“학교 쉬는 시간과 점심시간 등을 이용해 학생들이 과학상식 등 지식을 습득할 수 있는 새로운 놀이문화를 만들어보고 싶었어요.”

정원길 광주 고실중학교 교사(49)는 최근 대전 국립중앙과학관에서 열린 제70회 전국과학전람회에 참가해 교원·일반부 부문에서 특상을 받았다.

전국과학전람회는 과학기술정보통신부 주최 국립중앙과학관 주관으로 열리고 있는 국내 최고 과학대회다. 초·중·고등학교 학생과 교원을 대상으로 과학 탐구심 함양 및 과학기술 발전을 위해 운영되고 있다.

정 교사는 전국과학전람회에서 양회관 동료교사(고실중)와 함께 제작한 ‘AI모션 인식 기술을 이용한 과학 퀴즈 연구’ 작품을 출품해 과학 탐구 대중화와 실용성을 인정받았다.

‘AI모션 인식 기술 이용한 과학 퀴즈 연구’는 기존 퀴즈 모션 게임을 학습과 연계해 활용도를 높이기 위해 구상됐다. 오픈CV(OpenCV)와 미디어파이프(Mediapipe)를 활용해 영상처리 프로그램을 구성하고, 범용성이 높은 엑셀 파일로 쉬운 관리와 시스템 자동화를 구현한 것이 특징이다.

정 교사는 “이번에 출품한 퀴즈 프로그램은 학교 휴게공간에서 학생들이 더 유익한 시간을 보낼 수 있으면 좋겠다는 생각을 가지고 개발하게 됐다”며 “양회관 교사와 함께 2년여간의 개발 기간을 거쳐 완성됐고, 같은 학교의 과학 선생님에게도 큰 도움을 받았다”고 말했다.

그러면서 “파이썬을 기반으로 한 이 프로그램에 사용된 미디어파이프(MediaPipe)는 머신러닝 및 영상 처리 기술을 실시간으로 사용할 수 있도록 구글에서 개발한 오픈 소스 프레임워크이다”며 “약 3만개의 실제 이미지와 다양한 배경 위에 적용된 여러 렌더링된 합성 모델을 통해 훈련돼 있는 기존 모델을 활용했다”고 설명했다.

또한 “AI(인공지능) 학습이 된 얼굴 랜드마크 추출, 손 제스처 인식의 2가지 솔루션을 사용해 손동작, 얼굴 기울림 등을 인식하는 방법으로 과학 퀴즈에 참여할 수 있다”고 덧붙였다.

특히 정 교사는 학생들의 흥미를 유발할 수 있도록 재미요소를 더했다고 강조했다.

그는 “과학 퀴즈를 오지 선다형으로 구성했고, 학생들은 손으로 숫자를 표현해 정답을 맞추면 된다”면서 “제한된 시간 안에 문제를 맞춰야 하는 스피드 퀴즈 방식이라 학생들의 동기 부여를 위해 랭킹 시스템도 도입했다”고 설명했다.

그는 또 “퀴즈를 풀면서 기초과학 지식, 영어 단어, 단순한 퀴즈의 다양한 교과목에 퀴즈를 적용해 재미있게 학습할 수 있다”며 “동료 교사들의 도움 덕분에 특상이라는 좋은 결과를 얻을 수 있게 됐고, 영어를 비롯한 다양한 언어에서도 사용할 수 있도록 글로벌 버전으로 발전시켜 해외 사용자들도 이용할 수 있도록 배포할 계획이다.”고 말했다

한편 올해 대회는 교사, 학생 등 15팀으로 구성된 광주대표단이 참가, 물리·화학·생물·산업 및 에너지·지구 및 환경 등 5개 부문에 작품을 출품해 특상 1개와 우수상 5개 등 수상의 영예를 안았다.

학생부 우수상은 △큰 힘을 내는 곤충의 다리 탐구(광주송원초 안준·류현승·허솔빈 학생) △n 중 시그마에 대한 고찰(광주과학고 김유진·오시언·이승준 학생) △Unity를 활용한 랜덤 3D 미로 탈출 네트워크 게임 구현에 관한 연구(광주과학고 송승원·이현창·조용빈 학생) 등 3개 작품이 수상했다.

교원·일반부 우수상은 △기후 변화에 따른 침입외래식물의 특성 분석 및 지속 가능한 발전(광주동성고 정정채 교사) △지구물리 탐수를 통한 광주지역 소규모 저수지 제방 안전성 연구(광주과학고 최숙·김태균 교사) 등 2개 작품이 선정됐다.

이번 대회에서 수상한 작품들은 다음 달 1일까지 국립중앙과학관 미래기술관 특별전시실에서 전시될 예정이다.