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Archive for the ‘미국과학경시대회 Science Fair’ Category

ISEF에서 만난 Guest 연구원

ISEF에서 만난 Guest 연구원

By James H. Choi
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지난 5월 ISEF (International Science and Engineering Fair)에서 심사를 하면서 처음 보는 사인을 보았다. 두 세 포스터가 작품 번호 밑에Guest라고 추가 사인이 붙어 있는 것이었다. 시간을 내어 Guest 연구학생에게 뜻을 물어 보았다. 독일에서 온 학생이 “미국과 법이 달라 이런 일이 벌어졌다”고 낙심하는 얼굴로 자초지종을 설명해 주었다.

이 학생은 인간의 지문에 대한 연구를 했다. 부모와 자녀의 지문의 유사 정도, 형제자매간의 유사 정도 등을 연구하여 자료를 측정하고 분석하고 결론을 내어 발표를 하는 지극히 정상적인 절차대로 한 연구였는데 미국 법의 눈으로 보면 아주 중요한 첫 단계를 거치지 않아 이 연구를 무효로 만든 것이었다. 따라서 이 학생은 입상을 할 수 없는 자격 상실자가 되었고Guest라고 표현하여 “이 학생에게 아무 상도 주지 마시오” 라고 심사위원에게 알리는 것이었다.

독일서 국가대표로 뽑혀 미국까지 와서 이 푸대접을 받은 학생의 빠뜨린 첫 단계가 무엇인가? 그것은 임상실험허가를 받는 절차이다. 인간뿐 아니라 척추동물을 실험의 대상으로 하는 연구는 모두 다 실험을 시작하기 전에IRB (Institutional Review Board)의 공식 허가서를 받아야 한다. 이 절차 없이 시작한 연구는 무효로 간주된다. 그리고 인간을 대상으로 하는 실험은 사전에 실험 참가자로부터 동의서에 서명을 받아야 한다. 미성년자의 경우에는 보호자의 서명을 받아야 한다.

https://i2.wp.com/dl.dropbox.com/u/6378458/Column/Info/Korean/SpecialEvents/SpecialEvents.gif임상실험을 하기 위해서는 이런 법적 절차가 있어야 한다는 것은 납득이 가지만 지문을 보기 위해 이런 절차가 있어야 한다는 것은 대부분의 사람들에게 예상 외이다. 이 독일 학생의 경험을 보면 독일에서는 미국처럼 기준이 까다롭지 않은 것 같은데 미국은 지문을 보기 위해서도 손금을 보기 위해서도 혈액형을 물어보기 위해서도 이 절차를 요구한다.

내가 가르치는 과학 연구 코스의 일부로 “손금과 수명의 관계”라는 연구가 있었다. 학생들이 미신과 과학을 직접 구분할 수 있는 능력을 기르기 위해서 내가 고안한 연구 주제였다. 연구 방법은6~8학년 학생들이 급우의 손금의 수명선을 보고 연장자의 수명선을 보아 급우들의 (다양한 수명선이 섞여 있다는 것을 가정) 수명선 보다 연장자의 (100% 수명선이 길어야 하는 사람들) 수명선이 평균적으로 더 긴가를 비교하는 것이었다. 또 한가지 연구 주제는 역시 같은 맥락의 “혈액형과 성격의 연관 분석”이었다.

결론부터 말하자면 이 두 연구는 시작도 못하고 말았다. 이유는 인간을 상대로 하는 연구였기 때문에 IRB(=학교 교장선생님, 간호사, 과학 선생님등 3명)의 허락을 받아야 했고 내 학생의 반 정도가 이 허락을 받지 못했다. 그렇다. 친구의 손금을 보는 것과 혈액형을 묻는 것이 금지되어 시작을 하지 못한 것이었다. 내 학생이 미국 전체에 거주하기 때문에 미국 약 20주에서 동시에 일어난 현상인데 이유는 한결같이 “학생의 안전에 대한 우려”였다. IRB를 받아 제출하는 마감일의 수업은 학생마다 돌아가며 “나도 허락을 못 받았다.”라고 한탄을 하는 수업이 되었다.

설마 교장 선생님이 손금을 보는 것은 인체에 전혀 해가 없다는 상식이 없어 이런 현상이 벌어졌는가? 물론 아니다. “허락해봐야 득은 없고 문제 발생의 요지는 무한대”라는 정확한 계산하에 이루어진 결정이다. 즉, 이미 A 받고 있는 학생들 더 잘 해봐야 평균이 올라가는 것도 아니고 어디 과학경시대회 가서 수상해 봐야 학교에 도움되는 것은 없다. 오히려 이 연구 덕분에 학생이 고등학교가서 과학 수업을 받는 일이라도 벌어지면 학교측에서는 버스 운영비 지출만 더 들게 되고 낙제하고 있는 학생을 도울 자원만 축나게 된다.

나의 의도는 아니었지만 그래도 이 “임상실험”의 시도와 좌절은 결국 내가 학생들에게 가르치고 싶었던 한가지를 제대로 가르치는 결과가 되었다. 즉, 임상실험을 하는 연구는 이런 복잡한 절차와 부담이 있다는 것이고 과학의 발전은 과학 외의 다양한 요소가 작용한다는 것이다. 이미 제도의 장벽을 경험한 내 학생은 앞으로 섣불리 실험부터 시작하다가 Guest가 되고마는 쓴 경험을 겪지 않을 것이다.

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카테고리:ISEF

Google Science Fair에서 1등 하는 법

Google Science Fair에서 1등 하는 법

By James H. Choi
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미국에는 권위 있는 과학 경시대회가 세가지가 있다.  Intel STS, Intel ISEF, Siemens Competition이 그 셋이다.  그 권위에 도전하는 또 하나의 과학경시대회가 탄생 했으니 그것은 2년 전에 시작 된 Google

Science Fair이다.  기존 3개의 경시대회에서 빛을 못 본 학생이 이 새 경시대회에서는 무엇인가 다르지 않을까, 혹은 이렇게 다양한 과학 경시대회가 있으니 무엇인가 전문성을 가지고 그 대회의 특징에 맞는 주제를 선택하여 “집중 공략”하면 수상의 가능성을 높이지 않을까?  하고 생각할 수 있는데 그렇지 않다.  훌륭한 과학 연구는 누가 언제 봐도 훌륭한 과학 연구이기 때문에 대회마다의 특징이란 없다.

한 예로 Brittany Wenger학생의 경우를 보자.  내가 Brittany를 처음으로 심사한 것은 2010년San Jose에서 개최된 ISEF에서였다.  그 때 Brittany는 Freshman으로 처음 ISEF에 나온 것인 데 연구 주제는Neural Network을 응용한 연구로 컴퓨터 사이언스 분야로 출전 했다.  그 해는 3등을 했다.  심사위원 사이에서 “그다지 새롭지는 않지만 흥미로운 응용”이라고 평가가 되어 수상이 된 것이었다.

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그 다음해 2011년 ISEF가 Los Angeles에서 개최되었을 때 Brittany는 의학 분야로 출전을 했다.  컴퓨터 사이언스 심사위원인 나와는 무관했지만 그래도 서로 안목이 있는 사이가 되어 Brittany의 연구를 유심히 들여다 보았다.  (ISEF 학생들은 1년 전 심사한 사람을 대개 다 알아본다)  컴퓨터 사이언스가 만만치 않아 의학분야로 출전해 봤냐고 농담 했더니 주제가 바뀌었다고 했다.  보니 같은 Neural Network을 사용했지만 그 도구를 유방암 진단 쪽으로 초점을 돌린 것이었다.  어떻게 이런 임상 실험을 하는 허락을 받았냐고 물었더니 임상자료를 제공하는 사이트에서 무료로 받아서 연구를 했다고 알려 주었다. 그리고 이 연구는 의학 분야에서 2등을 했다.

2012년 ISEF가 Pittsburg에서 개최 되었을 때도 Brittany는 다시 출전을 했다.  같은 유방암을 Neural Network으로 진단하는 연구였는데 더 발전 시켜서 나왔고 분야는 다시 컴퓨터 사이언스로 돌아갔다.  이번에는 1등을 했다.  그 해는 내가 수학을 심사해서 어떤 토론 끝에 특상이 되지 않고 1등으로만 끝났는지 모르겠다.  아마 늘 그렇듯이 거의 한 시간의 치열한 공방전이 있었으리라 짐작한다.

몇 주 전 Phoenix에 개최된 ISEF에 이제 시니어가 된 Brittany는 마지막으로 출전을 했다.  연구 주제는 백혈병으로 바뀌었지만 역시 컴퓨터 사이언스였고 역시 다른 사람이 실험한 자료를 사용 했고 역시 1등을 했다.

Brittany는 ISEF에서 4번 수상 한 것으로 그치지 않고 같은 연구로 Intel STS에 출전하여 8등을 했다.  그녀의 Facebook을 보면 오바마 대통령에게 자신의 연구를 설명하는 장면의 사진이 있다.

그리고 Siemens Competition에도 같은 유방암 진단 연구를 가지고 출전하여 Regional Finalist가 되었다.

그리고 2012년에는 Google Science Fair에서 최고상을 받는 영광을 누렸다.  연구주제는 역시 유방암 진단이었다.

Brittany는 결국 한 연구로 4중으로 상을 받았는데 이렇게 한 연구로 2중 3중 여러 경시대회에서 상을 받는 학생은 흔하다.  각 대회의 입상자 리스트를 가지고 꼼꼼히 비교해 보면 반 정도가 2중 이상으로 수상한 것으로 나오리라 짐작한다.

다시 원 제목으로 돌아가서 “Google Science Fair에서 1등을 하는 법”은?  ISEF, STS, Siemens에서 입상하는 방법과 같다.  즉 우수한 연구를 하면 된다.  어느 대회에 출전한다는 것을 의식하지 말고 자신이 열정적으로 탐구하고 싶은 주제를 정해 깊이 깊이 연구하면 모든 대회가 다 알아주고 인정을 해 주는 것이다.

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2013년 ISEF 물리 부분 최우수상 = 전체 2등상

2013년 ISEF 물리 부분 최우수상 = 전체 2등상

By James H. Choi
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나는 올해도 Intel ISEF (인텔 국제 과학 경진대회)에서 심사를 했다.  세계 전국의Science Fair 에서 지속으로 1등으로 올라온 고등학생이 마지막으로 만나는 외나무 다리가 ISEF이다.  나는 4가지 전공으로 4개의 학위를 받고 연구원으로 종사한 학력/경력 덕분에 여러 분야를 심사할 수 있는데 올해는 물리분야를 심사 했다.

지난 4년 동안은 Computer Science, 수학, Environmental Science를 심사했다.  작년에는 내가 학위도 없는 Environmental Science를 심사한 이유는 내가 심사하려던 세 분야 모두 내 학생이 하나 둘 진출하는 바람에 “배나무 아래서는 갓끈을 고쳐 매지 말라” 라는 조상의 지혜를 따라 내 학생 심사를 피하다 보니 심사위원 모자란다고 하는 Environmental Science에서 받아 주어 심사를 했다.

ISEF에서는 분야마다 출전 학생의 수에 따라 수상자의 수가 달라지는데 올해 물리 분야에서는 77개의 연구가 올라왔는데 특상 하나, 1등상 하나, 2등상 넷, 3등상 여섯, 4등상 아홉, 총 21개의 상을 포상했으니 27%가 무슨 상인가 받은 것이다.  분야마다 출전자의 약 25%가 수상을 하도록 포상의 수가 조정된다. https://i2.wp.com/dl.dropbox.com/u/6378458/Column/Info/Korean/SpecialEvents/SpecialEvents.gif

올해 물리분야에서 특상을 받은 학생의 연구는Cool Core Bias in Sunyaev-Zel’dovich Galaxy Cluster Surveys라는 주제로 시물레이션은 통해 Cool core galaxy 의 온도 측정이 잘 못 되었다는 것을 밝히는 내용이었다.  천문학 연구이지만 망원경을 사용하지 않고 기존 자료와 컴퓨터 프로그래밍으로만 해 낸 연구이다.  이 연구는 ISEF전체 분야에서도 2등을 하여 상금 5만 불을 받기도 했다.

여기에서 주지해야 할 것은 보이지 않는 것이다.  상을 받지 못해 언급조차 되지 않은 연구 중에는 같은 천문학을 연구하되 직접 망원경으로 밤 하늘을 보고 측정을 하여 변광성(variable star)을 찾아 내어 (USNO-A2.0 1350-00672920) 자신의 이름으로 등록까지 시킨 학생이 있었다.  엄청난 시간을 들여 밤 하늘을 열심히 보며 측정한 자료를 분석해서 첫 발견을 한 것인데 심사위원들은 이 노고에 아무런 가치를 부여하지 않고 발명/발견의 중요성만 가지고 논의 했다.  그래서 직접 망원경 들여다 본 학생은 아무 상도 받지 못했고 남이 측정한 자료로 “밤 낮 컴퓨터만 돌린” 학생은 5만 불을 받았다.

나는 심사하면서 추후 내 학생도 연구를 할 수 있도록 자료 출처를 알아 둔다.  해마다 새로운 사이트가 나타나는데 이번에는 일본에서도 임상 자료를 제공하기 시작했다는 것을 알게 되었다.    하지만 정말 희귀한 자료는 대부분 부모님의 연결이 있어서 가능했다.  예를 들어 이번 심사한 14명 중에서 아버지가 근무하는 연구소, 천문대에서 자료를 얻었다는 학생이 3명이었다.

한데 불공평한 세상을 한탄할 필요가 없는 것이 이 아버지 잘 둔 학생 중 아무도 입상하지 못했다.  왜냐하면 자료가 중요한 것이 아니라 분석이 중요하기 때문이다.  과학은 실험이 아니라 분석이다.  실험 방법 자체가 기발나다면 모를까 측정 기구가 비싸고 희귀한 것은 아무런 가산 점을 가져오지 않는다.  2010년 STS 1등 상은 물리 분야에서 실험 없이 simulation만 한 학생에게 갔고 2011년 STS 1등 상도 실험 없이 수학 분야에서 정수의 제곱근을 찾는 방법을 연구한 학생에게 갔다.

실험이라는 것은 비싸고 시간이 걸리고 실패의 위험이 항상 존재하고 (연구비만 충분하다면) 어차피 과학자가 아닌 테크니션이 할 일이다.  과학 연구에 관심이 있다면 실험실을 찾을 것이 아니라 기존 자료를 찾아 내고 그 자료를 분석하는 능력을 습득하는 것이 현명하다.

의학, 환경, 물리등 거의 모든 분야의 아직 분석이 안 된 자료가 NIH, NASA그리고 세계의 여러 연구소에서 무료로 제공되고 있다.  실험할 시간에 배경의 과학을 더 배우고 더 심도 있는 분석을 하는 것이 시간도 덜 들이고 연구의 수준도 올려 올해 ISEF에서 전체 2등 상을 받은 학생처럼 성공을 하는 비결이다.

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카테고리:ISEF

첫 행운의 저주. The curse of the first time luck

이 글은 새 사이트로 이사했습니다.  아래 링크로 오세요.

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학교에서 더 이상 수강 할 수학 과목이 없는 경우

학교에서 더 이상 수강 할 수학 과목이 없는 경우

Written on October 2, 2009

By James H. Choi
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  1. 학생의 선천적으로 뛰어난 수학 능력과 의욕
  2. 학부모의 지원 (즉, 애들은 즐겁게 놀아야 한다는 철학보다는 재능을 키워 줘야 한다고 생각하는 철학)
  3. 상위권 학생에게 우호적인 학교 제도

이 세가지 조건이 만나게 되면 학생은 눈부신 속도로 진도가 나간다. 이런 뛰어난 학생만 모아놓은 Thomas Jefferson, Exeter나 Andover 같은 고등학교는 대학교 3학년, 4학년 과정까지 개설되어 있어 학생들이 더 배울 과목이 없을 우려가 전혀 없지만 일반 고등학교에서는 Calculus BC가 최고이니 일찍부터 재능을 개발한 학생들은 대부분의 학교에서 배울 수학 과목이 없는 상황에 처하게 된다.

(참고로 위에 언급한 고등학교에서 제공하는 대학교 2, 3학년 코스는 AP보다 더 높은 수준이라 AP로 간주가 되지 않는다. 그래서 보통학교 학생들보다 훨씬 높은 수준의 과목을 이수하고도 정작 AP과목 수를 세어 보면 몇개 되지 않는 경우가 있다. 그런 상황을 이해 못하는 분들은 “이런 최고의 고등학교 학생들도 AP몇 개 하지 않고도 명문 대학 가더라”라는 말씀을 하시는데 그런 결론은 장님 코끼리 더듬는 것과 마찬가지의 관찰이다.)
https://i2.wp.com/dl.dropbox.com/u/6378458/Column/Info/Korean/SpecialEvents/SpecialEvents.gif이렇게 할 과목이 없다는 것은 학교측이 걱정하며 골치가 아플 일이지 학생이 염려할 일이 아니다.  가장 보편적으로 하는 방법은 중학교의 경우에는 근처의 고등학교에 가서 배우는 것이고 고등학교의 경우는 근처의 대학에 가서 배우는 것이다. 별 유난스러운 짓을 해서 눈총을 받고 있는 것 같지만 최고의 대학에 들어가면 이렇게 유난스러운 학생들만 모여있다는 것을 알게 된다. 즉 자신의 학교에서 더 배울 것이 없는 지경이 된 학생들끼리 입학 경쟁을 하는 것이다.

가장 순리적인 과정은 인근의 대학교에 가서 수강하는 것인데 대학교는 돈 받고 하는 일이라 거부를 할 이유가 없지만 고등학교측에서 모든 학생의 수준 평준화를 중요시 하여 특정 학생만 대학교 강의를 수강하는 것을 허락하지 않을 수 있다.

그런 경우에는 다음과 같은 방법이 있다.

1. Special Project.

학교에서 더 가르칠 과목이 없다는 것은 그 수준을 가르칠 교사가 없는 것이다. 그런 때는 학생이 교사에게 부담을 주지 않고 자습을 하여 크레딧을 받을 수 있다. 이 경우에는 크레딧을 주는 것은 학교측이고 이 프로젝트를 검사하는 것은 수학 선생님이고 실지로 프로젝트를 진행하는 것은 학생 자신이거나 또는 외부의 선생님이다. 내 학생들이 학교에서 더 이상 배울 수학이 없는 경우에는 내가 이런 프로젝트를 지도하여 학교측에서 성적과 크레딧을 받도록 하는데 학교측의 동의만 받으면 (학교가 따로 하는 일이 없음으로 동의를 받는 것이 수월하다) 학생의 수준을 지도할 만한 선생님을 찾아 Mentor 역할을 부탁하고 프로젝트를 정해 진행하면 된다.

배우는 내용은 학교 수학과정의 진도를 더 나가도 되고 (Multivariable Calculus) 아니면 수학 경시대회의 수학을 해도 된다. (Number theory, Probability) 하지만 가장 적절한 과목은 학생의 흥미와 관심이 있는 분야다. 이런 special project의 경우에는 컴퓨터 프로그래밍을 배우는 것도 가능하다.

내가 가장 추천하는 Special Project는 과학경시대회에 수학 주제로 출전할 준비를 하는 것이다.  순수 수학은 대학생 실력으로도 새로운 연구를 할 주제를 찾는 것이 어려운데 컴퓨터 수학은 새로운 분야라 상상력만 있으면 고등학생이 연구할 수 있는 주제가 아직은 수없이 많이 있다.

2. AP과정,

AP과정은 AP 시험으로 인정을 받기 때문에 독학으로 배워도 AP 시험에서 5점만 받으면 대학의 인정을 받는다.  나는 주로 학교측에서 능력있는 학생의 트랙을 올려 주지 않는 경우에 AP를 사용하여 꼼짝없이 실력을 인정하도록 만들었지만 만약 AP과정이 없는 고등학교에 다닌다면 Special Project라고 이름은 걸어놓고 내용은 AP를 공부하여 실력을 과시할 수 있다.

3. 온라인 대학

University of Illinois에서는 대학과정 수학을 온라인으로 제공하고 있다. 대상 리스트를 보면 Post-AP High School Students라고 되어 있으니 바로 배울 수학이 과목이 없는 고등학생에게 적절한 강의이다. AP 이상의 수준이기 때문에 AP시험 처럼 능력을 인정받는 시험이 따로 없어 이 수준의 수학은 정규 크레딧을 주는 곳에서 배워야 하고 이 University of Illinois가 바로 그런 정규 크레딧을 주는 대학과정을 제공하고 있는 곳이다.

http://netmath.uiuc.edu/

여기제 제공되고 있는 수학은 모두 Mathematica를 사용해서 가르치니 Mathematica를 배운 학생들은 이미 도구에 익숙해 있어 한결 편하게 이 과정을 이수할 수 있다. NetMath에서 제공하는 과목은 Differential Equation이상까지 있어 학생이 무한대로 발전할 수 있게 된다.

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카테고리:트랙, 연구주제선택

ISEF에서 학생들이 노벨상 수상자에게 묻는 질문들

ISEF에서 학생들이 노벨상 수상자에게 묻는 질문들

Written on May 16, 2009

By James H. Choi
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ISEF의 화요일의 행사 중 하나는 노벨상 수상자들로 구성된 panel에게 학생과 심사원들이 질문을 하는 프로그램이 있습니다. 올 해는 노벨상 수상자 일곱 명 Herschel Medal수상자 한 명 총 여덟 명이 여러 가지 질문에 답을 했습니다.

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2009 ISEF에서 노벨상 수상자들이 학생의 질문을 받고 있는 장면
Photo by James H. Choi

학생의 질문은 “어렸을 때 했던 활동이 과학자로 성공을 하는데 어떤 영향을 주었다고 생각하느냐?”가 많았습니다. 예를 들어 “음악을 하십니까?” 질문이 있었고 답은 가지각색이었습니다. 또 한 예는 “Eagle Scout를 한 것이 과학자로 성공하는데 좋은 영향을 주었다고 생각하십니까?” 였는데 세 명이 좋은 영향이었다고 답을 해서 그 쪽으로 의견이 기우는가 싶었는데 다음 답은 노벨상 수상자 답게 “그 질문의 저변에는 어떤 활동을 하면 과학자로 성공하는가를 정하려는 의도가 깔려 있다고 생각하는데 Eagle Scout한 사람 중에도 실패한 사람이 많고 Eagle Scout 하지 않고도 성공한 사람이 많으니 인과 관계를 만들려는 것을 무리다”라고 침을 놓았습니다.

그 장면을 보면서 학부모님들이 늘 하시는 질문이 생각났습니다.  “이런 활동을 하면 좋은 대학에 들어가나요?” 하시며 마술의 열쇠를 찾으시는데 이 ISEF에 출전한 학생도 별로 다르지 않다는 것을 보게 되었습니다.  그래도 이미 이 ISEF에 출전한 학생들은 대학입학 뿐 아니라 인생에서 유리한 조건을 차지하고 있는 학생들인데도 노벨상 수상자의 “비법”을 밝히려 하고 있는 것이지요.
https://i2.wp.com/dl.dropbox.com/u/6378458/Column/Info/Korean/SpecialEvents/SpecialEvents.gif노벨 수상자에게 어떻게 하면 과학자로 유리한 위치를 차지할 수 있는가를 알고 싶어 이런 저런 질문을 하고 있던 학생들은 바로 가장 유리한 위치에 이미 서 있으면서 더 욕심을 내고 있는 것이지요. 제가 감탄한 것은 학생들이 카메라가 집중 되고 spot light를 받으며 긴장이 될 상태인데도 “like”라는 소리 섞지 않고 당당하고 조리 있게 질문을 하는 모습이었습니다. 다들 이 수준으로 과학을 지도 받으면서 발표하는 것도 지도 받았을 것이고 “like” 소리를 하는 것이 얼마나 멍청해 보이는지도 지도 받았지 않았나 짐작해 봅니다. 제 학생들 “like”소리 하지 말고 의견을 피력하라고 하면 “영어 선생님도 like를 얼마나 많이 사용하는데…”라고 말을 흐리는데 거기에 내포된 의미는 “네가 외국출생 수학 선생주제에 무슨 native speaker인 나의 영어 표현을 왈가왈가 하느냐” 입니다. “네 영어 선생님이 제대로 영어 표현을 못하는 사람이다”라고 할 수도 없고 그런 선생님을 존중해 주면서 존중하는 선생님의 발 버릇만은 따르지 말라고 할 수도 없고. 제 학생들은 이렇게 간단 명료하게 표현하는 법을 솔선수범 못하는 선생님들 속에서 줄기차게 당당하게 꾸준하게 like 소리를 섞어가며 멍청하게 발표를 하고 있어 속이 탑니다. 이렇게 버릇이 되어있으니 나중에 인터뷰 할 때도 과학경시대회 심사 때도 긴장을 할 수록 줄기차게 like 소리를 반복하여 점수를 깎여나갈 전망인데 이 이상 제가 어떻게 할 수가 없습니다. 제가 심사를 한 학생들은 제 학생들과 같은 나이인데도 like 남발 없이 조리있게 설명을 하여 더욱 돋보였습니다.

다시 돌아가서 학생들 뿐 아니라 심사위원들도 노벨 수상자들에게 질문을 했는데 제가 보기에는 다 뻔한 질문에 (공부를 못하는 학생을 위한 배려는 많은데 잘 하는 학생은 왜 방치하는가?) 뻔한 답들 (학교에 자원 봉사하여 학교의 운영에 더 참가하라)로 일괄되어 전해 드릴만한 내용이 없었습니다.

 

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카테고리:ISEF

과학고 학생사이 연구 수준 차이의 원인

과학고 학생사이 연구 수준 차이의 원인

By James H. Choi
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제가 가장 잘 아는 과학고 IMSA (Illinois Math and Science Academy) 에서는 수요일 수업이 없습니다. 모든 수업을 다른 날에 하고 수요일은 지역의 대학이나 기관의 연구실에 가서 연구를 하며 살아있는 교육을 받게 합니다. 다른 과학고도 이와 비슷한 제도가 있어 인텔 경시대회 입상자를 보면 단연 과학고 출신이 많습니다. 그래서 학부모님들은 학생들이 Bergen County Academies 같은 과학고에 가서 이런 산 교육과 현장 경험을 얻기를 바라십니다.

그러면 이 과학고에 들어가면 급우들과 함께 발전을 하여 과학경시대회에서 입상을 할 수준이 될까요? (참고: 경시수학에 강한 고등학교로 진학하면 진학생의 수학이 강해지나?)

인텔 입상자들의 자기 소개를 읽어 보면, 그리고 제가 ISEF 에서 심사 인터뷰를 하면서 높은 수준의 연구를 한 학생들에게 물어 보면 그들이 가진 근본적인 공통점은 과학고 출신이라는 것이 아니라 이들을 가이드 하는 누군가가 있었다는 것입니다. 그런 가이드가 있었기 때문에 과학고에 간 것이고 그런 가이드가 있었기 때문에 입상 수준의 연구를 할 수 있었던 것입니다. 그런 준비 없이 그런 지원 없이 과학고에만 들어가면 겉 무늬만 갖추는 것이지 정작 중요한 내용은 빠져있어 과학고 다니고서도 과학 경시대회에 출전도 못하는 90%의 학생 중에 하나가 되고 맙니다.

일주일에 하루를 연구하면서 보내는데 어째서 근사한 논문이 나오지 않을까요?

입장을 바꾸어 생각해 봅시다. 바쁜 교수가 과학고의 부탁을 받거나 과학고와 협정을 체결한 대학측의 압력으로 고등학생 인턴을 받기로 합니다. 고등학생이 일주일에 한번 와서 하루종일 일하며 배우는 것이 원래의 의도라 좋게 해석하면 무료 노동력으로 볼 수 있는데 교수의 입장에서 보면 별로 시킬 일이 없습니다. 위험한 화학 약품이나 중장비가 있는 실험실에서는 오히려 학생이 다칠까봐 신경만 쓰입니다. 연구라는 것은 고도의 지식으로 새로운 분야를 개척해 나가는 곳입니다. 며칠 트레이닝 받아 할 수 있는 일이라고는 잡다한 뒤치닥거리, 실험관 씻는일, 서류 들고 왔다갔다 할 수 있는 일 밖에 없습니다. 그 비싼 장비를 잘 못 건드려도 안되고 정확도가 불확실한 실험을 하여 두고 두고 그 자료가 의심스러워도 안됩니다.  (참고: 인턴쉽 1: 고등학생 인턴쉽이란 말도 안되는 일)

그것도 학생이 매일 오는 것이 아닙니다. IMSA 학생은 수요일만 옵니다. 하다 못해 여러명이 무거운 것 들어 올리려 하면 그 날은 목요일입니다. 수요일이 다가오면 학생이 해야 할 일을 찾아 내야 한다는 자체가 스트레스로 느껴집니다. (제가 별로 할 줄 아는 것이 없는 인턴을 고용해 본 경험담입니다.) 병원 같은 곳에서 자원봉사를 하는 경우에는 연구를 하러 온 것이 아니라 봉사를 하러 온 것이니 부담없이 서류 들고 왔다갔다 하는 일을 시킬 수 있는데 이런 연구를 배운다고 온 학생들은 잡일만 하고 있으라고 할 수도 없고 중요한 일을 맡길 수도 없는 한마디로 도움이 되기 보다는 방해가 될 가능성이 훨씬 큰 존재입니다.

그렇다고 1주일에 한번 오는 학생을 훈련 시킬 시간도 여력도 그리고 이유도 없습니다. 가르치려면 교수가 월급 줘가며 일시키는 대학원생들을 가르쳐야 하고 봉사를 하려면 어렵게 사는 학생들 가르치는 봉사를 하지 무엇하러 이런 호사스러운 과학고등학교에 다니는 잘사는 집 윤기흐르는 귀공자를 위해 봉사합니까?

이렇게 고등학생이 연구소에 가서 일하는 상황이 암담하다면 대체 대학 연구소에서 일하며 논문을 쓰고 인텔에서 입상하는 학생들은 어떤 학생들일까요? 저도 확실히는 모릅니다. 하지만 (자료도 통계도 없는) 제 짐작으로는 이 입상할 학생들이 과학고로 간 것이지 과학고 학생이 입상하는 것이 아니라고 생각합니다.
https://i2.wp.com/dl.dropbox.com/u/6378458/Column/Info/Korean/SpecialEvents/SpecialEvents.gif이 학생들은 연구소에 가서 배운 학생들이 아닙니다. 이 학생들이 연구소에 갔을 때는 이미 연구의 내용을 알고 있었고 자료분석을 할 줄 아는 학생들이었습니다. 한마디로 교수가 당장 사용할 수 있는 유용한 지식이나 기술을 가진 학생들이었습니다. 유용했기 때문에 일을 맡겼고 일을 맡았기 때문에 발전을 했고 발전을 했기 때문에 더 유용해졌고 더 유용해졌기 때문에 더 중요한 일을 하고, 그러다 급기야 실력과 운이 따르면 연구 발표에 저자의 한명으로 이름이 들어가는 수준까지 올라가는 것입니다. 이런 학생이 선망의 대학 10군데 다 동시 합격하게 됩니다. 그리고 대학가서도 선두에서 질주를 합니다.

어떻게 하면 이렇게 연구의 내용을 잘 파악하고 도움을 줄 수 있는 수준의 당장 유용한 학생이 될 수 있을까요? 연구소 책임 교수와 첫 인터뷰 하기 전에 다 배우고 가야 합니다. 인터뷰에서도 온상에서 자라 배려는 전혀 없고 자신밖에 모르는 사고방식을 고스란히 보이는 “여기서 일하면 제가 많이 배우고 대학 가는데 기록도 도움을 받을 것 같아요. 제가 아는 것이 없어서 답답하시겠지만 귀엽게 봐 주시고 많은 지도 편달 바랍니다” 라는 소리 하고 있지 말고 (위의 식의 발언은 한국에서는 겸손하다고 하고 미국에서는 저자세에 꾸뻑거릴 수록 한심하다고 합니다. 저도 저런 소리 하는 사람, 세상이 자신을 위해 존재한다고 굳게 믿는 사람 절대로 고용하지 않습니다.)

“제가 전에 관심이 있어 이런 저런 일을 이렇게 해 내었는데 (일의 샘플을 내밀면서) 교수님 하시는 이 연구의 이 부부분에 바로 적용이 될 것으로 보입니다. 이 부분을 이런 식으로 분석 하신다면 제가 맡아 도울 수 있습니다. (한 편지를 내 보이면서) 전 프로젝트를 감독하셨던 분이 저에 대해 이런 추천서도 써 주셨습니다.”라고 저절로 고용하고 싶은 마음이 우러나오는 프로다운 고용인 관점의 기특한 소리를 술술 해야 하고 또한 실지로 이런 “뻥”을 받쳐주는 경력과 지식과 자세와 각오를 가지고 있어야 합니다.

이런 배경을 알고 보면 애써서 과학고에 들어가는 것만 집중을 할 것이 아닙니다. 그것도 흔한 “선행학습”이라는 이름으로 똑 같은 내용을 두번씩 배우는 버릇만 가르쳐 놓으면 한번도 배우지 않은 문제를 줄기차게 접하는 연구실에서는 완전히 lost 가 되는 것이 당연하죠. 이런 학생들은 과학경시대회에 출전할 논문은 커녕 연구실에서 폐 안 끼치고 오늘도 무사히 넘기는 것이 목적이 됩니다. 매주 연구실로 가는 날이 두려워지기 시작할 수도 있습니다.

그러면 어디서 배울까요? 학교에서 배웠을 수도 있지만 학교의 수업만으로는 부족합니다. 과학고의 수업도 AP Computer Science 정도의 프로그래밍을 가르치는 정도의 수준이지 이런 고도의 과학연구자료 분석을 가르치지 않습니다. 이 학생들은 대부분 혼자 배웠거나 부모에게 배웠거나 형누나에게 배웠습니다. (“끼”가 있는 학생은 중학교때도 혼자 배워 프로그래밍을 하는데 그 시간과 정열을 어느날 교수한테 가서 “나는 이런 일을 했습니다”하고 내밀을 수준의 결과를 내는데 집중해야지 이것 저것 끄적거리면 프로그랭밍에 관심 없던 학생과 구별이 되지 않습니다.)

가족에게 배울 수 있는 행운을 타고 나지 못한 학생이더라도 의욕과 재능이 있으면 멘토를 찾아 얼마든지 극복하여 성공할 수 있습니다. 이런 큰 그릇이 될 학생은 매사에 장래를 위해 조언/가이드를 해 줄 사람이 필요한데 리더 보다는 멘토가 더 필요합니다. 멘토는 학생의 이익을 위해 충고해주는 사람이고 리더는 전체의 이익을 위해 충고해 주는 사람입니다. 예를 들어 전쟁이 나면 리더는 “나라를 위해 전선에 나가 적군과 싸워라!”라고 웅변을 토하지만 멘토는 “전쟁이 났으니 나라를 위해 통신망을 유지하는 엔지니어의 일을 하라. 그렇게 나라를 위해 봉사하고 나면 전쟁 끝나고 나서 재건설이 시작 될 때 연봉이 높은 직장을 쉽게 구하게 된다. 통신망 엔지니어 중에서도 이런이런 분야가 가장 유망하니 이 부서에의 이 위치에 지원하도록 해라.”라고 조용히 조언을 해 줍니다.

같은 나라를 위해 전쟁에 나가는 것도 이렇게 여러가지 수준이 있는데 경시대회를 위한 연구를 하는 것도 마찬가지 입니다. 같은 연구를 하더라도 학생이 제한된 시간에 발표할만한 결과를 낼 수 있는 주제를 찾아주는 것, 학생의 이상적인 포부에 찬물 끼얹어가며 김새는 소리 해가며 학생이 시간내에 성취할 수 있는 수준으로 목적을 끌어내려 주는 것, 다 멘토가 잘 도와주어야 할 일입니다. 아무리 기발난 아이디어라도 자료를 구할 수 없으면 막아야 하고 실험 비용을 감당할 수 없는 아이디어도 막아야 합니다. “네 꿈을 추구해라! 네가 원하면 길이 열릴 거야!”같은 무책임한 소리하는 리더 믿었다가는 이쪽 저쪽 구름 잡다 귀한 시간 몇 년 보내고 내놓을만한 연구 결과가 없게 됩니다.

학생의 재능을 잘 파악하고 현재의 과학 발전 상태를 잘 알고 있고 각 경시대회의 요구하는 조건을 잘 아는 멘토가 7학년 8학년 때 잘 가이드를 해 주면 학생은 고등학교 때 부터 연구소에서 활동을 하며 자발적으로 높은 수준으로 상승할 수 있습니다. 고등학교의 수학 트랙 들어가는 것과 유사하죠.

제가 몇년 전에 Missy USA에 처음으로 쓴 “미국 수학 과정의 다양한 트랙“이라는 글은 널리 읽혀 이제는 많은 학부모님들이 같은 학교의 같은 학년도 전혀 다른 수준의 수학을 하고 있다는 것을 아시게 되었습니다. 그와 마찬가지로 같은 과학 고등학교에서 같은 인턴 프로그램을 하고 있어도 이렇게 아주 큰 차이가 나는 수준의 일을 하고 있게 됩니다. 이 차이는 수학의 수준 차이보다 더 커서 같은 날 같은 시간을 보내면 일을 해도 한 학생은 인텔에서 입상할 수준의 연구를 하고 다른 학생은 우울하게 시간 채우고 오는 상황까지 갈 수 있습니다.

이 고등학생이 할 수 있는 연구의 수준은 연구소를 찾아가기 전에 이미 결정이 되어 있습니다. 앞으로 과학고를 지망하는 학부모님들은 과학고 입학 했다고 저절로 첨단 수준의 연구를 하게 되는 것이 아닌 것을 주지하시고 자제분이 연구소 첫 방문날 인터뷰 할 때 제가 위에 묘사한 두 학생중에 어느쪽이 되어 가고 있는가를 생각하시고 준비를 시키세요.

 

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