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#과학의 지평4. 과학적 연구를 위한 학습방법 2018.02.20

과학적 연구를 위한 학습방법


인류의 지속적 발전과 번영을 위한 과학적 연구의 학습과정에서 가장 중요한 것은 다음 세 가지다. 첫째, 올바른 과학적 세계관을 정립하는 '생각의 습관'을 기르는 것둘째, 과학지식을 획득하고 판단하며, 과학적 방법론과 연구개발 과정에 유용하게 적용할 수 있는 경계를 넘는 '통섭적 개념'을 파악하는 것셋째, 과학에 대한 지적 호기심을 충족하고, 과학적 마인드를 조성해주는 '끊임없는 학습활동을 이행하는 것'이 그것이다. "생각의 습관"을 기르는 데 중요한 것은 과학에 대한 가치를 판단하고 배우려는 마음가짐을 키우는 것이다. 과학에서의 가치는 증명할 수 있는 데이터에 따르고, 가설과 예측가능성을 판단하는 것이며, 수학에서는 엄밀한 증명, 기술공학에서는 최적의 설계를 찾아내는 것이다. 올바른 가치판단과 과학을 배우려는 마음가짐을 기르기 위해서는 호기심을 자극하고, 그 호기심이 생산적인 방향으로 흘러가도록 하며, 새로운 생각을 수용하고, 체계적인 문제의식을 키우는 '균형 잡힌 관점'을 갖도록 해야 한다.

다음으로 과학과 기술·공학을 관통하는 "통섭적 개념"은 형식과 사건에서 분류하고 조직하기 위해 관측한 규칙성, 주어진 조건에서의 실험과 예측, 메커니즘에서 찾아내는 인과관계, 규모와 비례 및 양적 변화가 시스템의 구조와 성능에 미치는 영향, 시스템과 시스템의 경계를 정하고 모형을 만드는 것, 에너지와 물질의 흐름으로 보는 시스템의 가능성이나 한계, 물체나 생명체 단위의 구조와 기능, 자연적·인공적 시스템의 안전성과 변화에 관련한 것들이며, 이러한 개념들은 과학지식을 획득하고 연구하며, 활용하는 데 필수적인 요소다. 



마지막으로 "끊임없는 학습활동"을 이행하는 방법으로는 다음과 같은 것들이 있다. 먼저 학습에 대한 재능이 있는 경우에도 생각하는 만큼 이해하지 못하는 경우에는 가장 중요한 개념과 기능만 선택하여 양적인 지식보다는 질적인 이해에 중점을 두어야 한다. 반면 새로운 정보를 자기가 믿고 있는 개념과 연결하여 나름의 의미와 이미지를 구성하는 것도 중요하다. 또한 필요한 경우에는 새로운 생각을 반영하기 위해 이미 알고 있는 것끼리 관계를 바꾸거나 오랫동안 지녀온 생각을 과감히 버릴 필요도 있다. 그리고 학습을 효율적으로 하는 방법 중 하나는 어떤 실체나 현상에 대해 감각을 통해 접근하는 것이다. 이렇게 하면 원리나 규칙성을 쉽게 터득할 수 있고, 이러한 경험은 평생 기억에 남게 된다. 그리고 만일 처음 접하는 상황에서 아이디어를 적용하고 싶다면, 그 사황에 적응할 수 있는 연습을 충분히 하는 것도 바람직하다. 아울러 어떤 작업이든 자기의 생각을 표현할 기회를 가지고, 비슷한 입장에 놓인 동료로부터 피드백을 받는다면 숙련된 역량이나 예리한 통찰력을 얻을 수 있다. 더불어 기대감과 자신감을 가지고 당면 과제를 해결해나가면 기대한 것보다도 훨씬 도전적인 목표나 성과를 얻을 수 있음도 명심해야 한다.

방금 살펴본 '과학적 연구를 위한 학습방법'은 아직까지 과학이 해결하지 못한 중요한 과제들이나, 앞으로 다가올 미지의 세계를 개척하는 일의 핵심이라고 할 수 있다.

※ 과학이 해결해야 할 가장 중요한 21세기의 문제들
1. 암흑물질의 신비
2. 우주의 탄생
3. 우주 상수의 문제
4. 중력에 대한 일관된 양자이론의 구축
5. 기본 질량을 만드는 메커니즘
6. 태양 중성미자 문제
7. 감마선 폭발의 원인
8. 통일장 이론 입증
9. 고온 초전도체 현상의 메커니즘
10. DNA와 단백질에 의해 생성되는 생명의 기본과정 규명
11. 단백질 접힘
12. 현재 미생물학 정보에서 '생명의 고대 나무' 구성하는 것
13. 자유의지의 이해
14. 의식의 이해
15. 지구 내부 동력학
16. 지진 예측
17. 미시적 원자 힘에서 만들어지는 거시적 거동
18. 탄소 구조체의 제조와 조작
19. 자유에너지
20. 핵융합 및 핵폐기물의 영구적 저장과 폐기

관련도서

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인류는 과학을 어떻게 발전시켰는가
"과학이란 무엇인가" 간단한 질문에 대한 가장 종합적인 대답

관련인물

변재규
저자 변재규는 1965년 여주 출생으로 고려대학교에서 과학관리학으로 이학박사 학위를 취득하였고, 한국과학창의재단에서 24년 동안 근무하며 전략네트워크팀장, 행정실장, 기획예산실장 등을 역임했다. 과학창의재단에서는 과학방송사 설립을 제안하거나 YTN사이언스를 지원하는 등 과학문화의 확산에… more