2015 개정 고등학교 과학과 교육과정의 적용 방안¹⁾

Ⅰ. 서론

교육부에서는 2015년 9월 창의융합형 인재 양성을 목표로 ‘인문 · 사회 · 과학 기술에 관한 기초 소양 교육 강화, 학생들의 꿈과 끼를 키울 수 있는 학생 중심 교육과정 구성, 미래 사회가 요구하는 핵심역량 함양’ 등이 가능하도록 교육과정을 개정 · 고시하였다(김경자 외, 2015). 고등학교 교육과정에서는 기초 소양 교육을 강조하고 적성과 진로를 고려한 학습자 맞춤형 교육을 실천하는 것이 주요한 변화라고 할 수 있다. 이에 따라 ‘공통과목’을 통해 기초 소양을 함양한 후, 학생의 적성과 진로를 고려한 맞춤형 교육을 받을 수 있도록 선택 과목을 다양화하고 ‘일반선택 과목’과 ‘진로선택 과목’으로 구분하였다. ‘일반선택 과목’은 고등학교 단계에서 필요한 교과별 학문의 기본적 이해를 바탕으로 한 과목이며, ‘진로선택 과목’은 교과 융합학습, 진로 안내 학습, 교과별 심화학습, 실생활 체험학습 등이 가능한 과목으로 구성되었다(교육부, 2014).

2015 개정 과학과 교육과정 개정의 주요 방향은 교육과정 총론이 추구하는 방향성을 반영하고, 학생 중심형 교육과정이 실현될 수 있도록 하였으며, 궁극적으로 초 · 중등학교에서의 과학교육을 통해 모든 학생들이 창의 · 융합형 인재로 성장할 수 있도록 교육을 개혁하고자 하는 것이다(교육부, 2014; 교육부, 한국과학창의재단, 2015a; 송진웅, 2014). 고등학교에서는 2015 개정 과학과 교육과정 변화의 핵심인 ‘통합’을 구현하기 위해 <통합과학> 과목을 신설하였다. 자연현상에 대한 통합적 접근과 융 · 복합적 사고가 가능하도록 핵심 개념(Big Idea)을 중심으로 교육과정을 구성하여 교과 간 또는 교과 내의 통합을 시도하였다. 또한 과학과 핵심 역량을 추출하여 정립하고, 핵심 역량을 키울 수 있는 기틀을 마련하였다. 기존의 내용 요소를 중심으로 교육과정의 내용 체계를 재구성하여 핵심 개념, 일반화된 지식인 내용, 학생들이 할 수 있거나 할 수 있기를 기대하는 기능을 유기적으로 결합하여 제시함으로써, 교육과정의 이해 및 활용을 용이하게 할 수 있도록 하였다. 학습량을 적정화하고 학생 참여형 수업을 촉진하며, 과정 중심의 평가가 이루어질 수 있도록 하였다(교육부, 한국과학창의재단, 2015b). 그리고 공통과목으로 <과학탐구실험>도 신설하였다. 이는 ‘모든 이를 위한 과학’이란 목표를 달성하기 위해 필요한 과학적 소양 함양과 탐구 방법에 초점을 두고 있음을 의미한다.

2015 과학과 교육과정 개정의 주요 방향 및 쟁점에 관한 연구(송진웅, 나지연, 2015)에서 주요 방향으로 크게 정의적 영역과 평생학습능력을 강조하는 과학과 목표의 도입, 핵심 개념 중심의 내용체계표의 도입과 통합과학적 접근, 과학 교과역량 및 기능 포함 성취기준의 도입을 강조하고 그에 따른 쟁점으로 교육과정 상의 추가적인 지침 개발의 필요성 외에 고등학교 통합과학의 현장 실효성 및 실질적인 통합성 등의 쟁점을 언급하였다. <통합과학> 도입에 따른 중등 과학과 현직교사 역량 제고의 문제 해결을 위해 연수 프로그램을 제시하였다(곽영순 외, 2016). 그러나 <통합과학>과 <과학탐구실험> 과목에 대해서 고등학교 과학 교사들의 우려는 높게 나타났는데, 연구 대상 고등학교 교사 40명 대부분이 통합교육의 방법이나 효과성, 통합과학의 내용 체계에서 수준과 양의 적절성 등에 관해 부정적인 입장을 취하고 두 과목을 가르치는 데 요구되는 교사의 수업 전문성 측면에서 많은 우려를 나타내고 있다(윤지현, 강성주, 2016). <통합과학>과 사범대학 교육과정 내용을 분석한 결과, 예비 과학 교사들이 사범대학 교육과정 내용을 충분히 숙지하면 <통합과학> 학습 내용을 모두 다룰 수 있으나, 현장에서 과학 교사들은 과학 내 타 전공 분야의 지식 부족, 교육과정에 대한 이해 부족 등으로 인한 교사의 수업 부담, 분과적 사고에 익숙한 교사의 인식 및 하위 전공 영역 간의 소통이 원활하지 않은 상황에 대한 우려도 있다(김남희, 심규철, 2015).

2015 개정 고등학교 교육과정은 2018학년부터 고등학교 1학년에 순차적으로 적용되어 2020년까지 전체 학년에 적용될 예정이다. 2015 개정 고등학교 과학과 교육과정의 기본 취지를 살리면서 이를 학교 현장에 적용하기 위해서는 편제 변화에 따른 교육과정 편성 · 운영에서 과학과 쟁점을 파악하고 신설 과목들을 어떻게 현장에 적용할 것인가에 대한 실제적인 고민이 시급하다. 고등학교 교과 편제가 공통과목과 선택 과목으로 변화됨에 따라 과학과 편성 · 운영을 위해 필요한 사항들을 탐색하고, 신설된 과목인 <통합과학>과 <과학탐구실험>의 적용을 위한 제반 준비를 할 필요가 있다.

따라서 이 연구에서는 2018학년도에 입학할 신입생들을 위해 고등학교에서 수립한 과학과 교육과정 편성 · 운영 계획을 분석하여 2015 개정 고등학교 과학과 교육과정의 편성 경향성을 파악하고, 이를 통해 과목 편성의 문제점과 개선점을 도출하였다. 그리고 2015 개정 교육과정 연구학교의 과학 교사 대상으로 면담을 실시하여 고등학교 과학과 교육과정이 단위 학교 현장에서 교육과정 개정의 취지에 맞게 운영되기 위한 적용 방안을 마련하고자 하였다. 고등학교 유형은 일반고, 특목고, 특성화고, 자율고 등으로 구분하는데, 일반고가 가장 많으므로(2016학년 기준, 2,353개교 중 1,545개교) 일반고등학교의 과학과 교육과정을 중심으로 연구를 수행하였다. 이 연구에서는 2015 개정 고등학교 과학과 교육과정의 적용 방안을 마련하여 과학 교육이 내실화될 수 있도록 하고, 새 교육과정이 고등학교 현장에 성공적으로 안착하는 데 기여하고자 한다.

Ⅱ. 연구 방법

Ⅲ. 연구 결과 및 논의

Ⅳ. 결론 및 제언

이 연구에서 2015 개정 교육과정에 따른 일반고등학교의 과학과 교육과정 편성 · 운영 계획 사례를 분석하고, 2015 개정 교육과정의 연구학교 과학 교사들을 대상으로 면담을 한 결과에 근거하여, 2015 개정 고등학교 과학과 교육과정의 적용 방안을 제안하면 다음과 같다.

첫째, 과학 교과 편성 운영에서 <통합탐구>와 <과학탐구실험>의 취지를 구현하기 위한 노력이 필요하다.

<통합과학>과 <과학탐구실험> 시간표 편제를 한 학기 당 각각 4단위와 1단위로 진행하는 것이 바람직하나, 교육과정 편성 · 운영 계획 조사 결과를 살펴보면 절반 이상의 학교에서 <통합과학>의 단위 수를 감축하여 학기 당 3단위로 진행할 계획인 것으로 나타났다. <통합과학>은 교육과정에서 제시한 내용 요소와 학생 참여 중심의 수업을 고려할 때 8단위가 적절하다고 판단되며, 단위 수를 감축하여 운영하면 내용 강의 중심으로 수업이 이루어질 가능성이 크다. 또한 <과학탐구실험>의 경우, 그 성격과 목적을 고려하면 학생 중심의 다양한 탐구 수업으로 운영되어야 한다. 따라서 <통합과학>과 <과학탐구실험>의 탐구 활동이 약 60% 정도 중복되므로 <통합과학> 1차시와 <과학탐구실험> 1차시를 블록타임으로 묶어서 학기 당 (3+2) 단위로 진행하는 방안을 권장한다.

둘째, 선택 과목의 활성화 방안을 제안하면 다음과 같다.

학교 교육과정을 편성할 때 이공계열 대학으로 진학하지 않는 학생을 위해 <과학사>, <생활과 과학>과 같은 진로 선택 과목을 선택할 수 있도록 선택 항목으로 제시하고 교사와 학생 모두에게 과목에 대한 이해를 도울 수 있는 안내 글을 제공할 필요가 있다. 또한 선택 과목의 학생 중심형 수업 방법을 위한 다양한 교수 · 학습 자료와 평가 자료가 필요하고, 개발된 교수 · 학습 자료와 평가 자료 보급을 위한 교사 연수가 필요하다.

셋째, 과학 교과 역량 함양 및 교사 역량 제고를 위한 노력이 필요하다.

과학 교과 역량을 구체화하고, 하위 요소와 수업 적용 및 평가를 위한 목록화와 과학 교과 역량을 구현한 우수 수업 사례를 제공할 것을 제안한다. 과학 교과 역량이 상당한 수준으로 구체화되고 목록화되지 않으면 개정 교육과정에서 추구하는 중점 목표가 학교 현장에서 기대했던 만큼 실현되기는 어려울 것이므로 과학 교과 역량을 구체적인 수업 사례와 관련지어 제시할 필요가 있다. 그리고 과학 교과 역량과 수업을 연계한 평가 틀과 루브릭을 개발하여 학교 현장에 제공할 것을 제안한다. 역량 중심 평가와 내용 중심 평가가 상호 보완적으로 결합된 평가 예시가 제시될 필요가 있다. 교수 · 학습을 통해 얻을 수 있는 학습 내용에 대한 이해뿐만 아니라 역량 관련 도달점 행동이 일반 학교의 보통 수준의 학생을 기준으로 구현 가능한 수준에서 최대한 구체적으로 명시되어야 한다. 이런 명시적 교육 결과가 제시되어야 일반 학교 현장에서 실제적인 역량 평가도 가능해진다. 무엇보다도 역량 중심 평가를 어렵게 만드는 요소를 극복해야 하는데 입시를 강조하는 학교 교육의 현실로 인해 평가의 객관성 확보라는 측면이 강조되어 기존의 평가는 대부분 지필 고사와 실험 보고서 평가 등의 형태로 이루어져 있다. 그러므로 심층 연구를 통해 역량 평가 관련 루브릭 예시를 학교 현장에 제공하는 것이 필요하며, 교과 역량 평가를 점수화하기 힘들다면 적어도 학생부에 역량 평가 결과를 정성적으로 진술하는 것이 필요하다.

넷째, <통합과학> 교수 · 학습 및 평가 적용 방안을 제안하면 다음과 같다.

교사 연구회나 학습 공동체 등의 활성화를 통한 성취기준에 대한 올바른 해석과 교육과정 재구성이 필요하다. 그리고 교사 연구회를 중심으로 방과 후에 팀티칭에 기반한 융합 수업을 기획하거나, 블록 타임제를 활용하여, 교과 내용을 재구성하고 융합수업을 진행하는 것이 바람직하다. 이러한 접근은 통합과목과 타 교과 간 교육과정 재구성에 의해 진행될 수 있다.

또한 교수 · 학습 자료를 수집하고 공유할 수 있는 티-클리어와 같은 네트워크 구축 및 활용 방안 모색이 필요하다. 실험수업 동영상 콘텐츠를 제작하여 교사들이 다운받아 이용할 수 있도록 하고, <통합과학> 및 <과학탐구실험> 과목에 나오는 실험과 관련한 온/오프라인 연수를 제공해야 한다. 이때 실험 활동지와 수업 보조 자료를 함께 제공하여 교사들이 조금만 가공하면 바로 실험 수업에 활용할 수 있도록 해야 한다. 이 과정에서 각종 교수 · 학습 자료를 모아 놓는 플랫폼으로 교육부 차원에서 구축한 티-클리어를 적극적으로 활용할 수 있을 것이다. 또한 <통합과학>의 취지에 부합하는 모둠 평가, 관찰 평가, 산출물 평가 등의 다양한 평가 방법과 평가 문항을 개발해야 할 것이다.

다섯째, <과학탐구실험> 관련 환경 및 시설 개선 방안을 제안하면 다음과 같다.

<과학탐구실험>의 실질적인 운영과 평가가 이루어지도록 학생부 기록 예시를 개발하여 제공할 것을 제안한다. <과학탐구실험>이 공통과목으로 필수가 되었지만 학교 시험이 변함없이 지필고사 위주로 진행된다면 여전히 실험수업의 필요성을 덜 느낄 수 있고, 이렇게 되면 대부분의 학교에서 고등학교 1학년에 <통합과학>과 <과학탐구실험> 과목이 편성되면서 <과학탐구실험> 시간에 실험 활동보다는 <통합과학>과 관련한 강의나 문제 풀이 활동이 이루어질 가능성도 있다. 대학 입시에 영향을 받는 고교 교육과정의 현실을 감안할 때 <과학탐구실험> 과목이 학교 현장에서 제대로 진행되기 위해서는 과정 중심 평가가 대학 입시에 현실적으로 반영되기 위한 방안이 함께 요구된다. 학교생활기록부에 <과학탐구실험>의 교과 운영이 어떻게 진행되었는지 기술될 수 있다면 결과 중심의 지필 평가보다는 과정 중심의 탐구실험 활동 중심으로 운영될 수 있을 것이다. 학생부의 교과 세부능력 및 특기사항 항목에 학생들의 실험 수행 참여 정도가 누가 기록 되어야 하며, 이런 과정 평가 기록이 <과학탐구실험>의 활성화에 영향을 미치는 요인으로 작동해야 한다.

그리고 <과학탐구실험>의 실질적 운영을 위한 환경 및 시설 문제를 개선해야 할 것이다. <통합과학>의 성격과 새롭게 개설된 <과학탐구실험> 과목의 취지를 살리기 위해 실험실 운영이 필수적이나 실험실 및 실험기구 노후, 실험 기자재 부족 등 실험실 여건이 열악한 실정이다. 따라서 예산 지원을 통해 노후 실험기자재를 폐기하고 새로운 실험기구와 첨단 실험장비를 확보해야 할 것이다. 이때 실험 수업뿐 아니라 <통합 과학>과 <과학탐구실험> 교과가 구현하려는 토의, 토론, 조사, 발표 활동이 가능한 다목적 공간이 될 수 있도록 실험실을 구성하고 첨단 ICT 장비도 갖추는 것이 바람직하다.

또한 <과학탐구실험>의 운영을 위해 과학 실무사 배치가 필요하다. 현장의 요구에도 불구하고 대부분의 학교에서는 현재 과학 실무사를 두지 않고 있다. ICT 장비를 갖춘 첨단 실험실을 구축하고 새로운 실험기자재를 들여오고 수업 컨설팅을 받더라도 <과학탐구실험> 수업을 제대로 수행할 교사의 수업 여건이 개선되지 않으면 아무 소용이 없다. 실험 수업은 실험 준비부터 실행, 수업 후 기구 정리 및 보고서 평가까지 많은 시간과 노력이 필요하기 때문에 교과 수업 이외에도 학생 생활 지도, 입시 지도, 부서 업무 등 다양한 업무로 바쁜 현장 교사에게 매우 큰 부담으로 작용한다. 그러므로 실험 수업을 준비하고 수업 진행을 보조할 과학 실무사가 없다면 교육과정에서 기대하는 실험 수업의 활성화는 제대로 이루어지지 않을 수 있다. 그러나 예산이 확보되지 않아 과학 실무사가 배치되지 않은 학교가 대다수이며, 학교에 과학 실무사가 있더라도 과학실에 상주하면서 실험실 관리와 실험수업 보조 업무 등 자기 역할을 제대로 수행하는 경우는 거의 없는 것이 실정이다. 이와 관련하여 학교 현장의 과학 실무사 배치를 의무화하고 과학 실무사의 정기적인 연수를 강화하는 등 제도적인 보완이 필요하다. 이를 통해 과학 실무사는 전문성을 갖추게 되고, 스스로를 실험 수업 보조가 아닌 실험 전문가로 인식하여 실험 수업의 활성화에 기여할 것이다.