초등과학을 어떻게 가르칠까? - 이론편

# 과학을 가르치는 이유?

 - 주변 세계에 대한 과학적 측면을 이해할 수 있도록 과학적 개념과 탐구 기능을 사용하고 발달시키기 위한 것.

# 과학자나 공학자가 하는 일(미국 국립연구평의회)

1.  질문하고(과학) 문제를 정의하기(공학)
2. 모형을 개발하고 사용하기
3. 조사를 계획하고 조사하기
4. 자료를 분석하고 해석하기
5. 수학을 사용하기
6. 설명을 만들고(과학) 해결책을 고안하기(공학)
7. 증거를 사용하여 논쟁하기
8. 정보를 획득하고 평가하며 전달하기

# 과학탐구란?(미국의 과학교육표준, 1996)

 - 과학자들이 자연현상을 연구하고 그 연구로부터 얻은 증거에 기초하여 설명을 제안하는 여러 가지 방법을 말한다. 또한 과학 탐구는 학생들이 과학적 생각에 대한 지식과 이해, 그리고 과학자들이 자연세계를 어떻게 연구하는지에 대한 이해를 발전시키기 위한 활동들을 지칭한다.

# 과학자 vs 학교에서의 과학 탐구 활동

 - 공통점: 문제인식, 가설설정, 자료 수집, 결과 해석, 발표, 영향 등

 - 차이점: 과학자는 자신이 탐구주제를 설정하지만 학교에서는 교육과정에 맞도록 주제가 설정된다.

# 과학을 위한 교육 vs 과학을 통한 교육

# 과학 수업에서 교사의 역할(Harlen, 2001)

1.  관찰하고 탐구할 수 있는 기회 제공
2. 올바르게 질문하여 아이들의 이해나 과학 활동을 돕는 일
3. 아이들이 자신들의 생각을 토의하고 의사소통하도록 도와주는 일

# 과학학습과 구성주의

  - 기존 철학: 순박한 경험주의 + 피아제의 인지발달이론

  - 그 후: 지식의 구조와 발견 학습을 강조한 브루너의 영향으로 '탐구 학습'이 유행

  - 현대: 학습은 인지 능력의 발달 보다는 학습 내용과 관련된 특정한 능력과 학습자의 사전 경험이나 지식에 상당히 의존한다.

  - 경험주의자: 지식이 단지 사실의 객관적 관찰과 귀납적 논리를 통해 증명되고, 과학은 객관적 관찰과 귀납적 논리와 같은 과학적 방법에 의해 '진리'를 향해 발전한다고 생각한다.

  - 관찰의 이론 의존성: 관찰자의 지식, 신념, 기대 등에 따라 관찰 내용이 달라지고, 객관성을 갖기 어렵다.

  - 발견 학습의 문제점: 교사의 의도대로 학생들이 '발견'하지 못함.

# 현대의 심리학과 과학학습

  - 실증주의 인식론에 따라 발생한 행동주의 심리학은 의식의 심리적 상태보다는 관찰 가능한 행동에만 주목함으로써 인지적 요인을 간과하고 복잡한 인간 행동을 너무 단순하게 조작적으로 취급하려는 오류를 범했다.

  - 이에 대한 대안으로 '피아제의 발달 심리학'은 인지 발달 과정을 밝힘으로 큰 공헌을 하였지만 '세가지 약점'이 드러났다.

  - 첫째, 발달 모형에서 핵심적 역할을 하는 형식적 논리가 실제로 인지의 기초가 아니다. 

    둘째, 전반적인 발달 단계의 존재를 지지하는 증거가 거의 없다. 같은 나이에도 각각 발달단계가 다르다. 오히려 과제에 대한 친숙도가 더 중요한 요인이 된다.

    셋째,  생각은 상황과 무관하지 않다. 

# 오슈벨의 유의미 학습 이론

  - 선행 지식이 그와 관련된 새로운 내용의 학습에 결정적인 영향을 준다.

# 켈리의 개인적 구성 이론

  - 개인은 자신의 능동적인 경험을 통해서 개인적 구성물을 획득하고 그것을 바탕으로 내적으로 일관된 개념틀을 구성한다.

# 과학을 가르치는 일

  - 새로운 지식을 가르치는 일이 아니라

  - 개인의 오개념이지만 순진하고 직관적인 개념틀을 수정하는 과정.

# 과학교육과 구성주의

1.   학습은 아동에게 일어나는 개인적이고 개별적이며 지적인 구성과정으로 피아제의 이론으로 부터 유래된 심리학적 구성주의이다.
2.  두르크하임의 사회학적 구성주의. 개인의 믿음은 사회적 상황에 초첨이 맞춰진다.

# 구성주의와 과학 가르치기

1. 학습자가 이미 알고 있고 이해할 수 있는 것을 바탕으로 가르치기 시작한다.
2. 학습자는 교사의 안내에 따라 스스로 지식을 구성한다. 교사는 학습자가 개념적 갈등을 유발할 수 있도록 자극한다.
3. 학습자들은 서로간의 의사소통을 통해 사람마다 다른 생각이 있음을 인식한다.
4. 전체 학습 환경의 초점은 비록 집단 활동의 상황이더라도 개별 학습자에 맞춘다.
5. 가르치는 일은 모든 학습자에 대한 끊임없는 개별적 평가와 적절한 행동을 통한 반응드로 구성된다.