Bloom의 신교육목표분류체계에 기초한 2015와 2022 개정 교육과정 생명과학 영역 성취기준 비교

본 연구에서는 교육부 고시 2015-74호[별책 9] 과학과 교육과정의 『생명과학Ⅰ』, 『생명과학Ⅱ』성취기준과 교육부 교시 2022-33호[별책 9] 과학과 교육과정 『생명과학』, 『세포와 물질대사』, 『생물의 유전』성취기준을 분석하였다. 2015 개정 교육과정 『생명과학Ⅰ』성취기준은 23개, 『생명과학Ⅱ』28개이고, 2022 개정 교육과정 『생명과학』성취기준은 19개, 『세포와 물질대사』18개, 『생물의 유전』17개로 나타났다. 실제 성취기준 중에는 두 가지 기준이 연결되어 제시되는 경우가 많기 때문에 이런 경우는 성취기준을 나누어 각각 분석하였다. 예를 들어 ‘①활동 전위에 대한 흥분의 전도와 시냅스를 통한 흥분의 전달을 이해하고, ②약물이 시냅스 전달에 미치는 사례를 조사하여 발표할 수 있다.’인 경우 ①과 ②에 제시된 지식 유형과 인지기능이 다르므로 2개로 나누어 분석하였다. 즉 하나의 성취기준에 두 개 이상의 내용이 제시된 경우는 각각을 나누어 분석하였다.

또한, 2015 개정 교육과정의 『생명과학Ⅱ』의 내용과 2022 개정 교육과정 『세포와 물질대사』, 『생물의 유전』과목 중 유사한 내용을 다루고 있는 단원들을 비교 분석하였다. 이에 따라 2015 개정 교육과정 『생명과학Ⅰ』성취기준 44개, 『생명과학Ⅱ』중 ‘생명과학의 역사’, ‘세포의 특성’, ‘세포호흡과 광합성’ 단원의 성취기준 20개와 『생명과학Ⅱ』중 ‘유전자의 발현과 조절’, ‘생물의 진화와 다양성’ 단원 성취기준 27개를 분석하였다. 또한 2022 개정 교육과정 『생명과학』성취기준 35개, 『세포와 물질대사』30개, 『생물의 유전』30개를 분석하였다. 학습내용과 학습활동에 따라 성취기준 내용이 달라질 수 있으므로 2022 개정의 『세포와 물질대사』와 『생물의 유전』은 2015 개정 『생명과학Ⅱ』의 관련 단원들과 성취기준을 비교하였다.

이 연구에서는 교육과정 성취기준 분석을 위해 Anderson & Krathwohl(2001)이 제시한 Bloom의 신교육목표분류체계를 활용하였다. 이 분류체계는 Bloom(1956)의 일차원적 교육목표분류가 갖는 한계점들을 보완하여 지식 차원과 인지과정 차원의 이차원으로 구성되었다. 지식 차원은 사실적 지식, 개념적 지식, 절차적 지식, 메타인지 지식 4가지 유형으로 구성되었다. 사실적 지식은 교과 영역에서 알아야 할 전문 용어, 구체적 사실과 기본적 내용 요소에 대한 지식을 의미하고, 개념적 지식은 기본 요소들 간 상호관계에 대한 지식이면서 원리와 일반화 등에 대한 지식을 뜻한다. 절차적 지식은 탐구 방법, 기능을 활용할 때 필요한 준거, 기법, 절차 등에 대한 지식이고, 메타인지 지식은 지식의 인지에 대한 인식 등을 의미한다. 인지과정 차원은 ‘기억하기’, ‘이해하기’, ‘적용하기’, ‘분석하기’, ‘평가하기’, ‘창안하기’ 6가지 유형으로 이루어졌다. ‘기억하기’는 장기기억에서 관련 지식을 인출하는 인지 과정을 의미하고, ‘이해하기’는 다양한 수업 내용으로부터 의미를 구성하고, 해석‧예증‧비교 등을 할 수 있는 인지과정이다. ‘적용하기’는 특정 상황에 어떤 절차들을 시행하거나 사용함을 의미하고, ‘분석하기’는 부분 간 관계, 부분과 전체의 관계 등을 구별하고 조직할 수 있는 인지과정을 의미한다. ‘평가하기’는 내적 외적 준거 또는 기준에 따라 판단하는 인지과정이고, ‘창안하기’는 요소들을 새로운 구조로 재조직하는 것으로 가설 생성 또는 설계 등을 포함한다. 이 분류체계 중 지식 차원과 인지과정 차원의 구체적인 내용은 <표 1>에 제시하였다.

이 연구에서 성취기준 분석은 교육과정 성취기준과 교과서 학습목표 분석 연구 경험이 있는 과학교육학 박사 2인에 의해 이루어졌다. 분석자들은 분석 대상 과목의 단원 하나를 선정하여 예비 분석을 실시하였고, 그 결과를 비교하여 분석틀 적용에서 일치도를 높이고자 하였다. 예비 분석 결과에 대한 논의를 진행한 후 실제 분석을 실시하였다. 분석자 2인의 분석 결과는 Cohen’s Kappa 계수를 이용해 일치도를 확인하였다. 분석자 2인의 분석 결과는 Cohen’s Kappa 계수 .853(p<.001)으로 높은 일치도를 나타냈다. 분석자 간 일치도 분석은 SPSS 24.0을 활용했다. 분석 결과가 일치하지 않은 성취기준은 분석자 간 논의를 거쳐 결과를 최종 결정하였다. 본 연구에서는 2인이 성취기준 분석을 수행했기 때문에 분류의 타당성을 충분히 확보하지 못했다는 한계점이 있다.

2015 개정 『생명과학Ⅰ』과 『생명과학Ⅱ』성취기준은 지식, 탐구, 태도 영역의 내용을 포함하고 있고, 2022 개정 『생명과학』, 『세포와 물질대사』, 『생물의 유전』은 지식‧이해, 과정‧기능, 가치‧태도 영역으로 구성되었다. 성취기준 중 탐구 과정과 관련된 내용은 절차적 지식으로 분류하였고, 탐구 결과와 관련된 내용은 그 특성에 따라 사실적 지식 또는 개념적 지식 등으로 분석하였다.

구체적인 분석 과정을 살펴보면 하나의 성취기준에 서로 다른 지식 차원과 인지과정 차원을 포함하고 있는 경우가 있다. 예를 들어 ‘①개체군과 군집의 특성을 ②이해하고’, ‘③이들의 상호작용의 예를 ④조사하여...’인 경우 ①은 개념적 지식으로 보았고, ②는 ‘이해하기’로 분석하였다. 또한 ③은 사실적 지식으로, ④는 ‘이해하기’로 분석하였다. 구체적인 분석의 예시는 <표 2>에 나타냈다.

2015 개정 『생명과학Ⅰ』과 2022 개정 『생명과학』성취기준 분석 결과 <표 3>에 제시된 바와 같이 개념적 지식을 이해하기 형태로 제시된 성취기준이 각각 59.1%, 62.9%로 가장 많았다. 2015 개정에서는 사실적 지식을 적용하기, 절차적 지식을 이해하기, 메타인지 지식을 평가하기가 각각 6.8%로 나타났다. 2022 개정에서는 사실적 지식을 적용하기, 개념적 지식을 평가하기, 메타인지 지식을 평가하기가 모두 5.7%의 동일한 비율로 제시되었다. 즉 두 교육과정에서 모두 개념적 지식을 이해하기라는 인지과정 차원으로 구성한 성취기준이 대부분을 차지하였다.

성취기준에 나타난 지식 차원을 분석한 결과 두 교과 모두 개념적 지식이 가장 많았다. 2015 개정 『생명과학Ⅰ』에는 개념적 지식, 사실적 지식, 절차적 지식, 메타인지 지식 순으로 제시되었으나, 2022 개정 『생명과학』에는 개념적 지식, 절차적 지식, 사실적 지식, 메타인지 지식 순으로 나타나, 2022 개정 교육과정에서도 여전히 개념적 지식이 가장 많은 비중을 차지했다. 이러한 결과는 여러 연구들(동효관, 김용진, 하소현, 2015; 이혜숙 등, 2006; 최정인, 백성혜, 2015)에서 교육과정 성취기준이 개념적 지식에 과도하게 편중되었음을 지적한 것과 유사한 양상을 보인 것이다. 본 연구의 분석 결과를 볼 때 성취기준 중 개념적 지식이 어느 정도의 비중으로 다뤄져야 하는가에 대한 다각적인 논의가 필요하다고 판단된다. 개념적 지식의 비중은 2015 개정 교육과정에서 61.4%인데 비해, 2022 개정 교육과정에서는 74.3%로 더 높아졌다. 이와 같이 개념적 지식이 과도하게 높은 비중을 차지하는 것은 향후 교육과정 개정에서 재검토할 필요가 있고, 그에 앞서 각 지식 유형 간 적절한 배분 기준에 대한 논의도 필요할 것이다. 교육과정에서 제시되고 있는 교과별 성취기준은 교과서 개발 과정에서 학습목표의 토대로 활용되고, 학교 교육의 전 과정에 방향성을 제시한다(최정인, 백성혜, 2015). 그러므로 성취기준이 개념적 지식에 편중되어 있으면 생명과학 분야 교수-학습 활동이 제한된 범위에서 이루어질 가능성이 있다. 특히 사실, 법칙, 이론 등의 지식의 산출은 절차적 지식을 통해 얻어지는 것이므로(이혜정, 최혜경, 권용주, 2009), 성취기준에서 다양한 지식 차원을 제시하는 것은 과학 교수-학습 과정에서 매우 큰 의미를 지닌다.

2015 개정 교육과정에서 『생명과학Ⅰ』의 목표는 핵심 개념 이해와 탐구를 통해 창의적인 문제해결을 위한 과학적 소양을 기르는 것이다(교육부, 2015a). 또한 2022 개정 교육과정 『생명과학』에서는 탐구능력을 함양해 일상생활에서 생명과학 관련 문제를 과학적이고 창의적으로 해결하는 데 필요한 과학적 소양을 기른다는 목표를 제시하고 있다(교육부, 2022). 두 교육과정에서 공통적으로 개념 이해와 탐구를 통해 창의적으로 문제를 해결할 수 있는 과학적 소양의 함양을 강조하는 데 비해 성취기준이 개념적 지식에 지나치게 편중된 것은 개선이 필요하다고 본다. 그러므로 성취기준에서 상대적으로 부족한 절차적 지식과 메타인지 지식에 대한 검토를 통해 2022 개정 교육과정 교과서 개발 과정에서 학습목표에 반영하기 위한 노력이 필요하다고 판단된다. 즉 성취기준이 대단원 수준의 목표를 제시한다고 본다면 더 구체적인 중단원 또는 소단원 목표와 어떻게 연계시킬 것인가에 대한 논의가 필요할 것이다.

성취기준에 나타난 인지과정 차원에 대한 분석 결과 2015 개정 『생명과학Ⅰ』에서는 ‘이해하기’가 70.5%로 가장 많았고, 다음으로는 ‘평가하기’ 13.6%, ‘분석하기’ 9.1%, ‘적용하기’ 6.8% 순으로 나타났다. 2022 개정 『생명과학』에서는 ‘이해하기’ 65.7%, ‘평가하기’ 11.4%, ‘적용하기’ 8.6%, ‘창안하기’ 5.7% 순으로 나타났다. 2022 개정 『생명과학』에서도 ‘이해하기’ 유형의 비중이 가장 많은 것은 2015 개정 『생명과학Ⅰ』과 유사하지만, ‘창안하기’ 유형이 제시되어 부분적으로 차이를 보였다.

성취기준에서 ‘이해하기’ 유형이 편중되어 나타나는 것은 선행 연구들(동효관, 김용진, 하소현, 2015; 이혜숙 등, 2006; 최정인, 백성혜, 2015)에서도 지적한 바 있다. ‘이해하기’ 기능은 과학 수업에서 많이 제공되는 학습 활동과 관련되지만, 창의적 사고력과 문제해결력 등을 촉진하기에는 적합하지 않다(Forehand, 2005). 그러므로 2022 개정 교육과정 성취기준에서 여전히 ‘이해하기’ 유형에 대한 편중 현상이 해소되지 않은 것은 재고가 필요하다고 본다. 선행 연구(동효관, 김용진, 하소현, 2015)에 따르면 미국의 차세대과학표준(Next Generation Science Standard)의 수행기대에서는 ‘분석하기’, ‘적용하기’ 등이 많이 제시된 것으로 나타났다. 과학학습을 통해 창의적인 문제해결을 위한 과학적 소양의 함양이라는 목표를 달성하기 위해서는 다양한 인지과정 활용 능력이 필요하다(김형미, 강경희, 2019). 특히 2015 개정 교육과정에서부터 강조되고 있는 역량은 총체성, 수행성, 맥락성의 특징을 지닌다(이근호 등, 2017). 즉, 사실, 개념 등을 이해하는 전통적인 교수-학습 과정보다는 학습자 스스로가 분석, 평가, 창안하는 등의 학습 활동이 역량 함양과 직접적으로 연관될 수 있다. 이와 같은 측면에서 볼 때 2022 개정 『생명과학』에서 ‘창안하기’ 유형의 성취기준이 제시된 것은 긍정적인 변화라고 판단된다. 국가 수준 교육과정에서 성취기준은 교과서 개발의 토대를 제공하고, 학교 수업에서의 교수-학습 활동에 방향성을 제시하므로 다양한 인지과정 차원을 활용할 수 있도록 성취기준 설계에 대한 체계적인 논의가 요구된다.

2015 개정 『생명과학Ⅱ』‘세포의 특성’과 ‘세포호흡과 광합성’ 단원 성취기준을 이원분석한 결과 개념적 지식을 이해하기 차원으로 제시된 비율이 전체 성취기준 중 65.0%로 가장 많았다. 다음으로는 절차적 지식을 적용하기가 20.0%, 개념적 지식을 분석하기, 절차적 지식을 평가하기가 각각 10.0%로 나타났다. 2022 개정 교육과정 『세포와 물질대사』에서는 개념적 지식을 이해하기가 53.3%로 나타나 2015 개정 교육과정 보다 다소 낮아진 것으로 나타났다. 다음으로는 개념적 지식을 평가하기, 절차적 지식을 창안하기가 각각 10%로 나타나 2015 개정 성취기준과의 차이를 보였다.

성취기준에 나타난 지식 유형을 분석한 결과 <표 4>에 제시된 바와 같이 2015 개정 『생명과학Ⅱ』중 ‘세포의 특성’과 ‘세포호흡과 광합성’ 단원에서는 개념적 지식이 70%로 가장 많았고, 다음으로는 절차적 지식 25%, 사실적 지식 5% 순으로 나타났다. 2022 개정 『세포와 물질대사』에서는 개념적 지식 70%, 절차적 지식 23.3%, 사실적 지식 6.7%로 2015 개정 『생명과학Ⅱ』와 매우 유사한 양상을 보였다. 이 결과는 2015 개정 성취기준을 분석한 연구들에서 지적한 바와 같이 개념적 지식에 과도하게 편중되어 나타나는 현상이 2022 개정 교육과정에서도 여전히 해소되지 않았음을 시사하고 있다. 2015 개정 『생명과학Ⅱ』는 생명과학 핵심 개념의 이해를 바탕으로 학문적 호기심과 흥미를 제고하고, 관련 전공으로 진학하는데 필요한 기초 소양의 함양을 목표로 한 교과이다(교육부, 2015b). 2015 개정 『생명과학Ⅱ』교과서에 제시된 탐구 활동을 분석한 연구(심규철, 송신철, 2019)에서는 이전 교육과정에서보다 조사, 토의, 모의 활동 등이 증가하였음을 제시하였다. 그러나 교육과정 성취기준 측면에서는 절차적 지식과 메타인지 지식이 적은 것으로 나타났다. 과학 지식은 창의적 문제해결력과 밀접하게 관련되어 있고, 특히 학습자의 창의적 문제해결력을 예측할 수 있는 중요한 요인으로 알려져 있다(성진숙, 2003). 또한, 개념적 지식과 절차적 지식 등과 사고 기능을 유기적으로 연계한 교육적 시도가 과학교육에서 중요하다는 지적도 제기되었다(조연순 등, 2000). 그러므로 교육과정 성취기준에 각 지식 차원을 어떻게 담아내야 하는가에 대한 논의가 필요하다고 판단된다. 단순히 모든 지식 유형을 균등하게 배치하는 것은 가능하지 않고 또한 타당하지 못하다고 본다. 교과의 성격과 목표를 토대로 성취기준에 각 지식 차원을 어느 정도 포함시킬 것인가에 대한 본격적인 논의가 필요하고, 이 과정에서 본 연구의 결과는 기초 자료를 제공할 수 있을 것이다.

특히 2022 개정 『세포와 물질대사』에서는 다양한 탐구 중심의 학습을 통해 지식⋅이해, 과정⋅기능, 가치⋅태도의 세 차원을 상호보완적으로 배양함을 강조하고 있다. 교육과정에 제시된 성격에서 나타난 바와 같이 지식⋅이해, 과정⋅기능, 가치⋅태도의 세 영역을 강조하고 있으나 실제 성취기준에서는 개념적 지식을 강조하는 기존의 틀을 유지하고 있는 한계를 보였다.

인지과정 차원에 대한 분석 결과 2015 개정 『생명과학Ⅱ』중 ‘세포의 특성’과 ‘세포호흡과 광합성’ 단원에서는 ‘이해하기’가 65%로 가장 많았고, 다음으로는 ‘적용하기’ 20.0%, ‘평가하기’ 10%, ‘분석하기’ 5% 순으로 나타났다. 이에 비해 ‘기억하기’와 ‘창안하기’는 전혀 제시되지 않았다. 2022 개정 『세포와 물질대사』에서는 ‘이해하기’ 63.3%, ‘평가하기’ 13.3%, ‘창안하기’ 10.0%, ‘분석하기’ 10.0%의 분포를 보였다. 2022 개정 『세포와 물질대사』에서는 2015 개정 『생명과학Ⅱ』와 달리 ‘평가하기’의 비중이 다소 높아졌고, 특히 2015 개정 『생명과학Ⅱ』에서 전혀 나타나지 않았던 ‘창안하기’가 제시된 점이 두드러졌다. 이러한 변화는 성취기준을 토대로 교과서 개발과 교수-학습 활동이 설계될 때 다양한 인지과정 차원의 활용 가능성을 높인다는 점에서 바람직한 것으로 판단된다.

<표 5>에 제시된 바와 같이 2015 개정 『생명과학Ⅱ』중 ‘유전자의 발현과 조절’, ‘생물의 진화와 다양성’ 단원 성취기준을 분석한 결과 개념적 지식을 이해하기가 48.1%로 가장 많았고, 다음으로는 메타인지 지식을 평가하기 14.8%, 사실적 지식을 분석하기 11.1% 순으로 나타났다. 이에 비해 2022 개정 『생물의 유전』성취기준은 개념적 지식을 이해하기가 33.3%로 낮아진 반면 메타인지 지식을 평가하기 16.7%, 개념적 지식을 창안하기 10% 순으로 나타나 차이를 보였다. 2022 개정 『생물의 유전』은 생명과학 탐구능력과 태도를 함양하여, 다양한 생명 현상에 대한 의문점들을 과학적이고 창의적으로 해결하는 생명과학의 학문적 소양 함양을 목표로 하고 있다(교육부, 2022). 그러므로 개념적 지식을 창안하기, 메타인지 지식을 평가하기 등으로 제시된 성취기준이 많아진 것은 교과 목표를 반영한 변화라고 판단된다.

성취기준에 나타난 지식 차원에 대한 분석 결과 『생명과학Ⅱ』중 ‘유전자의 발현과 조절’, ‘생물의 진화와 다양성’ 단원의 성취기준에는 개념적 지식이 59.3%, 사실적 지식과 메타인지 지식이 각각 14.8%, 절차적 지식이 11.1%의 순으로 나타났는데(<표 5> 참조), 메타인지 지식 비중이 동일 교육과정 내의 『생명과학Ⅰ』보다 다소 높았다. 또한 2022 개정 『생물의 유전』에서는 개념적 지식이 63.3%로 가장 많았고, 절차적 지식과 메타인지 지식이 각각 16.7%로 나타났다. 이에 비해 사실적 지식은 3.3%로 매우 낮았다. 이 과목의 성취기준에서도 개념적 지식 편중이 여전히 나타났지만, 절차적 지식과 메타인지 지식의 비중이 2015 개정 『생명과학Ⅰ』의 성취기준보다 상대적으로 높은 것은 긍정적인 변화라고 볼 수 있다.

성취기준에 나타난 인지과정 차원을 분석한 결과 2015 개정 『생명과학Ⅱ』의 ‘유전자의 발현과 조절’, ‘생물의 진화와 다양성’에서는 ‘이해하기’가 55.6%로 가장 많았고, 다음으로는 ‘분석하기’, ‘평가하기’가 각각 18.5%로 나타났다. 이에 비해 ‘적용하기’는 7.4%였고, ‘기억하기’와 ‘창안하기’는 전혀 제시되지 않았다. 2022 개정 『생물의 유전』에서는 ‘이해하기’ 40.0%, ‘평가하기’ 26.7%, ‘적용하기’ 16.7%로 나타났고, 이어 ‘창안하기’ 13.3%, ‘분석하기’ 3.3%의 비율을 보였다. 『생물의 유전』에서는 ‘이해하기’ 비중이 줄어들었고, ‘평가하기’와 ‘창안하기’가 증가한 양상을 보였다. 이와 같은 결과는 2015 개정 교육과정에서의 성취기준과 비교했을 때 ‘이해하기’ 편중 현상이 다소 완화되었음을 보여주므로 바람직한 변화인 것으로 판단된다.