본 연구는 초등학교 수학에서의 계산어림활동을 고찰함으로써 계산어림지도를 위한 개선방향을 모색하고자 2015 개정 초등학교 수학과 교육과정과 그에 따른 수학교과서 및 교사용지도서에 포함된 계산어림 관련 내용을 살펴보았다. 이를 통해서 전학년군에 걸쳐서 계산어림을 강조할 필요가 있으며, 계산어림의 효과적인 지도를 위해서 계산어림하기, 어림과정설명하기, 어림값과 계산값 비교를 통한 계산결과의 타당성 검증하기 등을 체계적으로 지도하는 것이 필요하며, 연산관련단원에서 계산어림관련 활동을 좀 더 강화하는 것이 필요하다는 것을 알 수 있었다.
어림(estimation)은 대강짐작으로 헤아림을 뜻하는 말로 '어림없다'는 너무 커서 어림조차 할 수 없을 때 사용한다. 그래서 어떤 값을 '어림했다'는 것은 정확하게 측정하지 않았다는 의미로 실험값을 정확하게 측정해야 하는 과학의 속성과는 거리가 좀 멀어 보인다. 하지만 어림은 과학자뿐 아니라 일반인에게도 쓰임새가 많은 사고활동의 하나로 측정의 정확도가 날로 높아지고 있는 첨단과학 시대에도 그 중요성이 줄어들지 않고 있다. 이미 수학교육에서는 초등학교 정규 교육과정 내에서 어림하는 활동을 포함시키고 있으며, 과학교육에서도 다양한 활용방안을 모색하고 있다. 심지어 기업체에서는 인재를 선발할 때 어림하는 능력을 보기도 한다. 그렇다면 어림이 과학과 어떤 관계가 있는 것일까?
본 연구의 목적은 현 2009개정 교육과정 초등학교 2학년 수학 교과에 미비하게 다루어져있는 어림 측정 영역을 강화하여 학생들의 길이 어림에 대한 이해와 어림 능력의 변화를 살펴보는 것이다. 이에 본 연구에서는 어림 측정 내용을 세 가지 어림 전략을 투입하여 어림을 강화한 수업으로 재구성하여 학생들에게 수업한 후 학생들의 길이 어림에 대한 이해가 길이 어림 능력에 미치는 영향에 대하여 살펴보았다. 연구 결과, 학생들은 어림의 의미를 정확히 이해하고 상황에 따라 적절한 어림 전략을 활용하여 오차를 줄여나가는 모습을 보였다. 또한 어림 전략을 활용하여 문제 해결 과정을 논리적으로 설명하는 능력도 향상되었다.
기술 공학 및 수학 학문 자체의 발전으로 인하여 논리성 개발뿐만 아니라 사고력을 개발하고, 일상 생활에 유용한 학습 내용들이 학교 수학에 도입되고 있다 수학 학습의 이러한 변화의 측면에서 보면, 어림은 사고력 개발이나 일상생활에서의 유용성에 많은 도움이 될 수 있는 수학 학습의 한 영역이다. 그러나 하나의 정확한 답을 구하는데 익숙해 있는 아동들은 오차를 포함하는 어림 값을 문제에 대한 답으로 수용하는 것을 어려워하며, 어림을 사용해서 문제를 해결할 때 문제에 대한 답이 여러 개 있을 수 있음을 인정하지 못한다. 또 어떤 경우에는 정확한 계산을 한 후 그 결과를 반올림해서 어림 값을 구한다. 이러한 형태의 어림 학습은 어림의 유용성을 충분히 인식시키거나 효율적으로 어림하는 감각이나 융통성 있는 사고를 개발하지 못해 아동들로 하여금 어림을 귀찮고 성가신 것으로 생각하게 한다.
본 논문에서는 2009 개정 초등학교 수학과 교육과정에 따른 교과서에서 취급하는 어림재기 유형 및 전략을 분석하고, 그 결과를 바탕으로, 차후의 교육과정 및 교과서 개발을 위한 시사점으로 다음 네 가지를 제시한다. 첫째, 교육과정과 교과서에서 어림재기 관련 내용을 일치시키는 것이 필요하다. 2009 개정 교육과정에서는 길이, 들이, 무게, 각도의 어림재기만을 제시하고 있다. 그러나 교과서에서는 시간과 넓이의 어림재기도 취급하고 있다. 둘째, 교과서에서 어림재기 전략을 다양하게 안내할 필요가 있다. 지도서에서는 어림재기 전략으로 참조대상 사용하기 전략, 덩어리로 나누기 전략, 단위로 나누기 전략의 세 가지를 예시하고 있지만, 교과서에서는 그렇지 않다. 셋째, '어림하다'의 의미를 명확히 할 필요가 있다. 교과서에서 '어림하다'가 어림재기의 맥락으로만 사용되는 것이 아니다. 넷째, 교육과정에서 시간, 넓이, 부피의 어림재기의 취급 여부를 명확히 할 필요가 있다.
거리 수학이 학교 수학에 통합되어 수학 교실에서 지도되고 있는 하나의 예로 어림을 들 수 있다. 학교수학에서 지도되는 지필 알고리즘과는 달리 어림은 대략적인 값을 구하며, 주로 암산으로 수행된다. 그러나 어림은 학생들의 수학 학습과 일상생활에서 많은 유용성을 가지고 있음에도 불구하고 지금까지 수학 교육과정에서는 간과되었으나 최근 들어 강조되고 있는 영역이다. 따라서 본 연구에서는 학교 수학에서 지도되는 어림을 고찰함으로써 거리 수학을 학교 수학에 통합하려는 수학과 교수-학습에 시사점을 제공하는 것을 목적으로 한다. 연구의 목적을 실현하기 위해 거리 수학과 학교 수학을 규명하고, 거리 수학과 학교 수학을 연결하는 다리로서의 어림에 대해서 고찰하였다. 다음으로 초등학교 6학년 학생들을 대상으로 어림 능력 검사를 실시함으로써 초등학교 교육을 통해서 학생들에게 길러지는 어림 능력을 분석하였다.
본 연구는 길이, 질량, 시간, 온도와 같은 일부 기본 물리량에 대한 사람들의 어림의 정확성과 방법에 대해 탐색하였다. 대학 물리교육과의 구성원(학부 1학년부터 교수까지) 중 임의로 선정된 총 40명이 2종류의 대상물 세트에 대해 직관적 어림과 조작적 어림 활동을 수행하였다. 직관적 어림에서는 참여자들이 각 대상물을 직면하자마자 해당 물리량의 값을 어림하였으며, 조작적 어림에서는 별도의 대상물에 대해서 충분한 시간을 두고 다양한 가용한 방법들을 (예컨대, 길이를 어림하기 위해 연필을 활용하거나 시간을 어림하기 위해 맥박을 세거나) 동원하여 어림하였다. 연구의 결과는 다음과 같이 요약될 수 있겠다: (1) 길이, 질량, 온도에 대해서는 직관적 어림이 더 정확하였으나 시간에 대해서는 조작적 어림이 더 정확하였다. (2) 물리학에 대한 경험의 정도와 어림의 정확성 사이에는 정적인 상관관계가 존재하지 않았다. (3)일반적으로 길이에 대한 어림이 가장 정확하였으며 질량에 대한 어림은 가장 부정확하였다. (4) 사람들은 조작적 어림을 위해서 스스로의 다양한 방법을 사용하였는데, 예컨대 대상물 주변의 각종 사물들을 활용하거나 특정한 값을 갖는 마음 속의 측정 단위(즉, 30cm, 50cm, 1kg, 1근, 1초 등)들을 적용하였다.
본고에서는 먼저 어림과 근사값의 의미를 고찰한다. 그리고 근사값과 어림수 사이의 관계를 살펴보고 1940년대 초등학교 5학년에서의 어림수의 곱셈과 나눗셈에 대한 지도 방법과 현행 중학교 교육과정에서의 근사값의 곱셈과 나눗셈의 지도 방법을 살펴본다. 이들을 살펴봄으로써 어림과 근사값을 지도하는 의의를 강조하고 어림셈과 근사값 계산에 대한 교수 ${\cdot}$ 학습 자료로서 제시하고자 한다.
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.
일상적인 경험을 바탕으로 중학생들이 도구를 사용하지 않고 물리량의 치수를 어림하는 능력을 조사하였다. 이를 위하여 연구자들은 기본량에 해당하는 길이와 질량, 유도량에 해당하는 속력, 부피, 밀도에 대한 차수 어림 능력을 묻는 선택형 문항을 개발하였고, 서울지역 중학교 1학년과 3학년 학생 448명이 조사에 참가하였다. 전체적으로 반 이상의 학생들이 물리량의 치수를 참값과 다르게 어림하고 있었는데, 차원이 복잡한 유도량이거나 크기가 작을수록 차수 어림 능력이 낮아졌다. 학년에 따른 차이는 크지 않았으나 성별에 따라서 차수 어림 능력에 차이가 있었고 상대적으로 남학생이 길이 어림을 잘 하였다. 결론적으로 반수 이상의 학생들이 물리량이 차수를 제대로 어림하지 못한다는 점은 물리량과 단위에 대한 정성적인 이해가 부족함을 나타내며, 기능적인 측면을 강조하는 측정 교육이 가지는 한계점을 보여주었다. 따라서 실제 측정을 통하여 구한 물리량의 정성적인 의미를 이해할 수 있도록 하기 위하여 어림 교육이 필요함을 시사하고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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