초등과학교육과학과 학습 지도안 환경과 생물
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5학년 2학기 1단원 환경과 생물 중 1차시에서는 온도가 생물의 생활에 어떤 영향을 주는지에 관하여 학습한다. 현재 교과서의 구성을 보면 단원의 첫 페이지에서는 몇 장의 사진과 그림으로 단원에서 학습할 내용에 관해 개략적으로 보여주고 있다. 그리고 1차시 부분의 교과서는 ‘온도는 생물의 생활에 어떤 영향을 줄까?’라는 학습문제 아래 온도에 따라 생물의 생활이 어떻게 달라지는지 조사하도록 한다. 그리고 그 밑으로 겨울잠을 자는 개구리, 벚나무의 겨울눈, 사마귀의 알집 등의 사진을 제시하여 온도에 따라 생물의 생활이 어떻게 달라지는 가에 관한 예를 보여주고 있다. 그리고 다음 페이지에 금붕어의 호흡수를 측정비교하여 온도에 따라 생물의 활동이 어떻게 달라지는지 확인해보도록 구성되어 있다.
이러한 구성은 학생들에게 학습문제에 대한 답을 미리 제시한 후에 실험을 하도록 하는 것이다. 그러나 과학 수업은 실험을 통해 결과를 도출하고 이를 분석정리하여 제기된 문제에 대한 답을 유추해내는 과정을 거쳐야 한다고 생각한다. 따라서 온도에 따른 금붕어 호흡수 변화 실험이 먼저 제시된 후, 온도에 따라 생활이 달라지는 다른 생물들을 제시하는 것이 바람직할 것이다. 즉, 도출된 결과를 가지고 다른 생물에까지 확장시키는 과정을 거치는 것이 더 효과적인 구성이 될 수 있을 것이다.
실험을 하는 과정에 있어서도 학습주제나 학습문제를 보고 이를 해결하기 위한 실험설계를 직접 해보는 것이 창의적인 사고와 탐구자세를 기르는 데 효과적이다. 그러나 교과서에서는 너무도 자세하게 실험의 과정을 명시하고 있어, 학생들이 실험에 대해 보다 깊이 생각할 수 있는 기회를 박탈하고 있다. 실험에 대한 힌트 정도는 제시하되 학생들이 생각할 여지를 남겨두어야 할 것이다.
실험관찰에서도 교과서의 구성에 따라 호흡수에 대한 결과 정리가 우선해서 나와야 할 것이다. 실험관찰 첫 문제가 ‘온도 변화와 생물의 생활’이라 하여 겨울을 나는 방법을 몇 가지 나열하고 그에 따른 생물의 예를 적어보는 것인데 이는 실험이 끝난 후에 결과를 확장시켜 생각하는 시간에 나오는 것이 적당할 것이다.
첫 페이지에 제시된 또 다른 문제는 ‘살아가는 장소에 따라 몸의 생김새나 크기가 달라지는 예’를 생물의 종류와 차이점, 그 이유를 적는 것이다. 그러나 살아가는 장소에 따라 생물의 외형이 달라지는 것은 온도의 영향만은 아니다. 물의 영향으로 낙타의 외형이 낙타만의 특징을 갖게 된 것이기도 하다. 따라서 ‘살아가는 장소’라는 너무 광범위한 주제보다는 생물이 살아가는 장소의 온도 차이에 따라 외형이 달라지는 예를 찾도록 하여, 1차시의 학습 주제인 온도에 따른 생물의 생활의 변화라는 주제에 근접하도록 해야할 것이다.
지도서를 살펴보면 온도 변화가 생물의 생활에 미치는 영향에 관한 예를 여러 가지 들고 있다. 같은 동물이라도 살아가는 장소에 따라 생김새나 크기가 달라지는 예와 이유도 제시하고 있고, 여러 가지 생물이 겨울을 나는 방법도 제시하고 있다. 그러나 겨울눈이며 알과 같은 것들이 어떻게 온도 변화로부터 그 생물을 보호해주는 것인지는 자세히 제시하지 않고 있다. 따라서 생물이 겨울을 나는 방법을 유형별로 분류하고 각 유형에 대한 간단한 설명이 첨부한 자료가 제시되어야 할 것이다.
또한 물의 온도 변화에 따라 금붕어의 호흡수가 변한다는 사실이나 온도 변화가 생물의 생활에 영향을 미친다는 사실을 보여주고는 있으나 그 근본적인 이유에 대해서는 언급하지 않고 있다. 즉 온도 변화가 금붕어의 호흡수를 변화시킨다면 어떠한 이유에서 변화시키는지 조금 더 자세한 이유를 서술하는 것이 필요하다. 실제로 초등학생들에게 수업을 하다보면 실험을 통해 도출된 눈으로 보이는 단순한 결과가 아니라 그 결과가 도출되는 이유에 관해 더 궁금해하는 경우를 많이 볼 수 있다. 따라서 보다 근본적인 원리를 제시할 필요가 있다고 생각한다. 또한 참고적으로 식물의 광합성 정도가 온도의 영향을 받는다는 것을 확인하는 실험을 소개하고 설명하는 등, 온도 변화에 따라 생물의 생활이 변화함을 확인할 수 있는 여타의 실험을 더 제시해주는 것도 좋은 방법이 될 것이다.
초등학생들이 궁금해하는 부분은 실험과정에서도 수시로 나올 수 있다. 이 실험의 경우에는 왜 금붕어를 시험관에 넣을 때 머리가 바닥을 향하도록 넣어야 하는지, 그리고 왜 굳이 시험관을 이용하여 실험하는지 등을 궁금해할 수 있다. 이에 관해 다음과 같은 설명을 첨부해야 할 것이다.
♧ 금붕어의 머리가 바닥을 향하도록 시험관에 넣는 이유
: 금붕어는 일반적으로 아가미로 호흡을 하며, 허파, 창자, 피부로 보조호흡을 하는 경우도 있다. 물 속의 산소량은 공기 중과 비교할 때 그 농도가 낮다. 따라서 금붕어는 끊임없이 입으로 앞쪽의 물을 빨아들여 산소를 얻은 뒤 아가미 뚜껑을 통하여 몸 뒤쪽으로 보내야 한다.
♧ 시험관에 금붕어를 넣어 실험하는 이유
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