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분수의 나눗셈에 대한 대수적 사고 기반 수업이 문제해결에 미치는 영향

The effect of algebraic thinking-based instruction on problem solving in fraction division

장혜원|박서연
한국수학교육학회|2024.07|초등수학교육 (Education of Primary School Mathematics)|제27권 제3호|pp. 281-301|DOI https://doi.org/10.7468/jksmec.2024.27.3.281

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문제해결algebraic thinkingproblem-solving분수의 나눗셈대수적 사고division of fractions

초록

대수는 방정식의 풀이로 해석되는 전통적인 관점에 따라 초등 현장에서 명시적으로 다루어지지 못하는 한계가있지만, 초등 수준의 발달 단계에 맞춰 수의 체계와 원리, 산술적 사고의 확장인 대수적 사고로서 학습되어야 한다고 주장되어왔다. 본 연구에서는 초등학교 6학년 학생들에게 분수의 나눗셈에 대한 대수적 사고 기반 수업을 실시하고 문제해결력에 미치는 영향을 분석하였다. 학생들은11차시의 수업에서 제수와 피제수의 관계 탐구를 통해 해결 방법을 일반화하고 특정한 분수의 나눗셈 문제에서 나아가 모든 경우에 적용할 수 있는 표현을 탐색하였다. 연구 결과 대수적 사고를 기반으로 한 수학 수업이 분수의나눗셈 문제해결력에 긍정적인 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다. 학생들의 해결 과정에서는 기호화, 일반화, 추론, 정당화의 대수적 사고 요소가 나타났으며 다양한 수학적 아이디어와 구조를 발견하고 이를 활용해 문제를 해결하는 특징을 보였다. 연구 결과를 바탕으로 초등학생에게 초기 대수 지도를 위한 시사점을 도출하였다.

Abstract

Many students have experienced difficulties due to the discontinuity in instruction between arithmetic and algebra, and in the field of elementary education, algebra is often treated somewhat implicitly. However, algebra must be learned as algebraic thinking in accordance with the developmental stage at the elementary level through the expansion of numerical systems, principles, and thinking. In this study, algebraic thinking-based classes were developed and conducted for 6th graders in elementary school, and the effect on the ability to solve word-problems in fraction division was analyzed. During the 11 instructional sessions, the students generalized the solution by exploring the relationship between the dividend and the divisor, and further explored generalized representations applicable to all cases. The results of the study confirmed that algebraic thinking-based classes have positive effects on their ability to solve fractional division word-problems. In the problem-solving process, algebraic thinking elements such as symbolization, generalization, reasoning, and justification appeared, with students discovering various mathematical ideas and structures, and using them to solve problems Based on the research results, we induced some implications for early algebraic guidance in elementary school mathematics.

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