수학 정보과학 융합을 위한 창의적 문제해결 활동 개발 및 적용

Abstract

4차 산업혁명 시대에는 다양한 분야의 기술들이 융합되며 사회, 문화 등에서 변화들이 일어나고 있다. 이 변화의 속도와 깊이, 범위 등은 우리가 지금까지 겪어보지 못한 혁명적인 변화이다. 이 흐름에 교육계에서도 변화가 빠르게 일어나고 있다. 교육부는 2018년 과학·수학·정보 교육 진흥법을 시행하여 융합형 인재 양성을 목적으로 교과 간 융합을 통한 창의적인 인재 양성을 기본방향으로 삼았다. 실제 수학과 정보를 융합한 교육의 중요성과 실천 방안 등에 대한 연구들이 다양한 방면으로 이루어지고 있다. 본 연구에서는 중요한 수학 교과 역량인 수학 문제해결력, 의사소통 능력, 창의성 등의 함양을 기대하며 수학과 정보과학을 융합한 교육프로그램을 개발하고자 한다. 정보과학을 교육적 관점에서 논할 때 코딩이 중요한 요소임은 분명하나 항상 수반되어야 하는 것은 아니다. 이에 코딩 관련 지식이 크게 요구되지 않으며 일상 언어로 쉽게 접할 수 있는 수학과 정보과학 융합을 위한 창의적 문제해결 활동을 구성하였다. 2021년∼2022년 2년 동안 개발연구를 진행하였으며 개발연구의 교수실험 단계에서 서울대학교 과학영재교육원 중학생들, 서울대학교 사범대학 부설 시흥영재교육원 중고등학생들을 대상으로 2년간 직접 프로그램을 적용해보며 프로그램을 수정, 보완하며 연구를 진행하였다. 본 개발연구의 교육적 의의는 다음과 같다. 첫째, 모자 게임의 규칙과 전략 및 승률 등을 친구들과 토의하는 과정을 통해 수학적 의사소통 능력을 함양할 수 있다. 둘째, 실세계 맥락에서의 수학의 가치를 경험하는 기회를 제공할 수 있다. 프로그램 내에 구성되어 있는 다양한 카드 게임 및 오류정정코드 실습 활동을 통해 학생들은 실세계에서 수학의 유용성과 연결성을 경험하게 된다. 마지막으로 코딩을 수반하지 않는 수학과 정보의 융합 교육프로그램으로 코딩교육을 전문적으로 받지 않은 교사들에게도 융합 교육에 대한 접근성이 높다는 시사점이 있다.

In the era of the 4th Industrial Revolution, technologies from various fields are fused and changes are taking place in society and culture. The speed, depth, and scope of this change are revolutionary changes that we have never experienced before. In this trend, changes are occurring rapidly in the educational world. The Ministry of Education implemented the Science, Mathematics, and Information Education Promotion Act in 2018 to foster creative talent through convergence between subjects for the purpose of fostering convergent talent. Research on the importance and practical measures of education that combines actual mathematics and information is being conducted in various fields. This study aims to develop an educational program that combines mathematics and information science with the expectation of cultivating important mathematics subject competencies such as mathematics problem-solving skills, communication skills, and creativity. It is clear that coding is an important factor when discussing information science from an educational point of view, but it does not always have to be accompanied. Therefore, this study organized creative problem-solving activities for the convergence of mathematics and information science, which do not require much coding knowledge and can be easily accessed in everyday languages. Development research was conducted for two years from 2021 to 2022, and at the teaching experiment stage of development research, middle and high school students at Seoul National University Science Gifted Education Center and Siheung Gifted Education Center affiliated with Seoul National University were directly applied for two years. The educational significance of this development study is as follows. First, mathematical communication skills can be cultivated through the process of discussing the rules, strategies, and winning rates of hat games with friends. Second, it can provide an opportunity to experience the value of mathematics in a real-world context. Through various card games and error correction code practice activities organized in the program, students can experience the usefulness and connectivity of mathematics in the real world. Finally, it is a convergence education program of mathematics and information that does not involve coding, which has implications for increasing access to convergence education even for teachers who have not received coding education professionally.