인지와 메타인지 전략교수가 경도장애학생의 수학 문장제 문제해결 수행능력·태도·귀인에 미치는 영향 = Effects of cognitive and metacognitive strategy instruction on the mathematical word problem solving·attitudes·attribution of students with mild disabilities

국문 초록 (Abstract)

경도장애학생들은 주의집중, 특별한 전략, 문장의 복잡한 구조 이해, 인지와 메타인지, 문제읽기와 계산 기술 부족으로 학교와 지역사회에서 뿐 만 아니라 삶을 살아가는데 있어서 필요한 기술인 수학 문제해결에 있어서 어려움을 보인다. 또한 낮은 자아개념, 자신감, 흥미, 과제지속력 부족으로 문제해결에 대한 긍정적인 태도가 부족하며 문제해결 실패의 귀인을 그들의 능력부족으로 돌리는 경향이 있다. 그러나 이와 관련된 연구는 부족한 실정으로 비록 연구가 되었더라도 주로 장애학생의 수학계산 기능의 어려움과 계산기능에 있어서 인지적 결함을 설명하는 것이었고, 또한 장애학생의 정의적 요인변화보다는 학업적 향상에 초점을 두는 경향이 있어, 실제 문제해결 과정이 어떻게 이루어지며 문제해결 과정 중 장애학생들이 특히 어려움을 겪는 부분은 어디인지, 정의적 요인은 어떻게 변화하였는지, 이를 해결하기 위해 문제해결 전략을 구체적으로 어떻게 교수해야 하는지 등에 대한 종합적인 중재방안에 대한 고찰 및 분석은 부족한 실정이었다.
장애학생의 문제해결과정의 어려움을 해결하고, 문제해결에 대한 긍정적 태도를 신장시키기 위해서는 선행연구를 통해서 나타난 문제해결의 중요한 변인인 인지와 메타인지전략을 교수하는 것이 필요한데, 인지와 메타인지 전략은 문제해결 행동에 영향을 주는 것 뿐 만 아니라 비인지적 요인인 정의적 요인과 관련이 깊기에 본 연구를 통하여 이에 대한 태도 변화, 귀인 변화를 알아보는 것도 의미가 있다고 보았다. 따라서 본 연구에서는 문제해결의 어려움이 있는 경도장애학생들을 위해서 인지와 메타인지 전략 교수 프로그램을 만들어 실제 적용한 후 수학 문장제 문제해결 수행능력 ․ 태도 ․ 귀인에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.
연구대상은 14개 공립초등학교 특수학급 4학년에서 6학년에 재학하고 있는 경도장애학생 48명이었으며, 실험기간은 2006년 1월부터 7월까지이고, 중재프로그램은 학생별로 일주일에 세 번 40분씩 25회기동안 수학 수업시간동안, 해당학생이 재학하는 특수학급에서 이루어졌다. 본 연구의 독립변인은 인지와 메타인지 전략으로 기존 선행연구에서 사용한 전략과는 달리 경도장애학생들이 사용할 수 있도록 인지적 절차 중에서 그림그리기 단계와 다시 말하기 단계를 삭제하여 다섯 단계로 단순화하였으며, 각 단계에서 메타인지적 요소를 사용하도록 하였고, 다섯 단계의 인지적 절차는 문제해결의 절차를 포함하도록 하였다. 구체적인 중재프로그램은 문제이해, 계획고안, 계획실행, 점검의 문제해결 4단계를 바탕으로 다섯 단계의 인지적 절차인 문제읽기, 시각화하기, 가설설정, 계산하기, 확인하기와 세단계의 메타인지적 절차인 자기교수, 자기질문, 자기점검의 내용으로 구성하였다. 또한 프로그램 활동은 새로운 전략 설명하기, 전략 모델화하기, 전략 언어적 시연하기, 통제된 자료로 연습하기, 학년에 적합한 자료로 연습하기, 다른 유사한 과제로 연습하기의 순으로 구성하였다.
측정도구로는 첫째, 수학 문장제 문제해결 수행능력을 측정하는 검사로 검사내용은 문제이해 능력, 계획수립 능력, 계획실행 능력, 점검 능력을 측정하는 것으로 전체 2문제와 각 문제당 하위문항 10문항이 있어 총 20문항(20점)으로 구성되어 있다. 둘째, 문제해결에 대한 태도를 측정하는 검사로 태도의 하위요인인 문제해결에 대한 과제지속력, 자신감, 흥미, 자발성에 대한 것을 묻는 것으로 총 15문항(15점)으로 구성되어 있다. 셋째, 문제해결에 대한 학생의 귀인을 측정하는 검사로 수학문장제 문제를 풀 고 난 후 학생의 귀인을 노력, 능력, 과제난이도, 운에 따라 1점에서 4점 척도로 표시하게 하여 학생의 문제해결에 대한 노력 귀인점수를 산출하였다. 실험설계는 사전-사후 검사 통제집단 설계로 하였으며, 실험절차는 예비연구, 측정도구 예비검사, 교사훈련, 실험대상 아동선정, 사전검사, 중재프로그램 실시, 사후검사 순으로 하였다. 자료분석 방법으로는 인지와 메타인지 전략이 경도장애학생의 수학 문장제 문제해결 수행능력과 문제해결 태도에 영향을 미치는지 파악하기 위해 사전․사후 검사 차이에 대한 집단간 다변량(MANOVA)분석을 실시하였고, 인지와 메타인지 전략이 학습자들의 귀인에 영향을 미치는지 파악하기 위해 실험집단의 노력 귀인 사전 ․ 사후 차이점수와 통제집단의 노력 귀인 사전 사후 차이점수에 대해 독립표본 t 검정을 실시하여 통계적 분석을 하였다.
연구의 결과는 첫째, 인지와 메타인지 전략을 제공받은 집단과 제공받지 않은 두 집단 간에는 수학 문장제 문제해결 수행능력 4개 하위차원의 조합에서 통계적으로 유의수준 .05에서 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 또한 하위차원에 대한 개별적인 변량분석을 실시한 결과 문제이해와 계획수립, 점검은 인지와 메타인지중심의 문제해결 전략중재의 유무에 따라 사전․사후 점수의 차가 유의수준 .05에서 유의미한 차이가 있는 것으로 분석되었다. 둘째, 인지와 메타인지 전략을 제공받은 집단과 제공받지 않은 두 집단 간에는 문제해결 태도의 4개 하위차원의 조합에서 통계적으로 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 각 차원에 대한 사전․사후 검사 차이에 대한 개별적인 변량분석을 실시한 결과 과제지속력, 흥미는 인지와 메타인지 전략중재의 유무에 따라 사전․사후 차이 점수가 유의수준 .05에서 유의미한 차이가 있는 것으로 분석되었다. 셋째, 인지와 메타인지 전략 교수 프로그램의 실시가 경도장애학생의 문제해결 귀인에 미치는 영향을 알아보기 위해 문제해결 노력 귀인 점수에서 실험집단과 통제집단간의 사전․사후검사 점수간의 차 검증을 실시한 결과 두 집단간에 유의도 .01 수준에서 통계적으로 의미 있는 차가 있는 것으로 나타났다.
이러한 결과는 인지와 메타인지 전략이 수학 문장제 문제해결 수행능력과 문제해결에 대한 태도, 노력귀인에 긍정적 변화를 가져왔음을 시사하고 있다. 인지와 메타인지 전략은 자신이 이해한 것이 옳은지 확인하고, 문제해결 전략을 조절할 줄 알며, 문제를 풀면서 가질 수 있는 정의적인 경험을 의식화하도록 하는 과정을 거치고, 학습자 자신이 문제해결의 주체자로서 문제해결 전반에 걸친 모든 과정을 관리하는 기능을 경험함으로 문제해결 수행능력의 향상을 가져 올 수 있었다는 점에서 의의가 있다. 또한 인지와 메타인지 전략이 문제해결에 대한 태도의 변화를 가져왔다는 것은 인지와 메타인지의 역할이 정의적 요인과도 관련이 깊으며, 인지와 메타인지 전략 중재를 받게 되면서 문제해결을 수행하는 과정 속에서 과제를 지속하려는 노력이 긍정적으로 변화하고 학생들이 흥미를 갖게 되면서 문제해결에 대한 태도가 향상되었다는 것을 밝혀주었다는 점에서 의의가 있다. 그리고 인지와 메타인지 전략을 통하여 학생들이 문제해결에 대한 성공 및 실패의 귀인을 자신의 노력으로 돌리게 되었는데, 이는 인지와 메타인지전략을 사용하여 귀인을 재훈련 시키는 중재를 실시한다면 긍정적인 귀인의 결과를 가져올 수 있을 것이라는 것을 시사해 주는 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The students with mild disabilities are short of attention, specific strategy, cognition and metacognition, reading and calculate abilities. It makes hard for them to solve mathematical problem in school and community as well as to live the life. Also, because of their low self-conception, confidence, interest, task persistency, they don't have positive attitude to solve the problem and they have a tendency to attribute their failures only to the lack of capacity instead of their efforts. But there are few researches that relate to the problem solving process and affective factor of the students with disabilities.
Hence, I would like to apply the intervention to mild disabilities, who could neither solve the mathematical word problem, nor have positive attitude using congitive and metacognitive instruction intervention.
The purpose of the study was to examine the effect of a cognitive and metacognitive strategy programs on the mathematical word problem solving, attitudes, and attribution of students who participated in the program.
For this purpose, the following specific research questions were set :
1. Are there any differences in the changes to the mathematics word problem solving according to cognitive and metacognitive strategy method?
2. Are there any differences in the changes to the problem solving attitude according to cognitive and metacognitive strategy method?
3. Are there any differences in the changes to the attribution according to cognitive and metacognitive strategy method?
In an attempt to test those research questions, 48 students comprising fourth, fifth, sixth grade classes at elementary school participated in the experiment. These forty eight students were divided into 24 students for each group. The experimental group participated in the cognitive and metacognitive strategy programs, while the control group did not.
To accomplish the purpose of this study, the experimental procedure was composed of pilot study, pilot test, teaching teachers, pre-test, cognitive and metacognitive strategy intervention, post-test. The experimental training was conducted 5 times. The cognitive and metacognitive strategy program was implemented for 7 months. To prove the effects of the program, pretest-posttest control group design was applied. The differences between pre-test and post-test of two groups on mathematics word problem solving and attitudes were analyzed using multivariate analysis of variance(MANOVA). And the differences on attribution of efforts were analyzed using independent t -test.
The results of the study were as follows :
First, there were statistically significant differences between the experimental group and the control group in the mathematical word problem solving. Analyzing differences in mathematical word problem solving according to cognitive and metacognitive strategy was found to be higher in three sub areas - problem solving understand, problem solving plan, problem solving monitor- among four sub areas. However, the level of development in the problem solving performance was not improved. This result showed that this intervention had positive effects on the development of problem solving understand, problem solving plan, problem solving monitor.
Second, there were statistically differences in the attitude of problem solving between the experimental group and the control group in the attitude level. Analyzing differences in attitude according to cognitive and metacognitive strategy was found to be higher in two sub areas - task persistency, interest - among four sub areas. However, the level of development in the confidence and spontaneity was not improved. This result showed that this intervention had positive effects on the development of task persistency and interest.
Third, there were statistically differences between the experimental group and the control group in the attribute of efforts.
Theses results show that the cognitive and metacognitive strategy increases the mathematics word problem solving, positive attitude of problem solving, and attribution of efforts. Also, this study showed that the cognitive and metacognitive strategy could be successfully applied in problem solving process and affective aspect to the students with mild disabilities.

목차 (Table of Contents)

• 논문개요 vi
• Ⅰ. 서론 1
• A. 연구의 필요성 및 목적 1
• B. 연구 문제 6
• C. 용어 정의 8
• Ⅱ. 이론적 배경 10
• A. 수학 문장제 문제해결 10
• 1. 문제해결과 수학 문장제 문제해결 10
• 2. 경도장애학생의 수학 문장제 문제해결 16
• 3. 경도장애학생의 수학 문장제 문제해결 증진을 위한 중재 19
• B. 문제해결 태도 및 귀인 28
• 1. 문제해결에 대한 태도 28
• 2. 문제해결 태도의 구성요인 31
• 3. 귀인과 문제해결 34
• C. 인지와 메타인지 전략 40
• 1. 인지와 메타인지 전략 중재의 도입 배경 40
• 2. 인지와 메타인지 전략의 이해 42
• 3. 인지와 메타인지 전략 프로그램 46
• 4. 인지와 메타인지 전략의 특징 48
• 5. 인지와 메타인지 전략의 절차 51
• 6. 인지와 메타인지 전략에 관한 선행연구 56
• Ⅲ. 연구 방법 및 절차 60
• A. 연구 참여자 60
• B. 실험 기간 62
• C. 실험 장소 62
• D. 독립 변인(중재) : 인지와 메타인지 전략 63
• 1. 중재 프로그램의 구성 63
• 2. 중재 프로그램의 회기별 활동내용 69
• E. 종속 변인 : 측정도구 73
• 1. 수학 문장제 문제해결 수행능력 검사 73
• 2. 문제해결 태도 검사 76
• 3. 문제해결에 대한 귀인 검사 77
• F. 실험 설계 및 절차 79
• 1. 실험 설계 79
• 2. 실험 절차 80
• G. 자료 처리 및 분석 85
• Ⅳ. 연구 결과 86
• A. 인지와 메타인지 전략에 따른 수학 문장제 문제해결 수행능력 차이 분석 86
• B. 인지와 메타인지 전략에 따른 문제해결 태도 차이 분석 88
• C. 귀인 요인에 미치는 영향 91
• Ⅴ. 논의 및 제언 92
• A. 논의 92
• 1. 수학 문장제 문제해결 수행능력에 미치는 영향에 대한 논의 92
• 2. 문제해결 태도에 미치는 영향에 대한 논의 98
• 3. 귀인요인에 미치는 영향에 대한 논의 100
• B. 연구의 제한점 102
• C. 제언 102
• 참고문헌 104
• 부록 130
• ABSTRACT 156

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