시대가 달라지고 학생들도 달라지고 있다. 일선 교사들은 매해 변화하는 미래형 아이들에게 맞추기 위해 많은 노력을 하고 있다. 교사들에게도 첨단 학습기기와 방법을 통한 서로 소통할 수 있는 쌍방향 수업 프로그램과 그에 맞는 교육이 필요하다고 한다. 이러한시대의 변화와 흐름에 발맞추어 심 있는 교사들이 모여 연구회를 조직하고 지원을 받아 현재, 첨단 과학기술을 활용한 과학수업을 연구하는 IDEA형 과학 교사연구회를 운영하고 있다.

이제 학교 과학교육은 새로운 요구에 직면해 있다. 지난 날 과학교육은 철학사조와 함께 여러 형태로 교육에 임해 오면서 거기에 적절한 과학교육이 있었지만 사회의 급격한 다변화로 인하여 과학교육에서 분담할 목표와 내용, 방법 등이 새로운 국면을 접하게 되어 과학교육에서 어디까지 역할을 담당해야 할지에 대한 목표가 불분명해져 가고 있다. 과학교육의 최종 목표는 국민의 과학적 소양을 기르는 일이지만 인공지능시대의 도래로 어디까지 과학교육이 담당해야 하느냐에 대한 범주를 정하기가 어려운 것이 현실이다.

최근 미래의 창의적인 인재를 육성하려는 노력으로 소프트웨어에 대한 관심이 점차 높아지면서, 소프트웨어 중심사회의 실현을 위해 소프트웨어 교육 기회를 확대하는 방향을 수립하고 있다. 소프트웨어 교육의 중요성에서 거론되는 것은 컴퓨팅 사고력 함양이다. 소프트웨어 교육의 궁극적인 목적은 자라나는 학생들에게 실생활에 필요한 문제 해결을 위한 논리적 사고력을 키우며 문제 해결 과정을 통해 스스로 창의적인 생각을 하도록 유도하는 교육이다. 이제 소프트웨어 교육은 21세기의 모든 사람들이 갖춰야 할 새로운 능력으로 등장해 코딩을 통해 실생활의 복잡한 문제들을 논리적으로 해결하고 객관화시키는 새로운 교육 트렌드가 되고 있다.

SNS는 사용자 간의 자유로운 의사 소통과 정보 공유, 그리고 인맥 확대 등을 통해 사회적 관계를 생성하고 강화시켜주는 온라인 서비스를 의미한다. 스마트 기기의 보급이 일반화되면서 SNS를 사용하는 사람이 급증하고 있고, 사용하는 SNS의 수량도 많아지고 있다. SNS의 가장 큰 장점은 누구나 콘텐츠를 생산할 수 있고, 빠른 속도로 많은 사람에게 콘텐츠를 전달할 수 있다는 점이다. 교육 현장에서도 SNS를 교육적으로 활용하는 분위기가 확산되고 있는데, 상호작용의 수단이라는 인식이 강하여 의사소통과 상호작용이 필수인 교실 수업 현장과 잘 어울린다.

옷, 악기, 차, 집에 이르기까지 재료와 크기에 상관없이 원하는 것은 무엇이든 만들어내는 3D프린터. 도면을 입력해 넣으면 3차원의 입체 물품을 뚝딱 만들어내기 때문에 의료, 제조, 건축 등 다양한 분야에서 환영받으며 3차 산업혁명을 예고하고 있다. 최근에는 이같은 3D 프린팅의 매력에 푹 빠져 학교 내 3D프린터 동아리와 함께 이를 과학수업에 적용하는 경우가 많다. 최근 3D 프린터의 가격이 100만원대로 낮아지면서 많은 학교에서 3D 프린터를 구입해 교육에 활용하고자 노력하고 있다. 하지만 3D 프린터를 어떻게 구입하고 어떻게 활용해야 하는 지에 대한 자세한 지침이 없어 열정을 가진 많은 선생님들이 시행착오를 겪고 있다. 여기에서는 3D 프린터의 구입부터 활용까지의 각 단계를 알아보고 어떻게 과학교육에 활용할 수 있는지 사례를 알아보고자 한다.

컴퓨터 사이언스가 발달하면서 우리의 진짜 세상을 컴퓨터상의 가상세계로 옮겨 진짜와 똑같이 만들려는 시도가 매우 활발하다. 이러한 문화적 변화는 자라나는 학생들의 생활 속에서 다양한 경험과 학습을 통해 익숙해지고 결국에는 그들의 세상을 구성하는 문화적, 세계관적 요소가 될 것이다.

미래학교 연구학교인 창덕여중에 부임하면서, 직접 실험 및 체험활동을 하고 싶다는 의견을 많이 받았다. 과학에 대한 흥미로운 체험을 교실 수업에서 경험하게 해주고 싶다(Doing Science in Classroom)는 나의 수업 목표가 꼭 필요한 곳임을 알게 되었다. 무언가 해보면 그것이 비록 실패했다고 하더라도 오래토록 기억에 남고 그 과정을 함께 하면 더욱 즐거우며 직접 방문해보아야만 알 수 있는 많은 것들이 있다는 걸 그들도 알게 해주고 싶었다.

성취평가제란 상대적 서열에 따라 누가 더 잘했는지를 평가하는 것이 아니라 학생이 무엇을 어느 정도 성취하였는지를 평가하는 제도로, 고육과정에 근거하여 개발된 교과목별 성취기준에 도달한 정도로 학생의 학업 성취 수준을 평가하는 제도이다. 현재 고등학교에서 실시되고 있는 석차 9등급의 상대평가를 교육목표의 달성 수준을 강조하는 성취평가로 대체하고, 중학교의 경우는 성취평가를 강화하고자 하는 것이다. 이렇게 성취평가제를 실시할 경우 경쟁보다는 본인의 목표를 달성하기 위한 학습을 할 수 있기 때문에 학생들의 입장에서는 경쟁에 대한 부담감이 줄어들 수 있다.

전 세계적으로 발생하고 있는 교실 붕괴 현상은 아이들 책임일까? 이제 수업의 주도권은 교사가 아닌 아이들에게 넘겨주어야 한다는 지적이 나오고 있다. 면대면의 수업시간을 가장 잘 활용하기 위해 교실 앞 칠판에서 멀어져 아이들과의 소통을 위해 또 정서적 교감이 어우러진 수업을 위해 올해 새로 부임한 학교에서 새로운 선생님들과 의기투합(?)해서 질문이 있는 교실을 운영해보자고 결정하여 함께 연구하고 있다. 그 시작으로 ‘거꾸로 교실(Flipped Classroom)'에 관심을 갖고 관련된 교사모임과 원격연수를 통해 이제 조금은 이해를 하고 있다.

서울특별시과학전시관의 개방형 실험실은 초고속 카메라, UV분광광도계, 위상차 현미경, 전자현미경, 유전자 증폭기, 열화상카메라, 원심분리기, 망원경, 항온배양기, 3D 프린터, 순수·초순수 증류수 제조장치(1차·3차 증류수) 등과 같이 이름만 들어도 엄청난 고가가 예상되는 첨단기자재들을 다수 보유하고 있는 실험실이다. 이곳에선 서울시교육청 소속 교사나 초·중·고등학생이라면 누구에게나 무료로 첨단 실험기자재의 사용을 개방하여 자신이 원하는 시간에 간단한 홈페이지 신청과 공문을 통해 이용할 수 있도록 하고 있다.

2018학년도부터 고교생은 현재의 문·이과 계열 구분없이 국어, 수학, 영어, 사회, 과학을 공통과목으로 배운다. 지금 교육부가 추진하고 있는 문·이과 통합형 교육과정 개발은 학계 전반에 걸친 변화와 혁신의 바람을 몰고 올 뜨거운 이슈가 될 것으로 보인다. 오로지 취업 준비를 위한 ‘스펙 쌓기’에 올인 하다시피 하던 대학 캠퍼스의 분위기는 인문학과 예술 그리고 경영과 기술이 함께 어우러져 통섭적으로 융합하는 가운데 보다 활기찬 소통이 이뤄질 것으로 기대된다.

지속가능한 발전을 위한 교육이란 지속가능발전(Sustainable Development)을 위해 현 세대와 미래 세대를 교육하는 전반적인 활동을 의미한다. 지속가능발전(SD)이란, 미래세대가 자신들의 필요를 충족시킬 수 있는 능력을 저해하지 않으면서 현 세대의 필요를 충족시키는 발전을 일컫는다. UNESCO에서 2004년 ESD를 정의한 바에 따르면, ESD란 모든 사람들이 질 높은 교육의 혜택을 받을 수 있으며, 이를 통해 지속 가능한 미래와 사회 변혁을 위해 필요한 가치, 행동, 삶의 방식을 배울 수 있는 사회를 지향하는 교육을 의미한다고 할 수 있다.

우리나라 학생의 경우, 과학에 대한 흥미와 자신감, 과학에 대한 가치 인식 등과 같은 정의적 영역에서는 매우 낮은 성취도를 보이고 있다. 그러나 어렵고 딱딱한 과학에 스토리텔링을 입히면 참으로 재미있고 유쾌한 이야기 속으로 들어갈 수 있다. 과학 원리가 녹아 있는 다양한 이야기를 통해 과학을 재미있게 이해하고 창의력과 사고력을 키우는 아주 훌륭한 교수ㆍ학습 방법이 된다.

과거 시대에는 갈릴레오, 뉴턴, 아인슈타인 이런 천재적과학자들의 위대한 연구 성과들로 인하여 과학적 지식과 기술이 획기적으로 발전할 수 있었다면 지식이 급속도로 팽창하는 현대는 개인에 의한 연구보다는 서로 협력하는 연구팀에 의해서 우수한 지식들이 창출되고 있다. 그래서 개인이 아닌 공동체 안에서 서로 소통하며 협력하는 인성은 더욱더 중요해졌다.

미국 미래학교에서는 현실문제 해결 활동을 중심으로 학생들의 미래 역량을 키우기 위하여 노력 중이다. 우리와 미국 교육과정이 다르고 우리에게는 대학입시라는 현실적인 어려움이 있지만 지식정보화 사회로의 이행과 융합형 인재 양성이라는 시대적 요구 아래 우리 교육도 미래 역량 강화라는 방향으로 변화할 필요가 있다.