과학교육

4차산업혁명과 과학교육 키워드(수과학우수교사 파견연수_박재용 교수님 강의)

_❤ 2025. 4. 8. 11:45

오늘은 과학교육과 박재용 교수님의 특강에서 알게 된 내용들을 정리해 보고자 합니다. 60p가 넘는 훌륭한 자료로 특강을 준비해 주신 교수님의 강의에서 많은 걸 배울 수 있었습니다. 😁

 

1. 4차 산업혁명의 시작?

  • 세계경제포럼(WEF)에서는 2015년을 기준점으로 4차 산업혁명이 시작했다고 주장한다.
  • 4차 산업혁명 이후 일자리 소멸 가능성이 높은 EU회원국으로는 루마니아, 스페인, 폴란드, 이탈리아, 그리스로 꼽히고 있다.
  • 구글의 양자 컴퓨터 시커모어(Sycamore): 유래없는 처리 속도, 많은 전력을 소모함
  • 키메라(chimera): 하나의 생물체 안에서 유전적 성질이 서로 다른 조직이 함께 존재하는 현상_중국 과학원 연구진이 돼지 키메라로 돼지 배아에서 사람 신장을 생성하기도 함. 우리나라는 황우석 박사 사건 이후로 생명윤리가 강화되어, 세계 순위 10위권 밖으로 밀려났으나, 중국이나 이탈리아는 이 면에서 발전을 보이고 있음.
  • 2020년까지 조직의 55%가 디지털 기반 의사결정을 보임. 
  • 생명공학기술, 양자 컴퓨터를 기점으로 4차 산업혁명이 시작된다고 보는 시각도 있음.

 

2. 미래 직업의 종류

  • 유전자 상담사
  • 슈퍼베이비 디자이너
  • 인공 생체조직 제조업자
  • 나노로봇 개발자
  • 전류 치료기 개발자
  • 미생물 상담사
  • 맞춤식단 관리사
  • 환경의학 관리사
  • 환경의학전문가
  • 디지털 디톡스 치료사
  • 간호로봇 전문가
  • 온라인 신원 관리자
  • 데이터 보험계리사
  • 디지털 포렌식 전문가
  • 데이터 검증사
  • 생체인식 전문가  등

 

3. 미래의 인재상을 완성하는 키워드

  • 자기력: 자기 자신을 제대로 이해하고 계발할 줄 아는 능력
  • 협업력: 다름이 도움이 되게 만드는 역량
  • 평생배움력: 배움을 지속 가능하게
  • 창의 융합력
  • 인간력

 

4. 키워드나 트렌드 중심의 교육을 '지양'해야 하는 이유, 역량(competency; skills)

  • 코딩을 못하면 교사인가? 내가 뒤쳐지는 것인가? 아니다. 
  • 초지능, 초연결 사회에서는 서로 다른 지식을 융합할 수 있는 능력을 중시. 즉, '역량'을 강조하게 됨.
  • 앨빈토플러, 유발하라리가 공통적으로 지적하는 학교 교육의 문제: 교육의 목적과 시스템이 달라져야 함을 강조.
  • DeSeCo: 1997년에서 최초로 역량을 정의하고, 역량을 위한 교육 방식을 제안(PISA와 함께)

 

5. 학교 과학교육에서 강조하고 있는 키워드에 무엇이 빠져 있나?

  • 과학역량, 토의토론, 창의력, 과학글쓰기, AR, VR, AI 활용교육
  • 100년 이상 지속된 기업은 핵심가치, 핵심목적을 갖고 있다. 여기에 구체적으로 미래 방향의 모습을 정하고, 아주 자세하게 기록해 놓고, 전 사원에게 교육한다는 특성이 있다. 이 'Core Ideology'와 'Envisioned Future'가 조화롭게 어우러지는 기업이 롱런한다. 아무 생각없이 변화에만 발맞춰서도 안되고, 자신의 것만을 고수해서도 안된다는 것이다. 
  • 우리 교육에도 이것이 통용된다면, 우리 교사들이 꼭 보전해야 할 교육의 핵심 가치나, 핵심 목적은 무엇일까? 
    • 창의적 아이디어는 운 좋게 얻어지는 것이 아니라, 전문적인 지식을 기반으로 하여 생성되는 것이다. 
    • 창의적 교육에서 유의할 점: 창의력의 두가지 조건(차별성, 유용성)을 염두에 두고, 지식과 정보에 기초해서 문제를 해결하도록 접근해야 한다.
    • 창의력이 높으려면 많은 지식, 정보를 지니고 있어야 하고(이건 기본!), 이를 독특한 방법으로 조합하는 능력이 있어야 한다.
    • 고착점(fixation)을 제거하는 것이 영재교육의 역할. 꼬인걸 교사가 풀어줘야 하지 않느냐. 
    • 루소, 듀이, 프레이리가 주장한대로 사실적 지식과 이해, 두 측면을 적대적인 관계로 바라본 것이 과연 옳은 것일까? : 사실적 지식의 가치에 대한 회의적인 분위기, 자기 주도적 학습의 무비판적 수용은 경계해야 하지 않을까?
    • Willingham(2009)는 사실적 지식에 대해 잘 알고 있어야, 잘 생각할 수 있다고 주장한다. 현상이나 사실에 대해 알고 있어야 하는 이유는 단지 생각할 거리가 필요해서만은 아니다. 추론이나 문제해결과 같은 비판적 사고 과정이 장기 기억에 저장된 사실적 지식과 밀접하게 연결되기 때문이다.
    • 자기주도 학습은 교육이 지향할 방향은 맞겠지만, 언제나 효과적인것은 결코 아니다. 자기주도 발견 학습은 어떤 주제에 대해 충분한 지식을 가진 학생들에게 더 적합한 방식이다. 새로운 정보를 배울 때, 안내가 미흡하면 학습 효과를 높일 수 없을 뿐더러 혼동, 좌절, 오해를 불러올 수 있다. 그들에게 끊임없이 독립적으로 공부할 것을 요구하는 것은 교육목표를 달성하는 효과적인 방법이 아니다(Christodoulou, 2014).
    • 학업성취도에 영향을 미치는 요인과 결과들에 대한 수백개의 연구를 종합적으로 분석한 결과, 교사 요인과 관련하여 직접 가르치는 것이 세번째로 효과적이었다. 더 높은 효과를 보인 두 가지는 직접 가르치는 것에 포함되거나 관련이 있는 피드백과 교수의 질로 나타났다(맬번대학교 교수 John Hattie, 2008. 보이는 학습: 학업성취에 관한 800개 문헌 분석 종합)
    • Hattie교수의 "직접 가르친다는 것": 학습 목표와 성취기준을 설정. 학습 목표를 명료하게 제시하고, 예를 들어가면서 설명. 가르친 내용을 어느 정도 이해했는지 확인하기 위해 평가를 실시. 수업 마무리 단계에서는 가르친 내용들을 종합적으로 정리해 주면서 필요한 내용을 다시 설명해 준다(Hattie, 2009). 
    • 구성주의는 선이고, 직접교수법이 악이라는 이분법적 사고에서 벗어날 필요가 있지 않을까?
    • 핵심역량은 내용이나 교과 지식의 진공 상태에서 길러지거나 발휘되는 것이 아니라, 불가피하게 가장 중요한 사실과 지식에 대한 이해 능력을 전제로 하는 복합적인 능력이다(윤현진 외, 2007). 나아가 핵심 역량을 길러주기 위한 좋은 방법은 기존 학문 체계를 활용하는 것이다(KICE, 2012).
    • 과학과 핵심역량은 과학과 내용 지식을 전제로 하며, 학습가능한 능력이다. 역량과 지식 사이의 그릇된 이분법적 사고를 경계할 필요가 있다. 과학과 핵심역량의 범주들은 서로 긴밀하게 연계되어 있어서, 일부 구성 요소의 경우 범주들 간의 중복이 불가피하다. 따라서 과학과 핵심역량을 규명함에 있어서 환원주의적 사고를 경계할 필요가 있다.
    • 능력을 활용할 기회를 주라는게 역량중심 교육인데!!! 거꾸로 가고 있다. 왜 나누냐. 
    • 인터넷을 이용한 학습이 과연 효과적일까? 지식을 얻기 위해서는 지식이 필요하다. 사실적 지식이 없이는 어린이들이 효과적으로 찾아서 배울 수 없다. 지식을 습득하고 지식을 확충하기 위해서는, 먼저 지식 창고를 소유하고 있어야 한다. 이것이 인지과학 연구를 통해 밝혀진 역설이다(Hirsch, 2000). 인터넷 덕택에 풍부한 지식을 쉽게 이용할 수 있게 된 것은 사실이다. 그러나 주제와 관련된 기본 지식을 확보하지 않고 있다면, 인터넷 검색을 통해 얻은 참고자료의 가치는 제한적일 뿐이다.  (아는만큼 보인다)
    • 학부모가 거의 IT 기업 종사자인 발도르프 초등학교(미국 캘리보니아주 로스앨토스)에는 왜 디지털 기기가 없을까? : 아이들에게 중요한건, 사고능력과 독서습관, 유대감.

 

참고문헌: 다섯 가지 미래교육 코드, 김지영 저. 소울하우스

 

 

 

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