연구성과물검색
유형별/분류별 연구성과물 검색
HOME ICON HOME > 연구과제 검색 > 연구과제 상세정보

연구과제 상세정보

드모르간의 수학교육론 연구
  • 연구자가 한국연구재단 연구지원시스템에 직접 입력한 정보입니다.
사업명 신진연구자지원사업& #40;인문사회& #41; [지원년도 신청 요강 보기 지원년도 신청요강 한글파일 지원년도 신청요강 PDF파일 ]
연구과제번호 2008-332-B00405
선정년도 2008 년
연구기간 1 년 (2008년 07월 01일 ~ 2009년 06월 30일)
연구책임자 권석일
연구수행기관 경인교육대학교
과제진행현황 종료
과제신청시 연구개요
  • 연구목표
  • 오늘날의 수학교육 이론은 어느 날 갑자기 완성된 형태로 등장한 것이 아니다. 그것은 긴 역사를 가지고 있으며, 과거의 선도적인 수학교육자들의 수많은 시행착오에 빚지고 있다. 이 연구는 그러한 수학교육자 중의 한 사람인 드모르간(Augustus De Morgan, 1806-1871)의 수학교육론을 체계적으로 연구하는 것을 목적으로 한다. 그는 관계논리학을 최초로 도입한 탁월한 논리학자로, 그리고 대수학 및 해석학의 발전에 기여한 수학자로 잘 알려져 있다. 그는 뛰어난 수학교육자(Halsted,1897; Rauff, 1992; Rice, 1999)로 수학교육에 관해 적지 않은 저술을 남겼고 학교수학의 변화에도 큰 영향을 미쳤다(Cajori,1917/1957; Howson, 1982). 하지만 이 사실은 그의 수학에서의 명성에 비하여 잘 알려져 있지 않다. 하지만 근래에 De Morgan이 실현하려 했던 수학교육의 모습을 탐색하고, 그것으로부터 유용한 수학교육적 시사점을 찾아보려는 시도가 이루어지고 있다. 예를 들어 Howson(1982), Arcavi와 Bruckheimer(1989), Rauff(1992), Guinness(1992), Rice(1999), Phillips(2005), 손홍찬과 고호경(2007)에서 그러한 시도를 볼 수 있다. 이를 위해 그들은 대체로 드모르간의 수학교육자로서의 이력을 확인하거나 수학교육에 관해 그가 구체적으로 피력했던 견해를 찾아 확인하고 있다.
    예를 들어 Howson(1982)은 드모르간의 전반적인 수학적 이력과 함께 19세기 전반의 영국 수학교육에서의 그의 위상에 관해 논의하고 있다. Guinness(1992)는 드모르간이 University College London(그 당시의 이름은 London University, 이하 UCL)의 교수직을 사임했던 1831-1836년 사이에 특히 두드러졌던 그의 수학교육 분야에서의 활동에, 그리고 Rice(1999)는 드모르간이 직접 만들어서 수업 시간에 사용했던 상당한 양의 교수 자료와 교수 방법론에 관해 논의하고 있다. Arcavi와 Bruckheimer(1989)는 그들이 보기에 드모르간이 ‘교육, 학습을 위한 추론, 훈련 및 연습, 산술에서의 제1단계, 확장 및 일반화, 맥락화된 학습, 규칙 및 추론, 유클리드 논리학, 대수의 학습, 기하에서의 초기 오개념작용, 개념 및 이미지, 임상적 면담’에 관해 피력했다고 보이는 견해를 드모르간의 원전을 근거로 제시하고 있다. Rauff(1992)도 그가 보기에 드모르간이 ‘교육의 본성, 학생들의 수학관, 개인적 지식, 대수의 지도, 기하의 지도, 교과서의 문장제’에 관해 피력했다고 보이는 견해를 드모르간의 원전을 근거로 제시하고 있다. Phillips(2005)는 학문적 지식을 중심으로 한 여러 가지 유용한 지식의 보급을 목적으로 했던 SDUK(the Society for the Diffusion of Useful Knowledge)에서의 드모르간의 활동에 대해 논의하고 있다. 손홍찬과 고호경(2007)에서는 Macfarlane(1916), Arcavi와 Bruckheimer(1989), Rauff(1992) 등의 연구 결과를 바탕으로 드모르간의 수학교육철학과 교수법을 재조명하고 있다.
    이러한 일련의 선행 연구는 수학교육이라는 관점에서 드모르간을 재발견할 수 있는 계기를 제공한다. 그러나 이 선행 연구에서는 대체로 수학사적인 논의이거나 수학교육에 관한 드모르간의 단편적 연구를 재조직하는 성격의 것으로서, 수학교육에 관한 드모르간의 견해를 체계적으로 고찰하고 있는 것은 아니다. 이런 이유로 이 연구에서는 수학교육에 관한 드모르간의 견해를 구조적으로 파악하는 것에 초점을 맞추고자 한다. 수학교육과 관련해서 그가 남긴 광대한 교수 자료뿐만 아니라 수학교육에 관해 피력했던 일련의 견해는 그가 수학교육에 관해 확고한 신념을 가지고 있다는 것을 말해 준다. 이 연구에서 관심을 갖고자 하는 것이 바로 그러한 신념의 정체이다. 이를 위해 먼저 드모르간의 생애와 그의 수학적 및 수학교육적 이력에 관해 간략히 살펴본 후, 그의 수학교육관에 관해 논의하고 그가 수학교육에 관해 피력했던 견해를 바탕으로 그의 수학교육론을 구축한 후 이를 통해 오늘날의 수학교육 이론과 그의 이론 사이의 관계에 대하여 고찰하고자 한다.
  • 기대효과
  • 본 연구는 현재 학교수학의 닫힌 체계 속에 갇혀있는 것을 열어 그 본질을 드러내고자 하는 교수학적 연구의 일종이다. 본 연구를 통하여 현재의 수학교육론의 원형적인 아이디어를 가지고 있었던 드모르간의 수학교육론을 고찰하여 수학교육의 이론에 대한 입체적인 이해를 도모할 수 있을 것으로 보인다. 아울러 본 연구는 보다 전문적인 수학 교사교육을 위한 교육과정을 개발하기 위한 기초 연구로서 기호대수의 발생 과정에 대한 수학 교사교육자료 개발의 성격을 가진다. 이 연구의 연구결과는 다음과 같은 의미를 가질 것으로 보인다.
    첫째, 드모르간의 수학교육론을 종합, 정리한다.
    둘째, 수학교육 이론의 원형적 아이디어를 살펴봄으로써 현재 수학교육 이론을 입체적으로 이해한다.
    셋째, 기호 대수를 중심으로 하여 현재 학교수학의 발생적 모습을 고찰함으로써 전문적인 수학교사를 위한 기초 자료를 구축한다.
  • 연구요약
  • 본 연구에서는 드모르간의 수학교육론을 다음과 같이 현재의 수학교육이론에 비추어 살펴보고자 한다. 첫째, 드모르간의 연구에서 역사 발생적 수학교육 원리의 원형을 찾아보고자 한다. 그는 수학 교수-학습에 있어서 역사 발생의 과정을 고려해야 한다고 보았다. 그는 수학 발달의 실제 전개와 논리적인 전개 사이에 차이가 있을 수 있으며, 수학을 일반교양교과로서 가르치기 위해서는 그것을 과거의 마음과 연결할 필요가 있다고 생각하였다. 이러한 아이디어는 역사-발생적 원리와 일맥상통한다. 둘째, 드모르간의 연구에서 점진적 형식화의 원리를 구체적인 수학 내용의 지도에서 찾아보고자 한다. 그는 이론에 의해서가 아니라 관찰과 경험에서 얻어진 규칙을 이용하여 수학적 개념을 형식화하여야 한다고 보았다. 셋째, 드모르간에게서 인식론적 장애에 대한 이론의 원형을 찾아보고자 한다. 드모르간은 귀납 단계에서 연역 단계로 넘어가는 과정에서 지속적으로 나타나는 오류를 학습에 이용하는 것이 중요하다고 하였다. 이러한 드모르간의 생각은 인식론적 장애를 강조한 Brousseau의 생각과 유사하다. 넷째, 드모르간에게서 폴라니가 말하는 개인적 지식에 대한 논의의 원형을 찾아보고자 한다. 드모르간은 개념이나 이론이 체계를 구성하기 이전에 그것을 가능하게 하는 암묵적 지식이 존재해야 한다고 말하였으며 이는 폴라니의 이론과 맞닿아 있다. 다섯째, 드모르간은 논리학자이자 수학자로서 유명하며 특히 그는 기호대수의 성립 과정에서 지대한 영향을 미친 것으로 유명하다. 본 연구에서는 음수 지도, 문자와 식 지도 등 구체적인 학교 수학의 내용의 지도에 대한 드모르간의 수학교육론의 시사점을 찾고 이 연구를 바탕으로 하여 전문 수학교사교육을 위한 교재 개발의 기초 자료를 얻고자 한다.

    이를 위하여 다음과 같은 연구를 수행하고자 한다.

    ▷ 드모르간의 수학적 업적 연구
    ▷ 드모르간의 수학교육론의 종합, 정리
    ▷ 드모르간의 수학교육론과 현재 수학교육이론의 비교 분석
    ▷ 음수 지도, 문자와 식 지도에 있어서 드모르간의 수학교육론이 가지는 의미 분석
  • 한글키워드
  • 수학교육 이론,수학사,드모르간,교수학적 분석
  • 영문키워드
  • Didactical Analysis,Mathematics Education,De Morgan
결과보고시 연구요약문
  • 국문
  • 이 연구에서는 수학교육에 관한 드모르간의 견해를 체계적으로 파악하고, 수학적 업적을 정리하고, 음수 지도와 대수 지도에 대한 그의 관점을 분석하여 정리한다. 그의 수학교육론은 다음과 같이 요약할 수 있다. 첫째, 수학 교수-학습에 있어서 역사 발생의 과정을 고려해야 한다. 둘째, 학생의 수학적 개념작용이 점진적으로 형식화되어야 한다. 셋째, 귀납 단계에서 연역 단계로 넘어가는 과정에서 지속적으로 나타나는 오류를 학습에 이용하는 것이 중요하다. 넷째, 수학 교수-학습에서 학생의 개인적 지식이 중요하다. 드모르간이 제기한 이 네 가지 관점은 수학적 확실성에 이르게 하기 위해 먼저 심정적 확실성을 경험하게 하려는 접근 방식이다. 그가 제기한 심정적 확실성은 합리성과 인간성의 결합체로 플라토니즘과 일반대중교육의 간격을 메우는 인식론적 도구이다.
    19세기 대수 분야 발달과정에서 드모르간은, 산술에서 단순히 유추한 형태의 기호대수를 넘어서, 형식으로부터 구성하는 수학의 가능성을 인식하고 이를 명시적으로 나타내어 추상대수학으로 나아갈 수 있는 기초를 닦았다. 드모르간은 19세기 논리학 분야 발달과정에서 아리스토텔레스 논리학의 재구성자인 동시에 수학적 논리학의 창시자로 간주할 수 있다. 그의 연구로 논리학이 철학에서 분리되어 나와 수학과 더욱 긴밀하게 결합하게 되어 수학적 논리학이 하나의 독립적 학문으로 자리 잡게 되었다. 그의 연구 활동을 통하여 우리는 19세기 수학의 발달에서 대수학과 논리학이 현재의 상태로 진화하여 가는 모습을 좀 더 명확하게 알 수 있다.
    대수 발달의 단계에 관한 드모르간의 관점을 그가 사용한 용어를 바탕으로 산술, 보편산술, 기호대수, 의미적 대수의 순서로 나누어 논의한다. 드모르간은 즉각적으로 계산 결과를 얻는 산술과 문자기호를 사용하는 보편산술을 구분하였다. 그에 의하면, 보편산술은 산술에서 대수로 이행하는 과도기적 단계인 바, 이 단계에서 이상하고 불합리한 현상들이 발생하기에 대수가 필요하게 된다. 대수 발달의 단계에 관해 드모르간이 가진 관점의 특징은 기호의 의미가 사라진 규칙 체계 즉, 기호적 계산법을 얻은 후, 이 기호적 계산법 자체를 논리적으로 만들기 위해 기호에 확장된 의미를 부여하여 의미적 계산법으로 만든다는 것이다. 단일대수는 -1에 확장된 의미를 부여함으로써 만들어지고, 이중대수는 에 확장된 의미를 부여함으로써 만들어진다. 드모르간에 의하면, 대수 발달에서는 앞에서 제시된 체계의 불완전성에 주목하여 다음 체계를 이끌어낸다.
    드모르간의 음수 지도 방법의 특징은 방정식 지도와 결합되었다는 점, 불가능한 뺄셈 기호를 사용한다는 점, 역사발생적 과정을 준수하는 점진적 형식화를 추구한다는 점이다. 또한, 드모르간의 방법을 학교수학의 방법과 비교함으로써, 그 장점과 단점을 분석하였다. 드모르간은 수학적 실재를 형식과 의미를 동시에 갖는 것으로 보았던 자신의 수학관에 따라 음수를 설명하였으며, 대수의 발달 단계에 맞추어 음수를 서로 상이한 존재로 간주하였고 이에 따라 여러 단계를 거쳐 음수를 지도하도록 하고 있다. 그의 이러한 세심한 조처는 음수의 지도가 단시간에 마무리될 수 없는 성격의 것임을 분명히 인식하게 해 준다.
  • 영문
  • In this study, We focus on grasping De Morgan's perspectives on mathematics education systematically. His perspectives can be summarized as followings. First, historico-genesis of mathematics must be considered in the teaching and learning of mathematics. Second, mathematical conception of students must be formulated progressively. Third, it is important to use errors which come out continually in the process of passing from inductive stage to deductive stage. Fourth, personal knowledge of students is important in the teaching and learning of mathematics. These De Morgan's four perspectives are the way of approach for experiencing moral certainty first of all to get to mathematical certainty. Moral certainty which he presented is a combination of rationality and humanity to fill up gaps between Platonism and general public education.
    He recognised the purely symbolic nature of algebra and was aware of the existence of algebras other than ordinary algebra. He made algebra as a science by introducing the ordered field and made the base for abstract algebra. He was one of the reformer of classical mathematical logic. Looking into De Morgan's works, we made it clear that the developments of algebra and mathematical logic in 19C.
    De Morgan thought that the differences between arithmetic and universal arithmetic lie in the usage of letters and the immediate performance of computation. In his viewpoint, universal arithmetic is a transitional phase, in which absurd phenomena occur, from arithmetic to algebra and these absurd phenomena call for algebra. The feature of De Morgan's view on the development of algebra is that symbolic calculus which consist of symbol system without symbol's meaning is acquired, then as extended meanings are furnished to symbols, symbolic calculus become logical so significant calculus is developed. For example, Single algebra is developed, as an extended meaning is furnished to a symbol , and double algebra is developed, as an extended meaning is furnished to a symbol . According to De Morgan, a symbol system is derived from the incompleteness of a prior symbol system.
    De Morgan make students explore impossible subtractions, investigate the rule of the impossible subtractions, and construct the signification of the impossible subtractions in succession. In De Morgan' approach, teaching and learning negative numbers are connected with that of linear equations, the signs of impossible subtractions are used, and the concept of negative numbers is developed gradually following the historic genesis of negative numbers. Also, we analyzed the strengths and weaknesses of the De Morgan's approaches compared with the mathematics curriculum.

연구결과보고서
  • 초록
  • 이 연구에서는 수학교육에 관한 드모르간의 견해를 체계적으로 파악하고, 수학적 업적을 정리하고, 음수 지도와 대수 지도에 대한 그의 관점을 분석하여 정리한다. 그의 수학교육론은 다음과 같이 요약할 수 있다. 첫째, 수학 교수-학습에 있어서 역사 발생의 과정을 고려해야 한다. 둘째, 학생의 수학적 개념작용이 점진적으로 형식화되어야 한다. 셋째, 귀납 단계에서 연역 단계로 넘어가는 과정에서 지속적으로 나타나는 오류를 학습에 이용하는 것이 중요하다. 넷째, 수학 교수-학습에서 학생의 개인적 지식이 중요하다. 드모르간이 제기한 이 네 가지 관점은 수학적 확실성에 이르게 하기 위해 먼저 심정적 확실성을 경험하게 하려는 접근 방식이다. 그가 제기한 심정적 확실성은 합리성과 인간성의 결합체로 플라토니즘과 일반대중교육의 간격을 메우는 인식론적 도구이다.
    19세기 대수 분야 발달과정에서 드모르간은, 산술에서 단순히 유추한 형태의 기호대수를 넘어서, 형식으로부터 구성하는 수학의 가능성을 인식하고 이를 명시적으로 나타내어 추상대수학으로 나아갈 수 있는 기초를 닦았다. 드모르간은 19세기 논리학 분야 발달과정에서 아리스토텔레스 논리학의 재구성자인 동시에 수학적 논리학의 창시자로 간주할 수 있다. 그의 연구로 논리학이 철학에서 분리되어 나와 수학과 더욱 긴밀하게 결합하게 되어 수학적 논리학이 하나의 독립적 학문으로 자리 잡게 되었다. 그의 연구 활동을 통하여 우리는 19세기 수학의 발달에서 대수학과 논리학이 현재의 상태로 진화하여 가는 모습을 좀 더 명확하게 알 수 있다.
    대수 발달의 단계에 관한 드모르간의 관점을 그가 사용한 용어를 바탕으로 산술, 보편산술, 기호대수, 의미적 대수의 순서로 나누어 논의한다. 드모르간은 즉각적으로 계산 결과를 얻는 산술과 문자기호를 사용하는 보편산술을 구분하였다. 그에 의하면, 보편산술은 산술에서 대수로 이행하는 과도기적 단계인 바, 이 단계에서 이상하고 불합리한 현상들이 발생하기에 대수가 필요하게 된다. 대수 발달의 단계에 관해 드모르간이 가진 관점의 특징은 기호의 의미가 사라진 규칙 체계 즉, 기호적 계산법을 얻은 후, 이 기호적 계산법 자체를 논리적으로 만들기 위해 기호에 확장된 의미를 부여하여 의미적 계산법으로 만든다는 것이다. 단일대수는 -1에 확장된 의미를 부여함으로써 만들어지고, 이중대수는 에 확장된 의미를 부여함으로써 만들어진다. 드모르간에 의하면, 대수 발달에서는 앞에서 제시된 체계의 불완전성에 주목하여 다음 체계를 이끌어낸다.
    드모르간의 음수 지도 방법의 특징은 방정식 지도와 결합되었다는 점, 불가능한 뺄셈 기호를 사용한다는 점, 역사발생적 과정을 준수하는 점진적 형식화를 추구한다는 점이다. 또한, 드모르간의 방법을 학교수학의 방법과 비교함으로써, 그 장점과 단점을 분석하였다. 드모르간은 수학적 실재를 형식과 의미를 동시에 갖는 것으로 보았던 자신의 수학관에 따라 음수를 설명하였으며, 대수의 발달 단계에 맞추어 음수를 서로 상이한 존재로 간주하였고 이에 따라 여러 단계를 거쳐 음수를 지도하도록 하고 있다. 그의 이러한 세심한 조처는 음수의 지도가 단시간에 마무리될 수 없는 성격의 것임을 분명히 인식하게 해 준다.
  • 연구결과 및 활용방안
  • 이 연구에서는 아래의 세 가지를 주제로 연구를 진행하였다.
    * 드모르간의 수학적 업적 연구
    * 드모르간의 수학교육론의 종합, 정리
    * 드모르간의 수학교육론과 현재 수학교육이론의 비교 분석
    * 음수 지도, 문자와 식 지도에 있어서 드모르간의 수학교육론이 가지는 의미 분석

    첫째, 수학적 업적에 있어 드모르간은 산술에서 단순히 유추한 형태의 기호대수를 넘어서, 형식으로부터 구성하는 수학의 가능성을 인식하고 이를 명시적으로 나타내어 추상대수학으로 나아갈 수 있는 기초를 닦았으며, 아리스토텔레스 논리학의 재구성자인 동시에 수학적 논리학의 창시자로 간주할 수 있다. 그의 연구로 논리학이 철학에서 분리되어 나와 수학과 더욱 긴밀하게 결합하게 되어 수학적 논리학이 하나의 독립적 학문으로 자리 잡게 되었다.

    둘째, 수학교육론은 역사-발생적인 수학교육 원리, 점진적 형식화의 지향, 오류를 통한 학습이라는 말로 요약될 수 있으며 이들은 현재의 수학교육론에서도 강조되고 있는 바이다.

    셋째, 드모르간의 대수와 음수 지도는 한마디로, 실제적 의미와 추상적 형식을 상보적으로 조화시키는 방법을 사용하고 있다. 이는 드모르간이 현대적인 대수학 성립과 음수 개념 형성의 격변기에 왕성한 연구활동을 하였다는 점에 비추어 볼 때 오늘날의 대수 및 음수 지도에 대하여 여러 가지 시사점을 가진다고 할 수 있다.

    본 연구는 현재 학교수학의 닫힌 체계 속에 갇혀있는 것을 열어 그 본질을 드러내고자 하는 교수학적 연구의 일종이다. 본 연구를 통하여 현재의 수학교육론의 원형적인 아이디어를 가지고 있었던 드모르간의 수학교육론을 고찰하여 수학교육의 이론에 대한 입체적인 이해를 도모할 수 있을 것으로 보인다. 아울러 본 연구는 보다 전문적인 수학 교사교육을 위한 교육과정을 개발하기 위한 기초 연구로서 기호대수의 발생 과정에 대한 수학 교사교육자료 개발의 성격을 가진다. 또한, 드모르간이 연구활동을 하였던 시기가 기호대수가 태동하고 현대적 음수 개념이 형성되어 가고 있던 시대라는 점을 고려할 때, 그의 대수 및 음수 지도에 대한 연구결과는 현재의 대수 및 음수 지도에 중요한 기초 자료로서 의미를 가질 것으로 보인다. 이 연구의 활용 방향은 다음과 같을 것으로 보인다.

    ▷ 드모르간의 수학교육론 구축을 통한 대학 강의 컨텐츠 제공
    ▷ 수학교육 이론의 원형적 아이디어를 드러내어 수학교육 이론을 발전적으로 이해하도록 함
    ▷ 현재 학교수학의 발생적 모습을 드러내는 전문적인 수학교사를 위한 기초 자료 제공
    ▷ 대수 및 음수 지도를 위한 기초 자료 제공
  • 색인어
  • 드모르간, 대수학, 논리학, 추상대수학, 역사-발생, 오류, 점진적 형식화, Algebra, Algebra development, Arithmetic, Universal arithmetic, Arithmetic algebra, Symbolic algebra, Significant algebra
  • 연구성과물 목록
데이터를 로딩중 입니다.
데이터 이용 만족도
자료이용후 의견
입력