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오늘날 지식은 그 양이 아주 방대하며 단순 지식의 학습 보다는 지식의 활용과 다양한 지식들 사이의 융합과 적용이 요구되고 있다. 이제 학문 간 경계를 구분 짓는 것은 큰 의미가 없다. 이러한 흐름에 맞춰 지식의 융합현상에 대한 관심이 증가하고 있으며 학문의 통합과 융합에 대한 사회적 관심 또한 나날이 커지고 있다. 학문을 연구하고 그 학문을 실제 적용하는 것은 매우 중요한 일이다. 단순 지식으로서의 학습도 중요하지만 이제는 그 지식을 어떻게 활용하고 융합할 수 있는가 또한 매우 중요한 일이다. 이러한 사회적 요구에 맞춰 통합교육은 여러 방면으로 다양하게 연구되고 있으나, 현장에서의 실제적인 적용은 미미한 수준이다. 본 연구의 목적은 수학의 수열단원과 과학과의 통합지도를 통하여 수학 지식과 과학지식의 융합을 시도하는데 있다. 이를 위해 수학과 과학을 통합하여 학습지도안을 설계한 후 이를 실제로 적용하고 분석하였으며, 이는 수학 과학 통합교육을 위한 예시 자료로서 활용될 수 있을 것을 기대한다. 이를 위하여 다음과 같은 연구 문제를 설정하였다. 1. 과학문제 상황에서 제시되는 수학적 개념과 적용을 통한 수열학습은 학생의 ...

오늘날 지식은 그 양이 아주 방대하며 단순 지식의 학습 보다는 지식의 활용과 다양한 지식들 사이의 융합과 적용이 요구되고 있다. 이제 학문 간 경계를 구분 짓는 것은 큰 의미가 없다. 이러한 흐름에 맞춰 지식의 융합현상에 대한 관심이 증가하고 있으며 학문의 통합과 융합에 대한 사회적 관심 또한 나날이 커지고 있다. 학문을 연구하고 그 학문을 실제 적용하는 것은 매우 중요한 일이다. 단순 지식으로서의 학습도 중요하지만 이제는 그 지식을 어떻게 활용하고 융합할 수 있는가 또한 매우 중요한 일이다. 이러한 사회적 요구에 맞춰 통합교육은 여러 방면으로 다양하게 연구되고 있으나, 현장에서의 실제적인 적용은 미미한 수준이다. 본 연구의 목적은 수학의 수열단원과 과학과의 통합지도를 통하여 수학 지식과 과학지식의 융합을 시도하는데 있다. 이를 위해 수학과 과학을 통합하여 학습지도안을 설계한 후 이를 실제로 적용하고 분석하였으며, 이는 수학 과학 통합교육을 위한 예시 자료로서 활용될 수 있을 것을 기대한다. 이를 위하여 다음과 같은 연구 문제를 설정하였다. 1. 과학문제 상황에서 제시되는 수학적 개념과 적용을 통한 수열학습은 학생의 인지적 영역에 어떠한 영향을 미치는가? 2. 과학문제 상황에서 제시되는 수학적 개념과 적용을 통한 수열학습은 학생의 정의적 영역에 어떠한 영향을 미치는가? 연구 문제를 해결하기 위하여 강원도 원주시 A고등학교 1학년 학생 6명을 대상으로 연구를 하였으며 수학-과학 통합교육 지도안을 작성한 후에 이를 학생들에게 적용하고 수업과정에서 이루어지는 학생의 사고와 태도를 분석하였다. 연구에 참여하기를 자발적으로 원하는 학생들을 선발하였으며, 이 학생들은 학급 내 중상위권 정도 성적의 학생으로 본 연구에 성실하게 참여하였다. 수열 단원과 과학과의 통합은 물리, 화학, 생명과학 여러 분야에서 이루어질 수 있었다. 고등학교 ‘수학Ⅰ’이 일차적으로 추구하는 목표는 개념, 원리, 법칙과 이들 사이의 관계를 이해하고 활용하는 능력을 기르는 것이다. 수열 단원 또한 수열의 개념과 원리를 이해하고 활용하는데 목표를 두는 만큼 과학을 적용한 수열개념의 학습은 수열의 개념 이해를 돕고 원리파악과 적용을 할 수 있게 한다. 화학의 탄소화합물, 화학반응에서의 반감기는 각각 등차수열과 등비수열의 개념을 학습하고 적용할 수 있게 하였으며, 물리의 등가속도 운동에서는 등차수열의 일반항과 등차수열의 합을 적용하게 하였다. 그리고 생명과학의 유전단원에서는 등비수열의 일반항과 합을 적용하여 문제를 해결할 수 있었다. 연구 결과는 다음과 같다. 1. 과학과 연계된 수학 수업은 수열의 개념과 원리의 이해를 도왔다. 과학 실험으로 유도된 수열 수업은 수열의 개념이 어떻게 나오게 되는지 수열의 일반항을 왜 그렇게 나타낼 수 있는지, 수열의 합을 구하는 공식이 어떻게 유도되며 수열의 합이 의미하는 것이 무엇인지를 알게 하였다. 단순히 공식을 배우고 적용하는 것이 아니라 어떠한 상황에서 등차수열과 등비수열이 적용될 수 있는지 규칙성을 파악하게 하였으며 실제로 수업 후에 학생들의 설문조사를 보면 학생들은 수열이 이해하기 쉽고 재미있었다고 대답하였다. 2. 과학 실험을 통한 수열지도는 학생들에게 흥미를 느끼게 한다. 종이와 펜 만으로 진부하게 진행되는 수학수업은 많은 학생들이 수학을 재미없는 학문으로 인식하게 만드는 이유 중에 하나이다. 수학수업을 하기 전에 과학실험 기구를 이용해 실험을 하였고, 학생들은 수학 학습이라기보다 수학실험이라 여기고 적극적으로 참여하였다. 이는 많은 연구에서 학생의 구체적 조작활동은 수업의 흥미를 높일 수 있다고 제시한 것과 같은 맥락이라고 할 수 있다. 그리고 과학과 연계된 수학 수열 수업은 수열 학습의 필요성을 인식하게 하였다. 학생들은 먼저 과학 학습을 하고 나서 자연스럽게 수열학습을 하였다. 탄소화합물의 분자모형을 학습하고 나서 탄소화합물의 종류에 따라 일반항을 표현할 필요성을 느끼고 등차수열을 학습하였으며, 물리의 등가속도 운동을 실험하고 나서 구간별 물체의 이동거리를 계산하기 위해 등차수열의 합 구하는 공식을 이용하였다. 또한 반감기를 학습하고 나서 등비수열의 일반항을 구하였으며, 유전형질 조사를 하기 위한 조상의 개체수를 찾기 위해 등비수열의 합을 학습하였다. 이처럼 과학학습 후에 자연스럽게 연결되는 수열 수업은 단순한 수식의 계산이 아니라 실제 문제를 해결할 수 있는 방법으로서 수열이라는 단원을 배워야 하는 필요성을 인식하게 하였다. 통합교육은 시대적 흐름에 맡는 사회적 요구이다. 하지만 수학과 과학의 통합교육을 위해서 수학교사는 수학에 대한 전문적 지식 뿐 아니라 과학 분야에 대해서도 수준 높은 지식을 가지고 있어야 한다. 수학 교과의 효과적 학습을 위해 적용되는 과학지식을 잘못 전달할 우려가 있기 때문이다. 또한 교과별로 따로 운영되는 교육과정 상에서 수학교과와 과학교과를 통합하여 가르치는 것은 쉽지만은 않은 일이다. 이러한 이유들이 시대적 요구와는 다르게 실제 교육현장에서 통합교육이 이루어지지 못하는 이유라고 할 수 있다. 하지만 빠르게 변화하고 나날이 정보가 늘어가는 시대 속에서 정보를 통합적으로 이해하고 융합하여 적용할 수 있는 능력은 매우 중요하다. 이 연구는 수학과 과학을 통합하여 교육하는 예시로서 현재의 수학, 과학 지도 방법의 개선 및 수학, 과학 통합교육을 위한 자료로서의 의미를 가진다고 할 수 있다.

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