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온-오프라인, 학교 안-밖 연결하는 과학탐구 공간


글  홍옥수 한국과학창의재단 과학수학교육개발실장

 2020년 5월, 교육부가 발표한 ‘제4차 과학교육종합계획(2020~2024)’은 지능정보사회의 소양을 갖추고 세계를 선도하는 인재 양성을 위해 “기초를 다지고, 첨단을 누리고, 미래를 이끄는 과학교육”을 목표로 6개 추진전략과 16개 중점추진과제를 제시했다.


  과학교육에서 ‘탐구’는 매우 중요한 목표이자 역량으로 강조되어 왔다. 2015 개정 과학과 교육과정의 교과 역량은 ‘과학적 탐구 능력’을 포함하고 있으며, 지난해 교육부·과학기술정보통신부·한국과학창의재단이 발표한 ‘미래세대 과학교육표준’ 역시 “과학적 문제해결을 위해 실험, 조사, 토론 등으로 증거를 수집, 해석, 평가하여 과학지식을 구성하는 능력”인 ‘과학적 탐구력’을 과학교육이 지향해야 할 중요한 역량으로 제시한 바 있다.


지능형 과학실이 구축되기 위한 과제


첫째   2024년까지 모든 초·중등학교에 지능형 과학실을 구축하기 위해 기존 창의융합형 과학실 모델을 발전시켜 첨단과학기술 기반의 수업 환경을 갖춘 지능형 과학실 모델학교를 단계적으로 구축·운영해 나가야 한다. 2017년부터 운영된 창의융합형 과학실은 주제연구 및 프로젝트 수업에 최적화된 실험실의 공간혁신 모델로서 준비영역, 발표/학습영역, 실험영역, 토론영역 등 기능별로 모듈화된 공간 구성이 특징이다. 특히 실험영역은 다양한 디지털 탐구도구를 활용하여 첨단과학기술과 접목한 과학탐구가 가능한 공간을 지향하므로 학교 내 지능형 과학실 구축에 참고가 된다.

둘째   지능형 과학실이 성공적으로 운영되기 위해서는 실제 데이터(real data)를 수업에서 자유롭게 활용할 수 있도록 지원하는 온라인 과학탐구 플랫폼 개발이 필수적이다.

   과학탐구에 필요한 실제 데이터(real data)를 제공하는 것을 넘어, 지능형 과학실에서 학생들이 디지털 탐구도구를 활용하여 수집한 데이터들을 실시간으로 축적하고, 과학탐구를 위해 데이터를 자유롭게 변형·활용할 수 있는 기능을 제공함으로써 미래세대가 지능정보사회의 핵심 소양인 ‘데이터 리터러시’를 함양하는 데 기여할 수 있다. 또한 포스트 코로나 시대에 대응하여, 학생이 개별적 또는 협력적으로 온라인 상황에서 실험을 설계·수행할 수 있도록 지원하거나, 시공간을 초월한 과학탐구 활동을 위해 다양한 원격수업 모델을 접목할 필요가 있다.


셋째   지능형 과학실에서 지능정보기술을 활용한 과학탐구가 구현되기 위해서는 과학탐구를 지도하거나 촉진하는 교사의 역할이 무엇보다 중요하다. 교육부와 한국과학창의재단이 지난 7월 9일 개최한 ‘지능형 과학실 구축을 위한 온라인 토론회’에 참여한 교사들은 지능정보기술을 과학탐구 수업에서 활용할 수 있는 구체적인 방법에 대한 교사연수가 필요하다는 데 의견을 모았다. 이에 첨단과학기술을 활용한 과학수업 선도모델 개발, 교사연수 및 과학수업 컨설팅을 등을 추진하는 지원센터 마련이 시급하며, 교대·사범대를 거점 지원센터로 활용한다면 현장 교원 및 예비 교원의 수업역량 강화에 기여할 수 있을 것이다.

  인공지능이 근간이 되는 지능정보사회, 그리고 코로나19가 촉발한 뉴노멀 시대를 살아가는 미래세대를 위해 과학교육은 새로운 표준을 받아들이는 동시에 새로운 표준을 제시할 수 있어야 하며, 과학탐구의 변화를 가져올 지능형 과학실은 이러한 변화를 견인하는 촉매제가 될 것이다.



지능형 과학실 구축을 위한 온라인 토론회

선생님들이 생각하는 지능형 과학실

정리 편집실

“이제 과학탐구는 단순히 실험뿐 아니라 창의적 문제해결을 위한 실험, 조사, 토론, 발표 등 폭넓은 활동을 의미합니다. 그에 맞는 공간을 제공하기 위해서는 과학실이 ‘과학실험실’이 아닌 과학을 위한 공간으로 거듭나야 합니다. 지능형 과학실을 통해 그동안 과학실에서 할 수 없었던 PBL, CPS 모형의 수업이 구현되고, 토론과 창작공간이 생겨 새로운 활동이 가능하게 됩니다.”

손정우 경상대 교수


“지능형 과학실이 성공적으로 운영되려면 먼저 교과서에 디지털기기 수업사례를 실어서 교사가 적용할 수 있도록 해야 합니다. 그리고 교내 디지털기기를 관리하는 인력과 지원체계가 정밀하게 구축되었으면 합니다. 과학교사가 최신 정보기술을 배울 수 있는 연수도 많이 개설해 주십시오.”

박지선 혜화여고 교사


“일반적으로 과학실은 직사각형 형태여서 교사와 멀리 떨어져 있는 학생이 있습니다. 그래서 저희 학교는 과학실 리모델링 시 교사를 중심으로 실험대를 원형으로 놓는 형태로 구성했습니다. 또, 팀별 프로젝트 실험에서는 서로 데이터를 공유하도록 하는 등 과학실 안에서 더 잘 소통할 수 있는 방법을 고민했습니다. 만약 외부 실험 데이터를 가져올 수 있다면 아이들의 궁금증이 해결될 기회이자 지역사회, 나아가 세상과 연결되는 경험을 하게 될 것입니다.”

노희진 선인고 교사


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