이공계 기피현상을 통해 본 물리 교육 개선 방안 연구

국문 초록 (Abstract)

21세기는 새로운 과학기술 지식을 핵심으로 하는 과학기술 시대이고 지식 기반 사회이다. 과학기술, 산업, 경제가 계속 발전함에 따라 새로운 기술과 지식을 가진 이공계 인력이 필요하게 되어 앞으로 10~20년 후에는 이공계 전공자가 사회적·경제적으로 더욱 중요한 위치를 차지하게 될 것이다. 본 연구의 취지는 이런 이공계 기피 현상에 대한 원인과 그에 따른 문제점들을 분석하며 다각적으로 물리교육의 개선 방안을 마련해 보고자 하였다. 우선 한국교육에 사회적, 정부차원의 정책의 문제점을 진학을 앞둔 고3 수험생 250명과 대학 1학년 학생 100명 석, 박사 과정 20명 총 320명에게 설문지를 조사하였으며 이 자료들을 토대로 하여 이공계 기피 현상에 대한 문제점의 분석과 대책 방안을 마련해 보았다. 설문 조사 결과 가장 싫어하는 과학 과목은 물리(54%) 지구과학(25%) 화학(17%) 생물(4%) 순으로 집계되었다. 일차적 문제인 물리 과목의 교육의 변화를 모색함으로 이공계 기피 현상을 해결하고자 하였다. 그에 따른 문제점들을 분석해본 결과 우리나라의 중 고등학교 학생들은 과학 과목은 어렵고 그중 물리 과목이 가장 어렵기에 성적을 얻기가 힘들 것이라는 선입견과 이 로 인해 성적이 대학 입학과 진로에 직접적 관계가 있는 한국 사회에서 과학을 선택하지 않으며, 이런 과학적 기초지식의 부족으로 전문 과학 관련 직업의 선호도도 낮은 것으로 조사 되었다. 설문 자료와 일반 자료를 토대로 이공계 위기 문제는 세 가지 유형으로 구분 하였다. 첫째는 현 교육 제도상 학생들이 이공계 대학 및 대학원 진학을 기피하여 이공계 대학 및 대학원 학생 수가 감소하는 현상에 따른 문제점, 둘째는 이공계 지원하는 학생들의 수준이 과거에 비하여 저하되고 있다는 현상에 따른 문제점, 세 번째는 이공계 대학 졸업자들에 대한 취업과 정책 대안의 부족을 생각해 볼 수 있겠다. 이런 세 가지 문제점을 극복하기 위해서는 현재 물리 교육의 내실화가 가장 우선시 되어야 한다. 물리 교육이 내실화가 되기 위해서는 첫째, 입시위주의 물리교육을 바꿔야 한다. 즉 『교사 중심의 개념 이해를 위한 물리교육』을 하지 말고 학생과 함께 풀어나가는 『교사-학생 중심의 실행 위주 물리교육』을 해야 한다는 것이다. 둘째, 교육과정 편성과 운영의 문제를 해결해야 한다. 물리교육을 통하여 과학과 기술과 사회가 상호 유기적 관계를 가지고 호흡하면서 함께 발전하고 있음을 보여주어야 한다. 셋째, 교사의 창의적 교재 연구 부족과 그에 따른 새로운 가능성의 상황 물리교육을 가능하게 해야 한다. 실생활에 적용할 수 있는 물리 요소들을 중심으로 원리와 법칙을 철저하게 가르쳐 주고, 헌신적이고 창의적인 탐구 활동을 통해서 원리와 법칙이 실제로 어떻게 적용되고 있는가를 깨닫게 할 수 있도록 교수 학습 방법을 개선해야 한다. 즉, 풍부하고 유익한 상황을 많이 도입함으로써 학생의 흥미와 참여도를 높이면서도 물리교육 본연의 임무를 충실히 수행할 수 있는 교재들이 개발될 필요가 있는 것이다. 넷째, 문화로서의 과학교육을 만들어 가야 한다. 우리 사회에서의 교육의 범위는 이미 학교와 정규교육과정이라는 울타리를 넘어 섰다. 현대사회에서 과학교육은 학교의 정규교과목으로서의 과학과 초중등 학생을 위한 과학교육을 훨씬 뛰어넘는 역할을 요청하고 있다. 이제 이러한 확장된 과학교육의 사회적 기대역할에 어떻게 적절히 대응할 것인가가 중요한 문제로 남아 있다. 학교와 교육과정의 울타리를 벗어나 지역사회와 평생교육으로 과학교육의 영역이 확장되고 있고, 학교 과학교육은 물론 사회적 과학교육이 체계적이고 균형 있게 발전할 수 있는 사회적 기반을 구축하는 것이 무엇보다도 중요할 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

21st century is an age of scientific technology and a knowledge-based society. As scientific technology, industry, and economy continue to develop, human resources whose major is science and technology will be in demand and they will take socially and economically important positions more than ever after 10-20 years. The purpose of this study is to find out multidimensional solutions to improve education for physics by analyzing the cause of avoiding science and technology and accompanying problems. First of all, we conducted a survey on problems of social, governmental policy regarding Korean education with total 320 subjects who consist of 250 12th grade students preparing to enter college, 100 college freshmen, and 20 students in master's and doctorate programs. And, we tried to analyze the cause of the science and technology avoiding phenomenon and prepare some solutions based on the data from survey. As the result of survey, we found that the least favorite scientific subjects were physics(54%), earth science(25%), chemistry(17%), and biology(4%). We tried to solve the science and technology avoiding phenomenon by seeking a change in physics education. As the result of analyzing the accompanying problems, it appeared that Korean middle and high school students consider science subjects as hard, and especially they are biased to think getting a good grade from physics is hard. For this reason, they do not choose to take scientific subjects in Korean society that has a direct relationship between grade and college entrance as well as determining their course, and the preference regarding careers related to professional science appeared to be low due to the lack of basic scientific knowledge. Based on the survey data and general sources, we classified the problems of science and technology crisis into 3 types. First type is one related to the phenomenon that the number of undergraduate and graduate students who are major in science and technology decreases due to avoiding entering undergraduate and graduate schools with majors in science and technology. Second type is one related to the phenomenon that academic standard of the students who want to major in science and technology has been lowered comparing to that of the past. Third type is the lack of employment and related policy for the graduates from science and technology colleges. In order to overcome these three types of problems, it is the priority to internally strengthen the current physics education. For this, the entrance exam-focused physics education should be changed first. In other words, teacher-student centered, experiment-centered physics education needs to be done rather than teacher-centered physics education for understanding concepts. Second, the problems regarding educational curriculum and management need to be solved. Physics education should show that science, technology and society breathe and develop together in a mutual relationship to each other. Third, physics education in accordance with the lack of creative teaching materials and accompanying new possibilities should become possible. Teaching method should be improved in a way that focuses on physical properties which are applicable to the real life, and leads students to realize how the principles and rules are actually applied through devotional, creative research. In other words, teaching materials that increase the interest and participation of students by introducing rich and beneficial circumstances, and at the same time, that perform the original duty of physics education faithfully, need to be developed. Fourth, science education should be developed as culture. In our society, the range of education has already expanded over the fence of formal educational curriculum and school. Science education in the present society requires a role which go far beyond the science education for elemental, middle, and high school students as a formal subject. Now an critical issue is remaining that asks how we cope with social expectation on these expanded science education. The range of science education is expanding beyond the fence of formal educational curriculum, and becoming a continuing education of community. It will be important to establish a social foundation to develop social scientific education as well as science education at school balanced and systematically.

목차 (Table of Contents)

• 국문초록 = i
• 표목차 = vi
• 그림목차 = vii
• Ⅰ.서론 = 1
• 1. 연구의 필요성 및 목적 = 1
• 2. 연구의 내용과 방법 = 5
• 가. 연구 내용 = 5
• 1) 자연 계열 기피 현상의 실태 분석 및 근본 원인 분석 = 5
• 2) 자연 계열 기피 현상에서 현재 물리 교육의 문제점 = 5
• 3) 이공계 기피에 대한 외국에서 극복 사례 = 5
• 4) 이공계 기피 현상에 따른 물리 교육의 개선 방안 = 5
• 나. 연구 방법 = 6
• 1) 자료 분석 = 6
• 2) 설문 조사 = 6
• Ⅱ.본론 = 7
• 1. 자연 계열 기피 현상의 실태 분석 및 근본 원인 분석 = 7
• 가. 수능 지원자의 인문 자연 계열 비율 변화 = 7
• 나. 자연계열 우수 학생의 선호하는 대학 학과별 진학 현황 = 8
• 다. 현행 입시 제도의 문제점 = 11
• 라. 수학, 과학 과목에 대한 학생들 인식에 대한 자료 분석 = 13
• 마. 이공계 진학, 졸업에 따른 부족한 처우와 보장 없는 미래 = 17
• 2. 자연계열 기피 현상에서 현재 물리 교육에 대한 내적, 외적 분석 = 18
• 가. 내적 분석 = 18
• 나. 외적 분석 = 21
• 3. 이공계 기피 현상에 대한 외국에서의 극복 사례 및 기피 현상이 발생하지 않은 외국의 사례 = 24
• 가. 미국 = 26
• 다. 핀란드 = 28
• 4. 설문조사에 따른 물리 교육의 문제점과 개선 방향 = 29
• 가. 고등학생, 대학(원)생 등의 설문 조사에 따른 문제점 = 29
• 나. 고등학교 물리 교육 개선 방향 = 33
• Ⅲ.결론 = 38
• Ⅳ.참고문헌 = 42
• Abstract = 44