예비교사들의 실수 e에 대한 이해

An Analysis of Pre-Service Teachers' Understanding of the real number e

  • 투고 : 2017.11.14
  • 심사 : 2017.12.18
  • 발행 : 2017.12.30

초록

본 연구에서는 실수 e의 다양한 의미와 맥락을 살펴보고, 실수 e에 대한 예비교사들의 이해 정도를 조사하였다. 먼저 실수 e의 역사적 발생과 수학적 의미를 살펴보았으며, 이를 바탕으로 검사지를 개발하여 예비교사 28명에게 적용하고, 그 중 8명에게 반성 및 탐구 활동을 수행하였다. 실수 e에 대한 예비교사들의 이해를 분석한 결과는 다음과 같다. 상당수의 예비교사들이 실수 e의 형식적 정의와 그 표현과의 관계를 인식하지 못하였으며, 실수 e의 표현을 극한 표현에 편중되어 이해하고 있었다. 실수 e의 무리수 속성과 작도 불가능성에 대해서는 대체적으로 적절한 판단을 내렸으나, 그 근거에서는 다소 미흡한 면모를 드러내었다. 또한 실수 e의 연속 복리 맥락과 지수함수 맥락에는 높은 이해도를 나타낸 반면에, 기하적 맥락과 자연로그 맥락을 미흡하게 이해하고 있음을 확인하였다. 향후 예비교사 프로그램의 개선 방향으로, 예비교사들에게 실수 e의 다양한 표현과 속성, 맥락에 대한 학습기회를 제공하고, 실수 e의 다양한 측면이 잘 조직된 관계망 속에서 통합 지도될 필요가 있음을 제시하였다.

The purpose of this study is to analyze the concept of the real number e and to investigate the understanding of pre-service teachers about the real number e. 28 pre-service teachers were asked to take a test based on the various ideas of the real number e and 8 pre-service teachers were interviewed. The results of this study are as follows. First, a large number of pre-service teachers couldn't recognize relation between the formal definition and the representations of the real number e. Secondly, pre-service teachers judged appropriately for the irrationality and the construction impossibility of the real number e, but they couldn't provide reasonable evidence. Lastly, pre-service teachers understood the continuous compounding context and exponential function context of the real number e, but they had a difficulty in understanding the geometric context and natural logarithm context of the real number e.

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참고문헌

  1. 고희정, 고상숙 (2013). 고등학교 미적분 수업에서 나타나는 초임교사의 교수를 위한 전문화된 수학 내용 지식(SCKT). 한국학교수학회논문집, 16(1), 157-185.
  2. 교육부 (2015). 수학과 교육과정. 교육부 고시 제2015-74호 [별책8].
  3. 곽성훈 (2014). 고등학교 미분적분학과 무리수 e의 지도방안. 금오공과대학교 교육대학원 석사학위논문.
  4. 김홍종 (2014). 미적분학 1+. 서울: 서울대학교출판부.
  5. 민세영, 박선용 (2002). 쌍곡선의 구적법에 의한 자연로그의 도입에 관한 고찰. 수학교육학연구, 12(1), 81-93.
  6. 정상권, 이재학, 박혜숙, 홍진곤, 박부성, 최홍원, 민진원, 김호경. (2014). 미적분 II. 서울: 금성출판사.
  7. 우정호, 정영옥, 박경미, 이경화, 김남희, 나귀수, 임재훈(2006), 수학교육학 연구방법론, 서울: 경문사.
  8. 이동근, 양성현, 신재홍 (2017). 자연상수 e에 대한 이해를 기반으로 지수함수 $y=2^x$의 x=0에서의 순간변화율 구성에 관한 연구. 학교수학, 19(1), 95-116.
  9. 이성숙 (2013). 무리수 e에 대한 고등학생들의 이해에 관한 연구. 부산대학교 대학원 석사학위논문.
  10. 하영화, 고호경 (2013). 중학교 기하에 관한 교사의 인지적 지식 분석. 한국학교수학회논문집, 16(1), 187-200.
  11. 한혜원 (2012). 고등학교 수학에서 무리수 e의 지도 방안. 서강대학교 교육대학원 석사학위논문.
  12. 허남구, 강향임, 최은아 (2017). 지수함수 그래프의 구성 맥락에 대한 예비교사들의 이해. 수학교육학연구, 27(3), 411-430.
  13. 허훈 (2013). 무리수 e의 교수학적 변환에 관한 연구. 전남대학교 교육대학원 석사학위논문.
  14. Ball, D. L., Thames, M. H., & Phelps, G. (2008). Content knowledge for teaching: What Makes It Special? Journal of Teacher Education, 59(5), 389-407. https://doi.org/10.1177/0022487108324554
  15. Boyer, C. B. & Merzbach, U. C.(2000), 수학의 역사 (양영오.조윤동 역). 서울:경문사. (원저 1968년 출판).
  16. Cajori, F. (1905). History of mathematics, London: the Macmillan Company.
  17. Cajori, F. (1917). History of elementary mathematics with hints on methods of teaching. London: the Macmillan Company.
  18. Coolidge, J. L. (1950). The number e. The American Mathematical Monthly, 57(9), 591-602. https://doi.org/10.1080/00029890.1950.11999585
  19. Denzin, N. K. & Lincoln, Y. S. (1994). Handbook of qualitative research. Thousand Oaks, CA: Sage.
  20. Fey, J. T. (1969). The number e, In J. K. Baumgart (Eds), Historical topics for the mathematics classroom, Reston, VA: NCTM.
  21. Freudenthal, H. (2008). 프로이덴탈의 수학교육론. (우정호, 정은실, 박교식, 유현주, 정영옥, 이경화 공역). 서울: 경문사. (원저 1991년 출판)
  22. Glaz, S. (2010). The enigmatic number e: A history in verse and its uses in the mathematics classroom, MAA Loci: Convergence, April 2010. MAA: Washington DC.
  23. Havil, J. (2014). 무리수: 헤아릴 수 없는 수에 관한 이야기. (권혜승 역). 서울: 경문사. (원저 1994년 출판)
  24. Maor, E. (2000). 오일러가 사랑한 수 e. (허민 역). 서울: 경문사. (원저 1994년 출판)
  25. O'Connor, J. J. & Robertson, E. F. (2001). The number e. St Andrews University. Retrieved from http://www-history.mcs.st-and.ac.uk/HistTopics/e.html.
  26. Zazkis, R., & Gadowsky, K. (2001). Attending to transparent features of opaque representations of natural numbers. NCTM, 44-52.
  27. Zazkis, R., & Sirotic, N. (2010). Representing and Defining Irrational Numbers: Exposing the Missing Link. CBMS Issues in Mathematics Education, 16. American mathematical Society.