Van Hiele 기하 학습 수준 이론에 기초한 수학 교실에서의 로봇 활용 방안 탐색

• 영문명: Exploring the Application of Robots in Mathematics Classrooms Based on the Van Hiele Levels of Development in Geometry
• 발행기관: 대한수학교육학회
• 저자명: 임해미 최인선
• 간행물 정보: 『학교수학』제21권 제4호, 645~668쪽, 전체 24쪽
• 주제분류: 사회과학 > 교육학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2019.12.31

국문 초록

본 연구는 4차 산업혁명 시대를 대표하는 테크놀로지의 하나인 로봇을 수학 교실에 도입하기 위해, 수학과 교육과정에서 다루는 수학 개념과 연계하여 로봇 프로그래밍 수업을 설계하고 학생들의 변화를 분석한 연구이다. 본 연구에서는 Van Hiele 기하 학습 수준에 따른 LOGO와 LEGO 마인드스톰 활동 수준 연구를 바탕으로 수업 내용을 설계하였다. 그리고 학생들이 자신의 Van Hiele 기하 학습 수준에 따라 기하 영역의 내용 요소와 프로그램의 요소를 결합하여 문제를 어떻게 해결하는지를 알아보기 위해 순환적 수업 단계 모델인 DBL unit을 근거로 수업 절차를 설계하고 분석하였다. 연구 결과, 학생들은 개별적으로 수행한 활동에서는 수준별 특성을 나타냈으나 모둠활동을 통해 자신의 Van Hiele 수준 이상의 과제를 해결하였다. 이는 수준별로 설계된 수업을 통한 Van Hiele 수준 상승의 가능성을 보여준다. 학생들은 LEGO 마인드스톰 활동을 수행하는 과정에서 피타고라스 정리를 활용하는 등의 경험을 통해 수학에 대한 가치를 인식했으며, LOGO 활동은 LEGO 마인드스톰 활동의 수행을 돕는 역할을 함을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과를 바탕으로 한 논의점은 다음과 같다. 첫째, 학교 수학 수업에서의 로봇 프로그래밍 수업은 수학 내용 요소와 학습자의 수준을 고려하여 세밀하게 설계되어야 한다. 둘째, 로봇 프로그래밍 수업은 학생들의 논리·비판적 사고를 활성화 하고 체계적으로 문제를 해결하는 경험을 할 수 있도록 DBL unit 등과 같은 절차를 고려하여 학습 활동을 치밀하게 설계해야 한다. 셋째, 로봇 활용 수업은 모둠활동으로 실시하여 학생들 간의 활발한 의사소통을 통해 각자가 가지고 있는 지식을 공유하고 합의해가는 역동적인 과정을 경험할 수 있도록 해야 한다. 넷째, 교사는 로봇 프로그래밍에 대한 충분한 지식을 가지고 시의적절하게 학생들의 과제 탐구를 완결할 수 있도록 돕는 조력자의 역할을 수행해야 한다.

영문 초록

The study analyzed changes in students' behavior by designing robot programming activities and linking them to mathematical concepts that are covered in school mathematics classes to introduce robots, one of the most representative technology in the era of the fourth industrial revolution. Mathematics classes in this study were designed based on LOGO and Lego Mindstorm activity levels(Rim & Choi, 2019) according to the Van Hiele levels. In problem solving situations using robots, DBL uint( Design Based Learning unit) was based on how students solved the problem by combining the content elements of the geometric area and the programing elements contained in the mathematics curriculum according to the Van Hiele levels. The implications based on the results of this study are as follows: First, robot programming classes in math classes should be carefully designed, taking into account mathematical contents and learners' level. Second, robot programming activities in the mathematical classes should meticulously design learning activities by taking into account procedures such as DBL units so that students can have experience in activating logical and critical thinking and systematically solving problems. Third, mathematics classes using robots should be conducted as a group activity so that students can experience a dynamic process of sharing and agreeing on knowledge through active communication. Fourth, teachers should serve as facilitators to help students complete their task exploration in a timely manner with sufficient knowledge of robot programming activities.

목차

Ⅰ. 서론

Ⅱ. 이론적 배경

Ⅲ. 연구방법

Ⅳ. 연구결과

Ⅴ. 결론

참고문헌

키워드

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