'기하와 벡터' 교육과정의 벡터와 내적 개념 분석

An Analysis of the Vector and Inner Product Concepts in Geometry and Vector Curriculum

이 연구는 2007 개정 교육과정의 '기하와 벡터' 교과에서 다루어지는 벡터와 내적 개념을 분석하여 그 특징을 기술함으로써 벡터와 내적 개념 지도의 교수학적 시사점을 얻는데 목적을 두었다. 이를 위해 '기하와 벡터' 교육과정에서 다루어지는 벡터와 내적 개념 분석을 위한 세부 관점을 Tall(2002a; Tall, 2004b)과 Watson et al.(2003; Watson, 2002)에 기초하여 5가지로 추출하고, 이렇게 추출된 세부 관점을 토대로 '기하와 벡터' 교육과정 및 교육과정해설서, '기하와 벡터' 교과서 10종 모두에서 다루어지는 벡터와 내적 개념의 특징을 분석하였다. 이로부터 벡터와 내적 개념 형성과 관련된 교육과정상의 이슈를 구체화하였으며 이에 비추어 '기하와 벡터' 교과서에서 벡터 단원의 내용을 전개하는 방식과 관련된 시사점을 논의하였다.

This study analyzed issues in the mathematics curriculum concerning the cognitive development of the vector and inner product concepts in the light of Tall's and Watson's research(Tall, 2004a; Tall, 2004b; Watson et al., 2003; Watson, 2002). Some suggestions in teaching the vector and inner product concepts were elaborated in the terms of these analyses. First, the position vector needs to be represented by an arrow on the coordinate system in order to introduce the component form of a vector represented by a directed line segment. Second, proofs of the vector operation law should be carried out by symbolic manipulations based on the algebraic concept of a vector in the symbolic world. Third, it is appropriate that the inner product is defined as $\vec{a}{\cdot}\vec{b}=a_1b_1+a_2b_2$ (when, $\vec{a}=(a_1,a_2)$, $\vec{b}=(b_1,b_2)$) when it comes to considering the meaning of the inner product relevant to vector space in the formal world. Cognitive growth of concepts of the vector and inner product can be properly induced through revising explanation methods about the concepts in the curriculum in the basis of the above suggestions.