본 연구의 목적은 중학교 수학 영재를 수학 창의적 문제해결력 검사로 판별할 때, 유창성만을 기준으로 수학 창의적 문제해결력을 채점하는 방식의 신뢰도와 타당도를 검증하는데 있다. 이를 위해서 수학영역에서의 직관적 통찰능력, 정보의 조직화 능력, 추론능력, 일반화 및 적용능력, 추상화능력, 공간화/시각화 능력, 반성적 사고력을 요구하는 문항들로 구성된 검사를 개발했다. 고급한 수학적 사고력을 요구하며 정답이 하나인 폐쇄적인 수학문항 10개와 다양한 답이 가능한 개방적인 수학 문항 5개를 영재교육기관의 교육대상자 선발과정에 지원한 중학교 1학년 1,032명에게 실시했다. 교사들은 각 문제에 대해 타당한 답을 제시한 빈도로 유창성을 채점했다. 학생들의 반응을 Rasch의 1모수 문항반응모형을 기반으로 한 BIGSTEPS로 분석했다. 문항반응 분석결과, 유창성만으로 측정한 창의성을 기준으로 한 영재교육대상자 선발의 신뢰도, 타당도, 난이도, 변별도가 모두 양호한 것으로 나타났다. 특히 덜 정의되고, 덜 구조화되고, 신선한 문제일수록 영재교육대상자 선발과정에 지원한 학생들의 수학 창의적 문제해결력을 평가하는데 양호한 문제임이 확인되었다. 이 검사는 영재교육원 지원생들이 영재학급 지원생들보다 창의적 문제해결력에서 더 우수함을 확인해주었다. 이로써 유창성만을 기준으로 수학 창의적 문제해결력을 채점하는 방식이 효율적이며, 타당하고 신뢰로울 수 있음을 확인해 주었다.
The purpose of this study was to investigate the development of logical thinking and scientific reasoning pattern of Korean high school students. To carry out this study subjects were selected about 2,000 Junior high school students, and about 4,100 senior high school students throughout the nation. They were identified as concrete, transitional or formal operational stage with the use of TOLT(the Test of Logical Thinking) by Tobin and Capie(1980), and TOSR(the Test of Scientific Reasoning) by W.A Farmer(1986). This study turned out that more than 76% of Junior high school students were classified as the concrete operational stage and about 44% of senior high school students were classified as the formal operational stage, while about 26% of them were still in the concrete operational level. This study showed that the main factor of the intellectual development of students is learning by the gradual advancement of their grades and especially entrance into the senior high school rather than by the physical growth. This study also showed that there are the take-off stage of the development of logical thinking between fourteen and fifteen years of their ages. Less than 25% of junior high school students were in the formal operational stages which are capable of control of variables, probabilistic, correlation and combinational logic in problem-solving situation, while 33-54% of senior high school students were in the formal operational levels. 38% of junior high school students were in the formal operational stage which is capable of proportional logic, while about 55% of senior high school students were in the formal operational stage. Less than 20% of senior high school students were classified as group of highly capable of scientific reasoning, while more than 23% of them were classified as group of poor capability. It also turned out that there are differences or no differences between male and female students of each school in problem-solving situation regarding each logic approach. These differences were proved to be fluctuating depending on the situations and their grades. The other results of this study is similar to those of other researches such as Tomlinson-Keasey 1972, Coleman 1973, Lawson 1973, Lawson and Renner 1974, Neimark 1975, Han 1982, and Kim 1989.
The goals of a major reform effort are to enable us to educate informed citizens who are better able to function in our increasingly technological society. Discrete mathematics is an exciting and appropriate vehicle for working toward and achieving these goals. it is an excellent tool for improving reasoning and problem solving skills. Discrete mathematics has many practical applications that are useful for solving some of the problems of our society and that are meaningful to our students. Its problems make mathematics come alive for students, and help them see the relevance of mathematics th the real word. To build up the role of Discrete mathematics in the school, this study is to investigate various theories and curricula related to discrete mathematics, and to collect a great deal of valuable material that will help teachers introduce discrete mathematics in their classrooms. In conclusion. mathematics teachers will find the need and importance of why and how discrete mathematics can be introduced into their curricula by this study.
The purpose of this study was to review the studies related to the problem of context in science education. Firstly, studies on context and context effects in science education (and also those related in cognitive psychology) were summarized according to the topics concerning science learning, such as deductive reasoning and probabilistic judgement, controlling variables, scientific inquiry skills, memory and consistency of misconceptions, selecting cognitive strategies and problem solving, achievement and momentum effect, and interest, religion and culture. Secondly, the common problems appeared from the analysis of the studies were discussed, such as (1) how to define contexts?, (2) how to classify contexts?, (3) how to characterize the effects of contexts? and (4) how to explain the context effects? Finally, the implications of the analysis of the studies on the problem of context were discussed in terms of recent development of science education, such as misconception studies, STS science education and the application of the history of science to science teaching.
본 연구의 주된 목적은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 첫째, 최근 수학적 모델링이 강조되는 상황에서 보로노이 다이어그램과 들로네 삼각분할을 주제로 영재교육을 위한 수학적 모델링 프로그램을 개발하는 것이다. 둘째, 본 연구에서 개발한 수학적 모델링 프로그램을 실제 영재교육 수업에 적용한 결과를 분석하여 수학적 모델링 수업을 설계하는 현직교사와 융합형 영재프로그램을 개발하는 영재교사에게 도움을 주고자 한다.
본 연구의 목적은 수학교과역량을 바탕으로 수학교사의 담론적 역량을 분석하여 구체화하는 것이다. 이를 위해 학생들의 참여를 촉진하기 위해 20년 이상 교수법을 변화시킨 중학교 교사의 수업을 한 학기 동안 관찰하여 자료를 수집하고 담론을 분석하였다. 분석 결과, 교사는 문제해결 역량에서 문제 이해를 위해 학생들이 수학적으로 중요한 요소에 초점을 맞추게 하고, 추론 역량에서 수학적 정당화의 필요성 이해를 위해 사고를 명확히 하는 교사의 담론적 역량이 있었다. 그리고 창의 융합 역량에서 동료의 풀이 방법 공유와 다른 풀이 방법 활용을 격려하기 위해 논의를 생성하는 교사의 담론적 역량이 있었고 의사소통 역량에서 다양한 수학적 표현의 필요성과 차이점 협의를 위해 수학적 관계를 탐구하는 교사의 담론적 역량이 있었다. 이러한 결과를 토대로 수학 교수를 위해 필요한 교수학적 내용 지식을 바탕으로 실행을 통합할 수 있는 아이디어를 제안함으로써 향후 교사교육과정 개발에 구체적인 방향성을 제공할 수 있을 것이다.
사례기반추론은 과거의 사례들로부터 주어진 문제와 가장 유사한 사례를 가져와 이를 현재의 상황에 맞게 변형함으로써 보다 빠르고 효과적으로 문제를 해결하기 위한 방법론이다. 사례기반추론의 가장 중요한 성능의 지표는 사례의 수라고 할 수 있는데, 따라서 사례가 풍부하지 않은 분야에서는 적용하기 어려운 방법이다. 본 논문에서는 이를 극복하기 위해 건설분야를 대상으로 시맨틱 웹을 기반으로 하여 사례를 교환할 수 있는 방안을 제안하였다. 특히 사례를 여러 개의 세부 사례로 분리함으로써 적절한 전체 사례가 없더라도 적절한 세부 사례들을 조합하여 새로운 사례를 만들어낼 수 있도록 하였다. 이를 위하여 온톨로지를 이용하여 사례와 세부 사례의 연결, 세부 사례 단위의 유사도 규칙, 그리고 세부 사례의 조합을 위한 규칙을 표현하였으며 이를 이용하여 웹에서 세부 사례를 요청하고 조합할 수 있는 시스템을 설계 및 구현하였다. 본 연구에서 제안된 시스템은 건설분야를 대상으로 하였으므로 세부 사례로의 분리 및 조합이 건설분야에 제한된다는 점이 있으나, 향후 지속적인 연구를 통해 다른 분야에도 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구는 유전에 관한 학업성취도와 학생들의 학습성향과 논리적 사고력과의 관계를 분석하여 학습자에 대한 이해를 돕고 효과적인 수업 설계를 위한 기초적 자료를 제공하고자 실시되었다. 서울 시내 중학교 3학년 149명의 학생을 대상으로 유전단원에 관한 학업성취도 검사를 실시하였다. 학생들이 학습과제에 대하여 유의미적 또는 암기적 으로 학습하는 경향을 알기 위하여 Biggis(1987)의 학습성향 검사지를 사용하였고, 학생들의 논리적 사고력 수준을 파악하기 위하여 GALT 축소본 검사지를 이용하였다. 본 연구의 결과, 학생들은 감수분열과 유전 법칙에 대한 이해도가 낮았으며 여학생이 남학생보다 유의미적으로 학습하는 경향이 있고 학생들은 대부분 (48.76%) 과도기의 사고력 수준에 머물러 있음을 알았다. 학습성향과 논리적 사고력은 학업성취도와 상관이 있었으며, 학습성향과 논리적 사고력 사이에는 상관이 거의 없었다. 또한, 학습성향은 학업성취도 대하여 11.6%의 예측력을, 논리적 사고력은 24.7%의 예측력을 가지며 학습성향과 논리적 사고력은 모두 정성적 문항에서 보다 정량적 문항에 높은 예측력을 보였다. 학습성향 수준에 따른 학업성취도와 논리적 사고력 수준에 따른 학업성취도는 통계적으로 유의미한 차이가 있었고, 학업성취도에 대한 학습성향 수준과 논리적 사고력 수준의 상호작용 효과는 없었다. 또한, 과도기와 형식적 조작기에서 유의미 학습자는 암기적 학습자보다 높은 학업성취도를 보였으나 구체적 조작기에서는 유의미 학습자와 암기적 학습자의 학업성취도에 차이가 없었다.
본 연구에서는 한국종합주가지수 (KOSPI)의 예측을 위하여 사례기반추론에서의 유전자 알고리즘을 이용한 새로운 자료편집기법을 제안한다. 사례기반추론은 복잡한 문제 해결에서의 편의성과 강점으로 인하여 여러 분야에서 광범위하게 활용되고 있다. 그럼에도 불구하고 사례기반추론은 다른 기계학습기법에 비하여 낮은 예측정확도를 나타내기에 비판을 받아 왔다. 일반적으로 사례기반추론으로부터 성공적인 성과를 도출하기 위해서는 주어진 문제에 유용한 선행 사례를 효과적으로 추출하는 것이 핵심이다. 그러나 사례기반추론 시스템에서 우수한 대응과 추출방법을 설계하는 것은 여전히 논란이 있는 연구 주제이다. 본 연구에서는 사례기반추론 시스템에서 우수한 대응과 추출을 위하여 유전자 알고리즘이 동시에 속성 가중치와 적합한 사례를 선택하는 것을 최적화한다. 본 연구에서는 제안된 모형을 주식시장분석에 응용한다. 실험결과는 유전자 알고리즘 접근법이 사례기반추론에서 유망한 사례편집기법이라는 것을 보여준다.
2006년에 발표된 7차 수학과 개정시안의 교수학습활동에서는 더욱 확장된 문제해결능력과 창의적 사고로 나아가도록 문제 만들기 활동을 포함하였다. 본 연구는 Polya의 문제 만들기 전략에 따른 문제 만들기 수업을 통해 학생의 문제해결 과정을 이해하고 효과적인 교수 학습을 논의하고자 하였다. 학생의 학습과정을 조사하는 것이므로 정성연구방법을 선택하여 중학교 방정식 내용을 중심으로 5차시에 걸친 문제 만들기 활동을 구성하여 중학교 2명의 협력학습과정을 관찰 면담을 실시하였다. 연구결과로는 첫째, 문제해결에서 주어진 것과 구하려는 것을 알고 관계식을 세워서 알고 있는 수학적 지식을 바탕으로 풀이하는 과정에서 수학성적이 우수한 학생은 문제구조를 잘 파악하고 유사한 문제 또는 새로운 문제를 만들 때 자유롭게 변인을 구성하였는데 이렇게 문제의 외적구조를 정확히 파악한 배경에는 문제의 내적 구조와 관련깊은 대수적 사고가 잘 형성된 결과임을 알 수 있었다. 둘째, 문제를 해결할 때 주어진 것과 구하려는 것의 각각의 변인을 바꾸거나 첨가하여 새로운 문제를 구성할 때 학생들은 자신이 해결한 문제를 다시 보게 되어서 반성적 사고를 이끌어 낼 수 있는 기회가 되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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