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미분의 이해에 대한 연구
A study on understanding of differentiation 원문보기

Journal of the Korean Society of Mathematical Education. Series E: Communications of Mathematical Education, v.32 no.2, 2018년, pp.131 - 146  

오혜영 (인천대학교)

초록
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미분학적분학과 더불어 수학, 자연과학, 공학 등에서 널리 응용되는 중요한 분야이다. 도함수는 미분학의 중요 개념인데, 학생들은 이것의 개념을 제대로 파악하지 않은 채 정형화된 계산 문제를 푸는 기능 습득에만 치중하고 있어 미분에 대한 개념적 이해는 매우 빈약한 상태이다. 이에 본 연구에서는 학부 학생들을 대상으로 미분에 대한 설문조사를 실시하여, 미분학 문제를 풀 때 나타난 오류를 분석하고 도함수에 내재한 극한과정의 수학화 과정과 도함수에 대한 역사적 발달과정을 살펴보고자 한다. 이 과정을 통해 미분의 이해도를 분석하고 이에 대한 결과를 제시하고자 한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Differentiation with integration is an important subject which is widely applied in mathematics, natural science, and engineering. Derivative is an important concept of differentiation. But students don't understand its concept well and concentrate on acquiring only the skill to solve the standardiz...

주제어

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
미분학에 대한 개념 이해와 미분학의 문제에 대한 오류분석은 왜 필요한가? 대학에서는 코시의 정리에 근거해서 미분 이론을 전개하는데, 미분의 개념은 해석학에서 중요한 정리인 평균값 정리와 결과들을 이해하는데 기초가 된다. 미분학에 대한 개념 이해와 미분학의 문제에 대한 오류분석은 해석학뿐만 아니라 고학년의 복소해석학, 미분기하학의 기본 개념 파악을 위해서도 필요한 일이다.
학생들에게 도함수의 개념에 대한 이해도를 접선 문제와 관련시키면 정답률이 왜 떨어지는가? 학생들의 도함수의 개념에 대한 이해도를 역사 발생적 문제인 접선 문제와 관련하여 살펴본 결과, 30%의 낮은 정답률을 보였다. 이것은 학교수학에서 도함수의 정의를 기하학적 의미와 분리해서 다루었기 때문에, 대수적이고 절차적인 면이 강조되어 미분의 개념을 이해하고 활용하는 어려움이 학문적 수학까지 연결되기 때문이다.
미분학의 개념은 어디에 응용되는가? 미분학은 적분학과 더불어 수학, 자연과학, 공학 등에서 널리 응용되는 중요한 분야이다. 물리학의 일률, 화학의 반응율, 경제학의 한계비용 등과 같이 자연과학 및 공학, 사회과학의 변화율과 관련된 다양한 문제에 미분학의 개념이 응용되고 있다. 변화율은 미분학의 중요 개념인데, 학생들은 이것의 개념을 제대로 파악하지 않은 채 정형화된 계산 문제를 푸는 기능 습득에만 치중하고 있다.
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참고문헌 (16)

  1. 김정희 (2005). 고등학생들의 미분개념의 이해 및 오류유형 분석. 충북대학교 교육대학원 석사학위논문. Kim, J. (2005), An investigation on high school students' understanding and error type about differentiation concept, Master's thesis, Chungbuk University. 

  2. 우정호 (1998). 학교 수학의 교육적 기초. 서울대학교 출판부. Woo, J. (1998), Educational Basis of School Mathematics, Seoul National University Publishing Co. 

  3. 정연준 (2010). 미분계수의 역사적 발달 과정에 대한 고찰. 대한수학교육학회지 , 12(2). Joung, Youn Joon, An Investigation on the Historical Development of the Derivative Concept. Journal of Korea Society of Educational Studies in Mathematics, School Mathematics, 12(2), 239-257. Jun. 2010 

  4. 조완영 (2006). 고등학교 미적분에서의 수학화 교수.학습에 관한 연구. 대한수학교육학회지 , 8(4). Cho, Wan Young. A Study on Mathematizing Teaching and Learning in Highschool Calculus. Journal of Korea Society of Educational Studies in Mathematics, School Mathematics, 8(4), 417-439. Dec. 2006 

  5. 조완영 (2012). 예비교사의 미분영역에 관한 내용지식의 분석. 대학수학교육학회지 , 14(2). Cho. Wan-Young. Analysis of Prospective Teachers' Mathematical Content Knowledge about Differential area. Journal of Korea Society of Educational Studies in Mathematics, School Mathematics, 14(2), 233-253. June. 2012 

  6. 허민.오혜영역. Howard Eves(1995). 수학의 위대한 순간들, 경문사. Howard Eves/ Her, M., Oh, H. Y.(1995). Great Moments in Mathematics. Kyungmoon Co. 

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  14. Tall, D.(1991). The psychology of advanced mathematical thinking. In D. Tall(Ed.), Advanced mathematical thinking (pp.3-21). Dordrecht: Kluwer. 

  15. Tall, D.(1992). The transition to advanced mathematical thinking: Functions, limits. infinity, and proof. In D. Grouws(Ed.). Handbook of research on mathematics teaching and learning (pp. 495-511). New York: Macmillan 

  16. Zandieh, M.(2000). A theoretical framework for analyzing student understanding of the concept of derivative. Research in Collegiate Mathematics Education IV. 8, 103-126. 

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