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THE MATHEMATICAL EDUCATION

  • : 한국수학교육학회
  • : 사회과학분야  >  교육
  • : KCI등재
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  • : 1225-1380
  • : 2287-9633
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수록정보
수록범위 : 1권1호(1963)~60권2호(2021) |수록논문 수 : 1,415
A-수학교육
60권2호(2021년 05월) 수록논문
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1초등학생들의 비구조화된 문제 해결 과정에서 나타나는 공간 추론 능력과 문제 해결 능력

저자 : 최주연 ( Choi Jooyun ) , 김민경 ( Kim Min Kyeong )

발행기관 : 한국수학교육학회 간행물 : A-수학교육 60권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 133-157 (25 pages)

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본 연구에서는 학생들의 생활과 밀접한 공간을 기반으로 한 비구조화된 문제를 개발하고 수업에 적용하였다. 이 과정에서 6학년 학생들의 공간 추론 능력으로는 외적 추론에 비해 내적 추론에서 어려움을 표했으며, 공간 추론이 수와 연산, 측정 등의 영역과 연계되어 활용될 때 그 수준이 더 높게 나타났다. 문제 해결 능력에서는 반성 요소가 미흡하게 나타났으며 초등 현장에서 온라인 환경에서의 협력과 수학적 모델링 학습이 적용 가능하다는 결과를 얻었다. 이를 통해 수학 교육 현장에 공간 학습과 실생활 문제 해결에 관한 의미 있는 시사점을 도출할 것으로 기대된다.


Ill-structured problems have drawn attention in that they can enhance problem-solving skills, which are essential in future societies. The purpose of this study is to analyze and evaluate students' spatial reasoning(Intrinsic-Static, Intrinsic-Dynamic, Extrinsic-Static, and Extrinsic-Dynamic reasoning) and problem solving abilities(understanding problems and exploring strategies, executing plans and reflecting, collaborative problem-solving, mathematical modeling) that appear in ill-structured problem-solving. To solve the research questions, two ill-structured problems based on the geometry domain were created and 11 lessons were given. The results are as follows. First, spatial reasoning ability of sixth-graders was mainly distributed at the mid-upper level. Students solved the extrinsic reasoning activities more easily than the intrinsic reasoning activities. Also, more analytical and higher level of spatial reasoning are shown when students applied functions of other mathematical domains, such as computation and measurement. This shows that geometric learning with high connectivity is valuable. Second, the 'problem-solving ability' was mainly distributed at the median level. A number of errors were found in the strategy exploration and the reflection processes. Also, students exchanged there opinion well, but the decision making was not. There were differences in participation and quality of interaction depending on the face-to-face and web-based environment. Furthermore, mathematical modeling element was generally performed successfully.

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2전개도 과제에서 지오픽스와 Cabri 3D를 활용한 학습의 효과 비교

저자 : 서화진 ( Seo Hwajin ) , 이광호 ( Lee Kwangho )

발행기관 : 한국수학교육학회 간행물 : A-수학교육 60권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 159-172 (14 pages)

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본 연구의 목적은 조작 교구와 탐구형 기하 소프트웨어를 활용한 전개도 학습이 초등학교 5학년 학생들의 공간 감각에 주는 영향을 비교·분석하는 것이다. 이를 위해 한 실험집단은 조작 교구인 지오픽스를 한 실험집단은 탐구형 기하소프트웨어인 Cabri 3D를 활용하여 전개도를 학습하였다. 비교 집단은 교구나 소프트웨어의 사용 없이 학습지만으로 학습을 진행하였다. 사전과 사후에 공간 감각 검사를 실시하여 그 수준을 파악하였고, 시선 추적 검사를 실시하여 전개도 과제를 해결하는 학생들의 전략을 분석하였다. 그 결과 조작 교구인 지오픽스를 활용한 전개도 학습이 공간 감각에 가장 효과적이었으며, Cabri 3D 또한 전개도를 학습하기 위한 좋은 도구가 될 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 전개도 학습 이후 학생들의 해결 전략은 가장 효율적인 전략이었던 분석적 전략이 증가하였으며, 이러한 과정에서 시선 추적은 학생들의 전략을 탐색하는 매우 유용한 도구가 됨을 알 수 있었다.


The purpose of this study is to compare and analyze the effects of physical manipulative and exploratory geometry software on the spatial sense for 5th grade elementary school students in learning nets. For this purpose, ton experimental group used Geofix, an operational learning tool, and the experimental group used Cabri 3D, an exploratory geometry software to learn the nets of solids. The comparison group was learned by worksheet only without any manipulative or software. Spatial sense tests were conducted before and after to determine the level, and eye tracking were used to analyze the strategies of students in solving nets problems. As a result, it was confirmed that the using Geofix group was the most effective for the spatial sense, and Cabri 3D could also be a good tool for learning the nets of solids. In addition, after learning the nets of solids, the analytical strategy, which was the most effective strategy for students' solving strategies, increased. In the process of solving spatial tasks such as the spatial sense tasks, eye tracking technology become a very useful tool for exploring students' strategies, so it is expected that objective and useful data will be collected through more active use in the future.

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3초등학교 수학 교과서에서의 지속가능발전 내용 분석

저자 : 김정원 ( Kim Jeongwon )

발행기관 : 한국수학교육학회 간행물 : A-수학교육 60권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 173-190 (18 pages)

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지속가능발전 교육은 현재와 미래 세대의 지속가능한 발달을 위해 중요하다. 본 연구에서는 초등학교 1학년부터 6학년의 수학 교과서에 제시된 지속가능발전 교육의 내용을 혼합연구의 방법을 사용하여 분석하였다. 지속가능발전에 관한 내용의 관련 차원 및 수학 내용 영역, 수학과의 연결성 등을 양적 연구의 방법으로 분석하였고, 관련된 하위 내용 및 교과서에 구체적으로 어떻게 제시되는지를 질적 연구의 방법을 통해 분석하였다. 연구 결과, 초등학교 수학 교과서에는 지속가능발전의 세 가지 큰 축인 환경, 사회, 경제 차원에 관한 내용이 여러 학년에 걸쳐 다양하게 다루어지고 있었다. 환경 차원과 관련하여 자연 자원, 에너지, 기후 변화 등의 하위 내용이, 사회 차원과 관련하여 평화와 안전, 문화 다양성, 건강 관리 및 증진의 하위 내용이, 경제 차원과 관련하여 지속가능한 생산, 빈부 격차 완화의 하위 내용에 관한 활동이 제시되고 있었다. 이러한 활동에서 지속가능발전은 문제 해결의 맥락으로 대부분 제시되고 있으며 일부 활동에서는 문제 해결뿐만 아니라 지속가능성을 고려해보게 하는 하위 활동을 추가로 포함하고 있었다. 본 연구의 결과를 바탕으로 초등학교 수학에서의 지속가능발전 교육의 지도 방향에 대한 시사점을 제공하고자 한다.


Education for Sustainable Development is an imperative mean to achieve the sustainable development which is the key idea that meets the needs of both present and succeeding generations by reconciling environmental protection, social development and economic growth. This study addressed the following question. First, what is the overall structure of the ESD contents presented in the textbooks? Second, How are the sub-contents of ESD distributed in the textbooks? Lastly, How are the ESD contents connected to mathematics in the textbooks?
For this purpose, the contents in the elemtentary mathematics textbooks from 1st to 6th grades were analyzed at both macro and micro levels through quantitative and qualitative research methods. As results, contents related to environmental, social, and economic dimensions were presented from the first grade. The contents were involved the mathematics content domains of Numbers and Operations, Data and Possibilities, and Patterns. However, the contents were presented intensively in middle and high grades, and environmental topics accounted for a high proportion. Among the activities related to ESD, many were focused on solving problems mathematically while some were presented to solve problems as well as to consider sustainability through the activities. Based on the results, the study aims to provide implications for the direction of mathematics education for sustainable development in elementary school.

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4다문화학생의 수학학업성취도 변화와 계층분류

저자 : 김형원 ( Kim Hyung Won ) , 고호경 ( Ko Ho Kyoung )

발행기관 : 한국수학교육학회 간행물 : A-수학교육 60권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 191-207 (17 pages)

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본 연구는 다문화 학생들의 수학학업성취도 변화의 양상을 파악하고 예측하기 위하여 성장혼합모형의 잠재성장모형분석을 하였다. 연구 결과는 다수의 다문화 학생들이 학년이 높아갈수록 성취도가 하향하고 있음과 성취도의 변화가 부모의 소득수준이나 교육수준과 연관이 없는 것으로 분석되었으며, 특히 여학생이 남학생보다 초기 성취도가 낮고 시간이 지남에 따라 급격히 감소할 가능성이 높은 것으로 나타났다. 이러한 결과는 공교육적 차원에서의 다문화 학생지원을 강화할 필요성을 보여주고 있다.


Recently, the number of multicultural families has significantly increased in Korea, and this trend creates a need to understand how successfully students from multicultural families achieve their mathematics learning. To understand and predict the changes in mathematics learning achievement of these students over time, we conducted in this study a latent growth mixture model analysis. The study findings show that the majority (92%) of the students from multicultural families experience a decrease in their mathematics achievement over time as their grade level goes up. It was found, in particular, that female students are likely to have lower initial achievements and rapid decline over time more than male students and that the decline over time was more severe for female students than their male counterparts. The findings of this study convey several implications on the how to support the students from multicultural families. First, the result of this study was different from the outcomes of previous studies that presented the income of the household and the education level of the students' parents as major factors that determine the academic achievement of the students from multicultural families. Furthermore, the study indicates the need for more research to identify variables related to the mathematical achievements of the students from multicultural families and the need to use these research findings to develop public support plans for the students from multicultural families.

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5수학과 평가 문항의 역량 및 표현 형식 특성 분석

저자 : 박지현 ( Park Ji Hyun )

발행기관 : 한국수학교육학회 간행물 : A-수학교육 60권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 209-228 (20 pages)

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본 연구의 목적은 수학과 교육과정에 기반한 평가 문항을 출제할 때 핵심적으로 고려되는 수학 역량 및 표현 형식특성을 규명하고, 수학과 평가 문항에서 수학 역량 및 표현 형식 특성이 나타나는 양상을 밝히는 것이다. 선행 연구분석 및 2차에 걸친 타당성 조사를 통해, 수학과 교육과정에 기반한 평가 문항의 특성으로 수학 역량 범주는 12가지, 표현 형식 범주는 8가지를 추출하고, 이 특성들로 구성된 문항 특성 분석틀을 개발하였다. 또한 문항 특성 분석틀을 활용하여 2019년 국가수준 학업성취도 평가 문항을 분석한 결과, 중 고등학교의 수학 역량 및 표현 형식 특성에 대한 출제 경향에 차이가 있음을 밝혔다.


The purpose of this study is developed the Item Feature Analysis (IFA) frameworks for curriculum-based assessments, focusing on Math competency and representation in secondary schools and implemented the IFA in National Assessment of Educational Achievement. To conduct the study, previous studies were analyzed, and feasibility studies were conducted twice. As a result of the study, we structured the IFA framework based on the 2015 revised mathematics curriculum in Korea and developed a method to analyze the characteristics of the math items. The results of structuring the framework for math included two categories: math competency in the content aspects, and representation type in the formal aspects. Specifically, 12 features of math competency and 8 features of representation type were identified, and an item feature analysis framework composed of these features was developed. The math competency was developed based on the subject competency of 2015 national curriculum. Math assessments in high schools, which have been changed to the competency-based assessments, had more frequency of the feature of math competency compared to middle schools. In this study, implemented the IFA in National Assessment of Educational Achievement and explored the way of ensuring the validity. These have been proved as critical applications for ensuring the validity of curriculum-based student assessment as well as building a tool for assessment.

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6학생의 문제해결전략에 대한 교사의 노티싱 역량 분석: 이분모 분수의 덧셈과 뺄셈에서 나타난 오류를 중심으로

저자 : 손태권 ( Son Taekwon ) , 황성환 ( Hwang Sunghwan )

발행기관 : 한국수학교육학회 간행물 : A-수학교육 60권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 229-247 (19 pages)

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학생의 수학적 사고는 다양한 형태의 산출물로 나타나며, 교사는 이를 통해 학생의 수학적 사고를 추론하고 반응할 수 있어야 한다. 본 연구는 이분모 분수의 덧셈과 뺄셈을 중심으로 오류가 포함된 문제해결전략에 대한 39명의 현직초등교사의 노티싱 역량을 분석하였다. 그로부터 다음과 같은 연구 결과를 도출하였다. 첫째, 교사의 노티싱 역량은 식별하기, 해석하기, 반응하기 순으로 낮아지는 경향을 보였다. 둘째, 반응하기는 교사의 의도와 문제 유형에 따라 범주화할 수 있었다. 이를 바탕으로 교사 노티싱 연구의 시사점을 제언하였다.


Students' mathematical thinking is represented via various forms of outcomes, such as written response and verbal expression, and teachers could infer and respond to their mathematical thinking by using them. This study analyzed 39 elementary teachers' competency to notice students' problem-solving strategies containing mathematical errors in fraction addition and subtraction with uncommon denominators problems. Participants were provided three types of students' problem-solving strategies with regard to fraction addition and subtraction problems and asked to identify and interpret students' mathematical understanding and errors represented in their artifacts. Moreover, participants were asked to design additional questions and problems to correct students' mathematical errors. The findings revealed that first, teachers' noticing competency was the highest on identifying, followed by interpreting and responding. Second, responding could be categorized according to the teachers' intentions and the types of problem, and it tended to focus on certain types of responding. For example, in giving questions responding type, checking the hypothesized error took the largest proportion, followed by checking the student's prior knowledge. Moreover, in posing problems responding type, posing problems related to student's prior knowledge with simple computation took the largest proportion. Based on these findings, we suggested implications for the teacher noticing research on students' artifacts.

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