수학과 과학을 좋아하는 어린이를 위한 STEM 학습법

육아를 하면서 가장 먼저 신경 쓰는 교육은 언어일 겁니다. 그렇다면 언어가 어느 정도 학습되면 어떤 공부를 시키시나요? 한국에선 영어유치원이 따로 있을 정도로 영어 교육에 관심이 높습니다만, 영어 못지않게 중요하게 생각하는 것이 수학입니다. 어릴 때부터 수학과 과학을 즐기고 이러한 과목에 자주 노출되면 뇌의 여러 영역이 활발하게 발달되게 됩니다. 특히 전두엽 피질이 발달되는데 이 영역은 문제 해결, 의사 결졍, 비;판 적 사고와 같은 기능을 담당합니다. 또한 해마, 후두엽, 소뇌를 발달시키기 때문에 어릴 때부터 정기적으로 수학을 연습하고 과학적 개념을 탐구하는 프로그램에 참여시키는 것이 중요합니다. 그것을 위한 프로그램은 바로 STEM 학습법입니다. STEM(과학, 기술, 공학, 수학)은 교육과 직업의 미래를 형성하는 데 필수적인 역할을 합니다. 참여형 실습 활동을 통해 어린아이들에게 STEM 개념을 소개하는 것은 어릴 때부터 호기심과 비판적 사고를 키우는 강력한 방법입니다. 점점 더 기술 중심적인 세상에서 아이들에게 STEM 과목을 접하면 문제 해결, 창의성, 협업과 같은 귀중한 기술을 얻을 수 있습니다. 이 기사에서는 조기 학습을 촉진하고 아이들이 이 분야에서 미래 성공을 위한 기반을 구축하는 데 도움이 되는 세 가지 주요 STEM 활동을 살펴봅니다.

 

재밌는 실험을 통한 과학 탐구

과학은 아이들의 호기심을 사로잡는 간단하고 재밌는 실험을 하게 될 때 아이의 관심을 사로잡을 수 있습니다.  베이킹 소다와 식초를 이용해 화산을 만들거나 식물의 성장을 관찰하는 등의 활동을 통해 어린이들에게 화학반응, 원인과 결과, 자연 세계에 대해 가르칩니다. 이러한 실험을 통해 아이들은 과학적 탐구에 필수적인 기술인 결과에 대한 가설을 세우고, 관찰하고, 분석할 수 있습니다. 일상적인 가정용품을 사용함으로써 교육자와 부모는 단순한 순간을 의미 있는 학습 경험으로 바꾸고 탐구와 비판적 사고를 장려하는 과학에 대한 사랑을 키울 수 있습니다.

 

-집에서 할 수 있는 간단한 과학 실험

1. 화산폭발
-준비물
베이킹 소다
식초
주방세제(거품을 추가하려면 선택사항)
식용색소(선택사항)
플라스틱 병이나 작은 용기
지저분한 것을 담을 트레이나 팬

-방법 
병을 트레이 중앙에 놓습니다.
병에 베이킹 소다 몇 스푼을 추가합니다.
선택적으로 식용 색소 몇 방울과 식기 비누를 뿌려 더욱 생생한 결과를 얻을 수 있습니다.
식초를 병에 붓고 식초가 베이킹 소다와 반응하여 이산화탄소 거품을 생성하는 "화산"이 폭발하는 것을 지켜보세요.
-과학 개념 설명

베이킹 소다(염기)와 식초(산)의 반응으로 이산화탄소 가스가 생성되어 거품이 분출됩니다. 화학반응을 보여주고 산 및 염기와 같은 개념을 소개합니다.

어린아이들에게는 식용 색소와 색을 섞거나 슬라임을 만드는 등의 감각 실험을 통해 기본적인 과학 원리를 가르치면서 다양한 감각을 자극할 수 있습니다. 이러한 상호작용 활동은 아이들에게 과학적 개념을 소개할 뿐만 아니라 물체와 재료를 조작하여 변화를 관찰함으로써 소근육 운동 능력을 발달시키는 데에도 도움이 됩니다. 이러한 실험을 통해 아이들은 과학이 주변 어디에나 있고 관찰과 탐구를 통해 이해할 수 있다는 것을 배웁니다.

창의적인 건축을 통한 기술 및 엔지니어링

창의적인 조립 활동을 통해 아이들에게 기술과 공학을 소개하는 것은 재미있으면서도 실습이 될 수 있습니다. 블록, LEGO 벽돌 또는 재활용 가능한 가정용품과 같은 간단한 건축 자재는 어린이에게 구조물을 디자인하고 만들 수 있는 무한한 기회를 제공합니다. 이러한 활동은 균형, 대칭, 구조적 무결성과 같은 엔지니어링 개념을 가르치면서 창의성과 문제 해결을 장려합니다. 또한 블록이 아니더라도 재활용 박스와 테이프를 이용하여 만들 수도 있습니다. 종이를 이용하여 벽을 세우고 지붕까지 덮는 일은 생각보다 쉽지 않을 겁니다. 구조물이 어떻게 만들어질지, 각 부분에 어떤 모양과 크기가 필요한지, 집을 안정적으로 만드는 방법에 대해 아이와 함께 생각하면 아이의 비판적 사고 능력을 개발하고 균형 및 구족 와 같은 기본 엔지니어링 개념을 소개하는데 도움이 됩니다. 

어린이는 어린 학습자를 위해 설계된 키트를 사용하여 간단한 회로를 구축함으로써 기본 기술을 활용할 수도 있습니다. 예를 들어, 기본적인 조명 회로를 구축하면 아이들에게 전기가 어떻게 실제적으로 작동하는지 가르칠 수 있습니다. 또한 프로그래밍 논리를 재미있는 형식으로 가르치는 코딩 게임이나 앱을 도입하면 아이들이 기술과 디지털 문제 해결을 탐구할 수 있습니다. 이러한 활동은 미래의 보다 복잡한 STEM 학습을 위한 견고한 기반을 제공하여 사물의 작동 방식과 기술이 세상을 형성하는 방식에 대한 이해를 촉진합니다.

 

-집에서 할 수 있는 간단한 코딩 놀이

• 재료: 소형 LED 조명 1개, 배터리, 와이어, 테이프, 저항기
• 방법

1. 와이어 또는 악어 클립을 사용하여 LED의 한쪽 끝을 배터리의 양극 단자에 연결합니다.
2.LED의 반대쪽 끝을 다른 와이어나 클립을 사용하여 배터리의 음극 단자에 연결합니다.

• 켜기, 끄기 실험

스위치 도입: 이를 더욱 대화형으로 만들려면 회로에 간단한 스위치를 추가하십시오. 스위치는 전선 연결을 끊고 LED를 끄고 다시 연결하여 켜는 것처럼 기본적인 것일 수 있습니다. 이는 코딩 로직의 "ON/OFF"(1/0) 개념을 나타냅니다.

• 과학 개념 설명

기본 회로: 아이들은 회로를 통해 전기가 흐르는 방식과 올바르게 연결되었을 때 LED와 같은 구성 요소가 어떻게 켜지는지 배웁니다.
이진 논리: 스위치를 켜고 끄면서 이진 코드(1과 0)의 기본 개념을 소개합니다.
문제 해결 및 디버깅: LED가 켜지지 않으면 아이들은 연결 상태를 확인하고, 방향을 실험하고, 배터리가 작동하는지 확인하여 문제를 해결하는 방법을 배웁니다.

흥미로운 문제 해결을 통한 수학적 사고

수학은 STEM 교육의 핵심 부분이며 재미있는 문제 해결 활동을 통해 아이들에게 흥미로운 방식으로 소개될 수 있습니다. 물건 세기, 크기나 색상별로 물건 분류하기, 구슬로 패턴 만들기 등의 간단한 수학 게임은 아이들의 비판적 사고와 숫자 감각을 발달시키는 데 도움이 됩니다. 재미있는 대화형 환경에서 아이들에게 도형, 측정, 기본 덧셈이나 뺄셈을 소개하는 것은 아이들이 조기에 수학과 긍정적인 연관성을 구축하는 데 도움이 됩니다.

탱그램이나 직소 퍼즐과 같이 논리적 사고를 포함하는 퍼즐 게임은 어린이들이 패턴, 공간 관계 및 문제 해결 전략을 인식하도록 장려하여 수학적 사고를 촉진합니다. 이러한 활동을 통해 수학과 논리의 기초 기술을 쌓을 수 있으며, 이는 미래의 학문적 성공에 매우 중요합니다. 수학을 재미있고 보람 있는 경험으로 전환함으로써 아이들은 해당 과목에 대한 자신감과 관심을 갖게 되고, 성장하면서 더 강한 수학 능력을 갖게 됩니다.