본 연구는 삼각함수 각의 크기를 표현하기 위해 라디안 단위를 새로 도입하는 이유로서 호의 길이를 이용한 각의 측도라는 호도법의 의미와, 삼각함수의 정의역이 일반각을 나타내는 실수로 확장된 이유를 재조명하고자 한다. 이를 위해 라디안 개념의 다각적인 교수학적 분석을 하고자, 역사적, 수학적, 응용수학적 분석을 수행하였다. 이를 통해 첫째, 호도법은 각도에 내재된 본질이고, 라디안은 원주율(${\pi}$)과 밀접한 이론적이고 절대적인 단위이며, 삼각함수를 실함수로 함을 밝혔다. 둘째, 라디안은 동심원에서 비와 비례 관계의 공변성을 거쳐 불변성을 인식하도록 할 것, 라디안으로 표현한 코사인과 사인의 직교성이 임의의 함수의 급수 표현을 가능하게 함, 라디안은 호의 길이를 반지름으로 측도하는 가장 단순화한 표준임을 인식하도록 할 것, 분할 전략을 통해 육십분법과의 연결성을 찾을 수 있음을 밝혔다. 셋째, 각과 각도의 구별로, 라디안 단위의 생략 여부에 대한 정당화와, 호와 반지름 사이의 곱셈 관계 전략이 필요함을 밝혔다. 이로써 도출한 교수학적 시사점은 라디안 개념의 유용성과 가치를 드러내고, 호도법의 실질적인 지도에 기여할 수 있다.
Journal of the Korean Data and Information Science Society
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제23권5호
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pp.905-912
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2012
본 논문에서는 엑셀매크로로 베이즈 정리 교육도구를 개발하여 사용의 예를 소개한다. 주어진 어느 한 사건이 발생했을 때 그 사건이 특정조건하에서 발생되었는지 여부에 관심이 있다. 이런 경우의 확률계산에 사용할 수 있는 것이 베이즈 정리이다. 베이즈 정리는 새롭게 얻어진 부가적인 정보를 기초로 통계적 의사결정을 하는데 매우 유용한 정리이다. 베이즈 정리를 중간과정과 설명을 통해 학습자 스스로 효율적으로 학습할 수 있도록 개발한 교육도구를 소개한다. 조건부확률, 곱셈법칙, 전확률 공식, 사전확률, 사후확률 등에 대한 설명과 활용 예를 단계적 학습을 통해 이해할 수 있도록 하였다. 결과가 나오기까지의 과정을 단계적인 개념설명과 그림으로 표현하여 단계적, 시각적인 학습이 되도록 하였다. 한 화면상에서 계산과정과 결과를 나타내도록 하기 위하여 분할 2개와 3개에 대하여 엑셀 자체에서 제공되는 분석기능과 비주얼베이직으로 작성된 프로그램을 연결하여 명령단추를 누르면 매크로가 실행되게 하였다.
TIMSS 2007 결과에서 국저l 성취 순위 1위를 차지한 대만에 비해 우리나라는 대수 영역에서 통계적으로 유의하게 낮은 정답률을 보였다. 이에 본 연구에서는 대만의 목표, 수학 수업 환경, 수학 수업 활동을 우리나라와 비교하고, 대수 영역의 교육과정을 구체적으로 살펴보았다. 특히, 우리나라의 정답률이 대만의 정답률에 비해 낮은 대수 영역의 '패턴'과 '대수식'의 주제의 개념 도입 순서, 교과서 내용 전개에 대하여 TIMSS의 평가목표별로 분석하였다. 일반적으로 대만의 수학교육은 학생 특성으로 연해 교사들이 수업에 제약을 많이 받고 있었고 우리나라보다 숙제와 시험을 강조하는 경향이 있었다. 대만의 교과서는 정의, 성질 위주로 제시되는 다소 형식적인 모습이었으며 다소 성급한 유도하고 있었다. 그리고 수의 연산 법칙 문자, 방정식, 부등식, 곱셈공식, 이차 방정식, 피타고라스의 정리 등의 내용이 우리나라보다 이른 시기에 도입되고 여러 학년에 걸쳐 중복하여 다루어지는 경향을 보였다.
본 연구에서는 CCSSM-CA와 그에 따른 미국 초등 교과서에 제시된 분수의 연산 내용을 분석하였다. 분석 결과, 분수를 단위분수나 분모가 같은 분수의 합으로 표현하게 하여 분수 개념과 연산을 연결 짓는 특징이 있었다. 또 분수의 곱셈에서는 곱하는 한 수의 크기에 기초하여 다른 수의 곱의 결과를 비교하도록 하거나, 나눗셈에서는 단위분수가 포함된 나눗셈을 먼저 다루고, 다양한 방법으로 계산을 하도록 제시하는 특징 등이 있었다.
서명권한의 위임은 다양한 환경에서 요구되는 암호학적 서비스이다. Mambo 등은 서명권한 위임에 대한 해결방법으로 프록시 서명기법을 제안하였다. 프록시 서명기법이 제안된 후, 한 명의 서명자가 자신의 권한을 한 사람의 프록시 서명자에게 위임하는 기본적인 형태의 위임이 아니라 보다 일반적인 위임 구조를 제공하기 위한 프록시 서명기법들이 제안되었다. 모든 구성 가능한 위임 구조를 포괄할 수 있는 개념으로 위임 네트워크가 Aura에 의해 제안되었고, 이후 Chow 등은 ID기반의 위임 네트워크를 제안하였다. E는 위임 네트워크에서 발생하는 위임의 개수라고 하고 N은 사용자의 개수라고 하자. 계산 복잡도의 관점에서 Chow 등의 위임 네트워크는 E번의 페어링 연산과 N번의 스칼라 곱셈 연산이 수행된다. 본 논문에서는 E번의 페어링 연산만으로 Chow 등이 제안한 것과 동일하게 동작하는 위임 네트워크를 제안한다. 또한 제안하는 위임 네트워크의 구성을 변형함으로써 N번의 페어링 연산이 요구되는 위임 네트워크를 구성한다.
이 연구는 초등학교 3학년 학생의 수학 학습 능력 즉, 확고한 개념 형성 및 수학하는 힘의 신장과 창의력 육성을 목표로 하였다. 이러한 목표를 달성하기 위하여, 본 연구자는 2009년 1학기 동안 초등학교 3학년을 대상으로 [교과서의 내용 학습]$\rightarrow$[1차 문제 만들기]$\rightarrow$[문제 해결]$\rightarrow$[발전 문제 만들기]의 수업 모형으로, 연속 2시간의 연차시 수학 수업을 16회 실시하였다. 그 중에서 사칙계산을 중심으로 한 8회분의 학생이 만든 문제, 즉 [1차 문제 만들기]와 [발전 문제 만들기]를, 문제의 완성도 및 유창성, 유연성, 개념의 정도, 독창성, 소재 등의 5가지 요소로 분석틀을 만들어 분석하였다. 학생들은 1차 문제 만들기에서 문제의 완성도와 유창성은 더 나았고, 나눗셈과 곱셈으로 수업을 지속할수록 유연성은 점차 좋아졌다. 비교반을 설정하여 1학기 초와 말의 학업 성취도의 정도를 실험반과 비교한 결과 실험반의 학업성취도가 비교반 보다 높게 나타났다.
고등학교 수학 수업에서는 실수 전체의 집합에서 뺄셈은 빼는 수의 덧셈의 역원을 더하고 나눗셈은 나누는 수의 곱셈의 역원을 곱하는 형식적인 관점으로 다룬다. 본 논문에서는 정수의 사칙계산 지도에 있어서 중학교 수학 수업에서 사용되는 직관적 모델(수직선 모델, 셈돌 모델)과 고등학교 수학 수업에서 제시되는 형식적 관점과의 연계에 대하여 논의하고자 한다. 직관적 모델을 이용하여 정수의 뺄셈을 덧셈을 이용하여 나타내는 방법의 의미를 재조명하고 이를 바탕으로 (음수)${\times}$(음수)가 양수임을 지도하는 새로운 방안을 제안하고자 한다. 직관적 모델의 일관성 있는 활용에 바탕을 두고 Treffers(1986)와 Freudenthal(1991)이 제안한 수평적 수학화(horizontal mathematization)의 과정을 통하여 정수의 사칙계산을 지도하는 이 방법은 중학교와 고등학교에서 정수의 사칙계산 수업에 참여하는 교사와 학생들 모두에게 나타날 수 있는 단절(박임숙, 2001)을 제거할 수 있는 방안이 될 것이다. 또 이것은 중 고등학교에서 다루는 수 체계들이 대학과정 대수학에서 다루는 추상적인 수 체계(group, ring, field)와 계통성을 가진 하나의 개념구조를 형성한다는 사실을 학생들이 인지할 수 있는 밑바탕이 될 것이다.
한글 숫자어휘의 부호변환 과정을 알아 봄에 있어, 수연산이 시행되는 동안 주어진 목표자극들 간의 연산결과가 일치하는지에 대한 과제를 ERP 실험방법에 의거 시행하였다. 평균진폭에 대한 실험 결과는 과제-의존적인 처리가 아닌 자극유형-의존적인 처리과정을 보여주었는데, 덧셈 및 곱셈과제에서의 한글 숫자어휘의 시간적인 뇌파개형은 아라비아 숫자에 대한 그것과 유사하게 나타났다. 이 처리과정에서의 유의미한 차이점은 300ms 부근에서 나타난 지연된 양성파형의 성분으로서, 이는 한글 숫자어휘의 아라비아 숫자로의 부호변환 과정으로 해석가능하다. 이 과정에 수반된 뇌영상을 분석한 결과, 두 조건에서 서로 다른 파형을 야기한 영역은 한글문자 처리에 관여하는 좌측 측두-두정영역으로 확인되었다. 이와 같은 결과는 수연산 과정의 개개 자극인 한글 숫자어휘의 내재적 수표상 방식이, 수개념으로의 직접적 접근이 아니라 일정한 부호변환 과정을 통한 도식화된 통로를 거치고 있음을 시사한다 할 수 있다.
본 논문은 송신 부호가 대역 제한, 위상 찌그러짐이 존재하는 비선형 통신 채널을 통과할 때 발생되는 부호간 간섭을 보상하기 위한 블라인드 등화 알고리즘인 SE-MMA (Signed-Error MMA)의 roburstness 성능을 개선할 수 있는 DSE-MMA (Dithered Sign-Error MMA)에 관한 것이다. SE-MMA는 등화기의 탭 계수 갱신을 위하여 곱셈 대신 1 bit 양자화기를 사용하므로 알고리즘의 연산량을 줄일 수 있어 H/W 응용에 유리하지만, 양자화 과정에서 발생되는 정보 손실에 의하여 전체적인 블라인드 등화 성능 알고리즘이 MMA보다 열화되는 단점이 있다. DSE-MMA는 SE-MMA의 단점 중에서 roburstness를 나타내는 SER 성능을 개선키 위하여 양자화 전에 dither 신호를 이용하는 Dithered Signed-Error 개념을 MMA에 적용하였으며, SE-MMA 와 MMA 알고리즘이 갖는 부호간 간섭에 의한 진폭과 위상 찌그러짐을 동시 보상 능력을 갖는다. 논문에서 DSE-MMA 블라인드 등화 알고리즘의 성능을 나타내는 지수로는 등화기 출력 신호, 잔류 isi, MD (Maximum Distortion), MSE와 SER를 사용하였으며, 이들 성능 지수를 적용할 때 SE-MMA 알고리즘과 비교하기 위하여 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과 DSE-MMA가 SE-MMA 보다 roburstness 와 정상 상태 이후 성능 지수의 양에서 개선됨을 알 수 있었지만, 초기 상태에서 정상 상태에 도달하는 수렴 속도에서는 늦어짐을 확인하였다.
초등수학교육에서 처음 시작되는 사칙연산은 학교수학에서 매우 중요하다. 이 사칙연산에 대한 학습내용과 그에 대한 학생들의 학습결과를 알아보았다. 학습결과에 대한 신뢰도를 높이기 위해 교과서의 단원별 평가 문항에 나타난 결과를 조사하고 분석하였다. 이 자료를 바탕으로 단원별 평가문항에 대한 곤란도와 곤란도가 낮은 문항의 학습내용을 구체적으로 분석하였다. 분석결과는 초등학교에서 연산영역의 학습내용에 대하여 대부분의 학생들은 잘 이해하나 곱셈과 나눗셈에 대한 정확한 개념과 관계 그리고 체계적인 나눗셈의 원리지도와 문장제에 대한 더 많은 지도가 필요함을 보였다. 또 교과서의 학습내용에 대한 곤란도의 기준은 교과의 특성과 학생들의 수준 그리고 지역에 따라 다양하게 제시하는 것이 바람직하게 생각되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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