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환경 정의는 미래 사회의 균등한 지구 발전을 위하여 선결되어야 할 조건 중의 하나이다. 물질의 풍요 속에서 살아가는 우리와 달리 TV를 켜면 먹을 게 없어서 비쩍 마른 다른 나라의 아이, 보트가 뒤집혀 죽음을 맞은 난민들, 목숨을 이어나가기 위해 물을 찾아 먼 길을 떠나는 아이들. 환경에 대한 다양한 문제를 맞이하여 우리 아이들이 세계시민으로서 어떻게 자라나야 하는가에 대한 문제를 과학 수업으로 다루고자 한다.

교실 현장에서 만나는 아이들은 디지털 기기와 밀접한 연관성을 가지고 생활하고 있다. 디지털 네이티브의 대표적 특징인 ‘실제적인 문제를 해결하는데 흥미를 가진다’에 초점을 두어 세계 여러 나라의 물 부족 문제에 대해 디지털 미디어와 스마트 기기를 통하여 조사하는 활동 및 조사로 알게 된 문제를 기초적인 수준의 과학 지식으로 해결해 나가는 과정의 경험을 통하여 학생 중심 문제 해결 프로젝트 수업을 구성하고자 하였다.

2015 개정 교육과정 「과학과 교육과정의 통합단원」

 2015 개정 교육과정이 추구하는 인재상 은‘바른 인성을 갖춘 창의융합형 인재’이다. 인문학적 상상력과 과학 기술 창조력을 갖춘 균형 잡힌 인재의 양성을 위하여 학문간의 경계를 허문 통합 교육과정을 추구하고 있다. 과학과교육과정은 2015 개정교육 과정의 방향에 따라 핵심 개념 중심의 통합을 반영하였다. 초등학교 과정에서는 통합의 방향성을 분명히하고 학생 중심의 탐구 수업이 이루어지도록 통합 단원을 제시하고 있다. 미래 사회를 살아갈 우리 아이들이 앞으로 맞이할 다양한 삶의 문제를 수월하게 해결할 수 있도록 통합 단원을 바탕으로 학생이 실생활에서 경험할 수 있는 문제를 교실 속으로 가져와 학생이 학습 계획에서부터 참여할 수 있는 학생 중심 프로젝트 수업을 계획하고자 하였다.

 2015 개정 교육과정의 과학과 교육과정은 ‘성격’과 ‘목표’ 외에도 학생들이 학습하여야할 핵심 개념과 일반화된 지식, 내용 요소와 기능을 ‘내용 체계’로 정리하여 제시하였다. 내용 체계는 교육과정을 계획하는 교사가 우선 숙지하여야 할 부분으로서 내용 체계내의 내용 요소와 기능을 결합하여 영역(단원)별 성취기준으로 제시된다. 성취기준은 학생들이 교과를 통해 배워야 할 내용과 이를 통해 수업 후 할 수 있거나 할 수 있기를 기대하는 능력으로 수업과 평가의 기준으로 정의하고 있다. 교사는 성취 기준과 이에 따라 제시한 성취기준 도달 정도인 평가 기준의 내용 분석을 통하여 학습 요소를 도출할 수 있다.

 표1의 ‘물의 상태 변화와 순환 과정 이해하기’를 비롯한 7개의 학습요소는 교과용 도서(교과서, 교사용 지도서 등)의 차시 목표와는 별도의 것으로서 교사가 스스로 계획한 교사 교육과정의 출발점으로 삼을 수 있다. 위 학습 요소의 내용과 난이도 등을 판단하여 위계를 설정하고 설정한 위계에 따라 단원 학습 계획 또는 프로젝트 학습 계획의 학습 순서를 조직하며, 학습 요소중 성취 기준의 도달 정도를 판단하기에 적합한 학습 요소는 평가요소로 삼아 과정 중심 평가로 계획해 볼 수 있다. 다음단계에서는 프로젝트 학습에서의 차시 확보 방안과 교과간 연계성 검토를 통한 학습 내용의 적정화 방안을 학습요소 분석 과정과 주제 중심 교육 과정 재구성을 주제로 다루어 보도록 한다.

•통합 단원의 신설 2015 개정교육과정에서는 3∼4학년군에 ‘물의여행’ 단원을 신설하였다‘. 물의여행’ 단원에서는 우리생활에서 꼭 필요한 물을 소재로하여 물이 상태 변화를 하면서 순환하는 과정을 생명 현상, 기상 현상과 관련지어 통합적으로 이해하도록 함. 생명체에서 물의 소중함을 살펴보고, 지구 곳곳에서 발생하는 물 부족 현상을 해결하기 위한 과학·기술·공학의 적용 사례, 적정 기술의 적용 사례 등을 조사하도록 하였다. [교육부-2015 개정 초등 과학 영역별 주요 내용 변화 전문 중]

[표1] STEP1교육과정 분석 단계

•교육과정 내용체계표의 분석 영역 핵심 개념 일반회원 지식 초등학교 내용 요서 중학교 내용 요소 기능 3~4학년 5~6학년 1~3학년  물질의 변화 물질의 상태 변화 물질은 온도와 압력에 따라 상태가 변화한다 •물의 상태 변화 •증발 •끓음 •응결 •세 가지 상태와 입자 배열 •상태 변화 ·문제인식 ·탐구 설계와 수행 ·자료의 수집 분석과 해석 ·수학적 사고와 컴퓨터 활용 ·모형의 개발과 사용 ·증거에 기초한 토론과 논증 ·결론 도출 및 평가 ·의사소통 물질은 상태 변화 시 에너지 출입이 있다. •상태 변화와  열에너지 출입 대기와 해양 해수의 성질과 순환 수권은 해수와 담수로 구성되며, 수온과 염분 등에 따라 해수의 성질이 달라진다. •바다의 특징 •물의 순환 •수권 •해수의 층상 구조 •염분비 일정 법칙 내용체계표의 분석을 통해 내용 요소로 ‘물의 순환’과 ‘물의 온도에 따른 모습을 변화’를 활용하고 기능 요소로 ‘탐구설계와 수행’,‘ 자료의 수집 분석과 해석’,‘ 컴퓨터의 활용’을 적용하여 학생이 문제를 스스로 찾아 해결하는 문제 해결 프로젝트 학습을 구성할 수 있다. •교육과정 성취기준의 분석   [4과17-01] 물이 이동하거나 상태가 변하면서 순환하는 과정을 생명체, 지표면, 공기 사이에서 일어나는 다양한 현상과 관련지어 설명할 수 있다.   [4과17-02] 물의 중요성을 알고 물 부족 현상을 해결하기 위해 창의적 방법을 활용한 사례를 조사할 수 있다. 성취기준이란 학생들이 교과를 통해 배워야 할 내용과 이를 통해 수업 후 할 수 있거나 할 수 있기를 기대하는 능력을 결합하여 나타낸 수업 활동의 기준으로서 성취기준의 분석을 통하여 프로젝트 학습 계획 의 학습요소를 추출할 수 있다.

[표2] STEP2 주제 중심 교육과정 재구성을 위한 학습요소 분석

핵심역량 창의적 사고 역량 관련 교과 역량 과학 도덕  과학적 문제 해결력 윤리적 성찰 및 실천 성향 학년 특색 환경 정의와 적정 기술 통합주제 물 부족 현상 해결을 위한 노력 교과별 활동 주제 과학 도덕 물 부족 현상 해결을 위한 노력 나는 우리 동네의 영웅 (물 부족 현상 해결을 위한 노력) 관련 성취기준 [4과17-02]물의 중요성을 알고 물 부족 현상을 해결하기 위해 창의적 방법을 활용한 사례를 조사할 수 있다. [4도04-01]생명의 소중함을 이해하고 인간 생명과 환경 문제에 관심을 가지며 인간 생명과 자연을 보호하려는 태도를 가진다. 관련 성취기준 •물의 중요성 •물의 순환 과정 •물의 상태 변화 •생명의 소중함 •인간 생명과 환경 문제 주요 내용 •물 부족 현상 해결을 위한 장치 만들기 (탐구 설계와 수행) •창의적 방법을 활용한 사례 조사하기 (자료의 수집 분석과 해석) •실천 능력 -실천 의지 기르기, 책임감 있게 행동하기 •윤리적 성찰 능력 -심미적 감수성 기르기, 반성과 마음 다스리기 학습요소 •물의 상태 변화와 순환 과정 이해하기 •물이 생명체, 지표면, 공기 사이에서 이동하는 것 설명하기 •물의 모습변화 고체, 액체, 기체 •물의 순환 과정 알아보는 실험하기 •나도 세계 영웅‘물 지원 도구’설계하기 •세계 여러 곳의 물 부족 현실을 조사하여 어려움을 겪는 사례 및 물의 중요성 발표하기 •물 부족 현상을 해결하기 위한 과학· 기술·공학적 설계 사례 조사 발표하기 •물 부족 해결을 위한 적정기술 사례 조사하여 발표하기 •물 부족 현상을 해결하기 위해 동네 영웅으로서 우리가 할 수 있는 일 토론하기 •우리 동네 영웅으로서 우리가 할 수 있는 일 발표하고 실천 계획표를 세워 실천하기 학습요소 •물의 상태 변화와 순환 과정 이해하기 •물이 생명체, 지표면, 공기 사이에서 이동하는 것 설명하기 •물의 모습변화 고체, 액체, 기체 •물의 순환 과정 알아보는 실험하기 •나도 세계 영웅‘물 지원 도구’설계하고 만들기 •세계 여러 곳의 물 부족 현실을 조사하여 어려움을 겪는 사례 및 물의 중요성 발표하기 •물 부족 현상을 해결하기 위한 과학·기술·공학적 설계 사례 조사 발표하기 - 과학 교과 역량‘과학적 문제 해결 능력’을 바탕으로 디지털 미디어와 스마트 기기를 활용하여 세계 여러 나라의 문제를 조사하고 해결책을 논의하고 설명하는 활동을 구성한다 - 핵심 개념인‘물의 상태 변화’와‘물의 순환 과정’을 중심으로 학생 참여 중심 문제 해결 학습 형태의 활동을 구성한다. -‘ 물의상태변화’를활용하여세계여러나라에존재하는물의상태와모습에대해다룬다 - 물 부족 이슈는 미디어의 광고나 영상으로 자주 접하는 내용이지만 깊이 있게 다룰 기회가 많지 않다.   본 영역 활동을 통하여 학생들이 세계 여러 나라의 물 부족 현상에 대하여 공감할 수 있는 기회로 삼는다. - 라이프스트로우, Q드럼, 와카워터 등 세계 곳곳에서 실제 활용 중인 간단한 기술·공학의 활용 사례를 수업 자료로 활용하여 학생의 과학적 흥미와 호기심을 증진한다.

[표3] STEP2 학습요소 중심 프로젝트 수업 계획 수립

차시	차시명		차시	차시명	학습요소
1	물을 주지 않아도 되는 실내 정원		1		•물의 상태 변화를 통한 물의 이동 •물을 주지 않아도 되는 실내 정원 테라리움을 설계하고 만들기
2~3	물은 어떻게 여행할까요?		2	물은 어떻게 여행할까요?	•물의 순환 과정을 알아보는 실험을 통하여 실제 물의 이동 과정 추리하기 •물은 이동하거나 상태를 변화하면서 끊임없이 순환하고 있음을 설명하기
4	물은 어떻게 이용될까요?		3	물은 어떻게 이용될까요?	•물이 순환하며 다양하게 이용되는 경우 찾기 •물이 순환하면서 생활에 다양하게 이용되는 사례 찾기
물 부족 현상 해결을 위한 노력
[4과17-02] 물의 중요성을 알고 물 부족 현상을 해결하기 위해 창의적 방법을 활용한 사례를 조사할 수 있다.
[4도04-01] 생명의 소중함을 이해하고 인간 생명과 환경 문제에 관심을 가지며 인간 생명과 자연을 보호하려는 태도를 가진다.
5	물 부족 현상을 어떻게 해결할까요?		4~5 프로 젝트 ➊	세계시민과 환경정의, 적정기술에 대하여 알아볼까요?	•세계 여러 곳의 물 부족 현실을 조사하기 •물의 중요성에 대해 토론하기 •세계 여러 곳의 물 부족 현실 조사하여 어려움을 겪는 사례 및 물의 중요성 발표하기	온라인
					도덕 4학년 2학기 ‘나는 우리 동네의 영웅’ •물 부족 해결을 위한 적정기술 사례 조사하여 발표하기 •물 부족 현상을 해결하기 위해 동네 영웅으로서 우리가 할 수 있는 일 토론하기	온라인
6~7	물의 순환을 이용해 물 모으는 장치 설계하기		6 프로 젝트 ➋	물 부족을 해결하는 세계 영웅 ➊	•물 부족 현상을 해결하기 위한 과학·기술· 공학적 설계 사례 조사 발표하기(적정기술) •물의 모습변화 고체, 액체, 기체 •나의‘물 지원 도구’설계하기	오프라인
			7~8 프로 젝트 ➌	물 부족을 해결하는 세계 영웅 ➋	•우리 주변에서 구할 수 있는 재료들을 모아 ‘물 지원 도구’만들기 •물 부족 현상을 해결하기 위한 과학·기술·공학적 원리 발표하기	오프라인
8	물의 여행을 정리해볼까요?		9	물의 여행을 정리해볼까요?	배운 내용 정리하기

 교육과정 재구성은 교과서 중심 수업에서 벗어나 학생들의 삶과 가까운 수업을 실현하는 과정이며, 학생의 성장과 발달을 목표로 하는 배움 중심의 교육을 위한 발판이다. 학생이 스스로 자신의 학습 과정과 학습 전략을 모색하고 추진해 나가는 자기주도적인 학습의 과정이 교육과정 재구성을 통하여 실현될 수있다. 또한 교사의 교육 철학을 바탕으로 꿈꿔오던 교수학습 활동을 실현하는 방편이기도 하다. 국가 교육과정을 바탕으로 수업 속에서 생성해낸 지식과 교육과정 문해력을 바탕으로 교육과정 재구성을 실시함으로써, 주어진 교육과정과 교과용 도서의 지식과 내용을 가장 효율적인 방법으로 전수하는 단계를 넘어 자신만의 교육철학과 교육방법을 오롯이 담아낼 수 있는 교사 교육과정을 만들어낼 수 있다.

 교육과정 재구성을 이야기할 때에 시수의 부족 문제나 교과 간의 경계 문제로 부정적인 시각이 대두되기도 한다. 국가 교육과정의 학년군별 성취기준 분석을 통해 학습 요소를 이끌어내는 과정을 통하여 교과간 주제 중심의 교육과정 재구성을 실현할 수 있다. 주제 중심의 교육과정 재구성을 수업으로 실현하는 하나의 방법으로서 ‘학생 중심 프로젝트 과학수업’을 들을 수 있으며 위 그림에서는 도덕 교과의 성취기준 분석을 통하여 성취 기준내 학습 요소의 ‘환경’과 ‘정의’ 라는 키워드로 관계성과 위계를 파악하여 과학 교과 중심의 프로젝트 학습 과정에 도덕 교과의 학습요소를 반영하는 과정을 담고있다.

 “현재 과학 교과서도 내용과 체계가 알차고 단원학습계획도 충실하게 잘 되어있는 걸요?” 교사는 특히 초등 교사는 한 두 교과만 지도하는 것이 아니다. 시간이 없다. 모든 수업을 프로젝트로 구성할 수는 없다. 과학 교과서도 알차고 재미있다. 하루 이틀의 고민으로 만들어진 것이 아니지 않은가. 주제 중심 교육과정 재구성과 프로젝트 수업은 교사의 철학을 담아낼 공간을 찾아 반영하면 된다. 위 그림에서는 4학년 2학기 ‘물 의여행’ 단원(영역)을 중심으로 총 8차시의 교과용 도서 구성에 도덕 교과의 학습 요소인 ‘우리 동네의 영웅으로 우리가 할 수 있는 일 토론하고 발표하기’를 반영하여 1차시 증배하여 9차시로 구성하였으며 ‘물의 순환 과정을 알아보는 실험하기’ 학습 요소를 반영하고자 1차시 증배한 형태로 구성되어 있다. [표3]의 교수학습설계 과정 총 9차시 중 음영으로 표시한 다섯 차시의 과정이 프로젝트 학습과정으로 편성된 예이다.

 프로젝트 수업 계획의 구체적인 수업 진행 방안으로서 일반적으로 작성하던 교수 학습 과정안의 얼개로 볼 수 있다. 매 차시 교수학습 과정안을 작성하는 것은 제 교과를 연구하고 지도하여야 하는 초등 교사들에게 어려운 일이다. 교육과정 재구성을 통하여 프로젝트 수업을 운영한 부분에 대해 서 계획 단계와 교수학습 내용 등을 간단하게 정리하여 보관하고, 수업을한 교사의 간단한 메모를 붙임쪽지 등을 활용하여 덧붙 두는 활동을 함으로써 결과물은 이후 교사 교육과정 수립의 훌륭한 환류 자료가 될 수 있다. 덧붙여서 학생들과 수업을 하면서 실시한 과정중심 평가를 통하여 얻어진 결과 역시 교사에게 좋은 피드백이 된다. 학생의 수업 만족도를 확인할 수 있으며 학생의 성취 결과와 잠재적 발달 과정을 심층적으로 파악하는 등 교수학습 개선 및 교사 교육 과정 계획에 도움을 줄 수 있다.

 학생이 학습의 중심에서는 ‘학생중심수업’의 중요성이 나날이 강조되어 가고 있다. 학생이 적극적으로 활동할 수있는 기회가 제공되는 수업에서 나아가 학생이 자신의 활동을 선택하고 계획하는 수업, 스스로 결과를 이끌어내고 학생 상호가 공동체 의식을 나누며 의사소통하는 수업으로 의미를 더해가는 것이다.

 본 원고에서는 과학 교과의 통합 영역(단원)을 선택하고 성취기준을 기반으로 한 교육과정 재구성 과정을 통하여 학생 중심 프로젝트 과학 수업을 설계해 나가는 과정을 담고자 하였다. 본 자료가 학급의 특성과 선생님의 전문성을 바탕으로 선생님이 꿈꾸던 수업, 학생들의 배움이 중심이 되는 수업이 실현되는 데에 도움이 되기를 바란다.

 강창호 선생님은 현재 서울목동초등학교 교사로 재직하고 있다. 전국시도교육 감협의회 교육과정 현장 네트워크, 서울특별시교육청 2021 과학실 컨설팅 지원단, 강서양천교육지원청 독서 교육 교사단·학생 자치활동 컨설팅 지원단, 서울특별시교육청과학전시관의 교사 실험 연수 및 과학실험실 무사 안전 연수 강의 등 다방면에 걸쳐 활발한 활동을 하고 있다.