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교육과정/의논/과학과
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상위 문서: 교육과정/의논
교육과정/의논 문서 중 과학과 관련 논의를 다루는 문서이다.
자연과학에서는 물리학, 화학, 생물학, 지구과학, 천문학은 그 학술적 역사와 연구 성과의 비율이 각각 20%씩 균등한 지분을 차지하고 있지 않다. 지분을 차치하더라도 세계적인 시류는 기초 과학의 중추로 묶이는 물리학, 화학을 절대로 홀대하지 않는다. 그러나 이 두 과목의 선호도가 매우 난처한데, 2019학년도 기준 대한민국 수능 물리Ⅰ과 화학Ⅰ의 선택률은 각각 24%, 36%에 불과하며, 물리Ⅱ와 화학Ⅱ의 선택률은 1%대[1] 이다. 반대로 지구과학은 세계적으로 외면당하다시피 하는 과목인데 지구과학Ⅰ은 선택률이 68%로 거의 70%에 달한다.
첫째. 지구과학이 '물리학', '화학', '생명 과학'과 '주요' 카테고리에서 동등하게 다루기엔 문제가 있어보인다는 지적은 꾸준히 제기되어 왔다. 실제로 물리학, 화학, 생명 과학 3가지 대분류에 지구과학을 추가하여 운용하는 교육과정은 대한민국과 일본밖에 찾아볼 수 없다.[2] 그마저 이 교육학적 분류는 일본에서 넘어온 것을 그대로 우리가 받아들인 것이다. 즉 엄밀히 따지면 일제의 잔재라는 소리다. 일본의 경우 지형 특성상 지진이 자주 발생하고, 해양학적 지리 특성상도 판의 경계와 맞닿아 있어서 충분히 납득이 가는 결정이다. 하지만 한국은 일본과 다르다. 한국에서도 지진이 간혹 발생하긴 하나 큰 피해를 몰고 온 적은 딱히 없다. 합당성이 다소 떨어진다는 것이다.
둘째. 위 표에 제시했듯이 대한민국, 일본 외에 다른 나라 입시에서는 아예 지구과학을 채택조차 하지 않는다. 일본의 경우, 자국민들이 경각심을 가지게 하려고 입시에 지구과학을 넣었으나 정작 입시에서의 선택률이 0.5%로 저조하다. 반면에 한국은 그보다 훨씬 덜 합리적인 데도 입시에서 지구과학Ⅰ 선택률이 압도적인 1위를 차지하고 있다. 미국 대입 시험인 SAT Ⅱ나 중국 대입 시험인 까오카오의 경우 물리, 화학, 생물은 있어도 지구과학은 없다. 중국과 미국 외에도 교육 강국이자 국가 경쟁률 1위, 2위를 차지한 싱가포르, 홍콩[국가경쟁력][QS세계대학랭킹] 에서는 지구과학을 입시 과목으로 채택하지 않는다. 심지어 북한은 지리 과목에서 지구과학에 해당하는 내용을 배운다.
선택 과목 응시제는 다시 말해 무언가는 선택되고 무언가는 버려지게 된다는 것이다. 일단 미국은 한국의 과학Ⅱ보다 높은 수준에 해당하는 AP시험에서 물리학과 화학 선택률이 높은 편에 속한다. 이렇게 타 주요국에서는 물리와 화학을 소홀히 하지 않고, 지구과학을 거의 없다시피하거나 아예 선택률이 바닥을 밑돈다. 반대로 한국 입시에서 거의 평균 이하를 밑돌게 된 과목은 유감스럽게도 대학수학(修學) 운용성, 자연과학 내 학문 입지가 매우 높은 '물리', '화학'이라는 것이다.
셋째. 이렇게 한국에서만 유독 지구과학을 '물리학', '화학', '생물학'과 입시에서의 비중을 동등하게 놓는 바람에 지구과학Ⅱ 교과는 물리학, 화학, 생물학만큼의 분량을 뽑아내기 위해 지나치게 심화시켰다는 걸 알 수 있다.[10] 지구과학Ⅱ 내용은 외국 중등교육에선 전혀 다루지도 않고 있으며, 대학 학부에서도 꽤나 높은 수준에 속한다.[11] 교육과학기술부 산하에 있는 카이스트에서도 물리학부, 화학부, 생물학부는 있어도 지구과학부는 없다. 7급 공무원 시험에서도 물리학개론, 화학개론, 생물학개론은 있어도 지구과학개론이라는 과목은 없다. 즉, 한국에서 이렇게 주요하게 다루지만 정작 그 한국에서도조차 고등학교를 벗어나면 쓰임새가 거의 없는 과목이라는 것이다.
국내 교수들도 이것을 한국 특유의 독자 진화 현상이라고 파악했는지 2009 개정 교육과정 교과 편제에서 아예 지구과학Ⅱ 과목을 없애버리고 '기술·가정'과 함께 같은 교과군으로 분류하려던 시도가 있었다. 실제로도 지구과학 과목 운용 방식이 귀에 걸면 귀걸이, 코에 걸면 코걸이 식이라는 걸 알 수 있다. 아래는 2011학년도 대학수학능력시험 문제이다.
놀랍게도 위의 문항들 중 지구과학 시험지 문항은 한 문항도 없다. 전 문항이 2011 수능 당시 치러졌던 직업탐구 영역의 '해양 일반'이라는 선택과목 문항들이다. 얼핏 보면 지구과학Ⅰ, 지구과학Ⅱ의 해양학 및 기상학 파트와 별 차이가 없다. 게다가 당시 과학탐구 영역이 현재와 비교할 수 없을 정도로 쉽게 출제되었다는 점을 고려한다면 이 시험지는 거의 과학탐구 영역과 다를 게 없다. 교수들이 지구과학을 '기술·가정'과 같이 묶으려던 시도가 왜 있었는지 납득이 가는 대목이다. 그렇다고 지구과학이 직업탐구에 적합하다고 주장하는 것은 아니다. 엄연히 지구과학은 자연과학에 들어간다. 그러나 여기서 짚고 가야 하는 점은 이 내용들이 물화생에 비해 상당히 전문적이고 대학에서의 운용이 마이너하다는 것을 방증한다.
넷째. 천문학 파트를 지구과학에 편입시키는 것이 과연 합당하냐는 것이다. (중복이 불가피하므로 해당 내용은 좀 더 관련이 깊은 '교과 명칭 변경' 관련 문단에서 다룬다.)
학교마다 실험실 장비가 천차만별이고, 이러한 기구조차 갖추지 않고 프레젠테이션 수업만 학교들이 넘쳐나고 있다. 또 실험 시간에 배우라고 놓은 교과서를 실험이라는 정체성이 없이 그저 필기 시험 과목화되어 돌아가고 있다. (자세한 것은 과학탐구실험 논란 문단 참조).
차라리 비싼 실험 기구들을 갖춘 과학 실험실을 지역구(혹은 시 단위)마다 대표로 설치하여 이를 공용으로 운영하는 것이 나을 것이다. 각 학교에서 예약 시간을 정해두고 견학하는 형식으로 이루어지는 것이 예산도 절감하고 더 효율적일 것이라는 관측이다.
기존의 물리학, 화학, 생명과학, 지구과학 등의 과학 과목의 주된 래퍼토리 중 하나가 있는데, 바로 이론을 설명한 뒤 곧바로 기술, 공학, 실생활 등에 응용되는 사례를 저술한다. 예를 들어, 물리학의 '전자기 유도, 색채 인식, 스피커, 반도체, 색체 인식, 회로이론, 현미경' 등 같은 내용들, 화학의 '불의 이용, 콜로이드 용액, 의약품, 철의 제련, 탄소화합물과 탄소나노튜브' 등, 생명과학의 'PCR, 생명공학' 같은 내용들이 그러하다. 그렇기 때문에 사실상 물리학과 화학이 기술·가정이라는 별명에서 여전히 벗어나지 못하는 이유도 이 때문이다. 특히 물리학은 '할리데이의 일반물리학'을 따라하려는 풍습이 있는데, 할리데이 일반물리학은 기술, 공학 개념이 다수 포함되어있다는 특징이 있다.
그러나 과학과에서 순수성을 다소 벗어난 기술 및 공학 교육을 강화하여 얼마든지 학제간 연계를 유도할 수 있는 것들이다. 이는 실험 교과목의 설치로 어느 정도 기대했으나 현실적으로는 전혀 실효성이 없는 교양 잡지 수준으로 전락하였다. 그리고 줄였는 줄만 알았던 기술 내용은 모조리 통합과학에 계륵 마냥 박아놓았다. 이 문제점은 2015 개정 교육과정으로 넘어오면서 지구과학만이 자유로워졌다. 지구과학Ⅰ은 기존 환경 오염, 잡지식 관련 내용을 모조리 삭제시킨 바가 있다. 물론 지구과학 자체가 물, 화, 생의 거시적 관점의 학문이기 때문에 그런 것도 있다.
결론적으로 순도성이 100%에 가까운 자연과학 내용들만 일반 교과로 구성하고, 그 외에 순도성이 다소 낮은 응용/실생활 내용들을 따로 실생활 부교재(부속 교과서)를 신설하여, 그것을 일반 교과서와 함께 보면서 진도를 맞추는 것이 나을 것이라는 얘기이다. 현행에서는 이것들 한꺼번에 하려다 보니, 아무리 교과서에서 '원리 후 실생활'을 짚어줘도, 대다수 학생들은 원리에만 관심 있을 뿐, 실생활엔 전혀 흥미를 느끼지 못 해 한다. 또는 그 구분 자체를 아예 모르는 것일 수도 간과할 수 없다.
지금의 중등교육 지구과학(교과)는 지구과학과 천문학이 합쳐서 구성되어있다. 대다수가 천문학을 지구과학에 편입시킨 것으로 오해하는데, 실상은 물리, 화학, 생물학 세 교과에 비해 상대적으로 마이너한 두 과목을 불가피하게 합친 것이다. 여기서 '지구과학·천문학'이 아닌 '지구과학' 단일 타이틀로 결정나게 되었고, 당시 천문학계에서 이 같은 결정에 반대가 많았다고 한다.
이러한 병합 방식에 문제점이 있다면, 외국 학술과의 호환이 어렵게 된다는 점이다. 대학에서 교환학생들에게 한국 지구과학 시간에 '천문학'를 배운다고 하면 이해하지 못한다. 이는 천문학의 학문적 특성을 고려하면 지구과학은 더욱 아니며, 굳이 편입시킨다면 '물리학'으로 흡수하는 게 마땅하기 때문에 발생하는 애로사항이다.
여담으로 '천문학<지구과학' 하에 돌아가고 있는 한국 교육과정은 세계적인 시류와 벗어나있다. 해외 주요 과학 저술 논문지들을 보면 지구과학보단 천문학의 입지(그 중에서도 천체물리학)가 더 높은 편이다. 이 천문학마저도 화학, 생물학에 비하면 입지가 매우 좁은 편에 속한다. 물리학은 뭐 비교 대상도 못 되고... 설령 타 주요국 교육과정에서 지구과학과 천문학을 분리했어도 천문학에 더 무게를 두지 지구과학에 더 무게를 두지 않는다는 것이다.
이에 대한 해결 방안으로는 명칭을 지구·천문 같이 변경하던지, 현재 존재하는 지구과학 I,II에서 천문학을 삭제하고, I,II를 통폐합해 '지구과학' 한 교과로 구성한 뒤 기존 지구과학 교과서에 있던 내용으로 '천문학' 교과를 구성하는 방안을 고려할 수 있다.[12] 이렇게 할 시 예상되는 문제점은 지리, 대기/해양 파트의 분량은 천문학 파트의 두 배가량 된다는 것. 같은 교과서로 구성할 시 상당한 분량 차를 만들어낼 것이다. [13]
자세한 내용은 통합과학 참조.
비판거리가 많은 통합과학(문서 참조)을 폐지한 뒤, 과학 Ⅰ (물리학 Ⅰ, 화학 Ⅰ, 생명과학 Ⅰ, 지구과학 Ⅰ)을 통폐합하여 한 교과서(가칭 '기초 과학' )로 구성한다. 이를 3학기 분량으로 구성하거나, 아니면 실효성 없는 '과학탐구실험' 과목을 폐지하여 2학기 분량으로 개설할 수도 있다.
그리고 기존의 과학 Ⅱ 과정에 붙은 로마 숫자 Ⅱ를 제거하여 각각 물리학, 화학, 생명과학, 지구과학, 천문학(위의 지구과학 독립론 참조) 등으로 개칭하여 2학년 2학기 ~ 3학년 1학기에 걸쳐 선택하여 이수할 수 있도록 독려할 수 있겠다.
참고로 통합된 과목은 기존의 Ⅰ 과목 수준을 그대로 이어가야 하는 것이 포인트다. 이를 악용하는 방식은 바람직하지 않다. 애초에 이 방법은 현재 국가수준교육과정의 '기초'라는 기준이 지나치게 수준낮아졌다는 악평과 비판거리를 잠재울 수 있는 데 그 목적이 있다.
그리고 과학 Ⅰ, Ⅱ 구분을 폐지하려는 편성 구조는 2015 개정 교육과정 때 거의 잠정 확정 됐다가 뒤늦게 엎어져버린 사실까지 드러났다.
이후 2022 개정 교육과정 개편안에서 이 안을 받아들여 I, II과목을 폐지하고 물/화/생/지 4개 교과로 만들겠다는 총론 주요사항이 발표되었으나 또 대량의 내용이 탈락한 것으로 드러나 많은 비난을 받고 있다.
위의 의견들을 바탕으로 현재 교과의 내용들을 재구성한 문단이다.
현재 통합과학은 해당 문서에 나와있듯 매우 비판점이 많고, 학문의 기초를 다지는 데 도움이 되지 않는다는 의견이 많다. 이는 통합과학을 무려 1년 분량의 '얼개용 교과'로 맞추고, 진입장벽을 낮추는 데만 혈안이 되어 전혀 효용성을 띄지 못하기 때문으로, 이 점을 인식했는지 교육부는 2022 개정 교육과정에서 1학기에는 '얼개용 주제'로, 2학기에는 '기초 주제'로 구성함으로서 이를 개선하고자 하였지만, 교과의 자세한 내용은 2021년 12월 기준 밝혀진 바가 없다. 아래 내용은 이를 더욱 심화해 2학기 분량의 기초 주제로 구성한 것으로, 이를 통해 비정상적으로 줄어든 물리학의 교과 내용을 복구하고, 2학년 교과의 학습을 더 원활히 하고자 안을 구성하였다.
2015 개정 교육과정 기준 I과목에 존재하는 내용은 별다른 표시를 하지 않았으며[14] , II과목이나 고등학교 교과 외에 존재하는 내용은 파란색 표시하였다.
<물리학>
<화학>
<생명과학>
생명과학의 경우 교과의 분량이 방대하기 때문에 그 중 복잡하거나 지엽적인 내용을 제거하고 교육한다.
<지구과학>
위의 비판점들대로 지구과학과 천문학을 분리시켰을 때의 교과 구성 개편안이다. 이에 따라 기존의 지구과학1/2를 분리하여 구성하지 않았으며, 현재 지구과학 1에 존재하는 내용은 검정색, 지구과학 2에 존재하는 내용은 초록색, 고급 지구과학 및 추가되는 내용들은 파란색으로 표시하였다.
지구과학: 지질학은 지구과학1의 내용을 기반으로 지구과학2의 내용을 이용해 개념적으로 소폭 심화시킨 형태로 구성하였고, 대기/해양학은 지구과학2의 정량적 개념을 바탕으로 지구과학1의 현상을 설명하도록 구성하였다.
총 소단원의 개수는 30개로, 지구과학I보다 약간 분량이 많고 지구과학II보다는 분량이 적다.
I. 지권의 형성과 변동
II. 지구의 역사
III. 해양의 변화
IV. 대기의 운동
천문학 : 지구과학1,지구과학2, 고급 지구과학의 3단원에 들어있는 내용들을 유기적으로 구성하였다.
I. 별의 관측
II. 별의 특성과 물리량
III. 행성의 운동
IV. 은하와 우주의 팽창
1. 개요[편집]
교육과정/의논 문서 중 과학과 관련 논의를 다루는 문서이다.
2. '물리학' · '화학' 강화, '지구과학' 잠식 필요[편집]
자연과학에서는 물리학, 화학, 생물학, 지구과학, 천문학은 그 학술적 역사와 연구 성과의 비율이 각각 20%씩 균등한 지분을 차지하고 있지 않다. 지분을 차치하더라도 세계적인 시류는 기초 과학의 중추로 묶이는 물리학, 화학을 절대로 홀대하지 않는다. 그러나 이 두 과목의 선호도가 매우 난처한데, 2019학년도 기준 대한민국 수능 물리Ⅰ과 화학Ⅰ의 선택률은 각각 24%, 36%에 불과하며, 물리Ⅱ와 화학Ⅱ의 선택률은 1%대[1] 이다. 반대로 지구과학은 세계적으로 외면당하다시피 하는 과목인데 지구과학Ⅰ은 선택률이 68%로 거의 70%에 달한다.
- [단독] 고교물리도 모르는 공대생…서울대 `물리학 열등반` 보충수업 (물리Ⅰ 수준조차도…)
- 기초 과목에 쩔쩔매는 연세대생 인터뷰 "물리Ⅱ 안 해서 고생"
- [경쟁력 원천 수학·과학 뿌리째 흔들] "가뜩이나 덜 배우고 와 골치"...'수학·물리 보충수업'하는 대학
- 수학을 알지 못하는 이과생(수알못), 물리를 알지 못하는 이과생(물알못) 키우는 수능 개편안(중앙일보) '대학 교수들, 요즘 강의실 고등학교 교실인지 헷갈려'
- <2022 수능개편안 연속기고> 수학과학 교육 외면...우리 미래는 지속가능한가?
- 경쟁력 원천 수학·과학 뿌리째 흔들, 美·中은 기초과학 키우는데...韓은 하향 평준화
- 2014학년도 대학수학능력시험부터 탐구영역 과목 선택 상한선이 2개로 축소가 원인
2.1. 한국에서만 특수 진화된 '지구과학'[편집]
첫째. 지구과학이 '물리학', '화학', '생명 과학'과 '주요' 카테고리에서 동등하게 다루기엔 문제가 있어보인다는 지적은 꾸준히 제기되어 왔다. 실제로 물리학, 화학, 생명 과학 3가지 대분류에 지구과학을 추가하여 운용하는 교육과정은 대한민국과 일본밖에 찾아볼 수 없다.[2] 그마저 이 교육학적 분류는 일본에서 넘어온 것을 그대로 우리가 받아들인 것이다. 즉 엄밀히 따지면 일제의 잔재라는 소리다. 일본의 경우 지형 특성상 지진이 자주 발생하고, 해양학적 지리 특성상도 판의 경계와 맞닿아 있어서 충분히 납득이 가는 결정이다. 하지만 한국은 일본과 다르다. 한국에서도 지진이 간혹 발생하긴 하나 큰 피해를 몰고 온 적은 딱히 없다. 합당성이 다소 떨어진다는 것이다.
둘째. 위 표에 제시했듯이 대한민국, 일본 외에 다른 나라 입시에서는 아예 지구과학을 채택조차 하지 않는다. 일본의 경우, 자국민들이 경각심을 가지게 하려고 입시에 지구과학을 넣었으나 정작 입시에서의 선택률이 0.5%로 저조하다. 반면에 한국은 그보다 훨씬 덜 합리적인 데도 입시에서 지구과학Ⅰ 선택률이 압도적인 1위를 차지하고 있다. 미국 대입 시험인 SAT Ⅱ나 중국 대입 시험인 까오카오의 경우 물리, 화학, 생물은 있어도 지구과학은 없다. 중국과 미국 외에도 교육 강국이자 국가 경쟁률 1위, 2위를 차지한 싱가포르, 홍콩[국가경쟁력][QS세계대학랭킹] 에서는 지구과학을 입시 과목으로 채택하지 않는다. 심지어 북한은 지리 과목에서 지구과학에 해당하는 내용을 배운다.
선택 과목 응시제는 다시 말해 무언가는 선택되고 무언가는 버려지게 된다는 것이다. 일단 미국은 한국의 과학Ⅱ보다 높은 수준에 해당하는 AP시험에서 물리학과 화학 선택률이 높은 편에 속한다. 이렇게 타 주요국에서는 물리와 화학을 소홀히 하지 않고, 지구과학을 거의 없다시피하거나 아예 선택률이 바닥을 밑돈다. 반대로 한국 입시에서 거의 평균 이하를 밑돌게 된 과목은 유감스럽게도 대학수학(修學) 운용성, 자연과학 내 학문 입지가 매우 높은 '물리', '화학'이라는 것이다.
셋째. 이렇게 한국에서만 유독 지구과학을 '물리학', '화학', '생물학'과 입시에서의 비중을 동등하게 놓는 바람에 지구과학Ⅱ 교과는 물리학, 화학, 생물학만큼의 분량을 뽑아내기 위해 지나치게 심화시켰다는 걸 알 수 있다.[10] 지구과학Ⅱ 내용은 외국 중등교육에선 전혀 다루지도 않고 있으며, 대학 학부에서도 꽤나 높은 수준에 속한다.[11] 교육과학기술부 산하에 있는 카이스트에서도 물리학부, 화학부, 생물학부는 있어도 지구과학부는 없다. 7급 공무원 시험에서도 물리학개론, 화학개론, 생물학개론은 있어도 지구과학개론이라는 과목은 없다. 즉, 한국에서 이렇게 주요하게 다루지만 정작 그 한국에서도조차 고등학교를 벗어나면 쓰임새가 거의 없는 과목이라는 것이다.
국내 교수들도 이것을 한국 특유의 독자 진화 현상이라고 파악했는지 2009 개정 교육과정 교과 편제에서 아예 지구과학Ⅱ 과목을 없애버리고 '기술·가정'과 함께 같은 교과군으로 분류하려던 시도가 있었다. 실제로도 지구과학 과목 운용 방식이 귀에 걸면 귀걸이, 코에 걸면 코걸이 식이라는 걸 알 수 있다. 아래는 2011학년도 대학수학능력시험 문제이다.
놀랍게도 위의 문항들 중 지구과학 시험지 문항은 한 문항도 없다. 전 문항이 2011 수능 당시 치러졌던 직업탐구 영역의 '해양 일반'이라는 선택과목 문항들이다. 얼핏 보면 지구과학Ⅰ, 지구과학Ⅱ의 해양학 및 기상학 파트와 별 차이가 없다. 게다가 당시 과학탐구 영역이 현재와 비교할 수 없을 정도로 쉽게 출제되었다는 점을 고려한다면 이 시험지는 거의 과학탐구 영역과 다를 게 없다. 교수들이 지구과학을 '기술·가정'과 같이 묶으려던 시도가 왜 있었는지 납득이 가는 대목이다. 그렇다고 지구과학이 직업탐구에 적합하다고 주장하는 것은 아니다. 엄연히 지구과학은 자연과학에 들어간다. 그러나 여기서 짚고 가야 하는 점은 이 내용들이 물화생에 비해 상당히 전문적이고 대학에서의 운용이 마이너하다는 것을 방증한다.
넷째. 천문학 파트를 지구과학에 편입시키는 것이 과연 합당하냐는 것이다. (중복이 불가피하므로 해당 내용은 좀 더 관련이 깊은 '교과 명칭 변경' 관련 문단에서 다룬다.)
3. 개편 제시안[편집]
3.1. 지역 단위 실험실 설치 및 공유[편집]
학교마다 실험실 장비가 천차만별이고, 이러한 기구조차 갖추지 않고 프레젠테이션 수업만 학교들이 넘쳐나고 있다. 또 실험 시간에 배우라고 놓은 교과서를 실험이라는 정체성이 없이 그저 필기 시험 과목화되어 돌아가고 있다. (자세한 것은 과학탐구실험 논란 문단 참조).
차라리 비싼 실험 기구들을 갖춘 과학 실험실을 지역구(혹은 시 단위)마다 대표로 설치하여 이를 공용으로 운영하는 것이 나을 것이다. 각 학교에서 예약 시간을 정해두고 견학하는 형식으로 이루어지는 것이 예산도 절감하고 더 효율적일 것이라는 관측이다.
3.2. 교과서에서 이론과 실생활(기술) 내용 분리[편집]
기존의 물리학, 화학, 생명과학, 지구과학 등의 과학 과목의 주된 래퍼토리 중 하나가 있는데, 바로 이론을 설명한 뒤 곧바로 기술, 공학, 실생활 등에 응용되는 사례를 저술한다. 예를 들어, 물리학의 '전자기 유도, 색채 인식, 스피커, 반도체, 색체 인식, 회로이론, 현미경' 등 같은 내용들, 화학의 '불의 이용, 콜로이드 용액, 의약품, 철의 제련, 탄소화합물과 탄소나노튜브' 등, 생명과학의 'PCR, 생명공학' 같은 내용들이 그러하다. 그렇기 때문에 사실상 물리학과 화학이 기술·가정이라는 별명에서 여전히 벗어나지 못하는 이유도 이 때문이다. 특히 물리학은 '할리데이의 일반물리학'을 따라하려는 풍습이 있는데, 할리데이 일반물리학은 기술, 공학 개념이 다수 포함되어있다는 특징이 있다.
그러나 과학과에서 순수성을 다소 벗어난 기술 및 공학 교육을 강화하여 얼마든지 학제간 연계를 유도할 수 있는 것들이다. 이는 실험 교과목의 설치로 어느 정도 기대했으나 현실적으로는 전혀 실효성이 없는 교양 잡지 수준으로 전락하였다. 그리고 줄였는 줄만 알았던 기술 내용은 모조리 통합과학에 계륵 마냥 박아놓았다. 이 문제점은 2015 개정 교육과정으로 넘어오면서 지구과학만이 자유로워졌다. 지구과학Ⅰ은 기존 환경 오염, 잡지식 관련 내용을 모조리 삭제시킨 바가 있다. 물론 지구과학 자체가 물, 화, 생의 거시적 관점의 학문이기 때문에 그런 것도 있다.
결론적으로 순도성이 100%에 가까운 자연과학 내용들만 일반 교과로 구성하고, 그 외에 순도성이 다소 낮은 응용/실생활 내용들을 따로 실생활 부교재(부속 교과서)를 신설하여, 그것을 일반 교과서와 함께 보면서 진도를 맞추는 것이 나을 것이라는 얘기이다. 현행에서는 이것들 한꺼번에 하려다 보니, 아무리 교과서에서 '원리 후 실생활'을 짚어줘도, 대다수 학생들은 원리에만 관심 있을 뿐, 실생활엔 전혀 흥미를 느끼지 못 해 한다. 또는 그 구분 자체를 아예 모르는 것일 수도 간과할 수 없다.
3.3. '지구과학'에서 '천문학' 분리[편집]
지금의 중등교육 지구과학(교과)는 지구과학과 천문학이 합쳐서 구성되어있다. 대다수가 천문학을 지구과학에 편입시킨 것으로 오해하는데, 실상은 물리, 화학, 생물학 세 교과에 비해 상대적으로 마이너한 두 과목을 불가피하게 합친 것이다. 여기서 '지구과학·천문학'이 아닌 '지구과학' 단일 타이틀로 결정나게 되었고, 당시 천문학계에서 이 같은 결정에 반대가 많았다고 한다.
이러한 병합 방식에 문제점이 있다면, 외국 학술과의 호환이 어렵게 된다는 점이다. 대학에서 교환학생들에게 한국 지구과학 시간에 '천문학'를 배운다고 하면 이해하지 못한다. 이는 천문학의 학문적 특성을 고려하면 지구과학은 더욱 아니며, 굳이 편입시킨다면 '물리학'으로 흡수하는 게 마땅하기 때문에 발생하는 애로사항이다.
여담으로 '천문학<지구과학' 하에 돌아가고 있는 한국 교육과정은 세계적인 시류와 벗어나있다. 해외 주요 과학 저술 논문지들을 보면 지구과학보단 천문학의 입지(그 중에서도 천체물리학)가 더 높은 편이다. 이 천문학마저도 화학, 생물학에 비하면 입지가 매우 좁은 편에 속한다. 물리학은 뭐 비교 대상도 못 되고... 설령 타 주요국 교육과정에서 지구과학과 천문학을 분리했어도 천문학에 더 무게를 두지 지구과학에 더 무게를 두지 않는다는 것이다.
이에 대한 해결 방안으로는 명칭을 지구·천문 같이 변경하던지, 현재 존재하는 지구과학 I,II에서 천문학을 삭제하고, I,II를 통폐합해 '지구과학' 한 교과로 구성한 뒤 기존 지구과학 교과서에 있던 내용으로 '천문학' 교과를 구성하는 방안을 고려할 수 있다.[12] 이렇게 할 시 예상되는 문제점은 지리, 대기/해양 파트의 분량은 천문학 파트의 두 배가량 된다는 것. 같은 교과서로 구성할 시 상당한 분량 차를 만들어낼 것이다. [13]
3.4. 교과 개설 관련[편집]
3.4.1. 실효성 없는 통합과학 교과[편집]
자세한 내용은 통합과학 참조.
3.4.2. 과학 Ⅰ 공통과목화, 과학 Ⅱ 선택과목화[편집]
비판거리가 많은 통합과학(문서 참조)을 폐지한 뒤, 과학 Ⅰ (물리학 Ⅰ, 화학 Ⅰ, 생명과학 Ⅰ, 지구과학 Ⅰ)을 통폐합하여 한 교과서(가칭 '기초 과학' )로 구성한다. 이를 3학기 분량으로 구성하거나, 아니면 실효성 없는 '과학탐구실험' 과목을 폐지하여 2학기 분량으로 개설할 수도 있다.
그리고 기존의 과학 Ⅱ 과정에 붙은 로마 숫자 Ⅱ를 제거하여 각각 물리학, 화학, 생명과학, 지구과학, 천문학(위의 지구과학 독립론 참조) 등으로 개칭하여 2학년 2학기 ~ 3학년 1학기에 걸쳐 선택하여 이수할 수 있도록 독려할 수 있겠다.
참고로 통합된 과목은 기존의 Ⅰ 과목 수준을 그대로 이어가야 하는 것이 포인트다. 이를 악용하는 방식은 바람직하지 않다. 애초에 이 방법은 현재 국가수준교육과정의 '기초'라는 기준이 지나치게 수준낮아졌다는 악평과 비판거리를 잠재울 수 있는 데 그 목적이 있다.
그리고 과학 Ⅰ, Ⅱ 구분을 폐지하려는 편성 구조는 2015 개정 교육과정 때 거의 잠정 확정 됐다가 뒤늦게 엎어져버린 사실까지 드러났다.
“원래 2015 개정 교육과정에서 과학 교과는 현재와 같은 Ⅰ·Ⅱ 체제에서 벗어나려고 했어요. 그래서 개정 교육과정 편제표를 작성할 때 Ⅰ·Ⅱ를 통합해 물리학 화학 생명과학 지구과학 이수 단위를 10단위로 제안했는데, 최종 단계에서 기존과 같은 체계로 변했더라고요. 그러다 보니 학생들이 선택할수 있는 과목이 기존과 별로 달라지지 않았어요. 더 큰 문제는 2015 개정 교육과정의 선택 과목 구성이나 구분, 단위 수를 결정하는 편제표를 작성했던 2013년에는 고교학점제나 학생 선택형 교육과정이 이렇게 본격화될 줄 예상하지 못했다는 거예요.”
곽영순 교수, 교육전문주간지 내일교육, 민경순 리포터
이후 2022 개정 교육과정 개편안에서 이 안을 받아들여 I, II과목을 폐지하고 물/화/생/지 4개 교과로 만들겠다는 총론 주요사항이 발표되었으나 또 대량의 내용이 탈락한 것으로 드러나 많은 비난을 받고 있다.
3.5. 교과 내용 조정 관련[편집]
4. 교과 개편안[편집]
위의 의견들을 바탕으로 현재 교과의 내용들을 재구성한 문단이다.
4.1. 통합과학 개편안[편집]
현재 통합과학은 해당 문서에 나와있듯 매우 비판점이 많고, 학문의 기초를 다지는 데 도움이 되지 않는다는 의견이 많다. 이는 통합과학을 무려 1년 분량의 '얼개용 교과'로 맞추고, 진입장벽을 낮추는 데만 혈안이 되어 전혀 효용성을 띄지 못하기 때문으로, 이 점을 인식했는지 교육부는 2022 개정 교육과정에서 1학기에는 '얼개용 주제'로, 2학기에는 '기초 주제'로 구성함으로서 이를 개선하고자 하였지만, 교과의 자세한 내용은 2021년 12월 기준 밝혀진 바가 없다. 아래 내용은 이를 더욱 심화해 2학기 분량의 기초 주제로 구성한 것으로, 이를 통해 비정상적으로 줄어든 물리학의 교과 내용을 복구하고, 2학년 교과의 학습을 더 원활히 하고자 안을 구성하였다.
2015 개정 교육과정 기준 I과목에 존재하는 내용은 별다른 표시를 하지 않았으며[14] , II과목이나 고등학교 교과 외에 존재하는 내용은 파란색 표시하였다.
<물리학>
- 물리학의 단위, 차원, 차원분석
- 여러 가지 운동
- 뉴턴 운동 법칙[15]
- 운동량과 충격량
- 열역학 제 0법칙, 제1법칙, 제2법칙[16]
- 원자와 전기력[17]
- 원자의 스펙트럼
- 전자기 유도[18]
- 파동의 반사와 굴절[19]
- 전자기파
<화학>
<생명과학>
생명과학의 경우 교과의 분량이 방대하기 때문에 그 중 복잡하거나 지엽적인 내용을 제거하고 교육한다.
<지구과학>
4.2. 지구과학/천문학 분리 개편안[편집]
위의 비판점들대로 지구과학과 천문학을 분리시켰을 때의 교과 구성 개편안이다. 이에 따라 기존의 지구과학1/2를 분리하여 구성하지 않았으며, 현재 지구과학 1에 존재하는 내용은 검정색, 지구과학 2에 존재하는 내용은 초록색, 고급 지구과학 및 추가되는 내용들은 파란색으로 표시하였다.
지구과학: 지질학은 지구과학1의 내용을 기반으로 지구과학2의 내용을 이용해 개념적으로 소폭 심화시킨 형태로 구성하였고, 대기/해양학은 지구과학2의 정량적 개념을 바탕으로 지구과학1의 현상을 설명하도록 구성하였다.
총 소단원의 개수는 30개로, 지구과학I보다 약간 분량이 많고 지구과학II보다는 분량이 적다.
I. 지권의 형성과 변동
- 지구의 탄생과 진화
- 판 구조론
- 대륙 분포의 변화(고지자기)
- 맨틀 대류와 플룸 구조론[29]
- 화성암
- 지구 내부 탐사와 지진파
- 지구의 중력장과 자기 3요소
II. 지구의 역사
III. 해양의 변화
- 정역학 평형과 에크만 수송
- 해수의 성질(온도, 염분, 밀도, T-S도)
- 해수의 심층 순환
- 전향력
- 대기 대순환[31] (해수의 표층 순환)
- 해파의 작용
- 기조력
IV. 대기의 운동
- 기압 경도력
- 기압과 날씨 변화(온대 저기압, 전선, 일기 기호 등)
- 단열 변화와 대기 안정도
- 푄 현상과 보라 현상
- 태풍과 날씨
- 지균풍과 경도풍
- 편서풍 파동과 제트류
- 엘니뇨와 라니냐
- 지구의 기후 변화
천문학 : 지구과학1,지구과학2, 고급 지구과학의 3단원에 들어있는 내용들을 유기적으로 구성하였다.
I. 별의 관측
- 지평좌표계와 적도좌표계
- 천체의 남중고도
- 우주과학에서 시간의 의미[32]
- 천체망원경의 구분과 특성
II. 별의 특성과 물리량
- 별의 물리량(표면 온도, 광도, 크기)
- H-R도
- 별의 진화 과정 + 맥동변광성과 폭발변광성
- 신성과 초신성, 별 폭발시의 핵융합 반응
- 별의 에너지원과 내부 구조
- 천체의 거리와 연주 시차 + 복사플럭스, 대기소광
- 세페이드 변광성과 C-M도 + 맥동주기와 광도 관계를 이용한 거리 추정법
- 연주시차법과 분광시차법
- 외계 행성계 탐사
- 외계 생명체 탐사
III. 행성의 운동
- 행성의 구분 (궤도위치와 물리적 성질)
- 행성의 겉보기 운동(최대이각, 충, 구, 합 등)
- 우주관의 변천 과정 + 태양계의 기원설
- 행성의 공전 주기와 궤도 반지름
- 케플러 법칙
- 쌍성을 이용한 케플러 제3법칙의 유도
- 태양의 회전 속도와 궤도 주기
IV. 은하와 우주의 팽창
- 은하의 분류와 특이 은하
- 허블 법칙
- 은하좌표계
- 우리은하의 구조 (산개성단, 구상성단, 궁수자리 A*, 페르미 거품 등)
- 은하의 분류 기준
- 우리은하의 회전과 질량 + 오르트 공식[33]
- 은하의 크기, 질량, 광도, 질량-광도비(M/L)
- 퀘이사의 분석
- 빅뱅 우주론과 대폭발 우주론
- 암흑물질과 암흑에너지
- 우주의 구조(우주 거대 구조 등)
- 우주의 미래상
[1] 다만 이건 II과목 자체의 선호도 부족이라 조금 다른 문제다. 생명과학II나 지구과학II도 선택률이 1%를 상회하기 때문.[2] 지구과학을 '자연과학 분류법'에서 부정하는 게 아니라 '교육과정 분류법'에 동등한 카테고리로 엮기에 부적합하다는 것을 이야기한 것이다. 자연과학 분류법에 있어서는 지구과학, 천문학이 당연히 들어간다. 그러나 교육에서는 지구과학 내용을 물리학, 화학, 생물학의 각 응용 파트로 알맞게 편입시키는 게 해외 정통 사례이다.[3] 2019학년도 수능 기준 [math(_{8}\rm C \it_{2})] 선택률이 아닌 총 선택자 수 기준으로 산정함. 총합을 100%로 하기 위해 비율에 0.5 보정 계수를 곱함. Ⅰ+Ⅱ 과목 합산으로 계산하고, Ⅱ과목은 별도 표기 [4] https://www.dnc.ac.jp/albums/abm.php?f=abm00005085.pdf&n=2_%E5%AE%9F%E6%96%BD%E7%B5%90%E6%9E%9C%E3%81%AE%E6%A6%82%E8%A6%81.pdf일본 센터시험 2018 4페이지 참조. 이과②(이과 일반 과목) 기준.[5] 역대 최다 응시(2019) 기준, 과목별 통계 합산 비율, Physics (278,867) - Physics 1 (170,653), Physics C mechanics (57,399), Physics 2 (25,741), Physics C E&M (25,074), Chemistry (161,852), Biology (259,663) 총 70만 명 응시.[6] 이공계 필수. 특정 계열 하나를 선택했을 때 나머지 하나를 버려야 하는 양도 형식을 두지 않는다. 대한민국에 비해 공통, 기본의 상한선이 상대적으로 매우 높다. (사실 대한민국도 5차 교육과정 때는 이랬다!) 대한민국의 물리학Ⅰ·물리학Ⅱ, 화학Ⅰ·화학Ⅱ, 생명과학Ⅰ·생명과학Ⅱ 수준에 해당 하는 과목이 중국에서는 기본이므로 전부 필수 응시해야 하며, 추가 선택 과목 제도는 거의 대학 학부 수준을 다룬다. (관련링크) 생물은 현대분자공학, 분자생물학이 선택 과목이고, 물리는 상대성 이론, 현대물리가 선택이며, 화학은 양자화학과 유기화학을 추가로 선택 응시할 수 있으며, 물리,화학,생물에서 선택과목을 1개씩 선택하여 응시해야 한다.[7] 중국은 어쩔 수 없는 게, 수시나 대학별고사 같은 게 없어서 이 단 한 번의 시험으로 모든 것이 결정된다. 게다가 응시자 숫자는 거의 1,000만 명. 따라서 학습량으로도 변별하는 게 불가피하다.[8] 물리학 59, 화학 87, 생명과학 154[9] 물리학 103, 화학 140, 생명과학 55[국가경쟁력] 싱가포르 국가경쟁력 1위, 홍콩은 2위, 미국은 3위(2019), 우리나라 국가경쟁력 28위, 작년보다 하락(2019.5.29), 韓, 국가경쟁력 꺾였다(2019), 한국 국가경쟁력 28위, 태국보다 낮아[QS세계대학랭킹] QS World University Rankings 2019 홍콩, 싱가포르의 대학 순위는 우리나라에서 내로라하는 최상위권 대학보다 높다. 2019년 기준, 싱가포르 국립대학 11위, 난양이공대학(싱가포르) 12위, 홍콩대학 25위, 서울대(한국) 36위, 홍콩과기대학 37위, 카이스트(한국) 40위, 홍콩중문대학 49위, 홍콩성시대학 55위, 포스텍(한국) 공동 83위, 고려대(한국) 86위 등이다.[10] 2015 개정 교육과정 기준 지질학의 경우에는 학부에서 실험 측정 나갈때나 쓰는 클리노미터와 주향의 해석법 등을 배우고 있으며, 대기학의 경우 이해에 있어서 난해함의 끝을 달리는 전향력과 유체역학의 기본적 내용을 다루고 있다. 거기에 천문학 파트는 단연 전세계 중등 천문학 중에서 가장 심화된 내용이라 봐도 될 정도로 본고장인 일본을 넘어서는 내용을 다루고 있다.[11] 그래서 고등학교 과학 참고서 중 가장 어렵다는 HIGH TOP의 지구과학Ⅱ 책의 경우 우스갯소리로 고등학생보다 지구과학으로 임용시험을 보는 교사지망생들이 더 많이 본다고 할 정도다.[12] 실제로 2009 개정 교육과정 당시 지구과학 통폐합 주장이 있었는데 무산되었다.[13] 다만 개편 시 지구과학II의 지나치게 심화된 지질학 개념들을 삭제한다면 충분히 분량을 맞출 수 있을 거라는 의견도 있다. 대기/해양학의 경우 지1과 지2의 내용이 거의 대부분 겹치는 데 비해 천문학은 거의 겹치지 않기 때문. 하술된 개편안도 이런 구성을 취하였다.[14] 즉, I과목의 내용을 그대로 내려보내는 것을 의미한다.[15] 단, 뉴턴 운동 법칙에 관해 지나치게 어려운 문제는 다루지 않는다.[16] 제 3법칙은 '역온도'라는 개념이 필요하며, 제 4법칙은 내용 이해에 벡터 미적분학 지식이 필요하므로 다루지 않는다. 반면에 제 0법칙은 열평형 삼단논법에 불과하기 때문에 다뤄도 무방하다.[17] 단, 쿨롱 법칙에 관해 지나치게 어려운 문제는 다루지 않는다.[18] 2015 개정 교육과정 기준 통합과학에서 다루는 것과 유사한 수준까지만 다룬다.[19] 단, 전반사와 광통신 관련 부분은 다루지 않는다.[20] 오비탈과 양자수 등은 다루지 않는다. 이 부분은 '물리학'의 '원자의 스펙트럼'과 상당 부분 겹치기 때문에 분량을 절감할 수 있다.[21] 이 부분은 '물리학'의 '열역학 제2법칙'과 상당 부분 겹치기 때문에 분량을 절감할 수 있다.[22] 2015 개정 교육과정 통합과학의 수준을 유지하며, ATP는 다루지 않는다.[23] 단, 현 생명과학1 킬러 수준의 흥분 전도 문제는 다루지 않는다.[24] 단, 골격근 수축 과정의 계산 등 지나치게 복잡한 주제는 다루지 않는다.[25] ABO식 혈액형 판단을 중심으로 가볍게 다룬다.[26] 현 중학교 3학년 교과에 있는 세포 분열의 연장선상에서 다루며, 사람의 유전은 다루지 않는다.[27] 화성암의 경우에는 현무암과 화강암 중심, 퇴적암의 경우에는 중학교 1학년 교과의 연장선상으로 다룬다.[28] 단, 현생 누대를 중심으로 다룬다.[29] 맨틀 포획에 대한 내용을 추가한다.[30] 지엽적인 부분이 많으므로 앞부분과 연계되는 변성 작용 정도만 내려보냄[31] 현 지구과학1이 다루는 범위에서 전향력을 추가하여 언급[32] 시공간 단면도 개념을 정성적으로 설명[33] 은하의 케플러 회전, 차등 회전, 강체 회전 등