2007년도 개정교육과정에서 비례 개념은 이전 교육 과정보다 하향조정되어 5학년에 도입된다. 비례 개념이 더 빠른 학년에 도입된다면 학생들이 비례문제를 해결하는 방법은 더 다양하고 비형식적인 전략이 사용될 가능성이 논다. 또한, 학생들이 비례문제에서 보이는 오류의 유형도 다양할 것이다. 따라서, 비례 개념을 더 이른 나이부터 강화하여 지도할 때 학생들의 비형식적 지식과 형식적 접근 사이의 간극을 없애려면 학생들이 비례 문제를 해결할 때 보이는 전략과 오류에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 비례 추론에 대한 선행연구들을 검토하여 비례 문제 해결의 전략과 오류를 정리하였다.
본 연구의 목적은 고등학교 수학영재 학생들이 GrafEq를 활용한 디자인 활동을 하는 과정에서 나타나는 사고의 특성 알아보고자 함이다. 사전조사를 통해 GrafEq를 사용해 본 경험이 없고, 디자인 활동에 필요한 부등식의 영역을 학습한 과학 고등학교 학생 8명을 선발하여, 2인 1조로 4개의 팀으로 나누어 각각 6차시에 걸쳐 실험을 실시하였다. 연구 결과, 논리적 사고 및 수학적 추상화, 직관적 구조적 통찰, 유연한 사고, 발산적 사고 및 독창성, 패턴의 일반화 및 귀납적 추론과 같은 특성들이 나타났으며, 이를 통해 GrafEq에서의 디자인 활동은 학생들에게 다양한 사고를 자극함으로써 학생들의 인지적인 발달을 촉진시키는데 효과적임을 알 수 있었다.
수학은 계통성이 강하기 때문에 고학년의 수학 학습 부진은 저학년에서의 수 계산 학습 부진에 그 원인을 찾을 수 있다. 가감승제의 기본적인 계산 원리를 이해하지 못한 일부 학생들은 아무리 반복해서 알고리즘 연습을 하더라도 수학 불안으로부터 벗어날 수 없고 따라서 실제 문제 상황에서 방해를 받기 때문이다. 본 연구에서는 영상적(iconic) 표상 활동을 강화차기 위하여 2학년 학생을 대상으로 웨일의 언덕도를 도입하고 그 효과를 알아보았다. 이를 위하여 연구반과 비교반을 선정하고 실험 가설을 적용한 후, 수학에 대한 지필 평가지와 수학에 대한 설문지 조사를 시행한 결과 다음을 알 수 있었다. 첫째, 문장제 해결 능력에서 두 집단 사이에는 의미 있는 차이를 발견할 수 없었다. 그러나 시암산 능력과 추론 능력 면에서는 유의 수준 5%에서 연구반이 비교반보다 우수하였다. 둘째, 언덕도 학습을 통해서 연구반 학생들은 수 계산의 중요성을 의식하고, 계산의 즐거움, 수학에 대한 자신감이 증진되었다.
이 연구는 양 개념의 발달 과정을 알아보고 초등학교에서 양의 계산을 어떤 방식으로 다루는지를 분석함으로써 교육과정이나 교과서의 구성에 대한 시사점을 찾아보려는 것이다. 이산량과 연속량의 이원론에 근거한 유클리드의 수와 양의 구분은 이후 수학자에게 큰 영향을 미치다가 스테빈에 의해 극복되었다. 양의 덧셈과 뺄셈은 오래전부터 시행되어 왔지만, 양의 곱셈과 나눗셈은 수학계에서 될 수 있는 대로 피하려고 하였다. 그러나 자연과학계에서는 전부터 물리량의 계산을 허용하여왔고, 물리량 체계를 모델화한 대수 구조를 만들어 양의 곱셈이나 나눗셈을 이론적으로 정당화하였다. 교육과정과 교과서를 조사해 본 결과 우리나라 초등학교 수학과에서는 다른 나라와 비교하여 양의 계산 지도를 등한시하고 있음이 드러났다. 앞으로 이에 대해 충분한 논의를 하여 우리나라의 교육과정에서도 양에 대해 좀 더 적극적으로 지도할 수 있도록 명시하고, 현재 삭제된 내포량도 수학과에서 다룰 수 있도록 해야 할 것이다. 문장제도 실생활 관련 문제를 많이 제시하여 자연스럽게 양의 계산을 할 수 있도록 해야 하며, 문장제를 해결하는 과정에서 수로 된 식만 쓸 것이 아니라 단위를 붙인 식을 써서 양적인 추론에 도움을 줄 수 있도록 하는 문제에 대해서도 논의할 필요가 있다.
본 연구는 국내에서 이루어진 초등 수학을 중심으로 초기 대수 교육 관련 연구의 동향을 파악하고 향후 과제를 도출하기 위하여 국내 주요 수학교육 학술지 6곳에 게재된 초기 대수 교육 관련 연구논문들을 분석하였다. 2000년부터 2017년까지 18년간 6개 학술지에 게재된 관련 논문 89편을 연구시기 및 학술지별, 연구 주제별, 연구 대상별로 범주화하고 경향을 확인하였다. 그 결과, 국내 초기 대수 교육 연구는 2000년부터 전반적으로 증가하였으며 2000년대 후반부터는 특정 연구자 그룹의 논문 편수가 큰 비중을 차지하고 있었다. 초기 대수 교육은 초등 수학 교육 분야임에도 불구하고, 초등 수학 교육 전문 학술지보다는 이외의 학술지에 더 많은 논문이 게재되었다. 연구 주제별로는 대부분의 연구가 대수적 사고의 비례 추론 내용 영역에 초점을 맞추고 있었다. 연구 대상은 학생 또는 교과서가 가장 많았고, 학생인 경우에는 초등 고학년을 대상으로 하는 연구가 가장 많았다. 이러한 연구 결과를 토대로 국내 초기 대수 교육 연구에 관한 향후 시사점을 제언하였다.
본 연구의 목적은 영재의 사고양식 및 수학적 능력의 특성을 밝혀 영재의 특성을 고려한 프로그램 개발에 이바지하고자 하는 데 있다. 이를 위해 초등학교 수학영재교육 대상자와 일반학생을 대상으로 사고양식과 수학적 능력의 구성 요소를 분석하고, 두 변인간의 상호관련성을 탐색하였다. 연구 결과에 따르면 수학영재교육대상자가 일반학생에 비해 입법형, 사법형, 위계형, 전체형, 부분형 내부지향형, 자유형의 사고양식이 높을 뿐만 아니라 계산력, 추론 능력, 가역성, 일반화, 공간, 기억력의 수학적 능력 또한 수학영재교육대상자가 일반학생보다 높은 것으로 나타났다. 그리고 회기분석 결과, 사고양식과 수학적 능력 간에는 어느 정도 상관관계가 있음을 알 수 있었다.
본 연구는 독일의 수학 교과서의 특징을 알아보기 위해 7학년 함수 영역을 대상으로 단원의 구성 체제, 학습 내용과 전개 방식, 교수 학습상의 특징을 살펴보았다. 그 결과 독일의 수학 교과서는 단원명이나 단원의 순서는 자유로웠으며, 다양한 실생활이나 자연 현상에 대하여 그래프를 통해 두 변수간의 대응 관계를 직관적으로 알게 한 후 함수 관계를 도입하고 있음을 알 수 있었다. 또한 그래프가 갖고 있는 특징이나 정보들을 해석하는 연습을 하고, 다양한 함수적 상황을 그래프로 그리는 활동을 안내하며, 그래프 뿐 아니라 표, 관계식, 수학 용어나 문장 등의 여러 가지 표현방법으로 변환하도록 내용이 전개되었다. 독일의 수학 교과서는 다양한 일상의 맥락 속에서 자료들이 갖는 함수관계를 수학적으로 표현해보거나 미래를 예측하고 추론하는 활동을 통해 수학의 유용성을 느끼고 함수적 사고를 기르도록 할 뿐 아니라 타 교과 등과 연관이 있는 문제를 제공하여 다른 학문과의 연결성을 높였다. 또한, 개방형 문제, 수학적 의사소통이 필요한 문제들이 포함되어 있음을 확인할 수 있었다. 독일 교과서의 이러한 특징을 살펴봄으로써 우리나라의 수학 교과서 개발과 개선에 대한 방향을 제시하고자 하였다.
베이지안 네트워크는 불확실한 상황을 모델링하기 위한 확률 기반의 모델로서 확실한 수학적 토대를 가지고 있다. 베이지안 네트워크의 구조론 자동 학습하기 위한 연구가 많이 있었고, 최근에는 진화 알고리즘을 이용한 연구가 많이 진행되고 있다. 그러나 대부분은 마지막 세대의 가장 좋은 개체만을 이용하고 있다. 시스템이 요구하는 다양한 요구 조건을 하나의 적합도 평가 수식으로 나타내기 어렵기 때문에, 마지막 세대의 가장 좋은 개체는 종종 편향되거나 변화하는 환경에 덜 적응적일 수 있다. 본 논문에서는 적합도 공유 방법으로 다양한 베이지안 네트워크를 생성하고, 이를 베이즈 규칙을 통해 결합하여 변화하는 환경에 적응적인 추론 모델을 구축할 수 있는 방법을 제안한다. 성능 평가를 위해 ASIA와 ALARM 네트워크에서 인공적으로 생성한 데이타를 이용한 구조 학습 및 추론 실험을 수행하였다. 다양한 조건에서 학습된 네트워크를 실험한 결과, 제안한 방법이 변화하는 환경에서 더욱 강건하고 적응적인 모델을 생성할 수 있음을 알 수 있었다.
학생의 수학적 사고는 다양한 형태의 산출물로 나타나며, 교사는 이를 통해 학생의 수학적 사고를 추론하고 반응할 수 있어야 한다. 본 연구는 이분모 분수의 덧셈과 뺄셈을 중심으로 오류가 포함된 문제해결전략에 대한 39명의 현직 초등교사의 노티싱 역량을 분석하였다. 그로부터 다음과 같은 연구 결과를 도출하였다. 첫째, 교사의 노티싱 역량은 식별하기, 해석하기, 반응하기 순으로 낮아지는 경향을 보였다. 둘째, 반응하기는 교사의 의도와 문제 유형에 따라 범주화할 수 있었다. 이를 바탕으로 교사 노티싱 연구의 시사점을 제언하였다.
기계기구의 설계나 개발시 개발제품의 표준화 및 양호한 호환성, 공작상 공기의 단축, 가격저하등의 장점을 갖는 계열화 설계기법으로 CAE에의한 방법을 소개했다. 특히 대형기기에서부터 초정밀 기기 등에 대한 설계나 개발시 표본모델을 선정하고 그로부터 물리적이고 기술적인 부분의 면밀한 분석을 통해서 고유한 특징을 추출하고 이에 대한 유추론적 수학의 해석으로서 추구하고자 하는 크게에 대한 특성 실험을 예측할 수 있고 최적 설계상의 데이터를 사전에 검증하므로 수요자가 요구하는 설계 표본을 이끌어 낼 수 있다. 본 연구에서는 설계자가 계산기를 이용한 계열화 설계에 있어서의 유추론적 알고리즘과 설계정수 및 제한요소들의 처리 방법을 제시하고 각종 임의의 계열화 기기에 대한 단계별 기능 및 기술적인 데이터의 유도 과정을 액츄에이터를 모델로 선정하여 분석했다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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