과학은 자연을 이해하는 도구이다. 자연에 대한 이해는 개인이 가지고 있는 자연관의 영향을 받고, 개인의 자연관은 개인이 속한 가정과 학교, 사회 문화의 영향을 받는다. 우리 나라의 과학 교육은 서양 현대 과학적 자연관에서 이루어지고 있다. 교사와 학생들이 갖고 있는 자연관은 과학 교육의 자연관과 다를 수 있으며, 학생들은 교사의 의도와는 달리 자신의 자연관에 맞추어 과학 개념과 지식을 받아들이는 경우가 많다. 따라서 학생이 갖고 있는 자연관에 대한 이해를 바탕으로 과학 수업을 하는 것이 바람직하다.
본 연구에서는 문헌 연구를 통해 한국인의 전통적인 자연관의 특징을 분석하고, 설문지와 심층면담을 통해 초?중등 학생과 교사가 가지고 있는 자연관을 조사하였다. 또한 이상의 연구 결과를 기초로 학생들의 자연관 이해를 바탕으로 한 과학 수업 설계 방안을 모색하였고, 이를 전문가 검토를 받아 수정 보완 의견과 더불어 자연관 이해를 바탕으로 한 교사의 수업전문성 향상 방안을 정리하였다.
먼저, 한국인의 전통적인 자연관 형성에는 산지가 많고 바다가 국토의 삼면을 둘러싸고 있으며 변화가 심하고 주기가 짧은 기후, 농업을 주로 하는 산업 구조, 무속과 불교, 도교 등의 여러 종교가 영향을 미친 것으로 분석되었다. 그리고 한국인의 전통적 자연관의 특징으로는 자연에 대한 순응적인 태도와 개벽론적, 진화론적 창세관, 그리고 자연을 이상향으로 보는 것으로 분석되었다. 자연은 부모와 같은 존재로서 경외의 대상이었으며, 자연과 인간의 합일을 추구하였고, 자연은 도덕적 척도로서 자연의 섭리를 따르려는 특징을 나타내었다. 그리고 주기적으로 반복되는 자연 현상과 농경생활은 자연은 순환하는 것이고 살아있는 생물로 인식하게 하였으며 자연스러움을 중시한 것으로 분석되었다. 서양에서 신이 세상을 창조하였다는 창조론을 믿는 것과는 달리 한국인들은 혼돈에서 세상이 열렸다고 하는 개벽론을 믿은 것으로 분석되었다. 특히 무속신화에서 보여주는 인간의 탄생은 하늘에서 떨어진 하등한 존재가 변하고 자라서 인간이 되었다는 진화론적 입장을 보인 것으로 나타났다.
다음으로 설문지와 면담 분석 결과, 초?중등 학생과 교사는 자연에 대한 순응적 태도와 자연스러움을 중시하는 한국인의 전통적 자연관을 갖고 있음과 동시에, 초자연적 존재와 창세론에 대해서는 다양한 견해를 지니고 있음이 나타났다.
마지막으로 학생들이 가지고 있는 자연관 이해에 바탕을 한 수업 방안에 대한 전문가 의견 분석 결과, 수업의 주제나 타교과와의 관련, 강조하는 자연관에 따라 다양한 방법으로 이루어지는 것이 바람직한 것으로 나타났다. 그리고 자연관 이해에 바탕을 둔 수업을 하기 위해서는 학년, 영역 또는 관련 교과의 교육과정 분석이 선행되어져야 하며, 수업 내용 조직도, 수업 전개도를 통해 수업을 설계하고 최종적으로 교수?학습 과정안을 작성하는 순서로 설계하는 것이 효과적인 것으로 분석되었다. 특히 초등학교의 경우, 담임교사는 여러 과목을 가르치기 때문에 자연관과 관련된 교과의 내용을 상세하게 분석하여 통합적 방법으로 수업 설계를 하는 것이 가능하며, 중등학교에서는 학생들의 다양한 자연관을 현대 과학적 자연관으로 바꾸는 것을 강조하는 수업이 효과적인 것으로 분석되었다.
앞으로 학생들이 갖고 있는 자연관과 과학 교육에서 지향하는 자연관의 차이가 갖는 문제를 줄이기 위해서는 첫째, 과학 교수?학습에서 자연관의 차이를 고려한 전략을 세워야 하며, 둘째, 서양 현대 과학의 자연관은 자연을 보는 여러 가지 관점중의 하나일 뿐으로서, 한국인의 전통적 자연관이 현대 과학 기술 발전으로 생기는 문제를 해결할 수 있는 방법이 될 수 있다는 인식을 가질 필요가 있으며, 셋째, 개인의 자연관에 대한 이해가 필요하다. 마지막으로, 자연관 이해에 관한 교사 연수를 통하여 교사들이 한국인의 전통적 자연관과 현대 과학적 자연관을 알고 학생들의 자연관 이해에 바탕을 둔 과학 수업을 할 수 있는 능력을 길러야 한다.