우리나라만큼 학교 과학교육에서 탐구학습을 많이 주장하는 나라도 많지 않을 것 같다. 하지만 우리나라에 과학탐구학습이 그렇게 강조하는 것만큼 제대로 이루어지고 있는지에 대해서는 사실 자신이 없다.

일반적으로 탐구학습이라고 하면 실험실에서 열심히 실험 기구를 만지고 있는 학생들의 모습이 떠오른다. 즉, 과학에서 탐구학습이라면 곧 실험을 의미하는 것으로 알고 있는 것이다. 물론, 탐구 활동의 꽃이라고 한다면 실험을 통한 활동임은 사실이다. 그러나 실험이 곧 탐구학습이라고 하는 등식이 성립하지는 않는다는 것을 알 필요가 있다. 실험 활동 중에도 탐구학습이 아닌 것은 얼마든지 있다. 실험실에서 실험기구를 열심히 만지지만 그 실험을 왜 하는지, 왜 그러한 방법으로 해야 하는지 모르고 그냥 활동만 하는 것은 진정한 의미에서 탐구학습이라고 할 수 없다. 그럼에도 불구하고 우리 학교 현장에서는 탐구학습은 곧 실험이라는 생각 때문에 탐구학습은 실험실에서만 할 수 있는 것이고, 탐구학습은 시간이 많이 걸리는 것이고, 그래서 탐구학습은 하기 어려운 것으로 생각해버리는 경향이 있다. 또한 실험 시설과 설비의 부족, 다인수 학급, 대학 입시문제 등 탐구학습을 방해하는 원인은 다양하다. 그런데, 필자는 이러한 경제적, 사회적 문제 외에도 매우 중요한 문제가 있다고 보는데 그것이 바로 탐구학습에 대한 잘못된 이해와 인식이다. 그렇다면 과학 교육에서 가장 중요시되는 탐구학습의 본질은 무엇을 말하며 어떻게 이루어 져야 하는 것일까?

오늘부터는 과학교육의 기초가 되는 과학 탐구학습의 의미와 방법에 대하여 알아보고자 한다.

◈ 과학 탐구학습

탐구하는데 필요한 기능이나 요소를 일반적으로 ‘탐구과정’이라고 한다. 과학 활동에서 탐구과정은 내용과 별개로 이루어지는 것이 아니라 개념적 이해와 맞물려 사용되며 7차 교육과정에서는 탐구의 기초가 되는 초보적인 기능으로서“관찰, 분류, 측정, 예상, 추리”등을 ‘기초탐구과정’이라고 하였다. 또 기초 탐구과정이 복합적으로 포함된 “문제인식, 가설설정, 변인통제, 자료변환, 자료해석, 결론도출, 일반화”등의 고차적인 탐구요소를 ‘통합탐구과정’이라고 하였다.

◈ 과학 탐구과정별 요소

1. 관찰 : 관찰은 관련 지식과 오감을 사용하여 사물과 현상에 대해 문제와 관련하여 필요한 정보와 자료를 얻는 탐구의 가장 기본적인 과정이다.

2. 분류 : 분류는 어떤 목적을 가지고 사물을 그 공통적인 속성이나 조건에 따라 같은 범주로 묶거나 다른 범주로 구분하는 것이다.

3.측정 : 측정은 관찰을 수량화하는 활동으로 측정 도구의 선택과 사용, 단위 선택, 측정 범위와 구간, 어림셈, 오차와 정확도, 반복 가능성(신뢰성) 등에 대한 이해가 필요하다.

4. 예상 : 예상은 관찰이나 측정 결과에 기초하여 규칙성을 파악하고 나중에 관찰되거나 일어날 현상이 구체적으로 어떻게 될지 미리 판단하는 것이다. 일관성 있는 경향을 보이는 어떤 범위의 자료에서는 내삽 및 외삽을 사용한다.

5. 추리 : 관찰한 사실을 해석하고 설명하는 과정으로 사실 자체가 아니라 사실 뒤에 숨은 내용 또는 사실을 뛰어넘어 직접 지각할 수 없는 현상을 포착하는 과정이다.

6. 문제 인식 : 해결되어야 할 문제를 발견하고 기존 지식을 사용한 해석을 통해 자신의 말로 문제를 재구성하는 과정을 포함한다.

7. 가설 설정 : 이미 알고 있는 사실과 개념이나 관찰을 근거로 하여 문제에서 제기된 변인 사이의 관계를 경험적으로 검증할 수 있도록 진술하는 것을 말한다.

8. 변인 통제 : 공정한 검증을 할 수 있도록 실험을 설계하기 위해 실험 및 조사에 영향을 주는 여러 조건을 확인하고, 독립 변인과 종속 변인 이외의 다른 변인을 일정하게 통제하는 과정을 말한다.

9. 자료 변환 : 관찰이나 측정 결과로 얻은 자료를 기록하고, 자료를 해석할 수 있도록 표나 그래프 등으로 조작하거나 변환하는 활동을 말한다.

10. 자료 해석 : 자료 해석은 관찰이나 실험으로 얻은 자료를 분석하고, 예상이나 추리를 통해 가설과 연관시켜 의미 있는 관계나 경향을 찾아내는 과정을 말한다.

11. 결론 도출 : 해석된 자료를 바탕으로 문제에 대한 해답을 얻거나 가설에 대한 판단을 내리는 과정으로, 증거로서 수집된 자료의 타당성과 신뢰성을 검토하는 활동을 포함한다.

12. 일반화 : 구체적인 사례나 검증된 사실들로부터 일종의 외삽(外揷: Extrapolation)이나 귀납을 사용하여 좀 더 포괄적인 의미를 이끌어 내는 과정을 말한다.

최한경<완주이성초 교사>