Problem sovling skill is one of the core skills in mathematics education. To improve students' problem solving skill, the project approach or project based learning has been developed and applied. A teaching and learning strategy utilizing 'project' encourages students to understand the problem embedded in the project, find and reflect the solution, which might be effective in improving students' problem solving skill. The present study systematically reviews literature regarding project based learning and analyzes the characteristics of project. The findings from the systematic review illuminate an appropriate approach to apply project based learning in mathematics classrooms.
본 연구의 목적은 '수학교과에 배당된 한 시간의 수업을 어떻게 하면 가장 효율적으로 할 수 있을까\ulcorner'라는 연구과제에 대하여 자기주도적 수준별 학습지를 개발하여 활용함으로써 학생들의 학업 성취도를 높이고 STAD 협동학습을 적용하여 수업을 진행한 다음, STAD 형성평가를 통하여 수학적 문제 해결력을 신장시키고자 함에 있다. 이러한 목적을 위해 다음과 같은 연구를 하였다. 첫째, 기존의 교과서 위주의 수업을 탈피하고자 교과내용 요약, 기본문제, 발전문제, 심화문제로 이루어진 자기주도적 수준별 학습지를 개발 적용하였다. 둘째, 집단의 목표가 분명하고, 개별적인 책무성이 중요하며, 성공의 기회가 균등하고, 소집단간의 경쟁이 유발되는 STAD 협동학습 모델을 선택 적용하였다. 또한 소단원이 끝날 때마다 실시하는 STAD 형성평가지를 이용한 평가를 EXCEL의 점수 자동환산표에 삽입하여 결과를 그 즉시 공고하였다. 실험 수업의 결과는 실험수업 대상의 선정 및 크기가 제한되어 있고 실험기간이 단기간이므로 문제점으로 지적될 수 있으나, 어떤 학생도 열외 됨이 없이 자율적인 소집단간의 경쟁을 유도하여 학업성취 의욕을 높일 수 있었다는 점에서 유의미한 변화가 있는 것으로 나타났다. 위와 같은 연구 결과, 자기주도적 수준별 학습지를 이용한 STAD 협동학습이 학생들에게 흥미를 유발시키고 수학적 문제 해결력을 신장시켜 학업 성취도를 높일 수 있었다. STAD 협동학습은 방법이 쉽고 절차도 간단하여 협동학습을 처음 적용하는 교사가 사용하기 좋고, 보상 체제의 구조가 열린 교육이 추구하는 활발한 동료 간의 상호작용과 학습 동기를 촉진시켜 준다. 아울러 다양한 소집단 협동학습 중 STAD 협동학습 모형이 수학 수업에 보다 발전적으로 널리 적용되기를 기대한다.
21세기 지식정보화 시대의 정보과학기술은 중요한 교육으로 발전하고 있으며, 최근 6T를 기반으로 융합 IT는 미래사회의 중요한 과학기술로 연구 발전 시켜나가고 있다. 최근 이러한 융합적 IT기술의 근원은 창의성 계발과 아이디어를 중요시하고 있으며, 창조적 인재육성을 지향하고 있다. 창조적 인재육성은 창의적 문제해결 학습에 의한 두뇌의 발달과 창의적 설계를 가능하게 하므로 새로운 학습방법 연구가 활발히 진행 되어야 할 필요가 있다. 본 논문에서는 RDS를 이용한 창의적 문제해결 학습방법에 대하여 설명하고, 융합 IT분야에서도 미래사회에 가장 많은 영향력을 가지고 있는 지능로봇 분야의 창의적 설계와 응용을 학습할 수 있는 방법에 대하여 소개한다. RDS는 지능로봇 시뮬레이션 프로그램을 서비스 컴포넌트 기반으로 창의적 설계에 대하여 3차원 가상공간에서 학습자가 직접 프로그램으로 제작 실험이 가능하도록 지원한다. 또한 수학적, 과학적 학습의 효과를 동시에 IT에 접목할 수 있는 종합교육학습 시스템으로 발전시켜 나갈 수 있다. 시각적 시뮬레이션 환경(VSE)은 학습자의 문제해결력을 위한 경험과 실험을 동시에 실시간 제공할 수 있는 것이 큰 장점이다.
Problem solving in math education is of great importance. The interest on problem solving in math education is growing all over the world. Problem solving ability is important throughout the fourth-sixth national curriculum in Korea and this is also necessary in the seventh national curriculum. The writer has implemented a proper model for problem posing and this is also necessary in the seventh national curriculum that emphasizes self-leading for improvement in the classroom. This model has advantages to cultivate a good habit of students who tries to solve the problems with concrete strategies, to take part in the problem solving activity and to change their mathematical attitude.
The purpose of this study is to analyze of gifted students' improvement on mathematical attitude and problem-solving ability through project-based materials in science high school. For this study, research questions are established as follows. 1. Does the project-based materials-used instruction have a positive effect on improving problem-solving ability? 2. Does the project-based materials-used instruction have a positive effect on improving mathematical attitude? To solve these research questions, this study employed a survey and interview type investigation for gifted students' mathematical attitude and problem-solving ability. A subject of classes were randomly selected among the 11th grader in D science high school and designated one class as the experimental group and the other class as the control group. Twelve hours of the project-based materials-used instruction and the traditional textbook-oriented instruction had been carried out in each class. Findings on this study are as follows: First, the project-based material-used instruction is shown to be more effective in enhancing problem-solving ability than the traditional textbook-oriented instruction. Second, the project-based material-used instruction is shown to be more effective in improving mathematical attitude than the traditional textbook-oriented instruction.
본 연구에서는 수학적 문제제기 활동을 반영한 수학 수업이 고등학교 1학년 학생들의 수학 학업 성취도 및 수학 교과에 대한 정의적 특성에 미치는 영향에 대해서 알아보았다. 본 연구는 이질통제집단 설계(nonequivalent control group design)를 통해 고등학교 1학년 2개 학급의 81명의 학생들을 대상으로 총 45차시의 정규 수학 수업 시간에 이루어졌다. 연구 결과에 의하면, 수학적 문제제기 활동을 반영한 수업 방식이 전통적인 문제해결에 중점을 둔 수업 방식보다 학생들의 수학 학업 성취 및 수학 교과에 대한 정의적 특성에 보다 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 본 연구에서 제안한 문제제기 활동을 반영한 수업은 학생들의 자기성찰적 학습 동기를 유발시킬 수 있었고, 이를 통해 학생들은 학습한 수학적 개념에 대한 이해를 보다 확고히 할 수 있는 것으로 나타났다. 이와 더불어 문제제기 활동은 학생들의 문제해결력, 수학적 의사소통 능력, 수학적 사고력 발달에도 긍정적인 영향을 미친 것으로 나타났다. 정의적 특성과 관련해서는 본 연구에서 제안한 수학적 문제제기 활동은 학생들의 수학 교과에 대한 흥미 향상에 매우 효과적인 전략으로 나타났다.
본 연구의 목적은 과학 내용을 묻는 문제가 어떤 형태로 제시되면 자학영재 선발을 위해 대상자의 수학능력 외에도 창의성까지 볼 수 있는지를 알아보는 것이다. 연구의 1단계에서는 과학적 재능 검사에 자주 사용되는 토랜스 도형 창의력, 과학적 태도, 과학 탐구력, 논리적 사고력, 과학 창의적 문제해결력 검사 사이의 상관관계를 분석하기 위해 7, 8학년 383명을 대상으로 검사를 실시하였다. 2단계에서는 학력이 상위 5% 안에 드는 6학년 학생 583명을 대상으로, 과학 내용을 소재로 한 5가지 다른 유형의 문제를 풀게 하는 동시에 트랜스 도형 창의력과 과학 탐구력 검사를 실시하여 어떤 형태의 내용 문제가 창의력, 탐구력 검사 점수와 상관관계가 높은지 알아보았다. 과학자 이름 나열하기, 과학자 업적에 대한 글쓰기, 상상력, 이론의 이해와 적용, 법칙의 이해와 응용으로 나눌 수 있는 5가지 유형의 문제는 모두 탐구력 검사와 유의미한 상관관계를 나타내었지만, 트랜스 도형 창의력 검사는 주어진 주제에 대한 자신의 의견이나 문제 해결을 위한 아이디어를 글쓰기로 나타내는 문제와 상관 관계가 높았다.
본 연구는 관계적 이해와 창의적 수학 문제발견능력이 유의한 상관관계가 있는지를 알아보기 위하여 중학교 2학년 학생 186명을 대상으로 관계적 이해 검사와 문제발견능력 검사를 실시하였다. 이를 위해 문제발견능력을 수학화 능력, 수학적 개념 결합능력, 수학적 사실 확장능력의 세 가지 하위요소로 분류하여 관계적 이해와의 상관관계를 분석하였다. 연구 결과에 따르면, 관계적 이해는 문제발견능력의 수학화 능력과 수학적 개념 결합능력의 창의성과는 매우 유의미한 정적 상관관계가 있음을 알 수 있었다. 또한 비록 관계적 이해와 수학적 사실 확장능력과는 통계적으로 유의미한 상관관계를 얻지는 못했으나, 학생들의 검사에 따른 응답율과 점수를 분석한 결과 관계적 이해수준이 높은 학생들의 유추능력과 귀납추리능력에서 높은 응답율과 점수를 얻었다. 따라서 본 연구를 통하여 수학에 대한 관계적 이해가 창의적 수학 문제발견능력에 긍정적인 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.
The purpose of this study is to investigate the relationships among affective characteristics, mathematical problem-solving abilities, and reasoning abilities of the 6th graders for mathematics, and to analyze whether the relationships have any differences according to the regions, which the subjects live. The results are as follows: First, self-awareness is the most important factor which is related mathematical problem-solving abilities and reasoning abilities, and learning habit and deductive reasoning ability have the most strong relationships. Second, for the relationships between problem-solving abilities and reasoning abilities, inductive reasoning ability is more related to problem-solving ability than deductive reasoning ability Third, for the regions, there is a significant difference between mathematical abilities and deductive reasoning abilities of the subjects.
이 연구는 문제중심학습(PBL)이 문제해결능력에 미치는 효과에 대한 일반화된 결론을 도출하고, 이와 관련된 조절변인을 발견하는 데 목적이 있었다. 연구의 목적을 달성하기 위하여 국내에서 1998년부터 2017년까지 발행된 석사학위 논문과 국내 학술지 논문 41편을 분석하고, 41개의 개별 효과 크기를 산출하였다. PBL이 문제해결능력에 미치는 평균 효과 크기는 .753이었으며, 이것은 PBL이 문제해결능력에 유의미한 교수-학습 방법이라는 것을 의미한다. 한편 문제해결능력에 영향을 미치는 조절변인은 교과, 유형, 학교급이었다. PBL의 문제해결능력 효과는 수학(d=.922), 예술(d=.916), 실과(d=.827), E-PBL(d=.791), 중학교(d=.972)에서 더 높았다. 교사들은 학생들의 문제해결능력 신장을 위하여, PBL 학습 환경을 유의미하게 조성할 필요가 있었다. PBL이 4차 산업혁명 시대의 학습 환경 변화에 따른 학생들의 고차원적인 문제해결능력을 신장하는 교수-학습방법으로 활용되기를 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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