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Computational Thinking Game을 통한 패턴일반화 수학교육

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Authors
정진환
Advisor
조한혁
Major
사범대학 수학교육과
Issue Date
2015-02
Publisher
서울대학교 대학원
Keywords
Computational ThinkingConstructionism패턴일반화Computational Thinking Game
Description
학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 수학교육과, 2015. 2. 조한혁.
Abstract
최근 대수 교육과정에서는 패턴을 표현하며, 일반적 규칙을 인식하고 설명하는 것이 강조되고 있다. 특히 패턴에 기초한 대수 및 함수의 도입은 세계적 교육과정에 중요한 변화라고 할 수 있다. 이러한 변화의 원인은 정의로부터 시작하는 전통적인 대수교육이 학생들의 대수개념 형성을 적절히 이끌고 있지 못하는 것에 있고, 따라서 적절한 경험을 통한 개념형성을 유도하는 것의 필요성이 요구되었기 때문이라고 할 수 있다.
패턴을 일반화 하는 과정에서 학생들은 인지적 수준, 언어적 수준, 기호화 수준에서 어려움을 겪는다. 본 연구는 이를 극복하기 위한 대안으로 코드(code)를 통한 과제 해결을 제시한다. 주어진 과제를 코드를 사용하여 디자인 하는 활동을 통해 학생들은 패턴을 인지하게 되며 이를 언어적 수준으로 표현할 필요성을 느끼게 된다. 또한 코드로 디자인 대상을 구성하는 활동은 패턴을 기호적으로 표현하는 활동으로 대수적 사고와 연결될 수 있다.
교육은 시대적 변화에 따라 사회적으로 요구하는 역량을 반영하여 점진적으로 변화해 나간다. 소프트웨어 산업이 큰 부가가치를 창출하는 최근의 상황은 코딩교육의 필요성을 이끌었다. 이러한 상황에서 코딩교육을 교육현장에 도입하기 위한 연구가 최근 활발히 이루어지고 있다. 특히, 2006년 Wing이 Computational Thinking이라는 논문을 발표한 이후 관련 연구는 더욱 활발히 이루어졌다. Computational Thinking이란 컴퓨터 과학자와 같이 사고하는 것을 강조하는 것이다. 이는 대상을 추상화 하고 이를 자동적으로 표현할 수 있는 능력을 강조한 것으로, 최근 컴퓨터 공학, 과학, 수학, 기술 뿐 아니라 인문사회 분야 연구에서도 강조되고 있다.
시대적 상황과 연구의 활성화에 영향을 받아, computational thinking 과 관련된 교육 연구가 꾸준히 이루어지고 있으나, 이를 학교 현장에 도입할 명확한 방안에 대해서는 아직 연구가 미흡한 것이 현실이다. 특히 이러한 사고능력을 키우는 환경과 교과교육이 어떻게 연결될 것인가, 이를 통해 얻을 수 있는 효과는 무엇인가는 미해결 과제로 남아 있다.
본 연구는 수학교육에 computational thinking을 어떻게 도입할 수 있을 것인가, 또한 computational thinking을 도입하여 수학교육에 어떠한 효과를 기대할 수 있는가에 초점을 맞추어 진행되었다. 연구는 computational thinking과 관련된 선행연구들 뿐 아니라 constructionism에 기반을 두고 진행되었다. Computational thinking을 구체적으로 교과 교육에 도입하는 선행 연구가 부족한 상황에서, 컴퓨터 공학과 수학교육을 연구한 constructionism의 선행 연구들은 연구의 방향을 설정하는데 핵심적인 이론을 제공해 주었다. 수업 구성은 constructionism에서 강조하는 디자인을 통한 학습(Learning by Design)을 중심으로 하였다. 학습자들이 수학적 구조물을 코드를 통해 디자인 하게 되며, 이 과정에서 그들의 수학적 역량 향상이 있을 것이라 기대된다. 디자인 활동은 LOGO언어를 사용한 거북기하를 통해 computational thinking을 사용하는 환경으로 구성하였다. 또한 각 과제를 게임 형식으로 제시하여 학생들이 수동적으로 교육을 받는 것이 아닌, 주체적으로 탐구하며 지식을 습득하는 것을 방향으로 하였다.
본 연구에서는 위와 같이 구성한 게임을 computational thinking game이라 지칭하는데, 이는 기하, 대수, 확률 등 수학교육의 전반적인 영역에 활용될 수 있을 것이라 생각된다. 본 연구는 그 중에서 대수적 사고에 초점을 맞추어 연구가 진행 되었으며, 특히 대수적 사고를 키울 수 있는 패턴일반화로 연구 범위를 설정하였다.
Language
Korean
URI
https://hdl.handle.net/10371/127600
Files in This Item:
Appears in Collections:
College of Education (사범대학)Dept. of Mathematics Education (수학교육과)Theses (Master's Degree_수학교육과)
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