지금까지의 수학 교구에 대한 연구의 대부분은 연구에서 제시한 교구의 활용을 통하여 나타난 학업성취도의 변화나 수학에 대한 자신감과 태도 등에서 긍정적인 변화에 대한 연구였다. 이에 본 연구에서는 수학 교구 활용에 대한 변화 내용 보다는, 교육과정에서 제시한 성취기준 중에서 교구의 활용에 적합한 성취기준을 조사하여, 그 성취기준에 알맞은 교구의 제시하고, 현재 초등학교 1-2학년군 수학교과서에 제시된 교구를 조사하고 비교하여 앞으로 교구의 활용에 도움이 되도록 하였다. 성취기준에 알맞은 교구는 한국과학창의재단(2017)에서 수학 수업용 교구 표준안에 제시한 교구를 기준으로 앞으로 수학 수업에서 교구의 효과적인 활용에 도움을 주고자 하였다.
수학 교과서에 제시된 ‘재미있는 놀이’ 차시 활동을 학습 준비물, 학습 구성원 조직, 놀이 구조, 내용과의 관련성 측면에서 살펴보았고, 교사들의 지도 실태 분석을 위하여 설문지를 작성하여 조사, 분석하였다. 이를 통하여 교과서에 제시된 활동 중에는 학습 준비물 활용, 놀이의 구조 등에 있어 편중되어 있었다. 이는 놀이의 다양성 측면에서 부정적인 면을 보이는 것이다. 내용과의 관련성에 있어서는 놀이 활동과 단원의 내용을 연결시키기 위한 많은 노력을 보여주고 있으나 앞차시의 반복된 활동을 놀이로 제시하거나 내용과의 관련성이 떨어지는 내용을 제시하고 있는 단원이 있었다. 또한 교사들은 수학 학습에서 놀이의 효과를 알고 있으나 ‘재미있는 놀이’ 차시에 대한 지도에서는 소극적인 태도를 보여 주고 있었다. 이는 놀이의 다양성과 놀이를 위한 사전 준비 부족 등에서 원인을 찾을 수 있었다. 또한 수행평가로서 제시된 ‘재미있는 놀이’ 차시에 대한 인식 및 활용이 제대로 이루어지지 않고 있음을 알 수 있었다.
초등학교에서 중학교로 넘어가는 시기는 단순한 학년 변화와는 질적으로 차이가 있다. 이 시기는 상당수 학생들이 수학 교과를 포기하게 되는 결정적인 시기이기도 하다. 이 시기에 수학 교과학습과 관련하여 경험하게 되는 변화를 어떻게 인식하고 받아들이느냐에 따라 수학 교과 관련 발달 전망에 희비가 그려질 수 있다. 따라서 이러한 전환기에 학생들이 수학 교수학습에서 어떠한 변화를 경험하는지, 그러한 변화가 학생들에게 어떤 영향을 주는지, 그러한 변화가 필연적인지 개선의 여지가 있는 것인지 등 다양한 측면에서 분석하는 것이 필요하다. 이에 본 연구에서는 초등학교 6학년과 중학교 1학년의 수학 교실 수업장면을 비교분석함으로써, 전환기에 놓인 학생들이 겪게 되는 교수학습의 어려움을 규명하고 그 연계를 강화하여 중학교에 수월하게 연착륙하도록 돕기 위한 시사점을 찾고자 하였다.
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.
In this information-oriented society of the 21st century, our education should combine the knowledge from the past and present in order to have students be ready to solve “the problems in the future”. But nowadays, our social situation makes much importance of the “cramming” education just for the College Scholastic Ability Test rather than the “whole man” education for making creative citizens of the future society. So does mathematics education. In a high school, mathematics education should be toward these aims: recognizing the value of math, applying mathematical principles to actual lives, promoting students' thinking ability. Also, it should focus on teaching higher level of mathematical knowledge which includes more logical and abstract idea so that students can prepare for the global society of the future. This study is about development and utilization of the teaching materials for mathematics class which usually deviates from the routine right after the Scholastic Ability Test finished. These materials are the result of a complete survey of the 3rd graders and their teachers and designed to use for 30 periods of class from after-the-test-finished to graduation. The materials consist of a history of mathematics, puzzles, magic number squares, and so on. Remarkably different from the current textbooks which deal with sets, equations, functions, these materials proved to be useful for their variety and attraction. Consequently, the materials are considered to keep the 3rd graders from forgetting mathematics even after the Scholastic Ability Test, and to help them recognize that mathematics is a kind of basic and cultural study and a tool of daily lives.
급격히 변화하고 있는 21세기 현대 사회에서 국가 경제력을 갖춘 인재 양성을 위해 최근 미국, 영국 등 선진국을 중심으로 STEM(Science Technology Engineering Mathematics) 교육이 점차 강조되고 있으며 우리나라에서는 Arts(예술)를 추가하여 STEAM(Science Technology Engineering Arts Mathematics) 교육이 나타났다. 융합(STEAM) 교육 목표는 기존의 주입식 및 암기식 교육이 아닌 학습자들의 흥미도와 학습에 대한 동기 부여를 강화하여 체험, 탐구, 실험이 중심이 되어 융합적 사고와 실생활 문제를 해결할 수 있는 능력을 갖추어 국가 경제력을 강화하는 것이다. 본 연구가 이루어진 Y 초등학교에서는 세계 공용어로 자리매김한 영어와 4차 산업 혁명으로 인한 발전으로 거의 모든 분야에서 찾아볼 수 있는 과학을 융합하여 학습자들이 주도적으로 수업에 참여하여 문제해결능력을 향상할 수 있는 PBL 모형과 ADDIE 모형이 기반이 된 수업 모형을 설계하였다. 이 모형은 크게 5가지 절차로 분석(Analysis), 설계(Design), 개발(Development), 실행(Implementation), 평가(Evaluation)로 구성된다. 국가 경제력을 갖춘 인재 양성이라는 목표도 중요하지만, 교육 현장에 있는 교사들이 융합(STEAM)교육의 중요성을 인지하고 이에 알맞은 수업 설계에 관한 연구가 지속하며 강화되어야 한다.
본 연구는 디지털 시대의 대학수학교육이라는 주제로, 21세기 디지털 교육환경에서 한국에 적합한 대학수학교육 강좌를 어떻게 구성하고 운영할 수 있는지에 대한 것이다. 21세기 디지털 시대의 교육 환경은 수학 교수 학습 방법의 변화 뿐 아니라 수학교육에 대한 인식과 철학의 변화에도 지대한 영향을 주고 있다. 본 연구진은 디지털 환경에 적합한 대학수학교육이란 디지털과 첨단 모바일/인터넷 환경을 강의에 적절히 반영하고 이 과정에서 학생이 스스로 학습과정에 참여하도록 안내하는 교육이라고 판단하였다. 따라서 본 연구진은 디지털 시대의 대학수학교육을 위하여 첫째, 다양한 웹 링크와 시뮬레이션 및 계산이 가능한 코드를 갖춘 실습실을 개발하여 강의에 활용함으로써 학생들이 언제 어디서든 실시간으로 실습이 가능하고 둘째, 계산된 결과를 LMS를 통해 동료 및 교수자와 함께 질의 응답 토론하여 개념에 대해 깊게 이해하고 설명할 수 있으며 마지막으로 LMS에서 이루어지는 모든 과정을 평가에 지속적으로 반영하여 학생들이 자신의 학습과정과 문제해결과정을 서술하고 발표하면서 비판적 사고 능력을 자연스럽게 갖추어야 한다는 교수 학습 방향을 제안하였다. 더불어 디지털 교육환경에 가장 적합한 수학강좌 중 하나인 '선형대수학' 강좌에 무료 디지털 전자 교과서와 콘텐츠를 갖추고 연구진이 제안한 방향에 따른 교수 학습 모형과 대학 선형대수학강좌 운영에 대한 구체적인 방법을 제시하였다.
본 연구는 연립방정식과 연립부등식에서 탈북학생들이 나타내는 오류의 유형과 수학적 담론의 특성을 파악하여 학습의 향상을 꾀하고자 시도되었다. 이 때 담론중심의 학습은 학생들을 수학적 언어의 공동체로 이끌어내는 수단이 되어 자신감을 극복할 수 있게 돕는다. 이를 위해 다양한 배경을 지닌 5명의 탈북학생을 대상으로 2011년 1학기 서울에 위치한 모OO 대안학교에서 보충수업일환으로 8차시 연구가 수행되었다. 학습과정은 녹음되어 전사되었고, 학생의 학습지, 연구자의 관찰지가 수집되었다. 연구결과로는 탈북학생들은 기술적 오류, 기록오류, 잘못 이해된 기호, 잘못 해석된 언어, 한자어 해석오류를 보였고, 담론은 제 0수준으로부터 서서히 상위수준으로 향상은 보였으나 최상의 수준인 제 2수준~3수준은 단편적으로만 나타났다. 그러나 담론의 요소인 설명하기와 정당화하기가 활성화되면서 상호작용의 ERE 패턴에서 Ev(평가)와 Eb(정교화)가 증가하는 긍정적인 양상을 보였다.
홍대용은 서양의 과학기술이 수학적 원리와 정밀한 관측에 근거하고 있음을 확인하고, [주해수용(籌解需用)]이라는 수학책을 저술함으로써 수학자로 일컬을 만 하다. 그리고, 홍대용은 동양의 자연관과 우주관을 비판적으로 수용 검토하고, 서양의 과학사상에 근거하여 무한우주설을 포함한 여러 가지 진취적 과학사상을 제시함으로써, 조선후기의 자연과학자로 인정할 수 있는 업적을 남겼다. 또한, 실천을 중요시한 홍대용은 서양식 혼천의와 자명종을 이해?수용하고 기술자의 도움을 받아 제작하여, 자신의 개인관측소(籠水閣)에 설치할 정도로 기술자로서의 면모도 갖추었다. 홍대용의 과학자 및 기술자로서의 측면을 통하여, '수학적 사고, 창의적 구상, 실천적 활동' 등을 21세기 한국의 우수한 기술자를 양성하기 위한 교육방향으로 설정하여도 좋을 것으로 판단된다.
녹차 품질평가의 한 요인이 되는 색도 평가 시 기존 평가 방법인 육안평가 혹은 색차 분석에 의존하고 있는 현행 분석방법을 신속, 간편하며 재현성이 높고, 녹차 품질관련 기타 성분과 동시분석이 가능한 녹차 색차 분석용 NIRS 검량식을 작성한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 공시된 녹차 시료를 대상으로 색차계를 이용하여 색도 값(L, a, b)을 조사한 결과 검량식 작성용 시료는 L값이 평균 53.37($48.52{\sim}57.72$), a값이 평균 -7.55($-10.02{\sim}-4.63$), b 값이 평균 18.07($14.00{\sim}22.02$)을 나타내었고, 작성 검량식의 평가용으로 이용된 예견치 분석용 시료와 거의 동일한 범위를 나타내었다. 2. 녹차의 색차 분석용 NIRS 검량식을 검토한 결과 색차 중 명도에 해당하는 L 값은 원시 스펙트럼에 2차 미분(2nd derivative, 8 nm gap, 6 points smoothing, 1 point second smoothing)을 수행한 조건에서 $R^2$ = 0.936으로 가장 우수한 양상을 나타내었고, 적색에 해당되는 색차 a값과 황색에 해당하는 b값은 1차 미분(1st derivative, 4 nm gap, 4 points smoothing, 1 point second smoothing)조건에서 $R^2$가 각각 0.991 및 0.958로 가장 우수한 결과를 나타내었다. 3. 최적의 녹차 색차 분석용으로 작성된 각각의 NIRS 검량식을 미지시료에 적용하여 정확성을 평가한 결과 색도값 L, a 및 b의 결정계수는 각각 0.905, 0.986 및 0.931로 매우 높은 상관을 보였으며, 이들 검량식은 향후 NIRS를 이용한 녹차 관련 연구 및 녹차 산업현장에서 품질관리를 위한 효율적 분석방법으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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