SW융합 수학수업이 초, 중학생의 수학적 태도, 수학적 창의성 및 수학적 문제해결력에 미치는 영향
The effects of the mathematics class that converged SW on matnematical attitude, matnematical creative ability and mathematical problem solving ability of elementary and middle school students
초록/요약
최근에는 2015년 개정 수학 교육과정에 맞추어 수학교과에도 융합적인 인재양성을 위한 STEAM교육의 필요성이 제기되었다. 성공적인 STEAM교육을 위해 수학교과를 활용한 창의적 체험활동을 통하여 수학교육의 내용을 바탕으로 수학적 창의성, 수학적 문제해결력을 높이기 위해서는 수학수업 을 개발해야 할 것이다. 이러한 수학수업에 대한 프로그램이 개발된다면 수학에 대한 이해도를 높일 수 있으며 수학에 대한 태도도 변할 것이라 기대한다. 학생들의 수학에 대한 어려움을 느끼는 것은 중 고등학생이 되면서 좀 더 늘어간다. 단순한 계산문제가 아니라 수학적 문제해결력을 요구하는 학습은 더욱 그러하다. 따라서 본 연구자는 이러한 학생들에게 좀 더 수학에 대해 필요성과 수학에 대한 동기부여를 주기 위하여 SW융합 수학수업을 연구하고자 하는 데 그 목적이 있다. 우선 SW융합 수학수업을 위해서 SW교육을 위해 스크래치라는 프로그램을 활용하였으며 수학수업과 융합하여 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램의 구성은 수학문제를 제시하고, 창의적 설계하여 수학적 알고리즘을 만들고, 감성적 체험을 통해서 산출물을 만들어 내는 STEAM 학습 준거 틀을 바탕으로 하였다. 수학적 문제 제시에서는 학생들이 교과서에서 본 예제를 사용하거나 과정을 이용하여 자신의 문제로 인식할 수 있도록 구성하였으며, 창의적 설계에서는 창의적인 방법으로 문제해결을 위해서 생각을 할 수 있도록 프로그래밍 할 수 있는 시간을 주었으며, 산출물을 내어 서로 발표할 수 있는 시간을 갖도록 하였다. 수업적용은 서울 소재 초, 중학생들 방학기간에 주1회 180분간 10회 적용되었으며 수학적 태도, 수학적 창의성, 수학적 문제해결력 검사를 사전, 사후에 실시한 후 비교분석하였다. 연구 결과 얻어진 결론은 다음과 같다. 첫째, SW융합 수학수업을 받은 초, 중학생의 수학적 태도가 통계적으로 유의미하게 향상되었다. 둘째, SW융합 수학수업을 받은 초, 중학생의 수학적 창의성에는 통계적으로 유의미한 차이가 나타나지 않았다. 수학적 창의성 향상을 위한 프로그램의 보완이 필요할 것으로 생각된다. 셋째, SW융합 수학수업을 받은 초, 중학생의 수학적 문제해결력이 통계적으로 유의미하게 향상되었다. 추후 수학적 문제해결력 향상을 위해 본 프로그램이 널리 확산될 필요성이 있다. 본 연구의 결과를 바탕으로 SW융합 수학수업을 좀 더 개발하여 창의적의 체험활동을 통하여 수학적 태도와 문제해결력을 높이는 수학수업을 하는데 기여하기 할 수 있기를 기대한다.
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목 차
Ⅰ. 서론 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1
1. 연구의 필요성 및 목적 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1
2. 연구문제 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧2
3. 용어의 정의 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧2
4. 연구의 제한점 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧4
Ⅱ. 이론적 배경 및 선행연구 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧6
1. 이론적 배경‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧6
2. 선행연구 고찰 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧14
Ⅲ. 연구 방법 및 절차 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧16
1. 연구 대상 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧16
2. 연구 설계 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧16
3. 연구 절차 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧17
4. SW융합 수학수업개발 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧18
5. 검사 도구 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧26
6. 검사 실시와 자료 분석 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧29
Ⅳ. 연구 결과 및 논의 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧31
1. SW융합 수학수업이 수학적 태도에 미치는 영향 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧31
2. SW융합 수학수업이 수학적 창의성에 미치는 영향 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧32
3. SW융합 수학수업이 수학적 문제해결력에 미치는 영향 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧34
Ⅴ. 결론 및 제언 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧38
1. 결론 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧38
2. 제언 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧39
참고 문헌 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧40
부 록 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧44
Abstract ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧57
