이공계 기피현상과 더불어 기초학문으로서 수학의 중요성이 커짐에 따라 시대적으로나, 학문적 이론 및 교육과정에서 '실험을 통한 수학의 원리 이해'가 중시되고 있다. 하지만 현장에서는 입시 위주의 문제해결력 중심으로 교육과정이 이루어져 아이들의 흥미를 끌지 못하고 있는 실정이다.
국무총리상을 수상한 인천 청량초 강희정 교사의 '실험수학 프로그램 구안·적용을 통한 창의적인 수학 학습능력 신장' 연구는 학생들에게 수학 학습에 도움이 되는 여러 가지 교구와 실험 기구를 통해 만져보고 맞춰보면서 수학적 원리를 느끼고 충분히 이해하게 한 후, 그 내용을 정리해 수학이 재미있고 어렵지 않은 교과라는 인식을 주고, 창의적인 수학학습능력을 신장시키고자 했다.
강교사는 먼저 창의적 수학 학습능력 신장을 위해 수학과 영재교육과정을 분석하고 실험 수학적 학습요소를 추출해 적절히 재구성했다. 이를 통해 수학적 창의력을 신장시키고 구체적 조작 활동과 사고과정을 거침으로서 원리나 법칙을 학생 스스로 발견하고 해결할 수 있는 '수학아! 우리랑 놀자' 프로그램(총 40매)를 구안했다.
창의성 요소로 인지적 측면에서 학습돼야 할 유창성, 융통성, 독창성, 정교성을 위한 프로그램으로 구성했다. 또 실험수학 학습을 위해 패턴블럭, 칠교판, 지오보드, GSP, 러시아워, 소마큐브, 팬토미노 등의 교구를 확보해 학생들이 가장 친숙하고 쉽게, 자주 접할 수 있게 하기 위해 교실 사물함 위에 배치했다. 수학을 처음 접하는 초등 1학년 두개 반을 선정해 수학수업시간 이외에 재량시간 등에 실험수학 학습을 했고 아침자습 시간이나 쉬는 시간에 마음껏 교구를 활용할 수 있도록 했다.
그 결과 실험수학 학습을 한 연구반이 그렇지 않은 비교반 보다 점수 향상 폭이 컸으며 문제해결에 걸리는 시간 또한 실험수학 학습 이전 보다 눈에 띄게 빨라졌다. 또 과학기술처 산하 기업부설연구서인 keri에서 개발한 CAP-α(표준화된 검사)를 사용해 창의적 사고력 향상정도를 평가한 결과 유창성, 독창성, 융통성, 과제집착력 영역에서 차이를 보이고 있는 것으로 나타나 실험수학학습이 수학적 창의력의 신장에 효과가 있음이 증명됐다.
수학적 태도 변화를 보기 위해 교과별 흥미도 변화를 조사한 결과 연구반은 수학과 흥미도가 15.6%에서 53.1%로 향상한 반면 비교반은 적은 향상을 보였다. 수학 학습을 통해 수학학습 시간을 기다리고(25%→75%), 어떤 문제 상황에서도 도전감을 갖고 해결하며(18.75%→50%),
새로운 것을 배우는 성취욕도 증진(68.5%→78.1%) 된 걸로 나타났다.
강교사는 "여러 가지 교구와 실험기구를 통해 아이들이 수학적 원리를 체득하게 하는 것은 학생 스스로 원리를 깨우치게 해 수학과목에 대한 관심과 흥미를 높이고 다양한 사고를 가능하게 했다"고 평가했다.
그는 "수학이 단지 연필만 있으면 되는 교과가 아니라 즐거운 실험을 통해서도 알 수 있다는 것을 아이들이 알았으면 했다"며 "수학에 대한 흥미를 1학년 때부터 느끼게 할 수 있었다는 것이 중요한 것 같다"고 말했다. 이어 "1∼6학년까지 실험수학을 할 수 있는 다양한 프로그램이 구안되고 전문가들의 검증을 통해 체계적인 연구가 지속됐으면 한다"고 했다.
