'컴퓨터와 수학교육' 학습-지도 환경에 관한 연구

A Study on Learning and Teaching Environments for Computers and Mathematics Education

본 논문에서는 구성주의 교육관의 관점에서 컴퓨터와 수학교육의 관계를 바라보는 '컴퓨터와 수학교육'에 대해 다룬다. '컴퓨터와 수학교육'은 그 필요성에 비해 최근까지 원활히 이루어지지 못했다. 그 이유는 먼저 그 구성요소들 사이의 관계가 명확하게 이해되지 못하였고, 이에 따라 구성주의에 대한 명확한 실천적 전략이 부족하였고, 서로 다른 컴퓨터 하드웨어-소프트웨어 환경들이 유기적으로 연결되지 못했기 때문이다. 이에 바람직한 '컴퓨터와 수학교육'을 위해서는 먼저 구성요소들 사이의 관계를 이해하고, 이를 바탕으로 '컴퓨터와 수학교육'의 실천적 설계 전략을 모색하며, 개별적인 소프트웨어 환경을 마이크로월드의 관점에서 통합적으로 연계시켜야 할 필요가 있다. 본 논문에서는 이러한 문제의식을 가지고 '컴퓨터와 수학교육'의 구성요소인 학생, 수학, 컴퓨터를 중심으로 관계된 이론을 고찰하여 각각에 대한 구체적 실천적 전략으로 구성주의. 함수화, 인터넷 상호작용의 원리를 도출한다. 또한 역사적으로 가장 성공적이고 대표적인 '컴퓨터와 수학교육' 환경인 Logo와 동적 기하 환경(DGS)을 이러한 관점으로 분석 고찰하여, Logo를 행동 문자 명령과 대수적 문자조작을 통해 재귀적 패턴의 탐구가 가능한 환경으로 발전시키고, 점들 사이의 기하적 관계를 다루던 DGS를 관계식과 대수기하적 탐구가 가능한 환경으로 설계, 구현한다. 나아가 Logo와 DGS의 이러한 수준 상승이 가지는 수학교육적 의미를 고찰하고, 타일 및 전개도 등의 새로운 대상을 도입하여 통합 마이크로월드를 구현한다. 본 논문에서는 Logo와 DGS, 그리고 통합 환경을 하나의 JavaMAL 인터넷 환경 속에서 통합 설계하고 이를 구현하며 나아가 그 의미를 논의한다.

There are two strands for considering tile relationships between education and technology. One is the viewpoint of 'learning from computers' and the other is that of 'learning with computers'. In this paper, we call mathematics education with computers as 'computers and mathematics education' and this computer environments as microworlds. In this paper, we first suggest theoretical backgrounds ai constructionism, mathematization, and computer interaction. These theoretical backgrounds are related to students, school mathematics and computers, relatively As specific strategies to design a microworld, we consider a physical construction, fuctiionization, and internet interaction. Next we survey the different microworlds such as Logo and Dynamic Geometry System(DGS), and reform each microworlds for mathematical level-up of representation. First, we introduce the concept of action letters and its manipulation for representing turtle actions and recursive patterns in turtle microworld. Also we introduce another algebraic representation for representing DGS relation and consider educational moaning in dynamic geometry microworld. We design an integrating microworld between Logo and DGS. First, we design a same command system and we get together in a microworld. Second, these microworlds interact each other and collaborate to construct and manipulate new objects such as tiles and folding nets.