순열 조합의 문제는 내재된 의미 구조에 의해 선택, 분배, 분할의 세 가지의 유형으로 분류될 수 있다. 본 연구에서는 순열 조합의 연산과 문제 유형의 변인이 문제의 난이도에 미치는 영향을 분석하였다 그리고 문제 이해과정에서의 오류를 순서, 중복, 대상의 구별, 같은 것이 있는 순열, 상자의 구별, 분할의 조건, 기타로 분류하고 이해 단계의 장애를 구체적으로 분석하였다. 연구 결과, 순열 조합 연산과 문제의 유형은 난이도에 유의미한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히 학생들에게 선택, 분할, 분배 문제간의 변환은 쉽지 않으며 순열 조합의 문제에서 학생들이 겪는 어려움 중 하나는 바로 문제 유형의 차이에서 비롯된다는 것을 알 수 있었다. 또한 현 교과서에서는 선택, 분배, 분할을 고려한 다양한 문제 유형이 부족한 것으로 나타났다. 따라서 순열 조합의 지도에 있어 문제 유형을 활용하여 다양한 의미 구조의 문제를 제시하고, 공식위주가 아닌 문제 상황을 충분히 이해하고 이에 대한 해법을 변형, 확장하는 경험을 강조하는 것이 필요하다고 하겠다.
본 연구는 순열과 조합 영역에 관한 동료의 문제 만들기 과제를 평가하는 과정에서 나타난 예비교사의 주목하기를 분석하는 데 목적을 두었다. 이를 위해, 중등 예비교사 46명을 대상으로 순열과 조합에 관한 실생활 문제 만들기 과제를 수행하도록 하였고, 동료의 수학 과제를 임의로 배정하여 평가하도록 하였다. 수집된 자료를 분석한 결과, 예비교사들은 동료가 만든 수학 문제의 난도에 가장 주목하는 모습이 확인되었고, 특히 난도를 높이기 위해 조건 사용에 주목하는 경향이 있었다. 뿐만 아니라, 예비교사들은 질문과 풀이의 명확성, 문제의 독창성, 맥락의 수학 개념 간의 자연스러운 연결, 수학 개념 간의 융합에 주목하는 모습이 확인되었다.
본 연구는 구조적 동형을 활용한 순열과 조합의 교수 학습이 학생들의 학업 성취도에 효과가 있는지를 살펴보고 문제 해결 과정에서 나타나는 학생들의 특징이 무엇인지를 분석하는 데 그 목적이 있다. 이를 위하여 본 연구에서는 S고등학교 2학년 2개 반 학생들을 대상으로 실험반에는 4차시의 구조적 동형을 활용한 수업을, 비교반에는 4차시의 기존의 교과서 중심의 수업을 실시하였다. 그 결과, 구조적 동형을 활용한 수업은 기존의 교과서 중심의 수업보다 학업 성취도 향상에 효과가 있는 것으로 나타났다. 한편, 실험반의 5명을 대상으로 성취도 검사지를 분석하고 면담한 결과, 학생들은 순열과 조합 문제에서 '서로 다른', '서로 같은'과 같은 표현이 있으면 구조적 동형을 활용하여 문제를 해결하는 것이 더 쉽다고 하였고, 공 상자 모델에서는 공과 상자의 구별 여부만 판단하면 되므로 기존의 방법보다 더 많이 사용한다고 하였다. 또, 구조적 동형을 이해하는 학생들은 문제를 해결할 때 공 상자 모델과 기존의 방법 중에서 각 문항에 적절한 풀이 방법을 스스로 택하여 해결하는 것으로 나타났다.
고등학교 수학 I 의 확률 및 통계영역의 교육내용을 정리한 후, 고등학생들에게 확률 및 통계영역에 관한 흥미를 돋구기 위하여 2002년 월드컵을 소재로 한 문제들을 활용하여 비주얼 베이직으로 프로그램한 ‘확률상자’ 라는 확률모형을 개발하였다. 확률상자에는 확률의 역사, 경우의 수, 순열, 같은 것이 있는 순열, 원순열, 조합, 이항계수, 통계적 확률, 조건부 확률, 배반사건 등 모두 10가지 모듈을 포함한다. 확률상자의 초기화면에서 메뉴를 선택하면 선택된 내용에 관한 간단한 정의와 함께 문제가 제시되어 정답을 적도록 하였고, 오답일 때는 힌트를 누르면 정답을 이해할 수 있도록 풀이과정을 제시하였다. 특히, 메뉴가운데서 경우의 수, 순열, 같은 것이 있는 순열, 원순열, 조합, 통계적 확률의 경우에는 풀이과정 중에 애니메이션 또는 시뮬레이션이 실행되도록 하여 이해를 돕도록 하였다.
Permutation and combination are the part of mathematics which can be introduced the pliability and diversity of thought. In prior studies of permutation and combination, there treated difficulties of learning, strategy of problem solving, and errors that students might come up with. This paper provides the method so that meaningful teaching and learning might occur through the systematic approach of permutation and combination. But there were little prior studies treated counting numbers that basic of mathematics' action. Therefore this paper tries to help the understanding of permutation and combination with the process of changing from informal knowledge to formal knowledge.
순열과 조합은 수학 I 교과서의 여러 단원 중에서 가장 가르치기 어렵다고 느끼는 단원중의 하나이다. 이에, 본고에서는 순열과 조합 단원의 불안요인과 평가문항에 대하여 살펴보고, 불안요인을 감소시키는 방안을 찾고자 하였다. 이 연구는 2006년 11월부터 2008년 2월까지 약 1년여에 걸쳐서 Y고등학교 학생 2명을 대상으로 진행되었으며, 평가문항의 분석과정에 동료교사 2명이 참여하였다. 그 결과, 비형식적 평가문항이 불안의 주요 요인이며 협동학습과 문제 읽기 및 쓰기가 수학불안을 감소시키는 데 도움이 된다는 것을 알 수 있었다. 또한 이러한 수학불안 요인을 고려한 적절한 교수 학습법이 요구된다고 결론지었다.
본 연구에서는 초등 영재학생들의 원순열 과제 해결 과정을 분석하여 교수학적 시사점을 도출하는 데 목적을 두었다. 구체적으로, 본 연구에서는 초등 영재학생들에게 원순열 과제를 제공하여 이 학생들의 해결 과정을 표현, 세기 과정, 결과 집합구성 방식을 통하여 분석하였다. 연구 결과 원순열 과제를 해결하는 과정에서 일부 학생들이 유추를 활용하는 장면이 확인되었으며, 학생들은 가능한 결과들의 범주화와 재범주화 과정에서, 그리고 유추의 적절하지 않은 활용으로 인하여 원순열 과제해결에 어려움을 겪는 것으로 확인되었다.
이 논문은 콤비나토리얼 문제인 조합(combination)과 순열(permutation), r-순열(r-permutation) 규칙에 의거하여 전수데이터를 생성하는 빠른 프로그램과 알고리즘을 다룬다. 이들 프로그램은 전수데이터 검사나 시뮬레이션의 입력값 선정과 같은 응용에서 사용된다. 본 연구에서는 조합, 순열, r-순열 문제의 규칙을 만족하는 프로그램들을 수집하여 부문별로 가장 빠른 프로그램을 선정하고 추가연구를 통하여 수집된 프로그램보다 수행시간을 단축한 프로그램을 완성하였다. 본 연구를 위해서 다음과 같은 선행조사가 이루어졌다. 첫째 인터넷에 공지된 백 개 이상의 프로그램을 수집하고 완성하였다. 둘째, 확보된 프로그램을 구동하여 수행시간을 측정하였고, 그 결과 가장 빠르게 수행하는 프로그램을 부분별로 발췌하였다. 셋째, 선별된 가장 빠른 프로그램에 대해서 알고리즘을 설명하고 의사코드로 정리하였다. 본 논문에서는 이러한 기초작업을 토대로 수행시간이 단축된 프로그램을 완성할 수 있었다. 첫째로 조합 문제에서는 재귀형식에서 비재귀형식으로 변형시켰고, 둘째로 r-순열 문제에서는 조합 프로그램과 순열 프로그램을 결합하는 방법으로 수행시간을 단축하였다. 분석결과에 따르면 전자와 후자는 수집한 가장 빠른 프로그램에 비해서 수행속도를 각각 22%에서 34%, 및 62%에서 226%의 범위로 개선하였다. 본 논문에서 제공한 의사코드를 바탕으로 응용에 쉽게 적용시킬 수 있으며, 전수조사 방법에 소요되는 수행시간을 예측하여 전수조사의 타당성 여부를 결정할 수 있다. 또한, 제공한 코드를 바탕으로 최소의 시간으로 전수데이터를 생성할 수 있다.
조합(combinatorics)은 확률적 사고의 기초가 되며 정보, 과학 등 타교과와 연계성이 높은 중요한 영역이지만, 학교 수학에서 학생들이 가장 어려워하는 단원 중 하나이다. 본 연구는 순열 조합 문제의 구조를 나타낼 수 있는 표현식을 도입하여, 문제를 표현식으로 변환하는 대학원생의 안구 운동을 분석함으로써 순열 조합 문장제의 이해 과정과 의미 구조에 따른 난이도 차이를 조사하였다. 연구 결과, 연구참여자들의 순열 조합 문장제 이해 전략은 문제에 대한 수학적 모델을 내적으로 직접 표상하는 전략과 보기에 주어진 표현식과 문제를 비교하여 답을 찾는 전략으로 분류할 수 있었다. 전문가 집단인 연구참여자들은 대상들의 구별성, 중복가능성, 의미 구조에 관한 단어나 수치 정보 등 문제의 핵심정보를 빠르게 파악하고 주의를 기울였다. 의미 구조의 변환이 필요한 문제를 풀 때 학생들은 문제의 핵심정보를 더 많이 보고, 보기의 표현식을 더 오래 응시하며, 문제와 보기 사이의 비교를 더 많이 하는 등 복잡한 인지 처리와 연관된 안구운동 지표가 나타났다. 안구 운동 데이터는 문제 이해 과정에서 연구참여자의 수학적 인지를 분석하는데 유의미한 정보를 제공하였다.
기존의 DRM 보호기법은 특정 콘텐츠 포맷에 일부 제한적인 보호방식의 특성이 있기 때문에 현재 모든 디지털 콘텐츠에 대해서 범용적으로 DRM 보호기법을 적용할 수 없는 문제점이 있으므로, 아직도 많은 종류의 디지털 콘텐츠는 DRM 보호기능을 제공받지 못하고 있다. 또한, 기존의 DRM 보호기법은 암호화 알고리즘을 기반으로 많은 양의 데이터에 대해서 암/복호화를 수행하기 때문에 속도가 많이 소요되는 단점이 있다. 본 논문에서는 범용적인 DRM 보호를 위해 콘텐츠 헤더의 부분 암호화 방식과 분할된 콘텐츠에 대한 순열 재조합을 이용한 방법으로 모든 디지털 콘텐츠에 대해서 범용적으로 DRM 보호기능을 제공하는 기법을 제안하였다. 또한 이 기법은 콘텐츠의 암/복호화 수행 속도를 향상 시키고 동시에 기존의 보안성은 유지하는 기능을 포함하고 있으므로 다양한 형식의 디지털 콘텐츠에 대하여 유연하게 적용이 가능하며, 다양한 비즈니스 환경에 확장성 있는 통합 가능하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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