미적분학의 기본정리에 대한 교사의 Folding Back 사고 모형 제안

Design of Teacher's Folding Back Model for Fundamental Theorem of Calculus

본 연구에서는 먼저 수학사에서 미적분학의 기본정리의 발달 과정을 고찰하고 기하적, 대수적, 형식적 관점에서 그 발생과정을 구분하여 배열한 다음, 이를 바탕으로 학생들이 겪을 수 있는 인식론적 장애와 교과서의 관련 내용을 분석하였다. 그리고 미적분학의 기본정리와 관련된 수학사, 학생들의 오류, 교과서 분석 내용을 바탕으로 미적분학의 기본정리를 학생들에게 의미충실하게 지도할 수 있도록 교사의 'folding back 사고 모형'을 개발하였다([그림 V-1] 참조). 'folding back 사고 모형'은 미적분학의 기본정리와 관련된 수학사, 학생들의 오류, 교과서 분석 내용을 바탕으로 교사가 어떤 교수학적 중재를 활용하는지를 결정하는 단계와 미적분학의 기본정리 개념의 역사발생적 배열 및 학생의 개념 이해 수준을 고려하여 재구성한 '발생적 이해 수준에 따른 개념 모형'([그림 V-2])을 중심으로 제작되었다. 'folding back 사고 모형'의 교수학적 중재 단계에서는 교사가 실제 수업을 설계할 때 활용할 수 있는 자기질문 형식의 'folding back 사고의 적용 요령'(<표 V-1>)을 개발하여 제시하였다. 본 연구에서 제안한 'folding back 사고 모형'은 Pirie-Kieren(1991)의 이론에서 제시된 folding back 개념을 활용하여 교사가 실제로 수학 수업을 설계할 때 수학사와 학생의 오류를 고려할 수 있도록 개발된 사고 모형이다. 이는 수학 교사의 전문성 신장을 이끌고 학생에게는 교과 내용을 배우면서 사고력을 향상 시킬 수 있는 수업을 제공하는데 기여할 수 있을 것이다.

Epistemological development process of the Fundamental Theorem of Calculus is considered in a history of mathematical notions and the genetic process of the Fundamental Theorem is arranged by the order of geometric, algebraic and formalization steps. Based on this, we studied students' episte- mological obstacles and error and analyzed the content of textbooks related the Fundamental Theorem of Calculus. Then, We developed the "Folding Back Model" of the fundamental theorem of calculus for students to lead meaningful faithfully. The Folding Back Model consists of "the Framework of thou- ght"(figure V-1) and "the Model of genetic understanding of concept"(figure V-2). The framework of thought in the Folding Back Model is included steps of pedagogical intervention which is used "the Monitoring working questions"(table V-3) by the mathematics teacher. The Folding Back Model is applied the Pirie-Kieren Theory(1991), history of mathematical notions and students' epistemological obstacles to practical use of instructional design. The Folding Back Model will contribute the professional development of mathematics teachers and improvement of thinking skills of students when they learn the Fundamental Theorem of Calculus.