과학 아웃리치 프로그램의 교육적 효과 탐색

Abstract

21세기에 들어 가속화되는 새로운 사회 환경의 변화 다양화는 정규 학교 과학교육에 의한 학습 외에 학교 밖 과학 활동의 필요성을 더욱 높이고 있다. 이러한 학교 밖 과학 활동의 일환으로, 고등학생을 위한 대학 연구실 참여 프로그램은 과학자로서의 전문 인력 및 시설의 활용이 용이한 장점을 갖고 있으며 그 교육적 잠재성이 크다. 국외에서는 대학의 전문가 및 시설을 활용한 프로그램이 다양하게 운영되고 있으나, 국내에서는 단기간에 실시되는 전문가 특강이나 과학영재를 위한 R&E 프로그램과 같이 매우 제한적으로 운영되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 고등학생을 대상으로 핵물리에 대한 인식의 제고와 실제적인 과학 연구 경험의 제공을 목적으로 운영하는 대학 핵물리 연구실의 아웃리치(outreach) 프로그램을 개발하였다. 프로그램은 4명의 고등학생을 대상으로 약 4개월에 걸쳐 진행되었고, 대학 연구실 참여 프로그램에서 겪게 되는 다양한 경험들과 그 의미에 대해 살펴보고자 사례 연구를 수행하였다. 이를 위해 참여 기간 동안 참여한 학생, 학부모, 운영진을 대상으로 심층 면담 및 참여 관찰을 실시하였다. 이를 바탕으로 고등학생의 대학 연구실 참여 경험의 의미와 과정을 탐색하고, 핵물리 및 과학에 대한 인식의 변화에 대해 알아보았다. 또한 고등학생을 대상으로 한 대학 연구실 프로그램의 효과에 대해 살펴보고 이를 통해 운영에 대한 시사점을 얻고자 하였다. 결론은 다음과 같다. 첫째, 대학 연구실 참여 프로그램에 참여했던 학생들은 ‘학교 밖 과학’이라는 새로운 환경에 적응하고 프로그램의 각 활동에 몰입하게 되며, 프로그램 수행에 대한 몰입이 지속되면서 학생들은 수행한 것에서 멈추지 않고 학습을 보다 주체적으로 발전시키는 모습을 보인다. 둘째, 다양한 동기와 기대를 갖고 있던 참여 학생들에 있어 대학 핵물리연구실 참여 프로그램은 학생 개개인에게 서로 다른 의미를 지닌다. 프로그램을 통해 접하게 되는 과학 지식, 실험 과정을 통해 경험하게 되는 과학의 다양한 측면들과 과학자의 연구 활동 모습 등은 학생들에게 미래의 과학 진로 선택에 대한 가능성에 구체적인 근거를 제공한다. 또한 과학 진로를 선택하지 않은 학생들에게 있어 삶의 다양한 경험 중의 새로운 한 가지로 받아들여지기도 한다. 셋째, 학생들이 갖고 있던 핵물리에 대한 막연히 어렵고 복잡한 느낌은 실생활에서 활용되고 있는 사례를 접해보고, 보이지 않는 생활 속의 방사선을 검출기로 직접 측정해보고 데이터를 비교해보는 등의 과정을 통해 보다 구체화되었다. 핵물리에 대한 인식의 확산을 위해서는 대상의 이해 수준을 잘 고려하고 실생활과의 관련성을 체험할 수 있는 교육과정을 제공하는 것이 중요하다. 또한 학생들에게 핵물리연구실 참여 프로그램은 다양한 과학 관련 경험들을 제공함으로써 그 경험이 핵물리에만 제한되지 않고, 실제적인 과학 연구에서 일어날 수 있는 다양한 측면을 이해하는 기회가 되었다. 넷째, 프로그램에 참여한 구성원들의 참여 경험을 통해 본 바, 고등학생을 대상으로 한 대학 핵물리연구실 아웃리치 프로그램은 실생활 관련 내용과 직접 체험(hands-on) 활동을 통해 참여 학생의 과학에 대한 인식 및 흥미, 과학 내용 및 탐구 능력의 향상에 도움이 된다. 참여 학생이 프로그램에 몰입해나가는 과정과 수행의 자신감의 향상 등에 있어 구성원 간의 상호작용이 중요한 요인이 될 수 있으며, 또한 학생의 자율적인 수행 능력의 향상에 있어 조교의 적절한 개입이 중요하다.;The purposes of this dissertation is to explore high school students' experiences from their participation of the university science outreach program and to examine the effects of this program through its participants‘ experiences. Students visited in a one or two days every week for about 4 months and spent a minimum of two hours for their visit in the nuclear physics laboratory. They carried out science basic nuclear physics experiments and analyzed their data from the experiments. Discussions and presentations are also included in their performances. Plus, students visited agencies such as institute of radiological and medical sciences. In this qualitative case study, the major data source was gathered by in-depth interviews with 4 high school students (about 30-40 minutes for each interview). The interviews for the participants were conducted using unstructured or semi-structured interview protocols, which consisted of two major parts: (1) various experiences from their participation in the program and (2) students' perception on science and nuclear physics. All the interviews were audio-taped and transcribed. And data from participant observation and journals written by students were also gathered. A cross-case analysis was performed to obtain more general insights regarding the phenomenon. The results were as follows: First, students recognized their participation as the future career opportunities or the miraculous experience of life. Second, activities in science applied in real-world and hands-on practices in the program had effects in improving students' scientific skills and perceptions and interests of science and nuclear physics. And also, students adapted an unfamiliar lab environment and went through the program while increasing commitment to reach an autonomous learning. In this process, interventions of assistant members and interactions between participants of this program were important factors.