• 제목/요약/키워드: Teaching of mathematics

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톱니바퀴 관련 문제해결 과정에서 발생하는 오류 원인의 분석 및 지도방안 (A Study on the Analysis and Correction of Error for the Gearwheel-involved Problem)

  • 노은환;정상태;김민정
    • 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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    • 제28권1호
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    • pp.1-17
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    • 2014
  • 최근 학생의 수학적 사고력 및 문제해결능력의 신장이 강조되고 있다. 그럼에도 불구하고 실제 학생들이 문제를 해결하는 과정을 살펴보면 주어진 문제 유형과 관련된 알고리즘을 사용하여 기계적으로 해결하는 경우가 많다. 이러한 문제해결 방법으로는 최근 강조되고 있는 목표를 달성하기 어려울 뿐만 아니라 오히려 오류나 오 개념을 형성할 수도 있다. 그런데 일관성을 갖는 오류는 현재 학습자의 인지능력 상태를 파악할 수 있게 하고, 학습 실패 원인에 대한 정보를 제공해 준다는 긍정적 측면이 있다. 이에 본 연구에서는 톱니바퀴 관련 문제해결 과정에서 학생이 보이는 오류를 분석하여 그 원인을 진단하고, 오류의 교정과 예방을 위한 바람직한 지도방안을 마련하고자 하였다. 학생의 오류를 분석한 결과 사용할 수 있는 다른 방법이 있음에도 불구하고 비례식만을 이용하여 해결하려고 하였으며, 자신이 세운 비례식이 옳은지 그른지에 대해서도 전혀 고려를 하지 않았다. 이는 다른 많은 요인이 있겠으나, 교과서와 교육과정의 구성도 중요한 요인 중 하나라고 할 수 있다. 이와 같은 결과를 토대로 문제해결과 관련된 세 가지 접근방법과 톱니바퀴 관련 문제와 연관되어 교육과정에 제시되는 개념의 내용과 순서 및 지도방안에 대한 논의와 시사점을 제시하였다.

초등 교사의 자연수 개념에 대한 교수학적 내용지식 분석 (An Analysis on the Pedagogical Content Knowledge of Natural number Concepts for Korean Elementary School Teachers)

  • 이명희;황우형
    • 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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    • 제25권4호
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    • pp.693-734
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    • 2011
  • 연구의 목적은 자연수 개념에 대한 초등 교사들의 교수학적 내용지식을 분석하는 것이다. Shulman(1986b)은 교사의 지식을 이해하기 위한 도구를 개발하면서, 가르치는데 필요한 내용지식을 교과내용지식, 교육과정지식, 교수학적 내용지식의 세 가지로 구분하였고, 방정숙(2002)은 교사의 교수 방법에 포함되는 요소를 개인 요소와 사회 문화 요소로 구분하였다. 연구 문제는 (1) 초등 교사들은 자연수 개념에 대하여 어떤 교수학적 내용지식을 가지고 있는가, (2) 초등 교사들이 가지고 있는 자연수 개념에 대한 교수학적 내용지식에는 어떤 요소들이 포함되어 있는가의 두 가지이다. 연구 결과 (1) 초등 교사들은 자연수 개념에 대한 교수학적 내용지식의 세 가지 유형을 적절히 갖추고 있고, (2) 초등 교사들이 가지고 있는 자연수 개념에 대한 교수학적 내용지식에는 사회문화적 요소 보다는 개인 요소가 더 많이 포함되어 있다. 연구의 제안점으로는 (1) 보통의 현장 교사와 수학교육을 전공한 교사간의 비교 연구와 (2)자연수 개념에 대한 교실 활동에 대한 연구가 수행되기를 바란다.

지식상태분석법을 이용한 학습 진단평가도구로의 활용성 분석 (Analysis for Practical use as a Learning Diagnostic Assessment Instruments through the Knowledge State Analysis Method)

  • 박상태;이희복;정기주;김석천
    • 한국과학교육학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.346-353
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    • 2007
  • 본 연구에서는 그동안의 평가결과로부터 얻을 수 없었던 집단별, 개인별 정보를 끄집어 낼 수 있는 평가도구를 소개하고 있다. 본 연구의 목적은 우리 나라 중고등학생들에게 적용 가능하며, 학생들의 평가결과를 이용하여 학습준비도 및 학습진전도를 파악할 수 있는 지식상태분석법의 활용성을 분석하는 것이다. 이를 위해 마찰전기 평가 문항을 개발하고 개발된 평가문항에 대하여 지식공간론을 적용하여 중학교 2학년 학생들의 평가결과를 분석하였다. 학습전 학생들의 지식상태는 문항간 위계 관계가 형성되지 않았고, 예상위계도에 비해 학생들의 마찰전기에 대한 지식상태가 비구조화 되어 있는 것으로 나타났다. 학습 후에는 학습 전보다는 좀 더 세분화되고 구조화된 위계 관계로 지식상태가 변화했음을 볼 수 있었다. 학습후에 얻어진 학생들의 위계도를 이용하여 학습전 학습자 집단 혹은 학습자 개인의 지식상태를 분석할 수 있었고, 학습전 학생들의 지식상태와 학습후의 지식상태를 비교하여 학생들이 학습한 과학개념의 구조를 가시적으로 파악하는 것이 가능하였으며, 학습자 개개인에 대한 학습전후 진단도 가능한 것으로 나타났다. 따라서 지식상태분석법을 학습 진단평가도구로 활용할 수 있다고 볼 수 있다.

초등학교 6학년 학생이 분수 계산문제에서 보이는 오류의 학업성취수준별 분석 (An Analysis on the Error According to Academic Achievement Level in the Fractional Computation Error of Elementary Sixth Graders)

  • 박미연;박영희
    • 한국초등수학교육학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.23-47
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    • 2017
  • 본 연구에서 초등학교에서 분수에 대한 사칙연산의 학습을 마친 시점에 있는 6학년 학생들을 대상으로 학업성취수준에 따라 분수의 사칙연산 과정에서 발생하는 오류는 어떤 것들이 있는지 분수의 사칙연산 유형별로 오답률을 분석하였고, 학업성취수준에 따라 각각의 분수의 오류유형에는 어떤 차이가 있는지 알아보았다. 분수의 사칙연산에서 진분수 사이의 계산보다는 대분수가 같이 있는 계산에서 가장 높은 오답률을 보이고 있다. 특히 동분모 분수의 계산보다는 이분모 분수에서의 계산에서 높은 오답률을 보이고 있는데 학생들이 이분모 분수에서 통분을 하는 것을 어려워하는 것으로 나타났다. 분수의 곱셈에서는 상 수준과 중 수준의 학생들은 계산오류에서 가장 높은 오답률을 보이고 있으며, 하수준의 학생들은 역수오류가 가장 높은 오답률을 보이고 있다.

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중학교 학생의 증명 능력 분석 (Analysis on Students' Abilities of Proof in Middle School)

  • 서동엽
    • 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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    • 제9권1호
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    • pp.183-203
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    • 1999
  • In this study, we analysed the constituents of proof and examined into the reasons why the students have trouble in learning the proof, and proposed directions for improving the teaming and teaching of proof. Through the reviews of the related literatures and the analyses of textbooks, the constituents of proof in the level of middle grades in our country are divided into two major categories 'Constituents related to the construction of reasoning' and 'Constituents related to the meaning of proof. 'The former includes the inference rules(simplification, conjunction, modus ponens, and hypothetical syllogism), symbolization, distinguishing between definition and property, use of the appropriate diagrams, application of the basic principles, variety and completeness in checking, reading and using the basic components of geometric figures to prove, translating symbols into literary compositions, disproof using counter example, and proof of equations. The latter includes the inferences, implication, separation of assumption and conclusion, distinguishing implication from equivalence, a theorem has no exceptions, necessity for proof of obvious propositions, and generality of proof. The results from three types of examinations; analysis of the textbooks, interview, writing test, are summarized as following. The hypothetical syllogism that builds the main structure of proofs is not taught in middle grades explicitly, so students have more difficulty in understanding other types of syllogisms than the AAA type of categorical syllogisms. Most of students do not distinguish definition from property well, so they find difficulty in symbolizing, separating assumption from conclusion, or use of the appropriate diagrams. The basic symbols and principles are taught in the first year of the middle school and students use them in proving theorems after about one year. That could be a cause that the students do not allow the exact names of the principles and can not apply correct principles. Textbooks do not describe clearly about counter example, but they contain some problems to solve only by using counter examples. Students have thought that one counter example is sufficient to disprove a false proposition, but in fact, they do not prefer to use it. Textbooks contain some problems to prove equations, A=B. Proving those equations, however, students do not perceive that writing equation A=B, the conclusion of the proof, in the first line and deforming the both sides of it are incorrect. Furthermore, students prefer it to developing A to B. Most of constituents related to the meaning of proof are mentioned very simply or never in textbooks, so many students do not know them. Especially, they accept the result of experiments or measurements as proof and prefer them to logical proof stated in textbooks.

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평면도형의 넓이 학습에서 나타나는 인식론적 장애 (Epistemological Obstacles in the Learning of Area in Plane Figures)

  • 박은률;백석윤
    • 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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    • 제20권3호
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    • pp.305-322
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    • 2010
  • 평면도형의 넓이 학습에서 나타나는 인식론적 장애의 유형은 크게 측정의 속성과 관련된 장애, 단위정사각형 개념과 관련된 장애로 나눌 수 있다. 먼저, 측정의 속성과 관련된 장애의 원인은 길이와 넓이 개념 사이의 혼동, 도형 영역과 측정 영역에서 정의하는 방법상의 혼동 때문이며, 둘째, 단위정사각형 개념과 관련된 장애의 원인은 학생들에게 단위정사각형이 넓이의 기본단위로 인식이 잘 안되기 때문이며, 2 차원적 평면의 개념이 불완전하게 정착했기 때문이다. 이에 따라, 넓이에 대한 측정의 속성과 관련된 장애 현상의 교정적 지도 방안은 두 속성간의 관계를 살펴볼 수 있는 활동을 제시하고, 측정의 개념으로 넓이를 정의할 필요가 있으며, '정렬(array)'의 개념으로 넓이공식을 유도하고, 통합적으로 공식을 적용하도록 지도할 필요가 있다. 한편, 단위정사각형 개념과 관련된 장애 현상의 지도방안은 각 단계를 충분히 활동할 수 있도록 넓이를 구하고자하는 도형의 소재 및 형태를 다양하게 제시할 필요가 있으며, 넓이에 대한 연속량적 개념을 인식하도록 교수학적 방안을 구안해야 한다.

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선다형 문제와 서술형 문제의 점수 차이와 이에 대한 학생들의 인식 -고등학교 기하 교과를 중심으로- (Difference of the scores of multiple-choice and descriptive problem and students' perceptions of the difference - Focused on high school geometry course -)

  • 황재우;부덕훈
    • 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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    • 제57권3호
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    • pp.197-213
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    • 2018
  • Descriptive problems can be used to grow student's ability of thinking logically and creatively, because it shows if the students had a reasonable way of thinking. Rate of descriptive problems is increasing in middle and high school exams. However, students in middle and high schools are generally used to answering multiple-choice or short-answer questions rather than describing the solving process. The purpose of this paper is to gain a theoretic ground to increase the rate of descriptive problems. In this study, students were to solve some multiple-choice problems, and after a few weeks, to solve the problems of same contents in the form of descriptive problems which requires the students to write the solving process. The difference of the scores were measured for each problems to each students, and students were asked what they think the reason for rise or fall of the score is. The result is as follows: First, average scores of 7 of 8 problems used in this study had fallen when it was in descriptive form, and for 5 of them in the rate of 11.2%~16.8%. Second, the main reason of falling is that the students have actual troubles of describing the solving process. Third, in the case of rising, the main reason was that partial scores were given in the descriptive problems. Last, there seems a possibility gender difference in the reason of falling. From these results, followings are suggested to advance the learning, teaching and evaluation in mathematics education: First, it has to be emphasized enough to describe the solving process when solving a problem. Second, increasing the rate of descriptive problems can be supported as a way to advance the evaluation. Third, descriptive problems have to be easier to solve than multiple-choice ones and it is convenient for the students to describe the solving process. Last, multiple-choice problems have to be carefully reviewed that the possibility of students' choosing incorrect answer with a small mistake is minimal.

초등학교 4,5,6학년 영재학급 학생의 패턴 일반화를 위한 해결 전략 비교 (A Comparison of Mathematically Gifted Students' Solution Strategies of Generalizing Geometric Patterns)

  • 최병훈;방정숙
    • 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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    • 제22권4호
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    • pp.619-636
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    • 2012
  • 본 연구의 목적은 학년에 따라 수학영재학급 학생들이 패턴 일반화 과정에서 사용하는 전략의 차이와 일반화 표현 방법을 알아보는 것이다. 연구를 위해 단위학교 영재학급 4~6학년 30명을 대상으로 도형과 관련한 4개의 과제에 대한 해결 전략을 살펴보았다. 연구결과, 일반화를 시작하는 단계의 문항에서 학생들은 패턴의 앞 뒤 수를 이용하여 문제를 해결하는 순환적인 관계인식 전략으로 문제를 해결하는 경우가 많았고 일반화를 형성하는 단계의 문항에서는 학년이 높아질수록 주어진 정보로 규칙이나 식을 만들어 해결하려는 상황적 인식 전략을 사용한다는 것을 알 수 있었다. 그러나 난이수준이 높은 문항일수록 학생들은 그리거나 뛰어 세기 등의 구체화를 통한 인식 전략이나 순환적인 관계 인식 전략을 선호하는 경향이 있었다. 일반화를 명확하게 하는 단계의 문항에서 학생들은 패턴을 언어로 기술하는 경향이 많았으며 높은 학년일수록 패턴을 대수적 표현(기호 또는 수식)으로 기술하려고 하였다. 정당화 단계의 문항에서 학년이 높을수록 일반화된 식으로 표현하는 비율이 높았다. 연구 결과를 통해 패턴을 찾는 과제에서 영재학급 학생들이 일반화를 하기 위한 전략의 차이를 알고 지도하는데 도움을 줄 수 있는 시사점을 제공하고자 한다.

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수학 문제해결 과정에 작용하는 메타정의의 사회역학적 기능 (The Sociodynamical Function of Meta-affect in Mathematical Problem-Solving Procedure)

  • 도주원;백석윤
    • 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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    • 제20권1호
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    • pp.85-99
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    • 2017
  • 수학 문제해결 능력의 향상을 위한 연구의 일환으로 문제해결 활동 과정에 중요한 역할을 담당하는 것으로 최근에 파악된 메타정의를 수학 학습 지도에 적용하는 연구의 필요성이 제기되어왔다. 이에 본 연구에서는 긍정적인 메타정의의 기능을 활성화시키며 실제 문제해결 활동에 효과적으로 작용하는 것은 물론, 정의적 측면에 대한 연구방법론이 갖는 일반적인 난점의 극복을 위하여 협업의 상황을 설정하였다. 즉, 2인 1조의 소집단 구성원이 협업을 통하여 성공적인 문제해결 과정에 보여주는 메타정의적 요소에 대한 사회역학적 작용 과정의 특성을 분석하였다. 이를 위해 선행연구에서 파악된 메타정의의 메타적 기능 유형과 협업의 교류적 요소를 초등학생의 협업적 문제해결 활동 분석을 위한 준거로 삼았다. 소집단의 협업적 수학 문제해결 활동의 에피소드 단위별로 보여주는 메타정의의 메타적 기능 유형과 이와 결부된 교류적 요소의 구조 사례를 관찰, 분석하여 성공적인 문제해결로 유도하는 메타정의의 사회역학적 기능이 보여주는 특성을 추출하였다. 본 연구의 결과로부터 도출되는 메타정의의 사회역학적 작용 원리는 성공적인 수학 문제해결의 교수 학습 방법 구현을 위한 연구에 정의적, 사회역학적 측면에서 실제적인 시사점을 제공한다.

방사선과 신입생의 기초 수리능력 수준에 대한 연구 (A Study on the Basic Mathematical Competency Levels of Freshmen Students in Radiology Department)

  • 장현철;조평곤
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.121-127
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    • 2020
  • 4차 산업 혁명 시대에 가상현실(VR), 인공지능(AI) 등에 있어서 더욱더 수리 능력을 요구하고 있다. 이에 본 연구는 2019년 6월 17일에서 28일까지 S와 D 대학교 방사선학과 신입생 총 78명을 대상으로 기초학습수리영역 진단 평가를 통해 기초 수리능력에 대한 수준을 파악하여 기초자료를 마련하고자 하였다. 연구결과, 대학생들의 기초 수리능력의 수준은 전반적으로 우수한 것으로 진단되었으나, 기하와 벡터 평균점수 2. 61점, 확률과 통계 평균점수 2.64점으로 보통 수준 진단되어 다른 영역보다 낮게 나타났다. 성별에 따른 기초수리능력 수준은 남학생 평균점수 17.48점, 여학생 16.29점으로 우수 수준으로 진단되었으며, 통계적으로는 유의한 차이가 없었다(p>0.05). 본 연구는 적은 연구대상 인원과 지역적인 제한점이 있기에 연구결과를 전체 대학교 신입생 및 모들 학과에 대해 일반화하는데 있어 다소 한계가 있을 수 있다. 이상의 결과를 토대로, 방사선학과 입학한 신입생들의 기초 수리능력 향상을 위해 학생 수준별로 전공과 관련된 기초 수리능력에 대한 향상 특강 등 다양한 프로그램이 진행 될 필요가 있으며, 교육과정에 전공 수학 교과목을 개설하여 학생 수준에 맞는 교수 학습방법 적용하여 수리능력에 대한 역량을 강화 할 필요가 있다.