Logo 프로그래밍 언어의 도형학습에 관한 연구

Abstract

최근 급변하는 현대 사회 속에서 정보산업의 분야는 인간에게 커다란 관심이 되고 있다. 이에 따른 컴퓨터 교육의 필요성이 점점 부각되었고, 학교에서 컴퓨터 교육을 어떻게 시켜야 할 것인가는 중요한 연구과제의 하나이다. 우리나라에서는 1970년대부터 컴퓨터 교육이 시작되었으나 컴퓨터를 이용한 교육, 즉 CAI( Computer-Assisted-Instruction)보다는 컴퓨터 자체에 대한 교육(Computer Literacy)이 주로 실시되어 왔었다. 우리나라의 경우 ,컴퓨터를 이용한 교육이 현재 초보적인 수준에 머무르고 있기 때문에 컴퓨터 교육에서는 프로그래밍 언어의 다양성을 제공해야 한다고 본다. 특히 LOGO라는 프로그래밍 언어는 학습환경을 제공해 주는 수학적 특성이 많은 언어로 알려져 있다. 따라서, 본 연구는 LOGO의 수학적 특성에 촛점을 맞추어 도형학습에 관한 효과를 연구해 보고자 하였다. LOGO를 이용한 실험 대상의 학생은 서울 이대부속 국민학교 4학년 학생 99명으로 하였는데, 실험집단의 학생수는 49명이었고 통제집단의 학생수는 50명이었다. 본 연구에서의 구체적 문제는 다음과 같다. 1. 도형학습에 있어서 LOGO 프로그래밍 언어로 학습한 실험집단은 통제집단에 비하여 더 높은 학습효과가 나타나는가? 2. 평면도형과 입체도형의 영역에서 어느 부분이 학습효과가 나타나는가? 3. 도형의 내용 체계 중에서 어느 부분의 내용이 학습효과가 나타나는가? 이러한 연구문제에 대해 1988년 4월 1일부터 4월 30일까지 걸쳐 일주일에 세시간씩 4주일 동안 실험하였다. 실험이 끝난 이틀 후에 실험집단과 통제집단에게 각 도형의 학습효과를 알기 위한 사후검사를 실시하였다. 실험에 이용된 컴퓨터 기종은 EGA모니터를 지닌 IBM PC/AT 호환기종이었고 자료에 대한 모든 통계 처리 및 분석은 SAS Computer program을 이용하여 실시하였다. 지능과 학업 성취도와의 상관 관계를 알아보고 수학적 능력에 지능이 영향을 미칠 수 있다는 점을 고려하여 두 집단의 지능을 통제하고, 유의 수준을 알아보는 공변량 분석법(Analysis of Covariance)이 적용되었다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 도형학습에 있어서 LOGO 프로그래밍 언어로 학습한 실험집단과 통제집단 사이의 학습효과 차이는 나타나지 않았다. 따라서 본 연구문제에서 기대했던 가설은 기각되었다. 둘째, 도형의 영역을 크게 두 부분으로 나누었을 때 평면도형의 영역에서는 학습효과가 나타났으나 입체도형 영역에서는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 그러므로 LOGO를 이용한 도형학습은 평면도형의 내용에서 수학 교육적인 시사점이 있다고 할 수 있다. 셋째, 도형 영역을 내용 체계표에 따라 알아보면 평면도형 내에는 선, 각, 삼각형, 사각형, 합동, 대칭의 내용이 있고, 입체도형에서는 각기둥, 뿔, 구, 회전체 등으로 되어 있다. 각과 삼각형에서는 학습효과가 유의하게 나타났고 다른 내용에서는 유의한 차이가 없었다. 이러한 연구 결과를 볼 때 LOGO 프로그래밍 언어를 이용한 도형학습은 LOGO의 거북 기하학(Turtle Geometry)을 접근시켜 평면도형 영역에서 의미있다고 할 수 있다. 그래서 거북 기하학은 아동에게 컴퓨터를 이용한 수학의 기하학 학습환경 그 자체로써 도움이 된다고 볼 수 있다. 왜냐하면 교실에서 종래 방식대로 수업을 한 경우에는 가위, 컴파스, 자 등의 도구로 도형을 만들어 보았으나, 컴퓨터에서는 직접 아동이 주는 명령(Command)으로 만들어 보았기 때문이다. 자나 컴파스가 없이도 아동은 컴퓨터를 학습의 도구로 이용하여 평면도형 영역에서 학습효과를 성취할 수 있었다. CAI가 미비한 현 단계에서 LOGO를 이용한 컴퓨터 교육은 그 자체로 학습환경의 의미를 시사했다고 볼 수 있다.;In modern society, information industry has been of great importance. Computer education started from 1970's and CAI developed as a new study of computer education in the school. In recent years, more emphasis has been given to CAI than Computer Literacy. But, it is still in an early stage in Korea. Thus, varied programming languages are needed in the computer education. It is intended to apply a geometry learning of Logo programming language in the study. The purpose of the study was to investigate a learning effect of geometry with two groups: Experimental group (Logo programming) and Control group (Conventional program). The following questions are investigated: 1. Are there any learning effects of experimental group in geometry? 2. Are there any learning effects in plane geometry and solid geometry? 3. Are there any learning effects of geometry in detail? The subjects of the study were 4th grade of elementary school. Experimental group was 49 persons and Control group was 50 persons. The data was analyzed by Analysis of covariance with the SAS computer program package. The findings of this study are as follows: 1. There were not efficient geometry learning in experimental group. 2. Geometry is divided two, the effect of plane geometry proved and the effect of solid geometry didn't prove 3. In the part of geometry, the effects of geometry were (Angle) part and (Triangle) part. Logo programming makes much use of mathematics, and the Turtle provides a child with instant feedback about the effect of his commands, In these curcumstances, it is to be expected that he will learn a great deal of informal mathematics. In this study, especially effect of plane geometry learning was proved. The measurement of angles is fundamentally different from the measurement of lengths: there are no lengths which are intrinsically different from all other lengths, whereas a complete turn intrinsically different from other turns, because it learns the Turtle looking as if it had never moved. This type of experience of angle measurement and of regular shapes can form a foundation for more formal geometry at a later stage.