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소통하고 공감하며 즐기는 다양한 과학 프로그램 개발
학생들 꿈과 끼를 함께 키우는 행복한 과학교육

글 | 한봉희 장학관(서을특별시교육청 교육혁신과)

혁신 미래교육에서의 과학교육은 무엇보다도 교실 수업의 혁신이 중요한데 창의와 감성을 일깨우고 인성과 지성이 균형을 이루는 교실 수업이 이루어져야 한다. 학생과 교사가 함께 하는 과학 수업, 학생의 잠재력을 전면적․다면적으로 발전시키고 감성과 인성, 지성을 균형적으로 발전시킬 수 있는 융합인재교육이 이루어져야 한다. 현대사회의 중요한 키워드인 타인과 공감하고 협력하며 소통을 이루며, 모든 학생과 시민의 과학 소양을 키우고 함께 과학을 즐길 수 있는 다양한 과학교육 프로그램들이 마련되기를 기대한다.

현대 사회는 ‘지식기반사회, 다원화 사회, 글로벌화 사회’라 불리기도 하고, ‘신자유주의 사회, 포스트모더니즘 사회, 융합사회’라고도 불리는 등 다양한 용어로 지칭되고 있다. 그런데 이와 같은 현상의 저변에는 공통된 요소가 존재한다. 예를 들면, 현대 사회에서는 지식과 정보를 효과적으로 수집하고 축적하여 공유하고 이를 효과적으로 유통시키는 것이 새로운 지식을 창출하는 데 중요한 요소가 되므로, 이러한 사회를 지식기반사회라고 부르게 되었다.

또한 포스트모더니즘과 신자유주의의 배경에는 다양화, 다원화의 추구를 고려할 수 있다. 이러한 사회의 성립을 가능하게 하고 미래 사회에서 인간 문화의 특성을 결정하는 데 매우 중요하게 작용하는 요소가 과학 기술의 발달이라고 볼 수 있다. 즉, 다양화, 다원화의 추구도 과학 기술의 발달에 기초한 통신의 발달을 기반으로 한 국제화, 개방화를 토대로 한 세계 수준의 단일 문화와 경제권이 형성됨으로써 경쟁 체제가 가속화되고, 경쟁이라는 개념이 경제적 관점뿐 아니라 교육적으로도 중요한 의미를 갖게 되었다고 할 수 있다.
이렇게 다원화 된 오늘날과 같은 지식기반 사회에서는 지식이 국가 발전과 경제적 부를 형성하는 데 핵심적 요소여서 질 높은 새로운 지식을 많이 창출하는 사회가 국제 사회를 리드하게 될 것이다. 그러므로 새로운 지식의 폭발적 증가로 인해 산업사회 교육의 지식의 전수 보다는 새로운 지식을 창출하는 교육이 강조되며, 정보통신 기술의 발달에 따라서 지식이 필요한 사람에게 자유롭게 유통되므로 전통적 학교 교육의 기능과 역할이 변화되고 있다.

‘창조형 혁신’ 주도할 창의적 과학기술인재 필요

교육은 백년대계라고 한다. 창의성 기반 경제(Creativity-based economy)에서는 ‘모방형 혁신’에서 ‘창조형 혁신’으로의 전환을 주도할 창의적 과학기술인재가 필요하다는 패러다임의 근본적 변화에 따라 우리나라도 국가적인 차원에서 이에 대한 체계적 대응이 강조되고 있다. 융합사회에서의 과학교육은 매우 중요한 교육적 과제이다. 미래의 국가경쟁력 차원은 물론이고 한 개인의 자아실현을 위해서도 신중하고도 혁신적인 대안을 마련하고 실천해야 할 것이다.

미래 사회에서 사회 공동체 구성원으로서 소외되지 않고 함께 행복을 누리는 삶을 준비하기 위하여 ‘과학적 소양(Science Literacy)' 교육이 폭넓게 이루어져야 하며, 아울러 개개의 학문 분야를 초월한 ’융합형 핵심 인재‘의 육성을 위한 초‧중등 과학 교육의 질적 변화와 도약이 필요하다.

국가전략산업분야인 과학․기술분야 인재 양성은 21세기 지식기반 사회의 국가경쟁력을 좌우하는 핵심과제이나 뜻하지 않게 맞이한 IMF시대부터 2000년대 초반 이공계 출신자들에 대한 사회적인 푸대접으로 자연계를 지망했던 우수 학생들의 급격한 감소와 이공계 기피 현상이 심화되었다. 그리하여 당시 정부에서는 「과학․기술 중심사회 구축」을 12대 국정과제의 하나로 설정하고 정부 부처 간의 Network 체제로 과학․기술 분야의 인적자원 개발 정책을 추진하게 되었으며, 2002년 11월 인적자원개발회의에서 「탐구‧실험중심의 초‧중등 과학교육 활성화 계획」을 심의‧확정하였고, 2003년 4월 교육인적자원부에서는 초‧중등 과학교육 활성화를 위한 세부 시행계획 및 2003년도 사업추진 방향을 발표하였다.

이에 서울시교육청은 창의적인 인간 육성에 역점을 두고 기초과학교육 내실화를 통한 다양한 분야의 과학 영재 육성을 위하여 「과학교육활성화추진단」을 2004년에 구성하여 수도 서울을 세계에서 으뜸가는 「과학교육 선도도시」로 도약시키기 위한 종합적인 과학교육활성화 5개년 방안을 수립하였고, 5년 단위로 창의적 인재 육성을 위한 과학교육 활성화 및 내실화 종합 계획을 수립하여 추진하였는데, 그 동안의 추진성과와 한계점 및 시사점 등을 종합적으로 되짚어 보고 모두가 행복한 혁신미래교육 시대에서 서울과학교육이 나아갈 방향에 대하여 제안하고자 한다.

미래 서울과학교육이 나아가야 할 방향

세계 각국의 만 15세 학생들이 미래 사회 진출을 위한 역량을 갖추었는지를 주기적으로 모니터링하기 위하여 OECD(경제협력개발기구)는 ‘학업성취도 국제비교 연구(Programme for International Student Assessment : PISA)'를 3년 주기로 실시하고, 그 결과로부터 각국의 교육성과 지표를 산출하고 있다. PISA 연구 결과를 통해 자국의 학업성취도의 변화 추이는 물론이고, 교육 환경․체제와 학업성취도간 관련성을 국제적으로 비교 분석할 수 있는 정보를 얻을 수 있다는 점에서 그 의의가 크다고 할 수 있는데 우리나라는 첫 주기인 PISA 2000부터 꾸준히 참여하여 학교교육의 누적 성과를 국제적 수준에서 점검해 왔으며, 현재 PISA 2015 연구가 진행 중에 있다.

지금까지 실시한 PISA 연구 결과에 의하면 우리나라 학생들의 과학교과 학업성취도는 세계 최상위에 해당되나 과학 과목에 대한 흥미도나 자신감 등 태도는 최하위 수준으로 나타나고 있어 창의적 인재를 양성하기에 부족한 현실이다. 특히 PISA 2015 평가틀과 문항을 살펴보면 교과 기초지식과 역량이 결합된 실생활 소양에 초점을 두어 절차적․인식론적 지식의 평가, 읽기 텍스트의 다양화, 도구 등의 활용이 강조되고 또한 실생활의 많은 문제해결 과제가 팀을 중심으로 수행된다는 점을 중시하여 컴퓨터상의 가상 팀원과 메신저나 이메일 등을 이용하여 의사소통하면서 협력하여 문제를 해결하는 협력적 문제해결력에 대한 평가를 도입하였다.

2014년 새로 취임한 조희연 교육감의 ‘모두가 행복한 혁신미래교육’이라는 교육비전과 ‘질문이 있는 교실, 우정이 있는 학교, 삶을 가꾸는 교육’이라는 교육지표와 OECD 국가를 비롯한 세계 각국의 국제적인 교육 패러다임의 변화에 호응하기 위해서 다음 몇 가지 과제를 제안하고자 한다.

▪미래 세대를 위한 과학 교육과정 개발

우리나라 학생들은 어릴 적부터 학교와 학원교육을 통해 ‘정답 찾기’ 일변도의 훈련을 받아왔다. 자기주도적 학습 능력과 협업능력 등이 절실히 필요한 미래 사회에서 ‘창의성을 키워주지 못하는 학교에는 미래가 없다.’라고 말할 수 있다. 융‧복합시대에 모든 학생들의 과학소양을 기르고 과학 기초지식을 함양하여 같은 분야의 전문가는 물론 다른 분야의 전문가 또는 비전문가와 소통하는 데 필요한 능력을 기를 수 있는 국가 수준의 교육과정의 마련이 필요하다.

▪스마트 기기 활용 과학교육 활성화

개발된 과학 디지털교과서의 활용 확대를 위한 스마트 과학수업에 대한 수업모델을 개발하고 확산시키기 위해서 디지털교과서 활용 과학수업 우수사례와 콘텐츠, 수업시나리오 등의 개발과 확산이 필요하다. 특히 과학 스마트교육을 위해서는 과학실험실 등에 무선인터넷 설치, 컴퓨터, 패드 등 IT기기와 3D 프린터 설치 등과 같은 시스템 지원이 필요하다.

▪다양한 융합인재교육(STEAM) 교수‧학습모형 개발 보급

단편적인 교과목 중심 교육의 틀을 깨고 교과목간의 벽을 허물어 융합적인 사고를 통한 창의성을 함양하기 위하며 2011년부터 도입하여 추진한 융합인재교육(STEAM)의 활성화를 지속적으로 추진하면서 다양한 교수‧학습모형을 개발‧보급함으로써 융합적 사고력 및 과학적 흥미를 증진 시켜야 하며, 학습자의 성향을 고려한 맞춤형 평가모형 개발과 포트폴리오 평가를 활용한 진로교육, 스마트기기 활용 수업모형 개발, 예술계 전문인과 협력을 통한 심미적 STEAM 수업모형 개발 등이 필요하다.

▪탐구‧실험 중심 교육‧학습을 위한 교육여건 개선
2002년부터 2010년까지 추진한 과학실험실 현대화 사업은 학교 구성원 모두의 만족도가 매우 높은 사업으로 예산 사정에 의해 전체 실험실의 약 82%만 현대화가 추진되고 중단된 실정이다. 아직까지 진행되지 못한 18%의 실험실에 대한 현대화 사업이 반드시 필요하며, 현대화 되었다 하더라도 10년이 넘은 실험실부터 순차적으로 보수와 과학실험 기자재를 확충하여 탐구‧실험을 통한 과학교육이 필요하다. 또한 원활한 과학실험 수업을 위해서는 모든 학교에 과학실험실무사의 배치가 필요한데 학교 여건상 과학실험실무사가 없는 학교도 많다. 이는 수업뿐만 아니라 과학실험 시 빈번하게 발생되는 각종 안전사고를 사전에 예방하는 차원에서도 학교별로 1인씩은 의무적으로 배치되어야 한다.

▪과학교사 전문성 신장을 위한 연수 확대
학생들의 창의력 및 과학탐구능력 신장과 이공계 진출 유도를 위하여 우수 수학‧과학교사 양성을 목적으로 국내 대학에 6개월 동안 위탁하는 특별연수 과정을 운영해왔는데 지속적인 예산의 감축으로 연수인원이 축소되고 있다. 연수 목적을 달성하기 위해서는 연수인원을 확대할 필요가 있으며 아울러 연수 기간도 6개월에서 1년으로 확대하여 연수자들이 충분한 연수 효과를 거둘 수 있어야한다. 또한 2010년까지 추진되었던 국외대학 특별연수도 선진국의 교육 패러다임의 변화와 과학교육 방법을 습득하여 우리 교육현장에 접목시키기 위해서는 다시 추진되어야 한다. 교육여건이 더욱 어려운 타시도교육청에서는 현재까지도 지속적으로 추진하고 있는 사업이다.

▪다양한 과학체험활동 및 이공계 진로교육의 활성화
학생과 학부모 및 교사에게 과학적 소양 및 창의적 탐구능력을 신장시키고 과학에 대한 흥미와 관심을 불러일으켜 생활 속의 과학문화 풍토를 조성하며 이의 확산을 통하여 이공계 진출을 촉진하기 위하여 다양한 과학체험활동 등이 필요하다. 서울시교육청에서는 이를 위해 서울과학교육의 허브라 말할 수 있는 서울특별시과학전시관을 2004년에 개관하였고, 지역적인 편중 여건을 고려하여 남산, 동부, 남부분관을 운영하면서 과학교사 연수, 융합과학체험마당, 과학경진대회 운영, 자연탐구캠프 운영, 토요 과학체험활동, 과학문화 체험학습 등 다양한 프로그램을 운영하여 매년 약 200만 명의 학생과 시민들이 이용하고 있다. 이와 같은 프로그램은 지속적으로 운영할 필요가 있으며 나아가 당초 과학전시관 건립 계획에 포함되어 있었으나 예산 사정 등으로 건립이 지연되고 있는 ‘탐구전시동’(가칭 기후‧에너지체험관)이 속히 완성되어 더욱 활발하고 다양한 과학체험활동이 이루어져 명실상부한 과학교육의 허브 역할을 다해야 한다.

▪과학교육 전담부서 설치 운영
서울시교육청에서는 정부의 「과학․기술 중심사회 구축」방안에 따라 수립된 「탐구‧실험중심의 초‧중등 과학교육 활성화 계획」을 중점 추진하기 위하여 2004년에 「과학교육활성화추진단」을 설치하여 한시기구 운영하였고, 2008년에는 한시기구에서 벗어나 부서 조직에 「과학‧영재교육과」로 정식 승격하여 과학‧영재교육을 추진하였으나, 2011년 조직개편에서 과가 폐지되면서 팀 단위로 축소되어 중등교육과(미래인재교육과)에 소속되었고, 2014년 조직개편에서는 스마트교육팀과 통합되면서 다시 교육혁신과로 배속이 되었다. 국가발전의 원동력인 과학‧기술분야의 창의적인 인재 육성을 위한 막중한 임무를 수행하기 위해서는 타부서 산하의 ‘팀’ 단위가 아닌 독립적인 ‘과’ 단위의 과학교육 전담부서의 설치가 필수적이다. 또한 교육부의 시‧도교육청 평가에서도 과학교육 분야에 대한 평가 배점과 지표의 반영이 필요하다.

혁신 미래교육에서의 과학교육은 무엇보다도 교실 수업의 혁신이 중요한데 창의와 감성을 일깨우고 인성과 지성이 균형을 이루는 교실 수업이 이루어져야 한다. 학생과 교사가 함께 하는 과학 수업, 학생의 잠재력을 전면적․다면적으로 발전시키고 감성과 인성, 지성을 균형적으로 발전시킬 수 있는 융합인재교육이 이루어져야 한다. 현대사회의 중요한 키워드인 타인과 공감하고 협력하며 소통을 이루며, 모든 학생과 시민의 과학 소양을 키우고 함께 과학을 즐길 수 있는 다양한 과학교육 프로그램들이 마련되기를 희망한다.

지금까지 살펴본 바와 같이 지난 10여 년간 추진해온 서울과학교육의 성과를 바탕으로 새로운 도약과 발전 기틀을 확고히 다져나갈 미래과학교육이 필요하다. 긍정적으로 평가되고 있는 사업들은 계속적으로 확대하고 보완을 요구하는 사업들은 문제점 개선과 사업의 재조정을 통해 향후 과학교육 추진의 디딤돌로 삼아야 할 것이다.

글 | 한봉희 장학관(서을특별시교육청 교육혁신과)

한봉희 장학관은 서울시교육청 과학영재교육과 장학사를 거쳐 한성과학고등학교 교감을 역임한 바 있다. 현재 서울시교육청 과학영재‧정보화교육담당 장학관으로 재직하면서, 새 시대 인재양성을 위한 우리 학생들의 타고난 잠재력 계발과 정보화 교육 분야의 시스템 구축을 위해 최선을 다하고 있다.