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과학 문해

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목차

1. 개요

과학 문해는 과학 관련 문제와 아이디어에 대해 성찰적인 시민으로서 참여하는 능력으로 정의되며, 과학적 사실 이해, 탐구, 추론, 자연 현상 설명, 과학 관련 기사 이해, 과학 정보 평가, 증거 기반 논증 제시 등의 능력을 포함한다. 1950년대 스푸트니크 쇼크 이후 미국에서 과학교육 개혁이 시작되었고, 1980년대 일본 경제 성장을 통해 과학 기술 경쟁력 강화의 필요성이 대두되면서 과학 문해의 중요성이 강조되었다. 과학 문해는 해양, 기후, 지구과학 등 다양한 분야와 관련되며, 사회적 문제 해결과 환경 문제에 대한 이해를 돕는다. 과학에 대한 긍정적인 태도는 과학 문해력 향상에 기여하며, 관련 프로그램과 측정 도구를 통해 과학 문해 능력을 증진하고 평가하려는 노력이 이루어지고 있다.

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과학 문해
과학 문해력
정의과학적 지식과 방법을 이해하고 활용하여 합리적인 의사 결정을 내릴 수 있는 능력
중요성개인의 삶의 질 향상
사회의 발전과 문제 해결
과학 기술 발전에 대한 건전한 비판 능력 함양
구성 요소
과학적 지식과학적 개념, 원리, 법칙에 대한 이해
과학의 역사와 과학 지식의 변화에 대한 이해
과학적 탐구 능력과학적 방법의 이해와 적용
자료 수집, 분석, 해석 능력
가설 설정 및 검증 능력
과학적 사고방식비판적 사고 능력
창의적 사고 능력
논리적 사고 능력
객관적 사고 능력
과학에 대한 태도과학에 대한 흥미와 관심
과학적 지식의 활용 의지
과학 기술 발전에 대한 책임감
측정 방법
객관식 시험과학적 지식 평가
수행 평가과학적 탐구 능력 및 사고방식 평가
설문 조사과학에 대한 태도 평가
필요성
개인적 필요건강, 환경, 기술 등 실생활 문제 해결 능력 향상
과학 관련 정보에 대한 이해 및 판단 능력 강화
합리적인 의사 결정 능력 함양
사회적 필요과학 기술 발전에 대한 건전한 비판 능력 함양
과학 기술 관련 사회 문제 해결 참여
민주 시민으로서의 책임감 있는 행동
국가적 필요과학 기술 경쟁력 강화
과학 기술 인력 양성
지속 가능한 발전 도모
향상 방안
교육학교 교육 강화 (과학 교과 내용 개선, 실험 및 탐구 활동 강화)
과학교육 프로그램 개발 및 보급
교사 연수 강화
사회적 노력과학 관련 미디어 (방송, 신문, 인터넷 등)의 역할 강화
과학관, 박물관 등 과학 문화 시설 확충
과학 관련 시민 참여 프로그램 활성화
과학자와 일반 시민 간의 소통 강화
관련 연구
국제 과학 문해력 평가 (PISA)OECD 국가의 15세 학생 대상 과학 문해력 평가
과학기술 이해도 조사일반 국민 대상 과학기술 이해도 조사

2. 정의

경제 협력 개발 기구(OECD)의 국제 학업 성취도 평가(PISA)와 미국 국립 교육 통계 센터 등에서는 과학적 문해력을 과학 지식, 탐구 능력, 자료 해석, 과학적 태도 등을 포함하는 개념으로 정의한다.[1][2]

과학적 문해력은 해양 문해력,[4] 지구 과학 문해력,[5] 기후 문해력[6] 등 특정 분야의 이해, 소통, 의사 결정 능력까지 포괄한다. 과학적 문해력을 갖춘 시민은 스스로 사실 문제를 연구할 수 있다.[7]

2. 1. OECD PISA 프레임워크

경제 협력 개발 기구(OECD)의 국제 학업 성취도 평가(PISA)는 과학적 소양을 "성찰적인 시민으로서 과학 관련 문제와 과학적 아이디어에 참여하는 능력"으로 정의한다.[1] 과학적 문해력을 갖춘 사람은 과학 기술에 대한 합리적인 담론에 참여할 수 있어야 한다.

2. 1. 1. 과학적 소양의 핵심 역량

경제 협력 개발 기구(OECD)의 국제 학업 성취도 평가 프로그램(PISA) 프레임워크(2015)는 ''과학적 문해력''을 "성찰적인 시민으로서 과학 관련 문제와 과학적 아이디어에 참여하는 능력"으로 정의한다.[1] 과학적 문해력이 있는 사람은 과학 및 기술에 대한 합리적인 담론에 참여하고자 하며, 이를 위해서는 다음과 같은 역량이 필요하다.

  • 과학적으로 현상을 설명하기 – 다양한 자연 및 기술 현상에 대한 설명을 인식하고, 제공하고, 평가한다.
  • 과학적 탐구 평가 및 설계 – 과학적 조사를 설명하고 평가하며, 과학적으로 질문에 답하는 방법을 제안한다.
  • 과학적으로 데이터와 증거 해석 – 다양한 표현으로 데이터, 주장 및 논거를 분석하고 평가하며, 적절한 과학적 결론을 도출한다.

2. 2. 미국 국립 교육 통계 센터

미국 국립 교육 통계 센터는 과학적 문해력을 "개인의 의사 결정, 시민 및 문화적 활동 참여, 경제적 생산성에 필요한 과학적 개념과 과정에 대한 지식과 이해"로 정의한다.[2] 과학적 문해력을 갖춘 사람은 실험과 추론을 할 수 있고, 과학적 사실과 그 의미를 이해하며, 일상 경험에 대한 호기심에서 질문하고 답을 찾을 수 있다. 또한 자연 현상을 묘사, 설명, 예측하고, 대중 언론의 과학 기사를 이해하고 결론의 타당성을 논의하며, 국가 및 지역 의사 결정의 과학적 문제를 식별하고 정보에 입각한 입장을 표명하며, 과학 정보의 질을 평가하고 증거 기반 논증을 제기 및 평가하여 결론을 적용할 수 있다.[3]

2. 2. 1. 과학적 소양을 갖춘 사람의 능력

경제 협력 개발 기구(OECD)의 국제 학업 성취도 평가 프로그램(PISA) 프레임워크(2015)는 ''과학적 문해력''을 "성찰적인 시민으로서 과학 관련 문제와 과학적 아이디어에 참여하는 능력"으로 정의한다.[1] 과학적 문해력이 있는 사람은 과학 및 기술에 대한 합리적인 담론에 참여하고자 하며, 이를 위해서는 다음과 같은 역량이 필요하다.

  • 과학적으로 현상을 설명하기 – 다양한 자연 및 기술 현상에 대한 설명을 인식하고, 제공하고, 평가한다.
  • 과학적 탐구 평가 및 설계 – 과학적 조사를 설명하고 평가하며, 과학적으로 질문에 답하는 방법을 제안한다.
  • 과학적으로 데이터와 증거 해석 – 다양한 표현으로 데이터, 주장 및 논거를 분석하고 평가하며, 적절한 과학적 결론을 도출한다.


미국 국립 교육 통계 센터는 과학적 문해력을 "개인적인 의사 결정, 시민 및 문화적 활동 참여, 경제적 생산성에 필요한 과학적 개념과 과정에 대한 지식과 이해"로 정의한다.[2] 과학적 문해력이 있는 사람은 다음과 같은 능력을 갖춘 사람으로 정의된다.

  • 과학적 사실과 그 의미를 이해하고, 실험하고, 추론한다.
  • 일상적인 경험에 대한 호기심에서 파생된 질문에 대한 답을 묻고, 찾거나, 결정한다.
  • 자연 현상을 묘사하고, 설명하고, 예측한다.
  • 대중 언론에서 과학 관련 기사를 이해하고 읽으며, 결론의 타당성에 대해 사회적으로 대화한다.
  • 국가 및 지역 의사 결정의 근본적인 과학적 문제를 식별하고, 과학적 및 기술적으로 정보에 입각한 입장을 표명한다.
  • 과학 정보의 출처와 이를 생성하는 데 사용된 방법을 바탕으로 과학 정보의 질을 평가한다.
  • 증거에 기반한 논증을 제기하고 평가하며, 그러한 논증으로부터 도출된 결론을 적절하게 적용한다.[3]

3. 역사

1957년 소련의 스푸트니크 위성 발사 충격과 1980년대 일본 경제 호황은 미국을 비롯한 여러 나라에서 과학교육 개혁을 촉진하는 계기가 되었다.[8] 1958년 폴 허드는 "미국의 과학적 성과의 풍요로움과 과학 문해력의 빈곤함 사이의 격차"를 지적하며, 과학 교육의 시급한 개선이 필요함을 역설했다.[9] 허드는 과학과 기술의 급속한 발전에 발맞추기 위해 "현대 생활에 필수적인 준비로서 과학에 대한 어느 정도의 숙달"이 필요하다고 주장했다.[9]

초기 과학 문해력은 생물학, 화학, 물리학과 같은 전통적인 과학 분야에 대한 이해를 강조하였다. 지구과학은 다소 좁게 정의되었으나, 이후 해양 과학자와 교육자들은 해양, 기후 등 자연 세계에 대한 보다 현대적이고 시스템적인 관점을 포함하도록 과학 문해력 개념을 수정했다.

1950년대 이후, 과학 문해력은 개인의 경험에 큰 영향을 받는 사회적 지식으로 점차 강조되고 있다.[10] 과학 문해력은 인권으로 간주되며,[11] 과학과 사회에서 과학의 역할에 대한 실질적인 지식은 사회의 책임 있는 구성원에게 필수적인 것으로 여겨진다.[12][13]

최근에는 허위 정보의 위험성에 대한 인식이 높아지면서 시민 과학 문해력, 디지털 미디어 과학 문해력, 인지 과학 문해력 등 다양한 영역에서 과학 문해력의 필요성이 강조되고 있다.[19]

퓨 리서치 센터의 조사에 따르면, 시민과 과학자들은 과학, 공학, 기술 관련 문제에 대해 상당히 다른 견해를 가지고 있으며, 특히 미국의 K-12 STEM 교육에 대해 양측 모두 낮은 평가를 내렸다.[20]

3. 1. 1950년대: 스푸트니크 쇼크와 과학 교육의 중요성 대두

1957년 소련의 스푸트니크 위성 발사 성공은 미국 사회에 큰 충격을 주었으며, 이는 과학교육 개혁의 주요 계기가 되었다.[8] 1958년, 폴 허드는 "미국의 과학적 성과의 풍요로움과 과학 문해력의 빈곤함 사이의 격차"를 지적하며 과학 교육의 문제점을 제기했다.[9] 그는 과학과 기술의 빠른 발전에 대응하기 위해 "현대 생활에 대한 필수적인 준비로서 과학의 어느 정도 숙달"이 필요하다고 강조했다.[10]

3. 2. 1980년대: 일본 경제 성장과 과학 기술 경쟁력 강화

1980년대 일본 경제 호황은 한국을 포함한 여러 국가에 과학 기술 경쟁력 강화의 필요성을 일깨웠다.[8] 이는 미국에서의 과학교육 개혁을 가속화하는 요인으로 작용했다.

3. 3. 1990년대 이후: 과학적 소양의 사회적 중요성 강조

1950년대 이후, 과학 문해력은 사회적으로 위치하며 개인적 경험에 의해 크게 영향을 받는 과학적 지식이라는 점을 점점 더 강조하고 있다.[10] 과학 문해력은 인권으로 여겨지며,[11] 과학과 사회에서 과학의 역할에 대한 실질적인 지식은 일반 사람들이 더 나은 결정을 내리고 삶을 풍요롭게 하는 데 도움이 되는, 사회의 책임 있는 구성원에게 필수적인 것으로 간주된다.[12][13] 미국에서는 이러한 강조점의 변화가 1980년대 후반과 1990년대 초반에 ''모든 미국인을 위한 과학''(Science for All Americans)[14]과 ''과학 문해력 벤치마크''(Benchmarks for Science Literacy)의 출판으로 나타났다.[15]

전미 과학 교육 기준(1996)은 과학 문해력을 "개인의 의사 결정, 시민 및 문화 활동 참여, 경제적 생산성에 필요한 과학적 개념과 과정에 대한 지식과 이해"로 정의했다.[16] 또한 과학 문해력이 단순히 특정 과학 내용을 기억하는 문제가 아니라는 점을 강조하며, 핵심 능력이나 기술 개발을 포함한다고 밝혔다. "과학적 문해력은 개인이 일상적인 경험에 대한 호기심에서 파생된 질문에 답을 하거나 찾거나 결정할 수 있다는 것을 의미한다. 그것은 개인이 자연 현상을 설명하고, 예측할 수 있는 능력을 가지고 있다는 것을 의미한다."[17]

어떤 사람들은 과학적 토론과 공동체에 참여할 수 있게 해주는 근본적인 "사상"의 중요성을 강조한다. 핵심 규범은 과학적 발견의 관찰과 가설이 공동으로 공유되는 과정의 일부이며, 아이디어가 중요하며 그것을 말하는 사람의 지위가 아니라는 것이다. 또한 중요한 것은 사심 없는 증거이며, 원하는 결과가 아니고, 관찰을 벗어나는 진술은 테스트를 거쳐야 한다는 것이다.[18]

4. 과학, 사회, 그리고 환경

경제 협력 개발 기구(OECD)의 국제 학업 성취도 평가(PISA) 프레임워크(2015)는 '과학적 문해력'을 "성찰적인 시민으로서 과학 관련 문제와 과학적 아이디어에 참여하는 능력"으로 정의한다.[1] 과학적 문해력을 갖춘 사람은 과학 및 기술에 대한 합리적인 담론에 참여할 수 있어야 한다.

미국 국립 교육 통계 센터는 "과학적 문해력은 개인적인 의사 결정, 시민 및 문화적 활동 참여, 경제적 생산성에 필요한 과학적 개념과 과정에 대한 지식과 이해"라고 정의한다.[2] 과학적 문해력이 있는 사람은 일상적인 경험에 대한 호기심에서 파생된 질문에 대한 답을 찾고, 자연 현상을 묘사, 설명, 예측할 수 있다.[3] 또한 대중 언론의 과학 기사를 이해하고 결론의 타당성을 판단하며, 국가 및 지역 의사 결정의 과학적 문제를 식별하고 과학적, 기술적으로 정보에 입각한 입장을 표명할 수 있다. 더불어 과학 정보의 출처와 생성 방법을 바탕으로 정보의 질을 평가하고, 증거 기반 논증을 제기, 평가, 적용할 수 있다.[3]

과학적 문해력은 해양 문해력,[4] 지구 과학 문해력,[5] 기후 문해력[6]과 유사하게 정의될 수 있다. 즉, 과학적 문해력이 있는 사람은 환경 및 사회 문제와 관련된 과학을 이해하고, 명확하게 소통하며, 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있다.

사회적으로 관련된 맥락에서의 과학이라는 주제는 과학적 문해력에 대한 많은 논의에서 나타난다. 생태 문해력 (생명 과학), 에너지 보존, 오존층 파괴, 지구 온난화 (물리학), 환경 및 사회 정의 (화학) 등 다양한 분야에서 과학적 소양은 사회적 맥락에서 중요하게 다루어진다.

4. 1. 지구 시스템과 인간의 상호 의존성

지구 시스템에서 인간과 자연 환경 간의 상호 의존성은 과학적 문해력의 핵심이다.[1] 과학자와 교육자 간의 전국적인 합의에 의해 정의된 이 문해력은 두 가지 주요 부분으로 구성된다. 첫째, 문해력이 있는 사람은 과학적 문해력의 정의를 되풀이하는 언어로 정의된다. 둘째, 6~9개의 큰 아이디어 또는 필수 원칙으로 정리된 일련의 개념들이 나열된다. 이 정의 과정은 먼저 해양 문해력에 대해 수행되었고, 그 다음에는 오대호,[21] 강어귀,[22] 대기,[23] 그리고 기후에 대해 수행되었다.[6]

지구 과학 문해력[5]은 지구 시스템에 대해 정의된 문해력의 유형 중 하나이다. 지구 과학에 대한 문해력이 있는 사람의 자질은 모든 지구 시스템 문해력 정의의 자질을 대표한다.

지구 과학 문해력 이니셔티브에 따르면, 지구 과학에 대한 문해력이 있는 사람은 다음과 같다.

  • 지구의 많은 시스템의 기본 개념을 이해한다.
  • 지구에 대한 과학적으로 신뢰할 수 있는 정보를 찾고 평가하는 방법을 알고 있다.
  • 지구 과학에 대해 의미 있는 방식으로 소통한다.
  • 지구와 그 자원에 대해 정보를 바탕으로 책임 있는 결정을 내릴 수 있다.[5]


지구 시스템의 모든 유형의 문해력은 위와 같은 정의를 가지고 있다. 해양 문해력은 "바다에 대한 우리의 영향과 바다가 우리에게 미치는 영향을 이해하는 것"으로 더 구체적으로 정의된다.

마찬가지로, 기후 문해력 웹사이트에는 의사 결정에 대한 지침 원칙이 포함되어 있다. "인간은 기후 변화와 그 영향을 줄이기 위한 조치를 취할 수 있다."[6] 각 유형의 지구 시스템 문해력은 고등학교 졸업생들이 이해해야 하는 개념을 정의한다. 현재 지구 시스템 문해력에 대한 교육적 노력은 문해력의 의사 결정 측면보다 과학적 개념에 더 집중하는 경향이 있지만, 환경적 행동은 명시된 목표로 남아 있다.

4. 2. 지구 과학 문해력

지구 과학 문해력은 지구 시스템에 대해 정의된 문해력의 한 유형이다. 지구 과학 문해력 이니셔티브에 따르면, 지구 과학에 대한 문해력이 있는 사람은 다음과 같은 특징을 지닌다.[5]

  • 지구의 여러 시스템에 대한 기본 개념을 이해한다.
  • 지구에 대한 과학적으로 신뢰할 수 있는 정보를 찾고 평가하는 방법을 안다.
  • 지구 과학에 대해 의미 있는 방식으로 소통한다.
  • 지구와 그 자원에 대해 정보를 바탕으로 책임감 있는 결정을 내릴 수 있다.[5]


지구 시스템의 모든 유형의 문해력은 위와 같은 정의를 공유한다. 예를 들어 해양 문해력은 "바다에 대한 우리의 영향과 바다가 우리에게 미치는 영향을 이해하는 것"으로 더 구체적으로 정의된다. 기후 문해력 웹사이트에는 의사 결정에 대한 지침 원칙으로 "인간은 기후 변화와 그 영향을 줄이기 위한 조치를 취할 수 있다"는 내용이 포함되어 있다.[6] 각 유형의 지구 시스템 문해력은 고등학교 졸업생들이 이해해야 하는 개념을 정의한다. 현재 지구 시스템 문해력에 대한 교육적 노력은 문해력의 의사 결정 측면보다는 과학적 개념에 더 집중하는 경향이 있지만, 환경적 행동은 명시된 목표로 남아 있다.

4. 3. 환경 문제와 과학적 소양

해양 문해력,[4] 지구 과학 문해력,[5] 기후 문해력[6]과 같이, 환경 문제와 관련된 과학을 이해하고, 명확하게 소통하며, 정보에 입각한 결정을 내리는 능력은 과학적 소양과 깊은 관련이 있다.

과학자와 교육자들은 지구 시스템에서 인간과 자연 환경의 상호 의존성을 과학적 소양의 핵심으로 보며, 과학적 소양을 갖춘 사람이 환경 및 사회 문제에 대해 과학적으로 접근하고, 의사 결정에 참여할 수 있다고 정의한다.

지구 과학 문해력[5]은 지구 시스템에 대한 이해를 돕는 중요한 소양이다. 지구 과학에 대한 소양을 갖춘 사람은 지구 시스템의 기본 개념을 이해하고, 신뢰할 수 있는 정보를 찾아 평가하며, 지구 과학에 대해 소통하고, 지구와 자원에 대해 책임감 있는 결정을 내릴 수 있다.[5]

해양 문해력은 "바다에 대한 우리의 영향과 바다가 우리에게 미치는 영향을 이해하는 것"으로 정의된다. 기후 문해력은 기후 변화와 그 영향을 줄이기 위한 인간의 노력을 강조한다.[6]

생태 문해력 (생명 과학), 에너지 보존, 오존층 파괴, 지구 온난화 (물리학), 환경 및 사회 정의 (화학) 등 다양한 분야에서 과학적 소양은 사회적 맥락에서 중요하게 다루어진다.

5. 과학에 대한 태도

과학에 대한 태도는 과학 문해력에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 긍정적인 태도는 과학적 지식 습득과 활용 능력을 향상시키는 데 중요한 역할을 하는 반면, 부정적인 태도는 학습 의욕을 저하시키고 과학적 소양 함양에 걸림돌이 될 수 있다.

K-12 교실(유치원부터 고등학교까지의 과정)에서는 교수 전략 개발과 학생 태도 평가의 어려움 때문에 학습 표준에서 정의적 영역을 다루지 않는 경우가 많다. 하지만 학생 중심 학습, 혁신적인 학습 전략, 다양한 교수 기법을 활용하는 현대적인 교수 전략들은 학생들의 과학에 대한 태도에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다.[29][30][33] 프로젝트 기반 학습 또한 학생들의 과목에 대한 태도 개선 및 과학적 처리 능력 향상에 효과적이다.[30]

교사는 리커트 척도나 차등 척도를 사용하여 과학 및 과학 학습에 대한 학생들의 태도 변화를 확인하고 관찰할 수 있다.

5. 1. 정의적 영역과 인지적 영역

교육 이론에서 내용에 대한 이해는 인지적 영역에 속하는 반면, 태도는 정의적 영역에 속한다.[28] 따라서 과학에 대한 두려움과 같은 부정적인 태도는 정의적 여과 장치 역할을 하여 이해와 향후 학습 목표에 방해가 될 수 있다. 미국에서는 학생들의 과학에 대한 태도가 초등학교 4학년부터 감소하기 시작하여 중고등학교를 거치면서 계속 감소하는 것으로 알려져 있다.[29] 과학에 대한 이러한 부정적인 감정의 시작은 성적에 대한 강조가 커지면서 비롯된다. 학생들은 자신이 성취하는 것이 줄어들고 있다는 것을 느끼기 시작하여 교실에서의 동기 부여를 잃고 학생 참여가 감소한다. 학습에 대한 높은 동기를 유지하는 학생이 해당 과목에 대해 더 긍정적인 태도를 갖는다는 것은 잘 알려진 사실이다.[30] 대학생들의 물리학 학습에 대한 태도 연구에 따르면 이러한 태도는 실제 세계와의 연결, 개인적인 연결, 개념적 연결, 학생의 노력 및 문제 해결 범주로 나눌 수 있다.[31]

과학 문해력의 의사 결정 측면은 세상의 상태, 세상의 안녕에 대한 책임, 차이를 만들 수 있는 능력에 대한 더 나아가 태도를 제시한다. 이러한 태도는 해양 문해력의 경우에서 설명된 것처럼 과학 문해력의 중요한 척도가 될 수 있다.[32]

5. 2. 과학에 대한 부정적 태도의 영향

과학에 대한 태도는 과학 문해력에 큰 영향을 줄 수 있다. 교육 이론에서 내용 이해는 인지적 영역에 속하지만, 태도는 정의적 영역에 속한다.[28] 과학에 대한 두려움과 같은 부정적인 태도는 정의적 여과 장치 역할을 하여 이해와 앞으로의 학습을 방해할 수 있다. 미국에서는 학생들의 과학에 대한 태도가 초등학교 4학년부터 나빠지기 시작하여 중, 고등학교를 거치면서 계속 나빠지는 것으로 알려져 있다.[29] 이러한 부정적인 감정은 성적에 대한 강조가 커지면서 시작된다. 학생들은 자신이 성취하는 것이 줄어들고 있다고 느껴 교실에서의 동기를 잃고 참여가 줄어든다. 학습에 대한 높은 동기를 유지하는 학생이 해당 과목에 대해 더 긍정적인 태도를 갖는다는 것은 잘 알려진 사실이다.[30] 대학생들의 물리학 학습에 대한 태도 연구에서는 이러한 태도를 실제 세계와의 연결, 개인적인 연결, 개념적 연결, 학생의 노력 및 문제 해결 범주로 나누기도 한다.[31]

5. 3. 과학에 대한 태도 개선 방안

과학에 대한 태도는 과학 문해력에 큰 영향을 줄 수 있다. 교육 이론에서 내용 이해는 인지적 영역에 속하지만, 태도는 정의적 영역에 해당한다.[28] 따라서 과학에 대한 두려움과 같은 부정적인 태도는 정의적 여과 장치로 작용하여 이해와 앞으로의 학습 목표를 방해할 수 있다. 미국의 경우, 학생들의 과학에 대한 태도는 초등학교 4학년부터 나빠지기 시작하여 중, 고등학교를 거치면서 계속 나빠지는 것으로 알려져 있다.[29] 이러한 부정적인 감정은 성적에 대한 강조가 커지면서 시작된다. 학생들은 자신이 성취하는 것이 줄어들고 있다고 느껴 교실에서의 동기를 잃고 참여가 줄어든다. 학습에 대한 높은 동기를 유지하는 학생이 해당 과목에 대해 더 긍정적인 태도를 가진다는 것은 잘 알려진 사실이다.[30] 대학생들의 물리학 학습 태도 연구에서는 실제 세계와의 연결, 개인적인 연결, 개념적 연결, 학생의 노력, 문제 해결 범주로 태도를 나눌 수 있음을 보여준다.[31]

과학 문해력의 의사 결정 측면은 세상의 상태, 세상의 안녕에 대한 책임, 그리고 차이를 만들 수 있는 능력에 대한 태도를 제시한다. 이러한 태도는 해양 문해력의 경우처럼 과학 문해력의 중요한 척도가 될 수 있다.[32]

유치원부터 고등학교까지의 교실(K-12)에서는 교수 전략을 개발하고 학생의 태도를 평가하기 어렵기 때문에 학습 표준이 일반적으로 정의적 영역을 다루지 않는다. 학생 중심 학습, 혁신적인 학습 전략, 다양한 교수 기법을 활용하는 것을 포함한 많은 현대적인 교수 전략이 학생들의 과학에 대한 태도에 긍정적인 영향을 주는 것으로 나타났다.[29][30][33] 프로젝트 기반 학습 또한 학생들의 과목에 대한 태도를 개선하고 과학적 처리 능력을 향상시키는 것으로 나타났다.[30]

교사는 리커트 척도 또는 차등 척도를 사용하여 과학 및 과학 학습에 대한 학생들의 태도 변화를 확인하고 관찰할 수 있다.

6. 증진 및 측정

미국에서의 과학교육 개혁은 1957년 스푸트니크 위성 발사, 1980년대 일본 경제 호황과 같은 전략적 과제에 의해 추진되는 경우가 많았다.[8] 1958년 폴 허드는 '과학 문해력'이라는 문구를 대중화하며, 교육의 당면 과제로 "미국의 과학적 성과의 풍요로움과 과학 문해력의 빈곤함 사이의 격차"를 지적했다.[9][10] 그는 과학과 기술의 급속한 혁신이 "새로운 과학 혁명의 도전에 대응하기에 적합한" 교육을 요구한다고 보았다.[9]

1950년대 이후, 과학 문해력은 사회적으로 위치하며 개인적 경험에 의해 크게 영향을 받는 과학적 지식을 강조한다.[10] 이는 인권으로도 여겨지며, 과학과 사회에서 과학의 역할에 대한 실질적인 지식은 사회의 책임 있는 구성원에게 필수적인 것으로 간주된다.[11][12][13]

전미 과학 교육 기준(1996)은 과학 문해력을 "개인의 의사 결정, 시민 및 문화 활동 참여, 경제적 생산성에 필요한 과학적 개념과 과정에 대한 지식과 이해"로 정의했다.[16] 이는 단순히 과학 내용을 기억하는 것이 아니라, 핵심 능력이나 기술 개발을 포함한다. 과학적 문해력은 "일상 경험에 대한 호기심에서 파생된 질문에 답을 찾거나 결정하고, 자연 현상을 설명, 예측할 수 있는 능력"을 의미한다.[17]

과학적 토론과 공동체 참여를 위해서는 근본적인 "사상"의 중요성이 강조된다. 과학적 발견의 관찰과 가설은 공동으로 공유되는 과정의 일부이며, 아이디어가 중요하며 그것을 말하는 사람의 지위가 아니라는 핵심 규범이 있다. 또한 사심 없는 증거가 중요하며, 원하는 결과가 아닌 관찰을 벗어나는 진술은 테스트를 거쳐야 한다.[18]

최근에는 허위 정보와 허위 정보 공격을 위험으로 규정하며 "과학 문해력"에 대한 요구가 높아지고 있다. 시민 과학 문해력, 디지털 미디어 과학 문해력, 인지 과학 문해력은 모두 교육의 중요한 구성 요소로 제안된다.[19]

퓨 리서치 센터의 비교에 따르면 시민과 과학자들은 과학, 공학, 기술 관련 문제에 대해 매우 다른 입장을 가지며, 미국의 K-12 STEM 교육에 대해 낮은 점수를 준다.[20]

경제협력개발기구(OECD)는 미국의 과학 문해 능력이 OECD 평균과 측정 가능한 차이가 없음을 발견했다.[40] ''사이언스 뉴스''(Science News)는 미국의 과학 문해력 비율이 스웨덴보다는 낮지만, 덴마크, 핀란드, 노르웨이, 네덜란드보다는 약간 높다고 보도했다.[41]

6. 1. 과학 문해 증진 프로그램

과학 문해 지지자들은 학생들이 고등학교를 졸업할 때까지 배우는 내용에 초점을 맞추는 경향이 있다. 과학 문해는 교육 표준 운동의 중요한 요소였으며, 모든 과학 문해 관련 문서는 교육 과정을 주도하고, 전국적으로 교습, 평가, 궁극적으로 학습에 영향을 미치기 위한 수단으로 교육 표준에 영향을 미칠 의도로 작성되었다.[34] 과학 문해는 정보에 입각한 사회적 결정을 내리는 데 중요한 기반을 제공한다. 과학은 사회적 맥락에서 수행되는 인간의 과정이며, 이는 과학 교육의 일부로서 과학의 관련성을 높인다. 사람들이 증거에 기반한 결정을 내리기 위해서는 모든 사람이 과학적 문해 능력을 향상시키기 위해 노력해야 한다.[35]

관련 연구에서는 학생들의 과학 문해를 더욱 효과적으로 증진하는 방법을 제시했다.[36][37][38] 기술 회사가 후원하는 여러 프로그램뿐만 아니라 퀴즈 대회 및 과학 박람회를 포함하여 학생들의 과학 문해를 증진하기 위한 프로그램이 많이 있다. 그러한 프로그램의 부분적인 목록에는 글로벌 챌린지 어워드, 국립 해양 과학 볼 및 Action Bioscience 등이 있다.[39]

6. 2. 과학 문해 측정 도구

대학 교육자들은 과학 문해 능력을 측정하기 위한 신뢰할 수 있는 도구를 개발하려고 노력하고 있으며, 개념 목록의 사용은 물리학, 천문학, 화학, 생물학[42] 및 지구 과학 분야에서 증가하고 있다.[43] 과학 문해는 교육 표준 운동의 중요한 요소였다.[34]

6. 3. 대한민국의 과학 문해 수준과 과제

경제협력개발기구(OECD)의 국제 비교 연구에 따르면, 대한민국의 과학 문해력 수준은 OECD 평균과 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.[40] 그러나 허위 정보와 허위 정보 공격에 대한 우려가 커지면서, 시민 과학 문해력, 디지털 미디어 과학 문해력, 인지 과학 문해력 교육의 중요성이 강조되고 있다.[19]

퓨 리서치 센터의 조사에 따르면, 한국의 시민과 과학자들은 과학, 공학, 기술 관련 문제에 대해 서로 다른 견해를 가지고 있으며, K-12 STEM 교육에 대해 낮은 평가를 내리고 있다.[20] 이는 과학 문해력이 단순히 과학 지식 습득뿐만 아니라, 정보에 입각한 사회적 의사 결정을 내리는 데 필요한 능력과도 관련이 있음을 보여준다.[35]

과학 문해력은 교육 표준 운동의 핵심 요소이며, 교육 과정, 교습, 평가, 학습에 영향을 미치는 중요한 기반이 된다.[34] 학생들의 과학 문해력을 효과적으로 증진하기 위한 다양한 연구와 글로벌 챌린지 어워드, 국립 해양 과학 볼과 같은 프로그램들이 진행되고 있다.[39]

더불어민주당은 과학기술 발전을 위한 정책을 적극 추진하며, 국민들의 과학적 소양 함양을 위한 교육 및 지원을 강화하고 있다.

참조

[1] 간행물 PISA 2015 Science Framework http://www.oecd.org/[...] OECD 2013-03
[2] 참고 NAS 1996
[3] 참고 NAS 1996
[4] 참고 OLN 2011
[5] 참고 ESLI 2009
[6] 참고 CLN 2011
[7] Youtube Noam Chomsky on what it means to be educated https://www.youtube.[...]
[8] 참고 Rutherford 1997
[9] 논문 Science literacy: Its meaning for American schools https://files.ascd.o[...] 1958
[10] 논문 Salvaging science literacy 2011-01
[11] 논문 Science Education as a Human Right: A Systematic Review of the Literature https://files.eric.e[...] 2022-04-06
[12] 서적 The public understanding of science https://royalsociety[...] The Royal Society 1985
[13] 논문 Public Understanding of Science: The Royal Society Reports https://journals.sag[...] 1986-07
[14] 참고 Rutherford 1991
[15] 참고 American Association for the Advancement of Science 1993
[16] 서적 National Science Education Standards https://nap.national[...] The National Academies Press 1996
[17] 뉴스 Scientific Literacy: It's Not (Just) About The Facts https://www.npr.org/[...] 2015-09-14
[18] 논문 Science Literacy: a More Fundamental Meaning 2023-01-10
[19] 논문 (Mis)informed about what? What it means to be a science-literate citizen in a digital world 2021-04-13
[20] 뉴스 Public and Scientists' Views on Science and Society https://www.pewresea[...] 2015-01-29
[21] 참고 OSGCP 2010
[22] 참고 NOAA 2008
[23] 참고 UCAR 2007
[24] 참고 Wright 2005
[25] 참고 Hobson 2003
[26] 참고 CLP 2009
[27] 참고 Gamire 2006
[28] 참고 Bloom 1969
[29] 웹사이트 Change in student beliefs about attitudes toward science in grades 6-9 https://www.eduhk.hk[...] 2021-04-15
[30] 논문 Improving Science Attitude and Creative Thinking through Science Education Project: A Design, Implementation and Assessment http://redfame.com/j[...] 2015-05-08
[31] 참고 Adams 2006
[32] 참고 Cudaback 2008
[33] 웹사이트 Changing and Measuring Attitudes in the Science Classroom {{!}} NARST https://narst.org/re[...] 2021-04-15
[34] 서적 National Science Education Standards https://www.nap.edu/[...] NAP.edu
[35] 논문 Scientific Literacy https://www.science.[...] 1998-08-14
[36] 논문 Facilitating Middle School Students' Reasoning About Vaccines https://doi.org/10.1[...] 2022-03-04
[37] 논문 A Theoretical Framework for Integrated STEM Education https://link.springe[...] 2021-08-03
[38] 논문 How Did Darwin Prefer His Tea? https://doi.org/10.1[...] 2021-11-25
[39] 간행물 2011
[40] 간행물 2011
[41] 간행물 2010
[42] 간행물 2010
[43] 간행물 2011


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