[제8회 미래교육상] 3. 연구실행1

3. 연구 실행

  1. 학교 현황

2020년에는 코로나19로 인해 학년초에 세웠던 학교교육과정이 제대로 운영되지 못했다. 1학기가 거의 끝날 때까지 동아리를 구성할 수 없었고, 구성된 후에도 동아리 소속 1, 2학년이 격주 등교를 하면서 물리적으로 같은 공간에서 활동할 수가 없었다. 등교를 한 학생들과 집에 있는 학생들이 같이 참여할 수 있는 동아리 활동 방안이 필요했다. 또한 본교는 단위 학교 체험수학축전 운영을 지원하기 위해 체험 교구 및 프로그램 대여해 주는 도교육청의 매스박스(MATH BOX) 사업에 선정이 됐지만, 현실적으로 운영하기 힘든 상황으로 인하여 예산을 반납하고 계획을 모두 취소했다. 수학동아리 학생들과 함께 교내 수학체험전 운영을 계획하고 있었으나 일반적인 수학체험전처럼 많은 사람이 좁은 공간에 둘러앉아서 마주 보고 설명하고 체험하는 활동이 불가능했다.

수학체험전을 준비할 때, 가능한 많은 사람들에게 체험 경험을 제공하기 위해 많은 예산과 대량의 교구가 필요하고, 교구를 제작하기 위해 학생들은 많은 시간 동안 반복 노동을 해야 한다. 다음 수학체험전에 새로운 아이템으로 부스를 운영하기 위해서 사용하고 남은 교구들은 방치되었고 지도교사가 바뀌면 재활용되기보다 버려지는 경우가 많다.

이에 본 연구자는 ① 격주 등교에도 비대면(온라인)으로 활동할 수 있고, ② 코로나19 예방을 위해 사물에 대한 물리적인 조작과 접촉을 최소화하고, ③ 적은 비용으로 반복 사용 가능한 수학체험전 운영과 ④ 인터넷 다음, 메타버스로 이어지는 새로운 시대와 Z세대 학생들에게 적합한 동아리 활동 방안에 대한 연구를 시작한다.

 

  2. 교내 수학체험전 : 2020년

’마인크래프트를 활용한 수학체험전‘이라는 아이디어를 학생들에게 제안했고, 동아리 학생들은 새로운 시도에 큰 관심을 보였다. 원격수업 기간에는 마이크로소프트 팀즈(Teams)를 이용한 화상 회의를 활용하여 수학체험전을 어떻게 구체화할 것인지 여러 차례 아이디어 회의를 했다.

<팀즈(Teams)에서 생성한 팀> 온라인 수업 기간에는 팀즈(Teams)를 이용해서 화상 회의를 진행 동아리 시간이 아니라도 아이디어가 생기거나 의견이 있을 경우, 의견을 자유롭게 개진 가능한 소통 창구 역할 스마트폰이나 컴퓨터 등 다양한 디바이스로 접근 가능 제작한 마인크래프트 맵을 공유하기 위한 클라우드 저장 공간으로 활용

<마인크래프트를 활용한 수학체험전 아이디어 회의 결과> 체험 공간 : 마인크래프트로 만든 우리 학교 체험 방식 : 학교 곳곳에 수학 문제가 있고, 이것을 빠르게 많이 해결하는 팀이 우승 역할 분배 : 학생 20명 - 건축: 15명 - 기능 구현(코딩) : 5명 - 수학 문제 출제 : 건축을 하는 15명을 3팀으로 나누어 각 팀별로 문제를 출제

    가. 건축 : 디지털 트윈

마인크래프트에서 건축은 그 자체로 하나의 장르를 만들면서 인터넷에는 마인크래프트로 만든 다양한 건축물을 볼 수 있다. 마인크래프트에서 블록 1개는

㎥ 크기의 공간을 차지하는 것으로 건축 블록, 장식 블록 등이 있다. 건축 블록은 나무 계열, 석재 계열, 흙 계열이 있고 마인크래프트 내에서 실제 나무, 돌, 흙과 비슷한 성질을 가진다.

수학체험전을 교내에서 한다는 콘셉트로 우선 학교를 마인크래프트에 건설하기로 한다. 학생들은 인터넷 지도를 이용해 위성 사진으로 학교의 크기를 재고, 건물 모습을 비슷하게 구현하기 위해 학교를 누비며 사진을 찍었다. 학생들은 각자가 만들기로 한 부분을 누가 더 정교하게 만들었는지 서로 자랑도 하면서 책임감 있는 자세로 참여했다. 학교를 닮은 건물을 만들기 위해서 15명의 학생들이 꼼꼼히 블록을 쌓기도 하지만 에이전트(Agent) 캐릭터에게 블록코딩으로 명령을 하면 건축의 반복적인 과정을 에이전트가 대신해준다. 블록코딩을 못하는 학생은 친구에게 에이전트를 사용하는 블록 코딩을 배우기도 했다.

마인크래프트로 학교를 건설 중인 학생들	마인크래프트로 건설한 학교
마인크래프트로 건설한 중앙 정원	마인크래프트로 건설한 교실

 

    나. 메타버스에서 공동 작업 : 원격 접속

2020년에 고등학교 1, 2학년 학생들은 격주로 등교했기 때문에 동아리의 선후배들은 학교에서 같이 작업할 수 없었다. 마인크래프트는 누군가가 만들어놓은 공간에 다른 사람을 초대할 수 있고, 참여 코드만 있다면 인터넷이 되는 어디에서나 같이 작업할 수 있다. 이런 장점을 이용해서 1학년은 학교, 2학년은 집에서, 또는 그 반대라도 마인크래프트라는 메타버스 속에서 공동 작업이 가능했다.

학교에서는 동아리 활동에 소극적이고 수업에서 소외되는 일이 많던 학생들이 메타버스에서 전혀 다른 사람이 된 것처럼 자기주도적이고 적극적인 모습을 보였다. 새로운 공간이 주어지면 새로운 자아를 생성하고 현실을 뛰어넘는 자아실현이 가능하다는 것을 확인할 수 있었다.

 

    다. 코딩 교육 : 커맨드 블록과 레드스톤

<코딩 및 문제 제작> 일부 학생들은 코딩을 하고, 다른 학생들은 마인크래프트에 넣을 문제를 만들었다. 체험전에서 참가하는 1학년 학생이 2학년 학생에 비해 불리한 조건을 주면 안 되기 때문에 교과서에 나오는 문제를 피하고, 게임적 요소를 위해 넌센스 문제도 만들었다. 문제를 한 번 풀고 나면 정답이 유출되기 때문에 그다음 경기에 사용할 수 없고, 문제 개수를 충분히 많이 준비해야 한다.

수학체험전에서 문제를 풀었을 때, 정답 확인, 점수 부여 등을 사람이 지켜보면서 직접 할 수도 있지만, 마인크래프트 내에서 커맨드 블록과 레드스톤 회로를 이용해서 자동으로 되는 기능을 구현할 수 있다.

커맨드 블록과 레드스톤 회로는 블록 코딩이나 텍스트 코딩과 형식은 조금 다르지만 코딩 교육에 효과적이다. 일반적인 블록 코딩이나 텍스트 코딩에 비해 마인크래프트의 커맨드 블록과 레드스톤은 눈에 보이는 결과물을 만들 수 있기 때문에 결과물에 대한 만족감이 크다. 캐릭터에게 속도를 빠르게 하고, 순간 이동을 하고, 날 수 있는 능력을 부여하거나, 폭탄을 터트리는 등 게임적인 요소를 구현할 수 있기 때문에 코딩을 하면서 결과물을 확인하는 과정이 굉장히 재밌다.

모든 동아리 학생들이 커맨드나 레드스톤을 잘 다루지는 못한다. 과정이 복잡한 기능은 5명의 학생들이 서로 의견을 주고받으면서 하나씩 기능을 완성해나갔다. 동아리 시간 외에도 자율적으로 시간이 되는 학생들은 학교에 남아서 작업을 하기도 했고, 공간에 대한 제약이 없기 때문에 각자 집에서 온라인상에서 작업을 하기도 했다. 본 지도교사보다 어릴 때부터 게임을 한 학생들의 코딩 실력이 월등히 뛰어나기 때문에 교사가 개입해서 지도할 부분은 많지 않았다. 학생들은 수학체험전이 아니라 재밌는 게임을 만든다고 생각하기도 했다. 상상하는 모든 일이 일어날 수 있는 세계에서 학생들끼리 협동하며 구현해나가는 모습을 관찰할 수 있었다. 교사는 학생들이 방향을 잡지 못하는 경우에만 최소한의 의견이나 아이디어만 제시하고, 학생들이 자율적으로 판단하고 결정하는 구조가 이루어져 진정한 의미의 학생 중심의 동아리 활동이 될 수 있었다.

 

    라. 교내 수학체험전

수능 이후 고3 학생들이 온라인 수업으로 전환을 하고 고1, 2학년 학생이 모두 등교하면서 방역지침을 준수하는 범위에서 교내 수학체험전을 개최할 수 있게 되었다.

조별 예선		결승전
2021.12.22. 13:00~	A조 : 4팀	2021.12.24. 13:00~ 주어진 시간에 가장 많은 점수를 획득한 조 1위만 결승 진출
2021.12.22. 13:10~	B조 : 4팀
2021.12.23. 13:00~	C조 : 4팀
2021.12.23. 13:10~	D조 : 4팀

      (1) 진행 방식

- 각 조는 2인 1팀으로 4팀으로 구성

- 각 경기마다 가장 많은 점수를 획득한 팀이 1위

- 각 조 1위만 결승전에 진출

 

      (2) 경기 방식

참가자들에게 효과적으로 경기 방식을 설명하기 위해서 동영상을 동아리 학생이 제작하였고, 경기 시작 전에 다 같이 시청을 한 후에 경기를 시작하게 된다. 스피드 퀴즈 방식으로 주어진 시간 내에 가장 많은 점수를 얻은 팀이 승리하게 된다.

① 학교 바닥에 표시된 분홍색 선을 따라 건물 안으로 들어간다.	② 교실마다 교탁에 놓인 문제를 읽고 문제를 푼다.
③ 답을 종이에 적어 상자에 넣는다.	④ 문제를 해결하면 모든 참가자에게 메시지가 나타나고 한 번 푼 문제는 다시 풀 수 없다.

 

      (3) 출제된 문제

마인크래프트의 한계로 인해 문제의 형식과 난이도에는 여러 제약 조건이 있다. 그림이나 수식이 포함된 문제는 출제하기가 상당히 어렵다. 간단한 숫자나 문자로 정답을 쓸 수 있는 경우에만 커맨드 블록에서 정답 여부를 판정할 수 있다. 또한 주어진 시간에 많은 점수를 획득하는 것이 목표이기 때문에 3분에서 5분 이내에 해결할 수 있는 난이도로 출제해야 한다.

마인크래프트로 수학체험전을 진행하는 첫 시도인 만큼 수학적 의미를 크게 부여하는 문제보다는 tvN의 「문제적 남자」 프로그램처럼 창의적 아이디어가 필요한 문제 위주로 출제하였다. 재미를 위해서 넌센스 문제도 포함하였다.

아래 첨부된 문제 외에 다른 문제들은 ’첨부파일‘의 [부록1]에 있다.

 

 

       (4) 교내 수학체험전에 대한 평가 및 반성

새로운 형태의 수학체험전은 학생과 교사 모두에게 뜨거운 호응을 얻었다. 경기에 참여하지 않는 학생들도 경기를 관전하기 위해서 교실을 찾았고 참가자가 된 것처럼 문제를 풀었다. 학년 구분 없이 도움반 학생까지 참가하며 e스포츠 중계를 지켜보는 것 같은 장면이 연출됐다. 기대했던 것보다 치열한 경기와 반응에 동아리 학생들과 참가자들은 물론 지켜보는 사람들까지 즐거운 시간이었다.

수학 동아리라고 해서 진지하게 수학 문제만 풀거나 수학적 원리를 탐구하려고 하지 않아도 게임을 하며 노는 과정에서 수학적 경험을 자연스럽게 할 수 있다는 가능성을 충분히 확인할 수 있었다.

 

성공적인 수학체험전이 끝났지만 몇 가지 문제점이 발견됐다.

- 문제의 획일성

스피트 퀴즈 방식으로 문제를 풀고 답을 맞혀야 한다는 조건과 마인크래프트에 그림과 수식을 삽입하기 어렵다는 조건 때문에 문제의 다양성이 떨어졌다. 풀어야 하는 문제가 마인크래프트 내에 제시될 뿐, 마인크래프트에서 플레이한다는 장점을 충분히 살리지 못했다. 어떤 수학적 경험을 제공할지 생각하지 않고, 공간만 있으면 될 것이라고 생각한 것이다. 공간을 설계할 때부터 어떤 경험을 제공할 것인지 미리 고려해야 하는데 그러지 못했다. 문제를 풀어서 정답을 입력하는 방식 외에 마인크래프트 특징을 살리는 다양한 형태로 해결하는 문제 상황을 제시할 필요가 있다.

 

- 노트북 성능 부족

학생들이 사용했던 노트북은 학교에서 2014년에 구매해서 더 이상 사용하지 않고 방치됐던 제품이었다. 노트북의 사양이 다중 접속 환경에 충분하지 않아서 플레이를 하는 도중 튕겨버리는 현상이 발생하여 당황스러운 장면이 연출되기도 하였다. 일반고에서 특정 동아리 학생들이 사용하기 위해 좋은 사양의 노트북을 갖추기는 쉽지 않다. 동아리 단위에서 해결할 수 있는 문제가 아니기 때문에 학교 여건에 따라 개선이 되기를 기대할 수밖에 없다.

 

- 맵의 완성도

여러 학생들이 협동해서 학교 건물 외관과 교실, 책걸상 등을 만들었다. 체험전에 참여했던 모든 사람들이 한눈에 우리 학교라는 사실을 알아볼 수 있었다. 다만 가상 공간이라는 이점을 살리기 위해서 학교라는 공간을 살리면서 좀 더 화려하고 상상 속의 공간이라는 느낌을 주지 못한 점이 아쉬웠다. 각종 기능을 구현하고 체험전에 사용할 문제를 찾느라고 시각적인 부분에 신경을 쓸 여유가 없었다. 체험전 이후, 동아리 학생 중 한 명이 다음 그림 같은 공간을 만들어서 내년 체험전에 활용해 보자는 제안을 했다. 실제로 활용되지는 않았지만 충분히 고려해 볼 만한 부분이 있었다.