21세기 들어서면서, 우리가 살고 있는 시대는 첨단과학기술 발전과 함께 더욱 급격히 변하고 있다. 이렇듯 변화하고 있는 사회는 교육, 특히 과학교육에 대한 요구도 변화시키고 있다. 과학과 교육과정은 첨단 과학기술 분야의 새로운 발견과 최근의 학문적 이론을 포함시키고 있지만, 그 반영 수준은 미미하여, 학교 수업현장에서는 시대적 변천에 부응할 만큼의 변화를 달성하지 못하고 있다.

이제 과학의 변화된 모습을 이해하고 이를 학교 과학교육에 반영하는 노력을 보다 체계적으로 실천해야 할 것이다. 이러한 측면에서 본 원고에서는 최근 과학의 변화된 특징을 살펴보고, 21세기가 요구하는 창의적 인적자원 개발을 위한 과학교육의 개선방향을 논의하고자 한다.

먼저, 현대 과학의 변화를 살펴보면 다음과 같다(Hurd, 2000).

첫째, 기존의 고전적 순수 과학의 의미를 탈피하고, 기술측면을 강화하는 연구를 추진하고 있다. 이로 인해 현대 과학은 techno-science, applied technology, sci-tech 등으로 명명되기도 한다.

둘째, 현대 과학은 무수히 많은 영역으로 세분화·혼합화되어 복수적 의미로 설명되고 있다. 생물학자, 물리학자 등으로 불리는 과학자는 특정 전공 분야가 없는 것으로 인식될 만큼 과학의 영역은 세분화되고 있다.

셋째, 현대 과학은 trans-science, STS로 표현되고, 과학ㆍ기술ㆍ사회의 맥락에서 의미와 개념을 다루고 있다. 현대과학은 사회·경제적 측면과 관련된 문제를 해결하는 연구에 치중되면서, 과학연구는 실험실에서 실제 사회, 실제 생활로 옮겨지고, 개인, 사회, 정치, 경제 문제를 함께 다루어야 하는 연구영역으로 변화하고 있다.

넷째, 현대 과학은 사회에서 야기되는 문제를 해결하려는 목표 지향, 문제 해결 측면이 강화된 문제 중심의 전략적 연구로 변화되어 가고 있다.

다섯째, 팀으로 구성된 과학자들에 의해 연구되고 있다. 따라서 과학교육은, 이러한 현대 과학의 특징들을 반영함으로써, 시대적 변화에 따른 사회적 요구를 만족시키게 될 것이다. 이와 같은 현대 과학의 특징을 반영하고 현대 사회가 요구하는 창의적 인적자원을 개하는 과학교육을 실천하고자 한다면, 다음과 같은 내용들이 강화되어야 할 것이다.

첫째, 과학기술의 내용을 도입해야 할 것이다. 과학기술에 대한 이해와 응용은 과학교육에서 과학적 창의성을 추구하는 주요한 목표로서 도입되어야 할 것이다. 이의 근거는 과학과 과학기술의 상호적 연계성에 둘 수 있다. 과학이 자연현상을 이해하는 것이라면, 과학기술은 인간의 필요를 충족시키기 위하여 자연세계에 변형을 가하는 것이다.

즉, 변형하여 새로운 것을 만드는 창의성에서 비롯된다. 학교 과학교육의 목표로서 과학기술은 학생들이 자연세계와 인공세계를 연결하고 의사결정능력을 발달시킬 수 있는 기회를 제공해야 할 것이다.

둘째, 간학문적·통합적 과학 개념을 도입해야 할 것이다. 과학의 고전적 영역의 경계를 넘어서는 통합적 개념을 과학교육에 도입해야 할 것이다. 이는 21세기 과학이 생물, 화학, 물리, 지구과학 등의 독립적 영역으로 구분되어 발전되는 것이 아니라 더욱 세분되고 더욱 혼합되어 수많은 새로운 과학 영역으로 창조되고 발전되는 데서 비롯된다. 학생들은 통합적 개념의 이해를 통해 과학적 모형을 창의적으로 만들어 낼 수 있고 모형의 법칙과 원리, 나아가 새로운 과학의 패러다임 등을 제시하는 능력을 키울 수 있을 것이다.

21세기의 과학은 통합적 개념을 기반으로 상관성이 먼 영역 내용을 상상력을 발휘하여 서로 연결하고 연합하여 새로운 영역으로 더욱 발전될 것이다. 따라서 학교 과학교육이 통합적 과학 개념을 도입함으로써, 학생들이 새로운 과학 영역을 발견하고 발전시킬 수 있는 과학적 창의성 신장 교육으로 제공되어야 할 것이다.

셋째, 개인·사회적 관점을 강조해야 할 것이다. 최근 학교 과학교육의 목표는 과학자나 과학관련 전문가의 양성을 목적으로 하기보다는, 첨단 과학기술시대를 살아가는 개인의 과학적 소양 함양을 위해 개인·사회적 관점의 내용을 강조하는 방향으로 변화하고 있다.

이는 곧 과학교육을 통해 학습하는 내용, 기능, 태도가 학생들의 일상생활과 연결되는 STS교육을 의미한다. 따라서 학생들은 과학수업에서 학습한 개념을 일상에 적용하고 자신의 일상생활 경험을 학교 과학학습에 반영할 수 있다. 학생들은 과학수업에서 학습한 과학의 내용, 과정을 일상생활에서 당면하는 문제 해결에 활용할 수 있어야 할 것이다.

이는 문제해결력으로서의 과학적 창의성으로 설명된다. 실생활과 연계되는 개인ㆍ사회적 관점의 STS/과학적 소양을 강조하는 과학교육은 장차 학생들이 사회인으로 생활하면서 직면하게 될 문제 해결 상황에 필요한 지식, 가치, 태도, 방법을 제공할 수 있다. 이는 또한 21세기의 과학자들이 개인, 사회, 정치, 경제 문제와 연결되는 과학연구를 추진할 수 있는 바람직한 기반을 마련해 줄 것이다.

넷째, 사회 문제 해결 중심의 탐구과정을 강조해야할 것이다. 지난 20세기 과학교육에서는, 탐구중심의 과학을 강조하여, 학생들이 과학자가 사고하는 방법과 영역별 새로운 이론을 발견해 가는 과정을 학습하는 것을 주요목표로 삼아왔다.

그러나 오늘날 과학 연구의 특징은 사회·경제적 발전과 개인의 삶의 질 증진을 위하여 과학의 지식을 이용하는 추세이며, 이러한 측면에서 사회적 탐구과정을 강조해야 할 것이다. 과학적 탐구는 자연 세계를 대상으로 밝혀진 기존의 발견을 재증명하거나 새로운 지식을 발견하는 과정이며, 객관적이며 양적인 측면의 정보를 강조한다.

반면, 사회적 탐구는 실험실과 실생활를 연결시키고 그 결과는 주관적이며 질적인 측면의 정보를 강조한다. 사회적 탐구는 객관적이기 보다는 정치, 경제, 법률, 도덕, 가치의 측면에서 주관적인 결과를 낳는다. 사회적 탐구는 과학지식을 인간사회에 활용하는 과정으로 과학적 탐구보다 더 높은 고차적 사고력을 요구한다. 즉 과학교육의 사회적 탐구과정은 사회·문화적 맥락의 문제를 해결하는 능력의 창의성과 결부됨을 알 수 있다.