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[열려라 공부+] 과학·기술·공학·수학 융합한 입체적 교육

EQSTEM 수업 현장
 
한 가지만 특출나게 잘하면 되던’ 시절은 지났다. 이제는 ‘융합적 사고력과 문제해결 능력을 갖춰야 인정받는’ 세상이다. 스티브 잡스, 마커 저커버그, 버락 오바마 등 21세기를 움직이는 리더들의 공통점도 바로 이것이다. 이제 우리 아이들에게도 서로 다른 학문을 융합해 문제를 해결할 수 있는 능력, 개념을 활용해 생활에서 써먹을 수 있는 공부가 필요하다. 
EQSTEM 교육센터에서 학생들이 크리스틴 선생님과 로봇 수업을 하고 있다. 지미연 기자

EQSTEM 교육센터에서 학생들이 크리스틴 선생님과 로봇 수업을 하고 있다. 지미연 기자

 
초등학교 3학년 로보틱스(Young Roboticists Alpha) 수업시간. “여러분, 로봇이 뭘까요? 함께 얘기해봐요.” 수업에 앞서 교사가 아이들에게 로봇의 개념에 대해 묻는다. 아이들은 ‘내가 시키는 대로 하는 것’ ‘자동으로 움직이는 기계’ 등 각양각색의 대답을 내놓는다. 교사는 ‘로봇은 사람에게 받은 임무를 자동으로 처리하는 기계’라고 설명해준다. 이번 수업의 목표는 ‘자신이 만든 로봇을 코딩을 통해 원하는 대로 움직이게 하는 것’이다. 학생들은 로봇이 이동할 거리를 직접 자로 재고 각도를 계산해 나온 결과물을 프로그램에 입력한 다음 자신이 만든 로봇에 세팅해서 입력한 거리와 방향대로 움직이게 해 본다.
 
이 수업에서 배우는 것은 단순히 로봇 키트를 조작하거나 컴퓨터 프로그램에 이동 값을 입력하는 것이 아니다. 학생들은 로봇이 한 방향에서 다른 방향으로 이동하는 과정을 직접 자로 재보면서 ‘거리(distance)’ 개념을 배운다. 또 가던 방향에서 다른 방향으로 몸을 틀면서 ‘각도(angle)’ 개념을 익힌다. 그리고 수학적 결과물을 코딩 프로그램에 입력해 자신이 계산한 대로 로봇이 움직이는 것을 보면서 ‘로봇’의 개념을 정확하게 이해한다. 공부는 여기서 끝나지 않는다. 로봇을 지속적으로 움직이게 하기 위해 계산하는 과정을 통해 더하기와 곱하기의 개념을 깨우친다. 즉 수학적 개념을 외우는 것이 아니라 자신이 세운 가설을 실행해 보면서 개념을 터득하고 실생활에 적용하는 방법을 알게 된다.
 
초등학교 5학년 엔지니어(Young Engineers Alpha) 수업은 문제를 풀어가는 수업이다. 교사는 학생들에게 수업의 주제를 던져준다. “아프리카에는 물과 식량이 아주 부족하다. 적은 양의 물을 가지고 많은 식량을 생산할 수 있는 방법은 무엇일까?” 학생들은 이 문제에 대해 열띤 토론을 시작한다. 교사는 학생들의 생각을 확장시키기 위해 식물이 자라기 위해 필요한 요소 등 과학적인 지식을 설명한다. 학생들은 배운 내용을 토대로 각자 자신만의 식량공장 설계를 시작한다. 자신이 만들 공장을 미리 설계하고 그것을 자로 재고 부피를 측정하면서 수학적 개념을 익힌다. 수학적 개념을 학문으로 접근해 배우는 것이 아니라 여러 번 설계를 반복하면서 문제점을 찾아내고 스스로 해결 방법을 찾아낸다.
 
유치원생~중학생 영어로 배워
 
이들 수업은 EQSTEM(이큐스템)의 실제 수업 과정이다. 이큐스템은 서로 다른 학문이 융합된 STEM(스템) 교육을 받을 수 있는 교육센터다. STEM은 과학(science), 기술(technology), 공학(engineering), 수학(mathematics)의 머리글자로, 과학과 수학 중심의 통합교육을 시행하는 프로그램이다. EQSTEM은 STEM 교육에 EQ(Emotional Quotient)를 적용해 센터명을 EQSTEM으로 정했다.
 
STEM은 10여 년 전 미국 오바마 정부 때 도입된 개념으로 유치원생부터 고등학생(K-12)은 물론 대학생까지 여러 학문을 융합해 교육시켜야 한다는 취지에서 만들어졌다. 미국에서는 여러 학문을 융합해 가르치는 STEM 관련 교사 자격증이 신설됐고, 대학 내 STEM 관련 융합 학과가 만들어져 많은 연구 성과물이 나왔다.
 
우리나라에서는 STEM에 ART(예술)를 접목시켜 STEAM(스팀) 융합교육을 실시하고 있다. 2011학년부터 일부 초·중·고등학교를 연구 시범학교로 선정해 STEAM 교육을 진행 중이며, 2018 학년도부터 도입되는 ‘2015 개정 교육과정’에서는 문·이과 분리 교육을 폐지한다. 하지만 여전히 우리나라는 전통적인 교육 시스템과 입시 교육이 주를 이루고 있는 실정이다.
 
EQSTEM은 보다 수준 높은 STEM 프로그램을 통해 미래의 인재를 양성한다는 목표로 문을 열었다. 교육 대상은 유치원생부터 중학생까지다. 2017~2018년에는 로봇·공학·기술 분야 총 6개의 교육과정을 운영한다. 각각의 수업은 수학, 과학, 기술, 공학, 코딩, 애니메이션이 융합적으로 구성되며 영어로 진행된다. 학생들은 매달 선정된 새로운 주제를 4~5주간 공부한다. 주제에 대한 콘텐트를 읽고 연구하며 다른 학생들과 토론한 다음 마지막 수업시간에는 학부모와 친구를 초청해 연구 결과를 발표한다. 또 3개월에 한 번씩 EQSTEM Festival과 Showcase 시간을 통해 다른 수업을 듣는 학생들의 연구 결과를 살펴보고 토론하는 시간을 갖는다. 수강 등록은 월 단위로 이뤄지며, 센터를 방문해 상담하거나 체험수업(Zone-Free Day)에 참여해 볼 수 있다. 한편 EQSTEM은 단기간에 EQSTEM 프로그램을 복합적으로 배울 수 있는 방학 캠프도 진행한다. EQSTEM의 수석교사인 크리스틴은 “실생활에 적용할 수 있는 문제를 학생들이 직접 탐구하고 분석하며 그 답을 찾는 방법을 지도한다”며 “STEM 수업을 통해 미래를 준비하는 글로벌 리더로 성장할 수 있을 것”이라고 말했다.
 
전유선 기자 jun.yousun@joins.com 
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