수학영재의 대수적 사고의 특징과 오류 유형
Characteristics of Algebraic Thinking and its Errors by Mathematically Gifted Students
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초록
본 연구는 수학영재의 대수적 사고의 특징과 오류 유형을 분석하여 수학영재 대상 대수-학습방법을 개선시키는 지도방안을 제안하는데 목적을 두었다. 본 연구에서는 2015학년도 광역시 소재 대학부설 과학영재교육원 중등수학반을 지원한 학생들 가운데 수학영재교육을 받은 경험이 있는 93명을 연구대상으로 선정하였다. 선행연구에 기초하여 대수적 사고 요소 분석틀을 구성하였으며, 연구대상들이 선발과정 1단계 창의성 검사에서 대수적 사고 관련 문항에 대해 작성한 답안들을 분석하였다. 연구결과, 연구대상 학생들은 양이 가진 속성을 파악하기도 하였으나 두 양 사이의 독립성과 관계를 추론하는 데 어려움을 가지는 것으로 나타났다. 또한 방정식을 문제해결의 도구로 인식하여 해를 구하려는 경향을 보였다. 이 과정에서 변수를 자리지기로서의 미지수 관점에만 집중하여 변수의 다양한 의미를 파악하는 데 어려움을 나타내었으며 일부 학생들은 대수적 개념에 대한 사고에서 오류를 만들어냈다. 결론적으로, 수학영재의 대수-학습방법을 개선하기 위해서는 변하는 양 사이의 관계를 일반화하고 추론하는 것을 포함하는 함수적 사고를 신장시키고, 식의 절차적 측면과 구조적 측면을 함께 강조하며, 변수 개념을 여러 측면에서 학습할 수 있는 다양한 상황을 제공하고, 대수적 개념을 스스로 구성하는 활동을 강화시키는 지도방안을 탐색해야 하는 것으로 고찰하였다.
Abstract
The study aimed to investigate the characteristics of algebraic thinking of the mathematically gifted students and search for how to teach algebraic thinking. Research subjects in this study included 93 students who applied for a science gifted education center affiliated with a university in 2015 and previously experienced gifted education. Students’ responses on an algebraic item of a creative thinking test in mathematics, which was given as screening process for admission were collected as data. A framework of algebraic thinking factors were extracted from literature review and utilized for data analysis. It was found that students showed difficulty in quantitative reasoning between two quantities and tendency to find solutions regarding equations as problem solving tools. In this process, students tended to concentrate variables on unknown place holders and to had difficulty understanding various meanings of variables. Some of students generated errors about algebraic concepts. In conclusions, it is recommended that functional thinking including such as generalizing and reasoning the relation among changing quantities is extended, procedural as well as structural aspects of algebraic expressions are emphasized, various situations to learn variables are given, and activities constructing variables on their own are strengthened for improving gifted students’ learning and teaching algebra.
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