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평면도형의 넓이 지도 방법에 대한 고찰 - 귀납적 방법 대 문제해결식 방법 -
A Study on Teaching Method of Area Formulas in Plane Figures - Inductive Reasoning vs. Problem Solving - 원문보기

數學敎育學硏究 = Journal of educational research in mathematics, v.25 no.3, 2015년, pp.461 - 472  

강문봉 (경인교육대학교) ,  김정하 (인천삼산초등학교)

초록
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새 교육과정에서는 평행사변형과 삼각형의 넓이 공식을 귀납 추론으로 지도한다. 귀납적 사고는 수학교육에서 매우 중요한 목표이다. 그러나 귀납적으로 도형의 넓이 공식을 추론하는 데는 많은 문제가 있다. 이론적으로 그리고 초등학교 5학년을 대상으로 한 조사를 통해 그러한 문제를 드러내고, 도형을 변형하는 문제해결 과정으로 넓이 공식을 지도하는 방법을 제안한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Korean students are taught area formulas of parallelogram and triangle by inductive reasoning in current curriculum. Inductive thinking is a crucial goal in mathematics education. There are, however, many problems to understand area formula inductively. In this study, those problems are illuminated ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 귀납적 추론이 아닌 문제해결 방식에 의해 도형의 넓이를 구하는 방법을 살펴보자. 문제해결 수업은 ‘문제’, 즉 어떤 장애에 직면하는 것으로 시작한다.
  • 동일한 수학 내용이라 하더라도 어떤 목적으로 지도하느냐에 따라 그 지도 방법은 달라질 수 있으며, 각각의 방법은 장단점을 가지고 있다. 그러므로 이 연구에서는 삼각형과 사각형(평행사변형과 사다리꼴)의 넓이를 귀납적 방법에 의해 지도하는 것과 문제해결식 방법에 의해 지도하는 것을 비교 분석하여 보다 효율적인 지도 방법을 찾아보고 교과서 구성에 대한 제언을 하려고 한다. 이를 위해 도형의 넓이 지도와 관련한 선행연구와 교육과정을 분석하고 초등학생을 대상으로 한 조사를 통해 귀납적 방법의 문제점을 파악한 후 대안을 제시한다.
  • 이 표는 방금 제시했던 <표 III-1>에서 ‘가’, ‘나’, ‘다’라는 항목을 각각 ‘밑변’, ‘높이’, ‘넓이’로 바꾸기만 한 것이다. 그리고 밑변과 높이, 넓이 사이의 관계를 말해보게 하였다. 대부분의 학생들이 “(밑변)×(높이)÷2=(넓이)”와 같은 공식을 말하였다.
  • 앞 절에서 연구자는 ① 초등학교 5학년 학생들이 삼각형의 넓이 공식을 귀납할 수 있을지, 그리고 ② 교과서에서 삼각형의 넓이 공식을 귀납하기 위한 자료로 주어진 삼각형은 귀납하기 적절한 자료일지에 대하여 의문을 제기하였다. 이제 이 문제에 대해 살펴보자.
  • 지금까지 우리나라에서 삼각형과 사각형의 넓이를 어떻게 지도해 왔는지를 살펴보기 위해 6차 교육과정부터 최근의 교육과정까지의 교과서를 살펴보자.

가설 설정

  • 1) 오직 한 학생만이 “가와 나를 곱하고 2로 나누면 다이다.
  • 2) 평행사변형과 삼각형의 밑변과 높이를 정의한다.
  • ① 모눈종이를 이용하여 넓이를 구한다. ② 직각삼각형의 넓이는 직사각형 넓이의 반이 된다는 사실을 보인다. ③ 삼각형은 두 개의 직각삼각형으로 나누어지며 앞의 사실을 이용하여 직사각형의 넓이의 반이 됨을 보인다.
  • 또한 귀납 추론을 통해 평면도형의 넓이 공식을 지도할 때 제기될 수 있는 문제는 다음과 같다. 첫째, 간접측정의 필요성이 부각되지 않는다. 둘째, 삼각형이나 사다리꼴같이 복잡한 공식은 귀납하기 어렵다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
귀납 추론으로 수학을 지도할 때 주의해야 할 점은? 그런 점에서 귀납 추론을 통해 수학을 지도하려는 시도는 매우 바람직해 보인다. 그럼 에도 불구하고 귀납 추론의 결과가 항상 옳은 것은 아니라는 점에서, 그리고 초등학생들이 원하는 결과를 이끌어낼 수 있을 정도의 귀납 추론을 할 수 있을지는 의문스럽다는 점에서, 귀납 추론에 의한 지도는 매우 조심스럽게 계획되어야 할 것이다.
2015년에 발간된 수학 교과서에는 직사각형, 평행사변형, 삼각형의 넓이를 어떤 추론을 통해 학습되는가? 2015년에 발간된 초등학교 5학년 1학기 수학 교과서에서는 직사각형, 평행사변형, 삼각형의 넓이를 귀납 추론을 통해 학습할 수 있도록 구성하였다(교육부, 2015a, p.287).
우리나라에서 도형의 넓이 공식은 각각 무엇을 통해 유도되는가? 우리나라에서는 지금까지 도형의 넓이를 지도할 때 직사각형은 귀납 추론에 의해서, 평행사변형은 등적변형에 의해서, 삼각형은 일반적으로 배적변형에 의해서, 사다리꼴은 등적변형이나 배적변형에 의해서 넓이 공식을 유도하였다. 이러한 지도는 대부분 설명식으로 진행되었다.
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참고문헌 (20)

  1. 강문봉(1995). 귀납적인 교수 방법의 재고, 대한수학교육학회 논문집 5권 1호, 65-72. 

  2. 교육과학기술부(2012). 수학 5-1. 두산동아. 

  3. 교육부(1996). 초등학교 교사용지도서 수학 4-2. 국정교과서주식회사. 

  4. 교육부(1997). 초등학교 교사용지도서 수학 5-1. 국정교과서주식회사. 

  5. 교육부(2015a). 교사용지도서 수학 5-1. 천재교육. 

  6. 교육부(2015b). 수학 2-1. 천재교육. 

  7. 교육부(2015c). 수학 5-1. 천재교육 

  8. 교육인적자원부(2004a). 수학 5-가. 대한교과서주식회사. 

  9. 교육인적자원부(2004b). 수학 5-나. 대한교과서주식회사. 

  10. 김상화, 방정숙, 정유경(2013). 평면도형의 넓이 수업에서 학생들의 다양한 해결 방법에 근거한 교사의 형식화 도출 과정 분석, 대한수학교육학회지 학교수학 15권 4호, 847-866. 

  11. 김수미(2003). Wertheimer의 평행사변형 구적 문제와 대안적 지도 방안, 대한수학교육학회지 수학교육학연구 13권 4호, 485-493. 

  12. 김정하, 강문봉(2011). 평면도형의 넓이 측정 지도에 대한 고찰, 한국초등수학교육학회지 15(3), 509-531. 

  13. 박은률, 백석윤(2010). 평면도형의 넓이 학습에서 나타나는 인식론적 장애, 대한수학교육학회지 수학교육학연구 20권 3호, 305-322. 

  14. 이경화(2001). 다각형의 둘레와 넓이에 관한 수업 아이디어, 대한수학교육학회지 학교수학 3권 2호, 423-445. 

  15. 이성근, 류희수(2012). 귀납적 추론의 과정 분석, 대한수학교육학회지 학교수학 14권 1호, 85-107. 

  16. 이용률(2010). 초등학교 수학의 중요한 지도내용. 경문사. 

  17. 정경순, 임재훈(2011). 직사각형, 평행사변형, 삼각형 넓이 공식에 내재된 관계에 대한 초등학생들의 이해 조사, 대한수학교육학회지 수학교육학연구 21권 2호, 181-199. 

  18. 조용현(1992). 칼 포퍼의 과학철학. 서광사. 

  19. NCTM(1989). Curriculum and evaluation standards for school mathematics. NCTM, Inc. 

  20. Polya, G.(1973). Induction and analogy in mathematics. Princeton: Princeton University Press. 

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