• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제28권1호
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• pp.1-17
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• 2014

최근 학생의 수학적 사고력 및 문제해결능력의 신장이 강조되고 있다. 그럼에도 불구하고 실제 학생들이 문제를 해결하는 과정을 살펴보면 주어진 문제 유형과 관련된 알고리즘을 사용하여 기계적으로 해결하는 경우가 많다. 이러한 문제해결 방법으로는 최근 강조되고 있는 목표를 달성하기 어려울 뿐만 아니라 오히려 오류나 오 개념을 형성할 수도 있다. 그런데 일관성을 갖는 오류는 현재 학습자의 인지능력 상태를 파악할 수 있게 하고, 학습 실패 원인에 대한 정보를 제공해 준다는 긍정적 측면이 있다. 이에 본 연구에서는 톱니바퀴 관련 문제해결 과정에서 학생이 보이는 오류를 분석하여 그 원인을 진단하고, 오류의 교정과 예방을 위한 바람직한 지도방안을 마련하고자 하였다. 학생의 오류를 분석한 결과 사용할 수 있는 다른 방법이 있음에도 불구하고 비례식만을 이용하여 해결하려고 하였으며, 자신이 세운 비례식이 옳은지 그른지에 대해서도 전혀 고려를 하지 않았다. 이는 다른 많은 요인이 있겠으나, 교과서와 교육과정의 구성도 중요한 요인 중 하나라고 할 수 있다. 이와 같은 결과를 토대로 문제해결과 관련된 세 가지 접근방법과 톱니바퀴 관련 문제와 연관되어 교육과정에 제시되는 개념의 내용과 순서 및 지도방안에 대한 논의와 시사점을 제시하였다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제30권3호
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• pp.393-418
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• 2016

명제를 반박하는 과정에서 생성되는 반례는 명제가 거짓이라는 추론의 타당성을 보이는 방법이자 수학교수 학습 측면에서도 수학적 사고력 향상에 중요한 역할을 기대하고 있다. 이에 본 연구에서는 현 교과서에서 다루어지고 있는 반례 활용에 대해 살펴보고, 학교 현장에서 교육학적 전략으로 활용할 수 있는 반례 활용 교육을 위한 자료를 개발하였다. 개발 자료는 거짓 명제 만들기와 참인명제 만들기로 구성하였고, 학생들에게 반례 활용 실험 수업을 통해 학생들의 반응을 살펴보았다. 연구 결과 정의적 영역의 측면에서는 명제에 관한 흥미를 높이고 자신감을 향상시키는 효과가 있었으며, 인지적 영역의 측면에서는 다양한 반례를 찾고 그 반례를 탐구하여 참인 명제를 만들어 보는 다양한 수학적 추론 활동을 통해 명제에 대한 유연한 사고와 함께 명제의 조건을 명확히 인지하면서 명제 개념을 학습하는데 도움이 되는 것으로 나타났다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제30권2호
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• pp.199-223
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• 2016

본 연구의 목적은 중학교 1, 2학년 학생들이 함수 개념을 통합적으로 이해하고 있는지를 알아보는데 있다. 함수 개념의 통합적 이해란 함수에 관한 다양한 상황과 표현을 함수의 정의와 유기적으로 연결하여 이해하는 것을 의미한다. 본 연구를 위하여 청주시에 소재한 A와 B 중학교 1, 2학년 학생 160명을 대상으로 선정하여 함수 개념의 통합적 이해 정도를 조사하였다. 통합적 이해의 관점에서 중학교 교과서와 다른 참고문헌을 참고하여 검사지를 개발한 후 현장 교사들과 전문가의 검토를 받아 수정 보완하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 함수 상황을 표와 식으로 번역하는 것보다 그래프로 번역하는 것을 어려워하였다. 둘째, 함수 여부의 판단에 대한 정답률은 학생들에게 익숙한 상황에서는 비교적 높았지만, 익숙하지 않은 상황에서는 낮게 나타났다. 셋째, 학년, 함수 상황에 따라 함수 판단에 대한 근거가 차이가 있다. 익숙한 상황에 대해서는 1학년은 정의, 2학년은 식의 관점으로 함수여부를 판단하려는 경향을 보였다. 또한 익숙하지 않은 상황에서는 정의와 식보다는 규칙성과 변화의 관점에서 함수를 판단하려는 경향이 나타났다. 넷째, 다양한 상황이나 표현을 일관되게 정의와 연결시킨 학생은 1학년이 12명(14.6%)이고 2학년은 한 명도 없었다. 즉 대부분의 학생들은 함수 개념을 통합적으로 이해하지 못한 것으로 나타났다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제33권5호
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• pp.508-524
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• 2006

이 논문에서는 정적 프로그램 분석(static program analysis)과 통계적 분석(statistical analysis)의 조합을 가지고 실제적인 C 프로그램을 검증한 경험을 보고한다. 정적 분석과 통계적 분석의 조합은 입력 프로그램에 제한을 두지 않는 정적 분석기에서 발생하는 불가피한 허위 경보를 줄이기 위한 것이다. 우리는 ANSI C 프로그램이 실행 중에 겪을 수 있는 모든 배열 참조 오류(buffer overrun)를 찾아주는 정적 프로그램 분석기 아이락(Airac, Array Index Range Analyzer for C)을 고안하고 구현하였다. 분석의 안전성(soundness)을 유지하면서 프로그램 분석 분야에서 오랫동안 축적된 기술들을 활용하여 분석 비용 절감 및 정확도 향상을 달성했다. 대상 프로그램에 제한을 두지 않는 안전한 분석은 정확도에 한계가 있으므로 불가피한 허위 경보가 존재할 수 있다. 이러한 허위 경보(예를 들어 530만 줄짜리 상용 C 프로그램에 대한 분석 결과 아이락은 970개의 배열 참조 오류 경보를 발생시켰으나 그 중 737개는 허위 경보였다.)에 대처하기 위해 우리는 통계적 사후 분석을 시도하였다. 통계적 사후 분석은 주어진 경보가 실제 오류를 가리킬 확률을 계산한다. 이렇게 계산된 확률은 두 가지 방법으로 사용된다. 1) 경보를 걸러내거나, 2) 실제 오류에 대한 경보일 가능성이 높은 것들을 우선적으로 사용자에게 보여준다. 우리는 리눅스 커널 프로그램과 알고리즘 교과서의 프로그램들을 대상으로 실험을 수행했다. 우리 실험에서 실제 오류를 놓칠 위험이 허위 경보의 위험의 3배라고 설정한 경우 74.83%의 허위 경보를 걸러낼 수 있었고, 참일 확률이 높은 경보부터 검증하는 경우 15.17%의 허위 경보만이 실제 오류 50%와 섞여 있었다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제28권3호
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• pp.395-422
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• 2014

인문계 ${\bigcirc}{\bigcirc}$고등학교 1학년 1개 반 35명을 실험집단으로 다른 1개 반 35명을 비교집단으로 선정하였다. 실험집단은 수준별 학습지를 활용한 학급 내 수준별 TAI 협동학습 모형을 한반이고 비교집단은 일반적인 수업인 교과서 중심의 수업을 한 반이다. 본 연구에서는 고등학교 수학 수업에서 학급 내 수준별 TAI 협동학습 모형을 위해서 수준별 학습지를 개발한다. 그리고 개발한 수준별 학습지를 사용한 학급 내 수준별 TAI 협동학습 모형으로 고등학생의 학습능력을 향상시키는 것에 그 목적이 있다. 이를 위하여 연구문제를 구체적으로 다음과 같이 설정하였다. 첫째, 수준별 학습지를 사용한 학급 내 수준별 TAI 협동학습 모형으로 학업성취도를 향상시킬 수 있는가? 둘째, 수준별 학습지를 사용한 학급 내 수준별 TAI 협동학습 모형으로 수학 학습태도를 향상시킬 수 있는가? 셋째, 수준별 학습지를 사용한 학급 내 수준별 TAI 협동학습 모형에 대한 학생들의 반응은 어떠한가? 이다. 본 연구의 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 비교집단에 비하여 실험집단에서는 학업성취도가 향상되었다. 둘째, 비교집단에 비하여 실험집단에서는 수학 학습태도의 변화에 도움이 됨을 알 수 있었다. 셋째, 수준별 학습지를 사용한 학급 내 수준별 TAI 협동학습 모형에 대하여 비교집단에 비하여 실험집단에서는 의미 있는 반응을 나타냄을 알 수 있었다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제31권4호
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• pp.389-407
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• 2017

우리나라의 창의성교육과 관련하여 학생들의 종합적 사고력과 논리력을 키우기 위해 융합(STEAM)교육에 대한 연구가 활발하다. STEAM의 각 요소들은 서로 연결되어 종합적으로 문제해결 할 수 있는 능력으로서 창의적 사고를 필요로 한다. 또한 이런 활동과 경험은 교실을 벗어난 다양한 현장에서 이루어져야 한다. 초 중고등 학생들에게 다양한 수학 창의활동 교육이 강조되기는 하였으나 학교 현장에서는 교과 학습에 편중되는 경향이 있어 창의적인 융합적 사고를 키우기 어려운 실정이다. 이 연구는 초 중고등 학생들의 흥미를 극대화하고 수학을 바탕으로 창의적인 사고를 할 수 있는 STEAM의 요소들을 기반으로 학교의 장을 벗어나서 경험할 수 있는 아웃리치 교육 프로그램을 개발하는 과정과 그 효과성을 분석하는 데 그 목적이 있다. 그 결과, 흥미나 만족도가 높은 수준이었으며 STEAM 역량 전체점수 및 융합교육 인식은 초, 중, 고 모든 학생들에게 의미 있게 증가하였으며 학교급 별로 하위요인은 약간씩 다른 결과를 나타내었다. 이 연구에서 개발된 STEAM 아웃리치 프로그램은, 학생들이 수학 교과에 대한 흥미를 높임과 동시에 수학 관련 분야의 진로를 정할 때 도움이 되는 활동을 제공하고 있으며, 학교 현장에서 쉽게 접할 수 없는 다양한 활동들을 활용한 흥미있는 창의적 STEAM교육 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국초등수학교육학회지
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• 제14권1호
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• pp.153-176
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• 2010

본 연구는 초등수학에서 조작교구의 중요성과 함께 교구 프로그램의 개발 및 활용에 대해 생각해본 것이다. 최근 초등수학에서 활동과 구성, 조작은 중요한 주제로 다루어지고 있으며, 이를 위해 실생활과 자연현상, 사회현상에서의 다양한 소재와 상황을 연계하여 제시하고 있다. 더불어 공학 도구와 조작교구의 활용 역시 교수학습방법 측면에서 강조되고 있는 부분이다. 초등수학에서 교구의 활용은 교육과정 개정 및 교과서 개발과 함께 점차 강조되어 왔으며, 그 결과 칠교, 지오보드 등은 학년별, 영역별로 구체적인 활용 방안이 제시되고 있다. 본 연구에서는 이러한 연구의 연장선상에서 교구와 교구를 활용한 프로그램의 필요성을 강조하고 있으며, 이를 위해 호주에서 개발된 'Maths With Attitude' 교구 프로그램을 소개하고 있다. 이 프로그램은 주변에서 쉽게 구할 수 있는 교구를 이용한 활동에 중심을 두고 있지만, 한편으론 교구 자체보다 교구를 어떻게 활용할 것인가에 초점을 맞춘 것으로, 초등수준의 경우 3-4학년과 5-6학년용으로 각각 개발되어 있다. 이들 각각은 4개 영역(수와 연산, 공간과 논리, 확률과 측정, 패턴과 대수)으로 구분되어, 각 영역별로 20개 교구와 이를 활용한 프로그램으로 구성되어 있다. 본 연구는 'Maths With Attitude' 교구 프로그램을 소개하고, 이 가운데 5-6학년용 수준의 교구와 이를 활용한 프로그램을 살펴보고 있다. 그리고 이를 통해 우리나라 초등수학에서 활용할 수 있는 교구와 학년별, 영역별로 프로그램을 활용할 수 있는 가능성에 대해 생각해보고자 한다.

• 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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• 제17권4호
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• pp.453-475
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• 2007

오늘날 문자의 도입과 함께 시작되는 학교대수는 초등수학에서 중등수학으로의 이행에서 가장 큰 장애요인이 되고 있다. 이는 산술과 차별화된 대수의 본질에 기인하는 것으로, 문자와 식, 방정식에서의 구문론적 측면을 강조하는 것만으로 해결 될 수 없다. 이에 최근 학교대수와 관련된 연구에서는 대수적 사고에 대한 논의가 집중적으로 다루어지고 있다. 본 연구는 대수적 사고 요소를 분석하여 산술에서 대수로의 이행과 초기 대수지도과정을 개선하기 위한 방안을 탐색해본 것이다. 먼저 역사-발생적, 인식론적, 기호-언어학적 관점으로부터 학교대수에서 요구되는 대수적 사고를 분석하고, 이로부터 형식 불역의 원리를 비롯하여 변수 개념과 양적인 추론, 대수적인 해석-식 세우기, 변환추론-식의 변형, 연산감각-식의 조작 등을 핵심적인 대수적 사고 요소로 확인한다. 그리고 초등학교와 중학교 수학 교과서를 분석하고 학생들을 대상으로 한 대수적 사고 능력 검사와 면담을 실시하고, 이를 토대로 학교수학에 포함된 대수적 사고 요소를 살펴본다. 또한 초등학교 수학에서부터 대수적 사고 요소를 강조함으로써 대수 입문기에 해당하는 중학교 이후의 대수 학습에 대한 준비와 더불어 대수적 사고 요소에 초점을 맞춘 산술에서 대수로의 이행을 이끌어내기 위한 지도 방안을 탐색해본다.

• 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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• 제13권3호
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• pp.329-349
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• 2003

수학교육은 교육과정과 같은 제도와 그것을 반영하는 교과서 등의 도구로 이루어진다. 그러한 제도나 도구는 인간이 만든다. 그러므로 그것들을 만드는 사람의 수학관은 중요한 요소로 작용한다. 수학관은 수학을 하고, 배우는 동안에 형성되지만, 형성된 수학관은 수학을 하고 가르치는데 영향을 미친다. 따라서 수학교육에 관계된 사람들이 어떠한 수학관을 가지고 있느냐 하는 것은 중요한 요인이다. 이 글은 수학관으로서 변증법적 유물론에 입각한 관점을 제시한다. 수학의 발달과정과 그 결과에 변증법적 유물론이 관철되고 있다. 곧, 수학 지식은 양질전화, 대립물의 통일과 투쟁, 부정의 부정이라는 변증법적 유물론의 기본 법칙에 따라 발전해왔다. 수학에 대한 이러한 관점은 수학을 절대주의적, 상대주의적으로 보는 것과 다른 수학교육의 관점을 제공할 것이다. 이 글은 수학을 유물론의 관점과 변증법의 관점으로 분리하여 살폈다. 분석의 편의를 위해 그렇게 하였을 뿐이다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제34권3호
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• pp.299-324
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• 2020

본 연구에서는 고등학생들의 수학 학습양식, 성격기질별 특징을 확인하고 각 성격기질별로 수학학습 전략을 제시하고자 하였다. 이를 위해, 375명의 고등학교 1학년 학생들을 대상으로 MBTI 성격유형 검사, 수학학습 선호도 조사를 실시하여 그 결과를 분석하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 많은 학생들이 사교육의 효과를 높게 평가하고 교과서보다는 참고서를 활용한 수학학습을 더 선호하였다. 둘째, 학습 태도, 학습 습관(개념이해 집중도), 문제해결 전략(문제이해 노력, 다양한 전략 사용), 자기 관리(메타인지) 영역에서 성격기질에 따라 통계적으로 유의미한 차이가 확인되었다. 셋째, SJ형 학생들은 마인드맵 등의 학습 전략, SP형 학생들은 장,단기 학습목표를 꾸준히 실천하는 전략이 필요하다. NT형 학생들은 SRN(자기성찰노트)이나 수학일지를 활용한 학습 전략, NF형 학생들은 논리적 근거를 제시하는 수학학습 노트 쓰기 활동과 대수 학습에 더 많은 시간 투자가 필요하다.