수학교사 교육에서는 수학교육의 이론 지도 못지않게 교사의 수업 역량 개발을 위한 교육도 충실하게 이루어져야 한다. 본 연구는 프로이덴탈(Freudenthal), 폴리아(Polya)등 현대 수학교육자들이 주목한 수학 학습 지도의 전형으로서 오늘날 수학 교육에 적지 않은 시사점을 주고 있는 소크라테스(Socrates)의 '산파법'을 주제로 하여 사범대학의 예비교사 교육 과정에서 수학 모의수업 실행을 지도한 것이다. 수학을 지도하는 예비교사들의 수업 실기 능력과 수업 연구 능력을 더욱 강화하기 위해 현직교사들의 활동 자료를 연계한 교육을 실시하였다. 현직교사들의 사고실험 예시를 통해, 예비교사들이 수학-학습 지도에 관한 자신들의 제한된 지식과 경험을 확장할 수 있도록 안내하였다. 좋은 수학 수업을 위한 교사 교육, 반성적 사고를 돕는 교사 교육, 교사 공동체 연구를 보조하는 교사 교육을 꾀한 연구과정에서 얻은 결과를 분석하여 앞으로 예비교사 교육에서 더욱 관심을 두고 지도해야 할 사항에 대해 살펴보았다.
본 연구는 자폐성 장애 학생들의 수판을 이용한 자연수의 수세기, 덧셈, 뺄셈의 지도 사례에 대한 분석을 바탕으로 장애 학생의 수와 연산 지도에 관한 시사점을 제공하고자 하였다. 이를 위해 일반학교의 특수학급에서 통합교육을 받는 4학년, 6학년의 자폐성 장애 학생을 대상으로 주당 1시간씩 30주간 수판을 사용하여 수세기, 덧셈, 뺄셈에 관한 수업을 실시하고 이를 분석하였다. 분석 결과를 바탕으로 다음과 같은 결론을 제시하였다. 자폐성 장애 학생들을 위한 수세기, 덧셈, 뺄셈의 지도에서 수의 구조가 드러나는 수판은 효과적인 교구이며, 수세기 전략과 연산 전략을 지도하는 것은 효율적인 지도 방안이 될 수 있고, 수학적 의사소통을 지도하는 것이 가능하다. 이러한 결과를 바탕으로 장애 학생의 수학 지도에 관한 시사점을 제시하였다.
본 연구에서는 초등수학 교과서의 자료와 가능성 영역에 제시된 발문을 학년군별로 비교 분석하여 발문의 특성을 파악하였다. 연구 결과 학년군별로 교과서에 제시된 발문의 유형 및 기능별 출현 비율이 서로 다르게 나타났으며, 이는 학년군별 학습 내용 및 학년군의 특성과 관련이 있는 것으로 보인다. 또한 발문의 기능은 발문의 유형과 관련이 있음을 알 수 있다. 본 연구의 결과는 초등수학의 자료와 가능성 영역 지도 시 발문 사용에 대한 교수·학습상의 기초를 제공하여 발전적인 방향으로 통계교육이 이루어지는데 기여할 수 있을 것이다.
본 연구의 목적은 실제 수업 및 수업 전후 진행된 학습공동체 회의에 참여하는 과정에서 나타나는 초등 예비교사의 주목하기 특징의 변화를 분석하여, 초등 예비교사 교육에 대한 시사점을 도출하고자 하는 것이다. 이를 위하여 본 연구에서는 연구 참여자인 초등 예비교사와 연구진들로 구성된 학습공동체를 구성하였다. 분석 자료로 초등 예비교사의 실제 수업과 학습공동체 사전, 사후회의 과정 전체에 대한 녹화 및 녹음 자료와 이들에 대한 전사 자료, 초등 예비교사의 반성일지와 사후 인터뷰, 연구자의 관찰일지, 학생의 학습지 등이 수집되었으며, 분석 방법으로 해석적 사례연구가 수행되었다. 연구 결과, 초등 예비교사의 주목하기의 특징이 주의 기울이기, 해석하기, 반응 결정하기의 각 요소에서 다음과 같이 변화하였으며, 이와 같은 변화에 학습공동체가 기여하였음을 확인할 수 있었다. 첫째, 초등 예비교사의 주의 기울이기 대상이 과제 결과물에서 학생의 통계적 사고로 변화하였다. 둘째, 초등 예비교사의 해석하기가 구체적인 근거가 부족한 상태에서 근거의 다양성과 구체성이 갖추어진 상태로 변화하였다. 셋째, 초등 예비교사의 반응 결정하기가 생산적이지 못한 반응 결정하기에서 생산적인 반응 결정하기로 변화하였다.
This study aims to solve for nonlinear cylindrical shell systems with a semi-analytical and numerical approach implementing the P-T method. The procedures and conditions for such a study are presented in practically solving and analyzing the cylindrical shell systems. An analytical model for a nonlinear thick cylindrical shell (TCS) is established on the basis of the stress function and Reddy's higher-order shear deformation theory (HSDT). According to Reddy's HSDT, Hooke's law in three dimensions, and the von-Kármán equation, the stress-strain relations are developed for the thick cylindrical shell systems, and the three coupled nonlinear governing equations are thus established and discretized as per the Galerkin method, for implementing the P-T method. The solution generated with the approach is continuous everywhere in the entire time domain considered. The approach proposed can also be used to numerically solve and analyze the nonlinear shell systems. The procedures and recurrence relations for numerical solutions of shell systems are presented. To demonstrate the application of the approach in numerically solving for nonlinear cylindrical shell systems, a specific nonlinear cylindrical shell system subjected to an external excitation is solved numerically. In numerically solving for the system, the present approach shows higher efficiency, accuracy, and reliability in comparison with that of the Runge-Kutta method. The approach with the P-T method presented is practically sound especially when continuous and high-quality numerical solutions for the shell systems are considered.
본 연구는 최근 교육 분야에서 인공지능을 활용한 연구 동향을 파악하기 위해 관련 연구 논문을 대상으로 텍스트 마이닝 기법 중 토픽모델링과 시계열 기반 트렌드 분석 기법을 활용하여 분석을 실시하였다. 분석 대상으로는 다양한 학문 영역에서 컴퓨터 활용 교육 연구에 초점을 두는 '교육에서의 인공지능 국제학회(International Society of Artificial Intelligence in Education)'에서 발행하는 SCOPUS 저널에 2003년부터 2020년까지 게재된 총 352편의 논문을 사용하였다. 분석 결과 빈도수가 높은 단어들을 조합하여 8개의 토픽을 추출하였으며, 이를 통해 인공지능을 활용한 교육 연구에서 중요시 여기는 관점을 파악해 나감과 동시에 교과별로 인공지능을 교육에서 활용하는 내용과 목적에 차이점이 있음을 알 수 있었다. 또, 학습 시스템에서 학생 행동 모델을 분석하고 학생 응답 및 반응에 대한 피드백을 개발하는 연구는 점차 증가한 반면, 데이터 처리 방법에 대한 연구는 최근 들어 감소하는 경향이 나타났다. 연구 결과를 토대로 향후 교육에서 인공지능을 활용한 연구에 필요한 주제 및 방향에 대한 시사점을 제공하였다.
Recently, many middle and high schools are remodeling the buildings and facilities based on departmental system. This study, through analyzing on 10 remodeling cases of high school, is showing the variation before and after remodeling, space organization types, and the types of school management. This also gives us the information on the number of classrooms and teachers' rooms for each subject, the area and number of home base, and the current state of all these facilities. Furthermore, this study is comparing and analyzing the rate of use of specialized classrooms to the type of management. Through this analysis, we reach the following conclusions. l. However all the cases remodeled their buildings to implement departmental system, the methods of space composition, the numbers of the classrooms, and the status of home base are in various forms. 2. Taken as a whole, there are only few spaces used by departmental system. 3. The spaces for practical subjects such as Science and Art are inadequate than the ones for major subjects such as Languages and Mathematics. 4. A system to assign a room for a teacher records the lowest space usage rate. 5. The area of home base per one student is only $0.48m^2$, and even the area is mostly filled with lockers. The present condition of the 10 high schools which we surveyed shortly after remodeled shows that departmental system is not firmly settled down yet.
일반적으로 support vector machine (SVM)은 높은 수준의 분류 정확도를 제공함으로써 다양한 분야의 분류분석에서 널리 사용되고 있다. 그러나 SVM은 최적화 계산식이 이차계획법(quadratic programming)으로 공식화되어 많은 계산 비용이 필요하므로 대용량 자료의 분류분석에는 그 사용이 제한된다. 또한 불균형 자료(imbalanced data)의 분류분석에서는 다수집단에 편향된 분류함수를 추정함으로써 대부분의 자료를 다수집단으로 분류하여 소수집단의 분류 정확도를 현저히 감소시키게 된다. 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 본 논문에서는 다수집단을 분할(divide)하고, 소수집단을 과대추출(oversampling)하여 여러 분류함수들을 추정하고 이들을 통합(conquer)하는 DOC-SVM 분류기법을 제안한다. 제안한 DOC-SVM은 분할정복 알고리즘을 다수집단에 적용하여 SVM의 계산 효율을 향상시키고, 과대추출 알고리즘을 소수집단에 적용하여 SVM 분류함수의 편향을 줄이게 된다. 본 논문에서는 모의실험과 실제자료 분석을 통해 제안한 DOC-SVM의 효율적인 성능과 활용 가능성을 확인하였다.
학생들의 오류에 대한 교사의 정확한 해석과 설명은 이후 교수학적 처치의 방향을 결정한다. 학생들의 개념적 학습의 어려움을 진단하고 해석하는 과정에서 가장 중요하게 작용하는 교사지식은 전문내용지식(SCK)이다. 이에 본 연구는 무리수 개념과 표현에 관한 학생들의 반응에 대한 교사들의 해석과 설명을 분석하여 무리수 개념에 관한 학생의 오류와 어려움 해석에 필요한 교사들의 SCK의 특징을 밝히고자 하였다. 이를 위해 무리수의 개념과 표현에 대한 학생들의 오류가 반영된 교사용 질문지를 개발하여 세 명의 현직교사에게 적용하는 사례연구를 수행하였다. 분석 결과, 학생들이 제시한 무리수 표현의 집중과 간과 현상을 해석하는 과정에서 발현된 SCK는 근호라는 기호 표현에 고착된 특징이 있다는 것과 유 무리수 판단 기준에 대해서 교사들도 학생들과 마찬가지로 '분수 표현'과 '소수 표현'이 동시에 제시된 상황에서 소수 표현에 더 집중하는 현상을 확인하였다. 또한 오류를 해석하는 교사들의 수학적 판단이 학생들의 반응에 영향을 받고 있다는 것과 무리수의 수직선 표현으로의 번역에 대한 해석에는 무리수의 개념-과정 관점과 실무한의 관점에 대한 내용지식이 가장 중요한 내용지식임을 확인하였다.
본 연구에서는 공간도형을 학습한 고등학교 3학년 자연계열 학생들을 대상으로 Geogebra를 활용한 분석적 방법을 통해 삼각형의 내접원, 외접원 작도에서 사면체의 내접구, 외접구 작도로의 유추적 발견 과정을 분석하였다. 학생 10명을 연구 대상으로 선정하여 분석적 방법을 경험한 학생들과 그렇지 않은 학생들에 대해서 본집단과 비교집단으로 각각 5명씩 구성하여 사면체의 내접구, 외접구 작도 과정을 살펴보았다. 본집단과 비교집단 모두 삼각형의 내접원, 외접원 작도에 대한 정확한 사전지식이 학습되어 있으나 사면체의 내접구, 외접구 작도를 어려워하였다. 하지만 분석적 방법으로 Geogebra를 활용해 삼각형의 내접원, 외접원의 작도과정을 거꾸로 찾아가며 작도방법을 탐구한 본집단의 학생들은 스스로 작도방법을 유추하여 사면체의 내접구, 외접구의 작도방법을 찾아내는 유추적 발견이 가능하였다. Geogebra를 통해 시각화가 이루어짐으로써 도형의 조작과 탐구가 가능하였고 변화과정을 직접 살펴봄으로써 학습자 자신의 유추 과정을 즉각적으로 확인하고 피드백 할 수 있었다. 또한 추론 결과에 대한 정당성을 부여할 수 있었을 뿐만 아니라 기하 탐구에 대한 수학적 태도에 긍정적인 영향을 주었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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