직사각형, 평행사변형, 삼각형 넓이 공식에 내재된 관계에 대한 초등학생들의 이해 조사

Children's Understanding of Relations in the Formulas for the Area of Rectangle, Parallelogram, and Triangle

평면도형 넓이 공식은 넓이와 관련이 있는 길이 사이의 관계를 형식화하여 나타낸 것으로 평면도형의 넓이 공식 이해에는 넓이 공식에 내재된 관계 이해가 포함된다. 이 연구에서는 초등학교 5학년 아동들을 대상으로 직사각형, 평행사변형, 삼각형의 넓이 공식에 내재된 관계 이해에 관한 문제를 어떻게 해결하는지 조사하였다. 조사 결과 직사각형과 평행사변형의 넓이 공식에 내재된 관계 이해 문제에 비해 삼각형의 넓이 공식에 내재된 관계 이해 문제의 해결 정도가 상대적으로 낮은 것으로 나타났다. 아동들의 문제 해결 과정으로부터 세 가지 전략(전략 A: 공식에 수를 대입하기, 전략 B: 구체적인 그림을 그리거나 이용하기, 전략 C: 변수 간의 관계에 주목하기)이 추출되었다. 변수 간의 관계에 주목하여 문제를 해결하려는 전략은 소수의 아동에게서만 관찰되었으며, 그림이나 공식에 대입하는 전략으로 문제 해결이 어려운 경우에 이 전략을 사용하는 아동들의 수가 다소 증가하였다. 밑변과 넓이 또는 높이와 넓이의 관계에 주목한 아동들은 소수 있었으나, 밑변과 높이의 관계에 주목하여 문제를 해결하려 한 아동은 없었다.

The area formula for a plane figure represents the relations between the area and the lengths which determine the area of the figure. Students are supposed to understand the relations in it as well as to be able to find the area of a figure using the formula. This study investigates how 5th grade students understand the formulas for the area of triangle, rectangle and parallelogram, focusing on their understanding of functional relations in the formulas. The results show that students have insufficient understanding of the relations in the area formula, especially in the formula for the area of a triangle. Solving the problems assigned to them, students developed three types of strategies: Substituting numbers in the area formula, drawing and transforming figures, reasoning based on the relations between the variables in the formula. Substituting numbers in the formula and drawing and transforming figures were the preferred strategies of students. Only a few students tried to solve the problems by reasoning based on the relations between the variables in the formula. Only a few students were able to aware of the proportional relations between the area and the base, or the area and the height and no one was aware of the inverse relation between the base and the height.