미국의 학교 과학에서의 실험 실습의 의미 3가지

과학실험은 19세기 후반부터 실세계와의 직접적 접촉을 할 수 있다는 점에서 정당화되기 시작하였습니다. 

과학 교육자들은 심상 능력을 개발하는 실험에 열광하였고, 실험의 과학 학습의 핵심이 되었습니다. 

그러나 실험 실습이 단순한 과학 원리를 증명해 내거나, 자연을 관찰하는 것 이상의 역할을 하지는 못한다는 자성의 목소리가 나오기 시작하면서, 과학 교육의 본성에 대한 회의도 제기가 되었습니다.

 

 

1. 미국 학교 과학에서의 과제

과학 교육은 실험이 갖는 유용성 덕분에 과제에 적합한 과목입니다. 

아동의 경험 세계와 연결된 과학 개념이 중요하게 인식되었고, 문제 해결의 가치가 각광받게 되었습니다.

그렇다면 과학교육의 내용은 사회적으로 관련된 문제여야만 할까요?

아니면 과학 그 자체의 원리만을 포괄하여 조직되어야 할까요?

 

경험주의의 대표적 교육학자 존 듀이(1938)는 문제 해결을 통한 과학교육은 결국, 

과학자들에 의해 논리적으로 정돈되어 온 조직된 원리의 집합체를 정통하는 것이라고 합니다. 그는 경험에서 배울 소재를 발견하는 것은 단순히 첫 단계일 뿐이며, 점진적인 발달을 통해 학생들이 보다 잘 조직된 형태로 나아간다고 보았습니다.

 

그러나 실제로 학교에서 과제 법을 이용해 실험실을 사용하는 데에는 현실적인 문제가 있었습니다.

실험 시간이 특정한 날로 주 1회 고정되어 있는 경우입니다.

문제 해결에 필요한 활동을 구성하려면, 실험실과 교실이 자유롭게 소통해야 합니다. 

그렇지 못하는 경우, 실험은 과거에 했던 것의 반복에 그치게 되고, '귀납에 의해' 강의에서 다루어진 원리를 확인하는 용도에 머무르고 맙니다.

 

 

2. 미국 실험실습의 현실적 맹점

현실적으로 실험에는 높은 비용이 소모됩니다. 짝지나 그룹으로 실험하는 것도 역부족일 경우, 결국은 교사의 시범 실험으로 수업을 진행하게 됩니다. 

일부 연구 결과는 교사의 시범 실험이라 하더라도, 개별 실험활동만큼 효과가 있다고 말합니다.  게다가 시범 실험은 시간을 매우 절약해주기도 합니다(N. Henry Black, 1930). 또한 대안으로 제시되는 방법이 2차시의 실험 실습을 1차시로 줄여 진행하는 것입니다. 

 

 

3. 실험활동의 7가지 목적(National Society For the study of Education, 1932. P. 270).

• 무게 재기, 유리 구부리기, 현미경 조작과 같은 간단한 실험 기술의 개발
• 오랫동안 잘 정립되고, 일반적으로 받아들여지는 원리를 학생들 스스로 정립하고 준비하기
• 페스탈로치, 코메니우스, 바제도 우의 역사적 개념에 따른 실물 교수를 위한 도구
• 더 좋은 예시의 수단으로, 과학 원리의 더 나은 이해와 해석을 발전시키기 위한 목적
• 과학적 방법에서 훈련을 쌓기 위해 사용
• 학생들 자신의 문제를 실험적으로 해결하는데 가능한 훈련
• 과학 수업, 생활에서의 과학적 문제의 연구를 위한 작업장

이를 요약하면, 실험은 세 가지의 주요한 목표를 위하여 진행됩니다. 

(National Society For the Study of Education, 1932. p. 100)

첫째, '학생들이 조작하는 것을 가르치는 것, 혹은 학생들이 배우기 위한 활동을 허락하는 것'입니다.

학생들이 손재주와 기술을 습득하는 게 목표라면, 개별적 실험방법이 가장 효과적이기 때문입니다.

 

둘째, '학생이 실험자료를 해석하는 것을 배우는 것'입니다.

실제로 해석에 도움이 되기보다는 방해가 되는 조작을 발견하는 게 더 정확합니다. 

너무 지나치게 작은 것에 집착하고 조사하는 것은 오히려 문제의 요점을 잃게 할 우려가 있다는 점에서 배울 필요가 있습니다. 

 

셋째, '과학적 방법의 개념을 학생들에게 가르치는 것'입니다. 

학생들은 재료를 조작하고, 그 실험 결과를 해석하는 과학자의 실제 방법을 익히게 됩니다.