본문 바로가기

본문

수학 공부하며 코딩···‘일석이조’ 노린 소프트웨어

중앙일보 2020.10.17 06:00
 
얼마 전부터 학교 현장에서 ‘코딩(Coding)’이라는 말이 낯설지 않게 되었다. 교육부는 초등학교, 중학교에서 엔트리(Entry, https://playentry.org)나 스크래치(Scratch, https://scratch.mit.edu/)를 사용한 코딩 교육을 의무화하였다. 엔트리나 스크래치는 ‘블록 코딩(Block Coding)’을 위한 환경이다. 블록 코딩이란 텍스트 대신 블록을 이어 붙여 컴퓨터 프로그램을 짜는 것을 말한다.

수학 공부하며 코딩, 두 마리 토끼
소프트웨어 알지오매스 이용해
블록코딩으로 피라미드 쌓기도
사물의 수학적 요소, 코딩으로 학습

블록 코딩으로 대표적인 환경인 엔트리 (Entry, https://playentry.org)

블록 코딩으로 대표적인 환경인 엔트리 (Entry, https://playentry.org)

학교 현장에서 ‘코딩’을 적극적으로 도입하는 데에는 시대적인 변화의 영향이 컸다. 4차 산업 혁명의 시대에 적합한 인재는 ‘컴퓨팅 사고(Computational Thinking)’를 할 수 있어야 하기 때문에 코딩이 학교 교육에서 강조되는 것이다. 컴퓨팅 사고란 주어진 문제에 대하여 컴퓨터를 사용하여 적절한 답을 찾아낼 수 있는 사고 능력을 말한다. 즉, 컴퓨터를 이용한 문제 해결 능력인 것이다.
 
많은 사람들이 수학을 잘하면 코딩을 잘할 수 있는지, 아니면 코딩을 잘하면 수학을 잘할 수 있는지 궁금해한다. 두 질문 모두 부분적으로만 맞다. 하지만 수학을 공부하면서 코딩을 할 수 있고, 코딩을 하면서 수학을 공부할 수 있다면 얼마나 좋을까?
 
이를 위해서는 수학에서 자주 사용되는 대상을 코딩의 과정에서 자유롭게 사용할 수 있어야 한다. 수학에서는 점, 선, 면, 다각형, 원과 같은 평면 도형과 다면체, 구와 같은 입체도형, 그리고 함수의 그래프 등을 다룬다. 이와 같은 수학적 대상으로 코딩을 이용해 주어진 문제를 해결할 수 있다면 수학을 공부하면서 코딩 능력도 기를 수 있는 일석이조의 효과를 볼 수 있다.


알지오매스(AlgeoMath, https://www.algeomath.kr)는 한국과학창의재단이 교육부, 17개 시도 교육청과 함께 개발하여 무료로 보급하는 소프트웨어이다. 알지오매스에서는 수학적 대상을 블록 코딩으로 다룰 수 있는 환경을 제공한다.
 
예를 들어 이집트의 피라미드, 그리스의 파르테논 신전을 블록코딩을 이용해서 만든다고 해 보자.
이집트의 피라미드(왼쪽)와 그리스의 파르테논 신전(오른쪽)

이집트의 피라미드(왼쪽)와 그리스의 파르테논 신전(오른쪽)

멀리서 보는 피라미드는 사각뿔의 모양으로 보이지만 가까이 보면 돌을 층층이 쌓은 것이다. 따라서 블록코딩을 이용해서 피라미드를 만들 때는 정육면체를 연속적으로 둘러서 한 층을 만들고 그 위에 다시 작게 한 층을 만드는 방식으로 피라미드를 표현하는 것이 좋을 것이다.
 
알지오매스에서는 ‘거북이’가 기어가면서 정육면체를 만들어내는 모습을 보여준다. 이때 ‘거북이’는 코딩을 돕기 위한 길잡이가 된다.
알지오매스에서 거북이를 이용해 피라미드를 쌓는 모습

알지오매스에서 거북이를 이용해 피라미드를 쌓는 모습

완성된 피라미드의 모습(http://me2.do/GrAKpSKG)

완성된 피라미드의 모습(http://me2.do/GrAKpSKG)

이와 같은 과정을 통해 블록 코딩의 방법을 배울 수 있을 뿐 아니라 입체 도형에 대한 공간 감각, 그리고 수열, 점화식과 같은 고등학교에서나 배울 수 있는 수학적 아이디어까지도 자연스럽게 익힐 수 있다.
 
그리스의 파르테논 신전의 경우에는 현재 기둥과 지붕의 일부만 남아있다. 그래서 먼저 ‘거북이’가 기어가면서 기둥을 세우고 이후에 지붕을 만드는 방식으로 만들면 좋을 것이다.
알지오매스에서 거북이가 파르테논 신전의 기둥을 만드는 모습

알지오매스에서 거북이가 파르테논 신전의 기둥을 만드는 모습

블록 코딩에서 삼각형 함수를 만들고 지붕의 일부를 만든 모습

블록 코딩에서 삼각형 함수를 만들고 지붕의 일부를 만든 모습

완성된 파르테논 신전의 모습(http://me2.do/GiUhCxQe)

완성된 파르테논 신전의 모습(http://me2.do/GiUhCxQe)

파르테논 신전의 지붕은 직각삼각형을 4개 붙여서 만들 수 있을 것이다. 따라서 이 부분에 대한 블록 명령을 묶어 삼각형이라는 함수로 만들면 블록 코딩을 훨씬 쉽게 할 수 있다. 수학에서 함수의 개념은 중학교에서부터 나타나는 기초적인 개념이지만 수학 전체에서 가장 중요한 개념 가운데 하나이다. 알지오매스에서 블록 코딩을 이용해 파르테논 신전을 만들면서 함수나 역함수의 개념을 자연스럽게 익힐 수 있다.
 
수학을 소재로 한 미국 드라마인 넘버스(NUMB5RS)의 첫 편에서는 “Everything is numbers”라는 문구가 나온다. “만물은 수”라는 의미로 원래는 고대 그리스의 수학자 피타고라스가 한 말이다. 이 말을 지금의 관점으로 해석하면 모든 사물을 바라볼 때 그 안에 담긴 수학적 요소를 들여다보라는 의미일 것이다. 코딩은 우리가 주변에서 발견한 수학적 요소를 표현할 수 있는 좋은 방법이 된다. 알지오매스에서의 블록 코딩 활동을 통해 세상을 수학적으로 보고 표현하는 방법을 배울 수 있다.
 
최경식 교사는 경기북과학고, 세종국제고를 거쳐 세종과학예술영재학교에서 교사로 재직 중이며, 한국교원대학교에서 융합교육교수법을 강의하고 있다. 서울대학교 수학교육과를 졸업하고 한국교원대학교 과학교육과 박사과정을 밟고 있다.