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산업 문제, 수학으로 해결하다!

전교생이라고는 쌍둥이 남매 하루와 두리 밖에 없는 외딴 시골의 구룡초등학교! 이곳으로 의문의 수학 선생님 지루한이 찾아 온다. 지루한 선생님은 다짜고짜 아이들에게 산업 수학을 가르치기 시작한다. 생소한 산업 수학은 물론 수학과 상관없어 보이는 인공 지능에 대한 강의에 당황하는 하루와 두리, 하지만 점점 그 매력이 빠져든다. 그러나, 단순히 수학 선생님이라고 하기에 지루한에게는 숨겨진 비밀이 많아 보이는데….

『Why? 수학: 산업수학』은 시골 초등학교의 엉뚱한 쌍둥이 남매, 하루와 두리가 의문의 수학 선생님 지루한으로부터 산업 수학에 대해 알아 가는 과정을 통해, 생소할 수 있는 산업 수학을 쉽고 재미있게 배울 수 있도록 꾸몄다. 인공 지능, 암호와 보안, 빅데이터, 사물인터넷, 로봇 다섯 분야에서 수학이 어떤 역할을 담당하고 있는지, 수학으로 어떻게 발전해 왔는지를 살펴 볼 수 있다. 더 나아가 교과 과정 속 내용들이 첨단 산업 전반에 어떻게 응용되고 있는지도 알 수 있다.

◈ 기획 의도
산업 수학으로 준비하는 4차 산업 혁명 시대

산업 수학이란?
산업 수학은 산업 전반에 활용할 수 있는 수학 이론과 그 응용 기술을 의미한다. 얼마 전 화제가 된 구글 알파고의 핵심 알고리즘인 딥 러닝이 바로 수학 기반의 분석 기술이다. 산업 수학은 빅 데이터 분석으로 의사 결정을 지원하고 사물 인터넷으로 우리 생활을 편리하게 만들어 주며 인공 지능 로봇에도 적용되어 산업 현장의 문제를 해결해 주기도 한다. 〈Why? 수학 산업 수학〉은 4차 산업 혁명 시대에 필요한 필수 수학 지식을 초등학생들이 이해하기 쉽도록 풀어 냈다.

수학 교육 패러다임의 변화
4차 산업 혁명 시대를 대비해 산업 수학의 경쟁력을 키우기 위해 정부와 학계에서는 산업 수학 육성 방안을 발표했다. 그에 대한 여러 실천 방안 중 하나로 초중고 수학 교육 과정에 산업 수학의 가치와 실생활 속 활용 방안을 소개하는 내용을 반영하기로 했다. 2019년 고등학교 교육 과정에 적용하기 시작해 초중등 교육에도 반영될 예정이다.

◈ 내용 구성과 특장점
1. 기본 컨셉트
시골 초등학교의 엉뚱한 쌍둥이 남매, 하루와 두리가 의문의 수학 선생님 지루한으로부터 산업 수학에 대해 알아 가는 과정을 통해, 생소할 수 있는 산업 수학을 쉽고 재미있게 배울 수 있도록 꾸몄다. 인공 지능, 암호와 보안, 빅데이터, 사물인터넷, 로봇 다섯 분야에서 수학이 어떤 역할을 담당하고 있는지, 수학으로 어떻게 발전해 왔는지를 살펴 볼 수 있다. 더 나아가 교과 과정 속 내용들이 첨단 산업 전반에 어떻게 응용되고 있는지도 알 수 있도록 꾸몄다.

2. 쉽고 재미있게 배우는 수학
① 수학의 기초부터 심화까지!
- 기초는 물론 더 파고든 심화 정보까지! 선행 학습의 길잡이가 되도록 꾸몄다.
② 과학 기술의 기초, 산업 수학
- 첨단 과학 기술 속, 수학의 모습을 재미있는 이야기와 함께 설명하고 있다.
③ 일상 속에 숨겨진 수학 찾기
- 수학이 우리 삶 곳곳에서 발견할 수 있는 유용한 학문임을 알려 준다.
④ 수학의 펼치는 미래 속으로!
- 4차 산업 혁명 시대를 대비해 해결할 문제들의 해법을 수학이 담당하고 있다는 사실을 알려준다 .

◈ 출판사 리뷰
인공 지능에 숨겨진 수학의 비밀을 찾아라!

전교생이라고는 쌍둥이 남매 하루와 두리 밖에 없는 외딴 시골의 구룡초등학교! 이곳으로 의문의 수학 선생님 지루한이 찾아 온다. 지루한 선생님은 다짜고짜 아이들에게 산업 수학을 가르치기 시작한다. 생소한 산업 수학은 물론 수학과 상관없어 보이는 인공 지능에 대한 강의에 당황하는 하루와 두리, 하지만 점점 그 매력이 빠져든다. 그러나, 단순히 수학 선생님이라고 하기에 지루한에게는 숨겨진 비밀이 많아 보이는데…. 게다가 사이버 테러리스트를 쫓아 구룡초등학교까지 찾아온 CIA의 비밀 요원 루시 킴의 등장으로 평화롭던 시골 마을이 시끌벅적해지기 시작한다.

최근 알파고와 이세돌 9단과의 바둑 대결로 인공 지능에 대한 관심이 뜨거워지고 있다. 헌데, 이 인공 지능의 발전에 수학이 지대한 공헌을 했다는 사실은 많이 알고 있지 못하다. 인공 지능의 기본 원리에서부터 발전 과정, 그리고 앞으로 발전 방향에 이르기까지 수학이 어떻게 그 역할을 다하고 있는지 〈인공 지능과 수〉 편에서 상세히 살펴 볼 수 있다. 지루한 선생님의 머릿속에 쏙쏙 들어오는 강의를 듣다 보면 독자들도 하루와 두리처럼 인공 지능 속 산업 수학의 재미에 푹 빠져 들 것이다.

◈ 추천 및 감수
추천_강완(서울교육대학교 수학교육과 교수)
이 책을 추천해 준 강완 님은 서울대학교 수학교육과를 졸업하고, 미국 조지아대학교에서 교육학 박사 학위를 받았다. 현재 서울교육대학교 수학교육과 교수로 재직하면서 과학영재교육원의 프로그램을 연구 개발하고 있다. 지은 책으로 《초등 수학교육론》 《초등 교사를 위한 레크리에이션 수학》 등이 있다.

밑글 및 감수_지성의 숲
민경우와 김유진은 지성의 숲의 대표, 부대표로 ‘지식 추구형 미래 교육’을 표방한 대안 교육을 추구하고 있 습니다. 주요 저서로는 〈수포자 탈출 실전 보고서〉 등이 있습니다. 지성의 숲은 시대에 맞는 수학 교육을 위 해 수학사와 철학을 결합한 수학 교육, 문제 풀이식이 아닌 문제 설정형 수학 교육을 지향합니다. 이 책은 지 성의 숲의 ‘수학과 철학’ 수업 내용을 바탕으로 했습니다. 이한백(광휘고 1학년), 정석훈(독산고 2학년), 한강현 (수원외고 1학년), 황현태(문일고 2학년) 학생이 함께 참여해 책의 내용을 토론하고 만들었습니다.

1장 수학을 포기하지 말아요! … 12
산업 수학 … 16
인공 지능이란? … 22
알파고 VS 이세돌 … 28

2장 인간에 도전한 인공 지능 … 40
머신 러닝과 딥 러닝 … 42
미션! 개와 고양이 구분하기 … 50

3장 추상화라는 마법 … 62
수학의 발전을 이끈 추상적 사고 … 70
수학으로 만나는 새로운 세상 … 74

4장 문명의 발전과 수의 세계 … 84
자연에서 수를 찾다 … 91
기수법 … 95
인간이 만든 다양한 수 … 100
2진법의 세계 … 103

5장 수식의 발전-대수학 … 110
자연 속 수학 법칙의 비밀 … 122
인간의 생각을 수식화하라 … 130

6장 컴퓨터는 생각을 할 수 있을까? … 140
알고리즘 … 142
인간의 뇌 모방하기 … 152