예비과학교사가 계획한 비유 사용 수업의 특징

서울특별시에 소재한 사범대학에서 교수 설계와 관련된 과목인 화학교재연구 및 지도법을 수강 중인 예비과학교사 8명이 연구에 참여하였다. 이 강의는 강의법, 질문법, 토론법 등의 일반적인 수업 기법뿐 아니라 개념도나 V-도형과 같은 과학 수업 기법에 대해서도 다루고 있다. 수강생들은 POE 모형이나 순환학습 모형과 같은 과학 수업 모형을 적용한 수업을 계획 및 시연한다. 모든 예비교사들은 이전 학기에 과학 교수학습 이론과 과학 수업 모형을 다루는 화학교육론을 수강하였고, 수업을 계획하거나 시연하는 교수 설계의 경험은 거의 없었다.

이 강의에서 수업의 계획 및 시연은 수업 모형에 대한 워크숍을 1-2차시 정도 진행하고, 예비교사들이 수업 모형을 적용한 수업을 계획하거나 시연하는 방식으로 이루어진다. 이 연구에서도 이러한 절차를 따라 과학 수업에서 비유와 비유 사용 수업에 대한 워크숍을 약 1.5차시 동안 실시한 후 예비교사들로 하여금 비유 사용 수업을 계획하도록 하였다. 워크숍은 관련 단행본을^10,24 중심으로 문헌 연구를 통해 연구자들이 구성하였고, 현직교사 연수에서 다년간 비유 관련 강의를 수행한 과학교육 전문가의 자문을 받아 수정·보완하였다. 워크숍의 구체적인 내용은 다음과 같다.

먼저, 과학 학습 상황에서 자신이 접했던 비유를 자유롭게 발표하는 도입 활동을 하였다. 이후 과학 수업에서 다루는 비유는 비유물과 목표 개념의 유사성을 바탕으로 친숙한 영역에서 친숙하지 않은 목표 개념으로 사고의 전이가 일어나도록 하는 것임을 설명하였다. 그리고 과학 수업에서 자주 사용되는 비유의 예시들을 소개하였다. 그중 전기회로에 대한 물회로 비유에 대해서는 예비교사들이 유사점과 차이점을 찾고 대응 관계를 분석해보는 활동을 실시하였다. 활동을 마친 후에는 활동 경험을 바탕으로 목표 개념과 비유물, 목표 개념과 비유물의 유사점, 차이점을 의미하는 공유 속성과 비공유 속성, 속성 사이의 대응 관계를 잘못 파악하는 대응 오류 등의 용어를 도입하고 각각의 의미를 설명하였다. 대응 오류를 설명한 후에는 앞서 제시한 물회로 비유에서 발생할 수 있는 대응 오류, 대응 오류와 관련될 수 있는 오개념을 찾아보는 활동을 하였다. 이후 비유의 다양한 유형과 각 유형이 갖는 특징, 그리고 이에 대한 구체적 예시를 설명하였다. 비유 사용의 장단점을 정리하였고, 단점을 극복할 수 있는 방안을 예비교사들과 함께 논의하였다. 예를 들어, 대응 오류로 인한 잘못된 전이를 막기 위해 대응 관계를 명확히 해야 한다는 점과 학생들이 비유물을 이해하지 못할 수 있으므로 학생들에게 친숙한 비유를 이해하기 쉬운 방법으로 제시해야 함을 강조하였다. 또한 정리한 장단점을 바탕으로 과학 수업에서 비유를 효과적으로 사용하기 위한 TWA 모형과 이에 따른 구체적인 수업 절차를 소개하였다. 마지막으로 과학수업에서 비유를 사용할 수 있는 다양한 형태로 물리적 비유와⁵ 역할놀이 비유,⁶ 학생들이 직접 비유를 만드는 비유 생성 활동²⁵ 등을 소개하였다.

워크숍을 마친 후에는 2009 개정 교육과정에 따른 중학교 과학 1의 ‘분자운동과 상태변화’ 단원을 대상으로 1차시의 비유 사용 수업을 계획하고, 수업 지도안과 학생용 활동지를 작성하도록 하였다. ‘분자운동과 상태변화’ 단원은 물질의 기본 단위인 입자 개념이 강조되어 많은 학생들이 학습에 어려움을 겪는 것으로 알려져 있고, 스타이로폼 공이나 사람 등을 입자에 대응한 비유가 자주 사용되는 단원이므로 비유 사용 수업에 적합하다고 판단하여 이 연구의 대상 단원으로 선정하였다. 수업 계획에 활용할 수 있도록 교과서와 지도서, 대상 단원과 관련된 오개념 자료를 제공하였다. 수업에서 사용할 비유는 예비교사들이 자유롭게 선정하도록 하였다.

예비교사들의 수업 계획에는 약 30분 정도가 소요되었고, 수업 계획을 마친 후에는 약 30분 동안 반구조화된 면담을 실시하였다. 면담에서는 예비교사가 작성한 수업 지도안과 학생용 활동지를 함께 살펴보면서 수업 계획 과정과 수업 계획의 의도, 비유 사용 수업에 대한 의견 등을 질문하였다. 예비교사들이 작성한 수업 지도안과 학생용 활동지를 수집하였고, 면담 내용은 모두 녹음하여 전사본을 작성하였다.

예비교사들이 계획한 비유 사용 수업에서 나타나는 특징을 분석하기 위해 Oliva et al.의²⁶ 분석틀을 이 연구의 맥락에 맞게 수정·보완하여 사용하였다. 수집한 모든 자료를 2인의 연구자가 반복적으로 분석하여 분석틀의 항목별 결과를 구체화하였으며 모든 연구자들 사이의 논의를 통해 결과의 의미를 해석하였다. 또한, 결과의 타당성을 확보하기 위하여 수업 지도안과 학생용 활동지, 면담 전사본을 통해 분석한 결과를 종합적으로 점검하는 삼각측정법을 활용하였고, 분석틀의 수정·보완과 결과 해석 과정에서 과학교육 전문가, 현직 과학교사 및 과학교육전공 대학원생이 참여한 세미나를 여러 차례 실시하였다.

Oliva et al.은²⁶ 비유의 본성(the nature of analogy)과 비유가 계획되고 발전되는 맥락(the educational context in which analogy is planned and developed)의 두 가지 범주에 속하는 아홉 가지 항목으로 비유를 사용한 과학 수업의 맥락을 정리하였다. 이 연구에서는 수업에 사용되는 비유보다는 비유를 사용하는 방식에 초점을 맞추었으므로, 비유의 본성에 해당하는 세 가지 항목을 제외하였다. 또한, 비유가 사전에 계획된 것인지, 즉흥적인지와 관련된 항목도 제외하여 ‘수업 과정에서 비유와 비유물의 위치(the location of the analogy and the analog in didactic sequence)’, ‘학생의 활동도(the degree of activity allowed for students)’, ‘교사의 추수지도(the teacher’s management of follow-up and regulation)’, ‘명백함의 정도와 비유의 발전(the degree of explicitness and development of the analogy)’, ‘지원 자원(support resources)’의 다섯 가지 측면에서 자료를 분석하였다(Table 1).

수업 과정에서 비유와 비유물의 위치: 수업 과정에서 비유와 비유물의 위치는 거시적 관점과 미시적 관점으로 나누어 볼 수 있다. 거시적 관점에서는 비유가 제시되는 시기에 따라 도입 단계, 전개 단계, 정리 단계에 제시되는 비유로 분류할 수 있다. 도입 단계나 전개 단계에 제시되는 비유는 학생들에게 친숙하지 않은 과학 개념을 친숙하게 하기 위한 배경정보로 활용되어 학생 친화적인 기능을 한다. 그리고 정리 단계에 제시되는 비유는 학습한 과학 개념을 정리하고 후속 개념과의 연결을 돕는다.²⁷

미시적 관점에서는 목표 개념에 대한 비유물의 위치에 따라 선행 조직자(advance organizer)로서 목표 개념의 도입 이전에 제시되는 비유, 사후 통합자(post synthesizer)로서 목표 개념의 도입 이후에 제시되는 비유로 분류할 수 있다.^27,28 과학 수업에서 효과적인 비유 사용 수업 전략으로 제안된 TWA 모형이나⁹ WWA 모형¹⁴ 등에서는 일반적으로 목표 개념을 먼저 도입한 후 비유물을 제시하고 목표 개념과 비유물의 대응 관계를 통해 학습한 목표 개념을 효과적으로 이해하고 파지하도록 돕는다.^9,11,29 그러나 목표 개념의 도입에 앞서 제시된 비유물은 선행 조직자의 역할을 하여 학습자를 동기화시킴으로써 새로운 과학 개념의 학습을 도울 수 있다.^28,30

학생의 활동도: 비유가 교사에 의해 주어지더라도 비유물이 표현하고 있는 상황을 이해하고, 대응 관계를 분석하는 등 비유의 의미를 해석하는 과정에서 학생들이 적극적인 역할을 수행하는 것은 매우 중요하다. 특히, 비유 사용 수업은 학생들이 기존에 갖고 있던 비유물에 대한 이해를 바탕으로 목표 개념에 대한 학습을 도모하는 것이므로 비유의 의미를 교사가 일방적으로 전달하기보다는 학생 스스로 이해하도록 하는 데 더욱 많은 시간과 노력을 기울일 필요가 있다.^31,32

교사의 추수지도: 과학 수업에서 비유의 사용은 학생들의 오개념을 유발하는 등 부정적인 측면도 갖는다. 따라서 비유 사용 수업에서는 목표 개념에 대한 이해뿐 아니라 학생들이 비유를 어떻게 이해하고 해석하는지 파악하고 적절한 피드백을 제공하는 평가 과정이 필요하다.^1,3,31,33,34

명백함의 정도와 비유의 발전: 많은 교사들은 학생들이 비유물과 목표 개념 사이의 대응 관계를 올바르게 이해할 것으로 기대하고 있으나, 실제로는 학생들이 대응 관계를 이해하지 못하는 경우가 많다.^27,35-37 따라서 비유 사용 수업에서 교사는 비유물을 단순히 제시하는 것에 그치지 않고 공유 속성의 대응 관계를 명확히 하고 공유 속성이 갖는 유사성의 근거를 구체적으로 다룸으로써 대응 관계를 명료화해야 한다. 뿐만 아니라 비유의 한계인 비공유 속성을 명시적으로 다룰 필요가 있다. 또한, 비유는 다중 비유를 통해 확장될 수 있다. 다중 비유는 목표 개념의 일부를 설명하는 비유를 여러 개 제시하는 것으로,³⁸ 특정한 하나의 비유에 대한 친숙도의 개인차를 줄일 수 있고 여러 비유를 비교함으로써 비유가 갖는 비공유 속성을 극복할 수 있다.³⁹

지원 자원: 과학 수업에서 사용되는 비유는 주로 교사의 경험이나 교과서에서 유래하므로 학생들은 비유물이 표현하고 있는 상황을 이해하지 못하는 등 비유 자체를 이해하는 데 어려움을 겪을 수 있다. 따라서 교사는 그림이나 사진, 영상 등 다양한 자원을 활용하여 비유에 대한 학생들의 이해를 도울 필요가 있다.

수업 과정에서 비유의 사용 시기: 이 연구에 참여한 예비교사 8명 중 2명(예비교사A, F)은 도입 단계에서, 6명(B, C, D, E, G, H)은 전개 단계에서 비유를 사용하겠다고 계획하였다. 도입 단계에서 비유 사용을 계획한 예비교사들은 도입 단계에서 비유를 소개하고 전개 단계에서 목표 개념을 도입할 때까지 비유를 사용할 것이라고 하였다. 전개 단계에서 비유를 사용하겠다고 계획한 예비교사들은 도입 단계에서 전시 학습 내용을 되짚어 보고 일상의 예로 흥미를 유발한 후 전개 단계에서 비유를 사용하겠다고 하였다.

한편, 간단한 비유 생성 활동으로 수업을 마무리하겠다고 하여 정리 단계에서도 비유를 사용하겠다고 한 A를 제외한 나머지 7명은 정리 단계에서는 비유를 사용하지 않겠다고 응답하였는데, 그 이유에 대해서는 과학 개념을 심도 있게 다룰수록 비유가 설명하지 못하는 부분이 많아지기 때문이라고 응답하였다.

즉, 예비교사들은 비유의 여러 기능 중 도입 단계나 전개 단계에 사용되는 비유가 갖는 역할인 학생들의 흥미 유발이나 인지적 부담 감소 등에만 주목하였고, 정리 단계에서 비유를 사용할 수 있는 방법에 대한 예비교사들의 인식은 부족했다. 그러나 수업의 정리 단계에서 비유에 대해 요약하고 정리하는 것은 비유 사용의 효과를 높일 수 있다.⁷ 뿐만 아니라 정리 단계에서도 비유를 다양한 방법으로 사용할 수 있는데, A의 사례와 같이 학습한 내용을 바탕으로 학생들이 직접 비유를 생성해보는 비유 생성 활동이나 수업에 사용한 비유가 갖는 한계점을 찾고 이에 대해 토의해 보는 활동 등을 간단하게 진행할 수 있다. 따라서 정리 단계에 사용되는 비유가 갖는 의미와 역할뿐 아니라 정리 단계에서 비유를 사용할 수 있는 구체적인 방법도 예비교사들에게 안내할 필요가 있다.

목표 개념에 대한 비유물의 위치: B와 G는 목표 개념을 먼저 도입하는 수업을 계획한 반면 나머지 6명(A, C, D, E, F, H)은 비유물을 먼저 제시하는 수업을 계획하였다. B와 G는 목표 개념을 먼저 도입하는 이유에 대해 ‘목표 개념을 먼저 이해한 후 비유물을 제시해야 학생들이 대응 관계를 이해할 수 있기 때문에 비유를 사용하여 목표 개념을 효과적으로 설명할 수 있다’고 응답하였다. 또한, G는 ‘비유물을 먼저 제시하는 수업이 학생들의 흥미와 집중도를 높일 수 있지만 목표 개념을 배우지 않은 상태에서는 학생들이 대응 관계를 이해하지 못할 수 있으므로 목표 개념을 먼저 도입하는 수업을 계획하였다’고 응답하여 비유물을 먼저 제시할 때의 장단점 또한 잘 인식하고 있었다.

비유물을 먼저 제시하는 수업을 계획한 6명은 ‘학생들에게 익숙한 비유물을 먼저 제시함으로써 목표 개념을 더욱 쉽게 도입할 수 있다’거나 ‘비유물을 먼저 소개한 후 대응 관계를 통해 학생들이 스스로 목표 개념을 이끌어 내도록 한다’고 응답하여 비유물을 먼저 제시할 때 비유물이 갖는 역할과 의미를 대체적으로 잘 인식하고 있었다.

비유물을 먼저 제시하는 수업을 계획한 예비교사들 중 일부는 목표 개념을 먼저 도입할 때의 장단점도 잘 이해하고 있었다. 예를 들어, C와 D는 목표 개념을 먼저 도입하는 수업의 장점으로 ‘학생들이 대응 관계를 파악하기 쉽고, 비유물을 먼저 제시할 때 오개념이 발생할 수 있다는 문제점을 해결해 줄 수 있다’는 점을 들었고, ‘비유물을 먼저 제시하는 경우에 비해 흥미나 집중도가 떨어질 수 있다’거나 ‘학생들이 스스로 생각할 수 있는 과정이 적어서 파지 효과가 낮을 것 같다’는 점을 단점으로 인식하였다.

비유물의 제시 시기가 학생들의 개념 이해 및 파지에 미치는 효과를 조사한 Noh et al.의⁴⁰ 연구에서 목표 개념에 대한 비유물의 위치에 따른 주효과는 나타나지 않았고, 학생들의 사전 성취 수준이나 대응 명료화 전략의 유무 등과의 상호작용 효과만 나타났다. 즉, 비유물을 먼저 제시하는 수업과 목표 개념을 먼저 도입하는 수업 중 어느 것이 더욱 효과적인지는 일반적인 결론을 내리기 힘든 상황이다. 그러나 대부분의 예비교사가 비유물을 먼저 제시하는 수업을 계획한 것은 주목할 만한 결과이므로 추후 예비교사 교육과정에서도 예비교사들의 이러한 인식과 실태를 고려한 접근이 필요할 것이다. 또한, 두 가지 중 한 형태의 수업을 계획하였더라도 다른 형태의 수업이 갖는 장단점을 고르게 인식한 예비교사들이 있었던 것은 긍정적인 결과이지만 일부에 그쳤으므로 두 형태의 수업이 갖는 각각의 장단점을 고르게 교육할 필요가 있다.

비유의 의미를 해석하는 과정에서 학생의 활동도에 대한 예비교사들의 고려 수준은 비교적 다양하게 나타났다. 먼저, 3명(D, F, H)은 교사가 일방적으로 비유의 의미를 해석해줄 것이라고 하여 학생의 활동도에 대한 고려 수준이 낮았다. 특히, D와 F는 ‘목표 개념을 학습하기 전에는 학생들이 모를 것이기 때문에 교사가 알려주어야 한다’거나 ‘학생들에게 비유의 의미를 심어주어야 한다’고 응답하여 계획한 수업이 매우 교사 중심적이었다.

H의 경우, 제작한 활동지에 비유물과 목표 개념의 공유 속성을 대응하는 활동을 포함하고 이 활동을 수업에서 활용할 것이라고 하였다. 그러나 학생들이 활동을 한 후에는 교사가 대응 관계를 설명하고, 교사의 설명으로 ‘학생들을 납득시키겠다’고 하여 대응 관계를 교사가 일방적으로 설명하려고 한다는 점에서는 D, F와 크게 다르지 않았다.

다른 3명(A, B, E)은 비유의 의미를 해석하는 과정에서의 학생 활동을 부분적으로 수업 계획에 포함하였다. A와 B는 비유물이 표현하고 있는 상황이나 대응 관계를 분석하는 과정에 교사-학생 간 질의·응답을 포함하였으나, 학생들이 의도에서 벗어난 응답을 하거나 오개념을 포함한 잘못된 응답을 하는 등 다양한 반응을 할 수 있음에도 이를 고려하지 않고 교사의 의도에 따라 대응 관계와 목표 개념을 설명할 것이라고 하였다.

E는 개별 활동지 작성을 바탕으로 한 학생들의 발표를 계획하였으나 A, B와 마찬가지로 ‘학생들의 발표 내용을 통일시켜 교사가 의도했던 방향대로 대응 관계를 해석하고 목표 개념을 설명할 것’이라고 응답하였다.

반면, C와 G는 비유의 의미를 해석하는 과정에서 조별 토의의 형태로 학생 간 상호작용을 계획하여 학생의 활동도에 대한 고려 수준이 가장 높았다. 이와 관련하여 C와 G는 각각 ‘학생 스스로 생각해봄으로써 수동적 학습 자세를 벗어날 수 있고 집중, 파지, 오개념 확인 등의 효과가 있을 것이다’, ‘학생들이 원리에 대해 한 번 더 생각할 수 있는 기회를 가질 수 있다’고 응답하여 학생 활동의 필요성에 대한 이해도가 높았다.

이상의 결과를 종합해 보면, 비유의 의미를 해석하는 과정에서 학생 활동의 필요성을 인식한 예비교사들이 일부 있었으나 대부분의 예비교사가 학생 활동을 고려하지 않거나 부분적으로만 고려하여 전반적으로 학생의 활동도에 대한 고려 수준이 높지 않았다. 이는 예비교사 교육과정에서 비유의 사용이 학생들의 이해를 돕는다거나 오개념을 유발할 수도 있다는 등 비유의 학습적 측면만을 강조하고, 수업에서 비유를 효과적으로 사용하기 위한 방법 즉, 비유의 교수적 측면에 대한 교육은 부족했기 때문이라고 할 수 있다. 따라서 향후 예비교사 교육과정에서는 비유의 교수적 측면을 강조하여 비유 사용 수업에서 학생 활동의 필요성에 대한 예비교사들의 이해도를 높이기 위한 노력이 필요하다. 뿐만 아니라 실제 수업의 계획 및 실행에 있어 학생의 활동도에 대한 고려 수준을 높이기 위해서 비유 사용 수업에서 학생 활동의 구체적인 사례를 안내하고 이를 적용해보는 기회를 제공할 필요가 있다.

예비교사 8명 중 5명(B, C, D, E, F)은 수업 지도안에 평가 과정을 포함하지 않았고, 면담에서도 별도의 평가를 계획하지 않았다고 응답하여 수업 계획에서 비유와 목표 개념에 대한 학생들의 이해도 평가를 고려하지 않은 것으로 나타났다. 이들은 비유와 목표 개념에 대한 학생들의 이해도를 파악할 수 있는 방법을 묻는 질문에 전체 학생을 대상으로 한 질의·응답이나 문제풀이와 같은 일반적인 평가 방법을 즉흥적으로 답하는 모습을 보여 비유 사용 수업에서 평가의 필요성이나 비유 사용 수업에 적합한 평가 방법에 대한 이해도가 매우 낮았다.

나머지 3명(A, G, H)은 수업 계획에서 평가를 고려하였는데 A와 G는 정리 단계에서 문제풀이 활동을 통해 목표 개념에 대한 학생들의 이해도를 파악하겠다고 계획하였다. 그러나 비유에 대한 학생들의 이해도를 파악하거나 수업에서 사용한 비유를 평가에 활용하려는 모습은 보이지 않았다.

반면, H는 비유물과 목표 개념의 속성을 대응하는 표의 빈칸을 학생 개인별로 채워보는 활동을 계획하였는데, 이 활동으로 ‘목표 개념뿐 아니라 비유에 대한 학생들의 이해도를 파악할 수 있고 적절한 피드백까지 제공할 수 있다’고 응답하였다.

많은 예비교사가 비유와 목표 개념에 대한 이해도 평가의 필요성을 인식하지 못하고 수업 계획에 평가 과정을 포함하지 않았던 것은 평가에 대한 고려가 부족한 예비교사들의 특징이^19,21 예비교사들이 비유 사용 수업을 계획할 때에도 영향을 미친 것이라고 해석할 수 있다. 또한, 평가를 계획한 일부 예비교사도 단순 문제풀이 활동으로 학생들의 목표 개념에 대한 이해도만을 파악하는 데 그쳤고, 이를 바탕으로 적절한 피드백을 제공하기 위한 노력은 부족하였다. 그런데 비유 사용 수업의 경우, 학생들이 교사의 의도와 다른 방향으로 비유를 이해할 수 있으므로 H의 사례와 같이 교사가 제시한 비유를 학생들이 올바르게 이해했는지 파악하고 적절한 피드백을 제공하여 비유에 대한 잘못된 이해나 오개념의 발생을 방지할 필요가 있다. 이때, 비유로 학습한 개념을 학생들이 직접 그림이나 도표 등으로 표현해보도록 하는 것은 비유 사용 수업에서 경제적이고 효과적인 평가 방법이 될 수 있다.⁴¹ 따라서 비유 사용 수업에 적합한 평가의 필요성과 구체적인 평가 방법을 예비교사 교육과정에서 안내할 필요가 있다.

대응 관계의 명료화: 대응 명료화 전략은 목표 개념과 비유물이 갖는 공유 속성을 명확히 정리하여 대응 관계를 명료화할 수 있는 유용한 방법이다.⁴⁰ A를 제외한 7명은 대응 명료화 전략을 계획하여 목표 개념과 비유물의 대응 관계를 명료화하려고 하였으나 그 수준에 있어서는 차이가 있었다.

B는 질의·응답을 통해 비유물의 속성이 목표 개념의 어떤 속성에 대응되는지를 다룰 것이라고 하여 공유 속성의 대응 관계를 명확히 하려고 하였다. 그러나 대응 관계가 성립하는 이유는 ‘학생들이 직관적으로 이해할 수 있을 것이므로 다루지 않을 것’이라고 응답하여 명료화의 수준이 높지 않았다.

대응 명료화 전략을 계획한 7명 중 B를 제외한 6명(C, D, E, F, G, H)은 공유 속성의 대응 관계를 명확히 하는 과정뿐만 아니라 대응 관계가 성립하는 이유를 분석하는 과정을 수업 계획에 포함하여 명료화의 수준이 비교적 높았다. 이중 D와 F는 공유 속성의 대응 관계와 대응 관계가 성립하는 이유를 교사가 일방적으로 설명할 것이라고 하여 대응 명료화 전략을 교사 중심으로 계획하였다.

반면, 나머지 4명은 교사의 설명에 앞서 개별 활동지 작성(E, H)이나 조별토의(C, G)를 계획하여 학생들이 직접 대응 관계를 분석하는 활동을 계획하였다. 그러나 4명 모두 학생들의 활동 결과를 수업에 반영하지 않고 교사가 다시 대응 관계를 설명할 것이라고 하였다. 즉, 학생 중심의 대응 명료화 전략을 계획하였음에도 교사의 의도대로 대응 관계를 설명하려고 한다는 점에서는 교사가 일방적으로 대응 관계를 설명하는 D, F와 크게 다르지 않았다.

교사가 일방적으로 대응 관계를 설명하는 이유에 대해 예비교사들은 ‘대응 명료화 활동을 학생 중심으로 진행할 경우 대응 오류가 발생하거나 비공유 속성과 같은 비유가 갖는 한계를 깨닫게 되어 오히려 학생들이 혼란스러워할 수 있다’고 응답하였다.

대응 명료화 전략을 학생 중심으로 진행하는 것이 학생들에게 혼란을 가져올 수 있다는 의견은 대응 명료화 전략을 계획하지 않은 A의 경우에도 유사하였다. 즉, A는 대응 명료화 전략을 활용하지 않는 이유에 대해 ‘대응 관계를 명료화하는 과정에서 비공유 속성을 찾아내면 학생들이 오히려 혼란스러워할 수 있다’고 응답하였다.

대부분의 예비교사가 대응 명료화 전략을 계획하였으나 학생 중심의 대응 명료화 전략이 오히려 학생들에게 혼란을 가져올 수 있다고 인식하여 이를 교사가 주도할 것이라고 하였다. 따라서 예비교사 교육을 통해 비유 사용 수업에서 대응 명료화 전략이 갖는 의미뿐만 아니라 학생 중심으로 대응 명료화 전략을 진행할 수 있는 구체적인 방법을 안내할 필요가 있다. 또한, 학생 중심의 대응 명료화 전략이 학생들에게 혼란을 가져올 수 있다는 예비교사들의 인식은 학습 과정에서 학습자가 겪는 시행착오를 부정적 요소로 인식하여 사고 과정을 통제하려는 전통적 교수학습관에서 기인한 것이라고 볼 수 있으므로, 예비교사들의 구성주의적 교수학습관을 함양하기 위한 꾸준한 노력도 필요할 것이다.

비공유 속성의 활용: 예비교사 8명 중 5명(A, E, F, G, H)은 수업에서 비공유 속성을 다루지 않을 것이라고 하였고, 이 중 일부는 비공유 속성에 대해서 질문하는 학생이 있을 때만 따로 답을 해줄 것이라고 하였다. 비공유 속성을 다루지 않는 이유에 대해 예비교사들은 ‘목표 개념을 명확히 이해한 학생들에게는 비공유 속성을 다루는 것이 도움이 될 수 있으나 그렇지 않은 학생들에게는 인지적 부담이 가중되고, 오히려 혼란을 주거나 오개념이 발생할 수 있기 때문’이라고 응답하였다.

나머지 3명(B, C, D)은 비공유 속성을 다룰 것이라고 하였는데, 구체적인 방법에 있어서는 차이를 보였다. B는 수업에서 사용한 비유의 한계를 구체적으로 언급하는 것은 학습자에게 부정적인 감정을 심어줄 수 있으므로, 비유가 비공유 속성을 갖는다는 사실만 언급하고, 비공유 속성을 찾아보는 활동은 수업을 마치고 개별적으로 실시해보도록 할 것이라고 하여 비공유 속성을 제한적으로 다루려는 모습을 보였다.

반면, C와 D는 수업에서 비공유 속성을 구체적으로 다룰 것이라고 하였는데, C는 학생들 스스로 비유물과 목표 개념의 비공유 속성을 찾아보는 활동을 계획하였다. D는 수업에서 사용한 비유가 갖는 비공유 속성을 예로 들며 비유물과 목표 개념이 완벽히 일치하지는 않는다는 점을 설명할 것이라고 하였다. 또한, ‘학생들이 스스로 비공유 속성을 찾아보는 활동이 효과적이지만, 학생들의 수준에 따라 비공유 속성을 다루는 구체적인 방법은 달라질 수 있다’고 응답하였다.

비공유 속성을 공유 속성과 구분하여 명확히 인식하지 못할 경우, 비유물과 목표 개념을 동일시하여 오개념이 유발되는 등 비유의 사용이 오히려 과학 학습을 방해할 수 있다.⁴² 반면, 비공유 속성을 올바르게 인식하는 것은 목표 개념에 대한 심화된 이해와 다양한 사고력의 신장으로 이어질 수도 있다.^43,44 따라서 비유 사용 수업에서는 비공유 속성을 명확히 다루어 목표 개념에 대한 심화된 이해와 파지를 촉진하고, 비유물이 목표 개념을 완벽히 설명할 수 없다는 점을 이해시킬 필요가 있다. 그러나 많은 예비교사가 학습자의 혼란과 인지적 부담, 과학 학습에 대한 부정적인 반응 등을 우려하여 비공유 속성을 다루지 않겠다고 하였는데 이는 비유 사용 수업에서 비공유 속성을 간과했을 때 발생할 수 있는 부정적 측면에 대한 이해가 부족함을 의미한다고 할 수 있다. 따라서 비유 사용 수업에서 비공유 속성을 다루어야 하는 필요성을 강조하여 이에 대한 예비교사들의 이해도를 높일 필요가 있다.

다중 비유의 활용: 이 연구에 참여한 예비교사들 중 5명(D, E, F, G, H)은 다중 비유를 활용하지 않겠다고 계획하였는데, 이들 모두 다중 비유를 활용하는 것에 부정적인 견해를 갖고 있었다. 먼저 D, E, F는 ‘여러 비유를 사용하면 설명 체계가 많아져서 학생들이 혼란스러워할 것 같다’거나 ‘비유마다 비공유 속성이 다양하기 때문에 학생들에게 혼란을 줄 수 있다’고 응답하여 다중 비유의 사용이 학생들에게 혼란을 가져와 학습을 방해할 수 있다는 견해를 갖고 있었다.

또한 G와 H는 ‘한 개의 비유를 제대로 이해시키는 데도 많은 시간이 소요되는데 다중 비유를 활용하려면 시간이 너무 오래 걸린다’거나 ‘학생들의 이해를 돕기 위해 다른 비유를 제시하려고 해도 학생의 수가 많기 때문에 학생 개인에 맞게 적절한 비유를 제시하기 곤란할 것 같다’고 응답하는 등 교사의 부담이 가중될 것을 우려하여 다중 비유의 활용에 대해 부정적인 견해를 갖고 있었다.

나머지 3명(A, B, C)은 다중 비유를 활용한 수업을 계획하였다. 그런데, A와 B의 경우 단순히 수업의 정리 단계나 수업 종료 후에 수업에서 사용한 비유의 한계를 극복할 수 있는 비유를 학생들이 자발적으로 생성해보도록 할 것이라고 하여 다중 비유를 활용하기 위한 계획의 구체성과 체계성이 부족하였다.

그러나 C의 경우, 다중 비유를 제시한 후 각각의 비유가 갖는 한계점을 찾아보도록 하고 여러 비유의 장단점을 비교하는 활동을 계획하여 다중 비유의 활용 방식이 체계적이었다. 뿐만 아니라 ‘다중 비유를 사용함으로써 목표 개념을 완벽히 설명할 수 없다는 비유 자체의 본성을 학생들이 이해할 수 있고, 하나의 비유가 설명하지 못하는 점들도 설명할 수 있다’고 응답하여 다중 비유 자체에 대한 이해도도 높았다.

과학 수업에서 다중 비유의 활용은 여러 장점이 있지만 예비교사들이 우려한 바와 같이 일부 학생들에게는 인지적 부담이나 혼란을 가져올 수도 있다.⁴⁵ 그러나 예비교사들이 다중 비유의 긍정적 측면과 부정적 측면을 고르게 인식하지 못하고 부정적인 측면만을 인식하여 다중 비유를 활용하지 않을 것이라고 한 것은 바람직한 결과라고 보기 어렵다. 또한, 다중 비유를 활용하려 했던 예비교사들도 구체적인 방법 측면에서는 체계성이 부족하였다. 따라서 예비교사 교육을 통해 다중 비유의 필요성과 다중 비유가 갖는 장점을 안내할 필요가 있다. 또한 다중 비유를 실제 수업에 적용해보는 수업 시연이나 수업 사례 분석 등을 통해 다중 비유를 효과적으로 활용할 수 있는 구체적인 방법을 교육할 필요도 있다.

비유를 단순히 구두로 설명할 것이라고 한 G를 제외한 7명은 비유물이 표현하고 있는 상황을 설명하기 위해 그림이나 사진, 영상을 활용할 뿐만 아니라 상황을 직접 시연하려는 모습도 보였다. 즉, 대부분의 예비교사가 자신이 제시한 비유에 대한 학생들의 이해를 돕기 위해 다양한 자원을 활용하여 지원 자원의 측면에서 긍정적인 모습을 보였다.

물질의 세 가지 상태를 표현하기 위해 각각 나무 블록 쌓기 장난감(젠가)과 꽃가루를 입자에 대응한 비유를 선정한 B와 F는 비유물이 표현하고 있는 상황을 직접 시연할 것이라고 하였고, 이 방법이 ‘비유물의 상황에 대한 학생들의 이해를 높일 수 있다’고 응답하였다. 특히, B는 나무 블록 쌓기 장난감에 대한 학생들의 경험을 이끌어 내기 위한 방법을 고민하였고, ‘학생들이 직접 나무 블록 쌓기 장난감을 조작하도록 하면 가장 좋을 것 같다’는 의견을 제시하여 물리적 비유를 수업에서 활용하려는 모습도 보였다.

공연장의 객석에 앉아 있는 사람들을 입자에 대응한 비유를 선정한 D는 객석을 비추는 공연장의 영상을 보여줄 것이라고 하였는데, D는 ‘영상을 통해 학생들의 몰입과 흥미를 높일 수 있을 뿐 아니라 학생들의 경험 유무나 각자가 가진 경험의 차이로 인해 나타나는 개인차를 줄일 수 있다’고 응답하였다.

또한 A, C, E, H는 그림이나 사진을 활용할 것이라고 하였는데, C는 ‘학생들이 각자 비유물에 대해 갖는 생각이 다를 수 있으므로, 의도한 상황을 명확히 전달하기 위해 그림을 활용할 것’이라고 응답하였다. 즉, D와 마찬가지로 학생들이 비유물의 상황을 각자 다르게 이해하는 것을 방지하기 위하여 그림을 활용하고자 하였다.

일반적으로 일상의 경험에서 유래한 구체적인 비유가 학습에 효과적인 것으로 알려져 있다.²⁷ 그러나 비유물이 일상의 구체적인 경험에서 유래한 것이라도 교사와 학생이 혹은 학생 개인에 따라 서로 다른 경험을 떠올릴 수 있기 때문에 학생들이 교사의 의도대로 상황을 이해하지 못할 수 있다. 따라서 비유를 사용할 때 교사는 학생들의 체화된(embodied) 경험에 초점을 맞출 필요가 있다.⁴⁶ 즉, C와 D가 영상이나 그림과 같은 구체적인 표상을 활용하여 학생들의 간접 경험을 유도하고 자신의 의도와 다르게 상황을 이해하는 것을 방지하려고 한 것이나 B가 시연을 통해 학생들의 구체적인 경험을 이끌어내려고 한 것은 교사가 학생들의 체화된 경험에 초점을 맞추어야 한다는 맥락에서 긍정적인 결과라고 할 수 있다.

한편 C, E와 같이 그림을 활용할 것이라고 한 H는 온도에 따라 사람들 사이의 거리가 달라지는 모습으로 물질의 세 가지 상태를 표현할 것이라고 하였는데, ‘학생들이 그림을 통해서도 상황을 이해하지 못할 경우 일부 학생들이 직접 상황을 재연해 보도록 하겠다’고 응답하여 학생들의 수준에 따라 다양한 지원 자원을 활용하려는 모습을 보였다. 즉, H는 상황에 따라서 학생들의 적극적인 참여를 유발하여 비유 사용 수업의 효과를 높일 수 있는 역할놀이 비유도^6,47 활용할 수 있다고 하여 학생들의 이해를 돕기 위해 활용할 수 있는 다양한 지원 자원에 대한 이해도가 높았다.