연방교육부가 최근 발표한 전국교육향상평가(NAEP)에서 하이테크의 본고장 캘리포니아주 학생들의 과학성적이 꼴찌를 기록했다. NAEP 과학부문에서 가주 4학년생들은 300점 만점에 평균 131점을 받아 응시한 전국 40개주중 가장 낮은 점수를 받았고, 8학년생들도 평균 132점으로 하와이주와 함께 최하위를 차지해 교육 관계자들에게 적잖은 충격을 안겨줬다. 또 12학년생중 가장 기초적인 실력 이상을 갖춘 학생은 반정도(53%)에 머무른 것으로 나타났다. 이에 대해 딜레인 이스틴 가주교육감은 "이제껏 영어와 수학에 비해 특히 2∼8학년의 과학교육엔 소홀해 왔던 것 같다"며 "현재 재정비중인 과학과목의 표준교과내용을 2002년 봄학기부터 적용할 것과 스탠포드 9 시험 등에서 초·중학생에게는 제외됐던 과학과목을 2003년 봄학기부터 포함시킬 것"이라고 밝혀 앞으로 초·중학교 과학교육을 집중 지원할 뜻을 비췄다. 현재 가주 교육부가 K∼12 각 학년별로 제시하고 있는 과학 교과과정의 내용과 학습목표를 살펴본다.

■초등학교
K∼5학년 초등학교 과학은 물리과학(Physical Science), 생명과학(Life Science), 지구과학(Earth Science), 실험실습(Investigation and Experimentation)의 네 부분으로 나뉜다. 전문가들은 자녀의 연령에 따라 실생활에서 접할 수 있는 교재나 경험의 기회를 마련해주고 궁금해하는 것에 대해 성의있게 답변해 주거나 함께 탐구하는 자세를 취하는 것이 학부모가 도울 수 있는 효과적인 초등학생 과학교육방법이라고 전한다.

▲킨더가튼
△물리과학-물체의 구성재료 및 성질, 물의 액체 및 고체상태와 기화에 대해 배운다.
△생명과학-뿌리, 줄기, 잎, 팔, 다리, 날개 등 동·식물의 기본구조를 관찰하고 설명한다.
△지구과학-땅, 공기, 물 등 지구의 구성과 산, 계곡, 강, 바다, 사막의 특징에 대해 배운다. 일상생활에서 쓰여지는 자원에 대해 배우고 절약의 필요성을 깨닫는다.
△실험실습-오감을 이용해 위치, 색, 형체, 질감, 크기, 무게를 비교·설명할 수 있어야 한다.

▲1학년
△물리과학-액체·고체·기체상태와 성분의 혼합 및 온도변화에 따른 물체의 상태를 파악한다.
△생명과학-동·식물의 필요충족방법의 차이와 각 서식환경, 광합성의 기초에 대해 배운다.
△지구과학-온도계와 풍향계 등의 기구를 사용해 날씨를 관찰·측정·묘사할 수 있어야 한다.
△실험실습-관찰내용을 그림, 숫자, 문장, 막대그래프로 표현할 수 있어야 한다.

▲2학년
△물리과학-시간, 힘, 중력, 자력 등의 개념에 대해 배운다.
△생명과학-동·식물의 생식, 성장, 유전, 환경요인과 라이프사이클에 대해 배운다.
△지구과학-바위, 흙, 미네랄, 물 등 자연자원이 인간의 삶에 미치는 영향에 대해 배운다.
△실험실습-관찰된 양상으로 예측한다. 표준도량형을 익히고 좌표를 이용한 기록법을 배운다.

▲3학년
△물리과학-운동, 열, 위치 에너지와 소리와 빛의 전달, 증발, 원자의 개념에 대해 배운다.
△생명과학-기후 등 서식환경에 따른 동식물의 생존 및 도태에 대해 배운다.
△지구과학-낮과 밤, 계절에 따른 천체의 변화와 공전, 자전, 달의 주기, 해의 위치를 익힌다.
△실험실습-반복관측을 통한 정확한 결과습득과 분석 및 논리적인 결론발표 방법을 연습한다.

▲4학년
△물리과학-전기와 자력의 개념을 익히고 초인종, 이어폰 등 실생활 응용에 대해 배운다.
△생명과학-생명체와 에너지와의 관계, 먹이사슬, 생산과 소비, 공생 및 기생의 개념을 익힌다.
△지구과학-화석, 침전 등 바위의 생성과 지진, 화산폭발, 용암분출에 대해 배운다.
△실험실습-결과발표법을 배운다. 인과법칙에 따른 현상에 대한 예측과 확인을 연습한다.

▲5학년
△물리과학-원자의 화학반응, 분자의 개념, 금속의 성분 및 성질, 화학결합에 대해 익힌다.
△생명과학-세포의 구조, 호흡, 소화, 배설, 영양전달 등에 대해 배운다.
△지구과학-증발과 축적의 개념을 통한 바다와 땅의 변화과정에 대해 배운다.
△실험실습-물체의 구별기준 설정법, 실험대상개발, 알맞은 도구선정, 실험노트작성법을 익힌다.

■중학교
6∼8학년 과정에서는 초등학교에서 다루던 3개 분야를 학년별로 각각 집중해 배우고 해당되는 실험실습을 하도록 돼 있다. 6학년에서는 지구과학을, 7학년은 생명과학을, 8학년은 물리과학을 세부적이고 심도 있게 다루게 된다.

▲6학년
구조지질학의 기초 개념을 습득하고 캘리포니아내 지진발생지와 기후, 화산의 위치, 단층 등에 대해 배운다. 지형지도(topographic map)와 지질지도(geologic map)의 독도법을 익힌다. 물리과학에서는 열에너지의 개념과 응용을, 생명과학분야에서는 광합성과 생태계 등 생태학에 대해 다룬다. 실험실습시간엔 가설을 정립하고 결론에 도달해 발표하는 일련의 순서를 연습한다.

▲7학년
세포의 조직과 기능, 동물과 식물세포의 차이점 등 세포생물학의 기초를 다룬다. 무성생물과 유성생물에 대한 개념과 DNA와 염색체 등 유전 및 복제에 대해 배우고 다윈의 종의 기원 등 진화론에 대해 배운다. 그밖에 동물의 심폐계 및 골격계 등 기초 생리학과 해부학을 다루고 지구 대변동과 지구생성의 역사 등 지구과학도 부분적으로 다룬다.

▲8학년
물체의 운동, 힘, 구조 등 물리학의 기초에 대해 심도있게 다룬다. 태양계, 화학반응, 원소주기 사용법, 밀도와 부력의 개념과 응용에 대해 익힌다. 실험실습에서는 시간, 거리, 질량, 밀도 등의 개념을 수학적 원리에 대입해 관계를 파악한다. 그래프로 표현한 데이터를 읽는 능력을 기르고 데이터의 정확도를 확인하는 법을 배운다.

■고등학교
9∼12학년의 과학수업은 물리(Physics), 화학(Chemistry), 생물/생명과학(Biology/Life Science), 지구과학(Earth Science)의 네 부분으로 나뉘지만 AP과목까지 치면 전체 과학과목은 학교에 따라 약 10여개로 구성된다. 졸업과 대학진학을 위한 필수 이수과목과 학점이 정해져 있어 학생이 학년에 관계없이 프로그램 카운슬러와 상의, 시기에 따라 선택해 수강한다. 특히 대학에서 고교과정중 실험과학 이수여부를 점점 중시하므로 대부분 과학수업엔 실험실습이 필수적으로 따른다.

34년간 중·고교에서 과학을 가르쳐 온 케네디 고교의 카니 스팍스 화학교사에 따르면 중·고교생에게 가장 인기 있는 과학과목은 생물, 가장 인기 없는 과목은 물리다. 케네디 고교는 전교생수가 2,700명이며 현재 10명의 과학담당교사가 있다. 스팍스 교사가 이번학기 가르치는 화학 수강생 수는 약 200여명. 매주 돌아오는 화학실험시간은 수업마다 30여명의 학생이 8개의 실험조로 나뉘어 수업시작과 함께 미리 배운 이론과 칠판에 적힌 실험순서 및 개요를 토대로 실험에 들어간다. 실험 틈틈이 실험노트를 작성하고 조별 발표 및 토론의 시간을 갖는다.
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