21세기 지식기반사회로 접어들면서 현대 사회는 점점 더 다양화되고 복잡해지고 있다. 새로운 정보와 지식이 매일매일 새롭게 쏟아지고 있으며, 일상생활에서 접하는 많은 문제들을 해결하기 위해 합리적인 판단과 의사결정이 요구되고 있다. 단순히 축적된 지식을 사용하는 것이 아니라 비판적으로 문제를 바라보고 해결할 수 있는 지식을 선별하고 활용하는 능력이 필요한 것이다. 그런데 이러한 능력은 고정된 틀이 아니라 남들과 다르게 세상을 바라보는 창의적 사고와 항상적으로 모든 사물에 관심과 호기심을 가지는 과학적 태도를 통해 개발될 수 있다. 그러므로 교육과학기술부는 2011년 주요과제로 과학기술에 대한 흥미를 키워주는 과학예술융합교육(STEAM)의 강화를 제시하였으며, 세계적 과학기술인재 육성을 위해 융합적 사고와 문제해결능력의 배양을 강조하고 있다. 이와 같은 맥락에서 유아교육 역시 과학과 수학의 개념과 원리를 실생활과 접목시켜 유아의 과학기술에 대한 흥미와 이해를 높이는 것이 요구되고 있다. 또한 유아가 과학적 소양을 기르는 것에 의해 실생활의 다양한 문제를 해결할 수 있도록 도와주는 유아과학교육이 강조되고 있다.

그러나 유아과학교육은 교사들에게 중요하지만 부담스러운 과목으로, 실제 교육현장에서 활발히 실시되지 않고 있는 것이 현 상황이다. 즉 대부분의 교사들은 유아과학교육을 중요한 교육활동으로 인식하고 있음에도 (오양자, 2009 ; 지성애, 김치곤, 2011 ; 한미라, 김은숙, 2006) , 실제로 상당히 부담스러워하고 꺼려하면서 형식적인 과학교육을 실시하고 있다 (이경민, 2007). 주 1회 정도의 보여주기 식의 과학수업을 실시하거나 원장이나 원감, 혹은 교사들 중 한 명이 과학교육을 담당하거나 상업적 과학교육프로그램을 사용하고 있다 (한미라, 김은숙, 2006) . 형식적인 유아과학교육은 대부분의 교사들이 교사 중심의 전통적인 교수법을 사용하는 것에서도 잘 드러나고 있다 (권미경, 2010 ; 김정주, 김영실, 2004 ; 남기원, 2013 ; 이경민, 2005 ; 지성애, 김치곤, 2011) . 교사가 대집단을 대상으로 시범을 보여주면서 일방적, 지시적으로 과학에 대한 지식과 개념, 이론 등을 전달하는 것이다.

유아교사가 교사 중심의 전통적 교수법을 사용하는 이유에 대해 김정주와 김영실(2004)은 높은 교사 대 유아의 비율과 교재·교구의 부족, 과학활동 시간 부족 등을 언급하고 있다. 즉 개별적인 상호작용이 어려워 통제하기 쉬운 대집단 시범활동으로 과학활동이 이루어지고 있으며, 유아의 질문에 대해서도 교사는 주입식, 설명식으로 답변하고 있는 것이다. 고영미와 김정아(2011)는 보육교사의 과학에 대한 태도에 가장 많은 영향을 미치는 것으로 교사 시절의 과학관련 경험을 지적하고 있다. 더불어 담당학급의 유아 수와 과학의 가치 간에 부적상관이 있음을 보여주고 있다. 담당학급의 유아 수가 적은 보육교사일수록 과학 및 과학교육의 유용성이나 일상생활과의 관계, 정치, 경제, 사회에 미치는 과학의 영향 등을 인식하면서 과학에 대한 긍정적 태도를 가지고 있다. 결국 교사 대 유아 비율이나 교재·교구, 과학활동 시간, 담당학급 유아 수와 같은 교사 외적요인이 교사의 과학 교수-학습방법에 영향을 미치면서 교사 중심의 전통적 교수법이 사용되고 있는 것이다.

형식적인 유아과학교육에서 나타나는 교사 중심의 전통적 교수법은 상급학교로 갈수록 두드러지게 나타나면서 과학에 대한 학생들의 흥미와 관심이 떨어지는 결과를 낳고 있다. 곽영순(2011) 은 이미 초등학교 고학년만 되어도 소수 엘리트만 따라오는 강의식 수업으로 인해 대다수의 학생들이 과학에 대한 흥미를 잃어버린다고 말한다. 초등학교 저학년까지는 과학을 재미있어 하다가도 고학년이 되면서 이해할 수 없는 개념이나 법칙을 외워야 하므로 과학을 싫어하게 되는 것이다. 교사가 이미 알고 있는 지식을 학생들에게 전달하는 것을 수업으로 간주하는 경향은 특히 초임교사들에게서 두드러지게 나타나고 있는데, 이는 학생들보다 더 많은 과학내용을 알고 있는 데서 교사의 권위를 찾기 때문이다 (곽영순, 2009) . 지식전달 위주의 과학수업은 학생들이 과학을 어려워해도 내용수준을 낮추거나 호기심 유발을 위한 전략을 사용하지 않기 때문에 학생들은 점점 더 과학을 자신과는 무관한 과목이라고 생각하는 문제점을 가지고 있다. 따라서 유은영(2013) 은 과학지식 자체만을 전달하는 방식의 수업이 지양되어야 함을 강조하고 있다.

그럼에도 교사의 과학적 내용지식은 유아의 과학적 개념 형성에 중요한 영향을 미치고 있다 (조명아, 윤은주, 2012) . 예를 들어, 과학적 내용지식이 부족한 교사는 유아에게 단순하게 반복하고 설명하는 식으로 개념을 제시함으로써 유아의 능동적 개념 형성을 방해한다. 또한 교사의 과학지식은 유아와의 언어적 상호작용에도 영향을 미치고 있다 (정정희, 최효정, & 이선정, 2007). 과학지식 수준이 높은 교사일수록 정보제시, 인정하기, 반응해주기 등을 더 많이 유아에게 제공하며, 질문 유형에 있어서도 활동형, 문제제기형, 측정형, 비교형, 추론형 등을 더 많이 사용하고 있다. 조정화와 김경숙(2013) 은 교사의 과학 교과교육학지식이 높을수록 과학활동에 대한 불안이 낮기 때문에 적극적으로 유아와 상호작용함으로써 유아의 과학적 경험에 긍정적 영향을 미친다고 말한다. 김현진(2007) 역시 유아교사의 과학 교과교육학지식과 과학 불안 사이에 다소 높은 부적 상관관계가 있다고 한다. Zeidler(2002)는 교사의 교과교육학지식이 교사의 양과 질뿐만 아니라 정보의 조직화, 개념화와도 관련이 있으며, 더 나아가 Van Driel, Beijaard과 Verloop(2001)은 교사의 신념과 경험이 포함된 실용적인 지식을 강조하고 있다.

결국 교사의 과학지식이 풍부할수록 적합한 과학활동의 내용과 교수방법에 대한 확신을 가지게 되어 적극적인 과학수업을 전개하는 등 교사의 과학지식 수준은 유아과학교육의 실제에 많은 영향을 미치고 있다. 그러나 조형숙(2001)은 유치원교사의 과학지식보다는 과학에 대한 흥미가 교사의 과학교수 태도에 가장 큰 영향을 미치며 과학교육의 적극성 여부를 결정한다고 말한다. 김헤라(2013) 역시 유치원교사의 과학에 대한 태도 중 과학에 대한 흥미가 과학교수 효능감을 가장 많이 예측해주는 변인이라고 주장한다. 이는 과학지식 습득에 적극적이고, 과학관련 책이나 기사를 즐겨 읽으며, 과학적 탐구와 문제해결을 선호하는 유치원교사는 과학교수 활동에 대한 확고한 신념을 지니고 있음을 의미한다. 고영미와 김정아(2011)의 연구도 과학관련 연수에 참여한 경험이 많은 보육교사일수록 과학활동을 자주 하며 과학에 대한 태도가 긍정적임을 보여주고 있다. 유은영(2013) 은 유아교사의 과학수업 적극성에 영향을 주는 요인으로 과학교육에 대한 태도, 과학교수 효능감, 구성주의 신념 등을 언급하고 있다.

따라서 조형숙과 유은영(2011)은 과학교수 효능감이 과학수업의 운영 여부와 정도에 결정적 변수라고 주장하면서, 유아가 자발적으로 시작하고, 관심과 호기심이 지속되며, 적극적으로 실험에 참여하는 수업을 좋은 과학수업이라고 말한다. 그래서 교사는 반드시 과학수업에 활동이나 실험을 포함하는 것이 필요한데(곽영순, 2011) , 왜냐하면 학생들의 과학에 대한 흥미와 관심을 유발함으로써 학생들의 주도성을 높여 지적, 정서적으로 만족하는 과학수업을 이끌 수 있기 때문이다. 특히 유아의 호기심이 단순한 궁금증에 그치는 것이 아니라 탐험하고 질문하는 과학적 탐구로 발전되기 위해서 유아가 직접 해 보는 활동이나 실험은 반드시 포함되어야 한다(Gonya, 2010) . 중등과학교육을 중심으로 좋은 수업을 연구한 곽영순과 김주훈(2003)은 학생들의 지적, 정서적 만족과 더불어 학생들의 눈높이에 맞춰 다양한 수업전략을 상황에 따라 적절히 사용하는 수업을 좋은 과학수업이라고 말한다. 따라서 언제나 효과적인 단 하나의 수업방법은 없기 때문에 학생들의 지적, 정서적 상태에 적합한 수업방법과 자료를 찾기 위해 교사는 수업 준비에 충분한 시간과 에너지를 투자하는 것이 필요하다(곽영순, 김주훈, 2003).

요약하면 과학예술융합교육(STEAM)이 강화되고 있는 역사적 맥락에서 유아의 과학기술에 대한 흥미와 문제해결능력의 향상을 위해 유아과학교육이 강조되고 있다. 그러나 유아교육 현장에서 과학교육은 교사들이 그 중요성을 인식하고 있음에도 형식적으로 실시되고 있는 것이 현 실정이다. 형식적인 유아과학교육은 많은 선행연구들 (권미경, 2010 ; 김정주, 김영실, 2004 ; 남기원, 2013 ; 이경민, 2005 ; 지성애, 김치곤, 2011) 이 지적하듯이 대부분의 교사들이 교사 중심의 전통적 교수법을 사용하는 것에서 잘 나타나고 있다. 이를 극복하기 위해 여러 연구들(곽영순, 2011 ; 곽영순, 김주훈, 2003; 조형숙, 유은영, 2011)이 좋은 과학수업에 대한 다양한 의견을 제시하고 있다. 이들 연구에서 나타난 좋은 과학수업에 대한 다양한 정의는 풍부한 과학적 내용지식을 갖춘 교사가 적극적으로 유아와 상호작용함으로써 유아의 능동적 참여를 이끌어내는 수업, 과학에 대한 흥미가 높아 과학지식 습득과 과학적 탐구능력 향상에 적극적인 교사가 이끄는 수업, 유아의 눈높이에 맞춰 교실 상황에 맞는 다양한 수업전략을 사용함으로써 유아의 지적·정서적 만족을 도모하는 수업 등이다. 그러나 좋은 과학수업이 구체적으로 정의되지 못함으로써 교사 중심의 전통적 교수법 개선에 적극적으로 활용되지 못하고 있다. 따라서 유아과학교육이 교육과학기술부가 2011년 제시한 융합적 사고와 문제해결능력 함양이라는 시대적 요구를 반영하기 위해서는 좋은 과학수업이 구체적이고 실천적으로 정의되는 것이 필요하다.

이러한 필요성에 근거한 본 연구의 목적은 효과적인 과학교육에 대한 논의를 통해 좋은 과학수업의 정의를 제시하는 것이다. 즉 과학교육 경험을 통해 현장 교사들이 정의하는 효과적인 과학교육, 이를 촉진하거나 방해하는 요인, 증진 방안 등을 살펴보고, 이에 근거하여 좋은 과학수업이 무엇인지를 논의하고자 한다. 특히 모든 연령의 교실 수업에 적용하기 위해서 본 연구는 보육교사의 경험을 통해 효과적인 과학교육을 탐색하고자 한다. 만 3세부터 초등학교 취학 전 유아를 가르치는 유치원교사와 다르게 보육교사는 3세 이전의 유아도 가르치기 때문에 더 다양한 교육 경험이 반영될 것으로 예상된다. 따라서 본 연구는 보육교사들의 과학교육 경험에 근거한 효과적인 과학교육에 대한 논의를 통해 실제 유아교육현장에서 활용될 수 있는 좋은 과학수업의 정의를 제시하고자 한다. 위와 같은 연구 목적에 따른 연구 문제는 다음과 같다.

본 연구에는 3년 이상의 교사경력이 있고 광주·전남 지역의 어린이집에 근무하는 13명의 보육교사들이 참여하였다. 연구 참여자들 모두 전문대학 이상의 학력을 가지고, 담임교사로서 0세부터 5세까지의 학급을 담당하고 있었다. 연구 참여자들의 연령은 25세에서 47세, 교사경력은 3년에서 16년 등 다양하게 분포하고 있었다.

연구자는 질적 연구의 의도적 표본추출 전략 중 연구의 목적을 위해 충분한 정보를 제공할 수 있는 기준을 적용하는 기준 표본추출 전략(Criterion Sampling Strategy)을 사용하여 연구 참여자들을 선정하였다(Hatch, 2002). 즉 연구자는 효과적인 과학교육에 대한 논의를 통해 좋은 과학수업에 대한 정의를 제시하려는 본 연구의 목적을 위해 충분한 논의가 가능하도록 다양한 시설유형과 학급, 교사 경력 등을 기준으로 설정하였다. 이러한 기준에 의해 어린이집의 여섯 가지 유형에서 0세부터 5세까지의 유아를 가르치면서 경력이 상이한 13명의 보육교사들이 선정되었다.

연구자는 어린이집 원장에게 연구의 필요성과 목적을 설명하고 보육교사를 소개받았으며, 이후 연구의 필요성과 목적에 동의하고 연구에 자발적으로 참여할 의사를 밝힌 13명의 보육교사들이 참여 동의서에 서명한 후 연구에 참여하였다.

[<표 1>] 연구 참여자 특성

연구 참여자 특성

자료는 2013년 1월부터 4월까지 총 4개월 동안의 심층면접을 통해 수집되었다. 심층면접은 모두 반구조화된 질문지를 사용하여 두 차례에 걸쳐 실시되었다. 모든 심층면접은 연구 참여자의 일터에서 이루어졌으며, 각각의 면접은 약 한 시간 정도 소요되었다. 모든 면접 자료는 연구 참여자의 동의를 얻은 후 녹음되었으며, 면접이 끝난 직후 바로 전사되었다. 1회 심층면접 전사본의 양은 평균 A4 용지 10 포인트 17장으로, 두 차례에 걸친 13명 연구 참여자의 심층면접 전사본 총량은 443장으로 집계되었다.

연구자는 1차 면접에서 현재 시행하고 있는 과학교육을 통해 효과적인 과학교육을 어떻게 정의하고 있는지, 효과적인 과학교육을 촉진하거나 방해하는 요인은 무엇인지, 효과적인 과학교육을 증진시킬 수 있는 방안은 무엇인지 등에 대해 질문하였다. 2차 면접에서는 과거 여러 해 동안 과학교육을 시행하면서 겪었던 시행착오나 변화과정을 통해 정의하는 효과적인 과학교육, 이를 촉진하거나 방해하는 요인, 증진 방안 등을 질문하였다. 1, 2차 심층면접에서 사용된 반구조화된 질문지는 다음과 같다.

연구자는 질적 연구에서 가장 일반적으로 사용되는 반복적 비교분석법(constant comparison method)을 사용하여 자료를 분석하였다. 반복적 비교분석법은 개방 코딩, 범주화, 범주 확인의 절차를 거치며, 다양한 자료를 분석할 때 응용이 가능하다는 장점 때문에 질적 연구의 자료 분석 방법으로 널리 사용되고 있다(유기웅, 정종원, 김영석, & 김한별, 2012). 반복적 비교분석법(constant comparison method)의 첫 번째 단계인 개방 코딩은 자료의 특성을 분석하고 이해하는 과정으로, 자료를 읽으면서 연구 문제와 관련된 자료에 이름을 붙이고 이를 분류하는 작업이다(유기웅 등, 2012). 두 번째 단계인 범주화는 개방 코딩 과정에서 분류된 자료들을 상위 범주로 분류하고, 범주에 이름을 지어주는 작업이다(Merriam, 2009). 범주화는 개방 코딩에서 생성된 자료들을 반복적으로 비교, 분석하여 공통점과 차이점을 발견하고 상위 범주를 구성하기 때문에 완전히 귀납적인 과정이다. 반면에 세 번째 단계인 범주 확인은 연역적인 과정으로, 구성된 범주가 연구 문제와 관련된 자료를 잘 반영하고 있는지를 점검하고 확인하는 과정이다(Merriam, 2009). 범주 확인 과정을 통해 구성된 범주를 수정하거나 구성된 범주를 뒷받침하는 새로운 자료를 발견할 수도 있다. 더 이상의 새로운 자료가 발견되지 않고, 구성된 범주가 자료를 잘 표현하고 있다고 판단되는 시점에서 분석 작업은 끝나게 된다.

특히 반복적 비교분석법(constant comparison method)에서 범주를 고안하고 명명하는 작업은 연구자의 관점과 연구 참여자의 의도가 반영되는 직관적이면서 체계적인 과정이다(Merriam, 2009). 따라서 Merriam(2009: 185-186) 은 범주가 충족해야 할 다섯 가지 기준으로 첫째, 범주가 연구 문제에 답이 될 수 있도록 연구의 목적에 충실하고, 둘째, 철저히 모든 자료를 포함하며, 셋째, 하나의 특정 자료는 하나의 범주에만 속하고, 넷째, 범주를 읽는 것만으로 내용이 파악될 수 있을 정도로 민감하며, 다섯째, 개념적으로 동일한 수준에서 범주의 추상화가 이루어져야 함을 제시하고 있다. 이러한 기준에 근거하여 본 연구가 구성한 10개의 범주는 ‘유아의 참여도가 높은 자연체험활동,’ ‘실물에 대한 유아의 높은 관심,’ ‘유아가 직접 구성하는 과학활동,’ ‘과학에 대한 유아의 흥미,’ ‘교육적 효과가 뛰어난 실물 자료,’ ‘수업에 유용한 과학 동화책,’ ‘실물 자료 준비의 어려움,’ ‘유아의 질문에 대한 즉각적 반응의 어려움,’ ‘체험 위주의 과학교육 지향,’ ‘실제를 반영한 교사교육 필요’ 등이다.

[<표 2>] 범주화의 예

범주화의 예

[<표 3>] 연구 문제별 범주

연구 문제별 범주

연구자는 연구의 내적 타당도와 신뢰도를 높이기 위하여 삼각측정(triangulation)과 동료검증(peer debriefing)을 실시하였다(Lincoln, Guba, 1985). 본 연구에서 삼각측정(triangulation)은 두 사람 이상의 연구자가 함께 연구에 참여하여 자료를 수집하고 분석하는 ‘연구자 통합’을 사용하였으며, 이를 통해 연구 참여자에 대한 탐색과 정확도를 높이고자 하였다. 또한 본 연구의 동료검증(peer debriefing)은 연구 주제와 방법에 대해 식견이 있는 동료 3인을 선정하여 자료 분석과 연구 결과에 대한 검토를 요청하였으며, 그들의 비평을 참조하여 연구자의 주관적 해석으로 인한 여러 오류를 수정하였다.

효과적인 과학교육은 어떻게 정의되는가? 라는 연구 문제에 해당하는 네 가지 범주

연구 참여자들은 자연체험활동이 유아의 흥미와 관심을 극대화시키면서 적극적 참여를 유도하기 때문에 매우 효과적인 과학교육이라고 말하였다. 연구 참여자들은 여러 경험과 시행착오를 통해 교실 수업보다 자연에 나가서 직접 사물을 접하고 느껴보는 자연체험활동이 유아의 과학적 경험을 확장시키는데 매우 효과적임을 강조하였다. 또한 자연체험활동은 유아에게 사물을 다각적으로 탐색할 수 있는 기회를 제공하고 유아의 참여도를 높임으로써 교사 중심의 전통적 교수법에서 나타나는 단편적이고 일률적인 정보 전달의 문제점을 개선할 수 있음을 지적하였다.

연구 참여자들은 유아가 실물에 대해 관심이 많으며, 사물에 대한 편견이나 선입견이 없기 때문에 쉽게 접근해서 보고 만지는 등 탐색활동에 적극적이라고 말하였다. 유아는 이론보다는 구체적 사물에 관심이 더 많기 때문에 실물을 직접 관찰함으로써 사물의 세세한 부분들을 발견하는데 적극적인 것이다. 특히 연구 참여자들은 유아가 식물의 싹이 자라거나 동물이 부화하는 것과 같이 동식물의 변화 과정에 많은 흥미와 호기심을 보인다고 말하였다. 유아의 흥미와 호기심은 유아 스스로 동식물 관련 책을 찾아보고, 질문하고, 확인하는 등 유아 주도적인 활동으로 연결되고 있었다. 따라서 효과적인 과학교육을 위해서는 실물을 활용하여 유아의 주도성을 높이는 것이 필요한 것으로 나타났다.

연구 참여자들은 일상적인 산책활동에서 의도하지 않은 과학활동이 유아에 의해 자주 구성되며, 이렇게 유아가 직접 구성하는 과학활동이 효과적임을 주장하였다. 놀이터에서 우연히 개미를 발견하고 모든 유아가 개미집 찾는 활동에 동참한다거나, 자신이 좋아하는 것을 수집해 가지고 와서 관찰기록지에 써 보는 등 계획하지 않은 활동이 유아에 의해 자발적으로 구성되고 있었다. 교사 4는 유아가 수업에서 어쩔 수 없이 어려운 과제를 수행할 때보다 유아 스스로 자유롭게 과학활동에 참여할 때 훨씬 더 적극적으로 자신의 생각을 표현하면서 지식을 구성한다고 말하였다. 그러나 유아의 직접적인 과학활동 구성은 충분한 시간이 주어져야 가능한 것으로, 이는 효과적인 과학교육에 시간적 요소가 중요함을 시사하고 있다.

연구 참여자들은 유아가 과학에 대한 흥미를 가지고 참여하는 수업을 효과적인 과학교육으로 간주하였다. 이는 유아가 과학에 대한 단순한 관심과 일회성의 흥미가 아닌 성인이 되어서까지 지속가능한 흥미와 관심을 가질 수 있도록 풍부한 과학적 경험을 제공하는 것을 가리킨다. 특히 과학활동에 대한 적극적 참여로 호기심과 같은 유아의 과학적 태도가 발전될 수 있도록 계획하고 전개하는 수업이 효과적인 과학교육임을 연구 참여자들은 강조하였다. 조형숙과 유은영(2011) 역시 유아가 적극적으로 참여하는 수업을 좋은 과학수업으로 보고 있으며, 이를 위해 유아의 관심과 호기심이 반영된 질문에 대한 적극적 반응을 강조하고 있다.

효과적인 과학교육을 촉진하는 요인은 무엇인가? 라는 연구 문제에 해당하는 두 가지 범주

연구 참여자들은 효과적인 과학교육을 촉진하는 가장 중요한 요인으로 실물 자료를 언급하였다. 실물 자료는 그림이나 사진자료와 다르게 유아가 직접 오감을 이용해 관찰하고, 변화를 살펴볼 수 있다는 점에서 유아의 흥미를 극대화시킬 수 있는 장점이 있다. 연구 참여자들은 실물 자료가 유아의 호기심을 지속적으로 자극하면서 유아의 반복적 탐색 활동을 도와주며, 유아가 생명에 대한 경이감과 소중함을 느낄 수 있도록 도와주는 등 교육적 효과가 뛰어나다고 주장하였다.

연구 참여자들은 효과적인 과학교육을 촉진하는 또 다른 요인으로 과학 동화책을 지적하였다. 과학 동화책은 주로 과학수업의 도입 부분에 유아의 흥미를 유발하기 위해 많이 이용되고 있었다. 과학 동화책은 그림을 포함하는 것과 사진을 포함하는 것이 있는데, 연구 참여자들은 정확한 정보 전달을 위해 사진을 포함한 과학 동화책을 선호하였다. 연구 참여자들은 그림보다 사진이 실물을 그대로 보여주기 때문에 유아의 호기심을 자극하고, 과학적 경험을 확장시키는데 훨씬 더 효과적이라고 말하였다.

효과적인 과학교육을 방해하는 요인은 무엇인가? 라는 연구 문제에 해당하는 두 가지 범주

연구 참여자들은 효과적인 과학교육을 방해하는 요인으로 실물 자료 준비의 어려움을 지적하였다. 실물 자료의 뛰어난 교육적 효과에도 불구하고 연구 참여자들은 수업에 필요한 실물 자료를 구하기가 어려워 실제 수업에서 많이 이용하지 못하고 있었다. 교사 11은 개구리 알의 부화를 관찰하기 위해 아주 어렵게 겨우겨우 아는 사람을 통해 개구리 알을 구했던 경험을 떠올리면서 실물 자료 획득의 어려움을 토로하였다. 결국 연구 참여자들은 매번 과학활동의 주제에 맞는 실물 자료를 구할 수 없기 때문에 사진이나 그림, 동영상 등의 자료로 수업을 진행하고 있었으며, 실물 자료를 이용하지 못하여 유아에게 풍부한 과학적 경험을 제공하지 못함을 아쉬워하였다.

연구 참여자들은 효과적인 과학교육을 방해하는 또 다른 요인으로 유아의 돌발적인 질문이나 행동에 대한 즉각적 반응의 어려움을 언급하였다. 유아가 수업의 내용과 상관없는 질문을 하거나 우발적인 행동을 할 때, 연구 참여자들은 미리 준비되어 있지 않기 때문에 당황하여 적절하게 반응하지 못하고 있었다. 즉 유아가 질문을 통해 스스로 문제를 생각하고 해결방법을 추측함으로써 사고력을 확장할 수 있는 기회를 가지지 못하는 것이다. 따라서 교사 7은 유아의 돌발적인 질문이나 행동에 반응하는 것이 유아의 흥미와 관심을 증진시키는데 효과적임을 강조하면서, 예상되는 유아의 모든 질문을 고려하여 수업을 준비하는 것이 필요하다고 말하였다.

효과적인 과학교육을 증진시키는 방안은 무엇인가? 라는 연구 문제에 해당하는 두 가지 범주

연구 참여자들은 효과적인 과학교육을 증진시키는 첫 번째 방안으로 체험 위주의 과학교육을 제안하였다. 현재 실시되는 정보 제공 위주의 형식적인 과학교육이 아니라 유아가 직접 눈으로 보고, 만지고, 느끼는 탐색활동을 통해 궁금증을 해결하는 과학교육을 주장하였다. 그러나 연구 참여자들은 체험 위주의 과학교육이 효과적임을 알고 있음에도 실제로 현장에서 실시하지 못하는 것에 대해 많은 아쉬움을 표현하였다. 그래서 더욱더 장래에 체험 위주의 과학교육을 실시하여 유아의 과학에 대한 흥미를 증진시킬 수 있기를 원하고 있었다.

연구 참여자들은 효과적인 과학교육을 증진시키는 두 번째 방안으로 실제를 반영한 교사교육의 실시를 제안하였다. 특히 현재 실시되는 과학교육에 대한 교사연수가 단지 교육과정을 소개하는 식으로 내용과 형식이 매우 빈약하기 때문에 연구 참여자들은 유아 연령에 적합한 과학교육의 내용과 형식에 대한 정보를 얻지 못하고 있었다. 따라서 연구 참여자들은 교사연수도 이론 중심이 아니라 교사 스스로 참여하는 체험 위주로 진행되어 직접 느끼면서 배울 수 있기를 희망하였다. 이는 교사들이 이론과 실제를 포함하고 현장의 개별적인 경험을 공유할 수 있는 교사연수를 긍정적으로 인식한다는 윤선영, 박수미와 류혜숙(2007)의 연구 결과를 뒷받침하고 있다.

반복적 비교분석법(constant comparison method)에 의해 도출된 연구 결과에 근거한 논의는 다음과 같다. 첫 번째 연구 문제인 효과적인 과학교육의 정의에 대한 논의는 실물을 활용한 체험 위주의 탐색활동을 통해 유아의 과학에 대한 흥미를 증진시켜 유아 스스로 새로운 과학지식을 구성하도록 도와주는 것으로 나타났다. 특히 교사들은 자연체험활동의 효과성을 매우 강조하였는데, 왜냐하면 자연체험활동이 유아에게 스스로 구체적인 사물을 탐색하고 새로운 사실을 발견할 수 있는 기회를 제공하기 때문이다. 교실 수업의 경우, 교사가 사전에 구성한 수업계획안을 따르기 때문에 교사 중심의 지식 전달 위주로 쉽게 치우치는 반면 자연체험활동을 통해 유아는 사물을 직접 관찰하고, 궁금증을 해결하고, 호기심을 극대화시킴으로써 지식을 구성하는 것이다. 다시 말해 유아는 주변 환경에 대한 경이감을 체험하고, 경이감과 자연스럽게 연결될 수 있는 과학적 개념을 습득함으로써 삶을 준비하는 것이다(Baldwin, Adams, 2009). 또한 자연체험활동이 효과적임은 유아가 자연체험활동에 적극적으로 참여함으로써 교사가 의도하지 않았던 과학활동을 자발적으로 구성하는 것에서도 나타나고 있었다. 따라서 효과적인 과학교육은 실물을 활용한 체험 위주의 탐색활동을 통해 유아의 과학에 대한 흥미를 증진시켜 유아 스스로 새로운 과학지식을 구성하도록 도와주는 것으로 정의된다.

두 번째 연구 문제인 효과적인 과학교육을 촉진하는 요인에 대한 논의는 교육적 효과가 높은 실물 자료와 과학 동화책이 효과적인 과학교육을 촉진하는 것으로 나타났다. 실물 자료와 과학 동화책이 유아의 호기심을 지속적으로 자극함으로써 유아의 과학에 대한 흥미 증진뿐만 아니라 자연에 대한 경이감과 소중함을 느낄 수 있도록 도와주는 것이다. 특히 교사들은 그림보다 실물 사진을 포함한 과학 동화책이 훨씬 더 유아의 과학적 경험 확장에 효과적임을 주장하였다. 따라서 유아의 과학에 대한 흥미를 과학적 태도로 발전시키는 효과적인 과학교육을 위해서는 유아의 호기심을 자극하는 실물 자료가 반드시 활용되어야 한다. 이는 과학에 대한 흥미와 관심을 유발하기 위해 활동이나 실험이 과학수업에 반드시 포함되어야 함을 주장한 곽영순(2011) 의 연구 결과와 일치하고 있다.

세 번째 연구 문제인 효과적인 과학교육을 방해하는 요인에 대한 논의는 실물 자료 준비의 어려움과 유아의 질문에 대한 즉각적 반응의 어려움이 효과적인 과학교육을 방해하는 것으로 나타났다. 즉 실물 자료가 효과적인 과학교육을 촉진하는 요인임에도 실제로 구입이 어려워 잘 이용되지 못하기 때문에 실물 자료 준비의 어려움이 효과적인 과학교육을 방해하고 있는 것이다. 이는 현재 실시되는 과학수업의 대부분이 실물 자료를 이용하지 못하여 효과적인 과학교육과 거리가 멀게 실시되고 있으며, 실물 자료의 구입이 용이하다면 교사들이 효과적인 과학교육을 원활히 실시할 수 있음을 시사한다. 많은 선행연구들(김정주, 김영실, 2004 ; 유민임, 황해익, 2003; 한미라, 김은숙, 2006) 역시 유아교사들이 과학교육을 힘들어하는 이유로 실험실습과 교재·교구의 부족을 언급하고 있다. 교사들은 매번 과학활동에 맞는 실물 자료를 구하는 것이 어렵기 때문에 사진이나 그림, 동영상 등의 자료로 대체하고 있었으며, 이러한 과학수업이 유아의 과학에 대한 흥미를 감소시킴으로써 효과적인 과학교육을 방해하는 것이다. 특히 실물 자료의 교육적 효과를 누구보다 잘 알고 있음에도 구입의 어려움 때문에 유아들에게 실물 자료를 원활히 제공하지 못하는 것에 대해 교사들은 매우 안타까워하였다.

효과적인 과학교육을 방해하는 또 다른 요인인 유아의 질문에 대한 즉각적 반응의 어려움은 유아의 질문이나 우발적 행동에 즉각적으로 반응하지 못하여 결과적으로 유아가 과학에 대한 흥미를 잃기 때문에 효과적인 과학교육을 방해하는 것으로 나타났다. 오문자(2011)가 지적하듯이 탐색적 성격의 토론을 통해 유아의 가설적 이론이 활발히 구성되므로 유아의 과학에 대한 흥미를 증진시키기 위해서는 유아의 질문에 귀 기울이고 함께 탐구하는 것이 필요하다. 즉 유아가 자유롭게 자기 생각을 제시하면서 개념을 머릿속에 그리고, 오개념을 수정하고, 새로운 개념을 형성할 수 있어야 한다(Gonya, 2010) . 결국 교사는 유아의 질문에 즉각적으로 반응하는 것에 의해 유아의 과학에 대한 흥미와 호기심을 발전시키고 지속적으로 새로운 지식을 재구성하도록 도와줌으로써 효과적인 과학교육을 실시할 수 있다. 그러나 보육교사들은 유아의 질문에 즉각적으로 반응하지 못하여 유아의 지식 확장에 도움을 주지 못하였고, 결과적으로 효과적인 과학교육을 실시하지 못하고 있었다. 따라서 보육교사들은 유아의 질문을 미리 예상할 수 있어야 하며, 그러한 질문에 대한 대응을 수업 시작 전에 충분히 준비하는 것이 필요함을 강조하였다.

특히 유아의 질문에 대한 교사의 즉각적 반응은 교사와 유아 사이의 활발한 상호작용에 의해 가능한 것으로 교사의 민감한 귀 기울임과 대화를 포함한다. 즉 교사 중심의 전통적 교수법을 사용하는 교실에서 볼 수 있는 유아의 질문에 대한 교사의 주입식, 설명식 답변이 아니라 유아의 궁금증과 호기심을 과학적 개념으로 연결시키는 답변인 것이다. 또한 교사가 유아의 질문에 대해 즉각적으로 반응하는 것에 의해 유아의 지식 확장을 돕기 위해서는 교사의 풍부한 과학적 내용지식이 필요하다. 교사의 과학적 내용지식이 부족하면 유아에게 반복적으로 설명하는 식으로 반응함으로써 유아의 과학적 개념 형성을 방해하기 때문이다 (조명아, 윤은주, 2012) . 그러므로 효과적인 과학교육을 방해하는 요인인 실물 자료 준비의 어려움과 유아의 질문에 대한 즉각적 반응의 어려움을 극복하는 것에 의해 교사는 전통적 교수법을 벗어나 효과적인 과학교육을 실시할 수 있는 것이다.

네 번째 연구 문제인 효과적인 과학교육의 증진 방안에 대한 논의는 체험 위주의 과학교육에 대한 구체적인 프로그램이 제공되고, 이에 대한 교사교육이 충분히 이루어져야 하는 것으로 나타났다. 즉 효과적인 과학교육이 실시되는 것에 머무르는 것이 아니라 지속적으로 발전하기 위해서는 체험 위주의 과학교육프로그램의 제공과 교사교육이 필요한 것이다. 체험 위주의 과학교육프로그램은 수업뿐만 아니라 일상적으로 이루어지는 과학활동을 포함하는 것으로, 유아의 탐색활동을 도모하기 위해 실물 자료를 이용하는 과학교육프로그램을 가리킨다. 특히 체험 위주의 과학활동을 통해 유아는 교사의 의도와 상관없는 새로운 과학활동을 자발적으로 구성하고 과학에 대한 흥미를 발전시키는 등 유아 중심의 과학수업이 실시될 수 있다. 그러나 김정주와 김영실(2004) 가 지적하듯이 교재·교구의 부족이나 과학활동 시간 부족 등으로 인해 체험 위주의 과학교육은 제대로 실시되지 못하고 있는 것이 현 실정이다. 따라서 교사들이 항상적으로 과학활동을 수행할 수 있도록 손쉽게 구할 수 있는 실물 자료를 활용한 체험 위주의 과학교육프로그램이 다양하게 제공되는 것이 필요하다.

더불어 체험 위주의 과학교육프로그램에 대한 충분한 교사교육이 실시되어 과학에 대한 교사의 흥미와 관심을 증진시킬 수 있어야 한다. 보육교사들은 지금까지 진행된 교사교육의 대부분이 강의식으로 진행되어 거의 실효성이 없었던 점을 지적하면서 실제를 반영한 체험 위주 교사교육의 실시를 주장하였다. 특히 교사교육 자체가 체험 위주로 진행되어 교사 스스로 직접 느끼고 만지면서 과학적 개념을 습득하고 과학적 지식을 재구성해야 함을 강조하였다. 교사교육을 통해 교사 자신의 과학에 대한 흥미가 증진되고, 이러한 긍정적 과학관련 경험을 통해 습득한 과학지식을 이용해 좋은 과학수업이 전개되는 것이다. 이는 교사의 과학에 대한 흥미가 과학수업에 결정적 영향을 미친다는 조형숙(2001)과 김헤라(2013) 의 연구 결과를 뒷받침하고 있다. Hammer와 Polnick(2007) 역시 교사 스스로 과학에 흥분하는 경험을 갖지 못하면 효과적으로 과학을 가르칠 수 없음을 강조하고 있다. 따라서 효과적인 과학교육을 증진시키기 위해서는 교사 자신의 과학에 대한 흥미를 증진시킬 수 있는 교사교육프로그램이 마련되고 체계적으로 실시되어야 한다.

위의 효과적인 과학교육 논의에 근거한 좋은 과학수업에 대한 논의는 유아의 과학에 대한 흥미를 증진시키는 실물 자료를 활용하는 것으로 나타났다. 유아에게 실물 자료를 탐색하고 스스로 지식을 구성하는 기회를 제공함으로써 교사는 교사 중심의 전통적 교수법을 개선하여 좋은 과학수업을 실시할 수 있다. 그러나 실제로 실물 자료 구입의 어려움이 있으므로 손쉽게 구할 수 있는 실물 자료를 활용한 체험 위주의 과학교육프로그램이 다양하게 제공되어야 한다. 또한 교사 자신이 직접 과학활동을 경험함으로써 과학적 지식을 확장할 수 있는 교사교육이 실시되어야 한다. 황해익, 송연숙과 조영기(2004) 역시 유아와 함께 할 수 있는 과학활동을 직접 경험할 수 있는 교사교육에 대한 유아교사들의 요구가 높다고 말한다. 교사는 과학활동을 직접 경험함으로써 과학에 대한 흥미를 증진시키고 교수방법에 대한 확신을 가지게 되어 과학교수 불안을 감소시킬 수 있는 것이다. 이는 유아에게 능동성을 부여하는 비지시적 교수법의 사용으로 나타나는데, 왜냐하면 과학교수 불안이 낮은 교사일수록 유아와 더 긍정적으로 상호작용하기 때문이다(조정화, 김경숙, 2013).

본 연구의 목적은 효과적인 과학교육에 대한 논의를 통해 좋은 과학수업의 정의를 제시하는 것으로, 보육교사들이 정의하는 효과적인 과학교육과 효과적인 과학교육을 촉진하거나 방해하는 요인, 증진 방안 등을 보여주고 있다. 논의에서 언급된 것처럼 효과적인 과학교육은 실물을 활용한 체험 위주의 탐색활동을 통해 유아의 과학에 대한 흥미를 증진시켜 유아 스스로 새로운 과학지식을 구성하도록 도와주는 것이다. 효과적인 과학교육을 위해 교사들은 실물 자료와 실물 사진을 포함한 과학 동화책을 이용하고 있으나, 실물 자료 구입의 어려움 때문에 실제로 대부분의 과학수업이 효과적인 과학교육과는 거리가 멀게 실시되고 있는 실정이다. 이러한 논의에 근거하여 본 연구는 유아의 과학에 대한 흥미를 증진시키는 실물 자료를 활용하는 수업을 좋은 과학수업으로 정의하고 있다. 이 정의는 교사들이 실제 교실 수업에 적용하여 교사 중심의 전통적 교수법을 개선하고 유아의 융합적 사고와 문제해결능력을 함양할 수 있는 정의이다. 따라서 유아교육현장에서 활용될 수 있는 좋은 과학수업에 대한 구체적이며 실천적인 정의를 제시하였다는데 본 연구의 의의가 있다.

그러나 한미라와 김은숙(2006)이 주장하듯이 유아는 단편적인 과학활동이 아니라 일상생활 속에서 끊임없이 지식을 구성하기 때문에 좋은 과학수업을 위해서는 과학활동에 충분한 시간이 보장되어야 한다. 즉 유아가 자신의 가설을 검증하고 나름의 이론을 정립할 수 있는 시간이 주어져야 하는 것이다. 교사 역시 유아의 우발적인 질문이나 행동에 즉각적으로 반응하고 유아의 지적, 정서적 상태에 적합한 수업방법을 찾기 위해 수업 준비를 위한 충분한 시간이 필요하다(곽영순, 김주훈, 2003). 특히 Czemiak와 Chiarelott(1990)는 과학교육의 문제점으로 교사의 불충분한 준비를 지적하면서 과학수업 준비를 위한 시간이 충분히 보장되어야 한다고 주장한다. 시간이 부족하면 수업 준비를 잘 할 수 없으며, 이것이 교사의 과학교수 불안을 높이게 되면서 낮은 과학교수 효능감으로 이어지고, 결과적으로 과학수업의 양과 질에 부정적 영향을 미치기 때문이다(Czemiak, Chiarelott, 1990).

따라서 본 연구는 효과적인 과학교육을 증진시키는 방안으로 체험 위주 과학교육프로그램의 구체적 제시와 이에 대한 충분한 교사교육을 제안하고 있다. 체험 위주 과학교육프로그램은 유아가 충분한 시간을 두고 일상적으로 접하는 모든 사물을 통해 과학에 대한 흥미를 증진시킬 수 있는 프로그램이다. 즉 유아가 직접 실물 자료를 보고, 듣고, 만지고, 느끼는 등의 체험을 통해 과학적 지식과 태도를 형성하도록 도와주는 것이다. 또한 손쉽게 구할 수 있는 실물 자료를 활용한 과학교육프로그램이 제공됨으로써 교사는 수업 준비에 대한 부담을 줄일 수 있다. 즉 자료 준비보다 유아의 우발적인 질문이나 행동에 즉각적으로 반응하고 유아의 지적, 정서적 상태에 적합한 수업방법을 찾는데 집중함으로써 과학수업의 질을 높일 수 있다. 예를 들어, 유아가 자신의 생각이나 관찰한 것을 자유롭게 표현함으로써 과학적 사고를 확장할 수 있는 과학저널을 활용할 수 있고(Brenneman, Louro, 2008), 이에 대한 적극적인 피드백을 제공하는데 시간과 에너지를 사용할 수 있다. 그러므로 효과적인 과학교육을 방해하는 요인인 실물 자료 준비의 어려움과 유아의 질문에 대한 즉각적 반응의 어려움을 극복하고, 교사가 항상적으로 좋은 과학수업을 실시하기 위해서는 체험 위주의 과학교육프로그램이 시급히 제공되어야 한다.

교사교육 역시 체험 위주로 진행되어 교사 자신의 과학에 대한 흥미를 증진시킬 수 있어야 한다. 체험 위주의 교사교육을 통해 교사 스스로 탐색하는 즐거움을 만끽하고, 과학지식을 끊임없이 재구성하여 과학교수 활동에 대한 신념을 가질 수 있어야 한다. 교수방법에 대한 확신을 가진 교사는 과학교수 불안이 낮기 때문에 유아와 적극적으로 상호작용하며, 비지시적 교수법을 사용하여 유아가 다양한 과학활동에 능동적으로 참여하도록 촉진한다(조정화, 김경숙, 2013). 결국 과학에 대한 흥미가 높은 교사일수록 비지시적 교수법을 사용함으로써 직접적이고 통제적인 교사 중심의 전통적 교수법을 개선하는데 크게 기여할 수 있다. 그러나 곽영순(2003)은 교사연수가 공급자 위주로 진행되면서 대학 교수나 해당 연수기관의 인원 중심으로 강사가 구성되고, 교사연수의 내용이 이론 중심으로 치우쳐져 현장성이 부족하다고 말한다. 과학지식이 풍부할수록 현장에서 가르치는 아이디어도 많아지는 만큼 교사연수가 과학교육 개선에 기여하기 위해서는 교사가 필요로 하는 내용을 제공해야 한다(곽영순, 2003) . 그러므로 교사가 좋은 과학수업을 실시하기 위해서는 교사 스스로 과학활동을 체험하고 탐구할 수 있는 체험 위주의 교사교육이 이루어져 교사 자신이 과학에 대한 흥미를 발전시킬 수 있어야 한다.

결론적으로 본 연구는 유아의 과학에 대한 흥미를 증진시키는 실물 자료를 활용하는 수업을 유아교육현장에서 활용될 수 있는 좋은 과학수업에 대한 구체적이며 실천적인 정의로 제시하고 있다. 또한 좋은 과학수업이 실시되기 위해서는 실물 자료를 활용한 체험 위주의 과학교육프로그램이 제공되고, 이에 대한 충분한 교사교육이 이루어져야 함을 제안하고 있다. 더 나아가 본 연구는 보육교사들의 과학교육 경험에 근거한 효과적인 과학교육에 대한 풍부한 예시를 제공함으로써 현장 교사들의 교실 수업 적용에 실질적인 도움을 제공하고 있다. 즉 좋은 과학수업에 대한 구체적이며 실천적인 정의를 제시함으로써 좋은 과학수업에 대한 추상적 정의로 현장 교사들의 수업 개선에 실질적인 도움을 제공하지 못했던 선행연구들의 한계를 극복하고 있다. 따라서 본 연구는 교사들의 과학교육 경험에 근거한 효과적인 과학교육에 대한 구체적인 논의를 통해 실제 유아교육현장에서 활용될 수 있는 좋은 과학수업의 정의를 제시하였다는데 그 의의가 매우 크다.

마지막으로 본 연구는 광주·전남 지역의 어린이집에 근무하는 보육교사들이 참여한 연구로서 효과적인 과학교육에 대한 부분적 정보를 제공하고 있다는 제한점을 가지고 있다. 이러한 제한점을 극복하기 위해서는 다른 지역에서 근무하는 보육교사나 유치원교사가 참여하는 후속연구가 이루어지는 것이 필요하다. 유아과학교육이 실시되는 현장의 특성에 따라 효과적인 과학교육을 촉진하거나 방해하는 요인이 달라질 수 있기 때문에 다양한 유아교육현장에서의 자료 수집이 요구된다. 또한 유아교육현장의 상황에 따라 좋은 과학수업의 정의가 적용되는 양상도 다를 수 있기 때문에 다양한 현장의 목소리가 반영되는 것이 필요하다. 따라서 여러 지역의 교사가 참여하는 후속연구가 이루어져 효과적인 과학교육과 좋은 과학수업에 대한 다각적인 논의가 이루어지기를 제언한다.