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3월부터 공통과학 수업이 시작된다. '과학동아'는 지난 호에 이어 새로 등장하는 공통과학의 특징을 깊이있게 알아보기 위해 '산성비' 단원을 샘플로 집중분석했다. 다음 호부터 공통과학 특강은 물론, 시사과학을 중심으로 한 과학논술대회와 선진과학교육사례를 연재할 계획이다.
 

올해부터 고등학교 1학년생들은 공통과학이라는 과목을 일주일에 4시간씩 배운다. 공통과학은 지식적인 면에서 중학과학과 비슷한 수준이다. 그러나 학생들이 직접 답을 찾아야 하는 탐구 중심의 교과라는 점에서 중학과학과 다르다. 이 때문에 공통과학은 왠지 낯설고 힘들게만 느껴진다. 이럴 때 공통과학을 정확하게 이해하고 미리 준비한다면 과학에 흥미를 붙이고 재미있게 배울 수 있을 것이다.

공통과학을 재미있게 배우려면 먼저 '과학은 지겹고 어렵다'는 고정관념을 버리고 '재미있고 해볼 만하다'고 생각하면 좋겠다. 과학이 지겨운 사람들도 SF영화는 재미있게 본다. 그 이유는 SF영화가 잠자고 있는 과학적 상상력을 불러 일으키기 때문이다.

이번에 교육부의 검인정을 통과한 공통과학 교과서는 모두 7종이다. 이들은 과학적 상상력과 재미를 이끌기 위해 여러가지 시도를 하고 있다. 많은 부분을 그림이나 사진으로 설명하고 있는 것이 공통적인 특징이다.

일상소재로부터 출발

공통과학 교과서들은 어려운 산성비의 개념을 쉽게 이해할 수 있도록 일상생활 소재로부터 출발한다. 오렌지주스, 자동차의 배터리, 개미 등의 그림을 보여주고 공통점을 찾는 것부터 시작하고 있다. 또 산도를 나타내는 pH를 도표로 소개하고 있어 과거에 공식으로부터 유도하던 방식보다 쉽고 재미있다. (자료1)은 주변물질들의 pH를 밝히고 도표로 정리해 놓은 것이다.

이런 교과서의 구성이 얼마나 과학을 재미있게 해줄 것인지는 학생들이 직접 배워 보아야 알 수 있겠지만, 이전의 교과서에서 좀처럼 보기 어려운 것들이다. 이외에도 환경만화 그리기, 단원정리를 크로스퍼즐로 제시한 것 등은 환영할 만하다. 이렇게 학생들의 입장에 선 교과서로 배우다 보면 과학이 딱딱하다는 편견을 버리게 될 것이다.

공통과학은 스스로 해보아야 알 수 있다. 지금까지 과학 교과서는 직접 해보지 않아도 그 결과가 뻔한 실험이 많았다. 실험이 있다고 해도 사실을 확인하기 위한 것들이고, 실험을 안하고 결과만 확인하고 지나갈 수 있었다. 그러나 공통과학에서는 예측할 수 없는 실험들이 나온다. (자료2)에서처럼 여러가지 물질의 pH를 알아보는 실험은 직접 해보지 않고는 그 결과를 알 수 없다. 자신이 준비한 지하수 포도즙 수돗물 등에 따라 pH가 달라지기 때문이다.샘플을 준비해서 직접 실험해보면 간단하게 물질의 산성도를 알 수 있다. 생활 속에서 자주 보던 것들로부터 배우는 pH의 개념은 오랫동안 기억에 남을 것이다.

신문 잡지 컴퓨터통신 활용

공통과학을 공부할 때 생활과 연결된 사례를 수집해서 자신에게 필요한 정보를 얻을 수 있어야 한다. 이전의 교과서들은 실험만 제시돼 있었다. 공통과학에서는 학생들이 직접 해야 하는 탐구활동으로 자료해석 토의 변인통제 관찰 등 다양한 활동이 등장한다.

이런 활동들을 제대로 하려면 주변에서 자료를 수집하고 이를 분류해야 한다. 자료를 얻을 수 있는 곳은 신문 과학잡지 라디오 텔레비전 과학도서 등으로 자신의 목적에 맞는 방법을 찾아야 한다. 요즘 컴퓨터통신으로 하이텔이나 천리안에서 제공하고 있는 다양한 정보를 이용하는 것도 빠르고 정확한 방법이 될 것이다. 산성비에 관한 자료는 환경부에서 제공하는 자료가 신속 정확해서 이용하기 좋다.

정보에 접근하는 것을 배우는 것이 공통과학을 제대로 배울 수 있는 지름길이다. 정보를 얻고 관리하는 방법도 탐구학습의 중요한 요소다.
그러나 남이 만들어 놓은 정보를 뒤쫓아가는 방법만 있는 것은 아니다. 자신이 직접 실험해서 1차 정보를 만들 수 있다. 공통과학에는 산성비의 원인물질을 찾는 과정이 들어 있다. (자료3)은 자동차 배기가스를 물에 통과시켜 pH가 변화되는 것을 알아 보는 실험이다.
공통과학을 배우기 위해선 쉽게 포기하지 않고 장기적인 전망을 갖고 해결하려는 끈기가 필요하다. 자동차 배기가스 실험을 통해 1차 자료를 얻게 되면 자연히 궁금한 점이 더 생긴다. 배기가스가 통과한 물의 pH가 변하는 것은 배기가스 중 어떤 성분 때문일까. 이처럼 탐구활동을 마친 사람은 같은 문제에 대해 포괄적인 의문을 갖게 된다.

산성비의 원인물질 중 하나인 배기가스에 관한 실험을 해 본 사람은 다른 원인물질로 어떤 것이 있는지 알고 싶을 것이다. 그러나 탐구에 익숙하지 않은 사람은 그만 그 자리에서 포기하고 마는 경우가 많다. 한 문제에 대한 지속적인 연구야말로 공통과학에서 배우게 될 가장 큰 소득이라고 생각된다. 산성비를 분석해 나온 원인물질을 알아보는 활동을 지속적으로 해보길 추천한다.
 

가치관도 중요

이 활동을 정리해 보면 산성비의 원인물질이 무엇인지 알게 된다. 이처럼 공통과학의 탐구활동들은 서로 연계를 가지고 있다. 한 활동을 하면서 의문을 갖게 되고 그것이 다른 활동을 하는 원동력이 되는 것이다. 이런 연계활동을 하다보면 자연히 산성비에 대한 관심이 높아지고, 어느샌가 신문에 난 작은 기사도 예사롭게 보지 않는 자신을 발견하게 될 것이다. 생활과 연결된 사례의 탐구활동을 하면 이렇게 자신의 생활과 직접 연결시켜 생각하게 된다.

공통과학에서는 가치관과 연결된 과학의 실천방향에 대해 생각할 수 있어야 한다. 과학이 가치중립적이라고 생각하던 때가 있었다. 과학은 좋거나 나쁘지 않은데 그것을 이용하는 자들이 그렇게 만들 뿐이라고 생각하는 것을 말한다. 그러나 이런 생각은 제2차 세계대전 때 원폭 투하 이후 많이 바뀌었다.

과학자들은 과학자이기에 앞서 이 시대의 역사를 살아가는 한 인간으로서 자신의 발명이 사회에 어떤 영향을 미칠 것인가에 대해 책임을 져야 한다는 것이다. 이렇게 과학적 업적이 사회 전체에 영향을 미치는 경우 우리의 판단을 흔들리게 한다. 이럴 때 현명한 판단을 하기 위해서는 서로의 입장을 이해하고 전문가들의 자료와 실험 결과를 참고하고 판단해야 한다. 공통과학 교과서에는 과학을 어떻게 이해할 것인지 토론하도록 돼 있다.