지난 11월 3일 대전 과학기술연합대학원대학교에서 치러진 ‘제36회 전국청소년과학탐구대회 시범종목 본선대회'에서 우리 지역 학생들이 메카트로닉스 종목에서 우수한 성적을 거뒀다. 메카트로닉스(Mechatronics)는 기계과학(Mechanics)과 전자공학(Electronics)의 합성어로 과학적 문제 상황을 기계, 전자, 컴퓨터 등을 활용해 해결하는 과정에서 다양한 기초적 이론과 기술을 종합 평가하는 종목이다.

고등부 대상
“지금까지 노력한 결과 드러낼 기회 됐어요”
명덕고등학교 김세윤 학생 

“수상을 기대하고 대회에 나갔던 것은 아니라서 실감 나지는 않습니다. 메카트로닉스 부분이 아직 시범 종목이라 이 대회에 대해 모르는 학생이 많아서 제가 이런 기회를 잡게 된 것이 아닌가 하는 생각을 하고 있습니다. 하지만 제가 지금까지 노력한 것을 드러낼 기회가 돼 기쁘기도 합니다.”
명덕고등학교(교장 남완규) 김세윤 학생은 메카트로닉스 종목에서 대상을 받았다. 메카트로닉스대회는 2인 1조로 팀을 이뤄 출전한다. 중학교 때부터 한 팀으로 대회를 준비했던 친구가 인터넷 카페에서 메카트로닉스대회를 알게 돼 별 기대 없이 준비했다고 한다.
전국대회에 나가기 위해서는 예선전을 통과해야 한다. 예선전 주제는 프로그래밍을 통해 오토마타를 만드는 것이었다. 세윤군은 간단한 성문을 만들었는데, 센서를 이용해 몇 가지 상황을 나누고 상황에 따른 행동을 기계적 구조를 통해 구현했다.
전국대회 과제는 농촌의 일손 부족 문제를 해결할 작품을 만드는 것이었다. 대부분의 학생은 농기구나 농업의 일정 부분을 대신할 수 있는 기계를 만들었다. 세윤군은 농업의 전체적인 과정을 간소화해 자동화 농업 시스템을 만들었다. 시간은 부족했지만, 역할분담을 적절히 나눠 과제를 해결했고, 무엇보다 아이디어에서 좋은 점수를 얻은 것 같다고 추측했다.
메카트로닉스 대회를 준비하기 위해서는 기계, 전자, 컴퓨터의 다양한 기초적 이론과 프로그래밍에 대한 이해가 중요하다. 세윤군은 기계적인 부분을 맡고 같이 나간 친구가 프로그래밍을 맡았다. 하지만 학원이나 과외로 전문적인 교육을 받기보다 관심을 가지고 책이나 인터넷을 통해 주로 배웠다고 한다.
“기계공학 대회나 메카트로닉스 대회를 준비하면서, 시간만 버린 듯한 느낌이 든 적도 많지만 사실 많은 도움이 됐습니다. 정해진 시간 내에 문제 해결을 위해 방법을 탐색하고, 이를 구현하며 그 과정에서 발생한 문제점을 찾는 것이 생각보다 학교 과제나 일상생활에서 큰 도움이 된 것 같습니다. 지금 당장은 도움이 되지 않을 것 같지만, 계속 노력하다 보면 문제 해결력 향상에 생각보다 큰 도움이 됩니다.”
세윤군은 기계나 제품, 로봇 등 전반적인 설계 과정을 좋아한다. 문제 해결이나 효율성을 위해 고민하는 과정이 즐겁게 느껴지기 때문이다. 로봇이나 기계 부분의 연구원이 되어 연구 활동을 하고 싶다는 세윤군은 건축이나 산업디자인 등 다른 분야에도 관심을 가지고 폭넓은 활동을 계획하고 있다.

중등부 은상
“아이디어 생각날 때마다 노트에 적어요”
신목중학교 백규열 학생

신목중학교(교장 최종석) 1학년 백규열 학생은 제36회 전국청소년과학탐구대회 시범종목인 메카트로닉스에서 은상을 받았다. 올해 중등부 대회 주제는 ‘에너지를 절약하거나 저축할 수 있는 방법’이었다. 규열군은 주제를 보자마자 에너지 소비를 표현하고 저축할 수 있는 ‘스마트시티’를 만들어야겠다고 생각했다.
“스마트시티는 가전제품의 전기 사용량을 측정할 수 있는 계기판이 있고, 외출하면 전자제품이 자동으로 꺼져 전기를 절약할 수 있어요. 와이파이 자동차와 비행기를 만들어 와이파이로 전기를 공급할 수 있고, 계기판의 숫자가 떨어지면 태양광, 풍력발전기로 에너지를 저축할 수 있어요.”
다행히 주제를 보자마자 아이디어가 떠올라 기계 제작, 코딩, 보고서 작성에 발표 연습 시간까지 벌 수 있었다.  
“평소 책을 많이 읽고 다양한 체험과 생각하는 미술 등을 한 것이 아이디어를 얻는 데 도움이 됐어요. 다른 팀은 아이디어를 만들지 못해 대회 진행에 어려움을 느끼는데 우리 팀은 아이디어가 8개나 떠올라 그중에 어떤 것을 선택할지 행복한 고민을 했어요.”
사실 규열군은 컴퓨터나 과학상자를 관련된 책과 유튜브를 보고 혼자서 익혔다. 로봇도 독학으로 배웠다. 독학으로 공부했지만, 초등학교 때부터 기계공학대회, 발명품경진대회, 과학탐구 토론보고서 대회, 창의탐구경진대회(창작에어로켓), 에어로켓대회 등에 참가해 다수의 상을 받았다. 대한민국 오토 사이언스캠프는 교육부장관상을 받았고 생활안전지도자와 드론조종자격증도 취득했다. 교육청 영재원도 다녔고 카이스트 캠프에도 참가했다. 과학 관련 상뿐 아니라 독서상, 미술상, 바둑, 주산, 컴퓨터상에 이어 플루트, 작곡상, 심지어 양궁과 오케스트라로 기네스북에도 올랐다.
기계원리를 적용해 정해진 미션을 해결하는 기계공학과 코딩을 통한 프로그래밍 제어, 과학적 접근에 그래픽언어로 스토리를 만들어 내는 메카트로닉스대회는 주제가 포괄적이기 때문에 아이디어 선정이 무엇보다 중요해졌다. 규열군은 아이디어를 얻기 위해 아이디어 노트를 쓴다고 한다.
“아이디어를 쓰는 저만의 노트가 있는데, 잠을 자다가도 생각나면 일어나서 아이디어를 씁니다. 매카트로닉스대회를 준비한다면 구조와 전기에 대한 지식과 프로그래밍에 대해 알고 있어야 합니다. 그것보다 중요한 것은 창의적인 아이디어인데 이를 위해 레고 마인드스톰, 과학상자 등을 설계대로가 아니라 창의적으로 만들어 볼 것을 추천합니다.”

고등부 최우수지도교사상
“꾸준히 연습한다면 좋은 결과 있을 거예요”
명덕고등학교 박창권 교사

명덕고등학교는 제36회 전국청소년과학탐구대회 시범종목 본선대회에서 김세윤 학생이 메카트로닉스대회에서 대상을 수상한 것 외에 최우수학교에 주어지는 지도교사상 또한 수상했다. 이번 대회에서 최우수지도교사상을 수상한 명덕고 박창권 교사는 “학생이 스스로 준비해 참여한 대회이고, 지도교사로서 많은 부분을 해주지 않았음에도 최우수지도교사상을 받게 되어 조금 쑥스럽다”고 수상소감을 전했다.
이어 “김세윤 학생은 학교에서 친구들과도 잘 어울릴 줄 아는 학생이며 친구들도 김세윤 학생을 좋아한다”며 “학교에서 학업 성적도 우수할 뿐만 아니라 여러 방면에서 재능이 있다. 특히, 과제를 수행하는 능력이 우수하고 과제에 몰두하는 학생”이라고 세윤군을 소개한다.
박 교사는 “중학교 때부터 김세윤 학생은 다른 고등학교에 진학한 친구와 함께 컴퓨터와 기계공학과 관련해 공부하고 대회를 준비했기 때문에 지도교사로서 대회 준비 과정이 잘 진행되고 있는지 확인하는 정도여서 지도하면서 딱히 어려운 점도 없었다”고 강조한다.  
대회를 준비하는 학생들에게 “평소 관련 내용에 관심을 갖고 다른 학생들보다 더 많은 시간을 할애해 꾸준히 준비한다면 좋은 결과가 있을 것”이라고 당부했다.

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