본 연구의 목적은 개방형 과제의 해법 공간을 분석하는 틀을 개발하고 그 유용성과 적용 가능성을 학생들의 해법 공간 분석 사례를 바탕으로 탐색하는 것이다. 문헌검토와 선행연구를 바탕으로, 학생들의 개방형 과제의 해법을 구조적으로 분석하는 틀로 결과 공간(Outcome spaces), 방법 공간(Method spaces), 표현 공간(Representation spaces)의 하위 공간으로 조직화한 해법 공간 분석 틀(OMR-framework)을 개발하였다. 약수와 배수 주제의 개방형 과제 유형 중 역 과제와 구성활동적 과제를 개발하고 초등학교 5~6학년 학생 181명에게 과제를 해결하게 하였다. 해법 공간 분석 틀(OMR-framework)을 적용하여 학생들의 해법 공간을 분석한 결과, 해법 공간과 방법 공간에서 역과제와 구성활동적 과제에 대한 학생의 약수와 배수 개념 이해의 특성과 문제해결에서 사용되는 가역적인 사고 및 조작과 구성의 사고 방법을 알 수 있었다. 그리고, 학생의 표현 공간에서 형식적인 수학적 표현 외에 학생들이 구성한 비형식적인 다양한 표현 방식을 분석할 수 있었다. 학생들이 해결한 것을 결과, 방법, 표현의 관점에서 해결의 특징을 분석할 수 있을 뿐 아니라 해법 공간을 이루는 결과 공간, 방법 공간, 표현 공간 사이의 연결성도 탐색할 수 있었다.
본 연구는 초등학교 5학년 영재학급 학생들이 유추적 사고를 활용하여 위도프 게임의 해법을 탐구하는 과정에서 보이는 사례 분석을 통하여 영재학급에서의 유용한 지도 방법을 고찰하는 데 목적이 있다. 이를 위해 I광역시에 거주하는 초등학교 영재학급 3개 반 36명의 학생들을 대상으로 수업 과정과 학습지를 분석하고 그들 중 소속 학급 내 성취 수준이 중상 이상인 6명의 학생들을 집중 관찰 및 면담하여 그들의 사고 과정을 상세히 분석하였다. 본 연구에서는 위도프 게임을 목표 문제로 삼고 이와 구조적 유사성을 지닌 퀸즈 무브 게임, 표면적 유사성을 지닌 2모둠 님 게임을 기저 문제로 하여 유사성의 유형이 해법 탐구에 미치는 영향을 확인하였다. 높은 수준의 사고를 하는 학생들은 두 문제 간의 표면적 유사성보다는 구조적 유사성에 더 주목함으로써 목표 문제의 해법을 발견해 낼 수 있음을 확인하였다. 또한 Sternberg가 제시한 유추의 7개 과정(부호화, 추론, 사상, 적용, 비교, 정당화, 반응) 중 핵심 요소인 4개 과정(부호화, 추론, 사상, 적용)을 중심으로 현장 적용 수업을 분석해 봄으로써 초등학교 영재학급에서 위도프 게임을 지도할 때 활용할 수 있는 유추의 주요 과정별 지도 방법을 제안하였다.
1기 5개 신도시 초등학교 88개교를 조사 분석한 결과 나타난 주요 연구결과는 다음과 같다. 5개신도시중 학생수용률 최고점에 이르는 기간은 평균적으로 5.7년이 소요되었다. 90%이상을 유지한 구간 평균 수용률은 5.7년, 80%이상은 9.1년, 70%이상은 12.3년, 60%이상은 14.6년, 50%이상은 16.6년, 40%이상은 18.4년, 30%이상은 18.9년, 20%이상은 20.5년이 걸리는 것으로 나타났다. 이는 단기적인 민원해결차원에서의 학교내 학급 증설, 또는 추가 학교신설은 향후 유휴교실 발생의 원인이 되고 있어, 학교신설 과제의 단기적 해법이 아닌 20~30년의 장기적 관점에서 학생수 감소에 대비한 신설학교규모, 형태, 운영에 관한 다양한 해법의 모색이 필요하다. 본 연구는 1기 5개 신도시를 중심으로 이루어졌기 때문에 이를 일반화하는 데는 한계가 있어 전국적인 학생수 변동요인 전반에 걸친 추가적인 연구가 필요하다.
본 연구는 van Hiele이 소개한 7조각 모자이크퍼즐(이하 스핑크스퍼즐)을 도형 교육이나 수학적 사고 교육에 효과적으로 적용하는 방안을 모색하고자 한다. 이를 위해 Dienes의 수학학습 6단계 이론을 적용한 수업에서 학생들의 수학적 사고 특성을 분석하는 것을 목적으로 한다. 총 3차시에 걸쳐 학급 전체를 대상으로 한 수업에서 연구자는 수업의 진행자 및 관찰자로 활동하였다. 보다 세밀한 분석을 위해 관찰 대상은 학업성취도가 상위권 및 중위권인 초등학교 6학년 4명의 학생으로 제한하였다. 학생들에게 제시한 최종 과제는 <스핑크스퍼즐로 만들 수 있는 서로 다른 크기의 모든 삼각형의 개수와 그 도형들의 보다 깔끔한 해법 찾기>이다. 이 과제를 해결하는 동안 학생들에게서 나타나는 수학적 사고 특성을 편동중남(片桐重男)의 수학적 사고 태도 중 조작의 사고, 연역적 사고, 보다 나은 방법을 알아보려는 태도를 중심으로 분석하고 이로부터 시사점을 도출하였다.
A solution for the course of the general deterministic epidemic model is obtained by elementary series expansion. This is valid over all times, and appears to hold accurate]y over a very wide range of population and threshould parameter values. This algorithm can be more efficient than either numerical or recursive procedures in terms of the number of operations required to evaluate a sequence of points along the course of the epidemic.
An experimental study on heat transfer and flow in compression molding of clss-B and A SMC(Sheet Molding Compounds) in a flat plate and a cross-sectional T-shape was carried out. The temperature was measured with thermocouples at two locations in the 4 layered SMC charge and pressure was measured at the center of the top mold during compression molding. Three different mold speeds, 15, 45, 50 mm/min and two different mold temperature, $130^{\circ}C{\;}and{\;}150^{\circ}C$ were used for compression molding experiments. Experiments with different colored SMC layers were used to study flow patterns at various compression stages. In oder to predict the pressure and load in SMC compression molding, slab method was used. The predicted values of pressure and load from the slab analysis were compared well with the measured data.
Recently, global railway car makers are competing desperately in developing high-speed railway vehicles. Ensuring passenger safety during a crash is essential. The design and the manufacturing of energy absorbing components are becoming more and more important. A deformation tube is a typical passive energy absorbing component for railway cars. In the current study the slab method was used to predict the energy absorbing capability of a deformation tube during the early design stage. The usefulness of the prediction method is verified through the comparisons between the results of FE simulations and those of the prediction method.
본 연구는 한 명의 초등학교 수준의 수학영재가 ${\ulcorner}$Nim 게임의 조건 변경${\lrcorner}$ 이라는 주어진 과제의 해법을 추상화할 때 보여주는 기호의 의미 작용 과정을 분석하고 이를 바탕으로 수학영재교육을 위한 적절한 지도방안을 제안하는 것을 목적으로 한다. 관찰과 면담의 질적 연구방법으로 수집한 사례를 분석한 결과, 초등학교 수준의 수학영재는 일반적 수준의 추상화에서 구성한 대상체의 의미를 협상해가면서 해석체와 표현체를 구성하는 능력은 우수함을 확인하였다. 그러나 영재아라도 일반적 수준의 추상화에서 형식적 수준의 추상화로 수준이 상승되는 과정에서는 어려움을 겪고 있었다. 여기에 적절한 지도 조언을 통해 일반적 수준에서 스스로 구성한 표현체의 해석체를 구성할 수 있을 때 비로소 형식적 수준으로 상승하고, 또 형식적 수준과 일반적 수준이 연결된 관계망을 구성할 수 있음을 확인하였다. 그리고 초등수준의 수학영재들에게 기호의 의미 작용 과정을 돕는 3가지의 지도방안을 제안하였다.
본 연구의 목적은 개방형 수학 문제 해결 과정에서 수학 영재교육 대상 학생과 일반 학생의 문제해결 전략과 그 해결 과정에서 보이는 행동 특성을 비교 분석하는 것이다. 이 분석을 토대로 일반 수학 수업에서의 영재교육 대상 학생들을 위한 창의성을 강조한 수업의 가능성을 탐구하였다. 이를 위해 수학 영재교육 대상 학생집단과 일반 학생 집단을 다단계 군집표집하여 수학 영재교육 대상 학생 55명과 일반 학생 100명을 선정하여 다양한 해법이 가능한 개방형 문제를 6개월 동안 제시하여 해결 전략 및 행동 특성을 분석하였다. 행동특성은 수업 관찰과 활동지 분석 및 개별 면담을 사용하였다. 연구결과 수학 영재 교육 대상 학생들이 일반 학생들에 비하여 다양한 전략을 보여 주었으나 많은 수학 영재교육 대상 학생도 고차원적 조작 능력이 미흡하였다. 또한 수학 영재교육 대상 학생의 행동 특성은 일반에 비하여 집착력이 강하고 다양한 해법을 추구하는 면에서 뛰어났다. 그런데 과제의 특성에 따라서 반응의 양상이 다르게 나타나므로 수학 영재교육 대상 학생의 수준과 능력에 맞게 다양한 유형의 과제를 개발하여 제시할 필요가 있다.
본 연구에서는 퍼즐 기반 학습에서 이루어지는 초등정보영재의 컴퓨팅적 문제 해결 접근법을 분석함으로써 퍼즐 기반 학습의 체계적 개선을 위한 시사점을 도출하고자 하였다. 이를 위해, 제약조건, 최적화, 확률, 통계, 패턴인식, 전략의 6가지 유형별 교육용 퍼즐을 구성하고 초등정보영재를 대상으로 퍼즐 기반 학습을 수행하였다. 또한 각 퍼즐 유형에 따른 학습자의 문제 해결 접근법을 확인하기 위해 사전 사후검사 결과의 정답률 및 정답자와 오답자의 문제 해결 접근법을 비교 분석하였다. 연구 결과, 각 퍼즐 유형별 빈번한 오류 발생의 원인인 몇 가지 양식 오류와 다양한 직관들을 확인하였으며, 오답자들은 '백트래킹', '동적 프로그래밍', '추상화', '모델링', '문제 축소'와 같은 컴퓨팅적 전략을 적용하지 못함으로 인해 완전한 해법에 도달하지 못한다는 것을 확인하였다. 이러한 분석 결과를 토대로 퍼즐 문제 표현 방식의 개선, 인지적 피드백의 적시 제공, 퍼즐 기반 학습 지원을 위한 웹 기반 시스템 개발 등 퍼즐 기반 학습 개선 방안을 제안하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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