On the Method of Using 1÷(divisor) in Quotitive Division for Comprehensive Understanding of Division of Fractions

분수 나눗셈의 통합적 이해를 위한 방편으로서 포함제에서 1÷(제수)를 매개로 하는 방법에 대한 고찰

  • Received : 2018.10.15
  • Accepted : 2018.11.23
  • Published : 2018.11.30

Abstract

Fraction division can be categorized as partitive division, measurement division, and the inverse of a Cartesian product. In the contexts of quotitive division and the inverse of a Cartesian product, the multiply-by-the-reciprocal algorithm is drawn well out. In this study, I analyze the potential and significance of the method of using $1{\div}$(divisor) as an alternative way of developing the multiply-by-the-reciprocal algorithm in the context of quotitive division. The method of using $1{\div}$(divisor) in quotitive division has the following advantages. First, by this method we can draw the multiply-by-the-reciprocal algorithm keeping connection with the context of quotitive division. Second, as in other contexts, this method focuses on the multiplicative relationship between the divisor and 1. Third, as in other contexts, this method investigates the multiplicative relationship between the divisor and 1 by two kinds of reasoning that use either ${\frac{1}{the\;denominator\;of\;the\;divisor}}$ or the numerator of the divisor as a stepping stone. These advantages indicates the potential of this method in understanding the multiply-by-the-reciprocal algorithm as the common structure of fraction division. This method is based on the dual meaning of a fraction as a quantity and the composition of times which the current elementary mathematics textbook does not focus on. It is necessary to pay attention to how to form this basis when developing teaching materials for fraction division.

분수 나눗셈의 여러 맥락 중 등분제와 카테시안 곱의 역 맥락에서는 제수의 역수 곱하기 알고리즘이 자연스럽게 유도된다. 그러므로 제수의 역수 곱하기 알고리즘을 분수 나눗셈의 통합 알고리즘으로 지도하고자 할 때 특히 이슈가 되는 것은 포함제 맥락이다. 이 논문에서는 포함제 맥락에서 $1{\div}$(제수)를 매개로 하는 방법이 지닌 잠재력 및 그 기반을 분석하고, 이 방법을 제수의 역수 곱하기 알고리즘을 분수 나눗셈의 통합 알고리즘으로 지도하려 할 때 고려할 수 있는 한 대안으로 제안한다. 포함제 맥락에서 $1{\div}$(제수)를 매개로 하여 제수의 역수 곱하기 알고리즘을 유도하는 방법은 다음과 같은 특징을 지니고 있다. 첫째, 포함제 맥락에서 맥락과의 연결성을 유지한 채로 제수의 역수 곱하기 알고리즘을 유도할 수 있다. 둘째, 다른 맥락들에서와 마찬가지로, 제수와 1의 곱셈적 관계에 주목한다. 셋째, 다른 맥락들에서와 마찬가지로, 제수와 1의 곱셈적 관계를 1/제수의 분모을 징검다리로 삼는 추론과 제수의 분자를 징검다리로 삼는 두 가지 추론으로 파악한다. 이러한 특징은 이 방법이 제수의 역수 곱하기 알고리즘을 분수 나눗셈의 공통 구조를 담고 있는 통합 알고리즘으로 다루는 데 기여할 수 있음을 시사한다. 한편, 이 방법은 양분수의 이중적 의미와 배의 합성을 그 기반으로 한다. 분수 나눗셈의 통합적 이해를 지향하는 교재 개발 및 수업 연구에서는 이 기반의 형성에 유의할 필요가 있다.

Keywords

References

  1. 강완 (2014). 분수 개념 지도 내용과 방법 분석. 수학교육학연구, 24(3), 467-480.
  2. 강흥규 (2014). 초등수학에서 '나눗셈으로서의 분수($b{\div}a={\frac{b}{a}}$)'개념 지도에 관한 연구 - 한국의 역대 초등수학 교과서에 대한 분석을 중심으로. 한국초등수학교육학회지, 18(3), 425-439.
  3. 교육과학기술부 (2011). 수학 6-1. 서울: 두산동아.
  4. 교육과학기술부 (2012). 수학과 교육과정. 교육과학기술부 고시 제 2011-361호 [별책 8]
  5. 교육부 (2015a). 수학과 교육과정. 교육부 고시 제 2015-74호 [별책 8]
  6. 교육부 (2015b). 수학 5-2. 서울: 천재교육.
  7. 교육부 (2015c). 수학 6-1. 서울: 천재교육.
  8. 권성룡 (2003). 초등학생의 분수이해에 관한 연구. 학교수학, 5(2), 259-273.
  9. 김영아, 김동화, 노지화 (2016). 초등수학영재의 분수 나눗셈의 이해에 관한 연구. East Asian mathematical journal, 32(4), 565-587 https://doi.org/10.7858/eamj.2016.039
  10. 박교식 (2014). 우리나라 초등학교 수학 교과서에서의 분수 나눗셈 알고리즘 정당화 과정분석. 한국초등수학교육학회지, 18(1), 105-122.
  11. 박만구 (2002). 왜 $\frac{3}{4}{\div}\frac{2}{5}=\frac{3}{4}{\times}\frac{5}{2}$인가?. 수학교육논문집, 13, 39-54.
  12. 방정숙, 이지영 (2014). 몫으로서의 분수에 관한 초등학교 수학과 교과용도서 분석. 수학교육학연구, 24(2), 165-180.
  13. 백선수 (2004). 비형식적 지식을 이용한 대안적인 분수 나눗셈의 형식화 방안에 관한 연구. 초등수학교육, 8(2), 97-113.
  14. 소성숙 (2003). 초등학교 학생들의 분수감각에 대한 실태 분석. 한국교원대학교 대학원 석사학위논문.
  15. 신준식 (2013). 문제 상황과 연결된 분수 나눗셈의 교과서 내용 구성 방안. 수학교육, 52(2), 217-230.
  16. 이용률 (2001). 지도내용의 핵심과제 99. 서울: 경문사.
  17. 임재훈, 김수미, 박교식 (2005).분수 나눗셈 알고리즘 도입 방법 연구: 남북한, 중국, 일본의 초등학교 수학 교과서의 내용 비교를 중심으로. 학교수학, 7(2), 235-249.
  18. 임재훈 (2007). 카테시안 곱의 역 맥락에서 분수의 나눗셈. 학교수학, 9(1), 13-28.
  19. 임재훈 (2016). 분수 포함제와 제수의 역수 곱하기 알고리즘의 연결성, 한국초등수학교육학회지, 20(4), 521-539.
  20. 임재훈 (2017). 확대 상황 포함나눗셈에 대한 고찰, 한국초등수학교육학회지, 21(1), 115-134.
  21. 전평국, 박혜경(2003). 분수 나눗셈의 개념적 이해를 위한 관련 지식의 연결 관계 분석. 수학교육논문집, 15, 71-76.
  22. 조용진, 홍갑주 (2013). 분수 나눗셈의 지도에서 단위비율 결정 맥락의 실제 적용을 위한 기초 연구. 초등수학교육, 16(2), 93-106.
  23. Carpenter, T. P., Fennema, E., Franke, M. L., Levi, L., & Empson, S. B. (2005). 어떻게 수학을 배우지? (김수환, 박영희, 백선수, 이경화, 한대희 역). 서울: 경문사.
  24. Cavey, L. O., & Kinzel, M. T. (2014). From whole numbers to invert and multiply. Teaching children mathematics, 20(6), 374-383. https://doi.org/10.5951/teacchilmath.20.6.0374
  25. Cramer, K., Monson, D., Whitney, S., Leavitt, S., & Wyberg, T. (2010). Dividing Fractions and Problem Solving. Mathematics teaching in the middle school, 15(6), 338-346.
  26. Perlwitz, M. D. (2004). Two students’ constructed strategies to divide fractions. Mathematics Teacher in the Middle School, 10, 122-126.
  27. Philipp, R. A., & Hawthorne, C. (2015). Unpacking Referent Units in Fraction Operations. Teaching Children Mathematics, 22(4), 240-247. https://doi.org/10.5951/teacchilmath.22.4.0240
  28. Sharon, V. V., & Swarthout, M. B. (2015). How Many in One?. Mathematics Teaching in the Middle School, 20(5), 308-312. https://doi.org/10.5951/mathteacmiddscho.20.5.0308
  29. Sharp, J., & Adams, B. (2002). Children's constructions of knowledge for fraction division after solving realistic problems. The Journal of Educational Research, 95, 333-347. https://doi.org/10.1080/00220670209596608
  30. Siebert, I. (2002). Connecting informal thinking and algorithms: The case of division of fractions. In B. Litwiller, & G. Bright (Eds.), Making sense of fractions, ratios, and proportions (pp. 247-256). Reston, VA: NCTM.
  31. Sinicrope, R., Mick, H. W., & Kolb, J. R. (2002). Interpretations of fraction division. In B. Litwiller, & G. Bright (Eds.), Making Sense of Fractions, Ratios, and Proportions (pp. 153-161), Reston, VA: NCTM.
  32. Van de Walle, J. A., Karp, K. S. & Bay-Williams, J. M. (2009). Elementary and Middle School Mathematics: Teaching developmentally. Boston: Allyn & Bacon.