Fostering Algebraic Reasoning Ability of Elementary School Students: Focused on the Exploration of the Associative Law in Multiplication

초등학교에서의 대수적 추론 능력 신장 방안 탐색 - 곱셈의 결합법칙 탐구에 관한 수업 사례 연구 -

Given the growing agreement that algebra should be taught in the early stage of the curriculum, considerable studies have been conducted with regard to early algebra in the elementary school. However, there has been lack of research on how to organize mathematic lessons to develop of algebraic reasoning ability of the elementary school students. This research attempted to gain specific and practical information on effective algebraic teaching and learning in the elementary school. An exploratory qualitative case study was conducted to the fourth graders. This paper focused on the associative law of the multiplication. This paper showed what kinds of activities a teacher may organize following three steps: (a) focus on the properties of numbers and operations in specific situations, (b) discovery of the properties of numbers and operations with many examples, and (c) generalization of the properties of numbers and operations in arbitrary situations. Given the steps, this paper included an analysis on how the students developed their algebraic reasoning. This study provides implications on the important factors that lead to the development of algebraic reasoning ability for elementary students.

학교 교육과정의 초기 단계에서부터 대수를 가르쳐야 한다는 주장이 국제적인 공감을 얻으면서, 초등학교에서 적절한 대수 지도 방안을 찾는데 관심이 높아지고 있다. 그러나 초등학교에서 대수적 추론 능력을 향상시키기 위해 수학 수업이 어떻게 이루어져야 하는가에 관한 실제적인 연구는 여전히 부족한 상황이다. 본 연구는 초등학교에서의 효과적인 대수 교수-학습에 대한 구체적이고 실질적인 정보를 얻기 위해, 곱셈의 결합법칙 탐구를 강조한 4학년 수업 사례를 중심으로 탐구적 질적 사례 연구를 실시하였다. 체계적인 수업 분석을 통해 본 연구는, 구체적인 상황에서 수와 연산의 성질에 초점 맞추기, 충분한 사례 탐구를 통해 수와 연산의 성질 발견하기, 임의의 수 상황에서 연산의 성질 일반화하기의 세 단계에 따라 교사가 어떤 활동들을 구성할 수 있으며 학생들은 어느 정도의 대수적 추론을 발현할 수 있는지를 구체적인 사례를 통해 밝히고자 하였다.