국어 기반 텍스트 분석 프로그램인 KrKwic을 이용하여 단어의 사용 절대빈 도를 산출하였다. 그리고 집단 간의 단어 사용 빈도 를 비교하기 위해 비교 집단 간의 상대빈도를 산출 하였다. 상대빈도는 {(A집단에서 사용한 개별 단어 빈도/A집단이 사용한 모든 단어 빈도)−(B집단에서 사용한 개별 단어 빈도/B집단이 사용한 모든 단어 빈도)}×100으로 계산하였다(Cho et al., 2013). 또한 언어네트워크 분석프로그램인 UCINET 6 for windows 를 이용하여 단어들의 공출현 매트릭스(co-occurrence matrix)를 산출하고, 이 공출현 매트릭스를 통해 연구 참여자가 사용한 각 단어들 사이의 구조적 관계를 나타내는 위세 중심성(eigenvector centrality)을 산출 하였다. 위세 중심성은 전체 네트워크에서 중심성이 높은 다른 노드들과의 관계를 가지는 정도를 의미하 며 네트워크 구조 내에 각 노드(node)가 어느 정도나 중심에 위치해 있는지를 의미한다(Kim, 2011). 그리 고 마지막으로 네트워크 시각화 프로그램인 NetDraw 를 이용하여 교사들과 학생들의 효과적인 고등학교 과학 수업에 대한 인지프레임을 시각화하였다.
연구 결과 및 논의
교사와 학생들로부터 설문을 받아본 결과 효과적인 고등학교 과학 수업 방법에 대해 교사와 학생 집단 모두 완전한 문장을 구성하는 형태보다는 개조식으로 간략하게 서술한 사례들이 많았다. 그리고 교사 사례 1과 학생 사례 1에서 보는 것처럼 두 집단의 구성원 들 모두 자신의 입장에서 고등학교 과학 수업 방법 에 대해 서술하고 있다. 즉, 교사들은 효과적인 수업 방법에 대한 타당성과 가치를 기준으로 공급자의 입 장에서 서술한 반면 학생들은 자신들이 기대하는 수 업 방법을 중심으로 수요자의 입장에서 서술하였다.
따라서 본 연구에서는 결과에 대해 두 집단의 입장 에서 논의하고자 한다.
교사 사례 1: Hands-on activity를 강조하여 학생들 이 지루한 이론 중심이 아니라-중간 생략-과학 지식 을 탐구할 수 있도록 ‘필요성’을 느끼게 해주어야 한 다고 생각합니다.
학생 사례 1: 실험을 하면서 차근차근 이해를 하며 배우는 것이 과학의 수업이라고 생각한다.
단어로 본 교사와 학생의 효과적인 고등학교 과 학 수업에 대한 생각
효과적인 고등학교 과학 수업 방법에 대한 설문 반응에서 교사들은 179개의 단어를 1009회 사용하여 Table 2. The standard frame that be developed to analyze the students’ and teachers’ cognitive frame about efficient teaching method.
Category Domain Factor(Coding)
Achievement Ability
Thinking Scientific thinking (Acqsc), Critical thinking (Acqcr), Convergence thinking (Acqco), Creative thinking (Acqfl), Integrated thinking (Acqho), Reasonable thinking (Acqre), Intuitive thinking (Acqin) Affective Motive (Aafmo), Curiosity (Aafcu), Interest (Aafit)
Social Mutual cooperation (Asocw), communication (Asocc), Decision making (Asodm), Mutual respect (Asoor)
Skill Inquiry ability (Askia), Scientist characte r(Askiq), Problem solving (Askps), Career exploration (Askcs)
Teaching Method
Creativity Character Activity
Field trip (Lcnft), Subject study (Lcntr), Experiment (Lcnla), Investigation (Lcniv), Discussion (Lcndi)
Teaching Strategy
Didactic lecture (Lstle), Presentation (Lstpr), Questioning (Lstqe), Debate (Lstde), Group activity (Lstgr), Writing (Lstwr), Storytelling (Lstsl)
Teaching Aids
Text Tool Library catalog (Mtebc), Reading materials (Mterm)
Not Text Tool Model (Maimd), Multimedia materials (Maiml), Software materials (Maisw)
각 단어별 평균 5.6회의 절대빈도를 보였고, 학생들 은 82개의 단어를 616회 사용하여 각 단어별 평균 7.5회의 절대빈도를 보였다. 즉, 효과적인 고등학교 과학 수업 방법에 대해 서술할 때 학생들은 교사들 에 비해 적은 수의 단어들을 반복하여 사용하였다.
이는 교사들이 학생들에 비해 다양한 단어들을 통해 효과적인 고등학교 과학 수업 방법에 대해 인식하고 있을 뿐만 아니라 그들이 형성하고 있는 개념 체계 가 학생들에 비해 규모가 크고 복잡하다는 것을 의 미한다. 그리고 두 집단의구성원들이 효과적인 고등 학교 과학 수업 방법에 대해 서술할 때 사용한 단어 들에는 수업 방법, 수업 내용에 대한 특성과 수업에 대한 결과에 대한 자신들의 의견이 포함되어 있다.
그들이 사용한 단어들을 살펴보면 교사들은 ‘탐구 (100회, 9.9%)’, ‘실험(89회, 8.8%)’, ‘내용(34회, 3.4%)’,
‘토론(34회, 3.4%)’, ‘실생활(33회, 3.3%)’ 등의 단어 순으로 절대빈도가 높았고, 학생들은 ‘실험(191회, 31.0%)’, ‘이해(47회, 7.6%)’, ‘이론(31회, 5.0%)’, ‘흥 미(20회, 3.2%)’, ‘실습(15회, 2.4%)’ 등의 단어순으 로 절대빈도가 높았다(Table 3). 교사와 학생 집단 모 두 고등학교 과학을 구성하는 내용은 실생활과 관련 된 개념이나 이론으로 구성되어져야 하며 수업을 통 하여 이를 이해하는 것이 중요하다고 인식하고 있다.
고등학교 과학 수업에서 개념이나 이론을 이해하는데 효과적인 방법으로 두 집단 모두 ‘탐구’라는 활동 중 요하게 인식하고 있다. 다만 교사들은 탐구와 실험을 구분하여 서술한 반면 학생들은 탐구를 대표하는 ‘실 험’과 ‘실습’으로 서술하고 있다. 그리고 교사 사례와 학생 사례에서 보듯이 교사와 학생 모두는 실험 및 실습 중심의 수업이 모든 것을 해결해 줄 수는 없고 기초적인 지식은 실험 수업과 병행하여 강의식의 수 업이 필요하다고 반응하고 있다(교사 사례 2, 학생 사례 2). 이 때 교사들은 학생들에게 토론 활동의 기 회를 제공함으로써 수업 내용을 쉽게 이해시킬 수 있다고 인식하고 있는 반면 학생들은 시각적 자료를 보여주고, 알기 쉬운 예를 들어 논리적으로 설명하면 과학에 대한 흥미가 높아져서 이해가 쉬워질 것이라 고 인식하고 있다. 이러한 두 집단 구성원들의 인식 은 2009 개정 교육과정 고등학교 ‘고등학교 과학’에 서 학생이 과학에 대한 흥미를 느끼고 자연을 통합 적으로 이해하는데 초점을 두고 있으며, 이를 위해서 학생들의 선수학습이 부족하거나 학생에게 어려운 과 학 개념일지라도 적절한 수준에서 소개하면서 학습할
수 있도록 이야기 형식(storytelling)으로 제시하도록 권유하고 있는 것과 유사한 경향을 보인다(교사 사례 3). 다만 교사들은 고등학교 과학 수업에서 학생들이 능동적이고 적극적인 태도로 수업에 참여할 수 있는 방식을 효과적인 수업 방식이라고 제시하고 있고(교 사 사례 1), 학생들은 교사들과는 반대로 교사들이 적극적이고 능동적인 태도로 수업을 준비하고 설계하 는 수업 방식을 효과적인 수업이라고 제시하고 있어 서로 상대방의 적극적인 활동을 요구하는 방향으로 인식하고 있다(학생 사례 1, 학생 사례 3).
교사 사례 2: 학령에 따라 초등과학은 탐구(실험) 활동을 통한 수업방식으로 중학과학은 이론적 개념과 탐구활동을 병행하는 방향에서, 고등학교 과학은 이 론중심의 탐구활동으로 진행하는 것이 바람직하다고 생각한다.
교사 사례3: 강의를 통한 정확한 개념 습득과 이를 토대로 개념의 확장 및 응용에 대한 토론, 탐구를 통 한 과학적 절차 습득 및 적용, 이 세 가지가 기본이 라 생각하고, 특히 그 중 강의를 통한 정확한 개념 습득과 탐구를 통한 과학적 절차 습득 및 적용 이 두 가지는 반드시 포함되어야 한다고 생각한다.
학생 사례 2: 가장 효과적인 방법은 기본개념을 암 기보다는 이해위주로 자세하게 가르치고, 적당한 실 험도 병행하여 과학에 대한 흥미와 이해도를 높이는 방식이다.
학생 사례 3: 실험을 하고, 시각적 자료를 보여주 고, 알기 쉬운 예를 들어 풀어서 설명하면 집중력이 올라가고 이해가 쉬워져서 과학이 더 재미있어질 것 같다.
두 집단의 구성원들이 효과적인 고등학교 과학 수 업 방법에 대해 인식할 때 어떤 단어를 핵심적으로 사용하고 있느냐를 서로 비교하기 위해 분석한 위세 중심성과 상대 빈도 분석은 서로 유사한 결과를 보 였다. 먼저 두 집단이 사용한 아이겐값(eigen value) 1이상인 단어들 중에서 교사들과 학생이 공통적으로 사용한 단어는 ‘실험’, ‘실습’, ‘실생활’, ‘사례’, ‘이론’,
‘병행’, ‘내용’, ‘흥미’ 등을 포함하여 18개이고, 교사 들들만이 사용한 단어는 ‘과제’, ‘발표’, ‘토론’, ‘자기 주도’, ‘프로젝트’ 등을 포함하여 27개이다. 그리고 학생들만이 사용한 단어들은 ‘감성’, ‘재미’, ‘참여’
등 3개이다(Fig. 2).
또, 179개의 단어가 사용된 교사들들의 언어네트워 크에서는 단어 사이의 연결(link) 총수가 2882개, 표
준화된 평균 위세 중심성이 16.0으로 나타났고, 82개 의 단어가 사용된 학생들의 언어네트워크에서는 단어 사이 연결 총수가 762개, 표준화된 평균 위세 중심성 이 22.8로 나타났다. 그리고 이들의 언어네트워크에 서 위세 중심성의 표준편차는 교사들들(13.7)보다는 학생(21.9)들의 언어네트워크에서 더 크게 나타났다.
교사들 전체의 언어네트워크에서 ‘탐구(69)’, ‘실험 (57)’, ‘이해(38)’, ‘개념(36)’, ‘이론(34)’ 순으로 위세 중심성이 높게 나타났으며, 학생 전체의 언어네트워 크에서는 ‘실험(87)’, ‘이해(69)’, ‘이론(57)’, ‘흥미 (31)’, ‘실생활(30)’ 순으로 위세 중심성이 높게 나타 났다(Table 3, Fig. 1). 그리고 상대빈도에서 교사들들 은 ‘탐구(8.9)’, ‘내용(3.4)’, ‘토론(2.2)’, ‘기초(2.0)’, ‘현 상(1.6)’ 등의 단어들이 학생들에 비해 높은 값을 보
였고, 학생들은 ‘실험(-22.2)’, ‘이해(-4.4)’, ‘이론(-2.1)’,
‘참여(-1.9)’, ‘재미(-1.3)’ 등의 단어들이 교사들에 비 해 높은 값을 보였다(Table 4). 즉, 고등학교 과학의 효과적인 수업 방법에 대해 서술할 때 두 집단 구성 원들은 모두 ‘탐구’와 ‘실험’, ‘이론’과 ‘개념’ 등의 단어를 핵심적으로 사용하고 있다. 이러한 결과는 언 어네트워크 그래프에서도 찾아볼 수 있는데, 두 집단 의 구성원들은 이러한 단어들을 네트워크의 중심의 위치에서 다른 단어들과 연결시켜 효과적인 고등학교 과학 수업 방법에 대해 표현하고 있음을 알 수 있다.
다만 교사들 집단에서는 ‘활동’, ‘토론’, ‘기초’ 등의 단어들이 위세 중심성 상위 10위 안에 포함되었고, 학생들은 ‘흥미’, ‘실생활’, ‘관찰’ 등의 단어들이 상 위 10위 안에 포함시켜 효과적인 수업 방법을 표현 하고 있다. 이는 빈도 분석에서와 마찬가지로 교사들 집단은 교육 과정에서 제시한 ‘토론’을 반영하여 인 식하고 있으며, 학생들은 실생활에서 쉽게 찾아볼 수 있는 사례들을 제시하여 흥미로운 수업이 효과적인 고등학교 과학 수업이라고 인식하고 있다.
프레임으로 본 교사와 학생의 효과적인 고등학교 과학 수업에 대한 생각
효과적인 고등학교 과학 수업에 대한 고등학교 교 사들과 학생들의 인식 체계가 2009 개정 과학과 교 육과정을 얼마나 반영하고 있는지를 확인하기 위해 프레임 분석을 실시하였다. 프레임 분석에서도 단어 분석과 마찬가지로 절대 빈도 분석, 중심성 분석, 상 대 빈도 분석을 실시하였고, 그 결과는 다음과 같다.
먼저 본 연구자들이 개발한 기준프레임의 36개의 Table 3. The comparison of the word frequencies in students’ and teachers’ cognitive frame about efficient teaching method (F*: frequency)
order
absolute frequency relative frequency
teachers students teachers students
word F* word F word F word F
1 inquiry 100 experiment 178 inquiry 8.9 experiment -22.2
2 experiment 89 comprehension 43 contents 3.4 comprehension -4.4
3 contents 34 theory 26 discussion 2.2 theory -2.1
4 discussion 34 interest 17 basis 2.0 participation -1.9
5 actual life 33 practice 15 phenomenon 1.6 fun -1.3
6 comprehension 33 actual life 14 concept 1.4 explanation -1.3
7 basis 32 participation 13 activity 1.1 interest -1.2
8 theory 30 explanation 12 lecture 1.1 example -1.1
9 activity 23 example 11 thinking 1.1 practice -1.0
10 concept 22 material 11 problem solving 1.0 sensibility -1.0
Table 4. The comparison of the eigenvector centrality in students’ and teachers’ cognitive frame about efficient teach- ing method (EC*: eigenvector centrality)
order
eigenvector centrality
teachers students
word EC* word EC
1 inquiry 69 experiment 87
2 experiment 57 comprehension 69
3 comprehension 38 theory 57
4 concept 36 interest 31
5 theory 34 actual life 30
6 activity 31 example 23
7 contents 29 fun 21
8 discussion 28 observation 15
9 phenomenon 27 principle 15
10 basis 25 participation 14
요소 중에서 교사들은 24개의 프레임 요소를 373회 사용하여 각 프레임 요소별 평균 12.9회의 절대빈도 를 보였고, 학생들은 17개의 프레임 요소를 318회 사용하여 각 프레임 요소별 평균 17.7회의 절대빈도 를 보였다. 이는 효과적인 고등학교 과학 수업 방법 에 대한 두 집단의 인식 체계가 학생들보다는 교사 들이 다양하면서도 넓은 범위로 구성하고 있다고 할 수 있다. 그리고 교사들이 효과적인 고등학교 과학수 업 방법에 대해 서술하는 과정에서 ‘실험(Lcnla, 154 회)’, ‘강의(Lstle, 61회)’, ‘토론(Lstde, 33회)’, ‘흥미 (Aafit, 20회)’, ‘과제연구(Lcntr, 14회)’ 등의 프레임
요소를 많이 사용하였고, 학생들은 ‘실험(Lstde, 200 회)’, ‘강의(Lstle, 43회)’, ‘멀티미디어(Maiml, 16회)’,
‘흥미(Aafit, 14회)’, ‘토론(Lstde, 13회)’ 등의 프레임 요소들을 많이 사용하였다(Table 3). 이로부터 두 집 단 모두 정도의 차이는 있지만 고등학교 과학 수업 을 효과적으로 진행하기 위해 학생들에게 흥미를 유 발하는 것이 매우 중요하다고 인식하고 있음을 알 수 있다. 그리고 고등학교 과학 수업에 대한 흥미를 불러일으키기 위해 교사들은 실험, 과제연구, 조사활 동 등의 창의 인성활동과 강의, 토론, 스토리텔링 (storytelling) 등의 수업 전략이 필요하다고 인식하고 있다. 이에 비해 학생들은 흥미로운 고등학교 과학 수업을 위해 실험, 조사활동 등의 창의 인성활동과 강의, 토론, 질문법, 모둠활동, 발표 수업 등의 수업 전략, 그리고 멀티미디어와 같은 자료 활용이 필요하 다고 인식하고 있다. 즉, 두 집단 모두 실험 수업이 절대적으로 필요하다고 인식하고 있으며, 실험 수업 만으로 얻을 수 없는 과학 지식은 강의를 통해 학생 들에게 이해시키는 것이 중요하다고 인식하고 있다.
특히 학생들은 창의 인성활동 보다는 흥미로운 수업 전략의 도입을 더 선호하고 있다고 할 수 있다. 뿐만 아니라 효과적인 고등학교 과학 수업을 통해 두 집 단이 지향하는 목표도 다르게 인식하고 있는데, 교사 들은 문제해결능력과 탐구능력을 중요하게 인식하고 있는 반면 학생들은 진로선택을 중요하게 인식하고 있다. 이러한 결과는 효과적인 고등학교 과학 수업에 대해 교사들은 교육과정을 배경으로 접근하고 있는 Fig. 1. The semantic network of science teachers (a) and high school students (b) about efficient teaching method (Size of node means the value of eigenvector centrality)
Fig. 2. The comparison of the words in students’ and teach- ers’ cognitive frame about efficient teaching method.
반면 학생들은 현실적으로 입시에 관련시켜 접근하고 있기 때문으로 판단된다.
이런 절대 빈도의 결과는 중심성 분석 결과와도 유사하다. 먼저 24개의 프레임 요소가 사용된 교사들 의 언어네트워크에서는 요소 사이의 연결 총수가 142개(평균 5.9), 표준화된 평균 위세 중심성이 13.1 로 나타났고, 17개의 프레임 요소가 사용된 학생들의 언어네트워크에서는 요소 사이의 연결 총수가 53개 (평균 3.1), 표준화된 평균 위세 중심성이 18.6으로 나타났다. 그리고 이들의 언어네트워크에서 위세 중 심성의 표준편차는 교사들(22.8)보다는 학생(27.7)들 의 언어네트워크에서 더 크게 나타났다. 교사 집단의 프레임에 대한 언어네트워크에서 ‘실험(Lcnla, 94회)’,
‘강의(Lstle, 83회)’, ‘토론(Lstde, 51회)’, ‘흥미(Aafit, 19회)’, ‘조사(Lcniv, 17회)’ 순으로 위세 중심성이 높
게 나타났으며, 학생 전체의 언어네트워크에서는 ‘실 험(Lcnla, 97회)’, ‘강의(Lstle, 87회)’, ‘흥미(Aafit, 35 회)’, ‘멀티미디어(Maim, 31회)’, ‘토론(Lstde, 16회)’
순으로 위세 중심성이 높게 나타났다. 두 집단 모두 실험, 강의, 흥미, 토론 등의 프레임 요소들을 그들의 효과적인 고등학교 과학 수업 방법에 대한 인식 체 계에 강하게 연결하고 있다. 다만 교사들은 창의 인 성활동으로서 조사를 상위 5위 안에 포함시킨 반면 학생들은 교구로서 멀티미디어 자료의 활용을 상위 5위 안에 포함시키고 있다.
두 집단의 반응을 비교하기 위해 산출한 상대빈도 에서 교사들은 ‘토론(Lstde, 4.8)’, ‘과제연구(Lcntr, 3.1)’, ‘강의(Lstle, 2.8)’, ‘탐구능력(Askia, 1.9)’, ‘토의 (Lcndi, 1.9)’, ‘스토리텔링(Lstsl, 1.9)’ 등의 요소들이 학생들에 비해 높은 값을 보였고, 학생들은 ‘실험 Table 5. The comparison of the frame elements in students’ and teachers’ cognitive frame about efficient teaching method.
order
absolute frequency relative frequency eigenvector centrality
teachers students teachers students teachers students
frame F frame F frame F frame F frame EC frame EC
1 Lcnla 154 Lcnla 200 Lstde 4.8 Lcnla -21.6 Lcnla 94 Lcnla 97
2 Lstle 61 Lstle 43 Lcntr 3.1 Maiml -3.7 Lstle 83 Lstle 87
3 Lstde 33 Maiml 16 Lstle 2.8 Lstqe -0.8 Lstde 51 Aafit 35
4 Aafit 20 Aafit 14 Askia 1.9 Lstgr -0.8 Aafit 19 Maiml 31
5 Lcntr 14 Lstde 13 Lcndi 1.9 Askcs -0.6 Lcniv 17 Lstde 16
6 Lcniv 10 Lstqe 6 Lstsl 1.9 Maisw -0.6 Askia 14 Lstgr 15
7 Askps 8 Lstgr 5 Askps 1.8 Askiq -0.3 Maiml 11 Lcntr 12
8 Askia 7 Lstpr 5 Lcniv 1.7 Mterm -0.1 Lcndi 11 Lstpr 10
9 Lcndi 7 Lcniv 3 Aafcu 1.6 Maimd 0.0 Lstpr 10 Acqfl 7
10 Lstsl 7 Askcs 2 Acqfl 1.0 Lstpr 0.0 Askps 10 Lstqe 6
Fig. 3. The semantic network of the frame elements in science teachers’ (A) and high school students’ (B) cognitive frame about efficient teaching method.
(Lcnla, −21.6)’, ‘멀티미디어(Maiml, −3.7)’, ‘질문 (Lstqe, −0.8)’, ‘모둠학습(Lstgr, −0.8)’, ‘진로선택 (Askcs, −0.8)’, ‘소프트웨어(Maisw, −0.8)’ 등의 요소 들이 교사들에 비해 높은 값을 보였다. 이로부터 교 사들은 학생들이 주도적으로 활동에 참여하는 토론이 나 과제 연구와 같은 프레임을 중요하게 인식하고 있는 반면, 학생들은 교사들이 준비하여 제시하는 멀 티미디어 자료나 소프트웨어와 같은 프레임을 중요하 게 인식하고 있다. 즉, 두 집단은 모두 상대방이 적 극적으로 수업을 이끌 수 있는 수업이 효과적인 고 등학교 과학 수업이라 인식하고 있다.
또한 두 집단이 공통적으로 사용한 프레임 요소는 목표능력 범주에서 3개, 학습방법 범주에서 9개, 자 료 활용 범주에서 2개 등 총 14개이다. 이들은 목표 능력의 범주에서 창의적 사고(Acqfl), 흥미(Aafit), 문 제해결(Askps) 등의 요소들, 학습 방법의 창의인성활 동에서 견학(Lcnft), 과제연구(Lcntr), 실험(Lcnla), 조 사(Lcniv) 등의 요소들, 학습 방법의 수업전략 범주 에서 강의(Lstle), 발표(Lstpr), 질문법(Lstqe), 토론 (Lstde), 모둠활동(Lstgr) 등의 요소들, 자료 활용의 범주에서 읽기자료(Mterm), 멀티미디어 자료(Maiml) 등의 요소들이 포함되었다. 교사 집단에서만 사용한 프레임 요소는 총 10개로서 목표능력의 범주에서 7 개, 학습 방법의 범주에서 2개, 자료 활용의 범주에 서 1개의 요소가 포함되었다. 7개의 목표능력 범주의 프레임 요소들은 인지적 범주에서 과학적 사고 (Acqsc), 융합적 사고(Acqco), 통합적 사고(Acqho), 정의적 범주에서 동기(Aafmo)와 호기심(Aafcu), 사회 적 범주에서 의사소통(Asocc), 기능적 범주에서 탐구 능력(Askia) 등이 포함되었다. 또, 2개의 학습 방법 범주의 프레임 요소들은 창의 인성 활동 범주에서 토의(Lcndi), 수업 전략 범주에서 스토리텔링(Lstsl)이 포함되었고. 1개의 자료 활용 범주의 프레임 요소는 텍스트 자료 범주에서 도서 목록(Mtebc)이 포함되었 다. 반면 학생 집단에서만 사용한 프레임은 3개로서 목표 능력의 범주에서 2개와 자료 활용의 범주에서 1개의 요소가 포함되었다. 2개의 목표 능력 범주의 프레임 요소는 기능적 범주에서 과학자 인성(Askiq) 과 진로선택(Askcs)이 포함되었다. 그리고 1개의 자 료 활용 범주의 프레임 요소는 교구 범주의 소프트 웨어(Maisw)가 포함되었다. 또한 두 집단에서 모두 사용하지 않는 프레임 요소는 모두 9개로서 목표능 력의 인지적 범주에서 비판적 사고(Acqcr), 합리적
사고(Acqre), 직관적 사고(Acqin) 등 3개 프레임 요 소, 목표능력의 사회적 범주에서 상호협력(Asocw), 의사결정(Asodm), 상대방 존중(Asoor) 등 3개의 프 레임 요소, 학습방법의 수업 전략 범주에서 글쓰기 (Lstwr) 요소 1개, 자료 활용의 교구 범주에서 모형 (Maimd) 요소 1개가 포함되었다(Fig. 4). 이러한 결 과로부터 두 집단이 인식하고 있는 효과적인 고등학 교 과학 수업은 학습 방법의 창의 인성활동과 수업 전략의 범주에 집중되고 있음을 알 수 있다. 그리고 학생들에 비해 교사 집단은 효과적인 고등학교 과학 수업을 목표 능력에 해당하는 인지적, 정의적, 사회 적, 기능적 프레임 요소와 연결시켜 인식하고 있음을 알 수 있다. 다만 두 집단 모두 2009 개정 과학과 교육과정에서 제시하고 있는 비판적 사고, 창의적 사 고, 합리적 사고, 직관적 사고 등의 인지적 사고 능 력 범주에 해당하는 요소와 상호 협력, 의사 결정, 상대방 존중 등 사회적 범주에 해당하는 요소, 그리 고 수업 전략의 글쓰기 요소와 자료 활용의 모형 요 소 등은 그들의 효과적인 고등학교 과학 수업 방법 에 대한 인식 체계에 연결시키지 못하고 있다.
결 론
본 연구는 교육 현장에서 고등학교 과학 수업을 진행할 때 효과적인 방법에 대해 고등학교 교사들과 학생들이 어떻게 인식하고 있는 지를 알아보기 위한 것이다. 이를 위해 사회네트워크 분석 방법을 기반으 로 하는 언어네트워크 분석법을 활용하여 그들이 고 Fig. 4. The comparison of the frame elements in students’
and teachers’ cognitive frame about efficient teaching method.
등학교 과학 수업과 연결시키고 있는 단어와 인지프 레임을 분석하였다. 이 연구를 통해 얻은 결론은 두 가지 측면에서 시사점을 갖는다. 하나는 교사들과 학 생들이 효과적인 고등학교 과학 수업 방법에 대해 인식하고 있는 프레임은 그들이 기대하는 성취 능력, 선호하는 수업 방법, 수업에 활용하는 수업 자료 등 의 측면에서 서로 다른 구조를 가지고 있다는 것이 고, 다른 하나는 교사들과 학생들 모두 고등학교 과 학과 교육과정을 충분히 인식하지 못하고 있다는 것 이다.
먼저 교사들은 공급자의 입장에서 과학 교육의 타 당성과 가치를 기준으로 학생 활동 중심의 수업을 기대하고 있는 반면, 학생들은 수요자의 입장에서 충 분한 자료들을 교사가 준비하여 재미있는 수업을 전 개해 주기를 기대하고 있다. 그리고 효과적인 고등학 교 과학 수업에 대해 두 집단이 지향하는 목표도 교 사들은 문제해결능력과 탐구능력을 중요하게 인식하 고 있는 반면 학생들은 진로선택을 중요하게 인식하 고 있다. 뿐만 아니라 교사들은 고등학교 과학과 교 육과정을 배경으로 하는 사고를 지니고 있는데 흥미 로운 고등학교 과학 수업도 중요하지만 수업을 통해 얻어야 하는 결과도 중요하기 때문에 다소 학생들이 싫어하는 토론이나 과제연구 등을 고등학교 과학 수 업에 적절하게 도입해야 한다고 인식하고 있다. 이에 반해 학생들은 고등학교 과학 수업에서 교사들이 흥 미로운 수업 전략을 도입하는 것이 우선되어야 하며 이를 통해 학생들의 이해를 향상시킴으로써 대학 입 시를 준비하는데 좋은 결과를 기대하는 현실 중심의 사고를 하고 있다. 즉, 교사와 학생들의 고등학교 과 학 수업에 대한 프레임에는 고등학교 과학 수업에서 교사가 과학적 지식을 학생들에게 전달하고 학생은 그 지식을 이해하여 대학 입시에 도움을 받고자 하 는 사고가 중요하게 연결되어 있다. 이러한 두 집단 의 고등학교 과학 수업에 대한 인식의 차이는 그들 이 어느 것을 우선하여 프레임을 구성하는 지의 차 이일 뿐 어느 집단이 더 옳고 그른지를 판단하기는 곤란하다. 다만 좋은 고등학교 과학 수업을 학생과 교사 사이에서 교육과정 내용이 상호 결합되고 조절 되어 학생들을 지적 정서적으로 만족시키는 것이라고 정의한다면, 학생들이 고등학교 과학 수업 내용에 대 한 흥미를 갖고 적극적으로 참여할 수 있게 하는 것 은 지식의 전달과 사고를 향상시키는 데 매우 중요 하다. 그러나 현재 고등학교 과학 수업에서는 과학
교육의 핵심이라고 할 수 있는 탐구 능력을 향상시 키기 위한 과정, 높은 수준의 사고를 유발할 수 있는 질문, 동기 유발을 위한 문제 제시, 학생들의 적극적 이고 능동적인 태도 등이 무시되고 있어 학생들의 과학에 대한 흥미를 유발하기에는 역부족이라 할 수 있다. 특히 현행 대학 입시 제도에서 수능 시험의 영 향력이 크게 작용하지만 고등학교 과학 과목이 수능 과목에서 배제되는 환경에서 창의 인성 교육을 위한 고등학교 과학 수업이 진행되기가 어려운 것이 사실 이다. 또한 좋은 고등학교 과학 수업이 수업을 진행 하기 위해서 학생들의 흥미만으로는 충분히 완성시킬 수도 없다. 그럼에도 불구하고 좋은 고등학교 과학 수업을 학생들에게 제공하는 것이 과학 교사의 역할 이라고 한다면 고등학교 과학 수업을 통해 얻고자 하는 목표에 대한 타당성을 학생들에게 인식시키는 것이 우선해야 한다. 그리고 교사는 교육과정의 변화 를 명확히 이해하여 학생들이 학습 동기를 가질 수 있는 학습 자료, 높은 사고의 수준이 필요한 질문이 나 문제, 학생들이 적극적으로 수업에 참여할 수 있 는 수업 전략 등을 개발하여 고등학교 과학 수업을 운영할 필요가 있다.
두 번째 시사점은 교사들과 학생들 두 집단은 그 정도의 차이는 있지만 2009 개정 과학과 교육과정을 충분히 반영하지 못한 인지프레임을 가지고 있다는 것이다. 두 집단 구성원들은 2009 개정 과학과 교육 과정에서 학생이 과학에 대한 흥미를 느끼고 자연을 통합적으로 이해하는데 초점을 두고 있으며, 이를 위 해서 학생들의 선수학습이 부족하거나 학생에게 어려 운 과학 개념일지라도 적절한 수준에서 소개하면서 학습할 수 있도록 이야기 형식(storytelling)으로 제시 하도록 권유하고 있는 것과 유사한 인지프레임을 가 지고 있다. 그러나 두 집단 모두 2009 개정 과학과 교육과정에서 제시하고 있는 비판적 사고, 창의적 사 고, 합리적 사고, 직관적 사고 등의 인지적 사고 능 력 범주에 해당하는 요소와 상호 협력, 의사 결정, 상대방 존중 등 사회적 범주에 해당하는 요소, 그리 고 수업 전략의 글쓰기 요소와 자료 활용의 모형 요 소 등은 그들의 효과적인 고등학교 과학 수업 방법 에 대한 인식 체계에 연결시키지 못하고 있다. 즉 두 집단은 효과적인 고등학교 과학 수업에 대해 비록 모든 대범주 요소를 포함하여 그들의 인지프레임을 구성하고 있지만 주로 학습 방법의 창의 인성활동과 수업 전략의 범주에 집중되고 있다. 특히 2009 개정
교육과정은 융합형 교육을 통해 분과적 교육의 한계 를 넘어서 학생들에게 과학의 본성을 이해시키는 동 시에 미래 과학 사회가 요구하는 창의성과 인성을 고루 갖춘 합리적 인재를 양성하는 것을 목표하고 하고 있는데, 두 집단은 융합 또는 통합이라는 요소 를 그들의 인지프레임에 연결시키지 못하고 있고 여 러 과학 교과의 내용들이 서로 밀접하게 관련되어 있다는 사실을 인식하지 못하고 있다. 이런 교사와 학생의 인식은 분과적 한계를 극복하고자 하는 새로 운 교육과정이 목표를 달성하는데 방해 요소가 될 수 있다. 교육과정이 얼마나 체계적으로 계획되었는 지, 얼마나 의미 있는 내용으로 구성되었는지, 얼마 나 교육과정을 실현할 수 있는 환경이 준비되었는지 등도 중요하지만 그 교육과정을 수행하는 교사와 학 생의 교육과정에 대한 올바른 이해가 교육과정의 완 성에 매우 중요하다고 할 수 있다. 즉, 아무리 훌륭 한 교육과정이라고 하더라고 실제 교실 현장에서 직 접적으로 반영되었을 때 의미 있는 변화를 기대할 수 있다. 그러므로 이런 문제를 해결하기 위해서는 먼저 고등학교 과학에 관련된 모든 사람들이 융합적 사고를 요구하고 있는 시대적 변화를 자발적이고 긍 정적으로 수용하는 것이 우선되어져야 하며, 현재 분 과적 전공 이수로 진행되고 있는 교사 양성과정과 분과적 특성을 지닌 예비교사를 선발하고 있는 교사 임용제도도 현행 교육과정의 특성을 반영할 수 있도 록 다시 점검할 필요가 있다. 그리고 교사들이 고등 학교 과학과 교육과정에 대해 명확하게 이해하고 이 를 실행할 수 있도록 현직 연수를 강화시킬 필요가 있다. 이를 통해 교사들의 전문성이 향상되었을 때 고등학교 과학에 대한 교사들의 부정적인 인식이 긍 정적으로 변화될 수 있을 뿐만 아니라 학생들이 가 지고 있는 인식도 바뀌게 될 것이다.
본 연구는 교사와 학생이 형성하고 있는 인지 프 레임을 통해 고등학교 과학 수업을 어떻게 운영했을 때 효과적인지에 대해 알아보았다. 다만 특정한 교사 와 학생을 연구 대상으로 삼았기 때문에 연구 결과 를 일반화하는데 제한을 받을 수 있다. 따라서 추후 많은 사례를 분석할 수 있는 개선된 다른 방법 통한 연구가 진행될 수 있기를 기대한다.
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Manuscript received: May 7, 2015 Revised manuscript received: July 1, 2015 Manuscript accepted: August 4, 2015
