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Google Science Fair에서 1등 하는 법
By James H. Choi
http://Korean.SabioAcademy.com
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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.
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.
ISEF에서 만난 학부모/심사위원
By James H. Choi
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ISEF의 심사위원은 둘로 나누어지는데 하나는 Grand Judge라 하여 ISEF의 공식 입상을 정하는 심사위원이고 다른 하나는 Special Award Judge라 하여 각 회사 또는 공공기관에서 나와 자신의 사업이나 기관에 관련이 된 연구를 대상으로 자비로 상을 주고 뛰어난 연구가 있으면 학생을 인턴쉽 같은 기회를 주어 스카우트를 해 가게 됩니다.
저는 Grand Judge로 공식 입상을 심사했는데 이 Grand Judge는 화요일 오후 내내 이 대회의 원래 취지대로 입상자를 뽑도록 훈련을 받습니다. 그 훈련을 받기 위해 줄을 서 있는데 바로 앞에 서 계시는 다른 Grand Judge가 제게 말을 걸어 이런 저런 말을 나누게 되었습니다. 그 분은 정신과 의사라고 자신을 소개했고 저는 수학 선생이라고 자신을 소개했는데 타 주에서 오신 이 백인 여의사가 제 학원의 이름을 기억하는 것입니다. 이야기를 나누어 보니 아들이 제 강의를 가지고 AMC 공부를 했다는 것입니다. 세상 참 좁지요. 그래서 갑자기 제가 그분에게 믿을 만한 잘 아는 사람으로 둔갑이 되어 줄에 서 있으며 이런저런 이야기를 나누게 되었는데 그렇게 해서 그 아들은 USAMO에 진출을 했다는 것입니다. State가 작아 출전 하기가 쉬웠다고 겸손해 하셨지만 그 분의 큰 아들은 USAMO도 나갔고 인텔 과학경시대회(STS)에도 finalist가 되었었고 지금은 하버드 재학 중이라고 합니다.
이 학부모님은 미국의 수학경시대회제도 과학 경시대회제도에 대해 저만큼이나 잘 알고 계실 뿐 아니라 이런 과학 경진대회 심사까지 직접 하고 계시니 누가 이 분의 자제분들을 당하겠습니까? 세상 참 불공평하지요. 한데 이런 쟁쟁한 학부모님이 저보고 이번 여름에 타주의 학생을 받은 프로그램을 위한 과학 연구 프로그램을 할 것이냐고 지대한 관심을 보이시며 제 명함까지 받아가시니 상대방의 기분을 배려하는 외교능력이 뛰어나시거나 아니면 제가 그런 수준의 학생을 맡길 수 있는 교사로 보였든지 둘 중에 하나인 것 같습니다.
Reno에는 영재 중 영재만 가르치는 학교가 있습니다. 이 학교는 ISEF에 와서도 booth를 가지고 홍보를 하고 있었습니다. 이 학교는 Reno에 거주하는 학생들만 받는데 제 학생 중 두 명도 이 학교에 재학 중입니다. 저와 같이 computer science를 심사한 한 심사관 한분은 자제분들을 이 학교에 보내기 위해 부인은 Reno에 거주하고 자신은 다른 도시에서 일하신답니다. 즉, 미국인들도 미국 내에서 교육을 위해 기러기 가족을 하는 것입니다. (자제분이 제 강의로 공부했는지는 물어보지 않았습니다.) 그 분의 말씀에 의하면 이 학교의 학부모님 중에는 그렇게 부부가 다른 도시에서 사는 흔히 경우가 있다는 것입니다. 그렇게 해서라도 자제분들이 최고의 교육을 받도록 하며 자신이 과학자/연구원인 부모가 이런 경시대회에서 심사위원까지 하며 내용과 절차를 파악하고 있으니 인텔 과학경시대회 입상자 부모가 다 과학자, 교수인것이 더 확실히 이해가 됩니다. ISEF 에 출전한 학생들도 “아이디어를 어디에서 얻었는가?”라는 질문에 자신의 부모중 하나가 그 분야에서 일하고 있다는 경우가 흔했습니다. 다른 교수의 이름을 대는 경우도 많지만 아마도 대부분 부모의 친구나 친구의 친구들일 것입니다.
이민온 학부모님들은 자제분의 SAT 학원 선정이 교육의 관건이라고 생각하시지만 미국 주류사회에서 최고로 달리고 있는 학부모는 이렇게 차원이 다른 교육을 하고 있다는 것을 볼 수가 있었습니다.
과학경시대회의 심사의 문제점 Part 2
By James H. Choi
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어제 Science Fair에서 느낀 심사의 문제에 대한 글을 썼는데 오늘 바로 그 내용으로 email을 받아 다시 생각하게 되었다. 내가 일하는 학원의 원장님이 이 지역의 Science Fair의 co-chair 이시기 때문인지 어제 있던 Science Fair의 판정에 대한 항의 편지가 온 것이다. 원장 선생님은 심사위원 선정이나 심사에 아무런 관계가 없는데 Science Fair 관계자 전원에게 다 보낸 것 같다.
학생을 준비 시켜 출전 시킨 과학 선생님이 쓴 email 이데 다른 학교의 모든 과학 선생님들로부터 칭찬을 받은 우수한 연구 작품이 “갓난아기 데리고 와서 심사를 한 부인의” 말도 안되는 비평을 받고 예선도 통과하지 못했다는 것이다. 잘못된 점을 지적한 것이 전혀 과학을 모르는 사람이 쓴 것이고 연구와는 해당이 되지 않는 소리라는 것이라는 것이다. 이 선생님이 학창 시절의 과학 선생님도 이 Science Fair가 엉터리라 혹평하며 참가 하지 않았었는데 이제는 그 스승의 마음을 이해하게 되었다는 것이다.
나는 왜 그 심사 위원이 그런 질문을 하고 그런 비평을 썼는지 안다. Science Fair 시작 한 시간 전 심사위원 트레이닝 할 때 “연구 내용을 전혀 모르겠으면 이런이런 것을 물어보아 이렇게 이렇게 평가를 쓰세요”라고 가르치는 지침을 그대로 실천한 것이다. 이 단순한 평가 방법은 전형적인 경우에만 해당될까 말까 하지 연구가 조금만 독창적이면 전혀 통하지 않게 되다. 예를 들어 컴퓨터로 Number Theory를 연구하는데 “측정에 오차가 얼마나 되었는가?” “실험을 몇 번 실행했으며 결과의 차이는 얼마나 났는가?” 모든 단위는 metric으로 되었는가 같은 것은 전혀 해당되지 않는 질문이다. 컴퓨터로 1+1을 백만번 해 봐야 답은 2가 나오기 때문에 “몇 번 해보았는가?”라고 묻는 것 자체가 웃기는 것이다. 하지만 이런 내용을 이해 못하는 심사위원에게 걸리면 “실험을 반복하지 않았다”라고 감점을 받는다.
나도 내 학생의 연구가 인터넷에서 copy-and-paste 한 학생의 연구와 같은 점수를 받은 기가막힌 상황을 나도 겪어서 이 선생님이 분개하는 것을 잘 이해 한다. 만약 내 학생이 State로 나가지 못하고 인터넷에서 copy-and-paste 해서 출전한 배짱 좋은 친구의 연구가 State로 갔다면 나도 심히 분개했을 것이다.
한편으로는 이렇게라도 해마다 Science Fair를 조직하느라 봉사하는 임원들이 감사하고 다른 편으로는 뺑뺑이 돌리는 것과 별 다를 것이 없는 심사결과에 심한 회의를 느끼고 그동안 내가 Science Fair에 아예 참가조차 안하는 학교의 자세가 한심하다고 생각 했던 것을 다시 생각해게 된다. 그들의 Science Fair 에 대한 문관심이 “게으름”이라 생각했었는데 어쩌면 “현명함”일지 모른다는 생각도 든다.
하지만 내 입장에서는 선택의 여지가 없다. MIT 로 진학하기 원하는 학생들을 위한 가장 확고하고 바람직하고 교육적이고 재미있고 신나는 준비는 과학 경시대회에서 입상하는 경력을 쌓는 것이고 그 첫 관문은 이 Regional Science Fair이기 때문에 밉던 곱던 이 제도에 적응을 해서 통과를 해야 한다. 그러니 돌아설 수 없고 비정상적인 평가 제도를 파악하여 그에 따른 비과학적인 발표를 준비 시키는 지경까지 가더라도 이 첫 관문을 통과하여 Intel ISEF에 가서 제대로 과학의 내용으로 승부를 가르게 만들어야 하는 것이다.
이 Science Fair에 관심을 가지신 학부모님들은 지금부터 재학중인 자제분의 학교가 Regional Science Fair에 참가하는지 알아 보셔야 한다. 내가 가르치는 지역의 대부분 공립 고등학교는 참가하지 않기 때문에 내 학원을 참가 학교로 등록시켜 내 학생들에게 참가의 기회를 열어 주어야 했다. 기가막히게 부조리 하고 불공평 한 것으로 느껴지시겠지만 Regional Science Fair에 참가하지 않는 학교에 재학중인 학생들은 아무리 아인스타인이어도 첫 단계가 막혔기 때문에 ISEF에 출전할 방법이 없다. 단 Intel STS (유학생도 가능 12학년만 출전)나 Siemens(영주권, 시민권자만 가능 9학년부터 출전 가능) 에 출전할 수 있는데 Science Fair 도 안하는 학교가 과연 유난을 떠는 학생들을 위해 얼마나 도움을 줄지는 미지수이다.
참고:
Intel STS 는 Science Fair 같은 첫 관문 없이 직통으로 연구 결과를 보낼 수 있다. 그리고 ISEF보다 더 권위가 있는 대회이다. 하지만 이 대회는 12학년만이 출전할 수 있다. 설사 Science Fair에서 해마다 억울하게 선택을 받지 못하는 불운이 겹치더라도 해마다 그 수준으로 준비를 한 장단이 있어야 나중에 Intel STS 수준을 연구할 수 있지 심사가 엉터리라는 이유로 연구에 손을 놓고 있다가는 12학년 되어 갑자기 할 수 있는 일이 아니다.
Siemens는 미국의 영주권자와 시민권자로 참가 자격을 제한하는데 개인전은 12학년만 출전할 수 있지만 팀 (3명까지) 대회는 9학년부터 참가가 가능하다.
Intel STS 나 Siemens에서 승산이 있으려면 Mentor의 가이드를 받아야 한다. Mentor의 역할은 두가지. 연구의 방향을 제시해 주고 해봐야 시간 낭비인 일을 예방해준다. 학생 혼자 좌우 충돌을 하며 익히는 것은 바람직하지만 막다른 골목마다 다 들어가다 보면 시간 내로 연구의 결과를 얻을 수가 없다.
과학경시대회의 심사의 문제점 Part 1
By James H. Choi
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Intel ISEF (International Science and Engineering Fair)에서 심사를 하는 것과 Illinois Regional Science Fair에서 심사를 하는 것은 일일이 다 열거할 수 없을 정도로 전혀 다른 경험이다. (다른 주도 비슷하리라 예상한다) 예를 들어 ISEF에서는 학생의 연구에서 미흡한 점을 찾아내어 막상막하의 출전 학생중에 참된 우수한 연구를 변별하는 것이 목적인데 Regional Science Fair에서는 웬만하면 점수를 후하게 주고 격려의 말을 넉넉히 하여 학생들이 과학경시대회에 관심을 잃지 않도록 하는 것이 목적이다.
그리고 또 하나 차이가 있다면 심사위원의 과학지식 수준이다. ISEF는 주로 박사를 우선으로 선발하고 박사학위가 없더라도 그 분야에서 6년인가 근무한 사람을 심사위원의 자격으로 정한다. Regional Science Fair에서는 자원 봉사자로 심사위원을 채운다.
항상 심사위원의 수가 모자라서 학생을 출전 시키는 학교에서는 일정 수의 심사위원을 의무적으로 참가시켜야 하고 만약에 그 학교에서 하나도 심사 위원을 보내지 않았으면 그 학교의 학생은 ISEF 출전 자격을 자동으로 잃는 제도를 운영하고 있다. 그만큼 심사위원을 확보하는 것이 어려운 것이다.
그래서 상당 수의 심사위원은 학부모님이거나 반 타의로 끌려온 자원 봉사자이다. 심사위원 수를 채우기도 힘드니 자격을 따질 여유는 없다. 그래서 과학을 전혀 모르는 과학경시대회 심사위원이 등장한다. 등장하는 정도가 아니라 대부분이 과학을 잘 모르는 심사위원이다. 심사위원 훈련 시간에 “과학에 대해 전혀 몰라도 됩니다”라고 선언하여 자원 봉사자들을 안심시킨다.
나는 1차, 2차, 3차 심사위원을 다 해 보았지만 1차는 물론 2차에도 과학을 모르는 심사위원이 반 이상이다. 3차에서도 100% 과학을 아는 사람들이 아니다. 그래서 과학을 하는 몇 사람의 의견이 지배하고 그 소수의 과학을 아는 사람의 마음에 드는 연구가 수상을 하게 된다.
이 과학을 모르는 심사위원이 심사하는 과학 경시대회에서는 여러분이 짐작하시듯 온갖 웃지 못할 일들이 일어난다. 웬만하면 웃겠는데 학생의 장래가 좌우되고 있으니 심각한 상황이다. 내 학생의 장래까지 얽히게 되면 피눈물이 날 지경이다.
한 예로 오늘 나는 물리 심사를 하다 잠시 수학으로 출전한 내 학생의 booth에 가 보았다. 내 학생의 연구는 내가 mentor로 지도 했으니 내용을 내가 훤히 아는데 이 연구는 처음에는 간단하게 생각하고 시작 했다가 점점 내용이 깊어지고 신비로워져서 지금 나도 학생도 흥분을 느끼며 실험을 하고 있다. (실험=Mathematica programming and running) 컴퓨터 20대를 이틀 동안 돌려 실험 결과가 나올 때마다 “어?” 하면서 놀라게 되는 진정한 (아무도 답을 모르는 문제를 풀어가는) 연구를 하고 있어 내가 말이 mentoring을 하고 있는 것이지 실은 나도 답을 모르는 채 새로운 수의 세계를 탐험하는 진정한 Number Theory 연구이다. 지금 기세로는 현재 8학년의 학생이 이 주제로만 두고 두고 9학년 10학년, 11학년에 걸쳐 점점 더 깊은 연구를 하게 될 것 같다.
내 학생 바로 옆에 있는 학생의 수학 연구 내용을 보니 기가 막혔다. 널리 알려져 있는 공식에 수치를 대입하여 답이 무엇이 나오는가를 보는 것 뿐이고 결과의 그래프도 (누구나 다 아는 유명한 그래프) 자신이 직접 만들 것이 아니라 인터넷에서 베껴와서 프린트를 한 것이 다였다. 내가 그의 연구를 보고 튀어나온 질문은 “what is new here?” (새로운 발견이 무엇이었나?) 였다. 그의 답은 어깨를 으쓱 하는 것 뿐 대답을 못했다. 그냥 복잡해 보이는 수학 공식 하나 써 놓고 인터넷에서 그래프 하나 복사해서 프린트 해 놓으면 뭔가 되리라 생각한 배짱인 셈이다.
그리고 그 학생의 배짱은 적중했다. 내 학생과 같은 점수를 받은 것이다. 이런 천지차이의 연구가 같은 점수가 되다니???
실력과 배짱이 구별되지 않는 과학경시대회가 미국의 Regional Science Fair의 현주소이다. 별 내용 없는 연구도 심사위원들 얼떨떨하게 잘 포장하면 상당히 높은 점수를 얻을 수 있는 것이다.
미국은 과학과 공학을 권장하기 위해 이렇게 과학경시대회를 개최하여 과학을 권장하고 있지만 이미 과학을 모르는 세대가 심사를 하여 학생의 연구 수준과 포상의 관계가 무의미하게 만들고 있으니 세대에 지식이 끊어진다는 것이 다음 세대의 지식 전수에 얼마나 큰 영향을 주는 것인지 실감하게 된다.
나는 심사위원이 과학과 관계 없는 자원 봉사자라는 사실을 알고 있었기 때문에 내 학생의 발표를 준비시킬 때 수학을 이해 못하는 심사위원을 위해서 수학 용어를 사용하지 않는 발표까지 연습시켰다. 덕분에인지 이 학생은 State에 진출하게 되어 기뻤지만 그 옆에 있던 학생도 State로 진출했다니 억울한 생각이 든다.
“It is not enough that we succeed. Others must fail.”
Gore Vidal
하지만 앞으로 몇 십년간은 이 상황이 바뀌어질 수가 없다. 우리가 할 수 있는 것은 규칙을 다 준수하되 심사위원의 수준에 맞는 발표와 보고서를 준비 하는 것이 가장 승산의 확률을 높이는 방법이라 생각된다. 즉, 같은 연구의 발표를 Regional Science Fair에서 하는 발표와 (일반인 대상 발표) ISEF에서 하는 발표를 (분야 전문가의 가혹한 질문을 전제한 발표) 따로 준비해야 해야 중간에 억울하게 탈락되지 않고 제 실력만큼 올라갈 수 있게 되는 것이다.
사비오 칼럼 