이 책은 모두 아홉 장으로 구성되어 있습니다. 각 장은 동식물의 성장 과정 등에서 발견할 수 있는 수학적 특성을 찾고 이를 추론하고 증명하는 내용을 담고 있습니다. 특히 초등 수학 교육과정의 다섯 영역인 수와 연산, 도형, 측정, 자료와 가능성, 규칙성을 ‘수학 지식’으로 안내해 교과 연계성도 충족하고 있습니다. 부록 ‘함께 하는 실험’에서는 자연 현상을 조작 활동으로 구현해 보며 그 안에 담긴 수학적 원리를 이해할 수 있도록 했습니다.

1장 [꽃잎에서 찾은 수의 규칙]은 꽃잎과 세포의 번식 등에서 나타나는 규칙성을 찾아봅니다. 꽃잎과 솔방울, 토끼의 번식에 숨어 있는 피보나치수열을 발견하고, 제곱으로 커지는 넓이 규칙과 세제곱으로 커지는 부피 규칙의 개념을 이해할 수 있도록 구성했습니다. 규칙 찾기는 추론 능력을 향상시킬 수 있어 실생활의 문제를 풀어내는 데 유용하게 사용할 수 있습니다.

2장 [햇빛을 나누는 식물의 수학]에서는 햇빛을 고르게 나누며 건강하게 살아가는 식물의 지혜를 살펴봅니다. 식물의 잎은 광합성을 잘하기 위해 ‘어긋나기’, ‘마주나기’, ‘모여나기’ 등 다양한 방식으로 납니다. 특히 줄기 1마디에 1장의 잎이 나선형으로 회전하며 나는 어긋나기는 식물의 수학적 진화를 잘 보여 줍니다. 본문에서는 어긋나기의 수학적 원리를 각도와 분수를 이용해 풀이하고 부록의 실험을 통해 그 효율성을 확인합니다.

계절의 변화와 작물의 성장에 따라 변화하는 학교 텃밭은 훌륭한 배움의 장소가 됩니다. 3장 [식물의 한살이를 관찰하는 상자 텃밭]은 실과, 과학 등 다양한 교과와 연계된 내용입니다. 상자 텃밭에 직접 농사를 지으며 식물의 성장과 한살이 패턴을 관찰하고 기록하는 과정은 교과 통합의 성격이 강합니다. 해시계를 만들어 일조량이 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 [천적을 피하는 매미의 잠복기]에서는 매미의 성장 주기에 숨겨진 신비한 비밀이 밝혀집니다. 5년, 7년, 13년 혹은 17년 동안을 땅속에서 지내다 지상으로 나온 매미의 수명은 평균 15일입니다. 생의 대부분을 땅속에서 보내는 것입니다. 그 이유는 바로 천적을 피해 살아남기 위한 ‘번식 전략’ 때문입니다. 성장 주기가 5, 7, 13 등 소수일 겨우 천척에게 잡아먹힐 가능성이 낮아집니다. 약수와 배수, 공약수와 공배수를 통해 매미의 성장 주기가 소수인 이유를 이해할 수 있습니다.

밀로의 비너스와 석굴암의 공통점은 무엇일까요? 가장 아름다운 예술 작품 중 하나라는 것입니다. 그리고 그 안에는 아름다운 비율이 숨어 있습니다. 9장 [자연과 예술의 만남, 아름다운 비율]은 서양의 황금비와 동양의 금강비를 비례식과 비례배분을 통해 확인합니다.