교육학석사학위논문 과학과교육과정성취기준의 인지적영역분석및서술방법제언 년 월 서울대학교대학원 과학교육과물리전공 송은정

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교육학석사학위논문 과학과교육과정성취기준의 인지적영역분석및서술방법제언 년 월 서울대학교대학원 과학교육과물리전공 송은정

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1. 중요한사실및원리의이해 2. 믿을만한정보원에대해익숙할것 3. 자료의해석력 4. 원리의적용력, 5. 학습연구및그결과보고의기능 6. 넓고원숙한흥미 7. 사회적태도 (Tyler, 1949( 이홍우, 1995에서재인용 )) - 8 -

1.0 지식 (knowledge) : 기억이나재생에의해아이디어나자료또는현상을기억해내는행동 2.0 이해 (comprehension) : 자료나기호, 언어의의미를파악하는능력으로번역, 해석, 추론등을포함 3.0 적용 (application) : 과거에학습한자료나내용을새로운구체적상황에사용할수있는능력 4.0 분석 (analysis) : 여러가지요소나부분을전체로서하나가되도록묶는능력 5.0 종합 (synthesis) : 여러가지요소나부분을전체로서하나가되도록묶는능력 6.0 평가 (evaluation) : 특정의목적을갖고아이디어, 작품, 해결책, 방법, 자료의가치를판단하는능력 (Bloom, 1956( 김소연, 2009에서재인용 )) - 9 -

1. 기억하다 장기기억으로부터관련된지식을인출한다. 2. 이해하다 구두, 문자, 그래픽을포함한수업메시지로부터의미를구성하다. 3. 적용하다 특정한상황에어떤절차들을사용하거나시행한다. 4. 분석하다 자료를구성부분으로나누고, 그부분들간의관계와부분과전체구조나목적과의관계가어떻게되어있는가를결정한다. 5. 평가하다 준거나기준에따라판단한다. 6. 창안하다 요소들을일관되거나기능적인전체로형성하기위해종합한다 ; 새로운유형이나구조로재조직한다. (Anderson et al., 2005). - 10 -

제 3 차교육과정의시기 (1973~1987) (1) 물질의특성질량을조작적으로정의하게하고, 그보존을이해시키며, 밀도, 녹는점, 끓는점및용해도등물질의특성을알게한다. ( 가 ) 질량, 밀도 ( 나 ) 녹는점과끓는점 ( 다 ) 용해 (2) 물질의분리물질의특성을이용하여기체, 액체등의혼합물에서순수한물질을분리하는방법을알게한다. ( 가 ) 기체의분리 ( 나 ) 액체의분리 ( 다 ) 분별증류 ( 라 ) 부분결정 - 11 -

(3) 화합물과원소화합물을분해하여원소의개념을이해시키고, 정비례의법칙이성립함을알게한다. ( 가 ) 물의전기분해 ( 나 ) 화합물 ( 다 ) 정비례의법칙 ( 라 ) 원소 (4) 지구의물질과지표의변화지구를구성하는물질들을조사하고, 육지와바다는긴세월에걸쳐서계속변화한다는것을이해시킨다. ( 가 ) 지구의구성물질 ( 나 ) 육지의물과지표의변화 ( 다 ) 바다의물과지표의변화 (5) 생물의종류육지, 바다등환경에따른생물체의구조와생활방식의특징을알게하고, 생물분류의대강을알게한다. ( 가 ) 육지의생물 ( 나 ) 수중의생물 ( 다 ) 생물의분류 3 차과학과교육과정중학교 1 학년 내용 에서발췌 ( 문교부, 1973) - 12 -

제 4 차교육과정의시기 (1981~1987) 와제 5 차교육과정의시기 (1987~1992) 가 ) 대기와물의순환 (1) 태양에너지 (2) 대기와해수의운동 (3) 물의순환 (4) 일기와기후지구의복사평형, 대기의상태, 대기의순환, 해수의성질과운동, 물의순환, 일기변화와기후를다룬다. 나 ) 주변의생물 (1) 식물의종류와생활 (2) 동물의종류와생활종자식물, 고사리류, 이끼류, 균류, 조류, 척추동물, 극피동물, 절지동물, 연체동물, 환형동물, 편형동물, 강장동물, 원시생물등에서대표적인생물의구조, 생활방식및생식법등을다루고, 그분류방법과계통수를다룬다. 다 ) 물질의특성과분리 (1) 물질의특성 (2) 물질의분리질량의보존, 고체의밀도, 녹는점과끓는점, 용액의퍼센트농도, 용해도, 고체혼합물의분리, 액체혼합물의분리, 수용액에서의물의분리, 수용액에서의기체의분리를다룬다. 라 ) 힘과운동 (1) 여러가지힘 (2) 힘과운동과의관계 (3) 여러가지운동여러가지힘, 크기와방향, 두힘의평형, 힘과물체의속도변화, 낙 - 13 -

화운동, 주기운동, 원운동등의현상을다룬다. 4 차과학과교육과정중학교 1 학년 내용 에서발췌 ( 문교부, 1981) 제 6 차교육과정의시기 (1992~1997) (1) 지각의물질과변화지각의물질과변화과정및지질시대의환경을이해하게한다. ( 가 ) 지식 : 광물, 암석, 지표의평탄화작용, 지각변동, 대륙이동, 지층과화석, 지질시대의환경과생물 ( 나 ) 탐구활동 : 암석관찰, 광물관찰, 침식및퇴적에관한실험, 화석관찰 - 14 -

(2) 주변의생물주변생물의종류, 구조, 생활양식을이해하게한다. ( 가 ) 지식 : 종자식물, 양치식물, 선태식물, 균류, 조류, 척추동물, 절지동물, 연체동물, 환형동물, 원생동물 ( 나 ) 탐구활동 : 식물의구조관찰, 식물의분류, 동물의구조관찰, 동물의분류, 현미경의사용방법 (3) 물질의특성과분리물질의특성을이해하게하고, 이를활용하여혼합물을분리하게한다. ( 가 ) 지식 : 끓는점, 어는점, 밀도, 용해도, 분별종류, 크로마토그래피 ( 나 ) 탐구활동 : 밀도측정, 물질의끓는점과어는점측정, 증류하기, 윗접시저울사용방법 (4) 힘과운동힘이작용할때에일어나는현상을알게하고, 힘과운동의관계를정성적으로이해하게한다. ( 가 ) 지식 : 여러가지힘, 힘의크기와방향, 힘의합성과평형, 힘과물체의변형, 힘과물체의속력변화, 힘과물체의운동방향, 여러가지운동 ( 나 ) 탐구활동 : 힘의합성실험, 힘과물체의속력변화관계실험, 진자의주기실험 6 차과학과교육과정중학교 1 학년 학년별내용 에서발췌 ( 교육부, 1992) - 15 -

제 7 차교육과정의시기 (1997~2007) (1) 지구의구조 ( 가 ) 대기권을기온의연직분포에따라대류권, 성층권, 중간권, 열권등으로구분하고각층에서일어나는변화의특징을이해한다. ( 나 ) 주어진지진파의속도분포곡선을이용하여지각을포함한지구내부의층상구조를이해한다. [ 심화과정 ] 지구구조모형만들기 (2) 빛 ( 가 ) 빛의반사와굴절현상을관찰하고, 실생활에서그예를찾는다. ( 나 ) 프리즘이나분광기등을이용하여빛의분산을관찰하고, 환등기나조명장치를이용하여빛을합성한다. [ 심화과정 ] 물속에서의전반사관찰하기 - 16 -

(3) 지각의물질 ( 가 ) 지각을구성하는 8대원소와조암광물을알아보고, 대표적인광물의관찰및실험을통하여여러가지광물을구분한다. ( 나 ) 여러가지암석을관찰하여화성암, 퇴적암, 변성암으로구분하고, 그암석을각각의특징에따라분류한다. ( 다 ) 풍화작용과토양의생성과정을이해하고, 침식, 운반, 퇴적을유수, 지하수, 바람, 빙하, 해수의작용에의해서생기는특징적인지형과관련짓는다. [ 심화과정 ] 학교건물과운동장의구성물질비교하기 7 차과학과교육과정중학교 1 학년 학년별성취기준 에서발췌 (12 단원 중 3 단원 ) ( 교육부, 1997) - 17 -

( 제 7 차교육과정에따른성취기준및평가기준개발연구 중학교 1 학년 성취기준및평가기준중 지구의구조 단원에서발췌 )( 김주훈, 이범홍, 이 양락, 2000) - 18 -

2007 개정교육과정의시기 (2007~2009) ⑴ 물질의세가지상태 기화, 액화, 응고, 융해, 승화와같은여러가지상태변화현상을관찰하고, 이를모형을사용하여설명할수있다. 물질의상태에따른분자배열의차이를비교할수있고, 모형사용의중요성과제한점을안다. [ 탐구활동 ] 모형을사용하여물질의상태표현하기 ⑵ 분자의운동 증발과확산현상을모형을사용하여설명할수있다. 실험자료를바탕으로기체의압력과부피, 기체의온도와부피사이의관계를설명할수있다. 기체의압력에따른부피변화, 기체의온도에따른부피변화를모형을사용하여설명할수있다. [ 탐구활동 ] 확산실험하기 기체의압력에따른부피변화, 기체의온도에따른부피변화를관찰하여그래프로나타내기 ⑶ 상태변화와에너지 물질의상태가변할때의온도변화를측정하고, 상태변화를열에너지와관련지어설명할수있다. 상태변화에서의에너지의출입을분자의운동과관련지어설명할수있다. [ 탐구활동 ] 가열곡선과냉각곡선을그려서끓는점, 어는점알아내기 2007 개정과학과교육과정중학교 1 학년 학년별내용 에서발췌 (9 단 원중 3 단원 )( 교육인적자원부, 2007) - 19 -

[ 표 2-2] 2007 개정교육과정에따른성취기준및평가기준 의 예시 교육과정 가 기화 액화 응고 융해 승화와같은여러가지상태변화현상을관찰하고 이를모형을사용하여설명할수있다 성취기준 가 기화 액화 응고 융해 승화와같은여러가지상태변화현상을관찰하고 이를모형을사용하여설명할수있다 평가기준 상중하 관찰한여러상태변화현상을구분할수있으며 기체 액체 고체의각상태가가지는특징을모형을사용하여설명할수있다 관찰한여러상태변화현상을구분할수있다 관찰한여러상태변화현상을구분할수없다 - 20 -

나 물질의상태에따른분자배열의차이를비교할수있고 모형사용의중요성과제한점을안다 나 물질의상태에따른분자배열의차이를비교할수있다 물질의세가지상태에따른분자배열의차이를알고 이를이용하여물질의상태에따른특징을설명할수있다 물질의세가지상태에따른분자배열의차이를안다 물질의세가지상태에따른분자배열의차이를모른다 나 모형사용의중요성과제한점을안다 모형사용의중요성과제한점을안다 모형사용의중요성을안다 모형사용의중요성을모른다 ( 2007 개정교육과정에따른성취기준및평가기준 중학교 1 학년과학과 성취기준과평가기준중 물질의세가지상태 단원에서발췌 ( 김주훈외, 2009)) 2009 개정교육과정의시기 (2009~ 현재 ) (2) 지구계와지권의변화이영역에서는지구계의정의와지구계를구성하는요소를다룬다. 지구는하나의계이며, 지구계내의생명체도계의상호작용으로유지됨을아는것은지구계와지구에서살아가는생명체가유지되는원리를이해하게되는기본적인과정이다. 과학교과에서다루는순환계, 생태계, 소화계등여러가지계를학습하여지구계및지구계의구성요소와특징을알게한다. 또한지구계각권들의상호작용을알고, 에너지와물질의순환이관련되어있음을이해하게한다. 특히, 지구계의구성요소중지권의특징에대해알고, 지진과화산활동등지권의변화가우리생활에미치는영향을바르게이해하고지구환경변화에대한대책수립의필요성을알게한다. 이영역은 3~4학년군 지구와달, 화산과지진, 지층과화석 과연계된다. 이영역에서는지구계의정의와개념을간단히다루며, 판구조론을과학사적관점에서학습하게한다. [ 학습내용성취기준 ] 지구계의정의를알고, 과학교과에서다루는계와관련된내용 ( 순환 계, 생태계, 소화계등 ) 을이해한다. - 21 -

지구계의구성요소가지권, 수권, 기권, 생물권, 외권임을알고각권의특징과지구계내에서물질과에너지순환이일어남을안다. 지권은다양한암석과광물로구성되어있으며, 지권을이루는물질은순환하고있음을이해한다. 광물과암석이우리생활의여러분야에다양하게이용되고있음을안다. 지진파를이용하여지구의내부의층상구조를탐사하는방법을알고, 각층의특징을이해한다. 판구조론의발달과정을과학사적관점에서이해하고, 판의운동과지진, 화산활동을연계하여설명한다. 지진이나화산활동을포함한지구환경의변화가우리생활에미치는영향을이해하고대책을안다. [ 탐구활동 ] 광물과암석관찰하고분류하기 지구내부구조탐사방법조사및지구내부모형만들기 지구계의구성요소와각권의상호작용사례조사하기 2009 개정과학과교육과정중학교 1~3 학년군 학습내용성취기준 에서 지구계와지권의변화 단원발췌 ( 교육과학기술부, 2011a) - 22 -

( 2009 개정교육과정에따른성취기준 성취수준 중중학교 1~3 학년군 지 구계와지권의변화 단원에서발췌 ( 교육과학기술부, 2012)) 2015 개정교육과정의시기 ( 시행예정 ) (1) 지권의변화이단원에서는지구의내부구조와지표를이루는물질의특성을이해함으로써지구를구성하는물질에대한호기심을갖도록한다. 또한지진대와화산대를판의분포와관련지어파악하고, 지권의변화가우리의삶에영향을미치고있음을이해하도록한다. [9과01-01] 지구계의구성요소를알고, 지권의층상구조와그특징을설명할수있다. [9과01-02] 지각을이루는암석을생성과정에따라분류할수있으며, 암석의순환과정을설명할수있다. [9과01-03] 조암광물의주요특성을관찰하고, 암석이다양한광물로구성되어있음을설명할수있다. [9과01-04] 풍화과정을이해하고, 토양생성과정을풍화작용의예로설명할수있다. [9과01-05] 대륙이동설을이해하고지진과화산이발생하는지역의분포를판의경계와관련지어설명할수있다. < 탐구활동 > 지구내부구조모형만들기 - 23 -

광물특성관찰과암석분류하기 국가지질공원의암석조사하기 화산대와지진대알아보기 ( 가 ) 학습요소 지구계의구성요소, 지권의층상구조, 광물, 암석, 암석의순환, 풍화 작용, 판, 베게너의대륙이동설, 지진대, 화산대, 진도와규모 ( 나 ) 성취기준해설 [9과01-01] 지구계의구성요소및지권을구성하는각층의명칭과상태만다루며, 지구내부구조탐사에서지진파의특성은다루지않는다.... 생략 ( 다 ) 교수 학습방법및유의사항지구내부구조모형만들기는층상구조와각층의두께에중점을두도록한다.... 생략 ( 라 ) 평가방법및유의사항지구내부구조모형만들기에서는지구내부층상구조의특징을비율에맞게표현하는지를평가할수있다.... 생략 2015 개정과학과교육과정중학교 1~3 학년 성취기준 에서 지권의 변화 단원발췌 ( 교육부, 2015) - 24 -

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교사가가르쳐야할 주제 나열식의내용제시는학생들이해당단계나학년에성취해야할능력이구체적으로무엇이며, 또한어느정도인지분명하게시사하기어렵다. 이것은앞으로교육과정질관리의지침으로서국가수준의교육과정에근거한교과서개발과현장에서의교과교육이이루어지는과정과그결과에대한평가를위한기준내지지침으로서역할하기어렵다는점에서한계를내포하고있다. 이렇게주제나열식으로제시된내용은현행교육과정해설서차원에서도그다지상세화해서보완되어있지않다. 기존주제나열식내용제시방식이갖는애매모호성은이번교육과정개정을계기로대폭개선되어야할필요가있다. ( 이돈희외, 1997( 백남진, 2005에서재인용 )) 교과별로설정된교육과정상의목표와교육내용을분석하여학생들이달성해야할능력또는특성의형태로진술한것으로서, 주로학생의입장에서진술된다. 각교과의하위내용영역별로진술된것으로서, 현행교육과정의교과별내용을한단계더상세화한수준에서내용과행동 ( 수행활동, 지녀야할특 - 27 -

성 ) 이결합된형식을취하며, 내용기준과수행기준으로형성된다. 광범위하고일반적인것에서부터구체적이며특수한것에이르기까지구체성의정도에있어교과별또는내용영역별로차별성을둘필요가있다. ( 박순경, 1997 ( 성열관, 백병부, 윤선인, 2008에서재인용 )) 성취기준은교수학습및평가에서의실질적인근거로, 과학교과에서학생들이학습을통해달성해야할지식, 기능, 태도의능력과특성을기술한것이다. ( 교육과학기술부, 2012) - 28 -

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Knowing Applying Recall/ Recognize Describe Provide Examples Compare/ Contrast/ Classify Relate Use Models Identify or state facts, relationships, and concepts; identify the characteristics or properties of specific organisms, materials, and processes; identify the appropriate uses for scientific equipment and procedures; and recognize and use scientific vocabulary, symbols, abbreviations, units, and scales. Describe or identify descriptions of properties, structures, and functions of organisms and materials, and relationships among organisms, materials, and processes and phenomena. Provide or identify examples of organisms, materials, and processes that possess certain specified characteristics; and clarify statements of facts or concepts with appropriate examples. Identify or describe similarities and differences between groups of organisms, materials, or processes; and distinguish, classify, or sort individual objects, materials, organisms, and process based on given characteristic and properties. Relate knowledge of an underlying science concept to an observed or inferred property, behavior, or use of objects, organisms, or materials. Use a diagram or other model to demonstrate knowledge of science concepts, to illustrate a process cycle relationship, or - 41 -

Reasoning Interpret Information Explain Synthesize Draw Conclusions Justify system, or to find solutions to science problems. Use knowledge of science concepts to interpret relevant textual, tabular, pictorial, and graphical information. Provide or identify an explanation for an observation or a natural phenomenon using a science concept or principle. Answer questions that require consideration of a number of different factors or related concepts. Make valid inferences on the basis of observations, evidence, and/or understanding of science concepts; and draw appropriate conclusions that address questions or hypotheses, and demonstrate understanding of cause and effect. Use evidence and science understanding to support the reasonableness of explanations, solutions to problems, and conclusions from investigations. - 42 -

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사례 1. 물체의운동을관찰하여힘의작용에대하여알고, 이 를통하여힘과운동의관계를안다. - 81 -

사례 2. 대전된전하의종류에따라두물체사이에는서로밀거 나당기는정전기력이작용함을안다. - 82 -

사례 3. 빛의삼원색으로다양한빛을합성할수있음을안다. 사례 4. 자석을이용하여전류가발생하는현상을정성적으로이 해한다. - 83 -

사례 5. 파동의진폭, 진동수, 파형으로부터소리의세기, 높낮 이, 맵시를안다. - 84 -

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Compare/Contrast/Classify Draw Conclusion Explain Relate Provide Examples, Relate Relate & Use models & Explain Recall/Recognize & Use models Use models Compare/Contrast/Classify & Explain Synthesize Relate, Justify Explain 3 Describe 7 Explain 10-87 -

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사례 1. 앙금생성반응을통해이온의종류를안다. 사례 2. 압력과기체의부피의관계를실험또는자료해석으로 알아낸다. - 89 -

사례 3. 과학개념과원리가기술, 공학, 예술, 수학등과통합 된사례를조사한다. - 90 -

사례 4. 행성의운동에관한케플러의법칙을안다. - 91 -

사례 5 생물의진화증거를들수있다. - 92 -

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