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과학적 호기심과 문제 해결 능력 키우는

탐구 중심 과학교육 실천하다

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.

거리의 가로수들이 붉고 노랗게 물들어가는 계절, 용화여고 본관 로비에는 과학 원리를 설명하는 판넬과 실험 기자재들이 방문객을 가장 먼저 맞이했다. 학생들이 지난 1년간 과학·수학 동아리에서 활동한 결과물을 정리해 전시한 것이다. 매년 가을이면 진행되는 ‘과학·수학 동아리 활동 발표회’는 올해로 벌써 7년째 이어지고 있다.

학생들의 자발적인 참여로 운영되는 과학·수학 분야 동아리는 14개가 개설되어 있다. 용화여고에 개설된 총 40개의 동아리 중 1/3 이상이 과학·수학 동아리가 차지할 정도로 ‘과학’에 대한 학생들의 관심이 높은 편이다. 학교 안내를 맡은 김혜미 교사는 “팀 실험뿐만 아니라 자신이 관심 있는 개인 실험을 진행하기도 하고, 지역사회 재능기부 봉사활동, 동아리 간 협업 활동이 활발하다.”면서 “이런 활동을 통해 문제 해결 능력, 창의력, 소통 및 협력 정신을 키우고, 자신의 진로를 탐구할 기회를 얻는다.”고 전했다.

창의성·인성을 길러주는 다양한 과학교육 프로그램

이처럼 용화여고는 2013년 과학중점학교에 선정된 이후 현재까지 다양한 이공계 분야 프로그램을 운영하며 학생들의 적극적인 참가를 유도하고, 다양한 활동 속에서 자신의 적성을 찾고 성장할 수 있도록 지원하고 있다. 특히 물리·공학, 화학, 의·생명, 지구·환경 계열 맞춤형 탐구 아카데미를 통해 학생들은 자신의 진로와 적성에 맞는 프로그램을 선택해 이수함으로써 전공 적합도를 높이고 학문적 성장을 도모하고 있다. 무엇보다 이공계열 학과에 대해 진로를 구체화할 수 있도록 지도 교사와 지속적인 상담과 조언을 통해 학생들을 지원하고 있다.

2023년에는 AI(인공지능) 교육 선도학교로 선정되면서 4차 산업혁명 시대에 필요한 융합형 인재로 성장하도록 지원하고 있다. AI 영재학급을 운영해 실생활 문제를 해결하는 프로젝트 기반 학습과 함께 코딩, 데이터 분석 실습 등 다양한 프로그램을 운영한다. 그뿐만 아니라 AI 교육과 인문·사회 과목을 융합해 다양한 관점에서 문제를 분석하고 해결하는 사고력을 배양하며, 기술적 이해와 함께 사회적·윤리적 시각을 겸비한 사고력을 함양하는 데 중점을 두고 있다.

그뿐만 아니라 융합형 창의적 지성 함양을 위해 과학·수학·정보 지식과 인문 예술을 융합한 STEAM 교육 활동을 운영한다. 특히 창의융합 프로젝트 ‘두두타운’에서는 학생들이 지역사회의 문제를 탐구 주제로 설정하고, 다양한 교과 지식을 융합하여 실질적인 해결 방안을 모색하도록 유도하고 있다. 또한, 수학창의력캠프, 창의인재캠프, 인공지능캠프 등을 통해 수학, 물리, 화학, 생명과학, IT 계열 등 다양한 분야의 실험과 코딩 수업을 제공해 학생들이 이론과 실천을 연결하며 과학적 사고력과 문제 해결 능력, 컴퓨팅 사고력, 기술 역량을 배양할 수 있도록 지원하고 있다.

탐구 중심의 내실 있는 과학교육…
7년 연속 과학 우수학교 선정

용화여자고등학교는 7년 연속 과학중점 전국 최우수(우수)학교에 선정되었고 높은 인서울 진학률, AI영재교육 등 지역 내에서 독보적인 이과 명문 여고로 이름을 알려왔다. 그 배경은 용화여고만의 과학교육 방침에 있다. 그것은 단순한 개념 전달을 넘어, 학생들이 일상과 자연 현상에 대한 호기심을 기를 수 있도록 돕는 것이다.

“과학자들이 문제를 인식하고 탐구한 과정을 학생들이 직접 경험할 수 있도록, 교과서에 제시된 실험을 입체적으로 재현하며 수업을 운영하고 있습니다. 예를 들어, 원자 모형의 발달 과정을 살펴보거나 음극선 실험의 결과를 예측하고 직접 확인하며 분석하는 과정을 통해 과학적 사고력과 탐구 능력을 키울 수 있도록 지도합니다.”

김혜미 교사는 학생들이 수업을 통해 교과서에 나온 과학적 사실을 단순히 지식으로만 익히는 것이 아닌 직접 경험하며 체험할 수 있는 ‘탐구’ 중심의 과학교육을 강조한다. 과학중점반에서는 논문 작성법 교육, 주제별 실험, 팀별 탐구 활동, 탐구 결과 나눔회로 구성된다. 특히 계열별 팀 실험에서는 학생들이 실험 주제를 논의하고 설계하며, 협업을 통해 연구를 수행한다. 그 과정에서 학생들의 과학적 탐구 능력과 문제 해결 역량이 강화된다. 이러한 교육 활동은 지도 교사의 세심한 지도와 함께 학생들의 주도적인 참여를 통해 전문성을 갖춘 이공계 인재로 성장할 수 있도록 돕는 중요한 기반이 되고 있다. 실제로 용화여고의 탐구 활동과 창의성을 강조하는 과학교육은 2022년 서울과학전람회 예선 대회에서 지구환경 부문, 2023년 서울과학전람회 본선에서 생물 부문, 그리고 2024년 예선 대회 물리 부문 우수상 수상이라는 성과로 나타나고 있다.

최신 교육장비 도입,
디지털 도구 활용 능력 극대화

용화여고는 학생 실험 활동이 많은 편이다. 이를 위해 UV 분광광도계, MBL 센서, 멀티미디어위상차현미경, 고압멸균기, 전기영동장치, 전자정밀저울, 원심분리기 등 다양한 실험 기자재를 확충하고, 쾌적한 실험실과 첨단 장비를 갖춘 AI·SW Lab을 갖추고 있다. 미래의 과학교육에서는 디지털 도구 활용 능력이 더욱 중요한 역량으로 자리 잡을 것이다. 방대한 데이터를 수집하고 이를 정리·시각화하는 능력은 모든 과학 분야에서 필수적으로 요구되기 때문이다.

김혜미 교사는 “현재 MBL 장치를 활용하여 물리, 화학, 생명과학, 지구과학 등 다양한 과목에서 학생들이 직접 데이터를 수집하고 실시간으로 분석하는 활동을 도입하고 있다.”면서, “앞으로 지능형 과학실 ON 시스템 도입과 함께 최신 교육 기기(디벗)와 전자칠판을 활용해 데이터 수집, 분석, 공유가 쉬운 교육 환경을 구축할 계획”이라고 전했다.

이러한 인프라 구축은 이론과 실험을 유기적으로 연결하는 교육을 제공하며, 학생들이 창의적 문제 해결력과 디지털 리터러시를 자연스럽게 체득할 수 있도록 하겠다는 취지다. 더 나아가 과학중점학교와 융합교육 프로그램을 연계해 과학·수학·정보 교육의 선진화 모델을 제시하며, 학생들이 4차 산업혁명 시대에 필요한 융합형 인재로 성장할 수 있도록 지속해서 지원할 계획이다.

MINI INTERVIEW  용화여자고등학교 조성영 교장선생님   학생의 잠재력 최대한 발휘할 수 있도록 맞춤형 교육 환경 조성할 터 “과학교육은 학생들이 미래 사회에서 요구되는 문제 해결 능력과 비판적 사고력을 기르는 데 필수적입니다. 빠르게 변화하는 시대에는 융합적 사고와 지식의 응용 능력이 중요하며, 과학적 탐구 활동을 통해 학생들은 스스로 질문하고 답을 찾는 방법을 배울 수 있습니다. 이러한 능력은 단순한 학문적 성취를 넘어 자기주도적 학습 태도를 형성하고, 이공계 분야 진출에도 큰 도움이 될 것입니다.” 조성영 교장은 학생들이 과학적 소양과 문제 해결력을 바탕으로 자신의 미래를 설계하고 주도할 수 있는 능력을 기르는 것이 중요하다고 강조한다. 이를 위해 개방형 실험실과 다양한 과학탐구 수업, AI영재 학급, STEAM 교육 프로그램을 운영하고 있다. 그뿐만 아니다. 인문사회 영재학급, 이중언어 수업, 해외 화상 공동수업, GLS(Global Leadership School) 등을 운영하며 인문사회 및 외국어 교육도 함께 강화하고 있다. 이는 학생들이 다양한 문화와 언어를 이해하며, AI와 인문학이 융합된 사고로 복잡한 문제를 창의적으로 해결하는 역량을 갖출 수 있도록 돕겠다는 취지다. 더 나아가 글로벌 리더십과 국제적 소양을 함양하며, 사회적 책임과 윤리적 의식을 갖춘 융합형 인재로 성장할 수 있는 교육을 지향하는 것이다. “제가 지향하는 학교는 학생들이 즐겁게 배우고 도전하며, 다양한 분야를 융합해 새로운 지식을 창출하고, 미래를 주도할 준비를 할 수 있는 공간입니다. 학생 개개인의 잠재력을 최대한 발휘할 수 있도록 맞춤형 교육 환경을 조성하고, 다양한 진로 체험을 통해 꿈을 실현할 수 있도록 그 과정을 제시해 줘야 합니다.” 조성영 교장은 모든 학생이 스스로 잠재된 역량을 찾고, 그 성장과정을 경험할 수 있도록 교육 환경을 제공함으로써 궁극적으로 창의적인 리더로서 사회에 기여하는 인재로 성장하도록 모든 역량을 집중할 것이라고 밝혔다.