R&E란 무엇인가

R&E란 활동은 과연 어떨 것일까?

 

 오늘은 경상대학교 물리교육과 손정우 교수님께서 R&E를 어떤 식으로 진행해야 할지에 대해 자세히 설명해 주셨다. 먼저 R&E는 Research and Education의 줄임말로 연구를 통한 교육을 말한다. 프로젝트형 프로그램의 종류에는 과제연구, R&E, STEAM R&E가 있는데 과제연구는 평가하고 연구를 진행하는 데에 있어서 교사의 역할이 매우 중요하다. R&E는 교수의 역할이 중요하고 전공 지식 및 기능 습득에 용이하다. 마지막으로 STEAM R&E는 학생들이 직접 주제를 정하고 연구를 진행하는 프로젝트이다. 우리가 가장 중점을 두고 해야 할 프로젝트는 STEAM R&E이다.

 

 STEAM R&E를 하기 위해서 가장 중요한 것은 탐구 문제를 설정하는 것이다. 탐구문제는 우리들의 일상에서 문제를 발견하는 것에서부터 시작된다. 큰 주제를 정하고 토론을 하다보면 다양한 문제를 생각해 낼 수 있다. 이때 실현성, 독창성, 가치, 창의성 등을 고려해야 한다. 주의할 점은 탐구주제는 예상되는 결과를 바탕으로 과학적 주장이 가능해야 한다는 점이다. 이는 툴민의 논리적 접근법으로 체계화할 수 있다. 자료, 추론구조, 지원, 결론, 확신정도, 예외조건 등의 항목이 있다.

 

 탐구문제를 시스템적으로 접근하는 것은 탐구 설계에 필요한 요소들을 적절하게 배치하는 데 있어서 중요하다. 이를 이용하여 탐구 계획서를 작성해야 하는데, 문제인식과 가설 설정, 실험설계, 실험수행과 데이터 수집, 자료변환 및 자료 해석, 결론 및 일반화 등이 포함되어야 한다. 일반적으로 과학연구는 인과관계를 가설로 설정하기 때문에 가설 검증에 필요한 실험 설계가 이루어져야 한다.

 

 R&E의 목적은 실제적인 과학적 연구 경험을 쌍기 위한 것이다. 따라서 우리는 연구 활동을 하면서 사고력과 연구기능, 학습기능, 의사소통 능력을 훈련해야 할 것이다.

 

 한국교원대학교 화학교육과 양성호 교수님은 R&E를 조금 특이하게 설명하셨다. 초등학교, 중학교 때까지는 우리의 원처럼 둥글다고 하셨다. 즉, 모든 분야를 골고루 학습한다. 고등학생이 되면서 지식은 전문분야에서 점점 모난 부분이 생겨난다. 대학생이 되고, 석사, 박사를 거쳐 많이 배울수록 그 부분은 더 길어지고 뾰족해진다. 이렇게 지식을 조금씩 좁혀가는 과정을 배우는 것이 바로 R&E의 목표이다.

 

 R&E는 학생들의 수준에 맞는 과학적 지식을 바탕으로 해야 효과적인 학습방법이 될 수 있다. 연구성과도 중요하지만 학생들이 스스로 연구를 진행하며 과학적 방법론과 실험방법을 익히는 것이 주된 목표이다.

 

 R&E에서 가장 중요한 부분 중 하나가 주제를 정하는 것이다. 연구주제를 정할 때는 먼저 연구 환경을 고려해야 한다. 연구 환경에는 실험실, 실험장비, 예산, 전문가 자문 등이 있다. 학생 수준에 맞는 주제를 선택해야 하고, 실용적이고 창의적이어야 한다. 단, 단순히 관찰하는 주제는 피해야 한다.

 

 연구방법에는 가설검증, 체계적 실험, 대조군, 객관화/수치화가 반드시 포함되어야 한다. 가설은 참/거짓이 판별 가능해야 하고 각각의 실험에 대해 여러 번 가설을 세울 수도 있다. 다음은 체계적 실험으로, 실험의 변인을 체계적으로 변화시켜야 한다. 교수님이 특히 강조한 것은 대조군인데, 그 이유는 많은 학생들이 이 과정을 빼놓기 때문이라고 한다. 대조군은 변인통제를 통하여 한 가지 원인으로 가설을 검증하는 것이다. 이 과정이 어려운 이유는 다른 변인들을 통제시키기가 매우 어렵기 때문이다. 심지어 사람의 심리, 위약 효과까지도 통제되어야 한다. 마지막으로 감각적 자료를 수치화, 객관화하는 과정이 필요하다.

 

 연구결과를 도출할 때는 통계, 해석, 원리와 이론적 해석, 시각화의 과정을 거친다. 이를 바탕으로 보고서를 작성한다. 보고서를 쓸 때 주의사항은, 앞으로 ~할 것이다 라는 모호한 표현, 실수로 ~하는 바람에 같은 표현, ~의 원인을 알 수 없다 등의 표현을 써서는 안 된다는 것이다. 실수를 했으면 반드시 분석하여 바로 잡아야 한다.

 

 그러나 R&E를 하면서 가장 중요한 것은 팀 워크라 할 수 있다. 모든 실험은 공동으로 이루어진다. 따라서 역할 분담을 잘하고, 함께 발표하며, 서로 적극적으로 가르쳐주고 도와주는 것이 필요하다. 역할분담에서도 누구는 보고서 담당, 누구는 실험을 담당하는 것이 아니라 보고서 안에서도 역할을 세분화하고, 실험 안에서도 역할을 세분화하는 것이 필요하다. 이 모든 것들이 충족되었을 때 좋은 결과를 얻을 수 있을 것이다.