경남교육소식지

과학중점학교 창원남산고등학교

세상을 바꾸는 과학 과학의 미래를 만드는 아이들

연중 다양한 과학 프로젝트를 운영하면서 과학 꿈나무를 키워내는 창원남산고등학교를 찾았다. 과학중점학교인 이곳에서는 우리 삶을 더 나은 방향으로 이끌 미래의 과학 인재가 무럭무럭 자라고 있었다. 학생들 스스로 연구 주제를 정하고 문제 해결을 위해 머리를 맞대는 모습을 보면서 과학의 미래가 무척 밝다는 것을 느낄 수 있었다.

수학·과학에 진심인 ‘과학중점고등학교’

창원남산고등학교는 수학과 과학 심화 교육에 중점을 둔 과학중점고등학교로, 과학고 못지않게 다양한 과학 과제를 다루고 있다. 과학 잡지 프로젝트, 과학탐구올림픽 운영, 수학·과학 북 콘서트, 발명 특강, 과학 체험활동, 천체 관측회 등의 과학 프로젝트를 통해 학생들이 과학적 소양을 쌓을 수 있도록 돕고 있다. 

이런 노력의 결과 지난해 크고 작은 대회에서 의미 있는 성과를 거뒀다. 경남 과학창의대회 고등학교과학탐구올림픽에서 두 팀이 교육감상을 수상했고, 경남 과학전람회 및 전국 과학전람회에서 장려상을 수상했다. 또 경남 청소년 과학페어 융합과학 및 과학토론 분야에서 교육감상을 받았고, 과학동아리 발표대회 과학교육원장상과 전국대회 은상, 한국과학창의재단 로보코드탱크 대전에서 우수상을 받기도 했다.

이성태 교장은 “과학 중점 교육과정을 통해 학생들이 충분한 과학적 소양을 쌓을 수 있었다”고 밝히며, “앞으로 우리나라 과학을 선도하는 과학자가 배출될 수 있을 것”이라고 말했다.

“학생들이 과학 프로젝트를 수행하면서 데이터를 얻어내려는 노력을 아끼지 않았고, 이를 분석해서 올바른 결론을 도출해 내는 능력을 키우고 있습니다. 앞으로 창의력을 더욱 발휘하면서 미래를 선도하는 과학 기술 개발에 앞장설 수 있을 거라고 기대합니다.”

연구 주제 선정부터 보고서 작성까지, 모든 과정이 ‘자기 주도’

남산고에서는 2학년 때부터 본격적으로 과학중점반 활동을 시작한다. 새 학기가 되면 한 학기 동안 연구할 주제를 선정하느라 분주하다. 평소 관심 있는 분야에서 해결하고 싶은 연구 주제를 선정하고, 함께 연구에 참여할 팀원을 꾸린다. 연구와 실험을 진행하고 마지막에 연구 보고서를 작성하는 모든 과정을 학생들 스스로 해내고 있다. 

창의과학부 한소진 부장 교사는 남산고 과학중점반의 가장 큰 특징은 다름 아닌 학생 주도로 모든 것이 이뤄지는 것이라고 전했다.

“학술지 논문이나 신문 기사를 찾아보고, 여기에 본인들의 진로까지 종합해서 주제를 정해요. 그래서 시간은 조금 걸리지만, 선정해 온 주제를 보면 창의적이고 논리적이면서도 각자의 미래에 도움이 되는 방향으로 설정되어 있다는 게 느껴집니다.”

과학 프로젝트를 진행하는 데 있어서 교사가 하는 일은 학생들이 길을 잃었을 때 가볍게 힌트를 주고, 대안을 찾는 방법을 제시하는 것이다. 그리고 교내에 없는 분석 장비를 써야 할 때 지역 대학교에 연락해 분석 장비를 활용할 수 있도록 연결해 주기도 한다. 그중에서도 가장 큰 역할은 학생들을 믿고 응원하고 격려해 주는 것이다. 

“아이들은 어른보다 훨씬 유연한 사고로 주제에 접근할 수 있어서, 아이들이 직접 주제를 선정하는 것이 오히려 창의성을 발휘하기에 좋다고 생각합니다. 또 문제 해결력 부분에서도 교사가 생각한 것 이상으로 다양하게 방법을 찾아나가고 있어서 정말 대견해요.”

없는 길도 만들어가면서 문제를 해결하다

평소 환경 문제에 관심이 있었던 김도연·신지후 학생팀은 굴 껍데기로 만든 페인트가 빛 반사율이 높아 열섬 현상을 완화할 수 있다는 뉴스를 접하고 ‘따개비 껍질을 활용한 흰색 친환경 페인트 제작 및 성능 확인’이라는 주제로 연구를 진행했다. 하지만 시작하자마자 어려움에 부닥쳤다. 시중에 나와 있는 페인트 조합법에 따라 연구를 진행했더니 생각대로 페인트 조합이 되지 않았던 것. 그래서 굴 껍데기로 페인트를 만든 프랑스 회사에 직접 메일을 보내 관련 내용을 문의했다. 

“한번 해보자는 생각으로 메일을 보냈는데 다행히 답변이 왔어요. 그 회사에서 알려준 방법을 토대로 우리의 방식대로 재료를 조합하고, 계속 시행착오를 거쳐 가면서 최적의 비율을 찾을 수 있었어요.”

시냅스 동아리 팀은 ‘*구멍갈파래(제주도 연안에서 자생하는 해조류로, 악취를 풍기고 어업을 방해하는 해양 생태계 파괴의 주범)와 잡초의 활용 방안 탐구’를 주제로 연구를 진행했다. 환경에 해를 끼치는 구멍갈파래로 다양한 실험을 진행하면서, 팀원들 모두 생명과학과 환경 관련 꿈을 더욱 키워나갈 수 있었다. 무엇보다 팀원들과 의견이 서로 맞지 않을 때 어떻게 소통해 나가야 하는지 배우는 기회였다고.

“친구들과 함께 환경에 해를 끼치는 구멍갈파래 해결방안을 연구하면서 꿈에 한 발 더 다가갔다는 느낌이 들어서 뿌듯했습니다. 동아리 팀원들과 함께 끝까지 해낼 수 있어서 더 좋았던 것 같아요.”

이처럼 어려움에 부닥쳤을 때 문제 해결 방법을 찾아낸 것은 학생들 스스로의 힘이었다. 연구 과제를 위해 밤잠을 아껴 가며 자료를 찾고 해외에 직접 문의하기도 했으며, 다른 생각들을 하나로 모으기 위해 끊임없이 소통하기도 했다.

‘학생이라서’ 가능한 연구 주제

김동윤 문시훈 학생 팀은 지난해 ‘머신러닝을 활용한 매점 혼잡도 알리미 연구 및 개발’이라는 주제로 연구를 진행했다. 평소 AI와 코딩에 관심이 많았던 두 친구는 학생들의 실생활과 밀접한 내용을 주제로 잡았다. 남산고에는 매점이 두 군데 있는데, 매점이 혼잡한 시간에 찾아가면 시간이 지연되는 경험이 잦았던 것. 그래서 매점 혼잡도를 미리 알 수 있으면 좋을 것이라는 생각으로 연구를 진행했다. 

“모델 정확도를 올리는 게 가장 힘들었어요. 사람을 인식해서 정확하게 카운트를 해야 하는데, 몇 번 시행착오를 거친 후에 마지막에는 90%까지 정확도를 높일 수 있었어요.”

이 연구는 전국 과학전람회 산업-에너지 부문에서 장려상을 수상했다. 주제가 참신하고 주제에 맞는 연구 결과를 도출하기 위해 정확도를 높인 부분이 좋은 결과를 만들어 냈다. 이처럼 남산고에서는 학생이라서 가능한 유연한 사고를 통해 기발하고 창의적인 연구 주제들이 다양하게 쏟아져 나왔다.

문제 해결력과 인성까지 갖춘 과학 인재로…

남산고에서는 훌륭한 과학 인재를 양성하기 위해 인성적인 측면도 강조하고 있다. 연구가 끝까지 진행되려면 창의성과 협동심이 매우 중요하고, 결과물을 세상과 기꺼이 나누려는 마음도 중요하기 때문이다. 그래서 남산고에서는 학생회 주관으로 아이들의 눈높이에 맞춘 실험 키트를 만들어 초등학생을 대상으로 과학교실을 여는 재능 기부 활동도 활발하게 펼치고 있다. 지난해에는 창원과학관에서 ‘남산 사이언스데이’를 개최했는데, 수학·과학 동아리 부스를 운영해 큰 호응을 얻기도 했다. 

올해는 항공 우주와 물리에 관심 있는 3학년 학생들을 중심으로 미니 로켓 발사를 계획하고 있다. 현재 연료와 로켓 설계 및 낙하산 사출 장치를 준비하고 있다. 첫 시도이다 보니 많은 시행착오가 있겠지만, 이런 시도가 언젠가 우리나라를 항공 우주 강국으로 만들 의미 있는 첫걸음이 될 것이라 믿는다. 

과학에서 연구는 성공과 실패로 나뉘지 않는다. 연구를 거듭하면서 성공으로 가는 길을 찾게 되고, 이 과정에서 문제 해결 능력은 물론 팀원끼리 소통하고 이견을 조율하는 방법까지 배우게 되니 이 또한 실패가 아니다. 시행착오를 겪으면서 학생이자 예비 과학자로서 한 뼘 성장하는 시간. 남산고에서는 수많은 예비 과학자가 오늘의 연구를 밑거름으로 내일의 성공을 향해 조금씩 나아가고 있다.