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[포럼] 과학영재 키워 4차 산업혁명 주도해야

이창옥 KAIST 과학영재교육연구원장 

입력: 2017-11-28 18:00
[2017년 11월 29일자 22면 기사]

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[포럼] 과학영재 키워 4차 산업혁명 주도해야
이창옥 KAIST 과학영재교육연구원장

클라우스 슈밥은 4차 산업혁명을 "모든 것이 연결되고 보다 지능적인 사회로의 변화"라고 정의했다. 사람에 따라 여러 가지 정의가 가능하겠지만, 필자는 4차 산업혁명을 '전통적인 제조업 및 서비스업과 정보통신기술(ICT)의 융합'으로 생각한다. 이러한 융합의 성공적인 예로 온라인 잡화점인 아마존, 로봇이 운동화를 만드는 아디다스 스피드 팩토리, 교육 벤처기업 '뉴턴'(Knewton) 등을 들 수 있다. 공유경제를 지향하는 택시 업체 '우버'도 대표적인 예이다. 이러한 4차 산업혁명을 성공적으로 수행해 낼 수 있는 인재들은 어떤 요소들을 갖추고 있어야 할까? ICT 기반의 융합이라는 관점에서 볼 때 5가지의 기초 지식과 5가지 역량이 필요하다.

기초지식의 첫 번째는 어학능력이다. 어학능력이라 함은 단순한 외국어 능력이 아니라 국어 작문, 말하기, 소통 능력과 영어 능력까지 포함한 어학능력을 뜻한다. 두 번째는 수학적 능력이다. 수학은 논리적 사고력을 증진시켜 체계적이며 합리적인 사고를 하게 만들어 준다. 세 번째는 과학적 지식이다. 전통적인 제조업 및 서비스업과 ICT 기술의 융합을 만들어 내기 위해서는 융합하고자 하는 분야에 대한 기초적인 과학적 지식이 있어야 한다. 네 번째는 ICT 분야의 능력과 지식이다. 4차 산업혁명은 ICT 기술을 기반으로 하고 있기 때문이다. 마지막으로 문화에 대한 인식이다. 문화라는 것은 사람의 행동이나 생각에 관한 것이며 융합을 위해서는 타인의 문화나 다른 나라의 문화를 존중해야 한다. 특히 다른 나라의 문화는 학습을 통해서 배워야 한다.

5가지 기초지식 중에서 수학적 능력과 과학적 지식, 그리고 ICT 분야의 능력과 지식에서 특별히 재능을 보이는 학생들을 과학영재라 부른다. 한국교육개발원 영재교육 통계연보(2016)에 따르면 영재학급, 영재교육원, 영재학교·과학고에 등록한 학생 수는 10만8253명으로 전체 초·중등 학생 수 대비 1.84%이다.

이러한 과학영재들에게 2가지의 추가적인 기초지식과 5가지 역량(문제 해결 능력, 창의성, 의사소통과 협력 능력, 리더십, 도전정신)을 가르쳐서 4차 산업혁명을 성공적으로 수행할 인재를 양성해야 한다.사실 이러한 요소들은 4차 산업혁명시대 이전에도 수없이 많이 논의됐던 것들이다. 4차 산업혁명 시대에 있어서 차이점이란 기초지식 교육과 역량강화 교육이 융합적으로 이루어져야 한다는 것이다. 이런 융합적 교육을 위해 네 가지 방법을 제안한다.

첫째, 토론을 통한 지식 습득을 해보자. 토론의 규모는 10명 정도가 좋다. 한 학급이 10명이 넘으면 번갈아 가면서 토론에 참여하고 나머지는 방청객 역할을 하면서 좋은 질문을 던지는 연습을 하면 된다. 질문을 잘 하는 것도 토론을 잘 하는 것만큼 중요하다. 교사가 수업 준비에 더 많은 시간과 노력을 투자하면 인문사회계열 과목 뿐 만 아니라 수학이나 물리 같은 과목도 토론 수업이 가능하다.

둘째, 프로젝트를 통해 역량 강화를 해 보자. 중요한 것은 반드시 두 가지 이상의 다른 개념이 들어 있는 프로젝트여야 한다. 그래야만 학생들이 문제 해결 과정에서 융합과 협업을 하는 방법을 배우게 된다. 또한 프로젝트 종료 후에 보고서 작성을 반드시 해야 한다. 일정한 분량 이상의 보고서를 작성하도록 요구해 주어진 분량만큼을 체계적으로 작성하는 연습을 시켜야 한다.

셋째, 답이 없는 문제를 제시해 보자. 지금까지 우리는 답이 있는 문제를 가지고서 답을 구하는 교육을 해 왔다. 답이 있는 문제를 푸는 것으로는 창의적인 교육이 될 수가 없다. 왜냐하면 그것은 결국 답을 잘 찾는 연습만 할 뿐이기 때문이다. 답이 없는 문제를 제시하고 학생들에게는 답이 있도록 문제를 변형하는 능력을 가르쳐야 한다. 이 세상의 많은 문제가 답이 없는 문제이고 그래서 특정한 조건하에서 최적의 답을 찾는 것이 필요하기 때문이다.

넷째, 컴퓨터 활용능력을 배양하자. 4차 산업혁명의 기본은 ICT 기술이다. 기본적인 컴퓨터 활용능력 없이는 4차 산업혁명시대에 동참하기가 힘들다. 이러한 교육이 성공적으로 이뤄지기 위해서는 우수한 과학영재교육 담당자가 있어야 하며 시간과 노력을 투자할 수 있는 환경이 조성돼야 한다. 더욱이 과학영재교육 담당자들이 '미래를 바꿀 과학영재들에게 무엇이 필요할 것인가?'하는 고민을 하면서 변화를 추구해야 한다.

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