▲ 미국 익스플로러토리움(Explortorium) 로고.  

□ 전시관 소개

◇ 과학교육 방식을 바꾸는데 앞장서는 공공 학습 실험실

▲ 익스플로러토리움의 전경.
○ 연수단은 최근 미국 전역에서 강조되고 있는 스팀(STEAM) 교육의 실험 전시관으로 알려진 익스플로러토리움(Explortorium)을 방문해 현장 학습을 진행했다.

○ 익스플로러토리움은 과학, 예술 및 인간의 지각을 통해 세계를 탐구하는 공공 학습 실험실로서 학습을 변화시키는 탐구 기반 경험을 만드는 것을 사명으로 하고 있다.

◇ 주기적으로 업데이트되는 전시회 △3만5,000페이지가 넘는 콘텐츠를 보유한 웹사이트 △영화 상영 △성인을 위한 예술과 과학 이벤트 들을 운영하고 있다. 특히 평생학습과 호기심, 다양성에 대한 포용에 중점을 둔 전시와 체험을 하고 있다.

○ 익스플로러토리움은 2022년 과학기술센터연합회(ASTC, Association of Science and Technology Centers)로부터 기술 발전에 대한 공로를 인정받아 미국 내 과학·기술센터 27위에 등극하기도 했다. 2021년 최고의 소통형 과학관(Best Interactive Museum)에 선정되기도 했다.

◇ 스스로 탐구하는 학습과 교육

○ 400명이 넘는 익스플로러토리움의 직원들은 과학자, 예술가, 교육자, 전시 개발자, 작가, 디자이너와 같은 다양한 분야의 전문가들로 이루어져 있다.

교육자를 위한 전문성 개발 프로그램을 만들고 과학을 가르치는 방식을 바꾸는 데 앞장서고 있을 뿐만 아니라 사람들이 스스로 생각하고 자신 있게 질문할 수 있는 환경을 만드는 것을 목표로 전 세계 박물관과 전시회와 관련 지식을 공유하고 있다.

○ 익스플로러토리움은 사람들이 과학에 관련된 전시물들을 볼 수 있고 만질 수 있고 접근할 수 있도록 함으로써 스스로 탐구하는 학습과 교육이 이루어지도록 하고 있다.

○ 특히 증강현실(AR) 기술을 활용해 대화형 전시물과 공공 프로그램을 특징으로 하는 Second Life에 가상 박물관을 구축하기도 했다.

○ 최근 오프라인 박물관과 웹사이트에서 라이브 웹캐스트를 스트리밍하고, 모바일 애플리케이션을 활용함으로써 사이버 공간의 경계를 지속적으로 확장하고 있다.

□ 지원 서비스

◇ 파트너 기관 및 글로벌 커뮤니티와의 협업

○ 익스플로러토리움의 고위 경영진들은 과학교육정책 개선을 위한 사회운동에 참여하고 있다. 글로벌 협업 프로그램을 통해 전 세계 조직과 협력하면서 혁신적이고 호기심을 자극하는 전시와 프로그램을 기획하기도 한다.

○ 중국 상하이 과학기술관과는 오랜 협력관계를 유지하고 있는데 △공동 전시 개발 △인력 교류 △공동 트레이닝 프로그램 운영 △문화교류 행사 등 타 문화에 대한 학습과 이해를 목표로 과학 지식, 전시 프로그램, 교육 자원을 공유하는 협력을 주로 하고 있다.

○ 익스플로러토리움은 다양한 방법으로 지역과 글로벌 커뮤니티와도 소통하고 있다. 지역사회교육 참여프로그램으로 도심의 어린이와 청소년을 지역사회와 연결하는 활동이 그중 하나다.

○ 특히 과학 교육기회 확대와 교육 참여를 촉진하기 위해 지역 커뮤니티 조직이나 학교와 파트너십을 적극적으로 모색하고 있다.

샌프란시스코 교육구, 커뮤니티 센터, 방과 후 프로그램에 관련된 이해관계자들과 협력해 소외된 지역사회에 전시회와 교육 자원을 제공하는 것이 대표적인 활동이다.

◇ 교사를 위한 협력 커뮤니티와 전문성 개발 지원

○ 익스플로러토리움은 전문성 개발 프로그램을 통해 교육자들에게 탐구 기반 학습이나 교수법을 수업에 적용하는 데 필요한 기술과 도구를 지원하고 있다.

○ 익스플로러토리움은 교원연구소(Exploratorium Teacher Institute, 이하 TI)를 두고 있는데 이 연구소는 1984년부터 중고등학교의 수학·과학 교사를 위한 전문성 개발의 중심 역할을 수행하고 있다.

○ TI는 교사들의 전문성 개발을 통해 다양한 수준의 교사들과 협력 커뮤니티를 만들고 이들을 지원하는 것을 목표로 한다.

매년 1,000명 이상의 교사가 TI 워크숍과 프로그램에 참여해 학습자로서 질문하고 실무자로서 전문 지식을 공유하며 리더로 발전할 수 있는 기회를 얻고 있다고 한다.

○ TI가 주최한 워크숍에서는 물리학, 생물학, 화학, 환경 과학을 포함한 광범위한 주제를 다루고 있다. 교사는 실습 활동에 참여하고 동료 교사와 협력하는 과정을 통해 과학 지식과 교육 기술을 향상시킬 수 있다고 한다.

○ 익스플로러토리움은 학생들이 과학적 현상을 적극적으로 탐구하고 질문하는 과정을 통해 지식을 습득하는 탐구 기반의 교육을 장려하고 있다.

따라서 TI에서 제공하는 워크숍과 리소스는 교사가 교실에서 탐구 기반 전략을 구현하고 학생들의 호기심과 비판적 사고를 육성하도록 지원할 목적으로 추진하는 것이다.

▲ 교사들의 익스플로러토리움 견학 인솔을 위한 학습지원 유인물


◇ 교원연구소의 여름학교 운영

○ TI의 여름학교(Summer Institute)는 교사가 학생에게 실질적인 학습 경험의 조력자로서 기술을 개발할 수 있도록 지원하는 기본 프로그램이다. 교사 입문 프로그램은 경력 2년 미만의 초보 과학 교사를 지원하고 있다.

○ 선배 교사는 교수 방법과 프로그램 개발에 대한 정보를 제공하고 교사 학습법을 지도하고 있다.

▲ 익스플로러토리움 안내도.

□ STEM 교육

▲ 익스플로러토리움은 참여자 몰입형 학습환경을 제공하는 실험실이다.

▲ 방문자가 다양한 STEM 개념에 쉽게 접근하고 참여할 수 있도록 하고 있다.
◇ 참여자 몰입형 학습환경을 제공하는 교육

○ 익스플로러토리움은 참여자 몰입형 학습환경을 제공하는 실험실로서 방문자가 다양한 STEM 개념에 쉽게 접근하고 참여할 수 있도록 하고 있다.

○ 과학(Science) : 익스플로러토리움은 다양한 분야의 과학적 현상을 탐구하는 다양한 전시와 활동을 제공하고 있으며, 방문자는 대화형 전시, 실험 및 데모를 통해 물리학, 생물학, 화학, 천문학 및 환경 과학과 같은 주제를 탐색할 수 있다.

○ 기술(Technology) : 기술 혁신과 활용에 대한 전시물들이 있어 방문자는 로봇 공학, 디지털 기술 및 전자 시스템과 관련된 대화형 디스플레이에 참여해 기술 발전의 원리를 이해할 수 있다.

○ 기계(Engineering) : 기계, 구조와 문제해결에 중점을 둔 전시를 통해 엔지니어링 원리와 설계 프로세스를 탐구할 수 있는 기회를 제공하며 방문자는 건물 구조, 회로 구성과 엔지니어링 실험 프로그램을 경험할 수 있다.

○ 수학(Mathmatics) : 박물관은 수학적 개념과 실제 세계에서의 적용을 강조하는 전시와 활동을 제공하며 방문객들은 패턴, 모양, 비율 및 기타 수학적 원리를 이해하기 위해 직접 체험할 수 있다.

◇ 스팀(STEM)교육의 구현과 강조

○ 전반적으로 익스플로러토리움은 방문자가 STEM 개념에 재미있고 매력적인 방식으로 참여할 수 있는 몰입형 대화식 학습 경험을 제공한다.

또한 호기심, 비판적 사고와 창의성을 키우는 동시에 다양한 분야를 탐구하고 실험해볼 수 있는 환경을 제공한다는 점에서 스팀 교육의 활성화에 기여하고 있다는 평가를 받고 있다.

○ 스팀의 구현과 강조점은 미국의 주, 지역과 기관에 따라 달라 일부 기관에는 특수 스팀 프로그램이 있을 수 있고 어떤 학교들은 스팀 원칙을 일반 커리큘럼에 통합하기도 한다.

○ 커리큘럼 통합 : 다양한 과목과 학년 수준에 걸쳐 과학, 기술, 공학 및 수학 개념의 통합을 강조하고 있는데 목표는 학생들에게 이러한 분야들이 어떻게 상호 연결되어 있는지에 대한 전체적인 이해를 제공하는 것이다.

○ 실습 학습 : 실습과 체험학습은 스팀 교육의 핵심으로 학생들은 과학적 원리를 적용하고, 기술 도구를 사용하고, 솔루션을 설계하고 구축하고, 데이터를 분석할 수 있는 실제 활동, 실험과 프로젝트에 참여하도록 권장하고 있다.

○ 탐구 기반 접근법 : 학생들이 질문을 적극적으로 조사하고, 가설을 세우고, 증거를 수집하고, 결론을 도출하는 탐구 기반 학습을 장려하는데 이러한 접근 방식은 비판적 사고 기술과 과학적 사고방식을 육성한다.

○ 협업 및 문제해결 : 협업과 팀워크가 강조되며, 학생들은 종종 실제 문제를 해결하거나 공학적 문제를 해결하거나 과학적 조사를 수행하기 위해 그룹으로 작업을 수행한다. 이는 의사소통, 협업과 문제해결 기술을 촉진한다.

○ STEM 진로 인식 : 학생들을 다양한 진로와 기회에 노출시키는 것을 목표로 하며 스팀 개념의 실제 적용을 강조하여 학생들이 관련 분야로 진출할 수 있도록 영감을 주고 동기를 부여한다.

○ 프로그램과 전략 : 미국에는 스팀 중심 학교, 방과 후 프로그램, 스팀 대회, 학교와 스팀 산업 또는 조직 간의 파트너십과 같은 스팀 교육을 촉진하기 위한 다양한 프로그램과 법령이 있다.

□ 참가자 시사점

◇ ㅇㅇ중 ㅇㅇㅇ : 체험활동 가능한 전시관 필요

○ 방송중고에서는 온라인 콘텐츠를 활용하거나 출석 수업을 최대한 활용하는 방법으로 원격교육의 한계를 극복하기 위해 노력하고 있지만 과학이나 수학 같은 과목의 이해도를 높이기 위한 실습 기회를 제공하는 것이 쉽지 않다.

○ 방송중고 학생들에게도 체험학습 활동이 잘 마련되어 있는 전시관을 방문할 수 있도록 해서 실습 교육을 대체할 수 있는 기회를 제공하면 좋을 것 같다.

◇ ㅇㅇ고 ㅇㅇㅇ : 인력과 시설 충원 통해 체험형 과학관으로 개선

○ 우리나라의 과학관은 주 대상이 학생이기 때문에 주로 초·중·고 과학과 교육과정에 따른 개념 이해 중심의 전시물로 구성되어 있어서 학습에 도움이 되는 곳이라고 할 수 있다.

○ 하지만 시설이 노후됐다고 전시를 관리할 인력이 부족하다는 점, 관람자가 전시물을 직접 조작하고 활용할 수 있는 체험형 전시가 부족하다는 점은 개선되어야 할 것이다.

○ 한국의 많은 교육과학연구원에서 인력 부족으로 인해 전시물을 통한 교육에 치중하고 있는데 이를 체험형으로 개선하기 위해서는 과학관 규모를 선진국에 준해서 설계하고 배치된 인원과 예산도 많이 늘려야 한다.

◇ ㅇㅇ고 ㅇㅇㅇ : 학생들이 과학에 흥미 잃지 않도록 하는 것이 중요

○ 전 세계적으로 나날이 이공계열의 위상이 높아지고 있는데, 우리나라 학생들이 이런 흐름에 뒤처지지 않도록 하려면 이과 과목에 흥미를 잃지 않도록 하는 것이 중요하다.

○ 특히 과학을 어렵게 생각하는 학생들이 많은데, 학생들이 과학 과목을 포기하지 않고 재미있게 공부할 수 있도록 하려면 익스플로러토리움 같은 체험형 전시관이 많아져야 한다고 생각한다.

◇ ㅇㅇ중 ㅇㅇㅇ : 방송중고에서도 체험 통한 교육기회 확대 필요

○ 우리나라의 과학관에서도 직접 실험하고 체험하는 다양한 프로그램을 운영하고 있지만, 익스플로러토리움은 과학뿐만이 아니라 예술과 과학을 융합해 세계를 탐험할 수 있도록 구성했다는 점이 신선했다.

○ 특히 실제로 과학자들이 다양한 실험을 하는 공간이 박물관 내부에 있는 점이 인상적이었는데, 온라인교육의 특성상 체험이 동반된 교육이 어려운 방송중에서도 기회를 마련해 이런 과학박물관을 체험할 수 있게 하는 것이 필요할 것 같다.

◇ ㅇㅇ고 ㅇㅇㅇ : 과목에 대한 흥미를 높이는 놀이 형식 체험관

○ 우리의 과학체험관은 관람객들이 대부분 아이를 동반한 부모들이거나 학교나 유치원에서 현장체험학습을 온 학생들인데, 익스플로러토리움에는 일반 관람객들도 많았다.

○ 우리나라에도 사람들이 즐기고 체험할 수 있는 체험형 전시관이 더 많아졌으면 좋겠다. 학생들을 가르치다 보면 과학이나 수학을 어려워하는 학생들이 많은데, 이렇게 놀이 형식으로 체험해보고 직접 원리를 경험해보면 과목에 대한 이해와 흥미를 높일 수 있을 것 같다.

◇ ㅇㅇ시교육청 ㅇㅇㅇ : 과학과 예술, 기술 교과를 융합한 수업에 적용

○ 방송중고등학교 수업은 대부분 온라인 콘텐츠를 활용한 원격수업으로 이루어지고 출석수업의 횟수가 많지 않아서 실험이나 체험 수업을 하기가 어렵다. 특히 과학 과목을 어렵게 느끼는 학생들이 많으므로, 현장체험 학습을 적극적으로 활용해야 한다.

○ 과학교과 수업에서 실험도구 또는 탐구활동지를 제작할 때 과학관 내의 체험과 실험 시설들을 참고할 수 있을 것 같고 과학과 예술, 기술 교과를 융합한 수업을 운영할 때 익스플로러토리움 체험활동을 벤치마킹해 적용해보면 좋을 것 같다.

◇ ㅇㅇ시교육청 ㅇㅇㅇ : 학생들의 호기심 탐구 기회 제공 필요

○ 익스플로러토리움은 살아있는 생물을 그대로 관찰할 수 있도록 하거나 자체 제작한 실험기구로 창의적이고 원리에 맞는 체험을 운영하도록 하고 있었다.

이론적인 학습뿐만 아니라 실제 실험과 경험을 통해 문제 해결력과 실험적인 사고를 발전시킬 수 있도록 했다는 점이 인상적이었다.

○ 방송중고에서도 익스플로러토리움의 현장체험 시스템을 벤치마킹해 학생들의 능동적인 참여를 이끌어내고, 개인이 관심을 갖는 부분을 심층적으로 탐구할 수 있는 기회를 제공해야 한다.

◇ ㅇㅇ중 ㅇㅇㅇ : 자연스럽게 과학에 접근할 수 있는 환경 조성

○ 과학 체험학습을 쉽게 할 수 있는 구조를 갖추고 있어 누구나 쉽게 접근하여 편리하게 이용할 수 있었다. STEAM 교육을 총체적으로 경험할 수 있는 공간으로서 역할을 하고 있다. 특히 학교에서 구비할 수 없는 각종 실험실습 도구나 사용법에 대한 전시하고 있었다.

○ 관람객 중 학부모와 함께 방문하는 학생들이 많았는데 이런 체험장을 개설함으로써 자연스럽게 아이들 교육에 활용하고 과학에 관심이 없는 사람도 체험을 통해 과학에 자연스럽게 접근할 수 있도록 하는 환경을 조성하는 것이 중요하다고 느꼈다.

◇ ㅇㅇ고 ㅇㅇㅇ : 전시관을 흥미와 호기심을 충족시킬 체험형 공간으로 개선

○ 익스플로러토리움은 관람객들이 즐기고 체험하는 공간이지만 모든 전시가 상당히 깊고 수준이 높게 구성되어 있었는데 우리나라도 전시관을 흥미와 호기심을 충족시킬 수 있는 체험형 교육공간으로 만들어야 한다.

○ 앞으로는 대규모의 전시관을 다양한 체험프로그램을 갖춘 공간으로 개선해 과학에 대한 흥미를 높이고, 장기적으로는 과학 인재를 양성해 국가 발전에 기여할 수 있는 교육 공간으로 조성해 나가야 한다고 생각한다.

◇ ㅇㅇ중 ㅇㅇㅇ : 체험활동 확대 위한 전문인력 인프라 구축 필요

○ 익스플로러토리움에서는 누구나 손쉽게 과학체험프로그램에 참여할 수 있다. 우리나라에서도 단순히 교과서에 있는 암기 위주의 교육보다 학생들이 직접 실험하고 궁금증을 해결할 수 있도록 하는 교육방식이 필요하다고 느꼈다.

○ 우리나라 과학관은 인력 배정과 운영체계 문제로 직접 체험할 수 있는 전시 종류가 많지 않은데, 재정지원을 통해 다양한 과학캠프 프로그램을 개발하고 실험 활동을 지원하기 위한 보조교사 시스템을 만들어야 한다.

◇ ㅇㅇ고 ㅇㅇㅇ : 과학교육 인프라 대폭 확충 필요

○ 대한민국이 지금처럼 성장할 수 있었던 이유는 교육의 힘이다. 그렇기 때문에 앞으로도 과학과 컴퓨터과 같은 기술 발전의 기반이 되는 교육을 강화하고 노벨상을 받을 수 있는 과학자가 나올 수 있도록 과학교육 인프라를 대폭 확충해야 한다.

○ 익스플로러토리움 방문을 통해 ‘백문이 불여일견’이라는 말처럼 직접 체험해보고 경험해 보고 얻은 지식이 진정한 의미의 지식이 될 수 있다는 것을 다시 한번 깨달았다.

◇ ㅇㅇ중 ㅇㅇㅇ : 다채로운 콘텐츠를 접할 수 있는 기회 제공

○ 훌륭한 과학자와 기업가들의 주도로 방대한 분야의 연구 자료를 수집하고, 이러한 자료를 활용해 지속적으로 박물관 전시내용을 업데이트 하고 있는 점이 인상적이었다.

○ 우리나라에서도 단순히 과학 과목 성적을 높이는데 치중하기보다 학생들이 자연스럽게 과학에 흥미를 갖게 할 수 있도록 다채로운 콘텐츠를 접하거나 전시회에 참가할 수 있는 기회를 넓혀주는 것이 필요하다.

◇ ㅇㅇ도교육청 ㅇㅇㅇ : 스스로 과학 원리를 탐구하는 기회 제공

○ 관람 유도선이나 통제 표지판이 많은 우리나라의 과학관과 달리 관람객들이 원하는 순서대로 전시관을 자유롭게 돌아다니며 체험할 수 있다는 점이 인상 깊었다.

○ 학교에서는 여건상 간단한 과학 실험 밖에 할수 없는 경우가 많은데, 익스플로러토리움은 학교에서 쉽게 접할 수 없는 인프라를 갖추고 있어서 학생들에게 스스로 원리를 탐구할 수 있도록 하고 있다. 이런 경험이 학생들에게는 학교에서 수업을 들을 때 더 흥미를 갖게 해주고 교사에게는 수업의 질을 향상시킬 수 있는 기회가 될 것 같다.

◇ ㅇㅇ고 ㅇㅇㅇ : 많은 사람들이 함께 즐기고 배우는 과학 놀이터

○ 익스플로러토리움은 일반적인 박물관과 다르게 상호작용이 가능한 전시물들이 많고 누구나 쉽게 접근할 수 있는 과학실험들이 준비되어 있어서 딱딱한 과학관이라기보다는 많은 사람들이 함께 즐기고 배우는 과학 놀이터 같다는 생각이 들었다.

○ 방송중고에서도 실험이나 실습이 필요한 과목에는 안전에 문제가 없는 소재로 제작한 도구들을 택배로 보내는 방법으로 원격교육의 단점을 보완할 필요가 있다. 출석 수업이 있는 날에 학교로 도구를 보내 학생들이 실험할 수 있도록 하는 것도 방법이 될 수 있다.

◇ ㅇㅇ중 ㅇㅇㅇ : 콘텐츠를 활용한 간접 체험학습 방안 마련

○ 익스플로러토리움은 성인도 흥미롭게 관람할 수 있는 콘텐츠들이 많았는데, 학생들에게는 수업에서 배운 것들을 직접 경험해볼 수 있다는 점에서 더 흥미로울 것 같다.

○ 방송중고에서는 고령의 학생들이 많은 학교 특성상 체험학습을 다양하게 운영하기는 어렵겠지만 영상물이나 학습자료를 활용해 간접적인 체험활동을 할 수 있는 콘텐츠를 개발하는 방안을 고민해 볼 수 있을 것 같다.

◇ ㅇㅇ고 ㅇㅇㅇ : 접근성 좋은 체험학습 공간 확보 필요

○ 우리나라도 이런 체험공간에 학생들이 쉽게 접근할 수 있도록 접근성이 좋은 융합형 실험 중심 체험 공간을 도심 가까운 곳에 확보해야 할 것이다.

○ 방송중고 또한 현장 체험활동 시간을 수업시간으로 인정해주거나 현장학습비를 지원해주는 등 체험학습을 강화하는 방향으로 교육과정을 개편하여 운영할 필요가 있다.

◇ ㅇㅇ고 ㅇㅇㅇ : 체험활동이 포함된 교육 커리큘럼 설계 필요

○ 익스플로러토리움은 학교에서 쉽게 접할 수 없는 규모가 큰 실험을 직접 해볼 수 있도록 운영하고 있었고, 전시내용도 교과 수업에 직접 활용할 수 있는 콘텐츠들이었다.

○ 과학관이나 발명 체험관 방문을 교육계획에 포함시키고 체험활동 후 탐구 보고서를 작성도록 하는 것이 학교 인프라의 한계를 극복하는 방안이 될 수 있을 것 같다.

◇ ㅇㅇ소년교도소 ㅇㅇㅇ : 체험을 통한 문제해결력 향상 기회 제공 필요

○ 익스플로러토리움은 살아있는 생물을 그대로 관찰할 수 있도록 하거나 자체 제작한 실험기구로 창의적이고 원리에 맞는 체험을 운영하도록 하고 있었다. 이런 체험 중심의 학습은 학생들이 직접 실험하고 탐구하는 과정을 통해 더욱 깊이 있는 사고를 할 수 있도록 한다.

○ 우리나라도 학생들이 이론적인 학습뿐만 아니라 실제 실험과 체험을 통해 문제해결력과 실험적인 사고를 발전시킬 수 있도록 하고 개인의 관심과 능력에 맞는 맞춤형 교육 기회를 제공해야 할 것이다.

◇ ㅇㅇ고 ㅇㅇㅇ : 과학 인재 육성을 위한 교육 인프라 지원 중요

○ 어린이부터 시작해서 청소년, 지역주민까지 다양한 사람들이 과학 전시를 즐기고 있는 모습을 보면서 미국 사람들이 과학교육을 굉장히 중요시하고 있다고 느꼈다.

○ 어릴 때부터 과학에 흥미를 갖도록 하는 것이 미래에 얼마나 중요한 것인지를 잘 알고 있기 때문에 익스플로러토리움 같은 전시관에 투자를 하고 있는 것이다. 우리나라도 과학교육 시설에 대한 지원이 더 활발해져야겠다고 생각했다.

◇ ㅇㅇ도교육청 ㅇㅇㅇ : 인프라 확보를 통한 균등한 체험기회 제공

○ 우리나라의 대형 전시관들은 넓은 부지를 확보할 수 있는 외곽에 있는 경우가 많은데 익스플로러토리움은 많은 관광객들이 모이는 접근성이 좋은 곳에 자리 잡고 있었다.

○ 우리나라에도 국립과천과학관처럼 규모가 크고 뛰어난 시설을 가진 전시관들이 많이 있는데 지역별로 이런 시설들을 추가로 마련해서 많은 사람에게 균등한 체험 기회를 제공할 필요가 있다.