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*한국과학재단 특정기초연구과제와 Asian Physics Education Network (UNESCO)의 지원을 받음. |
우리의 교육은 8.15 광복 후 엄청난 양적인 팽창을 해왔다. 일제의 마지막 공식통계(1944년)에 의하면 총인구의 86 %가 현대교육을 받지 못하였으나, 광복후 54년이 지난 1999년 현재 국민의 약 4분의 1이 학생이다.[1] 물리학 학위 소지자 통계로 보아도 2차대전이 끝난 1945년 11명(9명의 학사와 2명의 박사)이 한국, 일본, 중국에 흩어져 있었고 1952년에 남북한과 외국거주를 통 털어 100명 미만이었는데 1999년 현재는 한국물리학회 회원 수만으로도 6000명 대에 이르게 되었다.[2]
협소한 국토, 빈약한 부존자원, 높은 인구밀도, 오랜 남북 대치 등이 겹친 악 조건 밑에서도 1950년대에 가난한 농업국이던 우리 나라가 오늘날의 산업화국가로 발전하는 데는 부지런하고 잘 교육된 충분한 노동력의 공급이 중요한 요소였으며, 이에는 교육의 양적 팽창이 기여한 바 크다. 그러나 1997년의 IMF 위기는 교육의 양적 팽창만으로는 앞으로 지속적인 산업발전을 통한 선진국 진입이 불가능하며, 대학교육을 포함한 교육전반의 질적 개선을 통한 인력의 고도화, 전문화가 선진국 진입의 핵심요소임을 확실히 보여주었다.
지금까지의 교육의 양적 팽창 과정에서, 미시적으로는 곳곳에 개별화 교육의 노력이 있기는 했지만, 거시적으로는 공급자 중심의 형태가 지속되었고 1990년대 중기까지 교육 내용과 방법에서 개선이 별로 없었는데, 이러한 면은 대학물리교육도 예외가 아니다.
대학물리교육은 비전공자를 위한 일반물리학 과목에서 조차도 "물리학자를 위한 물리"의 형태를 지속해왔다. 그 원인은 우리 교육의 구조와 발전과정에서 찾을 수도 있으며, 또 교수·교사들이 그러한 교육을 받아 그대로 반복해 왔고, 물리학이 모든 과학의 기초를 이룬다는 연역적인 논리의 당위성을 주장하는데서도 찾을 수 있다. 그러나, 대학물리교육에서 종래의 패러다임(paradigm)을 바꾸지 않으면[3-15] 고등학교와 대학에서 물리과목의 기피, 대학 및 대학원 과정에서 물리전공 학생수의 감소, 물리를 전공한 졸업생의 취업곤란 등의 당면과제의 악화속도는 국가 교육발전의 방향[16,17]과 맞물려 빠르게 심화될 전망이며, 이것은 우리보다 앞서 선진국[18]에서 이미 경험한 바이다.
이러한 기로에서 우리의 대응 방안은 무엇인가? 특히 최근 학부제와 복수 전공제의 전면적인 시행[19]을 계기로 5년 전에 80개를 헤아리던 "물리학과"란 이름이 1999년에는 2개로 줄어 거의 없어진 상태이고 졸업전공 학점수가 현저히 감소된 현 시점에서 상황의 변화에 대한 대학물리교육 공급자 측의 대응방안을 논의해 보고자 한다.
대학물리교육과 일반물리학의 중요성
1995년 5월 31일에 있었던 첫 발표[20]에 그 철학과 변화의 방향이 제시되어있는 최근의 교육개혁 필연성은 노동집약으로부터 첨단기술집약 쪽으로 향하는 산업형태 변화와 오늘날의 정보화에 따른 사회변화에서 그 원인을 찾을 수 있다.
국내 산업체는 이미 선진국의 기술이전 기피대상이 된지 오래이며, 오직 자력에 의한 기술혁신을 통해서만 생존과 발전을 기약할 수 있다. 기술혁신은 기존의 한계와 분야간의 벽을 넘어서 이루어지므로 전문분야만을 깊게 알고 있는 사람보다는 넓고 탄탄한 기초를 가진 학제간 또는 복수 전공자 및 충실한 기초과학교육을 받은 자연·인문·사회 전공자가 요구될 것이다.
물리학의 특징은 복잡한 현상계의 핵심요소를 가려내어 합리적 분석을 하고 일관된 원리로 설명해 내는 견고한 체계성이다. 또 그 학문분야는 우주적 거대 규모의 천체물리학에서 극미의 입자물리학에 이르기까지 자연현상을 모두 포괄하며, 특히 전자기학, 광학, 양자물리학, 고체물리학, 원자 물리학, 핵물리학, 플라스마 물리학 등은 여러 산업과 직접 연관된다. 따라서 지금까지 축적된 방대한 물리학지식과 연구방법을 효과적으로 배운 물리학자는 새로운 문제를 통찰하고 해결하는데 여타 어느 분야의 전문가와 비교하여도 탁월성을 보일 수 있다. 그러므로 물리학계가 교육과 연구활동에서 올바른 방향으로 노력을 기울인다면 여러 산업분야의 기술개발부서에서 물리전공자에 대한 수요가 크게 늘어날 수 있을 것이다.
따라서 지금까지 사회의 요구를 외면한 채 "물리학자를 위한 물리"의 단일모델 공급체제에 오래 안주해온 물리교육은, 살아남기 위해서라도, 바람직한 "현대인을 위한 물리"의 공동체로 거듭나야 한다. 특히 일반 물리학은 물리전공자 외에도 이공계의 여타 전공자, 그리고 인문사회계의 교양선택자 등 그 대상에 따라서 교육 과정·내용을 달리해야 하며 선택학점의 다소, 실험의 유무, 제공학기를 감안한 교육방법의 다양화가 절대 필요하다.
교육방법과 관련하여서는 "들은 것은 잊고, 본 것은 기억하며, 해본 것은 이해한다"는 격언이 있다.[15] 오늘날 정보전달매체로 보편화된 영상화면과 컴퓨터를 연구활동에는 물론 교육현장에서도 적극 활용하여 종래의 판서와 책을 바탕으로 한 교육방법을
개선해야 한다.[21] 또한 광복 후 반세기를 넘은 오늘날 일반물리학에서 조차도 기본교재, 실험장치, 보조자료를 실질적으로 외국에 의존하고 있는데 이를 지양하기 위한 창의적인
국산화를 국가적 사업으로 추진하여 품질을 높이고 절대수량을 획기적으로 늘려야 한다.
특히 일반물리학은 전공자(교사지망생 포함), 비 전공 선택필수 자, 교양선택 자 등 수많은 학생이 택하는 기본과목으로서 그 중요성과 파급효과는 아무리 강조해도 지나치지 않는다. 그러나 이 과목을 맡는 물리학교수 다수가 "물리학자를 위한 물리학"의 환경에서만 살아온 탓인지 교육개선의 필요성이라는 명제에는 동의하나 실천적 행동은 거의 보여주지 않는 것이 현실이다. 물리학계가 "현대인을 위한 물리학"의 공급주체라는 긍정적인 소명의식을 가지고 능동적으로 대처할 때만 앞에서 말한 물리과목의 기피, 전공생의 감소, 졸업생의 취업곤란 등의 암울한 터널의 밝은 끝이 보이게 될 것이다.
근년에 교수의 업적평가가 연구실적 위주로 진행되면서 일반물리학을 포함하여 비전공자를 위한 교육을 소홀히 하는 움직임이 보이는 바, 이는 장기안목이 결여된 근시안적인 대응이다. 대학에 따라 특성이 약간 다를 수는 있으나 대학은 연구소와 달라서 교육이 가장 중요한 책무이다. 물리학의 특성상 타 분야를 전공한 사람이 가르치기 쉽지 않은 것을 감안할 때, 다양한 고품질의 물리학과목을 개설하여 사회의 요구에 대응한다면 수요의 증가에 따른 개설학점 수에 비례한 교육인력(교수 및 조교)의 충원이 뒤따르는 것이 합리적인 귀결이다. 이렇게 되어 연구능력이 우수한 신진인력이 유입되면 연구의 활성화 및 교육개선의 촉매로 작용하여 대학물리교육은 굴러가는 눈덩이처럼 (the snowball effect) 개선될 것이고, 수준높고 다양한 물리교육을 충실하게 받은 졸업생의 사회적 활약에 힘입어 물리학계의 3대 문제(과목기피, 전공생감소, 취업곤란)도 해결될 수 있을 것이다.
전북대학교 과학기술학부 물리학전공의 사례<
전북대학교는 1995년 여름에 단과대학의 벽을 넘어 자연대 물리학과, 사범대 물리교육과 및 지구과학교육과의 천문학전공 교수를 통합발령하여 물리기술학부(School of Physics and Technology)를 만들었으나 1996학년도에 신입생을 단일학부로 받지 못했다. 다시 1997년에는 자연대의 물리학과, 화학과 및 지구환경학과를 통합하여 과학기술학부(School of Science and Technology)를 만들어 1998학년도부터 명실공히 학부체제를 실행하게 되었다.
이러한 체제개편 과정에서 물리학 전공 교과과정도 개편되었는데, 그 기본방향은 다음의 네가지이다: (1) 필수과목 감축에 의한 다양한 진로선택 허용, (2) 실험과목 정비 및 전자공학 실험강화를 통한 현대화, (3) 다양한 응용분야 과목 개설, (4) 공학계열 학생을 위한 특수분야 입문과목 개설.
최근 수년간 물리학과에서는 일반물리학을 포함하여 여타전공 학생을 위한 서비스교육의 중요성을 통감하고 학과의 전체 교수진의 합의하에 그의 고품질화에 계속 노력해오고 있으며 교내에서는 물론 전국적으로도 처음 시도한 일이 여러 가지 있다. 앞으로도 계속 변화하겠으나, 1999학년도 현재 개편된 교과과정에서 물리전공의 졸업요건과 제공되는 교과목을 열거한다.
전북대학교 과학기술학부
물리학 전공·부전공의 졸업요건:
졸업 학점 - 140학점 이상
전공 결정 - 2학년 말
교양 학점 - 36학점 이상
(공통기초 18학점 + 선택 18학점)
학부추천 공통기초:
일반물리학및실험 I 및 II (3학점 + 3학점 = 6학점)
일반화학및실험 I 및 II (3학점 + 3학점 = 6학점)
지구환경과학및실험 I+II
(3학점 + 3학점 = 6학점)
물리전공 학점 - 36학점 이상
(필수 12학점 + 선택 24학점)
학부추천 공통전공기초:
이공수학 (3학점)
열역학 (3학점)
물리전공 필수과목:
현대물리학 (3학점)
초급 전자기학 (3학점)
초급 양자물리학 (3학점)
초급 통계물리학 (3학점)
물리부전공 학점 - 21학점 이상 (필수 9학점 + 선택 12학점)
물리부전공 필수과목:
현대물리학 (3학점)
초급 전자기학 (3학점)
초급 양자물리학 (3학점)
위와 같은 대학교, 학부 및 전공분야에서 요구하는 여러 졸업요건과 졸업생의 장래진로를 위하여 전북대학교 과학기술학부 물리전공에서 제공되는 과목이름을 아래에 열거한다.
전북대학교 과학기술학부
물리전공에서 제공되는 과목이름:
제 1학년도 (교양과목 수강에 주력)
1학기: 일반물리학 및 실험 I (3학점)
물리학의 세계 (3학점)
2학기: 일반물리학 및 실험 II (3학점)
이공수학 (학부공통; 3학점)
기초물리학 및 실험 (3학점)
물리학과 생명과학 (3학점)
현대물리학과 우주 (3학점)
제 2학년도 (전공결정의 해)
1학기: 현대물리학 (학부공통; 3학점)
화학과 세계 (학부공통; 3학점;
화학전공이 제공)
환경지질학 (학부공통; 3학점; 지구환경전공이 제공)
역학 (3학점)
전자자료처리 I (3학점)
2학기: 열역학 (학부공통; 3학점)
초급 전자기학 (3학점)
전자자료처리 II (3학점)
수리물리학 I (3학점)
전자기학연습 (1학점)
제 3학년도 (전공교육 중점)
1학기: 초급 양자물리학 (3학점)
수리물리학 II (3학점)
물리학실험I-(현대물리) (2학점)
중급 전자기학 (3학점)
빛과 현대광학 (3학점)
전자기장이론 (비전공자; 3학점)
2학기: 초급 통계물리학 (3학점)
중급 양자물리학 (3학점)
물리학실험II-(광학실험) (2학점)
초급 광전자학 (3학점) 초급 고체물리학 (3학점)
초급 핵물리학 (3학점)
원자와 양자 (비전공자; 3학점)
제 4학년도 (전공교육 중점)
1학기: 연구과제 1 (3학점)
표면의 전자구조 (3학점)
초급 반도체물리학 (3학점)
초급 입자물리학 (3학점)
전산물리학 및 연습 (3학점)
물리학 콜로퀴엄 I (2학점)
빛과 물질 (비전공자; 3학점)
2학기: 연구과제 2 (3학점)
중급 역학 (3학점)
초급 반도체응용 (3학점)
상대성이론 (3학점)
물리학 콜로퀴엄 II (2학점)
고체물리학 입문
(비전공자; 3학점)
결 론
대학물리교육에 광복 후 지금까지 많은 발전이 있었으나, 그 동안 사회의 질적 변화와 미래의 준비에 걸맞는 것은 아니었다. 최근에 교육개혁과 IMF 위기를 계기로 사회 전반의 모순이 겉에 드러나고 사회의 요구에 맞지 않거나 사회의 변화를 따르지 못하는 요소들은 가차없이 청산되고 있으며, 대학물리교육도 여기에서 예외가 아니다. 그러나 물리학은 인류의 위대한 정신문화의 하나로서 그 속에 실용적인 지식과 경험이 방대하게 축적되어 있으며, 이것을 제대로 활용하면 산업발전을 가속시킬 수 있음은 선진제국의 발전사가 입증하고 있다.
현재 우리 대학물리교육의 위기는 사회의 변화·변혁 방향에 맞게 물리교육을 바꾸지 못한 데서 온 것이다. 앞으로 물리학계가 대학물리교육의 활성화 및 물리전공자의 사회진출 확대를 통해 사회발전에 기여하려면 물리학을 더 많은 사람들이 더 잘 이해하고 더 많이 활용할 수 있도록 교과과정의 개편, 교육내용의 혁신, 교육방법의 개선 등을 위해 실천적 노력을 기울여야 한다. 앞으로 이러한 노력이 물리학회를 중심으로 조직적으로 활성화되기를 기대한다.
참 고 문 헌
[1] Ministry of Education, "Education in Korea 1997-1998" (Seoul, 1998).
[2] 윤세원, 조순탁, 이상수, 박봉열, 김정흠, 물리학과 첨단기술 7(10), 31 (1998).
[3] 모혜정, 물리교육 3(2), 11 (1985).
[4] 장회익, 물리학과 첨단기술 5(2), 65 (1996).
[5] 이금휘, 물리학과 첨단기술 7(1), 42 (1998).
[6] 이금휘, "대학일반물리학 교육개선의 방향" (1998년도 가을학술논문발표회 전체초청강연), Bull. Korean Phys. Soc. 16(2), 277 (1998).
[7] J. S. Kim and K. H. Lee, "Recent Change of University Physics Education in Korea" (Plenary Paper), AsPEN Workshop on Physics Curriculum Design and Content (23-26 February 1999, Vientiane, Lao PDR).
[8] 조육, 물리학과 첨단기술 7(3), 30 (1998).
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[13] 김철구, 물리학과 첨단기술 7(9), 44 (1998).
[14] 강주상, 물리학과 첨단기술 8(1), 37 (1999).
[15] http://www.phy.duke.edu/~mark/reform/ [A Pedestrian Guide To Reforming The Introductory Physics Course by M. Johnson, D. Johnson and K. Lee; 요약번역 "일반물리학 개선 길잡이", 물리학과 첨단기술 7(8), 45 (1998)].
[16] 교육개혁위원회, "21세기 한국교육의 발전지표" (1998).
[17] 교육부, "교육발전 5개년 계획"(시안) [요약서] (1999.3.13).
[18] R. Lopez, "Science Education Revolu- tions in the United States: An APS View," Education Outreach (Special Issue of APS News, January 1998). [19] 고등교육법 시행령 (1998.2.24).
[20] 교육개혁위원회, "신교육체제 수립을 위한 교육개혁 방안" (1995.5.31).
[21] 우종천, 국양, 백윤철, 한정선, 연구보고 제6집: "교육의 정보화 촉진 방안 수립에 관한 연구" (한국사학진흥재단, 1998.5).
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김진승 교수는 한국과학기술원 이학박사로서 1983년부터 전북대학교 물리학 교수로 재
직 중이다.
(jin@moak.chonbuk.ac.kr)
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