김정영 교사의 과학놀이 학생활동중심 수업 과학에 대한 호기심을 깨워라

글_ 편집실

‘전기 미로놀이’ 게임을 즐기듯 과학을 배운다

  4차 산업혁명 시대, 기초과학 강화와 창의력 신장을 강조하지만, 실제 초등학교 과학교과 수업은 외려 아이들의 흥미와 관심을 떨어뜨린다는 지적도 없지 않았다. 경북 문경 동로초등학교 김정영 교사는 과학교과에 놀이와 질문·토론수업을 적용, 학생활동중심 과학수업 모형을 개발·정착시켜 나가고 있다.

문경 동로초 6학년 1반 아이들

위대한 질문판에 담긴 우리들의 궁금증!
놀이에 질문 더하고 토론 통해 문제해결
호기심과 탐구능력 UP, 생각하는 힘 키워

  “왜 꼬마전구가 아니라 LED를 사용하나요?”
  “LED는 전지와 같은 극끼리 연결해야 불이 들어오는데 이유가 무엇인가요?”
  수업이 시작되기 전, 학생들이 ‘위대한 질문판’에 각자 품고 있던 궁금증을 하나씩 적었다. 경북 문경 동로초등학교(교장 강신권) 2층 과학실. 6학년 1반 담임인 김정영 교사의 과학교과 수업은 이처럼 ‘위대한 질문’을 친구들과 공유하는 것으로부터 시작이 됐다. 이날 수업은 학생들이 가장 흥미진진해 하는 ‘전기의 작용’에 대해 배우는 시간. 학생들은 전지를 어떻게 연결해야 LED에 불이 켜지는지, 전류는 또 어떤 방향으로 흐르는지 등을 직접 실험을 통해 하나씩 배워나갔다.

‘발광다이오드에 불을 켜라!’
  수업이 시작되면서 김 교사가 학생들에게 부여한 첫 번째 실험과제는 ‘발광다이오드에 불을 켜라!’ 애플팀 천재원 학생이 실험을 마쳤다면서 먼저 손을 번쩍 들었다.
  “직접 실험을 해 본 결과 전지의 +극이 발광다이오드의 +극에 연결되었을 때 불이 켜집니다.”
  6학년 1반 10명 학생의 1차 실험과제가 마무리될 즈음 김 교사는 LED 불이 켜지는 원리, 또 전류가 흐르는 방향에 대해서도 학생들이 완전하게 이해할 수 있도록 다시 한 번 설명했다. 김 교사는 전광판, 전자제품, 도어록 등 일상생활에서 LED가 적용되는 예를 소개하면서 꼬마전구가 아닌, 왜 LED를 사용하면 실생활에서 이로운지 학생들에게 보충설명을 이어갔다.
  이번에는 아이들이 즐거워하는 ‘전기 미로놀이’ 시간. 전기선 미로에 접촉하지 않고, 출발지점에서 목적지까지 이동해야 하는 게임이다. LED에 불이 켜지지 않고 끝까지 이동하면 점수가 주어진다. 구글팀 이신비 학생과 김년준 학생이 한 조가 되어 도전했지만 1, 2차 시도 모두 LED에 불이 들어오면서 점수 획득에 실패했다. 옆 모둠 애플팀에서도 연속해서 LED가 반짝거리기는 마찬가지. LED 점등으로 점수 획득에 실패할 때마다, 두 모둠에서는 동시에 아쉬움의 탄성이 터져 나오곤 했다.
  “교육과정이 바뀌어도 과학교과에서 가장 중요하게 다뤄져야 할 지점이 과학에 대한 호기심과 탐구능력 향상입니다. 교육현장에서 기초과학 강화와 창의력 신장을 강조하고 있지만, 실제 과학교과 수업 모습은 외려 아이들의 흥미와 관심을 떨어뜨리는 방향으로 가고 있지는 않은지 생각하곤 했었죠.”
  김 교사가 과학교과에 놀이와 질문, 토론수업을 본격적으로 적용하게 된 계기였다. 과학교과는 탐구능력, 창의적인 문제해결 능력을 기르자는 목표를 제시하고 있다. 하지만 정해진 실험절차와 재료들로 똑같이 따라하고, 정해진 결과만을 기대하는 건 문제라는 인식에서였다. 이후 김 교사는 학생들이 즐겁게 수업에 참여하되, 성취기준에 도달하도록 도와주는 과학놀이 질문과 토론수업으로 과학수업을 대체해 나갔다.

과학수업에 놀이와 질문, 토론을 도입하고 있는 김정영 교사

과학교육 내실화 이끄는 선도교사
  과학놀이 수업의 새로운 시도도 처음엔 어려움이 없지 않았다. 과학놀이에 필요한 기본적인 도구 사용법 등도 우선 알아야 했다. 김 교사는 대학에서 체육교육을, 대학원에서는 과학교육을 공부했다. 또 단순한 교과서 대체실험 과학놀이 수업으로는 학생들의 만족도 또한 크지 않았다. 김 교사는 e학습터 등을 활용하여 교과서의 실험을 사전학습한 뒤 본 수업에서는 실험 절차를 간소화했다.
  “과학놀이는 학생들에게도 생소하기 때문에 실험을 하면서 대화를 많이 하게 됩니다. 대화를 통해 결론을 도출해 낼 수 있도록 토론기법도 중요하죠. 실제 수업에서 기본적인 짝 토론, 단원키워드로 말하기 등을 시작으로 자연스런 대화와 발표로 과학놀이 토론수업을 시작하곤 합니다.”
  김 교사는 이곳 동로초교를 비롯하여 지난 5년 동안 3개 부임학교에서 과학교육 내실화를 위한 노력을 기울여 왔다. 주로 필수 실험교구 구비 및 과학실 현대화 사업, 과학도서 구축사업 등을 담당하면서 추진해 왔다. 또 과학발명교실, 탐구중심형 과학탐구의 날 행사, 스마트 로봇활용 SW교실, 1박 2일 과학캠프 운영 등으로 교내 과학 활성화를 도모했다. 대외적으로는 다양한 과학경진대회 참가로 농·산촌지역 소규모 학교 학생들의 과학 꿈나무로서의 희망을 키워가게 하고 있다. 그동안 과학 분야의 많은 연구대회에 참가해 왔던 김정영 교사. 그러나 정작 대회가 끝나고 교실로 돌아와서는 왠지 모를 허전함도 느껴지곤 했단다. 그때 다시금 깨달았던 사실이 대회에 참가하는 소수만이 아니라, 다수의 학생들을 대상으로 하는 교실수업의 중요성이었다.

 과학놀이는 학생들 에게도 생소하기 때문에 실험을 하면서 많은 대화를 나눈다.

“아∼하” 하는 감탄사에 실린 보람
  “과학놀이 수업을 통해 아이들에게 생각하는 힘을 키워주고자 노력합니다. 과학의 힘은 혁신, 4차 산업혁명, STEAM 교육 등과도 직결되어 있잖아요. 아이들에게 생각할 수 있는 수업환경을 마련해 주고, 또 교실 밖에서는 자연현상에 대한 올바른 이해로 정확한 앎을 전달해 주고자 애쓰고 있습니다.”
  과학수업 시간의 시작을 ‘질문판’으로 열고, 수업 도중에도 ‘질문해결놀이’ 등을 자주 활용하는 이유도 바로 여기에 있다. 지난 1년 동안 과학놀이 수업에서 얻은 성과 중 하나로 김 교사는 아이들의 질문하는 힘이 부쩍 향상된 것을 꼽을 정도다. 때로는 아이들의 질문 속에는 그날의 학습 내용과 연관성이 없는 것들이 들어 있기도 하다. 하지만 아이가 궁금해 하는 그것들을 해결해 주는 것이야말로 진정한 살아있는 교육이라고 김 교사는 믿고 있다. 그러면서 김 교사는 지난 4년간의 과학놀이 수업연구 결과는 현재 아이들의 “아∼하” 하는 감탄사가 되어 돌아오는 중이라고도 들려준다. 그렇게 반짝반짝 빛나는 아이들을 대할 때마다 이 수업모형을 개발한 보람을 느끼곤 한단다.
  “학기 초에는 스포이트도 제대로 잡지 못했던 아이들이 과학놀이 수업을 즐기게 되면서 과학을 좋아하는 꿈나무로 변하게 되더라고요. 실험할 때도 자신감을 보이기도 하고, 결과보다도 과정 속에서 얻는 즐거움이 더 크다는 것도 알게 되고요. 아이들에게는 중학교에 진학해서도 끊임없이 질문하고, 토론하면서 생각을 키워가라고 말해주곤 합니다.”
  김 교사의 과학놀이 수업연구는 2015년 발족한 ‘문경과학교사모임(MST)’과 함께 하고 있다. 현재 문경지역 25명의 초등교사가 참여하고 있는 이 모임은 방학 기간에는 ‘사제동행 STEAM 캠프’로 소외지역 학교를 방문, 나눔을 실천하고 있기도 하다. 현재 이 모임의 회장을 맡고 있는 김정영 교사는 “2019년에도 교사연수 등 MST 활동의 활성화는 물론 학생들을 위해서는 4차 산업혁명 시대에 걸맞게 기초과학을 응용한 메이커 교육 연구에도 더욱 관심을 기울여 나갈 계획”이라고 소개했다.

호기심과 탐구능력을 키우는 과학수업

위대한 질문판에 궁금증을 적는다

과학놀이 수업을 위한 TIP

e학습터를 적극 활용하라
과학놀이 수업목표 달성을 위해서는 e학습터 등을 활용한 교사의 사전준비도 필요하다. 실험과 놀이 등의 배경지식을 갖추면 수업의 성취기준 달성은 물론 실생활 응용을 확인하는 데 도움을 준다.

교과서의 실험과 과학놀이를 융합하라
학생들은 대개 과학놀이 활동만으로는 수업에 만족하지 않는다. 교과서에 나오는 실험과 과학놀이를 접목시켜 설계하고 운영해야 한다.

과학놀이 전용 질문판을 활용하라
과학놀이 수업 전용 질문판을 항상 준비해 둔다. 학생들은 질문이 생길 때마다 즉시 공유하게 하고, 수업 참가자들과 토론하면서 그 문제를 해결할 수 있도록 유도한다.

단원별 마지막은 STEAM 수업으로 활용하라
단원별 마지막 순서에서는 일상생활에서 응용할 수 있는 과학놀이로서 STEAM 수업으로 진행한다. 과학에 대한 학생들의 호기심과 관심이 한층 더 증대될 것이다.