수학교육의 컴퓨터 활용

수학교육의 컴퓨터 활용

 

 컴퓨터의 발달과 보급으로 이를 컴퓨터에 이용하는 컴퓨터 보조 수업이 제기 되고 있다. 컴퓨터 보조 수업은 교사 중심 수업을 보완할 수 있다. 가장 큰 장점으로 수업의 과정이나 난이도를 각 학생이 능력이나 수준에 맞추어 할 수 있다는 점이다. 수학에서의 컴퓨터의 역할은 크게 두 가지로 생각해 볼 수 있다. 먼저 교사에게 있어서의 컴퓨터의 역할이다. 교사는 컴퓨터를 사용하여 좀 더 쉽게 논리적으로 학습자에게 학습 내용을 가르칠 수 있다. 학생들의 욕구는 정지된 화면을 보며 설명을 듣는 것보다 개념의 쉬운 이해를 위하여 애니매이션을 가미한 동적인 콘텐츠를 원하고 있어, 이에 대한 교사들의 이해와 노력이 절실히 요구된다. 수학교과의 특성상 전단원에 걸쳐 동적인 학습 자료를 제작할 수는 없지만, 강의식 수업과 이를 보조하기 위한 소프트웨어 활용 등 새로운 수업 방식을 개발하는 중요한 도구가 될 것이다. 특히 최근 LOGO, Mathmatica, Maple, Cabri, Geometry, Livemath, GSP, 등의 애니메이션 구현이 가능한 소프트웨어들이 개발되어 보급되고 있으므로 이를 활용하는 것도 좋은 방법이라 하겠다. 예를 들어 삼각형의 오심에 대해서 설명하고자 할 때 GSP를 사용하면 삼각형의 모양변화에 따른 오심의 이동을 보여 줄 수 있다.

 또한 일반적인 프로그램인 워드 프로세서, 스프레드시트, 데이터베이스, 그래픽 소프트웨어등을 통해 학습자의 흥미 유발과 함께 학습 내용에 따른 자료의 정리나 프레젠테이션 등을 준비할 수 있다. 에를 들어 스프레드시트의 대표적 프로그램인 엑셀을 통하여 통계를 좀 더 빠르고 정확하게 가르칠 수 있다. 다음으로는 수학 학습자에게 있어서 컴퓨터는 프로그래밍을 직접 해봄으로써 오류를 직접 수정 할 수 있으며, 추상화된 내용 때문에 겪는 어려움을 쉽게 풀 수 있다. 위에서 언급한 여러 수학 교육 프로그램을 학습자가 직접 활용 해 봄으로써 교사에게 설명들은 내용에 대해 시각적으로 확인할 수 있다. 예를 들어 GSP를 학습자가 직접 활용한다면 삼각형의 오심에 대한 위치 파악과 삼각형의 모양 변화를 직접 해봄으로써 삼각형의 모양 변화에 따른 오심의 변화를 이해할 수 있다. 또한 수학 문제를 푸는데 있어서 각 항의 논리적 관계를 파악할 수 있다. 그 밖에 교사가 일방적으로 가르치는 방식이 아닌 학습자가 직접 사용함으로써 학습자가 원하는 내용을 파악할 수 있으며 학습자의 능력에 따른 학습이 쉽다.

 전문가에 따르면 우리나라 학생들의 수학 학습 정도는 심각한 수준에 있다. 고학년으로 갈수록 수학에 대한 관심과 취미는 점점 없어져 고등학교에 이르면 한 반에서 많아야 10여명의 학생들을 대상으로 수업을 하고 있을 뿐이라고 많은 교사들이 말하고 있다. 여기에 대한 원인은 여러 가지로 분석될 수 있지만 가장 큰 이유는 수업 방법에서 찾아야 할 것이다. 추상적이고 형식적인 수학 내용을 학습자의 자기 관점이 아닌 교사의 관점에 의해 일방적으로 지도할 때 학생들이 수학에 대한 흥미나 학습의 의미를 느끼는 것이 오히려 이상하지 않는가? 학생들의 이해를 보장해 주지 못하는 설명식 일제 수업을 학생과 교사, 학생과 학생사이의 의사소통의 통로가 차단되었다는 의미에서 “닫힌” 수업이며, 결국 수학 교육의 문제는 차단된 의사소통의 통로를 개통하는 일이다.

 수학교과의 성격으로 인해 열린 교육은 어떤 다른 과목보다 특히 수학교육에서 필요하다. 수학은 추상화와 형식화된 대상을 조작함으로써 패턴을 탐구하는 학문이기 때문에 다른 어떤 과목에 비해 대상이 학생의 인지 수준과 맞지 않을 가능성이 많다. 결국 자신의 눈으로 사물을 바라보는 노력과 함께 주변에서 이를 뒷받침해 주는 행동이 절대적으로 필요하다. 여기서 컴퓨터가 중요한 기능을 할 수 있다. 컴퓨터는 추상적이고 형식적인 수학적 대상을 구체적인 표현 형태로 제시할 수 있을 뿐만 아니라 그 대상의 조작이 학생들의 통제 내에서 일어날 수 있다는 점에서 열린 교육의 중요한 도구로 등장할 수 있다. 또한, 적절한 소프트웨어를 사용하면 구체적인 조작활동을 수학적 언어로 나타나게 함으로써 자신의 수학적, 인지적 활동을 반성할 수 있을 뿐만 아니라 학습의 구성원들 사이의 수학적 의사소통을 강화할 수 있다.

 수학교육에 있어서 컴퓨터 활용이 이루어지기 위해서는 다음의 사항들이 원활하게 이루어져야 할 것이다. 첫째, 컴퓨터를 비롯한 기자재가 충분히 보급되어야 한다. 수학시간에 컴퓨터를 이용하기 위해 컴퓨터 교실로 이동하거나, 빔 프로젝트나 노트북 등 교실에 준비해야 할 많은 기자재의 설치가 수학 시간에 컴퓨터를 활용하는데 장애가 되고 있다. 따라서 각 교실에 기자재 환경이 뒷받침 되어야 한다.

 둘째, 좋은 소프트웨어가 개발되어야 한다. 최근 교육 소프트웨어의 개발은 다양하게 이루어지고 있다. 하지만 일선 현장에서 쓰이는 소프트웨어는 극히 일부분만 쓰이고 있다. 그 이유를 살펴보면 교사가 사용하기에 많은 시간과 노력을 투자해야 하기 때문이다. 또한 소프트웨어의 단순성도 있다. 판서를 통해서도 같은 효과를 기대한다면 교사는 시간과 노력을 들여 소프트웨어를 사용할 이유가 없는 것이다. 따라서 사용하기 쉽고, 간단해야 한다. 또한 판서 이상의 교육 효과를 낼 수 있어야 한다.

 셋째, 교육 자료가 공유되어야 한다. 교육자료를 만드는 데에는 시간과 노력이 필요하다. 하지만 서로 제작한 자료를 공유함으로써 중복되는 시간과 노력의 투자를 줄일 수 있으며, 여러 교사가 사용함으로 더 나은 방향으로 개선 될 수 있다.

 넷째, 교사들에 대한 새로운 교육이 필요하다. 교사가 컴퓨터와 소프트웨어를 능숙하게 활용하지 못한다면 좋은 기자재와 소프트웨어도 소용없게 된다. 따라서 연수 등을 통한 체계적인 교사 교육이 이루어져야 한다.