The use of artificial intelligence (AI) in mathematics education has advanced as a means for promoting understanding of mathematical concepts, academic achievement, computational thinking, and problem-solving. From a total of 13 studies in this special issue, this editorial reveals threads of potential and future directions to advance mathematics education with the integration of AI. We generated five themes as follows: (1) using ChatGPT for learning mathematical content, (2) automated grading systems, (3) statistical literacy and computational thinking, (4) integration of AI and digital technology into mathematics lessons and resources, and (5) teachers' perceptions of AI education. These themes elaborate on the benefits and opportunities of integrating AI in teaching and learning mathematics. In addition, the themes suggest practical implementations of AI for developing students' computational thinking and teachers' expertise.
교육에서 사회경제적 지위에 따른 성취 수준의 차이를 이해하는데 개인배경 뿐만 아니라 학교의 영향력, 그리고 두 요인의 상호작용을 함께 고려하는 것은 중요하다. 이러한 이유로 본 연구는 각 학교에 재학 중인 학생들의 사회경제적 지위의 평균으로 표현되는 학교 수준의 사회경제적 지위를 고려하여, 수학적 소양에서 나타나는 형평성을 분석하는 것을 목적으로 하였다. PISA 2015에 참여한 우리나라 학생 5,548명(168개 학교)과 미국 학생 5,217명(161개 학교)의 자료를 계층적 선형 회귀 분석을 이용해 분석 및 비교하였다. 그 결과, 우리나라의 경우 개인 수준의 사회경제적 지위에 따른 성취 격차보다 학교 수준의 사회경제적 지위에 따른 성취도 차이가 큰 것으로 나타났다. 미국의 경우 대조적으로 개인의 사회경제적 배경이 열악할 때 학교 수준의 사회경제적 지위와 상관없이 기대할 수 있는 수학 성취도 수준이 낮았다. 이러한 결과는 우리나라 학생들의 수학적 성취에 학교 수준의 사회경제적 지위가 추가적인 불평등의 기제로 작용할 수 있음을 시사한다. 국내의 교육현실에서 학교 수준의 사회경제적 지위가 사교육 및 교육과정 선택 등의 이슈와 얽혀있다는 점에서 수학교육에서의 불평등 문제 해결의 실마리를 발견할 수 있을 것으로 기대한다. 또한, 수학 교육자들에게 우리의 문제를 해결하기 위해 단순히 다른 교육 시스템을 모방해서는 안 됨을 상기시킨다.
본 연구에서는 미국의 통계소양교육에 관한 내용과 우리나라 2015교육과정 수학교과에서 반영한 통계소양 성취를 위한 교육환경을 분석하였다. 이 분석 연구를 통해 미국과 우리나라는 사회적 교육적 환경의 차이점이 있음을 발견할 수 있었다. 이를 바탕으로 우리나라 수학교사들에게 통계교사교육 방향의 전환이 시급함을 발견 할 수 있었다. 첫째, 통계교육은 우선 교사가 수학과 통계학의 차이를 분명히 인식하는 것이 필요하다. 그리고 통계교육의 방법과 평가영역에서도 특별한 변화가 필요하다. 절차적 계산을 질문하는 것과 함께 개념과 과정을 이해했는지도 물어야 한다. 또한 통계적 사고를 할 수 있는지 그리고 통계적 문제해결방법인 '문제구성-데이터수집-분석-결과해석' 과정으로 프로젝트를 수행할 수 있도록 하는 교사교육이 필요하다. 둘째, 현재는 예비수학교사들이 임용고사라는 확률론 중심의 이론적 시험에 합격해야하는 필요에 의해 이론 공부에 치중하고 있다. 그러나 학교수학에서는 확률론 영역의 이론 강조도 중요하지만 자료 분석을 기초로 한 문제해결과정인 통계적 사고력 신장에 초점이 맞추어져야 하는 것이 더 중요하다고 생각한다. 특히 학교수업을 통해 학생들에게 미래에 필요한 통계소양을 지식으로 습득할 수 있도록 지도할 수 있는 수학교사들의 전문성향상을 위한 통계교육담당 수학교사로서의 직업교육의 준비가 되어 있어야 함을 탐색하고 제언하였다.
The purpose of this study is to confirm the MKT(Mathematical Knowledge for Teaching) of the in-service mathematics teachers on the statistics(Representative value, Degree of scattering) through the comparative analysis between the sub-elements of the MKT. In addition, it is to examine the factors that cause the difference of the subjects' MKT. To accomplish this, by the subject of 12 secondary in-service mathematics teachers, in this study the test items of the MKT on the statistics were developed and data were collected and analyzed. As a result of the analysis of the MKT test sheet, the CCK(Common Content Knowledge) and SCK(Specialized Content Knowledge) of the mathematics teacher was confirmed as a high score, whereas the and KCS(Knowledge of Content and Students) and KCT(Knowldge of Curriculum and teaching) were confirmed as low scores. In addition, through these results, it was shown that the difference in MKT's elements the middle school and high school teachers obtain occurred slightly.
Presently, there has been growing interests in using mathematics' history in teaching mathematics [Katz, V. & Tzanakis, C. (Eds.) (2011). Recent Developments on Introducing a Historical Dimension in Mathematics Education. Washington, DC: Mathematical Association of America]. Thus, this article introduces some work of scholars from ancient East Indian culture like Bhaskara (AD 1114-1185) and Arabic culture such as Ibn Qurrah (AD 9th c) that are related to Pythagoras Theorem. In addition, some Babylonian creative works related to Pythagorean triples found in a tablet known as 'Plimpton 322', and an application of the Pythagorean Theorem found in another tablet named 'Yale Tablet' are presented. Applications of computer animation of dissection Motion Operations concept in 2D and 3D using dynamic software like Geometer's-Sketchpad and Cabri-II-and-3D. Nowadays, creative minds are attracted by the recent stampede in the advances of technological applications in visual literacy; consequently, innovative environments that would help young students, gifted or not, acquiring meaningful conceptual understanding would immerge.
본 연구는 급변하는 사회 변화의 흐름 속에서 수학교육을 평생교육적 관점에서 논의해야 할 필요성이 제기됨에 따라 현재 성인들이 필요로 하는 것이 무엇인지 파악하기 위해 성인들의 수학에 대한 인식을 탐구하는 연구이다. 이를 위해 "연구 참여자들의 학교 수학에 대한 경험은 어떠한가? 정규학교 교육 이후 연구 참여자들은 수학을 무엇이라고 인식하고 있는가?" 라는 연구 문제 하에 다양한 사회문화적 배경을 지닌 성인 10명을 인터뷰하고 내러티브 탐구 방법으로 분석하였다. 결과적으로 연구 참여자들은 학교 수학을 단순한 문제 풀이로 받아들이는 경향이 있었고, 수학적 지식의 유용성을 알지 못했을 때는 수학 학습 과정에서 수학에 대한 좌절이 나타날 수밖에 없었다. 이러한 교육 경험을 지닌 연구 참여자들이 정규 교육 과정 이후에는 수학을 '일상에 내재화되어 있는 기초 연산 및 기본 교양, 문제 해결에 유용하며 논리적인 사고 방식, 현상을 파악하고 표현하기에 유용한 도구'로 인식하고 있었다. 즉, 성인들은 학교 교육을 내재화시켜 수학이 자신의 삶에서 어떤 역할을 하는지 명확하게 파악하고 있었고, 자신의 삶에서 수학을 효율적으로 사용하고 있었다. 이에 따라 학교 교육과 성인 교육을 연결성 상에 놓고 바라볼 필요성과, 성인에게 필요한 수학 능력을 수학 소양으로 개념화할 필요성이 제기되었다.
1989년에 NCTM에서 Curriculum and Evaluation Standards for School Mathematics(이하 Standards)를 발간한 이래로 수학교육은 Standards의 정신에 많은 영향을 받아왔다. 90년대의 수학교육은 학생들의 수학적인 문해능력(literacy)의 중요성을 반영하여 학생들이 수학의 가치를 느끼도록 하며, 자신들의 수학적 능력에 대해서 확신을 가지게 하며, 수학적인 문제해결자가 되도록 하며, 수학적으로 의사소통하는 것을 학습하며, 수학적으로 추론하는 것을 학습함으로서 아동들에게 수학적인 힘을 길러주는데 중점을 두고 있다. 특히 수학적 의사소통능력은 학생들의 수학적인 힘을 기르는데 매우 중요하다. 아동들의 수학적인 의사소통 능력을 향상시키기 위해서 교사는 아동들이 상대방의 아이디어가 받아들일 만한 것인지에 대해서는 비판하고 토론을 하도록 하되 발표한 사람을 비난하는 일이 없도록 각 학급에서는 의사소통과 상호작용에서의 사회적인 규범과 사회-수학적인 규범이 형성되도록 해야 할 것이다. 이런 규범을 바탕으로 교사와 학생이 협력함으로써 서로의 아이디어에 대해 원활한 의사소통을 이룰 수 있다. 그래서 무엇보다 중요한 것은 문화공동체로서의 교실내에 의사소통을 촉진할 수 있는 규범을 형성하는 것이라고 할 수 있다. 이런 규범은 교사 혼자의 노력으로 이루어지는 것이 아니라 교실 구성원 전체의 상호작용에 의해서 장시간에 걸쳐서 형성된다고 할 수 있다.
This study focused on the developing a system of computer adaptive diagnosis and instruction(CADI). This system is a conceptual model that connected learning with assesment by using new media such as computers, multimedia, and new technologies. In this conceptual model, adaptive diagnosis means tailored or customized diagnostic evaluation, and adaptive instruction implies tailored or customized instruction. The connection between learning and assesment suggests that they are closely related to determine following learning contents and learning methods. CADI's expected effect are 1) it can contribute to real learning of core concept, 2) it can enlarge the educational opportunities, 3) it can help students study by student himself and learn media literacy, 4) information for evaluation functions more essential roles, 5) it is possible to work cooperatively with any other school subject.
본 연구는 최근에 초등학교 수학에서 관심의 대상이 되고 있는 암산 지도의 교수학적 배경과 여러 나라의 암산 지도 실제를 살펴봄으로써 우리나라 초등학교 수학에서의 암산 지도에 대한 시사점을 도출하는 데 그 목적이 있다. 이러한 목적을 위하여 지난 10여 년 동안 계속 논의되어 온 수학적 소양의 의미와 이와 관련 해서 더욱 중시되고 있는 암산의 의미와 중요성뿐만 아니라 미국의 EM, 영국의 NNP, 네덜란드의 TAL, 독일의 mathe 2000 프로젝트에서 제안하고 있는 내용들을 통해 암산 지도의 실제 및 학생들의 암산 전략과 암산 지도에 도움이 되는 교수학적 모델을 살펴보았다. 마지막으로 앞에서 살펴본 이론적 배경을 바탕으로 우리나라 제 7차 수학 교과서의 암산 지도 내용을 암산 전략과 교수학적 모델에 비추어 분석하고 암산 지도를 위한 시사점을 논하였다.
본 연구의 목적은 다중지능을 활용하여 초등학교 도덕 교과서 탐구 과제에 포함된 교수 학습전략을 정보 활용 과정별로 분석하고, 사서교사가 제공할 수 있는 교육정보서비스를 제안하는 것이다. 분석 결과 도덕 교과서의 탐구 과제는 언어 지능과 논리 수학 지능 및 공간 지능을 중심으로 설계된 것으로 나타났다. 정보 활용 과정별로는 분석 이해 단계는 언어지능과 공간 지능이 주로 적용되고 있다. 그리고 종합 적용 단계는 논리 수학 지능이 표현 전달 단계는 언어 지능이 주로 적용되고 있다. 따라서 탐구 활동의 부족한 다중지능을 길러주기 위하여 사서교사는 공간과 교구를 개선하고, 탐구 과제의 교과 연계성을 분석하여 그래픽조직자를 활용한 학습지를 제공할 필요가 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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