반포고등학교는 특화된 과학중점 교육과정과 글로벌·인문융합 프로그램을 진행하여 입시와 진학에서도 강점이 되어 매년 탄탄한 입시결과를 만들고 있는 과학중점학교다. 특히 올해 수업량 유연화에 따른 학교 자율적 교육과정으로 팀 프로젝트형 탐구활동을 운영하고 있으며 콜로키움을 진행하여 학생들의 탐구능력을 신장하고 있어 학생들에게 좋은 반응을 얻고 있다. 또한 심화된 이공계 진로 체험 프로그램 운영 역량을 갖춘 학교로서 개방형 실험실을 구축하여 인근 학교에서도 쉽게 찾아가 체험할 수 있도록 시설을 완비하였으며 학생들의 다양한 과학 탐구 역량 수준과 요구 사항에 대한 개별 맞춤 지원이 가능하도록 노력하고 있다.

한국과학기술정보연구원(Korea Institute of Science and Technology Information, KISTI)은 과학기술 데이터와 국가슈퍼컴퓨팅 인프라를 보유한 과학기술정보 분야의 대표 연구기관입니다. KISTI는 과학기술데이터 종합연구기관으로 국내외 과학기술정보, 데이터 처리를 위한 슈퍼컴퓨팅 자원, 데이터 유통을 위한 초고속 연구망, 데이터 안전을 책임지는 사이버보안, 데이터의 부가가치를 높이는 AI와 S/W, 데이터 기반 미래 분석, 데이터 활용·확산을 위해 연구하고 서비스하는 역할을 수행하고 있습니다.

사람들은 과학자라고 하면 하얀 실험복을 입은 사람이 시험관을 들고 있는 모습을 떠올린다. 다른 과목과 구별되는 과학과목의 가장 큰 특징이 바로 실험일 것이다. 그래서인지 많은 과학 선생님이 공개수업이나 수행평가를 할 때 실험을 한다. 하지만 꼭 실험일 필요가 있을까? 성취기준을 효과적으로 달성할 수 있는 다른 방법은 없을까? 3월 첫 수업시간에 내가 학생들에게 항상 하는 질문이 있다. 어떤 수업을 좋아하나요? 어떤 과학 수업을 원하나요? 매년 아이들의 공통된 답은 하나다. “재미있는 수업이요!” 너무나도 당연하면서 굉장히 어려운 과제이다. 과연 어떻게 하면 ‘재미’있게 가르칠 수 있을까? 고민 끝에 내가 즐겁게 했던 경험에서 답을 찾아보았다. 그것이 바로 ‘보드게임’이었다.

‘열’ 개념은 가열도구의 사용을 비롯한 일상생활뿐 아니라 기상현상이나 물질의 상태변화 등 모든 영역의 과학과 기술, 공학의 기초를 이루는 중요한 개념이다. 많은 학생들이 눈에 보이지 않는 ‘열’ 개념을 어렵게 느끼고 오개념을 형성하기도 한다. 초등학생들은 발달단계상 구체적 조작기에 해당하기 때문에 추상적인 개념을 시각화하여 제시하는 것이 학생들의 내용 이해에 도움을 줄 수 있다.

4차 산업혁명 시대, 우리 사회는 유례 없이 빠른 속도로 변화해가는 흐름에 발맞추어 대원고등학교는 기존의 것을 답습하는 교육에서 벗어나 새롭고 창의적인 교육 프로그램들을 도입하고 차세대 리더 양성을 위해 끊임없이 도전해오고 있다. 창의융합형 과학 실험실의 안정장비 및 설비를 내실화하고 ICT, AI와 연계한 지능정보기술 교육 기반을 확충하기 위해 첨단화 실험기구들을 갖추면서 과학영재학급 등 이공계 진학을 희망하는 학생들에게 다양한 교육 프로그램을 제공하고 ‘미래를 이끌어갈 융합형 인재 육성’이라는 비전을 실천하고 있는 대원고등학교를 찾았다.

과학수도 대전에 위치한 한국표준과학연구원(Korea Research Institute of Standards & Science, KRISS)은 국가표준기본법 제13조에 명시된 우리나라 국가측정표준 대표기관(National Metrology Institute, NMI)이다. 세계 각국은 국가측정표준기관 또는 지정기관(Designated Institute, DI)과 같은 국가측정표준 정점기관을 지정하여 국가측정표준을 확립하고 산업체, 시험연구기관, 정부 부처 및 사용자들에게 보급하는 체계를 갖추고 있다.

가끔 인공지능(AI)에 대해 왜 배워야 하는지에 대한 질문을 받고는 한다. 인공지능을 포함한 모든 과학기술은 인간의 문제를 해결하는 도구로 쓰일 때 가장 가치가 있다. 또한 “인공지능은 ‘따뜻한 창의성’을 현실화시켜줄 수 있는 문제해결을 위한 가장 강력한 도구 중의 하나”이다. 그렇기에 우리 학생들에게 교육과정 중 필요한 필수교과는 아니지만, 우리의 상상력을 현실로 만들 ‘방법’인 인공지능을 배워야 한다고 말로 열 번 설명하는 것보다 한번 보여주고 체험하게 하고 싶었다.

‘인공지능(Artificial Intelligence, AI)’은 1956년 존 매카시(John McCarthy)가 주도한 다트머스 회의(Dartmouth Conference)에서 처음 등장한 이래로 약 70년의 역사를 가지고 있다. 최근에는 이러한 인공지능을 활용한 다양한 정책이 시행되고 다양한 교수학습 자료가 개발되고 있는데, 인공지능 활용은 전문가의 전유물이 아니라 누구나 미래의 필수 역량이 될 것으로 생각한다. 이러한 변화하는 상황에서 고등학교 물리 수업 시간에 학생들과 함께 물리학을 공부하기 위해 챗GPT(Chat-based Language Model for Language Generation)라는 언어 모델을 활용한 대화형 학습 방법을 세 가지 탐구 방법으로 적용해 보았다.

마포 중학교는 축적되고 특화된 과학 교육과정과 인문사회 교과와의 융합을 통한 창의적 교육과정으로 학교생활에서 진로 진학 희망과 연결시켜 미래사회에서 요구하는 역량을 갖추도록 노력하고 있다. 더불어 심화 탐구 실험 및 첨단 과학 기자재를 활용할 수 있는 시설과 지도 교사를 갖추고 있어 심화 주제 및 다른 교과와의 융합까지 모두 학교 안에서 이루어지고 있으며 다양한 프로그램을 통해 학생들이 단순한 교과 지식을 넘어 실천할 수 있는 과학적 소양에 힘쓰고 있다.

Covid-19, 펜데믹, 4차 산업혁명 그리고 인공지능(AI) 이라는 단어를 우리는 많이 접하고 있다. 이처럼 급변하는 시대에 학교에서 배우는 과학과 다른 교과내용은 미래를 위한 투자인가를 다시 한번 생각해 보게 된다. 예측하기 어렵게 빠르게 변하는 미래에는 문제를 인식하고, 문제를 해결할 수 있는 창의적인 생각 그리고 협업을 위한 네트워크가 중요한 키워드이다. 과학교육의 목적도 과학을 통해 사회문제 및 글로벌 문제를 해결하는 성숙한 인간으로의 성장이다. 이에 한국과학기술지원단(KSS)은 과학교육을 통한 과학문화 확산과 글로벌 과학인재 육성을 위해 다양한 프로그램으로 청소년들의 꿈을 지원하고 있다.

<과학책 한 학기 한 권 읽기>는 교양 과학 도서를 이용한 수업으로 방과후 학교 수업의 형태로 시도되었다. 생각보다 과학책은 재미있고 읽을 만하다는 생각을 심어주고 싶었다. 2학년 생명과학Ⅰ 시간에 참가자를 모집하면서 혼자서는 끝까지 읽기 어려울 것이라고 말했다. 하지만 약간 어려운 주제를 주고, 완수할 수 있도록 계기를 주는 것이 교사의 역할 중 하나라고 생각해서 하게 되었다. 수업을 마친 후 학생들은 이 활동을 통해 배운 점은, 진로에 관한 독서가 그저 지식을 넓히는 데에만 사용되는 것이 아니라, 다른 사람들의 의견을 듣고 자신의 의견도 공유할 수 있는 기회라고 말했다.

창의력과 융합적 사고 그리고 문제해결력을 키우는데 중점을 두고 미래사회에 걸 맞는 창의융합형 인재를 양성하기 위해 Green Earth(환경부), M.D.C(의학토론반), NEST(과학실험), E.S.C(과학동아리), 피스트리(과학활동) 등의 다양한 과학 동아리를 운영하고 과학토론대회, 3D프린트활동, 적정기술발명, 물리이슈발표대회, 교내생태회복아이디어공모전, 과학독서발표회, 과학탐구퀴즈대회, 생활속과학사진전, 환경UCC제작, 화학분자모형만들기 등의 흥미롭고 다양한 과학 행사 프로그램을 통해 미래 사회를 주도할 인재를 양성하는 서울금천고등학교를 찾았다.

한국과학기술연구원 (원장 윤석진, 이하 “KIST”)는 국가 과학기술을 선도하는 창조적 원천기술을 연구·개발하고, 그 성과를 산업계에 보급하기 위해 1966년 설립되어 지금까지 현대적 과학기술 체제 구축의 촉매 역할을 담당하고, 국가 과학기술 융합·협력의 거점 역할을 해 왔다. 이제 KIST는 대한민국 최초이자 대표적인 정부출연연구기관으로서, 과학기술을 통해 더 나은 미래를 구현하고자 한다. KIST는 인류사회에 공헌하기 위하여 국가·사회적 난제를 해결하고 성장 동력 확보를 견인하는 선도·혁신적 연구에 도전하고 있다.

학생들의 학습 동기를 높이기 위해 재미있고 실감 나는 수업을 구성하는 것은 매우 중요하다. 이 재미와 실감을 갖기 위해 학생들이 직접 실험을 통해 체험하는 것이 과학의 묘미인데 교과서에는 동물들, 인체의 내부, 천체와 같이 물리적으로 학교에 둘 수 없는 자료들이 있다. 이런 자료는 사진, 동영상과 글로 배운다고 해도 실감이 덜하다. 그래서 AR(증강현실), VR(가상현실)을 수업에 도입하여 직접 관찰하기 어려운 것들을 가상의 입체 영상으로 보여줌으로써 현실감을 높이고 효율적인 학습을 하도록 다양한 수업을 구성하였다.

과정 중심 평가라는 말이 이제는 낯설지 않을 것이다. 해당 내용을 들으면 교육적으로도 의미가 있고, 생활기록부 개별화에도 많은 도움이 될 것으로 생각된다. 특히, 대입에서 생활기록부 반영에 제한이 많아지며 과목별 세부능력 특기사항이 매우 중요한 이 시점에서 매 학기마다 선생님들의 고민과 노력이 클 것으로 생각된다. 하지만 과학 과목에서 과정중심 평가를 하기에는 어려운 점들이 많다. 수업 시수도 부족하고 실험 평가도 필수적으로 해야 하는 상황에서 학급당 학생수가 줄었어도 여전히 개별적으로 관찰 평가하기는 쉬운 일이 아니다. 또, 수행평가라는 특성상 실험 평가는 대체로 정형화된 실험으로 진행되는 한계도 있다. 매년 학기 말에 생활기록부를 작성하며“이 학생이 무엇을 했었더라?”를 떠올리며 고민하거나 학생들에게 무엇을 했는지 물어보는 과정에 답답함을 느끼고 쉽게접근할수있는방법이무엇이있을까고민하고진행했던내용을공 유하고자한다. 화학1 위주의내용이지만다른과목에서도충분히적용할 수 있을 것으로 생각된다.