테일러급수 수렴에 대한 예비중등교사의 이해실태와 GeoGebra를 활용한 교수방안 탐색

Exploring Teaching Way Using GeoGebra Based on Pre-Service Secondary Teachers' Understanding-Realities for Taylor Series Convergence Conceptions

이 연구는 예비교사들을 대상으로 테일러급수와 그 수렴에 대한 이해 실태를 살펴보았고 그 결과로 얻어진 취약점을 보완하고자 GeoGebra를 이용하여 실험적 맥락에서 테일러급수의 수렴 개념에 대한 교수 방안을 모색하였다. 예비교사들은 형식적 측면에서 테일러급수를 구하고 수렴 반경을 계산하는 것에는 익숙했지만 개념적이고 과정적 요소엔 취약하였으며 테일러급수를 다루는 시각적이고 역동적 경험을 갖고 있지 못했다. 특히 부분합의 개념으로 테일러다항식들의 수렴과 원함수간의 관계가 잘 정립되어 있지 않았다. 이에 GeoGebra를 도구로 활용하여 시각적이고 직관적 측면에서 테일러다항식의 차수와 중심이 테일러급수의 수렴에 미치는 영향을 중심으로 교수실험을 하였다. 이 연구의 결과는 예비중등 수학교사들이 무한급수와 테일러급수에 대한 교수 내용적 지식을 높이고 유연한 지식을 가지는 데 공학을 활용한 교수법이 도움이 될 수 있음을 보여주었다.

The purpose of this study is to grasp pre-service secondary teachers' understanding-realities for Taylor series convergence conceptions and to examine a teaching way using GeoGebra based on the understanding-realities. In this study, most pre-service teachers have abilities to calculate the Taylor series and radius of convergence, but they are vulnerable to conceptual problems which give meaning of the equality between a given function and its Taylor series at any point. Also they have some weakness in determining the change of radius of convergence according to the change of Taylor series' center. To improve their weakness, we explore a teaching way using dynamic and CAS functionality of GeoGebra. This study is expected to improve the pedagogical content knowledge of pre-service secondary mathematics teachers for infinite series treated in high school mathematics.