SPECIAL THEME

과학시대…초중등 과학교육의 지향

페이지 정보

본문

자연과 자연과학에 대한 ‘과학인격’ 갖춘 사람
과학의 생활화와 직업 탐색 실천하는  고품격 전인 과학문화교육 절실


글 | 박승재 교수(서울대학교 명예교수)


아름다운 자연, 그 속에서 우리가 살 수 있게 하는 감사하고 위대한 자연, 그리고 신비스로운 질서와 조화를 알고 싶게 하는 자연은 어떻게 창조되었는지…. 자연과학의 발달과 지구촌 안과 밖의 변화는 근래에 있어 역사상 그 어느 때보다도 우리의 삶과 앎 등 모든 분야에 관련됨으로 현대를 ‘과학시대’라 할 수 있지만, 이 시대에 자연과학교육의 역할과 기대되는 지향은 무엇인가요?

자연과 자연과학에 대한 즐거움의 감동과 기본적인 지식을 의미 있게 이해할 뿐 아니라, 그러한 활동 과정에 지식을 포용하는 과학 탐구력과 창의력을 키우는 동시에, 그리고 그것을 넘어 현대인다움에 절실한 품격인, ‘과학인격’을 함양해야 할 것이라는 신념을 갖습니다. 이러한 본론의 제안인 ’과학인격‘ 운운은 자연의 순리를 바탕으로 하면서 과학 역량에 더하여 자연과 자연과학에 대한 경외·예술성의 함양, 철학·역사성의 인식 그리고 도덕·사회성을 바탕으로 하는 생활과 직업에 있어 바람직한 생각과 말과 행동을 실천하는 품격 있는 인간상이 현대인이 갖추어야 할 필수조건이라는 입장입니다.


모든 사람을 위한 전인과학문화교육이 자연과 과학을 얇게 해서도 안 되겠지만, 과학만으로 둘러쌓여 가쳐서도 안 되고, 자연과 자연과학을 품으면서도 더 가까이 자기 생활에 그리고 더 넓게 인류 전체에 공헌해야 할 것입니다. 초중등 학교 자연과학교육의 지향을 항목 화 해 봅니다.


지향 1. 자연과 자연과학에 대한 단순한 흥미를 넘어 경외·예술성의 함양


꽃과 나무, 산과 바다, 해와 달, 별들의 아름다움, 파도소리. 바람소리, 새소리의 즐거움을 느끼며 귀중히 여기는 사람, 자연의 조화를 멋지고 신비스럽다고 마음으로 ’보고‘ 느낄 수 있는 사람, 그리하여 자연의 보전에 힘쓰며, 아름다운 자연의 훼손을 막고 오염을 줄이며 예쁘게 가꾸려는 사람, 한 발 더 나아가 자연에 변덕스럽지 않은 안정성과 규칙성이 있는 질서를 추구하는 자연과학자의 놀라운 탐구과정과 발전의 결과를 감탄하며 존경의 마음을 지니는, 자연과 자연과학을 사랑하는 품격 있는 현대인이 기대됩니다.


자연의 아름다움을 미술가는 색으로, 음악가는 소리로, 무용가는 몸으로 나타내지만, 자연과학자는 오감각의 감명을 넘어 머리와 손발로 나타내는 창의성을 발휘하면서도 항상 수학자와 같이 논리적으로 반추하며 수량화하고, 공장의 일꾼과 같이 뚝닥 거리고 실험하면서 계속 탐구하기에 어려움이 있고 또 위대함이 있다고도 생각합니다. 자연과 과학의 대한 경외와 예술성의 함양은 먼 마음과 빈 말에 있지 않습니다. 완구 놀이, 화분 가꾸기, 수조에 물고기 기르기, 야외 답사….


완구를 단순한 놀이의 재미로부터 지적 흥미로 이끌고 질문을 하게 하여 물리를 탐구하게 할 수 있습니다. 예를 들면, 종이와 구술 떨어뜨리기, 종이 한 장을 꾸겨서 떨어뜨리기, 벼랑이 행진과 세 밧줄 당기기, 외발 자전거 타는 원숭이, 딱딱 소리내며 출렁이는 충돌구…. 완구의 즐거운 놀이에 그치지 않고 간단한 자기 필요 물품을 만들어 쓰는 재미로부터 묘한 ’과학적 완구‘롤 고안하고 제작해 보는 ‘공학적 설계와 제작‘을 통한 ‘발명’의 기쁨까지 누리고 관련 직업에 진출할 수 있을 런지도 모릅니다.


지향 2. 자연과학 활동의 기초 기능과 능력을 넘어 판단력과 창의력 향상


자연 대면과 과학 활동에 있어서 간단한 공구와 기구, 약품과 기기, ‘똑똑한 감지 상자’와 태불렛, 전산 등을 다룰 수 있는 기초 기능과 관찰, 분류, 추리, 가설 형성, 실험 계획과 수행 등의 탐구 과정 능력이 필요하지만, 자연과학 활동뿐 아니라 세상 모든 일에 있어 상황을 식별하는 판단력과 새로움을 추구하는 창의력은 중요한 과제입니다.


자연과 자연과학에 대한 경외·예술성과 더불어 그리고/또는 이어서
․ 자연 속에서 삶과 앎에 어려움을 참고 극복하는 인내심이 강한,
․ 자발적으로 알려하고 기쁘게 일하고 싶어 하며 모르는 것을 서슴없이 정직하게 질문하는,
․ 여러 가지 정보 자료와 사항을 관련 지우며 올바른 뜻을 찾는 생각 깊은,
․ 문제를 발견하거나 제기하고 여러 방법으로 풀 수 있고 새로운 생각을 해 낼 수 있는,
․ 자기의 생각과 방법, 전제와 결과를 되돌아보고 반추하며 판단할 수 있는,
․ 합리적으로 생각하고 논리적으로 토론하는 지성적인 사람, 이것이 곧 이 시대에 갖춰야 할 현대인의 “역량”이오 ‘덕망’으로 나아가는 원천이 아니겠습니까?


지금 국가의 교육제도 속의 학교 과학교육과정과 현장․환경으로는 기초적인 기능이나 탐구과정의 일부를 훈련시킬 수 있을 것이나, 초보적이라도 참다운 창의적 활동의 기회를 주기 어렵다고 생각합니다. 한 가지의 가능성은 잘 연구 개발된 ‘우리 역사 속 과학문화 탐방’입니다. 이 활동은 단순히 답답한 학교 울타리를 벗어난다는 즐거움이 있는 것뿐만 아니라, 학교 내 교육에서 제공해 주기 어려운, 그러나 실제적이고 복잡한 사회․문화적 맥락 속에서, 실험실이나 교실에서와 같이 통제되고 철저하게 인위적으로 구성된 환경에서 훈련된 기초 기능과 능력의 종합적인 활동으로 초보적이라 하더라도 참다운 창의적 탐구 활동이 벌어질 수 있습니다[6]. 이와 관련하여 야외에서의 탐구는 ‘똑똑 감지 통(smart sensor box’의 이용으로 야외 현장에서도 멋진 ‘실험’ 활동을 하고 태불렛을 이용하여 ‘실험 보고서’를 작성해 선생님에게 실시간으로 보내는 것입니다[10]. 기초 기능을 익히고 친밀해진 전산 능력은 전산 영상 활동을 가능하게 하여 현대적인 과학탐구 활동을 할 수 있습니다.


지향 3. 자연의 정보와 자연과학의 지식을 넘어 철학·역사성의 인식


자연과 자연과학에 대한 정보, 개념, 개념체계의 기억과 이해 그리고 탐구 과정과 응용의 지식 뿐 아니라 과학의 역사성과 과학철학을 지니는, 미래지향적 상황을 인지하는 품격 있는 지성의 현대인이 시대적 요청이라 하겠습니다.


물리학자들은 전자나 양성자들의 크기인 m 정도인 미시 세계로부터 사진이 찍히는 은하계 중 가장 멀리 있는 별자리까지의 거리라고 하는 m, 이것은 대략 우주의 반경(?)에 해당하는 것으로 광년쯤에 해당하는 정도의 거시 세계라고 하는 것을 다룹니다. 그러나 놀랍게도 원소는 100여 개 정도이며 기본적으로 중력, 전자기력, 핵력 등 몇 가지 안 되는 상호작용으로 이 변화무쌍한 자연 현상이 벌어진다는 것이 아닙니까!


이와 같이 자연과학은 일상생활의 경험 범위를 확장하여 미시와 거시 세계, 절대 0도에 육박하는 저온과 지구 내부와 같은 수백만 기압의 압력 상태, 광속과 같이 빠른 운동 현상, 다체문제 등에 대해서 상대성 이론, 양자 물리, 통계역학 등을 비롯하여 분자, 원자 및 소립자 물리학, 천문학, 생물학 등 눈부신 발전을 해 오고 있습니다. 그런데 이러한 자연과학의 발전이 과학자의 일로 끝나지 않고 바로 직접 간접으로 우리 개개인과 공동생활에 관련된다는 점을 역사적인 맥락에서 의미 있게 통찰해야 할 것입니다.
한편 ’어떻게‘는 과학이고, ’왜‘는 철학이라고 명확하지 않은 구분을 하는 경우도 있지만, 과학은 세상의 모든 것을 다 알 수 있고 할 수 있는 것도 아니기에 겸손해야 할 것이며, 모든 사람은 자연과 자연과학의 사회문화적 의의를 파악하고 철학쩍 인식을 해야 합니다.


근래에 이르러 과학 지식의 ’폭발‘은 과학교과 과정에 지식 내용의 과다한 나열의 위험성이 많습니다. 역사적 교훈은 ’양변 1km인 넓이에 1mm 두께’의 단편적 지식을 교과 내용이나 성취 기준으로 하지 마라야 할 것이며, 또 한 굴곡된 유행적 논의 과제인 ‘통합’이라는 표어로 물리, 화학, 생물학, 지구과학을 어떻게 해 보려 하지만, 실제는 혼합해 놓는 것에 지나지 않는 경우가 많은 것 같으며, 근래에는 ‘STEAM’이라는 용어로 과학, 수학, 공학, 기술, 예술을 ‘융합(?)’ 한다고 부르짖지만, 실제로 초중등 학교의 과학교육은 무엇을 어떻게 통합하거나 융합하고 있습니까?
과학 지식과 능력을 ‘왜’ 함양해야 되는지, 무엇과 관계 되는지, 역사적 맥락과 본질적 특성의 파악이 중요합니다.


지향 4. 자연의 대면과 자연과학 활동에 도덕·사회성의 함양


과학교육자의 한 사람으로 가슴 아픈 일이 몇 가지 있습니다.


첫째는, 6.25 후 그래도 살아남을 길은, 그리고 자기실현의 길은 과학과 기술을 발전시켜야 한다는 생각이었고, 그렇기 위해서는 과학교육을 잘해야 한다는 신념으로 과학교육의 진흥을 위하여 단순한 기능기술 교육을 넘어 우리는 기초과학교육 발전을 위해 노력해 왔다고 생각합니다. 그러나 근래에는 과학기술을 발전시켜 산업과 경제를 부흥시킴으로 ‘한강의 기적’을 이루더니 돈 만능의 물질주의에 빠저, 권력자들은 줄줄이 비리에 휘말리고, 초가집은 다 없어지고 농촌에도 텔레비전, 냉장고, 자동차가 wmf비한 데, 모두가 못 살겠다고 하니 어떻게 된 것인가요?
둘째로, 이북은 과학기술을 발전시켜 ‘핵무기’로 인류의 몰살을 위협하고 불행하게도 맞대응하기 위해 (핵) 무기 개발을 서두르고 있지 않습니까? 역사적으로 전쟁이 과학기술을 발전(!) 시킨 것은 슬픈 일이었고, 과학기술이 발전한 나라는 전쟁 무기 생산 보급으로 돈을 버는 것은 또 다른 인류의 불행을 자초하고 있는 비극이 아닙니까? 그리하여, 근래에 정치하는 사람이나 이공계 지도자들 그리고 과학교육계의 교수나 단체 기관장이 과학교육과정 개정이나 발전방안에 대한 연구 발표나 강연에서 4차 산업시대에 과학교육은 ‘지능 높은 로보트’와 같은 사람을 키우자고 하는 것같이 여겨지는 것은 필자만인가요?


2015년에 시행된 인성교육진흥법의 제1조(목적)는 ‘대한민국헌법에 따른 인간으로서의 존엄과 가치를 보장하고 교육기본법에 따른 교육이념을 바탕으로 건전하고 올바른 인성(人性)을 갖춘 국민을 육성하여 국가사회의 발전에 이바지함을 목적으로 한다.’이며, 제2조(정의)는 이 법에서 사용하는 용어의 뜻은 다음과 같다고 하였습니다.


“1. ‘인성교육’이란 자신의 내면을 바르고 건전하게 가꾸고 타인·공동체·자연과 더불어 살아가는 데 필요한 인간다운 성품과 역량을 기르는 것을 목적으로 하는 교육을 말한다.
2. ‘핵심 가치·덕목’이란 인성교육의 목표가 되는 것으로 예(禮), 효(孝), 정직, 책임, 존중, 배려, 소통, 협동 등의 마음가짐이나 사람됨과 관련되는 핵심적인 가치 또는 덕목을 말한다.
3. ‘핵심 역량’이란 핵심 가치·덕목을 적극적이고 능동적으로 실천 또는 실행하는 데 필요한 지식과 공감·소통하는 의사소통능력이나 갈등해결능력 등이 통합된 능력을 말한다.‘ 며 여러 사업이 전개되었고, 근래에는 ’민주시민‘ 운운하는 것은 희망적인 징조라고 해야 할까요?. 개정 중인 과학교육과정은 이 점을 어떻게 반영하고 있는가요?
말과 글, 그리고 그에 따른 행동은 현대인의 인간다움 인성 함양에 크게 관계된다고 생각합니다. 우리는 감사하게도 세계애서 가장 우수하다고 할 수 있는 한글을 사용합니다. 과학 활동에 한글을 귀중히 여기고 잘 사용하였으면 합니다.


한국은 문맹율이 1% 미만인 유일한 국가라고 합니다. 손전화 문자 보내기에 한글은 영어 보다 여러 배 빠르다 하고, 한글은 24개 문자로 11,000의 소리를 표현 가능한데, 일본은 300개, 중국은 400개에 불과하답니다. 가장 많은 발음을 표기할 수 있는 문자를 국제연합기구가 문자 없는 나라에 한글을 추천한 결과 몇 개 국가가 국어로 한글을 사용한다고 합니다.
언어와 관련하여 ‘과학인격’ 교육을 생각할 때, 과학 활동을 통해 인성교육, 인성교육 바탕의 과학교육, 이것을 위한 한 가지 적극적인 제안은 학생들 간에 존대어만 사용하게 해도 학생들의 마음과 행동이 달라지고, 바라건데는 좋은 품성 함양에 도움 주리라 생각하며, 실행 연구를 하고 있는 것은 대단히 고무적입니다.


‘과학공동탐구토론대회’는 당초에 국제적인 물리탐구토론대회(IYPT)에서 시작된 것인데, 과거에 과학문화재단이 실시한 적이 있는데 유감스럽게도 중단된 것 같으나 한 지방 사립대학 물리교육과에서 계속해 온 것으로 압니다만, 매우 의미 있는 활동이라고 생각합니다.


과학과 관련하여 윤리 도덕성의 함양을 위한 특별한 한 가지 활동은 ‘어둠 속의 과학 탐구 활동’입니다. 당초에 이것은 시각장애 학생의 과학 개념 파악을 위하여 고안되고 실시된 것입니다. 암실 속의 과학 활동은 과학 탐구학습 이전에 인간의 오감각을 통한 생활에 대한 반성에 깊은 감명을 줄 뿐 아니라, 특히 시각장애학생의 과학교사는 물론 (과학) 학습 지진아 지도 교사와 연구자, 일반인 누구에게도 교훈적인 해볼만한 활동이라고 생각합니다. 어둠 속 과학 탐구의 극치는 ‘유사 죽음의 경험’ 활동입니다. 당초에 이것은 ‘희망의 과학관’ 구상에서 계획되었으나 아직 연구를 수행하지 못한 것이지만, 의미 있는 과제라고 생각합니다.


지향 5. 자연과학 학교 공부를 넘어 과학 생활화와 직업 탐색의 실천


자연의 아름다움과 고마움을 깊이 느끼며 경외하는 마음을 갖고 모르는 것을 정직하게 질문하는, 관찰과 실험을 통해 얻은 자료와 증거를 존중하는, 논리와 수리를 중요시 하는, 결과와 결론을 재검하는 과학역량이 함양되도록 해야 할 것입니다. 이러한 과정을 통해서 과학의 기본적인 지식과 기초적인 방법뿐 아니라 그 응용과 응용의 결과를 함께 토론함으로 과학기술이 인문사회나 예술 등과의 관련을 이해하는 시민 의식을 갖게 해야 할 것이며, 과학의 생활화와 특히 과학기술 분야에 흥미와 능력 있는 청소년에게는 과학기술계의 진출을 격려하고 안내해야 할 것입니다. 과학 학습과 지도가 지적으로 흥미롭게, 멋지게, 우아하게 이루어 저고 품격의 전인교육에 공헌하는 전인과학문화교육이 절실합니다.


자연과학 역량과 품격의 지향과 함양하기 위한 예시적 활동을 몇 가지 제안 하였지만, 그것은 그러한 활동의 중요한 부분이 관련됨을 나타낼 뿐 어느 한 가지 지양만을 위한 것이 아니라 여러 지향과 관련됩니다.
· 재미있는 완구 놀이와 ‘만들어 보기’[4]
->좀 어렵지만 멋있게 해볼만한 과학‧공학‧기술을 통한 ‘발명’ 활동!
· 우리 역사와 생활 속 ‘과학문화탐방’
-> 초보적이지만 ‘참다운‘ 과학적 탐구와 창의 활동!
· 야외 답사에 ‘똑똑감지통‘ 이용과 과학 전산‧영상 활동
-> 실험실 안 밖의 현대적 과학 학습 활동!
· 한글 사랑의 존대어 사용과 “과학공동탐구토론대회”
-> 단순한 소통과 배려를 넘어 민주화, 인격화를 포용하는 과학 활동!
· 어둠 속 과학 탐구와 “죽음의 경험”
-> 궁극의 반추 경험 기회와 죽음의 과학교육!
이러한 활동은 대상 학생에 따라, 그리고 교육 여건과 학교 환경에 따라, 지도 교사에 의해 현명하게 선택되고 수준별 화하는 능력과 태도가 절실하다고 하겠습니다.
자연의 아름다움과 고마움을 깊이 느끼며 경외하는 마음을 갖고, 알고 싶거나 모르는 것을 정직·우아하게 이루어 저 높은 품격의 공헌하는 전인과학문화교육을 통한 인간상의 면모를 다시 항목화 하여 요약하면 다음과 같습니다.

품격 1. 자연의 아름다움과 위대한 창조 질서를 가슴에 품는,
품격 2. 과학적 분석과 종합의 탐구력을 바탕으로 판단과 창의력을 구사하는,
품격 3. 과학의 지식을 넘어 역사성과 지속가능한 미래지향적 상황을 감지하는,
품격 4. 과학역량을 지닐 뿐 아니라 ‘과학선행’을 실천하는,
품격 5. 과학의 생활화와 자연과학 관련 진로에 적극적인 사람.
이러한 사람의 품격을 종합하여 ‘과학인격’을 지닌 사람이고 하면, 이것이 요청되는 현대인의 모습이라 하고 싶습니다.
자연의 순리를 바탕으로 하면서 과학 역량에 더하여 자연과 자연과학에 대한 경외·예술성의 함양, 철학·역사성의 인식 그리고 도덕·사회성을 바탕으로 하는 생활과 직업에 있어 바람직한 생각과 말과 행동을 실천하는 품격 있는, ‘과학인격’을 가진 인간상이 현대인이 갖추어야 할 필수조건이며, 이러한 사람의 품격을 종합하여 ‘과학인격’을 지닌 사람이고 하면, 이것이 요청되는 현대인의 모습이라 하고 싶다.


박승재 교수는 대구대학교 석좌교수, 한국과학교육학회 창립회장, 한국과학교육단체총연합회 회장, 교육부중앙교육심의회 의원, 과학기술부 과학관정책연구위원, 국재청소년과학올림픽대회 위원장, 국제물리교육위원회(ICPE) 한국대표 등을 역임했으며, 현재 서울대학교 명예교수로 재임 중이다.