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Coloring을 활용한 여학생 친화 생명과학 학습 자료를 개발하여, 고등학교의 1ㆍ2학년 여학생들을 대상으로 적용해 보았더니 ⑴ 기억ㆍ이해ㆍ적용ㆍ분석ㆍ종합ㆍ평가의 정신기능이 더욱 활발하게 되었고, ⑵ 생명과학 공부를 어려워하지 않으며 흥미와 관심이 좋아지게 되었으며, ⑶ 자연계와 기술ㆍ공학 분야에 많은 관심을 보였고, ⑷ 우수한 여학생들이 생명과학 관련 직업으로 진출할 의사를 가지게 되었다.

학생들에게 micro의 세계에서는 볼 수 없는 macro적인 생명 현상을 보여주는 학문인 생태학을 교수할 직면하는 어려움 중의 하나는 생태학적으로 상호 관련된 중요한 견해가 종종 세부 사실의 얽힘에서 누락된다는 것이다. 이러한 수업 활동은 생태학을 이해하는데 필수적인 (1)통합성과 (2)상호관련성의 결손을 초래하고, 또한 학생들에게 (3)오개념의 소지를 제공하게 된다. 이에 학생들에게 개념적/사고적으로 토의/탐구 학습 활동을 지도하여 개념을 연계시킬 수 있고, 또한 생태학의 고유한 구조를 이해할 수 있는 생태학적 모형을 고찰하였다.

현 교과서의 유형별 분포상황을 살펴본 결과 ⑴위치, 속도, 가속도의 정의가 과학에서는 힘과 운동의 기본 개념으로, 수학에서는 도함수의 활용의 개념으로 정의되어 있다. 과학에서는 시간을 t , 위치 및 거리를 s , 속도를 v , 가속도를 a 로 구분해서 변수로 사용하는 데 반해, 수학에서는 함수에서 사용하는 x를 시간으로 하고, 위치는 y 로, 속도는 y ' , 가속도는 y'' 를 변수로 사용함으로써 과학과 수학에서의 정의가 별개의 것으로 인식하고 있는 것으로 나타났다. ⑵시간-속도, 시간-위치에 대한 문제 해결에 있어 수학의 새로운 개념 학습에 따라 문제 해결 전략이 큰 발전을 보이지 않고 먼저 배운 과학에서 사용했던 공식의 이용, 유사한 문제의 해결을 통한 경험론적인 문제 해결을 계속해서 사용하고자 하는 경직성이 나타났다. ⑶과학의 표현 양식과 수학의 표현 양식은 각 교과의 특성 때문에 현행 과학 교과에서는 실험과 관찰을 통해 개념의 정의를 자연스럽게 이해하는 상황학습이 중요하다.

이 연구는 Model Progresssion 학습환경이 학습자의 직관적 지식 형성에 미치는 영향을 알아보는데 그 목적이 있다. 직관적 지식의 내용은 충돌 문제에서의 운동량ㆍ에너지 보존 개념을 선정하였다. 학습자의 직관적 지식의 형성 정도를 측정하기 위해 6단계로 구성된 Web기반의 Model Progresssion 학습자료를 제작하였다. 연구 대상은 물리교육을 전공하는 대학생 3, 4학년 31명이며, 이들을 실험집단과 비교집단으로 각각 나누었다. 실험집단은 단계별로 구성된 Model Progresssion 학습환경에서, 비교집단은 Model Progresssion을 적용하지 않은 학습환경에서 동일한 활동과제를 수행토록 하였으며 과제 수행시 학습자가 이용한 물리적인 변수와 정보의 사용횟수를 즉시 활동지에 기록하게 하였다. 직관적 지식 검사는 사전ㆍ사후 Web상에서 이루어졌다. 변수와 정보의 사용횟수에 대한 상관관계 분석결과 Model Progresssion 학습환경을 적용한 실험집단이 비교집단 비해 변수ㆍ정보 변인간의 능동적인 상호작용을 하였으며, 직관적 지식 검사결과 운동량ㆍ에너지 보존 개념이 유의미하게 향상되었다.

우리는 평소 자동차의 속도, 비행기의 속도, 육상 선수의 속도 그리고 바람의 속도인 풍속은 쉽게 접하고 있다. 그렇다면 ‘과연 흐르는 물의 속도를 구할 수 있을까?’ 또, ‘우리학교 주변 하천의 유속은 과연 사람이 어느정도로 달리는 속도와 비슷한가?’ 라는 호기심에 이끌려 유속측정 기구를 고안하여 우리학교 주변의 시냇물 속도를 측정ㆍ탐구하였다. 우리학교 주변의 시냇물 속도는 13cm/s∼19cm/s 정도로 첫 걸음마를 시작한 아기의 걸음걸이 속도와 비슷하였다.

설문 조사와 인터뷰로 춘천시 2개 인문계 고등학교 학생들의 과학에 대한 흥미․관심과 이공계 대학 진학 희망을 조사ㆍ탐구하였다. 300명 설문에 287명이 응답하여 95.7%의 회수율을 보였고, 과학에 대한 태도, 과학의 사회적 의미, 과학적 태도는 긍정적으로 나타났으나, 과학과목에 대한 태도는 보통으로 나타났다. 대학입학 정원이 자연계가 인문계보다 많은데도 불구하고, 남녀 학생 모두 자연계보다 인문계를 더 많이 선호하였고, 상급 학년으로 갈수록 순수자연과학, 공학계열, 농학계열은 증가하는 추세이고, 의약학 계열은 감소하는 추세이다. 자연계를 희망하는 이유로 대학 선택의 폭이 넓고, 인문계의 암기 과목이 싫어서, 의사가 되기 위해서, 희망하는 직업이 자연계열이라서, 글 쓰기보다는 계산이 더 좋아서, 교차지원이 안 된다는 소식을 듣고라는 반응을 보였고, 인문계를 희망하는 이유로 수학 공부가 싫어서, 과학 공부가 싫어서, 수능점수 잘 받기 위해(교차지원)서 라는 반응을 보였다. 의약학계열을 희망하는 이유로 사회적으로 인정받는 직업이라서, 돈을 잘 벌어서, 부모님의 요구로 라는 반응을 보였고, 이공계열을 희망하는 이유로 컴퓨터 관련 분야가 좋아서, 과학과 기술의 발전을 위해, 의대 갈 실력이 안돼서 라는 반응을 보였다. 대학진학 목적을 직업에 둔 이유로 안정적인 직업을 원해서, 돈을 벌기 위해서, 원하는 일을 할 수 있어서 라는 반응을 보였고, 연구에 목적을 둔 이유로 세계적인 연구를 하고 싶어서, 연구직이 좋아서, 박사가 되고 싶어서 라는 반응을 보였다.

철원 현무암과 제주 현무암을 비교 해 본 결과 ⑴철원 현무암이 제주도 현무암보다 무겁다는 것을 밀도를 통해 알 수 있었고, ⑵제주도 현무암이 철원 현무암 보다 표면이 다듬어져 있으며 색깔이 더 어둡고, ⑶현무암을 이루는 화학 성분에는 별 차이가 없었다.

청소년들의 이공계 기피현상을 근본적으로 해결하고 우수 과학기술인력 양성 기반을 다지기 위해서는 과학을 좋아하는 학생들이 많아야 한다. 특히 학생들이 과학에 대한 흥미와 관심을 갖도록 탐구와 실험중심의 과학교육이 학교 안팎에서 활발히 전개되어야 한다. 정부는 이를 위하여 12월 탐구ㆍ실험 중심의 초ㆍ중등 과학교육 활성화 계획 을 수립하고 앞으로 5년 간 초ㆍ중등과학교육 내실화를 중점 추진할 계획이라고 밝혔다.

두뇌의 학습기제와 아동의 두뇌발달을 파악하고 이를 교수-학습에 적용하려는 연구는, 입시위주의 교육을 위해 두뇌의 작용과는 무관하게 정의 영역과 운동기능 영역을 소홀히 하고 있는 우리의 학교현장에서 교사들이 사고를 전환하는 촉발제가 될 수 있을 것이다.

여학생들의 과학 학습효과를 높이기 위해서는 과학의 윤리적ㆍ사회적 측면, 과학과 기술과 사회의 관계 등 과학의 다양성을 소개하며, 생활 주변에서 쉽게 경험하는 내용이나 과학에 관련된 사회적 쟁점을 학습자료를 구성하고, 여학생의 역할 모델이 될 수 있는 여성 과학자나 인물들을 학습자료로 활용할 필요가 있다. 그러나 여학생 친화적인 과학 교육이 실현되기 위해서는 몇 가지 학습 방법의 실시만으로는 불가능하며 교사, 학부모, 학생 모두가 남녀가 동등하다는 의식변화가 일어나야 할 것이며, 과학교육을 통해 이런 의식의 변화를 줄 수 있는 노력이 국가와 학교 차원에서 계속해서 이루어져야 할 것이다.