‘인공지능(Artificial Intelligence, AI)’은 1956년 존 매카시(John McCarthy)가 주도한 다트머스 회의(Dartmouth Conference)에서 처음 등장한 이래로 약 70년의 역사를 가지고 있다. 최근에는 이러한 인공지능을 활용한 다양한 정책이 시행되고 다양한 교수학습 자료가 개발되고 있는데, 인공지능 활용은 전문가의 전유물이 아니라 누구나 미래의 필수 역량이 될 것으로 생각한다. 이러한 변화하는 상황에서 고등학교 물리 수업 시간에 학생들과 함께 물리학을 공부하기 위해 챗GPT(Chat-based Language Model for Language Generation)라는 언어 모델을 활용한 대화형 학습 방법을 세 가지 탐구 방법으로 적용해 보았다.

마포 중학교는 축적되고 특화된 과학 교육과정과 인문사회 교과와의 융합을 통한 창의적 교육과정으로 학교생활에서 진로 진학 희망과 연결시켜 미래사회에서 요구하는 역량을 갖추도록 노력하고 있다. 더불어 심화 탐구 실험 및 첨단 과학 기자재를 활용할 수 있는 시설과 지도 교사를 갖추고 있어 심화 주제 및 다른 교과와의 융합까지 모두 학교 안에서 이루어지고 있으며 다양한 프로그램을 통해 학생들이 단순한 교과 지식을 넘어 실천할 수 있는 과학적 소양에 힘쓰고 있다.

Covid-19, 펜데믹, 4차 산업혁명 그리고 인공지능(AI) 이라는 단어를 우리는 많이 접하고 있다. 이처럼 급변하는 시대에 학교에서 배우는 과학과 다른 교과내용은 미래를 위한 투자인가를 다시 한번 생각해 보게 된다. 예측하기 어렵게 빠르게 변하는 미래에는 문제를 인식하고, 문제를 해결할 수 있는 창의적인 생각 그리고 협업을 위한 네트워크가 중요한 키워드이다. 과학교육의 목적도 과학을 통해 사회문제 및 글로벌 문제를 해결하는 성숙한 인간으로의 성장이다. 이에 한국과학기술지원단(KSS)은 과학교육을 통한 과학문화 확산과 글로벌 과학인재 육성을 위해 다양한 프로그램으로 청소년들의 꿈을 지원하고 있다.

<과학책 한 학기 한 권 읽기>는 교양 과학 도서를 이용한 수업으로 방과후 학교 수업의 형태로 시도되었다. 생각보다 과학책은 재미있고 읽을 만하다는 생각을 심어주고 싶었다. 2학년 생명과학Ⅰ 시간에 참가자를 모집하면서 혼자서는 끝까지 읽기 어려울 것이라고 말했다. 하지만 약간 어려운 주제를 주고, 완수할 수 있도록 계기를 주는 것이 교사의 역할 중 하나라고 생각해서 하게 되었다. 수업을 마친 후 학생들은 이 활동을 통해 배운 점은, 진로에 관한 독서가 그저 지식을 넓히는 데에만 사용되는 것이 아니라, 다른 사람들의 의견을 듣고 자신의 의견도 공유할 수 있는 기회라고 말했다.

창의력과 융합적 사고 그리고 문제해결력을 키우는데 중점을 두고 미래사회에 걸 맞는 창의융합형 인재를 양성하기 위해 Green Earth(환경부), M.D.C(의학토론반), NEST(과학실험), E.S.C(과학동아리), 피스트리(과학활동) 등의 다양한 과학 동아리를 운영하고 과학토론대회, 3D프린트활동, 적정기술발명, 물리이슈발표대회, 교내생태회복아이디어공모전, 과학독서발표회, 과학탐구퀴즈대회, 생활속과학사진전, 환경UCC제작, 화학분자모형만들기 등의 흥미롭고 다양한 과학 행사 프로그램을 통해 미래 사회를 주도할 인재를 양성하는 서울금천고등학교를 찾았다.

한국과학기술연구원 (원장 윤석진, 이하 “KIST”)는 국가 과학기술을 선도하는 창조적 원천기술을 연구·개발하고, 그 성과를 산업계에 보급하기 위해 1966년 설립되어 지금까지 현대적 과학기술 체제 구축의 촉매 역할을 담당하고, 국가 과학기술 융합·협력의 거점 역할을 해 왔다. 이제 KIST는 대한민국 최초이자 대표적인 정부출연연구기관으로서, 과학기술을 통해 더 나은 미래를 구현하고자 한다. KIST는 인류사회에 공헌하기 위하여 국가·사회적 난제를 해결하고 성장 동력 확보를 견인하는 선도·혁신적 연구에 도전하고 있다.

학생들의 학습 동기를 높이기 위해 재미있고 실감 나는 수업을 구성하는 것은 매우 중요하다. 이 재미와 실감을 갖기 위해 학생들이 직접 실험을 통해 체험하는 것이 과학의 묘미인데 교과서에는 동물들, 인체의 내부, 천체와 같이 물리적으로 학교에 둘 수 없는 자료들이 있다. 이런 자료는 사진, 동영상과 글로 배운다고 해도 실감이 덜하다. 그래서 AR(증강현실), VR(가상현실)을 수업에 도입하여 직접 관찰하기 어려운 것들을 가상의 입체 영상으로 보여줌으로써 현실감을 높이고 효율적인 학습을 하도록 다양한 수업을 구성하였다.

과정 중심 평가라는 말이 이제는 낯설지 않을 것이다. 해당 내용을 들으면 교육적으로도 의미가 있고, 생활기록부 개별화에도 많은 도움이 될 것으로 생각된다. 특히, 대입에서 생활기록부 반영에 제한이 많아지며 과목별 세부능력 특기사항이 매우 중요한 이 시점에서 매 학기마다 선생님들의 고민과 노력이 클 것으로 생각된다. 하지만 과학 과목에서 과정중심 평가를 하기에는 어려운 점들이 많다. 수업 시수도 부족하고 실험 평가도 필수적으로 해야 하는 상황에서 학급당 학생수가 줄었어도 여전히 개별적으로 관찰 평가하기는 쉬운 일이 아니다. 또, 수행평가라는 특성상 실험 평가는 대체로 정형화된 실험으로 진행되는 한계도 있다. 매년 학기 말에 생활기록부를 작성하며“이 학생이 무엇을 했었더라?”를 떠올리며 고민하거나 학생들에게 무엇을 했는지 물어보는 과정에 답답함을 느끼고 쉽게접근할수있는방법이무엇이있을까고민하고진행했던내용을공 유하고자한다. 화학1 위주의내용이지만다른과목에서도충분히적용할 수 있을 것으로 생각된다.

4차 산업혁명 시대에 필요한 인재를 양성하기 위한 미래 교육은 어떤 모습이어야 할까. 전문가들은 학생들의 창의력과 융합적 사고, 문제해결력 등을 키우는 데 중점을 두어야 한다고 강조한다. 이러한 변화에 발맞춰 4차 산업혁명 시대를 선도할 수 있는 창의융합형 인재 양성을 목표로 다양한 과학정보교육을 하는 학교가 있어 눈길을 끈다. 서울교대부설초등학교(교장 이계수)는 ·발명품경진대회 ·미래창의축제 ·AI 기반 융합 미래교육 ·SW 교육 ·메이커교육 등 다양하고 흥미로운 교육 프로그램을 통해 학생들이 미래사회를 주도하는 인재로 커나가는 데 앞장서고 있다.

1966년. 대한민국 역사상 새로운 도전이 펼쳐졌다. 첫 국가연구소인 한국과학기술연구원(KIST)이 설립된 것이다. KIST는 해외 선진국으로부터 국내 기업에 필요한 산업기술을 도입하며 ‘한강의 기적’을 이끌었다. 설립 후 47년 간 KIST의 경제사회 파급효과는 595조 원에 이른다고 한다.  이로부터 45년이 흘러 정부는 또 한 번 모험을 감행했다. 새로운 성장 동력으로서 기초과학을 전담할 연구소를 만들겠다고 나선 것이다. KIST는 과학기술의 이름을 내걸었지만, 사실 실제 집중한 것은 과학보다는 기술이었다. 그렇게 2011년 대한민국 역사상 최초 기초과학 전담 연구기관인 기초과학연구원(IBS, Institute for Basic Science)이 설립됐다.

코로나-19가 우리의 일상을 바꿔 놓은 지 2년이 되어 간다. 영재교육원 수업 역시 코로나로 인해 변화하게 되었다. 본 교사가 소속된 영재교육원에서는 온·오프라인 블렌디드 방식(3차시 분량의 오프라인 학습 후 1차시 분량의 온라인 학습)으로 수업을 진행했다. 이에 효과적인 온라인 학습 진행을 위해 각 차시별 수업 성격에 맞는 여러 가지 방식의 온라인 학습을 고민해보고 이를 시도해보았다.

고등학교 학생들은 공통과목으로 과학탐구실험 수업을 듣게 되어있다. 2015개정 교육과정 이전에는 없었던 과목이다. 과학탐구실험은 교과 내용을 배우고 문제풀이에 적용하는데 급급하지 않고 ‘과학 탐구’와 ‘과학 실험’을 자유롭게 할 수 있는 과목이다. 특히 상대평가가 아니라 절대평가로 이루어지기 때문에 시험부담이 덜 해 수행평가 100%로 운영하기에도 적절하다. 과학교사를 하다보면 아이들이 이론이나 문제풀이는 곧 잘해도 실험이나 탐구 경험이 적어 탐구 자체를 막막해하는 경우를 많이 볼 수 있다.

환경 정의는 미래 사회의 균등한 지구 발전을 위하여 선결되어야 할 조건 중의 하나이다. 물질의 풍요 속에서 살아가는 우리와 달리 TV를 켜면 먹을 게 없어서 비쩍 마른 다른 나라의 아이, 보트가 뒤집혀 죽음을 맞은 난민들, 목숨을 이어나가기 위해 물을 찾아 먼 길을 떠나는 아이들. 환경에 대한 다양한 문제를 맞이하여 우리 아이들이 세계시민으로서 어떻게 자라나야 하는가에 대한 문제를 과학 수업으로 다루고자 한다.

3학년 물리학2 수업 때 구글문서로 질문을 받는다. 하면 할수록 느끼는거지만, 아이들 질문에‘어? 이거 괜찮은데?’감탄하는 재미가 쏠쏠하다. 정말‘쓸만한’질문이 많다. 잘만 다듬으면, 수업을 질문으로 시작할수도 있다. 논쟁이 될 만한 주제로 만들어 짤막히 토론수업을 구성하거나, 서·논술형 수행평가로 만들 수도 있다. 하지만 쓸모를 넘어서 그냥 재미있다. 요즘교실에서학생들이질문한다는게이렇다.“ 이거 시험에 나와요?” “화장실 가도 돼요?” “보건실 갔다 오면 안 돼요?” “선생님 결혼 했어요?” 또는 수업 내용에 대해 질문하라 요구하면“뭐예요?”질문이 많고 뻔하다. 주제 하나를 두고도 다양하게 질문할 수 있는데, 질문하는 것도 연습이 필요하다. 난 질문의 유형을 7가지로 분류하고, 질문하기 활동지를 만들어서 수업시간에 학생들과 연습하였다.

4차 산업혁명 시대를 맞아 인공지능, 로봇공학, 사물인터넷, 드론 등 첨단 정보통신 기술이 발전하면서 산업구조 및 필요한 인력 유형이 바뀌고 있다. 당장 중등직업교육현장은 기존 교육과정 및 교육내용의 재구성을 통해 산업 수요에 걸맞은 인력을 양성하고 산업현장에 배치해야 하는 시대적 과제를 안게 됐다. 이러한 변화에 발맞춰 논리·탐구·증명·상상·응용 등의 역량을 강화하는 로봇메이커교육 콘텐츠를 만들기 위해 서울중등4차산업신기술교육연구회가 지난 2018년 출범했다.