초등학교 과학과 교육과정의 에너지 관련 내용 개선 방안 탐색
Exploring Improvement of Energy-related Contents in Elementary School Science Curriculum
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에너지는 과학의 많은 영역에서 자연 현상을 통합적으로 이해하고 설명하는데 필요한 기초적인 개념이다. 통합을 통한 과학 학습을 강조하는 세계 각국의 추세에 따라 우리나라에서도 핵심 개념 중심으로 2015 개정 과학과 교육과정을 구성하였으며 초등학교의 통합단원으로 ‘에너지와 생활’ 단원을 신설하였다. 본 연구에서는 통합단원을 비롯하여 초등학교 과학 교육과정을 구성하는 각 단원에서 에너지 관련 학습 내용이 어떻게 연계되는지 분석하여 교육과정 개정에 필요한 시사점을 얻고자 하였다. 먼저 에너지의 정의와 역할, 형태, 전달, 전환, 보존, 산일, 자원의 7개 영역으로 학습 내용의 분류틀을 정하여 에너지 관련 학습의 순서와 내용을 구체적으로 분석하였으며, 동시에 주제 중심 교육과정으로 구성된 싱가포르의 과학과 교육과정과 교과서를 분석한 내용과 비교하여 공통점과 차이점을 알아보았다. 싱가포르의 교육과정 및 교과서와의 비교ㆍ분석 결과 우리나라의 교육과정 및 교과서에서는 전 학년에 걸쳐 에너지와 관련된 학습 내용이 골고루, 다양하게 포함되어 있지만, 에너지와의 구체적인 관련성을 명시적으로 제시하지 않고 있었다. 특히 에너지의 정의와 역할에 대한 설명 없이 에너지를 곧바로 도입하기도 하고, 에너지의 전달 및 전환과 관련한 설명에서도 누락 및 비약이 발견되었다. ‘운동과 에너지’ 영역에서는 열과 에너지의 관련성을 명시적으로 나타내지 않으며, ‘물질’ 영역에서는 상태 변화를 에너지 관점에서 설명하지 않는다는 점을 알게 되었다. 한편 ‘생물’ 영역에서는 에너지와 물질의 차이에 대해 명확하게 설명하지 않으며 ‘지구와 우주’ 영역에서도 계절의 변화와 날씨와 관련해서 에너지와 연계한 설명이 구체적이지 않았다. 이에 따라 교육과정 개정과 관련해서 ‘에너지의 정의’를 저학년에서 선제적으로 도입할 것과 열 현상, 물질의 변화, 식물과 동물의 생활, 계절과 날씨의 변화 등 교육과정 전반에서 에너지의 역할을 더욱 강조해서 다룰 것을 제안하였다.
Abstract
In many scientific domains, the fundamental concept of energy is necessary for the inculcation of an integrated understanding of natural phenomena . Countries around the world now tend to emphasize amalgamated science learning. In congruence with this trend, Korea prepared a revised science curriculum in 2015, focusing on “big ideas” to establish a new integrated module titled “Energy and Life” at elementary schools. This study aims to ascertain the consequences of the curriculum revision and examines how the learning material of every energy-related constituent unit of the elementary school science curriculum is connected, including the integrated module. To this end, it first applied a seven-dimensional classification framework to scrutinize the sequence and content of learning material on the theme of energy: definition and role, forms, transfer, transformation, conservation, dissipation, and resources. Content similarities and differences were investigated by comparing the Korean learning material against Singapore’s science curricula and textbooks. The results of comparison and analysis revealed that the Korean curriculum and textbooks included various energy-related learning content across all grades. However , the material did not explicitly assert any relevance to energy. Specifically, energy was directly introduced without elucidation of its definition or role, and omissions and leaps were found in the explanations related to energy transfer and transformation. Further, the association between heat and energy was not clearly demonstrated in the topic related to motion and energy, and phase change was not explicated with reference to energy in the material on the theme of matter. Additionally, the difference between energy and matter was not clearly explained in the domain of biology, and there was no specific elucidation of energy with respect to weather and the change of seasons in the unit on Earth and Space. Accordingly, the following suggestions are offered for the revision of the curriculum: the definition of energy should be preemptively introduced in lower grades, and the role of energy should be emphasized in the overall curriculum, especially vis-à-vis phenomena such as heat, change of matter, plant and animal life, and seasons and weather changes.
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