본 연구는 증가패턴의 유형에 따른 6학년 학생들의 일반화 방법의 특징을 조사하는데에 그 목적이 있다. 본 연구에서는 ax, x+a, ax+c, ax2, ax2+c 유형과 관련된 총 6개의 문항들로 검사지를 구성하였으며, 이 검사지를 활용하여 초등학교 6학년 학생 290명의 일반화 방법을 조사하였다. 본 연구의 결과로서 대수적 일반화와 관련하여 학생들은 ax유형에서 가장 높은 대수적 일반화 수행 정도를 나타냈고, 그 다음으로는 ax2, x+a, ax+c, ax2+c의 순서로 낮은 수행 정도를 나타냈다. 또한 학생들의 일반화 수행 정도는 동일한 패턴 유형이라고 하더라도 패턴의 맥락에 따라 큰 차이가 나는 것으로 확인되었는 바, 학생들의 패턴 일반화 활동을 더욱 풍부하게 하기 위해서는 가능하면 다양한 맥락의 패턴을 학생들에게 제공하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.
For many years, the educational effects of instructional manipulatives in mathematics education have been investigated in classroom practice and educational research. This paper demonstrates how pattern block, a type of instructional manipulatives could be used and integrated in elementary mathematics areas in order to develop student's mathematical thinking Further, students' thinking process with pattern blocks is analysed to show their thinking process.
수학 교실에서 학생들은 교사나 동료 학생과의 의사소통을 통하여 수학적 지식을 구성하고, 서로의 지식을 타인과 교환하게 된다. 그런데 수학 학습의 주요 과정이 문제해결 활동임을 고려할 때, 학교 수학에서 다루어지는 어떤 문제 유형이 수학적 의사소통을 촉진시키는가를 알아보는 것은 중요하다. 이를 위해 본 연구에서는 수학 문제유형을 정형-개념형 문제, 정형-절차형 문제, 비정형 문제, 실생활 문제로 구분하여 소집단 문제해결 과정에서 구성원들의 의사소통 패턴을 분석하였다. 연구 대상자로 초등학교 4학년 8명의 학생을 선정하여 2개의 소집단으로 구성하였고, 2개의 소집단이 각각 5시간에 걸쳐 4가지 문제 유형으로 구성된 5세트의 문제를 해결하였다. 결과 분석을 위해 소집단 문제해결 과정을 비디오로 녹화하여 전사한 자료와 관찰일지, 문서자료를 이용하였다. 그 결과, 비정형 문제와 같은 문제해결 방법이 다양한 문제일수록 소집단 구성원들의 수학적 의사소통 참여도가 높았다. 또한 비정형 문제에서 다양한 풀이 방법에 대한 논의 및 새로운 풀이 전략에 대한 아이디어 공유와 같은 다수 참여의 의사소통 패턴이 나타났고, 수용적 합의, 논쟁적 합의, 정교화된 합의 등 다양한 합의 패턴이 나타났다.
일반적인 문서에 대한 정보 검색 연구는 활발히 진행되고 있으며, 일상 생활 속에서도 대중화되어 많이 사용되고 있다. 이에 따라 음성, 이미지 검색 등 특정 분야의 검색에 대한 연구도 활발히 진행되고 있지만, 수학식 검색에 대한 연구는 비교적으로 미비한 실정이다. 수학식 검색과 관련된 연구들은 대부분 MathML (Mathematical Markup Language), TeX 등으로 작성된 수학식을 대상으로 진행되었지만, 특정 언어나 별개의 수학 입력 툴들을 이용한 검색 방법은 일반 사용자들이 사용하기에는 쉽지 않다는 단점이 있다. 그래서, 본 논문에서는 일반 문서 검색과 마찬가지로, 수학식을 읽듯이 한글을 입력했을 때 색인어 추출 방법 및 검색 방법에 대해 제안한다. 실험을 위해서 수학 문제집에 나오는 1,432개의 수학식을 한글화 시켰고, 한글화된 결과에 대해 패턴 등을 추출하여 MRR (Mean Reciprocal Rank), $Rel_{EQ}$@N(Relevance evaluation at N)로 평가하였다. 100개의 한글 질의어에 대해 MRR@5로 계산된 수학식 검색 결과가 약 0.6 정도 되는 것을 확인할 수 있었고, 학습 데이터에 포함되지 않은 질의수학식 5개에 대해 $Rel_{EQ}$@5로 계산했을 때 평균 60% 의 정확률을 보였다.
초등학생들을 대상으로 한 패턴 학습의 중요성에 비해 실제 저학년 학생들의 패턴에 대한 이해를 자세히 조사한 연구는 거의 없다. 이에 본 연구는 초등학교 2학년 학생들의 패턴에 대한 이해 실태를 조사하였다. 특히 2학년에서는 규칙 찾기 단원을 통해 패턴에 대한 학습이 이루어지기 때문에 해당 단원의 학습 전과 후의 이해 실태를 비교 분석하였다. 이를 위해 저학년 학생들의 패턴 학습 지도에 대한 선행 연구를 토대로 학생들의 패턴에 대한 이해를 측정할 수 있는 검사 도구를 개발하여, 최종 189명 학생들의 자료를 분석하였다. 연구 결과, 대부분의 문항에서 사전 검사에 비해 사후 검사에서 정답률이 높게 나와 규칙 찾기 단원의 학습 효과가 있는 것으로 판단된다. 그러나 학생들은 기하나 수 패턴에서 두 개의 구성 요소가 동시에 변화하는 규칙 찾기, 구조가 유사한 패턴 찾기, 증가 기하 패턴을 수 패턴으로 바꾸어 표현하기, 증가 패턴에서 빈 항을 구하기, 여러 가지 답이 가능한 패턴의 특정한 항을 추측하기 등에서 어려움을 겪는 것으로 드러났다. 이와 같은 연구 결과를 바탕으로 본 연구에서는 초등학교 저학년 학생들의 패턴 이해 및 지도에 대한 시사점을 논의하였다.
본 연구의 목적은 학년에 따라 수학영재학급 학생들이 패턴 일반화 과정에서 사용하는 전략의 차이와 일반화 표현 방법을 알아보는 것이다. 연구를 위해 단위학교 영재학급 4~6학년 30명을 대상으로 도형과 관련한 4개의 과제에 대한 해결 전략을 살펴보았다. 연구결과, 일반화를 시작하는 단계의 문항에서 학생들은 패턴의 앞 뒤 수를 이용하여 문제를 해결하는 순환적인 관계인식 전략으로 문제를 해결하는 경우가 많았고 일반화를 형성하는 단계의 문항에서는 학년이 높아질수록 주어진 정보로 규칙이나 식을 만들어 해결하려는 상황적 인식 전략을 사용한다는 것을 알 수 있었다. 그러나 난이수준이 높은 문항일수록 학생들은 그리거나 뛰어 세기 등의 구체화를 통한 인식 전략이나 순환적인 관계 인식 전략을 선호하는 경향이 있었다. 일반화를 명확하게 하는 단계의 문항에서 학생들은 패턴을 언어로 기술하는 경향이 많았으며 높은 학년일수록 패턴을 대수적 표현(기호 또는 수식)으로 기술하려고 하였다. 정당화 단계의 문항에서 학년이 높을수록 일반화된 식으로 표현하는 비율이 높았다. 연구 결과를 통해 패턴을 찾는 과제에서 영재학급 학생들이 일반화를 하기 위한 전략의 차이를 알고 지도하는데 도움을 줄 수 있는 시사점을 제공하고자 한다.
수학불안은 수학에 대한 정서적·신체적 거부감을 통칭하는 용어이다. 학생들의 수학불안에 대해 이해하는 것은 수학학업 성취도 향상 뿐 아니라 미래 사회에 필요한 수학 인력 양성의 측면에서도 중요하다. 특히 수학불안은 대부분 초등학교시기에 발생할 가능성이 높으며, 후속 학습에 부정적인 영향을 미치기 때문에 초등학교에서 학생들의 수학불안 양상을 이해하는 것이 필요하다. 이에 본 연구는 시간의 경과에 따른 학생들의 수학불안 변화 패턴을 제시하고 이를 통계적으로 검증하였다. 249명의 초등학교 학생들의 수학불안을 4학년에서 6학년까지 3년 동안 추적 조사한 결과, 수학불안 양상의 다섯 가지 패턴을 확인하였다. 또한 본 연구에서는 수학불안 변화에 지속적인 영향을 미치는 것은 교사의 수학 수업에 대한 흥미도이며, 부모의 관심은 수학불안을 경감시키고, 사교육에 대한 부담감은 수학불안을 증가시킨다는 것을 확인하였다.
21세기를 눈앞에 두고 있는 오늘날의 사회에서는 변화에 적응할 수 있는 능력과 정보를 이해할 수 있는 능력이 더욱 필요하다. 따라서, 수학에서도 산술과 같은 기초적인 수학뿐 아니라 새로운 정보, 복잡한 정보를 이해하고 의사 소통하는 능력이 요구된다. 수학은 패턴의 과학이며 우리가 살고 있는 세상을 묘사하는 도구로서 자연 언어를 보충하는 의사소통의 한 형태이기도 하다. 그러므로 수학 수업에서는 기본 개념과 공식은 물론 의사소통 능력을 강조해야 한다(Mathematical Sciences Education Broad, 1990).(중략)
본 연구의 목적은 초등수학영재와 일반학생들의 대수에서의 패턴 일반화 방법은 어떠한지 알아보고, 패턴을 일반화하는 과정에서 나타나는 오류를 조사하는 것이다. 본 연구에서는 초등학교 6학년 수학영재 78명과 일반학생 78명을 대상으로 증가패턴인 x+a, ax, ax+c, $ax^2$, $ax^2+c$, $a^x$ 형태의 6개 문항으로 이루어진 검사지를 활용하여 조사하였다. 연구 결과에 의하면 두 집단 모두 ax 유형에서 상징적 일반화를 가장 잘 하였고, $a^x$ 유형은 상징적 일반화를 한 학생이 가장 적었다. 또 시각적인 패턴으로 도형이 등장하는 경우 도형 하나하나가 개수로서의 의미라면 문제를 이해하는 데 큰 혼란이 없지만, 도형의 변이나 둘레 등 구성 요소의 의미를 파악해야 하는 문제라면 혼란을 겪는 것으로 나타났다. 학생들이 흔히 범하는 오류의 유형에서는 처리 기술의 오류가 초등수학영재(10.9%)와 일반학생(17.1%) 모두에서 가장 높게 나타났다.
In this paper, we consider changes of algebra strands around the world. And we suggest needs of designing new computer environment where we make and manipulate geometric recursive patterns. For this purpose, we first consider relations among symbols, meanings and patterns. And we also consider Logo environment and characterize algebraic features. Then we introduce L-system which is considered as action letters and subgroup of turtle group. There are needs to be improved since there exists some ambiguity between sign and action. Based on needs of improving the previous L-system, we suggest new commands in JavaMAL microworld. So we design a microworld for recursive patterns and consider meanings of letters in new environments. Finally, we consider the method to integrate L-system and other existing microworlds, such as Logo and DGS. Specially, combining Logo and DGS, we consider the movement of such tiles and folding nets by L-system commands. And we discuss possible benefits in this environment.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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