과학 교수-학습의 계획: 학년/학기 지도계획

   중장기 과학 교수-학습을 잘 계획하면 무엇을 어떻게 가르칠 것인지에 대한 큰 그림과 전략을 갖게되며, 학생들의 학습을 잘 안내하고 도울 수 있다. 또한 교사가 중요하다고 생각하는 목표를 그 기간 동안 균형있고 체계적으로 배치할 수 있다. 좋은 청사진이 있어야 훌륭한 건물을 기대할 수 있는 것과 마찬가지다. 한 학년 또는 한 학기를 대상으로 하는 교수-학습 계획을 각각 학년 지도계획 또는 학기 지도계획이라고 한다. 

   과학 교수-학습의 학년/학기 지도계획은 한 학년 또는 한학기 동안 (지구)과학 학습을 마친 후 학생들이 무엇을 알고, 할 수있게 될지를 큰 그림으로 그려보는 것으로 시작한다. 이를 위해서는 (지구)과학 교육과정에 대한 이해가 중요하다. 교육과정에는 과목의 성격, 목표, 내용체계, 성취기준, 교수학습 방법, 평가 방법 등이 제시되어 있어서 교수-학습의 방향과 내용, 방법 등에 대한 풍부한 지침을 얻을 수 있기 때문이다. 교육과정을 이해하고, 이를 적절히 해석하고 변용하기 위한 (지구)과학 교사로서 전문성과 신념도 중요한 역할을 한다.  

  2015교육과정의 과학 과목은 크게 두 유형으로 구분할 수 있다. 과학, 통합과학, 지구과학 I 등의 과목은 시민으로서 과학적 소양 함양을 위한 과목인 반면 지구과학 II는 지구와 우주에 흥미가 많거나, 이공계 진학 희망자를 위한 과목이다. 따라서 지구과학 II의 방향 설정은 나머지 과목과 공통적인 부분도 있지만, 지구과학 핵심 개념을 심도 있게 다루고, 지적 호기심을 충족시키는 측면이 강조된다.   

   과학 과목은 초등 3학년에서 중학교 3학년까지 7년에 걸쳐서 배운다. 따라서, 과학과의 교육목표는 매 학년마다 완성된다기 보다는 여러 학년에 걸쳐서 점차적으로 완성된다고 볼 수 있다. 교사는 과학 교과 교육과정 전체 흐름 속에서 해당 학년 학습 주제의 위치를 파악하고 학생들의 수준을 감안하여 교수-학습 목표를 설정할 필요가 있다.     

 

   2015교육과정을 보면 지구과학 I 과목의 성격이 다음과 같이 서술되어 있으며, 시민으로서 필요한 지구과학에 대한 기초 소양 함양을 강조하고 있다. 

"지구와 우주에 대한 통합적인 이해를 바탕으로 현대 지식 기반 사회의 시민이 갖추어야 할 지구과학에 대한 기초 소양을 함양하기 위한 과목이다."

   

   지구과학 I 과목의 목표는 아래처럼 5가지로 제시되고 있다. 여기에는 태도와 관련된 '지구와 우주의 소중함과 아름다움 인식,''흥미와 호기심,''지구와 우주에 관한 문제를 과학적으로 해결하고 실천에 옮기는 태도'를 강조하고 있다. 또한 '과학적으로 탐구하는 능력,''문제를 과학적으로 탐구하고 해결하는 능력'을 두번째로 제시하고 있다. 세번째로는 '지구과학의 핵심개념'을 제시하고 있어며, '과학 기술 사회의 상호관계 인식'과 '민주 시민으로서 소양,''학습의 즐거움과 유용성 인식' 및 '평생 학습 능력'을 제시하고 있다. 이처럼 지구과학 과목의 목표는 태도, 탐구능력, 핵심개념, 문제해결력, 민주시민 소양, 평생 학습 능력을 고루 포함하고 있다. 또한 과학과 핵심역량인 과학적 사고력, 과학적 탐구 능력, 과학적 문제 해결력, 과학적 의사소통 능력, 과학적 참여와 평생 학습 능력을 두루 담고 있다. 종합해보면, 핵심 개념을 바탕으로 태도와 탐구능력, 민주시민으로서 소양과 평생 학습 능력을 고루 담고 있다. 

가. 지구와 우주의 소중함과 아름다움을 인식하고, 흥미와 호기심을 가지고, 지구와 우주에 관한 문제를 과학적으로 해결하고 실천에 옮기는 태도를 기른다. 나. 지구와 우주를 과학적으로 탐구하는 능력을 기르고, 지구과학과 관련된 전 지구적 및 일상생활의 문제를 과학적으로 탐구하고 해결하는 능력을 기른다. 다. 지구와 우주에 관한 지구과학의 핵심 개념을 이해한다. 라. 과학･기술･사회의 상호 관계를 인식하고, 이를 바탕으로 민주 시민으로서의 소양을 기른다. 마. 지구과학 학습의 즐거움과 지구과학의 유용성을 인식하여 평생 학습 능력을 기른다.

 

   한편, 2015 지구과학 I의 내용체계를 보면 고체지구, 대기와 해양, 우주라는 3개의 영역으로 구성되어 있으며, 각각의 영역은 두세개의 핵심개념을 담고 있다. 내용체계표에는 지구와 우주에 대한 지식이나 개념이 명시적으로 제시하고 있으며, 과학적사고력과 과학적 탐구능력, 과학적 의사소통 능력은 기능에 제시하고 있다. 반면에 핵심역량 중에서 과학적 문제 해결력이나 과학적 참여와 평생 학습 능력은 구체적으로 표현되어 있지 않다. 또한 목표에 제시된 지구와 우주의 소중함과 아름다움을 인식하고, 흥미와 호기심과 관련된 부분이나, 지구과학 학습의 즐거움과 지구과학의 유용성 인식 등도 명시적으로 표현되지 않은 경향이 있다. 따라서 교육과정 내용체계를 따르다보면 지구과학의 핵심개념이나 과학적으로 참구하는 능력을 주로 다루게 되어, 교육목표나 핵심역량 함양에서 불균형이 발생할 수도 있다.  

영역	핵심개념	일반화된 지식	내용 요소	기능
고체지구	판구조론	지구의 표면은 여러 개의 판으로 구성되어 있고 판의 경계에서 화산과 지진 등 다양한 지각 변동이 발생한다.	∙대륙 이동과 판구조론 ∙지질 시대와 대륙 분포	∙문제 인식 ∙탐구 설계와 수행 ∙자료의 수집･분석 및 해석 ∙수학적 사고와 컴퓨터 활용 ∙모형의 개발과 사용 ∙증거에 기초한 토론과 논증 ∙결론 도출 및 평가 ∙의사소통
		지구 내부 에너지의 순환이 판을 움직이는 원동력이다.	∙맨틀 대류와 플룸구조론
	지구구성 물질	지각은 다양한 광물과 암석으로 구성되어 있고, 이 중 일부는 자원으로 활용된다.	∙변동대 화성암의 종류 ∙퇴적 구조와 환경
	지구의 역사	지구의 역사는 지층의 기록을 통해 연구한다.	∙지질 구조/ ∙지사 해석 방법
		지질 시대를 통해 지구의 환경과 생물은 끊임없이 변해왔다.	∙상대 연령과 절대 연령 ∙지질 시대의 환경과 생물
대기와 해양	해수의 성질과 순환	수권은 해수와 담수로 구성되며, 수온과 염분 등에 따라 해수의 성질이 달라진다.	∙해수의 성질 ∙수온-염분도
		해수는 바람, 밀도 차 등 다양한 요인들에 의해 운동하고 순환한다.	∙표층 순환 ∙심층 순환
	대기의 운동과 순환	대기의 온도, 습도, 기압 차 등에 의해 다양한 기상 현상이 나타난다.	∙저기압과 고기압 ∙온대 저기압/ ∙태풍/ ∙악기상
	대기와 해양의 상호 작용	대기와 해양의 상호 작용으로 다양한 기후 변동이 나타난다.	∙대기 대순환/ ∙엘니뇨와 라니냐/ ∙남방진동/ ∙지구 온난화
		기후 변화는 인위적 요인과 자연적 요인으로 설명된다.	∙고기후/ ∙기후 변화 요인/ ∙기후 변화의 영향
우주	별의 특성과 진화	우주에는 수많은 별들이 존재하며, 표면 온도, 밝기 등과 같은 물리량에 따라 분류된다.	∙별의 물리량/ ∙외계 행성계 ∙생명가능 지대
		별의 질량에 따라 내부 구조 및 진화 경로가 달라진다.	∙H-R도/ ∙별의 진화
	우주의 구조와 진화	우주는 다양한 은하로 구성되며 팽창하고 있다.	∙은하 분류/ ∙빅뱅(대폭발) 우주

 

   따라서 학년계획이나 학기계획을 수립할 때에는 교육목표에 제시된 각각의 목표가 균형있게 포함될 수 있도록 고려할 필요가 있다. 지구와 우주의 소중함과 아름다움 인식과 같은 태도 영역은 구현하기 적절한 내용을 찾아서 적극적으로 포함시킨다. 예를 들면, 지구구성 물질이라는 핵심개념을 다룰 때 자원을 다루면서, 지구의 소중함을 강조할 수 있으며, 지구의 역사를 다룰 때 지구의 환경과 생물의 변화에서 지구의 소중함과 아룸다움을 연계할 수 있을 것이다. 대기의 운동과 순환에서 다양한 기상 현상, 우주 영역을 다루면서 지구와 우주 아름다움과 신비로움을 인식하도록 한다. 민주시민으로서 소양이나 지구과학의 유용성은 자원을 다루면서 자원의 고갈, 기후변화 등에서 포함시킬 수 있다. 지구과학 학습의 즐거움은 전반적인 교수-학습 과정에서 인식할 수 있도록 계획단계에서 고려할 수 있다. 

 

   교수-학습 계획에 대한 이해를 돕기 위해서 실제 학교에서 개발하여 사용한 사례를 제시하였다. [그림 1]은 경기도 D중학교의 2021년 1학기 과학과 교과진도 운영계획이다. 이 운영계획은 1학기 과학과 교수-학습 지도 계획의 성격을 가진다. 가장 좌측 열에 월과 주가 제시되어 있어서 언제 어떤 내용을 다루는지 파악할 수 있다. 관련 단원에 교육과정의 성취기준이 제시되어 있어서 교육과정이 정상적으로 운영될 수 있도록 되어있다. 교육과정 재구성 수업설계를 강조하고 있어서, 안전교육이나 범교과 수업과 연계하도록 권장하고 있다. 다만 성취기준마다 어떤 교수-학습 활동을 할 것인지에 대한 안내가 제시되어 있으면 더 좋을 것으로 보인다. 과정중심 평가 방법은 수행평가를 포함하여 다양하게 제시되어 있다. 핵심역량 및 인성의 분포를 보면 과학적 사고력, 과학적 탐구능력, 과학적 문제 해결력, 과학적 의사소통능력을 담고 있어서 비교적 다양한 역량을 포함하고 있으나, 과학적 참여와 평생 학습 능력은 담겨있지 않음을 알 수 있어서 이에 대한 보완이 필요하다.   

[그림 1] D중학교 과학과 학기 교과진도 운영계획