챗GPT에 묻고, 줌으로 토론하고 “과학 수업이 달라진다”
디지털 교구 ‧ AI ‧ 빅데이터 활용형 등…“학생 주도 열린 탐구” 기대
#. 전남 순천 용당초와 경기 광선초 교실이 ‘줌’으로 연결됐다. 용당초 한 학생은 카메라 앞에서 그간 발로 뛰며 만든 식물도감을 선보인다. 학생들은 자연 관찰 기록 플랫폼‘네이처링’을 통해 학교 진입로의 식물을 조사했고, 디자인 플랫폼 ‘캔바’를 활용해 그 결과물을 만들었다. 학생들은 전남과 경기 지역에 자생하는 식물의 개화 상태와 특성이 어떻게 다른지 화상을 통해 실시간 온라인 수업을 진행했다.
#. 우리 고장의 바닷가 모습을 관찰하는 과학 시간. 저마다 태블릿을 든 학생들이 국립해양조사원에서 실시간으로 제공하는 바다로드뷰를 살펴보고 있다. 해당 지역만 클릭하면, 그에 따른 바닷가 풍경이 내 손안에서 펼쳐진다. 바닷물 침식과 퇴적 작용이 주변 지형을 어떻게 바꾸는지 학생들은 챗GPT에 묻고, 그 답을 듣는다.
학교 현장의 과학 수업이 달라지고 있다. 교과서에 실린 사진‧데이터에 의존해 학습했던 모습과 달리, 학생들은 인공지능‧가상현실 등 첨단기술과 다양한 플랫폼을 통해 필요한 정보를 수집해 적극 활용한다. 교사가 단순 지식‧정보를 전달하는 강의식 수업을 넘어, 학생들이 주도하는 열린 과학 탐구가 현실화 되고 있어 주목된다.
전라남도교육청(교육감 김대중)은 이 같은 내용을 포함한 ‘지능형 과학실 활용 전남 미래과학수업모델(초등)’을 한국교원대학교 연구진과 현장 교사들이 협업해 개발하고, 도서벽지와 소규모 학교가 많은 전남의 지리적 특성을 반영한 미래형 과학 수업 모형을 제안했다.
지난 4월 전남형 미래과학수업모델 개발 협의체를 구성한 전남교육청은 전남 지능형 과학실을 운영 중인 시․군 도서 학교 과학실을 탐방하고, 현장 적용 및 적합성 등을 검토해, 2022 개정 교육과정과 연계한 수업 모형 개발에 주력해 왔다.
수업모델 개발과 함께, 전남교육청은 올해 초·중·고 51교를 지능형 과학실 구축 사업 대상 학교로 선정‧운영하고 있으며, 12월 5일 벌교초등학교를 시작으로, 6일 목포하당중, 8일 광양여고 등에서 ‘2023 지능형 과학실 성과공유회’를 가졌다.
이번에 개발된 모델은 △ 학습 활동에서 실감형 콘텐츠·동영상·시뮬레이션 등 디지털 교구를 적극 활용하는 ‘디지털 교구 활용형’△ 챗GPT 등 대화형 AI를 통해 답을 찾아가는 ‘대화형 AI 활용 문제해결형’△ 데이터를 기반으로 자료 수집·분석과 예측, 문제해결 방법을 탐색하는 ‘빅데이터 활용형’ 등이다.
실제, 연구진이 이번 개발 모델을 전남 학교 현장에 시범 운영하고, 참여 학생들을 대상으로 만족도 조사를 한 결과 미래과학수업의 학생 흥미도·만족도는 높게 나타났다. 기존 수업이 과학 교과서를 토대로 한 정보 전달식 강의 위주였다면, 디지털 기기를 활용하는 수업에서는 스스로 자료를 찾고, 첨단 기기·콘텐츠를 체험하는 형태로 진행돼 학생들의 적극적인 참여를 이끈 것으로 분석된다.
특히 전남의 경우에는 학급 당 학생 수가 적어 지능형 미래과학실을 조성하기 위한 교실 공간의 활용도가 높고, 학생 1명 당 1개의 스마트 기기 구비가 수월한 점, 자연과 밀접한 환경에 위치하고 있어 과학실을 벗어난 환경친화적 개방형 탐구가 가능하다는 점 등이 강점으로 꼽혔다.
다만 다수의 학생들이 동시에 인터넷망에 접속하는 데서 오는 오류, 학생들 개인 계정의 로그인 문제, 디지털 기기 활용 능력의 개인차 등에서 비롯된 수업 방해 요소들은 향후 개선 과제로 남았다.
이 수업모델은 2022 개정 교육과정과 연계해, 첨단과학기술 기반의 오프라인 탐구 공간인 ‘지능형 과학실’과 온라인 과학탐구플랫폼 ‘지능형 과학실 ON’등을 기반으로 각 학교 수업 공간에서 실현될 예정이다.
연구 총괄을 맡은 임성만 한국교원대 교수는 “미래과학 수업 모형이 현장에 적극 활용되기 위해서는 학교의 디지털 환경 구축과 학생들의 디지털 소양 함양이 필수적”이라며 “무엇보다 습득한 지식·정보를 비판적으로 검토하고 취사 선택 할 수 있는 디지털 리터러시 역량이 중요하다.”고 강조했다.
