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http://dx.doi.org/10.7468/jksmec.2013.16.1.001

The Effects of 4D-Frame Teaching upon Mathematically Gifted Elementary Students' Mathematical Creativity and Spatial Sense  

Lee, Ju Yong (Daegu Dongpyung Elementary School)
Choi, Jae Ho (Deparment of Mathematics Education, Daegu National University of Education)
Publication Information
Education of Primary School Mathematics / v.16, no.1, 2013 , pp. 1-20 More about this Journal
Abstract
The aim of this study was to develop a gifted educational program in math-gifted class in elementary school using recently developed 4D-frame. This study identified how this program impacted on spatial sense and mathematical creativity for mathematically gifted students. The investigation attempted to contribute to the developments for the gifted educational program. To achieve the aim, the study analysed the 5 and 6th graders' figure learning contents from a revised version of the 2007 national curriculum. According to this analysis, twelve learning sections were developed on the basis of 4D-frame in the math-gifted educational program. The results of the study is as follows. First, a learning program using 4D-frame for spatial sense from mathematically gifted elementary school students was statistically significant. A sub-factor of spatial visualization called mental rotation and sub-factors of spatial orientations such as sense of distance and sense of spatial perception were statistically significant. Second, the learning program that uses 4D-frame for mathematical creativity was statistically significant. The sub-factors of mathematical creativity such as fluency, flexibility and originality were all statistically significant. Third, the manipulation properties of 4D-frame helped to understand the characteristics of various solid figures. Through the math discussions in the class, participants' error correction was promoted. The advantage of 4D-frame including easier manipulation helped participants' originality for their own sculpture. In summary, this found that the learning program using 4D-frame attributed to improve the spatial sense and mathematical creativity for mathematically gifted students in elementary school. These results indicated that the writers' learning program will help to develop the programs for the gifted education program in the future.
Keywords
mathematically gifted elementary school students; spatial sense; mathematical creativity; 4D-frame;
Citations & Related Records
Times Cited By KSCI : 1  (Citation Analysis)
연도 인용수 순위
1 Del Grande. J. J.(1987). Spatial perception and primary geometry. In M. M. Lindquist & A. P. Shults(Eds.), Leaning and teaching geometry, K-12 1987 yearbook. 126-135. Reston. VA: NCTM.
2 Del Grande. J. J.(1990). Spatial sense. The Arithmetic Teacher, 37(6), 14-20.
3 Krutetskii, V. A.(1976) The Psychology of Mathematical Abilities in Schoolchildren Tranlated by Teller; edited by Jeremy Kilpatrik, and Izaak. Wirszup Chicago: University of Chicago Press.
4 우정호(2000). 수학 학습-지도 원리와 방법. 서울:서울대학교 출판부.(Woo, J.H.(2000). A principle and method of instruction for mathematics. Seoul: SNU.)
5 우동하(2004). 영재 어린이의 이해와 교육. 서울: 학문사.(Woo, D.H.(2004). Understanding of gifted children and education. Seoul: Hakmoonsa.)
6 윤여홍(2000). 영재의 심리적 특성과 정서발달을 위한 상담. 한국심리학회지, 19(1), 79-101.(Yoon, Y.H.(2000). The psychological characteristics of gifted children and counseling for emotional development. Korean Journal of Psychology, 19(1), 79-101)
7 이동규(2006). 제7차 수학과 교육과정의 공간감각 영역에서 사용 가능한 교구 개발. 공주교육대학교 교육대학원 석사학위논문.(Lee, D.K(2006). The development of teaching tools available in the area of spatial sense for the 7th National curriculm. Master dissertation, GNUE.)
8 이명희(2003) 패턴블럭 조작활동이 공간감각 발달에 미치는 영향. 대구교육대학교 교육대학원 석사학위 논문.(Lee, M.H.(2003). The effects on the spatial sense by the mathematical subjects using with pattern blocks. Master dissertation, DNUE.)
9 이상희(2012). 4D 프레임을 활용한 교수․학습 지도방법 연구 - 정다면체와 회전체 중심으로. 계명대학교 대학원 석사학위 논문.(Lee, S.H.(2012). A study on the guidance method of teaching-learning using 4D frame - A focus on regular polyhedrons and solids of revolution. Master dissertation, KMU.)
10 이성미(2007). 초등학생들의 공간감각 이해능력 실태조사. 한국교원대학교 대학원 석사학위 논문.(Lee, S.M.(2007). A survey on the understanding of spatial sense of elementary school students. Master dissertation, KNUE)
11 이슬이(2010). 4D 프레임을 이용한 활동 중심의 수준별 교수․학습 지도방안 연구(정다면체 단원을 중심으로). 창원대학교 대학원 석사학위 논문(Lee, S.Y.(2010). A study on the guidance method of teaching-learning focused on activities using 4D frame - Centering on a chapter of regular polyhedron. Master dissertation, CHANGWOON.)
12 이유리(2010). 수학과학 영재 중학생과 일반 중학생의 상위인지전략 및 몰입이 진로태도성숙에 미치는 영 향 비교. 동국대학교 석사학위 논문.(Lee, Y.R.(2010). The infuence of the metacognitive strategy and flow of the gifted and general middle school students upon the career attitude maturity. Master dissertation, DONGGUK.)
13 신경순(2001). 초등학교 수학수업에서 지오보드의 활용방안 연구. 경인교육대학교 교육대학원 석사학위 논문(Sin, K,S.(2001). A study on the method for using the Geoboard in mathematics class of elementary school. Master dissertation, GINUE.)
14 이종희․김기연(2007). 창의적 생산력 신장의 교육목표 이해를 위한 수학영재의 수학적 창의성 개념 탐색. 한국수학교육학회지시리즈 A<수학교육>, 46(4), 445-464.(Lee, J.H. & Kim, K.Y.(2007). A study on the conpect of mathematical creativity in the mathematically gifted aspect. The Mathematical Education, 46(4), 445-464..)
15 정부용(2003). 공간 시각화 과정에서 교구의 역할. 한국교원대학교 교육대학원 석사학위 논문.(Jung, B.Y.(2003). A role of tools in the process of spatial visualization. Master dissertation, KNUE.)
16 류수진(2007). 초등학교 수학수업에서의 조작교구 (Math300)의 활용방안. 부산교육대학교 교육대학원 석사학위 논문.(Ryu, S.J.(2007). A study of the applications of manipulative materials (Math 300) in elementary mathematics teaching. Master dissertation, BNUE.)
17 류옥자(2002). 수학적 활동을 통한 공간감각 능력의 신장 방안. 부산교육대학교 교육대학원 석사학위 논문.(Ryu, O.J.(2002). A scheme to extend spatial sense abilities through mathematical activities. Master dissertation, BNUE.)
18 박회경(2003). 성격 특성에 따른 개방형 교수법이 수학적 창의성에 미치는 효과. 한국교원대학교 석사학위논문.(Park, H.K.(2003). The effects of mathematical creativity under the open-ended approach applied by the personality traits of individuals. Master dissertation, KNUE.)
19 박성익.조석희.김흥원.이지현.윤여홍.진석언.한기순 (2004). 영재교육학원론, 서울: 교육과학사.(Park, S. I., Cho, S. H., Kim, H. W., Lee, J. H., Yoon, E. H., Jin, S. E., & Han, K. S.(2004). The principle of gifted education. Seoul: Kyoyookbook.)
20 박현미(2006). 바닥깔기를 활용한 수학학습이 공간 감각 능력 신장에 미치는 효과. 부산교육대학교 교육대학원 석사학위 논문.(Park. H. M.(2006). The effects of mathematics learning though tessellation activities on the improvement of spatial sensibility. Master dissertation, BNUE.)
21 박현미.강신포.김성준(2011). 테셀레이션을 활용한 수학학습이 공간감각능력에 미치는 효과 분석. 한국초등수학교육학회지, 11(2), 117-136.(Park, H. M., Kang, S. P. & Kim, S. J.(2011). An analysis on the effects of mathematics learning through tessellation activities on spatial sense. Journal of Elementary Mathematics Education in Korea, 11(2), 117-136.)
22 서혜애.손연아.김경진(2003). 영재교육기관 교수․학습실태 분석. 한국교육개발원 수탁연구 CR2003-26, 302p.(Seo, H.E., Son, Y.A. & Kim, K.J.(2003). Analysis for current condition of teaching-learning of gifted education institute. KEDI.)
23 박호걸(2006). 제 3의 흙 4D 프레임. 포디랜드․포디창의연구소.(Park, H, G.(2006). The third ground 4D frame. 4D Land.)
24 방승진 최중오(2010). 수학 학문적 창의성 신장을 위한 멘토십 프로그램 모형 개발. 영재교육연구, 20(1), 205-229.(Bang, S. J. & Choi, J. O.(2010). Implementations of mentorship program model for the academic creativities of mathematics. Journal of Gifted/Talented Education, 20(1), 205-229.)
25 배주란(2010). 포디프레임을 이용한 활동 중심의 교수학습 방안 연구. 전남대학교 석사학위논문.(Bae, J. R.(2010). Study on measures of teaching-learning focused on activities using 4D frame. Master dissertation, JNU.)
26 송상헌(1998). 수학 영재성 측정과 판별에 관한 연구. 서울대학교 대학원 박사학위 논문.(Song, S. H.(1998). A study on the measurement and discrimination of the mathematical giftedness. Unpublished doctoral dissertation, Seoul National University, Korea.)
27 신국환(1998). 초등학생의 공간 지각 발달에 관한 연구: 입체 도형에 대한 평면 표현을 중심으로. 한국교원대학교 석사학위 논문.(Sin, G,H.(1998). A study on the development of Spatial perception for elementary students. Master dissertation, KNUE.)
28 구광조(1992). 수학교육과정과 평가의 새로운 방향. 서울: 경문사.(Koo, K, J.(1992). New Direction of Mathematics Curriculum and Evaluation. Seoul: Kyungmoonsa.)
29 권오남.박정숙.박지현.조영미(2006). 개방형 문제 중심의 프로그램이 수학적 창의력에 미치는 효과. 한국수학교육학회지 시리즈 A <수학교육>, 44(2), 307-323.(Kwon, O. N., Park, J. S., Park, J. H., & Cho, Y. M.(2006). Cultivating mathematical creativity though open-ended approaches: Development of a program and effectiveness analysis. The Mathematical Education, 44(2), 307-323.)
30 권혁경(2007). 초등학교 수학수업에 공간 감각 발달을 위한 거울상 탐구활동 지도방안. 경인교육대학교 석사학위 논문.(Kwon, H. K.(2007). Teaching program of mirror image-investigation activities to develop spatial sense in elementary mathematics class. Unpublished master's thesis, GINUE.)
31 교육과학기술부(2011). 초등학교 교사용 지도서 5-1. 5-2. 6-1. 6-2. 서울: 두산동아(주).(Ministry of Education(2011). Elementary mathematics Teachers' Guide 5-1, 5-2, 6-1, 6-2. Seoul: Dusan Donga.)
32 김민정(2006). 수학영재의 특성에 관한 사례 연구. 대구교육대학교 석사학위 논문.(Kim, M.J.(2006). A case study on characteristics of the mathematics gifted children. Master dissertation, DNUE.)
33 김은영(2009). 4D frame 활용 학습이 초등학생의 공간감각 능력 신장에 미치는 효과. 서울교육대학교 교육대학원석사학위 논문.(Kim, E.Y.(2009). The effects of using the 4D frame for the development of spatial sense of the elementary school students. Master dissertation, SNUE.)
34 김부윤.이지성(2005) 수학적 창의성의 평가방안에 대한 모색. 한국학교수학회 논문집. 8(3), 327-341.(Kim, B.Y. & Lee, J.S.(2005). A note on the assessment of mathematical creativity. Journal of The. Korean School Mathematics Society, 8(3), 327-341.)
35 김원석(2011). 서술형 문제를 활용한 수학수업이 수학적 창의성과 수학 학습태도에 미치는 영향. 서울교육대학교 교육대학원 석사학위 논문.(Kim, W.S.(2011). The effects of mathematical instruction using description-type problems on mathematical creativity and attitude towards mathematics. Master dissertation, SNUE.)
36 김유경(2007). 초등학교 6학년 학생들의 공간감각과 공간추론능력 실태조사(3차원을 중심으로). 한국교원대학교 대학원 석사학위 논문.(Kim, Y.K.(2007). A survey on 6th students' spatial sense and spatial reasoning-focused on three dimension. Master dissertation, KNUE.)
37 김응태․박한식․우정호(2007). 수학교육학개론. 서울: 서울대학교 출판부.(Kim, Y.T., Park, H.S. & Woo, J.H(2007). Introduction to Mathematics Education. Seoul: SNU.)
38 김지영(2002). 창의성 신장을 위한 초등학교 수학 영재 학급용 프로그램 개발에 관한 연구. 경인교육대학교 교육대학원 석사학위논문.(Kim, J. Y.(2002). A study on the development of mathematical creativity program for math-gifted class in elementary school. Master dissertation, GINUE.)
39 김홍원․김명숙․송상헌(1996). 수학 영재 판별 도구 개발 연구(I)-기초연구편. 한국교육개발원.(Kim, H. W., Kim, M. S., & Song, S. H.(1996). The development of test items for the identification of math-gifted(I). KEDI.)
40 김효진(2000). 초등영재교육의 실태와 문제점 : 교사의 인식을 중심으로. 고려대학교 교육대학원 석사학위 논문.(Kim, H.J.(2000). Current conditions and problems for the gifted education in elementary school-focused on teachers' perception. Master dissertation, KOREA.)
41 National Council of Teachers Mathematics(2007). 학교수학을 위한 원리와 규준 (류희찬 외 5인 공역), 서울: 경문사. (원저 2000년 출판)
42 Mcgee, M. G.(1979). Human spatial abilities: Psychometric studies and environmental, genetic, hormonal, and heurological influence. Psychological Bulletin, 86(5), 889-918.   DOI   ScienceOn
43 Miller, R. C.(1990), Discovering Mathematical Talent (ERIC Digest No. E321487). Teston, VA: The Council for Excepectional Childre ERIC Clearinghouse on Disabilities and Gifted Education.
44 National Council of Teachers Mathematics(1989). Curriculum and evaluation Standards for school mathematics. Reston, VA: The Author.
45 Renzulli, J. S., Smith, L. H., & White, A. J.(1997).Scales for rating the Behavioral characteristics of Superior Students. Mansfield Center, CT: Creative Learning Press.
46 Tartre. L. A.(1990). Spatial orientation skill and mathematical problem solving. Journal for Research in Mathematics Education, 21(3), 216-229.   DOI   ScienceOn
47 최미연(2004). 초등학생의 공간능력에서 남녀차에 관한 연구. 한국교원대학교 대학원 석사학위 논문.(Choi, M.Y.(2004). Study on gender differences in elementary school Children's spatial ability. Master dissertation, KNUE.)
48 조보영(2003). 공간 감각 발달을 위한 탱그램 자료개발 연구. 서울교육대학교 석사학위 논문.(Cho, B.Y.(2003). Devising materials for developing spatial sense by using tangram. Master dissertation, SNUE.)
49 조현제(2005). 지오픽스와 4D 프레임을 이용한 활동지향적 교수-학습 자료 개발 및 적용. 경남대학교 석사학위논문.(Cho, H.J.(2005). On the development of the activity-based learning contents using Geofix and 4D frame in mathematics - principally as based polyhedrons. Master dissertation, KYUNGNAM.)
50 주영(2003). 패턴블럭 활용 학습이 공간감각 신장에 미치는 효과. 학국교원대학교 교육대학원 석사학위 논문.(Joo, Y.(2003). The effects of learning with pattern blocks on the development of spatial sense. Master dissertation, KNUE.)
51 최병훈.방정숙(2012). 수학적 창의성 교육에 관한 연구 동향 분석. 영재교육연구, 22(1), 197-215.(Choi, B.H. & Pang, J.S.(2012). Analysis of research trands in mathematical creativity education. Journal of Gifted/Talented Education, 22(1), 197-215.)
52 최은주(2009). 초등학교 수학 수업에서의 수학교구 활용 연구. 대구교육대학교 대학원 석사학위 논문.(Choi, E.J.(2009). A study on the use of mathematical meterials in elementary school mathematics. Master dissertation, DNUE.)
53 최은선(2010). 초등수학 영재교육을 위한 수학적 창의성 개념 연구. 서울교육대학교 대학원 석사학위 논문.(Choi, E.S.(2010). A study on the concept of mathematical creativity for the education of mathematically gifted children. Master dissertation, SNUE.)
54 태혜경(2001). 큐브(쌓기나무)를 화용한 학습이 중학생의 공간 시각화 능력에 미치는 영향. 이화여자대학교 석사학위 논문.(Tae, H.K.(2001). The effect of spatial visualization education with cubes on middle school boys and girls. Master dissertation, EWHA.)
55 한기완(2002). 초등학교 수학에서 공간감각 지도에 관한 연구. 단국대학교 대학원 수학교육과 박사학위논문.(Han, K.W.(2002). A study on teaching spatial sense in primary school mathematics. Doctoral dissertation, DANKOOK.)
56 Baroody, A. j. & Coslick, R. T.(2005). 수학의 힘을 길러주자. 왜? 어떻게? (권성룡 외 11인 공역), 서울: 경문사. (원저 1998년 출판)
57 Clements. M. A.(1983). The question of how spatial ability is defined and its relevance to mathematics education. Zentralblantt fur Didaktik der Mathematik, 15, 8-20.