융합과학기술은 하나의 목표를 이루기 위해 과학, 수학, 기술 및 인문 사회 과학이 융합되는 것을 말한다. 2002년 미국 국립과학재단은 나노과학기술(NT), 생명과학기술(BT), 정보과학기술(IT), 인지과학기술(CS)이 융합되는 NBIC 수렴과학기술을 제시하였으며, 서로 다른 네 가지 과학 기술의 상호작용과 융합으로 인간 삶의 질을 높이고 미래 과학 기술의 궁극적 목표를 달성할 수 있다고 보았다.

융합과학기술의 한 축을 이루고 있는 정보과학기술, 그중에서도 소프트웨어는 과학기술을 융합하는 중심에 있다. 공학에 예술과 인문학 등의 이질적인 학문을 접목시키고 있는 세계적인 연구 기관인 MIT 미디어랩은 실제로 기술을 통해 상상을 현실화시키고 있다. 폴더처럼 접을 수 있어 1대의 주차 공간에 3대까지 주차할 수 있는 폴더블카, 전기 자극을 주면 마음대로 모양을 변하게 할 수 있는 콘크리트 등 인간이 상상한 것을 실현시키기 위해 노력하고 있는 것이다. 이때 MIT 미디어랩이 상징하는 인간 상상의 실현에 “소프트웨어”의 역할이 매우 크다고 볼 수 있다.

무궁 무진한 소프트웨어의 세계

이런 시대적 변화에 말미암아 우리나라에서도 소프트웨어 교육이 의무화되었다. 하지만 정보교과가 아닌 실과의 한 단원으로, 초등학교 6년 교육기간 중 단 17시간이라는 수업 시수는 문제 해결을 위한 사고력을 키워주기에 턱없이 부족한 시간이라 볼 수 있다. 그러다 보니 코딩의 방법을 익히는 기능 위주의 수업으로 흐를 수밖에 없는 구조이다.

교육부에서 제시한 소프트웨어 교육의 목표가 단순히 컴퓨팅 사고력(Conputatinal Thinking, 이하 CT)의 신장이라면, 기존의 독립 교과들처럼 소프트웨어 교과도 타 교과와의 융합보다는 개별적으로 분리되어 운영될 우려가 있다. 또한 미래사회에 대비해 학습자 역량을 신장시키기 위한 목표에 도달하기도 어렵다.

소프트웨어 교육에서 컴퓨터 과학(프로그래밍, 알고리즘 등)의 지식과 원리를 이용하여 수학과 과학의 지식·개념을 연계한 CT는 문제 해결 과정에서 분석적 사고, 논리적 사고, 절차적 사고를 포함하는 수렴적 사고를 바탕으로 한다. 이를 통해 인문 영역의 응용을 통합한 정교한 소프트웨어 산출물(창의적 문제 해결의 결과, 실제 물건이 아닌 추상적인 것 포함)을 이끌어낼 수 있다. 특히 기술과 공학 등 타 분야와의 융합을 통해 실생활에서 인간에게 도움이 되는 융합적 산출물을 만들고, 이를 통해 융합적 창의력을 발현할 수 있다. 말로는 이해가 어려우니 수업을 들여다보며 좀 더 깊이 알아보도록 하자. 다음 수업 예시는 Novel Engineering 수업방법을 적용해 인문학과 소프트웨어 교육의 융합을 시도한 프로젝트 수업이다.

Novel은 문학작품을 말하며, Engineering은 기존의 것을 새로운 것으로 변화시키는 공학을 의미한다. 미국 Tufts 대학의 CEEO(Center for Engineering Education and Outreach)에서 다년간 연구해 온 프로젝트로 독서교육과 STEM교육, 소프트웨어 교육을 융합한 새로운 교육 방법의 하나이다. Novel Engineering은 도서 선택-문제 제기-해결책 설계-해결책 구현-피드백-업그레이드-이야기 재구성과 같이 7단계로 이루어진다.

1단계 도서 선택에서는 모둠에서 우리가 생각하는 문제, 우리가 표현하고 싶은 세상과 관련해 원하는 도서를 선택한다. 모둠별로 정한 도서는 온책 읽기 시간 등과 연계를 통해 모두 다 읽도록 한다. 다음은 2단계 문제 제기이다. 이 단계에서 제일 중요한 것이 바로 아이들이 선정하는 ‘문제’이다. 문제라고 하는 것은 ‘어떻게 되면 좋겠다(should be)라는 이상적인 모습이 존재하는데, 실제 현실은 그 목표를 달성하지 못하기 때문에 이 두 상태 사이의 차이로 인해 발생한다.

따라서 이 차이를 없애주는 것이 ‘문제 해결’이라 할 수 있다. 학생들은 책을 읽고 그 책 속 주인공 또는 주변인들이 겪고 있는 문제를 찾는다. 예를 들어, 한 모둠에서 선정한 주제인 <Her story! 그녀의 삶에 들어가다!>에서 관련된 책인 유관순의 태극기를 읽었다면 책 속에 있는 많은 사건들 중에서 가장 역사적으로 의미 있는 장면, 또는 해결하고 싶거나 표현하고 싶은 장면을 문제로 선정해야 한다.

3단계는 해결책 설계이다. 문제를 해결하기 위한 아이디어를 모으고 알고리즘을 설계해야 한다. 예를 들어, 앞에서 예시를 든 모둠에서는 가장 역사적으로 의미 있는 장면으로 유관순이 아우내 장터에서 만세 운동을 하던 그날을 선정하였다. 이 장면을 표현하기 위해서 먼저 어떤 인물의 등장이 필요한지, 배경은 어떻게 꾸밀 것인지, 유관순의 움직임과 이를 잡으려 하는 일본 순사는 어떻게 표현할 것인지를 정해야 한다. 문제를 해결 가능한 형태로 분해하고, 각각의 알고리즘을 설계하는 과정이 필요한 것이다. 이렇게 나름의 아이디어와 해결 전략을 정했다면 4단계 해결책 구현으로 넘어간다. 교실에서 준비 가능한 다양한 재료와 로봇 등을 토대로 실제 몇 모둠의 결과물을 살펴보면 다음 그림과 같다.

이렇게 완성된 작품들을 5단계에서는 서로 공유하는 시간을 가진다. 각 모둠에서 어떤 주제를 어떻게 표현하였는지를 살펴보는 이 시간은 4단계 해결책 구현 단계만큼이나 중요하다. 자신이 미처 생각하지 못한 친구들의 기발한 아이디어는 아이들의 학습 동기를 자극할 뿐 아니라 사고의 확장을 이끌어줄 수 있는 좋은 기회가 될 수 있다. 이 과정에서 자연스럽게 서로의 작품에 대해 이야기를 나누는 6단계 피드백으로 넘어가게 되는데, 친구들의 작품에 칭찬도 아끼지 않아야 하지만, ‘이런 방법으로 바꿔도 좋을 것 같다’는 조언도 아끼지 않도록 한다. 때로는 교사의 피드백보다 친구 간의 피드백이 더 유용할 수 있기 때문이다. 그리고 마지막으로 교사와 친구의 피드백을 반영해 작품을 개선하는 시간을 가진다.

위대한 아이디어는 날개뿐만 아니라 착륙 장치도 필요하다. -C.D 잭슨(작가)

거창한 사회문제를 처음부터 융합적인 사고로 해결하는 경험은 초등학생에게 쉽지 않다.

그럼에도 불구하고, 기술과 공학 등 타 분야와의 융합을 통해 실생활에서 인간에게 도움이 되는 융합적 산출물을 발견하고, 그러한 융합적 창의력을 경험해 보는 기회는 중요하다. 기초 단계이기는 하지만 Novel Engineering을 접목한 프로젝트 수업을 통해 책 속에 담긴 사회의 문제를 직시하고, 이를 자신의 수준에서 해결해 볼 수 있는 방법을 찾아 그 과정을 하나씩 밟아가며 우리 사회를 바라보는 안목, 문제를 해결하는 힘, 함께 생각하고 협력하는 방법을 익혀갈 수 있다.

인문학적 상상력을 현실로 만드는 힘, 세상의 문제를 올곧이 바라보고 이를 해결하기 위한 자신만의 아이디어 착륙 장치로 소프트웨어를 사용해 보면 어떨까. 복잡다단한 문제를 파헤치고, 다시 얼기설기 엮어 이를 재탄생시키는 과정에 필요한 융합적 사고를 현실화하는 도구이자 방법으로써 소프트웨어 교육은 참 매력적인 무기라는 생각이 든다. 4차 산업혁명 시대라 불리는 첨단 지능정보사회를 살아가는 우리 아이들에게 이만한 무기를 갖추도록 해주는 것도 나쁘지 않을 것 같다. 소프트웨어 교육의 현장 안착이 무엇보다 중요한 부분이라 할 수 있겠다.