오늘날 제 7차 교육과정은 학습자의 사고과정과 능력을 다양한 평가방식으로 실시하도록 권유하고 있다. 이러한 목적을 구현하기 위하여 수학과 평가는 교수-학습에 유용한 평가, 과정 중심의 평가, 다양한 방법을 활용하는 평가가 되어야 할 것이다. 이는 학습자로 하여금 스스로 학습하도록 가정하는 인식론적 변화에 바탕을 둔 최근의 평가 동향과 맥을 같이 하고 있다. 평가에서 학생의 수학활동 역시 특히 인지적 영역의 다양성을 지닌 개인에 의하여 이루어지기 때문에 수학 평가는 단편적인 정형화된 지식이 아닌 문제 해결의 전략이나 발견술과 같은 요소에서 강조되고 있는 비정형의 문제들을 통한 메타인지적인 발달과정을 고려해야 한다. 본 연구에서는 학생이 준개방형 평가문제를 해결하는 과정을 통해 자신이 얼마나 알고 있는가를 인식하며 자신의 문제 해결 전략을 점검하고 평가하는 인지적 능력에서 일어나는 변화를 알아보는 데 그 목적이 있다. 지금 현재 연구가 진행 중이며 본 연구의 결과는 다음 논문집에 발표할 예정이다.
본 연구의 목적은 중학교 수학 영재를 수학 창의적 문제해결력 검사로 판별할 때, 유창성만을 기준으로 수학 창의적 문제해결력을 채점하는 방식의 신뢰도와 타당도를 검증하는데 있다. 이를 위해서 수학영역에서의 직관적 통찰능력, 정보의 조직화 능력, 추론능력, 일반화 및 적용능력, 추상화능력, 공간화/시각화 능력, 반성적 사고력을 요구하는 문항들로 구성된 검사를 개발했다. 고급한 수학적 사고력을 요구하며 정답이 하나인 폐쇄적인 수학문항 10개와 다양한 답이 가능한 개방적인 수학 문항 5개를 영재교육기관의 교육대상자 선발과정에 지원한 중학교 1학년 1,032명에게 실시했다. 교사들은 각 문제에 대해 타당한 답을 제시한 빈도로 유창성을 채점했다. 학생들의 반응을 Rasch의 1모수 문항반응모형을 기반으로 한 BIGSTEPS로 분석했다. 문항반응 분석결과, 유창성만으로 측정한 창의성을 기준으로 한 영재교육대상자 선발의 신뢰도, 타당도, 난이도, 변별도가 모두 양호한 것으로 나타났다. 특히 덜 정의되고, 덜 구조화되고, 신선한 문제일수록 영재교육대상자 선발과정에 지원한 학생들의 수학 창의적 문제해결력을 평가하는데 양호한 문제임이 확인되었다. 이 검사는 영재교육원 지원생들이 영재학급 지원생들보다 창의적 문제해결력에서 더 우수함을 확인해주었다. 이로써 유창성만을 기준으로 수학 창의적 문제해결력을 채점하는 방식이 효율적이며, 타당하고 신뢰로울 수 있음을 확인해 주었다.
본 연구는 전문대학 공학계열 학생들의 수학 기초학습능력과 문제해결능력 신장을 위한 공학수학 수업모형의 설계원리를 도출하고 개발하는 데 목적이 있다. 본 연구를 위해서 첫째, D 대학 디지털전자과의 교수 학습환경 분석과 함께 산업체 및 졸업생을 대상으로 한 요구분석을 실시하였고, 둘째, 요구분석 결과와 관련 선행연구를 바탕으로 공학수학 수강생들의 기초수학학습능력과 문제해결능력 신장을 위한 수업모형의 기반 설계이론을 도출하였다. 연구 결과, 수업모형의 기반 설계이론으로는 (1) 수학 기본개념과 반복훈련을 통해서 수학 기초학습능력을 높이고, (2) 동료 학습자간 협력적 문제해결활동을 통해서 문제해결능력을 신장하고, (3) 학습자의 성찰을 촉진하고 학습자의 수업활동에 대한 교수자의 체계적인 점검과 즉각적인 피드백을 제공하고, (4) 최근 온라인과 모바일 환경에 익숙한 학습자들이 자기주도적으로 학습할 수 있는 환경을 제공하는 것이다.
본 연구에서는 7차 교육과정에서 6학년 때 도입되는 교과서의 비례 문제들이 학생들의 비례 추론 능력과 어떠한 관련이 있는지를 알아보기 위해 교과서의 비례 문제 해결 실태를 파악하고, 수준별 비례 추론 능력을 하위영역으로 나누어 교과서 비례 문제 해결 능력에 따라 하위영역별로 비례추론 능력이 어떠한지 분석하였다. 연구결과 교과서의 비례 문제에서 정답률이 높은 문제들은 설명에서 비례식을 이용해서 풀 수 있도록 제시되어 있었으며, 비례식을 세웠을 때 두 비 사이의 관계가 정수비로 계산이 간단하였다. 비례 추론 하위 영역 중 비감각 영역의 문제 해결을 잘하였고, 양과 변화 영역에 대한 부분의 능력은 가장 뒤떨어졌다. 교과서의 비례 문제 해결 능력과 비례 추론의 관계에 대해서는 교과서의 비례 문제 해결이 우수한 학생일수록 비례 추론 능력이 우수였다. 교과서 비례문제의 해결 결과가 비례추론 능력을 예언할 수 있다고 볼 수 있다. 교과서 비례문제 수준에 따라서 비례 추론 문제 해결의 수준차를 알아본 결과, 차이가 많이 나지 않는 문제는 꼭 비와 비율 관련 단원이 아니라도 수학 교과서에서 다양하게 접할 수 있는 문제였고, 수준별 차이가 많이 나는 문제는 그동안 교과서에서 쉽게 접해보지 못한 유형으로 단순히 비례식을 이용해서는 해결할 수 없는 문제들이었다. 따라서, 비례추론 하위 영역별로 모든 영역에 대하여 능력을 향상시키기 위해서는 교과서에 비례식 외에 다양한 상황과 내용의 비례문제를 포함하여 지도하여야 할 것이다.
창의적 생산력 신장은 우리나라 영재교육의 목표 중 하나로, 실제 영재교육 현장에서의 학습-지도 및 평가 활동의 주요 초점이 여기에 맞춰져 있다. 수학영재교육의 목표와 교육 활동도 다르지 않으며 이를 위해 수학영재의 창의적 생산력을 어떻게 정의하고 어떤 과정을 통해 이를 신장시킬 것인지에 대한 연구가 필요하다. 이 연구는 수학영재의 특성과 능력을 정의하고 파악하는 데에는 어떤 특화된 능력 요소가 고려되어야 할 것인지 고찰하여 창의적 생산력의 하위요소를 인지적 능력, 창의적 문제해결을 해 낼 수 있는 수행능력, 그리고 스스로의 정의적 특성이나 정서적 요인을 조정하고 인지, 수행 과정을 모니터링, 조정, 운영하는 메타-조정능력으로 구분하였다. 이에 창의적 생산력 발현의 핵심과정이 되는 창의적 문제해결 과정을 설명하고 실제 학습-지도 과정에서 활용하기 위한, 수학영재의 창의적 생산력 신장을 위한 방안 모색의 일환으로서 수학영재의 창의적 문제해결 모델을 제시하였다.
수학교육에서 목표지향형 평가는 교육목표를 세분화시키고 목표한 평가 기준에 성취해야할 최저 수준에 입각해서 하는 평가이다. 일반적으로 수학교육의 목표에는 문제해결능력의 향상, 새로운 지도법의 개발, 교과과정의 개발 및 그 교과목의 시행과 추천하고자하는 평가법, 자력에 의한 발전적인 문제 해결지도와 수학적 사고력 향상에 있으며 그런 사고력 검정을 위한 문제 출제 및 문제 변별력 측정, 문제 해결 시도를 위한 효과적인 지도법의 개발 등은 모두 수학과의 목표지향형 평가의 개선에 유익한 시도로 인정되고 있다.(중략)
본 연구에서는 교실친화적 교사가 갖추어야 할 내용 즉 '교실 활동 능력', '자기 개발 능력', 그리고 '교직 품성'의 세 영역을 중심으로 PBL 프로그램을 개발하고 그것을 적용하여 '교실친화적 초등 수학교사' 및 문제해결학습에 대한 개념을 명료화하여 두 개념의 융합점을 찾아 적용 가능성을 진단하고 '교실친화적 초등 수학교사'의 전문성 향상을 위한 PBL을 적용할 수 있는 프로그램을 개발 적용하며 그의 효과를 연구하였다. 그 결과로 예비교사들은 PBL을 통하여 수학에 대한 사고, 수학 학습에 대한 사고, 수학 교수에 대한 사고들이 긍정적인 방향으로 변화됨을 알 수 있었고 교실활동 능력과 교직품성을 기를 수 있었으며 문제해결을 위한 새로운 지식의 적용 및 문제해결 계획에 대한 반성과 개별학습 및 협동학습을 통하여 공통의 해결 방안을 강구함으로써 자기 개발 능력을 기를 수 있었다.
본 연구에서는 학생들의 생활과 밀접한 공간을 기반으로 한 비구조화된 문제를 개발하고 수업에 적용하였다. 이 과정에서 6학년 학생들의 공간 추론 능력으로는 외적 추론에 비해 내적 추론에서 어려움을 표했으며, 공간 추론이 수와 연산, 측정 등의 영역과 연계되어 활용될 때 그 수준이 더 높게 나타났다. 문제 해결 능력에서는 반성 요소가 미흡하게 나타났으며 초등 현장에서 온라인 환경에서의 협력과 수학적 모델링 학습이 적용 가능하다는 결과를 얻었다. 이를 통해 수학 교육 현장에 공간 학습과 실생활 문제 해결에 관한 의미 있는 시사점을 도출할 것으로 기대된다.
본 연구는 학습자 스스로 수학적 오류를 분석하고 반성적 문제 만들기 활동을 하도록 한 것이 문제해결력과 수학적 태도에 미치는 영향을 알아보기 위한 것이다. 본 연구를 위하여 서울특별시 강서구에 소재한 초등학교 5학년 2개 반(62명)을 대상으로 실험집단과 비교집단을 선정하였다. 연구 결과 반성적 문제 만들기 활동은 학생들로 하여금 구하고자 하는 것을 파악하는 능력과 문제를 해결하는데 필요한 조건을 선별하여 활용하는 능력을 향상시켜 학생들의 문제해결력 향상에 효과적이었다. 또한, 학습자가 가지고 있었던 수학적 오개념을 수정하고 올바른 수학적 개념을 정립하는데 도움을 주었다. 그리고 반성적 문제 만들기 활동은 학생들의 수학적 의지를 향상시키고 반성적 사고를 촉진시키며, 반성의 과정에서 자연스럽게 스스로 자신의 문제를 풀이 과정을 점검하는 습관을 갖도록 하는데 도움을 주었다. 학습자는 반성적 문제가 올바르게 만들어졌는지 점검하고 이것을 바르게 해결하기 위해, 토의 활동에서 타인과의 수학적 의사소통에 적극적으로 참여하는 모습과 함께 끝까지 스스로 문제를 해결하고자 하는 과제집착력을 강하게 나타냈다.
이 연구는 수학 창의적 문제해결력을 바탕으로 수학 영재를 판별하기 위해서 수학 창의적 문제해결력 검사를 개발하고, 유창성만으로 수학 창의성을 평가한 이 검사 방법의 신뢰도와 타당도를 검증하는데 있다. 10개의 개방적인 수학 문제를 개발한 바, 수학적으로는 직관적 통찰력, 정보 조직력, 추론능력, 일반화 및 적용력, 반성적 사고력을 요구하는 문제들이다. 이 10문항을 영재교육기관에 입학하고자 지원한 초등학교 5학년 2,2029명에게 실시했다. 교사들은 각 문제에 대해 타당한 답을 제시한 빈도로 유창성을 측정했다. 학생들의 반응은 Rasch의 1모수 문항반응모형을 기반으로 한 BIGSTEPTS 로 분석했다. 문항반응 분석결과, 이 검사는 창의성을 유창성만으로 측정할 때도 영재판별 검사로서 신뢰도, 타당도, 난이도, 변별도가 모두 양호한 것으로 나타났다. 덜 정의되고, 덜 구조화되고, 신선한 문제가 영재교육 프로그램에 지원한 학생들의 수학 창의성을 측정하는데 좋은 문제임을 확인할 수 있었다. 또한 이 검사는 남학생이 여학생보다 수학 창의적 문제해결력이 우수하며, 영재교육원에 지원한 학생들이 수학영재학급에 지원한 학생들보다 더 우수함을 확인해 주었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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