[사이언스포럼]국가의 미래를 대비한 과학 교육

1957년 소련은 인류 최초의 인공위성을 발사했다. 2차대전의 승리 후 세계 최고라고 믿었던 미국은 크게 한방 얻어맞았다. 미국은 과학교육에 큰 변화를 꾀했고, 이 변화는 세계로 퍼져나갔다. 1985년 미국은 이 변화의 실패를 인정하고 새로운 개혁을 시작했다. '2061 프로젝트'라 불리는 76년짜리 과학교육 개선 노력이다.

이 프로젝트는 소수의 과학자를 육성하는 교육에서 벗어나 모든 국민의 과학적 소양을 지향하고, 개념 위주의 교육에서 벗어나 과학ㆍ공학적 실천을 강조한다. 과학적 소양은 최근의 과학적 지식과 발견에 대해 어느 정도 이해하고, 이를 활용해 현명하게 소비할 줄 알고, 사회를 위해 이런 지식을 사용하는 참여정신이다. 과학ㆍ공학적 실천은 새로운 지식이나 방법을 찾기 위해 과학자들이 사용하는 방법과 과학자 집단의 문화를 모든 사람이 사용하고 향유하는 도전정신이다.

최근의 광고는 원적외선ㆍ음이온 등 과학적 용어를 사용하지만, 과학적 소양을 갖춘 사람은 과학적으로 위장한 사기에 절대 속지 않는다. 과학ㆍ공학적 실천 능력을 갖춘 사람은 난방을 거의 꺼놓고도 춥지 않게 사는 방법을 끝까지 찾아낸다.

과학ㆍ공학적 실천은 2006년에 소개된 '컴퓨터를 염두에 두고 생각하기(computational thinkingㆍCT)'를 포함한다. CT는 인간 사고의 능력에 컴퓨터의 능력을 더해 문제 해결력을 극대화 시키는 사고방식이다. 요즘은 중요한 과학 연구나 첨단제품 개발에 컴퓨터가 빠지는 경우가 거의 없다. 일례로 인간 유전체(genome) 분석은 과거 수조원 예산에 수십년 걸렸지만, 십여 년 후면 약 100만원에 1주일에 해결된다고 한다. 그야말로 생명연장을 가능하게 해주는 신세계다.

CT는 단순한 컴퓨터 프로그램 교육이 아니다. 복잡하고 애매한 문제를 분석해 손에 잡히는 문제로 바꾸고, 이를 해결하기 위해 필요한 데이터를 찾아서 모델을 만들고, 컴퓨터의 자동 처리 능력을 최대한 활용해 답을 빠르게 얻어내는 모든 과정이 CT다. 이런 능력이 부족하면 약육강식이 지배하는 국제 경쟁에서 살아남지 못한다.

그런데 우리나라 교육의 현실은 그리 밝지 않다. 아직도 과거의 교육 방식에 머물러 있다. 2011년에 와서야 간신히 과학적 소양과 문제 해결 능력을 겨냥한 융합인재교육(STEAM)을 시작했다. 과학ㆍ공학적 실천이나 CT에 대한 논의는 아직 걸음마 수준이다.

게다가 학생들은 수능에서 좋은 점수를 따기 위해 실생활과 동떨어진 시험을 위해 억지로 꼬아 놓은 문제에만 훈련되고 있다. 평생 볼 수 없는 '마찰 없는 빗면' 문제를 모든 아이들이 풀어야만 할까? 이런 문제에만 훈련된 아이들이 '지구온난화'처럼 막막한 문제가 닥치면 과연 덤벼들 용기를 가질 수 있을까?

과거 30년, 우리는 엄청난 변화를 목격했다. 개인용 컴퓨터가 거의 없던 시절에서 모든 사람이 스마트폰을 사용하는 시대로 변했다. 미래 30년, 변화는 더 눈부실 것이다. 선진국은 이 때문에 미래 50년을 걱정하며 교육정책을 만든다. 지금 존재하지 않는 직장에서 우리는 상상도 못하는 기술을 사용해 세상 전체를 구하는 문제를 해결하기 위해…

교육부는 2014~2015년에 걸쳐 새로운 교육과정을 만든다고 한다. 인류의 미래를 훌륭하게 책임질 아이들을 기르는 교육과정이 만들어 지기를 진심으로 바란다. 이 아이들에게는 수능점수보다 '오늘날에는 중요하지만, 미래에는 컴퓨터 때문에 필요 없어질 능력과 정보는 무엇인가?'라는 토론이 더 중요하다.

정진수 한국과학창의재단 융합과학교육단장