생태 수학 : 자연에서 찾은 수학의 원리

자연에서 찾은 수학의 원리

한상직 지음

교육공동체벗 2019년 10월 25일 출간 종이책 : 2019년 05월 15일 출간

작품소개

책소개

연산을 잘한다고 해서 수학을 잘하는 건 아닙니다.
수학은 합리적 사고 방법을 익히는 과정입니다.
초등 과정에서는 ‘재미있다’와 ‘잘한다’가 동의어가 될 수 있습니다.
우리 주변의 자연 환경 속에서 체험 활동을 통해
수학의 원리를 발견하는 재미있는 ‘생태 수학’을 만나 보세요.

목차

여는 글

1장. 꽃잎에서 찾은 수의 규칙
식물은 왜 꽃을 피울까?
꽃잎에 숨어 있는 수의 규칙
동식물의 성장에서 나타나는 수의 규칙
수학 지식 - 수의 규칙
토끼의 번식과 피보나치수열

2장. 햇빛을 나누는 식물의 수학
햇빛을 먹는 식물의 잎
식물의 잎 나기 방법
수학 지식 - 각도와 분수
효율적인 잎 나기

3장. 식물의 한살이를 관찰하는 상자 텃밭
식물의 한살이 패턴
한살이 패턴을 관찰하는 상자 텃밭
수학 지식 - 입체 도형
상자 텃밭의 측정

4장. 씨앗의 여행과 대칭
다음 세대를 이어 가는 씨앗
씨앗의 이동 방법
회전 대칭에서 선대칭으로
수학 지식 - 대칭
단풍나무 씨앗의 비행
민들레 씨앗과 낙하산

5장. 지구의 개미는 모두 몇 마리일까
큰 수를 세는 방법
지구에서 가장 번성하는 동물은 무엇일까
생체량이 가장 큰 동물
수학 지식 - 측정 단위
개미의 생체량

6장. 꿀벌의 집은 왜 육각형일까
육각형 모양의 꿀벌의 집
평면을 가장 넓게 사용하는 정육각형
수학 지식 - 평면 도형과 넓이
입체를 가장 넓게 사용하는 돔 하우스

7장. 최소의 재료와 최대의 효과, 거미그물
거미와 거미그물
거미그물의 발전 단계
최소 재료와 최대 효과
수학 지식 - 원둘레의 길이와 원의 넓이
녹아 없어지는 생태 그물

8장. 천적을 피하는 매미의 지혜
매미의 울음소리가 큰 이유
생존율을 높이는 매미의 수학
수학 지식 - 약수와 배수
특별한 수, 소수

9장. 자연과 예술의 만남, 아름다운 비율
아름다운 비율이란 무엇일까
황금비와 황금 사각형
동양의 건축과 예술에 사용된 금강비
수학 지식 - 비례식과 비례배분
황금각과 씨앗의 성장

부록. 함께 하는 실험
1. 햇빛을 고르게 나누는 식물의 잎 나기
2. 단풍나무 씨앗 모형 날리기
3. 원이 육각형으로 변하는 꿀벌의 집

출판사 서평

舊떱??큰 남향으로 텃밭을 배치하고, 작물을 심고 돌보며 성장 과정을 관찰 읽기와 그림, 몸짓으로 표현합니다. 텃밭 상자와 텃논을 만들기 위한 준비 과정에서 사각기둥과 원기둥 등 입체 도형의 특성과 부피를 이해하는 것도 빼놓을 수 없습니다.
4장 <씨앗의 여행과 대칭>은 다음 세대를 이어 가기 위한 식물의 노력과 지혜를 씨앗의 모양으로 살펴봅니다. 식물은 자신의 씨앗을 더 멀리, 널리 퍼뜨리기 위해 다양한 방법을 사용합니다. 민들레 홀씨처럼 바람을 타고 멀리 퍼지거나 과일처럼 맛있는 과육을 만들어 동물의 먹이가 되어 이동하는 것이 대표적입니다. 씨앗은 영양분을 많이 저장하거나 바람을 타고 멀리 이동하기 위해 대칭의 원리를 이용합니다. 부록의 단풍나무 씨앗 모형 날리기를 통해 대칭의 원리를 확인할 수 있습니다.
지구에서 가장 번성하는 동물은 무엇일까요? 사자와 호랑이처럼 최상위 포식자들일까요? 악어와 바퀴벌레처럼 ‘살아 있는 화석’이라고 불리며 멸종하지 않고 가장 오랫동안 살아남은 동물들일까요? 아니면 개체 수가 가장 많은 곤충일까요? 합리적인 방법은 몸무게의 총합, 즉 생체량이 가장 큰 동물을 찾는 것입니다. 과연 어떤 동물의 생체량이 가장 클까요? 5장 <지구의 개미는 모두 몇 마리일까>에서는 여러 가지 측정 단위와 큰 수를 세는 방법에 대해 알아봅니다.
6장 <꿀벌의 집은 왜 육각형일까>는 다각형을 통해 평면과 입체를 가장 효율적으로 이용할 수 있는 방법을 알아봅니다. 둘레의 길이가 같은 평면 도형은 삼각형, 사각형, 육각형, 원으로 갈수록 넓이가 넓어집니다. 변의 개수가 많을수록 넓이는 더 커집니다. 그러나 평면을 빈틈없이 채울 수 있는 도형은 정삼각형, 정사각형, 정육각형뿐이고 이 중 정육각형의 넓이가 가장 넓습니다. 육각형 벌집을 짓는 꿀벌은 이 사실을 어떻게 알았을까요? 부록의 비눗방울 실험을 통해 육각형 벌집의 비밀을 풀어 봅니다.
7장 <최소의 재료와 최대의 효과, 거미그물>에서는 원둘레의 길이와 원의 넓이를 통해 거미그물의 효율성을 살펴봅니다. 거미그물은 크게 세 가지로 구분할 수 있습니다. 불규칙한 거미그물과 수평 거미그물, 원형 거미그물입니다. 일정한 패턴이 있고 수직 방향으로 만드는 원형 거미그물이 가장 발전된 형태입니다. 같은 길이의 거미줄일 때 가장 넓은 거미그물을 만들 수 있기 때문입니다.
8장 <천

작가정보

저자(글) 한상직

저자 : 한상직
성미산학교에서 수학을 가르치고 있습니다. 초등 과정에서는 ‘재미있다’와 ‘잘한다’가 동의어가 될 수 있습니다. 연산에 지친 학생들이 생태 수학을 통해 ‘수학도 참 재미있구나!’ 하고 흥미를 느낄 수 있도록 고민과 연구를 거듭하고 있습니다. 수학은 합리적으로 사고하는 방법을 배우는 과정입니다. “왜?”라는 질문과 토론이 가득한 교실을 꿈꾸고 있습니다.