인공지능과 수학교육

이광호 , 이헌수 지음

J&H 2025년 01월 25일 출간

작품소개

책소개

최근 개정된 2022 개정 교육과정은 학생들이 현대 사회에서 필수적으로 요구되는 언어, 수학, 디지털 능력을 고루 갖출 수 있도록 강조하고 있습니다. 이러한 교육적 변화 속에서 본 교재는 예비교사들이 수리적 사고력과 디지털 기술을 효과적으로 교육 현장에 적용할 수 있도록 돕기 위해 개발되었습니다. 본 교재는 수학교육과 학생들을 대상으로 개설된 ‘인공지능과 수학교육’이라는 과목의 핵심 교재로 활용될 것입니다.

이 교재는 크게 두 부분으로 나뉘어 있습니다.
첫 번째 부분인 ‘파이썬 프로그램의 이해’에서는 프로그래밍 입문자를 위한 파이썬의 기초 개념을 다루며, 실전 프로젝트를 통해 문제 해결 능력을 기르고 알고리즘을 설계하는 방법을 학습합니다. 이를 통해 학생들은 프로그래밍의 기초를 탄탄히 다지며, 다양한 수학적 문제를 컴퓨터를 통해 해결하는 경험을 쌓을 수 있습니다.
두 번째 부분인 ‘알지오매스의 이해’에서는 알지오매스의 기본 구조와 사용법을 소개하며, 2D 그래픽을 활용한 수학적 개념의 시각화를 중점적으로 다룹니다. 특히, 함수와 기하 영역에서 알지오매스와 블록코딩을 활용하여 복잡한 수학적 아이디어를 시각적으로 표현하고 이해하는 방법을 제시합니다. 이러한 과정을 통해 학생들은 수학적 사고를 확장하고, 교육 현장에서 창의적이고 효과적인 교수·학습 방법을 구현할 수 있는 역량을 기르게 될 것입니다.

이 교재가 미래의 수학교사로서 여러분의 능력을 키우고, 교육 현장에서의 실질적인 변화를 이끌어내는 데 소중한 밑거름이 되기를 기대합니다.

목차

목 차

Ⅰ. 파이썬 프로그램의 이해 13

1. 파이썬 프로그래밍 소개 1
1.1 파이썬 실행 1
1.2 프로그램 번역 2
1.3 프로그램 작성 3
1.4 프로그램 개념 4
1.5 프로그램 오류 5

2. 문장 구성요소 6
2.1 자료의 종류 6
2.2 변수 7
2.3 문장 9
2.4 연산자와 식 10
2.5 연산자 우선순위 11
2.6 키보드 입력 12
2.7 주석문 13

3. 조건 문장 16
3.1 논리 연산 17
3.2 조건문 (유형1) 17
3.3 조건문 (유형2) 18
3.4 조건문 (유형3) 19
3.5 조건문 중첩 20
3.6 예외 처리 20

4. 함수 25
4.1 내장 함수 25
4.2 자료형 변환 함수 26
4.3 난수 발생 함수 27
4.4 수학 함수 29
4.5 함수 작성 30
4.6 함수의 정의, 호출, 실행 순서 32
4.7 매개변수와 인수 33
4.8 리턴값이 있는 함수와 없는 함수 34
4.9 함수의 장점 35

5. 반복 문장 37
5.1 while 반복 문장 37
5.2 반복문 탈출 38
5.3 반복문 휴식 40
5.4 for 반복 문장 42
5.5 반복 문장 예제 43

6. 문자열 46
6.1 문자열 길이 46
6.2 문자열 탐색 47
6.3 부분 문자열 추출 48
6.4 변경 불가능한 문자열 49
6.5 문자열의 문자 개수 세기 예제 50
6.6 문자열 비교 51
6.7 문자열 관련 함수들 52
6.8 문자열 서식 연산자 55
6.9 디버깅 56

7. 파일 59
7.1 파일 열기 59
7.2 글자 파일과 줄(라인) 60
7.3 파일 내용 읽기 61
7.4 파일 내용 검색 예제 62
7.5 파일명 입력받기 66
7.6 파일 관련 예외 처리 67
7.7 파일에 내용 쓰기 69

8. 리스트 70
8.1 내용 변경이 가능한 리스트 70
8.2 리스트의 원소 탐색 예제 71
8.3 리스트 연결 72
8.4 리스트 조각 73
8.5 리스트 관련 함수 73
8.6 리스트 원소 삭제 74
8.7 리스트를 인수로 갖는 내장 함수 76
8.8 문자열과 리스트 비교 78
8.9 라인 처리 예제 79
8.10 값과 기억장소 80
8.11 기억장소 공유 81
8.12 리스트 매개변수 82

9. 딕셔너리 85
9.1 단어의 빈도 저장 예제 87
9.2 파일의 단어 빈도 저장 예제 88
9.3 딕셔너리 탐색 90
9.4 구두점이 포함된 파일 단어 빈도 예제 92

10. 튜플 95
10.1 내용 변경 불가능한 튜플 95
10.2 튜플 비교 97
10.3 대입문에서의 튜플 99
10.4 딕셔너리의 튜플 리스트 100
10.5 딕셔너리 정렬 예제 101
10.6 파일 단어 정렬 예제 103
10.7 딕셔너리 키로 튜플 사용 104
10.8 문자열, 리스트, 튜플 105

11. 클래스 106
11.1 클래스 변수 106
11.2 클래스 함수 107
11.3 클래스 작성 109
11.4 자동 실행되는 클래스 함수 114
11.5 상속 117
11.6 연산자 오버로딩 119

Ⅱ. 알지오매스의 이해 122

12. 2022 개정 교육과정에서의 공학적 도구 활용 123

13. 알지오매스(AlgeoMath) 126
13.1 알지오매스란? 126
13.2 알지오매스 기본 구성 127
13.3 알지오 2D의 기본 기능 130
13.4 알지오 2D 대수 도구 137

14. 교수·학습에서 알지오매스 활용 140
14.1 함수 140
14.2 평면 도형 161
14.3 입체 도형 186
14.4 블록코딩 199

[부록 A] 파이썬 프로그래밍 도전 과제 226

[참고문헌] 232

작가정보

저자(글) 이광호

이광호
목포대학교 사범대학 수학교육과 교수로 재직하고 있으며, Basic, FORTRAN, Lisp, Prolog, Pascal, C, C++, Python 등 프로그래밍 언어를 도구로 다양한 문제를 해결하기 위해 알고리즘을 개발하고 코딩하는 것을 즐기고 있다. 조합론, 그래프 이론, 확률과 통계, 그리고 확률론을 강의하고 있으며 인공지능과 딥러닝에 관심을 두고 있다.

저자(글) 이헌수

이헌수
목포대학교 사범대학 수학교육과 교수로 재직하고 있으며, STEAM 교육과 체험수학에 관심을 가지고 콘텐츠 개발 및 연구 활동을 통하여 수학교육 발전을 위해 노력하고 있다. 주요 저서로는 『복권, 아는 만큼 보인다』(공저), 『재미있는 수학퍼즐 Ⅰ』(공저), 『재미있는 수학퍼즐 Ⅱ』(공저), 『수학퍼즐』(공저), 『핵심 미적분학』(공저), 『대학일반수학』(공저), 『기초대학수학』(공저)(이상 경문사), 『창의융합 교육을 위한 체험 수학』(J&H 출판사) 등이 있다.