수학적 모델링이란 실세계 문제 상황을 이해하고 이를 수학적인 방법으로 변환하여 수학적 모델을 토대로 실세계 문제 상황을 해결해나가는 일련의 과정이라고 할 수 있다. 선행연구를 통해 수학적 모델링을 활용한 수업의 학습 효과가 밝혀짐에 따라 우리나라에서도 효과적인 수학적 모델링 수업을 위한 다양한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구는 초등수학영재의 수학적 사고 양식에 따라 수학적 모델링 과정에서 나타나는 메타인지적 특성을 분석함으로써 수학적 모델링 지도 과정에서의 시사점을 모색하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 S시 소재 대학부설과학영재교육원 초등수학 영재학생 39명을 대상으로 수학적 사고 양식 검사를 진행하여 검사 결과에 따라 시각적, 분석적, 혼합적 모둠으로 분류하고 각 사고 양식이 가장 뚜렷하게 드러나는 3개 모둠(총 12명)의 수학적 모델링 과정에서 나타나는 메타인지 특성을 분석하였다. 분석 결과, 모델링 단계와 모둠 특성에 따라 메타인지 요소가 다르게 나타나는 것을 확인하였으며, 이와 같은 분석 결과에 기초하여 수학적 모델링 지도 과정에서의 교수학적 시사점을 도출하였다.
현재 수학교육에서 큰 흐름을 이루고 있는 수학적 모델링, 수학화, 문제해결을 살펴보았다. 먼저, 1990년대 이후 수학교육에서 활발히 연구되기 시작한 수학적 모델과 수학적 모델링을 살펴보았다. 그리고 1970년대 Freudenthal가 주장한 수학화를 분석하여 수학적 모델링과 비교분석하였다. 또한, 1980년대 이후 수학교육의 중심이 된 문제해결도 살펴보고, 이를 수학적 모델링과 비교분석하였다.
본 연구는 초등학교 수학에 적용 가능한 수학사를 추출하고 이를 효과적으로 활용할 수 있는 수업 모형을 개발하여, 수학사를 활용하는 수업이 학생들의 수학적 의사소통과 수학적 태도에 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다. 이를 위해 실험집단에는 수학사를 활용한 수업을, 비교집단에는 교과서를 활용한 강의식 수업을 실시하였으며, 연구 중에 수집된 자료는 양적 분석과 질적 분석 방법을 병행하여 분석하였다. 그 결과 첫째, 수학사를 활용한 수학수업은 학생들의 의사소통 참여도를 향상시키는 데에 도움을 주었으며, 둘째, 학생들이 수학적 논리를 가지고 자신의 의견을 상대방에게 정당화하게 하였다. 또한 셋째, 수학사를 활용한 수학 수업이 학생들의 수학적 태도를 긍정적으로 변화시키는 데에 효과가 있음을 알 수 있었다.
본 연구는 인지적 측면에서 수학 교사의 교수 양식을 분석하는 것을 목적으로 하고 있다. 이를 위해 먼저 문헌 연구를 통해 수학에서 서로 대비되는 유형으로 분류될 수 있는 인지적 사고 요소들을 탐색하고, 확인적 요인분석을 통해 이 요소들을 시각적 양식과 분석적 양식으로 범주화할 수 있다는 것을 검증하였다. 요인 분석 결과를 바탕으로 두 가지 양식과 두 가지 양식이 대등하게 나타나는 혼합적 양식을 수학 교수 양식으로 설정하고, 교사들의 양식을 분석할 수 있는 분석틀을 개발하였다. 또한, 수학 교수 양식 분석틀을 Flanders의 언어 상호작용 분석법(Amidon & Flanders, 1967)에 적용하여 교사들의 수학 수업을 통해서 교수 양식을 분석할 수 있는 방법을 설계하였다. 그리고 이를 활용해 수학 수업에서 교사들이 사용하는 수학적 언어를 분석한 결과, 실제로 시각적 양식, 분석적 양식, 혼합적 양식이 나타나는 것을 확인하였다.
수학사는 수학 교육에서 수학의 실제와 수학을 하는 사고 과정을 강조하기 위해 분석의 대상이 되어야 한다. 수학사를 분석하는 것은 수학적 활동을 이해하는 방법 가운데 하나로, 역사적으로 수학자들의 활동이 어떻게 변하면서 발전되어 왔는지, 그리고 수학적 개념들이 어떻게 전개되어 왔는지를 살펴보기 위한 것으로, 이러한 내용은 수학 교육적 관점에서 중요하게 다루어져야 한다. 본 연구는 이러한 관점에서 학교대수에서 다루는 문자 기호(미지수)와 음수를 중심으로 하여 수학사에서 등 장한 몇몇 텍스트를 분석하고 동시에 교육적인 논의를 이끌어내고자 한다. 이를 위해 먼저 수학교육에서 역사-발생적 분석의 필요성과 그 의의에 대해 살펴보고, 이러한 분석에서 제기되는 인식론적 장애에 대해 논의한다. 다음으로 역사-발생적 분석을 실제 대수 지도에 적용해보기 위해, 방정식에서 사용된 문자 기호(미지수)의 역사를 몇몇 텍스트를 통해 살펴보고 이를 선행된 실험연구의 결과와 함께 논의한다. 또한 음수의 역사를 개괄하면서 역시 몇몇 텍스트를 살펴보고, 음수의 역사를 대수 지도와 관련해서 논의한다. 수학사는 인류의 대역적인 학습 과정으로 학교수학에서 다루는 개념들에 의미 있는 토대를 마련해준다. 본 연구의 논의는 이러한 측면에 주목한 것으로 역사-발생적 분석을 대수 지도를 개선하기 위한 방안 가운데 하나로 본 것이다.
본 연구의 목적은 초등학교 교사들의 수학적 신념 측정도구를 개발하는 것이다. 초등학교 교사 299명의 수학적 신념을 30문항을 통해 분석하였다: 수학에 대한 신념 12 문항, 수학 교수에 관한 신념 18 문항. 탐색적 요인분석을 통해 (n = 149) 수학적 신념의 요인 구조를 탐색하였다. 또한 확인적 요인분석을 통해 (n = 150) 서로 다른 세 모델의 요인 구조를 비교 분석하였다. 분석 결과 14개 문항으로 구성된 네 개의 요인 구조가 데이타를 가장 잘 설명하는 것으로 나타났다: 전달적 수학관(transmissive view of mathematics), 구성주의적 수학관(constructivist view of mathematics), 전달적 수학 교수관(transmissive view of teaching and learning), 구성주의적 수학 교수관(constructivist view of teaching and learning). 본 연구의 결과를 바탕으로 개발된 측정도구가 초등학교 교사의 수학적 신념을 측정하기 위한 타당성과 신뢰성을 갖춘 것으로 나타났다. 이를 토대로 본 연구의 시사점을 논의하였다.
수학적 지식이나 새로운 아이디어 탐구에 있어 종합적, 그리고 분석적 활동에 대한 관심은 그 역사가 매우 깊고, 최근에도 교수-학습 과정에서의 종합-분석적 활동을 효과적으로 활용하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 최근의 연구까지의 연구 결과를 종합하여, 종합-분석적 활동의 본질을 개념화하고, 그 유형을 체계화함으로써 좀더 효율적인 수학 교수-학습을 위한 이론적 토대를 제공할 것이다.
본 연구는 수학적 신념체계를 탐색하고, 고등학생의 수학적 신념체계의 중심신념요인 분석을 목적으로 한다. 개별적인 수학적 신념보다는 수학적 신념체계가 수학 학습 및 문제해결에 훨씬 많은 영향을 끼쳐서 내부적인 동력이 될 수 있고, 학생의 수학적 관점을 갖게 하기에 수학 교수 학습 및 문제해결에서 수학적 신념체계는 중요하다. 수학적 신념체계는 수학 교과, 수학 문제해결, 수학 교수 학습, 자아개념에 대한 신념이 밀접한 상호관련성을 갖고 구성되며, 신념체계에는 신념간의 관련성과 영향력에 따라 중심신념이 존재한다. 이에, 고등학생 526명의 수학적 신념 검사결과를 바탕으로, 수학적 신념의 요인간 상관분석과 중다회귀분석 결과를 이용하여, 중심신념요인으로 끈기, 도전성, 자신감, 감정을 확인할 수 있었다. 이러한 수학적 신념체계의 중심신념요인들은 학생들의 수학학습의 경험에 의해 발달되고 평가에 의해 견고해진 것으로 살펴볼 수 있었다.
본 연구는 중학교 3학년 학생들의 '단원별 이해도에 대한 신념'과 학업성취도와의 관계를 분석하고, '단원을 이해하고 있다'는 신념을 가진 학생들의 수학적 개념, 수학적 절차, 수학적 개념 및 수학적 절차의 적용에 대한 이해 정도를 분석하였다. 이를 위하여 SPSS를 이용한 교차분석 빈도분석과 학생들과의 면담을 실시하였다. 학생들의 '단원별 이해도에 대한 신념'과 학업성취도와의 관계를 분석한 결과, '단원별 이해도에 대한 신념'과 중간고사 각 문항의 학업성취도가 같을 것이라는 것을 기대할 수 없다는 것을 알았다. 그리고 학생들이 '단원을 이해하고 있다'는 신념과 수학적 개념, 수학적 절차, 수학적 개념 및 수학적 절차의 적용에 대한 이해를 묻는 문항들에 대하여 이해정도를 분석한 결과, '단원별 이해도에 대한 신념'과 수학적 절차에 대한 이해를 묻는 문항들 사이에는 이해 정도 비율의 차이가 크지 않았지만, '단원별 이해도에 대한 신념'과 수학적 개념에 대한 이해를 묻는 문항들 사이에 이해 정도 비율은 평균적으로 10%정도 차이가 났다. 이러한 결과가 나타난 이유에 대해 학생들과의 면담 결과, '단원을 이해하고 있다'는 신념은 수학적 개념을 이해하는 것이 아니라, 기계적 절차를 통하여 수학 문제를 해결할 수 있다는 의미로 받아들이고 있다는 것을 알 수 있었다.
본 연구는 교사의 수학적 신념이 학생의 수학적 신념에 주는 영향을 잠재집단회귀모델(Latent Class Regression Model; LCRM)을 통해 분석하였다. 분석을 위해 본 연구는 잠재집단분석(Latent Class Analysis; LCA)을 통해 교사 60명과 그 교사에게 배우는 학생 1850명의 수학적 신념을 각각 분류한 강성권, 홍진곤(2020)의 연구결과를 활용하였다. 분석결과, '수학의 본질'에 대한 교사의 신념은 학생의 '수학교과', '수학문제해결', '수학학습' 신념에 영향을 주었다. 또한, '수학의 교수'와 '수학적 능력'에 관한 교사의 신념은 학생의 '수학교과', '수학문제해결', '자아개념' 신념에 영향을 주었다. 이를 통해 본 연구는 교사의 수학적 신념이 학생의 수학적 신념에 실질적인 영향을 끼친다는 것을 통계적으로 실증하였다. 이러한 연구결과는 교사들의 연수와 관련한 목표와 내용의 설정에 도움을 줄 수 있을 것이다.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.