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꼭 사고력의 기반 위에서 선행 심화를 하자.

1,2학년 때까지 수학적 사고력과 구체물 조작 경험을 충분히 가진 경우에는 최상위권의 자리를 굳건히 하기 위해 또래 친구들과 함께하는 토론수업 경험이 꼭 필요하다. 토론식 수업은 가장 합리적인 방법으로 오류 없이 정확히 문제를 풀어낼 수 있는 길을 스스로 발견하게 도와준다. 또한 자신의 논리적 오류를 발견하고 해결의 실마리를 찾으므로 사고력 시험때마다 범하는 잦은 실수를 막아 주며, 응용 문제나 심화 문제도 쉽게 풀수 있도록 도와준다.

합리적인 해결법을 강의식으로 전달하면 아이는 풀이 과정을 이해하는 것으로 끝나기 때문에 실제로 새로운 유형의 문제나 난이도 높은 문제를 해결하는 문제 해결력은 계발되지 않는다. 수학 문제를 해결하면서 아이 스스로 느끼는 깨달음의 즐거움이 수학 학습의 즐거움과 자신감으로 연결된다는 것을 명심하자. 수학적 사고력의 기본 틀이 어느 정도 잡힌 상태에서 선행이나 심화를 시작하면 특별한 설명이 없어도 아이 스스로 내용을 이해하고 교과 문제를 술술 풀어 나갈 수 있게 된다. 실제 우리나라의 8차 수학 교육 과정 개관을 살펴보면 최근의 연구 결과를 기반으로 저학년 때는 특히 구체물을 중심으로 하는 사고력 계발이 선행 심화 등의 교과 학습보다 우선되어야 함을 강조하고 있다.

우리나라의 실정에 맞는 가장 이상적인 수학 학습 방법을 도형을 예로 들어 설명하면 아래와 같다.

"도형에 대한 사고력 수업을 통해 원리를 충분히 이해하고, 적용할 수 있게 된 상태에서 학년을 거슬러 올라가며 도형 관련된 교과 문제를 푸는 것이다."

이때 선행 심화 속도는 철저히 아이 중심으로 맞춰야 한다. 이러한 방식으로 6학년까지 수학 사고력을 기반으로 해서 중등2, 3학년 정도까지의 심화 선행을 마치면 중등 영재교육원이나 특목고 진학이 충분히 가능하다. 요즘은 모든 특목고가 선행 문제를 출제하지 않는다. 문제 해결력을 보는 사고력  문제를 출제하기 때문에 수학에 대해 원래 타고난 아이가 아니고서는 교과 선행학습만으로는 좋은 결과를 기대하기 어렵다.

초등학교 2~4학년의 수학 사고력이 초등 고학년, 중등 수학 성적을 좌우한다. 그만큼 수학 학습에 승부수를 띄워야 하는 가장 중요한 시기이다. 초등 1학년 때는 비슷비슷하던 아이들의 실력이 이때부터는 차이가 나타나고, 강점과 약점이 드러나게 되므로 수학에 대한 흥미와 자신감을 잃지 않도록 꾸준히 관리해 주어야 한다. 예전처럼 엉덩이를 오래 붙이고 앉아 수학 문제를 푸는 아이보다 요즘은 적절한 시간에 합리적으로 문제를 풀고 독서와 실험탐구를 많이 하는 아이들이 창의적이고, 리더쉽도 강하며, 교내외 성적도 좋다는 것을 명심하자.

영재 사고력 수학, 박종훈

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포가티의 교과 간 통합 유형을 살펴보면 거미줄 모형에서 사고력 계발의 실마리를 찾을 수 있다. 거미줄 모형의 내용 중 한 구절을 인용해 보면 다음과 같다.

'다양한 학습 내용이 하나의 주제를 중심으로 재구성됨으로써, 전체를 관망할 수 있는 광범위한 시야를 제공하며 풍부한 주제가 교육 과정 내용으로 조직된다.'

사고력 계발은 거미줄 모형처럼 지식과 지식을 서로 연결해 나가는 과정이라고 생각하면 된다. 거미줄에 맺혀 있는 물방울은 머릿속에 있는 개념이며 거미줄은 그 개념들을 서로 연결하고 있다. 거미줄 모형은 누가 보더라도 안정적이고 조직적으로 엮여 있다. 만약 새로운 문제가 발생되더라도 여러 개념들을 서로 유기적으로 조직화하여 새로운 답안을 제시할 수 있다.

이렇게 개념을 중심으로 지식을 서로 연결하여 그 역량이 최상위가 된다면 전체를 관망할 수 있는 시야를 갖게 된다. 개념을 이어 나가는 거미줄은 다양한 문제를 해결해 나가는 과정 속에서 형성되고 연결된다.

수학은 본질적으로 스스로가 문제를 해결하지 않으면 성취도를 이루기 어려운 학문이다. 그래서 반드시 문제를 해결해 나가는 과정 속에서만 성장할 수 있으며 개념과 개념을 서로 연결하는 사이에 문제가 있어야만 하는 것이다. 반면 교과형 수학 문제는 단순한 연계형이라고 생각하면 된다.

아래 그림처럼 교과형은 지식의 구성이 한 방향으로만 전개되어 같은 개념, 유사한 개념이 아니면 서로 다른 지식을 구성하기가 쉽지가 않다. 이런 모형의 수학 학습은 KMO나 경시대회처럼 어떤 목적성을 갖고 매진하는 학습 스타일이다. 그렇기 때문에 다른 다양한 개념들을 탐구하기보다는 시험에 최적화된 학습 유형이다. 이런 이유로 저학년 때 이런 학습을 한다는 것은 큰 무리가 있을 수 있다.

쉬운 일은 아니지만 진정한 사고력 수학의 능력자는 서로 다른 개념의 문제가 있더라도 스스로 지식을 구성할 수 있는 능력과 함께 해결 방법을 한 가지 이상 제시할 수 있어야 진정한 사고력 수학의 최고라고 말할 수 있다.

영재 사고력 수학, 박종훈

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과학 수업에서 실험이 중요하듯이 수학을 어려워하는 아이들에게는 수학 수업에서도 그림을 활용해야 한다고 생각한다. 남이 들려주는 이야기로만 이해하기보다 눈으로 한 번 보는 것이 머릿속에 더욱 오래 기억되게 마련이다.

그림이 없는 문제가 나왔을 때 문제 해결을 위한 실마리를 찾아내는 데 어려움을 겪는 친구들이 많다. 하지만 신기하게도 문제 옆에 간단한 그림을 그려 첨삭해 주면 어렵게만 느끼던 문제의 실마리를 잘 찾아낸다. 수학문제에서 그림이 표현해 주는 영향은 매우 크다. 그림이 들어 있는 문제와 그렇지 않은 문제의 차이점에 대해 예를 들어 살펴보자.

옆의 두 문제는 똑같은 문제이다. 조금 차이가 있다면 하나는 그림이 없고, 하나는 아주 간단하지만 네모 박스 모양의 그림을 넣어 주었다는 것이다. 보기에 어떤 문제가 더 쉽게 느껴지는가? 아마도 대부분 그림이 들어가 있는 문제를 좀 더 쉽게 느낄 것이다. 그리고 이 문제를 어떤 방식으로 해결해야 할지 머릿속으로 정리가 될 것이다. 같은 문제임에도 불구하고 왜 이렇게 다르게 생각할까?

사고력 문제이든 교과 문제이든 초등학교 저학년의 수학 문제를 한 번 생각해 보자. 초등학교 저학년의 문제에는 좀 더 수월하게 해결할 수 있게 그림이나 색깔이 많이 들어간다. 하지만 고학년이 되면서 문제에서 점점 그림이나 색깔이 사라지고 온통 숫자 혹은 글씨만 채워진다. 그림은 곧 힌트이며 그 문제를 해결하기 위한 문제 해결 전략을 보여 주는 시작이기도 하다.

고학년이 되면 당연히 공식을 써서 문제를 해결하는 방법을 사용해야 한다. 하지만 제대로 된 식을 적어가면서 문제를 해결하는 것은 말처럼 그리 쉬운 일이 아니다.

필자는 식을 잘 세우지 못하는 학생들이나 문제를 어떻게 해결해 나가야 할지 실마리를 찾지 못하는 학생들에게 이런 말을 자주 한다.

" ** 야! 그림으로 그려 보면 어떨까?"

필자는 수학 문제를 해결할 때 대개 그림을 그릴 것을 권한다. 이는 수학 문제를 시각화 하자는 의미인데 머리로만 막연히 상상하는 것보다 시각적인 효과가 더 크기 때문이다.

앞에서도 언급한 바와 같이 수학은 추상성이 강한 학문이다. 그렇기 때문에 더욱 시각적으로 보여 주고 표현해야 문제를 쉽게 해결할 수 있다. 학생들은 처음 문장과 숫자로만 가득하던 지문을 읽었을 때와 달리 그림이나 서식을 그리면 문제를 달리 보게 된다. 같은 문제임에도 불구하고 문제를 훨씬 쉽게 받아들이고 결국 풀이도 더욱 쉬워진다.

물론 우리가 배운 공식을 바탕으로 제대로 된 식을 세워 문제를 해결하는 것이 올바른 방법이다. 하지만 식을 세워 문제를 해결하는 것에 어려움을 겪는다면 꼭 그렇게 어려운 해결법보다 그림으로 표현하여 자신만의 방법으로 문제를 해결 나가도 된다.

다른 측면에서 생각해 보면 그런 방법을 통한 수학 학습 방법이 오로지 공식에만 의존하여 문제를 해결하는 것보다 오히려 아이들의 사고력 개발에 더 도움이 될 수 있다.

분명 아이가 새로운 문제를 해결하기 위해 다양한 사고를 하면서 그림이나 서식이 나타난 것이므로 새로운 문제 해결 전략을 보여 준 것이라 말할 수 있을 것이다.

이러한 연습을 계속해 보면 고학년이 되었을 때 어느새 머릿속으로 문제를 도식화하는 자신을 발견할 수 있을 것이다. 글자와 공식으로만 정리된 문제를 쉽게 이해하는 것이 문제 풀이의 시작이다. 어려운 방법이 아닌 그림을 통해 문제를 효과적으로 이해해 보자.

영재 사고력 수학, 박종훈

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