탐구 과정 기능, 2015 2022개정 과학과 교육과정 기능

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들어가며

  이 글에서는 과학교육론 중 여러 가지 탐구 기능을 학습합니다. 탐구 과정 기능으로 '기초 과학 탐구 기능'과 '통합 과학 탐구 기능'을, 2015 개정 과학과 교육과정에 게재된 기능과 2022 개정 과학과 교육과정의 기능 항목 변화를 다룹니다. 탐구 기능은 과학 탐구 과정으로, 과학의 구성 요소(태도, 기능, 과학적 산물) 중 하나였습니다. 이 파트는 초등임용 중등임용 할 것 없이 빈출되는 내용이므로 꼼꼼히 학습해둡시다.

 

  기출된 사항이 굉장히 많지만 대표적으로 뽑으면 다음과 같습니다.

  예) 2021 중등화학 / 2017 중등지구 - 2015 개정 과학과 교육과정 기능 중 '모형의 개발과 사용'

  예) 2015 초등 - 기초탐구기능 중 예상

  예) 2017 중등화학 - 통합탐구기능 중 변인 통제, 조작적 정의

 

 

 

기초 과학 탐구 기능

  기초 과학 탐구 기능으로는 의사소통, 관찰, 추리, 분류, 예상, 측정이 있습니다. 의관추분예측으로 외우시면 청킹하실 수 있습니다. (의관이 추분을 예측했다)

 

  의사소통은 자신의 생각을 정하고 다른 사람의 생각을 이해하는 기능입니다. 과학 학습에서 학습자는 자신의 설명을 다른 사람과 의사소통하고 정당화하는 역할을 하기 때문에 타인과의 상호작용은 중요한 기능입니다. 2015 개정 과학과 교육과정에서는 이것을 반영하여 마지막 기능으로 '의사소통'을 들고 있습니다.

 

  관찰은 직접 오감을 이용하거나 현미경처럼 감각을 확장시키는 도구를 사용해 자료와 정보를 얻는 기능입니다. 오감만 이용하는 관찰인 정성적 관찰과 숫자를 포함하여 관찰하는 정량적 관찰이 있습니다.

  참고 현상에 직접 개입하고 통제하는 관찰을 적극적 의미의 관찰이라고 부릅니다.

 

  추리는 관찰하여 얻은 정보와 자료를 논리적으로 해석하고 설명하는 과정입니다. 추후 소개할 예상과 다르게 관찰한 양질의 데이터가 반드시 필요합니다. 아울러 관찰과 추리를 구분하는 문제가 2013초등 때 기출된 바 있으므로 다른 탐구 기능과 어떤 점이 다른지 차이점을 정리해둡시다.

 

  분류는 공통된 속성에 따라 같으면 같은 범주에, 다르면 다른 범주에 묶는 과정입니다. 올바른 분류를 위해서는 기준이 정확해야하며 객관적이어야합니다. 아울러 분류 과정이 일관적이어야 합니다. 누가 분류하는가에 관계없이 분류 결과가 동일해야하기 때문입니다.

  분류는 배타성과 포괄성을 가져야합니다. 배타성은 분류된 대상은 중복되지 않아야 함을 의미하고, 포괄성은 분류되지 않은 항목이 없어야 함을 의미합니다.

 

  예상은 규칙성을 바탕으로 중간에 일어난 일 또는 앞으로 일어날 일을 파악하는 과정입니다. 전자와 같이 관찰하거나 측정하여 얻은 데이터를 가지고 중간에 일어난 일을 파악했다면 내삽, 앞으로 일어날 일을 파악했다면 외삽이라고 부릅니다.

 

  측정은 관찰을 수치로 나타내는 과정입니다. 

 

 

통합 과학 탐구 기능

 

  통합 과학 탐구 기능은 과학 탐구 과정에 걸쳐 나타나는 기능으로 문제 인식, 가설 설정, 변인 통제, 자료 변환, 자료 해석, 결론 도출, 일반화까지 모두 7가지 기능으로 이루어져 있습니다. 2015/2022개정 과학과 교육과정 모두 통합 과학 탐구 기능이 적극 반영되어 있습니다.

 

  문제 인식은 현상에서 탐구할 문제를 떠올리는 과정입니다. 떠오르는 여러 가지를 자유롭게 적어보거나 질문을 만들어보는 등 허용적인 분위기 속에서 문제를 떠올릴 수 있습니다.

 

  가설 설정은 탐구할 문제에 대한 잠정적인 답을 기술하는 과정입니다. 이때 가설은 탐구할 문제와 관련이 있는지, 타당한 근거를 갖고 있는지, 검증이 가능한지, 변인이 뚜렷하게 나타나 있는지 검토하며 설정해야합니다.

 

  변인 통제는 가설 검증을 위한 실험 따위에 영향을 미치는 변인을 통제하거나 변화를 주는 과정입니다. 변인의 종류는 다음과 같습니다.

    1) 통제 변인: 일정하게 유지해야 하는 변인

    2) 조작 변인: 변화를 가한 원인

    3) 종속 변인: 조작 변인에 의해 변화가 일어난 원인

    4) 조작 변인과 통제 변인을 묶어 독립 변인이라고 함

  참고 조작적 정의란 직접적으로 측정하기 어려운 결우 관찰하기 쉽도록 정의하는 것을 말합니다. 예를 들어, 물의 증발량에 대한 조작적 정의로 물 질량의 변화로 조작적 정의가 가능합니다.(2017 화학)

 

  자료 변환은 관찰하거나 측정하여 얻은 자료를 표나 그래프로 나타내는 과정입니다. 용수철 저울에 단 추의 무게에 따라 늘어난 용수철의 길이를 측정한 후에 이를 표로 나타내었다면 이는 자료 변환에 해당합니다.

 

  자료 해석은 얻은 자료의 의미를 설명하는 과정입니다. 

 

  결론 도출은 가설 설정 단계에서 기술한 가설이 타당한지 파악하는 과정입니다. 또는 탐구문제에 대한 결론을 낼 수도 있습니다.

 

  일반화는 검증한 사례에서 더 포괄적인 사례를 들어 의미를 확장하는 과정입니다.

 

2015 개정 과학과 교육과정 기능

  2015 개정 과학과 교육과정 내용 체계 중 기능에는 과학의 과정에서 학생들에게 기대하는 행동이나 능력을 진술하고 있습니다. 문제 인식, 탐구 설계와 수행, 자료의 수집/분석 및 해석, 수학적 사고와 컴퓨터 활용, 모형의 개발과 사용, 증거에 기초한 토론과 논증, 결론 도출 및 평가, 의사소통 모두 8개입니다. 이해하기 쉽도록 범주화하면 다음과 같습니다.

  1. 통합 과학 탐구 기능 관련

  - 문제 인식

  - 탐구 설계와 수행

  - 자료의 수집/분석 및 해석

  - 결론 도출 및 평가

  

  2. 2015 개정 등장 3대장

  - 수학적 사고와 컴퓨터 활용

  - 모형의 개발과 사용

  - 증거에 기초한 토론과 논증

 

  3. 기초 과학 탐구 기능 관련

  - 의사소통

 

2022 개정 과학과 교육과정 기능

  문제의 2022 개정 교육과정입니다. 기존 영역에 관계없이 공통이던 기능 항목이 과정/기능 항목으로 변화하면서 내용이 많아졌습니다. 영역도 '과학과 사회(STS)'가 하나 더 추가된데다 영역 따라 기능이 조금씩 다릅니다. 하지만 교육적으로 중요한 내용도 있어 표로 정리해보았습니다.

 

  참고 과학과 사회 영역 기능중 '신뢰성 있는 출처를 활용하여 자료를 수집하고 정리하기'는 2021 생물 임용1차 시험에서 과학 태도 중 '정직성'을 평가하는 장면과 관계 있습니다. 과학과 사회 영역을 다루게 될 경우 학생들이 정직하게 신뢰성 있는 출처를 활용하여 자료를 모으는지 체크해봅시다.

 

2015 개정 교육과정 기능	2022 개정 교육과정 과정/기능
공통	운동과 에너지	물질	생명	지구와 우주	과학과 사회
문제 인식	자연과 일상생활에서 운동과 에너지 관련 문제 인식하기 * 물질: 물질과 관련된 * 생명: 생명 현상 관련 * 지구와 우주: 지구와 우주 관련 * 과학과 사회: 과학과 기술 및 사회의 상호작용과 관련된
탐구 설계와 수행	문제를 해결하기 위한 탐구 설계하기 * 물질: 물질과 관련된 일상생활의 문제를 해결하기 위한 탐구 설계하기
자료의 수집/분석 및 해석	관찰, 측정, 분류, 예상, 추리 등을 통해 자료를 수집하고 비교 분석하기		생물 관찰 및 분류하기	관찰, 측정, 분류, 예상, 추리 등을 통해 자료를 수집하고 비교 분석하기	신뢰성 있는 출처를 활용하여 자료를 수집하고 정리하기
		탐구 결과를 해석하여 결론을 도출하기	자료 조사 및 해석하기
수학적 사고와 컴퓨터 활용	수학적 사고와 컴퓨터 및 모형 활용하기			수학적 사고, 컴퓨터 및 모형 활용하기	융합적 사고와 수학적 사고, 컴퓨터 및 모형 활용하기
모형의 개발과 사용			모형으로 설명하기
증거에 기초한 토론과 논증
결론 도출 및 평가	결론을 도출하고, 자연과 일상생활에서 운동과 에너지 관련 상황에 적용/설명하기	탐구 결과를 해석하여 결론을 도출하기		결론을 도출하고,지구와 우주 관련 상황에 적용/설명하기	결론을 도출하고, 과학/기술/사회의 문제해결상황에 적용/설명하기
의사소통	자신의 생각과 주장을 과학적 언어를 사용하여 다양한 방식으로 표현하고 공유하기 * 운동과 에너지/물질/지구와 우주/과학과 사회: 다양한 방식으로 표현하고 공유하기 * 생명: 협력적 소통하기

마치며

  이번 시간에는 기초 탐구 과정 기능과 통합 탐구 과정 기능, 두 교육과정 속 기능들을 학습해보았습니다. 2015개정과 2022개정 흐름에서 옛 기능이 어떻게 바뀌었는지 체크하시면서 공부하시면 좋을 듯 합니다.