‘바닥 꾸미기’ 과제를 이용한 수학적 모델링 과정에서 초등수학영재의 메타인지 분석
An Analysis of Metacognition of Elementary Math Gifted Students in Mathematical Modeling Using the Task ‘Floor Decorating’
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수학적 모델링이란 실세계 문제 상황을 이해하고 이를 수학적인 방법으로 변환하여 수학적 모델을 토대로 실세계 문제 상황을 해결해나가는 일련의 과정이라고 할 수 있다. 선행연구를 통해 수학적 모델링을 활용한 수업의 학습 효과가 밝혀짐에 따라 우리나라에서도 효과적인 수학적 모델링 수업을 위한 다양한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구는초등수학영재의 수학적 사고 양식에 따라 수학적 모델링 과정에서 나타나는 메타인지적 특성을 분석함으로써 수학적모델링 지도 과정에서의 시사점을 모색하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 S시 소재 대학부설과학영재교육원 초등수학 영재학생 39명을 대상으로 수학적 사고 양식 검사를 진행하여 검사 결과에 따라 시각적, 분석적, 혼합적 모둠으로 분류하고 각 사고 양식이 가장 뚜렷하게 드러나는 3개 모둠(총 12명)의 수학적 모델링 과정에서 나타나는 메타인지 특성을 분석하였다. 분석 결과, 모델링 단계와 모둠 특성에 따라 메타인지 요소가 다르게 나타나는 것을 확인하였으며, 이와 같은 분석 결과에 기초하여 수학적 모델링 지도 과정에서의 교수학적 시사점을 도출하였다.
Abstract
Mathematical modeling can be described as a series of processes in which real-world problem situations are understood, interpreted using mathematical methods, and solved based on mathematical models. The effectiveness of mathematics instruction using mathematical modeling has been demonstrated through prior research. This study aims to explore insights for mathematical modeling instruction by analyzing the metacognitive characteristics shown in the mathematical modeling cycle, according to the mathematical thinking styles of elementary math gifted students. To achieve this, a mathematical thinking style assessment was conducted with 39 elementary math gifted students from University-affiliated Science Gifted Education Center, and based on the assessment results, they were classified into visual, analytical, and mixed groups. The metacognition manifested during the process of mathematical modeling for each group was analyzed. The analysis results revealed that metacognitive elements varied depending on the phases of modeling cycle and their mathematical thinking styles. Based on these findings, didactical implications for mathematical modeling instruction were derived.
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