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STEM, 미래 창의융합교육의 첫걸음!
아침부터 저녁까지 생활 속 수학을 찾아다니는 STEM 수업
〈전국과학교사모임〉 추천 도서

지금 전 세계 교육계의 화두는 AI이다. 세계 주요국과 기업 들은 AI 주도권을 확보하기 위한 치열한 경쟁을 펼치고 있는가 하면, 개인의 삶의 방식은 생활 곳곳에 AI가 파고들면서 대변환의 시기를 맞이하고 있다. 그 과정 속에서 지금 각광받고 있는 수많은 직업들은 사라질 위기에 처해 있다. 이러한 격변기를 맞아 아이들에게 무엇을 가르쳐야 할지에 대한 부모들의 고민은 깊어지고 있다. 단순히 학교 성적 올리기를 위한 것이 아닌, 미래 사회를 살아가는 데 꼭 필요한 능력을 키워주고 싶은 것이 부모들의 공통된 마음일 것이다.
이에 대한 해답으로 STEM 교육이 떠오르고 있다. STEM이란, 과학(Science), 기술(Technology), 공학(Engineering), 수학(Mathematics)을 의미하는 것으로, 미래인재의 핵심 능력이라 할 수 있는 과학기술 기반의 융합적 사고력을 길러주고, 더불어 실생활에 바로 적용할 수 있는 문제해결력을 키워주는 차세대 교육 방식이다. 이번에 출간된 더숲의 〈하루 동안 되어 보기〉 시리즈는 STEM 교육에 입각한 책으로, 단순하게 지식을 전달하는 데 머물지 않고, 하루 동안 수학자 · 과학자 · 기술자 · 공학자의 눈으로 세상을 바라보며 그 속에 담긴 원리를 깨우치게 함으로써 아이들이 스스로 생각하며 창의적 사고력을 갖출 수 있도록 돕는다. 또한 따라 읽고 외우는 공부에서 벗어나 탐구력과 논리력을 기를 수 있다. 그리고 습득한 지식이 많고 적음이 아닌, 얼마나 창의적인 생각을 해낼 수 있느냐에 따라 아이의 인생이 달라지는 미래 시대를 준비하는 최적의 책이다. 우리 아이들이 제2의 빌 게이츠, 일론 머스크, 제프 베이조스로 성장할 수 있도록 사고의 토양을 탄탄하게 해줄 것이다. 〈하루 동안 되어 보기〉 시리즈는 《하루 동안 수학자 되어 보기》《하루 동안 과학자 되어 보기》《하루 동안 기술자 되어 보기》《하루 동안 공학자 되어 보기》총 4권으로 구성되어 있다.

하루 일과를 따라 펼쳐지는 신나는 수학 교실, 지루할 틈이 없다!
“수학은 어디에나 있어요!”

「아침 시간을 알려주는 시계는 하루를 24시간으로, 1시간을 60분으로, 1분을 60초로 나눠요.(60진법), 세수를 하기 위해 거울에 얼굴을 비췄더니 좌우가 바뀌어 보이네요(변환의 종류). 누가 학교 가는 길을 물어서 가르쳐줬어요(각도와 좌표). 오르막길과 내리막길을 다니며 학교에 도착했어요.(양수와 음수) 체육시간이 되어 달리기를 했어요(둘레와 면적). 점심에는 피자를 나누어 먹었어요(분수). 시험 점수가 나왔는데 백점 만점에 몇 점으로 나왔어요(백분율). 연극 수업 시간에 슈퍼 히어로의 빨간 망토를 입고 싶은데, 과연 내가 입을 수 있을지 궁금했어요(확률). 학교로 마치고 집으로 돌아와 물이 꽉 찬 욕조에 풍덩 들어갔더니, 물이 넘쳐흘렀어요(부피 구하기).」
특별할 것 없는 평범한 일상처럼 보이지만, 이 속에는 엄청난 수학의 원리들이 숨어 있다. 이 책은 이러한 수학 원리들을 지식의 형태로 가르치는 것이 아니라, 아이들이 발견하고 스스로 배우고 체험하는 일과를 따라 쉽고 재미있게 설명하고 있다. 이로서 아이들은 수학이 자신과 멀리 떨어져 있는 어려운 이야기가 아니며, 자신의 생활 속에 깊게 활용되고 있는 친근한 것임을 깨닫는다. 더불어 수학 원리를 잘 이해했는지를 확인하는 문제들이 함께 수록되어 있어 스스로 자신이 잘 이해했는지를 체크할 수 있다. 이렇게 얻은 수학적 사고력은 새로운 것에 대한 탐구력을 길러주어 눈앞에 펼쳐진 다양한 물건을 만날 때도 그 속에 담긴 수학의 원리를 유추해보는 자기 주도적 학습을 할 수 있도록 이끈다.

우리는 모두 집콕 수학자!
어머! 수학이 여기 있었네
아하! 원리가 이렇게 되는구나
이얏! 내가 직접 만들어 볼 테야

정규 교육이 정상적으로 이루어지지 않아 학습 공백을 우려하는 부모들에게《하루 동안 되어 보기》시리즈는 고민을 덜어주는 알찬 책이다. 아이들이 꼭 알아야 할 수학 원리가 담겨 있을 뿐만 아니라, 집에서 쉽게 할 수 있는 흥미진진한 체험 거리들이 많이 소개되어 있기 때문이다. 머리로만 이해하고 외우는 지식은 금방 잊어버릴 수 있지만, 자신의 손으로 직접 체험해 확인해보는 과정을 겪고 얻은 지식은 절대 잊어버리지 않는다. 또한 여기에 등장하는 체험 기구들은 집에서 쉽게 구할 수 있는 간단한 물건들이기 때문에 안전하고 편리하게 수학 원리를 배울 수 있다.
아이들은 모눈종이로 테트리스 하기(밀기, 뒤집기, 돌리기의 이해), 모눈종이와 블록으로 집짓기(둘레와 면적 구하기), 그림자로 나무 높이 구하기(비율의 개념), 장난감을 물컵에 담그기(부피 구하기), 토스트와 잼으로 패턴 만들기(쪽 맞춤의 이해) 등을 직접 해보면서 앞서 배운 수학 원리를 머릿속에 깊이 저장한다. 이렇게 스스로 수학자가 되어 자신이 발견한 수학 원리가 맞는지 틀리는지를 확인하는 과정은 응용력과 모험심을 길러준다. 아이들에게 새로운 형식의 수학책으로 수학의 원리를 실제 체험하며 풀어주는 과정을 알려준다면, AI 시대를 살아나가야 할 아이들에게 가장 중요한 능력인 창의적 문제해결력을 선물해줄 수 있을 것이다.

임병욱(전국과학교사모임 회장)
“우리 주변에 보이는 사물을 과학의 눈으로 보면 신비로움과 비밀로 가득 차 있습니다. 이 책은 신비로움과 비밀을 해결할 수 있도록 안내합니다. 과학 개념을 쉽게 이해할 수 있으며, 간단한 재료를 이용하여 부모님과 함께 재미있게 실험할 수도 있습니다.
4차 혁명 시대는 과학 기술을 바탕으로 융합적 사고력을 가진 인재를 요구하고 있습니다. STEM으로 구성되어 있는 이 책과 함께 4차 혁명 시대에 한 걸음 다가갈 수 있는 디딤돌을 마련해 보시기 바랍니다.”

STEM이 궁금해요 ................................. 6
일어날 시간이야! .................................... 8
나의 하루 일과를 살펴보자 .................. 10
거울에 얼굴을 비춰 봐 ........................... 12
테트리스 한판 어때? .............................. 14
내가 길을 가르쳐 줄까? ......................... 16
친구야, 널 프로그래밍할래 ................... 18

양수와 음수는 무슨 관계? ..................... 20
깊고 깊은 바닷속으로 ............................ 22
내가 달린 거리는 얼마? .......................... 24
뚝딱뚝딱 집을 짓자 ................................ 26
똑같이 나눠 먹자 .................................... 28
분수를 그림으로 그려 볼까? ................. 30

내 정답률은 몇 퍼센트? ......................... 32
양말로 배우는 분수 ................................ 34
빨간 망토를 입을 수 있을까? ............... 36
친구와 확률을 따져 보자 ....................... 38
쇼핑할 때 알아야 할 것 .......................... 40
돈을 많이 모아 보자 ............................... 42
작은 크기로 모형 만들기 ....................... 44
그림자로 나무 높이 구하기 ................... 46

욕조에 몸을 담그면 ................................ 48
내 손의 부피는 얼마일까? ..................... 50
타일에 숨겨진 비밀은? .......................... 52
토스트로 쪽 맞춤 하기 ........................... 54
밤하늘의 별을 세어 봐요 ....................... 56
많고, 많고, 많은 ...................................... 58
수학은 어디에나 있어요! ....................... 60
퀴즈 시간! ................................................ 61
정답 .......................................................... 62

학교에 가기 전에 거울을 보며 턱에 치약이 묻었는지 확인해요. 거울에 비친 모습은 좌우만 바뀌었을 뿐 여러분과 똑같다는 걸 눈치챘나요? 이것은 변환의 한 예랍니다.

변환은 물체를 크기나 모양을 바꾸지 않고 변화시키는 거예요. 즉 변화되기 전과 변화된 후 선들의 길이와 각도 등이 똑같아요. 거울에 반사된 상은 좌우가 바뀌었을 뿐 똑같은 모습이에요. 어떤 모습과 그것의 상은 마주 보는 모양이 똑같은 대칭을 이루어요. 반사는 수평 또는 수직으로 될 수 있어요. 물에서 헤엄치는 새에서 수직 반사를 볼 수 있답니다.

- ‘거울에 얼굴을 비춰 봐’ 중에서

식사 시간처럼 여러 사람이 무언가를 나누어야 할 때가 있어요. 점심시간에 음식을 나누어 먹으려면 한 덩어리로 된 음식을 크기가 같게 여럿으로 나누어야 해요.

무언가를 나눌 때는 분수와 나눗셈을 이용해야 해요. 분수는 전체에서 일부를 말해요. 절반도 분수예요. 무언가를 똑같은 두 부분으로 나누면 그중 한 부분이 절반이 되는 거예요. 분수를 쓸 때는 나뉘는 수를 줄 위에 쓰고, 나누는 수를 줄 아래에 써요. 위에 있는 수는 분자, 아래에 있는 수는 분모라고 하지요. 피자는 1판인데 먹을 사람이 6명이라면 6조각으로 잘라서 각자 6분의 1씩 먹어야 해요. 분수로 간단히 나타내면 1÷6=1/6이에요.
- ‘똑같이 나눠 먹자’ 중에서

학교 시험 점수는 분수나 백분율로 나오곤 해요. 10점 만점에 10점을 받았다면 다 맞아서 100퍼센트(%)라는 뜻이에요!

백분율은 전체를 1백 부분으로 나눈 거예요. 각 부분은 1/100 또는 1퍼센트(%)이지요. 분수를 백분율로 바꾸려면 분자에 100을 곱한 다음 분모로 나누면 된답니다. 즉 ½을 백분율로 나타내면 100÷2=50%, ¼은 100÷4=25%, 또 ¾은 300÷4=75%. 백분율은 부분을 나타내기가 분수보다 쉬워요. 37/50 같은 분수는 이해하기 어렵지만 그것을 74/100나 74%로 쓰면 약 4분의 3이라는 것을 단번에 알 수 있지요
- ‘내 정답률은 몇 퍼센트?’ 중에서

욕조에 들어가면 물 높이가 올라가지요? 그건 부피가 있는 몸이 공간을 차지하기 때문이에요.

부피는 어떤 것이 차지하는 공간 또는 어떤 용기에 담을 수 있는 양을 잰 거예요. 부피는 세제곱센티미터, 세제곱인치 등의 세제곱 단위나 리터, 파인트, 갤런 등의 단위로 측정해요. 1리터는 1천 세제곱센티미터와 같지요. 정육면체나 직육면체의 부피를 구하는 식은 높이×너비×길이예요. 정육면체의 경우 이 세 길이가 전부 같으므로 그 식은 면×면×면이 되고요. 1세제곱센티미터(cm3)는 각 면이 1센티미터인 정육면체가 차지하는 부피인 거예요. 1세제곱인치는 각 면이 1인치인 정육면체가 차지하는 부피이고요.
- ‘욕조에 몸을 담그면’ 중에서