화학은 물질이 어떻게 상호작용하고 변화하는지를 탐구하는 학문으로, 학생들의 호기심을 자극하고 발견의 기쁨을 제공할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 하지만 이론상의 가능성에도 불구하고 유럽 전역에서 화학에 대한 관심은 줄어들고 있다. 독일 킬 대학교 화학 교육학 교수 이르카 파르체만은 이 문제의 원인은 화학 자체가 아니라 교육 방식과 학생들에게 얼마나 관련성이 있는지에 있다고 지적했다.

실습 중심 학습과 ‘와~’ 순간

파르체만 교수는 학생들의 관심을 끌기 위해서는 실습 중심의 교육이 핵심이라고 강조했다. 그녀는 수업에서 ‘와~’ 순간을 만들고 학생들이 배운 내용을 실제로 적용해 문제를 해결할 수 있는 기회를 제공하는 것이 중요하다고 말했다. ‘학생들이 배운 내용을 실제로 적용하고 문제를 해결할 수 있을 때, 그들이 배우는 것이 왜 중요한지를 알게 된다. 이러한 일들은 가능하다. 하지만 수업에서는 자주 이루어지지 않는다.’라고 그녀는 말했다.

파르체만 교수는 킬 대학교 교수이자 독일 리本츠 과학과 수학 교육 연구소(IPN) 화학 교육학 부서장으로도 활동하고 있으며, 유럽 집행위원회 지원을 받는 유럽적 이니셔티브인 ‘Science Comes to Town'(SCTT)의 대사로도 활동하고 있다. SCTT는 과학을 지역사회에 더 접근 가능하게 하고 청소년들에게 과학 교육과 직업을 향한 관심을 유도하는 것을 목표로 한다.

Science Comes to Town과 유럽 협력의 필요성

파르체만 교수에게 SCTT는 과학 교육의 본질을 잘 반영하고 있다고 보고 있다. ‘이것은 많은 사람들의 관심을 끌고 과학이 왜 중요한지, 그리고 우리가 과학을 어떻게 좋은 방식으로 경험할 수 있는지를 인식시키는 훌륭한 방법이다.’라고 그녀는 말했다. 또한 SCTT는 다른 국가들과의 협력이 내재되어 있다는 점도 귀중하게 여긴다. 킬은 SCTT의 다른 개최 도시인 프랑스 브레스트와 크로아티아 스플리트와 함께 과학의 사회적 역할을 보여주고 유럽 협력을 촉진하는 최상위 대학 및 연구 기관이 있는 도시이다.

SCTT는 유럽이 글로벌 불확실성 속에서 연구, 혁신, 경쟁력을 강화하려는 시점에서 특히 중요하다. 그러나 최근 연구들은 STEM 교육에 있어 우려스러운 추세를 보이고 있다. 독일의 교육 및 직업 모니터 2025 보고서에 따르면 2015년부터 2024년까지 15세 학생 중 낮은 성적을 받는 학생 비율은 17%에서 23%로 증가했으며, 2030년 목표인 15%를 이미 초과했다. 유럽의 많은 국가들은 특히 중등 교육에서 과학 교사 부족과 일부 과학 분야에서 성별 불균형 문제를 겪고 있다.

교육 모델 개선과 교차 분야 네트워크 구축

파르체만 교수는 이러한 문제를 해결하기 위해서는 전통적인 교육 모델을 재고해야 한다고 말했다. 독일의 한 문제는 구조적이다. 대학에 들어간 학생들이 처음부터 교사가 되고 싶다고 결정해야 하기 때문에, 과학 전공 학생들이 나중에 교육 분야로 전향하는 데 유연성이 제한된다. 또 다른 문제는 초중등 교육에서 과제에 대한 의존도가 높은데, 이는 가정에서 강력한 지원 체계가 없는 학생들에게 불리할 수 있다.

대학은 이러한 문제를 해결하기 위한 해결책을 탐색하고 공유하는 데 중요한 역할을 할 수 있다고 파르체만 교수는 말했다. 그녀와 킬 대학교 인체 영양 및 식품 과학 연구소의 동료들은 식품 과학과 교육 과정을 연결한 새로운 접근 방식을 시도했다. 이 교차 분야 모델은 학생들에게 과학의 기쁨과 교육의 기쁨을 동시에 경험할 수 있는 이점이 있다.

또한 대학은 과학 전공을 시작한 학생들이 나중에 교육 분야로 전향하고자 할 경우를 위해 학습 프로그램을 개설했다. ’18세 학생들이 과학 교사가 되는 것이 꿈이라고 말하는 경우는 많지 않다.’라고 파르체만 교수는 말했다. ‘하지만 과학자들이 교육으로 전향할 수 있도록 지원하는 프로그램이 필요하다. 이는 현장 경험과 전문적인 교사 훈련을 받은 자격 있는 교사들을 양성하는 방법이다.’

학교 교사들도 실무 과학자들과 협력하여 지식을 향상시킬 수 있다. 이러한 협력은 과학 교사들이 수업을 더 현대 과학 발전과 맞추고, 학생들을 STEM 직업으로 이끌 준비를 더 잘 할 수 있도록 도와줄 수 있다. ‘과학 교사들이 종종 직업에 대한 요구와 기대를 잘 모르기 때문에, 학생들을 STEM 직업으로 이끌 준비를 어떻게 해야 할지 잘 모르는 경우가 많다.’라고 파르체만 교수는 말했다. ‘이러한 협력은 젊은 세대에게 과학 직업에 대한 아이디어를 제공하고, 그들이 자신의 미래에 영향을 미치는 발전에 관심을 유지하도록 도울 수 있다.’

파르체만 교수의 화학에 대한 열정은 간단한 수업 실험에서 시작되었다. 황을 가열해서 색상과 일관성을 바꾸어보는 실험을 통해 그녀는 처음으로 호기심을 느꼈다. ‘그것이 나에게 진짜로 호기심을 불러일으킨 첫 번째 일이었다. 내가 무슨 일이 일어나는지를 이해하고 싶었다.’라고 그녀는 회상했다. 또한 교사들과 지지적인 부모들의 역할도 그녀의 경력에 큰 영향을 미쳤다.

모든 어린이들이 이러한 이점을 누릴 수는 없다. 하지만 파르체만 교수는 멘토링과 과학을 실제로 경험할 수 있는 기회가 학생들에게 과학이 얼마나 관련성이 있는지를 느끼게 해줄 수 있다고 강조했다. ‘학부모의 지원이 부족한 경우를 포함해, 학생들에게 외부 활동과 학습 그룹은 실제적인 도움이 될 수 있다.’라고 그녀는 말했다. 특히 중등학교에서 과학에 대한 흥미가 줄어드는 경우 이러한 프로그램은 매우 중요하다.

학생들이 과학 수업을 이탈하는 데에도 인식이 영향을 미치며, 화학은 종종 부정적인 연관성을 가진다. 이에 SCTT 같은 이니셔티브가 중요한 이유는 과학을 더 넓은 대중에게 접근 가능하게 만든다는 점이다. ‘화학은 위험하다는 고정관념을 해소하고, 사회에 미치는 구체적인 이점을 보여줘야 한다.’라고 파르체만 교수는 덧붙였다. ‘Science Comes to Town은 많은 사람들의 인식을 바꾸는 놀라운 방법이다.’