케플러 법칙을 다루는 물리학, 지구과학 교과서의 단원 구성과 서술 내용 분석 = Analysis of Unit Composition and Content of Physics and Earth Science Textbooks Dealing with Kepler’s Laws

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study analyzed and compared the unit composition, learning materials, and content elements found in Physics and Earth Science textbooks on Kepler's laws. As a result of the study, Kepler’s laws were organized in the perspective of “motion” in physics textbooks and “observation” in earth science textbooks. Physics textbooks emphasized learning materials about Kepler's third law and Newton's law of gravity, but Kepler's first and second laws showed less content and learning materials than earth science textbooks. On the other hand, earth science textbooks describe the contents of Kepler's first, second, and third law evenly and learning materials, and the context elements of the history of science related to the first law were more abundantly described than in physics textbooks. Some textbooks briefly introduce the process from the history of science to the establishment of Kepler's laws and Newton's laws, the process of the scientific revolution in which precise observations of planetary motion and theoretical understanding of planetary motion are consistent. It is worth a reference as an example of science history education. Through the study, the characteristics and limitations that describe Kepler's laws in physics and earth science textbooks were investigated. Kepler's laws are theme rich in narratives in the history of science, and we look forward to the development of achievement standards and the writing of textbooks that reflect the significance of Kepler’s laws’ scientific history in future curriculum revisions.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 케플러 법칙에 대한 물리학과 지구과학 교과서에서 나타난 단원 구성, 학습 자료, 내용 요소를 분석하고 비교하였다. 연구 결과 케플러 법칙은 물리학 교과서는 ‘운동’이라는 관점에서, 지구과학 교과서는 ‘관찰’이라는 관점에서 단원이 구성되었다. 물리학 교과서는 케플러 제3법칙과 뉴턴의 중력 법칙에 대한 내용의 학습 자료가 강조되었지만 케플러 제1법칙, 제2법칙은 내용과 학습 자료는 지구과학 교과서에 비해 적게 나타났다. 반면에, 지구과학 교과서는 케플러 제1법칙, 제2법칙, 제3법칙 등의 내용과 학습 자료가 고르게 서술되었으며, 물리학 교과서에 비해 제1법칙과 관련한 과학사 맥락 요소가 풍부하게 기술되었다. 일부 교과서는 과학사에서 케플러 법칙과 뉴턴 법칙이 성립하기까지의 과정, 행성 운동의 정밀한 관측 자료와 행성의 운동에 대해서 이론적인 이해가 정합하는 과학 혁명의 과정을 간략하게나마 소개하고 있어 과학사를 활용한 과학 교육의 사례로 참고할만하였다. 이를 통해 물리학과 지구과학 교과서의 케플러 법칙을 서술하는 특징과 제한점을 알아보았다. 케플러 법칙은 과학사의 내러티브가 풍부히 담겨있는 주제로 향후 이루어질 교육과정 개정에 케플러 법칙의 과학사적 의의를 충분히 반영할 수 있는 성취기준의 개발과 교과서 집필을 기대한다.

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