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‘지능형 과학실’로 탐구중심 과학교육 실천한다

글  김도영 교육부 교육과정정책과 교육연구사



지능형 과학실은 학생들이 미래를 선도하는 인재로 커 갈 수 있도록
미래형 과학교육 환경을 조성하고 탐구중심 과학교육을 실천하는 데 목적이 있다.


  우리나라는 시대에 따라 명칭은 약간씩 다르지만 초·중등학교 과학교육을 발전시키기 위한 종합적 계획(방안)을 수립하고 추진해 왔다. 1967년 과학기술교육 진흥 5개년 계획(1967~1971)을 발표한 이후 올해까지 11개의 과학교육 관련 종합계획(방안)이 수립·추진됐다. 종합계획에는 수립 당시의 과학교육 문제점을 해결하고 발전시키기 위한 다양한 대책이 포함되어 있는데, 지속적으로 강조한 점은 교사 중심의 수업에서 벗어나 학생 중심의 탐구·실험형 수업으로 전환하는 것이라 할 수 있다.


학생 중심의 탐구·실험형 수업으로 전환

  이와 관련하여 교육부에서 수립·발표한 계획들을 살펴보면, 2002년 7월에 발표된 ‘과학교육 활성화 계획(2003~2007)’에서는 학생들의 탐구·실험·관찰 경험을 확대하기 위해 ‘실험실 현대화’를 추진하였고, 그 결과 전체 학교 중 67%가 충분한 실험 기자재 확보 등 현대화된 실험실을 보유하게 되었다. 이어 2007년 12월에 수립된 ‘과학교육 내실화 계획(2008~2015)’에서는 현대화된 실험실을 활용한 교수법·평가 방법 개선 등 주로 교육의 소프트웨어 개선을 추진하였다. 이후 2016년 2월에 발표한 ‘과학교육 종합계획(2016~2020)’에서는 첨단 과학기술과 음악, 미술, 인문학 등이 융합된 교육 활동이 가능한 ‘창의융합형 과학실’을 구축하여 지원하고자 하였다.

  올해 5월 26일 수립·발표된 제4차 과학교육 종합계획의 ‘지능형 과학실 구축’ 사업도 학생 중심의 탐구·실험형 수업 강화를 기반으로 한다고 할 수 있다. 이는, 지식의 생성과 순환을 중시하는 오늘날 교육 패러다임과 탐구 활동을 기저로 하는 과학교과의 특성에 기인한다고 볼 수 있다. 특히, 오늘날의 사회생활이 오프라인 중심에서 온·오프라인이 연계된 모습으로 급변하면서 자연스럽게 교육환경에서도 온라인 교육과 가상의 세계가 연계되었다.

  이러한 배경과 시대적·사회적 필요성 등을 종합하여 볼 때, 지능형 과학실은 학생들이 현재의 발달된 과학기술에 관한 지식을 향유하며 탐구하여 미래를 선도하는 인재로 커 갈 수 있도록 미래형 과학교육 환경을 조성하고 탐구중심 과학교육을 실천하는 데 목적이 있다고 할 수 있다. 국가교육 초창기가 아닌 최첨단의 시대에 교육환경 조성은 자칫 구태를 답습하는 교육정책으로 비춰질 수 있으나, 학생의 능동적 학습 조건과 협동적·자기주도적 탐구학습을 활발하게 할 수 있는 교육환경 마련은 교육 혁신의 시작이라 할 수 있다.


2024년도까지 모든 학교에 지능형 과학실 구축

  이에, 지능형 과학실 구축 및 운영을 위한 5개년의 추진 로드맵을 살펴보면 [그림]과 같다. 우선, 현재 운영 중인 창의융합형 과학실 모델학교 86개교에 지능형 과학실 기초 연구 결과(2020년)를 적용하면서 학교 현장의 의견을 수렴하고, 이후 도출된 운영 성과를 토대로 2021년부터 본격적으로 추진하여 2024년까지는 모든 학교를 대상으로 구축할 예정이다.

  또한, ‘지능형 과학실 학습 플랫폼’ 구축 연구를 토대로 실생활의 데이터를 분석, 처리, 활용할 수 있으며, 증강현실(AR)·가상현실(VR) 등 지능정보기술 기반의 가상 실험 프로그램과 수요자 중심의 다양한 콘텐츠를 자유롭게 활용할 수 있는 학습 플랫폼을 2022년까지 구축할 계획이다.

  아울러, 지능형 과학실 지원센터를 구축·운영하여 온·오프라인이 연계된 과학실 학습을 위한 다양한 콘텐츠와 프로그램을 지속적으로 개발·보급하고, 온라인 상의 지능형 과학실을 관리하는 기능도 지원할 예정이다.

  과학 분야 인력 양성의 뿌리인 초·중등 과학교육은 실험·실습·체험 등 경험학습과 사회와 연계된 교육 기회 제공이 중요하므로 학교 교육환경뿐만 아니라 지역사회 등 교육 여건과 배경에 크게 영향을 받게 된다. 이처럼 과학교육에서 교육환경이 매우 중요한 요인으로 작용함을 고려할 때, 시·공간을 초월하여 체험하고 실험할 수 있게 하는 지능형 과학실은 학생의 학습 동기와 흥미를 유발하고 지속적으로 탐구하는 터전으로서 자리 잡을 것이다.

  특히, 오늘날은 이미 무선인터넷과 디바이스가 일상생활의 기본 인프라로 작용하는 사회이다. 인공지능으로 대표되는 지능정보기술을 활용한 다중감각적이고 실감형의 프로그램과 학생 저마다의 요구를 충족시킬 수 있는 무한한 콘텐츠와 교육 도구를 개발·보급하여 활용할 수 있도록 관련 정부 부처 및 시·도교육청과 협력하고, 학교 현장, 대학, 연구소, 단체 등이 힘을 모아 노력한다면 모든 학생들이 지능형 과학실에서 첨단 사회를 누리며 미래를 준비할 수 있을 것으로 기대해 본다.


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