과학(SCIENCE)이란?

과학은 실험 중심으로 해라

아산중학교 과학 교사 황한준

 우리는 은연 중 과학이란 말을 많이 쓰게 된다. 명사에 '과학'이 붙으면 왠지 멋있어 보이고 수준 높은 것처럼 느껴지기 때문인지는 모르겠으나 우리는 그것을 빈번하게 사용한다.

  그러나 그 이유는 크게 두 가지로 나누어 진다.

 한가지는 '과학'이란 뜻을 잘 몰라서이고, 다른 한가지는 정말로 그래서 그런 것이다. 과학을 한 마디로 정확하게 정의하기는 어렵지만, 조금 구체적으로 과학의 뜻을 풀어 본다면 다음과 같다.

 그것은 우리의 감각이 탐지한 복잡한 현상을 창의적인 활동을 통하여 정리하는 것 이라 할 수 있다.

 여기서 창의적 활동이란 한 개의 과학적 현상이 이론적 성립은 물론, 실험적으로도 성립되어야 한다는 것이다.

 다시 말하면 과학은 이론과 실험이 일치되어야 성립이 된다는 것이다.

 과학은 분명 창의적인 활동이어야 한다. 현실에서 일어나는 상황을 절대적인 현상으로 보는 것이 아니라, 언제라도 바꿜 수 있다는 전제하에 가치관을 만들어야 한다.

 지금까지 과학은 현실에 맞도록 많이 수정되어 왔다.

예를 들면 수평면 상에서의 운동을 놓고 아리스토텔레스(Aristoteles : 384~322 B•C)와 갈릴레이의 주장은 다음과 같다.

   아리스토텔레스는 지면 또는 책상 면 위에서 어떤 물체를 한번 밀면 그것은 점차 느려지다가 정지한다는 사실을 지적하였다. 이것으로 아리스토텔레스는 물체의 자연스러운 상태는 정지해 있는 것이라고 믿었다.

 그러나 갈릴레이는 1600년대 초기에 수평 운동을 다시 관찰하는 과정에서 저항을 받지 않는 이상적인 운동을 연구하기로 하였다.

 그는 어떤 물체가 운동하고 있다는 것은 정지하고 있다는 것만큼이나 자연스럽다는 결론을 지었다. 갈릴레이는 똑같은 사실로부터 새로운 것을 발견함으로써 운동에 대한 현대적 개념을 확립하는 공을 세웠다.
 

 또 프톨레마이오스가 주장한 지구 중심설(지구를 중심으로 태양을 포함한모든 행성들은 원운동을 한다)이 1400여년 동안이나 믿어져 오다가 코페르느쿠스가 주장한 태양 중심설(지구를 포함한 모든 행성들은 태양을 중심으로 원운동을 한다)이 등장하고 갈릴레이가 이를 증명하여 새롭게 받아들여졌다.
 

  그리고 빛에 대한 정의도 마찬가지이다. 입자설로부터 시작한 것이 파동설, 상보성 등의 주장으로 이어져 빛의 정의도 수 백년 동안이나 논의되어 왔다.
  상대성 이론도 마찬가지이다. 과학의 위대한 이론은 창의적 업적으로서, 위대한 예술 작품이나 문학 작품과 견줄 수 있다.
   그러면 과학이 이들과 어떻게 다른가? 한가지 중요한 차이점은 과학에서 가장 결정적인 다너이기 때문이다.
    

 이와 같이 과학은 창의적인 활동을 통해 언제든지 현실에 적합한 이론으로 수렴되어질 수 있다. 절대 불멸의 진리는 존재하지 않는다. 그렇기 때문에 과학은 관찰을 통하여 가설을 설정하고 그것을 검증하는 실험을 통하여 다른 부분에 적용하고, 일반화 시켜 하나의 원리로 성립되는 것이다.

  현재 우리 주변에서 일어나는 자연 현상의 80%이상은 중•고등학교에서 배우는 과학만으로도 설명될 수 있지만 우리는 불과 5%정도만의 과학을 적용시켜 현상을 이해하고 있으며, 대부분은 생활 경험으로부터 누적된 것을 이용하거나 비과학적으로 이해하며 ㅐㅇ활하고 있다. 이와 같은 심각한 문제의 발생 원인은 학습 방법에 있다.

  우리는 과학을 실험과 이론을 통해 학습해야 하는데 실험(현상의 과정)을 대부분 생략하고 즉, "관찰 → 가설설정→ 검증실험 → 일반화"를 잊은채 주로 마지막 단계인 "원리"만을 칠판에서 학습하게 된다. 주로 암기식으로 학습되어 그 결과는 원리 따로, 현상 따로의 모습이 되는 셈이다.

   우리가 자연 현상을 좀 더 과학적으로 이해하고 과학적인 사골르 하기 위해서는 반드시 실험실에서 단계를 거쳐 수업이 이루어져야 한다. 물론 그것이 우리의 교육 여건상 상당히 어려운 문제이기는 하지만, 우리 모두는 원칙을 알고 있어야 한다. 그래서 단계적이고 정상적인 과정으로 수업이 진핼될 수 있도록 조정해 나가야 할 것이다.

위의 글은 충남 아산시에 아산중학교 황산준 선생님께서 쓰신 글입니다.