초등 자연과 영역별 지도

자연과 영역별 지도

 

                                                                                             / 이 동 춘

 

  과분하게 소개받은 이 동 춘입니다. 덩치로 보나 직명으로 보나 강의의 기대가 클 것으로 생각하지만 격에 맞지 않고 말솜씨도 없으니 그저 부담없이 들어주기 바랍니다. 3시간을 어떻게 때울까를 무척 고민했으나 별다른 수가 없어 첫시간은 자연과 영역별 지도를,  둘째 시간은 과학교육에서의 오개념 지도 내용을, 세째시간은 과학교육 개선 방안에 대한 새로운 시각을 저의 평소 느낀 대로 말씀드리고자 합니다.

여기 1정, 2정 교사가 되기 위해 이런 고생을 합니다만 1정교사는 학교의 중견교사가 되는 길이므로 보다 넓게 보고 생각하며 조망하는 눈을 이번 기회에 기를 수 있도록 힘쓰는 기간이 되었으면 합니다.

 

1. 자연과 영역의 변화

 

1946-1954 교수요목기-이과

1954-1963 1차교육과정기 - 생물, 자연변화, 천체의 움직임, 건강 생활, 기계와 연모, 자연이용과 보호 (6개)

1963-1973 2차교육과정기 - 생물, 천문지학, 인체, 물상 (4개)

1973-1981 3차       “       - 생물, 지구과학, 화학, 물상 (4개)

1981-1987 4차       “       - (자연+산수 1학년). 생물, 변화, 상호작 용, 에너지, 물질 (5개)

1987-1992 5차       “       - 통합교과 (슬기로운생활 1,2). 생명, 운동과 에너지, 물질, 변화, 상호작용 (5개)

1992-        6차       “        - 통합교과: 슬기로운생활(자연+사회 1,2 학년)

                                        지식영역 - 물질, 운동과 에너지, 생명, 지구 (4개)

                                        탐구영역 - 관찰, 분류, 측정, 의사소통, 예상, 모형 사용, 자료해석, 실험, 실험기구 다루기 (9개)

  가. 지식영역의 개념

 

( 1) 물질 (화학 영역)

물체와 물질, 분자, 원자, 물질의 성질, 물질의 확인, 물질의 분리, 물질의 변화 등 화학적 요소를 주로 다룸

(2) 운동과 에너지(물리 영역)

물체의 운동과 모양 변화, 에너지와 그 이동, 물체들의 상호작용, 물체의 운동과 시간 위치 변화, 중력, 전류, 전자기력, 에너지의 변환 등 물리적 요소

(3) 생명(생물 영역)

동식물, 광합성, 생육, 성장, 번식, 자극과 반응, 환경적응, 한살이, 생물과 환경, 구조와 기능, 몸과 건강 등 생물적인 요소

(4) 지구(지구과학 영역)

지구의 자전과 공전, 태양계, 은하계. 우주, 별의 생성과 별자리 등 지구과학적 요소

 

  나. 탐구영역의 개념

 

(1) 관찰

 

관찰은 감각적 경험의 단순한 기록이다.관찰할 때 오관을 사용하고 자료를 모을 때 주로 관찰 기술을 사용한다. 관찰은 과학의 첫걸음이며 도구이다. 예로서 물고기 지느러미 그리기 문제에서 6학년들이 정답자가 없거나 2-3% 밖에 없다. 관찰하는 방법 훈련이 반드시 필수적이다.

(2) 분류

 

분류는 사물의 속성에 따라 같은 범주로 Items을 구분하여 모으고 나누는 것이다. 사물의 속성에 따라 일반적인 것에서 매우 특수한 것까지 여러 가지 수준 차로 분류되는데 분류도 세밀한 관찰이 따르지 않으면 안된다.

(3) 측정

 

수량적으로 표현할 수 있는 관찰의 과정이다. 측정값은 SI 단위계를 사용한다.( c.g.s M.K.S단위 )

(4) 의사소통

 

의사소통은 다른 사람과 정보를 교환하는 과정이다. 말,글,비언어적 기호 등 여러 가지 형태로 이루어질 수 있다. 자연을 탐구하는 동료들 간에 의사소통은 과학을 발전하게 하는 중요한 요소이다. 기록, 발표, 토의, 보고서 쓰기, 신호 등이 그것이며 상호관계를 밝히는 것이다.

(5) 예상

 

예상은 가설 검증으로 얻어질 발전된 결과를 기술하는 과정이다. 가설은 사실을 측정한 후 데이터를 가지고 규칙성과 원리를 찾는 중의 잠정적인 일반화 과정이며, 추리는 있을 수 있는 경우를 모두 나열해 놓고 하나하나 점검하면서 이유를 설명하는 과정이다.

(6) 모형 사용

 

과학에서 사용되는 모델은 눈에 보이지 않는 사물의 속성을 이해하기 쉽도록 시각화하거나 문자나 기호 모형으로 나타낸 것이다. 원자 분자 실험,화산 실험 등이 바로 그런 것이다. 모델의 개발은 과학의 기초 개념 학습에 가장 유용한 학습이다.

(7) 자료해석

 

자료해석은 관찰이나 측정,실험으로 얻어진 자료들을 분석하고 그래프, 도표 등으로 나타내어 보는 등으로 의의있는 관계나 경향을 찾아내는 것이다. 탐구 활동은 이 과정을 통해서 새로운 것을 얻을 수 있고 원리나 법칙을 발견하며 이론을 정립하는 과정이다.

(8) 실험

 

실험은 잠정적인 해답(가설)을 검증하기 위하여 자연 현상을 인위적으로 일어나게 하면서 관찰하는 과정이다. 이때 여러 변인을 통제하면서 여러 변인간의 관계를 조사한다. 지금까지 실험이 과학 수업의 전부인 것처럼 시행해 왔고,결과 확인의 수단으로 사용되어 왔다.

(9) 실험기구 다루기

 

실험을 바르게,안전하게 하기 위해서는 실험기구를 바르게 다룰 줄 알아야한다. 실험기구 사용법이 서투르면 실험을 계획하고 준비하고 실험한 결과의 객관성을 유지하기 어렵다. 그러므로 기초적이고 필수적인 실험 기구 사용법을 반드시 익혀야 한다.

기타 영역으로 변인 통제, 가설 설정, 추리, 조작적 정의, 시공간 관계 사용 등 SAPA 탐구과정 항목들이 있고 정의적 영역으로 과학적 태도(문제를 발견하고 해결하려는 태도,개방성,창의성,증거존중,협동성),과학에 대한 태도와 흥미를 들 수 있다.

 

2. 자연과의 영역별 내용체계

 

자연과 내용 체계표

학년 영역내용		3학년	4학년	5학년	6학년
단원		1 수평잡기 2 동물의 한살이 3 식물의 한살이 4 날씨 5 연못의 생물 6 여러 가지 물질 7 돌과 흙 8 전지와 전구	1 빛의 나아감 2 강과 바다 3 작은 생물 4 혼합물의 분리 5 생물과 환경 6 지층과 화석 7 전기회로 8 열과 물체의 변화	1 힘과 연모 2 용해 3 날씨의 변화 4 식물의 구조와 기능 5 산과 염기의 성질 6 몸의 운동과 성장 7 물체의 위치와 운동 8 우주 속의 지구	1 운직이는 땅 2 전류와 자기장 3 분자 4 영양과 건강 5 환경오염과 자연보존 6 계절의 변화 7 산소와 이산화탄소 8 에너지
지식	물질	여러가지 물질	혼합물의 분리	용해, 산과 염기의 성질	분자, 산소와 이산화탄소	환경오염과 자연보호
	운동 과에너지	수평잡기, 전지와 전구	전기회로, 빛의 나아감, 열과 물체의 변화	힘과 연모, 물체의 위치와 운동	전류와 자기장, 에너지
	생명	동물의 한살이, 식물의 한살이, 연못의 생물	작은 생물, 생물과 환경	식물의 구조와 기능, 몸의 운동과 성장	영양과 건강
	지구	날씨, 돌과 흙	지층과 화석, 강과 바다	날씨의 변화, 우주 속의 지구	움직이는 땅 계절의 변화
탐구과정	관찰	식물의 성장, 생물이 사는 곳, 동물의 한 살이, 먹이 사슬, 구름 풍향, 물질의 성질, 돌과 흙, 전구의 밝기	빛의 성질, 비 온후 흐르는 물과 해수에 의한 지면 변화, 작은 생물, 생물의 적응, 암석과 화석, 물체의 팽창, 상태 변화	용해, 안개 발생, 식물의 구조 세포, 인체, 용액 반응, 천체의 움직임, 달의 위치와 변화	녹는 현상, 화산과 지진 현상, 암석, 자석주변에 철가루가 늘어선 모양, 가루물질의 용해, 증발현상, 확산현상, 상태변화시의 부피변화, 산소와 이산화탄소, 탄소의 성질
	분류	연못에 사는 생물	암석	식물, 용액	화성암과 변성암 생활의 쓰레기
	측정	수평을 이루는 거리, 식물의 성장, 양팔저울을 사용한 무게, 온도, 기온, 풍속	물체의 온도	흙과 물의 온도변화, 힘의 크기 온도변화, 시간과 거리	전자석의 세기 태양계, 고도와 그림자의 길이, 기온, 연소시간
	의사 소통 토의	날씨와 생활 물질, 돌과 흙의 이용, 전지가 쓰이는 곳	거울과 렌즈의 이용, 강과 바다의 이용, 작은 생물의 영향, 혼합물의 분리의 이용, 생물이 환경에 적응된 점, 사람생활 환경	연모의 이용 날씨와 생활 성장과정 몸의 기능 산과 연기의 이용	화산과 지진의 피해, 자석의 이용, 오염대책, 환경보존, 산소의 이용, 에너지 절약
	예상 추리	전기회로 전기의 밝기	빗물이 가는 곳 혼합물의 성분 지층의 순서	기체의 액체에 대한 용해, 속력, 밤낮이 생기는 이유	분자의 운동 속도, 분자의 간격과 크기
	모형 사용		모형 화석	행성의 크기와 거리	분자
	자료 수집 처리 조사	날씨, 날씨와 우리생활과의 관계, 여러 종류의 흙	열과 온도 그래프, 동물채집, 전기회로 기호로 나타내기	기압과 공기의 움직임, 시간과 거리의 관계, 그래프, 좌표, 달의 위치와 모양	계절 관련 그래프
	자료 해석	기준점에서의 거리와 무게 관계	그래프 해석	흙과 물의 온도변화, 그래프 해석, 달의 위상 변화	오염실험결과, 월평균 기온, 계절별 밤낮의 길이와 태양의 남중고도 및 기온, 약물 사용
	실험	식물의 성장 조건,동물 채집하기, 동물 기르기, 식물 기르기, 씨앗과 환경, 환경이 연못의 생물에 주는 영향, 흙의 성질, 전지와 전구의 연결	혼합물의 분리, 환경이 작은 생물에 미치는 영향, 흙의 성질, 전기회로, 열과 온도의 관계, 열의 이동	용수철 저울, 용액의 농도, 결정 만들기, 용해되기 전과 후의 무게비교, 기체 모으기, 공기 무게의 확인, 기압과 바람, 물의 증발, 안개 발생, 식물의 기능, 중화, 금속과 산의 반응	자기장의 방향과 세기, 전자석 만들기. 영양소 검출, 몸의 기능, 오염, 기체 모으기, 에너지 전환
	실험기구다루기	온도계, 해부현미경, 알콜 램프	거름강치 꾸미기	윗접시 저울, 현미경

 

 

◎ 내용의 주요 변화

 

 

⑴ 실생활 관련 문제 해결 단원 내용 삽입

⑵ 5학년 생태계 단원 삭제---3,4,6학년에 분산

⑶ 6학년 우리의 몸--- 5학년 몸의 운동과 성장

    6학년 영양과 건강

⑷ 소단원이 없어지고 지식과 탐구 과정 영역으로 분리됨

◐ 영역별 지도상의 문제점

 

가. 전체적 지도 경향

 

ㅇ요리 실습과 같은 실험 수업 전개

ㅇ창의적 사고를 방해하는 발문과 조급한 답변 요구,

ㅇ 탐구 결과 이론에 적합한 결과이어야 정답으로 인정,

ㅇ 장기적인 준비는 주로 학생에 의존,

ㅇ 탐구 과정 훈련 미약,

ㅇ 가까운 주변 환경의 것은 멀리하고 먼 곳의 것을 도입, ㅇ 야간,야외,현장 학습은 주로 생략하고 이론적으로 지도

ㅇ 교사의 교과서 내용의 파악 미비(전문 영역에 대한 지식 연수 필요)

ㅇ 아동의 질문에 부정확한 답변 (모르면 방법 안내 및 대답 유보 자세 요함)

 

나. 영역별 지도 경향

 

(1) 물리

 

ㅇ실험실에서 실험도구가 비치된 것은 실험 학습이 여행됨

ㅇ구체적 실험도구 사용법 미비,측정도구 정밀성 미약

ㅇ움직도르래 설치법 -1~2명만 바르게 설치

ㅇ측정의 기본 무시 (측정기구 사용법,측정 단위 사용,측정수치의 기록과 계속적 누가, 힘의 평형 관계,등)

ㅇ측정시 변인 관계 고려가 잘 안됨 - 표,그래프, 과정 생략 바로 결론 유도

 

(2) 화학

 

ㅇ실험실 학습으로 지도되고 있음

ㅇ실험약품의 조악(공업용 사용 폐해)

ㅇ정량,정성적 지도 미비-실험기구 사용법지도 취약

ㅇ 모델학습과 실제와의 연관관계 지도 미흡

 

(3) 생물

 

ㅇ사전 준비성 미비-사육 재배 단원, 교육 내용의 계절별 재구성 요함

ㅇ동,식물의 한살이 준비 - 1인 1동물,1식물 재배 권장, 학급의 화분은 관상식물 전시장이 되어서는 곤란

ㅇ관찰 방법의 개선 시급

ㅇ현미경 사용이 더 생활화되도록 지도

ㅇ야외학습 기회 적음(나가서 관찰해라.만으로는 곤란)

 

(4) 지구과학

 

ㅇ천체 학습 영역 지도 미비 (야간학습을 해 보는가?)

ㅇ암석,날씨변화 지도 미비 (왜 학교,지역에 산재한 암석은 알려고 하지 않는가?)

ㅇ우주,태양계 모델 학습 미비

ㅇ별자리 관련 학습 - 무슨 의미가 있는가를 지도 해야 함

 

3. 과학 교육에서의 오개념 문제

 

가. 사례

 

ㅇ 낙하속도 - 진공에서의 같은 무게에서 금속과 솜의 낙하 속도-금속이 먼저 떨어진다는 생각

ㅇ 달의 운석공을 분화구로 생각

ㅇ 모든 세포는 현미경으로 볼 수 있다는 생각

ㅇ 침대는 과학이다

나. 오개념(誤槪念)이란?

 

학생들이 지니고 있는 개념 중 현재의 개념과 다른 개념을 오개념(Misconception)이라함

 

다 오개념에 관련된 교수-학습 이론

⑴ 행동주의 교수-학습 이론

 

Watson, Thorndike, Skinner

백지 상태(Tabularasa)에서 학습. 단지 주어진 경험에의 결과에 따른 외형적인 행동의 변화라고 본다. 학습자의 역할보다 교사의 가르치는 기술에 중점을 둔다. 사전 개념이나 학습 과정 중의 어려움은 무시함

⑵ 인지 구조 학습 이론

 

Ausubel, Piaget (구성주의자 Constructivist)

사전 지식이나 신념이 무엇을 지각할 것인가를 결정하는 중요한 역할을 한다. 한가지 관찰 사실도 학습자에 따라 다르게 인식할 수 있으므로 선행된 이론이나 개념 구조를 중심으로 변화한다. 인지 구조의 질적인 변화

Piaget는 학습은 동화,조절,평형화 과정을 거치면서 외부 환경과 능동적인 상호 작용 과정으로 본다. 따라서 아동의 고유한 개념은 틀릴 수도 있다.

Ausubel:유의미 학습 이론(개념 학습), 학생들이 가진 기존 개념(사전 개념,Preconception) 체계가 교수-학습에 가장 중요한 역할을 한다고 강조. 자발적으로 형성된 개념 구조는 놀랄만한 변화에 저항적이고 끈질기게 살아 남는 특징이 있다고 함.

학생들은 상호 작용 과정에서 학습 내용을 의미있게 받아들일 수도 아예 거절할 수도 있다. 이것이 오개념이다.

 

라 오개념의 특성

 

오개념은 어릴 때부터 계속적으로 환경과 상호 작용하는 과정에서 형성되어 자신의 틀린 개념을 틀리다고 인식하지 못하며, 이로 인해 바른 학습이 이루어 지지 않거나 학습한 것이 왜곡되거나 거부되기도 한다. 그러므로 학생의 오개념을 파악하는 것이 학습 전에 교사가 파악할 일이다.

 

마. 오개념 형성 원인

 

 

⑴ 인지 구조적 요인

 

Striker는 새로운 개념을 학습할 때 기존 개념 체계(인지 구조)를 이용하므로 학습에 영향을 미친다고 함.

 

⑵ 환경적 요인

 

Ivowi는 개인적 경험 부족,교과서,교사의 오인,TV 등이 있다고 함.

 

ㅇ 물리적 환경요인

 

선풍기 앞에 둔 얼음은 잘 녹지 않을 것이다.

 

ㅇ 교육적 환경요인

 

교과서,교사의 무관심한 대답,부모의 가정 교육 등에서 발생

 

ㅇ 사회적 환경요인

 

언어,문화적 요인-언어,TV-‘특수아’에 영재는 포함시키 지 않는 경향

 

⑶인지 과정적 요인

 

인지 과정에서 감각,지각,기억,상상,판단,추론 등의 사고 과 정에서 생성

 

바. 오개념 치료 방안

 

 

ㅇ 학습자의 오개념 사전 파악

ㅇ 오개념을 불러 올 애매하고 평이한 수업 지양

ㅇ 교수 용어의 정확한 선택

ㅇ 교재의 면밀한 분석

ㅇ 오개념이 있을 수 있는 학습 내용 반복적 학습과 유의미 한 동기 부여

 

4. 과학 탐구력 배양을 위한 교사의 새로운 시각과 자세

 

ㅇ최근 과학 교육의 동향-열린 교육으로

가. 교실에서--> 야외로, 선진 시설로, 자율 학습으로, 역할 학습으로, 문제 해결 학습으로, 심화 학습으로, 소집단 협 력 활동으로, 개별화된 창의력이 발휘되도록, 토론과 협력 으로, 도서관, 실험실, 학습원이 통제 받지 않고 이용되는 장소로, 교사가 언제나 친절히 안내해 주는 것으로, 전문 인사를 초청 선생님으로

나. 체험 학습 중심으로---- 1인 1평 가꾸기(유기 농법으로), 내가 좋아하는 동물 1가지,식물 1가지 반드시 기르기 (생 명 교육,책임 관리,관찰 교육,정서 교육,기술 교육,환경 교육 차원), 별자리 관찰(자기 별자리 갖기), 천체 망원경, 컴퓨터,현미경 등 개인 가정 실험실 갖추기, 환경,과학 캠 프 참여 유도, 젓가락 사용,칼로 연필 깎기, 자기 놀이 기 구 스스로 만들어 쓰기, 품평회,

관찰 기록장 기록 -사진,VIDEO, 녹음

다. 평가가 바뀌지 않으면 교육은 바뀌지 않는다-- 과정 평 가,체크리스트 법 활용, 결과의 이론보다 과정을, 성실히 창의적으로 잘하는 어린이에게 더 높은 점수를 주자.

라. STS 방법 확대--- 실생활에 도움되는 과제 선택 , 학생 주도 과제 해결, 탐구 방법 훈련 기회,탐구 과정 훈련, 기존 출품된 과학전 작품을 답습하여 다시 실험해 보기,객관적

자료 제시 습관 배양 등

마. 과학 게임 고안--- 새 이름 외우기 대회, 현미경 조작 대 회, 컴퓨터 빨리 치기 대회,나무 이름 알아 맞추기 대회, 동 물 올림픽 대회, 자연 올림픽 대회, 풀 이름 빨리 찾기 대회, 암석 이름 알아 맞추기, 나무 토막 (동전) 높이 쌓기, (1등에게는 학교 기네스북 기록으로 신기록 유도) 등

바. 모자가 함께 하는 탐구 과제 제시--- 모자 과학 교실, 가 족 탐구 과제 발표회, 어머니 교실 교육시 안내 유도, 모자 컴퓨터 교실, 등

이상 세 시간 동안 지루한 강의 듣느라고 수고했습니다. 저가 이야기한 내용을 한마디로 요약하면 과학교육의 방법을 지금의 방법에서 바꾸지 않으면 미래를 살아갈 주인공들이 항상 선생님을 원망하리라 생각되어 학교 현장에서 창의적인 방법을 많이 적용하고 열성과 노력으로 안내하자는 것입니다.

여러분들은 이 연수를 마치고 나면 학교의 유능한 중견교사가 되리라 자성예언하면서 새해에 건강과 만남, 사랑과 큰 덕이 함께 하기를 빕니다. 감사합니다.