본 논문에서는 초등학생에게 공학적 설계를 기반으로 컴퓨터 프로그램을 처치한 초등 발명교육 프로그램을 설계 제안하고자 한다. 지오지브라 프로그램을 처음 접하는 5~6학년 학생들도 쉽게 결과물을 도출할 수 있고, 4D프레임으로 움직이는 조형물(키네틱 아트) 결과물을 도출할 수 있도록 총 12차시로 구성하였다. 추후에 공학적 설계를 강조한 컴퓨터프로그램 기반 발명수업을 통해 초등학생의 과학 태도와 창의성 함양에 어떤 영향을 주는지에 대한 후속연구를 진행하고자 한다.
최근 테크놀로지가 발달함에 따라 대학 수학교육에서 시각화를 통한 추상적인 수학적 개념의 직관적 이해는 그 비중이 점점 커지고 있다. 본 연구에서는 대학 미분적분학을 학습하는 학생들의 이해를 도울 수 있고 웹만 연결되어 있으면 무료로 사용할 수 있는 그리고 필요한 내용을 직접 개발할 수 있는 도구 중 그 장점이 잘 알려져 있는 지오지브라(GeoGebra)를 활용한 무료 시각화 자료들을 개발하여 소개한다. 특히 미분적분학 교재의 순서에 맞추어 개발된 시뮬레이션 도구를 활용하여 개념의 이해와 함께 새로운 지식을 생산할 수 있는 교육환경을 제공하고자 하였다. 마지막으로 미적분학 개념들의 시각화를 마친 이번 시도가 대학수학의 다른 강좌와 중등 수학교육으로 확대될 수 있는 가능성에 대하여 논의하였다.
Based on the importance and the necessity of the study on history of mathematics and mathemtics education using history of mathematics for finding the cultural identity and values of our traditional mathematics, we refer to two types of teaching and learning methods utilizing 'WonYongSamBangHoGu', the second theme of 'SanSulGwanGyeon' written by Lee Sang Hyuk. First, we present various cases of 'WonYongSamBangHoGu' constructed utilizing kind of mathematics learning software, GeoGebra by high school freshmen belonging to the Education Centers for the Gifted in Seoul Science Park. Second, We modernly reinterpret the questions contained in 'WonYongSamBangHoGu' and show several developed items using it.
본 논문에서는 수학교육용 소프트웨어에서 확률적 현상을 경험한 이후 과학 그래프 해석에 있어 확률론적 관점을 도입하여 해석하는 학습자의 관점의 변화를 제시한다. 이 연구에서 11명의 고등학교 1학년 학생은 수학교육용 소프트웨어인 지오지브라(GeoGebra)를 활용하여 학습자가 평면 상에서 수직선이나 반원 위에 점을 찍는 활동을 통하여 기하학적 확률을 경험하였으며 이와 같은 경험을 토대로 물의 상평형 그래프를 해석하였다. 물의 상평형 그래프에 나타나는 얼음(고체), 물(액체), 수증기(기체)의 상태 변화에 대하여 각 상태가 나타나는 온도-압력의 영역 간의 경계에 대하여 학습자는 기하학적 확률을 적용하여 해석하려고 하였으나 경계선 위의 온도-압력의 물의 미시적 구조를 표현하는 과정에서 4명의 학생만 확률론적 관점으로 해석하고 그렇지 못한 학생들은 상태의 공존을 물질적 관점이나 과정적 관점으로 이해하였다.
본 연구는 학습유형이 상이한 초등학교 6학년 수학영재학생들의 일반화 및 정당화의 특징을 분석함으로써 학습유형에 따른 개별화 지도방안에 대한 교수학적 시사점을 도출하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 초등학교 6학년 수학영재학생 3명의 학습유형을 판별하고 주어진 수학적 과제를 해결하는 수행과정을 추적 관찰하였다. 학생들에게는 지필환경과 함께 지오지브라를 활용한 동적기하환경이 제공되었으며, 학생들이 작성한 활동지, 지오지브라의 활동이 기록된 학생의 산물, 두 연구자가 관찰하며 작성한 현장관찰일지, 과제 탐구 후 개별면담 등을 통해 자료를 수집하여 질적 분석을 실시하였다. 그 결과, 초등학교 6학년 수학영재학생들의 일반화 특성은 다양하게 나타났으나 그에 비해 정당화 수준은 동일한 것으로 드러났다. 또한, 학습유형에 따라 학습 환경에 대한 선호도의 차이를 보였다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 수학영재학생들의 학습유형에 따른 개별화 지도방안에 대해 제안하였다.
이 연구는 예비교사들을 대상으로 테일러급수와 그 수렴에 대한 이해 실태를 살펴보았고 그 결과로 얻어진 취약점을 보완하고자 GeoGebra를 이용하여 실험적 맥락에서 테일러급수의 수렴 개념에 대한 교수 방안을 모색하였다. 예비교사들은 형식적 측면에서 테일러급수를 구하고 수렴 반경을 계산하는 것에는 익숙했지만 개념적이고 과정적 요소엔 취약하였으며 테일러급수를 다루는 시각적이고 역동적 경험을 갖고 있지 못했다. 특히 부분합의 개념으로 테일러다항식들의 수렴과 원함수간의 관계가 잘 정립되어 있지 않았다. 이에 GeoGebra를 도구로 활용하여 시각적이고 직관적 측면에서 테일러다항식의 차수와 중심이 테일러급수의 수렴에 미치는 영향을 중심으로 교수실험을 하였다. 이 연구의 결과는 예비중등 수학교사들이 무한급수와 테일러급수에 대한 교수 내용적 지식을 높이고 유연한 지식을 가지는 데 공학을 활용한 교수법이 도움이 될 수 있음을 보여주었다.
본 연구는 국내 선행 연구에서 '팬데믹(pandemic)시기에 교사들을 대상으로 진행한 설문 조사 결과 원격수업 형식 중 '실시간 쌍방향 형' 수업이 차지하는 비중이 현저하게 적다는 점'을 지적한 것에 주목하여, 고등학교 수학 교과 기하 과목의 '평면의 결정 요건'을 중심으로 '실시간 쌍방향 형' 비대면 수업 자료를 개발하여 수업에 적용한 사례를 보고한 연구이다. 개발에 참여한 교사는 고등학교 교직 경력 28년차의 서울 소재 고등학교에 근무하는 수학 교사(수석교사) 1인이며, 2020년에 수학 교과의 기하 과목을 담당한 교사이다. 개발 교사는 실시간 쌍방향 형 비대면 수업을 개발하기로 한 이후, 수업 내용의 선정과 온라인 수업 도구를 선정하는 과정을 거친 다음 '만남 및 수업 안내', '동기 부여', '과제 제시', '개별 탐구 활동 및 교사 피드백', '성찰 및 평가'의 네 단계로 수업 지도안을 구성하여 자료를 개발하였다. 특히 '동기 부여' 과정에서는 개발 교사가 화이트보드 애니메이션 제작 프로그램인 Videoscribe를 이용해서 5분 정도의 영상 자료를 제작하여 제시하였으며, '과제제시'에서 과제 8번의 경우에는 학생들의 수업 종료 이후 자유로운 소감을 기록하는 것으로 구성하였는데, 이는 학생 스스로의 평가 장치임과 동시에 학생의 교사에 대한 피드백 제공 역할을 하였다. 본 연구는 현장 교사가 수업 자료를 개발하는 일련의 과정을 소개한 사례 연구로서, 수업에 바로 적용 가능한 수업 자료 제시와 더불어서 이후 수업 자료 개발에 대한 샘플 제시 역할에 목표를 두고 진행한 연구 결과물이다. 개발한 자료는 수업에 참여한 학생들의 의견 수렴 및 수학교사 3인에게 의뢰한 평가 결과를 바탕으로 수업 자료로서의 적합성 검증을 거쳤다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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