East Asian mathematical journal

  • 제38권4호
  • /
  • Pages.463-496
  • /
  • 2022
  • /
  • 1226-6973(pISSN)
  • /
  • 2287-2833(eISSN)
영남수학회 (The Youngnam Mathematical Society)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

융합 수업 프로그램에서 나타나는 초등 수학 영재들의 수학적 창의성과 컴퓨팅 사고 분석

An Analysis on the Mathematical Creativity and Computational Thinking of Elementary School Mathematical Gifted Students in the Convergence Class Programs

  • Kang, Joo Young (JIN-YEONG GEUMBYEONG Elementary School) ;
  • Kim, Dong Hwa (Department of Mathematics Education Pusan National University) ;
  • Seo, Hae Ae (Department of Biology Education Pusan National University)
  • 투고 : 2022.07.06
  • 심사 : 2022.08.26
  • 발행 : 2022.08.31
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

The purpose of this study is to analyze the mathematical creativity and computational thinking of mathematically gifted elementary students through a convergence class using programming and to identify what it means to provide the convergence class using Python for the mathematical creativity and computational thinking of mathematically gifted elementary students. To this end, the content of the nine sessions of the Python-applied convergence programs were developed, exploratory and heuristic case study was conducted to observe and analyze the mathematical creativity and computational thinking of mathematically gifted elementary students. The subject of this study was a single group of sixteen students from the mathematics and science gifted class, and the content of the nine sessions of the Python convergence class was recorded on their tablets. Additional data was collected through audio recording, observation. In fact, in order to solve a given problem creatively, students not only naturally organized and formalized existing mathematical concepts, mathematical symbols, and programming instructions, but also showed divergent thinking to solve problems flexibly from various perspectives. In addition, students experienced abstraction, iterative thinking, and critical thinking through activities to remove unnecessary elements, extract key elements, analyze mathematical concepts, and decompose problems into small components, and math gifted students showed a sense of achievement and challenge.

키워드

참고문헌

  1. 강신천, 안성진, 성영훈, 정영식, 김영애, 서정희, 박세영 (2019). 해외 소프트웨어교육 운영 현황에 대한 실증자료 분석 리포트. KERIS 이슈 리포트, 2019(3).
  2. 강주영, 김동화 (2020). 중등 수학 영재의 독창성에 관한 고찰. 과학영재교육, 12(3), 212-225.
  3. 교육부 (2015a). 수학과 교육과정. 교육부 고시 제 2015-74호 [별책8번].
  4. 교육부 (2015b). 제2차 수학교육 종합 계획. 교육부 보도자료(2015.03.16.).
  5. 권오남, 박정숙, 박지현, 조영미 (2005). 시리즈 A: 개방형 문제 중심의 프로그램이 수학적 창의력에 미치는 효과. 한국수학교육학회지 시리즈 A-수학교육, 44(2), 307-323.
  6. 김나리, 서용현, 조한혁 (2018). 코딩수학 내용 및 환경 설계-수학화와 컴퓨팅 사고력을 중심으로-. 학습자중심교과교육연구, 18(4), 647-673.
  7. 김동화, 김영아, 강주영 (2018). 중등수학영재의 수학적 창의성에 대한 고찰. East Asian Mathematical Journal, 34(4), 429-449. https://doi.org/10.7858/EAMJ.2018.029
  8. 김병수 (2014). 계산적 사고력 신장을 위한 PPS기반 프로그래밍 교육 프로그램. 제주대학교 대학원 박사 학위논문.
  9. 김부윤, 이지성 (2007). 수학적 창의성에 대한 관점 연구. 수학교육, 46(3), 293-302.
  10. 김상룡 (2002). 초등수학에서 동화의 활용 방안 탐색. 초등수학교육, 6(1), 29-40.
  11. 김언주 (1997). 창의력 사고에 있어서 정서의 문제. 창의력교육연구, 1(2), 171-189.
  12. 김영직 (2020). 문제해결 프로그래밍 교육을 위한 컴퓨팅 사고력 기반 테스트 중심 문제해결(CT-TDPS) 학습 모형 개발 및 적용. 한국교원대학교 대학원 박사학위논문.
  13. 김예미, 고호경, 허난 (2020). 파이썬을 활용한 중학교 1학년 소인수분해의 수학과 코딩 융합 교수.학습 자료 개발 연구. 수학교육논문집, 34(4), 563-585.
  14. 김원준, 김은아, 오세경 (2019). 유아코딩교육에 대한 유아교사의 인식분석. 열린유아교육연구, 24(2), 307-337.
  15. 김유경, 방정숙 (2015). 수학 기반 융합 수업 모형의 가능성 탐색. 初等 數學敎育, 18(2), 107-122.
  16. 김종진 (2011). EPL을 이용한 창의성 증진 교육 프로그램 개발 및 적용에 관한 연구. 홍익대학교 대학원 박사학위논문.
  17. 김판수 (2008). 창의성 이론을 통해 본 수학 창의성. 영재교육연구, 18(3), 465-496.
  18. 김홍원, 박경미, 김수환, 김신영, 채선희 (1997). 창의력 신장을 돕는 중학교 수학과 학습평가 방법 연구, 한국교육개발원 연구보고서.
  19. 남승인, 류성림, 신준식, 우동하, 이용희 (2016). 수학영재교육: 이론과 실제. 경문사.
  20. 류성림, 이종학, 윤마병, 김학성 (2018). 초등학교 영재교육을 위한 수학.과학 중심의 융합교육 프로그램 개발. 한국융합학회논문지, 9(10), 217-228. https://doi.org/10.15207/JKCS.2018.9.10.217
  21. 류희찬, 장인옥 (2010). LOGO를 이용한 프로젝트 학습에서 나타난 초등 수학영재 학생들의 전략적 사고. 대한수학교육학회지 수학교육학연구, 20(4), 459-476.
  22. 문성재, 노정원, 노예솔, 이경화(2019). 연구공동체 활동을 통한 한 경력교사의 전문성 신장: 수학적 창의성 촉진을 위한 대푯값 과제의 변형과 실행을 중심으로. 학교수학, 58(4), 545-566.
  23. 문용린 (2010). 배려와 나눔을 실현하는 창의인재육성을 위한 창의.인성교육 활성화 방안 연구. 한국과학창의재단.
  24. 박대륜, 유인환 (2018). 초등학생을 위한 로봇 활용 파이썬 학습 모형 개발. 정보교육학회논문지, 22(3), 357-366. https://doi.org/10.14352/jkaie.2018.22.3.357
  25. 박성현 (2002). 컴퓨터과학을 위한 수학교육. 중앙대학교 석사학위논문.
  26. 박재현 (2014). 평이한 정형문제를 통한 창의성 수준과 성향에 대한 사례연구. 한국교원대학교 대학원 석사학위논문.
  27. 박주연 (2015). Scratch 프로그래밍 수업에서 학습자 특성, 학습몰입, 학습 효과의 구조적 관계 규명. 이화여자대학교 대학원 박사학위논문.
  28. 서용현 (2019). 초중등 연계 코딩수학 교육과정 개발 및 적용. 서울대학교 교육대학원 석사학위논문.
  29. 신동조, 고상숙 (2019). 수학교육에서 계산적 사고(Computational Thinking)의 의미 및 연구 동향 탐색. 수학교육, 58(4), 483-505.
  30. 신수범 (2015). 스크래치 소프트웨어 교육을 통한 컴퓨팅 사고력 향상 효과. 한국컴퓨터정보학회논문지, 20(11), 191-197. https://doi.org/10.9708/JKSCI.2015.20.11.191
  31. 심광섭, 심성아 (2018). 파이썬 코딩을 도입한 수학 교과 지도 방안 개발-2015 개정 교육과정 중학교 수학 교과의 '소인수분해' 내용을 중심으로-. 성신여자대학교 교육문제연구소, 73, 43-64.
  32. 안성진 (2015). Computational Thinking에 대한 이해, 정보문화포럼 2015년 연구보고서.
  33. 양재명, 이원규, 김자미, 윤일규, 서정희, 우호성, 양혜지, 김민정, 최희정 (2017). 2017년도 소프트웨어(SW)교육 연구학교 현황 및 효과성 분석. 한국교육학술정보원.
  34. 유정호 (2015). 수학 내용 기반의 코딩 교육 프로그램 개발. 서울교육대학교 교육전문대학원 석사학위논문.
  35. 유중현, 김종혜 (2008). 문제해결과정에서의 정보과학적 사고 능력에 대한 개념적 고찰, 정보창의교육논문지, 2(2), 15-24.
  36. 이경화 (2015). 수학적 창의성. 경문사.
  37. 이대현 (2012). 수학적 창의성의 요소와 창의성 개발을 위한 수업 모델 탐색. 한국초등수학교육학회지, 16(1), 39-61.
  38. 이도영, 정종인 (2018). 중학교 수학 통계 영역과 파이썬(Python) 프로그래밍 융합수업이 문제해결력과 교과 흥미도에 미치는 영향. 한국산학기술학회논문지, 20(4), 336-344. https://doi.org/10.5762/KAIS.2019.20.4.336
  39. 이승우 (2020). 프랑스 중학교 수학 교육과정 분석: '알고리즘과 프로그래밍' 영역을 중심으로. 학교수학, 22(1), 125-159.
  40. 이은석 (2013). LOGO에서 별다각형 그리기를 활용한 초등수학영재교육 학습 지도 자료 개발. 공주교육대학교 교육대학원 석사학위 논문.
  41. 이재호, 장준형 (2018). 컴퓨팅 사고력 검사도구 개발을 위한 탐색. 창의정보문화연구, 4(3), 273-283. https://doi.org/10.32823/JCIC.4.3.201812.273
  42. 이재호, 장준형 (2020). 일반학생과 영재학생의 소프트웨어교육을 통한 컴퓨팅 사고력 신장 효과 비교 분석. 영재교육연구, 30(1), 55-64.
  43. 이지성 (2006). 수학적 창의성의 창의적 태도에 대한 측정 도구의 개발과 적용. 부산대학교 대학원 박사학위논문.
  44. 장인옥 (2010). LOGO를 이용한 프로젝트 학습에서 나타난 초등 수학 영재 학생들의 전략적 사고와 교사 역할. 한국교원대학교 대학원 박사학위논문.
  45. 전영국 (2015). 컴퓨터 프로그래밍과 창의성 발현 활동에 관한 질적 사례 연구: NetLogo 기반의 계산적 사고 중심으로. 컴퓨터교육학회 논문지, 18(3), 1-14.
  46. 정인우, 조한혁 (2020). 3차원 좌표계 기반 코딩환경을 활용한 수학적 창의성 발현 방안: 코딩과제 설계 및 코드표현의 분석을 중심으로. 학교수학, 22(1), 161-181.
  47. 정진주 (2020). 컴퓨팅 사고력 신장을 위한 초등 수학 영재용 학습 자료 개발. 경인교육대학교 교육전문대학원 석사학위논문.
  48. 지현경 (2021). 창의적 문제해결을 위한 교과-소프트웨어융합 수업설계 모형 개발 연구. 서울대학교 대학원 박사학위논문.
  49. 최인선 (2012). 수학적 창의성 연구에 대한 고찰. 한국수학교육학회 학술발표논문집, 2012(2), 29-32.
  50. 황우형, 최계현, 김경미, 이명희 (2006). 수학교육과 수학적 창의성. 한국수학교육학회지 시리즈 E 수학교육 논문집, 20(4), 561-574.
  51. 황혜진 (2016). 스크래치를 활용한 방과후 융합인재교육(STEAM) 수학수업 교육과정 개발 및 적용. 신라대학교 교육대학원 석사학위논문.
  52. Becker, J. P., & Shimada, S. (1997). The open-ended approach: A new proposal for teaching mathematics. Reston, VA: NCTM.
  53. Clement, D. H., Battista, M. T., & Sarama, J. (2001). Logo and geometry. Journal for Research in Mathematics Education, Monograph, 10, i+1-177. https://doi.org/10.2307/749924
  54. Ervynck, G. (1991). Mathematical creativity. In D. Tall. (Ed.), Advanced mathematical thinking (pp. 42-53). Netherlands: Kluwer Academic Publishers.
  55. Haylock, D. W. (1987). A framework for assessing mathematical creativity in schoolchildren. Educational Studies in Mathematics, 18(1), 59-74. https://doi.org/10.1007/BF00367914
  56. CSTA & ISTE. (2011). Operational definition of computational thinking for K-12education. Retrieved June 17, 2019, from http://csta.acm.org/Curriculum/sub/CurrFiles/CompThinkingFlyer.pdf
  57. Krutetskii, V. A. (2014). 수학적 능력의 심리학 [송상헌, 임재훈, 권석일, 남진영, 정영옥, 서동엽, 김성준, 김지원, 역] (원본 출간년도 : 1976). 서울 : 경문사.
  58. Lee, K. H. (2017). Convergent and divergent thinking in task modification: A case of Korean prospective mathematics teachers' exploration. ZDM, 49(7), 995-1008. https://doi.org/10.1007/s11858-017-0889-x
  59. Polya, G. (1957). How to solve it: A new aspect of mathematical method(2nd). (Ed.), 우정호 (역) (2008). 어떻게 문제를 풀 것인가. 교우사.
  60. Silver, E. A. (1997). Fostering Creativity through Instruction Rich in Mathematical Problem Solving and Problem Posing. ZDM, 29(3), 75-80. https://doi.org/10.1007/s11858-997-0003-x
  61. Sriraman, B. (2005). Are giftedness and creativity synonyms in mathematics? The Journal of Secondary Gifted Education, 17(1), 20-36. https://doi.org/10.4219/jsge-2005-389
  62. Tall, D. (1991). Advanced mathematical thinking. 류희찬, 조완영, 김인수(역)(2003). 고등수학적 사고. 경문사.
  63. Wing, J. M. (2006). Computational thinking. Communications of the ACM, 49(3), 33-35. https://doi.org/10.1145/1118178.1118215
  64. Wing, J. M. (2017). Computational thinking's influence on research and education for all. Italian Journal of Educational Technology, 25(2), 7-14.
  65. Wolfram. C. (2020). The Math(s) Fix: An Education Blueprint for the AI Age-Wolfram Media. Wolfram Media, Inc.