과학에 관련된 태도

 태도란 사람, 사물, 주제, 사상 등에 대한 지적 또는 감성적인 성향이다. 학생의 태도는 지적인 활동을 수행하려는 준비와 관련이 깊다는 점에서 매우 중요하다. 과학에 관련된 태도는 학생들이 과학을 수행하고 학습하는 원동력이라고 할 수 있다. 과학에 관련된 태도에는 과학적 태도와 과학에 대한 태도가 포함된다. 이 중 과학에 대한 태도는 과학에 대한 흥미나 선호도를 의미한다. 학생의 태도가 과학에 긍정적이면 과학적 현상, 활동들을 긍정적으로 지각하게 되므로 그렇지 않은 학생들보다 과학 현상 및 활동과 더 활발하게 상호작용할 가능성이 높다. 학생의 태도가 과학에 긍정적일수록 과학에 더 개방적이고, 문제에 당면했을 때는 상황을 긍정적으로 해석하고 이를 적극적으로 해결하려고 한다.

 한편, 과학적 태도는 과학을 올바르게 수행하는 데 필요하거나 그와 관련된 태도를 의미한다. 과학적 태도는 여러 과학 교육학자들이 다양하게 제시하는데, 그 중 헤이니, 커즐라우와 네이 등은 과학적인 사람이란 호기심, 합리성, 판단의 보류, 개방성, 비판 정신, 객관성, 정식, 겸손과 같은 과학적 태도를 가진 사람을 의미한다고 했다. 이 외에도 과학적 태도는 여러 학자가 제안하고 강조했으며 이를 몇가지로 구분해 살펴보면 다음과 같다.

 

호기심. 과학자들의 활동은 자연 세계를 알고 이해하려고 하는 호기심에서 시작된다. 자연 현상에 스스로 의문을 품고 질문에 답하려는 자세는 과학의 발달에서 매우 중요하며 탐구의 원동력이 된다. 긍정적인 학습 환경에서 학생에게 알고자 하는 의욕을 적절하게 북돋아 준다면 학생은 항상 호기심을 가지고 끊임없이 지식을 추구하며 항상 탐구하는 지각 있는 학습자가 될 수 있다. 호기심은 상황에 따라 교실 안에서 길러질 수도 있고 꺾일 수도 있다. 학생이 제기한 문제나 의문에 직접적으로 해답을 주기보다는 스스로 해결하게 해야 호기심이 더 잘 자극될 수 있다. 흥미진진한 역동적 분위기, 게시판, 풍부한 상상력 등은 호기심을 형성하는 기초적인 단계가 된다. 그뿐만 아니라 교사는 학생에게 지속적으로 탐구할 수 있는 활동을 제공하고 격려해 주어야 하며, 과학 수업을 성공적으로 하려면 수업 전에 풍부한 호기심을 갖게 하는 것이 매우 중요하다.

 

합리성. 과학에서는 관찰된 현상을 무리하게 설명하는 초자연적 설명보다 결론과 주장을 지지하는 논리적 증거를 중시한다. 이는 합리적 논증 과정에서 검증된 사실을 중시한다는 의미이다. 과학은 초자연적 설명이 아니라 자연적 설명을 추구하며, 미신적인 설명에 좌우되어서는 안된다.

 

객관성. 과학적 탐구 과정을 수행할 때에는 개인적인 감정에 좌우되어서는 안 되며, 자료를 수집하고 해석해 결론을 내리는 과정에서 다른 사람의 비논리적인 판단에 간섭을 받아서도 안 된다. 학생이 자료 수집, 자료 해석, 추리하는 탐구 과정은 개인에 따라 다양하다. 이를 바탕으로 교사는 편견에 구애받지 않는 연구가 중요함을 강조하고, 학생은 자신의 객관성을 살려 유혹을 극복할 수 있는 기회를 경험해야 한다.

 

판단유보. 불충분한 증거에 근거한 일반화는 경계해야 하며, 이에 대해 적절한 이의를 제기할 수 있어야 한다. 가설은 일시적이고 잠정적인 것이며, 지식은 끊임없이 수정되는 것이기에 반드시 충분한 증거로 판단해야 한다. 따라서 더 많은 자료와 증거가 수집될 때까지 판단을 유보해야 탐구의 성공 가능성을 높일 수 있다. 또한 모호성을 수용해 수집된 자료와 모순되지 않을 때까지 대안적 관점을 존중해야 한다.

 

비판적인 마음. 비판적인 마음은 다른 사람이 진술한 내용의 증거를 요구하도록 한다. 이는 학생이 단순히 결과적인 지식을 습득하려는 것이 아닌 근원과 신뢰도를 밝히고자 하는 과정이다. 학생은 특정 지식이나 정보를 비판적으로 사고하고 판단할 수 있어야 하며, 교사도 학생이 비판적인 태도를 갖도록 지도해야 한다.

 

개방성. 과학자들은 흔히 자연 세계에는 항상 어느정도의 불확실성이 있다고 받아들인다. 한때 진리라고 간주되었던 뉴턴의 운동 법칙조차 아인슈타인의 상대성 이론에서 예외적인 부분이 제기되었다. 이를 바탕으로 과학자들도 증거에 비추어 볼 때 어떤 사물이나 사상을 다르게 설명해야 한다면 기꺼이 자신의 이론이나 설명을 변경해야 한다. 학생들도 새롭게 밝혀진 근거에 따라 자신의 주상을 변경해야 하며, 교사는 학생이 가설을 설정하고, 이를 검증할 수 있는 과정을 스스로 고안하고 경험하도록 해야 한다. 과학의 개방성에 비추어 볼 때 훌륭한 가설은 과학에 새로운 근거를 제공해 준다.

 

정직성. 과학자들은 자신들의 연구 결과를 공식적으로 발표하고 다른 사람들은 이러한 발표물에 기초해 실험을 재현할 수 있으며, 이를 토대로 관련된 다른 연구를 수행하기도 한다. 그런데 자신의 관찰 결과나 실험 결과를 왜곡해서 보고한다면 이것은 도덕적인 차원의 문제인 것은 물론 과학 연구 전체에 매우 부정적인 결과를 초래하게 된다. 황우석 박사 사건을 대표적인 예로 들 수 있다.

 학생들도 과학을 수행할 때 진실을 추구하고 존중해야 한다. 학생들이 관찰한 것을 진실되고 양심적으로 보고할 수 있어야 한다. 어떤 목적을 위해서도 자료나 결과를 속이거나 왜곡해서는 안 된다. 학생들은 자신의 생각이 옳든지 그르든지 간에 자신의 자료와 생각을 정직하게 표현할 수 있어야 한다.

 

겸손과 회의. 진정한 과학자는 다른 이론의 주장에 타당성이 있으면 겸손하게 받아들인다. 아무리 권위있는 사람의 이론이라고 하더라도 납득하기 어려운 점이 있으면 일단 회의를 품고 판단해야 한다. 과학자가 권위적이면 그것은 반과학적이라고 할 수 있다. 만약 갈릴레이가 두 배 무거운 물체는 가벼운 것보다 두 배 딸리 떨어진다는 아리스토텔레스의 이론에 이의를 제기하지 않았다면 과학의 발전은 어떻게 되었을지 생각조차 할 수 없다.

 

증거의 존중. 과학적 사고가 다른 사고와는 다른 대표적 특징은 증거에 기초해 사고한다는 것이다. 이는 과학이 다른 학문에 비해 권위를 부정하고, 주관적인 판단이나 감정에 덜 의존한다는 것과 관련이 있다. 과학적으로 사고한다는 것은 증거를 존중하고 증거에 기초해 사고함을 의미한다. 따라서 학생들이 과학을 수행할 때 과학적 설명이나 주장을 뒷받침할 수 있는 증거 자료들을 찾고 모으는 자세를 지니며, 논의나 결론 도출의 과정에서도 증거에 기반한 사고를 갖는 것은 매우 중요하다.

 

협동심. 오늘날 과학자들은 개인적으로 연구하기보다는 여러 명이 함께 연구하는 것이 일반적이다. 세계적으로 저명한 과학 잡지를 보더라도 한 사람의 과학자가 연구를 수행한 단독연구는 거의 찾아보기 어려우며 여러 명, 심지어 한 연구에 100여 명이 넘는 과학자가 공동 연구를 수행해 그 결과를 발표하는 것을 쉽게 볼 수 있다. 따라서 과학 활동에서 과학자들 사이의 협동은 매우 중요하다. 또한 서로 협동해 연구를 수행하면 연구 결과의 양이나 질 측면에서 각자가 개별적으로 연구한 결과를 단순히 합한 것 이상의 상승효과도 거둘 수 있다. 과학적 탐구는 사람이 하는 활동이다. 오늘날에는 국가 간의 경계선조차도 중요하지 않을 만큼 다양한 사람과의 협동으로 연구가 이루어지기 때문에 다른 사람과 협동하지 못하는 사람은 이런 과학적 집단에서 소회될 수밖에 없다. 학교에서 하는 과학 수업도 마찬가지다. 학교 과학 수업은 소집단 학습의 형태로 이루어지는 경우가 많으며, 이때 학생들 사이에 협동하려는 자세는 기본적이고 중요한 태도다.

 

실패의 긍정적 수용. 실패는 미지의 것을 탐구할 때 발생하는 자연스러운 과정이다. 과학자들은 실패를 긍정적으로 수용하고, 좌절은 일시적인 것에 불과하다고 여겨야 한다. 에디슨이 전구를 성공적으로 발명하기까지 천여번의 실패를 겪은 것은 유명한 이야기이다. 실패는 종착점이 아니라 새로운 출발점이 되기도 한다. 역사적으로 보더라도 실패로 나온 성공사례가 수없이 많다. 포스트잇 역시 마찬가지이다. 학생들이 학교 과학에서도 탐구의 과정이 미지의 것을 알고자 시도하는 도전을 수반하며, 탐구과정에서 종종 실수나 실패가 따를 수 있음을 알아야 한다. 학생들이 직접 해 보는 탐구에서 발생하는 이러한 실수와 오류를 교사가 어떻게 다루느냐에 따라 과학 교수의 효과가 달라질 수 있다. 교사는 틀린 아이디어나 실패한 실험 계획이라고 하더라도 학생들이 도전해 보고 추가적인 탐구를 하여 문제를 해결하도록 함으로써 학생들의 탐구 능력을 함양할 수 있다.