수학 학습의 목표를 수학적 사고력의 신장이라는 측면에서 보았을 때 이를 위하여 문제에 대한 다양한 해법을 찾는 활동은 중요하다. 문제에 대한 다양한 접근은 문제해결의 전략을 학습시키고 사고의 유연성을 길러줄 수 있는 방법이 된다. 문제에 대한 다양한 해법을 찾는 과정에서 이미 알고 있는 지식이 어떻게 응용되는지를 알게 된다. 특히 기하 문제에 대한 다양한 접근은 문제해결의 전략을 학습시킬 수 있는 좋은 예가 된다. 본고에서는 문제해결을 통한 수학적 일반성을 발견하기 위한 방법으로서 문제에 대한 다양한 해법을 연역과 귀납에 의하여 일반화하는 과정을 탐색하고자 한다. 특히 수학 문제에 대한 다양한 해법을 찾는 것은 문제해결 전략으로서 뿐만 아니라 창의적 사고의 신장 측면에서 시사점을 던져준다.
수학적 문제 해결은 수학 교육에서 중요한 이슈이고 문제 해결 전략으로서의 유추를 주제로 본 연구에서는 중학생들을 대상으로 단순히 유사한 문제를 제시하는 것만으로 문제 해결에 성공을 할 수 있는지, 문제 해결에 성공을 할 수 없다면 중학생들에게 어떤 과정을 제시해야만 문제 해결 과정에서 유추를 사용하여 문제를 해결 할 수 있는지를 알아보고자 한다. 이를 위하여 본 연구에서는 유추에 의한 문제 해결과정을 표상 형성, 인출, 사상, 적합성, 스키마 형성의 과정으로 보고, 이러한 과정 중 사상 단계에서 사상 과정의 명료화를 중심으로 학생들의 유추 추론에 의한 문제해결 과정을 탐구하였다. 연구 결과, 유추 추론 과정에서 근거 문제만을 제시하는 것은 목표 문제를 해결하는데 유추 추론의 성공을 보장한다고 할 수 없었으며, 근거 문제가 제시되었는데도 목표 문제를 해결하지 못하는 경우 사상 과정을 명료화하자 목표 문제를 성공적으로 해결하였다. 또한 학생들은 목표 문제의 성공 이후 유사한 새로운 목표문제를 푸는데 성공하였다.
In this paper, we reviewed the history of mathematical problem solving since 1900 and investigated problem solving in modeling perspective which is focused on the 21th century. In modeling perspective, problem solvers solve the realistic problem which includes contextualized situations in which mathematics is useful. In this case, the problem is different from the traditional problems which are routine, close, and words problem, etc. Problem solving in modeling perspective emphasizes mathematizing. Most of all, what is important enables students to use mathematics in everyday problem solving situation.
본 연구는 창의적 수학문제해결력의 검사도구의 요소들을 제시하고 있다. 수학적 창의성을 과정적 관점에서 출발하여 수학적 창의성을 창의적 수학문제제해결과 동일시하고 그에 따른 검사도구의 기본요소들을 Polya의 문제해결기법에서 나타나는 메타인지적 전략과 수학적 마인드를 검사하는 요소들로 구성하였다.
본 연구에서 문제제기 수업이 수학학습에 미치는 효과를 알아보기 위하여 문제제기 수업과 기존의 교사 주도식 수업방식에서 문제해결력과 수학적 창의력에 대한 효과를 분석하였다. 중학교 3학년 학생을 대상으로 28주 동안 문제제기 수업을 실시하여 수업을 한 후, 문제해결력 검사지와 수학적 창의력 검사지를 평가한 결과는 다음과 같다. 첫째, 문제제기 수업을 활용한 수업방식이 기존의 교사 주도식 수업방식에 비해 문제해결력 신장에 효과가 있는 것으로 나타났다. 둘째, 문제제기 수업이 교사 주도식 수업에 비해 수학적 창의력 신장에 효과가 있는 것으로 나타났고, 특히 수학적 창의력 하위 요소 중 유창성과 융통성 신장에 효과가 있었다. 따라서 문제해결력 신장과 수학적 창의력 신장을 위해서 학교수업에서 문제제기 수업 활동의 도입을 제언한다.
오래 전부터 수학과의 연구는 학생들의 문제 해결력에 관하여 집중되어 온 것이 사실이다. 그럴 때마다 수학적 사고력에 관한 연구도 상당히 많은 부분이 있어 왔다. 본고에서는 학생들의 수학적 사고를 돕기 위한 방법으로 메타 인지를 강조함으로써 보다 까다로운 (비정형) 문제들의 문제 해결을 돕고자 하였다. 따라서 메타 인지를 유발하는 수업(소수 학습)을 통하여 학생들의 문제 해결력(정형 - 비정형)에서 유의미한 차이가 있는지를 알아보고, 궁극적으로는 메타 인지적 사고가 비정형 문제들을 해결하는 데 미치는 영향을 밝혀 수학 학습의 발전 방안을 찾고자 한다.
Problem solving and mathematical applications have been increasingly emphasized in school mathematics over the past ten years. Recently it is recommended that mathematical applications and modeling situations be incorporated into the secondary school curriculum. Many researches on this approach have been conducted in Korea. But unfortunately two thirds of these researches have been studied by graduate students. Therefore, more professional researchers should be concerned with the study related to mathematical modelling activity. This study is planning to investigate and establish i) the concepts and meanings of mathematical model, mathematical modelling, and mathematical modelling process, ii) the properties of problem situations introduced and dealt with in mathematical modelling activity, and iii) relationship between mathematical modelling activity and problem solving activity, and so on. To accomplish this, this study is based on the analysis and comparison of 11 articles published in domestic journals and 22 domestic master papers.
수학사는 수학적 사실이나 수학자에 대한 연대기적 나열만을 의미하는 것은 아니다. 수학사에서는 수학적 개념들, 정리들, 연구 방법의 발생, 축적, 그리고 발전에 대한 폭넓은 견해를 접할 수 있다. 특히, 수학사에서 접할 수 있는 수학 문제해결의 다양한 방법은 수학 교수-학습 과정에서 교사의 올바른 교수학적 선택을 위한 중요한 기초 자료가 될 수 있다. 본 연구에서는 그리스의 수학자 아르키메데스가 구의 부피를 구하기 위해 사용했던 공학적 문제해결 방법을 살펴보고, 공학적 방법의 활용에 관련된 수학적 기초를 살펴보고, 공학적 문제해결 방법을 중등학교 수학 영재교육에 활용할 수 있는 가능성을 모색할 것이다.
요즈음 수학 수업에서 협동 학습을 활용하여 문제 해결을 하는 경우가 많이 늘었다. 학생들이 소집단에서 함께 활동하면 더 나은 문제 해결자가 된다는 것을 알기 때문이다. 그러나 학생들에게 협동적인 상황에서 문제 해결을 하게 하면서 그 평가는 개인 평가나 전통적인 평가에 그치는 경우가 많다. 소집단 협동 학습은 소집단의 구성원이 협동을 할 때 그 효과가 큰 것이며, 소집단 협동 학습에서의 평가는 소집단에 있는 학생들이 수행한 것을 참되게(Authentic) 평가하여야 문제 해결에 대한 올바른 정보를 얻을 수 있고 각 학생들로 하여금 협동 학습에 적극적으로 참여하여 문제를 해결하게 할 수 있다. 만일 협동적인 문제 해결을 하였는데 개인 평가를 실시한다면 학생들은 집단에서 협동할 필요성을 적게 느끼게 되어, 학생들은 협동 학습에 적극적으로 참여하지 않으려 할 것이다. 1990년대 수학교육에 많은 영향을 끼치고 있는 NCTM의 Curriculum and Evaluation Standard for School Mathematics에서도 수학 지도 방법과 평가 방법이 일치하여야 한다고 강조하고 있다. 본고에서는 이와 같은 필요성에 의거하여 수학과 소집단 협동 학습의 유형을 알아보고, 협동적 문제 해결의 평가 방법을 알아보고자 한다.
Proceedings of the Korea Society for Industrial Systems Conference
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2009.05a
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pp.101-106
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2009
수학적 사고의 입장에서 중등학생들이 수학적 문제해결에 논리적 사고와 직관적 사고가 어떻게 작용하는지를 연구하는 것은 수학교육에서 중요하고도 흥미로운 과제의 하나이다. 본 연구의 주된 목적은 중등학교 영재학생을 대상으로 이러한 문제를 조사하는 것이다. 특히 이들 중등영재학생들의 논리적 사고와 직관적 사고에 대한 선호도와 논리적 문제의 문제해결능력 사이의 관계를 조사한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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