호주에서 박사과정을 하고 있는 Y에게서 연락이 왔습니다. 개인적인 일을 자세히 공개 할 수는 없지만 세계 최고 수준의 박사님들과 뇌 관련 질병에 대한 연구를 하고있다는 근황과 함께 부모님을 방문하러 들리는 김에 얼굴이나 한번 보자는 연락이었습니다. 졸업한지 10년이 넘었으니 그동안 얼마나 늙었는지 좀 확인해봐야 하겠다는 ‘불순한’ 의도로 느껴졌습니다만.. ㅎㅎ 흔쾌히 약속을 잡았습니다. 

졸업생들을 만나 그들이 현재 열어가고 있는 인생의 지평에 대한 이야기를 듣는 것은 여전히 가슴설레고 흥미 진진한 이야기이기 때문입니다. 돈이야 조금 쓰겠지만 즐거움이 더 클것이니 마다할 이유가 없는 것이지요.  

여차저차 해서 약속장소를 몇번이나 옮긴 후 결국 늦은 시간에 마주앉은 패스트푸드점. 잠시 칩스를 씹으며 숨을 고르던 Y는 드디어 만남의 진짜 이유를 드러내기 시작합니다. 그럼 그렇지...

요즈음 연구하고 있는 뇌의 질병에 대해 획기적인 사실을 발견했고 조만간 학회지에 발표도 할 예정이라합니다. 그러니까 절대 비밀을 지켜야 한다면서 Y는 중요한 몇가지 내용을 슬쩍 알려주었습니다. 단번에 그 중요성을 알아차릴수 있을만큼 놀라운 이야기이기는 하였으나 제 전공분야도 아니고 또 설사 그렇다고 하더라도 제 실력으론 요즘 박사과정에서 연구할 만한 내용에 대해 알 도리가 없음이 분명합니다. 

그런데 녀석은 자신이 곤란을 겪고있는 부분을 조곤조곤 설명하면서 그 부분을 이해하는데 필요한 물리적 지식을 간단하게 설명해 달라 하더군요. 그동안 애교만 늘었는지 말솜씨마저 상냥하기 그지없습니다. 그리 어려운 내용도 아니고 더구나 인류역사의 한가지 중요한 발견이라 불리울만한 사건에 대한 정보를 이미 들은터이니 그냥 조용히 콜라나 마시고 있을 수는 없었지요. 그래서 최대한 이해하기 쉽게 궁금한 부분을 설명해 주었습니다. 

하지만 그 근간이 되는 기본지식이 전무한 상태여서 (그 친구는 고교 고학년때 물리 공부를 해 본적이 없답니다) 조금은 허상에 가까운 내용만 전달할 수 밖에 없었지요. 최대한 쉬운 표현과 일반적인 단어를 주섬주섬 엮어가며 설명을 하다가 문득 이상하다는 생각이 들었습니다. 

‘얘가 왜 이런 내용을 알아야 하지?’ 

그 친구의 대답은 이랬습니다. 요즈음 박사과정의 연구는 한 분야에 대한 전문성만을 강조하는 좁은 영역의 연구가 아니라 여러 관련분야와, 심지어는 비관련분야까지 아우르는, 그야말로 전 영역적인 연구라는 것이었습니다. 그러다보니 프로젝트의 물리분야를 미국의 한 교수님이 연구하고 계신데 그 분의 설명을 들어도 뭔가 잘 이해가 안되어서 그 바탕이 되는 내용을 알고싶었다 하더군요. 그러니까 그 친구의 연구실에서는 소위 말하는 융합과학의 시대에 걸맞는 프로젝트를 진행중이라는 것이었지요.  

그렇습니다. 세계적인 과학연구의 조류는 이미 본격적인 융합과학의 시대로 접어들었습니다. 저도 20세기를 거쳐 21세기에 들어서면서 과학계의 주요 패러다임으로 떠오른 융합과학에 대한 소식을 들을 때마다 앞으로 어떻게 학생들을 교육해야 할까 곰곰히 생각을 하곤 했었는데, 그에 대한 이야기를 박사 과정 연구내용을 통해 접하고나니 매우 현실적인 문제로 한걸음 더 가까이, 그리고 더 선명하게 다가오는 기분이었습니다. 그럼 융합과학(convergence science, consilience)이란 무엇일까요? 

wiki 백과를 참고해 보겠습니다. 

‘융합과학(融合科學)은 과학, 기술 및 인문사회과학 등의 세분화된 학문들의 결합, 통합 및 응용을 통하여 만들어진 새로운 과학 분야를 말한다. 20세기 중엽부터 21세기에 이르러 학문과 기술의 수렴 및 융합의 흐름이 전개되었다. 융합과학은 인문학, 사회과학, 예술, 공학, 과학 및 문화의 여러 영역들을 동일한 창조와 융합의 정신, 원리로 탐구하여 인간의 삶 뿐만 아니라 인간성의 향상을 목적으로 한다. 융합과학은 나뉘어 있던 자연의 지식 영역들의 경계에 따라 각 학문을 개별적으로 연구하지 않는다. 자연이라는 하나의 대상을 각 학문이 개별적인 특성은 유지하되 각각의 요소를 모두 고려하여 통합적인 탐구를 이루어낸다. 융합과학은 융합과학기술, 학제간 과학, 통섭 등으로 나눌 수 있다.’ 라고 씌여 있습니다. 

현대 물리학의 여명기에 우라늄 핵분열 발견이라는 역사적인 사건에 분석화학자가 큰 공헌을 한 일을 시작으로 의료서비스의 도약을 이루어낸 CT, MRI 등의 혁신적인 의료 장비 연구를 비롯해 흔히 들어 보셨을 법한 인체공학, 지구 온난화 연구, 미개발 지역을 위한 적정 기술 연구 등등이 융합과학이 적용된 사례들이라 볼 수 있겠습니다. 

단지 과학분야뿐만이 아니지요. 예술계를 예로 든다면 백남준씨의 비디오 아트, kinetic sculpture 등등이 융합과학 프로젝트의 범주에 포함되고 여러 연구현장, 직업현장에서 그간 다른 영역으로 간주되어 왔던 많은 분야의 과학자들이 공동연구를 진행하는 일이 점차 빈번해지고 있으며, 몇 년전 부터는 한국 고교 교과과정에 융합과학이라는 과목이 아예 개설되어 전국 경시대회도 치른다고 합니다. 

그럼 융합과학 이라 불리우는 사회, 연구분야가 있다고 치고 과연 이런 과학계의 변화와 성장이 우리 아이들의 과학 교육에 어떤 영향을 줄 수 있다는 말일까요? 

이미 영국에선 캠브리지 코스의 저학년 과정부터 흔히 말하는 물, 화, 생의 구분을 없애고 서로간의 연계를 중시하는 통합 과학으로 변화되는 중이고 조만간 고등학생 과정까지 바뀔 예정이라 합니다. 이 변화는 우리가 쉽게 예상하듯이 물, 화, 생 세 과목을 한가지 과목으로 묶어서, 흔히 말하는 NCEA식 과학과목을 만드는 방법과는 질적으로 다릅니다. 

다시 말해 시험 문제를 물, 화, 생의 세 파트가 연계 되도록 만들고 학생들에게 서로 다른 세 개의 분야가 어떻게 연결되는지 설명하도록 요구 하겠다는 취지입니다. 

한가지 예를 들자면 식물의 광합성이 식물 성장에 어떤 역할을 하는지 생물학적인 관점으로 설명하고 광합성의 과정을 화학반응을 이용해 설명한 후 마지막으로 왜 특정한 주파수와 에너지를 가진 빛만 광합성에 사용되는지를 물리학 적인 관점으로 설명한다는 식이 되겠지요. 실제로 2016년 이후 캠브리지 CIE 과학시험들은 이전의 문제 방식과는 확연히 다르게 출제 됐는데요.. 그 변화의 방향은 지식에 대한 요구가 줄고 분석에 대한 요구가 많아 졌으며 계산이 줄고 단답형의 서술이 늘어난 것으로 정리할 수 있습니다. 

이러한 변화는 통합과정으로의 첫걸음 이라고 볼 수 있는데 IB코스의 과학 과정 또한 Syllabus 변경을 통해 조금 더 미국적인, 그리고 조금 더 통합적인 방향으로의 전환을 예고하고 있습니다. 영국 내부 과정의 변화가 결국 국제과정인 CIE로 파급되는 것은 시간 문제고 이러한 변화가 세계적인 추세라 한다면 NCEA나 IB 또한 그 변화의 물결을 벗어나지는 못 할 것으로 예상됩니다. 

그러다면 중, 고교 과학교육이 다가 올 융합과학의 시대를 준비하기 위한 방향으로 바뀌는 것은 확실하다는 이야기인데.. 이 변혁의 시대에 대처하는 우리의 자세는 어떠해야 할까요? 우리의 아이들을 어떤 방향으로 교육해야‘융합과학’의 시대의 진정한 인재로 키워낼수 있을까요? 아직 도래하지 않은 미래에 대해 제가 왈가왈부하는 것이 무의미 할 수도 있지만 기본적인 가닥을 잡아보자는 의미로 이해해 주시면 감사하겠습니다. 

첫째, 깊은 수준의 실험중심 학습이 필요합니다. 

현행 뉴질랜드 각급 학교의 과학교육은 다분히 실험 중심인 것 만은 틀림없습니다. 그러나 실험에 사용된 기자재나 약품, 혹은 기계 장치들이 왜 필요한지에 대한 전반적인 분석이나 이해 보다는 단순히 Instruction에 따라 실험하고 결과를 찾는 일에만 치우친다는 문제가 존재합니다. 

결국 학생들은 조립설명서를 따라가며 레고를 끼워 맞추는 ‘단순 노동직’ 으로 실험실에 앉아 있을 뿐인 것이지요. 단적인 예를 들어 기초 물리 실험에 사용하는 Photogate라는 장비가 있는데 빛을 주사하는 부분과 감지하는 부분, 두 파트로 나뉘어져서 물체가 두 파트 사이를 통과할 때 빛이 가려진 시간을 측정하는 용도로 쓰입니다. Y13 물리과목에서 이 photogate에 적용되는 원리를 배움에도 불구하고 졸업할 때가 되어서도 작동 원리를 설명할 수 있는 학생은 극 소수에 불과합니다. 

몰라서가 아니라 장비의 작동원리에 대한 관심이 없었기 때문인데요.. 이런 점수 지향적인 자세 보다는 학습과정에서 접하는 모든 것에 관심을 가지고, 궁금해 하고, 나아가 자신이 원하는 것을 알아내기 위한 실험을 디자인할 수 있는 정도까지 공부하는 것이 앞으로 다가올 융합과학의 시대에 대비하는 첫걸음이라 할 수 있을 것입니다. 물론 이러한 바람직한 학습을 위해서는 학교 당국의 올바른 정책결정이 우선되어야 함이 당연합니다. 

둘째, 다양한 분야의 ‘쓸데 없는 짓’을 해 볼 필요가 있습니다.  

‘융합’이라 함은 하나의 목적을 위해 서로 다른 이질적인 것들이 함께 연계하고 함께 작동하는 것을 말합니다. 여기에서 ‘서로 다른 이질적인 것들’은 현행 학습과정상 ‘서로에게 쓸데 없는 것’으로 간주되어 왔습니다. 

예를 들어 공대 준비생이 토끼를 키우며 성장과정을 관찰하고 양육일지를 쓰고 나아가 학문적인 연구(?)까지 한다면 충분히 ‘쓸데 없는 짓’을 한다고 볼 수 있겠는데.. 과연 융합과학의 시대에도 이런 일이 불필요한 것으로 여겨질까요? 오히려 다양한 ‘쓸데 없는 짓’ 에 관심을 가져야 사고의 폭이 넓어지고 문제에 대한 다각도의 해법을 제시할 수 있으며 좀 더 창의적이고 차별된 프로젝트를 디자인 할 수 있다고 권장되지 않을까 싶습니다. 

한참 세상을 후끈하게 달구고 있는 Tesla 전기 스포츠카의 개발 당시, 작고 가볍고 파워풀면서도 오래가는 배터리를 개발하기 위해 기술진이 고민하고 있을 때 그런 배터리는 이미 흔하게 널려 있다며 모바일폰 배터리를 모아서 써보라고 해법을 제시했던 젊은 인턴 직원이 있었다 하지요. 나중에 알고 보니 전자기기에 ‘미친’ 사람이었다는 이야기는 이제 누구나 다 아는 대표적인 ‘쓸데없는 짓’의 긍정적 적용사례가 되었습니다. 

이미 우리 어른들의 머리 속에 각인되어 있는 공부방법이 그 유효기간을 다했고 새로운 학습 패러다임이 떠오르고 있는 이 시대에 자녀들에게 “이 따위 ‘쓸데 없는 짓’ 하는 시간에 단어라도 하나 더 외우라”고 말하기 보다는 그 일들이 단순한 시간낭비가 아니라 창의적이고 차별화된 결과를 낳을 수 있도록 지도하는 것이 바람직하리라 봅니다. 

셋째, 높은 수준의 분석력을 키워야 합니다. 

저의 지인중 한 분이 자신의 예전 직장 상사가 깆고 있던 놀라운 기술에 대해 이야기 해 준적이 있습니다. 지인의 설명에 따르면 (본인도 나름 한 기술 한다고 자부하던 사람이었습니다만) 그 분은 세상에 있는 모든 전자 장비를 연결할 수 있는 능력이 있었다 합니다. 

예를 들어 2000년 당시 구형 팩시밀리의 출력을 컴퓨터 화면으로 전송하도록 변환하는가 하면, 아예 모바일폰의 작은 화면에 나타나게 한다던지 혹은 장난감 전자드럼의 출력을 원래 만들어진 오디오 출력이 아닌 디지틀 출력으로 변환해서 컴퓨터에 바로 디지틀 입력을 한다던지 (현재 HDMI 의 원리로 생각 됩니다).. 여하튼 저는 잘 모르겠지만 어쨋든 대단한 기술이라고 했습니다.

그 분은 장비들을 연결할 때면 언제나 컨트롤 박스를 만들어 두 장비 사이에 끼워 사용했다고 하는데요. 하루는 지인이 도대체 어디서 그런 기술을 배웠는지 질문했답니다. 그 때 그 분은 ‘회로도를 잘 분석해 봐라’  한마디로 일축하셨고 자신은 큰 가르침을 받았다고 하는데... 무슨 선문답 같기도 하고 뭔가 알수 없는 이야기 이지만 또 그 쪽 세계에선 어떤 전달하는 바가 큰 모양입니다. 하지만 이 말에는 문외한인 저도 한가지 크게 공감하는 부분이 있습니다. 

그건 바로 ‘분석’ 이라는 단어 입니다. 분석이란 한가지 현상을 원인과 결과, 발생과 효과, 혹은 시간의 흐름등등 여러가지 조건에 따라 잘게 나누어 보고 그 낱낱의 연결고리를 찾아보는 작업입니다. 그리고 이 분석이라는 작업은 ‘재조합’ 이라는 과정으로 연결될 수 있으며 분석과 재조합이 교차적으로 연달아 일어나면서 우리가 흔히 말하는 발명이나 발견이 이루어집니다. 

융합과학 시대의 공부 또한 이러한 분석과 재조합의 연결고리속에서 이루어 질 것이라는게 제반 교육전문가들의 의견입니다. 그리고 그들은 공통적으로 논리적 분석의 중요성을 부르짖습니다. 

그들이 말하는 분석이란 ‘문제를 잘 분석해서 답을 찾는다 ’라는 문장에 실린 분석이 아니라 ‘지난 100년간의 오존농도 변화그래프를 분석해서 오존층 보존을 위한 방법을 제시하시오’ 라는 문장에 실린 분석을 말합니다. ‘아래의 시에서 밑 줄친 부분을 분석해서 작가가 시를 통해 표현하고자 하는 주제를 찾아내시오’ 라는 문장의 분석이 아니라 ‘산업혁명이 인간의 가치에 미친 영향을 분석해 신자본주의의 장점과 문제점을 찾아내시오’의 분석을 말하는 것입니다. 

바로 재조합을 위한 분석을 요구하는 것이지요. 문제를 더 자세히 이해하기 위한 분석이 아니고, 머리속에 꾸역꾸역 집어넣은 지식의 조각들을 잘 연결해서 그럴싸한 문장을 뽑아내기 위한 분석이 아니고, 우리가 상상할수 있는 모든것들을 연결해 하나의 거대한 유기체를 만들기 위한 설계도, 그것을 그리기 위해 필요한 분석을 요구하는 것입니다. 물론 학생들이 공부하는 고교과정에서 이런 전문적 수준의 분석능력이 당장 필요한 것은 아니겠지만 하루하루 성큼성큼 다가오는 융합과학의 시대를 살아나가기 위해서는 지금부터 꾸준히 사물과 현상을 여러가지 논리적 잣대를 활용해 분석해 보는 훈련을 시작하는 것이 중요하리라 생각됩니다. 

2019년 현재, 우리 아이들은 이제 막 단순 지식의 나열을 벗어나 논리적 설명과 이해를 중심으로 하는 공부의 세계에 발을 디디고 있습니다. 그런데 시대는 벌써 이 단계를 넘어서서 모든 것이 융합되는 세계를 향해 달려가고 있고 아이들에게도 그에 발 맞추어 또 다른 변화를 경험할 것을 촉구합니다. 

항상 그랬듯 이런 변화는 어느 순간 갑작스레 피부에 와 닿게 될 것이고 새로운 패러다임에 생경함을 느끼는 짧은 시간 동안 아이들은 적절히 대처하는 우등 그룹과 우왕좌왕 하다가 기회를 놓치는 도태 그룹으로 나뉘게 될 것입니다. 

지금까지 얼마나 많은 학생들이 갑작스레 바뀐 시험 과정이나 syllabus에 미처 적응하지 못하고 고배를 마셔야만 했는지 생각해 볼때 이미 전지된 변화에 미리미리 대처하는 것이 너무도 중요하다는 것은 더 이상 강조할 필요가 없을듯 합니다. 

지금까지 제가 가진 짧은 지식을 동원해 과학계에 일어나고 있는 변화의 큰 물결에 대해 설명해 보았습니다. 하지만 지력과 필력이 짧아 제대로 표현하지 못한 부분이 많습니다. 너그러이 양해해 주시기를 부탁드리며 간혹 생각 나실때마다 융합과학의 세계가 어디까지 확장되어 있는지 검색도 해보시고 자료도 읽어보시고 또 자녀들의 교육 방향에 대해서도 고민해 주십사 부탁 드리고 싶습니다. 

왜냐하면 그것이야말로 우리 어른들이 살아온 세상과는 다른 세상에서 살게 될 아이들을 위해 우리가 해 줄수 있는 등대로서의 역할일 것이기 때문입니다.​