인공지능 시대에는 수학을
어떻게 공부해야 하는가?
부모가 꼭 알아야 할 미래인재 수학 공부의 핵심
수학과 인공지능
AI 시대 교육 패러다임
AI 시대 인재 역량
수학 성공 공부법
인공지능 시대, 수학자처럼 생각하는 아이로 키워라
최근 수학 성적이 대학 입시의 중요한 바로미터로 작용한다. 그래서 학부모들은 자녀의 수학 공부에 관심이 많다. 그런데 4차 산업혁명을 주도하는 인공지능 시대에도 지금과 같은 수학 공부법이 여전히 유효할까? 앞으로 인공지능 시대에는 어떤 수학적 역량이 더 필요할지 알고 대비할 필요가 있다. 학부모들은 자녀의 성공적인 인생을 위해 긴 안목에서 어떻게 준비하고 기다려 주어야 할지 알아야 한다.
이 책에서는 인공지능 시대의 인재에게 필요한 역량을 키우는 데 수학이 어떤 역할을 하는지를 집중적으로 다루었다. 수학영재, 최고인재 키우기보다는 보통의 학생이 인공지능 시대 맞춤인재로 성장하기 위해서 수학을 어떻게 공부해야 하는지에 초점을 맞추었다. 이 책의 차별화 포인트는 단순한 수학 공부법이 아니라 인공지능 시대로 대표되는 미래에도 통하는 수학 공부법이다. 수학을 익힘으로써 인공지능 시대에 적응할 수 있게 하고, 어려운 문제도 도전함으로써 아이의 잠재력을 이끌어 낼 수 있게 한다.
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저자 소개
저자 : 조향숙
서울대 물리교육과를 졸업하고, 카이스트에서 물리학 석·박사 학위를 받았다. 현재 한국과학창의재단에서 종합원격교육연수원장을 맡고 있다. 오랫동안 공교육 현장(한국과학창의재단)에서 과학교육 정책 담당자로 일하면서 국정 과학교과서와 디지털 과학교과서를 개발하였으며, STEAM(융합) 교육 도입을 추진하였다. 또한 미래세대 과학교육 표준 개발과 과학중점학교 지원 등을 통해 우리나라의 인재 양성에 중심 역할을 해 왔다. AI 시대를 맞아 「전 국민 양질의 AI 교육 기회 보장 및 확산을 위한 연구」를 총괄했고, 인공지능 교재 개발과 인공지능 융합교육 중심고등학교 운영 등의 업무를 추진한 바 있다. 그 밖에 「2022 개정 과학·수학·정보·환경 교육과정 개발 지원연구」를 총괄했으며, 알지오매스, 수학 교과서, 수학 교육과정 개발, 국제 수학올림피아드 업무 등 수학교육을 지원하였다. 특히 과학과 수학 중심의 융합형 인재 양성에 우리 교육의 미래가 있음을 인식하고, 2000년대 중반부터 STEAM(융합) 교육, 과학 프로젝트 학습, 창의융합형 과학실험실 등을 추진하며 한국 교육을 미래형 교육으로 전환하기 위해 애써 왔다. 저서로는 『AI 세대에게 딱 맞는 자녀 교육을 세팅하라』 , 『상대성 이론과 상식의 세계』(역서 공역)가 있다.
목 차
머리말 - 인공지능 시대에는 수학을 어떻게 공부해야 하는가?
들어가기 전에 - 이공계 인재가 4차 산업혁명을 이끈다
1장 수학 교육의 패러다임이 바뀌고 있다
1. 성장 마인드셋: 수학 공부의 선순환 구조를 만들어라
성장 마인드셋: 어려운 문제에 대한 도전 강조
2. 수학 클리닉: 학생의 학습 심리와 성향을 파악하라
수학 클리닉 사전검사
수학 클리닉 검사 결과 맞춤형 안내 방법
3. 칸 아카데미: 수학의 기초 개념, 개념 간 연결이 중요하다
개념의 공백을 극복하고 자신감을 되찾다
기초 개념은 서로 연결되어 있다
4. 미국 중학교 캠프: 개념 공백 없이 차근차근 배우는 것이 효과적이다
맨 처음부터 시작하면 시간이 걸리지만 제대로 배울 수 있다
5. 영국 케임브리지 엔리치 수학: 수학자처럼 생각하라
수학자처럼 생각하기
6. 인도 닥샤나 재단: 수학 공부로 인생이 바뀌다
슈퍼 30과 닥샤나 재단 프로그램
7. 컴퓨터 기반 수학 1: 계산을 가르치지 말고 진짜 수학을 가르쳐라
울프람의 수학 문제
컴퓨터에 기반을 둔 수학
8. 컴퓨터 기반 수학 2: 수학적 모델링과 수학 과제에 많이 노출시켜라
엔리치 수학의 수학적 모델링과 수학자처럼 일하기
수학적 모델링 프로젝트 수업 콘텐츠 개발
세계적 수학 평가의 트렌드는 컴퓨터 기반 평가이다
2장 실제 수학 교육 현장은 어떻게 바뀔 것인가?
1. 미래 교육의 방향
유네스코 2050
OECD 교육 2030
2. 2022 개정 수학과 교육과정
3. 인공지능 기초, 인공지능수학 과목은 무엇인가?
인공지능 기초 과목: 인공지능의 원리를 다룬다
인공지능수학 과목: 수학과 인공지능의 관련성을 다룬다
4. 문·이과 통합형 수능 수학
공통+선택 과목: 대학 전공에 필요한 과목을 미리 배운다
공통+선택 과목: 고교와 대학 전공의 연계성을 가진다
핵심 권장 과목: 대학 전공에 맞춰 고등학교 때 꼭 들어야 한다
3장 수학 인재 되기: 수포자도 성공한 수학 공부법
1. 성적이 떨어진다면 수학에서 재미를 느낄 수 있는 것을 찾는다
준이의 사례 - 수학에 재미를 느끼면 스스로 공부한다
빈이의 사례 - 자신감을 찾고 부담감을 극복하면 스스로 공부한다
2. 수학이 싫은데 수학 성적이 올라간 경우는 없다
유이의 사례 - 빨리 끝내자는 생각만으로 문제를 풀면 성적이 오르지 않는다
소미의 사례 - 공식을 무작정 외우면 내신은 되지만 모의고사는 안된다
3. 수학에 대한 자신감을 회복하는 것이 우선이다
원이의 사례 - 하마터면 수포자로 쭉 살 뻔했다
송이의 사례 - 마킹 실수로 떨어진 자신감을 다음 시험에서 겨우 극복하다
4. 멘토링을 하면 멘티는 50%, 멘토는 200% 실력이 는다
소영의 사례 - 전전긍긍 멘토에서 차근차근 멘토가 되다
은이의 사례 - 수학 공부 3단계: 수학 친해지기, 수학 좋아하기, 수학 잘하기
5. 자신에게 맞는 방법을 찾으면 수학에 재미를 느낄 수 있다
미니의 사례 - 나머지 공부 실력이었는데 기초를 잡고 재미를 느끼다
지우의 사례 - 고등학생 때 전교 200등을 올리다
리라의 사례 - 수학 절대평가 E에서 A로 올라가다
4장 미래역량을 기르는 수학 공부 방법
1. 수학을 좋아하는 학생들은 왜 수학을 좋아할까?
수학을 좋아하는 이유
학생들이 어려워하는 수학 단원
수학에 성취감을 느낄 때
2. 탐구를 통해 자기주도 학습을 배우다
연이의 사례 - 탐구를 통해 수학에 대한 생각이 바뀌다
3. 공학 도구를 활용하여 문제를 해결하다
도구가 달라지면 상상력이 달라진다
알지오매스를 활용하여 도형을 그리다
통계 소프트웨어로 수학과 친해지다
4. 협력적 의사소통의 시작: 나에게 설명하기
지니의 사례 - 나에게 설명하기로 공부하면 기억이 오래간다
5. 생각하는 힘을 찾아가는 수학 공부 방법, 학습의 성찰
정이의 사례 - 학습의 성찰로 수학 슬럼프를 극복하다
6. AI 기반 학습 에듀테크를 활용하자
수학적 역량은 미래인재 핵심 역량이다
5장 학생들의 수학 체험 활동
1. 수학 말하기 대회: 생각하는 힘이 커진다
2. 수학 체험 부스 운영: 자신감이 생긴다
3. 수학올림피아드: 수학 실력자들의 만남
4. 지능형 수학교실: 첨단 정보통신 기술을 갖추다
데이터 리터러시: 미래사회의 핵심 요소
6장 미래인재로 키우는 부모의 역할
1. 작은 성공을 격려하면 다른 것도 함께 잘하게 된다
학생의 자신감 업 프로젝트를 진행하다
2. 기술을 활용하면 문제를 해결할 수 있다
가상현실(VR) 기술을 활용하다
3. 새로운 지식이 필요하면 바로 찾아서 배운다
코로나19 유전체를 설명하기 위해 코딩을 공부하다
4. 삶과 세상을 바꿀 수 있는 공부를 한다
5. 실험실습할 기회를 준다
6. 아이의 잠재력을 이끌어 낸다
출판사 서평
디지털 대전환 시대를 이끌 수학 공부법
디지털과 인공지능 기술이 사회의 변화를 이끌면서 바야흐로 이공계 인재의 시대가 되었다. 디지털 소양을 갖추기 위해서 수학을 해야 한다. 모든 사람이 수학자가 될 필요는 없지만 수학자들이 어떻게 문제를 해결하는지 그 방법을 배우고 익힐 필요가 있다. 아이들이 살아갈 미래사회에는 단지 수학 성적이 아니라 수학과 관련된 전반적인 역량을 필수적으로 갖춰야 한다.
이 책에서는 미래역량을 기르는 수학 공부법, 소프트웨어와 인공지능과 관련된 수학, 생각하는 힘을 기르는 수학, 내 생각을 끄집어내는 수학을 다루었다. 변화하고 있는 교육 현장 사례를 통해 수학 교육과 공부 방향을 제시하였으며, 수학과 인공지능, 수학과 공학도구 활용, 수학적 모델링에 대해서도 설명하였다. 또 실제로 학생들이 공부한 다양한 사례, 특히 낮은 성적에서 찬찬히 공부해서 공부를 잘하게 된 사례를 집중적으로 소개하였다.
이 책의 구성
1장에서는 수학 교육의 패러다임 변화를 알아본다. 2장에서는 변화되고 있는 수학 교육의 패러다임이 실제 교육 현장에서 어떻게 적용될 것인지에 대해 다룬다. 3장에서는 현재 시스템에서 학생들이 실제로 수학을 공부하는 방법을 소개한다. 수학에 어려움을 느끼던 학생들이 수학 공부에 성공한 사례를 들어 수학을 공부하는 방법과 노하우를 알려 준다. 4장에서는 앞으로의 시스템에서 수학을 공부하는 방법을 알려 준다. 또한 미래역량과 관련하여 학생들이 스스로 찾은 수학 공부 습관을 소개한다. 5장에서는 학생들의 수학 체험 활동을 소개한다. 수학 말하기 대회, 수학 체험 부스 운영부터 국제수학올림피아드도 포함하였다. 6장에서는 우리 아이를 미래인재로 키우는 부모의 역할을 소개한다. 아이를 위한 칭찬과 격려, 신기술을 이용한 학교 수업의 변화 등 학교 현장이 변하고 있는 사례를 중심으로 기술하였다. 세 분 선생님의 지도 노하우에서 아이를 위해 무엇을 해야 할지 도움을 받을 수 있다.
추천사
미래사회를 살아갈 초·중등 자녀를 둔 학부모들은 자녀 교육을 위한 지혜에 목말라한다. 저자는 과학·수학 교육 정책 전문가로서 창의인재, 과학인재 양성의 현장에서 중심 역할을 해 오고 있다. 이 책에는 저자의 오랜 경험과 사례, 인사이트가 고스란히 담겨 있다. 자녀의 수학 공부를 고심하는 학부모는 물론 미래인재 교육을 담당하는 분들에게 큰 도움이 될 것이다.
- 조율래 (한국과학창의재단 이사장)
2022 개정 수학과 교육과정을 누구나 알기 쉽게 설명하고, 인공지능 시대의 도래와 수학교육 패러다임 변화의 핵심을 콕 짚어 제시하였다. 또한 수학 공부에서 길을 잃었다가 되찾은 학생들의 성공담과 숨겨진 비결을 담았다. 이 책은 흥미롭게 수학을 공부하여 새로운 미래를 개척하도록 도와주는 지혜로 가득하다.
- 이경화 (서울대학교 수학교육과 교수, 2022 개정 수학과 교육과정 연구책임자)
수학과 컴퓨팅 능력은 학생들이 다가오는 미래의 주역으로 살아가는 데 필요한 역량이다. 이 책에서는 인공지능에 핵심적으로 쓰이는 수학 내용이 무엇인지를 구체적으로 알려 준다. 수학교육 현장의 변화를 비롯하여 미래역량을 키우는 다양한 수학 공부 방법, 수포자에서 벗어나 수학 인재가 될 자신감을 얻은 학생들의 사례도 담았다.
- 이상구 (균관대학교 교수, 인공지능 수학 교육과정 연구책임자)
