By analysing the examination papers for geometry, we classified the errors occured in the proofs for geometric problems into 5 main types - logical invalidity, lack of inferential ability or knowledge, ambiguity on communication, incorrect description, and misunderstanding the question - and each types were classified into 2 or 5 subtypes. Based on the types of errors, answers of each problem was analysed in detail. The errors were classified, causes were described, and teaching plans to prevent the error were suggested case by case. To improve the students' ability to express the proof of geometric problems, followings are needed on school education. First, proof learning should be customized for each types of errors in school mathematics. Second, logical thinking process must be emphasized in the class of mathematics. Third, to prevent and correct the errors found in the proofs for geometric problems, further research on the types of such errors are needed.
This article looks back and also looks forward at the values aspect of school mathematics teaching and learning. Looking back, it draws on existing academic knowledge to explain why the values construct has been regarded in recent writings as a conative variable, that is, associated with willingness and motivation. The discussion highlights the tripartite model of the human mind which was first conceptualised in the eighteenth century, emphasising the intertwined and mutually enabling processes of cognition, affect, and conation. The article also discusses what we already know about the nature of values, which suggests that values are both consistent and malleable. The trend in mathematics educational research into values over the last three decades or so is outlined. These allow for an updated definition of values in mathematics education to be offered in this article. Considering the categories of values that might be found in mathematics classrooms, an argument is also made for more attention to be paid to general educational values. After all, the potential of the values construct in mathematics education research extends beyond student understanding of and performance in mathematics, to realising an ethical mathematics education which is important for thriveability in the Fourth Industrial Revolution. Looking ahead, then, this article outlines a 4-step values development approach for implementation in the classroom, involving Justifying, Essaying, Declaring, and Identifying. With an acronym of JEDI, this novel approach has been informed by the theories of 'saying is believing', self-persuasion, insufficient justification, and abstract construals.
18세기 프랑스의 수학자 A.C. Clairaut는 역사발생적 원리에 근거하여 기하 교재에 이어 대수 교재 <대수학 원론>을 집필하였다. 본 논문은 <대수학 원론>을 분석함으로써 대수 지도를 위해 Clairaut가 의도한 원리 및 구체적인 방식의 특징들을 고찰하고, 학교 수학에서 대수 영역의 교수-학습과 비교, 논의함으로써 적용 가능한 교수학적 시사점을 찾는 것을 목표로 한다. 이를 위해 <대수학 원론>의 구성 및 내용에 대해 개관하고 초보자의 정신에 자연스럽게 전개한다는 Clairaut의 의도에서 비롯된 대수 지도 원리의 여섯 가지 특징을 추출한다. 이 중에는 <기하학 원론>에서의 특징과 공통적인 것도 있고 대수라는 내용 영역상의 구별에서 비롯되는 독특한 것도 있다. 그리고 학교 수학의 대수 영역 중 특정 주제-방정식 세우기, 문자식의 계산과 문자의 부호, 곱셈의 부호 규칙, 이차방정식의 해법, 근과 계수와의 일반적 관계-와 관련하여 논의하고 시사점을 찾는다.
수학교육개혁론자들은 모든 학습자가 수학수업에 참여하는 수업을 이끌어내야 한다고 주장한다. 본고에서는 교사가 이를 실천하기 위한 몇 가지 교수 학습 행위에 대해서 논의하였다. 이에 앞서, 교사는 학습자는 저마다 다른 지적 능력을 갖추고 있기 때문에 저마다 다른 수준에서 지식을 구성할 수 있는 지적 능력이 있다는 정올 인지해야 한다는 점을 강조하였다. 또한, 교실환경꾸미기, 좌석배치, 과제 등에 대한 논의도 이루어졌다, 모든 학습자들이 수업에 참여시키는데 도움이 될 수 있는 교수 학습 행위로 "아동들의 반응에 대한 교사의 경청", "왜 그렇게 생각합니까? 어떻게 알았어요? 이것은 무슨 뜻이에요?", "모든 학습자의 의견을 허용적으로 수용하기", "특정 의견을 지지하지 않음", "기다리는 시간 활용하기", 그리고 "오류 또는 실수에 대한 교사의 반응"에 대해서 논의하였다.
학교 수학에서 통계적 확률을 보다 의미 있게 지도하기 위한 방안으로 다수의 선행 연구들은 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 귀납적인 조작 활동을 들고 있다. 이 연구에서는 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 통계적 확률이 지도될 때 그 지식의 성격이 어떻게 변화될 수 있는지를 그 구체적인 수업 안을 제시하고 있는 선행 연구 결과를 검토함으로써 살펴보았다. 또한 컴퓨터 시뮬레이션을 활용한 통계적 확률 지도가 의미 있기 위해서는 현재 교육과정에 수학적 확률이 정의될 수 없는 사건에 대해 통계적 확률을 고려해 보는 확률적 상황의 첨가가 필요함을 제안하였다. 이러한 사실을 토대로 컴퓨터 시뮬레이션을 활용하여 통계적 확률을 지도하는 방안을 구체적인 수업 자료를 예로 들어 제시하였다.
지식정보사회의 비약적인 발전에 힘입어 빅데이터를 분석하여 가치있는 결과물을 도출하고 유용한 정보를 추출하는 역량이 학교 수학의 주요 목표 중 하나로 급부상하고 있다. 고등학교 수학 진로 선택 과목 중 하나인 <인공지능 수학>은 디지털 기술을 활용한 통계 프로젝트를 통해 빅데이터에 기반한 새로운 통계 교육의 기회를 제공할 수 있다. 이 연구에서는 효과적인 빅데이터 통계 프로젝트 기반 과제를 설계하기 위한 일련의 가이드라인을 제안하고, 이 기준에 따라 5종의 인공지능 수학 교과서에 실린 최적화 단원 과제들을 평가하였다. 인공지능 수학 교과에서 빅데이터 통계 프로젝트 과제를 설계 시 고려하도록 도출된 가이드라인은 다음과 같다: (1) 지식과 기술을 국가 학교 수학 교육과정에 맞추고, (2) 전처리된 대규모 데이터 세트를 사용하며, (3) 데이터 과학자의 문제 해결 방법을 사용하고, (4) 의사 결정을 장려하며, (5) 공학도구를 활용하고, (6) 협업 학습을 촉진한다. 분석 결과에 따르면 가이드라인에 완전히 부합하는 과제는 드물었고, 특히 대부분의 교과서에서 가이드라인 2에 해당하는 요소를 프로젝트 과제에서 통합하지 못하고 있는 것으로 나타났다. 또한 소규모 데이터 세트나 빅데이터를 전처리 없이 직접 사용하는 경우가 많아 학생들의 빅데이터의 개념에 대한 오해를 불러일으킬 것이 우려된다. 본 연구에서는 결과를 토대로 인공지능에 필요한 관련 수학 지식과 기술을 밝히고, 이것이 빅데이터 과제에 통합될 때 얻을 수 있는 잠재적 이점과 교육적 고려사항에 대해 논의하였다. 이 연구는 수학적 개념과 머신러닝 알고리즘과의 연계 및 빅데이터를 사용하는 통계 교육에서의 효과적인 공학적 도구 사용에 대한 통찰을 제공하고자 하였다.
본 연구는 수학 교육과정에서의 핵심 개념에 대한 향후의 연구 방향을 제시하고자, 핵심 개념의 의미를 고찰하고 국가별 수학과 교육과정에서의 핵심 개념을 비교하였다. 그 결과, 학교 수학에서의 핵심 개념은 학교 수학에서 배워야 하는 수학의 주요 내용 영역, 수학 개념의 기저 및 내용 간의 핵심 원리, 교수 학습의 초점 등의 관점에서 제시되어 왔으며, 우리나라, 미국, 캐나다, 호주, 뉴질랜드 등의 교육과정에서 다양한 방식으로 제시된 것을 알 수 있었다. 본 연구는 향후 미래를 살아갈 학생들을 위한 수학과 교육과정을 위하여 수학과의 핵심 개념이 무엇인지에 대한 중장기 연구와 수학과 교육과정에서 핵심 개념의 제시 방식에 대한 연구의 방향을 논의하였다.
본 연구에서는 한국과 미국의 초등예비교사들의 분수 곱셈에 대한 이해를 살펴보기 위해서 문제제기 및 문제해결 과제의 수행 결과를 분석하였다. 연구 결과, 첫째, (분수)×(분수)의 상황에 비해서 (자연수)×(분수)에서 피승수와 승수의 위치를 혼동하여 승수를 분수가 아닌 자연수로 생각하는 경향이 더 많이 나타났다. 둘째, (분수)×(분수)에서는 집합이나 길이에 비해서 넓이 모델을 선호하는 것으로 나타났고, 대부분의 예비교사들이 주어진 수식의 계산과정이 나타나도록 모델을 연결하여 설명하였다. 이를 바탕으로 예비교사의 곱셈의미 이해에 대한 연구의 시사점을 제언하였다.
본 연구는 맥락에서 출발하여 추상화로 나아가는 방식으로 수학 학습을 설명하는 AiC(Abstraction in Context) 이론에 따른 수업이 부정적분과 정적분의 관계에 대한 이해를 촉진하는 지를 파악하는 데 목표를 둔다. 이를 위해 과학고등학교 2학년 학생 8명을 대상으로 설계한 적분 지도 방안에 따라 수업을 실시했으며, 전 수업 과정을 녹화, 녹음한 자료와 활동지 등의 자료를 수집하고 분석하였다. 분석 결과, 연구에 참여한 학생들은 누적 개념이 내재된 맥락에서 출발하여 동료 학생들과 상호 소통하면서 부정적분과 정적분의 관계에 연결되는 세 가지 지식 요소인 '누적함수의 순간 변화율', '부정적분을 이용한 정적분의 계산', '누적함수를 이용한 부정적분의 결정'을 구성하였다. 연구결과를 바탕으로, AiC 관점은 부정적분과 정적분 관계의 학습을 지원하는 잠재력을 가지고 있으며, 이를 다른 학습영역으로 확장하여 고등학교 수학수업을 개선하는 데에도 활용할 수 있음을 논의하였다.
함수영역은 초등학교 과정에서는 규칙성과 문제해결을 중심으로, 중고등학교 과정에서는 함수라는 함축적 용어를 사용하고 있다. 함수개념은 그래프와 관련된 표현이나 해석을 필요로 하는 등 한마디로 규정하기 힘든 통합개념이고 이를 지도하는 방법 또한 많은 변수들을 포함하고 있다. 많은 연구들이 중학교 또는 고등학교 과정의 일부분을 중심으로 진행되어 중 고등학교 과정의 연계성을 강조한 연구가 부족한 실정에서 본 연구는 중학교 과정의 함수개념을 이미 학습한 고등학생들을 대상으로 함수단원에 대해 어느 정도 이해하고 있으며 그들이 문제해결과정에서 자주 범하게 되는 오류유형을 분석하고 이것을 바탕으로 함수학습 지도에 활용함으로써 학생들의 오류가 어떻게 교정되는지를 살펴보았다. 그 결과 고등학교 과정에서 함수 개념의 정의 방식이 바뀌어 큰 어려움을 겪고 있으며, 주된 오류유형은 함수 개념과 관련된 기본적인 내용에 대해 이해가 부족하며 개념이해를 바탕으로 하지 않고 암기에 의존하여 문제해결을 시도하거나 문제해결과정에서 틀에 박힌 문제유형에 너무나 익숙해져 있어서 새로운 유형의 문제를 접했을 때로 기존의 익숙한 방식으로 해석하여 풀이하거나 부적절한 추론을 하는 경우, 그리고 계산상의 오류 및 기호를 처리하는데 오는 기술적인 오류를 흔히 범하는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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