최근 국내외적으로 융합형 핵심인재 발굴 및 양성을 위한 초중등 교육단계에서부터 교육을 강화시키기 위한 범국가적 차원의 전략들과 교육개혁들이 추진되고 있다. 그 중심에 서 있는 것이 통합 STEM 교육이라는 새로운 패러다임이다. 과학(Science), 기술(Technology), 공학(Engineering), 수학(Mathematics)의 약칭으로 사용되는 이 통합 STEM 교육과정과 접근 방법은 선진국에서 많은 예산을 투자하여 미래에 앞서가는 창의적인 과학 기술 인재들을 양성하기 위한 전략적 교육방법이다. 이러한 미래의 창의적 과학기술 인재들을 양성하기 위한 국가적 경쟁체제 속에서, 우리나라 교육과학기술부는 2010년부터 우리나라의 교육환경에 적합한 한국형 통합 STEM 교육의 기본 방향과 이론적 근거를 만들기 위해 노력하고 있다. 이러한 노력의 일환으로 대두된 것이 한국형 통합 교육과정과 접근인 ‘과학기술, 예술 융합 STEM 교육’이다. 이 ...
최근 국내외적으로 융합형 핵심인재 발굴 및 양성을 위한 초중등 교육단계에서부터 교육을 강화시키기 위한 범국가적 차원의 전략들과 교육개혁들이 추진되고 있다. 그 중심에 서 있는 것이 통합 STEM 교육이라는 새로운 패러다임이다. 과학(Science), 기술(Technology), 공학(Engineering), 수학(Mathematics)의 약칭으로 사용되는 이 통합 STEM 교육과정과 접근 방법은 선진국에서 많은 예산을 투자하여 미래에 앞서가는 창의적인 과학 기술 인재들을 양성하기 위한 전략적 교육방법이다. 이러한 미래의 창의적 과학기술 인재들을 양성하기 위한 국가적 경쟁체제 속에서, 우리나라 교육과학기술부는 2010년부터 우리나라의 교육환경에 적합한 한국형 통합 STEM 교육의 기본 방향과 이론적 근거를 만들기 위해 노력하고 있다. 이러한 노력의 일환으로 대두된 것이 한국형 통합 교육과정과 접근인 ‘과학기술, 예술 융합 STEM 교육’이다. 이 통합 모델은 미국과 다른 나라들에서 공식적으로 사용하고 있는 STEM 교육에 인문학적 배경의 예술(Arts)을 포함하여 통합한 STEAM 교육 접근 방법이다. 특히 본 연구는 인간이 분자의 실체를 볼 수 없기 때문에 분자와 예술, 수학의 관계로부터 이해하려고 한다. ‘예술은 왜’를 탐구하고, `과학은 어떻게` 라는 질문을 던진다. 예술은 선동하고 과학은 안심시키려 하고 예술은 모호성을 주관적 경험의 영역에 불가피한 것으로 강조하고 과학은 집단적 정확한 목적을 향해 모호성을 제거하려 한다. 그럼에도 불구하고 과학과 예술은 서로 상호작용을 하고 있으며 평행관계를 유지하면서 서로 이어가고 있다. 분자구조의 형태는 물질 속에 내재된 형태를 가지고 있으며, 자연물의 생성과 함께 존재한 가장 오래된 기하형태라 할 수 있다. 이러한 형태는 우리에게 시공간적 관심을 끌며, 구조적으로는 결합의 연속성으로 인해 힘의 균형과 안정감을 유지하고 있다. 수학적 대칭개념을 통한 분자 모양의 이해를 돕는 과정을 대칭을 이용해 분자를 정리하기 위해서는 대칭요소가 필요한데, 분자는 입체이기에 다섯 가지 대칭요소를 필요로 한다. 또한 분자의 구조에 따라 대칭요소가 모두 적용 되는 것은 아니며, 이산화탄소 같은 직선형 모양은 대칭요소가 많고 물과 같은 굽은 모양의 분자는 대칭 요소가 적을 수밖에 없다. 거울 대칭 관계를 가진 분자들은 마치 우리의 오른손, 왼손과 같이 비슷하게 생겼지만 똑같지 않은 분자들을 말하는데, 대표적인 예로는 아미노산 분자다. 대칭 관계가 분자들의 분류 기준이 되어 그것들을 이해하는데 도움이 될 수 있음을 확실히 이해 할 수 있는 부분이었다. 형태 발생장은 수정된 알에서 발생하는 생물체는 그 알을 이루는 구성요소를 물질적인 성격에 의해서가 아니라 그 알에 있는 형상을 창출하는 일종의 장에 의해 모양을 형성해 간다는 것이다. VSEPR이론은 중심원자의 각 전자쌍들 사이에서의 반발력을 통해 분자의 구조를 예측, 나타내는 모형이다. 전자쌍에는 결합전자쌍과 비 공유전자쌍(비 결합전자쌍)이 있는데 결합전자쌍보다 비 공유전자쌍의 반발력이 더 크다고 한다. 따라서 같은 개수의 전자쌍을 갖고 있더라도 결합전자쌍과 비 공유전자쌍의 구성에 따라 각 전자쌍들이 이루는 각은 조금씩 달라질 수 있다. 분자 모형을 나타내기 위한, 분자간의 결합을 표시하기 위한 이론이라는 것을 알고 나면 매우 재미있고, 흥미로운 내용이라는 생각이 들것이다. 특히, 비 공유원자쌍인가 공유원자쌍인가에 따라 반발력이 달라져 그 모양이 달라진다는 것은 신기했다. 또한 원자 결합이론에는 VSEPR만 존재하는 것이 아니라 원자가 결합 이론, 분자 궤도함수 이론 등 다른 이론들도 존재 하며 분자구조에 복합적으로 영향을 미친다는 것을 알게 되었다. 또한 화학 시스템에 있어서는 원자의 배치가 다르면, 시스템은 자발적으로 포텐셜 에너지가 최소가 되는 구조를 가지려고 한다. 즉, 에너지가 가장 낮은 구조를 선택하는 것이다. 뉴턴이나 아인슈타인 같은 사람들은 자신들의 주변에서 새로운 사실을 찾아내거나 만들어가며 실천에 옮기는 과학적이면서 예술적인 사람들이었다. 그런 사람들의 탐구정신에서 우리들도 무한한 가능성에 기회를 만들 수 있을 것이다. 오늘날의 교육은 전문화가 불가피하다. 그러나 그 전문화가 창조성을 파괴시킨다. 교육의 형식에 묶여서 각자의 재능을 펼치지 못하고 묻혀가는 교육방식이 지금의 현실이다. 대학을 가기위해 우리는 수능이라는 시험의 벽을 넘어야 하지만 STEAM 교육과 같은 창조적인 교육방식이 적용된다면 좀 더 창의적이지 않을까 생각한다. 현재 초, 중, 고등학교 교사들만의 능력으로는 STEAM교육 프로그램을 개발하는 데 한계가 있다. 때문에 첨단 연구를 진행하고 있는 전문가들이 프로그램 개발에 참여할 필요가 있다고 본다. 이렇게 개발된 프로그램은 학교에서 배운 지식이 사회에서 어떻게 활용되는지에 대한 현장감을 전해줄 뿐만 아니라 융합형 인재가 되기 위한 능력을 키워 줄 것이다. 과학과 예술의 융합형 교육이 보다 더 현실화 체계화되어야 현장 교육에서 이해와 실용이 더 극대화되리라 생각한다.
최근 국내외적으로 융합형 핵심인재 발굴 및 양성을 위한 초중등 교육단계에서부터 교육을 강화시키기 위한 범국가적 차원의 전략들과 교육개혁들이 추진되고 있다. 그 중심에 서 있는 것이 통합 STEM 교육이라는 새로운 패러다임이다. 과학(Science), 기술(Technology), 공학(Engineering), 수학(Mathematics)의 약칭으로 사용되는 이 통합 STEM 교육과정과 접근 방법은 선진국에서 많은 예산을 투자하여 미래에 앞서가는 창의적인 과학 기술 인재들을 양성하기 위한 전략적 교육방법이다. 이러한 미래의 창의적 과학기술 인재들을 양성하기 위한 국가적 경쟁체제 속에서, 우리나라 교육과학기술부는 2010년부터 우리나라의 교육환경에 적합한 한국형 통합 STEM 교육의 기본 방향과 이론적 근거를 만들기 위해 노력하고 있다. 이러한 노력의 일환으로 대두된 것이 한국형 통합 교육과정과 접근인 ‘과학기술, 예술 융합 STEM 교육’이다. 이 통합 모델은 미국과 다른 나라들에서 공식적으로 사용하고 있는 STEM 교육에 인문학적 배경의 예술(Arts)을 포함하여 통합한 STEAM 교육 접근 방법이다. 특히 본 연구는 인간이 분자의 실체를 볼 수 없기 때문에 분자와 예술, 수학의 관계로부터 이해하려고 한다. ‘예술은 왜’를 탐구하고, `과학은 어떻게` 라는 질문을 던진다. 예술은 선동하고 과학은 안심시키려 하고 예술은 모호성을 주관적 경험의 영역에 불가피한 것으로 강조하고 과학은 집단적 정확한 목적을 향해 모호성을 제거하려 한다. 그럼에도 불구하고 과학과 예술은 서로 상호작용을 하고 있으며 평행관계를 유지하면서 서로 이어가고 있다. 분자구조의 형태는 물질 속에 내재된 형태를 가지고 있으며, 자연물의 생성과 함께 존재한 가장 오래된 기하형태라 할 수 있다. 이러한 형태는 우리에게 시공간적 관심을 끌며, 구조적으로는 결합의 연속성으로 인해 힘의 균형과 안정감을 유지하고 있다. 수학적 대칭개념을 통한 분자 모양의 이해를 돕는 과정을 대칭을 이용해 분자를 정리하기 위해서는 대칭요소가 필요한데, 분자는 입체이기에 다섯 가지 대칭요소를 필요로 한다. 또한 분자의 구조에 따라 대칭요소가 모두 적용 되는 것은 아니며, 이산화탄소 같은 직선형 모양은 대칭요소가 많고 물과 같은 굽은 모양의 분자는 대칭 요소가 적을 수밖에 없다. 거울 대칭 관계를 가진 분자들은 마치 우리의 오른손, 왼손과 같이 비슷하게 생겼지만 똑같지 않은 분자들을 말하는데, 대표적인 예로는 아미노산 분자다. 대칭 관계가 분자들의 분류 기준이 되어 그것들을 이해하는데 도움이 될 수 있음을 확실히 이해 할 수 있는 부분이었다. 형태 발생장은 수정된 알에서 발생하는 생물체는 그 알을 이루는 구성요소를 물질적인 성격에 의해서가 아니라 그 알에 있는 형상을 창출하는 일종의 장에 의해 모양을 형성해 간다는 것이다. VSEPR이론은 중심원자의 각 전자쌍들 사이에서의 반발력을 통해 분자의 구조를 예측, 나타내는 모형이다. 전자쌍에는 결합전자쌍과 비 공유전자쌍(비 결합전자쌍)이 있는데 결합전자쌍보다 비 공유전자쌍의 반발력이 더 크다고 한다. 따라서 같은 개수의 전자쌍을 갖고 있더라도 결합전자쌍과 비 공유전자쌍의 구성에 따라 각 전자쌍들이 이루는 각은 조금씩 달라질 수 있다. 분자 모형을 나타내기 위한, 분자간의 결합을 표시하기 위한 이론이라는 것을 알고 나면 매우 재미있고, 흥미로운 내용이라는 생각이 들것이다. 특히, 비 공유원자쌍인가 공유원자쌍인가에 따라 반발력이 달라져 그 모양이 달라진다는 것은 신기했다. 또한 원자 결합이론에는 VSEPR만 존재하는 것이 아니라 원자가 결합 이론, 분자 궤도함수 이론 등 다른 이론들도 존재 하며 분자구조에 복합적으로 영향을 미친다는 것을 알게 되었다. 또한 화학 시스템에 있어서는 원자의 배치가 다르면, 시스템은 자발적으로 포텐셜 에너지가 최소가 되는 구조를 가지려고 한다. 즉, 에너지가 가장 낮은 구조를 선택하는 것이다. 뉴턴이나 아인슈타인 같은 사람들은 자신들의 주변에서 새로운 사실을 찾아내거나 만들어가며 실천에 옮기는 과학적이면서 예술적인 사람들이었다. 그런 사람들의 탐구정신에서 우리들도 무한한 가능성에 기회를 만들 수 있을 것이다. 오늘날의 교육은 전문화가 불가피하다. 그러나 그 전문화가 창조성을 파괴시킨다. 교육의 형식에 묶여서 각자의 재능을 펼치지 못하고 묻혀가는 교육방식이 지금의 현실이다. 대학을 가기위해 우리는 수능이라는 시험의 벽을 넘어야 하지만 STEAM 교육과 같은 창조적인 교육방식이 적용된다면 좀 더 창의적이지 않을까 생각한다. 현재 초, 중, 고등학교 교사들만의 능력으로는 STEAM교육 프로그램을 개발하는 데 한계가 있다. 때문에 첨단 연구를 진행하고 있는 전문가들이 프로그램 개발에 참여할 필요가 있다고 본다. 이렇게 개발된 프로그램은 학교에서 배운 지식이 사회에서 어떻게 활용되는지에 대한 현장감을 전해줄 뿐만 아니라 융합형 인재가 되기 위한 능력을 키워 줄 것이다. 과학과 예술의 융합형 교육이 보다 더 현실화 체계화되어야 현장 교육에서 이해와 실용이 더 극대화되리라 생각한다.
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