이 연구에서는 수학교육에 관한 드모르간의 견해를 체계적으로 파악하는 것에 초점을 맞추고 있다. 수학교육에 관한 그의 관점을 다음과 같이 요약할 수 있다. 첫째, 수학 교수-학습에 있어서 역사 발생의 과정을 고려해야 한다. 둘째, 학생의 수학적 개념작용이 점진적으로 형식화되어야 한다. 셋째, 귀납 단계에서 연역 단계로 넘어가는 과정에서 지속적으로 나타나는 오류를 학습에 이용하는 것이 중요하다. 넷째, 수학 교수-학습에서 학생의 개인적 지식이 중요하다. 드모르간이 재기한 이 네가지 관점은 수학적 확실성에 이르게 하기 위해 먼저 심정적 확실성을 경험하게 하려는 접근 방식이다. 그가 제기한 심정적 확실성은 합리성과 인간성의 결합체로 플라토니즘과 일반대중교육의 간격을 메우는 인식론적 도구이다.
충적하천(沖積河川)에서 정류(定流), 부정류(不定流) 상태에서의 퇴적물 이동현상(移動現象)과 점변류(漸變流) 상태에서의 유사이동(流砂移動)에 대한 수치해석방법(數値解析方法)을 제시(提示)하였다. 충적하천(沖積河川)의 점변류(漸變流) 상태 및 토사이동현상(土砂移動現象)은 상당히 복잡한 물리현상(物理現象)으로 이 때문에 이에 관련된 수학적(數學的)인 모델의 설정이 필요(必要)하다. 유사이동(流砂移動)에 대하여, 종전(從前)에 이용한 정류개념(定流槪念)보다는 수치해석방법(數値解析方法)으로 수정간접법(修正間接法)의 선형완전음해법(線形完全陰解法)을 적용(適用)함으로서 실제현상(實際現象)과의 오차(誤差)를 줄일 수 있다. 더나아가 충적하천(沖積河川)에 있어서 점변류(漸變流)의 개념을 발전(發展)시켜 수치해석(數値解析)의 정도(精度)를 높이고 실용화(實用化)함으로서 하상변동(河床變動)을 합리적(合理的)으로 예측(豫測)할 수 있을 것으로 기대(期待)된다.
댐 건설로 인하여 상류로 부터 토사공급이 중단 상태인 하천에 있어서의 하상변동이나 유사 이송 현상은 상당히 복잡한 물리적 현상이기 때문에 이에 관련된 수치모형의 설정이 필요하다. 본 연구에서는 하상변동에 대한 수치해석방법으로 정류개념보다는 점변부정류 개념을 적용하였으며, 홍수기록과 하상변동에 관한 자료가 비교적 풍부한 한강하류부에 이 수치모형을 적용하여 유량변화(홍수기록, 특정계획유량) 및 하상고 변동(기존, 계획)을 모의 하였다.
This study investigated 15 Postgraduate students' conception toward the nature of science and the changes of those conceptions through the course called 'Philosophy of Science and Science Education', And another 8 postgrauate students who took the course called 'Mathematical Physics' were also investigated for comparison. A survey questionnaire involving 9 items was developed and administered before and after the course to both groups. Individual interviews with students taking 'Philosophy of Science and Science Education' were carried out in a small scale for obtaining additional information about their background knowledge. The results of this study showed that the students' traditional views of philosophy of science including the objective observation and the inductive method were reduced after the course, 'Philosophy of Science and Science Education'. On the other hand. views of modem philosophy of science including the theory-laden observation, the tentativeness of scientific knowledge and science as human activities became more popular. It was also found that their conceptions towards Science were different according to their previous knowledges on the philosophy of science and their majors.
Ultra-high-frequency radio-frequency identification (UHF RFID) is widely applied in different industries. The Frame Slotted ALOHA in EPC C1G2 suffers severe collisions that limit the efficiency of tag recognition. An efficient full-duplex anti-collision scheme is proposed to reduce the rate of collision by coordinating the transmitting process of CDMA UWB uplink and UHF downlink. The relevant mathematical models are built to analyze the performance of the proposed scheme. Through simulation, some important findings are gained. The maximum number of identified tags in one slot is g/e (g is the number of PN codes and e is Euler's constant) when the number of tags is equal to mg (m is the number of slots). Unlike the Frame Slotted ALOHA, even if the frame size is small and the number of tags is large, there aren't too many collisions if the number of PN codes is large enough. Our approach with 7-bit Gold codes, 15-bit Gold codes, or 31-bit Gold codes operates 1.4 times, 1.7 times, or 3 times faster than the CDMA Slotted ALOHA, respectively, and 14.5 times, 16.2 times, or 18.5 times faster than the EPC C1 G2 system, respectively. More than 2,000 tags can be processed within 300 ms in our approach.
본 연구의 목적은 이차곡선에 관한 대학교 사범대학 수학교육과의 교육이 고등학교 교육과정과 관련하여 어떻게 이루어지고 있는지, 이에 대한 교수, 교사, 예비교사의 인식은 어떠한지에 대하여 알아보는 것이다. 이를 위해 3개 대학의 수학교육과와 1개 고등학교를 선정하여, 이차곡선이 강의되는 강좌의 강의담당 교수와 그 강좌를 수강했던 예비교사, 그리고 경기도 소재 1개 고등학교의 수학교사를 대상으로 교육내용과 이에 대한 인식에 관한 연구를 수행하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 이차곡선에 관한 사범대학 교육과정은 고등학교 교육과정과 관련하여 적절하게 운영되고 있는 것으로 판단된다. 사범대학 교육과정에는 이차곡선에 관한 내용이 강의되는 강좌가 포함되어 있으며, 그 강좌에서 이차곡선에 관한 학교수학과 연결된 학문적 수학 내용이 충분히 강의되고 있으며, 그 강의를 수강한 학생들의 66.1%가 이차곡선에 관한 이해도가 좋아졌다고 인식했으며, 현직교사들 또한 대부분의 내용에 대하여 필요한 것으로 인식하고 있다. 둘째, 사범대학 교육과정에서 실제 고등학교 교육 현장과의 연결성 강화가 요구된다. 사범대학 교육과정에서 배우는 이차곡선에 관한 내용은 고등학교 교육과정과의 관련성이 크고, 사범대학에서 이에 대하여 배울 필요성 또한 큰 것으로 인식하고 있지만, 사범대학에서 학습하는 내용들이 현장에서의 활용과는 유리되어 배우고 있다는 인식과 함께 이에 대한 개선의 필요성을 느끼고 있다. 셋째, 이차곡선에 관한 내용지식의 범위를 학교수학과 연결된 학문적 수학의 범위로 확대하려는 자발적 노력을 촉진, 장려하는 제도적 장치의 마련과 지원이 요구된다.
관찰과 측정을 기본으로 하는 과학의 교과에서 "크기(size)"와 그를 나타내는 "척도(scale)"는 물질의 물리적 속성과 과학적 현상을 이해하도록 돕는 중요한 개념이다. 또한, 사물의 수, 크기나 양을 어림잡거나 그것을 정확하게 표현하는 것은 수학에서 수의 개념 형성과 발달, 표현법의 습득, 나아가서는 연산에 관한 사고로의 발전과 관련되어있는 문제라고 볼 수 있어 "크기와 척도" 개념은 수학과 과학의 기본이며 동시에 두 교과를 연결하는 개념이다. 일반적으로 "크기와 척도"는 쉬운 개념이라 생각되지만, 실제 학생들은 물질의 크기를 제대로 이해하지 못하거나 척도로 나타내는 것을 어려워하는 것을 알 수 있다. 이는 단지 물질의 크기를 정확히 알지 못하는 정확성에 관한 오류로만 그치는 것이 아니라 종종 연관된 개념을 추론하거나 개념을 확장해 과학의 현상을 이해하는 과정에서의 어려움으로 이어진다. 이와 관련해 수와 연산에 관한 개념이해와 학습의 어려움에 관한 수학교육분야의 연구는 다양하게 진행되었지만, 과학교육분야에서의 연구는 많지 않았다. 본 연구에서는 "크기와 척도"에 관한 학생들의 사고를 더 잘 이해하고 과학 학습의 어려움에 관한 원인을 분석하기 위해 수학적 구조분석을 적용하였다. 수학교육에서 설명한 수 개념의 발달에 따른 사고유형(덧셈이전의 사고, 덧셈적 사고-additive reasoning, 곱셈적 사고-multiplicative reasoning)을 적용하여 7단계의 수학적 구조를 만들고 이를 이용하여 "크기와 척도"와 관련된 과제를 수행한 학생들의 인터뷰 데이터를 체계적으로 분석하였다. 수학적 구조를 바탕으로 한 개념 틀은 다양한 학생들의 사고를 분석하는 기준이 되었고, 또한 학생들이 겪는 개념이해의 어려움을 해석하는 도구가 되었다. 수 개념의 발달에 맞춘 수학적 사고구조를 적용한 분석은 학생들의 개념 유형의 구분을 명확히 하였고 설명이 모호했던 전환 단계(transition stage) 유형을 밝혀내어 수업에서 고려되어야 할 점들을 구체적으로 드러내었다. 이는 수학과 과학, 두 교과 간의 틈을 줄일 뿐 아니라 연결점을 찾아 학생들의 개념이해와 어려움의 원인을 분석하는데 폭넓은 시각을 제공한다는 점에서 최근 많은 관심을 받고 있는 STEM 혹은 수학과 과학의 융합 수업을 위한 소재로의 가능성을 제시해준다.
본 연구에서는 권위적 및 대화적 담화 사례의 교사 담화 평가에서 드러난 예비 수학 교사들의 인식을 질적 내용 분석으로 탐색하였다. 예비교사들은 교사의 일방적 설명이나 학생 대답을 적극적으로 수용하지 않는 폐쇄적 발화에 비판적이었으며, 학생의 이유를 탐색하는 질문과 오답에 대한 개방적 태도를 지지했다는 측면에서 표면적으로 대화적 담화를 지향하고 있었다. 그러나 교사가 대부분의 인지활동을 대행하는 테스트 질문에 무비판적이었고, 학생들에게 제기된 답에 대한 수학적 판단 기회를 부여하여 대화적 상호작용을 촉진하는 교사 발문에 대해 심리적 저항을 보였다는 점에서, 예비교사들의 심층적인 권위적 담화 지향성도 확인할 수 있었다. 본 연구에서 보고한 교사교육 입문 초기 예비교사들의 담화인식은, 교실 담화에 대한 교사 전문성 교육 과정 설계에 유용한 기초를 제공할 수 있을 것이다.
제 7차 교육과정의 초등수학에서 계산기 사용은 수학적 개념의 이해, 수학적 사고, 문제해결력, 창의적 사고력 기르기에 사용하도록 하였고, 실제 처음으로 교과서에 활용도하고 있다. 이런 변화에도 초등수학에서 계산기 활용에 대한 관심과 연구는 미흡한 편이다. 발표된 국내연구물은 정의적 영역에 관한 것이 많고, 인지적인 영역에 관련된 것은 적은 편이다. 이에 본 연구는 초등수학에서 계산기 활용에 대하여 국내 외 연구물에 제시된 장점 상황 중에서 수 감각과 수학적 개념, 문제해결, 패턴탐구와 추론능력의 3가지를 연구 대상으로 하였다. 또 문제 구성은 본 연구에서 활용한 연구물에 제시된 문제들 중 설문지 조사와 초등수학교육전문가의 자문을 통하여 더 효과적인 문제를 선택한 후, 실제 수업활동에서 어떤 효과가 있는지를 조사 분석하였다.
본 연구는 중학교 2학년 학생들의 일차함수에 대한 오개념을 탐구하여 범주화하고, 일차 함수의 개념 학습과정에서 학생들의 오개념을 교정하고자 설명식 교수·학습 방법과 동료간의 상호 작용을 통한 협동 학습 방법을 각각 실시했을 때의 효과를 비교·분석하였다. 그리고, 학생들이 동료간의 협동적 상호 작용을 하면서 개별적으로 구성한 오개념이 어떻게 변화, 발전하는 지를 탐색하였다. 연구 결과, 대수적 환경에서의 학생들의 오개념은 수 개념에 의한 장애, 변수 개념 부족에 의한 장애, 특정관점에의 집착으로 분류되고. 그래프적 환경에서 학생들의 오개념은 함수그래프의 해석과 판단에서의 장애, 변수 개념에 대한 장애로 범주화되었다. 상이한 교수학적 처방의 효과는 오개념의 범주에 따라 각각 다르게 나타났으나, 교정 학습 후에도 기존의 인지 구조에 강하게 각인된 오개념은 계속해서 남아 있었다. 또한, 학생들의 오개념 중 일부는 단순히 잘못된 것이 아니라, 이를 발판 삼아 동료간의 협동 학습을 통하여 올바른 개념으로 변환될 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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