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레고 공장 모형으로 배우는 수학!

<;수학동아>; 독자들을 깜짝 놀라게 한 것은 지난 2013년 11월호 특집 기사 ‘매스 CEO 클럽’에 소개된 레고 공장 모형으로, 레고 에듀케이션의 ‘마인드스톰 EV3’ 제품으로 만든 것이다. 마인드스톰은 레고 블록에 모터와 중앙처리장치를 결합시킨 첨단 제품으로, 원하는 형태의 모형을 만들어 자유자재로 움직이게 할 수 있다.

카이스트 산업및시스템공학과 장영재 교수는 놀라워하는 <;수학동아>; 독자들에게 레고 공장 모형으로 수학 원리를 배울 수 있다며 그 원리를 설명하기 시작했다.

“공장에서 기계 하나가 고장 나면 어떻게 될까요? 다른 장비들은 아무 이상 없어도 공장 전체가 멈춰 버리겠죠? 그래서 공장 생산 라인에는 장비마다 생산할 제품을 어느 정도 준비해 놔야 해요. 그러면 그 양을 얼마로 해야 효과적일까요? 바로 그걸 수학으로 계산한답니다!”

수학과 레고를 좋아하는 독자들은 눈빛을 반짝이며 장영재 교수의 강연을 경청했다. 장 교수는 강연을 마치면서 독자들에게 생각을 표현하는 훈련을 하는 것이 문제 해결 능력을 기르는 방법이라고 강조했다.

“만들기는 머릿속에 있는 생각을 표현하는 작업이에요. 마인드스톰 같은 도구를 이용해 생각을 표현하는 훈련을 한 친구들은 다양한 문제에 자신만의 해결책을 논리적으로 제시할 수 있을 거예요.”


레고로 체험하는 수학!

두 번째 시간에는 레고 마인드스톰을 판매하는 회사인 ‘핸즈온러닝’에서 <;수학동아>; 독자들에게 직접 마인드스톰을 체험하는 시간을 마련해 주었다. 핸즈온러닝 강현웅 대표는 마인드스톰을 컴퓨터에 연결해서 원하는 대로 작동시키는 방법을 설명한 뒤, 학생들에게 한가지 문제를 냈다.

“로봇이 책상 끝에 최대한 가까이 다가가서 멈추게 하려면 바퀴의 회전 각도는 얼마로 설정해야 할까요?”

두 명이 한 조를 이룬 독자들은 처음 만난 사이인데도 불구하고 수줍어하지 않고 적극적으로 의견을 나누며 해결 방법을 찾았다. 그리고 5분 남짓 시간이 흐르자, 이곳저곳에서 문제를 풀었다는 환호성이 들려왔다. 문제를 푼 독자들에게 물어보니, 놀랍게도 저마다 다른 방법으로 답을 찾아냈다.

원래 문제의 해법은 주어진 바퀴의 지름을 이용해서 바퀴가 한 바퀴를 도는 동안 이동하는 거리를 알아낸 뒤, 책상의 길이를 재서 비례식으로 회전 각도를 찾아내는 것이다. 하지만 책상의 길이를 잴 수 없었던 일부 독자들은 회전각도를 임의로 설정해서 바퀴가 굴러가도록 했다. 그리고 절벽에서 떨어지는 마인드스톰을 받아서 추가로 몇 바퀴가 더 돌아가는지를 확인하고, 그만큼 회전각도를 줄이는 방법을 이용했다. 저마다 상황에 맞게 창의적인 해법을 찾아낸 것이다.

레고 마인드스톰으로 수학을 배우는 2시간 동안 독자들은 한 번도 한눈을 팔지 않는 놀라운 집중력을 발휘했다. 전북 정읍 칠보초등학교에서 대전까지 올라와 레고카페 행사에 참가한 김수민(5학년) 독자는 “지금까지 수학을 왜 공부해야 하는지 몰랐는데, 레고카페 행사 덕분에 수학이 우리 생활과 얼마나 큰 관련이 있는지 알게 됐다”며 소감을 전했다.