STEAM 교육이 과학 교육에 던지는 의문. 융합 교육을 우리는 잘 하고 있는가?

 2015 개정 교육과정에서 제시한 과학의 목표는 모든 학생들의 과학의 개념을 이해하고 과학적 탐구 능력과 태도를 함양하여 개인과 사회의 문제를 과학적이고 창의적으로 해결할 수 있는 과학적 소양을 기르는데 두고 있습니다. 

 

 지구온난화를 비롯한 다양한 환경 문제, 생명공학과 관련된 생명 윤리 문제 등은 분야별 개별 지식들만으로는 해결할 수 없는 복잡한 형태를 보이고 있으며, 이들을 이해하고 적절한 해결 방안을 마련하기 위해서는 여러 학문 분야들에 대해 폭넓은 이해를 가지고 문제 해결을 위한 새로운 방식을 고안해내야 할 것입니다.

 

이에 대한 대안으로 제시되는 것이 바로 STEAM 교육(융합교육)입니다.

STEAM 교육이란, 체계화된 지식을 강의를 통해 학생에게 전달하는 방식이 아니라 학생이 스스로 주어진 문제를 정의하고 해결하는 과정에서 여러 학문 분야의 내용을 통합적으로 사고하면서 스스로 지식을 깨우치게 하는 교육입니다.

 

1. STEAM 교육과 AI인공지능

그러나 현재 과학 분야에서의 융합 교육은 각 분야 간 분과적 성향이 강하게 나타나고 있으며, 이는 실제 학생들이 경험하는 자연현상들은 분과적이지 않다는 측면과도 부합되지 않아 우리나라 과학교육의 방향 전환을 모색해야 한다는 의견들이 제시되고 있습니다. (Shin & Han, 2011)

 

 과학적 문제 해결이나 융합인재교육(STEAM)에 이러한 인공지능을 활용할 수 있습니다. 탐구기능을 지도하는데 머신러닝이나 딥러닝을 활용하여 관찰, 분류, 예상, 추리 등의 기초 탐구기능뿐만 아니라, 가설 설정, 실험 설계, 가설 평가 등의 통합 탐구기능을 향상하는 데에도 활용할 수 있기 때문입니다. 그러나 국내 초등과학교육에서 인공지능의 적용방안에 대한 연구는 Shin & Shin (2020)의 연구가 유일합니다.

 앞으로 AI 융합교육과 관련하여 기존의 교육과정에서 교육목표, 교육내용과 방법, 평가 등을 혁신하는 과정이 필요할 것으로 보입니다. AI 교사, 챗봇(Chatbot), VR․ AR․MR․360도 영상 기술을 활용한 디지털 교과서 등으로 상징되는 에듀테크(Edutech) 빅뱅이 시작되었습니다. 세계 여러 나라들은 이미 에듀테크 시장을 장악하기 위해 다양한 노력을 하고 있습니다.

 

 

2. STEAM 교육에서 의사소통과 참여의 중요성

 미래사회는 자연과학과 인문과학, 순수과학과 응용과학의 경계가 해체될 것입니다.

새롭게 형성된 지식 영역과 다양한 영역의 지식 세계를 융합하여 새로운 지식 생산이 필요합니다. 그러면 아이들에게는 창의적이고 유연한 사고를 필요로 할 것입니다. 결국, 의사소통과 참여를 통한 융합인재 양성이 필요하게 됩니다. 

 

또한 PISA 2006에서의 결과는 우리나라 학생들은 과학 흥미도에서 매우 낮은 수준을 나타내었습니다. 한편으로는 즐거운 과학 학습경험을 통한 융합인재 양성이 필요한 것입니다.