오늘날 지식정보 기반 사회에서 제공되는 지식은 단일한 교과의 지식이 아니라 교과를 구분하기 힘든 통합된 형태로 나타나고 있다. 이러한 사회에서 문제해결력을 갖추기 위해서는 통합된 형태의 지식을 우선적으로 습득하고, 이를 과학적 상상이나 예술적 감성과 결합시킬 수 있는 융합적인 사고가 요구된다. 융합인재교육(STEAM)은 이러한 문제해결력과 융합적 사고를 신장시키기 위한 교육 방안의 하나로 제시되고 있다. 본 연구는 초등학교 수학과 6학년 교과서를 중심으로 수학수업에 적용할 수 있는 융합인재교육 수업자료를 개발하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 3단원 '각기둥과 각뿔' 수업에서는 '스파게티 프로젝트', '페이퍼 크래프트' 자료를, 4단원 '여러 가지 입체도형'에서는 'EDUCUBE' 자료를, 그리고 6단원 '비율 그래프'에서는 '나만의 팔찌 만들기' 수업자료를 개발하였다. 또한 이렇게 개발된 자료들을 실제 수업에 적용하였으며, 그 결과 특히 학생들의 수학적 태도에 있어서 긍정적인 변화를 관찰할 수 있었다. 융합인재교육을 적용한 수학수업 결과 학생들의 수업태도 및 수업에 대한 흥미가 긍정적이었으며, 수학 교과에 대한 인식이 개선된 것으로 나타났다. 이에 본 연구는 융합인재교육을 적용한 초등수학 수업자료의 개발이 보다 다양한 영역과의 융합을 통해 다양한 학년과 내용 영역에서 전개될 필요가 있음을 제안하고 있다.
학교수학에 있어 문제해결은 오래전부터 강조되어 오고 있으며, 학생들의 문제해결력 신장을 위해 다양하고 많은 연구들이 진행되고 있다. 하지만 이러한 연구와 노력에도 불구하고 수학에 대한 학생들의 수준차는 초등학교 입학 후 얼마 지나지 않아 나타나기 시작한다. 학생들은 소극적이며 무언가에 의존하려 하며, 실패한 일에 대해서는 발전의 메커니즘을 적용하지 못하고, 문제해결의 주체는 문제를 해결하는 학생 본인이어야 함에도 불구하고 교사는 문제해결을 돕는다는 명목 하에 자꾸만 개입하게 된다. 본 연구에서는 다른 사람이나 어떤 것의 도움 없이 학생 스스로 해결하여야 한다는 것을 기본 전제로 학생중심의 문제해결 모형을 개발하고 이에 대한 효과성을 검토하고 논의함으로써 문제해결을 원하는 학생과 교사 모두에게 문제해결에 대한 새로운 접근의 필요성을 인식시키는 계기를 마련하고자 하였다.
함수는 학교수학의 전반에 걸쳐 많은 부분을 차지한다. 학교수학에서의 함수영역은 통합적 사고를 향상 시키고 다양한 수학적 표현을 통해 학생들은 수학의 아름다움과 가치를 인식할 수 있는 중요한 단원이다. 함수에 대한 학습은 수학적 기호체계를 사용하여 복잡한 사회 현상을 논리적으로 이해하거나 서로 다른 현상을 이해시키기 위한 수학의 기초 단계의 학습이다. 또한, 실생활과 매우 밀접한 관련이 있고 다양한 학문 분야에 응용되고 있는 학교수학에서는 매우 중요한 영역이라고 볼 수 있다. 그러나 함수 영역을 통한 영재교육 프로그램 설계와 교수-학습 전략이 부족한 실정이다. 이에 본 연구는 수학 영재 학생들의 특성을 고려하여 함수영역을 중심으로 교수-학습전략을 세워 영재교육원 학생들을 대상으로 도입하여 적절한 프로그램을 설계하였다. 수학영재 학습자들의 실생활에서의 문제해결력향상을 위하여 실생활과 관련이 많은 문제를 도입하였고 교수-학습 전략은 일방적인 강의식 수업보다는 자기주도적 학습이 가능하도록 모둠별 학습이나 토론, 발표 수업을 위주로 설계하였다. 본 연구의 목적은 함수영역에서 실생활을 중심으로 하는 영재프로그램을 설계하고 교수-학습전략을 세움으로써 수학영재학습자들에게 다양한 실생활의 문제들을 설계하고 해결함으로서 수학영재학습자들의 수학적 문제해결력을 향상 시키고자 한다.
교과서에서 사용되는 문제는 주로 정형화된 폐쇄형의 문제로 학생의 문제해결력을 육성하거나 학생의 자주적인 학습을 촉구하는데 제한적이다. 본 연구는 문제해결력을 육성하기 위해 개방형 문제를 해결해가는 과정을 폴리아의 문제해결단계를 따라 학생에게 나타나는 학습변화를 관찰하였다. 학생은 문제를 더욱 신중히 읽고 이해하는 과정에서 단순화하였고 계획수립과정에선 처음엔 익숙하지 않았지만 다양한 방법으로 해결하려는 시도와 체계적으로 되돌아보는 인지과정을 나타냈으며, 실행과정에서는 오류를 통한 계획수립의 재시도가 일어나 통제가 향상되는 과정을 보였다. 반성단계는 점검만하는 수준을 벗어나 다른 해결방법을 무엇인지 등의 반성단계의 필요성을 인식하였고 개방형문제의 실생활 적용과 일반화하는 과정을 통해 문제 해결력이 더욱 향상됨을 알 수 있었다.
본 연구에서는 ICM(Integrated Curriculum Model) 기반의 영재통합교육과정을 경험한 초등수학영재의 창의성과 창의적 문제해결력의 양상을 분석하고자 하였다. 개발된 과정은 대학부설 영재교육원에 재원중인 초등수학영재 5~6학년 20명을 대상으로 3주간 12차시 수업으로 적용되었다. 연구를 위해 TTCT 언어검사와 산출물에 대한 CAT 평가를 실시하였고, 수업 및 조별활동 녹화자료, 학생 및 교사 인터뷰, 활동지를 분석하였다. 연구 결과를 살펴보면, 영재통합교육과정을 경험한 초등수학영재들은 과정 속에 포함된 개념의 속진과 심화, 문제해결을 단계적으로 반복하면서 교과 개념 이해가 향상된 것으로 나타났다. 연구에 참여한 영재들의 언어적 창의력지수가 유의미하게 향상되었고, 창의적 문제해결력 평가 결과와도 정적인 상관관계가 있었다. 영재의 창의적 문제해결력 향상을 위해서는 문제해결을 위한 개념의 깊이 있는 이해와 모둠의 협동을 바탕으로 한 과제 몰입이 필요한 것으로 나타났다. 이와 같은 결과를 바탕으로 영재들이 미래 국가의 핵심 인력으로 성장하기 위해서는 창의성과 영재성을 실제 문제에 적용하여 연구해 보는 영재통합교육과정이 필요하다는 점을 제안하였다.
In recent days, it is stressed that problem solving ability and inference ability to get a higer accomplishment are very important. The purpose of this research is to explore the affective factors related the problem solving ability and reasoning ability. Also, we explored the difference between the two affective factors focusing on 6th graders in primary school.
Creative problem solving skills in mathematics were measured by fluency, flexibility, and originality; cognitive strategies were measured by rehearsal, elaboration, organization, planning, monitoring, and regulating. The Creative Problem Solving Test in Mathematics developed at the Korea Educational Development Institute(Kim et al., 1997) and the Motivated Strategies for Learning Questionnaire(Pintrich & DeGroot, 1990) were administered to 84 subjects in grade 5(45 girls, 39 boys). Data were analyzed by Pearson's correlation, multiple regression analysis, and canonical correlation analysis. Results indicated that positive regulating predicted total score and fluency, flexibility, and originality scores of creative problem solving skills. Elaboration, rehearsal, organization, regulating, monitoring, and planning positively contributed to the fluency and flexibility scores of creative problem solving skills.
협동 학습은 학습자간의 긍정적 상호 작용을 촉진하여 학습의 극대화를 도모하고자 하는 수업 방법으로, 수학 과목에서 협동 학습은 수학에 대한 성취도, 태도, 문제 해결력 등 인지적, 정의적 영역에서 긍정적인 효과를 나타내고 있다. 이에 본고에서는 수학 과목에서 협동학습에 대한 국${\cdot}$내외의 연구 동향을 살펴보고, 중학교 학생들의 학습양식과 수학성취도와의 관계를 조사하여 학습양식에 따라 소집단을 구성한 수학에서의 협동 학습을 모색하고자 한다.
수학 교육평가에서 고사 타당도의 측정은 매우 중요하다. 그것은 평가자가 목적하는 바의 준거에 따라 수험자들의 문제해결력 변별을 위한 고사들 간의 타당도 크기 측정과 또는 고사 문항의 선정, 배치를 통하여 한 고사의 타당도를 높이기 위한 문항별 타당도 계수를 측정 계산하는 것이다. 이 연구에서는 이 두 가지 고사 타당도의 크기 측정법을 이용하여 수학교육 평가 현장에서 직접적으로 적용할 수 있는 고사 타당도의 제고에 유효한 연구 결과를 제시한다.
국민형 pc의 보급, 학습자의 자기 주도적 학습능력을 향상을 위한 제7차 교육과정의 실현이 바로 앞에 다가오고 있다. 이러한 시대적 변화 속에서 초등수학교육도 수학적 사고력과, 창의력과 문제 해결력 향상을 위해 학습자의 직접적인 경험을 요구하고 있다. 여기에 수학과 교수-학습에서 컴퓨터 활용에 초점을 둔 방향의 전환이 필요하다. 현재 프로그램 중에서는 많은 사용자를 확보하고 접관이 용이한 엑셀프로그램을 동하여 수와 연산, 도형, 측정, 관계영역에서 활용 방안을 제시하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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