메이커 읽을거리

[메이커 네트워크] '메이커쌤네트워크' 리더 이승택
등록일 : 2018-01-02 01:27:30 조회수 : 2,558

 

한계를 극복하고 창의적으로 실험하는
메이커 교육에 앞장서겠습니다

 

 

빅데이터 MBL 실험장치란?

 

안녕하세요. 메이커쌤네트워크의 리더, 천안동성중학교 과학교사인 이승택입니다. 먼저 2016년 제62회 전국과학전람회에 출품하여 대통령상을 수상한 작품에 대해 소개하려고 합니다.

 

출품명은 ‘메이커 활동 및 창의적 실험에 활용할 수 있는 빅데이터 MBL 실험장치’였습니다. 이 장치는 학교 현장에 보급되어 있는 MBL(Microcomputer Based Labotator) 실험장치를 개선한 작품이죠. MBL은 마이크로 컴퓨터와 센서 등을 활용한 과학실험 기구인데, 실시간으로 실험 데이터를 수집해 그래프로 나타내고 결과를 바로 분석할 수 있는 것이 장점입니다. 사실 이런 장치들은 구입비용이 매우 고가인데다 보수비용도 만만찮고, 개발업체에서 제공한 센서 외에는 활용할 수 없다는 단점이 있습니다. 이런 점을 개선하려고 2년의 기간을 거쳐 과학 실험과 메이킹 등 다양한 작업을 할 수 있는 임베디드 보드를 개발했습니다.

 

이 보드는 기존 MBL 실험장치들과는 달리, 센서로 측정된 데이터를 SD카드에 장시간 보관할 수 있도록 하여 일회적이고 단시간의 실험이 아닌 빅데이터 기반의 장시간 실험을 할 수 있도록 개발됐습니다. 예를 들면, 기존의 광합성 실험을 대체하여 온도·조도·습도·산소·이산화탄소 등의 센서를 연결하여 식물이 하루 중에 어느 시간에 광합성을 많이 하고, 환경 변화 원인들과 어떤 관계가 있는지를 탐구할 수 있습니다. 또, 새집에 온도, 적외선 센서 등을 함께 설치하여 새가 얼마나 자주 출입하는지, 어떻게 온도를 유지하면서 알을 품고 있는지 등을 탐구할 수 있습니다. 결국 매뉴얼을 기본으로 한 실험의 한계를 극복하고 창의적으로 실험을 메이킹할 수 있는 도구라고 할 수 있습니다. 현재 이 장치는 계속 보완작업을 하고 있으며, 일부 기술은 특허 출원 중이기도 합니다.

 

 

 

미래창조과학부에서 브리핑 하는 모습

 

 

 

MBL 실험장치 모습

 

 

 

개발된 메인보드의 모습

 

 

메이커쌤네트워크 소개

 

최근 소프트웨어 교육에 대한 공부를 함께하는 연구회가 많이 등장하고 있습니다. 하지만 메이커 교육과는 방향과 철학이 많이 다른데요, 메이커쌤네트워크는 ‘메이커 교육’이라는 주제에 맞추어 시작한 첫 연구회 사례라고 할 수 있습니다. 메이커쌤네트워크가 시작된 것은 2016년 4월의 일로, 충남 천안·아산·서산, 경기도 화성 지역의 교사들이 처음 모였습니다. 이때는 메이커쌤연구회라는 이름을 가지고 있었는데, 점차 관심이 늘어나면서 여러 선생님이 가입하게 되어 ‘메이커쌤네트워크(Maker Teachers Network)’로 바뀌게 되었습니다. ‘네크워크’라는 단어는 웹의 공유와 협력을 상징합니다. 메이커 정신과도 잘 맞닿는 이름이라 생각합니다.

 

우리는 매월 두 번의 모임을 가지고 있습니다. 격 주 월요일에 정기적인 모임을 가지고 있으며, 현재까지 총 30번 이상의 모임을 가졌습니다. 브레드 보드, 전기·전자 회로, 아두이노, 3D 프린터, 레이저 조각기 등을 함께 공부하며 만들기를 실천해왔습니다. 처음 시작하는 일이다보니, 걸음마 단계부터 배워야할 것이 너무 많았습니다. 교사만으로 구성되는 한계를 극복하고자, ㈜펌웨어뱅크 김형태 대표(강남대학교 컴퓨터공학과 겸임 교수)를 우리 모임에 영입했습니다. 전자 회로 개발에 30년 경력을 가진 김형태 대표는 우리에게 기술 자문을 포함한, 우리가 나아갈 방향에 대해 지속적으로 자문을 지원해주고 있습니다. 그 외에도 3D프린터 전문가인 이충일 대표 및 자문 변리사 등 전문가 집단과 협업을 하고 있습니다.

 

현재는 한국과학창의재단의 창의교육거점센터(교원대학교), 충남교육청과 협력하여 메이커 교육 프로그램 개발, 메이커 교사 연수, 해커톤 프로그램 운영 등의 일을 하고 있습니다. 회원들과 함께 학교 메이커 운동을 통해 메이커 교육을 많은 학교에 확신시키는 일을 하고 있습니다.

 

※ 메이커쌤네트워크 : http://makerteachers.wordpress.com

 

 

 

메이커쌤네트워크 활동 모습

 

 

진로교육 측면에서의 메이커 교육의 중요성, 실효성에 대하여

 

메이커들이 주장하는 풍부한 프로젝트 경험을 통한 실습 중심의 학습은, 학생들이 그들 각각의 방식으로 학습할 수 있는 기회 제공을 합니다. 교육학자 하워드 가드너(Howard Gardner)는 ‘다양한 문제 해결 전략들을 배울 수 있는 교실 내 프로젝트들은 다중지능을 표출할 수 있는 풍부한 토양’이라고 말하기도 하였습니다.

 

사실 과거에는 창작 중심의 교육을 시도하고 싶어도 제반 환경이 매우 부족했습니다. 하지만 현재는 기술과 도구의 가격이 매우 저렴해지고, 필요한 도구를 확보하는데 걸리는 시간도 매우 짧아졌습니다. 새로운 도구, 재료, 기술들은 우리를 제품의 소비자에서 생산자로 변신할 수 있도록 도와주었습니다. 학생들이 새로운 아이디어를 발견하고 새로운 것을 창작해냄으로써, 소비자이자 생산자의 경험을 모두 하게 된 것이지요. 학습이 곧 우리 사회 문제 해결의 출발점이 됨과 동시에 사회 참여를 이끌어낼 수 있을 것이라 생각해요. 미래 사회의 교육과 학습은 곧 참여가 될 것이라 믿습니다.

 

메이커 교육은 학습자가 스스로의 생각과 아이디어를 바탕으로 실천하고 탐구하는데 초점을 둡니다. 무엇을 스스로 기획하고 시도하는 참여 중심의 교육을 강조합니다. 그런데 지금 우리의 청년들은 어떠한가요? 얼마 전 <서울대에서는 누가 A+를 받는가>라는 책을 쓴 이혜정 소장님(교육과혁신연구소; 전 서울대학교 사범대학 대학원 교수)은 ‘학점이 높은 학생일수록 수용적 사고력이 높다’며 어긋난 우리 교육을 꼬집어 비판했습니다. 다른 말로 하면 학점이 높은 학생일수록 교수의 강의를 비판 없이 수용한다는 것이지요. 이런 교육은 비단 서울대학교만의 일은 아닙니다.

 

우리는 그동안 너무나 경쟁 중심의 교육을 받아왔습니다. 남을 이기고 뛰어넘어야만 내가 승리할 수 있다는 사실을 16년의 교육과정을 통해 이식되었지요. 초·중·고교와 대학교 16년의 교육을 받으며 점수에 집착하고, 승리할 수 있는 방법과 편법에 열을 올렸습니다. 그러나 미래의 세상은 협력과 공유의 세상입니다. 메이커 운동은 이런 협력과 공유가 얼마나 무서운 시너지를 낼 수 있는지를 잘 알려주고 있습니다. 혼자서는 만들 수 없는 것을, 모여서 함께 만들면 엄청난 힘이 되고 큰 가치를 만들어냅니다. 더하면 더할수록 곱해지는 것이 바로 협력과 공유의 힘입니다.

 

이제 우리 교육의 방향을 경쟁에서 공유로 전환해야 합니다. 우리의 자라나는 미래 세대가 헤쳐 나갈 문제는 결코 협력하지 않고는 해결할 수 없는 것들이기 때문입니다. 기후 온난화로 인한 지구 환경의 급격한 변화, 생물 종의 멸종 문제, 식량의 위기, 우주 개발 등 이런 문제들은 전 세계가 함께 힘을 모아 해결책을 만들어야 하는 일입니다.
메이커의 혁명은 대중이 모여 만들어내는 힘입니다. 함께 만들고, 함께 배우고, 함께 성장하는 과정을 통해 메이커는 새로운 것을 만드는 창조에서 한 발 더 나아가 세상을 바꿀 수 있는 위대한 힘이 될 것입니다.

 

 

학교에서의 메이커 교육 이야기

 

저는 학생들과 함께 메이커 교육을 통한 발명 창작 활동을 하고 있습니다. 프로그램의 특징에 대해 잠시 설명하겠습니다.

 

프로그램 특징

 

○ 첨단기술의 발전과 발명의 중요성을 느낄 수 있도록 동기유발을 위한 오리엔테이션 구성(실제 메이커를 초청하여 특강 실시)

○ 여학생 친화적이면서 메이커 활동의 즐거움을 줄 수 있는 주제

○ 발명 성공사례 및 좋은 발명품 소개를 통해 도전의식을 고취

○ 아이디어 발상법을 통한 발명 아이디어 도출

○ 특허 및 발명품 검색을 통해 본인의 아이디어의 독창성 검증

○ 자신의 아이디어를 직접 설계 및 디자인하기

○ 실험·실습을 통한 도구 사용능력, 창의적 문제해결력 키우기

○ 자신의 발명품을 직접 만들어 보기

○ 학생 무료 변리서 작성 및 특허 출원 실습

 

 

프로그램의 흐름도

 

 

 

프로그램 질적 제고 방안

 

○ 충남창조경제혁신센터, 충남문화산업진흥원, 무한상상실과 연계한 활동

○ 호서대 창업보육센터, 한국기술교육대학교 LINC사업단 연계 활동 추진

 

 

프로그램 기대효과

 

○ 학생 스스로 발명아이디어를 도출하여 자신만의 발명품을 만드는 과정까지 일련의 과정을 경험함으로써, 학교 발명교육의 좋은 모델을 만들 수 있다.

○ 교내 학생들에게 확산된 발명마인드가 더욱 다져지고, 발명에 대한 관심을 가지는 학생들이 큰 폭으로 증가할 것이다.

○ 학생들의 관찰력·문제 해결력·논리적 사고력·창의성을 신장시킬 것이다.

○ 첨단과학기술 및 직업세계에 대한 탐색을 통해 이공계 진로 선택의 기회가 확대될 것이다.

○ 미래사회를 예측하고 변화에 빠르게 대응할 수 있는 창의적 인재를 육성할 것이다.

○ 각종 발명대회 출전 및 특허 출원을 통해 성취감을 맛볼 수 있다.

 

 

이런 프로그램을 자율 동아리인 ‘하늘아이’ 활동에 적용하여 진행하고 있습니다. 이렇게 만들어진 아이디어를 가지고 창업대회, 발명대회 등에 출품하고 있는데, 얼마 전 오채영(3학년) 학생이 스프링클러를 개선하여 원하는 모양으로 물을 뿌릴 수 있는 작품을 만들어서 전국학생과학발명품경진대회 장려상을 수상하기도 했습니다. 이 밖에도 특허 출원을 하거나 사업계획서를 작성하는 등 다양한 활동과 지도를 하고 있습니다.

 

 

원하는 면적으로 물을 뿌려주는 신개념 스프링클러

 

 

수업에도 창작 중심의 활동을 많이 도입하고 있습니다. 대표적으로 중학교 1학년 과학의 ‘세포’ 단원에는 3D로 세포를 디자인하고 출력하는 활동을 시도하였으며, 중학교 3학년 과학의 ‘전자기력’ 단원에서는 교과서에 없는 ‘전동기 만들기’ 메이킹 활동을 도입하여 학생들의 문제 해결력을 신장시키고자 했습니다.

 

 

 

좌) 3D 그림판으로 세포를 디자인하는 모습

우) 전동기 만들기 활동

 

 

향후 계획과 목표에 대하여

 

 

앞으로는 메이커 문화가 학교 현장에 확산되고, 실제 수업과 동아리 활동 등에 잘 녹아들 수 있도록 노력할 계획입니다. 올해 말에 메이커교육 워크숍을, 2018년 1월에는 제1회 메이커교육 페스티벌을 준비하고 있습니다. 또한 2018년 2월에는 회원들과 함께 중국 선전 지역의 제조공장, 신기술 현장을 체험할 예정입니다. 아직은 미비하지만 메이커에 관심 있는 교사들, 전문가들과 지속적으로 네트워크를 넓혀 나갈 늘려나갈 생각입니다. 교사 연수, 해커톤 프로그램을 진행하고, 메이커 프로그램을 개발하여 보급하는 일도 추진하며, 회원을 포함하여 많은 선생님들이 학생들과 함께 다양한 창작품을 만들 수 있도록 지원하는 역할을 하려고 합니다.
현재는 회원이 20명 정도인데, 메이커가 추구하는 나누고 함께하는 정신에 맞는 분들을 추가 회원으로 모집하고 있습니다. 함께 활동하고 싶은 분은 orangetree@hanmail.net로 연락을 주시거나, Maker teachers network 웹사이트에 문의를 남겨주시면 됩니다.

 

 

필자 소개

 

이승택(천안동성중학교 과학교사)

 

물리교육, 신소재공학을 전공했고 현재는 통합과학교육 박사과정에 재학 중이다. 메이커 교육, 미래 과학교육, 실천공동체, 학습집단 분석 등에 큰 관심을 가지고 있고, 과학기술 연구 및 논문을 쓰는 연구자이며, 책을 출판하고 번역하는 작가로 활동하고 있다. 현재 메이커 교육, 발명, 기업가정신 교육, 센서 등에 관한 책을 준비하고 있으며, 메이커 외국 서적의 번역도 진행하고 있다. 또한 개인 발명을 통해 특허 출원을 하고 있고, 창업진흥원의 비즈쿨(기업가정신) 교육 사업, 한국과학창의재단의 창의융합형 과학실 모델학교 사업 등을 운영 중이다. 11년간 메이커, 과학, 발명 관련 동아리를 운영하였으며, YSC 청소년 과학반, 사다리프로젝트 등을 통해 과학기술 인재를 발굴하고 꿈을 키워주는 일을 하고 있다.

 

○ 저서 : <이공계에서 미래를 찾아라(2017, 꿈결, 공저)>, <이공계 진로콘서트(2016, 꿈결)>, <학교동아리(2013, 라온북)>

○ 번역 :

 

 

WRITE. 이승택(천안동성중학교 과학교사)