과학의 본성을 구성하는 요소

 과학은 보는 사람의 관점에 따라 다르게 정의되는 포괄적인 인간 활동이다. 또한 과학은 자연에서 풍부한 실험과 관찰의 결과로 밝혀진 개념과 개념 체계이며, 정적인 산물과 동적인 과정으로 이루어졌다. 이러한 관점들은 모두 과학을 부분적으로 정의한 것이다. 따라서 과학의 본성을 포괄적으로 이해하려면 이러한 관점을 한데 모아서 살펴봐야 한다.

 과학 교육은 학생들에게 과학을 가르치는 것으로 과학 교육을 위해서는 과학과 학생에 대한 이해가 필수적이다. 특히 과학의 본성을 잘 이해하는 것은 과학 교육의 중요한 목적 중 하나이며 우선적으로 과학의 일반적 특성을 알아야 한다. 또한 과학을 구성하는 여러 요소를 이해하고 과학의 진보를 다양한 철학적 관점들로 이해해야 한다.

 지금까지 인류는 자연 세계에서 관찰된 현상을 잘 설명하고 기술하는 과학의 주된 목적을 위해 노력해왔다. 이러한 노력으로 밝혀진 과학의 개념, 이론, 법칙 등은 모두 검증되고 합리적이라고 하지만, 이 역시도 잠정적일 뿐이다. 또한 이러한 개념, 이론, 법칙들은 체계적인 관찰, 견고한 추론, 과학적 방법의 건전한 적용에 기초하므로 보편적으로 적용될 수 있는 특징이 있다. 이처럼 과학은 다음과 같은 일반적 특성이 있다.

• 일반화: 과학은 다양한 사실을 관찰해 자연의 질서를 찾는다.
• 경험 중시: 과학은 직접 관찰할 수 있거나 경험할 수 있는 측면을 추구한다.
• 분석 및 해석: 과학은 관찰 사실에 기초해 숨겨진 의미를 찾고, 규칙을 밝힘으로써 관찰 내용을 일관되게 설명한다.
• 잠정성: 과학은 자연 현상을 설명하고 이해하는 데 도움이 되는 개념적 모형을 제공하지만, 현재의 모델은 잠정적인 것으로 절대적인 진리를 의미하지는 않는다.
• 모형화: 과학은 실세계에 대한 모형을 구성하는 과정으로, 모형은 실제의 상세한 부분이 생략되어 있지만, 가장 중요한 부분을 포착하는 표상이다.
• 간학문성: 과학은 다양한 과학 영역들의 통합뿐만 아니라, 다른 학문들과의 의존적인 관계에 뿌리 깊게 관련되어 있다.

 흥미와 호기심이 선행된 학생들의 자연 탐구 활동은 스스로의 탐구 동기를 촉발하고, 신기한 현상을 설명할 수 있는 초석을 마련하게 된다. 따라서 과학이란 무엇인가를 고려해 학생들에게 무엇을 어떻게 가르칠 것인가를 결정할 때, 과학을 실질적으로 구성하는 다음 세가지 요소를 반드시 염두에 두어야 한다. 그렇지 않을 경우, 과학 수업에서 과학의 본성에대한 학습자의 개념과 인식이 왜곡되기 쉽다. 즉, 학생들에게 과학이 유익하고 생산적인 경험이 되도록 하려면 학생들의 태도를 개발하고 사고와 감각 운동적 기능 및 자연적 상황에서 경험으로 얻은 지식을 개발해야 한다. 이때 과학의 세 가지 구성 요소가 모두 필요하다.

• 태도: 과학은 많은 호기심과 긍정적 태도를 개발하도록 고무한다.
• 기능: 과학은 인간이 자신의 호기심으로 새로운 조사나 이해 방법을 구성하도록 자극한다.
• 지식: 과학은 인간이 지금까지 학습한 것, 즉 실제적인 학습과 일상생활을 위한 지식, 인간 스스로 구성한 의미로 이루어져 있다.

 현대 과학 교육의 목표는 과학의 특성을 이해하는 것을 포함한다. 과학적 소양을 갖추려면 과학의 내용뿐 아니라, 과학의 역사와 탐구 과정을 이해해야 한다. 과학 철학은 수많은 논쟁 과정에서 진보했고, 이론적으로 발전할 수 있었다. 즉, 귀납주의, 반증주의, 상대주의, 반과학론 등으로 이어지는 과학 철학의 진보로 인류는 다양한 방식으로 자연을 기술하고 설명했다.