ꏊ 2006 물리탐구토론대회 ꏊ

과학 고등학교 과학교육의

실태 조사 분석과 개선 방안

A Study of Science Education

for Science High School

물리가조아

조장 2005-12936 권주영

부조장 2005-12934 권상운

조원 2000-14214 강지혜

2002-13594 안영석

2003-13697 전찬미

2006-12975 성현중

2006-12969 박차렴

목  차

연구요약 ·················································································· 2

Ⅰ. 연구의 개요 ····················································································· 3

1. 연구의 필요성 및 목적 ······································································ 3

2. 연구 과제 ························································································ 3

3. 연구 방법 ························································································ 4

4. 연구 계획 및 일정 ············································································ 5

Ⅱ. 이론적 배경의 분석 ········································································· 5

1. 과학 영재의 정의 ·············································································· 5

2. 과학 고등학교에 대한 논의 ································································ 6

3. 영재 교육에 대한 논의 ······································································ 8

Ⅲ. 과학고 과학 교육 실태 조사 ························································· 10

Ⅲ-1. 학생의 공부 ······································································ 10

1. 과학고 학생의 학교생활 ································································· 10

2. 과학고 학생의 수준 ······································································· 13

3. 과학고 학생의 사교육 ···································································· 15

Ⅲ-2. 교사의 지도 ············································································ 18

1. 과학고의 교과 과정 ······································································· 18

2. 과학고에서 사용되는 교과서 분석 ···················································· 19

3. 과학고 과학 수업 방식 분석 ··························································· 21

Ⅲ-3. 교육 환경 ················································································ 23

1. 과학고 내부 시설 ·········································································· 23

2. 제도적 측면 - 진학 관련 제도 분석 ················································· 24

3. 사회적 측면 - 영재 열풍과 과학고 ·················································· 26

Ⅳ. 과학고 과학 교육의 문제점 ··························································· 27

1. 과학고 진학을 위한 선행학습과 사교육 ············································· 27

2. 과학고의 인문 교육 부족 ································································ 29

3. 입시 속에서의 과학고 ···································································· 30

4. 대학과의 연계성 부족 ···································································· 31

Ⅴ. 효율적인 과학 교육을 위한 방안 ·················································· 32

1. 과학고 신입생 선발 방법의 변화 ······················································ 32

2. 과학고생의 독서교육 및 인문교육 확대 ············································· 34

3. 과학고 수의 감소 ·········································································· 35

4. 대학과의 연계성 확대 ···································································· 35

Ⅵ. 연구의 성과 및 앞으로의 논의 과제 ············································· 39

1. 연구의 요약 ·················································································· 40

2. 앞으로 계속 논의 되어야 할 문제 ···················································· 40

3. 연구의 의의 ·················································································· 42

※ 참고 문헌 및 전산 자료 ······················································ 43

※ 부록 ················································································· 44

1. 과학 고등학교 교육과정 편성표 ······················································· 44

2. 과학고 시설 및 수업 참관 사진 ······················································· 45

3. 인터뷰 전문 ·················································································· 45

4. 물리 AP문제 ················································································· 49

연구요약

본 연구는 서울대학교 사범대학 물리교육과의 학생으로서 현재 우리나라의 다양한 고등학교에서 실시되고 있는 과학교육의 실태를 조사 분석해보고 개선 방안을 찾아보자는 취지에서 시작한 2006 물리공통탐구토론대회에서 수행되었다.

다양한 고등학교 중에서 우리는 과학고의 과학교육에 대해 집중적으로 연구하기로 하였다. 과학 고등학교는 과학 영재들을 육성시키기 위하여 설립된 학교로이다. 모든 학교는 그 학교의 특성에 맞는 교육목표를 가지고 있으며 그 교육목표에 부합하는 교육이 실시되어야 한다. 과학고도 마찬가지로 영재 교육 육성이라는 교육목표를 가지고 그에 맞는 교육을 제공해야 한다. 이러한 점에 주목하여 우리는 과학고의 교육이 얼마나 적합성과 효율성을 띠는가에 대해 조사를 하고 분석하기로 하였다.

먼저 실태를 조사하고, 그 속에서 문제점을 발견한 후 우리 나름대로의 개선방안을 제안하는 것이 이 연구의 최종 목표이며 이를 위해 학생의 공부, 교사의 지도, 교육 환경 등으로 세분화하여 연구한다. 단, 각 부분은 독립성을 지닐 수는 없는 문제이므로 종합적인 시각으로 문제를 해결하려고 노력하였다.

각 조원들에게 역할을 분담하고 각 조원은 자신이 맡은 분야에 대해 문헌과 전산 자료를 조사하였다. 문헌 조사는 과학교육 관련 도서와 영재 교육 관련 논문 등을 활용하고 전산 자료는 과학 고등학교 관련 사이트와 교육부 관련 사이트에서 찾았다. 또한 과학고와 관련된 사람들의 인터뷰와 설문조사를 통해 직접적인 정보를 얻어 실태와 문제점을 파악할 수 있었으며 개선방안은 조원 간의 토론을 통하여 실용적이면서도 독창적인 방향으로 생각해보았다.

연구 결과 과학고의 내부의 문제보다 외부적인 교육 환경의 문제가 크게 드러났다. 그에 다라 다양하고 구체적인 개선 방안을 생각하였으며 최대한 실현 가능성이 높은 방안들을 마련하였다.

본 연구는 과학 교육에 대해 조사 분석하면서 우리나라 교육을 되짚어볼 수 있는 기회가 되었다는 점과 과학고 교육 문제점을 개선할 수 있는 실현 가능성 있는 방안을 마련했다는 점에서 큰 의의를 지닌다. 본 연구의 결과는 본 연구에서 그치는 것이 아니라 계속적인 논의를 거쳐 현재의 과학 교육을 보완할 수 있다.

Ⅰ. 연구의 개요

1. 연구의 필요성 및 목적

우리는 사범대학 물리교육과의 학생으로서 졸업 후에 실제 교육 현장으로 나갈 사람들이 많다. 따라서 항상 교육에 대해 관심을 가지고 고민해볼 필요가 있다. 이번 학기 물리탐구토론대회 역시 그러한 취지 하에 개최되었다. 현재 우리나라에는 다양한 종류의 학교들이 있으며 각 학교는 그 학교만의 특성을 지니고 있고, 그 특성에 맞는 교육 목표가 있다. 그 학교에서 실시되는 교육이 그 교육 목표에 잘 부합할 때 그것이 올바른 교육이라고 할 수 있다. 우리는 다양한 종류의 학교를 몇 가지로 분류하여 각 학교에서 실시되고 있는 교육이 바른 방향으로 나아가고 있는지, 그렇지 않다면 올바른 방향으로 나아가기 위해서는 어떠한 구체적 방안이 있는지 생각해보고 고민해볼 것이다.

그 중 ‘가조 (물리가조아)’에서는 특히 과학 고등학교의 과학교육에 대해 집중적으로 조사하게 된다. 즉, 과학고의 설립 목적은 무엇이며 현재 과학고에서 행해지고 있는 교육이 그 목적에 맞는가에 대해 분석하는 것이 우리 연구 목표의 큰 틀이라 할 수 있겠다.

과학고는 과학에 소질이 있는 학생의 조기 발굴과 능력을 계발시키기 위하여 세워진 특수목적 고등학교이다. 그만큼 과학고에는 이공계 분야에서 우수한 인재가 될 학생들이 모여 있다. 따라서 과학고에서의 과학 교육은 일반고와는 차별화 되어 학생들의 잠재 능력을 최대한 키울 수 있어야 한다. 우리는 이 사실을 단순히 받아들이는 것에서 그치는 것이 아니라 실제로 과학고의 과학 교육이 특수 목적에 부합되는가를 살펴보고 그러한 점에서 문제점은 없는가를 파악하여 우리 나름대로의 개선 방안을 마련해 보려고 한다.

우리는 이 사실에 주목하여 과학고 학생을 과학 영재로 한정 짓도록 한다.

그러므로 이 연구는 미래의 물리 교사들에게 대한민국의 과학교육에 대하여 진지하게 고민해볼 수 있는 기회가 된다는 점에서 연구의 필요성을 찾을 수 있겠다.

2. 연구 과제

우리는 과학고의 과학 교육에 대한 조사를 크게 세 가지 (1)과학고 과학 교육의 실태, (2)문제점, (3)해결 방안으로 나누되 각각을 학생의 공부, 교사의 지도, 교육 환경으로 세분화 한다. 또한 외국의 자료, 사례들과 연관지어 비교 분석해볼 것이다.

가. 학생의 공부

1) 과학고 학생들의 학교생활

과학 영재인 과학고 학생들은 일반고 아이들과 비교했을 때 어떻게 공부를 하고 있는가 알아본다. 즉, 과학 공부를 함에 있어서 어떤 방법을 택하고 있고, 얼마나 하고 있는가를 조사한다. 또한 그와 더불어 공부 이외의 측면인 동아리, 기숙사 생활 등 다양한 측면에서도 조사하여 과학고 학생들의 생활을 살펴본다.

2) 과학고 학생들의 수준

과학고 학생들의 지식 습득 능력의 수준은 일반고의 학생들과 얼마나 다른가를 분석해보고 판단해본다.

3) 과학고 학생들의 사교육

과학고 학생들의 사교육에 대한 조사를 한다. 이때, 과학고 입학 전, 후의 경우를 나누어 조사한다.

나. 교사의 지도

1) 과학고의 교과과정 분석

교육부에서 지정한 교과과정을 일반고의 교과과정과 비교 분석한다.

2) 과학고의 교재

물리교과서를 중심으로 어떤 교재를 쓰는가 파악해보고 수준을 측정한다.

3) 과학고의 수업 방식

과학고 방문 시 수업을 참관하여 일반고의 물리 수업과 얼마나 다른가 비교한다.

다. 교육 환경

1) 과학고의 시설

과학고의 기자재, 실험실, 실험 도구 등은 잘 갖추어져 있는가 조사한다.

2) 과학고 학생들의 진로와 관련된 제도 분석

과학고 학생들이 진학할 때 영향을 주는 제도를 분석해본다. 대학 입시 제도와 조기졸업 제도를 중심으로 분석한다.

3) 영재 열풍과 관련한 과학고 인기 열풍

영재 열풍의 사회적 현상과 관련지어 과학고의 인기 열풍을 이해한다.

3. 연구 방법

가. 인터넷 및 문헌 조사와 분석

여러 과학고의 홈페이지, 지식검색 서비스, 각종 논문들을 인터넷에서 찾아본다. 또한 외국의 과학고 홈페이지를 방문하여 외국사례를 조사한다.

인터넷 조사한 것을 토대로 도서관과 서점 등 오프라인 상으로도 책과 논문을 살펴보고 신문에서도 과학고와 관련된 기사가 있다면 적극적으로 활용한다.

물리교육과 학생들이 작성한 회고록과 과학교육계열 1학년 수강 과목 ‘신입생 세미나’에서 학생들이 작성한 학교 방문 보고서를 참고한다.

나. 방문 및 인터뷰

과학고의 수업 실태를 파악하기 위한 방법으로 실제 과학고를 방문해본다. 1학년의 신입생 세미나와 연계하여 1학년들과 함께 과학고를 방문하기로 한다. 과학고에 방문하여 실제 수업 참관으로 과학고 수업을 파악해본다. 또한 과학고와 관련된 사람 즉, 과학고 교사, 과학고 학생, 과학고 졸업생 등과의 인터뷰를 하여 더욱 생생한 정보를 얻는다. 인터뷰를 할 때는 직접 만나 녹취를 하거나 이메일을 이용한다.

다. 조원들 간의 토론

일주일에 한 번씩 조원들이 모두 모여 일주일 간 조사한 자료를 토대로 자신의 생각을 정리하고 토론한다.

4. 연구 계획 및 일정

□ 매주 화요일 5시 반에 과방에서 모여 조원 간의 토론을 한다.

□ 월별 연구 일정은 다음과 같다.

<표 . 물리가조아 연구 일정>

월	연 구 내 용
3월	과학고 관련 콜로퀴움 참석, 과학고 관련 자료 수집, 주제와 논의 방향 설정, 계획서 작성 및 발표, 과학 공부 회고록 작성 및 제출
4월	박승재 교수님과의 면담(계획서 2차 발표), 수집한 자료를 토대로 실태와 문제점 파악, 과학고 교사와의 인터뷰, 과학고 졸업생과의 인터뷰(e메일 작성)
5월	과학고 방문(신입생 세미나), 문제점에 대한 대안 모색, 보고서 작성 시작, 중간발표
6월	중간 발표 후 보고서 수정, 추가 자료 조사, 최종 발표

Ⅱ. 이론적 배경 분석

1. 과학 영재의 정의

우리가 연구하려는 대상을 파악하는 것은 매우 중요하다. 그 대상의 특성을 알아야 그에 맞춰 연구를 할 수 있다. 과학고 학생들을 과학 영재라 하였으므로 과학 영재에 대한 논의를 하겠다.

<표 . 과학 영재의 특성>

일반 영재의 특성	과학영재의 특성
평균 이상의 지적 능력	과학기술 분야에서의 뛰어난 학업 성취
창의성	문제 발견 능력 과학적 창의성 아이디어의 유창성 사고의 유연성	문제 해결 산출물의 독창성 애매성, 불확실성의 수용능력 복잡성의 수용능력
과제 집착력	과제 집착, 집중력 흥미 내적동기 목표 지향성과	지적 호기심 지적욕구 탐구 끝없는 의문 제기

과학 영재는 일반 영재가 가지고 있는 지적 기능이나 능력의 많은 속성들을 공유하는 한편, 과학 및 수학과 관련된 지적·심리적 속성 면에서 일반 영재보다 높은 능력을 나타낸다. 여러 연구에서 과학 영재는 여러 가지로 정의되고 있는데 이를 종합하면, 과학 영재란 '일반 능력 및 특수 능력이 평균 이상인 자로 수학과 과학의 학업 성적이 뛰어나고, 지능과 창의성이 우수하며 과학 분야의 과제 집착력, 흥미, 호기심이 높아 장래 과학 분야에서 뛰어난 업적을 이룰 것으로 예상되는 자로 이들의 능력을 계발하기 위하여 특별한 과학 프로그램을 필요로 하는 사람'으로 정의될 수 있다.

2. 과학 고등학교에 대한 논의

가. 과학 고등학교의 설립 취지

과학고의 사전적 정의 ‘과학수재아(科學秀才兒)의 교육을 위한 중등 교육기관’ 으로 되어있다. 국가 경쟁력은 과학 기술력에 있다는 공감대에 따라 우수 과학기술 분야에 재능이 있는 학생들을 조기에 발굴 육성하고자 1983년 경기과학고의 개교를 시작으로 지금까지 전국 15개 시도에 18개 학교(부산 영재학교 제외)가 설립 운영되고 있다.

http://100.naver.com/100.nhn?docid=17546 <네이버 백과사전>

실제 과학고의 교육 목표를 보면

□ 과학 영재를 조기에 발굴하고 그 잠재 능력을 최대한으로 계발한다.

□ 과학 영재로서 갖춰야 할 조화로운 인격과 지도자적 품성을 함양한다.

이다.

서울 과학고의 교육 목표

나. 과학고와 과학영재고

서울과학高 ‘과학영재高’로

-2008년부터 전환 추진-

서울 혜화동 서울과학고를 2008년부터 과학영재고로 전환하는 방안이 추진된다.

과학 영재고는 전국의 학생들을 대상으로 신입생을 모집하고 과학기술부의 지원을 받으며 교과과정에서도 기존 과학고보다 자율성을 갖는다. 서울과학고가 과학영재고로 바뀌면 부산 과학 영재고에 이어 전국에서 두 번째 과학영재고가 된다.

서울시교육청은 13일 “현재 서울에 서울과학고와 한성과학고 등 2개 과학고 중 서울과학고를 과학영재고로 전환하는 방안을 관계부처와 협의 중”이라고 밝혔다. 서울지역에는 2008년 구로구에 과학교가 추가로 개교해 과학고 학생수요를 맞추는 데는 문제가 없다고 시 교육청은 밝혔다.

안석배 기자 [조선일보 2006.03.13]

위 기사는 서울과학고가 2008년부터 영재고로 바뀔 예정이라는 것을 말하고 있다. 이에 주목하여 과학고는 과학 영재고는 어떻게 다른 것인지 짚고 넘어갈 필요성이 있으므로 두 학교를 비교 분석하겠다.

우선 과학고는 현재 전국적으로 18개의 학교가 있으나 과학 영재고는 현재 부산과학영재고 한 학교뿐이다. 부산 영재고 역시 설립 당시에는 부산과학고였다. 2000년에 제정(2002년 시행)된 영재교육진흥법을 바탕으로 부산과학고가 부산과학영재고로 바뀌었다.

재능이 뛰어난 사람을 조기에 발굴하여 능력과 소질에 맞는 교육을 실시함으로써 개인의 자아실현을 도모하기 위해 제정한 법(2000. 1. 28, 법률 제6215호) **부록에 첨부**

과학고와 영재고는 학생선발, 교육과정·평가, 교원, 대학진학 등에서 기존의 과학고와 완전히 다르다. 우선 졸업생 전원에게 KAIST 무시험 입학이라는 특전이 주어진다. 반드시 KAIST에만 진학하라는 법도 없다. 뛰어난 창의성과 전문지식이 갖춰진 졸업생에게는 국내외 우수 대학들이 특별전형으로 문호를 개방할 수도 있다. 영재판별은 정부당국이 간섭하지 않고 학교 측 재량에 맡겨진다. 신입생은 현재의 중 2년생 가운데 수학, 과학, 정보·컴퓨터 과목을 수학할 수 있는 기초능력을 평가해 선발하며 현재의 중1년생 영재도 입학할 수 있다. 또한 학생 개인별 특성과 능력을 존중하는 ‘맞춤식 교육’을 한다. KAIST와 포항공대 등의 교수, 영재교육 전문교사가 특화된 과목을 실험·실습 위주로 가르치며 해외석학 초빙강의도 실시한다. 과기부는 예산 120억원 중 상당액을 첨단기자재 구입과 전문교사초빙·연수, 교재개발 등에 투입해 심화학습을 지원한다는 방침이다.

<표 3. 과학고와 과학 영재고의 비교>

	과학고	과학 영재고
법적 근거	「초․중등 교육법」	「영재교육진흥법」
학생 선발	ㆍ수학.과학 성적 우수자 ㆍ경시대회 입상자 ㆍ중학교졸업 인정자	ㆍ다양한 영재판별법 ㆍ과학영재센터와 연계 ㆍ연령제한 없음이 원칙
교육과정	ㆍ교육과정기준 준수 ㆍ일반교과과정+수학ㆍ과학 20% 정도 추가	ㆍ필수과목 최소화 ㆍ다양한 선택과목 ㆍ수학. 과학의 강화(70%) ㆍ최신 전자교재
수업	ㆍ학년별 반편성 ㆍ대입 학습	ㆍ능력. 적성별 맞춤식수업 ㆍ국제사이버 강의 병행 ㆍAP과정, 사사교육 실시 Mentorship. 학교가 영재아를 일정한 기간 동안 전문가에게 보내어 보다 깊이 있는 학습을 하도록 하는 제도를 말한다. 사사 제도의 주목적은 자신이 미래에 무엇을 하기를 원하는가를 깨닫는 기회를 제공해주는 데 있다. 또한 정규 학교에서 체험하기 어려운 교육 환경을 제공해 줌으로써 배움에 대한 동기가 강한 학생의 잠재 능력을 개발할 수 있다.
교원	ㆍ교원자격증 소지자 ㆍ교육공무원 임용령	ㆍ50% 이상 석.박사학위 ㆍ외국인교사, 계약직전문가 ㆍ대학교수 겸직
진학	ㆍ입시제도 변화에 민감 ㆍ수능, 내신, 특별전형	ㆍ해외유학 ㆍKAIST 등 특별전형 확대
모집 범위	ㆍ지역 내 학생	ㆍ전국
기타		ㆍ영어 생활화 ㆍ해외 영재학교와 교환학생 제도 도입 ㆍ국내외 석학 초청 대화

위 표를 참고하여 요약하면, 2008년부터 서울과학고가 영재고로 전환이 되면 학생 모집 범위를 전국으로 확대시킬 수 있으므로 더욱 뛰어난 영재를 선발 할 가능성이 높아진다. 또한 국가가 지정해준 교육과정에서 벗어나 학교에서 만든 교과과정으로 교육을 실시할 수 있기 때문에 자율적이고 다양한 영재 교육을 실시할 수 있다. 또한 KAIST 진학을 확대시켜 우수한 인력을 이공계 분야에서 빠져나가지 않게 하는데 일조할 수 있으며 국가의 지원도 더 많이 받을 수 있다.

다. 과학고와 관련한 연구 방향

위에서 볼 수 있듯이 과학고의 설립취지는 과학 영재들을 위한 교육을 실시하기 위함이다. 또한 그 취지에 맞게 서울과학고는 영재과학고로 곧 바뀔 계획이다. 이러한 점들을 토대로 우리의 연구는 과학고의 교육은 영재 교육이 되어야 한다는 전제 하에 시작할 것이다 (특히 과학 분야).

3. 영재 교육에 대한 논의

가. 영재 교육의 기본 원칙

□ 창의성은 다양한 심리적 환경적 요소가 복합적으로 상호 작용하여 나타난다.

- 창의성 계발을 위한 교육과정 및 평가 방법 개발 필요

- 창의성을 마음껏 발휘할 수 있는 환경 조성

- 일반 시민과 교사들의 영재교육에 대한 인식 제고

□ 영재성은 여러 심리적 구안의 복합체이다.

- 영재성의 다단계 판별 방법 적용

- 다양한 평가 방법 및 기준의 적용을 통한 영재성 판별

□ 영재성은 발달되어 가는 것이다.

- 영재 교육 기관간의 연계성 확보

- 지속적인 영재교육 기회 제공

- 일반 학교와 영재교육기관간의 원활한 전출․입제도 마련

- 영재 판별 시 포함의 원칙을 적용한다.

□ 영재교육은 맞춤식 개별화 교육이어야 한다.

- 다양한 영재교육기관으로 구성된 피라미드식 영재교육체제 구축

- 다양한 학습 교수-학습자료 및 판별 도구 개발 보급

- 전문적인 영재교육 담당 교원 양성 및 임용 방안 마련

- 영재교육기관과 영재교육교원의 자율성과 독립성 보장

□ 행정적, 재정적 지원 없이 영재교육은 불가능하다.

- 영재 교육 추진에 필요한 예산의 확보

- 행정적 지원 체제 구축

나. 외국의 영재 교육 사례와 현실

현재 대부분의 국가들은 고급인력 자원 개발이 국가 발전의 원동력이 된다는 인식하에 영재교육에 열을 올리고 있다. 미국, 캐나다, 뉴질랜드, 오스트레일리아 등은 물론 러시아, 중국, 헝가리, 폴란드처럼 개인차를 인정하지 않던 나라들까지도 이념적 모순과는 관계없이 특히 수학과 과학 분야를 중심으로 영재교육을 실시하고 있다. 특히 우리나라와 마찬가지로 부존자원이 절ㄹ대 부족한 이스라엘과 대만은 영재교육의 성공만이 국가를 유지할 수 있다는 기치 아래 영재교육에 박차를 가하고 있는 추세다.

□ 미국

80년대 일본의 경제 침략을 걱정하던 미국이 90년대 다시 세계 제 1의 경제 대국으로 복귀한 것은 국가 차원에서 고급 두뇌 양성을 게을리 하지 않았던 노력이 맺은 결실이란 평가가 지배적이다.

미국은 우리보다 반세기 앞선 1932년부터 영재교육을 시작했다. 1988년부터는 영재교육법을 제정하고 영재교육연구소를 설치, 영재교육 프로그램을 개발하고 교사연수를 실시했다. 최근 미국의 영재교육은 ‘대중화’ 양상을 띠고 있다. 과거 극소수 (1%)의 천재만을 대상으로 한 협의의 영재 개념에서 벗어나 그 범위를 30%까지 확대한다는 것. 모든 분야에서 우수하지는 않더라도 자신이 가진 재능의 분야에서만은 최고를 만들 수 있다는 믿음이다.

미국의 영재교육법은 ‘초, 중등학교 시절에 영재를 발굴하고 특별교육 프로그램을 제공하지 않으면 이들의 재능은 사장될 위험이 있다’고 명시하고 있다. 미국의 인적 자원 개발 목표는 각 분야에서 창의적, 생산적 전문가를 양성하는 것이다. 이를 위해 국립영재교육연구소가 교육 프로그램을 만들어 보급한다. 전체 50개주 가운데 절반이 넘는 32개 주가 영재교육을 의무화하고 있다. 그런가 하면 10개 주는 장애아를 대상으로 한 특수 교육의 범주에 영재교육을 포함시키고 있다.

□ 독일

독일은 방학 기간에 독일연방학생학술원을 운영한다. 각계에서 뛰어난 성취도를 보인 학생들을 모아 전문가와 함께 작품 활동이나 연구 활동을 할 수 있도록 하는 엘리트 교육 제도다. 16~18세의 전국 경시대회 입상자 1,500명을 선발한 뒤 독일 내 여러 기술학교에서 함께 생활하게 하면서 대학 교유 예술가 경제 전문가들과 함께 주제와 관련된 내용을 토론하고 탐구한다. 일방적인 강의를 배제하고 학생들이 주도적으로 프로젝트를 수행한다는 점이 특징이다.

□ 이스라엘

이스라엘도 처음에는 강한 평등주의 의식 때문에 영재 교육에 소극적이었다. 이스라엘은 다른 학생들과 잘 어울리지 못하는 영재의 사회성에 주목하고 있다. 1973년 교육부 내에 영재교육과를 설치하고 상위 3% 안에 드는 학생에게 초등학교 때부터 영재교육을 실시하지 만 방과 후 심화 학습 프로그램으로 운영한다. 또 어린 나이에 고등교육을 마치게 하는 속진 교육을 강조하기보다 고교 때까지 동급생들과 어울려 생활할 수 있는 능력을 키우는 데 신경을 쓴다. 영재 자신이 특별하다는 의식을 갖지 않고 또래들과 일체감을 갖도록 하기 위한 것이다.

□ 중국

중국은 중국 과학원과 중국초상아동연합이 공동으로 영재교육 연구를 주도하고 국가가 직접 영재를 육성, 관리하겠다는 방침을 밝히고 있다.

지난 1978년 전국에 50개의 영재교육 실험학교를 설치하고 초등과정을 4년 중등과정을 4년에 마치는 압축 과정을 위한 특별 실험반도 운영했다. 1984년 특수교육법을 제정한 대만은 영재아로 판정되면 교육과정을 이수한 것과 동등한 자격을 가진 것으로 인정, 곧바로 상급학교에 특별전형을 통해 입학할 수 있는 혜택을 준다. 영재교육 실시 학교는 관련 상급학교 또는 하급학교와 연계된 교육을 실시하도록 의무화 하고 있다.

□ 싱가포르

싱가포르는 지난 1984년부터 국가적인 계획으로 체계적으로 영재교육을 실시하고 있다. 모든 초등학교 3학년은 12차 시험을 거쳐 상위 1%인 500명이 선발ㄹ돼 4학년부터 영재교육을 받는다. 현재 초등 9개교, 중등 6개교, 상설 영재학급을 운영중이다. 영재반 학생들은 초등 6년, 중등 6년 과정을 각각 4년에 마친다.

Ⅲ. 과학고 과학 교육 실태 조사

Ⅲ-1. 학생의 공부

1. 학생의 학교생활

가. 학교 수업 시간표

<표 4. 경기과학고 시간표>

기상/조회/체조	06:30~06:50	5 교 시	13:50~14:40
아침 식사	06:50~07:50	6 교 시	14:50~16:40
등교 및 주번활동	07:30~08:00	청소 시간	15:40~16:10
직원 조회	08:50~09:00	7 교 시	16:10~17:00
학급 조회	09:00~09:10	학급 종례	17:00~17:20
1 교 시	09:10~10:00	저녁 식사	18:00~18:30
2 교 시	10:10~11:00	자유 시간	18:30~19:00
3 교 시	11:10~12:00	자기주도학습1	19:00~21:00
4 교 시	12:10~13:00	간 식	21:00~21:30
점심 식사	13:00~13:50	자기주도학습2	21:30~익일01:00
		취 침	익일01:00~

※ 일반고와의 차이

기숙사 생활을 하기 때문에 기상시간과 체조시간 그리고 아침 식사 시간이이 따로 있다. 1교시의 시작은 학교 간의 차이가 있는데 특히 서울과학고의 경우 아침 8:00로 매우 이른 시간이었다. 학교 수업을 마치고나면 저녁 식사 후에 자습 시간(간식 시간 포함)을 가지게 된다. 위 표에서 음영으로 나타낸 것이 자습시간이다. 이 시간에 주로 숙제나 개인 공부를 하지만 심화반이나 경시 수업을 듣는 학생들도 있다. 기숙사 생활이므로 자습은 시간표에서 볼 수 있듯이 밤늦게 까지 진행된다. 이런 상황이기 때문에 현직 과학고 교사의 말에 따르면 과학고 학생들은 기상시간(아침 6시 20분)부터 취침 시간(12시 40분)까지 계속 공부를 한다고 한다.

나. 수업 태도

과학고 학생들은 중학교 때 내신 상위 3% 아이들이고, 기본적으로 과학을 좋아하는 아이들이기 때문에 학교 공부에 매우 충실하다. 또한 학생들 대부분이 조기졸업을 하기 때문에 3년 과정을 거의 1년 반 만에 마쳐야 한다. 따라서 과학고 학생들에게는 공부에 대한 동기부여가 충분하므로 일반고 학생들보다 더 열심히 공부를 한다. 일반고에서는 수업 시간에 자거나, 딴 짓을 하거나, 집중하지 않는 학생들이 많으나 과학고 수업 시간에는 일반고와는 달리 떠드는 사람이나 수업에 집중하지 않는 학생이 비교적 적다.

다. 기숙사 생활

한성과학고와 서울과학고 모두 전원이 의무적으로 기숙사 생활을 한다. 서울에 사는 학생들만 모집하면서도 기숙사 생활을 하는 이유는 등, 하교 시간을 줄일 수 있어 그 시간을 공부에 투자할 수 있고, 그것보다 더 큰 이유는 앞서 밝힌 저녁 자습시간 때문이다. 또한 저녁 시간을 이용한 지도가 많이 이루어지는데 그 시간에는 주로 올림피아드나 경시대회 준비를 한다.

라. 동아리 활동

학생 중심의 다양한 동아리를 조직·운영하고, 모든 활동이 자율과 민주, 공동체성의 원칙에 따라 이루어지도록 하며, 스스로의 규제와 규제 속에서 활동하도록 한다. 모든 교사들은 가급적 하나 이상의 동아리를 맡아 지도하고, 교사들의 지도는 학생들의 자발적인 활동을 장려·지원하는 데 중점을 둔다. 그래서 CA 시간에 교사들의 개입이 없이 선후배 끼리로만 동아리 활동이 진행된다. 학교 축제나 종합 학예제 등을 개최하여 교과 활동, 특별 활동, 자치 활동 등 학교생활 전반의 성과를 종합적으로 발표하고 드러낼 수 있도록 한다.

한성 과학고의 경우 공식 동아리는 의무적으로 하나씩 가입을 하고, 비공식 동아리는 선택사항이다. 그리고 2학기 기말 고사가 끝나면 동아리 활동을 중심으로 하는 축제를 연다.

그러나 시험이 다가오면 동아리 활동 시간에 함께 모여 공부를 한다고 한다.

마. 교과 외 과학 활동

과학 퀴즈 대회, 현장 학습, 자연 탐사 등 여러 가지 과학과 관련된 활동을 많이 한다. 그러나 가장 중요한 것은 과제 연구 활동(과학 탐구발표 대회, 학생 탐구발표 대회)이다.

21 세기의 과학을 이끌어 나갈 과학고 학생들에게 자연 현상의 관찰을 통해 인식된 문제를 해결 하는 탐구 과정을 체계적으로 익히게 할 수 있는 과학 탐구 활동의 일환으로 개인 및 공동 과제 연구 활동을 하도록 하고 있다. 이 행사는 학생들에게 매우 뜻 깊은, 대표적인 연중 과학행사다. 개인 혹은 과학 동아리마다 평소에 가지고 있었던 의문을 바탕으로 각각의 주제를 정하여, 일정기간의 연구를 통하여 보고서를 작성하고, 전교생과 심사위원을 대상으로 연구 결과를 발표한다. 발표 후에는 질의, 응답시간이 있는데 청중은 탐구 과정 및 결과의 문제점을 지적할 수 있고, 의문점을 제기할 수 있다. 이 프로그램은 학생들에게 연구 자세와 연구 방법 및 보고서 작성법(paper work)을 익히게 하기 위한 것이다.

<표 5. 한성과학고 학생 탐구 논문 주제 - 물리부분 (2001)>

음악의 물리적 해석 Lab view를 이용한 푸리에 급수 시뮬레이션 방음에 효과적인 구조에 대한 연구 신시사이저의 원리 입체안경의 원리와 개발 공명현상의 신비와 인체와의 공명 주파수 절연체의 두께와 재료에 따른 효율 그물 창을 이용한 기하학적 무늬의 해석	빨리 날수 있는 비행기의 조건 리소그래피 방법을 이용한 탈 보트 효과의 검증 완강기 강체의 3차원 회전 운동 성별연령별 성문 비교 로봇의 위치 이동에 관한 연구 가간섭성을 추가한 영의 실험 동기화 현상 고찰

바. 국제 활동

학생들의 국제 행사 참가 활동은 주로 수학, 과학(물리 분야, 화학 분야) 및 정보(컴퓨터) 분야의 국 제 올림피아드 대회에 참가하고 있다. 국제 올림피아드 대회는 각 분야별로 1차적으로 교내 대회를 통 하여 해당 분야의 교과 교사가 학생의 대회 성적과 평소 교과 성적 및 개인의 능력을 종합 협의하여 시도 대회에 참가할 학생을 선별한다. 이 학생들은 서울특별시 대회를 거쳐서 다시 선발되고, 시 대회에서 성적이 우수한 학생들은 전국 대회에 참가하게 된다. 전국 대회에서 우수한 능력을 나타낸 학생이 다시 선발되어 국제 대회에 참가하고 있다. 국제 대회에 나가기 전에 수학, 과학 분야의 경우 해당 분야의 대학의 학회에서 사전 지도를 받기도 한다. 특히 서울과학고에서는 수학의 경우 수학에 능력을 나타내는 학생은 겨울학교에 보내고 있다. 겨울학교는 대한수학학회에서 주관하고 매년 대학을 바꾸어 가면서 수학에 우수한 학생을 지도하는 프로그램이다.

국제 대회 참가는 과학 영재 교육 활동의 긍정적인 평가를 받고 있다. 또한 학생들에게 국제 대회 참가뿐만 아니라 전국 수학. 과학 경시대회 우수 입상자에 대한 해외 연수나 국제 교육 프로그램 등에도 참가하는 기회를 제공하여 과학 기술의 첨단화에 따른 국제화 시 대에 적응할 수 있는 능력도 신장시키는데 큰 도움을 주고 있다.

2. 과학고 학생들의 수준

가. 과학고 지원 자격

과학고에 지원하는 학생들의 자격은 학교별, 전형별로 매우 다양하다. 대략적으로 살펴보면 국내․외 과학올림피아드, 과학전람회, 발명품경진대회, 경시대회 등 전국적이고 큰 대회에서 우수한 성적을 거둔 학생이거나(이 경우에도 내신 성적을 반영한다) 그렇지 않은 경우에는(학교장 추천을 받고) 수학, 과학의 교과 석차 백분율 평균이 2학년 때 상위 3.00%, 3학년 때 상위 2.00% 여야 한다.

서울과학고 2007학년도 신입생 선발 전형 요강 중 특별 전형 기준 ** 부록에 첨부

혹은 ‘영재 교육원 수료자 전형’으로도 입학이 가능한데 이 전형의 지원 자격은 ‘서울특별시교육청 관내 중학교의 2006학년도 졸업예정자(2007년 2월 졸업) 및 이에 준하는 자로서, 서울특별시 소재 중학교 재학 중 영재교육진흥법에 따라 설립․운영되는 중학생 영재교육원에서 수학, 과학, 정보 중 한 분야를 1년 이상 수료한 자’이다.

결국은 공식적인 대회, 공식적인 기관 또는 중학교 내에서의 성적으로부터 인정을 받은 학생들이 과학고를 지원하게 되는 것이다.

나. 과학고 학생들의 수학, 과학 수준

□ 다음은 한성 과학고 신입생을 대상으로 한 실제적인 설문 결과이다.

Q1) 수학 과목은 대체로 어느 정도 공부하였습니까?

Q2) 물리 과목은 대체로 어느 정도 공부하였습니까?

Q3) 화학 과목은 대체로 어느 정도 공부하였습니까?

Q4) 생물 과목은 대체로 어느 정도 공부하였습니까?

Q5) 지구과학 과목은 대체로 어느 정도 공부하였습니까?

Q6) 영어 과목은 대체로 어느 정도 공부하였습니까?

① 고등학교 1학년 과정 이상

② 고등학교 1학년 과정 정도

③ 고등학교 1학년 1학기 정도

④ 고등학교 1학년 시작 부분

⑤ 고등학교 과정은 전혀 공부하지 않았다.

<그림 1>

<그림 2>

<그림 >

<그림 >

<그림 >

<그림 >

□ 다음은 한성과학고 교사인 박종찬 선생님과의 인터뷰 내용 중 일부분이다.

Q. 학생들의 수준이 어느 정도인가.

A. 대부분의 학생들이 중학교에서 상위 3%였던 학생들이다.

Q. 수학, 과학의 경우 고등학교 과정을 다 마치고 오는가?

A. 그렇지 않은 학생도 있지만 그런 학생들이 많다.

위 설문조사 결과 그래프와 인터뷰 내용을 봤을 때 과학고 학생들은 입학 당시에 수학, 물리, 화학과 같은 과목은 벌써 고등학교 2학년 과정 정도의 실력을 갖추고 있다는 사실을 확인할 수 있다.

실제로 과학고를 준비했던 사람들의 말을 들어보면 수학은 수학1 실력정석과 고등학교 수학올림피아드 문제, 과학은 공통과학(그 당시 6차)까지 공부했다고 한다. 심지어 수학2와 일본, 중국 수학, 과학 경시대회 그리고 대학교 과정의 일반 물리, 일반 화학, 일반 생물까지 공부하는 아이들도 있다고 한다.

또한, 인천과학고의 경우 신입생들에게 공통수학 (수학 10-가, 나)와 과학1 과목을 공부하라는 과제를 내주고 입학한 후에는 그 다음 과정을 배운다고 한다. 그래서 인천과학고를 준비하는 학생은 그만큼을 공부해 놓아야 하는 것이다.

3. 과학고생들의 사교육

우리나라 교육의 큰 문제점 하나가 ‘사교육’이다. 많은 학생들이 내신을 위해서, 학교 진학을 위해서 학원과 과외 등 다양한 방법을 통해 사교육을 받는다. 과학고 학생들도 예외는 아닐 것이다. 이 학생들 역시 다양한 이유에서 사교육을 받고 있다. 우리는 연구의 방향을 명확히 하기 위해서 학생들의 사교육에 대해 두 가지 측면에 대해 조사하였다. 즉, (1)고등학교 진학을 위한 사교육과 (2)과학고에 재학 중인 학생들의 사교육으로 나눈다.

그러나 과학고 학생들이 받는 사교육에 관한 자료를 많이 얻을 수가 없었다. 공식적으로 등록 되어 있는 전문적 자료보다 신문 기사와 주변인들의 증언에 의한 조사를 토대로 연구하였다. 이 장에서는 긴 분석을 따로 하지 않고 자료 제시하는 것을 위주로 분석을 해도 충분할 거라 생각한다.

가. 과학 고등학교 진학을 위한 사교육

□ 과학고 학생들의 수준 도표

앞서 과학고 학생들의 수준을 알아보면서 선행학습 정도를 도표로 제시하였다. 그 도표는 학생의 수준을 알려주기도 하지만 학생들이 얼마나 많은 선행학습을 받았는가에 대한 정보도 제공하고 있다. 그렇다면 그 학생들은 그만큼의 선행학습을 어떻게 하는 것일까.

아래 자료 <그림8>은 최근 많은 정보를 얻을 수 있는 ‘네이버 지식인’에서 찾은 자료이다. 과학고를 지망하는 한 학생이 자신의 성적을 밝혀 수준을 알리고 사교육 없이 특목고에 진학하는 것이 가능한가에 대한 조언을 구하고자 한다. 그에 대한 답변을 다른 사람이 올려준 상황이다.

www.naver.com 사이트의 한 서비스 프로그램으로 질문자가 질문을 하면 많은 사람들이 그 질문을 보고 답변을 올리는 형태이다. 그 분야에서 비공식적인 전문가들이 질문에 대한 답을 올리기 때문에 어느 정도 신빙성이 있다고 판단된다.

이 자료는 특목고를 지망하는 학생들은 사교육을 통해 준비하는 경우가 많다는 것을 시사한다. 즉, 앞서 제시한 도표에서 제시한 선행학습의 정도는 사교육을 통해 이루어졌다는 것이라 생각할 수 있겠다.

<그림 8>

□ 특목고 준비 학원

우리는 사교육과 관련하여 가장 유명한 특목고 준비 학원을 알아보았다. 그중 J학원은 과학고 입학생을 가장 많이 낸다고 소문이 나있다고 한다. 실제로 16년 동안 416명의 과학고 합격자를 냈으면 06년 최근 3년 동안에는 04년 43명, 05년 53명, 06년 60명으로 점점 증가하는 추세라

고 한다. 이러한 수치를 보더라도 얼마나 많은 학생들이 학원을 다니며 사교육을 받는가 추측 할 수 있다.

나. 과학고생들의 사교육

다음은 이메일을 통해 과학고 졸업생(한성과학고) 을 인터뷰 한 내용이다. 과학고 학생들은 사교육을 얼마나 받고 있는가를 물어보았다. 자료의 신빙성을 위해 편집 없이 그대로 싣겠다.

솔직하게 말씀드리면 과학고 학생들의 사교육 지출은 일반고 학생들 못지않게 많았습니다. 수학, 과학뿐만 아니라 영어, 언어영역. 수능 전반적인 부분에서 사교육을 받았습니다. 학원 다니는 곳은 대게 ①학교주변, ②대치동, ③중계동 으로서 유명한 수학이나 과학 강사들을 쫓아 수업을 받았습니다. 연대, 고대, 서울대, 카이스트, 포항공대를 가기 위해선 기본적으로 내신이 좋아야 했는데, 과학고에서 나오는 시험유형들은 수능에서 출제된 문제나 좀 더 심화적으로 접근해야 되었던 문제들이었습니다. 이런 문제들은 대대로 대치동이나 중계동에 있는 학원들이 몇 년째 분석해왔기 때문에 많은 학생들이 그쪽 학원에 다니게 되었고, 2학년 때부터는 수능을 준비해야 했기 때문에 수업이 끝나고 방과 후에 그쪽 학원에 많이 가곤했습니다. 저 같은 경우에도, 대치동에서 수학과 화학강의, 그리고 언어를 들었습니다. 사교육비는 대략 한달에 50에서 150정도 나온 걸로 생각되는군요. 어머니들 사이로 들린 소문에 의하면, 어떤 학생은 한 과목당 50만원정도의 과외를 받았다고 하니... 소문은 소문이지만 그 정도가 거부감이 들지 않은 것을 보면 아마 익숙한 비용이 아니었나 싶습니다.

또한 다음은 과학고 사교육에 관련된 신문기사이다.

올림피아드 준비하는 과고생

하교길 학원 직행‥일요일은 온종일 과외·학원…특목고생의 ‘파김치 주말’

경기과학고 1학년 K(16)군은 학교기숙사에서 나오는 토요일이 더 괴롭다. 집에서 편안한 휴식을 취하기는커녕 이틀간 쪽집게 주말과외를 받느라 몸과 마음이 파김치가 되기 때문.

토요일인 지난 13일 오후 3시,K군은 학교 정문에 대기하고 있던 학원버스를 타고 서울 대치동으로 직행했다. 올림피아드 과외를 받는 M학원에 도착한 때가 오후 5시. K군은 이 때부터 밤 11시까지 L모 강사의 물리 올림피아드 강의를 수강하며 경시준비를 한다.

K군은 내신 성적보다 올림피아드에 승부를 걸기로 마음먹은 이상 적어도 2학년 중반까지는 입상 실적을 내야 한다는 생각에 쫓기고 있다. 친구들도 팀을 짜서 주말과외를 받는 상황이라 올림피아드 공략이 보통 버거운 것이 아니라는 불안감에 휩싸여 있다.

자정 무렵 귀가한 K군은 새벽녘까지 과외내용을 정리하고서야 잠자리에 든다. 그때마다 2학년 후반에 있는 수시전형까지 이제 1년도 채 남지 않아 몸을 던져 ‘올인’하자는 다짐을 한다.

일요일 오전 9시부터 낮12시까지는 집에서 토플특별과외를 한다. 내년 수시모집에서 서울대 포항공대 카이스트가 안 될 경우 유학을 생각하고 있기 때문이다. 더욱이 토플시험이 말하기가 강조된 IBT 형식으로 바뀌면 불리할 것 같아 하루빨리 280점대를 확보할 생각에 마음이 바쁘다. 토플과외가 끝나기 무섭게 점심을 먹고 집 앞에 대기하고 있던 버스를 타고 M학원으로 다시 간다.

M학원에 도착하면 오후1시30분. 강의는 2시 시작이다. 30분 동안에도 자습을 하다 오후8시까지 강의를 듣는다. 일요일 기숙사 복귀시간은 밤 9시. K군은 과외를 마치자마자 이곳에서 자동차로 30분 거리에 있는 학교로 돌아간다. 짐정리를 하면 3명이 함께 쓰는 기숙사방의 시계바늘은 10시를 가리킨다. 피곤이 몰려오지만 내신경쟁에 올림피아드 실적을 생각하면 잠시도 쉴 틈이 없다. 주말과외로 밀린 과제물을 하다보면 어느 새 새벽 1시. 학교 규정상 취침소등은 했지만 잠이 오지 않는다. 월요일 아침 6시30분 기상시간을 생각하면 빨리 자야 하는데, 머릿속은 더욱 복잡해진다.

K군의 한달 과외비는 200만원에 달하지만 ‘과학고 입학 후 1년 반만 모든 것을 투자해 대학을 간다’는 점에서 K군 부모는 과외비 지출은 당연한 투자라고 생각하고 있다.

[쿠키뉴스 2006-05-14 17:56]

위 자료들로부터 우리는 과학고 학생들의 사교육 정도를 파악할 수 있다. 물론 이러한 자료들이 전체를 대변한다고 말하기는 어려울 수도 있으나 우리나라의 사교육 실태와 과학고라는 특성 (우수한 아이들 속에서 경쟁해야 하는 상황)을 고려한다면 충분히 납득할 수 있을 거라 생각된다.

※ 일반고와의 비교

과학고 학생들은 일반고 학생들과 달리 내신과 수능 이외에 경시대회나 올림피아드를 준비하기 위해 사교육을 받는다. 또한 기숙사 생활을 하기 때문에 평일에는 많은 사교육을 받지 못하고 주말을 이용한 사교육이 많다.

Ⅲ-2. 교사의 지도

1. 과학고의 교과 과정

가. 교육과정 편성표 (서울과학고)

부록에 첨부

- 보통교과 과정은 일반고와 큰 차이가 없다. 다만 과학고에서는 전문교과 과정과 재량 활동으로 과학 활동을 하게 되어 있다. 또한 전문교과 과정의 비중이 높음을 알 수 있다.

- 10학년 과학과목을 물리2와 병행한다. 그러나 실제로는 과학 시간에 물리2를 배우는 것으로 알려져 있다.

- 인문계열의 과목 (제2외국어 또는 작문, 세계사 등)도 교과과정에 포함되어 있다. 특히 작문이나 문법의 경우 이수단위가 4단위나 되는 것을 볼 수 있다. 하지만 이 점 역시 교육부 지정을 따르려고 서류상으로만 존재하고, 실제로는 다른 과목을 수업하는 지는 확실히 알 수 없다.

나. 교과 운영

과학 고등학교는 특수목적 고등학교로서 일반 학교와는 달리 전문 교과를 두어 특수 재능의 개발이라는 교육목표를 달성할 수 있도록 하고 있다. 과학 고등학교의 교과 과정은 1990년도부터 과학계열 고등학교로 별도로 운영되며, 1997년부터 제 6차 교육과정을 적용하고 있어 일반계 고등학교의 자연 계열과 상당한 차이가 있다. 보통교과는 82-106단위, 전문교과는 82-106단위, 재량활동 12단위, 특별활동 12단위로 총 이수 단위는 204-228단위이다. 보통교과는 기타 계 고등학교 교육과정에 준하되, 학교 실정에 따라 그 내용과 단위 수를 적절히 조절할 수 있다.

(1) 보통교과, 전문교과, 특별활동으로 구분된 교과과정을 따르되 과학영재교육에 적합하도록 교재 및 교육 내용을 재구성한다.

(2) 교육목표, 교육내용, 교육방법, 교육평가의 일관성이 있는 교수-학습이 전개될 수 있도록 학교 교육과정의 교과별 지도계획을 참고하여 학교와 학생 수준에 적합한 학습지도안을 작성한다.

(3) 교과간의 관련성과 학년간의 연계성을 고려하여 각 교과의 핵심적인 요소들이 중복되지 않고 체계적으로 학습될 수 있도록 계획한다.

(4) 과학 영재의 특성에 맞게 보통교과와 전문교과의 내용의 순서와 비중, 방법 등을 재구성하여 지도하며 심화 학습 계획을 세워 지도한다.

(5) 탐구 중심 학습을 전개 하여 개념 및 원리를 이해하고, 이를 새로운 변화를 적용하는 기회를 많이 갖도록 계획하여 운영한다.

(6) 학습 활동에서 발표, 토의 활동, 실험, 조사, 수집, 노작, 견학 등의 직접적인 체험 활동이 이루어지도록 계획한다.

(7) 학생들의 학업 수준, 흥미, 관심들을 종합적으로 고려하여, 학습의 개별화에 노력한다.

(8) 교과협의회의 활성화로 교과지도계획의 조정, 학습 증진, 평가 방법의 개선에 노력한다.

(9) 외국어 과목은 회화 중심의 교수-학습이 활동이 전개되도록 계획하고, 과학 및 예체능 과목은 실험, 실습, 실기 위주의 학습활동 (50% 이상) 이 전개되도록 계획한다.

2. 과학고에서 사용되는 교재에 대한 분석

가. 과학 교과서 종류 (교육부 지정)

일반 고등학교 1학년 때 배우는 공통과학과 2학년 때 배우는  ‘물리1, 화학1, 생물1, 지구과학1’을 배우지 않고 바로 ‘물리2, 화학2, 생물2, 지구과학2’로 넘어간다. 또한 일반계 교육과정에 없는  ‘고급물리, 고급화학, 고급생물, 고급지구과학’과 같은 전문 교과를 배우게 된다. 특히 물리, 화학 교과서는 대학교 수준의 내용이다.  그리고 ‘물리실험, 화학실험, 생물실험, 지구과학실험’과 같은 실험 과목이 있어 그 과목이 교과서가 각각 있다.

하지만 교과서가 있으나 실제 수업에서 이 교과서로만 수업을 하는 것은 아니다. 고급-교과서는 금방 끝나고 그 이후부터 대학물리 교재를 사용한다고 한다. 교사가 직접 대학물리에서 필요한 것만 골라 따로 제작한다고 한다.

이처럼 일반 고등학교보다 몇 년을 앞질러가는 것은 우선 학생들이 소화를 해내기 때문이지만 학생의 60% 정도가 2학년 때 조기 졸업을 하기 때문에 일반 학교에서 3년 걸리는 내용을 빨리 끝내야 하는 것이다.

나. 고급 물리 내용 분석

교육부에서 지정해준 ‘고급물리’라는 교과서가 있긴 하지만 수업을 그 교과서로 하는 경우는 드물다. 학생들에게 책을 나누어주기는 하지만 그 책으로 수업을 하는 것이 아니라 과학 교사들이 직접 제작하는 hand-out이나 부록 등을 사용하는데 그러한 것들은 대학 과정의 책에서 추려낸 것이다. 물리의 경우 일반물리학 (대학물리학)과 유사하게 배우게 되며 이는 2학년 1학기 때까지 다 끝나게 된다. 그렇다면 왜 과학고에서는 과학고를 위해 제작된 특수 교과서를 사용하지 않고 굳이 대학교 교재를 사용하는 것일까.

다음 사진은 고급물리 교과서의 일부분이며 아래는 그에 대한 설명이다.

- <그림9>은 고급물리 1단원. 역학의 차례 부분이다. 차례의 제목만 보아도 대학 수준의 내용임을 알 수 있다.

- <그림10>는 환산질량에 관한 내용이다. 이는 일반물리나 역학에 나오는 개념으로 대학 과정만큼 자세하지는 않으나 언급이 되어 학생들이 공부하도록 되어 있다.

- <그림11>은 벡터에 관한 내용이다. 일반고에서는 벡터의 특징으로 ‘크기’와 ‘방향’을 가진 물리량 정도만 배우지만 고급물리에서는 더 나아가 왜 회전각은 벡터가 아닌가에 대한 내용이 나와 있어 더욱 심화적으로 벡터를 배운다는 것을 알 수 있다. 이 역시 대학 수준의 내용이다.

- <그림12>는 교과서에 실려 있는 예제 문제이다. 이 문제는 실제로 물리교육과 2학년 역학시간에 예제

<그림9>	<그림10>
<그림11>	<그림12>

문제로 배운 것과 같다.

위에서 알 수 있듯 고급물리는 깊이 들어가지는 않지만 내용 자체는 대학 수준이라는 것을 알 수 있다. 더욱 심화적으로 배우기 위해서는 오히려 대학교재가 더 효율적이라는 생각 때문에 학교에서는 고급물리 교과서보다 대학교재로 수업을 하게 된다.

다. 과학고의 교재관련 설문 조사.

국가 영재교육체제 정립에 관한 연구. 2003. 조석희.

<표 6. 교육 프로그램 준비 형태>

교육 프로그램 준비	학교 수 (%)
관련 교사들이 협의하여 개발한다.	47.2
해당 교사가 직접 개발한다.	37.4
영재교육전문가와 상의하여 개발한다.	6.5
교육전문기관에서 개발한 것을 이용한다.	8.6
교육청에서 개발한 것을 이용한다.	0.3

위 표에서 알 수 있듯 관련 교사들 간 협의를 통해 개발하거나 해당 교사가 직접 개발하는 경우가 많다. 그에 비해 교육청에서 개발한 것을 이용하는 비율은 현저히 낮다.

3.  과학고 과학 수업에 대한 분석

가. 분석에 앞서

과학고 수업에 대한 분석은 전적으로 과학고 방문 시 참관했던 수업을 중심으로 서술할 것이다. 수업에 관한 자료가 많지 않고, 다른 과학고 수업에 참여할 기회가 없었으므로 과학고 수업에 대한 정보는 그 방문이 전부였다.  따라서 우리가 참관한 수업에 대한 분석을 하되 전반적인 수업에 관련된 사항은 잠깐 언급을 하고 넘어가는 수준에 그칠 것이다.

나. 참관 수업 정보

1) 수업 과목 : 고1 물리실험

2) 수업 단원 : 뉴튼의 법칙

3) 실험 내용 : 관성의 법칙 중 추와 실 실험 <그림13>

4) 수업 방식

<그림13>

• 수업교재 : 교사 직접 제작한 ppt

- 학생들은 각자 교사가 올려놓은 ppt를 출력해왔고 별도의 교과서는 가지고 있지 않았다.           교과서는 교사에게만 있었다.

• 본격적인 수업에 앞서 흥미 유발을 위한 질문

- 뉴튼, 갈릴레이, 아르키메데스 중 누가 가장 위대하다고 생각하는가?

- 전자란 무엇이라 생각하는가?

• 이론과 눈으로 보는 실험이 함께 진행

- 뉴튼의 제 2법칙을 언급하고 빗면 실험 보여줌

- 정전기에 관련된 질문과 설명을 한 후 반 데 그라프를 이용하여 실험을 보여줌 (사진 참고)

- 쇠로 만든 바람개비를 반 데 그라프에 가까이 하면 어떻게 될까에 대한 질문과 설명 후

실제로 보여줌

• 학생들 스스로 하는 실험 : 뉴튼의 제1법칙 (관성의 법칙)

- 간단한 개념 설명 후 실험 시작

- 실험 방법을 따로 제시해주지 않음. (많은 시행착오)

- 조원끼리 논의를 하며 다양한 방법을 사용함.

5) 수업 분위기

• 서로 대답을 미루거나 먼저 대답하려고 하지 않고 누구나 자유롭게 이야기할 수 있는 분위기

• 떠드는 사람은 거의 없었으며 필기를 하기보다는 설명을 들었다.

(실험 수업이었기 때문으로 판단)

다. 수업 평가 (조원들 간의 생각)

a. 선생님의 말씀을 들으면서 자신들 나름대로의 의견을 서로서로 조용히 이야기 하는 모습이 실험에 열의를 보이는 듯했다. 실험 면에서는 일반고의 실험과 별 다를 바 없는 실험이 진행되었다고 생각되지만 아이들 모두가 하나 빠짐없이 참가하며 생각을 해보고 있었다는 것에서 많은 차이가 있었다고 생각한다.

b. 선생님이 학생에게 어떤 현상을 보여주고 그에 대해 생각을 유도하고, 질문을 던지는 것도 인상적이었다.

c.  말로만 하는 수업이 아니라 직접 눈으로 확인을 시켜주기 때문에 더욱 재미있고 관심이 절로 가져진다. 또한 결론을 그저 받아들이는 것이 아니라 그 확인한 사실로부터 확장하여 생각할 수 있을 것 같았다. 실험을 할 때에는 실험 방법을 정해주는 것이 아니라 조원들끼리 이야기하고 스스로 설계할 수 있도록 한 점이 인상 깊었다. 공부와 놀이를 결합시킨 것처럼 보였기 때문이다. 하지만 많은 실험들을 눈으로 직접 보여주고, 시행착오를 겪으면서 실험을 하다 보니 수업 시간이 부족한 듯 느껴졌다. 교과과정 상 수업 시간이 50분이겠으나 실험 수업은 조금 더 길어도 되지 않을까 하는 아쉬움이 남았다.

※ 종합 결론

어렵고 고차원적인 실험은 아니었지만 실험을 스스로 하게 하는 방법이 신선했다. 또한 교과서에 제시되어 있는 실험뿐만이 아니라 다양한 실험들을 이야기 하면서 눈으로 확인시켜 줄 수 있어 학생들로 하여금 흥미를 끌 수 있고, 스스로 생각할 기회도 제공하였다. 일반고와 달리 실험수업이라는 과목이 따로 있으므로 일반고에서의 필기 중심 수업과는 많은 차이점이 있는 것으로 생각된다.

라. 과학고 수업 형태

a. 수업 형태 조사

국가 영재교육체제 정립에 관한 연구. 2003. 조석희.

<표 7. 과학고 수업 형태 조사>

수업방식	순위	수업방식	순위	수업방식	순위
강의	1	시범	5	연습과 암기	9
토론	2	개인연구	6	현장연구	10
탐구수업	3	문제해결	7	게임	11
실험 연구	4	집단 연구	8

수업방식으로는 강의가 가장 많았고 (61.5%) 토론, 탐구수업, 실험수업의 순으로 나타났다. 일반학교보다는 탐구위주의 수업을 많이 진행하지만 개인 연구나 집단 연구와 같이 학생 스스로 연구 활동을 수행하는 수업 방식은 잘 적용되지 않는 것으로 나타났다. 이는 학생들이 주어진 상황에서 탐구능력은 향상될 수 있지만 주제 선정부터 실험 설계와 결론 도출에 이르는 예비과학자로서의 연구능력은 소홀히 되고 있는 것으로 나타났다.

b. 이론 수업과 실험 수업의 비중

1학년에 물리, 화학, 생물, 지구과학 3시간 씩 12시간을 배운다. 그 중 각 과목마다 2시간 이론, 1시간 실험, 2학년 때는 반대로 1시간 이론, 2시간 실험이다. 3학년은 없거나 (조기졸업 때문) 입시 준비를 한다. 2학년 1학기 까지 모든 교과과정이 거의 다 끝나고, 2학년 2학기부터 입시 공부를 하게 된다.

박종찬 (한성과학고 교사) 선생님과의 인터뷰

Ⅲ-3. 교육 환경

1. 과학고의 시설

과학고의 시설은 누구나 수긍할 만큼 잘 되어 있다. 신입생 세미나와 연계하여 과학고를 방문한 후 신입생들의 보고서를 참고해본 결과 시설 면에서는 모두 과학고의 시설에 대해 호평을 하였다. 시설의 수준은 일반고, 심지어는 일반 대학교보다 더 월등했고, 다양했다.   이 시설들은 실험 수업시간과 동아리 활동에도 사용되고, 평소에도 선생님의 허락만 있다면 학생들이 마음껏 사용할 수 있다고 한다. 또한 그러기 위해 따로 교육을 받는다고 한다.

부록에 사진 첨부

그러나 우리가 견학한 서울과학고 이외의 다른 곳은 갈 수 없었기 때문에 일반화시킬 수는 없다. 자료에 의하면

이것이 과학고다. 배희병.

- 일반적으로 과학 고등학교는 개교한 지 10년이 되는 학교가 많아 그 동안 시설 및 실험 기자재가 노후화되었다.

- 교육 과정이 바뀌어 새로운 교육 과정에 필요한 기자재가 부족하다.

- 급속하게 발전하는 과학 기술을 습득하기에 알맞은 기자재가 부족하다.

등의 문제가 있는 것으로 조사 되었다.

2. 학생들의 진학과 관련된 제도 분석

가. 대학 입시제도 - 비교내신제, 과학․수학 특기자 특별 전형

<표 8. 대학 진학 상황의 변천 - 한성과학고>

<표 9. 년도별 자퇴자 수>

입학년도 구분(명)	1992 (1기)	1993 (2기)	1994 (3기)	1995 (4기)	1996 (5기)	1997 (6기)
입학	180	180	180	182	182	181
자퇴 및 전학	3	1	3	2	77	71
졸업	158	164	144	163	71	64
진학	157	160	137	153	63	62
입학년도 구분(명)	1998 (7기)	1999 (8기)	2000 (9기)	2001 (10기)	2002 (11기)
입학	180	138	140	139	140
자퇴 및 전학	62	21	27	20	7
졸업	68	58	51	43	53
진학	56	49	42	41	49

년도	과기원		서울대		포항공대		기타대
	졸업	조기진학	졸업	조기진학	졸업	조기진학	졸업	조기진학
1995	13		106		12		26
1996	12		106		12		31
1997	1		111		12		23
1998			83		12		54
1999	2	46	22		4		36
2000	11	48	9		6	8	23	2
2001	13	47	7		8	8	28	4
2002	9	46	5	5	6	6	29	6
2003	6	55	7	7	2		27	14
2004	7	39	8	7	2	6	25	7
2005	6	47	11	14	4	5	27	36

위의 두 표를 본다면 어느 시점을 기준으로 자퇴자 수가 확연히 늘었다는 것을 알 수 있다. 또한 주요 대학 진학 수도 줄었다.

처음 과학 고등학교가 설립되었을 당시 1980년대에는 과학 고등학교에서 2학년을 마친 학생들이 카이스트에 조기입학을 하는 과학 고등학교-카이스트로 이어지는 과학 영재교육 시스템이 순조롭게 운영되었다. 그러나 지방 자치제의 도입에 따라 전국 각 시 ․ 도 교육청이 경쟁적으로 과학 고등학교를 설립함에 따라 급기야 1992년부터는 과학 고등학교 졸업생의 수가 대폭 늘어나 졸업생의 1/2 정도만이 카이스트 입학이 가능하게 되었고, 카이스트로 가지 않는 대부분의 졸업생들은 비교 내신제 도입에 의해 서울대학교로 진학할 수 있었다.  그러나 1999년도 입학생부터 과학 고등학교 학생들에게 적용했던 비교 내신제가 폐지되고 학교 자체의 내신 등급을 상대적으로 평가하는 방식을 적용하게 되었다. 이에 따라 일반 고등학교졸업생들과 경쟁하여 서울대 등 소위 일류 대학에 진학하기에 불리하다는 판단 하에 과학 고등학교를 지망하는 학생 수가 급격히 감소하고, 2학년을 마치고 카이스트에 진학하지 못한 많은 학생들이 스스로 학교를 그만두는 불상사가 반복되어 왔다.

위 표에 의하면 비교 내신제가 폐지되었을 당시에 자퇴자의 수가 크게 늘었으나 최근으로 올수록 줄어드는 경향을 볼 수 있다. 또한 오히려 최근에는 과학고의 수와 학생이 늘고 있는 추세이다. 비료 내신제가 폐지 된 상황에서 과학고생의 입시 불리함 극복 방법은 대학 입시 전형 중 수학, 과학 특기자 특별 전형이었다. 특별 전형은 논술, 심층 면접이나 실험, 실기 등 측정 도구를 대학에서 자체적으로 개발해 학생의 수학, 과학 능력을 평가하고, 이를 전형의 가장 큰 요소로 반영하는 전형이다. 따라서 과학고 학생들에게는 크게 유리하다. 이러한 제도는 과학고 경쟁률을 높이는 데에도 한몫 한 것으로 보인다. 다음은 그와 관련하여 과학고 교사와 인터뷰한 내용이다.

본 자료 p.27 과학고의 인기열풍 참고

Q. 자퇴 (전학) 하는 학생들은 많은가.

A. 예전에 비하면 많이 줄었다. 왜냐하면 과학고의 불이익을 이제 거의 다 알고 들어오고, 특별전형(특기자 전형)이 많이 생겼기 때문에 150명 정원 중 100명 까지는 카이스트를 갈 수 있다. 상위권은 서울대를 가고, 2/3선 까지는 카이스트를 가기 때문에 웬만하면 그 속에서 열심히 하려고 한다. 내신의 불이익이 지금까지 있는 것은 사실이다. 하지만 어느 정도 그것을 감수한다.

다. 조기졸업

□ 필요성

과학 영재를 조기 발굴 하여 육성한다는 과학고의 설립 취지에 맞게 속진 심화 교육으로 2학년에서도 대학에 조기 진학이 가능하도록 하기 위한 제도의 필요성이 오랫동안 제기되어 왔다. 조기 졸업제는 우수한 학생들에게 진로 선택 기회를 확대하게 하고, 진로 방향을 다양화하도록 도와준다.

□ 조기졸업 현황

과학고 학생들의 학력 수준은 매우 높기 때문에 수업의 수준 역시 높고, 속도도 일반 학교의 거의 2배 정도이다. 그래서 2학년 말이면 고등학교 교육과정은 거의 마무리 된다. 과학고의 학생들 중 대다수가 조기졸업을 하고 있다.

<표 10. 연도별 조기 진학자 수 - 한성과학고>

학년도	재적 수	2학년 조기 진학자 수	2학년 조기 진학률
02학년도 2학년	119	76	63.9%
03학년도 2학년	133	80	60.2%
04학년도 2학년	133	112	84.2%

위 표는 조기 진학자 백분율을 연도별로 나타낸 것으로 점점 비율이 늘고 있다는 것을 알 수 있다.

□ 조기졸업 규정

- 2학년 학생이 대학의 수시입학전형이나 정시입학전형에 지원하려면 반드시 조기졸업과정    (3학년에 편성된 교과목들의 조기이수과정)을 이수해야 함.

- 카이스트에 한하여 조기졸업과정을 이수하지 않아도 조기졸업으로 인정됨.

- 조기졸업을 위해 이수해야 하는 과목은 총 12과목으로 고급수학, 미분과 적분, 고급물리, 고급화학, 고급생물, 고급지구과학, 과학사, 컴퓨터 과학Ⅱ, 작문, 영어Ⅱ, 경제, 체육이 그것이다. 조기졸업자 대상은 정규 수업 이외 시간에 따로 개설되는 수업시간을 통해 이수한다.

□ 조기졸업 후 진학

2학년 조기 졸업생의 진학은 과기대와 일반 대학으로 구분할 수 있다. 과기대는 수학, 과학 중심의 내신 성적, 경시 및 각종 대회의 수상 경력, TEPS 성적을 종합 평가하여 합격자를 선정하고, 심층면접으로 최종 합격자를 뽑는다. 일반 대학에서의 진학은 대다수가 수시 전형을 통한다. 일반적으로 수시 전형에서는 내신과 수상 경력, 면접을 통해 뽑는다. 심청 면접을 통하여 뽑기 때문에 내신 성적의 불리함을 극복할 수 있어 많은 학생들이 합격하여 진학한다.  그러나 정시에서의 2학년 합격은 기대하기가 어렵다. 2학년까지는 수능 준비를 할 수 있는 여건이 되지 않기 때문에 많은 학생들이 수능에 응시하기는 하나 원하는 대학에 합격할만한 수능 성적을 얻지는 못하는 상황이다. 또한 조기 졸업자 지원을 허용하는 대학이 한정되어 있기 때문에 2학년은 3학년과 같이 모든 대학에 지원할 수가 없다.

3. 사회적 측면 - 과학고의 인기 열풍

우리나라에서 영재교육이 시작된 지 대략 20여년이 지났다. 하지만 최근만큼 영재에 대한 관심이 높았던 적은 없었다. 2000년에 발표된 영재교육 진흥법은 이런 현상을 반증한다. 과학고의 교육과정을 영재교육의 일종으로 볼 수 있다면 과학고는 이 열풍에서 빠질 수 없는 흐름이다. 과학고의 인기는 97년경에는 시들했지만 최근 의정부과학고와 울산과학고 신설, 또 3월 말에 발표된 학군 조정 계획에 의하여 2008년에는 구로구 궁동에 신설 과학고를 계획하고 있는 등 큰 인기를 누리는 중이다. 또한 2000년 발표된 영재교육 진흥법에 의하여 영재와 관련된 학교를 설립하는 것은 더욱 쉬워졌다. 영재교육에 대한 수요가 지금과 같이 이어진다면 앞으로도 과학고는 계속 늘게 될 것이다.

다음은 이를 뒷받침해주는 기사이다.

外高 경쟁률 ‘뚝’ 과학고는 급상승

2005학년도 서울 시내 특수목적고 특별전형 원서접수 결과 외국어고는 지난해에 비해 경쟁률이 떨어진 반면 과학고는 상승한 것으로 나타났다.

서울시교육청에 따르면 대원외고 등 6개 외국어고는 656명 모집에 3,018명이 지원, 4.60대 1의 경쟁률을 보였다. 이는 지난해 경쟁률 6.06대 1에 비해 다소 떨어진 것이다.

시교육청 관계자는 “외국어고의 경우 대입제도 개선안의 영향 등을 받아 지원율이 떨어진 것으로 보인다”고 분석했다.

학교별로는 5.02대 1의 경쟁률을 보인 서울외고를 제외하고는 전년도에 비해 모두 떨어져 ▲대원외고 5.20대 1 ▲대일외고 6.34대 1 ▲명덕외고 2.52대 1 ▲서울외고 5.02대 1 ▲이화외고 2.11대 1 ▲한영외고 4.18대 1 등을 보였다.

반면 서울과학고는 66명 모집에 92명이 지원, 1.39대 1, 한성과학고는 68명 모집에 219명이 지원해 3.22대 1의 경쟁률을 보이는 등 지난해보다 크게 높아졌다.

조찬세 기자 [경향신문 2004-11-02 23:03]

이러한 추세로 현재 전국에는 17개의 과학 고등학교와 1개의 영재고가 설립 운영되고 있고, 2006년에도 서울 지역에 1개의 과학고가 신설될 예정이어서 과학 고등학교의 수는 지속적으로 늘어날 전망이다.

Ⅳ. 과학고 과학 교육의 문제점

1. 과학고 학생 선발 방법과 사교육

위에서 조사한 바에 의하면 과학고에 입학하기 위한 사교육이 많이 이루어지고 있다는 것을 알 수 있다. 물론 과학고생들의 사교육도 많이 이루어지고 있으나 그 점은 일반고와 크게 다를 것이 없다고 판단하여 우리는 과학고에 입학하기 위한 사교육에 주목하였다. 또한 그의 원인을 영재 선발 방법에서 찾고자 한다.

현재 과학고의 영재선발 방법에 있어 실제로 그 아이의 과학에 대한 흥미와 능력을 보고 뽑는다기보다 그 아이가 얼마나 선행학습을 하고 있느냐로 뽑고 있는 경우가 많은 게 사실이다. 실제로 2005년 부산영재고 선발 2차 시험을 보면 다음과 같은 예가 있다.

6.

가변저항

a전구

b전구

(1) 가변저항이 무한대일 때 두 전구 a,b가 모두 꺼졌다.  가변저항을 점점 작게 했을    때, a, b의 밝기는 어떻게 변하는가?

(2) 가변저항의 변화에 따른 변화를 그래프를 그려라

(3) 가변저항을 낮추었을 때 전압, 전류, 발기의 변화표를 보고 이표가 나타내는 a,b는   무엇인가?

이러한 경우 이는 일반계 고등학교 2-3학년이 되어서야 배우는 물리2의 내용으로 선행학습을 하는 경우가 선발에 훨씬 유리하다. 실제로 학원가에서는 과학고반, 외고반 등을 따로 만들어 미리 고등학교의 교과과정만을 단순히 주입시키는 교육이 성행하고 있고 이는 실제로도 과학고 선발 시험에서도 유용하기 때문에 많은 인기를 누리고 있다. 이러한 선발기준은 같은 학교에서 과학에 흥미 있고 재능을 가지고 있으나 사정이 부득이하거나 하여 학원에서 선행 학습을 못하는 경우 단순히 학원을 다니고 선행학습을 하는 아이들에 비하여 많이 불리하다. 실제로 과학고를 지망하였다가 선발시험 예상문제에서 전혀 풀 수도 없는 문제를 접한 경험 때문에 포기했다고 말하는 지인의 증언도 있었다. 물론 모든 문제가 선행학습만으로 이익을 본다고 할 수는 없다. 가령 2005충북과학고의 문제를 보면

※[16～17] 다음은 지구의 크기 측정에 관한 실험이다. 물음에 답하시오.

□ 날씨가 맑고 햇빛이 강한 때를 선택하여 평평한 곳에 지구 모형을 놓고, 그림과 같이 그림자가 생기지 않게 막대를 지구 모형 위의 A 점에 세우고, 또 다른 막대를 A 점과 같은 경도 상에 있는 B 점에 세운다.

□ A와 B 사이의 거리를 측정한다.

□ 막대 AA'는 그림자가 생기지 않게 하고, 막대 BB'는 그림자가 생기게 한다.

□ B'와 그림자의 끝(C)을 실로 연결하고 ∠BB'C (θ')의 크기를 측정한다.

16. 위의 실험은 이론적인 내용으로 실제와는 조금 다르다. 따라서 위의 실험을 통하여 지구의 크기를 측정하기 위한 가정 2가지를 쓰시오.

17. 우리나라의 서귀포시는 대략 동경 126°34′, 북위 33°10′이며, 서해안의 보령시는 대략 동경 126°34′, 북위 36°10′이다. 이 자료를 이용하여 지구의 반지름과 둘레를 정수로 구하시오. (단, 위도 1°간의 거리는 약 111 km이고, π = 3.14로 한다).

이와 같이 하나의 예를 주어 미리 어떠한 짐작을 할 수 있게 하고 문제를 주어 선행학습을 하지 않았다 하더라도 이해를 통해 같은 조건에서 풀 수 있는 문제도 있다. 허나 이 역시 선행학습이 어느 정도 도움이 된다는 것은 부정할 수 없습니다. 현재 과학고의 목적이 과학에 재능이 있는 아이들을 선발하여 과학에 관한 전문적인 지식을 쌓게 하고 호기심을 충족시켜주며 뒤에서 도와주어 한국의 밑거름이 되게 함에 있다고 생각한다. 허나 최근에는 이를 이용하여 단순히 부모님의 가열 경쟁과 사회의 안 좋은 직업 차별에 의하여 단순히 과학고를 좋은 교육환경, 좋은 경쟁 상대들이 존재하는 곳으로 이용하여 과학에 흥미가 없거나 과학과 먼 거리의 직업 혹은 단순히 출세의 길로 달리려고 함에도 불구하고 이곳의 환경이 나라에서 도와주어 공부하기 좋다는 이유만으로 이용하고 있는 것이 아닌가 생각한다. 실제로 필자의 중학교시절에도 ‘과학고를 ‘단순히 거기는 공부하는 애들이 있으니까 아무래도 서로 공부하게 되겠지’ ‘에어컨이 나오고 좋은 교육환경이니까’ 라는 생각으로 단순히 과학고를 가기 위하여 과학을 선행학습하고 과학을 빌미로 학교에 들어가려고 하는 아이들이 많았다. 이는 나라로서도 손해이고 과학고의 학생들에게도 손해라고 생각한다. 나라로서는 과학의 인재를 기르기 위하여 돈을 쓰고 길러냈는데 단순히 이용당하는 것이며 학생들은 좋은 환경을 위하여 과학이라는 재미없는 학문을 공부한다는 식이 되어버리기 때문이다.

요약하자면 과학고 학생의 선발기준에 있어 현재의 시험 방식은 학생의 과학에 대한 흥미와 능력을 보고 뽑는다보기보다 학원에서 선행학습을 하고 왔는가를 보고 뽑는다고 생각하기 때문에 실제 과학고가 설립되는 취지와 많이 다르다고 생각한다.

우리는 사교육에 대해 입학 전, 후로 나누어 조사를 하였으나 이러한 문제점에 주목하여 입학 전의 사교육이 더욱 큰 문제가 된다고 생각하였다. 따라서 입학 후의 사교육에 관해서는 문제 삼지 안겠으나 입학 전의 사교육에 대해서 문제점을 지적하고 가장 이상적인 선발 방법에 대해 생각해보았다. 해결방안에서 이를 더 논의해보도록 하겠다.

2. 과학고의 인문 교육 부족

가. 교육 현황

과학고의 교과과정을 분석해보면 과학에 비하여 다른 과목에 대한 교육이 부족함을 알 수 있다. 과학 분야의 학습을 많이 하는 과학고 학생이지만 과학고를 위한 별도의 인문교육 과정이 있는 것이 아니고 전문교과 과정에서는 수학, 과학 분야밖에 없기 때문이다.

부록 교과과정 참고

구체적인 예로 도덕 ․ 윤리 과목의 단위 수로 일반고와 과학고의 교과과정을 비교해보면

일반고 : 도덕 (2), 전통 윤리(4), 윤리와 사상 (4) : 총 10 단위

과학고 : 도덕 (2)                                           : 총 2 단위

과 같다. 이것에 사회 과목을 더한다면 더 큰 차이가 발생하게 됨을 알 수 있다.

나.  문제점

인문교육을 계속 등한시 한다면 균형 있는 인성을 개발할 수 없다. 비록 음악이나 체육 분야에 있어서는 동아리 활동을 통해 보충하고 있지만 문학이나 철학 분야의 교육은 미비하다. 서울과학고 홍달식 교장선생님의 강연 (3월 21일 물리교육과 물리교사)에 의하면 이러한 인문교육의 부재로 인하여 실제 현장에서 일하는 과학자들의 직무 능력에 약간 문제가 있다고 지적 한 바 있다. 또한 과학고 현직 교사의 말에 따르면 학생들의 어휘 수준 (과학 분야를 제외한) 은 생각보다 낮다고 한다.

최근 H 박사의 일련의 사건을 돌아볼 때 우리나라는 과학 자체의 발전에 비해 과학윤리에는 소홀해 왔다고 말할 수 있다. 과학을 다루는 과학고에서 과학 윤리에 대한 교육은 당연히 있어야할 것으로 생각되지만 아직까지 고등학교는 물론 대학에서도 생명의료윤리에 관한 내용 이외에  과학관련 윤리를 다루는 학문은 체계적으로 수업이 기획되어있지 않으며 교육 자료의 개발도 미비하다. 과학은 가치를 만들어내는 학문이므로 윤리를 통하여 과학을 좀 더 정확하게 다룰 수 있는 능력을 가지게 될 것이다.

(장회익·최영락·송성수 외, 「세계과학회의 후속조치를 위한 국내 과학기술활동의 점검」(과학기술정책연구원·유네스코한국위원회, 2001), pp. 155-171. )

다. 외국 사례

외국사례를 살펴보면 외국에서는 STS (Science-Technology-Society)교육이라는 개념이 있고 이는 과학과 기술과 사회가 매우 밀접한 관계를 맺고 있으므로 통합적인 시각에서 교육을 해야 한다는 주장이 있다. 미국과 영국에서는 이미 초. 중등학교에 이 프로그램을 개발, 보급하였고,  80년대 이후 STS에 관련된 과목들이 많이 개설되었으며 STS관련 단과대학도 운영되고 있다.

3. 입시 속에서의 과학고

우리가 조사한 바에 의하면 현재 과학고의 수가 점점 늘어나고 있으며 그에 따라 과학고생의 수도 늘고 있다. 또한 영재 교육 열풍과 맞물리면서 과학고 경쟁률을 높아지고 있다. 앞서 조사한 90년대 후반의 과학고 학생 집단 자퇴 문제와 최근의 영재 열풍은 많은 것을 시사한다. 과학고가 대학진학과 무관하지 않다는 뜻이다. 내신상의 불리함으로 과학고 졸업생이 대학진학에 어려움을 겪자 과학고는 집단 자퇴와 지원자 감소의 위기에 처했다. 그러나 최근 특별전형이 넓어져서 과학고 졸업생을 대부분 특별전형으로 선발이 가능해지자 다시 과학고는 인기를 누리고 있다. 과학고도 입시에 종속되어 있다는 것이다. 지금의 과학고 졸업생은 소위 일류대 진학에 큰 이익을 가진다. 특별전형 선발 인원은 이미 특목고 학생 수와 거의 비슷해졌고 과학고 재학생은 일반고 재학생보다 과학 경시대회나 올림피아드에 참가할 기회가 많다. 학생이 과학고 내에서 조금만 두각을 드러내면 유학을 가서 편안한 미래를 보장 받을 특권도 주어진다.

Q. 그러면 아이들이 스트레스를 많이 받지 않을까.

A. 그걸 즐기는 것 같다. 일단 과학을 좋아하는 아이들이 모였고, 또 학생들의 정확한 마음은 모르겠지만 아이들은 2년만 조금 고생하면 된다는 생각을 갖고 있는 것 같다. 그리고 흔히들 얘기하듯 과학고에 오면 아무리 못해도 연대는 갈 수 있기 때문에 잘 버티기만 하면 연대까지는 갈 수 있다는 생각을 하며 참는 것 같다. 그런데 아이들은 연대를 가지 않고 재수를 한다.

위 자료는 과학고 교사와의 인터뷰 중에 얻은 것이다. 는 우스개 소리가 나올 만큼 과학고는 대학을 가기 위한 발판으로 여겨지고 있다. 과학고를 대학을 가기 위한 수단으로 생각하고 있는 학생들의 심리를 어느 정도 파악할 수 있다.

과학고의 교과 과정과 과학 고등학교의 위에서 조사한 바와 같다. 그러나 그것은 표면상으로 그러한 것뿐이지 실제와는 많이 다르다. 2학년까지는 과학 인재 육성이라는 취지에 걸맞게 선진국에 뒤지지 않는 교육 체제로 운영되다가, 3학년만 되면 심화된 교육과정을 운영하지 못하고 대학 입시 준비의 장으로 전환해야 하는 현실적 문제는 자못 심각하다. 즉, 고3 과정에 배치된 수학3, 고급 물리, 고급 화학, 고급 생물, 고급 지구과학과 같은 전문 교과목은 대입 수능에 도움이 되지 않는다는 이유로 정상적인 교과 운영을 하지 않는다는 것이다. 섭취력이 왕성한 청소년 시기에 자신의 적성에 맞는 길을 선택해서 한창 의욕적으로 공부하던 학생들을 갑자기 대학 입시 준비의 장으로 내몬다는 것은 작은 문제가 아니다.

여기서 두 가지의 문제가 있게 된다. 첫째는 이러한 입시 체제 속에서 대학에 진학하지 못하는 과학 영재들이 발생하게 된다. 아무리 특별 전형이 는다고 하더라도 대학에서 뽑는 인원은 정해져 있으며 현재 과학고는 계속적으로 증가하기 때문에 과학고생들끼리의 경쟁이 치열해질 수밖에 없다. 결국 일부 과학 영재들은 정시를 택해야 하지만 비교내신제가 폐지되었으므로 일반계 학생들에 비해 불리하다. 또한 새로 수능 공부를 해야 하는 상황이 되므로 그러한 학생들은 이중고를 겪게 되는 것이다.

둘째로 입시 제도에 흔들리는 과학고는 결국 과학고 설립 취지에 맞지 않는 형태가 되기 쉽다. 이와 관련된 기사 하나를 제시하겠다.

과학고 '조기 졸업제' 취지 퇴색

과학엘리트를 양성해 경제발전의 기수로 삼기 위해 설립된 과학고가 당초 설립 취지에서 벗어난 채 좋은 대학을 가기 위한 속성 코스로 이용되고 있어 정상화 가 시급하다는 지적이다. 특히 과학고 정원이 해마다 늘어나면서 과학고생 간 대입 경쟁이 치열해지고 이 에 따라 입시 위주의 수업이 증가, 과학고의 강점인 '탐구 실험중심 수업'이 훼손되고 있다는 비판이 제기되고 있다.

1983년 경기과학고를 시작으로 출발한 과학고는 올해 세워진 의정부과학고를 포 함해 현재 18개교 3340명의 학생이 수업을 받고 있다. 내년에 울산, 2008년에 서울 구로구에 과학고가 신설되는 등 앞으로도 계속 늘어 날 추세다.

그러나 과학고 수업은 점차 내실이 떨어지고 있다. 대표적 사례가 내신 성적에 관계없이 대학에 들어갈 수 있는 '조기졸업 후 특별 입학제'다. 과학고생들은 98년 비교내신제 폐지 이후 이 제도를 통해 KAIST 포항공대 등에 입학하기 위해 총력을 기울이고 있는 실정이다.

이 제도는 서류심사나 면접으로 일단 대학에 합격시킨 후 2학년까지 전 학년 교과과정을 마치고 특별한 하자가 없으면 사후에 입학을 승인하는 것. 서울과학고의 경우 올 2월 145명의 졸업자 중 102명이 조기졸업자로 KAIST에 36명, 서울대 19명, 연세대에 12명 등이 입학했다. 이 학교 박완규 교사는 "조기 졸업을 위해 필수과목만 압축해 이수하다 보니 실력이 다져지지 않고 실험을 소홀히 할 수밖에 없다"며 "과학인재를 신속히 배출 한다는 게 조기졸업제의 취지지만 정상수업 파행의 한 원인이 돼가고 있다"고 말했다. 따라서 특별전형으로 대학에 진학할 수 있는 문호를 더 넓혀줘야 할 것이라고 서울과학고측은 주장했다.

이경운 교무부장은 "‘0.5%의 과학영재가 나머지 99.5%를 먹여살린다’는 게 정부 의 진정한 정책의지라면 과학고생에게 다양한 전형 방법을 적용하는 것을 '특혜 '로 보는 시각은 달라져야 한다"며 "과학고의 설립 목표를 되살리기 위해서는 대학에 자율적인 학생 선발권을 보장해야 한다"고 밝혔다.

[한국경제 2005-10-10 23:02]

4. 대학과의 연계성 부족

우리나라 영재 교육의 문제점으로 지적되는 것 중 하나가 영재교육기관간의 연계성 부족이다. 각 영재교육기관에서 영재교육에 참여하고 있는 학생의 수를 살펴보면 대상 학년에 따라 그 수가 일관성을 나타내지 못하고 많았다 적었다 하는 현상을 볼 수 있다. 이는 대부분의 영재교육기관에서 영재교육이 지속적으로 이루어지지 못한다는 것을 말해준다. 이는 고등학교-대학 간에도 마찬가지이다.

Q. 마지막으로 문제점이라고 생각하는 부분은 무엇인지.

A. (생략) 그리고 또 문제라고 생각하는 것이 조기졸업이다. 조기졸업을 장점이라 생각하는 사람도 많지만 현실을 보면 조기졸업 한 학생들이 대학에 가서 더 높은 수준의 공부를 하고  빨리 연구하는 쪽으로 가야 하는데 그렇지 못하다. 단계적으로 공부가 계속 되어야 하는데 과학고와 대학 간의 연계가 부족하기 때문에 그러한 것들이 과학고에서 끊어지게 된다. 그리고 조기 졸업을 위해 학생들은 1년 반 동안 힘들게 공부하는데 또 그렇기 때문에 대학에 가게 되면 해방감으로 인해 놀게 된다.

이것은 과학고 교사의 의견이다. 한 개인의 의견이지만 많은 사람들이 공감하는 부분이라 생각된다. 단순히 일찍 졸업을 하는 것이 조기졸업의 의의가 아니기 때문이다.

또한 과학고 학생들은 경시대회 입상 등 특정 분야에서 이미 대학 수준의 내용을 학습한 상태이다. 이러한 상황에서 1학년으로 대학교에 입학한다면 동일 수준의 교육과정을 대학에서 되풀이 학습하게 된다. 이것은 시간과 에너지의 낭비이다.

<표 11. 한국 학생들의 수준>

국내외에 경시 대회 입상 실적 (단위 : 명)
구 분	국내대회			국제대회
	’02	’03	’04	’02	’03	’04
과학고	669	726	699	25	25	21
외국어고	683	835	577	4	1	5
계	1,352	1,561	1,276	29	26	26

Ⅴ. 효율적인 과학 교육을 위한 방안

1. 과학고 신입생 선발 방법의 변화 - 영재 발굴 캠프

가. 개선의 필요성

위에서 지적한 것처럼 우리는 과학고의 선발 방법에 문제가 있다고 판단하였다. 단 몇 시간 동안의 면접 과정을 통해 영재성을 판단하는 것은 불가능하다. 앞서 지적한 것처럼 과학 고등학교의 학생 선발 체제가 창의력과 잠재능력이 우수한 학생을 선발하기보다 사교육을 통한 선수학습을 통한 문제풀이 능력을 갖춘 학생을 선발할 가능성이 높다는 점이 문제이다. 이러한 상황에서 많은 국가 예산을 투입하고 있는 과학고 운영의 효율성을 높이기 위해 과학 영재를 선발하기 위한 개선의 노력이 절대적으로 필요한 것이다.

나. 영재 발굴 캠프

이에 대해 우리가 생각한 방법은 영재 발굴 캠프를 실시하는 것이다. 며칠 동안 교사와 지원자가 함께 생활하여 시범 수업이나 질문을 해본 후 학생들의 영재성을 판단하는 것이다. 본 자료의 이론적 배경에 대한 논의에서 과학 영재의 정의와 특성에 대해 언급한 바 있다. 그러한 특성에 대한 영재성은 단기간 안에 파악되기 어려운 것이 많으므로 이러한 캠프 활동을 통해 더욱 쉽게 판단할 수 있다.

◎학생 선발 기준은 다음과 같다.

□ 영재성 : 이론적 배경에서 언급된 과학 영재의 특성을 알 수 있는 구체적인 사항들을 통해 파악한다. 예를 들어, 새로운 상황에서의 정보 이용 능력, 원리의 공식화 능력, 과제에 대한 집중력, 과학적 어휘나 과학 도구 사용 능력 등이 있겠다.

□ 적응력 : 과학고의 생활은 일반 중․고등학교와 다르기 때문에 그 생활에 대한 적응력을 평가하는 것도 중요하다. 또한 우수한 아이들 속에서 경쟁하는 상황에 처했을 때의 적응력 역시 중요하다.

□ 협동심 : 과학 연구는 개인으로도 할 수 있지만 공동으로 연구를 할 때 더욱 훌륭한 성과를 거두기도 한다. 따라서 협동심 역시 과학 영재에게 필요한 자질로 판단된다.

다. 기대성과 효과

- 과학 영재 선발의 정당성

기존의 지필고사와 구술고사의 짧은 만남에 비해 더욱 긴 시간 동안 학생들을 볼 수 있으므로 진정한 과학 영재를 선발할 수 있다.

- 사교육 경감

선행학습이 합격의 기준이 되는 것이 아니므로 사교육을 어느 정도 경감시킬 수 있다.

- 자퇴율 감소

학생들이 미리 과학고를 체험할 수 있기 때문에 과학고에 대한 적응을 하지 못해서 자퇴를 하는 경우는 줄어들게 된다.

라. 성공적인 시행을 위한 전제 조건

이러한 활동은 학교의 필요에 의해서만 실행될 수 없다. 만약 실제로 시행된다면 다음과 같은 외부적 조건들이 필요하다.

- 과학고 학생선발제도의 자율성 확보

- 과학 영재에 대한 명확한 기준 정립

- 캠프 프로그램에 대한 충분한 논의

- 국가의 재정적 지원 필요

마. 문제점

- 과학고의 경쟁률이 높아지고 있는 지금의 상황에서 너무 많은 학생들을 상대로 이와 같은 활동을 실시 하기는 어려울 것이라 예상된다.

- 교사의 업무가 부과된다.

2. 과학고생의 독서교육 및 인문교육 확대

가. 필요성

과학기술부, 내년부터 6개大 시범실시…점차 확대

내년부터 이공계 대학생에게 경제ㆍ경영, 인문ㆍ사회 등 기본 소양교육이 강화된다. 과학기술부는 이공계 대학생의 창의성과 세계 경제흐름에 대한 안목을 키워주고 사회 진출의 다변화를 위해 이 같은 내용의 '이공계 대학생에 대한 기본 소양교육 강화사업'을 마련, 내년 6개 대학에서 시범 실시할 계획이라고 12일 밝혔다. 성과가 좋을 경우 타 대학으로 확산시켜 나갈 계획이다.

…(중략)…

과기부 한승희 과학기술정책국장은 "이공계 소양교육이 강화되면 이공계 학생들이 기술경영 마인드와 기업가 정신을 골고루 갖춘 인재로 성장, 사회 각 분야에서 다양한 역할을 수행할 수 있는 토대가 마련될 것으로 기대 된다"고 말했다. 이공계 기본 소양교육을 통해 이공계 인력의 창의성 제고와 과잉공급에 따른 취업난 해소 등 두 가지 문제를 해결하는 데 큰 도움이 될 수 있을 것이라는 설명이다. 현재 우리나라 이공계 졸업생(전문대 이상)은 인구 1천명 당 4.85명으로 미국 1.26명에 비해 4배가량 많고 일본(1.94명), 프랑스(2.60명), 독일(1.11명) 등 선진국에 비해 공급과잉 현상을 빚고 있다. 과기부는 또 이공계 대학생에 대한 기본 소양교육을 강화하는 한편 인문ㆍ사회 계 대학생을 위한 과학기술 교육 프로그램도 마련, 추진키로 했다.

[연합 뉴스 2005 . 8 . 18]

위 기사에서도 알 수 있듯이 이공계 학생의 인문 교육을 확대 시키자는 주장이 나오고 있고, 확대 되고 있다. 그러한 추세에 발맞추어 고등학교에서도 인문교육을 확대시킬 필요가 있다고 생각된다.

나. 과학고를 위한 인문 교육 프로그램과 교재 제작

현재는 과학고를 위한 인문 교육 프로그램과 교재가 따로 제작되어 있지 않다. 그러나 인문교육 역시 아직 완전히 성숙하지 않은 고등학교 학생들에게 필요한 것은 앞서 논의가 되었으며 그렇다고 해서 과학고의 설립 취지에 어긋날 만큼 일반고와 동등할 정도의 인문교육은 필요하지 않다. 따라서 과학 고등학교 학생들을 위한 특별한 프로그램이 제작되는 것이 가장 이상적이라고 판단된다.

◎ 우리가 생각한 프로그램 및 교재의 내용 크게 두 가지로 나누어진다.

□ 윤리, 사회 부분

이 부분에서는 과학 혹은 과학자와 관련된 부분만 추출하여 제작한다. 즉, 과학자의 윤리의식이나 과학자의 사회적 책임감 등에 대한 내용이 되겠다.

□ 국어, 문학 부분

이 부분은 독서와 글쓰기 능력을 향상시키는 방향으로 제작한다. 과학고의 학생들의 독서 비율이 낮은 것은 아니나 과학 분야의 서적에 편중된 독서가 이루어질 것으로 예상되기 때문에 다양한 분야의 독서를 하도록 지도하여 넓은 시야를 갖게 해줄 수 있다. 또한 글쓰기 능력은 자신의 연구 결과를 타인에게 설득시키거나 설명할 때 반드시 필요한 것이므로 반드시 필요하다.

다. 기대성과 효과

- 실제 교육 현장에서도 사용될 수 있는 실효성 높은 방법이다.

- 수학, 과학 교과 과정을 크게 침범하지 않는 범위이면서도 효율적으로 인문 교육을 할 수 있는 방법이다.

라. 성공적인 시행을 위한 전제 조건

- 프로그램과 교재에 대한 충분한 논의가 필요

- 교육과정 전반적 수정 필요

마. 문제점

- 이러한 프로그램 및 교재가 존재하더라도 현재와 같이 입시에 도움이 되지 않는다는 이유로 과학고 내에서 자체적으로 사용하지 않을 가능성을 배제할 수 없다.

3. 과학고 수의 감소

앞서 입시 제도와 관련하여 과학고의 외부적인 문제점을 지적한 바 있다. 그러나 본 연구에서는 입시 제도를 비판하지는 않겠다. 이러한 입시제도의 상황에서 어떠한 대책이 있을까를 생각해본 결과 과학고 수를 감소시켜야 한다는 결론을 내렸다.

현재 과학고 재학생은 대략 3300여명이다. 1년에 약 1000여명이 졸업을 하고 있지만 절반정도는 일반 대학에 진학하고 있다. 물론 이 학생들이 훌륭한 과학 인재로 길러져서 본디 목적에 부합하겠지만 일반 대학에서 그렇게 되기는 힘들다. 대학에서 수용할 수 있는 인원이 한정되어 있기 때문이다. 궁극적인 해결 방안은 일반대학에서 찾아야 하겠지만 당장 시급한 문제는 과학고 교육을 받은 학생들이 너무 많다는 것이다. 많은 인재들이 과학에 뛰어들어 과학을 발전시키는 것은 좋은 일이지만 제한된 조건에서 너무 많은 인원을 수용하려는 것은 오히려 입시 경쟁을 야기 시킨다. 따라서 과학고 졸업생을 충분히 수용할 수 있는 범위 내에서 과학고가 설립되어야 한다.

4. 대학과의 연계성 확대

우리는 과학고를 졸업한 후 연속적으로 영재 교육이 이루어지지 않는다는 점에 주목하여 과학고와 대학간의 연계성을 확대시켜야 한다고 생각했다. 현재 연계성이 전혀 없는 것은 아니나 아직 보편화되어 있지 않고 일부 학교만 해당되는 것이 현실이다. 우선 졸업 후 (특히 조기졸업) 대학과의 연계성 문제의 해결책으로는 AP제도의 확대를 이야기하고, 연속적인 연계성을 위하여 교내 활동에서도 가능한 활동을 이야기 하겠다.

(1) 졸업 후의 연계성 - AP제도 확대

가. AP제도의 개념

Advanced Placement 의 약자 1950년대에 미국에서 우수 고등학생에게 대학교과목을 고등학교나 대학에서 미리 이수할 수 있는 길을 모색하기위한 방안으로 제시 되었고 그 성과를 인정받아 지금은 전 세계의 80 여 개 국에서 실시되고 잇는 전문교고고정 제도를 말한다.

대학과목 선 이수 (Advanced Placement) 제도는 고교생이 대학 수준의 교육과정을 대학 입학 전에 미리 이수하고, 이를 일정한 절차를 거쳐 학점으로 인정할 수 있도록 하여 고교와 대학교 간의 학습의 연계성 및 수월성을 추구하는 프로그램을 말한다.

나. AP제도 현황

교육인적자원부는 2007학년도부터 대학과목 선 이수(AP) 제도를 도입할 수 있는 법적 근거를 마련할 것이라고 밝히고 고교-대학 연계에 의한 자율 추진을 원칙으로 하되, 입시과열 및 사교육비 증가 등을 감안, 대학입학 전형과 연계하지 않을 방침이며, 또한, 우수 학생들이 자신의 능력, 적성, 진로에 맞는 학습을 전진적으로 상향 학습할 수 있는 제도적 장치 마련이 필요하다는 판단 하에 AP 제도를 도입하게 되었다고 밝혔다.

다. 성공적인 정착을 위한 과제

① AP제도를 통해 이수한 교과목들에 대한 학점을 고등학교의 학점뿐 아니라 대학에 입학했을 때 해당 교과목 학점을 이수한 것으로 인정하기 위한 제도적 장치가 마련되어야 한다. 아울러 AP과목을 이수하지 않았더라도 그에 상응하는 학력을 갖춘 학생은 평가를 통해 학점을 취득할 수 있는 제도도 있어야 한다.

② College Board나 AT Center와 같은 기구에서 고등학교에서나 대학에서 실시한 AP과정에 대한 전반적인 관리가 필요하다. 교과과정에 대한 관리나 평가가 학교별로 차이가 있을 수 있기 때문이다.

③ AP제도를 전국적으로 확대해야 하며 수강 대상자에 대한 자격 부여 방안도 검토되어야 한다.

④ 대학에서 AP과정을 개설하는 경우 추가적인 교육 및 행정업무 및 시설투자를 부담시키게 되므로 이에 대한 이해와 적저한 보상에 대한 방안이 필요하다.

⑤ 국제 올림피아드를 비롯한 여러 경시대회에서 입상한 학생들이 적합한 교육프로그램이 마련되지 않아 결국 대학을 졸업할 때에는 하향평준화 양상이 나타난다. 이에 대한 대학의 커리큘럼의 개발이 필요하다.

라. AP 물리 교육 분석

근래 몇 년간 중·고등학교는 물론 대학교에서 물리교육이 차지하고 있는 위치는 점점 더 축소되어 가고 있다. 2002년부터 고교1학년에 적용되는 '7차 교육과정'이 현재안대로 진행된다면 인문·자연계 구분이 없어지며, 고교2·3학년의 경우 물리·화학·생물·지구과학 등의 과학 과목을 수강하지 않고도 고교 과정 이수가 가능하게 된다. 따라서 다른 과학과목에 비해 딱딱하고 어려운 학문으로 여겨지는 물리과목을 선택하는 학생 수는 더욱 감소할 것이 자명하다. 세계의 많은 나라 학생들의 과학 수준을 평가한 결과를 보면, 우리나라 학생들은 초등학교에서 상위학교로 진학하면서 점점 더 성취도가 떨어지고 있으며, 또한 흥미도도 최하위에 있다고 보고 되고 있다. 그 중에서 과학의 수행영역별 성취도를 비교하면, 단순 정보의 이해와 실험과정/도구사용 영역의 성취도는 높은 반면, 과학의 탐구영역의 성취도가 가장 낮았고 특히, 물리영역에 대한 성취도 분석 결과 다른 교과에 비해 가장 낮은 성취도를 보여주고 있다. 최근에는 심지어 이공계 대학에 진학하는 학생들이 고등학교에서 물리를 전혀 공부하지 않는 경우까지 발생하고 있어 상위 개념을 지도해야 할 대학교의 연계교육이 힘들어지고 있다. 그렇다면 모든 과학의 기초라 할 수 있는 물리교육에 있어서 다른 나라의 물리 영재 교육의 수준은 어느 정도일까? [부록 3-1]과 같은 미국의 AP (advanced placement)물리문제를 보면, 대학 물리 수준의 물리교육이 고등학교에서도 이루어지고 있음을 알 수 있다. 또한 국제 물리 올림피아드에서는 [부록 3-2]와 같은 회전체에서의 관성능률을 이용한 회전 운동에 관한 문제가 출제되고 있다. 이 문제는 우리나라대학의 물리전공과목인 역학 수준의 문제이다. 따라서 쉬운 물리문제들만 익숙한 우리나라의 과학영재들은 국제올림피아드와 같은 국제대회를 준비하기 위해서는 특별한 교육에 의존하지 않을 수 없게 된다.

보고서 뒤 부록에 첨부

보고서 뒤 부록에 첨부

a. AP 물리 구성 및 인증

AP 물리는 크게 B와 C의 두 가지 영역으로 이루어진다. AP 물리 B는 수학적으로는 어렵지 않은 넓은 범위의 내용을 대략적이며 넓게 포함하고 있으며, C는 보다 좁은 범위의 내용을 깊이 있게 다루고 있다. AP 물리 C는 역학과 전자기학으로 구성되며 미적분학 정도의 수학능력을 요구하는데, 두 과목 중 하나만 선택할 수도 있다. 표 1은 AP출제영역이며 표 2는 AP물리시험의 객관식 및 주관식 평가이다.

b. 미국 내 AP 확산도 및 성적 분포

"AP를 모든 학교와 많은 학생들에게 확산시키자"라는 운동을 하여 그 결과 AP 코스를 선택하는 학생들 수는 경이적으로 증가하고 있다. 사실, 미국의 교육부 장관은 2002년까지 미국 내 모든 학교 학생들에게 AP과정을 이용 가능하도록 하는 목표를 정했다. 참고로, 2000년 한 해 동안 미국 내 1만 3000여 개 중·고등학교에서 76만8000명이 경제학·라틴어·심리학·영문학·수학 등 33과목에서 AP를 이수했다. 여기에서 물리부분에 응시한 학생들의 성취도에 대한 분석은 아래 표 12와 같다.

<표 12. 물리 부분 학생들의 성취도>

	Examination Grade	Percentage Earning Grade
		Physics B	Physics C
			Mechanics	Electricity & Magnetism
Extremely Well Qualified	5	12.4	24.6	28.1
Well Qualified	4	16.9	23.8	24.7
Qualified	3	30.2	23.8	13.7
Possibly Qualified	2	16.6	14.7	18.6
No Recommendation	1	23.9	13.2	14.9
평균 점수		2.77	3.32	3.33
표준 편차		1.32	1.34	1.43
학생수		34,001	17,397	8,362
학교(School)수		3,127	2,067	1,262
대학교(College)수		1,352	902	587

c. 시사점

우리나라에서는 상위 50% 집단의 영역별 예상 평균점수가 100점 만점으로 할 때 60-70 점  정도 되도록 출제되고 있다. 미국의 인구와 우리나라의 인구를 단순 비교하여 계산해도 AP시험을 보는 학생들 중 약 3만 명은 상위 1% 정도라고 추정할 수 있다. 위 표의 분석에서 평균 점수가 약 3점(2.77∼3.33) 정도 된다고 하는 것은 문제의 정답률이 50%가 되지 않는다는 것을 말한다. 이것은 모든 학생이 의무적으로 보는 시험이 아니라 물리에 관심 있는 우수한 학생들이 스스로 원해서 보는 시험이라는 점에서 상당히 문제의 난이도가 높게 만든 것이라고 생각할 수 있다. 이는 Physics C의 성적이 Physics B보다 더 높은 것에서도 알 수 있다. 즉, 이것은 난이도가 B보다 C가 더 낮다는 것을 의미하는 것은 아니라 Physics C를 지원하는 학생들은 더 많은 준비를 하고 있음을 나타내고 있다. 이에 비하여 우리나라에서 현재의 대학교에 입학한 학생들의 물리 실력이 상당히 뒤떨어져 있다는 것은 많이 인식이 되어 있다. 현재 우리나라의 물리교육에서는 많은 학생들이 물리를 기피하고 있어 물리를 전공하려는 학생들조차도 고등학교 때 물리를 선택하지 않는 경우가 많다. 그리고 상당히 우수한 능력을 가지고 있는 학생들도 더 높은 수준의 물리를 학습하려는 동기부여가 전혀 되지 않기 때문에 물리 실력의 수준이 위의 분석에서 보듯이 외국의 수준보다 낮게 되어 버리는 현실이다. 더 우수하고 더 많은 학생에게 고급의 물리 교육이 필요하다.

(2) 교내 활동에서의 연계성 - R&E 활동

가. R&E 의 개념

Research and Education 의 약자로 2003학년도부터 서울특별시 교육청에서 과학고 교육과정 내실화 지원 사업이 수행되면서 대학의 실험실과 연계하여 학생을 교육시키고자 한 활동이다. 과학고 학생과 교수 한 명, 지도교사 한 명으로 팀을 짜고 연구신청서를 내면 그것으로 심사하고 그 중 연구할 만한 주제를 낸 팀을 뽑아 연구자금을 제공한 후 연구결과를 발표하면 그에 따라 등급을 주는 방식이다. 학생 3~4명이 한 조가 되어 대학 교수와 특정 주제를 놓고 연구를 하게 되며 KAISTㆍ 포스텍 등 협약 대학의 교수 지도로 활동을 하게 된다.

나. R&E의 목적

- 집중적이고 밀도 있는 연구를 체험하도록 하여 과학 연구 활동에 관심을 높이고 연구능력을 신장시켜 차후 스스로 연구하고 논문을 작성하는 능력을 갖추도록 한다.

- 연구 중심의 자기 주도적 학습으로 과학 영재의 과학적 탐구 능력과 창의적인 문제해결 능력 신장에 기여하고, 과학자로서의 연구태도와 품성 및 자질을 함양한다.

- 대학과의 연계성을 확대시킨다.

다. R&E의 현황

- 대부분의 학생들이 참여하고 있다. 2003년에는 62명, 2004년에는 93으로 늘었으며, 2005년에는 120명 이상으로 거의 모든 학생들이 참여하고 있다.

- 주제로는 ‘자극에 따른 인체의 생체광자 변화량 측정’, ‘방사선 측정기술의 양상과 그 이용에 관한 연구’, ‘음향홀로그램과 컴퓨터 그래픽을 이용한 음원의 진동분석’ 등 다양하다.

라. R&E의 효과

- 학생들이 연구과정에 직접 참여하여 논문을 작성한 결과임과 동시에 R&E를 수행한 사실 자체만으로도 해당 학생의 해당 분야에 대한 영재성과 능력을 인증하는 자료가 된다. 따라서 대통력 장학금을 선정 지원하는데 가산점 항목이 되고 있다.

- 학교에 다닐 때부터 대학과의 연계성을 가질 수 있기 때문에 졸업 후에도 계속적인 영재교육을 받을 수 있는 기회가 제공될 수 있다.

Ⅵ. 연구 결론 및 앞으로의 과제

1. 연구의 요약 및 결론

지금까지 과학 고등학교의 과학교육과 관련하여 다양한 측면을 조사 분석해보았다. 학생의 공부, 교사의 지도, 교육 환경 세 가지로 세분화 하여 연구하였으며 연구 내용은 다음과 같다.

• 과학고의 실태를 파악하기 위하여 다음을 조사하였다.

□ 과학고 학생의 학교생활, 과학고 학생의 수준(영재성), 과학고 학생의 사교육

□ 과학고의 교과과정, 과학고의 교과서, 과학고의 수업 방식

□ 과학고의 시설, 영재 열풍과 과학고, 과학고 학생들의 진로 관련 제도 분석

• 과학고의 문제점으로는 다음을 지적하였다.

□ 과학고 학생들의 사교육 문제

□ 과학고 인문 교육 부족 문제

□ 영재 열풍과 관련한 문제, 대학 입시에서의 문제, 대학과의 연계성 부족

• 문제점에 대한 대안으로는 다음을 제안하였다.

□ 과학고 신입생 선발 방법의 변화

□ 과학고생의 독서교육 및 인문교육 확대

□ 과학고 수의 감소, 대학과의 연계성 확대

과학 고등학교의 과학교육은 다른 계 고등학교에 비해 비교적 교육 목표에 맞게 잘 이루어지고 있다. 학습 성취도가 높은 학생들이 모여 있는 곳이고, 그에 걸맞은 실력 있는 교사가 있으며 질 높은 교육을 위한 교육 프로그램과 학교 시설들이 잘 갖추어져 있었다. 그래서 과학고 내부의 문제보다 외부적 환경의 요인들이 문제점으로 더 많이 지적되었다. 제도적인 문제, 사회적인 문제가 더 큰 문제점으로 나타났으며 우리가 분류해 놓은 학생의 공부, 교사의 지도 측면의 문제점 역시 제도, 사회적 문제로 귀결되었다. 본 연구가 과학 교육으로 집중되지 못하고 교육 전반적인 문제로 확대된 것도 그러한 이유에서다. 그러나 교육의 문제는 어떤 문제든 독립적일 수 없다. 더욱이 교육 환경의 문제는 학생과 교사에게 절대적으로 영향을 미치는 요소가 된다. 즉, 환경 측면의 문제가 결국 과학 교육의 문제와 직결되는 것이라 할 수 있다.

2. 앞으로 계속 연구되어야 할 과제

우리가 제시한 개선 방안은 실제 교육 현장에서 실효성을 거둘 수 있는가에 대한 논의는 계속 이루어져야 한다. 각 개선 방안마다 예상되는 문제점이 지적되었다. 따라서 그에 대한 내용은 아직 논의가 완전히 이루어진 것 아니므로 충분한 논의를 거쳐야 할 것이다.

또한 우리는 입시 제도에 대한 문제에 대한 해결책은 내놓지 않았고, 지금과 같은 입시제도 체제 하에서 우리가 지적한 문제점을 해결하기 위한 최선의 방안(과학고 수의 감소와 대학과의 연계성)을 제안했을 뿐이다. 그러나 근본적인 원인은 입시 제도에 있기 때문에 이에 대한 논의가 이루어져야 하고 개선 방안이 마련되어야 할 것이다.

마지막으로 외국 과학 고등학교와의 비교 조사가 잘 이루어지지 못했다. 더 많은 조사를 바탕으로 우리나라에 적용시킬만한 사례들이 있다면 어떻게 도입 될 수 있을 것인가에 대해서도 더 많은 논의가 이루어져야 할 것이다.

3. 연구의 의의

본 연구는 조사원들과 조사 대상 모두에게 큰 의의를 부여할 수 있다. 연구를 진행하면서 계속적으로 과학 교육에 대해 조사하고, 분석하면서 우리나라 교육을 되짚어볼 수 있는 좋은 기회가 될 수 있었다. 교육에 대해 항상 고민해야 하는 사범대 학생으로서 큰 도움이 되었을 것으로 생각된다. 또한 우리가 제안한 방안은 비교적 실현 가능성이 높은 것으로 판단된다. 더욱 많은 논의를 거쳐 수정, 보완을 한다면 지금보다 더욱 효율적인 과학고의 과학 교육을 이룰 수 있는 방안을 마련할 수 있을 것이다.

※ 참고 문헌 및 전산자료※

배희병. 이것이 과학고다, 미다스북스

김차동. 과학기술부 과학기술인력과장)나라 경제 2001년 11월호.

emars 편집부. 교육혁신의 심볼, 한국과학영재학교

교육부. 고급물리 교과서 6차, 7차

방형찬. 물리2 교과서, (주)천재교육

조석희. 국가 영재교육체계 정립에 관한 연구

조석희. 영재교육진흥 종합 계획 수립 방안

이성묵. 물리 영재 교육의 수준. 물리학과 첨단 기술. 2002년 3월  제11권 3호

김하석. AP제도의 도입과 대학입시

매일경제. AP제도

영재교육뉴스.2005.10.10

함께하는 교육 시민의 모임. 2005.10.13

연합뉴스. 2005.10.11

조선일보. 2005.7.27. 수월 교육에 관한 사설

YTN뉴스 2005.10.06. AP제 전면 도입. 대입연계논란

교육인적자원부. 교육과정 정책과. 2005.10.06. 보도자료

서울 과학 고등학교 홈페이지

한성 과학 고등학교 홈페이지

경기 과학 고등학교 홈페이지

www.naver.com

http://blog.naver.com/leechangyol?Redirect=Log&logNo

http://blog.naver.com/skysong8?Redirect=Log&logNo=140004854564

http://www.book1472.com/gifted/news/news30.htm=60024180796

*부록*

1. 교육과정 편성표

구분	과 목		학기별 단위 수
			10학년			11학년				12학년				계
			1	2		1			2	1			2
국민 공통 기본 교과	도덕		1	1										2
	국어		4	4										8
	사회		3	3										6
	국사					2			2					4
	수학		4	4										8
	과학	물리2	3	3										6
	기술․가정	정보사회와 컴퓨터	3	3										6
	체육		1	1		1			1					4
	음악					1			1					2
	미술		1	1										2
	영어		4	4										8
	소 계		24	24		4			4					56
보통 교과	일반선택	독, 불, 일, 서 , 중, 러, 아 중 택 1				2			2					4
		체육과 건강								2			2	4
	심화선택	문학, 독서 중 택 1				4			4					8
		작문, 문법 중 택1								4			4	8
		경제, 세계사, 한국근현대사, 지리 중 택 1								2			2	4
		수학1				3			3					6
		미분과 적분, 확률과 통계 중 택 1								3			3	6
		영어1				4								4
		영어2								4			4	8
	소계 (일반 + 심화)					13			9	15			15	52
전문 교과	수학2					4			4					8
	이산수학, 실용수학 중 택1		2	2										4
	고급수학									4			4	8
	화학실험					3			3					6
	생물2					3			3					6
	지구과학2					3			3					6
	물리실험					3			3					6
	생물실험		3	3										6
	고급물리									3			3	6
	고급화학									3			3	6
	고급생물									3			3	6
	고급지구과학									3			3	6
	컴퓨터과학1					2			2					4
	컴퓨터과학2									1			1	2
	과학사									1			1	2
	원서강독								4					4
	과제연구1, 워크숍 중 택1		1	1										2
	과제연구2, 워크숍 중 택1						1	1						2
	소계		6		6		19	23			18	18		90
재량 활동	교과재량	화학2	3		3									6
		지구과학실험	2		2									4
	창의적 재량	자연탐사	1		1									2
	소계		6		6									12
특별활동			2		2		2	2			2	2		12
이수단위총계			38		38		38	38			35	35		222
이수과목수			14		14		14	14			12	12		80

2. 과학고 시설 및 수업 사진

3. 인터뷰 내용

□ Interviewer  : 권주영, 안영석

□ Interviewee : 한성과학고  박종찬 선생님

서울대 물리교육과 졸업

현재 서울대 물리교육과 대학원 재학 중

일반 중학교 교사를 거쳐 과학고 교사로 재직 중

과학고 교사 8년 째

□ 인터뷰  일시 : 5월

□ 인터뷰  장소 : 서울대학교 대학원 기숙사

Q. 학생들의 수준이 어느 정도인가.

A. 대부분의 학생들이 중학교에서 상위 3%였던 학생들이다.

Q. 고등학교 과정을 다 마치고 오는가?

A. 그렇지 않은 학생도 있지만 그런 학생들이 많다.

Q. 지방에서도 올 수 있나.

A. 아니다. 서울과학고와 한성과학고는 서울에 있는 학생들만 지원할 수 있다. 부산 영재학교는 전국에서 지원할 수 있고, 각 시도 별로 있는 과학고는 그 지역 학생들만 지원할 수 있다.

Q. 그렇다면 그 학생들이 굳이 전원 기숙사 생활을 할 필요가 있는가.

A. 일단 등하교 시간을 줄일 수 있어 그 시간에 공부를 할 수 있다. 또 저녁 시간을 이용한 지도도 많다. 그 학생들이 정규 수업을 마치고 저녁 때, 예를 들어 올림피아드 준비라든지 그러한 공부를 많이 한다. 그리고 그것은 선생님들이 지도를 하게 된다.

Q. 학생들은 얼마나 공부를 할까.

A. 그곳에는 티비도 없고, 게임도 없다. 아침 6시 20분에 기상을 하게 되는데 깨어있는 동안에 계속 공부를 한다고 생각하면 될 것 같다. 몇 몇 아이들은 자신들의 노트북을 이용해서 게임을 하지만 그런 아이들은 소수이다. 또 요즘에는 대부분이 조기졸업을 하는데 조기졸업은 3년 과정을 거의 1년 반에 끝내는 것이다. 그렇기 때문에 학생들은 그 1년 반 동안 정말 죽었다고 생각하고 공부를 열심히 한다.

Q. 사교육도 받나.

A. 받는다. 이러한 빡빡한 생활에도 불구하고 일요일 날 집에 가자마자 쉴 틈 없이 학원을 다닌다거나 과외를 받는다거나 하는 사교육을 받는 학생들이 많다고 들었다.

Q. 그러면 아이들이 스트레스를 많이 받지 않을까.

A. 그걸 즐기는 것 같다. 일단 과학을 좋아하는 아이들이 모였고, 또 학생들의 정확한 마음은 모르겠지만 아이들은 2년만 조금 고생하면 된다는 생각을 갖고 있는 것 같다. 그리고 흔히들 얘기하듯 과학고에 오면 아무리 못해도 연대는 갈 수 있기 때문에 잘 버티기만 하면 연대까지는 갈 수 있다는 생각을 하며 참는 것 같다. 그런데 아이들은 연대를 가지 않고 재수를 한다.

Q. 의대 진학률은 어떤가.

A. 그렇게 많지 않다. 그런데 바로 진학하는 아이들은 3-4명 정도이고, 자퇴를 하거나 재수를 하면 의대 쪽으로 많이 간다고 한다.

Q. 카이스트로 가는 학생은 어느 정도인가.

A. 카이스트로 가는 학생들은 과학고 학생들의 반 정도이다.

Q. 과학고의 설립 취지는 무엇인가. 기초 과학 연구라는 목적에 잘 부합하고 있는가.

A. 설립 취지는 과학 영재 교육이다.  대부분의 학생들이 기초 과학을 하려고 한다. 아까 말했듯이 의대 가는 학생들이 그렇게 많지 않다. 의대를 가게 되면 과학고에서 받은 장학금을 반납해야 되는 제도도 있다. 그럼에도 불구하고 의대를 가는 학생은 극소수고 대부분의 학생들은 과학을 좋아해서 왔기 때문에 카이스트, 포항공대, 서울대로 진학해서 그쪽 분야로 진로를 택한다.

Q. 과학고 학생들은 상당히 열정적이다. 일반고 학생들은 그렇지 않은데 그 차이가 무엇이라고

생각하는가.

A. 관심의 차이다. 학교에 들어와서 배우는 과목이 주로 과학 과목이다. 실험도 많이 하고, 지금의 물탐처럼 과제 연구도 한다.  실험 기자재들도 상당히 좋고, 기숙사 생활을 하기 때문에 그러한 것들을 허락을 맡기만 하면 마음대로 쓸 수도 있다. 그런 환경, 시설 속에서 관심이 있는 학생들은 얼마든지 그것에 많은 시간을 투자할 수 있다.

Q. 빡빡한 과학고의 공부를 어려워하는 학생들도 있지 않는가.

A. 있다. 그런 경우 많지는 않지만 다른 곳으로 전학을 가기도 한다.

Q. 자퇴 (전학) 하는 학생들은 많은가.

A. 예전에 비하면 많이 줄었다. 왜냐하면 과학고의 불이익을 이제 거의 다 알고 들어오고, 특별전형(특기자 전형)이 많이 생겼기 때문에 150명 정원 중 100명 까지는 카이스트를 갈 수 있다. 상위권은 서울대를 가고, 2/3선 까지는 카이스트를 가기 때문에 웬만하면 그 속에서 열심히 하려고 한다. 내신의 불이익이 지금까지 있는 것은 사실이다. 하지만 어느 정도 그것을 감수한다.

Q. 동아리는 많은지.

A. 많다. 과학 쪽 동아리가 많고, 취미 동아리도 많다. 공식 동아리는 의무적으로 가입하도록 되어 있고, 비공식 동아리는 선택 사항이다. 동아리 활동은 CA 시간에 선생님의 지도 없이 선,후배 끼리 완전 자율로 하도록 되어 있다. 2학기 기말고사가 끝난 후 12월 20일 쯤 방학하기 전에 축제를 하게 되는데 그 축제는 동아리만의 축제이다. 평소에는 그렇게 활발하다고 볼 수는 없는데 시험이 중요하기 때문이다.

Q. 인문교육이 부족하지는 않은지.

A. 부족한 건 사실이지만 어쩔 수 없다고 생각한다.

Q. 그러한 사실에 대해 문제점이 있다고 생각하지는 않는지.

A. 과학고 학생들은 국어를 잘 못한다. 구체적인 예는 생각나지 않지만 과학적 용어를 제외하고는 인문 쪽 단어의 뜻을 잘 모른다. 그런데 한 쪽을 잘 하면 한 쪽이 떨어지는 것은 어찌 보면 당연한 것 같다.Q. 실험 수업은 어떻게 되는지.

A. 1학년에 물, 화, 생, 지 3시간 씩 12시간을 배운다. 그 중 각 과목마다 2시간 이론, 1시간 실험, 2학년 때는 반대로 1시간 이론, 2시간 실험이다. 3학년은 없거나 (조기졸업 때문) 입시 준비를 한다. 2학년 1학기 까지 모든 교과과정이 거의 다 끝나고, 2학년 2학기부터 입시 공부를 하게 된다.

Q. 중학교 과정만 하고 온 아이들과 더 공부를 하고 온 아이들 사이의 격차가 있지 않은가. 그런 경우 어떻게 해결을 하는가.

A. 그런 측면에서 어려움이 많다. 그러나 과학고에 진작부터 올 생각이 있었던 아이들은 고등학교 과정을 다 공부하고 들어온다.

Q. 교과 과정은 어떤가.

A. 1학년 때부터 대학물리학 (일반 물리학)을 배운다. 2학년 1학기 까지 대학교 일반물리를 다 끝낸다.

Q. 교과서를 직접 제작하기도 하는가.

A. 그런 선생님들도 많이 있다.

Q. 시험 문제는 얼마나 어려운가. 성적은 잘 나오는지.

A. 내신으로 등수를 매겨야 하기 때문에 어렵게 낼 수밖에 없다. 그래서 학생들은 만점은 받지 못하고 보통 평균이 80-85점 정도이다.

Q. AP제도에 관련된 것이 있는가.

A. 비슷한 게 있다. 서울대는 인정하지 않고 있지만 카이스트와 고려대는 인정을 하고 있다. 2학년 학생들 가운데 카이스트를 지원하려는 학생들은 대학 수업(강사 초빙)을 듣고 그것이 학점으로 인정된다.

Q. 마지막으로 문제점이라고 생각하는 부분은 무엇인지.

A. 수업을 대학 물리학을 가지고 하게 되는데 이는 정상적으로 중학교 과정을 마치고 오는 학생들이 과학고에 와서 잘 할 수 있도록 하는 것이 아니라 선행 학습을 많이 한 학생일수록 더 잘하게 되는 구조이다. 그래서 성실하고 열심히 하는 학생들이 피해를 보는 경우도 있다. 그것이 안타깝다.

그리고 또 문제라고 생각하는 것이 조기졸업이다. 조기졸업을 장점이라 생각하는 사람도 많지만 현실을 보면 조기졸업 한 학생들이 대학에 가서 더 높은 수준의 공부를 하고  빨리 연구하는 쪽으로 가야 하는데 그렇지 못하다. 단계적으로 공부가 계속 되어야 하는데 과학고와 대학 간의 연계가 부족하기 때문에 그러한 것들이 과학고에서 끊어지게 된다. 그리고 조기 졸업을 위해 학생들은 1년 반 동안 힘들게 공부하는데 또 그렇기 때문에 대학에 가게 되면 해방감으로 인해 놀게 된다.

Q. R&E (Research and Education)

A. 학생들이 대학교 교수님들과 연계가 되어서 대학교 연구실, 실험실에서 대학원생들의 연구에 참여하는 것이다. 나름대로의 탐구와 연구를 해서 제출하는 것이다. 선택사항이지만 거의 모든 아이들이 원하고, 하고 있다.

기타 : 과학고 입시제도가 정말로 뛰어난 아이들을 잘 뽑는 입시제도는 아닌 것 같다. 왜냐하면 지필고사 금지 조항이 있으므로 일단 내신이 뛰어난 학생들을 뽑는데 중학교를 보면 각 학교별로 차이가 많이 있다. 그리고 구술시험을 또 보는데 뛰어난 학생들이라고 잘 보는 것 같지는 않다. 게다가 추가 질문 금지 조항(사교육 조장의 위험성 때문에)이 있기 때문에 정확한 판단이 안 된다.

또 안타까운 것이 최 상위 학생들은 외국으로 나간다는 것.

최 상위 층은 외국으로, 그 다음은 서울대, 카이스트 순서다.

4. AP물리 문제

<부록 4-1> AP물리 문제 예시

1. The diagram below is a view from above of three hockey pucks on a frictionless horizontal surface. The pucks with masses m and 2m are connected by a massless rigid of length L and are initially at rest. The puck of mass 3m is moving with velocity v directly toward puck m. When puck 3m strikes puck m, the collision is perfectly inelastic.

(a) Immediatly after the collision,

(i) where is the center of mass of the systems

(ii) what is the speed of the center of mass? (Write your answer in terms of v)

(iii) what is the angular speed of the system? (Write your answer in terms of v and L)

(b) What fraction of the system's initial kinetic energy is lost as a result of the collision?

☞ 이 문제를 풀기 위해서는 완전 비탄성 충돌, 질량중심, 선운동량 보존법칙, 각운동량, 각운동량 보존법칙, 회전관성, 회전운동에너지, 운동에너지, 운동에너지 보존 등에 대한 개념을 알고 있어야 하는데, 우리나라에서는 일부 내용에 대해서는 고등학교 교육과정에 그 내용이 포함되어 있지 않고 대학교 일반물리 수준에서 언급하고 있는 내용이다.

In the circuit shown below, the capacitor is uncharged and there is no current in any circuit element.

In each of the following, k is a number greater than 1; write each of your answers in terms of ε, r, R, C, k, and fundamental constants.

(a) At t=0, the switch S is moved to position 1.

(i) At what time t is the current through R equal to 1/k of its initial value?

(ii) At what time t is the charge on the capacitor equal to 1/k of its maximum value?

(iii) At what time t is the energy stored in the capacitor equal to 1/k of its maximum value?

(b) After the switch has been at position 1 for a very long time, it is then moved to position 2. Let this redefine t=0 for purposes of the following questions.

(i) How long will it take for the current through R to equal 1/k of its initial value?

(ii) At what time t is the charge on the capacitor equal to 1/k of its initial value?

☞ 이 문제를 풀기 위해서는 키르히호프의 법칙, R-L회로, 1차 미분방정식 풀기, 전류, 축전기에 축적되는 전하량, 축전기에 축적되는 전기에너지 등에 대한 개념을 알고 있어야 한다. 현재 우리나라의 고등학교의 교육과정에서 다루지 않는 것이고 문제의 수준은 대략 우리나라의 일반물리 수준으로 생각할 수 있다.

<부록 4-2> 29회 국제물리올림피아드 (1998년 아이슬란드) 문제 예시

문제 1: 육각면체 프리즘의 구름

그림 1.1(보통의 연필 모양)과 같이 길고 단단한 속이 꽉 찬 육각면체의 프리즘이 있다. 프리즘의 질량은 M이고, 밀도는 균일하다. 육각면체 단면의 각 변의 길이는 a이다. 육각면체 프리즘의 중심축에 대한 회전 관성 I는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

I=(5/12) M a2 (1.1)

또, 프리즘의 모서리에 대한 관성 모멘트 I는 다음과 같다.

I=(17/12)Ma2 (1.2)

a) (3.5 points) (3.5점) 프리즘이 수평면에 대해서 θ만큼 기울어진 비탈면 위에 그림 1.2와 같이 정지해 있다. 프리즘의 면은 약간 오목해서 그 모서리만 비탈면에 닿는다고 하고 오목한 모양은 회전 관성에는 영향을 미치지 않는다고 가정하자. 프리즘이 비탈면 위에서 정지 상태로부터 구르기 시작해서 비탈면을 굴러 내려온다. 마찰력 때문에 프리즘은 미끄러지지 않고 구르게 되며, 프리즘은 비탈면에서 뜨거나 떨어지지 않는다고 가정하자. 한 모서리가 비탈면에 충돌하기 직전의 각속도는 wi이고, 비탈면과 충돌 직후의 각속도는 wf이다. 모서리가 비탈면과 닿은 직후의 각속도 wf와 wi의 관계가 아래와 같이 됨을 보이시오.

wf=swi (1.3)

또, 그 계수 s의 값을 답안지의 네모 속에 쓰시오.

b) (1 point) (1점) 프리즘의 모서리가 비탈면에 닿기 직전과 닿은 직후의 프리즘의 운동 에너지를 각각 Ki와 Kf라 할 때, 이들의 관계가 아래와 같음을 보이고, 그 계수 r의 값을 답안지의 네모 속에 쓰시오.

Kf=rKi (1.4)

c) (1.5 points) (1.5점) 프리즘이 계속 구르기 위해서는 Ki가 반드시 다음과 같은 값을 갖는 최소값 Ki,min 이상이 되어야 한다.

Ki,min=δMga (1.5)

여기에서 g=9.81 m/s2는 중력가속도이다.

계수 δ를 경사각 θ와 계수 r의 함수로 나타내시오. 답안지의 네모 속에 δ의 값을 쓰되, 수치로 쓰지 말고 계수 r를 포함하는 식으로 쓰시오.

d) (2 points) (2점) 만일 (c)의 조건이 만족된다면, 프리즘은 비탈면을 계속 굴러 내리고 결국 운동에너지 Ki는 일정한 값 Ki,0에 수렴한다.

이 극한 값이 존재한다면, Ki,0가 다음과 같이 나타낼 수 있음을 증명하시오.

Ki,0=κMga (1.6)

또, 계수 κ를 해답란에 θ와 r의 함수로 나타내시오.

e) (2 points) (2점) 불규칙 구름운동이 일단 시작하면 영원히 계속될 수 있는 비탈면의 최소 경사각 θ0를 계산하여 해답란에 값을 쓰시오.