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본 연구의 목적은 이공계 대학생들에게 수학에 대한 동기유발과 수학학습에 도움을 주기 위하여 기반 학습 시스템을 개발하는 것이다. 이를 위하여 Mathematica와 웹 연동을 가능하게 해주는 webMathematica를 사용하여 이공계 대학생을 위한 미적분학습용 웹 콘텐츠 시스템인 MathBooster를 제작하였다. 이공계 대학생을 위한 웹 콘텐츠의 구성은 먼저 미적분의 개념을 그래프와 같은 시각화한 그림을 사용함으로써 흥미와 동기의 유발, 그리고 개념 형성을 위해 요소 지식에 관련된 내용을 수식과 텍스트로 제시하였다. 또한 단계별 풀이과정이 제시되는 예제를 제공하여 개념의 이해를 통한 응용력을 배양하도록 콘텐츠를 제공하였다. 학습자의 이해력을 확인하기 위하여 퀴즈를 제공하였으며 베이지언 네트워크를 이용하여 학습자의 퀴즈 풀이 결과에 따라 해당 콘텐츠에 대한 학습의 이해 정도를 진단하는 기능을 개발하였다. 이공계 수학용 웹 콘텐츠의 형성평가를 위하여 MathBooster에 대한 사용자의 반응, 화면구성의 적절성, 실습하기 모드의 만족도, 퀴즈, 진단결과, 피드백 만족도 등의 네 영역으로 구분하여 설문지를 작성하였다. MathBooster의 실습을 마친 이공계 학생을 대상으로 설문지를 배포하였으며 영역별로 통계 처리한 결과 MathBooster 사용에 대한 높은 만족도를 보여 주었다. 이 결과에 따라 향후 시스템을 수정보완 할 과제를 제시하였다.

The aim of this paper is to develop a web-based learning system in order to motivate college students in the area of science and engineering to study college calculus. We designed and developed web-based contents, named MathBooster, using Mathematica, webMathematica and phpMath taking advantages of rapid computation and symbolic computation. The features of MathBooster consists of four parts: graphical representation of calculus concepts, textual illustrations of conceptual understanding, example-based step-by-step learning with phpMath, and quizzes with diagnostic feedback. After the MathBooster was practiced with engineering students, the formative evaluation was conducted with survey items composed in four categories: user responses, screen layout, practicing examples and diagnostic feedback in solving quizzes. The overall level of user satisfaction was statistically measured using SPSS. Those results indicate which parts of MathBooster are needed for future enhancement.

This paper demonstrates the CAS technique of analyzing the nature and the structure of the numerical error for education and research purposes. This also illustrates the CAS approach in experimenting with the numerical operations in an arbitrary computer number system and also in doing error analysis in a visual manner.

? In this paper, we introduced design considerations of a wearable brain-computer interface (BCI) that performs a target identification algorithm based on linear algebra. Steady-state visual evoked potential (SSVEP) based wearable BCI have been studied to enable paralyzed patients to communicate with others. However, performance indicators such as target identification accuracy and the information transfer rate (ITR) still need to be further improved for wearable devices. This paper discusses several considerations for designing algorithms and linear algebra accelerating hardware. In the case of target identification algorithms, a signal binarization technique and candidate reduction technique which are proposed in the previous works can be considered in single-channel SSVEP-based software implementations and multi-channel SSVEP processing in hardware to reduce computational complexity, respectively. For hardware architecture design, we introduced architectural considerations of processing element array that can effectively perform various linear algebra operations.

본 논문에서는 컴퓨터 대수 시스템과 베이지언 추론망 기반 학습자 모델을 이용하여 개발한 이공계 수학용 이러닝 시스템을 소개하였다. 이 시스템은 컴퓨터 대수 시스템 기반 수학용 콘텐츠 저작모델의 최근 모델인 동적 클라이언트 비의존형 모델을 따른다는 점과 개별 진단평가를 위한 추론 엔진으로 베이지언 추론망을 활용한 학습자 모델을 구성한다는 점에서 기존의 이러닝 시스템과 차별화된다. 이 시스템의 컴퓨터 대수 시스템 기반 저작모듈은 웹 수식표현에 관한 선지식이 없는 교수자에게 일체의 소프트웨어 지원 없이 수치계산, 기호연산, 그래픽처리가 가능한 수학 콘텐츠를 손쉽게 저작할 수 있는 환경을 제공해 주며, 베이지언 추론망을 웹과 연동되도록 구성한 평가모듈은 각 학습자의 학습영역별 학업성취도를 확률로 제시하는 것이 가능하도록 해주어, 학습자의 수준을 이원분류표와 같은 기존의 평가 방법보다 타당하고 과학적으로 진단해 준다. 이는 궁극적으로 학습자에게 보다 정확한 보충학습 내용을 제시하고, 사용자 개개인에게 가장 적합한 심화학습 내용을 적응적으로 제공해 주는 것이 가능하게 해 준다.

This paper describes the e-learning system for science and engineering mathematics using computer algebra system and Bayesian inference network. The best feature of this system is using one of the most recent mathematical dynamic web content authoring model which is called client independent dynamic web content authoring model and using the Bayesian inference network for diagnosing student's learning. The authoring module using computer algebra system provides teacher-user with easy way to make dynamic mathematical web contents. The diagnosis module using Bayesian inference network helps students know the weaker parts of their learning, in this way our system determines appropriate next learning sequences in order to provide supplementary learning feedback.

본 연구는 CAS가 도입된 이후의 우리나라 수학교육에 대비하여 고등학교 수학활동에서 CAS의 도구발생 과정을 통찰하고, 중등수학교육에서 도구화된 CAS의 활용 가능성을 탐색하기 위해 설계되었다. 이를 위하여 본 연구자는 CAS에 기반 한 개념중심 수학과제 학습과 문제해결을 각각 고안하였으며 고등학교 1학년생 7명을 대상으로 총 12차시의 수업을 실시하고 수업녹화자료와 면담을 통해 학생들의 활동을 분석하였다. 분석결과 학생들은 CAS를 이용하여 수준 높은 응용문제를 다룰 수 있는 것으로 나타나 CAS가 교육과정 내용수준에 영향을 줄 수 있음을 확인할 수 있었고, 또 도구화된 CAS에 기반 한 무리방정식 문제해결활동을 통해 CAS가 교육과정의 제시 순서에 영향을 줄 수 있음을 발견하였다. 이 연구는 고등학교 수학교육에서 CAS의 도구발생을 분석하여 사례를 제공함으로써 CAS가 도입된 이후의 우리나라 수학교육에 대비한 기초연구가 될 것이다.

This study was designed to gain insights into instrumental genesis process of CAS in Korean high school students and to explore its practical potentials in secondary mathematics education. Two activities, such as Concept-Centered Mathematics Activity based on CAS and Problem Solving Activities, were constructed and executed to 10th Grade seven students for twelve class hours. The finding on the students' activities are as follows : it is meaningful in mathematics education, especially in algebra education, in that the CAS based concept centered mathematics activity offers great opportunities to deal with high-qualified application problems. The problem solving activities based on the instrumented CAS may have an influence on the sequence of mathematics curriculum, e.g. the optimization problems may precede the calculus problems such as derivatives in high school. The results of this study to investigate the instrumental genesis of CAS in mathematical activities will give insights into the secondary mathematics curriculum to prepare the CAS in Korea.

The purpose of this study is to restructure the 10th grade mathematics curriculum for teaching the function area under the computer environment using ‘Mathview’, which is a computer algebra system designed for exploring algebra dynamically. The instructional sequence of the function area was redesigned to highlight the functions and properties of the computer software. And, based on the newly designed sequence, this study develops the sample ‘teaching unit’ using Mathview. The basic principle of the materials is to encourage students to investigate mathematics by manipulate various experimental tasks by themselves or through group study. And, the draft of the sequence and teaching unit was reviewed by some mathematics teachers and revised through the feedback.

스토리텔링 기법을 수학 교과서에 적용할 때, 스토리를 전개하는 방법에 따라 늘어나는 학습시간을 효율적으로 조절하는 것은 중요한 문제이다. 특히 고교과정의 수학은 중학교 과정과 비교하여 소화하여야 할 수학적 지식의 양과 질이 차별화 되므로, 각 단원에 적절한 스토리텔링 기법을 개발할 필요가 있다. 본 연구에서는 고등학교 미분적분학 단원을 중심으로, 공학적 도구를 활용하여 수학 문제 풀이에 요구되는 계산 시간을 줄여 개념학습 시간을 충분하게 확보하는 스토리텔링 교과서 개발 사례를 제시한다.

The present study seeks to provide an easy path to differential perceptions of students at the upper high school level by applying a story telling method and also, characteristically, to earn some time for class discussion by reducing learning time for simple calculational procedure through Computer Algebra System(CAS) tools. This study offers a clear example of storytelling textbooks through Sage. Hence, the study aims at enabling students who have practiced contents with Sage tools to deal with diverse and complicated calculation problems, if they learn to build up mathematical formulas for those problems.