■ 과학개념 발달과 교육
유아의 과학에 대한 개념 형성을 두고 많은 논의가 이루어져 왔고 특히 피아제의 인지발달 이론은 많은 영향을 미치고 있다. 피아제는 인지발달의 구성요소를 유기체의 성숙, 환경과의 상호작용, 사회적 관계에서 얻은 지식들을 통합하는 평형화 등의 요소로 제시하고 있다. 따라서 과학교육에서는 개념의 변화가 중요하며 특정 사실을 이해할 수 있도록 교수하는 것이 매우 중요하다. 이를 위해서는 유아는 특정 사실을 외우기보다는 탐구하는 과정(inquiry process)을 배우는 것이 중요하다.
유아는 자신이 호기심을 갖게 된 특정 현상에 대해 발달에 적합한 맥락과 발달에 적합한 방법으로 보다 복잡한 개념에 대해 깊이 이해할 수 있다. 유아를 보면 끊임없이 질문하면서 기본적인 개념들을 배우 나가며 지식을 구성하는 것을 볼 수 있다. 그들이 일상에서 배우는 개념으로는 일대일 대응, 수 세기, 분류하기, 측정하기 등의 간단한 수 과학 개념이 있다. 유아가 발달하면서 형성하게 되는 간단한 과학개념들은 개인 간의 차이가 있기는 하지만, 유아들의 일상 경험과 더불어 점점 확장되어 나간다.
구성주의 유아교육과정 모델은 교사가 임의로 선정한 내용을 지닌 주제가 아닌 유아 자신의 사고과정으로부터 출현되는 주제를 중시한다. 또한 교사는 유아가 스스로 의문을 가질 수 있고 그것에 대한 답을 찾는 방법을 추구할 수 있는 교육환경을 제공해야 한다. 구성주의 교육과정 모델이란 우리가 학습활동에 참여하고 있는 유아들에게 기대하는 것 즉, 유아들의 질문에 토대를 두는 교육을 말한다.
유아는 능동적으로 의문을 품는 타고난 과학자로 간주되기 때문에 구성주의 교육과정 모델은 실험을 중요시한다. 학습활동 및 자료는 반드시 많은 가능성을 허용하는 것이어야 하고 다양한 접근을 북돋워 주는 학습 환경이 주어져야 한다. 이러한 교육과정은 유아들로 하여금 다양한 아이디어와 가설을 만들어 내고 검증하게 하면서 이론 정립을 적극적으로 할 수 있게 한다.
유아는 실제로 구체적인 사물을 조작하고 사용함으로써, 그리고 학습과정에 능동적으로 참여함으로써 학습하는 실물조작(hands-on experience) 교육이 중요하다.
실물조작이란 사물에 대해서 학습하는 방법으로 손으로 만지거나 조작하는 것이라고 매우 단순하게 정의하는 경우도 있으나 교육자들은 실물조작 교육과정이란 유아로 하여금 지식 구성에 능동적으로 관여하는 것을 가능하게 하는 것, 즉 유아의 의문에서 도출되고 충분한 학습 자료와 이를 사용하는데 있어서 많은 선택권을 주며 다른 학습활동을 발생시킬 수 있는 의문뿐만 아니라 자발적인 호기심을 가질 수 있는 기회를 제공하는 것으로 보고 있다.
유아의 과학적 탐구능력 개발을 위해서 유아 과학교육 프로그램은 놀이를 통하여 유아들이 과학교육의 기본 개념들을 자연스럽게 스스로 구성할 수 있도록 하여야 한다. 유아가 주변의 사물, 사건, 자연현상 등에 대해 의문점을 갖고 깊이 있게 탐색하는 과학적 태도를 기르는 것에 중점을 두어야 한다.
또한 다양한 과학활동을 통해 유아들의 잠재된 능력을 발견하고 개발할 수 있는 기회를 제공함으로써 유아의 과학적 능력과 창의성을 계발할 수 있다. 과학교육 분야는 과학의 과정에 초점을 두는 영역과 과학의 내용을 강조하는 영역으로 양분된다. 그러나 유아 과학교육은 유아가 지식을 구성하는데는 ‘내용’과 ‘과정’ 모두가 관련되기 때문에 이러한 ‘과정’과 ‘내용’ 모두를 포함하여야 한다. 과학하는 방법에는 ‘내용’이 근본적인 목적이 되기 보다는 오히려 내용을 탐구해 가는 ‘과정’ 에서 자연스럽게 습득되는 결과로 보아야 한다.
1. 유아발달과 과학교육
과학적 경험은 유아의 발달에 많은 영향을 끼치므로 일찍부터 과학교육이 이루어져야 한다. 유아는 적극적으로 과학활동에 참여함으로써 인지발달, 문제해결력, 의사소통 능력, 창의성, 사회성 발달 등이 이루어진다. 유아 과학교육은 유아를 중심으로 이루어진다. 유아의 역할에 대한 이해에 따라 유아 과학 교육과정은 다르게 접근될 수 있다. 따라서 유아의 발달적 특성은 매우 중요하다.
유아는 주변 세계의 사물, 사람, 자연현상에 대해 호기심을 느끼고 이를 탐색하려는 특성을 가지고 있다. 유아의 과학적 흥미와 탐구능력은 태어날때부터 지니는 것으로 2개월이 지나면 영아는 한 물체가 다른 물체를 건드리면 움직임이 일어난다는 사실을 안다. 또한 물체를 건드리지 않으면 움직이지 않는다는 사실도 안다. 3~5개월의 영아는 몇 개의 물체가 보였다 사라지는지를 이해하며, 많고 적음에 대한 개념과 모양과 색에 대한 차이를 안다.
과학과 관련된 개념은 영아기에 시작되며 영아들은 자신의 감각기관을 이용하여 주변 세상의 과학 개념을 점차 이해하게 된다. 영아들은 보고, 만지고, 냄새 맡고, 듣고, 맛을 보는 과정을 통해 주변을 탐색한다. 물체를 보면서 크기에 대해 이해하며 상대적으로 크거나 작은 물체에 대해 알게 된다. 또한 물체의 크기가 비슷해도 무게가 다르다는 것을 알게 되며 물체의 모양이 다양한 것을 배운다.
유아는 일상생활에서 시간적인 순서의 개념을 알게 된다. 배가 고파 울면 양육자가 다가오고, 기저귀를 갈아주거나 우유를 가져다 주고 다시 팀대에 뉘어 주는 일련의 사건들이 연속적으로 일어난다는 것을 알게 된다. 또한 공간에 대한 개념도 생겨 움직이기 전에 속해 있는 공간을 쳐다본 후 움직이기 시작하는 것을 알 수 있다(Charsworth & Lind, 2000).
연령이 높아지면서 기고, 서고, 걷는 신체적 변화를 통해 영아들은 주변을 탐색하고 이를 통한 발견과 학습이 이루어지게 되며 점차 과학적 사고를 지니게 된다.
영아가 기기 시작하면 기동력이 생겨 쉽게 움직일 수 있게 되면서 주변의 물체를 좀 더 쉽게 탐색할 수 있게 된다. 유아는 몸을 움직여 큰 물체 안에 들어가 보면서 ‘위에’, ‘아래’, ‘안에’ 등의 개념을 이해하게 되며 같은 색을 구분하고 모양의 차이를 알게 된다.
자연적 경험은 일상에서 유아가 흥미 있는 활동을 스스로 선택하고 이를 탐구하는 행동을 의미하고, 비형식적 경험은 유아가 관심 있는 활동을 정한 후 그 활동에 몰두하는 과정에 성인이 직간접적으로 개입하는 것을 의미하며, 구조화된 경험은 성인이 유아를 위해 경험해야 할 활동을 결정하고 그 활동의 진행과정에 필요한 방향을 제시하는 것이다.
2. 과학적 개념과 사고과정 그리고 과학적 소양의 발달
오늘날 교사가 직면하는 큰 과제 중의 하나는 유아를 과학적 사고를 지니는 사람으로 기르느냐 하는 점이다. 많은 유아교육기관에 근무하는 교사들은 흥미를 느끼지 못하거나, 관심이 부족하거나, 혹은 교수방법을 잘 알지 못하는 영역으로 과학을 지목한다. 이는 과학을 유아에게 교수하는 방법이나 개념적지식이 부족할 뿐만 아니라 유아에게 과학을 교수하는 것에 대한 자신감이 부족한 것에 기인한다.
과학적 소양이란 유아가 주변 세계에 대해 과학적 태도를 지니고 탐구과정을 통해 주어진 과제를 적극적으로 해결하고 과학적 지식을 구성할 수 있는 능력을 배양하는 것을 말한다(황윤세, 2007).
과학적 소양은 과학활동과 교육을 통해서 길러질 수 있다. 과학은 호기심으로 인하여 특정 현상에 대해 질문을 던지거나 의구심을 갖는 것으로부터 시작된다. 그리고 호기심을 만족시키기 위해 탐구하고, 관련 자료를 모으고, 이에 대한 대답을 구하는 일이다. 유아를 위한 과학교육도 주변의 환경에서 보이는 재미있는 현상에 대해 유아가 호기심과 의문을 갖는 것으로부터 시작될 수 있다.
과학적 소양을 기르기 위해서 유아에게는 질문을 던지고, 이에 대한 대답을 구하는 탐구의 과정과 호기심으로 생긴 문제에 대하여 해결방안을 제시할 수 있는 기술과 능력이 요구된다.
3. 과학개념 발달에 필요한 과정기술
유아 과학교육의 내용 중 많은 개념은 수 교육의 개념과 일치하는 내용이 많다. 예를 들어 수 교육의 개념 중 비교, 분류, 측정 등은 과학교육의 기본개념으로 필요한 내용이다. 이를 과정기술(process skills)이라 볼 수 있는데 과학교육에서 주어지는 문제를 해결하는 데 필요한 수 개념도 이에 해당한다. 또한 과학 활동에 필요한 과정기술로 관찰하기, 의사소통하기, 자료를 수집하기, 추론하기, 가설을 세우기 등도 수 활동이나 과학활동을 진행하는 데 요구되는 기술들이다.
과학개념의 발달은 감각기관을 이용할 뿐 아니라 과학활동에 적극 참여하고 아이디어를 서로 교환하는 과정을 통해 이루어지며, 이 과정에서 여러 과정기술(process skills)이 요구된다. 유아 과학활동에서 많이 요구되는 기본적인 과정기술로는 관찰하기, 분류하기, 측정하기, 예측하기, 토의하기 등이 있다.
1) 관찰하기
유아가 자신이 관심을 지닌 현상이나 사물의 특성을 알기 위해 감각기관 혹은 도구를 사용하여 살피는 것을 말한다. 관찰은 과학적 접근에서 가장 기본적인 기술로 관찰을 통해 주변 세계에 대한 많은 정보를 수집할 수 있다.
유아 과학활동에서 관찰은 중요한 기술이다. 교사는 유아가 체계적으로 관찰을 할 수 있도록 도와야 한다. 관찰을 하는 과정에서 유아는 의문점이 생기게 되고 이는 질문하는 과정으로 연결된다. 같은 현상이라도 때에 따라 다르게 관찰될 수 있다는 사실과, 같은 현상이 다르게 관찰될 수 있다는 사실을 깨닫는 것이 중요하다.
2) 비교하기
물체 비교하기를 배우기 위해서는 물체의 특성을 다른 물체와 비교해서 상대적인 차이를 알아내는 것이 중요하다. 여러 가지 물체의 크기나 모양, 색, 성질, 특성 등의 유사점과 차이점을 감각기관을 이용하여 비교하고, 이를 기록하거나 그림, 그래프 등의 다양한 방법으로 표현할 수 있다.
3) 분류하기
유아는 일상생활에서 유사점과 차이점을 일찍부터 배운다. 분류하기는 여러 사물이 지니는 특성을 특정 준거를 중심으로 구분하는 기술로, 교사는 ‘물에 뜨는 물체와 가라앉는 물체에는 어떤 것이 있을까?’, ‘가벼운 물체와 무거운 물체를 구분해 보자.’ 등의 질문을 던진다.
4) 측정하기
측정에 필요한 기본 단위를 유아 자신이 발명하다가 점차 표준화된 단위의 개념을 익히게 된다. 측정을 통하여 무겁다/가볍다, 크다/작다, 뜨겁다/차갑다 등의 개념을 과학적으로 배울 수 있다.
5) 예측하기
과학활동을 하는 동안 특정 현상에 대해 앞으로 일어날 변화를 미리 예상해 보는 것을 말한다. 이는 유아가 이전에 지니고 있던 경험과 지식을 토대로 이루어지며 예측을 통해 가설을 세우고 가설을 검증하는 과정을 거치게 된다. 예를 들어 ‘우리가 사용하는 컴퓨터의 속 모양은 어떻게 생겼을까 생각해 보자. 시계는 어떻게 움직일까, 물을 냉동고에 넣으면 어떤 일이 일어날까?’ 등의 질문을 던지고 유아와 함께 이야기를 나눈다.
6) 토의하기
토의란 교실에서 활동을 진행하는 과정에서 유아-유아, 유아-교사 간에 개별적으로, 또는 소집단 혹은 대집단으로 이루어지는 의사소통의 과정이다. 서로의 생각을 주고받거나 유아가 지닌 의구심에 대해 질문을 던지고 이에 답하는 과정으로, 타인에게 설명하기, 정보 교환하기, 질문하기/답하기 등이 포함된다.
< 아동관찰 및 행동연구, 홍순정·최석란 / KNOUPRESS >
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