Education of Primary School Mathematics (한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육)

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A Study on Analyzing Solution Spaces of Open-ended Tasks in Elementary Mathematics

초등 수학 개방형 과제의 해법 공간 분석 연구

  • Received : 2021.12.23
  • Accepted : 2022.01.18
  • Published : 2022.01.31
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Abstract

The purpose of this study is to develop a framework for analyzing the solution spaces of open-ended task and to explore their usefulness and applicability based on the analysis of solution spaces constructed by students. Based on literature reviews and previous studies, researchers developed a framework for analyzing solution spaces (OMR-framework) organized into subspaces of outcome spaces, method spaces, representation spaces which could be used in structurally analyzing students' solutions of open-ended tasks. In our research, we developed open-ended tasks which had various outcomes and methods that could be solved by using the concepts of factors and multiples and assigned the tasks to 181 elementary school fifth and sixth graders. As a result of analyzing the student's solution spaces by applying the OMR-framework, it was possible to systematically analyze the characteristics of students' understanding of the concept of factors and multiples and their approach to reversible and constructive thinking. In addition to formal mathematical representations, various informal representations constructed by students were also analyzed. It was revealed that each space(outcome, method, and representation) had a unique set of characteristics, but were closely interconnected to each other in the process. In conclusion, it can be said that method of analyzing solution spaces of open-ended tasks of this study are useful for systemizing and analyzing the solution spaces and are applicable to the analysis of the solutions of open-ended tasks.

본 연구의 목적은 개방형 과제의 해법 공간을 분석하는 틀을 개발하고 그 유용성과 적용 가능성을 학생들의 해법 공간 분석 사례를 바탕으로 탐색하는 것이다. 문헌검토와 선행연구를 바탕으로, 학생들의 개방형 과제의 해법을 구조적으로 분석하는 틀로 결과 공간(Outcome spaces), 방법 공간(Method spaces), 표현 공간(Representation spaces)의 하위 공간으로 조직화한 해법 공간 분석 틀(OMR-framework)을 개발하였다. 약수와 배수 주제의 개방형 과제 유형 중 역 과제와 구성활동적 과제를 개발하고 초등학교 5~6학년 학생 181명에게 과제를 해결하게 하였다. 해법 공간 분석 틀(OMR-framework)을 적용하여 학생들의 해법 공간을 분석한 결과, 해법 공간과 방법 공간에서 역과제와 구성활동적 과제에 대한 학생의 약수와 배수 개념 이해의 특성과 문제해결에서 사용되는 가역적인 사고 및 조작과 구성의 사고 방법을 알 수 있었다. 그리고, 학생의 표현 공간에서 형식적인 수학적 표현 외에 학생들이 구성한 비형식적인 다양한 표현 방식을 분석할 수 있었다. 학생들이 해결한 것을 결과, 방법, 표현의 관점에서 해결의 특징을 분석할 수 있을 뿐 아니라 해법 공간을 이루는 결과 공간, 방법 공간, 표현 공간 사이의 연결성도 탐색할 수 있었다.

Keywords

Acknowledgement

이 논문은 청주교육대학교 대학발전연구과제(과제번호 CJE2020D027) 연구 수행 결과로 작성된 것임

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