아침 햇살이 면목 뜰 정원에 부드럽게 내려앉는 시간, 면목중학교의 교정은 언제나 조용한 설렘으로 가득하다. 어디선가 들려오는 “왜 그럴까?”라는 작은 질문 하나가 교실 문을 열고 들어오면, 그 순간부터 배움은 새로운 방향으로 확장된다. 이곳에서는 정답을 맞히는 손보다 고민하며 질문을 적어 내려가는 손이 더 빛난다. 학생들은 일상 속에서 발견한 호기심을 스스로 탐구로 발전시키며, 그 과정에서 자기만의 속도로 성장한다. 면목중학교가 추구하는 것은 지식을 전달받는 배움이 아니라, 생각하고 질문하며 스스로 길을 만들어가는 배움이다. ‘생각을 쓰는 교실’을 중심으로 한 창의적 교육, 새롭게 바뀐 과학실, 자연과 함께하는 생태체험 활동까지 이 학교의 모든 공간과 시간은 학생들의 호기심을 키우는 데 집중되어 있다. 지금부터, 질문이 배움이 되고, 배움이 성장이 되는 면목중학교의 이야기를 따라가 본다.

과학기술정책연구원(Science and Technology Policy Institute, STEPI)은 1987년 설립 이후 대한민국 과학기술 혁신정책 연구를 전담해 온 유일한 국책연구기관이다. 연구개발 투자 전략을 마련하고, 혁신시스템을 진단하며, 사회 변화에 대응할 정책을 설계하는 역할을 수행해 왔다. 과학기술이 연구실 안에서만 머무르면 사회적 성과로 이어지지 못한다. 새로운 기술이 국민 생활 속에서 제대로 작동하기 위해서는 정책과 제도의 뒷받침이 필요하다. STEPI는 바로 그 전략을 마련하는 ‘정책의 두뇌’이자 대한민국 과학기술의 나침반이다.

에너지는 눈에 보이지 않지만 자연 현상과 우리 생활 전반에서 끊임없이 작용하고 있다. 눈에 보이지 않는 에너지는 여러 현상 속에서 간접적으로 추론해야 하기에, 학생들에게는 개념적으로 이해하기 어려운 주제다. 예를 들어 전구가 켜지거나 모터가 회전하는 모습을 보더라도, 그 안에서 에너지가 어떻게 흐르고 전환되는지 이해하기는 쉽지 않다. 초등학교 과학에서는 에너지를 명시적으로 정의하지 않고 현상 중심으로 다루며, 2022 개정 교육과정에서는 에너지 관련 통합단원이 삭제되고 에너지 자원을 중점적으로 다루는 단원이 신설되었다. 에너지를 분절적으로 다루는 이러한 접근은 학생들이 에너지를 통합적으로 이해하고 탐구하는데 어려움을 초래할 수 있다.

학기말이나 학년말에 수업을 돌아보면 “고민과 공상의 시간이 긴 것에 비해, 실천은 적고 완성도가 부족하다.”는 생각이 매번 듭니다. “고민과 시도의 경험을 벼리워 더 단단하고 예리하게 해야 할텐데….”라는 아쉬움을 느낍니다. 이 글을 읽는 선생님들에게 공감을 얻고 영감을 드릴 수 있는 기회가 되기를 감히 바라며 저의 수업 이야기를 시작해 보겠습니다. 제가 수업과 평가의 고수라서 노하우를 전수하기 위해서가 아니라, 오늘도 성장해가고 있는 한 명의 교사가 동료 교사들과 경험을 나누는 기회로 이 글을 받아주시면 좋겠습니다. 글로 옮긴 제 생각이나 행동들은 주관적인 경험에 기초한 것이니 맥락을 염두에 두고 읽고 판단해 주시길 부탁드립니다.

서울 여의도 한복판, 실험과 탐구가 일상이 된 학교가 있다. 여의도고등학교는 과학을 교과서 속 지식이 아닌, 삶 속에서 사고하고 적용하는 도구로 만들어가는 서울형 과학중점학교다. 이곳에서는 학생들이 스스로 질문을 던지고, 시행착오를 거치며, 협력 속에서 문제를 해결해 나간다. 단단한 기초 학력 위에 창의성과 자율성을 키워주는 교육 환경은 미래 사회를 준비하는 든든한 토양이 되고 있다.

“화학은 보이지 않는 곳에서 우리 일상과 산업의 근간을 이루는 필수 기술입니다.” 이영국 한국화학연구원장의 이 한마디는 우리 사회에서 화학이 차지하는 위치를 명확히 보여준다. 생수병부터 스마트폰, 의약품까지 우리 삶 곳곳에 스며든 화학기술은 대한민국 산업 경쟁력의 핵심 동력이다. 국가적 위기 상황마다 해결책을 제시해 온 한국화학연구원(이하 ‘화학연’)은 내년이면 설립 50주년을 맞는다. 대한민국 화학기술의 심장으로 반세기를 달려온 화학연의 역사와 성과, 그리고 미래 비전을 살펴본다.

참여란 단순한 수업 출석이나 활동 수준의 참여를 넘어서서 관심과 호기심을 갖고 생각이 참여해야 한다는 것을 의미한다. (중략) 이를 위해서는 학생들의 눈높이에 맞추어 학생들의 일상 세계와 연결된 적절한 탐구질문으로 학생들의 호기심을 유발하는 것이 가장 중요한 과제가 된다. 탐구 질문은 ‘정답 찾기’가 아닌 여러 관점과 해석을 유도하는 질문으로서, 학생의 호기심을 자극하고 의미 있는 탐구와 비판적 사고가 이루어지도록 (중략) 깊이 있는 학습을 유도하는 데 중요한 역할을 담당한다. 학교는 탐구 질문을 활용하여 학생이 스스로 문제를 해결하는 학생 참여형 수업을 활성화하도록 노력해야 한다.

데이터 리터러시란 관찰이나 측정을 통해 얻은 데이터를 이해하고 수집·분석하여 활용하고, 그 결과를 효과적으로 소통할 수 있는 능력을 말한다. 데이터 리터러시를 “문제 해결을 위해 데이터를 수집하고 분석 및 활용하여 정보를 만들어내는 지식 구성과 의사소통의 기초 능력”(송유경 외)으로 정의하기도 했다. 즉, 필요한 데이터를 찾고 평가하며, 이를 바탕으로 새로운 지식을 만들어내고 공유할 수 있는 역량을 포괄하는 개념이다. 데이터 리터러시가 중요한 이유는 현대의 문제 해결이 데이터 기반 의사결정에 크게 의존하고 있기 때문이다. 복잡한 문제일수록 객관적 데이터에 근거한 분석과 판단이 필요하며, 이를 뒷받침하는 데이터 소양이 부족하면 올바른 해결책을 찾기 어렵다. 특히 단순히 데이터를 읽고 해석하는 능력뿐만 아니라, 데이터를 활용한 의사소통과 협업 능력이 강조되고 있다. 최근의 교육 연구 동향을 보면 데이터 분석 능력과 함께, 데이터를 기반으로 타인과 소통하고 공동으로 문제를 해결하는 역량을 데이터 리터러시의 핵심 요소로 포함시키는 추세이다. 이는 학생들이 향후 실제 삶과 직업 현장에서 데이터로 소통하고 협력하는 상황에 대비할 수 있도록 가르쳐야 함을 시사한다.

과학교육은 미래 사회에서 요구되는 문제 해결 능력과 비판적 사고력을 기르는 데 필수적이다. 용화여자고등학교는 단순한 지식 습득을 넘어서 학생들이 다양한 탐구 활동을 경험하고 창의적인 사고력을 키울 수 있도록 교육 환경을 조성하고 있다. 과학중점 선도학교로서 개방형 실험실을 구축하고, 다양한 탐구 활동을 운영하며, 인공지능(AI) 영재학급과 STEAM 융합 프로그램 등 최신 교육프로그램을 도입했다. 학생들이 융합적 사고를 바탕으로 창의적 문제 해결자로 성장할 수 있도록 탐구 중심의 과학교육을 실천하는 용화여자고등학교를 찾았다.

제일 유명한 과학자를 한번 떠올려 보자. 초등학생이든, 중학생이든, 고등학생이든, 어느 집단의 친구들에게 질문을 하든 이 이름은 꼭 거론될 것이다. 바로, ‘알버트 아인슈타인’ 이다. ‘알버트 아인슈타인’과 더불어 게임이론의 창시자이자 양자역학의 수리적 기초를 발전시킨 ‘존 폰 노이만’은 모두 미국 뉴저지 프린스턴에 있는 미국 고등연구소(Institute for Advanced Study) 소속 교수였다. 우리나라에도 IAS와 같은 기관이 있다. 바로 오늘 소개해드릴 고등과학원(Korea Institute for Advanced Study)이다.

IB(International Baccalaureate)프로그램에서 말하는 개념기반 탐구수업은 학생들이 단순히 지식을 습득하는 것을 넘어서 개념을 통해 깊이 있는 이해와 의미 있는 학습을 추구하는 교수·학습 접근 방식이다. IB 개념기반 탐구학습에서 다루는 개념은 특정 과목에 국한되지 않고 여러 학문 분야를 아우르는 폭넓고 추상적인 아이디어로, 학생들이 자신이 살아가는 세계를 통합적으로 이해하고 다양한 상황에 적용할 수 있게 한다.

2022 개정 교육과정의 주요 방향 중 하나는 ‘개별 맞춤형 교육과정’입니다. AI 디지털 교과서(AIDT)가 도입되면 학생 개별 데이터를 활용해 대시보드 형태로 학습 상태를 실시간으로 확인할 수 있다. 그러나 현재까지 나온 AIDT는 주로 객관식이나 단답형 문항 채점에 집중하고 있어, 이를 보완할 수 있는 서술형 평가의 필요성이 더욱 주목받고 있다. 서술형 평가는 학생들이 과학 개념을 깊이 이해하고, 비판적 사고, 창의력, 문제 해결 능력을 높여주는 중요한 도구입니다(하민수 외, 2019; 이미화, 2023). 하지만 서술형 평가의 높은 교육적 효과에도 불구하고, 시간과 인적 자원의 부족으로 교사들이 이를 도입하는 데 어려움을 겪고 있다(Bloom, 1984; 이미화, 2013). 필자는 이러한 어려움을 해결하기 위해 생성형 AI(GPT)를 보조 교사로 활용하여 현실적인 한계를 극복하고자 했다. 서술형 문항은 응답의 질과 정확성을 평가하는 구조화된 문항으로(박혜영 외, 2019), GPT에 설계된 모범 답안과 평가 준거를 입력한다면 채점과 피드백이 가능할 것으로 기대했다.

오금고등학교는 시대의 흐름에 따라 학생 맞춤 교육을 실시하여 미래인재에게 꼭 필요한 창의성, 인성, 잠재력과 실력을 쌓을 수 있도록 교육과정들을 개편하고 다양한 경험을 할 수 있도록 환경을 조성하여 지난 2023년 과학교육 우수학교로 선정되었다. 특히 방과후 자율적 과학탐구 프로젝트를 진행하여 1. 2학년 대상으로 매주 2회(월, 수) 실험실을 개방하고 물리, 화학, 생명과학을 주제로 실험을 하고 있으며 학생들의 다양한 과학탐구 역량 수준과 요구사항에 대해 맞춤 지원이 가능하도록 노력하고 있다. 이 외에도 학생들이 가지고 있는 가능성과 잠재력을 키워주는 다채로운 프로그램을 지속적으로 진행 중에 있으며 대한민국을 넘어 전 세계인과 경쟁하고 협업해야할 학생들에게 꿈과 재능을 키워줄 배움의 판을 지속적으로 만들어 나가고 있다.

한국지능정보사회진흥원(NIA)은 대한민국 정부와 국민이 새로운 디지털 기술을 효과적으로 사용할 수 있도록 지원하고 있다. 1987년 한국전산원으로 설립된 이후, 한국정보화진흥원을 거쳐 현재의 한국지능정보사회진흥원으로 발전했다. NIA는 대한민국의 정보화와 디지털 혁신을 이끌어 왔으며 ‘초고속국가정보통신망 개통’, ‘민원24’와 같은 전자정부 사업, ‘공공데이터 개방’ 등 다양한 프로젝트를 통해 국민의 삶의 질을 향상시켰다. 특히 코로나19 대응을 위해 ‘공적 마스크 앱’과 ‘백신사전예약시스템’을 구축하는 등 중요한 기여를 한 한국지능정보사회진흥원과 흥미로운 사업들을 소개하고자 한다.

과학교육에서 실험탐구는 이론적인 개념을 실제로 경험하고 이해하는 데 중요한 역할을 합니다. 실험을 통해 학생들은 추상적인 개념을 실제 상황에 적용하고 관찰하며 문제 해결 능력을 키우게 됩니다. 이를 통해 과학적 사고와 탐구 능력을 발전시키며, 자기 주도적 학습 능력을 기를 수 있습니다. 또한, 미래에 과학적인 직업이나 전공을 선택하는데 중요한 기반이 됩니다. 최근에는 과학 기자재의 발전으로 다양한 분야의 과학 실험이 가능해졌습니다. 특히 무선 센서를 활용한 데이터 수집이 쉬워져 실험 결과를 단순히 관찰하는데 그치는 것이 아니라 정량적 분석과 탐구가 용이해졌습니다. 다양한 센서 중 무선 분광광도계를 활용한 실험탐구 프로젝트를 소개하고자 합니다.