통계를 의미 있게 학습하기 위해서는 실제 데이터로 통계적 문제해결을 경험할 수 있는 기회를 제공해야 한다. 특히 문제 설정 단계에서의 탐구 질문은 학생들이 통계적 문제해결 과정의 시작부터 결론까지 성공적으로 안내하는 데에 중요하다. 이에 본 연구는 문제 설정 단계에서 예비 수학교사들의 탐구 질문에 대해 혼합연구방법을 실시하였다. 그 결과 일부 예비 수학교사들은 통계적 질문을 분류하는 과정에서 질문의 의미나 변수가 명확하지 않거나 통계 지식에 대한 오개념으로 인하여 통계적으로 해결할 수 없는 질문을 분류하였다. 또한 예비 수학교사들의 50%만이 통계적 문제해결에 적합한 6가지 조건을 모두 충족시켰으며, 나머지 50%는 일부 조건만 충족시켰다. 따라서 이러한 결과는 예비 수학교사들에게 교사 교육을 통해 통계적 문제해결 과정을 경험할 수 있는 기회를 제공해야하며, 그 중 문제 설정 단계는 매우 중요하므로 문제 설정 단계도 일련의 세분화된 과정이 필요하다는 점을 제안할 수 있다.
본 연구는 통계적 문제해결 과정의 관점에서, 우리나라 초등 수학교과서의 통계 영역 지도 방식을 분석하였다. 그 결과 통계적 문제 해결의 4단계 중에서 자료 분석단계에 대한 집중도가 심한 것으로 드러났고, 문제 설정과 자료 수집, 결과 해석단계의 비중이 매우 저조한 것으로 분석되었다. 이를 토대로 초등 수학교과서의 통계 영역 교과서 개발과 관련된 시사점을 논의하였다.
본 연구는 2015 개정 수학과 교육과정에 따른 <확률과 통계> 교과서의 통계적 추정 단원에서, 통계적 문제해결과정과 함께 통계적 소양이 어떻게 구현되는가를 분석하였다. 문헌 연구를 통해 통계적 소양의 성장에 기여하는 요소로서 '맥락', '변이성', '수학적·통계적 지식', '공학 도구의 활용', '비판적 태도', '의사소통'을 도출하여 통계적 문제해결과정에 따른 분석 관점을 설정하고, 이를 코드화하여 개발한 분석틀을 토대로 교과서 분석을 실시하였다. 통계적 문제해결과정의 관점에서 분석결과 '자료 분석'에 해당하는 과제가 많이 제시되어 있었고 '결과 해석', '문제 설정'과 관련한 과제가 부족하였다. 통계적 소양의 요소별 반영에 관한 분석 결과 '수학적·통계적 지식'을 요구하는 과제가 가장 많았으며, '비판적 태도', '공학 도구 활용'은 거의 다루어지지 않고 있었다. 이러한 교과서 분석결과를 바탕으로 통계적 소양의 함양 교육을 위한 교육과정 개선 및 교과서 개발에 대한 시사점을 제시하였다.
Reasonable and reliable assessment method is one of the most important issues in science education, Partial credits method is an effective tool for assessing students' science inquiry problem solving. The purposes of this study were to classify the Problem solving types based on the analysis of the thinking Process, and how much the related science concept and the science process skills were used in solving science inquiry problems, and to describe the possibility and rationality of the assessment method that gives partial credit 128 high school seniors were selected and their answers were analyzed to identify science concepts they used to solve each problem, and the result was used as the criterion in the scientific concept test development. Also, to study the science inquiry problem solving type, 152 high school seniors were selected, and protocols were made from audio-taped data of their problem solving process through a think-aloud method and retrospective interviews. In order to get a raw data needed in statistical comparison of reliability, discrimination and the difficulty of the test and the production of the regression equation that determines the ratio of partial credit, 640 students were selected and they were given a science inquiry problem test, a science process skills test, and a scientific concept test. Research result suggested it is more reasonable and reliable to switch to the assessment method that applies partial credit to different problem solving types based on the analysis of the thinking process in problem solving process, instead of the dichotomous credit method.
본 연구의 목적은 현재 우리가 사용하고 있는 수학교과서가 학생들의 통계적 소양을 함양시킬 수 있도록 구성되어 있는지를 알아보는데 있다. 이를 위하여 맥락의 4가지 유형과 통계적 문제해결 과정을 토대로 2009 개정 수학과 교육과정에 따른 9종의 중학교 3학년 수학교과서의 통계단원의 문항을 분석하였다. 분석결과 맥락의 4가지 유형 중에 개인적 맥락의 유형에 해당하는 문항이 67%로 가장 많은 비중을 차지하였고, 통계적 문제해결 과정 중에서는 자료 분석 과정이 72.8%로 가장 많은 것으로 나타났다. 본 연구의 결과에 의하면 다양한 맥락을 활용한 문항을 통해 통계의 필요성을 인식하고, 자료를 수집하는 과정부터 제시된 자료에서 합리적인 결론을 추측해보는 활동을 통하여 통계적 소양을 함양시킬 수 있는 문항들이 더 포함되어야 함을 알 수 있었다.
본 연구는 간호관리학 임상실습에 액션러닝 프로그램을 개발하고 적용한 후 간호대학생의 문제해결과정에 미치는 영향을 알아보고자 시도되었다. 2006년 5월부터 2007년 10월 까지 G광역시의 일 간호대학생 99명을 대상으로 6단계로 구성된 액션러닝프로그램을 2주간 적용하였다. 연구결과는 다음과 같다. 액션러닝을 적용하기 전 보다 적용한 후 간호대학생의 문제해결과정은 유의한 향상을 보였다(t=-4.718, p=.000). 하위영역에서는 문제발견 영역(t=-1.858, p=.066)을 제외한 문제 정의(t=-4.123, p=.004), 문제해결책 고안(t=-2.973, p=.002), 문제해결책 실행(t=-3.264, p=.000)과 문제 해결검토(t=-3.677, p=.000)영역에서 유의한 향상을 보였다. 결론적으로 액션러닝은 간호학생들의 문제해결과정의 향상을 가져올 수 있고 졸업 후 임상적응력을 높일 수 있는 간호임상실습의 새로운 대안이 될 수 있다고 본다.
In the previous study, six factors which could disturb students' problem solving in an everyday context were identified and discussed. In this study, teaching materials to help students overcome those disturbing factors for successful problem solving in an everyday context were developed and applied to twenty-nine grade 10 students, and the effects of teaching materials were analyzed. According to the analysis of the correlation between the performance in everyday context problem solving and the benefit from the teaching materials, it was found that students who received the help from the teaching materials showed better performance with statistical significance. And students noted that teaching materials were helpful for them to solve the physics problems. Analyzing the overall performance of students in solving the everyday context problem, students in the experimental group showed better performance than the control group and this performance difference was larger among low-score students in school science testing. However, these differences were not statistically significant because the sample size was small. And, based on the analysis of interviews with students, it was also found that some students who showed low performance might not receive help from the teaching materials because the materials were too complex to be read easily, or because the basic concepts needed to solve the problem were not understood. Therefore, the results obtained from the interviews will be used to design more effective teaching for problem solving in an everyday context.
본 연구는 통계적 소양 교육을 실천하기 위해 초등학교 통계교육의 주된 내용 요소에 해당하는 그래프 지도 중 특히 오류의 유형화에 주목하였다. 구체적으로 문헌 분석을 통해 통계적 문제해결의 관점에서 그래프의 교수학적 의의와 구성 요소를 확인하였고, 이를 표현하는 과정에서 나타나는 오류를 분류하여 각 사례들을 자료 분석 단계에서의 통계 윤리 문제와 연결하였다. 연구 결과, 그래프 오류 유형은 범주 표현에서의 오류, 빈도 표현에서의 오류, 맥락 제시에서의 오류로 분류할 수 있었고, 이러한 오류로 인해 자료 분석 단계에서 주관적인 분석 방법 채택, 시각적 착시현상 유도, 자료에 대한 정보 왜곡과 같은 통계 윤리 문제가 발생할 수 있음을 확인하였다. 그리고 우리나라 초등학교 수학과 교육과정에서는 오류를 범하지 않도록 정형화된 틀을 제공하고 그 틀에 맞춰 그래프를 그리는 절차에 주목하는 경향이 있었다. 이를 통해 그래프 오류 유형이 초등학교 통계교육에 제공하는 시사점을 통계적 소양 교육, 통계 윤리, 교사 지식의 관점에서 제시하였다.
The primary purpose of the present study is to provide the sources to improve the mathematical problem solving performance by analyzing the effects of the belief systems and the misconceptions of the middle school students in solving the problems. To attain the purpose of this study, the reserch is designed to find out the belief systems of the middle school students in solving the mathematical problems, to analyze the effects of the belief systems and the attitude on the process of the problem solving, and to identify the misconceptions which are observed in the problem solving. The sample of 295 students (boys 145, girls 150) was drawn out of 9th grade students from three middle schools selected in the Kangdong district of Seoul. Three kinds of tests were administered in the present study: the tests to investigate (1) the belief systems, (2) the mathematical problem solving performance, and (3) the attitude in solving mathematical problems. The frequencies of each of the test items on belief systems and attitude, and the scores on the problem solving performance test were collected for statistical analyses. The protocals written by all subjects on the paper sheets to investigate the misconceptions were analyzed. The statistical analysis has been tabulated on the scale of 100. On the analysis of written protocals, misconception patterns has been identified. The conclusions drawn from the results obtained in the present study are as follows; First, the belief systems in solving problems is splited almost equally, 52.95% students with the belief vs 47.05% students with lack of the belief in their efforts to tackle the problems. Almost half of them lose their belief in solving the problems as soon as they given. Therefore, it is suggested that they should be motivated with the mathematical problems derived from the daily life which drew their interests, and the individual difference should be taken into account in teaching mathematical problem solving. Second. the students who readily approach the problems are full of confidence. About 56% students of all subjects told that they enjoyed them and studied hard, while about 26% students answered that they studied bard because of the importance of the mathematics. In total, 81.5% students built their confidence by studying hard. Meanwhile, the students who are poor in mathematics are lack of belief. Among are the students accounting for 59.4% who didn't remember how to solve the problems and 21.4% lost their interest in mathematics because of lack of belief. Consequently, the internal factor accounts for 80.8%. Thus, this suggests both of the cognitive and the affective objectives should be emphasized to help them build the belief on mathematical problem solving. Third, the effects of the belief systems in problem solving ability show that the students with high belief demonstrate higher ability despite the lack of the memory of the problem solving than the students who depend upon their memory. This suggests that we develop the mathematical problems which require the diverse problem solving strategies rather than depend upon the simple memory. Fourth, the analysis of the misconceptions shows that the students tend to depend upon the formula or technical computation rather than to approach the problems with efforts to fully understand them This tendency was generally observed in the processes of the problem solving. In conclusion, the students should be taught to clearly understand the mathematical concepts and the problems requiring the diverse strategies should be developed to improve the mathematical abilities.
통계적 소양이 중요한 능력으로 인식되는 현대 사회에서 우리가 접하는 많은 통계의 형태는 결과 자료이므로 통계적 문제해결의 과정 중 결과 해석 단계는 중요하다. 이에 본 연구에서는 예비 수학교사들에게 사교육에 관한 데이터를 제공하여 모평균 추정을 활용한 통계적 문제해결 과정을 경험하는 과정을 통해 그들이 결과 해석 단계에서 보인 특징에 대해 분석함으로써 교사교육에서의 통계교육에 대한 시사점을 도출하고자 하였다. 첫째, 많은 예비 수학교사들이 자료를 기반으로 결과를 해석하였으나 그 추론이 합리적이지 못한 수준을 보였다. 둘째, 본 연구의 많은 예비 수학교사들은 공교육과 관련된 다양한 종류의 의사결정을 하면서 통계 분석 결과를 바탕으로 교육적 의사결정을 했으나 그 내용은 교사로서 할 수 있는 일반적인 의사결정이었다. 마지막으로, 본 연구의 예비 수학교사들은 통계적 문제해결 과정의 세 단계에 대해서는 반성적 사고를 하고 있었으나, 결과 해석 단계에 대한 반성적 사고는 아무도 안 한것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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