21세기에는 다양한 사회과학적 문제를 해결하기 위한 과학적 소양을 함양하는 것을 과학 교육의 궁극적인 목표로 강조하고 있으며, 과학적 소양을 함양하기 위해서는 과학의 본성에 대한 이해가 필수적이다. 그러나 학교 교육과정에서 중요한 위치를 차지하는 교과서에 대해 과학의 본성을 하나의 주제로 하는 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 초등학교 3, 4, 5, 6학년 과학 교과서의 지구과학 영역이 과학의 본성의 다양한 주제를 얼마나 포함하고 있는지를 분석하였다. 또한, 학년별로 과학의 본성의 각 주제가 어떤 비율로 나타나 있는지 분석하였다. 초등학교 3, 4, 5, 6학년의 과학 교과서의 지구과학 영역에 해당하는 모든 단원을 분석 대상으로 하였으며, Chiappetta et al.(1991)의 분석틀과 Lee(2012)의 교과서 분석 방법을 연구자간 협의회와 pilot test를 거쳐 수정하여 적용하였다. 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 현행 초등학교 교과서의 지구과학 영역은 과학의 본성의 다양한 주제의 하위항목에 대해 균형 있게 진술하지 못하였으며, 주제 Ⅰ과 주제 Ⅱ에 특히 집중하여 진술하고 있는 것으로 분석되었다. 교과서는 과학의 본성에 대한 4가지 주제를 모두 포함하여 진술하고는 있으나, 각 주제별 하위 항목에 대해서는 제한적으로 과학의 본성에 대해 소개하고 있었다. 또한, 교과서는 과학의 본성 주제 Ⅰ과 주제 Ⅱ에 집중하여 진술하고 있었는데, 이것은 과학의 다른 영역에 비해 상대적으로 명명어, 즉, 지구과학적 용어에 대한 정의가 많은 지구과학 교과 특성(Subject-Specific)과 탐구 및 실험 중심으로 구성된 과학 교과서의 특성에서 기인한 결과라고 판단된다. 둘째, 현행 초등학교 교과서의 지구과학 영역은 과학의 본성의 각 주제에 대해 학년 간 균형을 이루지 못하여 진술하고 있는 것으로 분석되었다. 이 중 주제 Ⅳ는 3, 4, 5, 6학년에서 각각 5단위, 7단위, 1단위, 6단위로 분석되어, 5학년에서 가장 낮은 수치가 나타났다. 이는 5학년에서 가장 높은 수치로 분석된 주제 Ⅲ과 대조되는 결과이다. 과학의 본성에 대한 연구를 진행하는 궁극적인 목적은 학생들이 과학의 본성에 대해 올바른 이해를 갖게 하는 것이다. 따라서 우리나라 초등학교 과학 교과서에 과학의 본성의 다양한 주제를 명시적으로 포함시키는 노력이 필요한 것으로 나타났다.
In 21st century, science education aims to cultivate students’ scientific literacy so they could in turn solve various socio-scientific problems encountered in the modern society. In order to enhance scientific literacy, it is essential to understand Nature of Science (NOS). However, study on NOS as a theme of elementary curriculum in Korea is still at its infancy. The current study analyzed Earth Science components of third- through sixth-grade science textbooks in terms of incorporated NOS themes and their relative proportions. Modified analysis methods of Chiappetta et al. (1991) and Lee (2012) are devised and adapted through a committee composed of teacher, Earth Science education majors and pilot tests. The results of analysis indicates that the current elementary school textbooks include and explain all the four themes of NOS, but do not include sub-areas of each theme of NOS in a balanced way. It was found out that most of the textbook is rather focused on NOS theme Ⅰ and Ⅱ. This might be explained by the nature of Earth Science which typically includes more definitions of specific terms than other sciences and also the nature of science textbooks mainly organized with exploration and experiments. In addition, it was also found out that the themes of NOS in Earth Science are not treated equally among different grades: theme Ⅳ is included in the third, fourth, fifth, and sixth grade as 5, 7, 1, and 6 units each, respectively, which clearly shows its deficiency in the fifth grade. This contrasts with the result of theme Ⅲ which is treated the most in the fifth grade. Such results warrants the efforts to include balanced themes of NOS into elementary school science textbooks with the ultimate goal of fully and properly comprehending NOS to the students.
Ⅰ. 서론 11. 연구의 필요성 및 목적 12. 연구 문제 33. 용어의 정의 34. 연구의 제한점 4Ⅱ. 이론적 배경 51. 과학의 본성 52. 과학의 본성의 4가지 주제 63. 지구과학 교과 특성(Subjet-specific)으로서의 과학의 본성 94. 과학 교과서의 성격과 구성 체제 105. 교과서 분석 연구에 사용된 과학의 본성 분석틀 106. 선행연구의 고찰 13가. 교과서 분석 연구 13나. 과학의 본성 관련 연구 14Ⅲ. 연구 내용 및 방법 191. 연구 절차 192. 분석 대상 교과서 및 단원 203. 연구 방법 24가. 연구에 사용된 분석틀 24나. 분석 방법 29다. 분석 결과 산출 방법 30Ⅳ. 연구 결과 및 논의 311. 과학의 본성 범주별 내용 분석 31가. ‘Ⅰ. 지식 체계로서의 과학’의 하위항목 분석 33나. ‘Ⅱ. 탐구 방법으로서의 과학’의 하위항목 분석 38다. ‘Ⅲ. 사고의 방법으로서의 과학’의 하위항목 분석 46라. ‘Ⅳ. 과학-기술-사회의 상호작용’의 하위항목 분석 522. 학년별 교과서에 반영된 과학의 본성 분석 60가. 학년별 교과서에 반영된 ‘Ⅰ. 지식 체계로서의 과학’ 분석 60나. 학년별 교과서에 반영된 ‘Ⅱ. 탐구 방법으로서의 과학’ 분석 61다. 학년별 교과서에 반영된 ‘Ⅲ. 사고의 방법으로서의 과학’ 분석 62라. 학년별 교과서에 반영된 ‘Ⅳ. 과학-기술-사회의 상호작용’ 분석 63Ⅴ. 결론 및 제언 66참고문헌 69영문초록 76부록 78감사의 글 98