배움이 흐르는 교실

지능형 과학실과 함께
과학적 사고력을 꽃피우다

글. 조한나 / 사진. 고인순

개포중학교의 지능형 과학실 구축에 앞장서 온 김희진 교사는 이 공간과 온라인 플랫폼 ‘지능형 과학실 ON’을 활용해 다각적 과학 수업을 펼친다. 첨단 과학기술을 바탕으로 온·오프라인을 자유롭게 넘나들며 학생들의 과학적 사고력을 효과적으로 확장시키는 것이다.

지능형 과학실로 넓힌 과학 수업의 지평

자유롭게 이동이 가능한 가변형 책상, 곳곳에 설치돼 있는 멀티미디어 기기, 각종 디지털 측정 센서와 가상현실(VR) 및 증강현실(AR) 기반 실험 도구들. 개포중학교 6층의 한편에 자리한 지능형 과학실은 여느 과학실과는 사뭇 다른 모습이었다. 개포중학교 개설 요원으로서 지능형 과학실 구축을 주도한 김희진 교사는 지난 2년간 지능형 과학실과 온라인 과학탐구 플랫폼 ‘지능형 과학실 ON’ ‘지능형 과학실 ON’1), 학생들의 ‘디벗(학습용 스마트기기)’을 유기적으로 결합한 이른바 ‘미래형 과학 수업’을 진행하고 있다.
“기존 과학실과 지능형 과학실의 결정적 차이점은 실험 데이터의 측정과 분석 방식입니다. 예전에는 온도·열·압력 등의 실험 결과를 온도계 등의 아날로그 도구로 측정해야 했고, 이에 따라 오차가 빈번하게 발생했지만, 지능형 과학실의 디지털 측정 센서를 활용하면 정확한 실험 데이터를 측정하고 이를 지능형 과학실 ON과 디벗에 곧바로 전송하고 분석할 수 있습니다.”
김희진 교사는 다양한 과학 실험 시뮬레이션을 수행할 수 있다는 점도 지능형 과학실의 중요한 특징으로 꼽았다. 이전에는 특정 기구나 재료가 없으면 실험을 포기하거나 구매할 때까지 미뤄야 했다. 반면 지금은 지능형 과학실 ON에서 해당 실험 수업을 검색해 활용하거나, 원하는 탐구 수업을 개설하여, VR·AR 실험 도구로 다양한 과학 실험을 얼마든지 수행할 수 있다. 요컨대 지능형 과학실은 과학 수업의 지평을 넓히는 핵심 역할을 하는 것이다.

과학적 호기심과 사고력을 한층 끌어올리다

지능형 과학실을 기반 삼은 김희진 교사의 과학 수업은 질문·탐구·성찰의 과정을 단계별로 거친다. 예를 들어 기체의 성질을 배우는 수업에서는 개념 설명에 앞서 일상에서 흔히 발견할 수 있는 관련 현상을 보여주며 ‘왜 이런 현상이 일어날까?’라는 질문을 던진다. 흥미가 생긴 학생들은 지능형 과학실의 각종 기기, 실험 시뮬레이션, 디벗 등을 총동원해 관련 실험을 진행하며 측정 데이터를 수집한다.
“이렇게 수집한 실험 데이터는 지능형 과학실 ON으로 전송합니다. 플랫폼 안에 데이터를 여러 방면으로 분석하고 관련 그래프나 이미지를 만든 뒤 보고서를 작성하는 기능이 탑재되어 있기 때문인데요. 데이터에 숨겨진 과학적 현상이나 패턴을 파악하기에 용이해서, 학년 초에 간단한 실험을 통해 지능형 과학실 ON 활용법을 익히는 시간도 가집니다. 실험과 분석을 마친 학생들은 마지막으로 결과를 공유하며 실험에서 무엇을 발견했는지, 그러한 현상이 왜 일어났는지를 자기 주도적으로 사고합니다. 이 과정에서 자연스럽게 수업에서 다루는 과학 개념을 깨닫게 됩니다. 이렇듯 저는 지능형 과학실 ON을 활용해 학생의 과학적 질문과 사고가 자연스럽게 확장되는 수업을 만들어가고 있습니다.”
김희진 교사는 비교적 여유가 있는 학기 말에 챗GPT와 같은 생성형 AI와 과학 실험 시뮬레이션을 접목한 수업도 진행했다. 이를 통해 과학 실험 시 생성형 AI를 보다 효과적으로 활용할 수 있는 프롬프트 작성법, 생성형 AI 오남용에 대한 부작용과 사용 시 주의 사항 등을 효과적으로 전달했다는 게 그의 설명이다. 김희진 교사는 지금까지의 노력에서 멈추지 않고, 학생들이 지능형 과학실을 중심으로 한 과학 수업을 통해 즐겁게 탐구하며 깊이 있는 수업과 성찰을 할 수 있도록 보다 나은 방법을 적극적으로 모색할 계획이다.

1) ‘지능형 과학실 ON’은 제5차 과학교육 종합계획(2025~2029)에 따라 교육부와 한국과학창의재단이 운영, 학생 중심의 실제적 과학탐구 활동을 지원하는 온라인 플랫폼 수업이다. AI, VR/AR데이터 분석 도구를 활용해 2023년부터 전국 초·중·고교에 보급되어 실제적 과학 학습을 지원하고 있다.

특별한 교실의 이유


✔ 수업은 항상 ‘왜?’라는 질문으로 시작된다
설명보다 질문이 먼저다. 일상의 현상에서 출발해 스스로 답을 찾아가는 과정이 곧 수업이 된다. 질문은 배움의 출발점이자 방향이 된다.

✔ 없는 실험도 ‘가상 세계’에서 해볼 수 있다
도구가 없다고 수업이 멈추지 않는다. 지능형 과학실 ON의 VR·AR 실험으로 현실에서 어려운 실험도 직접 경험할 수 있다. 공간과 장비의 한계를 넘어 탐구의 범위를 넓힌다.

✔ 실험은 ‘관찰’에서 멈추지 않는다
측정하고 기록하는 데서 멈추지 않는다. 데이터는 곧바로 분석으로 이어지고, 숫자는 그래프가 되어 또 다른 질문을 만든다. 그 과정에서 학생들은 결과를 스스로 해석하는 힘을 기른다.