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폴리아의 문제해결을 활용한 수학일지 쓰기가 수학 학습태도와 학업성취도에 미치는 영향

초록/요약

본 연구의 목적은 학습자의 문제이해와 문제 해결을 돕는 Polya의 문제해결 4단계를 활용한 수학일지를 구성하여, 이를 활용한 수학 교수-학습이 학습자의 수학적 태도와 학업성취도에 어떠한 영향을 미치는지를 실험연구를 통해 알아보고, 설문조사를 통하여 수학일지쓰기에 대한 학생들의 인식을 알아보는 것이다. 수학수업에서 쓰기활동은 수학적 아이디어를 요약하고 관련시켜 조직하는 데 도움을 줄 뿐만 아니라, 개념을 명확히 하고, 자신의 사고 과정을 반성, 종합하는 경험을 할 수 있게 한다. 특히 수학일지쓰기는 학습내용에 대한 생각이나 느낌을 표현할 수 있으며, 학습내용을 정리하고 반성할 수 있는 기회를 제공한다. 이러한 수학일지쓰기 효과를 극대화하기 위해서는 수학일지의 구성 요소를 내실 있게 하여야 한다. 하지만 대부분의 수학일지에는 ‘오늘 수학 수업에 대해 자신의 생각이나 느낌, 참여 정도, 자기반성 등을 자유롭게 적어보기’와 같은 비슷한 형식으로 구성되어 있다. 이에 본 연구에서는 학습자의 문제이해와 문제 해결을 돕고자 Polya의 문제해결 4단계를 활용한 수학일지를 구성하여 실험연구하고, 설문조사를 실시하였다. 실험연구를 위해 경기도 안산소재 인문계 고등학교 1학년 학생 43명을 대상으로 2012년 1월 16일부터 2012년 2월 4일까지 3주간 총 15차시에 걸쳐 수학시간이 끝나기 5~10분 전 수학일지를 작성하도록 하였다. 학생들은 수학일지에 있는 내용을 작성하여 제출하면 교사가 검토하여 수학일지에 피드백 해주어 학생들이 그 날 귀가할 때 가져갈 수 있도록 하였다. 수학일지 쓰기를 마친 후 학생들의 수학 학습에 대한 태도 변화, 수학 학업성취도에 미친 영향을 살펴보고자 비교반 43명을 두어 사전, 사후의 변화를 SPSS Statistics 20 프로그램을 사용하여 t검증으로 비교, 분석하였다. 실험연구 결과 첫째, 수학일지 쓰기를 한 후 학생들의 수학 학습 태도에 긍정적 변화가 나타났다. 실험반은 사전 수학적 태도 검사 보다 사후 검사 평균이 6.91점 높았다. 자아개념, 태도, 학습습관의 세부영역 중 학습습관 영역의 평균변화가 3.19점으로 가장 높았으며 다음으로 태도 영역 평균이 2점 상승했고, 자아개념 영역은 평균 1.14점 높아져 상승폭이 가장 낮았다. 각 영역의 세부영역에서는 자신감, 흥미, 성취도, 능동적 학습, 능률적 학습영역에서 유의미한 차이가 나타났다. 둘째, 수학일지 한 후 학생들의 수학 학업성취도가 향상되었다. 사전 학업성취도 검사 결과 동질집단이었던 실험반과 비교반이 사후 학업성취도 검사 결과 유의미한 차이를 보이지는 않았다. 그러나 실험반의 사전, 사후 검사 간 대응표본 t-검증에서 유의미한 차이가 나타났기 때문에 수학일지 쓰기가 학생들의 수학 학업성취도 향상에 도움을 주었다고 판단할 수 있다. 한편 설문조사를 통해 첫째, 학생들이 느끼는 수학일지의 장점과 단점을 알 수 있었다. 학생들은 수학일지를 통해 문제를 꼼꼼히 읽게 되었으며, 중요한 수학개념을 정리하고, 자신의 문제 풀이과정에 대해 반성하는 과정을 거쳐 체계적으로 수학학습을 하게 되었다고 밝혔다. 또한 자신의 문제 풀이를 모아둘 수 있어 성취감도 느꼈다고 한다. 반면, 매 시간 수학일지를 쓰는 것은 학생들에게 부담감을 느끼게 할 수 있다는 점을 알게 되었다. 둘째, 교사의 피드백에 관한 학생의 인식과 활용정도를 알 수 있었다. 대부분의 학생들은 교사의 피드백에 대해 매우 긍정적 반응을 보였으며, 그 활용도도 매우 높은 것으로 조사되었다. 본 연구를 통해 Polya의 문제해결 4단계를 활용한 수학일지가 학습자의 수학적 태도와 학업성취도에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 알게 되었다. 더불어 수학일지의 효과를 극대화하기 위해서는 수학일지의 구성 요소, 도입 단계, 교사의 피드백 등을 고려하여 체계적으로 교수-학습을 설계해야함을 알 수 있었다.

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목차

Ⅰ. 서론
1. 연구의 필요성 및 목적 1
2. 연구문제 3
3. 용어의 정의 3
4. 연구의 제한점 4
Ⅱ. 이론적 배경
1. 수학적 의사소통 6
1) 수학적 의사소통의 개념 및 필요성 6
2) 수학적 의사소통의 가치 7
3) 수학적 의사소통의 방식 9
2. 수학일지 쓰기 13
1) 수학 수업에서 쓰기의 유형 13
2) 수학일지 쓰기의 교육적 의의 18
3) 수학일지의 유형 22
3. 문제해결 27
1) 문제해결력 27
2) 문제해결의 단계 28
3) 문제해결 전략 33
4. 선행연구의 고찰 36
Ⅲ. 연구방법 및 절차
1. 연구대상 39
1) 표본의 인원 구성 39
2) 표본의 사전 수학 성적과 표본 집단의 동질성 검사 39
2. 연구절차 40
1) 연구기간 40
2) 지도방법 41
3) 연구설계 42
3. 측정도구 42
1) 수학 학습태도 검사지 42
2) 수학 학업성취도 검사 44
3) 수학일지의 구성 45
4) 수학일지 쓰기에 대한 설문지 46
4. 분석방법 47
1) 수학 학습태도 검사 분석방법 47
2) 수학 학업성취도 검사 분석방법 47
Ⅳ. 연구결과 및 분석
1. 수학일지 쓰기가 수학 학습태도에 미치는 효과 48
2. 수학일지 쓰기가 수학 학업성취도에 미치는 효과 56
3. 수학일지 쓰기에 대한 학생들의 인식 57
Ⅴ. 결론 및 제언
1. 요약 및 결론 61
2. 제언 62
참고문헌 64
부록 68

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