십진수를 위한 가산기 구현에서 지연시간을 줄일 수 있는 carry lookahead(CLA)을 이용한 십진수 가산 회로 선계를 제안한다. 이자 계산과 같은 십진 소수에 의한 반복계산에서 이진수 체계를 사용하면 절단오차는 누적된다. 이를 방지하기 위하여 BCD 회로 사용은 불가피하다. BCD 계산에서의 속도개선은 CLA 회로를 이용하여 개선될 수 있다. BCD 회로에서 CLA 회로 사용을 위해 제안된 캐리 생성 및 캐리 전파회로를 도출하여 가산기 설계에 사용하였다. 이 CLA 방식을 사용한 BCD 가산에서 기존의 BCD 가산회로와 지연시간을 비교하였을 때 상당한 속도개선이 이루어졌다. 또한 3초과 코드를 이용한 가산회로의 경우 CLA 방식 사용과 지연시간에 영향을 미치는 회로부분을 개선함으로써 CLA만 이용했을 때 보다 지연시간을 10게이트 지연시간만큼 더욱 줄일 수 있었다.
소수를 이해하는 것은 수학 학습뿐만 아니라 일상생활에서도 매우 중요하다. 하지만 정작 학생들은 소수의 의미를 충분히 이해하지 못한 채 계산에 치중하고 있다. 이에 본 연구에서 는 학생들의 의미 있는 소수 학습을 돕기 위하여 한국, 일본, 싱가포르, 미국의 초등학교 수학 교과서에 제시된 소수의 도입 방식 및 소수 개념을 중점적으로 비교 분석하였다. 연구결과, 일본을 제외한 세 나라에서는 소수를 분수의 다른 이름으로 도입하여 분수와의 관련성을 강조하고 있었으며, 등분할 소수와 양 소수의 의미가 주로 제시되고 있어 소수의 다양한 의미를 다루지 못하고 있는 것으로 드러났다. 특히 한국 교과서의 경우 소수 사이의 관계를 도구적으로 다루고 있었으며, 몇 개의 표현만을 반복적으로 사용하였다. 이와 같은 연구 결과에 대한 논의를 바탕으로 본 연구는 초등학교 수학 교과서의 소수 관련 내용의 구성 및 지도 방향에 대한 시사점을 제공하고자 한다.
We research the origin of noun-following noun, Hal-Pun-Li which describes rate and clear up the difference between Hal-Pun-Li and numeric nouns which express decimal fractions. Next, we point out the mistakes of encyclopedia of mathematics, the Korean dictionary and the textbook of mathematics in the primary school, related to the difference. And then we detect the problems of the contents in the textbook which cause them. Finally we think of the improvements of the textbook.
중국의 명수법은 기록은 구어체를 사용하고, 계산은 산대를 사용하는 이중 구조를 가지고 있었다. 또 산서는 실생활의 문제만 다루는 과정에서 수학적 구조를 나타내는 방법을 택하여 계산 과정을 제외하면 이들에서 취급한 수는 모두 명수(名數)들이어서 순수한 수론의 발전을 이룰 수 없었다. 송대에 0의 도입과 함께, 천원술의 표현에서 나타나는 계수를 산대로 표시하는 방법을 통하여, 산대가 계산 도구와 함께 추상수의 기수법(記數法)이 되는 과정을 밝힌다. 수량의 단위를 사용한 소수의 표현도 이 과정에서 산대 표현으로 대치되었다. 그러나 명대에 산대 계산이 주산으로 대치되고 천원술이 잊히게 되어 추상수의 개념도 함께 잊히게 되었다. 청대의 산학자 심사계(沈士桂)가 저서 간첩이명산법(簡捷易明算法)에서 분수의 소수표시와 계산을 하는 과정에서 순환소수를 인지하고 이들의 계산법을 확립한 것도 보인다.
본 연구에서는 분수와 소수의 혼합계산 부분에서 나타나는 오류 유형을 진단하고 오류에 대한 피드백 프로그램을 처방하여, 그에 대한 학생들의 반응을 분석하고자 하였다. 우선 연구할 내용을 7가지 영역으로 층화시키고, 각각의 영역을 오류 진단, 진단에 따른 처방 그리고 분석의 3단계로 결과를 정리하였다.
교육과정 개정 주기의 단축으로 인해 새로이 고시된 2015 개정 수학과 교육과정에서는 개정의 취지와 방향에 따라 내용상의 적잖은 변화가 야기되었다. 초등학교의 경우, 학습자의 학습 부담 경감 및 교과 역량 강화를 위한 시간 확보의 차원에서 많은 내용이 삭제 또는 상향 이동된 것으로 나타난다. 본 연구는 2009 개정 교육과정과의 비교를 통해 2015 개정시 큰 변화가 야기된 주제에 대해 역대 교육과정에서의 관련 내용의 지도 시기와 내용 범위를 조사하여 변화의 적절성 및 방향성을 검토하는 것을 목적으로 한다. 구체적으로, 수와 연산 영역에서 자연수의 혼합 계산과 분수와 소수의 혼합 계산, 도형 영역에서 물체의 위치와 방향, 측정 영역에서 아르(a)와 헥타르(ha), 톤(t), 수의 범위와 어림하기, 원기둥의 겉넓이와 부피, 규칙성 영역에서 규칙과 대응, 정비례와 반비례이다. 분석 결과는 향후 초등 수학과 교육과정의 방향성을 설정하는 데 시사점을 제공할 것으로 기대된다.
현재 학교수학에서는 자연수로부터 실수에 이르는 덧 뺄셈을 자연수, 분수, 소수, 제곱근 등의 순서로 다루고 있다. 그런데 각 단계에서의 덧 뺄셈 계산 방법을 습득하는데 중점을 둔 나머지, 실수 체계 전반을 아우르는 덧 뺄셈의 통합적 원리에 대한 이해가 부족한 상태에서 학습 지도가 이루어지는 것으로 보인다. 본 연구는 이와 같은 덧 뺄셈의 학습지도가 갖는 한계에 대한 문제의식으로부터 출발한다. 여기서는 수 개념 발생의 심리적 기원을 측정이라고 본 Dewey의 통찰을 확장하여, 덧 뺄셈을 측정활동 내에서 파악하고 이 때 드러나는 공통단위를 기반으로 하면 자연수에서 실수에 이르는 덧 뺄셈 연산의 서로 다른 알고리즘 외양 이면에 공통적인 본질이 있음을 밝힌다. 이러한 논의를 바탕으로 학교수학에서 덧 뺄셈 지도 개선의 필요성을 제시하고자 한다.
이 논문에서는 계산기에 대하여 복잡한 계산 수행 뿐 아니라 수학적 개념, 원리, 법칙을 탐구할 수 있는 인지적 학습 도구로서의 가능성을 탐구하였다. 계산기가 인지적 공학 도구이며 교수-학습 도구임을 밝혔으며, 국내외의 수학교육과정에서의 계산기 활용 실태를 살펴보았다. 실제적으로 인지적 학습 도구로서의 계산기의 역할을 관찰하기 위하여, 초등학교 수학에서 계산기 활동 자료를 개발하고 이를 3학년, 5학년 학생들에게 적용한 실험 활동을 실시하였다. 활동 결과, 사칙계산기가 지필환경에서는 가능하지 않은 패턴 인식을 통한 귀납, 추론, 원리 탐구를 용이하게 한다는 것을 확인하였다. 이에 비추어 지필환경에서 이루어지는 기존 교과서의 제시 방식에 대안이 될 수 있는 발견적 방식을 대비하여 논의하였다.
본 연구는 수학의 다양한 표상이 학습자의 분수, 소수 및 퍼센트에 대한 이해에 어떤 영향을 주는지 분석하는 것을 목적으로 하였다. 다양한 표상을 활용한 교수법을 전통적 알고리즘 교수법과 비교하고자 87명의 중학교 학생들을 대상으로 사전, 사후 검사를 실시하였다. 사전, 사후 검사는 각각 5개의 비슷한 문항으로 구성되었으며, 문항에 대한 학생들의 답안을 양적, 질적으로 분석하였다. 양적 분석 결과에 따르면, 전통적 알고리즘 교수법으로 지도 받은 학생들이 다양한 표상을 활용한 교수법에 의해 지도받은 학생들에 비하여 높은 점수를 나타내었다. 또한, 다양한 표상을 활용한 교수법이 학생들의 수학적 개념에 대한 이해를 보장해 주지는 못함이 드러났다. 질적 분석 결과에 따르면, 수학 교실에서 다양한 표상을 제한적으로 활용할 경우, 오히려 다양한 수학적 표상은 학생들이 문장제 문제를 푸는 과정에서 응용을 방해하는 것으로 나타났다. 본 연구결과에 따르면, 교사는 수학 교실에서 다양한 표상을 활용함에 있어서 반드시 여러 가지 예시와 연습을 통해 학습자들이 다양한 표상을 제대로 이해하고, 연습할 수 있도록 도와야 할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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