본 연구는 '확률과 통계' 교과서에 제시된 과제의 맥락 유형과 과제를 수행할 때 요구되는 인지적 역량이 학생들에게 어떠한 학습기회를 제공하는지 살펴보았다. 이를 위해 2015 개정 수학과 교육과정에 따른 '확률과 통계' 검정교과서 전체 9권을 분석한 결과, 맥락 기반 과제(CF유형, RE유형)는 각 교과서마다 전체 과제 개수의 67.5%부터 78.0%로 나타났지만 실생활에 연관된 본질적인 과제(RE유형) 비율은 0.4%부터 2.0%로 나타나 교과서에 제시된 대부분의 맥락 기반 과제는 실생활 소재를 위장한 과제임을 알 수 있었다. 그리고 맥락 기반 과제의 인지적 역량은 각 교과서마다 재생산(Rp)범주에 속하는 과제 비율은 29.6%부터 50.0%로 다양하게 나타났고, 연결(Co)범주 과제 비율은 33.8%부터 54.3%, 반성(Rf)범주 과제 비율은 8.8%부터 20.0%로 나타나 과제수행 시 학생들이 반성적 인지 과정을 경험할 수 있는 학습기회는 다소 충분하지 않음을 알 수 있었다.
본 연구는 10명의 초등학교 5-6학년 수학영재들이 평면과 공간의 최대 분할이라는 과제를 해결하면서 보여주는 정당화 유형을 분석한 것이다 우선 문헌 연구를 통해 본 과제의 해결 과정에서 영재들이 보일 것으로 예상되는 정당화 유형 분석의 틀을 마련하고 실제로 초등 수학영재들이 자신의 능력에 따라 보여주는 정당화 과정의 특성을 분석하였다. 연구 결과, 초등 수학영재들 사이에도 정당화 수준에는 상당한 차이가 있는 것으로 나타났다. 초등 수학영재들에게서 외부적 정당화는 거의 나타나지 않았으며, 귀납적 정당화를 시도한 학생은 소수 있었다. 초등 수학영재들에게서 가장 많이 나타난 정당화 유형은 포괄적 정당화였으며, 형식적 정당화 수준에 이른 초등 수학영재도 일부 있었다. 이러한 결과는 초등 수학 영재들에게 패턴 찾기 탐구 주제를 제시할 때에 귀납적인 사례를 조사하도록 이끄는 방식이 그다지 적절하지 않으며, 일반화된 식의 산출보다는 정당화에 좀 더 초점을 맞춘 학습 지도가 필요함을 시사한다.
유추적 사고는 수학적 발견의 주요 도구로 강조되어 왔다. 그러나 영재아들을 대상으로 한 교육 자료에서 유추적 사고를 활용한 예는 현재까지 많지 않은 편이다. 이 연구에서는 영재아들을 대상으로 한 수업에서 유추적 사고를 적극적으로 강조하였을 때, 학생들이 어떤 반응을 보이며, 실제로 유추적 사고가 이들의 수학적 발견을 어떤 방식으로 돕는지 알아보았다. 고전적인 유추 문제는 유사한 두 대상과 각각의 대상에 대해 성립하는 성질을 비례식과 같은 형태로 제시하고, 네 항목 중 주어진 세 항목을 토대로 한 항목을 찾아내는 것이었다. 이 연구에서는 이를 변형하여, 세 가지 형태의 유추 과제를 제시하였으며, 각각의 유형에 대한 학생들의 반응을 분석하였다. 학생들은 비교적 유연하고 유창하게 유추적 사고를 사용하였으며, 유추적 사고 능력에 따라 수학적 발견에 차이를 보였다. 유추적 사고는 이미 알고있던 개념을 재해석하고, 새로운 관점으로 변형하게 하는 역할을 하였으며, 새로운 지식의 발견에 도움을 주는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 2015 개정 수학과 교육과정에 따른 고등학교 1학년 <수학>교과서에 제시된 교과 역량을 함양하기 위한 과제의 인지적 요구 수준을 분석하였다. 9종의 <수학>교과서는 4999개의 수학 과제를 포함하였고 그 중 수학 교과 역량을 함양하기 위한 과제는 703개였다. Stein, Smith, Henningsen, & Silver(2000)의 분석틀을 바탕으로 703개의 교과 역량 함양 과제를 분석한 결과, 학생들의 높은 인지적 수준을 요구하는 과제 비율은 61.5%, 학생들의 낮은 인지적 수준을 요구하는 과제 비율은 38.5%였고 그에 따른 과제유형의 비율은 Low-M 1.0%, Low-P 37.5%, High-P 57.8%, High-D 3.7%로 나타나 수학 교과 역량을 함양하기 위한 과제의 대부분이 절차적 과정을 따라 수학적 개념, 원리, 과정 등을 이해하도록 유도하는 과제임을 알 수 있었다.
수학적 의사소통은 수학 교수 학습 과정에서 학습에 참여하는 사람들 간에 수학적 아이디어를 교환하는데 필수적인 활동이다. 2007년 개정 수학과 교육과정에서는 수학적 의사소통 능력의 신장을 여러 영역에서 명시하고 있다. 이에 따라 편찬된 '고등학교 수학' 18종 교과서에는 의사소통 문제를 다루는 코너가 마련되어 있고, 실제 학교 현장의 교사들은 수학 수업 시간에 어떤 과제를 어떤 방식으로 의사소통을 해야 할지에 대해 알고 싶어 한다. 이렇게 수학적 의사소통이 수학 교육에서 해결해야 할 중요한 문제로 부각되는 시점에서 본 논문은 수학적 의사소통에 대하여 고찰해 보고, 이를 토대로 '고등학교 수학' 교과서에 수록된 의사소통 관련 코너의 내용을 분석하여 유형화하고 나아가 각 유형에 적절한 의사소통 활동을 제시함으로써 차후에 개정될 교과서의 실질적인 의사소통 코너 마련을 위한 정보 및 교사들에게 수학적 의사소통이 활발한 수학 수업을 안내할 수 있는 틀을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 연구는 초등학교 수학에서 백분율 지도를 위해 고려해야 할 교수학적 배경을 알아보고, 이를 바탕으로 우리나라와 미국, 영국 교과서의 백분율 관련 내용의 특징을 분석함으로써 앞으로 우리나라 초등학교 수학에서 백분율 지도 개선을 위한 시사점을 제공하는 데 그 목적이 있다. 이를 위해 여러 연구에 대한 이론적 고찰을 통해 백분율 지도의 교수학적 배경으로 백분율의 역사, 백분율의 의미, 백분율 과제 유형, 백분율 지도 모델, 백분율 계산 전략에 대해 살펴보았고, 이를 기초로 미국, 영국, 우리나라 교과서의 백분율 지도 내용의 특징을 분석하였다. 이론적 고찰과 교과서 분석 결과 이후의 우리나라 초등학교 수학에서 백분율 지도 개선을 위한 시사점으로 100을 기준으로 하는 비율로서의 백분율 도입, 다양한 수의 유형과 범위 및 전체가 변하는 과제 유형의 도입, 다양한 시각적 모델의 도입, 비형식적 전략의 강조와 점진적인 형식화를 제안하였다.
수학적 오류를 인지구조의 수행 변화와 관련 있는 정신용량으로 설명할 수 있다면, 다양한 과제에 따라 여러 유형으로 발생하는 수학적 오류를 분류할 수 있는 공통적인 기준도 학습자의 인지체계와 정신용량을 관련하여 설명할 수 있다고 볼 수 있다. 본 연구에서는 수학적 오류를 Demetrious et al.(1987, 1993)의 경험적 구조주의를 바탕으로 학생들의 인지구조 및 과제상황에 근거하여 설명하고 다양한 내용과 맥락에 공통적으로 적용이 가능한 오류 분류 기준을 제안하고 실제에의 적용가능성을 탐색한다. 그 결과, 오류 분류 기준은 6가지 자발적 정신용량과 그 요소능력 및 양식적 특성으로 요약될 수 있다 제안한 경험적 구조주의에 기반한 오류 분류 기준을 일차함수과제를 예측과제, 번역과제, 해석과제, 척도과제로 세분화하여 적용한 결과, 오류의 재분류가 가능하였다.
본 연구에서는 2007 개정 수학과 교육과정과 2009 개정 수학과 교육과정에 따른 초등 수학 4학년 교과서의 사각형의 정의와 성질에 대한 내용에서 다루어지는 수학 과제들을 각각 분석하고 비교하였다. 구체적으로, 각 교과서에서 어떠한 과제를 활용하여 학생들의 추측하기 활동을 촉진하고자 시도하고 있으며, 이 과제들이 학생들로 하여금 추측을 제기하고 이에 대해 탐구하도록 하는 데 적절한지의 여부를 분석하였다. 연구 결과, 두 교과서에서 제공하고 있는 추측하기 과제의 유형이나 형태가 다소 상이하였으나, 공통적으로 학생들의 다이어그램적 추론을 충분히 촉진하지 못하고 있는 것으로 확인되었으며, 학생들이 제기한 추측에 대한 귀납적 검증 기회도 적절하게 제공하지 못하는 것으로 드러났다. 또한, 학생들로 하여금 주어진 도형들의 공통점에 대해서 주로 추측하도록 하고 있었으며, 도형들 사이의 차이에 대해서는 비교적 주목하지 않고 있는 것으로 드러났다.
본 연구는 수학 예비교사들이 과제의 인지적 노력 수준 변형에서 겪는 오류와 어려움을 분석하여, 수학 과제 변형과 관련한 수학 예비교사 교육에 유의미한 시사점을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 24명의 수학 예비교사들을 대상으로 수직이등분선의 성질에 대한 추론 과제를 높은 수준과 낮은 수준으로 변형하는 활동과 이에 대한 반성 및 수정 기회를 제공하였다. 변형 과제를 중심으로 예비교사들이 과제의 수준 변형에서 겪는 오류와 어려움을 분석한 결과, 과제 수준의 판단 관점에서 PNC와 PWC 과제의 구분에 제한된 이해를 보였으며, 과제의 외형적인 요소에 의존하는 간섭 현상을 확인하였다. 과제 수준의 변형 관점에서 예비교사들은 과제의 목표와 수직적 위계를 간과하거나 변형 유형의 편향성을 보였다. 한편 예비교사들은 반성 및 수정 활동을 통해 자신들의 변형 과제의 오류를 인식하고 개선할 수 있었으며, 도구의 범주를 Geogebra를 포함한 공학적 도구로 확장하는 모습을 보여주었다.
이 연구는 우리나라 중등 수학교과서가 학생들에게 문제제기 활동의 기회를 충분히 주고 있는지 확인하기 위하여 2015 개정 수학과 교육과정에 따른 중학교 1학년 수학교과서의 문제제기 과제를 내용 영역, 과제 유형, 과제 맥락 등의 측면에서 분석하였다. 2015년 개정 수학과 교육과정에 따른 중학교 1학년 수학교과서 10종을 분석한 결과, 교과서에 포함된 문제제기 과제의 수는 적은편이며, 내용 영역별로 과제가 고르게 분포되어 있지 않았다. 문제제기 과제의 수학적 제약의 정도에 따라 분석한 결과, 수학적 제약 조건이 강하거나 약한 과제보다는 상대적으로 중간 정도의 제약 조건을 가지는 문제제기 과제가 더 많았다. 맥락 구성 요구에 따른 분석 결과, 학생들에게 새로운 맥락을 요구하지 않는 문제제기 과제가 더 많았고, 이러한 과제들은 주로 가장된 맥락을 사용하고 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 수학교과서에서의 문제제기 과제 활용을 위한 시사점을 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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