본 논문은 2007년 개정 수학과 교육과정에서 제시된 평면도형 내용을 바탕으로, 교과용 도서에 제시된 평면도형의 지도내용과 지도방법을 분석하였다. 구체적으로 수학교과서에 제시된 평면도형의 전반적인 지도흐름을 분석함으로써 교육과정의 기본적인 취지를 어떻게 구현하는지 살펴보고, 도형지도에서 중요한 개념정의와 관련하여 교과서의 ‘약속하기’와 수학적 정의를 비교분석하였으며, 평면도형의 지도방법에 따라 교과서와 익힘책의 관련 내용을 면밀하게 분석하였다. 이를 통해 평면도형과 관련된 교과용도서 개발에 기초적인 자료 및 시사점을 제공하고자 한다.
초등학교 4학년 수학은 도형 영역에서 다양한 개념들이 동시에 등장하는 시기로, 특히 삼각형이나 사각형 등과 같은 평면도형의 경우 그 개념이 총체적으로 학습되는 시기이다. 본 연구는 초등학교 4학년 학생들을 대상으로 그들이 학습한 도형 개념들에 대한 이해 정도를 파악하기 위해 '정의하기' 서술형 평가를 실시하고, 또한 그들이 갖고 있는 비형식적인 지식을 살펴보기 위한 '이름짓기'(naming) 서술형 평가를 실시하였다. 이를 통해 학생들이 이해하고 있는 도형의 개념정의와 개념이미지를 분석하고, 각각의 특징 및 반복해서 등장하는 오 개념과 그 원인을 분석하여 도형을 학습하고 지도하는 과정에서 생각해볼 유의점을 제안하고 있다. 더불어 학생들의 이름짓기 활동을 통해 도형의 어떤 요소에 가장 먼저 주목하는가를 분석함으로써 이 과정에서 그들이 인식하지 못하거나 빈도가 낮게 나타난 수학적 성질과 개념을 살펴보고 동시에 학교수학에서 도형 학습을 통해 갖게 되는 비형식적 지식을 고찰함으로써 도형 영역의 학습 지도를 위한 개선 방안을 제시하고 있다.
현재 교과서의 발행 체제가 국정에서 검정으로 전환되고 있다. 이러한 시점에 국정 및 검정 교과서의 비교를 통해 그 변화를 살펴보는 것이 필요하다. 이에 본 연구는 도형 영역에서 지도할 수 있는 교수·학습 요소를 기준으로 사각형에 대한 2015 개정 수학 국정 및 검정 교과서를 분석하였다. 분석 결과, '개념 탐구하기'는 전반적으로 적절히 구현되었으나 일부 검정 교과서의 경우 교육과정 성취기준인 분류하기를 제시하지 않은 것으로 나타났다. '개념 알기'는 도형의 구성 요소나 도형에 대해 이야기하는 활동이 다른 활동에 비해 적게 제시한 것으로 나타났다. 또한 평면도형의 정의가 교과서에 따라 다르게 제시되기도 하였다. '개념 적용하기'는 국정 교과서보다 검정 교과서에서 더 다양한 활동을 제시하고 있었다. '관계 알기'는 교육과 정의 영향으로 교과서에서 거의 제시되지 않았다. 이와 같은 사각형에 대한 분석 결과를 바탕으로 2022 개정 수학 교과서의 개발에 도움이 되길 기대한다.
도형 영역은 초등학생들의 학습에 많은 영향을 미치며, 다른 영역과도 밀접하게 관련되어 있다. 이에 본 연구는 평면도형에서 핵심적으로 지도해야 할 교수·학습 요소를 문헌에서 추출하였다. 또한 이를 활용하여 삼각형을 지도할 때 가르쳐야 하는 교수·학습 요소가 2015 개정 수학 교과서에 적절히 구현되었는지를 분석하였다. 분석 결과, 개념 알기의 경우 실제 물건의 모양에 초점을 두고 평면도형을 인식하는 활동이 부족하며, 기준에 따라 평면도형을 분류할 때 분류 기준이 이전 차시와 다르게 제시되는 것으로 나타났다. 개념 적용하기의 경우, 평면도형에 대해 토론하는 활동이 부족한 것으로 나타났다. 마지막으로 관계 알기의 경우, 2015 개정 수학과 교육과정에서 도형 사이의 관계는 다루지 않기 때문에 정의와 속성을 통해 도형 사이의 관계 파악하기, 분류 활동을 통해 도형 사이의 관계 파악하기, 도형 사이의 관계에 대해 토론하기의 전반적인 부분이 부족하게 제시되었다. 이와 같은 분석 결과를 바탕으로 삼각형의 지도 방향을 제시하고 삼각형에 관한 추후 교육과정 자료 개발에 시사점을 제공하고자 한다.
평면도형의 넓이 학습에서 나타나는 인식론적 장애의 유형은 크게 측정의 속성과 관련된 장애, 단위정사각형 개념과 관련된 장애로 나눌 수 있다. 먼저, 측정의 속성과 관련된 장애의 원인은 길이와 넓이 개념 사이의 혼동, 도형 영역과 측정 영역에서 정의하는 방법상의 혼동 때문이며, 둘째, 단위정사각형 개념과 관련된 장애의 원인은 학생들에게 단위정사각형이 넓이의 기본단위로 인식이 잘 안되기 때문이며, 2 차원적 평면의 개념이 불완전하게 정착했기 때문이다. 이에 따라, 넓이에 대한 측정의 속성과 관련된 장애 현상의 교정적 지도 방안은 두 속성간의 관계를 살펴볼 수 있는 활동을 제시하고, 측정의 개념으로 넓이를 정의할 필요가 있으며, '정렬(array)'의 개념으로 넓이공식을 유도하고, 통합적으로 공식을 적용하도록 지도할 필요가 있다. 한편, 단위정사각형 개념과 관련된 장애 현상의 지도방안은 각 단계를 충분히 활동할 수 있도록 넓이를 구하고자하는 도형의 소재 및 형태를 다양하게 제시할 필요가 있으며, 넓이에 대한 연속량적 개념을 인식하도록 교수학적 방안을 구안해야 한다.
본 연구는 8명의 초임 초등 교사들을 대상으로 설문지와 전체 토의 과정에서의 응답을 중심으로 평면도형에 관한 학생들의 오류와 원인 그리고 오류에 대한 지도법 측면에서 교수학적 내용 지식을 분석하였다. 분석 결과 초임 교사들은 학생들의 오류 유형에 관해서 어느 정도 잘 예상하는 것으로 드러났지만, 그러한 오류의 원인에 대해서는 주로 학생들과 관련된 요인만 찾는 경향이 짙었다. 또한 오류에 대한 지도법에 관해서는 교사의 명확한 설명과 반복 그리고 학생들의 문제 풀이를 선호하였다. 한편, 수업 중 다양한 범례를 제시하거나 분류하기 그리기 만들기와 같은 활동의 중요성을 인식하였지만 이를 직접 실행하는 것에 대한 어려움을 토로하였다. 이러한 결과를 바탕으로 본 논문은 초임 초등 교사들의 전문성 발달 프로그램에 대한 시사점을 제공하고자 한다.
본 연구의 목적은 다문화 학생들의 수학적 문화 배경에 대한 이해를 높여 그들의 수학 학습을 지원하기 위한 토대를 마련하는 것이다. 이를 위해 한국과 베트남의 초등 교과서에서 다루고 있는 평면도형과 넓이 측정의 지도 내용, 전개 순서, 교수-학습 방안을 비교 분석하였다. 분석 결과 베트남 교과서는 한국 교과서에 비해 수학적 엄밀성과 논리를 강조하며, 수학적 관련성에 따라 여러 영역의 학습 내용을 통합적으로 다루지만 도형의 합동, 대칭, 포함 관계 등 수학적 연결성에 관한 내용은 다루지 않는다. 한국 교과서는 학생이 도형의 개념을 스스로 찾고 정의하는 활동을 바탕으로 하며, 이를 통해 다양한 수학적 생각을 경험도록 하는 반면 베트남 교과서는 도형에 관한 개념을 직접적으로 제시하고 이를 학생이 익히도록 한다. 이러한 분석 결과를 바탕으로 베트남 다문화 학생의 수학 학습에 관한 시사점을 제시하였다.
본 고에서는 평면이나 공간에서 정의된 도형수가 일반적으로 유한 차원에서 일반화될 때 저차원의 도형수인 그노몬수, 다각수 그리고 다각뿔수의 성질을 통합적으로 설명할 수 있음을 논하고, 도형수와 파스칼 삼각형, 피보나치 수열의 성질과 그들 사이의 관계를 알아봄으로써 이들에 대한 성질 탐구가 수학적 추론과 연결성을 지도하기 적합한 소재가 될 수 있음을 논한다.
이 연구는 초등학교 수준에서 '선'의 학습 내용 즉, 선분, 직선, 반직선 등의 학습 내용과 학습 계열을 분석하였다. 수학과 교육과정 및 수학 교과서에서 1차부터 7차까지, 그 이후 2007 개정, 2009 개정, 2015 개정, 2022 개정에 이르기까지 각 시기에 선분, 직선, 반직선을 도입하는 시기와 그 표현을 통하여 학습 내용을 분석하였고, 그 학습 순서 및 활동 중점을 통하여 학습 계열을 분석하였다. 학습 내용의 도입 시기와 정의 방식의 변화 분석에서 본다면, 선분, 직선, 반직선을 주로 2차원 평면도형의 그 구성 요소로서 즉, 다각형의 변이나 각의 변으로서 다루어왔지만, 수학과 교과서에 비추어 볼 때 기초 도형으로서 선분, 직선, 반직선이라는 다양한 선을 탐색할 기회가 부족하였다. 둘째, 선분, 직선, 반직선의 정의에서 점과 선의 관계 설정 및 선들 사이의 관계 설정에 따라 개념 형성에 영향을 주며 이들을 비교하여 그 장단점을 교수학습 관련 연구 및 근거들이 요구된다. 셋째, 선분에서 곧은 선(최단거리)의 아이디어와 직선과 반직선에서 끝없이 나아가는 선(무한성)의 아이디어는 수학의 핵심적인 아이디어로서, 생활 주변의 여러 사물에서 선의 개념을 형성하고 점차 구체적인 선을 이상화하여 유클리드 기하의 도형으로 나아가도록 상상하고 경험하는 활동이 필요하다.
소형어선이나 일반적인 활주형선형은 부분적인 형상 수정을 거치게 되면 3차원 곡면으로 이루어진 선체의 외판을 2차원 평면상에 전개하여 표현할 수 있다는 특성을 가지고 있다. 이러한 점을 활용하여 전개도형에 따라서 제작된 얇은 FRP 판재를 선 요소들로 정의된 형틀 상에서 변형시켜 선체의 형상을 만들고 그 내부에 추가로 FRP를 적층 함으로서 선체를 완성하는 방법을 제안하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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