과학은 오랜 시간 동안 그 지식을 얻는 방법에 대해 다양한 논의가 이뤄져 왔으며, 특히 17세기 정치가 프랜시스 베이컨이 자연에 대한 경험적 관찰에 의해 과학적 지식을 얻어야 한다는 과학적 방법론을 제시한 이후, 과학은 관찰과 실험과 같은 탐구를 과학적 지식을 얻는 가장 중요한 방법으로 인식해 오고 있다. 이는 과학자들에게만 아니라 과학적 지식을 얻는 과정에 있는 학생들에게도 강조되는 방법론으로, 교육과정에서도 탐구 활동의 중요성은 지속적으로 언급되고 있다. 과학과의 핵심역량 중 하나로 ‘과학적 탐구능력’이 포함되어 있으며, 이를 위해 과학과 교육과정 문서의 ‘교수·학습 및 평가의 방향’에서 지속적으로 ‘탐구 활동 수행’과 ‘탐구 활동 수행 능력 평가’ 등이 거론된다[1]. 이처럼 국가 교육과정으로 운영되는 우리나라 과학과 교육과정에서 탐구 활동을 중시하는 이유는 학생들 또한 과학자와 같이 관찰이나 실험과 같은 탐구 활동을 수행함으로써 과학적 지식과 태도, 기능 등을 형성할 수 있도록 하기 위함이다[2].

그러나 교육과정에서 학교급과 관계없이 탐구 활동의 중요성을 강조하는 것에 비해 과학 교과서에서 다뤄지는 탐구 활동의 수는 학년 급이 올라가면서 확연하게 감소한다. 김희경과 이봉우는 2015 개정 교육과정의 물리학 교과서를 기준으로 수업 시수를 고려한 학교급별 탐구 활동의 수 비교를 통해 초등학교 24.3개에서 중학교 19.8개, 고등학교의 경우 통합과학, 물리학 I, 물리학 II 순으로 9.0, 8.3, 7.3개로 감소함을 밝혔다[3]. 또한 2015 개정 교육과정에서 학생들의 과학과 핵심역량을 향상시키기 위해 학생 스스로 문제를 생성하고, 해결 방안을 모색하며 실험을 수행하여 지식을 생성하는 ‘학생 참여형 자기 주도 탐구’와 같은 ‘개방형 탐구 활동’을 강조하고 있으나[4], 입시 위주의 교육, 실험도구의 미비, 시간제한 등과 같은 여러 제약으로 인해 실제 과학 교과 수업 시간에 이뤄지지 않고 있다[5-8]. 현재 교과서에 주로 제시되고 있는 ‘안내형 탐구 활동’은 교사의 주도하에 실험이 계획되고 학생은 단순히 주어진 실험도구를 이용하여 탐구 활동을 수행하므로, 단순 탐구 기술 또는 단일 개념 학습에 효과적이다[9]. 그러므로 탐구 활동을 통해 기대하는 학생의 과학과 핵심역량을 향상시키는 데는 한계가 있다.

한편 국제 바칼로레아(IB) 프로그램에 대한 관심이 국내외적으로 뜨겁다. IB는 외교관 자녀와 같이 자국이 아닌 해외에서 공부를 한 학생들의 학력 인정 및 대학 진학 문제를 해결하기 위한 목적으로 1968년 고교 교육과정인 디플로마 프로그램(Diploma Programme, DP)으로 시작되었다[9]. IB DP를 개발한 비영리 교육재단 국제 바칼로레아 위원회(International Baccalaureate Organization, IBO)는 이후 중학교 교육과정인 Middle Years Programme(MYP), 초등학교 교육과정 Primary Years Programme(PYP), 그리고 실업계고 교육과정인 Career-related Programme(CP)를 개발하였으며, 2022년 기준 159개 국가, 5600개의 학교에서 IB 프로그램이 적용되고 있다[10]. 아시아태평양 지역의 경우 1980년에는 불과 8개 학교에 운영되었으나, 2009년 563개, 2019년 924개교로 IB를 운영하는 학교의 수가 급증하고 있다[11, 12]. 우리나라에서도 대구교육청과 제주교육청에서 공교육에 IB 프로그램을 도입하고 있으며, 다른 시도교육청에서도 IB 도입에 대한 연구를 진행하고 있는 것으로 알려진다. 시도교육청은 IB 프로그램의 도입을 통해 교육방법과 평가를 개선함으로써 공교육이 대입 시험에 종속되어 교육과정이 제대로 운영되지 않는 문제점을 해결하고, 학생들의 고차원적 사고력을 향상시켜 미래사회에 필요한 역량을 키우고자 한다[13].

IB DP에서도 우리나라 과학과 교육과정과 같이 탐구 활동의 중요성을 매우 강조한다. 그러나 IB DP 과학 교과는 탐구 활동을 위한 시간 확보, 평가 기준 및 평가 반영 비율을 문서를 통하여 강제하고 있다는 점에서 차이를 보인다. IB DP 프로그램에서는 전체 이수 시간의 약 25%에 해당하는 시간을 탐구 활동(Practical scheme of work)을 위해 확보하도록 지정하고 있으며, 전체 탐구 활동은 수업 시부간 이뤄지는 탐구 활동(Practical activities)과 융합 탐구 활동(Group 4 project), 그리고 학생들의 자기 주도형 탐구 활동(Individual investigation)으로 세분화시켜 각 활동 시간을 지정하고 있다. 또한, 자기 주도형 탐구 활동을 통해 작성되는 보고서의 경우 반드시 평가에 반영하도록 그 비율과 평가 기준을 지정하고 있다는 점에서 우리나라 교육과정과의 차별성을 보인다.

그러나 시도교육청에서 IB 프로그램을 공교육에 적극적으로 도입하려는 분위기와는 달리 IB DP 과학 교과군의 탐구 활동에 대한 본격적인 논의나 과학 교육학계에서의 연구는 현재 거의 이뤄지지 않고 있다. 특히 탐구 활동을 중시하는 것에 비해 탐구 활동이 고교 수업에서 원활하게 이뤄지지 않고, 탐구 활동의 평가에 대한 명확한 기준이 제시되지 않아 학교 현장에서 탐구 활동의 적용과 평가가 개별 교사의 역량에만 의존하고 있다는 점에서 IB DP의 과학 교과군의 탐구 활동 운영과 평가는 시사하는 바가 크다.

그러므로 본 연구에서는 IB DP 물리학 교과의 탐구 활동을 우리나라 교육과정과 비교·분석함으로써 우리나라 과학교육에 대한 시사점을 찾아보고자 한다. 특히 IB DP 탐구 활동 평가에서 가장 큰 비중을 차지하고 있는 내부 평가(Internal assessment, IA)의 운영 및 분석 기준을 분석함으로써 우리나라 과학교육에 적용할 수 있는 부분에 대해 살펴보고자 한다.

1. 우리나라 교육과정과 IB DP 물리학의 탐구 활동 운영 비교

우리나라의 고교 교육과정은 3년제 교육과정으로, 국어, 수학, 영어, 사회, 과학, 체육, 예술, 기술·가정/정보/제2외국어/한문/교양 등 총 8개의 교과군으로 구성되어 있으며, 학생들은 1학년 때는 필수과목인 공통 과목을, 2, 3학년 때는 일반 선택 과목과 진로 선택 과목 중에서 자신의 진로와 희망에 따라 교과를 선택할 수 있도록 구성되어 있다. 물리 교과를 이수하고자 하는 학생들의 경우 2015 개정 교육과정을 기준으로 공통 과목인 ‘통합과학’와 ‘과학탐구실험’, 일반 선택 과목인 ‘물리학 I’과 진로 선택 과목인 ‘물리학 II’ 등을 통해 물리학 내용을 학습하고 관련 탐구 활동을 수행하게 된다. 특히 2015 개정 교육과정에서 모든 학생들이 이수해야 하는 공통 교과인 ‘과학탐구실험’ 교과를 도입하며, 이를 통해 학교 교육을 통한 학습자의 탐구 능력 강화 및 과학적 사고력과 창의적 문제 해결력 신장을 목표하는 등 우리나라 과학과 교육과정에서는 탐구 활동을 상당히 강조하고 있다[1].

그리고 우리나라 교육과정에서는 탐구 활동을 Fig. 1에서와 같이 교육과정 문서를 통해 성취 기준과 함께 단원별로 2–3개 정도의 탐구 활동을 제시하고 있으며, 필수 탐구 활동으로 모든 교과서에서 제시되고 있다. 그 외에도 각 교과서마다 그러나 탐구 활동의 운영면에 있어서는 탐구 활동을 강제하기 보다는 교사의 재량에 맡겨 운영되고 있다. 우리나라에서는 교사의 교육과정 재구성 권한을 강조하고 있으며, 탐구 활동을 운영할 수 있는 학교의 여건 또한 다르기 때문으로 판단된다. 교사의 재량에 맡겨지는 자율적인 탐구 활동의 운영은 학교의 상황과 같은 환경적 조건과 교사의 지도 능력과 학생의 역량에 맞게 탐구 활동을 재구성할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 한편으로는 교사의 자율에 맡기다 보니 학교마다 탐구 활동 운영 실정이 상이하며, 상당수의 학교에서는 입시 위주의 교육과 실험 및 과학 실무사의 부족, 교사의 실험 시간 준비 부족, 실험 기구의 미비 등과 같은 다양한 요인으로 인해 탐구 활동의 운영에 있어 어려움을 겪고 있는 것으로 알려져 있다[6-8].

Figure 1. Achievement standards and inquiry activities of ‘Physics I’ subject in 2015 revised national curriculum[1].

IB 프로그램의 고교 교육과정인 IB DP는 2년제 교육과정으로 Group 1–Group 6까지 총 6개의 교과군으로 구성되어 있으며(Table 1), 각 교과군에서 1과목씩 선택하여 2년 동안 총 6개 교과를 집중하여 이수하는 형태로 구성되어 있다. Group 6의 경우 Group 3 또는 4의 과목으로 변경이 가능하며, 이공 계열로 진학하려는 학생들의 경우 Group 4에서 과학 2과목을 이수하는 경우가 많음을 학생들의 시험 응시 과목 인원수를 통해 확인할 수 있다[14, 15]. 물리학 교과는 Group 4에 속해 있으며, 우리나라 2015 개정 교육과정의 물리학 I, II와 같이 표준 수준(Standard lever, SL)과 고급 수준(Higher level, HL)으로 나뉘어 있다. 그러나 우리나라의 경우 물리학 I을 이수한 후 순차적으로 물리학 II를 이수할 수 있도록 구성된 것과는 달리, DP는 물리학 SL과 HL 중 하나만을 선택해 2년 동안 이수하는 형태로 구성되어 있다는 점에서 차이를 보인다. 이러한 교육과정은 학생들로 하여금 소수의 과목에 집중하게 한다는 장점이 있으나, 한편으로는 학생들로 하여금 다양한 과목을 접할 수 있는 기회를 제공하지 못한다는 단점이 될 수 있다.

Table 1 DP core & subject groups.

DP core	DP subject groups
	Group 1	Group 2	Group 3	Group 4	Group 5	Group 6
CAS, EE, TOK	Studies in language and literature	Language acquisition	Individuals and societies	Sciences	Mathematics	Arts

Table 2는 우리나라의 교육과정 문서에 해당하는 IB DP Physics Guide에서 제시하는 IB DP 물리학의 탐구 활동(Practical scheme of work, PSOW) 이수 시간과 전체 교수 시간을 정리한 것이다. SL/HL은 각각 전체 150/240시간으로 그중 탐구 활동으로 각각 40/60시간을 지정하고 있다. 이에 교사는 전체 수업 시간의 1/4 또는 그 이상을 학생들이 탐구 활동을 수행할 수 있도록 지도하여야 한다는 점에서 우리나라 교육과정의 운영과 차이를 보인다. Table 2에서 확인할 수 있는 것처럼 탐구 활동 운영 면에서 우리나라 교육과정과 IB DP의 가장 큰 차이점은 우리나라의 경우 탐구 활동 수행 여부 및 운영 시간 등이 교사의 재량에 맡겨져 자율적으로 운영되고 있으나, IB DP 물리학의 경우 Table 2에서 제시하고 있는 것과 같이 IB DP 물리학 교과의 교육과정 문서에 해당하는 Physics Guide를 통해 탐구 활동 이수 시간을 지정하고 있다는 점이다. 이러한 탐구 활동 이수 시간의 지정은 학생들의 탐구 활동 시간을 확보한다는 점에서 긍정적이나, 탐구 활동의 원활한 운영을 위한 외적 환경 요건이 전제되지 않은 상황에서 교사에게 탐구 활동을 강제하는 것은 교사에게 큰 부담이 될 수밖에 없으며, 또한 교사의 수업 운영에 대한 자율성이 제한된다는 점에 대해서는 다소 부정적이다.

Table 2 Practical scheme of work of IB DP physics[16].

Syllabus component		Recommended teaching hours
		SL	HL
Practical scheme of work	Practical activities	20	40
	Individual investigation (internal assessment-IA)	10	10
	Group 4 project	10	10
	Total	40	60
Total teaching hours		150	240

Table 3은 IB DP 물리학의 PSOW의 구성과 특징을 나타낸 것으로, PSOW는 탐구 활동(Practical activities, Practicals), 자기 주도형 탐구 활동(Individual investigation, IA), 융합 탐구 활동(Group 4 project, G4P)으로 구성된다. Practicals는 학생들이 과학 지식을 받아들이는 주요 통로로서, 각 단원에서 중요한 물리학 개념을 확인하기 위해 제시되는 실험들로 구성되어 있다. 예를 들어 역학 단원에서는 중력 가속도 측정, 파동 단원에서는 소리의 속도 측정 등이 Practical로 제시된다. 학생들은 이러한 Practicals를 수행하며 주요 물리 개념을 익히고, 과학적 탐구 역량을 기르게 된다. IA는 주로 DP 2년차(고교 3학년) 때 주로 실시되며, 학생들은 개별적으로 자신이 관심을 가지는 주제에 대해 스스로 약 10시간 내외의 탐구를 수행하여 6–12쪽 내외의 보고서를 제출하는 형식으로 이뤄진다. IA에서는 학생이 실험실에서 이뤄지는 핸즈온 실험 (Hands-on laboratory investigation)을 수행하고, 분석을 위한 스프레드시트 생성, 측정 데이터 기반의 정량적 분석을 수행하여야 하며, 이를 그래프로 나타내도록 권장된다. 그리고 평가는 교과 지도 교사에 의해 실시되며, IBO 조정관(moderator)에 의해 조정이 이뤄진다. IA는 학생들의 최종 성적 중 20%를 차지하는 중요한 탐구 활동으로, 학생들은 평소 Practicals를 수행하며 쌓아온 과학적 탐구 역량을 개별 탐구 및 개별 보고서 작성을 통해 확인받는 기회를 갖게 된다. 그리고 G4P는 DP 과학을 이수하는 학생들이 반드시 참여해야 하는 활동으로, 본인이 수강하는 교과와 다른 과학 교과를 배우는 학생들과 함께 팀을 이루어 과학기술의 환경·사회·윤리 문제 등을 주제로 다양한 관점에서 함께 공동으로 연구를 수행하여 발표하는 형태로 운영된다. 학생들은 G4P 활동을 통해 다른 과학 교과와의 융합적 탐구 역량을 기르게 되며, 발표 과정을 통해 과학적 의사 소통 역량을 기를 수 있도록 지도를 받게 된다.

Table 3 The organization and features of PSOW[16].

PSOW	Assessment	Feature
Practicals	×	Consists of experiments to confirm important physics concepts in each unit Required practicals: SL - 8 topics, HL - 10 topics
IA	○	Some of the possible tasks include: a hands-on laboratory investigation using a spreadsheet for analysis and modelling extracting data from a database and analysing it graphically producing a hybrid of spreadsheet/database work with a traditional hands-on investigation using a simulation, provided it is interactive and open-ended Some task may consist of relevant and appropriate qualitative work combined with quantitative work.
G4P	×	Students from different group 4 subjects work together on a scientific or technological topic, allowing for concepts and perceptions from across the disciplines

2. 교과서 기반 필수 탐구 활동 비교

Table 4는 우리나라의 2015 개정 과학과 교육과정 물리학과 IB DP 물리학 SL에서 제시하고 있는 필수 탐구 활동을 함께 정리한 것이다. IB DP 물리학에서는 ‘Physics Guide’를 통해 단원별로 탐구 활동을 제시하고 있으며, 우리나라의 수능에 해당하는 외부 평가(External assessment, EA)의 Paper 3에서 다뤄지는 탐구 활동들을 필수 탐구 활동으로 다룬다.

Table 4 Inquiry activities of high school ‘Physics’ in 2015 revised national curriculum[1, 16].

2015 revised national curriculum Inquiry activity of Physics I	IB DP Required practicals of Physics SL
Momentum conservation experiment using a mechanical cart Comparison of mechanical energy reduction of spring pendulum according to friction surface Comparison and observation of line spectra of various lights Observation of magnetic fields by current using magnets Measurement of electrical conductivity of various solids Several total reflection observations Reinforcement and destructive interference experiments using speakers	Determining the acceleration of free-fall experimentally Applying the calorimetric techniques of specific heat capacity or specific latent heat experimentally Investigating at least one gas law experimentally Investigating the speed of sound experimentally Determining refractive index experimentally Investigating one or more of the factors that affect resistance experimentally Determining internal resistance Investigating half-life experimentally (or by simulation)
Total 7 activities	Total 8 activities

우리나라 교육과정과 IB DP 모두 주요 물리 개념에 대해 탐구 활동을 통한 과학 지식 획득을 목표로 하고 있다는 점에서 동일하며, 필수 탐구 활동으로 제시하고 있는 탐구 활동의 수와 다뤄지는 탐구 활동의 수준에서는 큰 차이가 나타나지 않는다. 그러나 우리나라 교육과정의 탐구 활동은 ‘비교하기, 탐색하기, 구현하기, 관찰하기, 찾기’ 등의 서술어로 제시되는 반면 IB DP의 경우 ‘측정’, ‘결정’과 같은 서술어로 제시되고 있다. 구체적으로 탐구 활동 과정 및 결론 도출 과정을 비교하지는 않았으나, 탐구 활동 제목에서 드러나는 서술어의 비교를 통해 IB DP의 탐구 활동이 우리나라 교육과정의 탐구 활동과 비교하여 보다 정량적인 접근을 하는 것으로 유추할 수 있다. 실제로 우리나라 과학과 교육과정에서는 데이터 처리와 관련된 개념에 대해서는 깊게 다루지 않기 때문에 탐구 활동을 통해 측정한 데이터를 이용하여 추세선을 그려 경향성을 확인하는 등의 활동은 이뤄지지 않고 있다. 그러나 IB DP 물리학의 경우, Table 5에서 확인할 수 있는 것처럼 학생들이 가장 처음 배우는 학습 요소로 과학적 표기법(scientific notation)과 유효 숫자(significant figures), 추정(estimation), 불확도(uncertainties), 에러바(error bars), 기울기의 불확도 및 절편(uncertainty of gradient and intercepts) 등에 대해 학습하게 되며, 이후 수행하게 되는 여러 탐구 활동을 통해 익히게 된다. 그러므로 학생들은 2년 동안 여러 탐구 활동을 수행하며 데이터를 정량적으로 처리하는 방법과 불확도와 오차의 처리, 데이터의 분석 등에 대해 익숙해지게 된다.

Table 5 Understandings and application & skills in chapter 1[16].

Chapter	Topic 1. Measurement and uncertainties
	1.1 Measurements in physics	1.2 Uncertainties and errors
Understandings	Fundamental and derived SI units Scientific notation and metric multipliers Significant figures Orders of magnitude Estimation	Random and systematic errors Absolute, fractional and percentage uncertainties Error bars Uncertainty of gradient and intercepts
Applications and skills	Using SI units in the correct format for all required measurements, final answers to calculations and presentation of raw and processed data Using scientific notation and metric multipliers Quoting and comparing ratios, values and approximations to the nearest order of magnitude Estimating quantities to an appropriate number of significant figures	Explaining how random and systematic errors can be identified and reduced Collecting data that include absolute and/or fractional uncertainties and stating these as an uncertainty range (expressed as: best estimate ± uncertainty range) Propagating uncertainties through calculations involving addition, subtraction, multiplication, division and raising to a power Determining the uncertainty in gradients and intercepts

이러한 차이는 각 교육과정에서 탐구 활동에 접근하는 방향성의 차이로 보인다. 우리나라 교육과정의 탐구 활동에서는 측정한 결과를 이용하여 자료를 분석하고 해석하여 물리량 사이의 관계를 확인함으로써 결론적으로 물리 개념을 확인하는 형태의 탐구 활동이 주로 제시되는 반면[9], IB DP의 경우 탐구 활동을 통해 얻은 데이터를 그래프로 변환하여 추세선을 구하는 등 물리량 사이의 정량적인 분석을 수행하게 함으로써 탐구 역량을 기르는 것에 보다 중점을 두기 때문으로 판단된다. 특히 실험 데이터 분석 및 해석에 주요하게 다뤄지는 유효 숫자 (significant figure), 불확도 (uncertainty), 에러 바 (error bar), 추세선 (trend line) 등과 같은 개념에 대해 우리나라 교육과정에서는 학습자의 학습 부담을 고려하여 다루지 않으나, IB DP 물리학에서는 학생들이 처음 배우게 되는 1단원, ‘1. Measurement and uncertainties’에서 제시되고 있을 뿐 아니라 Practicals와 IA 및 EA에서 평가 항목으로 다뤄지고 있다는 점에서 물리량을 다루는 방법에 있어 접근 방향의 차이가 크다는 것을 확인할 수 있다.

Figure 2는 2015 개정 과학과 교육과정에 기반한 물리학 I 교과서의 ‘힘과 에너지’ 단원 필수 탐구 활동이다. 2024년 현재까지 2022 개정 교육과정에 의한 교과서가 출간되지 않아 2015 개정 교육과정 기준 교과서를 참고하였다. ‘마찰면에 다른 용수철 진자의 역학적 에너지 감소 비교’라는 탐구 활동이 제시되고 있으며, ‘결과 및 정리’에서 역학적 에너지가 보존되는지, 그리고 그 이유는 무엇인지를 묻고 있다. 탐구 활동을 살펴보면 동영상 촬영을 통해 나무 도막의 운동을 측정하여 데이터를 분석하는 과정이 있으나, 결론 도출 과정에서는 마찰력에 의한 역학적 에너지 감소와 같은 정량적인 해석보다는 마찰면의 종류와 역학적 에너지의 감소 사이의 관계에 집중하고 있음을 확인할 수 있다. 그리고 교과서에서는 문제 인식, 탐구 활동 계획 및 수행, 결과 및 정리, 결론 도출까지 모든 탐구 활동의 과정에 대해 상세하게 안내하고 있다. 이러한 상세한 안내는 학생들이 주어진 탐구 활동을 수행하며 탐구 활동의 방법을 익히고 실험 목적에 벗어나지 않고 학생들로 하여금 원하는 결론을 도출하도록 유도할 수 있다는 장점도 있으나, 학생들로 하여금 탐구 활동에 대한 깊은 사고를 유도하기 어렵다는 단점도 함께 있다[9]. 이는 탐구 활동의 방법뿐 아니라 결론까지 정해진 틀에서 제시되고 있어, 학생들이 탐구 활동을 하며 고찰을 한다거나 자기 주도적으로 탐구를 수행하는 연습이 이뤄지기 어렵기 때문이다.

Figure 2. (Color online) Inquiry activity of physic I textbook in 2015 revised national curriculum[17].

Figure 3은 IB DP 물리학 교재에서 경사면과 나무 도막 사이의 마찰 계수를 측정하는 실험을 제시한 것이다. Figure 3에서는 나무 도막이 미끄러지기 시작하는 경사각 데이터에 대한 정량적인 분석을 통해 마찰 계수를 구하는 하나의 방법을 제시하고 있다. 이 탐구에서는 실험 방법에 대한 구체적인 안내나 결과 분석, 결론 도출 등에 대한 친절한 안내보다는 큰 틀에서의 탐구 주제와 대략적인 방법만 제시되고 있다. 이러한 탐구 활동의 제시는 학생이 과학자와 같이 직접 물리량들 사이의 관계를 정량적으로 분석하며 과학 지식을 익히고, 탐구 활동을 스스로 주도하며 탐구 역량을 향상시킬 수 있다. 그러나 교사가 탐구 활동을 재구성하여 상세하게 안내해 주지 않을 경우 탐구 활동에 익숙하지 않은 학생은 수행하기 어려우며, 학생들에게 탐구 활동 수행과 분석 과정에서 상당한 학습 부담이 발생한다.

Figure 3. (Color online) Practical of IB DP physics[18].

3. 탐구 활동 평가 비교

다음은 2022 개정 과학과 교육과정에서 제시하고 있는 ‘평가 방법’의 탐구 활동 평가 관련 내용을 인용한 것이다[19].

(다) 지식·이해, 과정·기능, 가치·태도를 고르게 평가함으로써 ‘물리학’의 교수·학습 목표 도달 여부를 종합적으로 파악할 수 있도록 한다. 또한, 학습의 결과뿐만 아니라 학습의 과정도 함께 평가한다.

· ‘물리학’의 과학적 탐구에 필요한 문제 인식 및 가설 설정, 탐구 설계 및 수행, 자료 수집·분석 및 해석, 결론 도출 및 일반화, 의사소통과 협업 등과 관련된 과정·기능을 평가한다.

(라) ‘물리학’을 평가할 때는 학생의 학습 과정과 결과를 평가하기 위해 지필 평가(선택형, 서술형, 논술형 등), 실험·실습, 보고서, 면담, 구술, 포트폴리오, 자기 평가, 동료 평가 등의 다양한 방법을 활용한다.

교육과정 문서에서 제시하고 있는 것처럼 우리나라 교육과정에서는 탐구 활동을 평가함에 있어 문제 인식부터 결론 도출 및 일반화, 그리고 의사소통과 협업 등에 이르기까지 학생의 탐구 능력 전반을 평가하도록 제시하고 있으며, 평가 방법으로 ‘실험·실습, 보고서’ 등을 평가할 수 있도록 제시하고 있다. 교사들은 평가를 위해 과정을 평가하는 수행 평가를 활용하여 학생의 탐구능력 전반을 평가할 수 있다. 그러나 탐구 활동의 평가 또한 교사의 재량에 맡겨져 있어 학교 환경과 수업 실정에 맞게 자율적으로 운영된다. 많은 학교에서 실험을 수행하고, 이를 평가할 수 있는 시간적 여유가 부족한 상황이다. 학생들이 실험을 구성하고, 결론 도출 및 일반화 과정까지 가기 위해서는 2시간 블록 타임 수업으로 이뤄져야 하나 교육과정 운영상 어려움이 많다. 또한, 선택 수업으로 인해 학급당 인원수가 많게는 35명까지 구성되는 경우가 있어 교사 한 명이 한꺼번에 실험을 준비하고 평가하기에는 상당히 어렵다. 그리고 우리나라 교육과정에서는 탐구 활동 평가에 대한 구체적 기준을 제시하고 있지 않아 교사가 탐구 활동 평가 방법을 구체화시켜 적용해야 한다. 그러나 이는 평가의 공정성 및 신뢰성을 중시하는 우리나라에서 교사에게 상당한 부담으로 작용한다.

그리고 교사와 학생들이 매우 중요하게 인식하는 수능에서 탐구 활동 문항이 직접적으로 다뤄지지 않아 교사와 학생들이 탐구 활동의 필요성을 인식하지 못하며, 교사는 문제 풀이와 함께 수업 진도 나가기에 급급하다는 한계점이 있다. Figure 4에서 확인할 수 있는 것처럼 수능에서 탐구 활동 형태의 문항이 제시되고는 있으나, 탐구 활동의 형태만 가질 뿐 실제 묻는 내용은 탐구 활동을 전혀 하지 않더라도 풀 수 있는 개념 문제가 출제되고 있다.

Figure 4. Problem No. 14 of the Korean 2024 CSAT Physics I[20].

IB DP에서는 PSOW에서 3가지 형태의 탐구 활동을 제시하고 있으며, 그중 자기 주도형 탐구 활동(IA)의 경우 Table 6에서 확인할 수 있는 것처럼 학생의 Diploma 취득을 위한 최종 성적에 20%의 비율로 반영된다. 평가 내용은 수업 시간 실험실에서 이뤄지는 탐구 활동으로 제한된다. 그리고 평가자는 학교 교사이나 최종 점수를 등록하고, 이후 국제 바칼로레아 위원회(IBO)에서 지정한 학생의 보고서와 점수, 채점 이유 등을 IBO에 제출해야 하며, 이를 IBO의 공인 외부 조정관(moderator)에 의해 점수의 검증이 이뤄지는 시스템이다.

Table 6 Internal assessment and external assessment of IB DP[10].

Evaluation type	Internal assessment	External assessment
Overall weighting	20%	80%
Evaluation field	Laboratory work in the sciences	Multi-choice problems Short-response problems Data-response problems Text-response problems
Examiner	School teacher	External examiner
Exam schedule	Evaluation by school Final copy submitted to the IBO in time for the deadline	Evaluation every May/November

그리고 IA 외에도 우리나라 수능과 같은 형태로 이뤄지는 EA에서도 탐구 활동 능력을 평가하는 문항이 출제된다. Diploma 취득을 위한 최종 성적의 80%를 차지하고 있는 EA는 학교에 따라 5월 또는 11월에 일괄적으로 치러지는 시험으로, 단답형 문항부터 서술형 문항, 그리고 데이터 기반 문항까지 다양한 형태로 제시된다.

Table 7은 외부 평가의 세부 사항을 정리한 것으로, 현재 Group 4의 EA는 4지 선다형으로 구성된 Paper 1, 단답형 및 서술형으로 구성된 Paper 2, Paper 2와 동일한 형태이나 탐구 활동과 학생이 물리학 교과 내에서 선택한 단원(Option A–D)을 평가하는 Paper 3로 구성되어 있다. Paper 3는 SL의 경우 1시간, HL의 경우 1시간 15분에 걸쳐 치러지는 시험으로 계산기의 사용과 물리학 공식집(Data booklet)의 사용이 가능하며, 특히 Section A에서는 실험 활동과 관련된 문항이 출제된다.

Table 7 External assessment details of IB DP[10].

Paper	Paper 1		Paper 2		Paper 3
	SL	HL	SL	HL	SL	HL
Weighting	20	20	40	36	20	24
Hours	45min	1h	1h 15min	2h 15min	1h	1h 15min
Marks	30	40	50	95	35	45
Calculator	Not permit		Permit		Permit
Data booklet	Providing		Providing		Providing
Question type	30(40) multiple- choice question type		Short-answer and extended-response question on Core		$<$Section A$>$ One-data based question and short-answer questions on experimental work
					$<$Section B$>$ Short-answer and extended-response question on Option

Figure 5는 EA Paper 3의 문항으로 열역학 실험에서 피스톤을 늘릴 때 왜 서서히 늘려야 하는지를 묻고 있다. 이 문항은 실제 실험을 하지 않고 단순히 이론식에 대한 이해만 하고 있는 학생에게는 답을 하기 어려운 문항이다. 그리고 또 다른 문항에서는 측정 결과에 대한 데이터 처리를 할 수 있는지, 그리고 이를 해석하고 결론을 도출할 수 있는지를 평가하고 있다. 이처럼 IB DP에서는 학생의 탐구 능력과 데이터 처리 및 결론 도출 능력 등 과학적 탐구 역량에 대한 평가를 IA 뿐 아니라 서술형 평가 형태의 EA를 통해 한번 더 확인함으로써, 학생들이 탐구 활동을 간과하지 않고 탐구 활동을 통한 탐구 능력 및 데이터 처리 능력 향상에 집중하도록 유도한다.

Figure 5. Problem No. 1 of the IB DP Physics SL Paper 3 Section A (2017 Nov. Assessment)[21].

1. IA 운영 분석

IA의 실시는 일반적으로 3학기차, 즉 3학년 1학기에 이뤄진다. 학생이 물리학 개념에 대해 어느 정도 학습하고, 다양한 Practicals를 수행하면서 탐구 역량을 기른 시기이며, 마지막 4학기에는 EA 준비로 물리적, 심리적 여유가 없기 때문이다.

Table 2에서 살펴본 것과 같이 IA는 최소 10시간의 수업 시간 확보가 필요하다. 그러나 이는 최소 필요시간으로 학생이 6–12페이지 내외의 개별 실험 보고서를 쓰기에는 다소 부족하다. 실제 운영은 가급적 수업 시간을 활용하되 그 외 데이터 분석과 결론 등은 학생이 별도의 시간을 활용하는 경우가 일반적이다. Table 8은 IA를 수행하는 동안 학생과 교사가 해야 할 일을 순서대로 정리한 것이다. 학생은 먼저 자신의 흥미와 경험을 바탕으로 탐구 주제를 선정하고, 이를 바탕으로 구체적인 제안서를 작성하여 교사에게 검토를 받는다. 이때 학생은 실험을 위한 각종 준비물과 실험 환경 등 전반적인 것을 점검하여야 하며, 구체적인 실험 방법을 제시하여야 한다. 교사는 학생의 제안서를 검토하고 간단한 조언은 할 수 있으나, 주제나 구체적인 실험 방법 등을 제시해서는 안 된다. 모든 실험 과정에는 교사가 개입해서는 안 되며, 학생 자신의 탐구 결과물이어야 하기 때문이다. 이후 학생은 스스로 탐구를 수행하여야 하며, 이때 모든 실험 결과는 학생 자신만의 결과물이어야 한다. 부득이하게 2명 이상의 학생이 공동으로 실험을 수행하더라도 모든 실험 결과는 자신만의 결과물이어야 하며, 모든 보고서는 학생 혼자 작성하여야만 한다. 그리고 측정한 결과를 바탕으로 학생은 보고서를 작성하여 초안을 교사에게 피드백을 받을 수 있다. 피드백은 학생의 희망에 따라 보고서 작성 전에도 받을 수 있으나, 교사가 학생에게 정식으로 서면으로 제시할 수 있는 피드백은 전 탐구 과정에서 1회로 제안되므로 학생들은 일반적으로 보고서 초안이 나온 후 검토받는다. 피드백을 받은 이후 학생은 최종안을 수정·작성하여 제출하고, 이때 교사는 표절 검사를 실시하여 학생 보고서의 표절 여부를 확인한다.

Table 8 What teachers and students need to do to conduct IA.

Student	Teacher
Creating a research question Writting the IA proposal Conducting an inquiry activity Drafting an inquiry report Preparation and submission of the final inquiry report	Guiding the IA schedule Review and feedback proposals Answering student questions Feedback (only once during IA) Conducting report plagiarism check (http://www.turnitin.com) Scoring and IBO reporting

2. IA 평가 기준 분석

Table 9는 IB DP Group 4의 IA 채점 기준과 평가 내용을 나타낸 것이다. IA 채점 기준은 개인적 참여(personal engagement), 탐구(exploration), 분석(analysis), 평가(evaluation), 의사소통(communication) 등 총 5개의 기준으로 구성되며, 총점은 24점이다. 교사는 각 채점 기준을 토대로 학생의 보고서를 평가하며, 보고서에 대한 채점 근거를 구체적으로 작성하여 IBO 제출 자료를 만드는 과정을 거치게 된다. Physics guide[16]에서는 각 기준의 점수 부여에 대한 기준을 제시하고 있으며, 기준을 토대로 보고서를 전체적으로 평가하여 각 기준에 대해 점수를 부여하게 된다.

Table 9 Criteria and details for internal assessment[16].

Criteria	Points (%)	Evaluation contents
Personal engagement	2 (8%)	These include addressing personal interests or showing evidence of independent thinking, creativity or initiative in the designing, implementation or presentation of the investigation.
Exploration	6 (25%)	Focused research question, relevant background information with highly appropriate method all factors influencing reliability considered with full awareness for safety ethical and environmental issues.
Analysis	6 (25%)	Raw data is displayed in a table and processed correctly. Uncertainties are justified and processed. Results are correctly interpreted and the impact of uncertainties is fully understood.
Evaluation	6 (25%)	A detailed and fully relevant conclusion justified with reference to accepted theory. Strengths and weaknesses are discussed, limitations of method understood and improvements discussed.
Communication	4 (17%)	Clearly presented, well structured, coherent, focused, relevant with correct use of terminology and few errors.
Total	24 (100%)

예를 들어 24점 만점의 25% 비중을 차지하는 분석(analysis) 항목에 대해 Physics guide에서는 5–6점의 기준을 Table 10과 같이 제시하고 있다. 분석 항목의 최고점을 서술하는 문장의 핵심 요소들을 정리하면 원시 데이터(raw data), 데이터 처리(data processing), 불확도의 영향(impact of uncertainty), 처리한 데이터의 해석(interpretation of processed data) 등 4가지의 항목으로 분석할 수 있다. 교사는 이 4가지 항목에 대해 보고서를 평가하여 점수를 부여하며, 모든 평가가 마친 후에는 이에 대한 근거를 작성하여 IBO에 제출하는 과정을 거친다.

Table 10 Mark and descriptor for the criteria ‘analysis’[16].

Mark

Descriptor

5-6

The report includes sufficient relevant quantitative and qualitative raw data that could support a detailed and valid conclusion to the research question. Appropriate and sufficient data processing is carried out with the accuracy required to enable a conclusion to the research question to be drawn that is fully consistent with the experimental data. The report shows evidence of full and appropriate consideration of the impact of measurement uncertainty on the analysis. The processed data is correctly interpreted so that a completely valid and detailed conclusion to the research question can be deduced.

교사의 평가 전문성을 인정하면서도, IBO에서는 채점의 신뢰도 확보를 위해 조정관 제도를 이용한다. 교사가 IA 보고서의 채점 결과를 IBO의 채점 시스템에 업로드하면, 시스템에서는 학생의 인원에 따라 무작위적으로 학생을 지정하여 학생의 보고서와 교사의 채점 근거를 제출하도록 요구한다. 선정된 학생의 보고서 원본과 교사의 채점 근거는 IBO의 조정관 (moderator)에게 보내지고, 조정관은 교사의 채점 근거를 통해 교사의 채점 기준이 잘못되지 않았는지 확인하는 과정을 거치게 된다. 만약 교사가 부여한 점수가 채점 기준과 근거에 적합하지 않을 경우, 즉 교사가 IBO에서 제시하는 채점 기준과 달리 자신만의 잣대로 점수를 너무 후하게 주거나, 낮게 주었을 경우 조정관에 의해 점수의 조정이 이뤄지며, 해당 교사가 채점한 모든 학생의 점수를 일괄적으로 조정하게 된다.

IBO에서는 이러한 조정관 제도의 필요성에 대해 교사의 채점을 표준화함으로써 학교 내에서뿐 아니라 전 세계의 모든 IB World School의 채점이 일관성을 갖도록 하고자 한다[22]. 이러한 과정을 통해 IB DP에서는 탐구 활동 평가의 공정성과 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.

비록 학생의 탐구 활동을 지도한 교사가 아닌 외부 기관의 조정관에 의한 점수 조정 과정이 교사의 평가권을 침해하고 자율성을 떨어뜨린다는 지적도 있으나[23], 교사가 학생의 보고서에 점수를 일괄적으로 후하게 주는 점수 인플레이션을 막을 수 있고, 학생의 점수 부여 과정에서 채점 근거를 만들어 제시하는 과정을 통해 더욱 엄밀하게 점수를 부여하게 되어 부여한 점수에 대한 신뢰도를 확보할 수 있게 될 뿐 아니라 교사의 평가 전문성 또한 향상될 수 있다는 점에서는 긍정적으로 볼 수 있다.

본 연구에서는 우리나라 과학과 교육과정과 IB DP Group 4에서 탐구 활동을 어떠한 방식으로 운영하고 있는지 살펴보고, IB DP Group 4, 특히 물리학의 IA 평가 기준을 분석함으로써 우리나라의 과학교육에 어떠한 시사점을 줄 수 있는지 살펴보고자 하였다. 우리나라에는 우리나라의 현장에 맞는 교육과정이 많은 교육 전문가들의 합의에 의해 수시로 개정되어 적용되고 있으며, 2024년 현재 2022 개정 교육과정의 적용을 앞두고 있다. 또한 IB DP의 탐구 활동 운영 및 평가 방법을 우리나라 교육에 그대로 적용하기에는 교육 현장의 현실적 여건이 다르다. 본 연구에서는 앞서 살펴본 IB DP Group 4의 탐구 활동 운영 및 평가를 우리나라의 과학 교육 현장에 그대로 적용하고자 함이 아니라, 국제적으로 인정받고 있으며 지속적으로 그 수가 꾸준히 성장세에 있는 IB 프로그램 중 Group 4 과학 교과군의 탐구 활동을 살펴봄으로써 우리나라의 과학 탐구 활동에 줄 수 있는 시사점에 대해 살펴보고자 함이다. 또한 대구 교육청과 제주 교육청 소속 일부 공립학교에서 이미 도입하여 운영 중일 뿐 아니라, 서울, 경기, 인천, 충남, 전남, 전북 교육청에서 IB DP의 탐구 활동 운영 방식이 우리나라 과학교육계에 줄 수 있는 변화에 대한 논의가 필요한 시점이다. 앞선 분석을 통해 우리나라 과학교육에 IB DP 탐구 활동 운영 및 평가 방법이 주는 시사점은 다음과 같다.

1. 탐구 활동 운영

첫째, 학생의 자기 주도적 탐구 활동에 대한 보다 적극적인 논의가 필요하다. 미래사회를 살아갈 학생들에게는 지식정보의 양보다도 스스로 문제를 발견하고 해결할 수 있는 역량이 더욱 필요하다. IB DP에서는 IA를 통해 학생이 스스로 주제를 설정하고, 모든 실험 과정을 주도한 후 자신의 연구에 대한 자신만의 결론을 도출하는 과정까지 스스로 수행하도록 한다. 그러나 우리나라의 경우 현재 교과서에서는 안내형 탐구 활동이 주를 이루고 있으며[5, 7], 학생은 주어진 과정에 따라 탐구를 수행하고 물리 개념을 확인하는 형태로 운영되고 있어 학생은 탐구 활동에 있어 소극적이고 수동적인 자세를 취할 수밖에 없다. 그러므로 탐구 활동의 변화가 필요하다. 학생 스스로 탐구를 계획하고 수행하는 과정을 통해 학생의 사고는 확장되고 다양한 변수에 대응하고 고민하며 역량이 향상될 수 있다. 그러나 교사의 개입이 전혀 이뤄지지 않고 탐구가 운영될 경우 탐구 활동 운영의 효율성이 떨어지고, 잘못된 결론을 도출하게 되어 오개념을 가질 수 있으므로[4, 9], 교사는 안내자로서의 역할을 수행하여야 한다. 그러나 IB DP의 IA를 학생들이 수행하기까지 약 1년 동안 다양한 탐구 활동을 수행하며 탐구 역량을 충분히 키웠기 때문에 학생의 자기 주도적 탐구 활동이 가능하게 되었다는 점 또한 간과해서는 안 된다. 그러므로 구조화된 탐구 활동에서 점진적인 변화를 통해 학생이 자기 주도적인 탐구 활동을 할 수 있는 역량을 충분히 기른 후 자기 주도적 탐구 활동을 수행할 수 있도록 유도할 필요가 있다.

둘째, 탐구 활동을 통해 얻는 데이터의 정량적 해석을 위한 접근 방법에 대한 논의가 필요하다. 제4차 과학교육 종합계획(2020–2024)에 따라 학교 현장에서는 지능형 과학실 구축 사업이 마무리되고 있으며, 지능형 과학실 및 지능형 과학실 ON을 통해 센서 또는 공공 데이터 등을 기반으로 하는 데이터 과학 탐구를 활성화하고 있다. 한국과학창의재단은 지능형 과학실 및 지능형 과학실 ON을 통해 실생활 문제와 관련된 데이터를 직접 측정함으로써 데이터 리터러시 및 비판적 사고를 함양할 수 있음을 밝히고 있다[24]. 그러나 현재 우리나라 교육과정에서는 학생들의 학습 부담 경감을 목표로 정량적인 분석을 제한하는 경우가 많으며, 특히 센서를 이용하여 데이터를 측정하는 실험들이 늘어나고 있음에도 추세선을 이용한 분석 방법에 대해서는 구체적으로 다루고 있지 않다. 특히 과학 데이터 분석에서 매우 중요한 유효숫자나 불확도, 에러 바나 추세선 등의 개념에 대해서는 우리나라 교육과정에서는 구체적으로 다뤄지지 않고 있다. 그러나 동일한 중등 교육과정인 IB DP에서는 물리학 첫 단원에서 다뤄지고 있으며, 2년 내내 관련 문항이 제시되고 있다. 물론 IB DP는 공교육을 위한 프로그램이 아니므로 이를 일반화시켜 공교육 과정에의 맹목적 도입을 말하는 것은 아니다. 그러나 탐구 활동이 주 목표인 2022 개정 교육과정의 ‘융합과학탐구’나 ‘물리학 실험’과 같은 과목에서는 도전적으로 다뤄질 필요가 있다. 우리나라 학생들에게도 어렵다고 자꾸만 피할 것이 아니라 학생들에게 도전적인 과제를 던져줌으로써 학생들의 역량을 길러줄 필요가 있다.

셋째, 탐구 활동 보고서 작성 등에 있어 연구 윤리에 대한 체계적인 교육이 필요하다. IB DP의 IA에서는 참고문헌 작성을 매우 중요하게 다룬다. 또한, 보고서 제출 시 반드시 표절 검사를 하게 되어 있다. 우리나라에서도 대학교를 중심으로 연구 윤리 교육이 이뤄지고 있으나, 중등학교 때는 거의 이뤄지지 않고 있다. 학생들은 참고문헌 작성 과정을 통해 과학 글쓰기에서 논문 또는 각종 자료를 자신의 주장에 대한 근거로 제시하는 것이 얼마나 중요한지 인식할 수 있게 되며, 표절이 얼마나 심각한 문제가 될 수 있는지 인식할 수 있게 될 것이다.

넷째, 앞서 언급한 모든 것이 이뤄지기 위해서는 탐구 활동을 할 수 있는 교육 환경의 조성이 필요하다. 우리나라의 현실적 교육 여건을 고려할 때 IB 프로그램과 동일하게 탐구 활동 시간 및 평가를 강제할 경우 교사의 수업 운영 측면에서 상당한 부담이 가해질 수밖에 없다. 현재도 많은 잡무와 적지 않은 수업 시수로 인해 부담을 안고 있는 과학 교사들에게 과학 실무사의 지원 없이 모든 탐구 활동을 스스로 준비하고 정리해야 한다면 교사가 먼저 번아웃될 수 있다. 실제 과학 실무사 인원과 과학실 사용률의 관계를 분석한 노상미와 손정우의 연구에 의하면 과학 실무사 인원이 과학실 사용률과 정적 상관 관계에 있음을 제시하며, 과학 탐구 활동의 활성화를 위해서는 과학 실무사가 필요함을 밝힌 바 있다[25]. 또한 학생들이 자신의 탐구 활동에 대해 자유롭게 질문하고, 피드백을 받으며 성장할 수 있기 위해서는 반드시 학생 수의 적정화가 우선되어야 한다. 학생 수가 적정 인원을 넘어설 경우 탐구 활동을 위한 공간 및 기자재 확보, 탐구 활동의 지도 및 피드백 등이 물리적으로 불가능하다. 그러므로 원활한 탐구 활동 운영을 위한 과학 실무사의 배정과 학급당 인원수의 적정화를 통해 교사들이 탐구 활동을 할 수 있는 여건을 조성해 주어야 한다.

2. 탐구 활동 평가

첫째, 탐구 활동 평가 기준의 개발에 대한 교육부 또는 교육청 차원에서의 적극적인 논의가 시작될 필요가 있다. 탐구 활동과 같은 과정 중심의 평가가 효율적으로 실시되기 위해서는 적절한 평가 기준의 개발이 필수적이며[26], 이에 대한 객관적이고 타당한 도구로 루브릭이 필요하다[27]. 이에 현재 우리나라에서는 수행 평가를 채점할 수 있는 루브릭을 교사가 만들어 학생들에게 평가 전 제시하게 되어 있다. 교사별로 자신의 상황에 맞게 평가를 위한 루브릭을 만들 경우, 교사의 평가 영역에 가장 적합한 형태의 루브릭이 개발될 수 있다는 긍정적인 면도 있으나, 아무래도 1인 또는 소수의 교사에 의해 만들어지기 때문에 신뢰도와 타당도의 보장이 어렵다는 부정적인 측면 또한 존재한다. 그러므로 탐구 활동에 대한 평가 루브릭을 교사 개인에게 맡기기보다는 교육부 또는 교육청 차원에서 전문가 집단을 활용한 공통 루브릭을 만들어 제시할 필요가 있다. 개발된 공통 루브릭을 교사가 자신의 평가 항목에 맞게 부분 이용 또는 일부 수정하여 적용한다면, 교사는 루브릭 개발에 에너지를 쏟지 않아도 되며, 학생은 반복되는 탐구 활동을 수행하고 평가받는 과정을 통해 탐구 활동 평가의 공통적인 기준을 익히게 되고 이를 통해 탐구 역량이 향상될 수 있으리라 기대된다.

둘째, 탐구 활동 평가에 대한 교사 연수가 필요하다. IBO에서는 IB DP를 가르치는 교사들을 대상으로 짧으면 3일, 긴 경우는 2주 정도의 교사 연수 프로그램을 지속해서 운영되고 있으며, 특히 과학 교사들에게는 IA의 평가와 관련된 연수가 필수적으로 운영된다. 그 외에도 국제 콘퍼런스 행사를 통해 IB 교사 간에 교류의 장을 만들어 탐구 활동 운영 및 평가 등과 관련하여 노하우를 지속해서 주고받을 수 있는 장을 제공한다. 우리나라에도 탐구 활동과 관련하여 안전 연수나 지도 방법 과학 교사 연수가 온·오프라인을 통해 다양하게 제공되고 있다. 그리고 최근 교·수·평·기가 강조되며 평가 관련 연수 또한 왕성하게 실시되고 있다. IB의 경우에는 교사가 연수를 받기 위해서는 상당한 연수 비용이 요구되나, 우리나라에서는 희망하는 교사가 있으면 누구나 쉽게 무료로 연수를 받을 수 있다. 그러나 과학 탐구 활동 평가에 대한 연수는 아직까지 제공되지 않고 있다. 많은 과학 교사들은 자신의 탐구 활동 평가 기준에 대해 검증받을 기회를 갖지 못하였으며, 특히 자기 주도적 탐구 활동 평가에 대해서는 지도 경험조차 많지 않은 것이 현실이다. 탐구 활동은 주로 교과서에서 제시하는 활동으로 운영하는 경우가 많은데, 우리나라 교과서에서 제시되는 탐구 활동은 탐구 활동의 목적부터 방법, 결과 및 분석, 결론 도출까지 상세하게 제시하는 안내형 탐구로 구성된 경우가 많다. 교사들 또한 이러한 형태에 익숙하여 학생의 자기 주도형 탐구 보고서의 평가에는 익숙하지 않은 교사들이 상당수일 것으로 보인다. 그러므로 탐구 활동의 평가에 대한 전문성을 향상시킬 수 있는 연수와 교사 네트워크가 필요하다.

셋째, 평가의 공정성과 신뢰도를 확보할 수 있는 장치에 대한 논의가 필요하다. 이에 대한 방안으로 탐구 활동 평가의 매뉴얼화 또는 온라인 시스템 구축 방법을 제안하고자 한다. 학교에는 ‘학교생활기록부 기재요령’, ‘학교현장 재난 및 안전 관리 매뉴얼’, ‘과학실험 안전 매뉴얼’ 등의 다양한 매뉴얼이 존재한다. 그러므로 다양한 예시와 함께 탐구 활동 지도 및 평가 관련 매뉴얼이 교사에게 제공된다면, 교사들은 자신만의 잣대로 평가하지 않고 보다 공정하고 신뢰도 높은 평가를 할 수 있을 것으로 기대된다. 그리고 IB DP에서는 IBO에서 운영하는 탐구 활동 점수 보고 시스템이 구축되어 있다. 이 시스템을 통해 교사는 학생의 IA 점수를 보고하게 되고, IBO측의 조정관은 교사의 채점 근거와 함께 학생의 보고서를 재채점함으로써 평가의 공정성 및 신뢰성을 확보하고자 한다. 우리나라에서도 이러한 평가 관련 시스템을 구축하여 데이터베이스화시킨다면 학생의 다양한 탐구 활동 보고서를 자료로 이용하여 학생들에게 교육하거나, 자신의 평가 역량을 향상시킬 수 있게 될 것으로 기대된다.

넷째, 교사 양성 기관인 사범대학에서는 탐구 활동 전문성 함양을 위한 교과목의 개설이 필요하다. 김영민 등은 과학 교사를 대상으로 한 설문을 통해 과학 교사들이 과학 교사 양성 과정에 있어 과학실험/시범장치 개발에 대한 교육이 부족하며 이를 개선할 필요가 있음을 밝힌 바 있다[28]. 학교 현장에 나온 많은 과학 교사들은 대학에서의 교육이 현장과는 다소 동떨어져 있으며 이론 중심으로 이뤄지고 있어 과학 교사로서의 전문성 함양에 다소 부족함을 호소하고 있음을 밝히고 있다. 또한 현장에서 지능형 과학실 및 지능형 과학실 ON을 운영해야하는 과학 교사에게 탐구 활동 전문성은 반드시 필요하다. 그러므로 예비교사를 양성하는 사범대학에서부터 탐구 활동 운영 및 평가에 대한 과목을 운영하여 전문성을 길러준다면, 이들이 학교 현장의 교사가 되었을 때 탐구 활동을 더욱 적극적으로 운영할 수 있게 되며, 또한 학교 현장에서 선배 교사들을 교육할 수 있는 평가 전문가로서의 역할을 수행할 수 있게 될 것이다. 이러한 점진적인 변화를 통해 우리나라 과학교육계의 문화가 점진적으로 변화될 수 있으리라 기대된다.

다섯째, 교사의 평가 전문성을 인정해 줄 수 있는 제도와 사회 인식의 변화가 뒷받침되어야 한다. 앞서 언급한 모든 것이 이뤄지기 위해서는 교사의 평가 전문성을 인정해 줄 수 있는 제도가 뒷받침되어야 한다. IB DP에서는 Diploma 취득을 위한 최종 평가의 20%에 해당하는 IA의 평가를 교사에게 일임하고 있다. 비록 평가의 공정성과 신뢰성 확보를 위해 조정관 제도가 운용되고 있으나, 교사의 평가를 최우선으로 한다. 우리나라는 성적에 매우 민감하다. 최근 많은 교사들이 학부모의 민원으로 인해 많은 고통에 시달리고 있어 사회적 이슈가 되었다. 학생과 학부모가 교사의 평가 전문성을 인정해 주지 않는다면, 교사는 탐구 활동을 운영하고 평가하는 것에 상당한 부담을 느낄 수밖에 없게 되어, 탐구 활동을 지도할 동력을 잃을 수밖에 없게 될 것이다. 그러므로 교사의 평가 전문성을 제도적으로 뒷받침해 줄 수 있는 장치가 필요하다.

본 연구에서는 우리나라 과학과 교육과정과 IB DP Group 4의 탐구 활동 운영 및 평가를 비교하고, IB DP IA의 운영 및 평가 기준을 분석함으로써 우리나라 과학교육에 줄 수 있는 시사점에 대해 살펴보았다.

우리나라의 과학과 교육과정과 IB DP 과학 교과군 모두 동일하게 탐구 활동을 과학적 지식을 얻기 위한 매우 중요하고 훌륭한 수단으로 인식하고는 있으나, 실제 학교 현장에서의 운영면에서는 상당한 차이를 보이고 있음을 확인하였다. 우리나라 과학과 교육과정에서는 탐구 활동의 시수, 평가 등 모든 것을 교사의 재량에 맡긴 반면, IB DP에서는 우리나라의 교육과정 문서에 해당하는 Physics guide에서 탐구 활동 시간과 그 종류, 그리고 탐구 활동 평가 등에 대한 구체적인 지침을 내리고 있다는 점에서 차이를 보였다. 또한 우리나라의 교과서에서는 학생의 탐구 활동에 대해 구체적인 방향을 제시하는 형태의 안내형 탐구 활동이 주를 이루는 반면, IB DP에서는 주제와 접근 방법에 대한 개략적인 방법만 제시되고 있으며, 우리나라에 비해 상당히 심화된 수준의 데이터 처리를 요구한다는 점에서 차이를 보이고 있었다. 또한 IB DP에서는 IA를 통해 학생이 자기 주도형 탐구 활동을 반드시 수행하도록 함으로써 평소 수업 시간 Practicals를 하며 쌓아온 탐구 역량을 최종적으로 평가하고 이를 성적에 포함하도록 하고 있었다.

그러나 IB DP의 경우 우리기나라 교육과정과 비교하여 학생들에게 상당한 학업 부담이 가해질 것이라는 우려 또한 많으며, 실제 IB DP를 하는 학생들 중 학업 부담으로 인해 과도한 스트레스를 호소하고 있음을 밝히는 연구 또한 존재한다[10]. 이러한 우려에도 불구하고 IB DP를 도입하려는 시도교육청은 지속적으로 늘어나고 있으며, 이로 인해 IB DP 물리학을 가르쳐야 하는 과학 교사의 수 또한 꾸준히 증가하게 될 것이다. 그러므로 IB DP에 대한 논의와 연구 또한 지속적으로 제기될 것으로 예측된다. 수많은 정보가 넘쳐나고, 인간이 하던 많은 역할을 인공지능 또는 로봇이 대체하는 근미래 사회를 살아갈 우리 학생들을 위한 과학교육의 변화에 대해 고민하고 있는 이 시기에, 국제적으로 공인받고 우리나라 교육계의 한 부분을 차지하기 시작한 IB 프로그램의 분석을 통해 우리나라 과학교육에서의 탐구 활동에 대한 심도 있는 논의가 지속적으로 이뤄져 과학교육의 변화가 점진적으로 이뤄지길 기대한다.