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가상공간에서 만난 R&E, 색다른 과학 축제
윤은경 창원과학고등학교 교사
챗GPT도 따라 할 수 없는 메타버스(metaverse) R&E 성과공유회를 통한
과학영재 창의연구(R&E) 지도
여느 때와 다름없는 출근길! 차 라디오에서 흘러나오는 MC와 기자의 흥분된 목소리에 자연스레 귀를 기울일 수밖에 없었다. 바로 2023년 AI 시장의 지각 변동을 일으킨 장안의 화제! OpenAI사의 챗GPT(Chat Generative Pre-Trained Transformer, 사전학습 생성 변환기)대한 기사 내용이었다. 운전 내내 훌륭하고도 놀라운 챗GPT의 생산 능력 진가에 나도 모르게 찬사를 함께 보냈다.
돌아보니 필자에게도 아침마다 도움을 받는 인공지능이 있다.'하이 빅스비!', 손안의 인공지능 비서를 향한 첫 부름, 매일 똑같이 '네'라고 답하는 핸드폰을 향해 시간과 날씨를 물으면 정형화된 틀의 정보를 듣고 몸을 일으켰더랬다. 생각해 보면 우리는 주변 가까이에 있는 인공지능 서비스에 대해 챗GPT의 능력을 향한 감탄사만큼이나 격한 반응을 보내고 있지는 않았던 것 같다. 왜일까?
챗GPT는 인간의 뇌 시냅스를 모방한 파라미터(소프트웨어나 시스템의 작용에 영향을 미치는 외부에서 투입된 데이터를 말함)를 1,750억개를 가진 초거대 AI로 인간의 자연 언어로 인간처럼 사고하며 고등학생 또는 대학생 수준으로 소통이 가능하다. 15억개의 파라미터를 가진 초등학생 수준의 버전 AI와 비교해 본다면 가히 비약적 진화가 아닐 수 없다. 지속적으로 인간의 노동력을 투입해 정보량을 확대해 나가고 정보를 단지 보여주는 데서 그쳤던 기존의 검색 서비스와는 달리 챗GPT는 서비스를 운영하면서 동시에 자동적으로 발전하고 정보량을 자동 확장해 나간다. 또한 학습한 데이터를 기반으로 사용자 질문의 맥락을 파악하여 맞춤 답안을 생성하고 정보를 순식간에 정리하여 매력적으로 제시해 준다. '과학적 탐구 과정을 말해줘'라고 질문을 하니 이렇게 말이다.
이번에는 필자가 학생들과 함께 진행한 탐구 과제 관련 질문으로 '세균 색소를 검증하는 방법'과 '관련 참고문헌'을 찾아 달라고 요청해 보았다. 놀랍게도 아래와 같이 또 정리해 주었다.
출력 화면을 살펴보면 오히려 영어 답변의 출력이 더 구체적이다. 그 이유는 챗GPT가 영어를 기반으로 하는 자연어처리 알고리즘이기 때문에 영어로 질문을 입력해서 답을 구하는게 더욱 효과적이다. 챗GPT와의 대화에서는 결국 질문이 매우 중요하고 질문 작성을 어떤 단어로 어떻게 배열하여 문장을 어떻게 구사하느냐에 따라 답변의 완성도와 전문성에 차이가 날 수 있다.
이렇게 필자는 챗GPT와 몇 번의 대화를 진행해 보고서야 그 열풍을 이해할 수 있었다. 그래서 세균 색소를 검증할 수 있는 방법을 순식간에 정리해 알려주는 챗GPT의 놀라운 결과물들은 그 다음 과정을 욕심나게 만들었다.
이번에는 챗GPT에게 세균 색소 연구 과정을 차트로 그려서 나타내어 달라고 요청해 보았다. 7년차 과학고 교사의 연구지도 경험치에서 나오는 개인적 의견이지만 생각보다 학생들은 자신의 연구 과정을 과학적 논리로 고민하고 그 흐름도를 차트로 작성해 본 경험이 상대적으로 부족하다.
당혹스럽게도 챗GPT는 기대감과는 다른 답변을 즉각적으로 제시해 주었다. 그러나 결과는 당연했다. 왜냐면 챗GPT는 언어 기반 생성AI 기술로 그래픽, 소리, 영상 등을 만들 수 없다. 그래서 차트를 그리는 연구 과정을 언어로 도울 수 있는 방법을 지원하기 위해 답장 글에 추가로 또 다른 질문을 계속해서 요구해 왔다. 완성도 있는 답변이 될 때까지 말이다. 이쯤에서 필자는 챗GPT의 지치지 않는 배려심에 놀라지 아니할 수 없었다.
챗GPT와 자연스러운 대화를 나누는 동안 영어 기반 표절 판독 시스템 카피킬러 테스트를 통과한 사실을 의심할 여지가 없는 듯했다. 그런데 이 정도로 문장 창작력을 인정받는 챗GPT의 생산물들인데 왜 필자에게는 아쉬움이 남을까? 구글도 긴장하는 인터넷 검색이란 특성을 완전히 바꿔버릴 수도 있는! 챗GPT의 엄청난 기술 앞에서 말이다.
여기에는 바로 학생들을 능동적인 참여와 몰입을 높이기 위한 '학습 경험'요소가 빠져있다는 것이다. 챗GPT는 학습자가 궁금한 것을 문장으로 정리해서 통계적으로 제공해 주는 능력은 탁월할 수는 있겠으나(물론 잘못된 정보일 수 있기에 검증은 반드시 필요하다.) 함께 참여하고, 상호 작용하며, 보고, 듣고, 스스로 성찰할 수 있는 배움의 기회를 체험할 수 없다는 한계를 가지고 있다. 필자는 바로 이 교육적 결핍 요소를 메타버스(metaverse)가 대신해 줄 수 있다고 제안한다.
지난 2022년 12월 28일 부산광역시교육청영재교육진흥원에서는 과학고·과학영재학교 우수과제 103개를 대상으로 과학영재 R&E 성과공유회를 메타버스(metaverse) 플랫폼으로 선보였다. 메타버스는 가상, 초월을 의미하는 메타 Meta와 세계, 우주를 뜻하는 (Uni)verse의 합성어로 일종의 3D 가상 세계를 말한다. 다시 말하면, 현실과 가상이 합쳐진 초월을 의미하는 것으로 현실 세계가 가상공간과 결합해서 마치 현실이 가상공간으로 확장된 것을 의미한다. 여러 연구자의 의견에서 공통점을 살펴보더라도, 메타버스는 가상 현실을 기반한 상호작용이 가능한 공간, 새로운 가능성이 있는 또 하나의 세계로서의 매력이 존재하는 공간이다.
2016년 창원과학고 부임 시, 필자에게 첫 연구지도에서 가장 어려웠던 점을 꼽으라고 한다면, 학생들에게 과학적 탐구과정을 이해시키는 것 그리고 지도교사로서 연구 지도를 잘하고 있는 것인지에 대한 폭넓은 성찰 기회가 없었다는 것과 연구 지도의 실제적 측면에서 도움을 받을 수 없었다는 점이다. 주제 선정은 어떻게 하는지 그리고 어떻게 연구 목적을 추출해서 연구 과정을 설계하는지, 실험 방법을 제대로 선택했는지, 데이터는 어떻게 처리하고 그 결과를 그림과 표 자료로 어떻게 나타내는지, 결론 도출은 어떻게 하는지 등에 대한 실제적인 배움을 구하고 싶어도 쉽지 않았다. 그래서 그 당시 최선의 대안은 선생님들과 함께 과학전람회 행사장을 직접 방문하여 간접적으로 탐구하고 관련 자료를 영상물로 찍어 참고자료로 활용하여 학생들을 지도하는 것이었다. 이 또한 학사일정과 맞지 않으면 불가능한 일이었다.
그러나 2023년 지금! 이 모든 문제를 챗GPT가 아닌 메타버스가 간단하게 해결해 줄 수 있다는 것이다. 한번 생각해 보자. 지난날, 교사와 학생 모두에게 전국의 과학고·과학영재학교의 우수과제를 차트와 발표 영상자료로 만나 볼 수 있었던 학습 기회가 단 한 번이라도 주어진 적이 있었던가? 안타깝게도 없었다. 이 점에서 필자는 2022년 부산광역시교육청영재교육진흥원의 메타버스 플랫폼 설계 운영을 통한 교사와 학생들을 위한 배움과 성장의 학습 경험 제공에 큰 가치를 부여한다.
이에 우리는 메타버스 장점을 본질적 측면에서 새겨볼 필요가 있다. 메타버스는 가상 공간으로, 현실 세계에서 불가능한 경험을 할 수 있고, 더욱 편리하게 정보를 공유하고 협업할 수 있는 압도적인 장점이 있다. 구체적으로 살펴보면,
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첫째, 참여자의 상호작용 증대: 메타버스에서는 다양한 참여자가 가상 세계에서 상호작용하며 정보를 교환할 수 있다. 이는 참여자들의 협력적이고 창조적인 능력을 높여주며, 더욱 확장성 있는 세계를 만들 수 있게 된다. 예를 들면, 과학고·과학영재학교 학생들의 다양한 우수과제 열람을 통한 상호작용을 들 수 있겠다. 물론 차후 메타버스 내 우수과제 해당 팀 학생들이 직접 발표하고 참관 학생들이 질문을 던지는 실시간 상호작용 과정이 보완된다면 그 의미는 더욱 커질 수 있다.
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둘째, 시간과 장소의 제약 해소: 메타버스에서는 시간과 장소에 구애받지 않고 언제든지 접속하여 참여할 수 있다. 이는 더욱 유연한 학습 경험을 제공할 수 있으며, 학생들이 개인의 시간과 필요에 맞게 학습할 수 있게 된다. 이번 부산광역시교육청영재교육진흥원의 메타버스는 전국의 과학고·과학영재고 학생들을 행사장으로 '함께' 불러들였다는 데 의미가 있다. 생각해 보라. 메타버스가 아녔다면 정보 공유의 대상자는 상당히 제한적이다. 과학영재교육 페스티벌이 진행되는 서울 행사장까지 갈 수 있는 교사와 학생만이 우수과제 정보를 공유할 수 있는 절호의 기회를 가질 수 있으니 말이다.
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셋째, 콘텐츠 공유: 메타버스에서는 쉽게 콘텐츠를 공유할 수 있다. 이는 학생들이 자유롭게 창작적인 작품을 만들어 공유하며, 다양한 아이디어를 얻을 수 있게 된다. 과학영재 창의연구(R&E) 분야는 공학, 수학, 물리, 화학, 생물, 융합, 정보 총 7개 영역의 우수과제 연구물들이 공유된다. 메타버스 가상공간은 모든 영역의 창작 연구물들의 아이디어를 제공할 수 있도록 설계하고 과학고·과학영재학교 학생들의 창의적인 문제해결 과정을 둘러보며 과학적 탐구과정을 논리적으로 비교, 학습할 수 있다는 장점이 있다.
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넷째, 실제 시뮬레이션: 메타버스에서는 실제로 경험하기 어려운 상황을 시뮬레이션하여 학생들이 현실 세계에서 어떻게 대처해야 하는지를 배울 수 있다. 이는 보다 효과적인 학습 경험을 제공할 수 있게 된다.
이와 같이 교육적으로 메타버스를 활용하면 학생들은 현실 세계에서 어려운 상황을 경험하고, 개별적인 시간과 장소에 구애받지 않고 보다 유연하게 학습할 수 있게 된다. 메타버스를 활용하여 다양한 시뮬레이션과 콘텐츠를 제공하고, 참여자 간의 상호작용을 장려하여 학생들이 협력적이고 창조적인 능력을 개발할 수 있도록 도와줄 수 있다. 또한, 메타버스를 활용하여 다양한 지식과 경험을 공유할 수 있는 커뮤니티를 구성하여 학생들이 보다 넓은 시각에서 세상과 상호작용할 수 있는 학습 경험의 장을 마련해 줄 수 있다. 이에 부산광역시교육청영재교육진흥원의 메타버스 운영은 학생 스스로의 성장을 이끄는 자기주도적 학습 경험과 성찰적 배움을 일으킬 수 있는 잠재적 교육과정을 가상공간으로 제공하는데 큰 의의가 있다.
메타버스를 교육에 활용하는 구체적인 방법도 다양하다. 예를 들어, 아래와 같은 방법으로 메타버스를 활용할 수 있다.
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첫째, 가상 체험학습: 메타버스에서는 다양한 가상 세계를 만들 수 있다. 이를 활용하여 역사적인 사건이나 과학적 실험, 생물학적인 현상 등을 시뮬레이션하여 학생들이 체험하도록 할 수 있다. 이 점은 향후 메타버스의 다양한 기술 접목으로 우수과제 속 흥미로운 실험을 참관 학생들이 모의적으로 체험해 볼 수 있는 활동이 추가될 수 있기를 부산광역시교육청영재교육진흥원에 기대해 본다.
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둘째, 콘텐츠 공유 및 창작: 메타버스에서는 콘텐츠를 쉽게 공유할 수 있다. 교사가 학생들에게 주제를 제시하고, 학생들이 메타버스 내에서 창작한 작품을 공유하며 피드백을 주고받을 수 있도록 할 수 있다.
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셋째, 가상 협업: 메타버스에서는 다양한 참여자가 가상공간에서 협업할 수 있다. 교사가 학생들에게 협업 프로젝트를 부여하고, 학생들이 메타버스 내에서 협력하여 프로젝트를 완성할 수 있도록 도와줄 수 있다. 과학영재교육 페스티벌로 한정해서 고려해 본다면, 우수과제 내 핵심 활동 내용을 가상 체험하고 참관하는 학생들이 가상 협업으로 결과를 모의적으로 끌어낼 수 있는 콘텐츠로 구성된다면 창의적인 페스티벌로 운영될 수 있다고 생각한다.
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넷째, 가상 강의: 메타버스에서는 가상 강의를 진행할 수 있다. 교사가 학생들에게 가상 강의를 제공하고, 학생들은 강의 내용을 활용하여 가상공간에서 미션을 수행하거나 토론을 진행할 수 있다. 이 또한 과학영재교육 페스티벌을 메타버스를 활용해 실시간 상호작용 과정으로 운영 가능하다면 학생들의 참여도를 극대화할 수 있을 것이다.
위와 같은 방법으로 과학영재 창의연구(R&E) 지도에 메타버스를 활용하면, 학생들은 흥미로운 다양한 경험을 할 수 있고, 참여자 간의 상호작용을 통해 창조적이고 협력적인 능력을 개발할 수 있을 것이다. 또한 앞서 말했다시피, 개별적인 시간과 장소에 구애받지 않고 학습을 진행할 수 있기 때문에, 학생들은 보다 유연한 학습 경험을 할 수 있게 된다.
자, 어떠했는가. 필자가 제시한 메타버스의 장점과 교육적 활용 방법은 바로 챗GPT가 제시한 내용을 활용한 것이다. 놀랍지 않은가. 그러나 우리가 진정으로 놀라워야 할 것은 고도로 발달된 챗GPT의'문장 자동완성 기술'결과물이 아닌 부산광역시교육청영재교육진흥원의 제공한 메타버스에 숨겨진 교육적 비밀이다. 그것은 바로 1,750억 개의 파라미터를 가진 챗GPT가 절대 흉내 낼 수 없는 학생들의 과학적 상상력과 창의적인 연구 결과물들의 공유를 통해 만들어내는 배움의 가치이다. 약 100조 개의 파라미터로 구성된 인간 뇌의 과학적 결과물들이 넘나드는 다양한 학문간 영역을 우리가 언제, 어디서, 어떻게 경험해 볼 수 있었던가. 그것도 한 명이 아닌 많은 학생들의 창의적인 문제해결 결과물들을 말이다.
물론 메타버스 플랫폼 자체에 집중하다 보면 실망도 할 수 있다. 그러나 기억하자. 우리의 기대감에 비해서 아직 메타버스 기술이 많이 도입되지 않았다는 것은 명백한 사실이다. 미국의 정보기술연구회사 Gartner는 2022년 9월에 개최한 자사의 IT 기술 엑스포에서 메타버스 기술의 광범위한 도입까지는 앞으로 최소 10년이 걸릴 것이라고 말하고 있다. 그러니 메타버스 기술에 실망하지 말고 챗GPT가 줄 수 없는 메타버스 학습 경험의 교육적 가치에만 집중해 보자. 지도교사가 줄 수 없는 잠재적 교육과정 속 배움과 성장이야말로 지속가능한 미래교육 발전의 동력이 아닐까 한다.
한 이동통신업체 메타버스 기획자가 방송에서 했던 말들이 참으로 와닿는다. PC 시대에서 스마트폰 시대로 넘어왔을 때, 가장 많은 서비스들이 원했던 또는 표현하고자 했던 슬로건이 '언제', '어디서나'였다고 한다. 그럼 이제 그 다음 시대 가치는 무엇을 지향하고 있을까? 바로 '함께'이다. 이 기획자는 스마트폰 시대 이후를 함께 가치를 공유할 수 있는 메타버스로 제안하고 있다. 챗GPT가 '쳇'하고 질투할지라도 필자도 이에 공감한다. 메타버스 '함께'의 가치를 통해 우리는 학생들의 배움 선택권과 교육 자율성을 강화하고 가상공간에서 우리 학생 한 명 한 명을 포용성과 창의성을 갖춘 주도적인 사람으로 성장할 수 있도록 관련 교육기관은 메타버스가 제공하는 몰입감 높은 다양한 학습 경험 콘텐츠를 개발해 나가야 한다. 그리고 부산광역시교육청영재교육진흥원에서는 2022년 메타버스를 활용한 과학영재 창의연구(R&E) 성과공유회 나눔 철학이 챗GPT의 지각 변동으로 인해 그 가치가 식지 않도록 교육적 성찰을 강화할 필요가 있다.
끝으로, 2021년부터 급부상하고 있는 부산광역시교육청영재교육진흥원의 과학영재 창의연구(R&E) 지원 프로그램의 현장 활약을 기대하며, 2023년 메타버스 교육 나눔 생태계의 더 큰 확장으로 과학고·과학영재학교 모든 교사와 학생의 배움과 성장을 기대해 본다.
이어 추가되는 글은 창원과학고 1학년 학생들을 대상으로 2022년 메타버스를 활용한 과학영재 창의연구(R&E) 성찰 지도 사례이다. 필자가 이 글을 읽은 교사에게 전하고 싶은 조언은 메타버스를 투입하기 전 학생들의 배움이 잘 일어날 수 있도록 업무 담당 부서가 주관하는 비계(Scaffold)교육과 교사의 지도 교육이 반드시 필요하다. 이 교육을 통해 학생들은 무엇을 관찰하고 자신의 앎을 위해 무엇을 찾아야 하는지, 어떤 흐름을 파악해 어떤 관점에서 차트와 동영상 자료로 무엇을 배울 수 있는지에 대한 로드맵을 자기 주도적으로 설계할 수 있다. 교육 없는 메타버스 투입은 학생들의 배움 대한 몰입도를 현저히 낮추게 된다. 그래서 기억하자. 학생들이 1차적으로 경험해야 할 것은 우수과제의 어려운 콘텐츠 내용이 아니라 과학적 탐구과정을 살펴보며 자신의 연구 흐름 논리를 비판적으로 성찰해 보는 일이다. 그다음 교사가 기대하는 바는 잠재적 교육과정이 책임져 줄 영역으로 너무 걱정하지 않아도 된다.
자. 그럼 이 관점으로 아래 학생들의 성찰 지도 사례를 살펴보도록 하자.
메타버스 참여에 대한 학생 성찰 의견
메타버스를 통해 R&E우수사례를 찾아보며 여러 교훈을 얻을 수 있었다. 첫 번째로, 주제가 흥미를 끌면 끌수록 내용을 더 집중해서 볼 수 있다는 점이었다. 찾아본 연구 중 '라그닌 접착제 제작과 친환경 코팅액을 이용한 식품 포장재 개발'을 주제로 한 팀들의 연구 주제가 흥미로워 집중해서 볼 수 있었던 것 같다. 또한 이러한 팀들이 연구한 데이터들을 어떻게 발표 자료에 녹여내는지, 사진을 어떻게 배치하는지 등 우리 팀이 미숙했던 부분들을 보완해낼 수 있어 좋았던 것 같다.
1학년 김○○학우들이 열심히 노력한 결과를 실시간으로 보지 못해 아쉬웠지만 메타버스를 통해 동영상을 시청하고, 차트를 보니 참신해서 더 인상 깊었다. 또한, 다른 과학고들의 노력한 성과를 보면서 내년에는 우리 R&E조들의 결과도 메타버스에 올라갔으면 좋겠다고 생각하였다.
1학년 심○○다른 학교의 주제 R&E 발표를 듣고 차트를 보면서 더 개선할 점에 대해서 알게 되었다. 또한 메타버스로 발표하여 많은 정보를 공유할 수 있는 새로운 경험을 하면서 미래 사회가 발전할 방향이 매우 기대가 된다.
1학년 강○○우선 ZEP를 이용하여 연구성과 공유회를 한다는 사실이 신기했다. 4차산업혁명에 발맞춰 메타버스를 이용하여 행사를 진행했다는 사실이 흥미로웠다. 또한 우리 학교가 아닌 다른 학교에서 한 연구를 보면서 더 이상 우물 안의 개구리가 아니라 더 넓은 곳을 바라보고 배울 점은 배우자라는 생각했다.
1학년 민○○메타버스로 다른 학교의 다양한 R&E 연구 사례를 보니 더욱 배운 점이 많다고 느껴집니다.
1학년 김○○주제 선정에 관한 학생 성찰 의견
과제연구 과정의 주제를 잡을 때, 조금 더 생활 속에서 밀접하고, 직접적으로 도움이 될 만한 동기를 거쳐 잡은 주제들이 많았고, 이런 주제들이 저에게도 상당히 흥미 있게 다가왔습니다. 또한, 머신러닝이나 딥러닝 연구에 대해서는 데이터셋 구성에 더 신경을 쓸 필요가 있었음을 느꼈습니다. 데이터셋의 경우, 고려되지 않는 요소들을 항상 생각하면서 데이터 전처리에 심혈을 기하는 연구들이 많았습니다. 저희 연구에서도 딥러닝을 이용하고자 하는 만큼 이런 부분에 더 집중해야 할 것 같다고 느꼈습니다.
1학년 이○○저는 주로 주제에 대해 유심히 관찰하였습니다. 이전까지 주제를 잡을 때 멋지고 어려운 주제를 생각하며 주제를 잡는데 어려움을 겪었습니다. 하지만 다른 학교의 주제들을 보면서 주제를 잡는 것의 시야가 좁았다는 것을 느꼈습니다. 주제들을 보면 화학적으로 추출하고 제작하는 것도 있지만 정보와 융합하여 주제를 잡는 것도 확인할 수 있었습니다. 전람회 주제를 잡을 때는 시야를 확대하여 다른 과목들과 융합하여 주제를 잡을 수도 있도록 노력하겠습니다.
1학년 서○○지금까지 나는 많이 들어본 주제인 바이오에탄올, 추출, 항균 효과 등에 대해서만 연구주제를 생각하는 경향이 있었다. 하지만 다른 영재고나 과학고의 연구를 보니 주제의 갈래부터 매우 구체적이고 정확하다는 생각이 들었다. 무엇보다 내가 전혀 들어보지 못한 주제였다. 평소에 다양하고 폭넓은 생명과학 지식을 쌓고, 필요하다면 전문적인 문헌도 참고해가면서 주제를 선정할 때 나의 시각을 넓힐 필요성이 있다고 느꼈다.
1학년 조○○과제 연구 과정의 주제를 잡을 때, 조금 더 생활 속에서 밀접하고, 직접적으로 도움이 될 만한 동기를 거쳐 잡은 주제들이 많았고, 이런 주제들이 저에게도 상당히 흥미 있게 다가왔습니다. 또한, 머신러닝이나 딥러닝 연구에 대해서는 데이터셋 구성에 더 신경을 쓸 필요가 있었음을 느꼈습니다. 데이터셋의 경우, 고려되지 않는 요소들을 항상 생각하면서 데이터 전처리에 심혈을 기하는 연구들이 많았습니다. 저희 연구에서도 딥러닝을 이용하고자 하는 만큼 이런 부분에 더 집중해야 할 것 같다고 느꼈습니다.
1학년 이○○주제 선정을 할 때 우리 주변의 화학적인 요소를 가지고 선정하였고 우리처럼 너무 어렵게 생각하지 않은 것 같아 내년에 새로운 주제를 선정할 때는 쉽게 생각을 해야 하겠다고 생각하였다.
1학년 권○○우리 학교에도 있는 장비이므로 우리도 내년에 비슷한 탐구를 진행할 수 있겠다는 생각이 들었다.
1학년 이○○친환경, 버려지는 쓰레기 등 환경을 위한 아이디어로 주제가 시작되는 경우가 많았다. 살아있는 생물, 잠자리 등을 이용한 주제도 있었다. 그리고 평소에 우리가 쉽게 떠올리지 못하는 독특한 물질, 유글리스 등 새로운 물질에 초점을 맞추어, 식물의 성장에 미치는 영향 등의 주제도 좋았다.
1학년 김○○'자석의 할바흐 배열을 이용한 철 성분 미세먼지 제거 효율에 관한 연구(물리)'에서 주제를 선정한 동기 및 목적에서 배울 점이 많다고 생각하였다. 우리 일상 속 문제를 찾아낸 뒤, 이를 이용한 선행연구의 문제점을 찾아내고, 이를 개선하는 것을 주제로 삼은 것이 배울 점이라 생각하였다. 차트를 제작할 때 그래프를 해석하는 방법에서 배울 점이 많다고 생각하였다. 그래프 결과값을 차트에 넣은 뒤 화살표를 통해 결과를 잇는 것에서 보는 사람의 입장을 생각한 점을 배워야 한다 생각한다.
'VHF UHF 전파 파장대의 가시화를 통한 태양 활동성 관측(융합)'에서 연구 동기를 선정하는 방법을 배워야 한다 생각한다. 모니터 스크린 해킹을 태양 관측에 적용하듯, 나도 다양한 기술을 우리 주변에 적용하여 다양한 상상, 아이디어를 내야겠다는 생각을 해보았다.
1학년 신○○일상생활에서 자주 일어나는 사고 또는 문제의 해결방안을 주제로 선정하면 더욱 흥미롭게 들리고 관심이 생긴다는 것을 알게 되었다.
1학년 손○○주제를 선정할 때는 우리 주변에서 찾고, 찾을 때는 하나만 찾는 것 보다는 여러 개를 찾고, 그것을 조사를 통해 가장 긴 주제를 선정하는게 좋은 주제를 선정하는 방법인 것 같다.
1학년 이○○하나의 주제에 대해 세부적인 내용으로 함수를 2개 정의하였습니다. 이럴 때 각각의 함수에 대한 성질을 탐구하고, 2개의 함수의 관계에 대해 파악해 그 주제에 맞는 결론을 도출해낸 연구를 보았습니다. 이러한 것으로 많은 것을 배울 수 있었습니다. 하나의 주제만 보는 것이 아니라, 큰 주제에 대한 여러 개의 세부적인 내용으로 쪼개어 탐구하는 것이 중요하다고 생각합니다.
1학년 이○○발표 및 연구 방법에 관한 학생 성찰 의견
발표할 때 몸을 거의 움직이지 않고 똑바로 서서 발표하고 천천히 또박또박 발표하는 것을 보고 내가 발표할 때는 무의식적으로 말이 빨라지는 것이 생각나 고쳐야겠다고 생각했다. 그리고 차트에 추후 연구 계획에 대한 부분이 있는 것이 우리의 연구 방향과 계획을 잘 드러내는 것 같아 다음에는 넣어야겠다고 생각했다. 또한 실험을 많이 해 정확도를 높인 것을 보고 우리도 실험을 더 많이 해야겠다고 다짐했다.
1학년 김○○다른 학교 학생들의 연구성과 발표 영상을 보니 정말 배울 점이 많았다. 우선 차트는 글이 적을수록 좋고 데이터를 직관적으로 파악하기 쉬울수록 잘 만들었다는 점이다. 글이 적으면 발표에 집중할 수 있지만 발표자의 말에 조금만 집중하면 차트 흐름을 놓칠 수 있다는 단점이 있고, 글이 많으면 가독성이 떨어진다. 또 데이터의 가독성이 좋으면 차트나 표를 보며 발표자에게 해설 받을 수 있어서 좋았다. 발표할 땐 차트'만' 보든, 청자'만' 보든 둘 중에 하나만 하는 것이 더 나은 것 같다. 어설프게 시점을 이동시키면, 청자에게는 부산스럽게 보여서 발표내용에 집중이 잘 안된다. 또 연구 과정에서도 본받을 점이 있었다. 연구의 흐름을 보았을 때 '연구 1 → 연구 2' 식으로 연구하는 것이 아니라 '연구 1 → 연구 1을 보완하기 위한 연구 2 → 새로운 변수를 도입한 연구 2'식으로 진행하여서 연구가 더 자연스럽게 연결된다는 느낌을 받았다.
1학년 김○○다른 친구들의 R&E활동들을 보면서 우리 R&E의 부족한 점들을 많이 파악할 수 있었다. 연구 과정에서도 많은 점을 배울 수 있었다. 특히 실험설계부터 이어지는 실험과정이 우리 R&E에서 부족하다고 느껴졌고, 다른 R&E를 본 경험을 바탕으로 이러한 부분을 앞으로 보완해가야겠다고 느꼈다.
1학년 서○○여러 R&E 성과물을 보면서 내가 한 성과물과 비교하여 보았는데 첨단 기자재를 사용한 것이 비교되는 것 같다. 우리 연구 과제에서는 기자재를 사용할 일이 없긴 했었는데 사용하면 성과물의 퀄리티가 올라가는 것 같다. 주제를 그대로 하든 바꾸든 관련 지식을 더욱 습득하고 내용의 질을 높여야겠다는 생각을 가지게 되었다.
1학년 송○○수박의 속도를 머신러닝을 통해 확인하는 연구를 봤습니다. 주제가 참신한 건 둘째치고 차트에 연구 과정을 상세하게 적혀 있었습니다. 단순히 수박을 얻었다가 아니라 어떤 법인으로부터 어떤 종류의 수박을 얻고 수박을 어떻게 분류하고 등으로 상세하게 적혀 있었습니다. 그리고 연구에서 여러 변수를 고려하였는데 그걸 보니 저희 연구가 굉장히 단순하게 진행되었다는 걸 알 수 있었습니다.
1학년 심○○많은 영재학교의 차트를 보면서 우리 조의 차트와 많은 차이점을 느꼈다. 기본적으로 문장의 느낌부터 표의 내용, 그리고 결과까지 더욱 전문적으로 적혀 있는 것을 보고 내년에는 더 보완해야겠다고 생각했다.
1학년 박○○연구 동기는 다양했으나 주로 일상생활에서의 불편함과 자연재해에 관한 해결책을 제시하는 것으로 시작했으며, 그래프와 표는 연구 결과에 대해 모두 상세하게 표시하여 연구를 쉽게 알 수 있도록 했습니다. 특히 물리의 경우 pasco capstone을 사용하는 모습을 보였는데 다행히도 저 또한 사용하는 것이었습니다. 연구 동기는 더 사소하거나 거대한 스케일에서도 불편함을 찾으면 나올 수 있음을 알게 되었고, 그래프를 통해 정리하여 알기 쉽게 하는 것이 필요함을 알게 되었습니다.
1학년 최○○그래프 처리를 할 때 Matlab 알고리즘을 이용하여 표현하는 것에 대해서 알게 되었다. 그리고 어떤 주장을 할 때 저명한 논문이 뒷받침되는 것이 의견을 피력하는 데에 있어서 강력한 도구가 되어주는 것 같다는 생각이 들었다. 결론에 우리가 탐구한 내용에서 더 나아가 어떻게 하면 더 나은 결과를 가질 수 있을지, 더 알아보거나 보충할 점은 무엇인지 쓰는 것도 좋은 것 같다. 그리고 수학적 내용을 증명 할 때 바로 쭉 써 내려 가는 것보다 따름정리 등을 이용해서 부분부분 끊어주니까 훨씬 가독성이 좋았다.
1학년 김○○차트에서부터 차이점을 느꼈다. 우리 R&E는 실험과정을 차트에 정확하게 기재하지 못했던 반면 이곳의 팀들은 정확하고 한눈에 볼 수 있게 되어 있었다.
1학년 김○○많은 차트를 보면서 다양한 차트의 구도와 결과 도출 방법이 흥미로웠다. 또한, 가장 기억에 남는 점은 하나의 주제에 대해 다양한 결론을 내린 점이다. 하나의 변인 통제로 인해 결론이 하나 나오게 되면 만족하고 끝낼 수 있는데 계속해서 실험을 해본 점이 인상 깊었다.
1학년 이○○다른 과학고 영재학교 친구들이 만든 차트를 보니 생명과학 관련 주제로 미생물을 많이 한다는 사실을 알게 되었다. 미생물을 이용하여 연구하면 힘들 것 같다는 생각을 했는데 친구들이 열심히 연구한 과정을 보니 나도 할 수 있겠다는 생각이 들었다. 또한, 주제를 잡는 부분과 동기, 목적 등과 같은 것이 독특한 것이 많아 인상 깊었고, 이를 실생활에 직접 적용시키기 위한 방법을 결론으로 적용하여 연구의 의미를 느낄 수 있었다.
실험과 연구 과정뿐만 아니라 이를 통해서 얻은 결과를 데이터분석을 통해서 시각화하는 것이 이해하는 데에 있어서 매우 중요하다는 것을 알게 되었습니다. 단순히 결과나 성과를 줄글로 작성하기보다는 실제로 어떤 효과가 있는지, 기존의 방식과 뭐가 다르고 어떤 점이 좋은지를 비교하는 것도 중요하다는 것을 깨달았습니다.
1학년 이○○포스터에 이미지를 글보다 많이 넣음으로써 읽어야 하는 글의 양을 줄여서 포스터를 보기 쉽게 한다. 주제를 일상에서 찾을 수 있는 요소에서 찾으니 보는 사람이 더욱 흥미를 느낄 수 있게 할 수 있다. 또는 기존의 물건의 원리에서 개선을 통해 새로운 것을 만들 수도 있다는 것을 알았다.
1학년 손○○R&E조의 주제와 계피라는 소재 빼고는 연구한 활동이 똑같았는데 추출한 방법이나 확인할 때 사용되는 방법들이 우리가 실험할 때는 오차가 많았지만 앞으로는 우리의 실험의 오류를 알고 그 뒤로 어떻게 실험을 해야 할지 감이 오며 비슷한 주제여도 차트의 차이에 따라 바뀐다는 것을 알았다.
1학년 손○○서울과학고등학교 수학과의 '좌표평면 위의 임의의 다각형 내부의 정수 격자점 개수의 기댓값'을 주제로 진행한 R&E의 결과 도출 방식이 가장 기억에 남습니다. 픽의 정리를 이용하고, 정다각형의 꼭짓점을 늘리면 원과 비슷해진다는 원리를 이용하여 다각형에서 내부 정수 격자점의 개수가 최대, 최소인 실례를 구했습니다. R&E를 진행할 때 실례를 찾아서 증명한다면 어딘가 한계가 있을 것으로 생각해 한 번도 실례를 이용하여 탐구 결과를 도출하는 생각을 못 했습니다.하지만, 이 R&E를 보니, 실례를 찾아서 결론을 보이는 방법 또한 충분히 결과를 증명할 수 있는 것 같습니다. 내년에 R&E를 진행할 때는 실례를 찾을 수 있는 연구를 해보고 싶습니다.
1학년 김○○연구 결과에서 기존 연구와 비교해서 정리하니 무엇을 했는지 확실히 알아보기 쉽다. 그리고 결론에 결과뿐 아니라 적용 가능성까지 제시해야겠다.
1학년 양○○연구 목적과 동기를 추상적이지 않고 구체적으로 어떤 부분이 어떻게 바뀌어야겠다고 구체적으로 묘사되어 있다. 연구에 이용되는 장비의 구체적인 사용 방법을 익힌 것을 문서로 정리하였다. 결론을 도출할 때도 각각의 값을 분석하는 것을 구체적인 과정을 통해 명확하게 구하였다.
1학년 하○○새롭게 알게 된 사실
수학에서 packing 효율성에 관한 연구가 흥미로웠다. 각에 따른 적합성을 직각과 예각으로 고려할 수 있다는 사실이 놀랍다.
1학년 박○○R&E 성과 발표회에서 화학 분야를 보니, 연구 동기는 사회적으로 이슈가 되고 있는 문제(환경 문제 등)를 선택하여 연구하는 것을 보았습니다. 그리고 연구 과정은 사회적 문제와 관련된 논문을 참고하여 실험하는 것을 알 수 있었습니다. UV-Vis나 FT-IR과 같은 기구를 이용하여 화학 물질을 분석하고 실험을 진행한 후 그래프를 그려 결론을 도출하는 모습을 확인할 수 있었습니다.
1학년 김○○평소 생각하지 못하는 점이나 생각했지만, 행동으로 옮기지 못한 연구를 직접 듣고 이해함으로써 더 좋은 연구를 진행할 수 있게 될 것 같습니다.
1학년 정○○지구과학에서 소행성 자전주기를 알아낸 팀이 인상 깊었다. CCD를 이용하여 소행성의 광도를 측정하고 자전주기를 판단했다.
'투명 목재의 제작 및 건축 자재로서의 가능성 연구(화학)'에서 그래프값의 처리를 배워야 한다고 생각한다. 그래프값을 부등호를 통해 나타내고, 이를 밑에 결론으로 잇는 방법을 고안해낸 것을 배워야한다 생각한다. 광학 투과율, 열전도도, 충격강도를 측정하는 방법이 특별한 첨단 기자재를 이용한 것이 아닌 실험실에서 볼 수 있는 간단한 실험 기구로 측정하는 방법을 생각해낸 것이 대단하다고 생각한다.
'키토산 금 나노입자를 활용한 Fe3+ 비색센서 용액으로 우리 지역 먼지 속 철 함량 비교(화학)' 연구에서 SEM을 이용해 우리 지역 먼지 속 철 성분을 관찰하고, 이를 공장 주변과 다른 지역으로 나누어 관찰한 것, 즉 관찰 통제를 하는 법을 배워야 한다고 생각한다.