중학교 생물 실험의 분석과 개선 : 영양소 검출 단원을 중심으로

국문 초록 (Abstract)

이 연구는 중학교 과학 교과서에 제시된 생물 실험 중 영양소 검출 단원을 선정하여 영양소 검출 실험 과정을 분석하고 문제점을 파악한 후 적절한 실험 방안을 제시하고자 하였다. 이 연구를 위하여 중학교 1학년 과학 교과서 8종을 분석하고 이 중 중복 실험 과정을 제외한 3개 교과서를 선정하여 실험 과정을 알아보았다.교과서 실험 분석을 해보면 실험 설계 부분에서는 3종 교과서 모두 탐구과정을 설명해주고 과제를 해결하게 하는 안내된 실험 방식을 선택하고 있다. 3대 영양소 모두를 검출하는 시간적 공간적 한계로 인하여 한 개의 검출 재료를 선택해 실험하도록 하는 과정도 있었고, 4개 영양소 검출을 위해 4개의 시약반응을 보도록 설계한 실험은 시간의 한계를 드러냈다.이렇게 영양소 검출 실험 과정을 분석하고 문제점을 파악한 결과 이를 보완할 수 있는 학습 방법을 다음과 같이 제시했다.첫째, 협동학습을 도입하여 각 영양소 검출의 전문가 집단 활동과 모집단 활동을 적절하게 수행하도록 하였다. 이런 협동학습 방법은 개인이 전체 학습 내용의 일부를 담당하고, 모둠의 모든 학습자는 주어진 학습 목표 달성을 위해서 협동하게 되며, 각 개인이 모둠 구성원의 성공에 기여하게 된다는 점이 기대된다. 즉, 4가지 영양소 검출 방법을 하기에 시간의 한계가 있었지만 이런 협동 학습 방법을 선택하면 시간의 제약을 받지 않고 결과를 얻을 수 있다는 이점이 있다. 그러나 집단 구성원 모두가 실험 과정을 경험할 수 없고 특정 과정만 경험한다는 한계도 있기 때문에 이런 점을 고려해서 실험 과정을 구성해야하는 어려움이 있다.둘째, SSC (Small Scale Chemistry)를 통한 실험 학습의 도입이다. 이러한 실험 학습은 가존 실험이 기구의 부족으로 인해서 학생들의 실험 참여를 낮추게 한 단점을 극복하게 할 수 있는 방법일 수 있다. 영양소 검출 실험은 생물분야 실험이지만 실험 과정이나 방법에 있어서는 화학실험에 가깝다. 그렇기 때문에 학교 실정에 따라서 실험 시약이나 실험 기구의 부족으로 인해서 실험조 편성을 다수로 하여 학생들의 참여 기회를 적게 할 수 있다. SSC를 적용한 실험은 적은 비용과 간단한 실험 키트를 사용하여 실험에 참여하는 모든 학생들에게 실험 기구가 제공 될 수 있다. 따라서 학습이 학생들 스스로 실험과정을 수행하고 결과를 얻는 과정을 통해 새로운 지식을 알아갈 수 있는 즐거움을 제공할 수 있다. 즉 학습의 기회 확대라는 측면에서 유용한 실험 방법이다. 또한 실험 과정에서 실험 기구가 무겁거나 깨지기 쉽고, 화학 약품 사용으로 인한 안전사고의 위험도 따른다. 따라서 SSC는 아주 적은 양의 시약을 사용 하며 작은 실험 기구를 이용하기 때문에 발생하는 실험실 사고를 최소화 할 수 있다.그러나 본 연구는 영양소 검출 단원 실험을 분석하고 개선 실험 방법을 모색했으나 개선 실험 방법을 이용하여 검증하는 과정을 거치지 않았기 때문에 유의미한 실험 방법이라 확신할 수 없으므로, 더 많은 연구가 필요하다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The aim of this study is to present the alternative experiment processes properly after examining nutrient detection experiments and finding out the drawbacks in middle school science textbooks. The subjects of the analysis are 3 different textbooks in eight different series of middle school science textbooks for the 1st grade students under the 7th curriculum.The data analysis shows that all three textbooks provide the guided experiment processes such as the directions to follow. There are the drawbacks of space and time limits. For example, students just pick up one of the three nutrient detection experiments, or need more time to finish the three experiments. Then, some suggestions for making up for the weak points are here.First of all, the cooperation learning will be the answer. In each group, all the members take their own task and cooperate to each other for completing the group task. Then, the group can share their own results with the others. They can overcome the time limits from this. But, the drawback is that each student can't have the all different experiment experiences.Next, SSC(Small Scale Chemistry) will be the answer as well. This is the way for overcoming the drawbacks by the lack of the equipments which lower the quality of students' participation for learning. Actually, the nutrient detection experiments are like chemistry more than biology based on the experiment processes and methods. Because of the lack of the equipments, each group is consisted of lots of students and, it doesn't provide enough opportunities for them to participate. When applying SSC into the experiment, teachers can provide sample kits to all the students which are based on the small money. Through the better quality learning, students can get the new knowledge with fun. It's useful experiment method for the spread of learning opportunity. In fact, real equipments are heavy and easy to be broken, and it's dangerous to use toxic chemical. But, SSC is safe because it use a few toxic chemicals and little experiment kits.In conclusion, this study examines the process and experiment method of the nutrient detection experiments. This is not proved enough yet, so we need further studies.