과학 교과서 탐구 활동 분석을 통한 과학 탐구 수업 전문성 함의 탐색

An Analysis of Inquiry-Based Activities in Science Textbooks to Explore the Implications for Teaching Expertise in Scientific Inquiry

이 연구에서는 공통 교육과정의 '과학' 교과서 탐구 활동에 포함된 탐구 요소를 분석하고, 그 결과가 과학 탐구 수업 전문성에 어떠한 시사점을 주는지를 살펴보았다. 과학 교과서 분석을 위해 학교 현장에서 가장 많이 사용되고 있는 초등학교와 중학교 과학 검정교과서 각 1종을 선정하였다. 3명의 연구자는 선정된 두 교과서의 탐구 활동에 포함된 탐구 요소를 개별적으로 검토한 뒤 교차 검토 과정에서 이견이 있는 경우 연구자 간 합의를 도출하는 과정을 반복하여 탐구 요소를 귀납적으로 추출하였다. 연구 결과, 교과서 탐구 활동에는 5가지 탐구 요소와 22개의 하위 요소가 포함된 것으로 나타났다: (1) 탐구 방법(귀납, 귀추, 가설-연역), (2) 탐구 기능(과학 탐구 과정 기능, 과학적 실천), (3) 탐구 활동 유형(관찰 중심 탐구, 실험 중심 탐구, 조사 중심 탐구, 기르기 중심 탐구, 탐사·탐방 중심 탐구, 만들기 중심 탐구, 모형 중심 탐구), (4) 탐구 정리 활동(설명하기, 발표하기, 토의·토론하기, 과학 글쓰기, 놀이하기, 역할놀이하기, 그림으로 설명하기), (5) 디지털 탐구 활동(시청각 자료 활용, 정보 수집 및 공유, 디지털 탐구 도구 활용). 또한, 교과서 탐구 활동에 포함된 탐구 요소의 비중을 분석한 결과, 교과서 탐구 활동이 탐구 요소 전반에서 특정 하위 요소에 편중된 것으로 나타났다. 아울러, 이 연구에서는 연구 결과가 교사의 과학 탐구 수업 전문성에 주는 시사점을 살펴보기 위하여, RCM을 이론적 틀로 설정하고 교과서 탐구 활동 분석을 통해 추출된 5가지 탐구 요소를 RCM의 광범위한 지식 기반에 접목하였다. 그 결과, 교과서 탐구 활동에 포함된 탐구 요소 중 탐구 방법과 탐구 기능을 광범위한 지식 기반의 '내용 지식'에 연결 지을 수 있었고, 탐구 활동 유형, 탐구 정리 활동, 디지털 탐구 활동을 광범위한 지식 기반의 '교수학 지식', '학생에 대한 지식', '평가 지식'에 연결 지을 수 있었다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 과학 탐구 수업 전문성의 구성을 밝히기 위한 후속 연구를 제언하였다.

This study analyzed inquiry-based elements embedded in science textbooks prescribed by the common national curriculum and discussed the implications of these constituents vis-à-vis teaching expertise in scientific inquiry. Two popular authorized science textbooks were selected for the study's analysis: one for elementary school and one for middle school. Three researchers independently scrutinized the inquiry-related elements in the two designated textbooks. The three researches then repeatedly discussed any discrepancies identified during the cross-checking process until consensus was achieved. The final five inquiry-related elements and 22 sub-components of the textbooks were inductively derived through this iterative process and are listed as follows: (1) inquiry-based reasoning methods (inductive, abductive, and hypothetical-deductive), (2) inquiry-related skills (science process skills, and scientific practices), (3) types of inquiry activities (based on observation, experiment, research, cultivation, exploration, making, and modeling), (4) inquiry-related summary activities (explaining, presenting, discussing/debating, scientific writing, playing, role-playing, and explaining through drawings), and (5) digital inquiry activities (using audiovisual materials, collecting and sharing information, and using digital inquiry tools). The analysis of the frequency of each inquiry-related element in the activities included in the textbooks revealed a disproportionate emphasis on certain subelements across the five categories. The Refined Consensus Model (RCM) was employed as the theoretical framework for the discussion of the implications of these findings for teaching expertise in scientific inquiry, and the five inquiry elements were incorporated into the professional knowledge bases of RCM. The results revealed that inquiry-related methods and skills were aligned with the domain of content knowledge, while inquiry-based activity-types, summary exercises, and digital tools were aligned with pedagogical, student-acquired, and assessment-related knowledge. These study findings enable the recommendation that future research initiatives should elucidate the components of teaching expertise related to scientific inquiry.