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이번 과학영재학교에 입학한 학생들 중에는 과학영재교육원에서 영재교육프로그램을 경험한 학생들이 많다. 과학영재교육원이 부산 영재고 진학의 지름길인 셈이다. 과학영재교육원은 대학의 영재교육센터와 시·도교육청의 영재교실을 말한다. 과학영재교육원의 교육내용을 살펴보자.

올 4월부터 시행된 영재교육진흥법에 따르면 우리나라 과학영재교육의 장은 과학영재학교, 과학영재교육원, 그리고 영재학급의 3각 구도를 이룬다. 즉 초·중학교 과학영재가 대학이나 시·도교육청에서 운영하는 과학영재교육원이나 일선 학교의 영재학급에서 교육을 받은 후 고등학교에 해당하는 과학영재학교에 진학하는 것이다.과학영재학교는 내년에 신입생이 입학하고, 영재학급은 아직 시범 운영중이며 올 하반기에1백34곳을지정·운영키로했다. 그러나 아직 일선학교에서 과학영재 학급을 운영 하는데는 여러 어려움이 따르고 있다. 그래서 이 3각 구도 중에서 본격적으로 교육이 이뤄지는 곳은 과학영재교육원이라고 볼 수 있다.

영재교육대상자 추천 기관

특히 과학영재교육원은 이번 과학영재학교 선발에서 영재학생 추천기관으로 선정돼 명실상부한 과학영재교육기관으로 인정받았다. 과학영재학교에 지원한 학생은 응시원서에 추천서를 함께 제출해야 한다. 과학영재 학교에서 인정하는 영재교육기관의 교육프로그램을 경험한 학생은 자신이 다니는 학교의 학교장 외에도 영재교육기관으로부터 추천서를 하나 더 받아 제출할 수 있다. 자신의 과학영재성을 평가받는 자료가 늘어나는셈이다.

이번 과학영재학교의 선발에서 영재교육 대상자 추천 영재교육 기관은 총 84개였다. 이들중과학영재교육원이60개가넘는다. 나머지 추천기관은 부산에서 운영중인 일선학교의 영재학급이다.

뿐만 아니라 과학영재교육원은 이곳의 교육프로그램을 경험한 학생들이 과학영재 학교에 합격해 더욱 주목을 받고 있다. 이제 과학영재교육원은 과학영재학교 진학에 지름길로 부상하고 있다는 것이다.

그렇다면 과학영재교육원은 어떤 기관일까. 그리고 이곳에서는 어떤 과학영재교육을실시하고 있을까.

과학영재교육원은 사실 얼마 전에 생겨난 명칭이다. 이는 과학영재교육원이 생긴지 얼마 안됐다는 의미가 아니다. 지난 9월 11일 전국 15개 대학에서 운영하는 종전의 과학영재교육센터와 시·도교육청에서 운영하는 영재교실이나 영재반, 예를 들어 서울과학고와 한성과학고의 영재반이 영재교육진흥법에 따라 과학영재교육원으로 전환됐기 때문이다.
 

정규 수업시간에도 교육받는다

이 중에서 가장 대표적인 과학영재교육원은 전국 15개 대학에서 운영하는 과학영재교육센터다. 이번 과학영재학교의 3단계 최우수 합격자인 서울 가락중 2학년 김종우 학생은 현재 서울대 과학영재교육원 소속이고, 중학교 1학년 합격자인 서울 경희중의 박영수학생은 초등학교 때 영재교육원에서 교수의 사사를 받은 바 있다.

대학의 과학영재교육센터가 영재교육원으로 전환됨으로써 어떤 변화가 있을까. 종전의 과학영재교육센터가 실시하는 프로그램은 일선 학교교육의 일부분으로 인정받지 못했다. 즉 과학영재교육센터의 교육 프로그램이 정식이 아니라는 말이다. 원래 과학영재교육센터는 초·중학생 과학영재들에게 학교에서 누리지 못하는 과학영재교육 프로그램을 제공하려는 의도에서 1998년에 처음 시작됐다(과학영재교육센터에 대한 자세한 내용은 과학동아 2001년 4월호 부록 참조).

바로 이 점에서 과학영재교육원으로 전환된 의미를 찾아볼 수 있다. 과학영재교육원은 법으로 보장받는 명실상부한 정식 교육기관이 됐다. 따라서 종전보다 선발과정 등이 좀더 까다로워진다. 센터일 때는 설치대학에서 자율적으로 영재를 선발할 수 있는 방식이었다. 그러나 과학영재교육원은 선정추천 심사위원회를 구성하고, 이 위원회는 학생 선정과 심의를 담당한다.

과학영재교육원의 전환으로 바뀌는 또다른 점은 학생들의 관리가 철저하게 이뤄진다는 점이다. 학생생활기록부에 해당하는 자료를 작성해 관리해야 하고, 이를 매 학기별로학생의 소속학교장에 송부한다.

학생들의 입장에서 관심을 가질만한 변화는‘풀아웃’제도다. 학생이 학교의 정규 수업시간에 영재교육원이 실시하는 교육을 받고자 할 경우 학교장의 허가를 받으면, 학교에 출석한 것으로 인정받을 수 있다. 주말과 방학중에 제한적인 시간에만 받을 수 있었던 교육이 좀더 자유로워질 수 있다는 의미다.

현재 15개 과학영재교육원은 선발, 교육내용, 그리고 교육수준의 면에서 차이가 난다.이 중에서 매년 평가 때마다 좋은 과학영재교육원으로 인정받는 곳의 특징적인 교육내용을 소개한다.

과학영재교육원의 다른 축 과학고 영재반

과학영재교육센터와 더불어 학생들로부터 주목받는 과학영재교육원으로는 중학생을 대상으로 운영하는 과학고 영재반이다. 대다수 과학고는 각 시·도교육청 소속으로 중학생 영재반을 운영하고 있다.

하지만 모두가 과학영재교육원은 아니다. 서울과학고와 한성과학고만이 과학영재학교의 영재학생 추천기관으로 인정받았다. 그래서 이들 과학고에서 교육받은 영재반 학생들 중에는 이번에 과학영재학교를 응시한 학생들이 20여명에 이른다. 과학고에서는 좋은 학생들을 과학영재학교로 뺏긴다는 생각이 들었다고 한다.

과학고 영재반의 장점은 우수한 교사진에 있다. 어린 학생들을 눈높이에 맞춰 교육시킬 수 있는 지도교사로는 대학 교수보다 중·고등학교의 교사가 더 적합하다. 아무래도 과학고 교사들이 학생들을 가르쳐본 경험이 풍부하기 때문이다.

한성과학고의 과학영재부장인 김규상 교사는 “최근 서울의 경우 학생들이 서울 소재의 과학영재교육센터보다 과학고의 영재반에 들어오기를 희망하는 사례가 적지 않다”고 말한다.

현재 서울과학고는 정보와 수학반을, 그리고 한성과학고는 과학반을 운영하고 있다. 여기서는 교사들이 직접 만든 실험실습 위주의 프로그램이 진행된다. 이들 중에서 학생들로 부터 많은 흥미를 이끈 프로그램을 통해 과학영재교육을 경험할 수 있는 것이다.

과학 영재 교육 센터 선발 과정

과학영재교육센터의 영재선발은 일반선발 과정과 특별선발 과정으로 나뉜다.

일반선발 과정은 매년 12월 초부터 다음 연도 2월 말까지 진행된다. 방식은 센터별로 약간씩차이가 있지만 대개 3단계를 따른다. 1차로 학교장과 과학교사의 추천을 받는다. 그리고 2차에서는 각 센터에서 마련한 창의적 문제해결 능력평가 시험을 치른다. 마지막 3차 선발은 주로 심층면접이 실시된다.

특별선발의 경우는 일반선발 외에 각 분야별로 매우 뛰어나고 창의적인 성취를 보이는 학생들을 대상으로 한다. 특별선발은 따로 없다. 학기중에도 특별선발을 원하는 학생이 있을 경우에 평가가 이뤄진다. 이때 학생은 자신의 과학적 영재성을 드러내기 위한 근거를 제시하고 이를 평가받아 선발된다.

경남대학교
대학교수로부터 1대1 지도 받는 사사교육

대학교수로부터 1대1 지도를 받는 사사교육은 대학 과학영재교육원만의 무기다. 경남대 과학영재교육원은 사사교육을 1999년에 처음으로 개설했다. 현재는 다른 과학영재교육원에서도 이를 실시하고 있다.

사사교육은 학생들이 예비 과학자로서 실질적인 연구 프로젝트 수행 능력을 신장할 수 있도록 마련됐다. 사사교육을 받는 학생은 대학 교수와 연구진들의 연구활동에 직접 참여해 보조한다. 이 과정에서 학생은 교수와 밀착형 개인 교수 활동을 경험한다. 최종적으로 과학영재들은 자발적인 참여와 자기주도적 학습설계를 통해 저마다 창의성과 과학탐구력을 극대화할 수 있다.

그렇다면 어떤 학생들이 사사교육을 받을 수 있을까. 과학영재교육원의 심화과정 프로그램까지 졸업해야 가능하다. 사사교육을 희망하는 졸업생 중에서 과학영재교육원이 선발한다. 사사교육은 과학영재교육원의 최고 교육과정인 셈이다.

사사교육 과정은 먼저 해당분야의 교수가 학생들과 공동으로 연구할 과제를 도출하고 홍보하는 것으로 시작한다. 이 경우 연구 과제의 수준은 대학 학부에서 가능한 수준 정도로 정한다. 다음으로는 연구 프로젝트에 참여하기를 희망하는 심화과정 이상의 학생들 가운데 면접이나 초기의 교육과정을 통해 5명 이내의 학생을 선발한다.

사사교육 대상자는 매년 5월부터 다음해 1월까지 교육받고, 졸업식 때 연구발표회를 개최해 실적물전시와 발표 기회를 갖는다. 일부 학생 중에는 같은 주제를 갖고 기간을 연장해 연구를 수행하는 경우도 있다.

인천대학교
스스로 문제해결 접근하는 프로젝트형 탐구수업

이번 과학영재학교 선발과정에서는 답이 정해지지 않은 문제가 제시됐다. 개방형 문제해결과정에서 학생은 자신의 창의력과 사고력을 발휘해야 했다. 그렇다면 창의력과 사고력을 개발할 수 있는 프로그램은 없을까. 인천대 과학영재교육원는 프로젝트형 탐구수업을 제안한다.

인천대가 실시하는 프로젝트형 탐구수업은 학생이 과학문제의 접근방법을 스스로 경험하도록 하는 프로그램이다. 지도교사는 학생들에게 실험을 고안할 주제를 제시한다. 예를 들어 물의 녹는점을 가능한 정확하게 측정하는 실험방법을 설계하라는 실험탐구 문제를 학생들에게 제시한다. 그러면 학생들은 허용된 장비와 재료를 이용해 최대한 정확한 실험 방법과 조건들을 설계한다. 이때 학생들은 온도, 부피, 시간과 같은 실험조건을 잘 설정해야 한다. 그런 후 직접 측정한 얼음의 녹는열과 실제값을 비교해서 설계한 실험 경로와 조건이 과연 타당한지를 조사한다. 또한 이 실험 결과에 포함된 오차 요인을 분석하고 이를 최소화하기 위한 방법까지 검토한다. 마지막으로 그 결과는 보고서로 작성하고 발표한다. 이 과정에서 학생들은 과학 문제를 스스로 어떻게 해결해나갈지를 체득하게 된다.

인천대 과학영재교육원의 또다른 특색은 사이버교육이다. 이 과학영재교육원은 올 하반기부터 사이버영재교육사이트 지니넷(www.geniinet.com)의 본격적인 가동에 나섰다.

인천대 사이버교육이 다른 과학영재교육원과 차별되는 점은 인터넷을 이용하는 대상에 있다. 영재교육원도 사이버교육을 실시중이다. 그러나 이용자가 과학영재교육원의 학생들로 제한돼 있고, 운영은 정보공유와 자료제공의목적으로만 쓰인다.

그러나 인천대의 경우 이용자를 개방했다. 여기에는 과학영재교육원 교육 모습을 담은 영상 자료를 비롯해서 다양한 영재교육 자료가 실려있다. 인터넷 접속이 가능한누구라도 과학영재교육의 수혜자가 될 수 있다는 말이다.

한편 인천대는 내년도 선발부터 사이버에서 운영하는 교육과정을 이수한 사이버 교육생에게 과학영재교육원의 지원자격을 부여할 예정이다.

청주교육대학교
연중 학생 관찰 기록하는 포트폴리오 평가

일반적으로 교육을 받으면 그 다음에는 시험을 치른다. 즉 과정이 아닌 결과 로만 학생의 학습성취도를 평가하는 것이다.

그러나 청주교대 과학영재교육원은 좀 다르다. 5-6명으로 편성된 조마다 지도교사가 1명씩 배치되고, 지도교사는 1년 간 담당 학생들의 행동을 관찰 평가한다. 지도교사는 매 수업 시간마다 관찰평가 보고서를 작성해 각 학생별로 다양한 행동 특성을 누적 기록한다.

예를 들어 학생이 수업에 대한 호기심이 어느 정도였는지, 어떤 주제에 대한 이해력은 얼마나 되는지, 관심분야는 무엇인지, 어떤 질문을 던졌는지, 그리고 얼마나 적극적으로 수업에 참여했는지가 기록된다. 즉 포트폴리오 평가가 이뤄진다는 말이다.

청주교대가 포트폴리오 평가를 할 수 있는 것은 지도교사제를 처음으로 도입한 덕분이다. 지도교사제는 청주교대 영재교육원만이 유일하게 운영하는 제도로서, 학생 관리의 체계화와 미래의 영재교육 담당교사 양성이라는 취지에서 1998년부터 시작됐다. 이 제도는 지도교사의 인성과 실력, 자질이 학생 관리와 영재교육원의 교육에 중대한 영향을 준다는 연구결과를 토대로 만들어졌다.

과학고 영재반 선발과정

과학고 영재반의 교육대상은 중학교 2학년생이다. 매년 3월 중 한 학교에서 1명씩 학교장의 추천으로 1차 선발에 응시할 수 있다. 1차 선발은 서류 전형이다. 2차 선발은 수학과 과학 과목에 대한 창의적 문제해결력 시험을 치른다. 3차 전형은 과제수행능력 평가다. 예를 들어 학생들은 운동화의 마찰을 잴 수 있는 실험을 설계하고, 직접 설계한 실험을 수행해 결론을 도출하는 능력을 평가받는다. 마지막 4차에서는 심층면접과 구술고사가 실시된다.

서울과학고 영재반

① 수학 프로그램 : 프랙탈 기하
학생들에게 다음과 같은 알고리듬을 제시한다.‘ 정삼각형의 각 변의 중점을 연결해 만들어진 네개의 작은 삼각형 중에서 꼭지점에 위치한 세개의 작은 삼각형만을 남긴다.’그리고 학생들에게 이 알고리듬을 여러 차례 반복할수록 어떤 도형이 나타나는지를 물어본다. 만약 이 과정을 끝없이 반복하면 어떤 도형이 만들어질지도 질문으로 던진다.

학생들은 논리적으로 추론해서 이 문제의 결과를 얻는다. 그리고 이 결과가 바로 폴란드 수학자 와클로 시어핀스키가 만든 시어핀스키 삼각형이라는 점을 배운다. 이와 함께 수학의 자기닮음 성질을 학습한다.

시어핀스키 삼각형은 엄밀한 자기닮음의 성질을 띤다. 완성된 시어핀스키 삼각형은 위에 한개, 아래에 두개인 세개의 작은 삼각형 부분으로 분해할 수있다. 각 부분은 전체 모습과 똑같은 복제이고, 다시 세개의 더 작은 삼각형으로 분해할 수 있다. 이때 만들어진 더 작은 삼각형도 전체 모습과 똑같은 복제다. 이같은 모양이 프랙탈 기하에 속한다는 사실을 학생들은 자연스럽게 배우게 된다.

② 정보 프로그램 : 논리회로 실험
학생들은 전자회로를 구성하는 기본적인 부품들, 예를 들어 저항, 다이오드, 트랜지스터가 어떤 특성을 갖고 있는지를 직접 실험을 통해 확인해본다. 이를 토대로 다양한 논리회로를 구성하는 실습을 해본다.

더 나아가 학생들은 AND, OR, NOT 게이트의 원리를 이해하기 위해 어떤 실험회로를 만들 수 있을지를 고안해본다. 그리고 일상생활에서 일어나는 현상을 논리회로로 만들어 합리적으로 해결할 수 있는 일이 무엇이 있을지를 생각해 발표한다.

한성과학고 영재반
과학 프로그램 : 다양한 악기 흉내내는 신디사이저의 원리

전화기에서 들려오는 상대방의 목소리만 듣고도 누구인지를 알아낼 수 있는 까닭은 무엇일까. 다양한 악기가 섞여있는 오케스트라의 연구에서 어느 특정한 악기의 소리를 가려낼 수 있는 까닭은 무엇일까.

이와 같은 질문을 통해 학생들은 소리의 세계를 탐험한다. 관악기에서 공기기둥이 어떤 역할을 하는지를 배우고, 이를 토대로 관의 길이를 계산해 팸플릇을 직접 만들어본다. 그리고 악기마다 같은 음을 내도 그 음색이 다른 까닭이 무엇인지를 분석해보는 활동을 한다. 이와 함께 다양한 악기 소리를 연주할 수 있는 신디사이저가 어떻게 가능한지를 생각한다. 이 과정에서 학생들은 자연스럽게 소리와 관련된 과학적 개념인 파동, 정상파, 진동수, 파형을 배운다.