복소수의 취급이 처음으로 시작되는 제 10-단계 교과서들을 살펴본 결과 그 도입 방법은 모두 이차방정식 $x^2+1=0$을 만족하는 해를 생각하는 과정에서 새로운 수 i를 도입하여 사용하고 있다. 이 방법은 우선 새로운 수 i의 도입이 인위적이기 때문에 학생들이 도입과정에서 혼란스러워하며, 이차방정식을 잘 이해하지 못하는 학생들이 이해하도록 하게 하는 것이 어렵다. 이에 비하여 복소수 도입을 좌표평면 위의 점인 순서쌍과 화살표를 사용하여 도입하면 이차방정식을 이해하지 못한 학생들까지도 흥미를 갖고 학습에 임하게 할 수 있고, 또 수체계를 체계적인 확장으로 다룰 수 있어 학습 효과도 높일 수 있다. 그러나 고등학교 과정에 적합한 지도 내용의 개발이 없어서인지 고등학교에서 순서쌍을 사용한 복소수 도입은 시도되고 있지 않다. 여기서는 수체계의 확장 과정을 초등학교 과정부터 중학교과정을 거쳐 복소수 도입까지 연계되는 체계적이고 가시적인 표현을 통하여 학습할 수 있도록 지도 내용을 개발하였다. 그리고 이 내용으로 지도를 하여본 결과 개발된 학습내용으로 학습지도가 가능함을 알았고, 이 학습이 바람직한 학습임도 알 수 있었다.
As a result of observing the 10-th grade text books on mathematics now in use which show the way of introducing complex numbers for the first time, it is easy to see all the text books on mathematics use a quadratic equation $x^2+1=0$ for a new number i. However, Since using the new number i is artificial, this make students get confused in understanding the way of introducing complex numbers. And students who have problems with the quadratic equation can also have difficulty in understanding complex numbers. On the other hand, by using a coordinate plane with ordered pairs and arrows, students can understand complex numbers better because the number system can be extended systematically through intuitive methods. The problem is that how to bring and use ordered pairs and arrows to introduce complex numbers in highschool mathematics. To solve this problem, in this study, We developed a systematic and visible learning contents which make it possible to study the process of the step-by-step extension of number system that will be applied through elementary and middle school curriculum and all the way up to the introduction of complex numbers. After having applied the developed learning contents to the teaching and learning procedure, we can know that the developed learning contents are more efficient than the contents used in the text books on mathematics now in use.
