December 09,2019

과학적 상상력과 ICT가 만나면?

2018 우수과학문화상품 ③ ㈜포디랜드 ‘4D 메카트로닉스’

인쇄하기 우수과학문화상품 스크랩
FacebookTwitter

가볍고 잘 휘어지며 쉽게 잘리는 블록을 만들면 어떨까.

박호걸 ㈜포디랜드·포디수리과학창의연구소 소장은 유년 시절 수수깡 껍질을 벗겨 여러 가지를 만들며 상상의 나래를 펼쳤던 시기를 떠올렸다.

그가 개발한 수리 과학 창의 교구는 정형화된 외형을 가진 기존의 교구와는 달리 쉽게 잘리고, 구부러져 상상하는 것을 마음대로 4차원의 조형물로 만들 수 있다.

과학기술정보통신부와 한국 과학창의재단도 이러한 특징을 강점으로 보고 ㈜포디랜드·포디수리과학창의연구소가 개발한 교구 ‘4D 메카트로닉스(4D Mechatronics)’를 지난해 11월 ‘2018 우수과학문화상품’으로 선정했다.

㈜포디랜드·포디수리과학창의연구소가 개발한 4D 프레임은 모든 도형을 이루는 가장 기본 단위를 결합하고 연결하여 다양한 다면체를 만들 수 있도록 구성되어 있다. 한국 과학창의재단이 ‘2018 우수과학문화상품’으로 선정한 ‘4D 메카트로닉스’는 ‘4D 프레임’을 기본으로 코딩 등 ICT를 접목했다. ⓒ ㈜포디랜드·포디수리과학창의연구소

한국 과학창의재단이 ‘2018 우수과학문화상품’으로 선정한 ‘4D 메카트로닉스’는 ‘4D 프레임’을 기본으로 코딩 등 ICT를 접목해 다양한 조형물을 만들 수 있다. ⓒ ㈜포디랜드·포디수리과학창의연구소

산과 들을 누비며 수수깡 껍질로 만든 상상력의 산물들    

‘4D 메카트로닉스’는 ㈜포디랜드·포디수리과학창의연구소의 기본 수리과학 교구 ‘4D 프레임(4D Frame)’을 기반으로 기계·전기·전자·정보통신·SW 코딩을 연계한 소프트웨어 기반의 융합 창의교구이다.

‘4D 메카트로닉스’의 기본이 되는 수리과학 교구 ‘4D프레임’은 가볍고 쉽게 잘 잘리는 폴리프로필렌(polypropylene) 재질로 만들어졌다. 마치 ‘빨대’와 같은 모양이다.

4D 메카트로닉스로 만든 화성탐사선. ⓒ ㈜포디랜드·포디수리과학창의연구소

4D 메카트로닉스로 만든 화성탐사선. ⓒ ㈜포디랜드·포디수리과학창의연구소

이 빨대 모양의 교구는 ‘연결봉’과 다양한 모양의 ‘연결발’을 이용해 쉽게 자르고, 구부리고, 이을 수 있다. 연결발 길이는 45도에서 180도에 이르기까지 다양한 각도를 가지고 있어 원하는 대로 자유롭게 조형물을 만들 수 있다.

박호걸 소장은 오랫동안 아이들이 자유롭게 상상하고 표현하고자 하는 모든 사물을 4차원의 틀로 구현할 수 있는 제품을 만들기 위해 고민해왔다.

모형제작자였던 그가 본격적으로 수리과학교구 시장에 들어서게 된 것은 한국의 고건축 모형 제작에 참여하면서부터다. 그는 못을 쓰지 않는 맞춤 구조 방식의 우리나라 건축 기술에 큰 매력을 느끼며 우리 문화에 뿌리를 둔 대중적인 교구 개발에 뛰어들었다.

4D 메카트로닉스 키트. ⓒ ㈜포디랜드·포디수리과학창의연구소

4D 메카트로닉스 키트. ⓒ ㈜포디랜드·포디수리과학창의연구소

하지만 저렴하면서도 정형화된 틀을 깨고 유연성을 가진 교구를 개발하는 것은 쉽지 않았다. 박 소장은 결국 7년이라는 적지 않은 시간을 투자한 끝에 어린 시절 수수깡 껍질을 벗겨 다양한 모형을 만들었던 경험을 되살려 현재의 ‘4D 프레임’을 개발할 수 있었다.

‘4D 프레임’은 단순하면서도 독특한 유연성과 특이성이 인정되며 스웨덴, 핀란드, 사우디아라비아 등 세계 16개국에 수출하고 있다.

지난2017년 열린 국제수리과학창의대회 메카트로닉스 경진대회. ⓒ ㈜포디랜드·포디수리과학창의연구소

지난 2017년 열린 국제수리과학창의대회 메카트로닉스 경진대회. ⓒ ㈜포디랜드·포디수리과학창의연구소

미래 시대 아이들을 위한 새로운 형태의 SW 창의교구    

㈜포디랜드·포디수리과학창의연구소 박호걸 소장이 만든 교구의 핵심 강점은 ‘유연성’이다.

박호걸 소장은 이러한 유연성 때문에 ‘4D 프레임’을 ‘제3의 흙’이라고 명명하기도 했다. 공간을 자기 마음대로 디자인하듯 ‘4D 프레임’을 가지고 제한 없이 자유롭게 원하는 것을 표현하고 만들 수 있다고 믿기 때문이다.

㈜포디랜드·포디수리과학창의연구소는 매년 수리과학창의대회를 개최하고 국제수리과학창의대회를 후원하는 등 수리과학, 융합, 창의 발명체험 교구 개발과 교육 콘텐츠 개발에 힘쓰고 있다. (사진 =상암월드컵 경기장에서 열린 진로직업 체험 시간에  4D 메카트로닉스로 다양한 조형물을 만들어 보는 학생들) ⓒ ㈜포디랜드·포디수리과학창의연구소

㈜포디랜드·포디수리과학창의연구소는 매년 수리과학창의대회를 개최하고 국제수리과학창의대회를 후원하는 등 수리과학, 융합, 창의 발명체험 교구 개발과 교육 콘텐츠 개발에 힘쓰고 있다. (사진 =상암월드컵 경기장에서 열린 진로직업 체험 시간에 4D 메카트로닉스로 다양한 조형물을 만들어 보는 학생들) ⓒ ㈜포디랜드·포디수리과학창의연구소

‘4D 메카트로닉스’는 ‘4D 프레임’을 기본 바탕으로 전기·전자, 기계, 코딩 등 다양한 분야를 융합했다. 수리 과학적 원리 이해와 첨단 기술을 기반을 두고 협업, 소통능력, 창의적 문제해결력, 컴퓨팅 사고력을 키울 수 있도록 구성된 것.

특히 박정호 ㈜포디랜드·포디수리과학창의연구소 팀장은 4D 메카트로닉스에 대해 “4D 프레임을 기반으로 주제에 맞는 다양한 수업 설계를 할 수 있다”고 설명했다.

4D 메카트로닉스 수업은 수리과학의 원리를 이해하고 첨단 기술을 기반으로 한 체험수업으로 이뤄진다.

지난 2018년 국제수리과학창의대회에서 학생들이 만든 포크레인. ⓒ ㈜포디랜드·포디수리과학창의연구소

지난 2018년 국제수리과학창의대회에서 학생들이 만든 포클레인. ⓒ ㈜포디랜드·포디수리과학창의연구소

아이들은 실생활에서 일어날 수 있는 다양한 문제들에 대해 서로 협업하며 결과물을 도출한 후 이를 발표, 공유하는 과정을 가진다. 여기에 스마트폰 애플리케이션과 블록형 코딩, 아두이노 코딩을 활용, 연계하며 상황에 맞는 교육을 할 수 있다.

박정호 팀장은 이러한 과정을 통해 “아이들이 미래 핵심 역량인 비판적 사고능력, 협업·소통능력, 창의적 문제해결력, 컴퓨팅 사고(Computational Thinking) 역량을 키울 수 있다”며 “특히 팀별 협업 과정을 통해 산출물들이 도출되는 과정을 복기하면서 창의적인 문제해결력이 증진되는 효과가 있다”고 설명했다.

아이들은 자신이 상상하던 아이디어를 머릿속으로 구체화하고 실제로 구현하는 과정에서 때때로 실패하기도 하고 원하는 데로 목표를 달성하기도 한다. 중요한 것은 이러한 과정을 거치며 사고의 발전이 이루어진다는 점이다.

박정호 팀장은 “4D 메카트로닉스를 통해 상상한 산물을 코딩과 연계해 구체화시킬 수 있어 사고의 영역이 보다 확장될 수 있다”며 “앞으로 선생님들과 소비자들이 창의발명교육에 보다 쉽게 접근하고 적용할 수 있는 콘텐츠, 특정 과목에 집중된 콘텐츠가 아닌 융합적으로 활용될 수 있는 콘텐츠를 지속적으로 개발해나가겠다”고 계획을 밝혔다.

 

의견달기(0)