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초록

영어

This qualitative study examined how Tinkercad-integrated mathematical modeling activities supported fifth- and sixth-grade elementary students (N = 20) enrolled in a gifted education program in recognizing contact surfaces—a primary epistemological obstacle in composite solid measurement—and in developing positive mathematical attitudes. Participants engaged in a four-session (160-minute) "toy train design" task that required balancing creative engineering design with realistic budget constraints. The theoretical framework centered on Blum and Borromeo Ferri's (2009) modeling cycle, with Vygotsky's (1978) ZPD and Wood et al.'s (1976) scaffolding theory serving as analytical tools for explaining the cognitive role of Tinkercad's functions. Three key findings emerged: (1) Tinkercad's iterative modification features facilitated the cyclical modeling process by enabling students to revise their designs under real-world constraints without significant cognitive or physical overhead; (2) the 'ungroup' and 'viewpoint transformation' functions served as function-specific cognitive scaffolds, allowing students to visually isolate hidden contact surfaces and autonomously construct calculation strategies; and (3) 3D model-mediated collaborative interactions were associated with positive attitudinal features—including perceived usefulness of mathematics, interest, and self-confidence—as evidenced by students' discourse during the sharing phase. This study contributes empirical evidence on the function-specific scaffolding mechanisms through which 3D modeling tools lower epistemological barriers in surface area learning, offering practical implications for technology-enhanced mathematical modeling instruction in elementary education.

한국어

본 연구는 틴커캐드(Tinkercad)를 활용한 수학적 모델링 활동이 초등학생의 겉넓이 개념 구성과 모델링 역량에 미치는 영향을 질적으로 분석하였다. 서울 소재 대학 부설 영재교육원에 재학 중인 초등학교 5·6학년 학생(N=20)을 대상으로 예산 제약을 포함한 장난감 기차 만들기 과제를 4차시(160분) 동안 적용하였다. 연구 결과, 틴커캐드의 수정 기능은 현실적 제약 하에서 순환적 모델링 과정을 촉진하였고, 그룹 해제·시점 변환 기능은 접착면 인식의 인지적 비계로 작용하였으며, 3D 모델을 매개로 하는 협력 활동 과정에서 학생들은 수학의 실용성을 재인식하는 태도 특징을 보였다. 본 연구는 디지털 도구의 기능별 조작이 접착면 인식이라는 인식론적 장벽을 낮추는 구체적 경로를 사례로 제시하고, 기능 특정적 비계라는 관점에서 초등 수학 모델링 교육에 실천적 시사점을 제공한다는 데 그 의의가 있다.

목차

요약
Ⅰ. 서론
Ⅱ. 이론적 배경
1. 초등 수학교육에서의 수학적 모델링
2. 초등 수학 교육과정의 측정 영역과 입체도형의 겉넓이 학습
3. 3D 모델링 도구를 활용한 수학교육
Ⅲ. 연구 방법
1. 연구 대상
2. 연구 과제
3. 자료 수집 및 분석 방법
Ⅳ. 연구 결과
1. 디지털 도구를 활용한 수학적 모델링 수행 과정 분석
2. 틴커캐드의 시각적 조작을 통한 겉넓이 개념의 구체화
3. 수학적 태도의 특징: 유용성 인식, 흥미, 자신감을 중심으로
Ⅴ. 결론
참고문헌

키워드

저자

• 강윤지 [ Kang, Yunji | 서울소의초등학교, 교사 ]

참고문헌

발행기관

간행물

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• 간행물명

  한국초등수학교육학회지 [Journal of Elementary Mathematics Education in Korea]

• 간기

  계간

• pISSN

  1229-3229

• 수록기간

  1997~2026

• 등재여부

  KCI 등재

• 십진분류

  KDC 375 DDC 372