서울 강남구 개포동에 위치한 서울개일초등학교의 아침은 조금 특별하다. 교실 창밖으로는 양재천이 흐르고, 계절에 따라 달라지는 나무와 물길의 풍경이 학생들의 일상 가까이에 있다. 도심 한가운데 위치한 학교이지만, 이곳 학생들에게 자연은 멀리 찾아가는 체험 공간이 아니라 매일 마주하는 배움의 현장이다. 개일초 학생들은 교과서 속 과학 개념을 책 속 지식으로만 배우지 않는다. 직접 하천으로 나가 물을 채취하고, 생태 변화를 관찰하며, 공기질 데이터를 분석한다. 생활 속 질문에서 시작된 호기심은 자연스럽게 탐구 활동으로 이어지고, 학생들은 과학을 ‘외워야 하는 과목’이 아니라 세상을 이해하는 방법으로 경험한다.

이화여자대학교 자연사박물관(이하 ‘이대 자연사박물관’)은 자연에 대한 학교 교육과 사회 교육에 이바지할 목적으로 1969년 11월 20일에 국내 최초로 설립되었다. 당시에는 본교 생물학과와 지구과학과에서 연구와 교육을 위해 수집·수장하고 있던 655종의 자료를 진열하는 것으로 출발했다. 이후 1973년 12월 미술관 4층에 140여 평의 전시실을 마련하여 이전하였고, 1997년 5월에는 600여 평의 건물을 신축하여 현재의 모습으로 개관하였다. 이대 자연사박물관은 자연사에 관련된 순수 학술 연구를 비롯해 동물, 식물, 광물, 암석, 화석을 채집·보존·전시·연구하고 있다. 또한 멸종위기 생물 종의 조사와 천연기념물, 국제보호조, 특산·희귀종, 신종 등 희귀 표본을 포함하여 현재 24만 점 이상의 자료를 소장 및 전시하고 있다.

2022 개정 교육과정은 학생이 핵심역량을 함양하여 포용성과 창의성을 갖춘 주도적인 사람으로 성장하도록 하는 데 중점을 두고 있다. 학생 참여형 수업을 통해 학생 주도성을 기르려면 수업에서 어떤 변화가 필요할까 하는 고민에서 이 프로젝트를 시작하게 되었다. 과학교육 초기 10년에는 학생들이 흥미 있어 할 새로운 실험 콘텐츠를 모으고 실험 활동을 하는데 집중했다. 실험 중심의 수업은 학생들의 호기심을 불러일으켰으나 다소 수동적이었고, 학생의 삶과 연결되는 지점까지 이끌 수 없는 한계가 느껴졌다. 최근 몇 년간은 또 다른 문제점을 진단하게 되었다. 문제풀이 공부에 익숙하여 더 이상 궁금한 것이 없는 아이들, 안내된 실험과 예상된 결과가 있어서 수동적인 수업, 교과간 분절로 과학을 삶의 문제로 전이하지 못하는 한계, 학습의 과정보다 결과에 집중하는 평가 방식이 그것이었다.

실험 수업은 늘 혼란의 도가니탕이다. 과학실이 하얀색이라 그런지, 학생들은 과학실에 들어오는 순간부터 평소보다 조금 더 들떠 있다. 교실에서는 얌전하던 학생도 과학실에만 오면 갑자기 탐험가가 되고, 실험 도구 하나하나가 장난감처럼 보이는 모양이다. 책상 위에 놓인 비커는 괜히 한 번 만져보고 싶고, 줄자는 길게 뽑아보고 싶고, 스포이트는 괜히 눌러보고 싶고, 물통은 세워보고 싶다. 목청 하나는 누구보다 자신 있다고 생각했던 필자도 과학실에서만큼은 마이크를 가져갔던 경험이 있다. “지금 만지지 마세요.”, “아직 시작 안 했어요.”, “그거 던지는 거 아니에요.” 같은 말을 수업 시작 5분 안에 스무 번쯤 반복하다 보면, 실험을 시작하기도 전에 이미 수업 에너지의 절반은 사라진다. 그렇다고 실험 수업을 포기하고 교과서 속에서만 과학을 가르치기에는 마음속의 열정이 아직 꺼지지 않았다.

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.