영화 <코러스>에서 아이들이 학교에서 쫓겨나는 선생님을 위해 종이비행기에 편지를 써서 창밖으로 날리는 장면은 관객들에게 많은 감동을 주었다. 언제부터인지 알 수는 없지만 종이비행기는 사람들의 희망을 담아 하늘로 전달하는 메신저의 역할을 하고 있다. 그래서 종종 꿈이 실현되기를 바라는 마음에서 종이비행기를 날리는 행사가 진행되기도 한다. 하지만 종이접기가 종이비행기처럼 상징적 의미가 아니라 실제로 세상의 많은 것을 바꿔놓고 있다. 그렇다면 종이접기가 어떻게 세상을 바꿔 놓고 있을까?
In the article, we study on researching activity of the patterns through paper folding. A set of rules and patterns are found in this study based on folding paper of triangle and rectangle.
다각형에서 가장 기본이 되는 삼각형과 사각형의 종이를 접을 때 마다 다양한 규칙성들이 발견될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이런 종이접기를 통한 패턴 탐구를 통해 문제를 형식화거나 일반화 하는 능력과 수학적으로 사고하는 능력 즉, 귀납적 추론력을 길러주고자 함에 목적을 두고 있다.
일반적으로 종이접기를 하고 그 종이를 다시 펼치면 흔적이 남는다. 직사각형의 종이를 이용하여 얻을 수 있는 수학적 사실과 프로그램을 접목해 보았다. 사각형의 종이를 접는 방향에 따라 골과 등성이의 형태가 다양하게 나타나며 이런 종이 모양의 흔적을 (0,1)코드와 (0,1)행렬을 이용하여 4종류로 분류하고 연구하였다. 따라서 이런 사각형 종이접기의 흔적을 보고 거꾸로 어떻게 접는지를 귀납적 추론력을 통해 코드와 종이접기의 흔적의 관계를 탐구하였다. 마지막으로 이 내용을 수학프로그램을 계발하였고 현장에서 실습을 할 수 있다.
Haga 정리는 정사각형 색종이의 접기를 통해 얻어지는 선분들의 비를 수학화시킨 정리로, 종이접기에 관련된 수학적 내용의 탐구에서 폭넓게 활용된다. 본 연구에서는 과학고등학교의 수학 영재교육을 통해 얻어진 산출물인 Haga 정리의 새로운 증명 방법, Haga 제 2정리의 일반화로 발전된 정리를 제시하였다.
본 연구는 정다각형 종이접기 활동을 소재로 한 영재교수학습 자료를 개발하고 이를 현장 수업에의 적용을 통해 발견한 교수학습 방법을 개선하는 것을 목적으로 하였다. 동일 학교에 소속한 학생들을 개별학습(1명, 발명영재학급, 과학고 영재교육원 합격), 교사와의 1-1 대면 학습(2명, 일반학급 내 우수 학생), 짝 모둠 학습(4명, 영재학급), 그리고 집단 수업(20명, 영재학급)의 여러 방식으로 유형화한 수업을 진행하면서 김정하(2010)의 정당화 분석틀(PIRSO)을 이용하여 학생들의 정당화 요소를 분석하고 집단 수업에서 정다각형 종이접기 활동의 정당화를 지도하기 위한 개선 방안을 모색하였다. 그 결과 주어진 크기의 색종이를 이용하여 최대 넓이의 정다각형 종이접기 활동 탐구라는 본 연구 소재의 난이도는 초등학교 영재학급용 수업으로 적절하였으며, 개별 학습 방식보다는 교사와의 1-1 대면 또는 동료와의 토론 및 협동 방식이 정당화의 수준을 향상시키는데 더 효과적임이 드러났다. 집단수업을 위한 탐구 활동은 모든 학생에게 모든 내용을 학습하도록 하는 일괄 수업방식보다는 필요에 따라 학생들이 개인별로 탐구하고 싶은 내용을 선택하는 선택 활동 수업 방식으로 변형할 필요가 있으며 정당화에 초점을 맞추어야 하는 과제의 목표는 처음부터 명확하게 제시할 필요가 있음을 확인하였다. 이를 바탕으로 수업의 전개나 활동의 재구성 방식, 발문을 위한 개선 방안을 제안하였다.
종이접기를 하고 그 종이를 다시 펼치면 그 흔적이 남는다. 이러한 흔적을 통해 얻을 수 있는 수학적인 사실에 대해 생각해 보았다. 펼친 흔적에서 삼각형과 사각형의 다양한 종류에 대해 살펴보고, 이러한 평면도형의 각의 크기, 변의 길이, 도형의 넓이를 구하는 활동을 통해 수학적 사실을 탐구하였다. 또한, 닮음인 삼각형을 찾는 활동을 통해 닮음인 삼각형 사이의 관계를 탐구하였다. 마지막으로, 도형의 성질을 탐구하였는데 그 중에서도, 피타고라스의 정리를 창의적인 방법으로 증명하여 보았다. 이러한 활동이 수학교육과정과 수학프로그램 개발에 시사점을 주리라 생각된다.
수학학습에서 문제 만들기는 수학적사고력 신장 및 수학학습에 긍정적인 태도와 자신감을 갖게 한다. 특히 영재학생들은 주어진 문제를 해결하는 수준을 넘어 어떤 주어진 상황에서 새로운 문제를 창안해 낼 수 있어야 한다. 본 연구는 종이를 접기 과정에서 영재학생들이 문제를 만들 때 사용하는 전략은 무엇이고 문제 만들기 활동에서 영재학생들의 사고를 촉진하는 방안은 무엇인지를 밝혀 그 시사점을 얻고자 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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