Exploring the Principle of Computation between Two-Digit Number and One-Digit Number: A Case Study of Using Cuisenaire Rods and Array Models

(두 자리 수)×(한 자리 수)의 계산 원리 탐구 - 퀴즈네어 막대와 배열 모델을 활용한 수업 사례 연구 -

  • Received : 2017.04.08
  • Accepted : 2017.05.08
  • Published : 2017.05.31

Abstract

The unit of multiplication in the mathematics textbook for third graders deals with two-digit number multiplied by one-digit number. Students tend to perform multiplication without necessarily understanding the principle behind the calculation. Against this background, we designed the unit in a way for students to explore the principle of multiplication with cuisenaire rods and array models. The results of this study showed that most students were able to represent the process of multiplication with both cuisenaire rods and array models and to connect such a process with multiplicative expressions. More importantly, the associative property of multiplication and the distributive property of multiplication over addition were meaningfully used in the process of writing expressions. To be sure, some students at first had difficulties in representing the process of multiplication but overcame such difficulties through the whole-class discussion. This study is expected to suggest implications for how to teach multiplication on the basis of the properties of the operation with appropriate instructional tools.

3학년 1학기의 곱셈 단원에서는 2학년에서 다룬 (한 자리 수)${\times}$(한 자리 수)인 곱셈 구구를 바탕으로 (두 자리 수)${\times}$(한 자리 수)의 계산을 다룬다. 학생들은 종종 계산은 잘 하면서도 정작 계산 원리를 이해하지 못하는 경향이 있다. 이에 본 연구는 퀴즈네어 막대와 배열 모델을 활용하여 곱셈의 계산 원리를 학생들이 탐구할 수 있도록 수업을 설계하고 실행하였다. 연구결과, 대부분의 학생들은 퀴즈네어 막대와 배열 모델을 통하여 곱셈의 원리를 이해하고 이를 곱셈식으로 나타낼 수 있었으며, 특히 곱셈식을 다양하게 해결하는 과정에서 결합법칙이나 분배법칙을 자연스럽게 발견할 수 있었다. 몇몇 학생들은 처음에 모델이나 곱셈식을 표현하는 과정에서 어려움을 드러내기도 하였으나 수업이 진행됨에 따라 보다 성공적으로 수행할 수 있었다. 본 연구 결과를 토대로 수와 연산의 성질을 적용하여 곱셈의 계산 원리를 의미있게 지도할 수 있는 방안에 대한 시사점을 제공한다.

Keywords

References

  1. 강흥규, 심선영(2010). 알고리즘의 다양성을 활용한 두 자리 수 곱셈의 지도 방안과 그에 따른 초등학교 3학년 학생의 곱셈 알고리즘 이해 과정 분석. 한국초등수학교육학회지, 14(2). 287-314.
  2. 교육부(2014). 수학 3-1 지도서. 서울: 천재교육.
  3. 교육부(2015). 수학과 교육과정. 교육부 고시 제 2015-74호 [별책 8].
  4. 교육부(2016a). 수학 2-2. 서울: 천재교육.
  5. 교육부(2016b). 수학 3-1. 서울: 천재교육.
  6. 교육부(2016c). 수학 3-2. 서울: 천재교육.
  7. 교육부(2016d). 수학 4-1. 서울: 천재교육.
  8. 김지선(2008). 퀴즈네르 막대를 활용한 효율적인 분수 나눗셈에 관한 연구. 광주교육대학교 교육대학원 석사학위논문.
  9. 류성림(2002). 초등 수학 수업에서 퀴즈네어 막대의 활용에 관한 연구. 과학수학교육연구, 25, 73-92.
  10. 방정숙, 최지영(2011). 범자연수와 연산에 관한 수학 교과서 분석: 일반화된 산술로서의 대수 관점을 중심으로. 수학교육, 50(1), 41-59.
  11. 변희현(2011). 한국과 일본의 초등교과서에서 다루는 분배 법칙 개념에 관한 비교 분석. 한국초등수학교육학회지, 15(1), 39-56.
  12. 정영옥(2013). 초등수학에서 자연수 곱셈 지도: 곱셈의 도입과 곱셈 구구를 중심으로. 학교수학, 15(4), 889-920.
  13. 최지영, 방정숙(2011). 초등학생들의 범자연수 연산의 성질에 대한 이해 분석. 수학교육학연구, 21(3). 239-259.
  14. Baek, J. M. (2008). Developing algebraic thinking through explorations in multiplication. In C. E. Greenes & R. Rubenstein (Eds.), Algebra and algebraic thinking in school mathematics (pp. 141-154). Reston, VA
  15. Bell, M., Bretzlauf, J., Dillard, A., Isaacs, A., Pitvorec, K., Bell, J., et al. (2007). Everyday mathematics 3-1 (3rd ed). Chicago: Wright Group.
  16. Benson, C. C., Wall, J. J., & Malm, C. (2013). The distributive property in grade 3? Teaching Children Mathematics, 19(8), 498-506. https://doi.org/10.5951/teacchilmath.19.8.0498
  17. Blanton, M., Levi, L., Crites, T., & Dougherty, B. J. (2011). Developing essential understanding of algebraic thinking in grades 3-5. Reston, VA: National Council of Teachers of Mathematics.
  18. Common Core State Standards Initiative. (2010). Common core state standards for mathematics. Washington, DC: National Governors Association Center for Best Practices and the Council of Chief State School Officers. http://corestandards.org/assets/CCSSI_Math%20St andards.pdf.
  19. Kinzer, C. J., & Stanford, T. (2014). Distributive property: the core of multiplication. Teaching Children Mathematics, 20(5), 302-309. https://doi.org/10.5951/teacchilmath.20.5.0302
  20. Lesh, R., & Harel, G. (2003). Problem solving, modeling, and local conceptual development. Mathematical thinking and learning, 5(2-3), 157-189 https://doi.org/10.1080/10986065.2003.9679998
  21. Neagoy, M. (2015). Planting the seeds of algebra, pre 3-5: Explorations for the upper elementary grades. Thousand Oaks, California: Corwin.
  22. Otto, A., Caldwell, J., Hancock, S. W., & Zbiek, R. M. (2011). Developing Essential Understanding of Multiplication and Division for Teaching Mathematics in Grades 3-5. Reston, VA: National Council of Teachers of Mathematics.
  23. 東京書籍株式會社(2011). 新しい算數3-上.