Earticle

여러 나라의 교육과정이나 교과서를 비교ㆍ분석하는 것은 그 나라 교육 관점과 방향을 파악하여 우리나라 교육과정 개정이나 교과서 집필 및 학생들의 수학 능력 향상을 위한 시사점을 도출하기 위한 것이다. 미국의 경우에 국가 수준의 교육과정을 운영하지 않지만, 2010년에 여러 주들이 주축이 되어 개발한 CCSSM이 주별로 채택되어졌고, 이에 따른 교과서가 개발ㆍ보급되고 있다. 이에 본 연구에서는 CCSSM에 적극적인 반응을 보이며 주의 관점을 반영한 캘리포니아 주의 CA-CCSSM과 이에 따른 교과서에 제시된 분수 관련 내용을 분석하였다. 분석에서는 분수 개념과 관련된 주제를 등분할, 분수 개념, 가분수와 대분수, 몫으로서 분수와 비로서 분수, 동치분수, 크기 비교 등으로 나누어 분석하였다. 분석 결과, 분수 개념 도입 전에 기하 영역에서 등분할을 다루거나, 수직선 위의 수로 분수를 도입하여 분수에 대한 수감각과 양감을 기르게 하는 특징이 있었다. 또한 대분수, 동치분수, 여러 가지 분수의 정의 방식, 도입 시기, 방법 등에서도 우리나라와 차이가 있었다.

The purpose of analysis of foreign curriculums and textbooks is to aimed to get the implications for the revision of curriculum, publishment of textbooks and teaching mathematics. In this study, Common Core State Standards and its textbooks was analyzed. The U. S. doesn’t have the national mathematics curriculum. So, it can be happen some problems: students’ lower mathematical achievement, assessment policy, decision of teaching contents, etc. In 2010, Common Core State Standards was developed by states. Furthermore, The California Department of Education reshaped standards: CA-CCSSM. This study analyzed the contents of fraction in CA-CCSSM and its textbooks. Fraction has many concepts and methods and models in teaching process. This study analyzed the equal parts, introducing fraction concept, the types of fraction, equivalent fractions, comparison of fractions. The conclusions are as follows; The equal parts are the important concept of fraction and introduced in geometry area before teaching of fraction. CA-CCSSM aims to understand a fraction as a number on the number line and represent fractions on a number line diagram. There are some similarity and difference in mixed number, fractions as a division and ratio, equivalent fractions and comparison of fractions between Korean curriculum and textbooks and CA-CCSSM.

초등 수학의 주요 내용인 산술 지도의 바람직한 방향 모색을 위해 산술적 사고의 수준을 고려할 필요가 있고, 이를 위해 산술적 사고 수준별 특징을 탐색하고 학생 개인의 산술적 사고 수준 판단을 위한 검사 도구를 마련하는 것은 교육적으로 매우 의미 있는 일이다. 본 연구에서는 문헌 분석 결과에 따라 산술적 사고 요소에 기초한 산술적 사고의 수준별 특징을 탐색하고, Guttman 척도를 따르는 산술적 사고 수준 검사 도구를 구성하는 것을 목적으로 하였다. 연구 결과, 산술적 사고는 산술적 사고 요소에 따라 특징이 상이한 4가지 수준으로 구별 가능하며, 그 특징을 반영하여 개발한 산술적 사고 수준 검사 도구는 학생들의 산술적 사고 수준 판별에 유용할 것으로 기대된다. 또한 검사 도구의 적용 결과는 우리나라 초등 수학에서 관계 수준(3수준) 및 적용 수준(4수준)을 위한 학습 경험을 더욱 풍부히 제공해야 함을 시사한다.

This study aims to explore the level-specific characteristics of arithmetical thinking based on the arithmetical thinking factors and develop an arithmetical thinking level test that can identify students' arithmetical thinking levels by specifying the levels of arithmetical thinking based on the factors. In order to solve the research problems, we categorized the arithmetical thinking factors into 1∼4 levels based on the literature review and constructed items of the arithmetical thinking level test considering both content and process based on the arithmetical thinking factors and the level-specific characteristics of the arithmetical thinking which conformed to the Guttman scale. To investigate the adequacy of the analysis of the arithmetical thinking levels, we reanalyzed the level-specific characteristics of the arithmetical thinking by checking that it matched the factors classified to the test developed by the Guttman scale. From the results of this research, the following conclusions were drawn. First, the arithmetical thinking factors are categorized into four levels which have different characteristics. Second, the arithmetical thinking level test of this study was developed satisfying the Guttman scale and it reflects the level-specific characteristics of the arithmetical thinking levels from 1 to 4. It is possible to determine the students’ arithmetical thinking level using this test. Third, according to the results of the final application of the arithmetical thinking level test for 5th and 6th graders, teachers should provide more abundant learning experiences related to the relation level (the level 3) and the application level (the level 4) to increase students' arithmetical thinking level.

이 연구는 우리나라 초등학교 수학교과서에서 속력이 어떻게 다루어져 왔는지를 분석하고, 그 결과를 바탕으로 현재 2009 개정 수학과 교육과정 상의 속력 개념과 지도 맥락의 특성을 진단하여, 차후 초등수학에서 속력을 지도하는 교수학적 시사점을 도출하고자 하였다. 이를 위하여 제1차 교육과정에서 2009 개정 수학과 교육과정까지의 교육과정 문서와 교과서의 속력 단원을 살펴보았다. 분석 결과, 우리나라 초등수학의 속력 지도는 평균 속력 개념을 바탕으로 하며, 비례 관계에 대한 추론 측면보다는 거리와 시간의 비의 값을 적용하는 측면이 강화되어왔다는 것을 확인하였다. 이상의 결과를 종합하여 등속 운동을 통한 속력 개념의 도입과 속력 맥락에서 비례추론 활동을 강화하는 것을 개선 방향으로 제안하였다.

In this study, we analyzed how the speed concept has been handled in Korean elementary mathematics textbooks and suggested some didactical implications for revising the teaching of speed concept. To do this, we investigated the curriculum documents, textbooks and teacher's manuals from the first curriculum to the 2009 revision curriculum. The results show that the speed concept of the elementary mathematics in Korea has been based on the concept of average speed and that the approach of applying the value of ratio has been strengthening more than the aspect of proportional relation. So we suggested two didactical suggestions: 1) the teaching of the speed concept should start with uniform movements. 2) the reasoning of proportional relation should be more strengthened.

장의존-장독립 인지 양식의 학습자가 수학 과제 유형별 의사소통 과정에서 나타내는 특성을 파악하여 학습자의 인지 양식과 수학 과제 유형이 수학적 의사소통에 미치는 영향을 파악하는 것이 본 연구의 목적이다. 이를 위해 학생의 인지 양식과 수학학습 성취 수준, 성별을 고려하여 초등학교 6학년 학생 8명을 장의존-장독립의 4인 1모둠으로 편성하였다. 각 모둠에 4가지 유형의 수학 과제를 제시하고 수학적 의사소통 과정을 통해 협력하여 해결하도록 하였다. 학생들의 수학적 의사소통 과정은 수학적 의사소통 활성화와 말하기, 듣기 과정의 특징으로 나누어 분석하였다. 그 결과 인지적 수준이 높은 수학 과제는 학생들의 유의미한 수학적 의사소통 활성화에 긍정적 영향을 미쳤다. 그리고 학습자의 인지 양식에 따른 과제 접근 방법의 차이는 말하기, 듣기 의사소통 과정에 영향을 주었다.

The purposes of this study were to identify the characteristics of students with different cognitive styles in the communication process according to the types of mathematical tasks and investigate the effects of their cognitive styles and types of mathematical tasks on their mathematical communication. For this, the investigator selected subjects according to the field dependent-field independent cognitive style by Witkin et al.(1977, p. 7). Mathematical tasks were developed in the areas of numbers and operations, regularity, and measurement according to the four types of Stein & Smith(1998, p. 269), which include the Memorization, Procedures without Connections, Procedures with Connections, and Doing Mathematics tasks. The selected students were divided into homogeneous groups according to their cognitive styles, and their communication processes according to the four types of mathematical tasks were observed through participation and videotaped. The videotapes were then transcribed and analyzed in protocols. The conclusions is that mathematical tasks of high cognitive level had positive effects on the activation of significant mathematical communication among the students and that differences in approaches to tasks according to their cognitive styles influenced their communicative activities in speaking and listening.

초등학교 수학에서 등식은 덧셈식에서 등호를 기호와 말로 나타낼 때 용어에 대한 정의 없이 처음 제시된다. 대부분의 초등학교 학생들은 등식에서 나타나는 등호의 의미를 연산적으로 이해한다. 또한 교과서에서 연산의 성질이 암묵적으로 사용되어 학생들이 연산의 성질을 명확하게 이해할 수 있는 기회가 제한된다. 따라서 교과서에 특정한 수로 나타난 연산의 성질을 명시적으로 도입하는 것과 등호의 의미를 관계적으로 이해할 수 있는 다양한 맥락의 등식이 필요하다는 주장이 꾸준히 제기되어 왔다. 이에 본 연구에서는 초등학교 수학 교과서에 제시된 계산식을 등식으로 나타내어 암묵적으로 사용된 연산의 성질과 등호의 관계적 의미를 이해할 수 있는 방안을 학습자의 이해 수준에서 논의하고자 한다. 이와 더불어, 연산의 성질과 등호의 관계적 의미를 적용하여 효율적인 계산을 할 수 있는 구체적인 사례를 제시한다.

The first appearance of the equations in elementary school mathematics is in the expression of the equal sign in the addition sentences without its definition. Most elementary school students have operational understanding of the equal sign in equations. Moreover, students’ opportunities to have a clear concept of the properties of operations are limited because they are used implicitly in the textbooks. Based on this fact, it has been argued that it is necessary to introduce the properties of operations explicitly in terms of specific numbers and to deal with various types of equations for understanding a relational meaning of the equal sign. In this study, we use equations to represent the implicit properties of operations and the relational meaning of the equal sign in elementary school mathematics with respect to students’level of understanding. In addition, we give some explicit examples which show how to apply them to make efficient computations.

본 연구는 초등학교 3학년 학생을 대상으로 STEAM을 적용한 수학 교과 중심의 프로그램을 설계하고 현장에 적용하여 수학 교육의 융합적 접근이 학생들의 문제해결력과 자기효능감에 미치는 영향을 밝히고자 하였다. 본 연구를 위하여 D광역시 소재 C초등학교 3학년 2개 학급을 사전 검사를 통하여 실험집단과 비교집단으로 선정하여 문제해결력과 자기효능감 검사를 실시하고 결과를 분석하였다. 또한 수업결과물과 사후설문지를 분석하여 학생들의 문제해결과정에서 나타나는 융합적 사고력과 학습에 대한 긍정적인 변화정도를 파악하고자 하였다. 본 연구의 결과를 살펴보면, 문제해결력과 관련하여 두 집단 간의 검사 결과는 통계적으로 유의미한 차이를 나타내지는 않았으나 실험집단은 비교집단에 비해 수준별 고른 성취수준과 높은 평균점수를 보였다. 또한 STEAM 기반 수학 수업을 진행한 실험 집단의 자기효능감 t-검정을 실시한 결과 5% 유의수준에서 통계적으로 유의미한 결과를 보여 자기효능감에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 수업 결과물 및 소감문을 통하여 표현력의 향상과 수학적 태도의 긍정적인 변화를 확인할 수 있었다. 이를 통해 수학 교과를 중심으로 한 STEAM 프로그램 적용은 학생들의 정의적 영역에 긍정적인 영향을 주며 수학교과 수업 개선 전략으로 활용될 수 있을 것이다.

The purpose of this study was to identify the effects of convergent approach of mathematics education on students' problem-solving ability and self-efficacy by designing and applying mathematics curriculum based on STEAM. The results are as follows. First, the test results between the two groups did not show any statistically significant difference in terms of problem solving ability, but the experimental group showed a higher average score than the comparative group. Compared with the standard deviation of the experimental group, It can be seen that the level of difference between students is great. This suggests that STEAM-based mathematics lessons have a positive effect on the problem solving ability of low-level students. Second, the results of the self-efficacy t-test of STEAM-based mathematics class showed statistically significant results at a 5% significance level. In the sub-domain, the preference for the difficulty of the mathematics task, except math self-confidence and the math self-regulation efficacy, were statistically significant at a 5% significance level. This study shows that STEAM-based mathematics classes have a positive effect on the students' positive aspects. Through the STEAM program, students learn that mathematics is connected with other fields, and it provides an opportunity to explore on their own, and they more became interested, motivated, and achievement. Also, through the results of the STEAM-based mathematics class, it can be seen that the expressive power and self-confidence are increased by using the non-formal representation outside of the existing formal representation center. The result of this study can be summarized as follows: A STEAM-based mathematics class has a positive effect on problem solving ability and self-efficacy. Therefore, it is interpreted that the application of the STEAM program focusing on mathematics accounts for education effectives.