수학은 재미있어야 한다! -2017 춘계 무한상상 수학체험전

수학은 재미있어야 한다!

-2017 춘계 무한상상 수학체험전

우리는 살면서 ‘수학’이라는 단어를 빼놓지 않고 일상 속을 살아나갑니다. 또한 교육과정에서도 수학은 중시되고 있으며, 특히 대학수학능력시험에서도 수학 영역에 대해 변별력은 더 커졌다는 보도가 있습니다. 수험생뿐만 아니라 지구에 살고 있는 모든 사람들에게도 수학은 필요하다고 할 수 있습니다. 요즘 시대에는 ‘4차 산업혁명’이 중요해진만큼 수학의 비중은 더욱 큰 비중을 차지하고 있습니다.

 

하지만 수학을 싫어하는 학생은 갈수록 늘어나고 있는 추세입니다. 2015년 7월 22일에 EBS가 보도한 바에 따르면, 수학시간이면 엎드려 자거나 수업을 듣지 않는 학생이 많아 학교 현장에서는 꾸준히 문제로 지적돼 왔다고 합니다. 또 한 교육단체가 학생 7700여 명을 대상으로 조사한 결과 초등학생은 36%, 중학생은 46%, 고등학생은 무려 60%가 자신이 ‘수포자(수학을 포기한 자)’라고 답했습니다.

 

이러한 학생들을 위해 수학에 대해 조금 더 관심과 애정을 가질 수 있도록 미래창조과학부가 주관하고 교육부가 후원한 ‘2017 춘계 무한상상 수학체험전’ 행사는 5월 27일(토)부터 양일 간 개최되었습니다. 이번 행사에 마지막 날인 28일(일)에 참여하여 수학 체험을 할 수 있도록 제공한 학교를 중심으로 기사를 준비했습니다. 취재에 협조해주신 각 학교 지도교사와 학생들에게 감사의 인사를 전합니다.

 

(1) 인천신현고등학교 부스 운영 사례

-수학을 이용한 팔찌를 만든다고?

인천 신현고에서 먼저 소개할 내용은 ‘잉여계(Modulo System)를 이용한 나만의 숫자 팔찌 만들기’라는 주제로 참여한 부스입니다. ‘잉여계’는 사실 고등교육과정(대학교 교과 중 정수론)에 나오는 내용이기 때문에 고등학생이 이해하기에는 많은 어려움이 있을 수 있다고 생각했습니다. 초등학교 교과과정 중 ‘몫과 나머지’에 대해서 쉽게 설명할 수 있는 부분이 이에 해당합니다. 예를 들면, ‘어떤 정수를 5로 나눈다’고 했을 때 반드시 나머지는 0, 1, 2, 3, 4 중 하나의 숫자일 것입니다. 이 때 나머지가 0인 모든 정수의 집합, 나머지가 1인 모든 정수의 집합 등으로 생각할 수 있는데 이와 같은 집합, 모임을 우리는 잉여계(Factor System)라고 이야기합니다.

▲ 잉여계를 이용한 나만의 숫자 팔찌 만들기(인천신현고)

 

12명씩 부스 안에서 참여할 수 있었는데 사진으로 보시듯 상당한 인기가 있었습니다. 고등교육과정이라고 하지만 나눗셈의 연산을 알고 있다면 누구나 쉽게 참여할 수 있었습니다.

 

▲ 인천신현고등학교 재학생들이 직접 학생들에게 설명해주고 있는 모습이다.

 

‘숫자 팔찌’를 들어보셨나요? 구슬과 우레탄 줄만 있으면 쉽게 만들 수 있습니다. 예를 들어 정수를 5로 나누었을 때의 잉여계는 {0,1,2,3,4}가 되는데 이 때 숫자에 따라 구슬의 색깔을 매기고 순서에 따라 팔찌를 만드는 것입니다. 물론 저는 5를 예로 들었지만 어떤 자연수에 대해서도 가능하다는 것을 알 수 있겠죠?

 

- “지진에 끄떡없는 Twisted Prism으로 전등 만들기!” 색다른 건축물을 짓는다?

작년 9월 12일을 기억하시나요? 바로 경상북도 경주시에서 발생한 규모 5.8의 지진으로 인해 많은 피해가 있었죠. 지진이 발생한 이후 이틀 뒤인 9월 14일에는 부상자가 23명, 재산상 피해는 1,000건이 넘은 수치를 보였으며 피해 유형에 대해서는 지붕, 담장, 차량 파손 등이었다고 합니다. 계속해서 지진은 발생하고 있고, 어쩌면 우리나라도 지진에 대해 안전지대가 아니라는 것을 알려주는 줍니다.

이번에 소개할 부스는 “지진에 끄떡없는 Twisted Prism으로 전등 만들기”입니다. 만들기를 진행하면서 건축 분야와 함께 융합한 수학 실습을 다루는 내용입니다. 일반적으로 사람들은 대부분 모든 공간이 다 채워져 있어야지 안정적이고 튼튼하다고 생각하지만 이럴 경우 경제적 부담이 늘어날 뿐만 아니라 힘이 별로 작용하지 않는 부분까지 두꺼워지기 때문에 오히려 하중을 증가시키는 요인으로 작용해 건물 자체의 수명을 줄여버릴 수 있다고 설명합니다. 정말이지, 수학은 거짓말을 하지 않는 것 같습니다.

▲ 지진에도 끄떡없는 Twisted Prism 전등 만들기(인천신현고)

 

 

(2) 대전송촌중학교 부스 운영 사례

- 가위질 한 번으로 다각형을 만든다고?

대전송촌중학교에서는 ‘가위질 한 번으로 다각형 오리기’라는 주제로 이번 행사에 참여하였습니다. 대부분의 사람들은 “가위질 한 번에 다각형을 오릴 수 있지 않겠느냐!”라고 하겠지만 여기서 중요한 것은 아이들과의 소통이었습니다. 초등학교 5학년에서 다루는 내용인 “선대칭 도형과 점대칭 도형”을 이용하여 개념을 이해시키면서 어떻게 접으면 가위질 한번으로 도형을 만들 수 있는지에 대해 생각해보는 시간도 가졌습니다.

 

▲ 가위질 한 번으로 다각형 오리기(대전송촌중학교)

 

이 학교는 <체험 시 주의사항>이라는 항목을 추가하여 체험하는 학생들에게 안전에 대해 각별히 신경을 쓴 모습도 함께 볼 수 있었는데요. 또한 체험자가 생각할 수 있는 시간을 충분히 준 다음, 만약 그 체험자가 모른다고 했을 때 그 때 도와주어 답변을 유도할 수 있는 방향까지도 고려한, 쉬운 학습이면서도 배우는 데에 도움이 되는 내용이었습니다.

 

 

▲ 체험 학생들이 가위를 자르고, 진행하는 학생들은 그 모습을 지켜봅니다.

 

 

-다양한 큐브를 볼 수 있는 시간!

▲ 큐브로 통하였노라(대전송촌중학교)

 

역시 같은 학교에서는 ‘큐브’에 대해 이야기하는 부스도 있었습니다. “큐브로 통하였노라!”라는 주제로 장미큐브를 만들어보는 시간을 가져보았습니다.

큐브(Cube)는 1974년, 헝가리의 수도인 부다페스트에서 Erno Rubik이라는 건축학 교수가 직접 제작했다고 하는데 3D, 다시 말해 입체에 대한 연구에 관심이 상당히 많았다고 합니다. 처음에는 교육 목적으로 만들었으며 1977년부터는 완구점에 판매되기 시작했고 선풍적인 인기를 끌면서 세계에도 많은 관심을 보이기 시작했다고 합니다.

우리가 알고 있는 큐브는 일반적으로 3×3×3 큐브를 생각할 것입니다. 하지만 이 말고도 5×5×5 큐브도 있고 Square-1 큐브(본 형태는 정육면체 모양이지만 섞었을 경우 다면체로 변함.)도 있는데 여기에서는 장미 큐브(Rose Cube)라는 것에 대해 살펴봤습니다.

▲ 국립중앙과학관에 제출한 대전송촌중학교 도록

(대전송촌중학교 박정미 교사가 작성한 도록에서 사진 부분에 대해 협조 후 사용)

(3) 작전여자고등학교 부스 운영 사례

- 펜토미노 달력 만들기

 

▲ 펜토미노 달력 만들기(작전여자고등학교)

 

다음은 작전여자고등학교가 실시한 학교로펜토미노입니다. 이에 대해 간략히 소개하면, ‘테트리스’라는 게임을 아시죠? 테트리스는 가로 줄에 도형을 채워 넣으면 해당 줄이 사라지는 게임인데 그것과 연관 지어 생각하신다면 이해가 되실겁니다.

31개의 날짜 칸으로 이루어진 달력모양의 종이좌석과 달력 날짜 칸 크기에 맞춘 펜토미노 7조각 중 6조각을 이용하여 특정한 숫자 한 칸을 제외한 나머지 30칸을 가려보는 시간이었습니다. 이 때 중요한 것은 반드시 달력 모양은 아래와 같이 나와야 하며, 다른 내용으로 될 경우에는 성립하지 않는다는 점입니다.

 

▲ 국립중앙과학관에 제출한 작전여자고등학교 도록 중

(이현진 교사가 작성한 도록에서 사진 부분에 대해 협조 후 사용)

 

수학체험전은 2013년부터 개최하여 올해 5회 차를 맞이했다고 합니다. 수학을 직접 체험하면서 배우는 체험 부스, 수학에 대한 저변 확산을 위한 유명 석학들의 특별강연을 통한 역량강화 프로그램 등 다양한 수학체험을 할 수 있었는데요. 국립중앙과학관에 따르면, 행사 규모는 학교 체험부스는 50개(대학 3개 포함), 유관기관 15개, 과학관 10개로 총 75개의 부스에 달했습니다. 4차 산업혁명 시대에 필요한 기술과 혁신활동의 기초가 되는 수학 특별강연도 개최된 만큼 다양한 이야기를 들을 수 있었습니다.

 

수학이라는 과목에 너무 거부하지만 마시고 직접 부딪혀보면서 보고, 듣고, 느끼고, 즐기는 시간을 가져보는 것은 어떨까요? 교육부 기자단 김정현이었습니다.

                                                                                                2017 교육부 블로그 기자단 / 김정현