• 제목/요약/키워드: mathematical problem solving process

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유아 대상 프로젝트 접근법 기반 공학적 STEAM 프로그램이 유아의 과학적 탐구능력, 수학적 문제해결력, 창의성에 미치는 효과 (Effects of an Engineering-Focused STEAM Program Based on the Project Approach for Young Children on Their Scientific Inquiry Ability, Mathematical Problem-Solving Ability, and Creativity)

  • 유광재;김지현
    • 한국보육지원학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.29-52
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    • 2023
  • Objective: This research aims to examine the effect of a young children's engineering-focused STEAM program based on the project approach - a program that constructs components aligned with children's interests in their play through an engineering design process - on their scientific inquiry ability, mathematical problem-solving ability, and creativity. Methods: In this research, 42 five-year-old children from a public kindergarten in S district, I city, were randomly divided into experimental and comparative groups, each with 21 children. The engineering-focused STEAM program was conducted from April 18 to June 10, 2022, with the experimental group exploring the 'car' theme and the comparison group focusing on a different theme. The study employed an independent sample t-test and analysis of covariance(ANCOVA), using the pretest as a covariate to control variables. Results: The children-selected 'cars' themed engineering-focused STEAM program was effective in enhancing their scientific inquiry ability, mathematical problem-solving ability and creativity. Conclusion/Implications: The engineering-focused STEAM program, which emerges from young children's interesting daily play, had positive effects on enhancing their scientific inquiry ability, mathematical problem-solving ability, and creativity. This research can serve as fundamental data for developing education programs focused on engineering within the STEAM framework, guided by children's emergent play.

수리논술형 문제에 대한 초등학교 5학년 학생들의 문제해결력과 수학적 정당화 과정 분석 (An Analysis of Problem-solving Ability and Mathematical Justification of Mathematical Essay Problems of 5th Grade Students in Elementary School)

  • 김영숙;방정숙
    • 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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    • 제48권2호
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    • pp.149-167
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    • 2009
  • This study was aimed to examine problem-solving ability of fifth graders on two types of mathematical essay problems, and to analyze the process of mathematical justification in solving the essay problems. For this purpose, a total of 14 mathematical essay problems were developed, in which half of the items were single tasks and the other half were data-provided tasks. Sixteen students with higher academic achievements in mathematics and the Korean language were chosen, and were given to solve the mathematical essay problems individually. They then were asked to justify their solution methods in groups of 4 and to reach a consensus through negotiation among group members. Students were good at understanding the given single tasks but they often revealed lack of logical thinking and representation. They also tended to use everyday language rather than mathematical language in explaining their solution processes. Some students experienced difficulty in understanding the meaning of data in the essay problems. With regard to mathematical justification, students employed more internal justification by experience or mathematical logic than external justification by authority. Given this, this paper includes implications for teachers on how they need to teach mathematics in order to foster students' logical thinking and communication.

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수학적 정당화가 문제 해결과 의사소통에 미치는 영향 (Effects of Mathematical Justification on Problem Solving and Communication)

  • 정인수
    • 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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    • 제16권3호
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    • pp.267-283
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    • 2013
  • 수학적 정당화란 일반적으로 적절한 근거에 기초하여 자신의 주장이 참임을 보이는 과정이라고 할 수 있다. 하지만 교실 실제에서의 수학적 정당화는 사회적 상호작용을 바탕으로 수학적 의사소통을 촉진하는 역할을 한다고 할 수 있다. 이에 본 연구는 수학적 정당화 활동이 학생들의 문제해결과 의사소통 과정에 미치는 영향을 조사하고자 하였다. 이를 위해 수학적 정당화 활동이 강조되는 문제해결 중심 수업을 실시하고 문제 이해 활동, 개별 탐구 활동, 소집단 토의 활동, 전체 논의 과정에서의 수학적 정당화 활동과 의사소통 과정을 분석하였다. 연구 결과 수학적 정당화 활동은 학생들이 다양한 문제해결 방법을 찾는데 도움을 주었고 의사소통 과정을 촉진하였으며, 다양한 표현 방법을 사용하도록 자극하였다. 또한 수학적 정당화 활동은 학생들의 이해를 평가하는 방법이 될 수 있으며, 교실에서의 사회적 관계 및 역동적인 교실 문화를 형성하는데 기여하였다.

문제 유형에 따른 풀이과정에서의 변화 - 중학교 1학년 학생들의 일차방정식에 대한 반응을 중심으로 - (Change in Solving Process According to Problem Type - Centered on Reaction toward Linear Equations of Seventh Grade Students -)

  • 서종진
    • 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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    • 제24권2호
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    • pp.445-474
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    • 2010
  • 중학교 1학년 학생들의 일차방정식에 대한 풀이과정에 변화가 있는지를 알아보기 위하여 일차방정식을 학습한 후 1차 조사를 하고, 5개월이 지난 후에 2차 조사를 실시한 결과는 다음과 같다. 첫째, 1차 조사와 2차 조사 간의 정답 비율의 차이를 알아보기 위하여 McNemar검정을 실시한 결과, 유형A의 문항 x+4=9에서 $p=.035^a$, 문항 $x+\frac{1}{4}=\frac{2}{3}$에서 $p=.012^a$로 나타났으며, 유형B의 문항 x+3=8에서 $p=.012^a$, 문항 6(x+20)=20에서 $p=.035^a$으로 나타났다. 둘째, 1차 조사에서 문제 유형A와 유형B의 풀이과정을 올바르게 표현하지 못하였던 학생들 중에 2차 조사에서 올바르게 표현한 학생들이 있는 반면, 1차 조사에서 풀이과정을 올바르게 표현한 학생들 중에 2차 조사에서 오류를 범하는 학생들이 나타났다. 셋째, 모든 문항에 대하여 일차방식의 풀이과정을 올바르게 표현하는 학생들이 있는 반면, 몇 개 문항은 올바르게 표현하고 몇 개 문항은 그렇지 못한 학생들이 있었다. 결론적으로, 주어진 모든 문항에 대한 풀이 과정을 올바르게 표현하였더라도 또 다른 문항이 주어졌을 때 그 문항의 풀이과정에서 올바른 표현을 할 수 있다고 예견하기가 어렵다는 것이다. 논문에서 조사한 세 가지 유형(유형A, 유형B, 유형C)에 대한 학생들의 반응을 분석한 결과에 따르면, 이 세 가지 유형의 문제 풀이과정을 분석함으로써 어떤 학생이 일차방정식의 풀이과정을 올바르게 표현할 수 '있는지', '없는지'를 판단할 수 있다는 것이다.

문제해결력 신장을 위한 Cabri3D의 교육적 활용 (Using the Cabri3D Program for Enhancing Problem Solving Ability)

  • 김남희
    • 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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    • 제16권4호
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    • pp.345-366
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    • 2006
  • 본 연구에서는 3차원 공간도형의 학습에 유용한 동적 기하 소프트웨어인 Cabri3D 프로그램을 논의의 대상으로 하여 이를 공학적도구의 교육적 활용이라는 관점에서 수학 문제해결지도에 바람직하게 사용하는 방안에 대하여 살펴보았다. 예비수학교사들을 대상으로 학교수학에의 Cabri3D프로그램 활용에 관한 탐구 수업을 진행한 후, 중등수학의 지도에서 문제해결력 신장을 위해 이 프로그램이 효과적으로 활용될 수 있는 구체적인 사례들을 수집하였다. 폴리아가 제시하는 문제해결의 각 단계에 Cabri3D가 보조도구로서 유용한 역할을 할 수 있는 문제 사례와 그 활용방법을 예시하면서 현장의 수학교사들이 공학적 도구를 수학교육에 활용하는 방법에 대한 바람직한 관점을 갖게 하는데 도움을 주고자 하였다.

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초등 수학 평가를 위한 개방형 문제의 활용 결과 분석 (A Study on the Results of Use of Open-ended Problems for Evaluation in Elementary Mathematics)

  • 이대현
    • 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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    • 제47권4호
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    • pp.421-436
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    • 2008
  • Mathematics assessment doesn't mean examining in the traditional sense of written examination. Mathematics assessment has to give the various information of grade and development of students as well as teaching of teachers. To achieve this purpose of assessment, we have to search the methods of assessment. This paper is aimed to develop the open-ended problems that are the alternative to traditional test, apply them to classroom and analyze the result of assessment. 4-types open-ended problems are developed by criteria of development. It is open process problem, open result problem, problem posing problem, open decision problem. 6 grade elementary students who are picked in 2 schools participated in assessment using open-ended problems. Scoring depends on the fluency, flexibility, originality The result are as follows; The rate of fluency is 2.14, The rate of flexibility is 1.30, and The rate of originality is 0.11 Furthermore, the rate of originality is very low. Problem posing problem is the highest in the flexibility and open result problem is the highest in the flexibility. Between general mathematical problem solving ability and fluency, flexibility have the positive correlation. And Pearson correlational coefficient of between general mathematical problem solving ability and fluency is 0.437 and that of between general mathematical problem solving ability and flexibility is 0.573. So I conclude that open ended problems are useful and effective in mathematics assessment.

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인지언어 및 메타정의의 관점에서 수학 영재아의 문제해결 프로토콜 분석 (Analysis of Problem-Solving Protocol of Mathematical Gifted Children from Cognitive Linguistic and Meta-affect Viewpoint)

  • 도주원;백석윤
    • 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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    • 제22권4호
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    • pp.223-237
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    • 2019
  • 수학적 과정에서 나타나는 언어 구문론적 표현 체계와 정의적 표현 체계 사이에는 긴밀한 상호 작용이 이루어진다. 한편, 수학적 개념 체계도 본질적으로 은유적이므로 언어적 표현을 통해 나타나는 수학적 개념 구조에 대한 분석은 수학 학습에 작용하는 인지 정의적 장애 요인의 근원을 밝히는데 도움이 될 수 있다. 이에 본 연구에서는 수학 영재아의 문제해결 프로토콜을 인지언어와 메타정의의 관점에서 분석하여 텍스트 및 은유의 기능적 특성과 메타정의의 기능적 특성 사이의 관계성을 파악하였다. 그 결과 문제해결의 성공 여부에 따라 수학 영재아의 인지적, 정의적 특성이 반영된 행위의 양상이 서로 다르게 나타났다. 성공적이지 못한 문제해결의 경우에는 성공적인 경우에 비해 내부 표현 체계로서의 은유를 활용하는 행위가 상대적으로 빈번하게 나타났다. 또한 은유의 인지언어학적 측면이 문제해결에 중요하게 작용하면서 동시에 은유라는 외적 표현에는 메타정의적 속성이 긴밀하게 관련되어 나타났다.

수학문제해결 수행에서의 메타인지에 대한 고찰 (A Study on the Metacognition Mathematical Problem - Solving)

  • 유승욱
    • 한국학교수학회논문집
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    • 제1권1호
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    • pp.111-119
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    • 1998
  • So far the studies on mathematical problem-solving education have failed to realize the anticipated result from students. The purpose of this study is to examine the reasons from the metacognitional viewpoint, and to think of making meta-items which enables learners to study through making effective use of the meaning of problem-solving and through establishing a general, well-organized theory on metacognition related to mathematic teaching guiedance. Metacognition means the understanding of knowledge of one's own and significance in the situation that can be reflection so as to express one's own knowledge and use it effectively when was questioned. Mathematics teacher can help students to learn how to control their behaviors by showing the strategy clearly, the decision and the behavior which are used in his own planning, supervising and estimating the solution process himself. If mathematics teachers want their students to be learners not simply knowing mathematical facts and processes, but being an active and positive, they should develop effective teaching methods. In fact, mathematics learning activities are accomplished under the complex condition arising from the factors of various cognition activities. therefore, mathematical education should consider various factors of feelings as well as a factor as fragmentary mathematical knowledge.

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A Rationale of Mathematical Problem Solving on a Small Group-Focusing on Collaborative Interaction

  • Lee, Young-suk
    • 한국수학교육학회지시리즈D:수학교육연구
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    • 제5권1호
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    • pp.77-86
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    • 2001
  • The purpose of this study is to examine a theoretical framework for the interactions of learning in a small group setting of mathematical problem solving. Many researchers already have described the theoretical background for the small group settings in problem solving. However, most of the literatures merely have reported findings of achievement and rising of test scores. They ignored the observation of process taken during the small group work and have not determined how various psychological, social and academic effects are created. As results of the study, two types, mutual collaboration and asymmetric collaboration, of interactions are observed as the interactions of learning, which are conceived as the cores of authentic mathematical activities.

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연속적으로 공변하는 두 양에 대한 추론의 차이가 문제 해결에 미치는 영향 (How does the middle school students' covariational reasoning affect their problem solving?)

  • 김채연;신재홍
    • 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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    • 제55권3호
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    • pp.251-279
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    • 2016
  • There are many studies on 'how' students solve mathematical problems, but few of them sufficiently explained 'why' they have to solve the problems in their own different ways. As quantitative reasoning is the basis for algebraic reasoning, to scrutinize a student's way of dealing with quantities in a problem situation is critical for understanding why the student has to solve it in such a way. From our teaching experiments with two ninth-grade students, we found that emergences of a certain level of covariational reasoning were highly consistent across different types of problems within each participating student. They conceived the given problem situations at different levels of covariation and constructed their own quantity-structures. It led them to solve the problems with the resources accessible to their structures only, and never reconciled with the other's solving strategies even after having reflection and discussion on their solutions. It indicates that their own structure of quantities constrained the whole process of problem solving and they could not discard the structures. Based on the results, we argue that teachers, in order to provide practical supports for students' problem solving, need to focus on the students' way of covariational reasoning of problem situations.