발명에 열정적인 교사, 물리학 교육의 20년간의 '병목 현상' 극복

교육 효과 증대

오랫동안 고등학교 물리학 교육은 시범 실험 시스템을 통해 이루어져 왔습니다. 그러나 현재 키트는 낮은 정확도, 단일 단위의 지식만 수행할 수 있는 점, 학생들의 자발적인 탐구를 장려하기 어려운 점 등 여러 한계점을 드러냈습니다.

하노이 와 다른 여러 지방 및 도시의 37개 고등학교에서 실시한 조사에 따르면, 대부분 교사는 여전히 주로 강의를 설명하기 위해 교과서에 미리 정해진 실험 방법을 사용하고 있으며, 학습자의 중심 역할을 강조하지 않는 것으로 나타났습니다.

응이엠 홍 중(Nghiem Hong Trung) 꾸옥 오아이 고등학교(하노이 꾸옥 오아이 코뮌) 교장과 그의 동료들은 교육 실무를 바탕으로 새로운 실험 장비 세트를 연구하고 제작했으며, 20년 이상 고등학교 물리학 교육에서 지속되어 온 "병목 현상"을 완전히 해결하고자 했습니다.

저자들은 균형과 힘과 관련된 여러 물리 현상을 동시에 조사할 수 있는 작고 정확하며 안전한 도구를 설계하고자 했습니다. 이는 또한 이전 세대의 많은 교사와 기술자들이 아직 완전히 해결하지 못했던 "어려운 문제"이기도 했습니다.

키트의 연구 및 제작 과정은 목표 정의, 자료 조사, 계획 수립부터 기본 설계, 상세 설계, 시뮬레이션, 제작, 조립 및 테스트에 이르기까지 여러 과학적 단계를 거칩니다. 연구팀은 단순히 예시 실험 세트를 만드는 데 그치지 않고, 학생들이 직접 실험 과정을 탐구하고 경험하며 물리 법칙을 알아낼 수 있도록 돕습니다.

응이엠 홍 중 씨(오른쪽)가 교육과 발견에 사용되는 힘 합성과 힘 모멘트 실험 키트를 소개합니다.

이 키트의 독보적인 특징은 바로 통합성에 있습니다. 단 하나의 컴팩트한 모델로 학생들은 동시력 법칙, 평행력 법칙, 그리고 모멘트 법칙이라는 세 가지 중요한 실험을 동시에 수행할 수 있으며, 기존 기기보다 훨씬 높은 최대 99%의 정확도를 자랑합니다. 이러한 설계는 시간과 공간을 절약하고 비용을 절감하며 교육 효율성을 높여줍니다.

뿐만 아니라, 안전, 크기, 센서, 전원 등 기술적 요소들을 모두 신중하게 고려하여 일반 교실 환경에 적합하도록 설계되었습니다. 생산 전 소프트웨어 시뮬레이션을 통해 오류를 줄이고 제조 비용을 절감할 수 있습니다.

이 프로젝트의 가장 큰 장점은 과학적 가치뿐만 아니라 높은 실용성입니다. 제작된 실험 장비는 꾸옥 오아이 고등학교와 하노이 일부 학교의 여러 학급에서 시험되었습니다.

결과는 학생들이 개념을 암기하는 대신 직관적으로 조작하고 관찰하여 물리학의 본질을 쉽게 파악할 수 있음을 보여주었습니다. 교사들은 동시력의 합, 모멘트 법칙, 평행력 등 다양한 교육 주제에 유연하게 적용할 수 있는 간편하고 비용 효율적인 툴킷을 높이 평가했습니다.

이 솔루션을 적용함으로써 풍부한 발견이 가능한 학습 환경이 조성되었고, 학생의 역량을 개발하기 위한 교육 방법의 혁신에 기여하는 동시에 다른 많은 고등학교에서도 이를 적용할 가능성이 열렸습니다.

창의성을 고취하다

탄탄한 과학적 기초와 폭넓은 적용성을 갖춘 Trung 선생님의 "교육 및 탐구에 사용되는 힘 합성 및 힘의 모멘트를 위한 실험 키트"라는 주제는 2025년 10월에 개최된 제2회 하노이시 기술 혁신 경연대회에서 우수상을 수상했습니다.

교육 시설 및 어린이 장난감 연구개발 센터의 팜 반 남 박사는 다음과 같이 평했습니다. "저자들은 교육 혁신의 올바른 정신에 접근했습니다. '교사가 강의하고 학생들은 듣는' 방식에서 '교사가 제안하고 학생들은 탐구하는' 방식으로 전환하는 것입니다. 이 기기를 통해 학생들은 지식을 이해할 뿐만 아니라 과학적 연구 방법도 경험할 수 있습니다."

심사위원단은 또한 이 프로젝트가 지식재산권청으로부터 특허 및 실용신안을 획득한 점을 높이 평가했습니다. 이는 이 제품의 법적 가치와 폭넓은 적용 가능성을 입증하는 것입니다.

가장 큰 장점은 경제적 효율성입니다. 계산에 따르면, 이 툴킷이 널리 보급될 경우 다른 개별 툴킷을 수입하거나 구매하는 것보다 수백억 동(약 1조 2천억 원)을 절약할 수 있습니다.

교육 측면에서 이 툴킷은 학생들이 스스로 공부하고, 스스로 조사하고, 비판적 사고력을 개발하는 능력을 키우는 데 도움이 됩니다. 이는 새로운 교양 교육 프로그램이 목표로 하는 중요한 자질입니다.

이 이니셔티브는 단순한 기술적 결과물을 넘어, 영감을 주는 사례이기도 합니다. 교사들이 교실의 실질적인 요구를 바탕으로 획기적인 결과물을 만들어낼 수 있음을 증명하며, 이를 통해 수업의 질을 향상시키고 사회적 비용을 절감할 수 있습니다.

교양 교육의 근본적이고 포괄적인 혁신이라는 맥락에서, "교수 및 탐구에 사용되는 힘 합성 및 힘 모멘트를 위한 실험 도구 키트"라는 주제는 교수 실습에서 창의성을 명확하게 보여줍니다. 20년 넘게 존재해 온 한계를 완전히 해결할 뿐만 아니라, 젊은 세대의 학습과 과학 연구에 영감을 불어넣는 새로운 접근법을 제시합니다.