• 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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• 제34권1호
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• pp.17-63
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• 1995

The exploration of Mathematics-learningmodel on the basis of Cognitive development The purpose of this paper is to sequenctialize Mathematics-learning contents, and to explore teaching-learning model for mathematics, with on the basis of the theory of cognitive development and the period of condservation formation for children. The Specific topics are as follows: (1) Systemizing those theories of cognitive development which are related to Mathematics - learning for children. (2) Organizing a sequence of Mathematics - learning, on the basis of experimental research for the period of conservation formation for children. (3) Comparing the effects of 4 types of teaching - learning model, on the basis of inference activity and operational learning principle. $\circled1$ Induction-operation(IO) $\circled2$ Induction-explanation(IE) $\circled3$ Deduction-operation(DO) $\circled4$ Deduction-explanation(DE) The results of the subjects are as follows: (1) Cognitive development theory and Mathe-matics education. $\circled1$ Congnitive development can be achieved by constant space and Mathematics know-ledge is obtained by the interaction of experience and reason. $\circled2$ The stages of congnitive development for children form a hierarchical system, its function has a continuity and acts orderly. Therefore we need to apply cognitive development for children to teach mathematics systematically and orderly. (2) Sequence of mathematical concepts. $\circled1$ The learning effect of mathematical concepts occurs when this coincides with the period of conservation formation for children. $\circled2$ Mathematics Curriculum of Elementary Schools in Korea matches with the experimental research about the period of Piaget's conservation formation. (3) Exploration of a teaching-learning model for mathematics. $\circled1$ Mathematics learning is to be centered on learning by experience such as observation, operation, experiment and actual measurement. $\circled2$ Mathematical learning has better results in from inductional inference rather than deductional inference, and from operational inference rather than explanatory inference.

• 한국학교수학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.841-862
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• 2013

이 연구는 2007 개정 교육과정의 '기하와 벡터' 교과에서 다루어지는 벡터와 내적 개념을 분석하여 그 특징을 기술함으로써 벡터와 내적 개념 지도의 교수학적 시사점을 얻는데 목적을 두었다. 이를 위해 '기하와 벡터' 교육과정에서 다루어지는 벡터와 내적 개념 분석을 위한 세부 관점을 Tall(2002a; Tall, 2004b)과 Watson et al.(2003; Watson, 2002)에 기초하여 5가지로 추출하고, 이렇게 추출된 세부 관점을 토대로 '기하와 벡터' 교육과정 및 교육과정해설서, '기하와 벡터' 교과서 10종 모두에서 다루어지는 벡터와 내적 개념의 특징을 분석하였다. 이로부터 벡터와 내적 개념 형성과 관련된 교육과정상의 이슈를 구체화하였으며 이에 비추어 '기하와 벡터' 교과서에서 벡터 단원의 내용을 전개하는 방식과 관련된 시사점을 논의하였다.

• 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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• 제8권2호
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• pp.651-662
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• 1998

Mathematics is means for making sense of one's experiential world and products of human activities. A usefulness of mathematics is derived from this features of mathematics. Keeping the meaning of situations during the mathematizing of situations. However, theories about the development of mathematical concepts have turned mainly to an understanding of invariants. The purpose of this study is to show the possibility of computer in representing situation and phenomena. First, we consider situated cognition theory for looking for the relation between various representation and situation in problem. The mathematical concepts or model involves situations, invariants, representations. Thus, we should involve the meaning of situations and translations among various representations in the process of mathematization. Second, we show how the process of computational mathematization can serve as window on relating situations and representations, among various representations. When using computer software such as ALGEBRA ANIMATION in mathematics classrooms, we identified two benifits First, computer software can reduce the cognitive burden for understanding the translation among various mathematical representations. Further, computer softwares is able to connect mathematical representations and concepts to directly situations or phenomena. We propose the case study for the effect of computer software on practical mathematics classrooms.

• 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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• 제26권4호
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• pp.317-332
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• 2023

수학적 모델링 활동은 실생활에서 마주할 수 있는 상황을 수학적 모델로 변환하여 문제를 해결하는 과정으로 다양한 측면의 활용이 기대되고 있다. 수학적 모델링 활동에 대한 학생들의 인지적, 정의적 및 사회적 측면을 분석하기 위하여 초등학교 5학년 학생 10개 모둠을 대상으로 수학적 모델링 활동을 진행하고 과정 및 결과를 분석하였다. 활동 결과, 각 모둠은 실생활과 관련된 과제를 해결하기 위해 수학적인 모델을 만들고 필요한 정보를 수집하는 과정에서 수학적 개념과 원리를 적용하였다. 흥미, 수학적인 성취감 및 수학에 대한 태도에 대한 변화가 관찰되었으며 모둠원 간 협업, 의사소통을 경험하였다. 분석 결과를 바탕으로 효과적인 수학적 모델링 활동을 위한 교수학적 시사점 및 지도시 유의점을 제시하였다.

• 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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• 제62권2호
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• pp.257-268
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• 2023

본 연구의 목적은 개방형 과제의 특징을 인지적 난이도 관점에서 분석하는 것이다. 이를 위하여 고등학교 수학교과서 3종을 대상으로 수열 단원에 포함된 개방형 과제의 특징을 분석하였다. 연구 결과, 인지적 난이도 수준이 낮은 개방형 과제는 이전의 과제 또는 해당 과제 내에 절차를 포함하고 있는 특징이 있었다. 반면에 인지적 난이도 수준이 높은 개방형 과제는 구하고자 하는 것에 접근하기 위하여 새로운 조건을 능동적으로 탐구하거나 판단 근거를 요구하는 과제 또는 다양한 표상을 수열의 개념과 연결 짓거나 다양한 해답을 요구하는 특징이 있었다. 이러한 연구 결과는 의도된 교육과정 측면에서 인지적 난이도가 높은 개방형 과제의 특징을 구체화하였을 뿐 아니라 인지적 난이도가 높은 개방형 과제 개발에 그 방향성을 제공하였다는데 의의가 있다고 볼 수 있다.

• 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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• 제3권2호
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• pp.89-101
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• 1999

The reform movements of current mathematics education have based on several major ideas, in order to provide a new vision of the teaching and loaming of mathematics. Of the ideas, the motto of communication of mathematics appears to be a significant factor to change teaching practices in mathematics classroom. Through Vygotsky's sociocultural theory, the psychological background is presented for both supporting the motto and extracting important suggestions of the reform of mathematics education. The development of higher mental functions is explained by internalization, semiotic mediation, and the zone of proximal development. Above all, emphasis is put on the concepts of scaffolding and inter subjectivity related to the zone of proximal development. Seven implications are proposed by Vygotsky's sociocultural theory for the new forms of the teaching and learning of mathematics.

• 인지과학
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• 제27권2호
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• pp.159-219
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• 2016

수학적 사고력은 STEM(science, technology, engineering, mathematics) 분야에서의 학업적인 성취와 과학기술의 혁신에서 중요한 역할을 하고 있다. 본 연구에서는 학제 간 연구 분야인 수 인지(numerical cognition) 및 수학적 인지와 관련된 최근의 인지신경학적 연구 결과들을 종합하여 개관하였다. 첫째로 수학적 사고의 기초가 되는 뇌 기제의 위치와 정보처리 메커니즘을 확인하였다. 수학적 사고는 영역 특정적(domain specific)인 기능인 수 감각과 시공간적 능력뿐만 아니라 영역 일반적(domain general)인 기능인 언어, 장기기억, 작업 기억(working memory) 등을 기초로 하며 이를 토대로 추상화, 추론 등의 고차원적인 사고를 한다. 이 중에서 수 감각과 시공간적 능력은 두정엽(parietal lobe)을 기반으로 한다. 두 번째로는 수학적 사고 능력에서 관찰되는 개인 차이에 대하여 고찰하였다. 특히 수학 영재들의 신경학적인 특성을 신경망 효율성(neural efficiency)의 관점에서 고찰해 보았다. 그 결과 높은 지능이란 두뇌가 얼마나 많이 일하느냐가 아니라 얼마나 효율적으로 일하는가에 달렸다는 사실을 확인하였다. 수학 영재들의 또 다른 특성은 좌반구와 우반구 간의 연결과 반구 내에서 전두엽과 두정엽의 연결이 뛰어나다는 사실이다. 세 번째로는 학습과 훈련, 그리고 성장에 따른 변화 및 발전에 대한 분석이다. 개인이 성장하며, 수학 학습과 훈련을 하게 될 때 이에 따라 두뇌 피질에서도 변화가 반영되어 나타난다. 그 변화를 피질에서의 활성화 수준의 변화, 재분배, 구조적 변화라는 관점에서 해석하였다. 이 중에서 구조적 변화는 결국 신경 가소성(neural plasticity)을 의미한다. 마지막으로 수학적 창의성은 수학적 지식(개념)을 기초로 하여 수학적 개념들을 결합하는 단계가 요구되며, 그 후 결합된 개념들 중에서 심미적인 선택을 통해 수학적 발명(발견)으로 연결된다. 전문성이 높아질수록 결합과 선택이라는 두 단계가 더욱 중요해진다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제8권2호
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• pp.235-243
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• 2007

수학과의 학습은 학습자가 구체적인 조작을 통해서 개념을 학습한다. 그러나 웹에서 구현되는 대부분의 콘텐츠들은 정적이며 학습자와의 상호작용에 제약이 많다. 이런 제약 조건을 극복하고 학생들의 인지적인 단계에 적합한 동적인 상호작용을 위한 콘텐츠 개발이 필요하다. 이에 본 연구에서는 초등수학에서 수와 연산 영역의 교육과정 분석하였다. 이를 기반으로 객체지향설계원리를 이용하여 학습 애플릿에 필요한 "수 클래스"를 설계하고 구현하였으며, 구현된 "수 클래스"를 기반으로 클래스기반 "수와 연산 학습 애플릿"을 개발하였다. 클래스기반 '수와 연산 학습 애플릿'은 초등학교 수학과의 '수와 연산' 영역 교육과정을 토대로 학습 주제를 선정하였으며, 각 학습 주제에 따라 소단위 프로그램으로 제작하였다. 이 학습 애플릿은 자유로운 조작과 탐구활동을 통해 수와 연산의 개념과 원리를 학습할 수 있도록 한다. 이것은 학생들의 동적인 상호 작용을 강화한다.

• 한국초등수학교육학회지
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• 제13권1호
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• pp.75-95
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• 2009

본 연구의 목적은 아동들의 수학문제해결 과정에서 나타나는 아동 간 스캐폴딩 과정을 분석하는 것이다. 연구의 참여자들은 3개 그룹 4학년 6명의 초등학생들을 대상으로 연구는 8월부터 12월까지 5개월간 심층적인 관찰과 인터뷰를 통하여 자료를 수집하여 분석하였다. 연구의 결과 첫째, 아동 간 스캐폴딩 과정에서는 교사와 같은 성인의 개입이 없는 경우 자유롭고 다양한 스캐폴딩의 형태가 관찰되었다. 둘째, 스캐폴딩 과정의 흐름은 조건, 현상, 작용/상호작용, 결과로 나타났다. 셋째, 인지적 도움은 정서적 도움이 순차적이고 독립적으로 일어나는 것이 아니라 통합적으로 일어났다. 교사들은 이 스캐폴딩의 과정에 대한 분석과 의미 도출로 학습자들의 보다 의미 있는 수학학습을 도울 수 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제24권3호
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• pp.417-428
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• 2004

보존 논리는 조작적 사고를 가능케 하는 도구적 역할로서 과학, 수학, 물리학 등의 분야뿐만 아니라 일상 생활의 모든 측면에서 필수적인 개념이다. 보존 논리의 형성 여하에 따라 수리문제의 해결 능력과 과학적 유추 능력, 추상적 사고능력이 결정되며, 인지 발달 단계를 확인할 수 있는 개념이기도 하다. 따라서 이 연구에서는 보존 논리 형성과 전두엽연합령 기능과의 상관관계를 살펴봄으로써 아동의 사고력 향상과 과학개념 시기를 앞당기는 시사점을 마련하고자 하였다. 이 연구의 결과 초등학교 1, 2, 3학년 학생의 보존 논리의 형성 정도는 약 50% 정도였으며, 수 보존 논리의 형성 정도가 가장 높았고, 부피 보존 논리의 형성 정도가 가장 낮았다. 보존 논리의 형성은 비선형적으로 일어났으며, 보존 논리의 형성 정도에 따라서, 추론 능력과 설계능력, 보속적 오류에서 통계적으로 유의미한 차이를 보였다. 보존 논리와 전두엽연합령 기능과는 유의미한 상관관계를 보였다. 초등학교 저학년 학생들의 보존 논리 형성에 대한 예측 변인으로는 추론 능력과 설계 능력이였으며, 이들 변인이 보존 논리에 대한 설명력은 약 20% 정도이다. 이 연구의 결과, 초등학교 저학년에서 보존 논리가 미형성 단계에 해당하는 학생들이 많이 있지만, 이들 학생들의 보존 논리 형성을 위한 구체적인 노력이 부족한 실정이다. 또한, 보존 논리 형성에 전두엽연합령이 깊은 관계가 있어 전두엽연합령의 기능을 향상시키기 위한 구체적인 연구가 이루어지길 기대한다.