2017 과학기술연감

과학기술 인재육성 사업은 과학, 수학에 특화된 교육과정 운영 및 교사, 학생들의 과학탐구 활동을 지원하고, 과학･수학교육 발전 기반 조성을 통한 현장 수업 내실화 및 학습 효과를 제고하는 등 과학, 수학에 대한 공교육 정상화 및 경쟁력을 강화하여 창의융합형 인재 양성을 추진한다. 또한 2016년에 발표된 「과학교육종합계획」에 따라 4차 산업혁명 시대를 대비한 창의융합형 과학교육 환경 구축, 학생 주도의 과학 긍정경험 프로젝트, 소외계층 대상 과학 멘토링 및 진로교육 지원 등 신규 사업을 추진하고 있다. 뿐만아니라 이공계 우수 학생들의 도전적, 실험적 연구 및 체험활동 기회를 확대함으로써 연구역량을 강화하고 4차 산업혁명 시대를 견인할 과학기술 인재 양성을 추구하고 있으며, 융합형 인재역량 강화를 위해 융합형 과학기술 교사 연수를 비롯하여 영재교육-대학연계 프로그램 지원, 학생체험 탐구활동을 지원하고 있다. 그 주요 내용으로는 2015 개정 교육과정의 학교현장 안착 및 미래지향적인 과학교육환경 조성을 위해 과학교육의 범위를 첨단과학, 공학, 메이커 등 미래지향적으로 확대하고 있으며 초･중등학교는 물론이고 유치원부터 대학생까지 참여하는 과학교육 환경 조성을 강조하고, 사회와 소통하는 과학교육 실현 방안도 포함하였다. 또한, 가상 체험 실험, 사물인터넷(IoT) 플랫폼이 접목된 창의융합형 과학실 구축 등 첨단 과학기술을 학교 안으로 도입하고자 하였으며, ‘거꾸로교실’ 등 학생 참여수업 강화와 다양한 과학 동아리 확대 등을 통해 교사 주도에서 벗어나 학생의 능동적 참여 기회를 확대하고자 하였다. 이공계 학부생들의 연구 활동 기회를 부여하고, 예비 연구자로서의 연구능력 질적 향상을 유도하며, 대학연계 심화 프로그램을 통한 대학 단계의 과학영재교육 지원으로 영재교육의 전주기적 연속성 확보 및 도전적･창의적 연구활동 촉진을 통한 연구역량도 강화하는 등 15대 중점과제, 42개 세부과제를 제시하였다. 이공계 진출 기피 및 과학고･영재학교 확대 등으로 인한 일반 고등학교의 과학교육 위축, 대학에서 전공 공부에 필요한 기초 과목보다는 입시에 유리한 과목 선택으로 인한 이공계 대학 진학 학생들의 기초학력 저하 등으로 약화된 일반 고교의 과학교육을 강화하기 위하여 2011년부터 과학중점학교를 운영하고 있다. 과학중점학교는 과학･수학에 대한 심화학습을 위해 과학 8과목(물리Ⅰ･Ⅱ, 화학Ⅰ･Ⅱ, 생명과학Ⅰ･Ⅱ, 지구과학Ⅰ･Ⅱ), 수학 4과목을 필수로 이수하도록 하였고, 1학년에 과학중점학교만의 차별화된 과학･수학체험 활동 (50시간 이상) 제공, 특별교과 (과학교양, 과학융합 등) 및 심화학습을 위한 심화교과(물리실험, 화학실험, 생명과학실험, 지구과학실험, 과제연구, 고급수학 등) 운영, 고교 3개년 간 전 교과 중 과학, 수학교과 비율 45% 이상 이수, 교육과정의 10% 이내에서 융합인재교육(STEAM) 관련 교과 및 교육 활동을 편성･운영토록 하는 등 과학기술 분야 우수 인재양성을 위해 주력하고 있다. 수학 기반의 핵심역량 함양, 수학의 가치와 유용성 인식 확산, 선진 수학교육 기반 조성을 목표로 하여 「제2차 수학교육종합계획」(2015.3.)을 발표한 후, 수학에 대한 가치 인식 함양과 긍정적 수학문화 조성을 위해 수학교육 발전 기반 조성 사업을 수행하고 있다. 주요 성과로 학교단위에서는 수학과 친해지는 날(3월 14일 파이데이) 운영, 수학학습에 성공경험을 가질 수 있도록 수학나눔 프로그램(수학클리닉, 수학멘토링 등) 운영, 교육과정 연계 수학체험 프로그램을 운영하여 학생들의 정의적 영역 성취를 향상시켰다. 지역단위에서는 17개 시도교육청을 중심으로 개최되는 수학나눔축제를 통해 보고, 만지고, 느끼는 수학 체험 프로그램 및 수학 탐구활동 지원과 모니터링을 실시하였으며, 국가단위에서는 전국 수학교사들의 소통을 지원하기 위한 수학교사 한마당(8.8.~11.), 학생들이 주도적으로 수학개념을 이 해하는 수학 용어 말하기 한마당(12.20), 우수 수학 콘텐츠 확산을 위한 미래교육박람회 수학체험관 운영(11.23.~25.), 수학교육 성과발표회(12.20.) 등을 개최하여 수학에 대한 긍정적 인식 함양을 위한 프로그램을 체계적으로 지원하였다. 대표적인 청소년 과학경진대회인 ‘2017 전국청소년과학탐구대회’가 전국의 초중고 학교에서 66팀 132명이 결선에 참가한 가운데 이틀에 걸쳐 진행되었다. 특히, 올해에는 4차 산업혁명에 대비하여 컴퓨팅 사고력 및 융합역량 함양 유도를 위해 문제해결형 탐구 종목 2종목(메카트로닉스, 과학컴퓨팅)을 신규 개발하여 운영하였다. 청소년들의 탐구･연구역량 함양을 지원하는 청소년과학탐구반(YSC, Youth Science Club)에서는 일상생활 속 이슈･문제를 과학과 ICT 기술을 응용하여 개선해 나가는 문제해결 형 R&E 과제를 시범 선정･지원하였고, ‘YSC 발표대회’를 통해 성과를 공유하고, 우수과제의 국제대회 참가를 지원하는 등 인재육성과 국제교류 기회를 확대하였다. 또, 20개 학교 과학동아리 60여 명을 대상으로 ‘2017 GLOBE 학생 탐구캠프’를 개최하였다. 캠프에서는 해외 인사의 화상 강연, 기후변화 협상 게임 등 다양한 프로그램을 통해 과학에 대한 관심과 흥미 및 글로벌 협력･소통을 확대하였다. 미디어 및 통신 기술의 발전으로 개인적인 기호와 취향, 관심사에 부합하는 콘텐츠를 제공할 수 있는 개인 미디어는 점차 증가할 것이며, 새로운 비즈니스 기회를 만들어 낼 것으로 예상된다. 초고품질 영상 및 음향을 제공하는 미디어 기술 진화에 가상현실(VR)/증강현실(AR)이 빠르게 발전하면서 게임을 포함한 엔터테인먼트, 교육, 훈련 등 새로운 서비스와 산업이 창출될 것으로 기대된다. 또한, LF나 홀로그래피와 같은 무안경식 3D 영상 및 디스플레이 기술이 발전해 새로운 산업화가 가능할 것으로 기대되며, 촉감과 냄새를 전달하는 오감방송 기술개발도 진행 중이다. 2019년 초 5G 이동통신 상용화를 앞두고 정부의 주파수 공급이 원활히 이루어질 수 있도록 전파관리 및 환경 기술 연구가 긴급히 요구되고 있다. 6G 이동통신 시대에 필요한 혁신적 무선통신 인프라를 도입하기 위하여 새로운 전파통신 방식과 주파수 자원 확보가 필요하며, 센서와 통신이 융합되고, 무선 충전 기기가 급하면서 주파수 자원은 더 부족하고, 더 많은 혼 간섭이 발생할 것으로 예상되기 때문에 기술적으로 사전에 방지하고 해결하는 전파 기술 연구는 더욱 더 중요한 연구 분야가 될 것이다. 실감방송은 인간의 오감을 통해 보고, 듣고, 느끼는 것과 같은 수준의 콘텐츠를 획득, 제작, 압축하여 방송 및 통신 매체를 통해 전달하여 TV 등의 수신기로 콘텐츠를 재현하는 방송 서비스이다. 사실감과 현장감을 극대화하는 UHD 기술은 일본 NHK가 Super Hi-Vision(8K UHD)이 라는 이름으로 1995년부터 기술개발을 세계에서 처음으로 시작해서 2020년에 위성을 통한 본방송을 계획하고 있다. 우리나라를 비롯한 유럽 및 미국 등은 현재의 기술 수준으로 빠르게 서비스를 시작할 수 있는 4K UHD 위주로 기술 개발 및 서비스를 진행 중이다. 우리나라 지상파방송은 세계최초로 2017년 5월부터 700MHz 대역을 활용한 4K UHDTV 본방송을 수도권부터 시작해서 2021년까지 전국으로 확대할 계획이다. 국내 지상파 UHD방송 표준은 IP기 반으로 방송콘텐츠를 전달할 수 있기 때문에 방송망과 통신망의 제한 없이 서비스 할 수 있다는 측면에서 명실상부한 방송통신융합서비스라고 할 수 있으며, 향후 미디어의 혁신을 촉발 하는 계기가 될 것이다.