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Visualization of Linear Algebra concepts with Sage and GeoGebra

Sage와 GeoGebra를 이용한 선형대수학 개념의 Visual-Dynamic 자료 개발과 활용

  • Lee, Sang-Gu (Department of Mathematics, Sungkyunkwan University) ;
  • Jang, Ji-Eun (Department of Mathematics, Sungkyunkwan University) ;
  • Kim, Kyung-Won (Department of Mathematics, Sungkyunkwan University)
  • Received : 2012.11.18
  • Accepted : 2013.01.22
  • Published : 2013.02.28

Abstract

This work started with recent students' conception on Linear Algebra. We were trying to help their understanding of Linear Algebra concepts by adding visualization tools. To accomplish this, we have developed most of needed tools for teaching of Linear Algebra class. Visualizing concepts of Linear Algebra is not only an aid for understanding but also arouses students' interest on the subject for a better comprehension, which further helps the students to play with them for self-discovery. Therefore, visualizing data should be prepared thoroughly rather than just merely understanding on static pictures as a special circumstance when we would study visual object. By doing this, we carefully selected GeoGebra which is suitable for dynamic visualizing and Sage for algebraic computations. We discovered that this combination is proper for visualizing to be embodied and gave a variety of visualizing data for undergraduate mathematics classes. We utilized GeoGebra and Sage for dynamic visualizing and tools used for algebraic calculation as creating a new kind of visual object for university math classes. We visualized important concepts of Linear Algebra as much as we can according to the order of the textbook. We offered static visual data for understanding and studied visual object and further prepared a circumstance that could create new knowledge. We found that our experience on visualizations in Linear Algebra using Sage and GeoGebra to our class can be effectively adopted to other university math classes. It is expected that this contribution has a positive effect for school math education as well as the other lectures in university.

수학적 개념의 시각화는 단순히 학생들의 개념에 대한 이해를 돕는 것에서 그치는 것이 아니라 학생으로 하여금 시각화 과정을 통하여 스스로 발견하며 깨우치는 교육이 가능하도록 하는 것을 추구한다. 따라서 시각화 자료는 세심한 교육적 고려를 바탕으로 준비되어야 한다. 이를 위하여 본 연구에서는 동적 시각화 및 대수 계산에 적합한 Sage와 GeoGebra를 선택적으로 활용하여, 선형대수학을 수강하는 학생들의 수학적 개념의 이해를 돕기 위해 교재의 순서를 따라가면서, 이론에 추가되는 양방향의 시각적 도구를 개발하였다. 본 논문에서는 이 과정에서 개발된 선형대수학 수업에 필요한 시각적 이해를 돕는 다양한 도구들을 소개한다. Sage와 GeoGebra를 이용한 선형대수학 개념의 시각화에서 얻어진 경험은 다른 대학 수학 강좌뿐만 아니라 중 고등 수학에도 적용될 수 있다.

Keywords

References

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