수학은 추상적인 학문이다. '추상'은 몇 개 또는 무한히 많은 사물의 공통성이나 본질을 추출하여 파악하는 사고작용이다. 이렇게 추상된 것들을 모아 분류를 하고 그 다음에 이름을 붙이는 것이 바로 개념이 형성되는 과정이고 수학자가 수학을 하는 과정이다. 이 개념들은 여러 가지 모양으로 결합하여 스키마라고 부르는 개념 구조를 형성하게 되는데, 이 스키마는 수학적 사고를 하는데 매우 중요한 역할을 하여 수학을 개념적으로 이해하는데 도움을 주며, 새로운 지식을 얻는데 필요한 필수적인 도구가 된다. 본 논문에서는 연속적인 수열의 합의 공식에 대하여 학생들이 Skemp가 말한 '관계적 이해'를 할 수 있도록 스키마를 이용하여 문제를 해결할 수 있는 모델과 원주의 스키마를 이용한 생활 속의 문제를 제시하여 학생들이 공식을 암기하기보다는 수학의 구조를 파악하고 연계성을 이해함으로서 능동적인 구성활동을 유발하여 수학에 대한 흥미를 느낄 수 있도록 도움을 주고자 한다.
본 연구에서는 도구 교과인 수학을 중심으로 과학 교과를 수학 교과와 체계적으로 연결하는 방안을 제시하기 위한 목적으로 연구를 진행하였다. 이를 위해 첫째, 수학 교과를 중심으로 수학 교과와 과학 교과의 상호연계성에 대해 고찰하였다. 둘째, 수학 학습이 과학 학습에 미치는 경향을 살펴보기 위해 설문 조사를 실시하여 그 결과를 분석하였다. 설문 조사 및 결과 분석은 수학을 과학보다 상당시간 일찍 학습하는 경우, 수학을 과학과 거의 동시에 학습하는 경우, 과학을 수학보다 일찍 학습하는 경우로 나누어 수학 학습이 과학 학습에 미치는 경향을 분석하였다. 셋째, 수학 교과와 과학 교과를 체계적으로 연결하기 위한 구체적인 방안을 개발하였다. 이러한 연구 결과를 통해 수학학습이 과학학습에 긍정적인 영향을 주어 학업성취 능력의 향상과 학생들이 수학의 가치를 깨닫는데 도움이 되리라 기대한다.
본 연구는 유치원 교육과정과 초등학교 수학과 교육과정의 개발에서 두 교육과정을 연계시키는데 도움을 줄 수 있는 시사점을 찾고자, 5세 누리과정과 이에 따른 교사용 지도서의 수학 지도 내용, 그리고 현행 초등학교 1학년 수학과 교육과정 및 그에 따른 교과서의 지도 내용 사이의 연계성을 분석한 것이다. 그 결과 다음의 여섯 가지 시사점을 얻을 수 있었다. 첫째, 도형 영역의'공간적 관계'나 확률과 통계 영역의 '자료 수집'과 같이, 5세 누리과정에서 완성되고 있는 내용을 1학년 교육과정과 연계시킬 필요가 있다. 둘째, 5세 누리과정과 1학년 교육과정이 연계되지는 않지만, 2~6학년 교육과정이 연계되는 경우, 어느 한 교육과정을 기준으로 위계를 재조정할 필요가 있다. 셋째, $\ll$K-지도서$\gg$가 5세 누리과정을 준수하고 있는 지 검토할 필요가 있다. 넷째, $\ll$K-지도서$\gg$의 각 [활동]에서 5세 누리과정 관련 요소와 초등학교 교육과정 관련을 재검토할 필요가 있다. 다섯째, $\ll$K-지도서$\gg$의 각 [활동]에서 수학 지도 내용을 명시적이고 체계적으로 취급할 필요가 있다. 여섯째, 교육과정 개발에서 유아수학교육 전문가와 초등수학교육 전문가 사이의 협업 체제가 마련될 필요가 있다.
수학이 자연과학의 기초 또는 기본으로 여겨지듯이, 수학에서도 기초가 되는 강좌들이 있다. 미적분학이나 집합론, 그리고 선형대수학은 그러한 강좌라고 할 수 있다. 대수학의 관점에서 볼 때, 선형대수학은 현대대수학을 이해하기 위한 기본바탕이 되고, 한편 수학 전체적으로 보더라도, 선형대수학은 다른 고등수학을 배우기 위한 필수적인 선수과목을 것이고, 그 자체로서도 많은 응용성을 지니고 있다. 뿐만 아니라 선형대수학은 중등 교육과정과도 밀접한 관련이 있으므로, 교샤양성 대학에서의 선형대수학 강좌를 통해 학생들은 교육과정상의 연계성까지 이해하여야 한다. 따라서 본 연구는 사범대학 학생들로 하여금, 선형대수학 그 자체의 순수한 측면과, 중등교육과의 긴밀한 관련성, 아울러 기하락, 미분방정식, 그리고 부호이론과 관련된 최신 정보수학의 응용적인 측면도 포함하여 선형대수학의 폭넓은 이해를 꾀하는 방안을 제시한다.
학교교육에서 학교급간, 학년 간, 영역 간 이행은 본질적인 문제이다. 이와 함께 교육내용 간의 연계성은 발달과 교육의 문제에서 그 중심에 놓여 있다. 일반적으로 초등학교 수학에서 저학년과 고학년 사이의 간격은 초등수학과 중등수학의 간격만큼이나 그 간격이 큰 것으로 알려져 있다. 본 연구는 이러한 이행과 연계성이라는 문제의식에서부터 시작하여 초등학교 저학년과 고학년 수학 사이의 연계성을 염두에 둔 비교 연구에 해당된다. 이를 위해 초등학교에서 저학년과 고학년이 구분되는 지점인 4학년 수학을 중심으로 하여 두 가지 관점에서 저학년 수학과의 비교를 시도하였다. 첫 번째는 교사와 학생들을 대상으로 한 설문조사를 통해 3, 4학년 수학 교과서에서의 영역별 내용 비교를 실시함으로써 수학을 배우고 가르치는 입장에서 어려움의 정도를 검토하였다. 두 번째는 교실 수업을 비교하는 과정으로, 1, 4학년 수학 수업을 기록하고 '수업과정분석'을 통해 저학년과 고학년에서의 수학 수업의 차이를 비교하였다. 본 연구는 이러한 두 가지 형태의 비교 작업을 통해 이후 초등학교 저학년과 고학년 수학 사이의 연계성 검토를 위한 기초 자료를 제공하는데 그 목적을 두고 있다.
수학 교과의 그림은 내용의 핵심을 잘 전달하면서 한편으로는 수학의 어려움을 완화시켜주는 복합적인 역할을 해야 한다. 본 연구는 그림과 글의 상호 보완적 관계, 그리고 그림의 감정 표현이라는 두 요소를 초등학교 수학 교과서 그림과 내용의 연계성을 보는 관점의 예로 제시하고, 중국, 일본, 인도, 미국 등의 외국 교과서를 이 관점에서 조사하여 우리나라 교과서 그림 제작에 대한 시사점을 얻었다. 이는 그림을 읽고 의미를 해석하는 과정을 수학 공부의 일부로서 다루어야 한다는 것, 등장인물이 가진 개성과 감정을 더욱 풍부하고 자유롭게 표현해야 한다는 것 등이다.
본 연구는 싱가포르 교과서와 영국의 중등 졸업 자격시험 항목에서 도수밀도(frequency density)라는 개념을 발견하면서 시작되었다. 도수밀도의 수학적 의미를 파악하기 위해 도수밀도 개념의 수학적 연결성을 수학 내적 연결성과 수학 외적 연결성 측면에서 고찰하고, 이에 관한 지도 방안을 소개하고자 하였다. 수학 내적 연결성 측면에서는 고등학교 연속확률분포 단원의 연속확률변수와 확률밀도함수와의 연계성을 탐구하였고, 수학 외적 연결성 측면에서는 중학교 과학 교과의 밀도 개념과의 연계성을 탐구하였다. 연구 결과, 수학적 연결성을 바탕으로 도수밀도 개념의 도입 필요성을 제시했다. 도수밀도의 도입과 지도 방안에 대해서는 싱가포르의 중등 2학년 수학 교과서를 소개하였다. 싱가포르 교과서에서는 비균등 구간의 자료를 히스토그램으로 올바르게 표현하고 정확하게 해석하기 위한 방법으로 도수밀도를 도입하고 있다. 따라서 우리나라도 도수밀도를 도입함으로써 확률밀도함수와 상대도수밀도, 그리고 도수밀도 사이의 수학 내적 연결성을 강조하여 일관성 있게 지도하고, 도수밀도의 과학 교과와의 외적 연결성을 고려하며, 도수밀도 도입 방법으로 싱가포르의 지도 방안을 고려해 볼 수 있겠다.
본 연구는 중학교 1학년 함수 학습을 위해 패턴 활동으로 구성된 함수 지도 프로그램을 개발하고, 개발한 프로그램을 적용한 실험 집단(85명)과 교과서를 적용한 비교 집단(85명)간의 함수 학습에서의 효과를 분석하였다. 함수 지도 프로그램은 학생들이 패턴 활동을 동해 함수적 사고를 기르며, 활동적으로 수업에 참여하여 수학에 대한 자신감과 실생활의 연계성을 가질 수 있도록 구성하였으며, 적용 결과, 수학 수준별 수업을 하는 상반에서는 유의미한 차이를 보였고, 중반에서는 유의미한 차이는 없었으나 수업 시간에 흥미가 매우 높았다는 긍정적 평가를 할 수 있다.
본 연구에서는 고등학생의 집단창의성 발현을 돕기 위해 범교과 학습주제인 '환경'과 연계하여 관련 문제를 다항함수로 표현하고 제한된 범위에서 함수의 최댓값과 최솟값을 구하는 모바일, 온/오프라인 연계 수학 학습 콘텐츠를 개발하고자 한다. 이를 위해 학교수학에서의 집단창의성 개념과 발현과정, 집단창의성 발현과정 요소와 모바일, 온/오프라인 구현 기능을 탐색하였다. 이를 바탕으로 모바일, 온/오프라인 연계 협력 학습을 통해 집단창의성을 발현할 수 있는 하이브리드 앱 '지구를 생각하는 Best Box 제작'과 학습관리시스템(LMS)을 개발하였다. 모바일, 온/오프라인을 연계한 수학 학습이 효율적으로 운영될 수 있도록 교수학습지도안도 함께 개발하였다. 예비연구 결과, 하이브리드 앱 '지구를 생각하는 Best Box 제작'은 상호보완적-메타인지적 상호작용을 기반으로 집단유창성과 집단정교성을 구현하기에 적합한 것으로 나타났다.
본 연구는 교사교육에 수학사를 교육적으로 적용하는 방안을 살펴보고, 조선산학 프로그램을 설계 진행하여 예비교사들의 교수를 위한 수학지식 증진 프로그램으로서 조선 산학의 활용가능성을 탐색하였다. 조선산학 프로그램은 사회 문화적 측면과 인지적 측면의 목적에 초점을 맞추어 조선산학 발달의 사회 문화적 배경을 비롯하여 조선산학의 수학적 내용과 학교수학 교육과정과의 연계성을 학습할 수 있도록 구성하였다. 예비 초등교사 89명을 대상으로 프로그램을 진행한 결과, 조선산학의 익숙하지 않은 맥락이 수학적 사고를 자극하는 역할을 함으로써 교사들의 교과내용지식을 보다 풍부하게 할 수 있으며, 특정 수학 주제를 가르치기 위하여 필요한 교사지식을 보완하기 위한 소재로 조선산학이 활용가능하다는 것을 확인하였다. 또한 조선산학과 학교수학의 연계가능성을 생각해보게 하고 연계 내용의 교수방안에 대한 아이디어를 제시하게 함으로써 교사들의 내용교수지식 증진에 기여할 수 있으며, 수학의 사회 문화적 관점을 형성하는 기회로 활용할 수 있다고 보았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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