본문 바로가기
KERD
논문KCI 등재

수학교과 중심의 STEAM 수업 경험이 중학교 1학년 학생들의 수학적 모델링 능력에 미치는 영향

The Effects of Mathematics-Centered STEAM Program on Mathematical Modeling Ability of First Grade Students in Middle School

한혜숙|김미경
한국수학교육학회|2021.09|수학교육 논문집 (Communications of Mathematical Education)|제35권 제3호|pp. 295-322|DOI https://doi.org/10.7468/jksmee.2021.35.3.295

0

조회

0

다운로드

5

인용

0

참고문헌

키워드

mathematical modeling수학적 모델링창의적 설계creative design수학교과 중심의 STEAMmathematics-centered STEAM program

초록

본 연구는 수학교과 중심의 STEAM 수업 경험이 중학교 1학년 학생들의 수학적 모델링 능력에 미치는 영향을 파악하기 위하여 대학 연계 자유학기제 융합수학탐구 수업에 신청한 49명의 학생들을 대상으로 단일집단 사전-사후 검사 설계를 통해 한 학기동안 이루어졌다. 본 연구의 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 사전, 사후 수학적 모델링 능력검사 결과에 의하면, 사전 검사에 비해서 사후 수학적 모델링 검사의 평균 점수가 향상되었고, 사전, 사후 검사 간에통계적으로 유의미한 차이가 있는 것으로 나타나 본 연구에서 제공한 수학교과 중심의 STEAM 수업 경험이 중학교1학년 학생들의 수학적 모델링 능력을 향상시키는데 긍정적인 영향을 준다는 것을 확인하였다. 둘째, 각 문항별 분석결과에 의하면 STEAM 수업 경험은 학생들의 창의적 사고 및 열린 사고를 요구하는 개방성이 높은 수학적 모델링문항의 해결에 더욱 효과적인 것으로 나타났다. 셋째, 하위문항별 학생 응답 내용 분석 결과에 의하면, STEAM 수업경험이 특히 학생들의 수학적 모델 구성 및 결과에 대한 타당성 검토 과정을 더욱 활성화시킨 것으로 나타났다.

Abstract

This study was conducted for one semester through one group pretest-posttest design with 49 first-year middle school students to explore the effects of mathematics-centered STEAM class experiences on students’ mathematical modeling abilities. The main results of this study are as follows: First, the results of the pre and post-mathematical modeling ability tests showed that the average score of posttest was improved compared to the pretest, and that the experiences of mathematics-centered STEAM classes provided in this study had a positive effect on improving the mathematical modeling ability of first-year middle school students. Second, STEAM classes were more effective in solving mathematical modeling problems that require students’ creative and divergent thinking. Third, the content analysis of student responses for each subquestion showed that STEAM classes were especially more helpful in activating students' mathematical model construction and validating steps.

참고문헌 (38)

  1. 강옥기, "수학적 모델링의 정교화 과정 연구", 수학교육학연구, 20(1), pp.73~84 (2010), 대한수학교육학회
  2. 고창수, "수학적 모델링 활동이 수학적 문제해결력 및 수학적 성향에 미치는 영향", 한국초등수학교육학회지, 19(3), pp.347~370 (2015), 한국초등수학교육학회
  4. 김민경, "수학적 모델링 적용을 위한 문제상황 개발 및 적용", 수학교육, 49(3), pp.313~328 (2010), 한국수학교육학회
  5. 박슬히, "중학생의 수학적 모델링 정교화 과정에 관한 사례 연구", 한국학교수학회논문집, 17(4), pp.657~677 (2014), 한국학교수학회
  6. 박진형, "수학적 모델링 활동에 의한 창의적 사고 촉진 사례 연구", 수학교육학연구, 27(1), pp.69~88 (2017), 대한수학교육학회
  7. 박현주, "STEAM 교육의 구성 요소와 수업 설계를 위한 준거 틀의 개발", 학습자중심교과교육연구, 12(4), pp.533~557 (2012), 학습자중심교과교육학회
  8. 손홍찬, "스프레드시트를 활용한 수학적 모델링 활동에서의 수학적 발견과 정당화", 박사, 수학교육, pp.2006
  9. 안종수, "함수 단원의 수학적 모델링 자료를 활용한 수업이 학생들의 학습능력 향상에 미치는 영향", 한국학교수학회논문집, 15(4), pp.747~770 (2012), 한국학교수학회
  10. 양윤정, "빅데이터를 활용한 수학 기반 STEAM 프로그램이 중학생 영재의 창의적 문제해결력, 수학 진로지향도 및 STEAM 핵심역량에 미치는 영향", 영재교육연구, 27(4), pp.607~629 (2017), 한국영재학회
  11. 오영열, "초등수학에 적용된 수학적 모델링 과제 유형 탐색", 한국초등교육, 30(1), pp.87~99 (2019), 초등교육연구원[DOI]
  12. 윤신애, "특성화고 학생들을 대상으로 한 수학적 모델링 교수-학습 자료의 개발 및 적용", 석사, pp.2018
  13. 이명숙, "STEAM 수업이 수학영재의 수학 창의적 문제해결력과 창의적 태도에 미치는 효과", 영재와 영재교육, 12(3), pp.75~94 (2013), 한국영재교육학회[DOI]
  14. 이은경, "실생활 예를 활용한 수학 기반 융합프로그램이 초등 영재의 수학적 성향과 창의적 문제해결력에미치는 영향", 석사, pp.2018
  15. 정혜윤, "수학적 모델링 관점에 의한 <수학과제 탐구> 과목용 과제의 설계", 학교수학, 20(1), pp.149~169 (2018), 대한수학교육학회[DOI]
  16. 조원주, "중학교 함수영역에서 수학적 모델링을 활용한 수행과제와 구체적 평가기준안 개발", 한국수학교육학회지 시리즈 E <수학교육논문집>,, 14, pp.349~370 (2002)
  17. 최경아, "수학 교과 역량 관점에서의 수학적 모델링에 관한 선행 연구 탐색", 한국학교수학회논문집, 20(2), pp.187~210 (2017), 한국학교수학회[DOI]
  18. 최정원, "초등학생의 창의적 문제해결력 향상을 위한 E-textiles를 활용한 STEAM 교육의 효과", 교원교육, 31(3), pp.105~119 (2015), 교육연구원[DOI]
  19. 최희선, "수학적 모델링 기반 수업이 중학교 1학년 학생들의 수학적 문제제기 능력에 미치는 영향", 학습자중심교과교육연구, 18(14), pp.755~782 (2018), 학습자중심교과교육학회[DOI]
  20. 한선영, "예비 수학 교사들의 수학적 모델링 및 그 교육적 활용에 대한 인식", 수학교육, 58(3), pp.443~458 (2019), 한국수학교육학회[DOI]
  21. 한혜숙, "수학교과 중심의 STEAM 수업이 중학생들의 STEM 분야 진로 흥미도및 융합적 문제해결력에 미치는 영향", 수학교육 논문집, 31(1), pp.125~147 (2017), 한국수학교육학회[DOI]
  22. 홍지연, "겉넓이 학습을 위한 수학적 모델링에서 나타난 추상화 과정 및 겉넓이 이해에 관한 연구", 한국학교수학회논문집, 14(1), pp.43~64 (2011), 한국학교수학회
  23. 황혜정, "수학적 모델링의 이해 - 국내 연구 결과 분석을 중심으로 -", 학교수학, 9(1), pp.65~97 (2007), 대한수학교육학회
  24. 황혜정, "2007년 이후 국내 논문 결과에 근거한 수학적 모델링 탐색", 수학교육 논문집, 32(2), pp.225~244 (2018), 한국수학교육학회[DOI]
  25. Bleich, L, "An analysis of the use of graphical representation in participants’ solutions", The Mathematics Educator, 16(1), pp.22~34 (2006)
  26. Blum, W, "Trends und perspektiven", pp.15~38 (1996), Holder-Pichler-Tempsky
  27. Blum, W, "Mathematical Modelling: Can It Be Taught And Learnt", Journal of Mathematical Modelling and Application, 1(1), pp.45~58 (2009)
  28. Blum, W, "Mathematical Modeling (ICTMA–12):Education, Engineering and Economics", pp.222~231 (2007), Horwood Publishing
  29. Blum, W, "Applied mathematical problem solving, modelling, applications, and links to other subjects–state, trends and issues in mathematics instruction", Educational Studies in Mathematics, 22(1), pp.37~68 (1991)
  30. Borromeo Ferri, R, "Theoretical and empirical differentiations of phases in the modelling process", Zentralblatt für Didaktik der Mathematik, 38(2), pp.86~95 (2006)
  31. "Common Core State Standards for Mathematics (CCSSM)" (2010)[URL]
  32. Cukrowicz, J, "MatheNetz 5–11" (2000), Westermann
  33. Galbraith P, "Beyond standard models-meeting the challenge of modeling", Educational Studies in Mathematics, 21(2), pp.137~163 (1990)
  34. Greefrath, G, "Mathematical modelling in education research and practice. Cultural, social and cognitive influences ICTMA 16", pp.173~183 (2015), Springer
  35. Lesh, R, "Beyond constructivism:Models and modeling perspectives on mathematics problem solving, learning and teaching", pp.3~34 (2003), Lawrence Erlbaum
  36. Mousoulides, N, "A modeling perspective on the teaching and learning of mathematical problem solving", Mathematical Thinking and Learning, 10, pp.293~304 (2008)
  37. Sokolowski, A., "The effect of math modeling on student’s emerging understanding", IAFOR Journal of Education, 3(2) (2015)[DOI]
  38. Swan, M, "Modelling and Applications in Mathematics Education- The 14th ICMI Study", pp.275~284 (2007), Springer

관련 논문AI추천

수학교과 중심의 STEAM 수업이 중학생들의 STEM 분야 진로 흥미도및 융합적 문제해결력에 미치는 영향한혜숙한국수학교육학회 · 수학교육 논문집2017 · 제31권 제1호실생활 맥락을 활용한 수학교과 중심의 STEAM 교육 모형 개발 및 적용반은섭한국수학교육학회 · 수학교육 논문집2018 · 제32권 제3호STEAM 수업이 수학영재의 수학 창의적 문제해결력과 창의적 태도에 미치는 효과김미숙, 문은식, 이명숙한국영재교육학회 · 영재와 영재교육2013 · 제12권 제3호수학을 기반으로 하는 STEAM 아웃리치 프로그램 개발과 효과성김남준, 손정숙, 송원희, 유경훈, 이갑정, 최성자, 황선욱한국수학교육학회 · 수학교육 논문집2017 · 제31권 제4호빅데이터를 활용한 수학 기반 STEAM 프로그램이 중학생 영재의 창의적 문제해결력, 수학 진로지향도 및 STEAM 핵심역량에 미치는 영향양윤정, 유미현한국영재학회 · 영재교육연구2017 · 제27권 제4호STEAM 수업에서의 멘토교사 경험이 예비수학교사들의 STEAM 교수역량에 미치는 효과한혜숙한국수학교육학회 · 수학교육 논문집2018 · 제32권 제1호

이 간행물의 다른 논문 (6건)

초․중등 학부모 대상 수학교과 인식 및 요구 조사고호경, 이형주, 김형식pp. 213-231중학생용 수학불안 검사 도구의 개발 및 타당화 연구류병국, 이창연, 옥보명pp. 233-255변수 개념에 대한 중등 예비교사들의 노티싱조형미, 이은정pp. 257-275개방형 문제해결학습이 초등학생들의 수학적 창의성 및 수학적 태도에 미치는 영향서영민, 박만구pp. 277-293두 중학생의 공변 추론 수준에 따른 연립방정식 문장제의 해결에서 나타나는 유사성 비교마민영pp. 323-340
원문 보기