[과학의 본성] 과학의 일반적 특성, 과학의 구성 요소

과학의 본성

  과학은 과학에 대한 인식에 따라 변화해 왔습니다. 과학의 본질적인 속성, 과학의 본성 몇 가지를 살펴봅시다.
  1. 과학적 지식은 영속성이 있으나 변화할 수 있습니다. 과학 지식은 불변하지 않으며 잠정성이 있습니다.
  2. 관찰은 이론 의존적입니다. 같은 자연 현상을 관찰하더라도 관찰자의 배경 지식이나 가치관 등에 따라 달리 관찰할 수 있습니다.
  예) 공룡 화석을 보고 추정한 옛 모습이 계속 바뀜
  3. STS(과학-기술-사회): 과학과 기술, 과학과 사회는 서로 영향을 주고받는다.
  4. 과학 기술의 양면성: 과학 기술은 개인적 측면에서는 자아실현을, 사회적 측면에서는 경쟁력을 길러주지만, 생태계 파괴나 인류의 불행을 위해 사용할 수도 있음
   예) 다이너마이트는 비교적 안전하게 채광활동을 수행하는 데 도움을 주었으나, 전쟁에 사용되어 많은 사람들의 생명을 앗아감
  5. 과학 단위나 법칙 등은 국제적인 함의를 가진다. 과학에서 사용하는 표준 단위는 전 세계 어느 학교 연구에서도 같고, 과학 법칙은 전 세계 어디에서나 적용된다.

과학의 일반적 특성

  ■ 과학의 일반적 특성으로는 일반화, 분석 및 해석, 잠정성, 경험 중시, 모형화, 간학문성이 있습니다.

  1. 일반성: 관찰한 사실로부터 자연의 질서를 찾음
  [참고] 과학 지식의 구성 요소: 사실, 개념, 법칙, 이론, 모형
  2. 분석 및 해석:  관찰 사실에서 숨겨진 의미를 찾고 규칙을 밝힘으로써 관찰 내용을 일관되게 설명함
  3. 잠정성: 과학의 개념적 모형은 잠정적인 것으로 절대적인 진리 X (모형은 불변하지 않음)
  4. 경험 중시: 직접 관찰 또는 경험할 수 있는 측면 추구
  5. 모형화 : 실세계에 대한 모형을 구성하는 과정이 과학, 모형의 세세한 부분은 생략 + 중요한 부분을 남김
  6. 간학문성
    가. 과학과 다른 과학 영역 통합
    나. 과학과 다른 학문 의존적 관계

과학의 구성 요소

  ■ 과학의 구성 요소: 태도, 기능, 과학적 산물(지식)
  1. 과학적 태도
  [참고] 과학에 대한 태도: 과학 교과목에 대한 흥미
  [참고] 과학적 태도: 과학을 수행하기 위해 필요한 태도
    가. 객관성: 개인적인 감정에 흔들리지 않고 결론을 내릴 때 타인의 비논리적인 판단에 간섭을 받지 않는 자세
    나. 개방성: 자연 현상을 설명할 때 다른 설명이 적절하다면 내 설명을 적극적으로 수정하는 태도
    다. 판단 유보: 가설을 세울 때 충분한 증거가 모일 때까지 기다리는 태도
    라. 합리성: 논리적인 증거를 추상적인(초자연적인) 설명보다 우선시하는 태도
   [참고] 관련 있는 2015 개정 과학과 교육과정 기능: 증거에 기초한 토론과 논증
    마. 정직성: 관찰 결과를 양심적으로 알리는 태도
    바. 증거의 존중: 증거를 존중해야 하므로 주장을 뒷받침할 수 있는 자료들을 찾고 모으는 자세
    사. 비판적인 마음: 다른 사람이 진술한 내용의 증거를 요구하는 자세
    아. 실패의 긍정적 수용: 실패를 긍정적으로 받아들이고, 좌절을 일시적으로 여기는 마음
    자. 호기심: 스스로 자연 현상에 의문을 품고 그 질문에 답하려는 자세
    차. 협동심: 탐구 활동 등 상황에서 학생들 사이에 협력하려는 자세
    카. 겸손과 회의
      1) 겸손: 다른 이론의 주장에 타당성이 있다면 받아들이는 태도
      2) 회의: 주장하는 사람의 권위에 상관 없이 회의를 품고 판단하는 태도

  2. 과학 탐구 과정 (기능)
    가. 기초과학탐구기능 6가지
      1) 관찰
      2) 추리
      3) 예상
      4) 분류
      5) 측정
      6) 의사소통
      [참고] 추리와 예상의 차이
        - 추리는 관찰 결과에 대해 논리적인 설명을 하는 기능
        - 예상은 자료의 규칙성이나 경향성을 파악해 앞으로 어떤 일이 일어날지 또는 중간에 어떤 일이 있었는지 판단하는 기능

    나. 통합과학탐구기능 7가지
      1) 문제 인식
      2) 가설 설정
      3) 변인 통제
      4) 자료 변환
      5) 자료 해석
      6) 결론 도출
      7) 일반화

    다. 수학적 사고와 컴퓨터 활용
    라. 모형의 개발과 활용
    마. 증거에 기초한 토론과 논증

  3. 과학적 산물
    가. 사실: 관찰 또는 측정하여 얻은 구체적인 진술
    나. 개념: 여러 가지 사실이나 현상 등에서 공통적인 속성을 추상화한 것
    다. 법칙: 사실이나 현상 사이의 규칙성을 나타낸 진술
    라. 이론: 사실+개념+법칙으로 구성된, 자연현상을 설명하고 예측하는 지식
    마. 모형: 자연 현상을 구체적으로 설명하기 위한 표상

연습문제

  1. 다음 <보기>와 관계있는 과학의 본성은?

  <보기> 같은 자연 현상을 관찰하더라도 관찰자의 배경 지식이나 가치관 등에 따라 달리 관찰할 수 있음

답: 관찰은 이론 의존적이다.

  2. 다음 <보기>와 관계 있는 과학적 태도는?

  <보기> 가설을 세울 때 충분한 증거가 모일 때까지 기다리는 태도

답: 판단 유보

  3. 다음 <보기>와 관계 있는 과학적 태도는?

  <보기> 실패를 긍정적으로 받아들이고, 좌절을 일시적으로 여기는 마음

답: 실패의 긍정적 수용

  4. 과학의 일반적 특성으로는 일반화, 분석 및 해석, 잠정성, 경험 중시, 모형화, 간학문성이 있다.

  5. 2015개정 과학과 교육과정에서 제시하고 있는 기능 중 (         )은 과학적 태도 중 합리성, 비판적인 마음과 관계가 있다.
답: 증거에 기초한 토론과 논증

  6. 통합 과학 탐구 기능
      1) 문제 인식 - 2) 가설 설정 - 3) 변인 통제 - 4) 자료 변환 - 5) 자료 해석 - 6) 결론 도출 - 7) 일반화