고3때 인문계에서 자연계로 대입 진학계열을 바꾼 이후 수학을 혼자 공부하면서 수학에 흥미를 갖게 되었다는 건국대 금종해교수는 수학분야중 비교적 역사가 짧은 대수기하학분야 신진학자들의 리더 역할을 하는 주목받는 수학자이다. 금교수는 K3곡면의 대창성에 관한 연구를 집중적으로 연구하고 있는데 97년에는 K3곡면의 일종인 Kummer 곡면의 대칭군에 관한 연구를 권위있는 해외학술지에 발표하여 관심으로 모으기도 했다.
고대의 인도수학은 산스크리트어로 쓰여 있고, 최초의 기하학은 베다문헌으로 경전 속에 포함되어 있으며, 성스런 제단이나 사원을 설계하기위해서 발전하였다. 고대 인도의 많은 수학자들은 힌두교의 성직자들로 일찍이 십진법, 계산법, 방정식, 대수학, 기하학, 삼각법 등의 연구에 공헌하였다. 인도 기하학은 양적이며 계산적이지만 원리를 가지고 문제를 해결하는 특성이 있다. 그러나 고대 그리스 기하학은 공리적이고 연역적으로 전개되는 완전한 학문으로 발전하였다. 고대 인도와 타 문명권의 기하학을 비교하는 것은 오늘날 문제해결을 중시하는 현대과학의 시대에 가치와 의미가 있는 것으로 사료된다.
수학은 그 근본이 창조적인 활동이다. 창조성은 그것의 본질적인 아름다움을 통해서나 현실 세계문제에 응용되는 방식 중의 하나로 개발될 수 있다. 수많은 위대한 수학자들은 수학의 응용에 진실로 흥미를 가져왔으며, 물리적 현상의 수학적 규명으로부터 새로운 수학이론개발의 영감을 얻어왔다. 우리는 이번연구에서 수학적 모델이 어떻게 형성되고 사용되는지를 살펴보고 수학의 응용 단계에 대하여 연구해 볼 것이다. 그 수학의 응용 예시로써 스포츠, 환경, 인구에 대해 다루어 볼 것이다.
러시아 영재 교육에 있어서, 가장 깊은 역사를 가진 중등학교 중에서 하나가 꼴모그로프영재학교이다. "꼴모그로프"는 러시아에서 가장 위대한 현대 수학자의 이름이다. 순수 수학 분야에서 뿐만아니라 그 학교에서 직접 학생들에게 수학을 가르쳤었다. 이 학교는 10, 11학년의 두 학년으로 구성되어 있고, 각 학년은 세 학급으로, 그리고 각 학급마다 20 - 25명의 학생들이 공부를 하고 있다. 졸업 후에는 대학을 진학하게 된다는 측면에서는 우리나라의 고등학교와 그 성격을 같이 하고 있다.
지난 2002년 골든글로브시상식에서 배우 러셀 크로우에게 남우주연상의 영예를 안겨준 영화 '뷰티풀 마인드'는 존 내시라는 천재 수학자의 일생을 담은 전기영화다. 존 내시는 실제로 21세 때 쓴 논문으로 40여년 후에 노벨상을 받을 정도로 뛰어나 천재였지만, 오만하고 괴팍하며 비사교적인 성격 덕택에 변변한 친구하나 없었다고 한다. 한때 오랜 기간 정신분열증을 알았던 그는 '숫자를 다루는 일에는 신이 부럽지 않을 만큼 능수능란했지만, 인간관계 함수를 파악하는 데는 갓난아기처럼 서툴렀던 사나이'였다.
수학의 여러 분야 가운데 패러독스가 가장 풍부한 분야는 확률 통계 영역이다. 이것은 역사적으로 확률 통계 이론의 전개 과정에서 지난 시기 동안 연구자들이 직관과 상식에 의해 참이라고 믿고 있었지만 그 사이에는 감춰져 있던 다양한 패러독스들이 존재했으며, 이 패러독스들을 수학자들이 밝히고 수학적으로 해결해 나가면서 현재의 형식적 체계에 이르게 되었음을 시사하는 것이다. 학교 수학에서 확률 통계 영역의 교수 학습 자료로 적절하게 활용할 수 있는 역사적 패러독스들은 그 당시 현실적 맥락의 도입에 따른 학생의 흥미와 관심을 불러일으킬 수 있으며, 또한 교실 수업에서 역사 발생적 원리에 따라 패러독스를 제기하고 해결하고자 고민한 수학자들의 수학적 사고를 엿볼 수 있는 타당한 교수 학습 자료이다. 더불어 확률 통계 영역에서 역사적 패러독스를 활용하는 교실 수업은 형식적이고 연역적인 학교 수학을 학생의 발견적 형성적인 측면을 강조하는 수학으로 변화하게 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 확률 통계 영역의 형식화 과정에서 발생한 역사적인 패러독스들 중에서 중 고등학교 확률 통계 수업에 활용할 수 있는 패러독스들에 대해서 알아보고, 또한 이 패러독스들을 교실 수업에 활용할 수 있는 구체적인 방안에 대해서 논해보고자 한다.
본 연구는 함수의 연속성에 대한 학문수학의 개념과 학생들의 인식의 차이를 탐구하기 위해, 아리스토텔레스의 연속 개념 및 함수의 연속성의 역사적 발달과정을 고찰하였다. 연속의 본질을 찾고자 했던 아리스토텔레스는 연속을 '분할 불가능한 하나의 전체'로 특징지었다. 19세기 이전 수학자들은 공간에 기초하여 함수의 연속성을 생각하였지만, 19세기 해석학의 산술화 이후 연속 개념은 현대적인 ${\epsilon}-{\delta}$ 정의로 나타났으며, 여러 학자들은 이 과정을 혁명적이라고 생각하였다. 학생들은 아리스토텔레스의 연속 개념 및 산술화 이전 수학자들과 유사한 관점으로 함수의 연속성을 생각하는 경향이 있었으며, 따라서 학생들의 개념을 단순히 오류로 보는 것은 무리가 있다. 함수의 연속성에 대한 본 연구는, 학생들의 오개념으로 인지되고 있는 것들은 때때로 오류라기보다는 역사적으로 존재해왔던 하나의 패러다임적 사고로서 볼 수 있음을 고찰하였다.
The purpose of this paper is to propose a teaching method which is focused on the mathematical thinking skills such as the use of induction, counter example, analogy, and so on mathematicians use when they explore their research fields. Many have indicated that students have learned mathematics exploring to use very different methods mathematicians have done and suggested students explore as they do. In the first part of the paper, the plausible whole processes from the beginning time they get a rough idea to a refined mathematical truth. In the second part, an example with Euler characteristic of 1. In the third, explaining the same processes with ${\pi}$, a model modified from the processes is designed. It is hoped that the suggested model, focused on a variety of mathematical thinking, helps students learn mathematics with understanding and with the association of exploring entertainment.
최근 가장 영향력 있는 수학적 실재론과 관련된 논변은 버지스와 로젠의 딜레마이다. 일종의 반-유명론적 논증인 버지스-로젠 딜레마는 유명론자들이 취할 수 있는 제한된 선택지를 제시한 후 그 어느 선택지도 적절하지 못함을 주장하는 것이다. 논자 역시 버지스-로젠 딜레마가 성립한다면 유명론이 가망 없는 전략임에 동의한다. 그러나 논자는 그들의 논의가 유명론 대 실재론이라는 대립구도 대신, 유명론 대 수학 및 과학이라는 잘못된 대립구도를 전제하고 있음을 본 논문을 통해 밝히고자 한다. 간략히 말해, 논자는 버지스-로젠 딜레마는 수학자 및 과학자들의 주장이 글자 그대로 실재론을 함의함을 전제하는데, 이것은 실제 수학 및 과학 활동과 일치하지 않을뿐더러, 이를 입증하기 위해서는 철학적 가정이 개입해야 함을 밝히고, 그 과정에서 유명론의 가능성을 모색하고자 한다. 이러한 논자의 전략은 유명론 진영 안의 특정한 입장을 지지하는 것은 아니다. 버지스-로젠 딜레마는 특정한 유명론의 문제라기보다는 유명론 자체의 가능성과 관련된 것이기 때문이다.
수학은 추상적인 학문이다. '추상'은 몇 개 또는 무한히 많은 사물의 공통성이나 본질을 추출하여 파악하는 사고작용이다. 이렇게 추상된 것들을 모아 분류를 하고 그 다음에 이름을 붙이는 것이 바로 개념이 형성되는 과정이고 수학자가 수학을 하는 과정이다. 이 개념들은 여러 가지 모양으로 결합하여 스키마라고 부르는 개념 구조를 형성하게 되는데, 이 스키마는 수학적 사고를 하는데 매우 중요한 역할을 하여 수학을 개념적으로 이해하는데 도움을 주며, 새로운 지식을 얻는데 필요한 필수적인 도구가 된다. 본 논문에서는 연속적인 수열의 합의 공식에 대하여 학생들이 Skemp가 말한 '관계적 이해'를 할 수 있도록 스키마를 이용하여 문제를 해결할 수 있는 모델과 원주의 스키마를 이용한 생활 속의 문제를 제시하여 학생들이 공식을 암기하기보다는 수학의 구조를 파악하고 연계성을 이해함으로서 능동적인 구성활동을 유발하여 수학에 대한 흥미를 느낄 수 있도록 도움을 주고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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