본 연구는 초등 예비교사의 수학적 문제제기 활동을 관찰하여 그 특징을 파악하고 문제제기 과정이 예비교사에게 제공하는 학습 기회를 분석하였다. 예비교사들의 문제제기 과정은 문제 조건 변형, 문제 성립 조건 탐구, 문제 구조 이해, 문제에서 생성된 개념탐구로 구성되었고, 각 단계에서 문제제기와 수학적 탐구가 결합하면서 다음 단계로 이어졌다. 탐구와 결합된 문제제기를 통해 예비교사들은 기존 개념을 재해석하고 새로운 수학적 대상을 발견하면서 수학적 개념들 사이의 연결성을 이해할 수 있었다. 예비교사들은 수학교육에서 문제제기의 중요성을 인식하였으며, 문제제기는 예비교사들에게 토론과 협력의 기회를 제공하였다.
본 연구에서는 예비수학교사들의 수학적 문제제기 교육에 대한 전문성 신장을 위하여 예비수학교사 교육에 적용할 수 있는 문제제기 수업을 개발하여 적용한 후 연구에 참여한 예비수학교사들의 문제제기에 대한 인식의 변화 및 문제제기 수업 경험에 대한 의견을 살펴보았다. 본 연구에서 개발한 문제제기 수업은 문제제기 이론에 대한 교육, 문제제기 활동 체험, 문제제기 수업 지도안 작성 및 수업 수행의 3단계로 구성되었다. 설문 조사, 면담, 수업 일지 분석 결과를 종합하여 보면, 본 연구를 통해 수행된 문제제기 수업은 예비수학교사들의 문제제기 활동 및 문제제기 전략에 대한 이해도와 문제제기 교육의 효과에 대한 이해도를 향상시키는데 매우 효과적인 것으로 나타났고, 이와 더불어 예비교사들의 문제제기 활동에 대한 긍정적인 태도의 함양에도 효과적인 것으로 나타났다. 특히, 문제제기 수업에서 이루어진 다양한 문제제기 활동에 대한 직접적인 체험과 문제제기 수업 수행 경험이 예비교사들의 문제제기에 대한 이해 및 교수학적 내용 지식의 함양에 핵심적인 역할을 한 것으로 나타났다.
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.
이 연구는 우리나라 중등 수학교과서가 학생들에게 문제제기 활동의 기회를 충분히 주고 있는지 확인하기 위하여 2015 개정 수학과 교육과정에 따른 중학교 1학년 수학교과서의 문제제기 과제를 내용 영역, 과제 유형, 과제 맥락 등의 측면에서 분석하였다. 2015년 개정 수학과 교육과정에 따른 중학교 1학년 수학교과서 10종을 분석한 결과, 교과서에 포함된 문제제기 과제의 수는 적은편이며, 내용 영역별로 과제가 고르게 분포되어 있지 않았다. 문제제기 과제의 수학적 제약의 정도에 따라 분석한 결과, 수학적 제약 조건이 강하거나 약한 과제보다는 상대적으로 중간 정도의 제약 조건을 가지는 문제제기 과제가 더 많았다. 맥락 구성 요구에 따른 분석 결과, 학생들에게 새로운 맥락을 요구하지 않는 문제제기 과제가 더 많았고, 이러한 과제들은 주로 가장된 맥락을 사용하고 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 수학교과서에서의 문제제기 과제 활용을 위한 시사점을 제시하였다.
본 연구의 목적은 구조화 정도가 서로 다른 문제제기 과제를 제시한 후 학생들의 수학 문제제기를 집단별로 분석하여 문제제기 능력이 영재를 판별하는 데 유효한 변인이 될 수 있는지 그 가능성을 확인하는 것이다. 그리고 이를 바탕으로 수학적 창의성을 신장시키기 위한 초등수학영재교육의 방향을 제시하고자 한다. 본 연구에는 영재학생 47명과 일반학생 47명이 참여하여 Stoyanova와 Ellerton(1996)의 구분에 따른 비구조화 및 구조화 문제제기 과제를 수행하였으며, 그 결과를 분석기준에 따라 분석하였다. 수학 문제제기 능력을 측정하기 위한 분석기준으로 Silver와 Cai(2005)가 제안한 유창성, 독창성, 언어적 복잡성, 수학적 복잡성에 Yuan과 Sriraman(2010)의 융통성을 추가하여 기본 분석틀로 구성하였다. 그리고 여기에 수학적 복잡성을 보완하기 위한 기준으로 풀이의 단계적 깊이를 추가하였다. 연구 결과, 과제의 구조화 정도에 상관없이 영재학생은 일반학생에 비하여 수와 연산 영역의 문제를 적게, 도형 영역의 문제는 더 많이 제기하였다. 구조화 정도가 서로 다른 과제의 문제제기에서 영재학생과 일반학생을 판별할 수 있는 공통된 지표는 독창성과 풀이의 단계적 깊이의 두 가지로 나타났다. 한편, 풀이의 단계적 깊이가 3이상인 문제는 독창적인 문제일 가능성이 높은 것으로 나타나, 학생들의 창의적 문제제기 활동을 지도할 때에는 단순히 연산이 많은 문제가 아닌, 다중단계의 문제를 만들도록 격려해야 필요가 있다.
본 연구에서는 수학적 문제제기 활동을 반영한 수학 수업이 고등학교 1학년 학생들의 수학 학업 성취도 및 수학 교과에 대한 정의적 특성에 미치는 영향에 대해서 알아보았다. 본 연구는 이질통제집단 설계(nonequivalent control group design)를 통해 고등학교 1학년 2개 학급의 81명의 학생들을 대상으로 총 45차시의 정규 수학 수업 시간에 이루어졌다. 연구 결과에 의하면, 수학적 문제제기 활동을 반영한 수업 방식이 전통적인 문제해결에 중점을 둔 수업 방식보다 학생들의 수학 학업 성취 및 수학 교과에 대한 정의적 특성에 보다 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 본 연구에서 제안한 문제제기 활동을 반영한 수업은 학생들의 자기성찰적 학습 동기를 유발시킬 수 있었고, 이를 통해 학생들은 학습한 수학적 개념에 대한 이해를 보다 확고히 할 수 있는 것으로 나타났다. 이와 더불어 문제제기 활동은 학생들의 문제해결력, 수학적 의사소통 능력, 수학적 사고력 발달에도 긍정적인 영향을 미친 것으로 나타났다. 정의적 특성과 관련해서는 본 연구에서 제안한 수학적 문제제기 활동은 학생들의 수학 교과에 대한 흥미 향상에 매우 효과적인 전략으로 나타났다.
본 연구에서는 '수학 문제로부터의 문제제기' 수업이 학생들의 수학과 정의적 영역에 미치는 영향을 살펴보고 학생들의 정의적 성취에 대한 교사차원에서의 평가 관리 방안을 마련하기 위해 실험연구를 실시하였다. 그리고 양적 질적 접근을 결합한 3단계로 연구대상 전체학생 및 개별학생의 정의적 성취의 변화를 분석하였다. 그 결과 첫째, 문제제기 수업은 문제해결능력 향상과 학습활동 자체에서의 유의미한 경험으로 이어지면서 학생들의 수학에 대한 자신감, 흥미, 가치, 학습의욕을 향상시켰다. 둘째, 중학교 1학년 수학부터 고등학교 3학년 수학까지 학생들의 정의적 영역은 중시되어야 하며 체계적인 평가 관리가 실시되어야 한다. 셋째, 수학과 정의적 영역의 평가 체계와 방법을 국가수준에서 구체적으로 제시하고 보급할 필요가 있다. 이런 맥락에서 교사는 교실수업에서 문제제기 교수 학습을 적극적으로 실행하여 학생들의 정의적 성취를 도와야 하며, 정기적으로 모든 학생의 정의적 성취를 측정하고 관리할 필요가 있다는 결론과 시사점을 얻었다.
본 논문은 학생들이 모둠을 만들어 모둠원 간의 협의를 통해 문제를 만들고 문제를 해결하는 방법인 브레인라이팅 기법을 활용한 문제제기 수업 통하여 수학적 문제해결력과 창의력 신장에 미치는 효과를 알아보고, 흥미도 검사지를 통해 브레인라이팅기법에 의한 수학학습 수업이 기존의 수학학습과 어떠한 차이가 있었는지 알아보고자 했다. 실험결과 브레인라이팅 기법을 활용한 문제제기 수학학습이 문제해결력의 신장과 창의력의 하위 요소인 유창성과 독창성 신장에 효과가 있다는 것을 알 수 있었고, 브레인라이팅 기법을 활용한 문제제기 수학 학습이 학생들의 흥미도가 올라감에 따라 학생들이 문제를 풀이하는 과정에서 모둠원간의 협의 하고, 해결하는 과정에서 자신감이 높아졌음을 알 수 있었다.
The purpose of this study was to analyze middle school students' problem posing types and strategies. we analyzed problems posed by 120 middle school students during mathematics class focused on problem posing activities in various aspects. Students' posed problems were classified into five types: not a problem(NP), non-math(NM), impossible(IM), insufficient(IN), sufficient(SU) and each of the posed problems. Students used three kinds of problem posing strategies such as goal manipulation(GM), assumption manipulation(AM), and condition manipulation(CM), and in posing one problem, one or more than two strategies were used. According to the prior studies, problem posing can contributes to the development of students' problem solving ability, creativity, mathematical aptitude, and a broader understanding of mathematical concepts. However, we found that some students had difficulties in posing problems or limited understandings of that. We hope the results of the study contribute to encouraging problem posing activities in mathematics instruction.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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