“우리 연구실의 항공기 시뮬레이션 과정을 이야기해 주니 정말 좋아하더군요. 비행기 표면의 구조적 특성을 컴퓨터로 표현하고, 그것의 유체역학적 저항을 슈퍼컴퓨터로 모의 실험하는 것입니다.” “그 속에 있는 수학과 물리학 그리고 시뮬레이션 원리를 설명해주면 더욱 좋겠군요. 그러면 수학이나 물리가 실제 어떻게 이용되는지 알게 되어 흥미도 일어나고 왜 공부해야 하는지 알 것 같습니다.” “그것 참 좋은 생각입니다. 비행기의 공기 저항을 표현하는 유체역학은 고체와 공기가 만나서 생기는 물리적 특성입니다. 이것을 컴퓨터로 표현하는 것이 수학의 삼각함수와 미분적분입니다.”

최근 어느 고등학교 특강을 다녀온 교수와 나눈 대화다. 나도 중고등학교에 과학 특강을 다녀봤지만, 내가 연구하고 있는 내용을 소개하는 정도였다. 그러면 학생들은 신기한 눈으로 쳐다본다. 나는 학생들에게 과학에 대한 관심을 불러일으켜 주었고 따라서 특강의 목적이 달성된 것으로 생각했다. 그런데 이제 생각해 보니, 실제로 우리 생활에 이용되는 사물의 밑바탕에 깔린 기초과학을 설명해 주는 것을 빠뜨렸다. 그 첨단 연구를 수행하기 위해 필요한 수학·과학을 중고등학교 교과서 내용과 연관지어 보여줘야 배우고 있는 수학·과학이 어떻게 쓰이는지 알게 될 텐데 말이다.

중고등학생에게 수학·과학을 가르치는 ‘틀’을 바꿀 것을 제안한다. 막연하게 나중에 필요하게 될 것이니 배우라는 것이 아니라, 현재 실생활에 이용되는 제품을 만들기 위해 필요한 내용을 보여주면서 가르치는 것이다. 중고등학교 과정에 ‘과학기술’을 배우는 시간이 추가되면 좋겠다. 시간을 많이 잡을 필요도 없다. 정보기술(IT), 바이오기술(BT), 나노기술(NT), 환경기술(ET) 등 첨단 제품을 소개하는 특별활동 수준의 시간이면 된다. 예를 들어서 휴대전화 시간에는 무선통신의 기본원리를 설명한다. 그 속에 있는 전자회로와 소프트웨어를 설명해주고, 그것을 만들기 위해 필요한 수학·물리·화학을 중고등학교 수준으로 쉽게 풀어 설명한다. KTX 시간에는 기차가 고속으로 달릴 수 있는 기본적인 요소 기술을 소개하고, 그 바탕이 되는 수학·물리 교과서 내용을 보여 준다.

그렇다면 이런 실용 과학기술은 누가 어떻게 가르칠 것인가. 세 가지가 병행되어야 한다. 첫째는 교재 개발이 이루어져야 한다. 실생활에 이용되는 첨단 기술제품을 골라 그 밑에 깔린 원리와 수학·과학을 중고등학교 교과서 내용과 연관지어 쉽게 설명한다. 여기서 다룰 제품은 실생활에서 이용되는 첨단제품 중에서 찾으면 될 것이다. 이 책의 목차는 실용 첨단 제품 별로 되어 있어야 한다.

둘째로 필요한 것은 교사 재교육이다. 사실상 일선에서 학생을 가르치는 일은 교사들의 몫이다. 그러나 교사들은 첨단 연구시설을 접할 기회가 별로 없다. 자신들이 과거 대학 다닐 때 봤던 연구실이 전부다. 하루가 다르게 변하는 과학기술을 생각하면 너무 오래된 경험이다. 더욱이 사범대학에는 수학·과학만 가르칠 뿐 공학을 가르치는 곳이 드물다. 그러니 교사들은 실제로 어떻게 응용되는지 알지 못한 채 가르치는 경향이 있다. 교사들이 첨단 연구시설을 접할 수 있는 재교육 프로그램을 만들어야 하겠다. 대학에 과학기술교육대학원을 설치해 교사들에게 재충전 기회를 제공하는 것도 필요하다. 정부출연연구소에서는 교사를 초빙해 경험을 쌓게 해주는 초빙연구원 제도를 도입하면 좋을 것 같다.

셋째는 개발된 교재를 바탕으로 학생 교육이 이루어져야 하겠다. 학교 시간표에 약간의 시간이 배정되어 학생들이 첨단 과학기술을 접할 수 있게 해야 한다. 대학 교수와 연구소 연구원들은 중고등학교에 가서 좀 더 자주 특강을 하여 알기 쉽게 실용과학을 소개하여야 하겠다. 대규모 교육을 위하여 EBS 방송도 고려해 볼 수 있다.

우리는 그동안 학생들에게 과학에 대한 호기심을 불러일으키고 공부하고자 하는 동기를 유발시켜야 한다고 말해 왔다. 그러나 그 쓰임새를 보여주지 않고 무조건 가르쳤다. 실용 제품과 교과서를 연결지어서 가르치는 과학기술교육이 하나의 답이 될 것이다.