본 연구에서는 우리나라와 중국의 초등 수학과 교육과정과 교과서에 제시된 도형 영역의 구성 체계, 전개 과정과 학습 내용을 비교 분석하였다. 이를 위해 우리나라의 2009개정 교육과정에 따른 수학과 교육과정과 중국의 전일제 의무교육 수학과정표준을 비교 분석하였고, 우리나라의 2007개정 수학과 교육과정에 의한 교과서와 중국의 의무교육과정 표준 실험 교과서를 비교 분석하였다. 본 연구를 통해 다음을 알 수 있었다. 먼저, 중국은 공간과 도형에서 도형을 측정을 함께 다루고 있는 반면, 우리나라는 도형과 측정 영역을 세분화하여 제시하고 있다. 우리나라는 각 학년군에 따른 도형 영역 구성 내용이 구체적으로 제시되어 있으나, 중국은 광의의 학습주제를 학년군 전체로 통일하여 제시하고 있다. 도형 영역의 단원 구성 체계에서 중국은 기본 도형을 우리나라에 비해 그 자체로 비중을 두어 다루고 있고, 실천활동 및 문제 해결에 초점을 두어 구성하고 있다. 우리나라와 중국의 수학 교과서 도형영역의 학습내용 및 지도 내용을 비교 분석한 결과, 선분과 직선, 각에 대한 학습이 평면도형의 일부로 분산되어 제시되고 있으나, 중국의 교과서는 하나의 대단원 주제로 편성하여 집중적으로 제시되고 있었고, 도형을 도입할 때 중국의 교과서는 생활 속에서 주어진 도형의 특성을 알고 다양한 조작활동을 통해 구성요소와 그들 사이의 관계를 확인하는데 중점을 두고 있었다.
짝수와 홀수는 초등학교 수학에서 다뤄지는 내용이지만 어느 학년에서 제시하느냐에 따라 도입하는 활동 및 정의 방식, 짝수와 홀수에 대한 합의 성질을 다루는 활동이 달라진다. 이에 본 연구는 우리나라 수학과 교육과정별 교과서에 제시된 짝수와 홀수 관련 활동을 비교 분석하고, 국외 교과서의 관련 활동을 추가적으로 분석하여 짝수와 홀수의 지도 방안에 대한 시사점을 도출하는 것을 목적으로 하였다. 우리나라 교과서에서는 제4차 수학과 교육과정 시기부터 2007 개정 교육과정까지는 5학년 교과서의 배수와 약수 단원에서 짝수와 홀수를 다루었다. 반면 2009 개정 교육과정 이후로는 1학년 교과서에서 50 또는 100까지의 수를 지도하면서 해당 내용을 다루었다. 또한 짝수와 홀수의 정의는 지도하는 학년과 단원의 특성에 따라 달라졌으며 합의 성질을 다루는 활동은 제3차 수학과 교육과정에 따른 교과서와 일부 수학 익힘에만 제시되었다. 국외 교과서에서는 짝수와 홀수의 지도 시기가 1, 2, 5학년으로 다양하게 나타났으며 그에 따라 제시하는 활동이 모두 다르게 나타났다. 이와 같은 연구의 결과를 바탕으로 본 연구에서는 짝수와 홀수의 지도에 대한 시사점을 논의하였다.
덧셈과 뺄셈의 기초적 원리에 대한 지도 방법은 오랜 전통을 지닌 것이지만, 이러한 계산 알고리즘에 대한 분석 관점과 전개 방식은 각 시기별 교과서에 따라 큰 변화를 보였다. 1, 2차 교과서에서 볼 수 있는 교수학적 변환은 비교적 덜 구조화된 것이다. 3, 4차 교과서에서는 새 수학의 영향을 받아 계산 원리에 대한 이해를 돕는 교수학적 고안이 학생의 인지적 상황보다는 수학적 논리적 원리에 의존하고 있다. 5, 6차 교과서에서는 교수학적 변환이 비교적 절충적이고 안정적인 형태를 지니고 있다. 7차 교과서에서는 교수학적 변환이 수학적 내용의 제시보다는 탐구 활동을 통한 수학적 개념의 형성에 초점을 맞추고 있다. 구성주의 학습관에 의거한 학습자 주도의 학습을 위한 교과서의 제작을 위해서는 이들의 특징과 그 변화 과정에 관한 분석으로부터 유도되는 시사점이 충분히 반영되어야 한다.
본 연구에서는 비와 비율의 교수 학습과 관련된 선행 연구를 고찰하고, 현행 초등학교 교과서의 문제점을 분석하였다. 선행 연구 고찰과 현행 교과서의 문제점 분석을 토대로 교과서를 새롭게 재구성하였으며, 재구성된 교과서를 활용하여 실제 교수 학습을 실시하고 그 과정에서 나타난 재구성 교과서의 적절성과 한계, 학생들의 비와 비율 개념화 과정 등을 확인하였다. 현행 교과서와 다르게, 본 연구의 재구성 교과서에서는 비율, 백분율과 비의 값, 비로 지도 순서를 바꾸었으며, 이는 적절한 것으로 확인되었다. 또한 재구성 교과서에서는 상대 비교와 절대 비교, 가법적 사고와 승법적 사고 등을 다루었으며, 이는 학생들의 비와 비율 개념 이해에 도움을 주는 것으로 확인되었다. 한편, 재구성 교과서에 제시된 다양한 맥락들 중에서 일부 맥락은 학생들의 인지적 혼란을 야기하는 것으로 확인되었다.
측정 영역에 대한 교과서 분석 연구는 초등 수학 교육에서 측정이 차지하는 중요성과 학교 수학에서 교과서가 끼치는 영향에 비하여 상대적으로 부족한 편이다. 이에 본 연구에서는 학생들이 가장 먼저 학습하게 되는 길이와 시간에 관한 내용을 중심으로 2007 개정 교육과정과 2009 개정 교육과정에 따른 수학 교과서를 비교 분석하였다. 구체적으로 측정의 전반적인 교수 학습 요소, 측정의 학습 내용에 특화된 교수 학습 요소, 수학 교과 역량이라는 세 가지 분석 기준을 활용하였다. 분석 결과, 측정의 전반적인 교수 학습 요소 중 실생활 및 타교과와의 연계는 일관되게 잘 반영되어 있었다. 측정의 학습 내용에 특화된 교수 학습 요소 중 용어의 의미와 계산의 필요성에 대한 내용은 적절하게 구현되었으나, 단위의 필요성, 적절한 단위 선택, 오개념 활용에 관한 내용은 다소 미흡한 편이었다. 마지막으로 수학 교과 역량에서는 주로 문제 해결, 의사소통, 추론이 강조되고 있었다. 이와 같은 분석 결과를 토대로 길이와 시간에 관한 지도 방향 및 차기 교과서 개발에 대한 시사점을 도출하였다.
이 연구는 초등학교 수학 지도에서 직관적 원리의 중요성을 인식하고, 교육과정과 그 해설서, 그리고 교과서에 제시된 직관적 원리에 의한 교육 내용을 분석하였다. 이를 위해 초등학교 교육과정과 그 해설서에 제시된 교육 내용에서 직관적 원리에 의한 내용을 추출하고, 이 내용이 교과서에 어떻게 구현되었는가를 분석하였다. 분석결과, 교육과정의 수학 교과의 성격에서는 직관적 원리에 의한 지도를 제시하고 있었으나, 목표와 학습 방법, 평가에서는 직관적 원리에 의한 지도 내용을 제시하지 않고 있었다 또한 내용영역에서는 교육과정 문서에는 직관적 원리에 의한 지도 내용을 제시하지 않았고, 교육과정 해설서에만 도형 영역 12개, 측정 영역 1개, 확률과 통계영역 2개가 제시되어 있었다. 그리고 본 연구에서 제시한 직관적 지도 원리 6가지 중에서 특정 원리에 치중되어 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 교육과정 구안과 교과서 집필에 필요한 직관적 원리에 따른 수학 지도의 시사점을 도출하였다.
본 연구에서는 초등학교 수학에서 다루어지는 중요 개념 중 하나인 분수에 대하여 한국, 일본, 싱가포르, 미국, 핀란드 교과서에 제시된 내용을 비교 분석하였다. 이것은 분수의 하위 개념의 다양함, 그리고 도입 방식이나 전개 과정의 특징적 차이가 나타난다는 것과 각 나라의 개념 도입 방식의 장점과 단점을 분석함으로써 유의미한 분수 학습을 위한 준비를 위해서이다. 분석 결과, 분수 도입 상황은 5개 나라 교과서 모두 부분-전체(영역)로 도입하였지만, 수직선 활용이나 대분수 정의와 가분수-대분수 간의 변환 방식, 이산량을 다루는 것의 여부, 동치분수 구하는 방법, 분수 크기비교의 배열 순서와 같은 내용의 구성이나 선정 면에서 여러 가지 차이가 나타났다. 이러한 분석을 통해 본 연구에서는 분수 도입상황의 재고, 분수 도입 시 수직선의 활용 문제, 내용의 유형화와 분절화의 문제 등을 논의하였다.
이 연구는 2015 개정 교육과정에서 신설 과목으로 설계된 <인공지능 수학> 교과서를 분석하여 차기 교육과정 설계의 시사점을 도출하는 데 목적이 있다. <인공지능 수학> 시안을 담은 수학과 교육과정 문서에서는 '학습 요소' 대신에 '관련 학습 요소'를 제시하고 있다. '관련 학습 요소'는 인공지능의 맥락에서 활용될 수 있는 수학적 개념이나 원리로 정의하고 있는데 '관련 학습 요소'를 다루는 범위와 방법에 대해서는 구체적인 제한은 없다. 이에 '관련 학습 요소'가 <인공지능 수학> 교과서에서 반영된 양상을 형식, 범위와 방법, 공학적 도구 활용 방식을 중심으로 분석하였다. 교과서별로 '관련 학습 요소'를 교과서에 기술하는 형식상의 차이와 수학 개념을 취급하는 양과 범위에 차이가 있었다. 또한, '관련 학습 요소'를 하나의 수학 개념과 동일하게 정의하여 사용한 경우와 정의보다는 인공지능의 맥락에서 설명 위주로 서술하였다. '관련 학습 요소'를 인공지능의 맥락에서 활용할 수 있도록 교과서별로 유사한 공학적 도구를 다루었지만, 계산과 결과를 해석하는 활동 중심이었다. 고등학교 수학 과목으로서 <인공지능 수학>의 지향을 교과서에 충분히 반영하기 위해서 '관련 학습 요소'에 관한 체계적인 논의가 필요하다. 또한, 학생들이 인공지능 맥락의 활용 사례를 경험하기 위해서는 공학적 도구를 활용하여 문제를 설정하고 해결할 수 있는 내실화된 활동이 교과서에 구현되어야 할 것이다.
이 논문에서는 우리나라와 미국 수학 교과서에서 다루고 있는 평행사변형이 되기 위한 조건 관련 과제를 과제의 구조, 증명과 추론 유형, 그리고 인지적 노력 수준에 따라 비교 분석하였다. 이를 통해 두 나라 교과서 과제의 공통점과 차이점을 분석하였다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 과제 구조와 관련하여, 우리나라 교과서에 비해 미국 교과서에 제시된 과제의 구조가 더 다양하다. 둘째, 증명과 추론 유형과 관련하여, 우리나라와 미국 교과서 모두 IC 과제와 DA 과제의 구성 비율이 높으며, 우리나라 교과서에 비해 미국 교과서에 제시된 과제의 유형이 더 다양하다. 셋째, 과제의 인지적 노력 수준과 관련하여, 우리나라와 미국 교과서 모두 PNC 과제와 PWC 과제가 대부분을 차지하며, 우리나라의 경우 미국에 비해 구체적인 알고리즘적 절차를 이용하는 수학 과제를 제시하는 비율이 높다. 차이점을 토대로 우리나라 교과서 재구성에 필요한 다음과 같은 시사점을 얻을 수 있었다. 첫째, 과제의 구조 및 증명과 추론 유형과 관련하여, 구성의 다양성을 높여야 한다. 둘째, 과제의 인지적 노력 수준과 관련하여, PNC 과제에 대한 편중현상을 완화해야 하며, 과제 유형별 인지적 노력 수준에 대한 재고가 필요하다. 셋째, 과제의 주제 또는 소재와 관련하여, 수학 내적, 외적인 상황과의 연결성이 강화된 과제를 도입할 수 있는 방안의 재고가 필요하다.
이 논문은 물리량 중에서 가장 기본이 되는 길이에 대해, 최근 수학교육에서 측정 영역과 관련하여 가장 강조되고 있는 어림 능력의 향상 방안에 대해 논의한다. 기초학력 진단평가와 몇몇 연구에 따르면, 학생들의 어림 능력이 상당히 저조한 것으로 나타났다. 한편, 개정 교육과정은 세계적인 동향에 맞추어 어림과 양감 형성을 추구하고자 시도하였다. 하지만 그러한 노력이 교과서에 충분히 반영되지 못하고 있으며 어림 및 양감 형성이라는 측면이 상당히 미진하다. 따라서 본 연구에서는 길이 어림과 관련된 교과서 내용을 분석하고 그 대안을 생각해봄으로써 차후 교과서 개발을 위한 시사점을 제공하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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