STEAM(융합교육) 활성화를 선도해온 한국과학창의재단은 STEAM 프로그램을 개발할 수 있는 소수 정예 교사 55명을 선정했다. 이들은 해외 우수 콘텐츠 분석을 통해 프로그램을 만들고 현장 적용을 거쳐 수정·보완한 후 내년 2월 말까지 최종 보고서를 제출하라는 미션을 부여받았다. 팀별(초등6·중등3·고등3)로 과제를 해결해야 한다.

프로젝트 수행에 앞서 런던과학관과 함께하는 STEAM 프로그램 개발 워크숍이 8일 서울 쉐라톤 그랜드 워커힐에서 열렸다. 교육과학기술부가 주최하고 한국과학창의재단이 주관하는 ‘2012 과학창의 연례컨퍼런스’의 부대행사로 마련된 자리였다.

조향숙 한국과학창의재단 융합교육정책실장은 “런던과학관에서 개발해 보급 중인 STEM 클럽 키트를 검토하고 활용해 한국형 STEAM 프로그램을 개발할 예정”이라며 “학교에서 가공 없이 바로 활용 가능한 수준으로 교육과정과 연계하는 것에 중점을 두고 있다. 학생용 활동지를 비롯해 교사용 설명서, 시뮬레이션 프로그램 등을 만들 것”이라고 말했다.

과학실험과 일상생활의 연관성 고려해야

런던과학관의 카렌 데이비스(Karen Davies) 학습리소스 팀장은 런던과학관에서 운영 중인 사이언스 클럽에 대해 소개했다. 그는 “STEM 과목에 취약한 학생들에게는 학습동기를 부여하고 자신감을 심어주며, 과학에 재능이 있는 학생의 경우 심화된 과정을 마련해 지원한다”며 “모든 학생들이 현재 수준을 넘어서 어려운 과제에 도전하고 해결하도록 돕는 것이 목표”라고 밝혔다.

학교에서 운영되는 사이언스 클럽은 1주일에 1시간씩 점심시간이나 방과 후에 진행되며 10~20명의 학생들이 참가한다. 수업이 이어지지 않도록 1회 분량씩 이뤄지고 과외활동인만큼 별도의 시험은 없다. STEM 클럽 키트를 제공하는데, 화성탐사를 예로 들면 화성 탐사선과 UV탐지기, 바이오돔 등이 박스 안에 들어 있다.

화성 탐사선을 만들어서 경주할 수 있도록 구성된 키트 조립에 앞서 마이콜 모리나리(Micol Molinari) 교육 전문가는 “일상생활과의 연관성을 고려해 보는 것이 중요하다. 우리가 왜 화성 탐사를 만들기 위해 애쓰는지에 대해 생각해보고 이야기를 나누는 과정이 필요하다”고 말했다.

탐사선이 화성에 가면 마주칠 어려움, 탐사선의 동력으로 삼을 만한 것들에 대해 알아보는 과제를 학생들에게 제시하라는 것. 바퀴가 4개 미만인 탐사선을 만들 수 있는지, 서로 다른 표면과 경사 위에서는 탐사선이 어떻게 움직이며 효율적으로 작동시키는 방법은 무엇인지에 관해 심도 있는 질문을 던져볼 필요도 있다고 조언했다.


과학 수사에 대한 학생들의 호기심을 채워줄 키트도 있었다. 사과에 남겨진 치아 모양을 보고 범인을 찾는 활동이다. 치아 자국을 본뜨기 위해 알긴산 가루와 물을 섞어 반죽을 만드는 과정에서 2개의 팀이 똑같은 실수를 했다. 반죽이 너무 빨리 굳어버린 것. 실수를 보완해가는 과정이 체험 계기가 됐다고 교사들은 입을 모았다.

과학이론은 끊임없는 증거로 발전해

DNA 구슬을 만드는 팀에서는 화학을 가르치는 김기정(경기과학고) 교사가 아미노산의 종류에 대한 설명을 한참 이어갔다. 수학을 전공한 오우상(영생고) 교사의 질문에 답변을 했던 것. 이어 생물을 담당하고 있는 손희창(대전여자고) 교사와 배중연(진접고) 화학과목 교사가 의견을 제시하는 등 팀워크를 발휘하는 모습을 보였다.

오우상 교사는 지난 11월부터 두 달간 과천과학관에서 열린 STEAM 키트 개발 수업을 수료한 바 있다. 20명의 교사가 2명씩 짝을 이뤄 1개의 키트를 2차시 분량으로 만들었다고 말했다. 1차시에서는 과학관에 마련된 비행기 부스에서 베르누이의 정리 등을 익히고, 2차시에서는 모스글라이더를 만들어보는 과정으로 프로그램을 설계했다. 모스글라이더를 날려봄으로써 축의 무게중심에 대해 알 수 있다고 설명했다.

런던과학관이 만든 키트에 대해서는 “시각적으로 강렬해 학생들이 빠져들 것 같고, 심플하지만 키트 안에 모든 것이 들어 있어서 편리하다”며 “학교보다는 과학관에서 사용하면 더 좋을 것 같다”고 체험 소감을 전했다.

키트의 편리성에 대해서는 신연옥(독정초) 교사 역시 동의했다. 에너지 이동과 관련된 내용을 소개하고 과학 원리를 증명하는 키트인 ‘런치박스’를 만들어본 신 교사는 “이미 접한 적이 있는 골드버그장치와 유사해 특별한 키트는 아니지만, 키트 안에 모든 재료가 들어 있어 교사들의 업무를 줄여줄 것 같다”고 했다.

반면 최재운(독정초) 교사는 “키트에 모든 재료가 들어 있는 것이 학생들의 창의력을 제한할 수 있다”며 “재활용품을 활용하거나 흔히 볼 수 있는 먹다 버린 종이컵 등을 활용하는 등 재료를 추가하는 방법을 학생들에게 알려주면 좋을 것 같다”는 의견을 제시했다.

이어 최 교사는 “공이 꼭 아래로 향할 필요는 없을 것 같다. 위로 향하는 등 다양한 방식, 이를테면 롤러코스터처럼 떨어지는 모습을 구현해 보는 것은 어떨까 생각해 봤다”고 말했다.

한편 토크 사이언스 프로그램에서 사용된 미스터리박스에 많은 교사들이 관심을 표명했다. 밀봉된 상자를 열어보지 않고 그 안에 어떤 물건이 들어 있는지 알아내는 것. 물건을 알아맞히기 위해 사용한 기술과 접근 방식을 모두 종이에 적어야 한다. 이어 팀원들과 의견을 교류하면서 생각을 수정하거나 유지하는 과정을 거친다.

카렌 데이비스(Karen Davies) 팀장은 “이 상자는 과학을 상징한다. 과학자들은 상자를 열어 최종적인 해답을 알아낼 수는 없지만 연구를 통해 얻은 증거를 바탕으로 이론을 정립할 수는 있기 때문이다. 모든 과학이론은 기술과 우리의 이해력이 발달함에 따라 장차 수정되거나 부인될 수 있다는 것을 알려주는 것”이라고 교육의 의의를 밝혔다.