An Analysis of the Elementary School Students' Understanding of the Properties of Whole Number Operations

초등학생들의 범자연수 연산의 성질에 대한 이해 분석

This study investigated the elementary school students' ability on the algebraic reasoning as generalized arithmetic. It analyzed the written responses from 648 second graders, 688 fourth graders, and 751 sixth graders using tests probing their understanding of the properties of whole number operations. The result of this study showed that many students did not recognize the properties of operations in the problem situations, and had difficulties in applying such properties to solve the problems. Even lower graders were quite successful in using the commutative law both in addition and subtraction. However they had difficulties in using the associative and the distributive law. These difficulties remained even for upper graders. As for the associative and the distributive law, students had more difficulties in solving the problems dealing with specific numbers than those of arbitrary numbers. Given these results, this paper includes issues and implications on how to foster early algebraic reasoning ability in the elementary school.

본 연구는 초등학생들의 일반화된 산술로서의 대수적 추론 능력의 실태를 알아보고자, 연산의 성질 이해 과제로 구성된 검사 도구를 이용하여 2학년 648명, 4학년 688명, 6학년 751명의 반응을 분석하였다. 분석 결과, 상당수의 학생들이 문제 상황에 포함된 연산의 성질을 제대로 파악하지 못하였고, 연산의 성질을 적용하여 문제를 해결하는 데 많은 어려움을 겪는 것으로 드러났다. 연산의 성질별로는 교환법칙 과제에서는 저학년에서부터 높은 성공률을 보인 반면, 결합법칙과 분배법칙에서는 고학년에서도 매우 낮은 성공률을 보였다. 문제 상황별로는 특히, 결합법칙 및 분배법칙 과제의 경우 구체적인 수 상황에서의 성공률이 임의의 수 상황에서의 성공률에 비해 상대적으로 더 낮게 나타났다. 이러한 결과들을 토대로 본 논문은 초등학교에서의 대수 지도 방안에 대한 시사점을 제공하였다.