학교에서의 실용 통계 교육 방법 고찰 : 공학 도구 활용 중심

국문 초록 (Abstract)

통계는 자료를 수집하고 분석함으로써 발견된 지식을 바탕으로 현상을 이해하고 실생활의 다양한 문제를 합리적으로 해결하는데 도움을주는 과학이다. 또한 통계는 사회과학 및 자연과학의 거의 모든 학문적 분야의 연구를 위해서도 중요한 연구 방법을 제공하고 있다. 하지만 실제 학교 현장에서 이루어지는 통계 교육은 통계적 탐색 과정을 통한 문제 해결 과정과는 거리가 멀다.
학교에서 이루어지는 통계 교육은 통계가 소재인 수학 문제의 풀이 방법과 교육에 내용이 집중되어 있고, 통계적 사고, 추론, 소양에 대한 지도는 비중이 적다. 통계는 학생들이 세상을 이해할 수 있는 방법으로 교육되어야 한다. 그러나 학교에서의 통계 교육은 주로 숫자와 공식에 초점을 맞추므로 앞의 목적을 달성하지 못한다.
하지만 새로 적용되는 교육부 수학교육 종합계획안에서는 이러한 문제점을 인식하여 통계 교육을 학교 수학 수업에서의 이론 수업으로 국한하지 않고 공학 도구를 도입하고 타 과목과의 융합을 통해 1차시가 아닌 여러 차시에 걸쳐 통계와 타 과목을 접목하여 배우는 프로젝트형 수업을 도입하여 학생들이 실생활 문제를 통계적으로 접근하여 흥미를 느낄 수 있도록 하고 있다.
이상적인 통계 수업은 학생들이 수업에서 배운 통계학적 지식을 실제 현장에서 실제 데이터와 "빅데이터"를 분석 할 수 있도록 하는 것이다. 하지만 학교 교육에서의 통계교육은 물론이고 통계학과 교과서에 첨부된 예시들은 실제 사례와 다른 경우가 많다.
또한 통계 교육에서 계산이 간편하고 수가 적은 연습문제 풀이용 간단한 데이터가 아니라 실제 데이터를 사용하도록 해야한다. 실제 데이터의 경우에는 사례의 수가 매우 적을 수 있으며, 누락되거나 일관되지 않은 데이터가 있을 수도 있다. 또한 대규모 조사나 행정자료 데이터, 신용카드 데이터 등의 출처에서 나온 데이터들은 학교 현장에서 실습한 사례들과 달리 사례의 양이 매우 클 수도 있다. 하지만 학생들은 이러한 현실적이고 불완전한 이러한 자료를 분석 할 수 있도록 훈련하는 것이 필요하다.
효과적인 통계 교육을 위해서 통계 자료를 계산하고 빠르게 시각화 할 수 있는 공학 도구의 도입이 필요하다. 공학 도구는 복잡한 계산과 절차적 처리가 문제 해결과 학습의 본질적인 부분이 아닐 때 이를 신속하게 대행함으로써 사고력 중심의 교수 학습을 가능하게 한다는 장점이 있다. 따라서 통계 교육의 경우, 실생활 중심의 내용을 바탕으로 탐구하는 실용 통계 교육을 실천하기 위해서는 공학 도구 없이는 처리할 수 없는 다량의 실생활 자료를 다루어야 한다. 하지만 활동보다 개념 위주로 구성되어 있는 현행 고등학교 확률과 통계 과목에서는 몇몇 어려운 개념을 이해하는 보조적인 수단 내지는 기계적인 계산 절차를 대행해 주는 단순 계산기 이상의 역할을 기대하기 어려운 실정이다.
국내 통계 교육용 소프트웨어는 통그라미, 이지통계, estat등이 있으며 해외 통계 교육용 소프트웨어는 CODAP이 있다. 데이터 시각화 측면에서는 비슷한 기능을 하는 공학 도구들이지만 교과서 예제 포함여부, 데이터 출처 다양성에서 차이점을 보인다.
통계교육원에서는 학교 차원에서 타 교과목에 통계를 접목하여 데이터를 통해 학생들이 학습할 수 있고 공학 도구를 적극적으로 활용 할 수 있도록 매년 통계 연구학교와 선도학교를 지정하여 운영하고 있다. 또한 통그라미를 지속적으로 개발, 보급하고 있으며 통그라미와 연계하여 학습할 수 있는 별도 교재도 개발 중이다. 또한 통계학 전공 대학생들을 모집하여 초중고등학교를 방문하여 통계 포스터, 통그라미 활용 등과 같은 통계적 활동 위주의 교육을 실시하고 있다. 또한 학습 자료를 개발할 수 있도록 통계 교사 연구회를 운영하여 교사들의 통계 역량을 신장시키고 있다.
프로젝트 학습에 기반을 둔 통계 수업 관련 교사 연수가 열리고 중학교에서 자유학기제 시행과 더불어 통계 관련 학습이 실생활에 접근하면서 다양한 형태를 보이고 있지만 실제 수업에서는 과목간 통합 수업을 하기 힘든 학교 여건, 입시 위주의 교육 등으로 이러한 프로젝트형 실용 통계 수업이 이루어 지기 힘든 실정이다. 또한 학교 인프라적인 측면에서도 프로젝트 수업이나 수학 과목에서 통계　실습을 위한 전산실이 제대로 지원되지 않아 실용 통계 교육은 이러한 하드웨어적인 측면의 보완도 필요하다.
공학 도구 활용을 위한 충분한 학교 여건을 마련하고 실용 통계 교육 측면의 교사의 관심을 환기 할 수 있도록 교사 연수 및 통계 교육 프로그램을 확대하여 실용 통계 교육을 더욱 더 내실화 해야한다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구배경 1
• 2. 연구목적 2
• Ⅱ 실용 통계 교육 개관 4
• 1. 기존 통계교육의 특징 4
• 2. 실용 통계교육 필요성 7
• 3. 실용 통계교육의 방향 9
• Ⅲ 실용 통계 교육 현황 12
• 1. 학교에서 이루어지는 실용 통계교육 12
• 2. 실용 통계교육 교재 개발 현황 17
• 3. 실용 통계교육 한계점 17
• Ⅳ. 공학도구 활용 19
• 1. 실용 통계교육에서의 공학도구 활용 필요성 19
• 2. 통계 학습용 공학 프로그램 비교 – 국내 사례 21
• 1) 통그라미 21
• 2) 이지통계 26
• 3) eStat 28
• 3. 통계 학습용 공학 프로그램 비교 – 해외 사례 30
• 1) inzight 30
• 2) CODAP(COMMON ONLINE DATA ANALYSIS LATFORM ) 32
• Ⅴ. 실용 통계 교육 확대 방안 37
• 1. 실용 통계교육 방향 모색 37
• 2. 실용 통계교육 발전을 위한 제언 40
• Ⅵ. 결론 42
• 참고문헌 46
• [부록 1] 47