An analysis of characteristics of mathematically gifted high school students' thinking in design activities using GrafEq

GrafEq를 활용한 디자인 활동에서 나타나는 수학영재아의 사고특성분석

The purpose of this study was to investigate characteristics of mathematically gifted high school students' thinking in design activities using GrafEq. Eight mathematically gifted high school students, who already learned graphs of functions and inequalities necessary for design activities, were selected to work in pairs in our experiment. Results indicate that logical thinking and mathematical abstraction, intuitive and structural insights, flexible thinking, divergent thinking and originality, generalization and inductive reasoning emerged in the design activities. Nonetheless, fine-grained analysis of their mathematical activities also implies that teachers for gifted students need to emphasize both geometric and algebraic aspects of mathematical subjects, especially, algebraic expressions, and the tasks for the students are to be rich enough to provide a variety of ways to simplify the expressions.

본 연구의 목적은 고등학교 수학영재 학생들이 GrafEq를 활용한 디자인 활동을 하는 과정에서 나타나는 사고의 특성 알아보고자 함이다. 사전조사를 통해 GrafEq를 사용해 본 경험이 없고, 디자인 활동에 필요한 부등식의 영역을 학습한 과학 고등학교 학생 8명을 선발하여, 2인 1조로 4개의 팀으로 나누어 각각 6차시에 걸쳐 실험을 실시하였다. 연구 결과, 논리적 사고 및 수학적 추상화, 직관적 구조적 통찰, 유연한 사고, 발산적 사고 및 독창성, 패턴의 일반화 및 귀납적 추론과 같은 특성들이 나타났으며, 이를 통해 GrafEq에서의 디자인 활동은 학생들에게 다양한 사고를 자극함으로써 학생들의 인지적인 발달을 촉진시키는데 효과적임을 알 수 있었다.