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논문KCI 등재

초등수학교육에서의 공간능력에 관하여

On Spatial Ability in Elementary Mathematics Education

전인호
초등교육연구원 (Elementary Education Research Institute)|2021.07|한국초등교육 (Korean Journal of Elementary Education)|제32권 제1호|pp. 205-218|DOI 10.20972/kjee.32.1.202103.205

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Spatial Orientation공간시각화공간능력Spatial Ability공간감각공간방향Spatial SenseSpatial Visualization

초록

오랜 기간의 연구를 통하여 어린이의 공간능력(spatial ability)이 창의력과 혁신능력에 크게 관여한다는 사실이 확인되었다. 이는 4차 산업혁명 시대를 맞아 학생들이 갖추어야하는 미래능력의 하나로공간능력의 중요성이 강조되어야 함을 시사한다. 그럼 초등수학교육에서도 공간능력의 신장과 그 중요성이 강조되고 있는지 살펴보는 것은 매우 필요하면서도 흥미로운 일이다. 따라서 본 논문에서는 선행연구를 통하여 초등수학교육에서 공간능력과 관련한 쟁점들을 알아보고 이를 해결할 수 있는 방안을제안해보았다. 결론적으로 선행연구 분석을 통하여 알게 된 것은 공간능력과 관련하여 초등수학교육에서의 근본적인 문제는 교육과정에 공간능력에 대한 명확한 정의가 주어지지 않는다는 점이며, 이는 우리 초등수학교육과정의 NCTM(1989)의 영향으로 인하여 애초에 공간능력의 개념을 NCTM의 “자기주위의 상황과 그 물체에 대한 직감(intuitive feeling)”으로 정의되는 공간감각(spatial sense)으로 가져오게 됨으로서 생긴 혼란 때문인 것으로 생각된다. 이를 해결하기 위한 방안으로 우리 초등수학교육에서의 공간감각의 개념을 일반적으로 널리 통용되던 공간능력으로 사용할 것을 제안하였으며, 아직 공간능력의 정의도 학술적으로 연구자들의 합의에 이르지 못한 상태지만 공간능력의 정의를McGee(1979)의 공간능력의 정의를 비판적으로 분석하여 보완한 것으로 할 것을 제안하였다. 즉, “공간능력은 공간과 관련한 과제를 수행할 수 있는 총체적인 능력으로 공각시각화와 공간방향으로 구성되는데, 여기서 공간시각화는 심상(mental imagery)을 형성하고 변형할 수 있는 능력이며, 공간방향은심상의 패턴 내의 요소 배치에서 요소들 간의 상대적인 방향을 결정할 수 있으며, 심상이 임의의 방향으로 변화 된 시점에서 시각화를 할 수 있는 능력이다.”로 공간능력을 정의할 것을 제안하였다. 이것은김수미(2003)의 공간능력에 관한 첫 번째 제안에 대하여 부분적으로 답을 주려는 시도의 하나이다.

Abstract

Long-term studies have confirmed that children's spatial ability is highly involved in creativity andinnovation ability. This implies that the importance of spatial capability should be emphasized as oneof the future capabilities that students must have in the era of the 4th industrial revolution. Then, itis very necessary and interesting to examine whether the expansion of spatial ability and itsimportance are emphasized in elementary mathematics education. Therefore, in this paper, throughprior research, we investigated the problems related to spatial ability in elementary mathematicseducation and suggested a solution to them. In conclusion, what we learned through the analysis of previous studies is that the fundamentalproblem in elementary mathematics education in relation to spatial ability is that the curriculum doesnot give a clear definition of spatial ability, which is the NCTM (1989) of our elementary mathematicscurriculum. It is believed that this is due to the confusion caused by bringing the concept of spatialability to the spatial sense defined as the 'intuitive feeling' of NCTM. As a way to solve this problem,it was proposed to use the concept of spatial sense in our elementary mathematics education as agenerally widely used spatial ability. Though the definition of spatial ability has not yet reached theconsensus of researchers academically, it was proposed to complement McGee's (1979) definition ofspatial ability by critical analysis. In other words, “Spatial ability is the total ability to perform spatialtasks, and it is composed of spatial visualization and spatial orientation, where spatial visualization isthe ability to form and transform mental imagery, and spatial orientation is the ability to determinethe relative directions between elements in the arrangement of elements in the pattern of and tovisualize when the image is changed in an arbitrary direction.” This may be one of the attempts togive partial answers to Kim Soo-mi's (2003) suggestions on spatial abilities.

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