The Development of STEAM Education Material Focused on Elementary Mathematics Using Architectures

건축은 기술과 예술의 결합체이면서 다양하고 수준 높은 수학 과학적 원리들을 담고 있다. 석굴암과 불국사 대웅전, 부석사 무량수전, 파르테논 신전 등과 같은 국내외의 뛰어난 건축물들에 내재된 흥미로운 수학적 사실들과 원리들을 학습소재로 하여 탐구하는 기회를 학생들에게 제공할 수 있다. 건축물들에 내재된 수학적 사실들을 직접 찾아보고 그 원리들을 탐구해 보는 활동은 학생들에게 수학의 실용성을 인식하고, 왜 공부해야 하는지에 대한 당위성을 부여하면서 학습에 대한 흥미와 관심을 제공할 수 있다. 본 연구는 수학적 원리를 담고 있는 역사적인 건축물들에 대해서 알아보고, 이를 기반으로 건축을 활용한 초등학교 수학 중심의 융합교육(STEAM)자료를 개발 했다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 2009개정교육 과정을 바탕으로 초등학교 수학 교과의 '비례', '대칭', '도형의 이동', '쌓기나무', '삼각형' 단원의 목표 및 학습 내용을 분석하여 주제를 선정하고, 적절한 역사적 건축물을 학습소재로 선정하였다. 둘째, 수학적 내용을 담고 있는 역사적 건축물들에 대해서 메타분석을 하였다. 셋째, 교실 수업에서 실제적으로 활용이 가능하도록 건축을 활용한 수학 중심의 25차시 융합교육 자료를 개발하고, 개발한 융합교육 자료에 대한 전문가 집단의 타당도 검사에서 수업 자료로서 적절하다는 평가를 받았다. Architecture is usually seen as a product of art and technology. However, most historical buildings also exemplify various sophisticated principles of mathematics. Outstanding examples of architecture around the world such as Seokguram, Daewoongjun of Bulguksa, Muryangsujeon of Buseoksa, and the Parthenon provide students with a great opportunity to study their underlying mathematical properties and principles. The activity of identifying and investigating such mathematical principles in historical buildings enables students to realize that mathematics is a practical subject, and thus provides justification for the study and importance of mathematics. For the purpose of this study historical architecture was reviewed with this in mind in order to develop STEAM education materials focused on elementary school mathematics. The result of this study is as follows: first of all, appropriate examples of historical architecture were selected on the basis of the 2009 revised curriculum's content and teaching goals. These involved chapters on 'proportion', 'symmetry', 'movement of figures', 'building blocks', and 'triangles'. Secondly, a meta-analysis was performed on the historical buildings that clearly illustrate mathematical principles. Thirdly, STEAM education materials focused on elementary mathematics using architectural examples were developed which made actual application in classrooms possible. And lastly, surveys of professional groups were conducted to verify whether the produced materials were suitable teaching resources.