Mathematical Reasoning Ability and Error Comparison through the Descriptive Evaluation of Mathematically Gifted Elementary Students and Non-Gifted Students

초등수학영재와 일반학생의 서술형 평가를 통한 수학적 추론 능력 및 오류 비교

The purpose of this study is to figure out the perceptional characteristics of mathematically gifted elementary students by comparing the mathematical reasoning ability and errors between mathematically gifted elementary students and non-gifted students. This research has been targeted at 63 gifted students from 5 elementary schools and 63 non-gifted students from 4 elementary schools. The result of this research is as follows. First, mathematically gifted elementary students have higher inductive reasoning ability compared to non-gifted students. Mathematically gifted elementary students collected proper, accurate, systematic data. Second, mathematically gifted elementary students have higher inductive analogical ability compared to non-gifted students. Mathematically gifted elementary students figure out structural similarity and background better than non-gifted students. Third, mathematically gifted elementary students have higher deductive reasoning ability compared to non-gifted students. Zero error ratio was significantly low for both mathematically gifted elementary students and non-gifted students in deductive reasoning, however, mathematically gifted elementary students presented more general and appropriate data compared to non-gifted students and less reasoning step was achieved. Also, thinking process was well delivered compared to non-gifted students. Fourth, mathematically gifted elementary students committed fewer errors in comparison with non-gifted students. Both mathematically gifted elementary students and non-gifted students made the most mistakes in solving process, however, the number of the errors was less in mathematically gifted elementary students.

본 연구의 목적은 초등수학영재들과 일반학생들 사이의 서술형 평가에서 나타나는 수학적 추론 능력과 오류 유형을 비교분석 함으로써 초등수학영재의 인지적 특성을 이해하며, 초등수학영재의 교육에 도움을 주는 것이다. 연구 대상은 광역시 소재의 5개 초등학교 수학영재학급 학생 63명과 4개 초등학교 일반학생 63명이다. 연구 결과 첫째, 초등수학영재가 일반학생보다 서술형 평가에서 수학적 추론 능력이 높은 것으로 나타났다. 즉 p<.05 수준에서 두 집단 간 유의미한 차이를 보이는 것으로 나타났다. 이러한 결과가 나타난 이유는 다음과 같다. 먼저, 귀납적 추론에 있어서 초등수학영재는 문제의 해결에 필요한 적절한 자료를 수집하는 능력과 수집한 자료를 분석하여 규칙을 찾고 문제를 해결하는 능력이 모두 일반학생보다 높았기 때문이다. 또 유비적 추론에 있어서도 초등수학영재는 두 상황의 구조적 유사성을 인식하고 기저 상황의 핵심을 더 잘 파악하였으며, 적용에 있어서도 타당한 대응을 통해 표적 상황을 유연성 있게 해결하였기 때문이다. 연역적 추론에 있어서는 초등수학영재와 일반학생 모두 완벽한 추론을 이끌어내는 데에 어려움을 겪는 것으로 나타났으나, 초등수학영재는 일반학생에 비해 문제 해결을 위한 타당성과 일반성을 가진 근거를 수집하였고, 논리적인 추론 단계에서 생략된 부분이 적었기 때문이다. 둘째, 초등수학영재가 일반학생에 비하여 오류를 적게 범하는 것으로 나타났다. 가장 많이 범하는 오류의 유형은 초등수학영재와 일반학생이 모두 풀이 과정의 생략으로 같았으나, 일반 학생들은 개념 원리의 오류나 문항 이해의 오류가 상대적으로 많은 편이었고, 초등수학영재들은 기록 단계의 오류가 높은 것으로 나타났다.