본 연구는 4명의 중학교 3학년 학생들이 주어진 표적 문제를 해결하는 과정을 분석하여 학생들이 보이는 다양한 활동 요소 중 구조적 유사성의 인식, 분석적 활동 그리고 비교 활동에 주목하여 이들 활동이 표적 문제의 해결에서 어떤 역할을 하는지 살펴보았다. 4명의 학생들의 문제 해결 과정을 개별적으로 관찰하고 면담한 후, 이 과정에서 학생들이 보인 반응을 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 표적 문제의 해결에 근원 문제의 해법을 적용할 수 있는 토대를 마련하는데 도움을 주는 활동 중의 하나로 구조적 유사성의 인식이 그 역할을 수행할 수 있음을, 또 문제 해결을 위해 추측한 사실에 대한 진위 여부의 판단 근거로 분석적 활동을 활용함을 확인하였다. 그리고 표적 문제의 문제점을 인식하게 하여 표적 문제의 해결 방향을 설정하는데 도움을 제공하는 것으로 비교 활동을 활용함을 확인하였다. 따라서 현장에서 수학을 가르치는 교사는 표적 문제의 해결을 위해 유사 문제와의 구조적 유사성, 분석적 활동 그리고 비교 활동에 초점을 맞추어 문제의 해결을 지도하는 노력이 요구된다. 뿐 만 아나라 본 연구에서 언급한 세 가지 요소 이외에 더 많은 요소가 있을 수 있으며 그 요소들의 역할을 탐구하는 후속연구도 필요하다.
This is a case study trying to understand from the view of affordance which certain three middle school students perceive an activation of previous knowledge in the course of problem solving when they solve algebra word problems with a previous knowledge. The results of this study showed that at first, every subjects perceived the text as affordance which explaining superficial similarities, that is, a working(painting)situation rather than problem structure and then activated the related solution knowledge on the ground of the experience of previous problem solving which is similar to current situation. The subject's applying process for solving knowledge could be arranged largely into two types. The first type is a numeral information connected with the described problem situation or a symbolic representation of mathematical meaning which are the transformed solution applied process with a suitable solution formula to the current problem. This process achieved by constructing a virtual mental model that indicating mathematical situation about the problem when the solver read the problem integrating symbolized information from the described text. The second type is a case that those subjects symbolizing a formal mathematical concept which is not connected with the problem situation about the described numeral information from the applied problem or the text of mathematical meaning, which process is the case to perceive superficial phrases or words that described from the problem as affordance and then applied previously used algorithmatical formula as it was. In conclusion, on the ground of the results of this case study, it is guessed that many students put only algorithmatical knowledge in their memories through previous experiences of problem solving, and the memories are connected with the particular phrases described from the problems. And it is also recognizable when the reflection process which is the last step of problem solving carried out in the process of understanding the problem and making a plan showed the most successful in problem solving.
It is the aim of this paper to study the target problem solving process in reference to the base problem. We observed closely how students solve the target problem in reference to the base problem. The students couldn't solve the target problem, although they succeed to find the base problem. This comes from failing to discover the structural similarity between the target problem and the base problem. Especially it is important to cognize the proper corresponding of primary components between the base problem and target problem. And there is sometimes a part component of the target problem equivalent to the base problem and the target problem can't be solved without the insight into this fact. Consequently, finding the base problem fail to reach solving the target problem without the insight into their structural similarity. We have to make efforts to have an insight into the structural similarity between the target problem and the base problem to solve the target problem.
각 문제를 해결하는 과정에서 우리는 필연적으로 문제에 대한 스키마를 갖게 된다. 그런데 유사 문제를 해결하다 보면 각 문제를 관련 짖는 추상적 스키마를 발견하게 된다. 이러한 추상적 스키마는 문제 해결자에게 통합적 시각을 갖게 함으로써 문제를 바라보는 안목을 높이며, 아울러 유추 전이의 상승에 기여한다는 점에서 매우 중요한 것이라고 생각된다. 유사 문제에서 추상적 스키마를 구성하기 위해서는 등장하는 어떤 요소를 제외하고도 문제의 본질을 훼손하지 않는 것과 훼손하는 것을 찾아야 한다고 생각하였다. 이와 같은 관점에서 본 연구는 유사 문제에서 추상적 스키마의 구성을 돕는 방법을 설계하였다. 또한 그것을 한 학생에게 적용하여 그 방법의 가능성을 살펴보았다. 본 연구를 통해 학생들이 갖는 개별적 수학적 지식이라고 생각되는 요소들을 통합하는 것이 가능함을 확인하였다. 이는 기존 학자들(Gick and Holyoak, 1983; Kintsch & Dijk, 1978)이 언급한 추상적 스키마의 구성을 구체화하는 방법을 제시했다는 의의를 갖는다. 이런 결과는 향후 교수 학습 방법의 개선에 도움을 줄 것으로 기대된다.
The purpose of this study is to investigate how the mathematical creativity of middle school mathematical gifted students is represented through the process of problem posing activities. For this goal, they were asked to pose real-world problems similar to the tasks which had been solved together in advance. This study demonstrated that just 2 of 15 pupils showed mathematical giftedness as well as mathematical creativity. And selecting mathematically creative and gifted pupils through creative problem-solving test consisting of problem solving tasks should be conducted very carefully to prevent missing excellent candidates. A couple of pupils who have been exerting their efforts in getting private tutoring seemed not overcoming algorithmic fixation and showed negative attitude in finding new problems and divergent approaches or solutions, though they showed excellence in solving typical mathematics problems. Thus, we conclude that it is necessary to incorporate problem posing tasks as well as multiple solution tasks into both screening process of gifted pupils and mathematics gifted classes for effective assessing and fostering mathematical creativity.
This is a case study that defined collaborative utterances and analyzed how they appear in the problem-solving process when 5th-grade students solved problems in groups. As a result, collaborative utterances consist of an interchange type and a deliver type and the interchange type is comprised of two process: the verification process and the modification process. Also, in groups where interchange type collaborative utterances were generated actively and students could reach an agreement easily, students applied the teacher's help to their problem-solving process right after it was provided and could solve problems even though they had some mathematics errors. In interchange-type collaborative utterances, each student's participation varies with their individual achievement. In deliver-type collaborative utterances, students who solved problems by themselves participated dominantly. The conclusions of this paper are as follows. First, interchange-type collaborative utterances fostered students' active participation and accelerated students' arguments. Second, interchange-type collaborative utterances positively influenced the problem-solving process and it is necessary to provide problems that consider students' achievement in each group. Third, groups should be comprised of students whose individual achievements are similar because students' participation in collaborative utterances varies with their achievement.
본 연구는 연립일차방정식에 관한 문장제에서 IDEAL 문제 해결 모형을 바탕으로 "구조-표현"을 강조한 교수-학습을 실시하였을 때 학생들의 문제해결 과정을 탐구하였다. 연구 결과, 구조-표현을 강조한 학급의 학생들이 이를 강조하지 않은 학급의 학생들보다 문제해결 능력이 향상되었으며, 동치문제, 동형문제, 유사문제를 더 정확하게 구별하였다. 또한, 구조-표현을 강조한 학급의 학생들이 그렇지 않은 학급의 학생들보다 문맥에 대한 이해 및 불완전한 정보 추출에서의 오류, 미지수간의 내적 관계에 대한 수학적 기호표현으로의 불완전한 전이 오류, 적절하지 않은 방정식 생성 오류의 발생 빈도가 적었다. 그리고, IDEAL 문제 해결 모형의 문제의 확인 단계(I)와 문제의 정의 단계(D)에서 학생들이 문제 해결 계획을 수립하기 위해 문제를 읽고 이해하여 문제를 해결하는 과정을 중점적으로 분석한 결과, 직접 변환 모델과 구조 도식 모델이 나타났다.
본 연구는 오답원인 자기평가와 유사 문제에 관련된 선행 연구를 바탕으로, 학생들이 자신의 학습 과정을 반성할 수 있는 하나의 방안으로 오답원인 자기평가를 실시하고 유사한 문제들을 해결하는 과정을 통해 학생들의 인지적, 정의적 영역의 변화를 살펴보고자 한다. 이를 위하여, 본 연구에서는 고등학교 1학년에 재학 중인 네 명의 학생들을 대상으로 근원 문항 3개를 제시하고 각각에 대한 유사 문항들을 유형별로 제시하여 오답원인 자기평가를 작성하게 하고, 이와 더불어 사전 면담과 사후 면담, 그리고 두 차례의 비공식 면담을 실시하였다. 한 마디로, 본 연구에서는 연구 대상자들로 하여금 오답원인 자기평가지를 이용하여 유사 문항들을 해결하고 오류 원인을 점검하는 반성 활동을 거치면서 자신의 문제점을 스스로 판단하며 문제 풀이 과정의 변화와 수학 학습 태도의 변화를 살펴보고자 한다.
수학 문제해결에서의 메타정의에 대한 연구 관심은 인지-메타인지의 구조에 착안하여 정의적 요소 간에 유사한 구조 설정의 시도로부터 출발하였으나 메타인지에 대한 연구와 비교할 때 아직 연구의 명료성이나 통일성 또는 체계성 면에서 개선이 필요하다. 이에 본 연구는 수학 문제해결 과정에 작용하는 일련의 인지적, 정의적 요소의 연쇄 유형 중에 정의적 요소를 포함하는 경우로써 '메타정의'의 개념을 규정하여 수학 문제해결 과정에 나타날 수 있는 실제적인 메타정의의 각 경우를 논리적으로 유형화하였다. 이를 준거로 초등학생의 실제 수학 문제해결 과정에서 메타정의의 각 유형에 해당하는 실제 예를 관찰, 분석하였다. 이를 통해서 수학문제해결 과정에서 메타정의의 작동 메커니즘, 즉 메타정의의 각 유형별로 구체적 작동 원리와 특히 문제해결 과정에 생산적으로 작동하는 메타적 기능의 특성을 추출하였다. 이는 문제해결에서의 메타정의 분석 방법론의 효율성 제고와 수학 문제해결 교수-학습에서의 메타정의가 함의하는 교육적 시사점 제공이란 면에서 기여한다.
최근 들어 영재교육에 관한 논의가 갑자기 활발하게 이루어지고 있다. 소란스럽게 확산된 대부분의 교육 운동이 그러했듯이 영재교육도 짧은 번영 후 길고 신랄한 비판의 운명에 처하는 것은 아닌지 걱정스럽다. 부모들의 이상적인 교육 열기는 자녀를 지명도 있는 영재센터에서 교육시키고 싶은 열망으로 이어지고, 이에 따라 영재교육에 대한 수요가 급증하고 있다. 뿐만 아니라 정책적으로도 영재교육을 장려하기 때문에, 대학의 영재센터를 중심으로 운영되던 영재교육이 이제는 각 초중등학교 단위에서도 실시하기에 이르렀다. 이와 같이 영재 교육이 성급하고 무분별하게 확산되고 있는 이 시점에서 영재 교육에 대한 반성적 성찰이 필요하다. 영재교육은 크게 선발, 교육, 평가의 세 가지 요소를 중심으로 이루어지는데, 그 중에서 이 글은 영재 선발과 평가의 과정을 비판적인 관점에서 점검하고자 한다. 경시대회나 영재 선발을 위한 준비 기관에서 제공하는 문제들은 우리의 분석에 따르면 수학적으로 또 교육적으로 그리 바람직하지 않은 경우가 적지 않았다. 우선 문제 상황이 지나치게 인위적이고 복잡하며, 수학적 지식과는 피상적으로 그리고 단편적으로만 연결되어 있는 경우가 많다 또한 해결과정이 조잡하고, 수학보다는 임시방편적인 방법에 의존하였으며, 이전에 문제를 해결한 경험에 따라 해결 여부나 속도가 크게 좌우되는 경향이 있다. 청주교육대학교의 영재 선발은 이러한 전철을 봤지 않기 위해 노력해 왔다. 본 고에서는 그러한 노력의 일부를 소개하였으며, 여기서 소개한 영재 판별 문항이 최선의 것은 아니지만 앞의 부적합한 문항들과 질적으로 다르다고 할 수 있다. 영재교육 후의 재평가 역시 영재 선발이나 교육 못하지 않게 중요하다. 청주교육대학교의 영재 프로그램에서는 교육 내용을 단순하게 확인하는 것이 아니라 얼마나 교육 내용을 이해하고 확장적으로 적용하였는가를 평가하는 문제를 개발하여 활용해 왔다. 본 고가 영재 선발이 내포하는 근본적이면서도 심각한 문제들을 제기하여 자기 성찰의 기회를 갖는 시작점이 되기를 바란다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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