미래세대 과학교육표준이 나오기까지 여러 단계의 연구를 거쳤고, 많은 사람들이 관심을 가지고 참여하였다. 그동안 국가 수준의 교육과정이 열 번이나 바뀌었지만 우리나라는 미국이나 일본처럼 중장기적 과학교육 연구가 없었다. 시대가 바뀌고 사회적 요구사항이 다양해지면서 교육 에 대한 관심은 점점 더 높아지고 있다. 우리나라는 제7차 교육과정 이후 사회적 변화에 빠르게 대응하기 위해 교육과정을 수시로 개정할 수 있 게 되었다.

미래 지향적이고 방향성 있는 과학교육과 우리가 길러야하는 미래 인재상을 좀 더 깊이 있게 연구해야 한다는 목소리가 그동안 학계에서 지속 적으로 제기되었다. 이러한 현장 요구를 반영하여 ‘미래세대 과학교육표준 개발’이라는 중장기 프로젝트가 시작되었다. 2014년 ‘한국형 차세대 과학교육표준 개발 마스터플랜 수립 방안 연구(김영민, 2015)’를 수행하면서 우리나라 과학교육의 중장기 마스터플랜이 나오게 되었다. 마스터 플랜 수립 방안 연구에서 ‘Happy Science Korea 21’ 프로젝트를 제안하였고, 주요 내용으로 한국인을 위한 과학적 소양과 정의, 한국형 차세대 과학교육표준 개발 등을 제시하였다.

이후 교육부의 ‘과학교육종합계획’과 과학기술정보통신부의 ‘제3차 과학기술인재 육성·지원 기본계획’을 근거로 교육부가 미래세대 과학교육표준 개발 프로젝트를 추진하고 과학기술정보통신부가 협력하면서 한국과학창의재단이 실무를 담당하였다. 프로젝트가 5단계에 걸쳐 수행되는 동 안 미래세대 과학교육표준의 방향성, 추진 내용, 자문 및 쟁점 조정 등을 위해 ‘미래세대 과학교육표준 개발 추진위원회’가 개발과 총괄을 담당하 였다. 추진위원회는 과학기술계, 과학교육계, 공학계, 산업계, 인문사회계 등 각계의 다양한 전문가 16인으로 구성되었다.

미래세대 과학교육표준 개발 프로젝트를 진행하는 동안 각 단계의 연구마다 추진위원회, 과학교육 관련 학회, 국내외 포럼 등 수많은 의견을 수 렴하였고, 이를 반영하여 수정·보완하였다. 1단계 연구인 ‘2030 미래사회 인재상 및 핵심 과학역량 마일스톤 연구’에서 도출된 미래 인재상을 토 대로, 2단계 연구에서는 1단계 연구결과를 반영하여 ‘모든 한국인을 위한 과학’을 개발하였다. 3단계 연구를 하면서 2단계 연구 결과를 수정·보 완하여 반영하는 등과 같은 방법으로 5단계 연구인 ‘미래세대 과학교육표준 개발’까지 진행하였다. 즉 미래세대 과학교육표준(KSES)은 1단계부 터 4단계까지의 연구 결과를 단계별로 반영한 최종 산출물이라고 볼 수 있다.

미래세대 과학교육표준(KSES) 개발이 완료된 이후에도 전국 유치원부터 초·중·고등학교 현장 교사들의 의견과 과학 관련 학회에서 전문가들의 의견을 수렴하여 미래세대 과학교육표준을 수정·보완하였다. 또한 교육심리학 전문가들이 아동 발달 수준에 비추어 단계별 수행기대의 적절성 을 검토하였다. 마지막으로 표기·표현 전문가의 윤문과 교정·교열을 거쳤다.

미래세대 과학교육표준 개발 5단계 연구의 주요 내용을 살펴보면 다음과 같다.

• 1단계 연구: 2030 미래사회 인재상 및 핵심 과학 역량 마일스톤 연구(김도훈 외, 2016)

1단계 연구는 미래세대 과학교육표준 개발을 위한 미래 인재상 도출 연구이다. 과거 우리나라 과학교육이 추구해 온 인재상을 회고하면서 미래 사회에 걸맞은 새로운 패러다임의 인재상을 정립하고, 미래 인재가 과학으로 갖추어야 할 역량을 제시하고자 하였다.

약 30년 후 미래사회 전망을 크게 여섯 가지로 제시하면서 우리사회의 변화와 중장기적 영향을 함께 제시하였다. 첫째 로봇, 인공지능과 같은 기술이 발전하면서 직업의 불안정성이 높아지고, 자동화·기계화와는 차별화되는 인간 고유의 능력에 대한 의문이 커진다. 둘째 전문가뿐만 아 니라 일반인들의 일상적인 업무 처리에서도 갈수록 복잡성과 상호연관성이 증대되는 지식 체계를 이해하고 적절히 활용하는 능력이 중요해질 것이다. 셋째 경제 및 문화의 글로벌화와 지구촌 구성원들간의 상호의존성이 증대된다. 넷째 글로벌 연결성의 강화는 전 지구에 걸쳐 정보와 자 원의 고른 분배보다는 차별적인 정보 수집, 분석, 통합 능력과 자원 동원 역량을 가진 개인과 조직, 국가에서 더 큰 기회와 통제력을 부여하여, 결과적으로 자원이 계속 소수에게 집중되는 되먹임 경향이 심화될 가능성이 높다. 다섯째 기술 혁신과 더불어 정보량이 증가하고 미디어 역시 갈수록 다변화될 것이다. 여섯째 글로벌한 차원에서 사회적 합의가 도출되지 않는 한, 고령화를 포함하는 인구 변동, 유전자 조작, 줄기세포의 임상적 적용 확대, 인공지능 강화 등 경제적 이익과 삶의 관리를 위한 자연 조작이 미래에도 지속·심화될 가능성이 높다.

이러한 미래사회 전망과 우리 사회에 미치는 영향을 고려하여 미래 인재에게 요구되는 역량과 인재상을 도출하였다. 미래 인재상으로 자발적 학습자, 통합적 문제해결자, 개방적 소통자, 공감적 중재자, 가치지향적 개인, 과학 성찰적 시민을 도출하고 그에 따른 과학 핵심 역량(과학적 표 현력, 과학적 사고력, 과학적 협업, 건전한 판단)과 과학교육의 방향을 제시하였다.

<미래사회 전망 및 지향하는 인재상>

<지향하는 인재상, 과학 핵심 역량 및 과학교육 방향>

• 2단계 연구: 모든 한국인을 위한 과학 개발 연구(전승준 외, 2017)

1단계 연구에서 도출한 미래 인재상과 과학 핵심 역량을 바탕으로 한국인을 위한 과학적 소양을 정의하고 분류하였다. 과학적 소양(Scientific Literacy)이란 ‘과학에 대해 이해하고 이를 사회적 경험에 적용하는 것, 미래사회의 요구를 반영하면서 핵심 역량과 과학의 아이디어를 가지고 반성적 시민으로서 과학 관련 이슈를 파악하고 이해하는 능력’으로 정의하였다. 

한국인을 위한 과학적 소양을 담은 『모든 한국인을 위한 과학』은 과학의 본성, 과학의 언어 및 도구, 과학의 방법, 물질계, 생명계, 수리정보계, 사회계, 과학과 기술, 2050 미래사회 속 과학의 응용 등을 과학적 소양의 범주로 담고 있다. 과학적 소양의 범주를 크게 세 가지로 분류하면 ‘기 본 역량으로서 과학의 방법론과 사고방식’, ‘자연과 사회현상을 이해하기 위한 다양한 과학지식’, ‘삶의 질 향상을 위한 과학의 응용’으로 나눌 수 있다. 『모든 한국인을 위한 과학』 개발의 기본 방향을 미래의 한국인이 합리적이고 창의적인 과학문화를 형성하는 데 기여해야 하며, 과학의 능 력과 한계를 이해하고, 나아가 미래의 삶과 직업에 도움이 되도록 설정하였다. 또한 미래지향적이며, 과학에 대한 흥미와 관심을 유발하여 미래세 대에게 과학의 본질과 가치를 전달할 수 있도록 개발하였다.

<과학적 소양의 범주>     ©

• 3단계 연구: 미래세대 과학교육표준 개발을 위한 기초 연구(김희백 외, 2017)

1, 2단계 연구에서 미래 인재상, 과학 핵심 역량, 과학적 소양의 정의 및 범주 등을 도출하였다. 3단계 연구는 미래세대 과학교육표준 개발을 위 해 초·중등학생 발달 단계별 학습 기준, 교수·학습 및 평가방법, 문서 체제를 연구하였다. 기존 개념 중심에서 학생들의 발달 수준에 맞는 통합 중심으로 초중등 과학교육의 영역을 재설정하고, 학습발달과정(learning progressions) 연구를 기반으로 개념 지식과 탐구 실행의 통합적 단계 별 학습 기준을 설정하였다. 과학 핵심 역량을 기르기 위한 실천(practice), 실천을 구현하기에 적합한 교수·학습방법을 제안하고 이를 담을 수 있는 문서 체제를 개발하였다. 미래세대 과학교육표준 문서 체제에서 고려한 사항은 과학교육 내용, 과학 역량, 과학 교수·학습 방법 및 평가, 과 학교육 환경 등이다.

<미래세대 과학교육표준 문서 체제(안)>

• 4단계 연구: 미래세대를 위한 과학교육표준 개발 연구(송진웅 외, 2018)

선행연구의 발전적 보완으로 미래 과학교육이 추구하는 인간상과 새로운 개념의 과학적 소양을 도출하였다. 미래세대 과학교육표준에서 추구 하는 인간상은 ‘과학적 소양을 갖추고 더불어 살아가는 창의적인 사람’으로 설정하고, 과학적 소양은 ‘과학 관련 역량과 지식을 지니고 개인과 사 회의 문제해결에 민주시민으로서 참여하고 실천하는 태도와 능력’으로 정의하였다.

과학적 소양을 ‘역량’, ‘지식’, ‘참여와 실천’의 세 차원으로 제시하고 각 차원별로 영역 및 하위 영역을 제시하였다. ‘역량’ 차원은 과학적 탐구력, 과학적 사고력, 의사소통과 협업 능력, 정보처리와 의사결정 능력의 4개 영역, ‘지식’ 차원은 규칙성과 다양성, 에너지와 물질, 시스템과 상호작 용, 변화와 안정성, 과학과 사회, 지속가능사회를 위한 과학기술의 6개 영역, ‘참여와 실천’ 차원은 과학 공동체 활동, 과학리더십 발휘, 안전사회 구현, 과학문화 향유, 지속가능사회 기여의 5개 영역을 각각 도출하였다. 영역별로 영역 설정의 취지, 영역 해설 등을 제시하여 영역의 특징을 파악할 수 있도록 하였다. 또한 하위 영역도 해설을 제시하여 과학적 소양을 좀 더 정교하게 다듬었다.
또한, 과학적 소양의 각 차원 및 영역에 대해 초·중·고 학교급별로 기대 수준을 제시하고, 과학 교수·학습 방법 및 과학교육 환경을 제시하였다.

<초등학교 수준에서 기대하는 과학적 소양>

• 5단계 연구: 미래세대 과학교육표준(단계별 수행기대) 개발, 현장적용 실행방안 도출 및 지표 개발 연구(송진웅 외, 2019)

미래세대 과학교육표준의 마지막 단계 연구인 5단계 연구에서는 학생의 성장 단계를 6단계로 설정하고 각 단계별로 과학적 소양의 수행기대를 개발하였다. 과학학습 기간을 2년 기준으로 Stage 1(K-2학년), Stage 2(3-4학년), Stage 3(5-6학년), Stage 4(7-8학년), Stage 5(9-10학년), Stage 6(11-12학년)으로 총 6단계(Stage)로 구분하였다. ‘역량’ 차원의 5개 영역, ‘지식’ 차원의 6개 영역, ‘참여와 실천’ 차원의 5개 영역을 각각 Stage 1 부터 Stage 6까지 해당하는 수행기대, 수행기대의 핵심요소, 하위 영역별 수행기대 등을 제시하였다. 4단계 연구에서 제안된 ‘역량’ 차원의 4개 영역(과학적 탐구력, 과학적 사고력, 의사소통과 협업 능력, 정보처리와 의사결정 능력)에 대한 현장 의견을 반영하여 ‘초연결사회 대응과 평생 학습 능력’을 추가하여 5개 영역으로 재설정하였다.

미래세대 과학교육표준은 궁극적으로 학교 안팎의 과학교육으로 구현되어야 할 것이다. 이런 측면에서 향후 과학과 교육과정 연구에 활용하기 쉽도록 ‘주제중심 종합예시’를 개발하였다. 미래세대 과학교육표준(KSES)의 주제중심 종합예시는 과학적 소양의 각 차원 간 연계성을 종합적이 고 구체적으로 서술한 것이다. 또한 각 주제에 해당하는 탐구 및 실천, 교수·학습유형, 평가방법, 교육환경 등을 제시하여 교수학습이 용이하도록 하였다.

KSES의 목표가 학교 안팎의 과학교육 현장에서 어떻게 실행되고 있는지 점검하고 평가하기 위해, 실행 방안을 도출하고 점검 지표를 개발하였 다. 사회적 변화, 환경적 변화, 교육정책적 변화 등을 고려하여 점검 지표를 수정·보완하여 교육현장을 점검·진단해야 하므로, 실행방안 및 점검 지표는 미래세대 과학교육표준에 제시하지 않았다. 향후 정부 및 교육청, 과학교육 관련 기관에서 타당한 점검 지표를 활용하여 지속적으로 교 육현장을 모니터링할 필요가 있다.