제4차 과학교육 종합계획(2020~2024년)
첨단 과학기술을 이용하면, 직접 화학약품을 다루지 않고도 가상현실을 통해 화학수업을 할 수 있으며, 혼합현실을 통해 태양계나 별자리 관찰도 가능하다. 실제 싱가포르에서는 일상생활에서 얻을 수 있는 날씨 정보를 수집·활용하여 수학, 공학, 과학 등 다양한 교과목에 활용하고 있으며, 미국에서는 지구 환경 관련 수업에 국립해양대기청 ‘스마트 부이 프로젝트’를 이용, 전 세계 해상에 떠 있는 해상관측용 부표, 부이를 통해 전달되는 기상정보를 활용해 교실에서 실시간으로 실감형 수업이 이뤄진다.
제4차 과학교육 종합계획에 따르면 AI, AR, VR 등 첨단 과학기술을 기반으로 과학탐구와 실험 활동, 융합적 교육활동이 가능한 ‘지능형 과학실’을 구축할 계획이다. 지능형 과학실은 인공지능, 모바일, 클라우드, 빅데이터, 사물인터넷 등 지능정보기술이 집약된 온라인 플랫폼에 실험, 토론, 학습/발표, 창작, 전시영역 등 오프라인 공간이 공존하는 곳이다. 올해 86교를 시작으로 2024년까지 모든 학교에 지능형 과학실을 구축한다는 방침이다.
교육부는 사물인터넷(IoT) 기반 센서를 활용하여 자료를 수집·축적하고 수업시간에 활용 가능한 형태로 공공데이터를 제공하는 온라인 플랫폼 개발에 착수했으며, 2021년까지 시스템을 구축하여 2022년부터 온라인 플랫폼을 운영한다는 계획이다.
또한, 국제학력평가에서 우리나라 학생들의 과학 학업성취도는 최상위 수준이지만, 과학에 대한 흥미가 낮은 점을 개선하기 위해 발달 수준에 따라 과학에 대한 흥미를 느낄 수 있도록 유·초등생은 놀이·체험 중심으로, 중·고등학생은 과학탐구·실험 중심으로 교육한다.
기초학력이 부족한 학생에 대해서도 기초를 튼튼히 할 수 있도록 AI 시스템을 활용한 ‘기초학력 진단-보정시스템’을 단계적으로 추진한다. 인공지능을 활용하여 학생 수준별·진로별로 맞춤형 학습을 지원하는 ‘학습지원 AI 시스템’ 개발에도 착수한다. AI 시스템은 학생의 과학학습 관련 데이터를 모으고, 학습 진단을 통해 맞춤형 콘텐츠 등 학습정보를 제공한다. 올해 연구를 시작하여 2021~2023년까지 AI 시스템 개발을 완료하고 2023년에 시범 운영한다는 계획이다.
첨단 과학기술을 활용하여 시공간을 초월하여 과학탐구·실험을 할 수 있는 기반을 마련한다. 국내외 전문가와 실시간으로 소통하고 지원받을 수 있는 화상수업 시스템을 구축하고 원격수업 콘텐츠도 개발한다. (가칭) 빅데이터를 이용한 과학탐구 등 중·고등학생을 위한 미래형 콘텐츠도 개발·보급한다.
첨단 과학기술이 학교에 적극적으로 도입됨에 따라 과학교사의 전문성을 높이기 위한 연수도 확대된다. 연수를 통해 첨단 과학기술을 과학수업과 탐구 활동에 활용할 수 있도록 데이터화 기술(IoT, LBS, SNS 등), 정보화 기술(빅데이터, 클라우드, 디지털 트윈 등), 지능화 기술(AI 등), 스마트화 기술(AR, VR, 3D 프린터 등) 등을 배울 수 있다.
그 밖에도 학교와 국내외 대학·기업·지역사회를 연결한 ‘STAR 브릿지 센터’를 운영한다. 스타브릿지센터는 첨단 과학기술 기반 교수·학습, 평가설계, 탐구·실험 활동 등 다양한 연수와 콘텐츠, 컨설팅 등을 제공하는 곳으로 교사와 과학기술 전문가 간의 협력으로 교원의 전문성을 키우는 데 큰 도움이 될 것이다.
