이 수업은 3D 모델링 기능을 배우는 데 그치지 않고, 학생이 실생활의 문제를 스스로 발견하고 간단한 모델링으로 해결하는 과정에서 공학적 소양을 기르는 수업입니다. 학생들은 교실, 복도, 가정, 도서관 등 자신이 생활하는 공간을 관찰하고, 불편하거나 위험한 상황을 사진으로 기록합니다.

이후 사용자, 공간, 안전, 사용성의 관점에서 문제의 원인을 분석하고 Tinkercad를 활용하여 해결안을 설계합니다. 이 과정에서 중요한 것은 복잡하고 화려한 모델링이 아니라 문제 해결에 필요한 기능을 명확하게 구현하는 것입니다.

나아가  기본 도형, 정렬, 복제, 그룹화, 구멍 기능을 활용하여 간단한 형태의 해결안을 제작합니다. 이를 통해 3D 모델링을 단순한 제작 기술이 아니라 자신의 생각을 구체화하고 검증하는 공학적 표현 도구로 경험합니다.

수업은 다음과 같은 흐름으로 진행했습니다. 간단한 구조이며, 3차시 안에 수업을 마무리 하였습니다.

본 수업의 학습 목표

1. 생활 공간을 관찰하여 불편, 위험, 낭비와 관련된 문제를 발견할 수 있습니다.

2. 발견한 문제를 사용자, 원인, 환경, 영향의 관점에서 설명할 수 있습니다.

3. 문제 해결에 필요한 기능과 설계 조건을 구체적으로 설정할 수 있습니다.

4. Tinkercad의 기본 도형, 정렬, 그룹화 및 구멍 기능을 활용하여 해결안을 모델링할 수 있습니다.

5. 모델링 결과가 문제의 원인과 해결 조건에 적합한지 평가할 수 있습니다.

6. 설계 결과의 장점과 한계를 설명하고 개선 방향을 제안할 수 있습니다.

7. 공학을 실생활의 문제를 더 안전하고 편리하게 해결하는 과정으로 이해할 수 있습니다.

핵심 질문

• 우리가 익숙해서 지나치고 있는 생활 속 불편은 무엇인가?

• 이 문제로 어려움을 겪는 사용자는 누구인가?

• 반드시 해결해야 하는 기술적 문제와 결과에 포함되어야 하는 핵심 기능은 무엇인가?

• 더 단순한 구조로 같은 기능을 구현할 수 있는가?

• 내가 설계한 물체를 실제 환경에서 안전하게 사용할 수 있는가?

공학 교육은 정답이 정해진 제품을 모든 학생이 동일하게 만드는 활동에서 벗어나야 합니다. 학생이 문제를 발견하고 자신의 판단에 따라 해결 조건을 설정하며, 불완전하더라도 해결안을 직접 제안할 수 있어야 합니다.

교수자는 학생에게 해결해야 할 문제와 정답을 모두 제공하는 사람이 아닙니다. 학생이 자신의 생활을 공학자의 관점으로 다시 바라보고, 익숙한 공간에서 새로운 문제를 발견하도록 돕는 사람입니다. 같은 교실을 관찰하더라도 학생마다 불편하게 느끼는 지점과 학생마다 중요하게 생각하는 관점이 모두  다르기 때문입니다.

이 수업에서는 모델링의 정교함보다 문제와 해결안의 연결을 중요하게 평가합니다. 기술적으로 완성도가 높은 결과물이라도 어떤 문제를 해결하려는 것인지 설명하지 못하면 좋은 공학 설계로 보기 어렵습니다. 여기서의 문제는 문제를 풀어내는 수학적 관점이라기 보다, 최적의 해결안으로 접근해야하는 실생활 문제로 이해하면 좋습니다. 문제 해결의 과정에서 그 방법으로 설계와 제작이 있을 수 있습니다. 복잡한 설계도 좋지만 형태가 단순하더라도 사용자의 불편을 정확하게 발견하고 필요한 기능을 구현하였다면 충분히 의미 있는 설계라고 할 수 있습니다.

또한 공학은 새로운 물건을 계속 추가하는 활동만을 의미하지 않습니다. 불필요한 기능을 제거하고, 재료와 공간의 사용을 줄이며, 누구나 쉽게 사용할 수 있도록 구조를 단순화하는 과정도 중요한 공학적 접근이라 할수 있습니다.

"좋은 모델링은 복잡한 모델링이 아니라 문제를 해결하는 이유와 기능이 분명한 모델링이라고 생각합니다."

이번 수업을 통해 학생들은 3D 모델링을 시작하기 전에 자신의 생활 공간을 먼저 관찰하였다. 처음에는 “불편한 것이 없다”고 답한 학생도 있었지만, 교실과 복도를 천천히 살펴보고 사진으로 기록하는 과정에서 충전 케이블 정리, 우산 보관, 책상 위 학용품 배치, 문손잡이 사용 등 다양한 문제를 발견하는 모습을 보였다. 아주 억지로라도 발견하는 모습을 보였으며 이런 관점의 관찰이 매우 중요하다고 생각하였다. 

학생들은 모델링 기능을 익히는 것보다 문제를 구체적인 문장으로 정의하는 과정을 더 어려워하였다. 이를 통해 불편한 상황을 발견하는 것과 문제의 원인을 설명하는 것은 서로 다른 사고 과정이라는 점을 확인할 수 있었다. 따라서 다음 수업에서는 문제 상황을 사용자, 장소, 원인, 영향으로 구분하여 분석하는 활동을 조금 더 충분히 제공할 필요가 있다고 느꼈다. 결국 Skill 보다는 공학적 접근 방법에 대한 인사이트를 길러주는 것을 목표로 두었다.

모델링 과정에서는 일부 학생이 기능보다 형태를 화려하게 만드는 데 집중하는 모습을 보였다. 이에 “이 부분은 어떤 문제를 해결합니까?”라는 질문을 반복하여 제시하였고, 학생들이 불필요한 장식을 제거하고 핵심 기능을 중심으로 모델을 단순화하도록 지도하였였다. 복잡해지면 사용자 또한 복잡하게 느끼기 때문이다. 이 과정에서 학생들과 함께 단순화 역시 중요한 공학적 설계 능력이라는 점을 확인하도록 지도하였다.

모든 결과물이 실제 제품으로 제작할 수 있는 수준에 도달한 것은 아니었다. 또한 이 수업의 한계는 실제 모델링을 하여 산출물을 아이들이 만져 보지는 못한다는 것이었다. 그러나 학생들이 자신이 발견한 문제를 근래 이슈가 되는 AI 기술로 실제 적용 사진을 생성하여 확인하였으며, 일련의 과정에서 해결 조건을 설정하며, 모델링을 통해 생각을 보이는 형태로 전환하였다는 점에서 교육적 의미가 있다고 느꼈다.

우리가 예를 들어 한글 문서로 글을 썼다고 가정하고, 이를 꼭 프린터기를 활용하여 종이로 인쇄해야 지만 수업이 완성된 것은 아니기 때문이라는 생각을 종종한다. 공학적 문제 해결 과정 또한 비슷한 관점으로 접근하였다. 3D모델을 출력하지 않았더라도, 그 교육의 과정이 의미있는 경험이 아니라고는 장담할 수는 없다고 본다.

앞으로는 모델링 결과를 완성하는 단계에서 수업을 종료하지 않고, 실제 사용자를 대상으로 사용성과 적합성을 확인하는 과정까지 확장하면 좋을 듯하다. 1차 설계, 사용자 피드백, 구조 개선, 2차 설계의 과정으로 수업을 발전시킨다면 학생들은 공학이 한 번에 정답을 만드는 활동이 아니라 실패와 개선을 반복하며 더 적절한 해결안을 찾아가는 과정임을 경험할 수 있을 것이라 생각한다. 2025년 11월 수업을 마치고.