GSP 활용이 초등 수학 영재의 기하 학습에 미치는 효과

국문 초록 (Abstract)

국문초록

GSP 활용이 초등 수학 영재의
기하 학습에 미치는 효과

The Effects GSP program in Mathematically Gifted Student's Geometry Learning

춘천교육대학교 교육대학원
초등수학교육전공
김 주 창
지도교수 박성선

본 연구의 목적은 초등학교의 학생들 중 상위권 학생인 영재학급 학생들에게 탐구형 소프트웨어가 어떤 효과를 주는지를 판단해 보고자, 여러 소프트웨어 중에 GSP를 활용하여 영재아동에게 학습을 실시해 보았다. GSP의 효과를 판단해 보고자 다음 연구 문제를 가지고 연구를 실시하였다.

연구문제 가. GSP 활용 자료를 투입한 실험집단과 투입하지 않은 비교집단은 학업성취도에 차이가 있는가?
연구문제 나. GSP 활용 자료를 투입한 실험집단과 투입하지 않은 비교집단은 학습 태도에 차이가 있는가?

본 연구의 목적을 달성하기 위해 실험 연구가 수행되었다. 연구 대상은 경기도 수원시에 소재하고 있는 J초등학교 5, 6학년 영재학급 2개 반(40명)으로 하였다. 이 학교는 아파트 밀집지역에 있으며 학생의 학력과 가정의 사회·경제적 수준은 중소도시 중상위 수준에 해당한다. 영재 학급에 선정된 40명의 학생을 실험집단과 비교집단으로 무선 할당하였으며 분석대상은 실험집단 20명(남자 12명, 여자 8명), 비교 집단 20명(남자 10명, 여자 10명)으로 구성하였다.
실험 연구의 실험처치로는 두 집단(GSP수업 집단, 지필수업 집단)에게 같은 내용의 학습 자료를 다른 유형의 방법으로 학습을 각각 실시하였다. 본 연구에서 실시된 검사는 사전검사는 영재반 선출 2단계인 학문 적성검사로 대체되었고, 사후 검사로는 학업 성취도 평가를 실시하였다.

본 연구를 통하여 얻은 연구 결과는 다음과 같다.
실험결과,
첫째, GSP 수업 집단과 지필 수업 집단의 학업 성취도의 차이에는 학업성취도의 t-검정 결과 유의미하므로 GSP 활용한 수업이 효과가 있다. 학년별로 보면 5학년에서는 유의미한 차이를 보이지 않았으나, 6학년은 유의미한 차이를 보였고, 성별로 보면 남자는 유의미한 차이를 보였으나, 여자는 유의미한 차이를 보이지 않았다. 이는 GSP를 활용한 수업이 학년별로는 6학년에게, 성별로는 남자에게 효과를 보인다는 것을 의미한다.
둘째, 학습태도에는 GSP 수업 집단이 시간이 지날수록 지필 수업 집단보다 집중력과 흥미가 높은 것으로 나타났다.

본 연구의 결과로부터 다음과 같은 결론을 얻을 수 있다.
첫째, GSP를 활용한 수업과 지필수업은 유의미한 차이를 보였으며 지필 수업보다 수업 효과가 높은 것으로 나타났다. 학생들이 자신이 직접 도형을 정확하게 표현할 수 있기 때문에 GSP의 수업은 아동 중심의 수업으로 학생들의 흥미를 높일 수 있어 학생들의 기하 학습에 좋은 효과를 보이는 것이다. 하지만, GSP의 효과를 학년별, 성별로 분석해 보면, 5학년과 여자에게는 유의미한 차이를 보이지 않음으로써 효과를 보이지 않았다. 이것은 GSP를 이용하여 학습함에 있어 학생들의 컴퓨터 수준이나 기하학 용어에 대한 이해 수준에 따라 효과가 다르게 나타나기 때문이다. GSP를 수업함에 있어 학생들이 컴퓨터의 조작 능력, 기하학 용어에 대한 이해 수준을 제대로 판단하지 못한다면 GSP 수업이 흥미롭더라도 학생들이 수업을 따라가지 못하여 효과를 보지 못하는 것이다.
둘째, GSP로 수업하는 것은 지필 수업에 비해 학생들이 흥미를 가지고 수업에 집중을 하였다. 하지만, 실험 집단도 GSP가 익숙해짐에 따라 흥미를 잃고 집중 못하는 학생들이 생겨났다. 수업 내용에 따라서도 GSP로 수업을 진행하는 것보다 지필로 수업하는 것이 학생들에게 문제를 탐구할 수 있는 시간을 부여하는 학습 주제가 있었다.

GSP 학습은 다양한 탐구활동을 할 수 있는 기회와 환경을 제공해 줌으로써 학생들에게 학습 활동이 지필을 통해 머리 속에서만 사고하는 것이 아니라 GSP 화면을 통해 직접 그려보고 탐구해 봄으로써 귀납적 사고를 통한 결론을 얻어낼 수 있다. 또한 이런 귀납적인 사고가 연역적인 사고로 발달함에 따라 수학적 사고 향상에도 도움을 준다. 또한 학생들의 수학에 대한 흥미와 자신감을 높여 줌으로써 학습에 효과를 줄 수 있다는 것이다. 하지만, GSP를 수업하기 전에 학습자에 대한 정확한 분석이 없다면 역효과를 불러일으킬 수도 있을 것이다. 따라서 학습자에 대한 적절한 분석 후 학습 자료, GSP 뿐만 아니라 지필, 교구를 혼용하여 투입한다면 GSP에 치중된 수업을 하기 보다 여러 다른 학습 도구와 절충적인 수업을 실시한다면 더욱 효과가 높을 것이다.




※ 본 논문은 2009년 2월 춘천교육대학교 대학원 위원회에 제출된 교육학 석사학위 논문임.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• 논문요약 ⅴ
• I. 서 론 1
• 1. 연구의 필요성 및 목적 1
• 2. 연구 문제 4
• 3. 용어의 정리 4
• 4. 연구상의 제한점 5
• II. 이론적 배경 6
• 1. 수학 영재 교육 6
• 가. 수학영재의 정의 6
• 나. 수학영재의 교육 프로그램 개발 원칙 (송상헌, 2004) 7
• 2. 테크놀로지에 대한 NCTM의 입장 성명서 8
• 3. GSP의 의의 및 활용 9
• 가. GSP 개관 9
• 나. GSP의 평면도형 교육에서의 의의(맹종만, 2001) 10
• 다. GSP와 다른 탐구형 소프트웨어(LOGO,CABRI Ⅱ)의 차이점 12
• III. 연구방법 및 절차 14
• 1. 연구대상 14
• 2. 연구 설계 14
• 3. 검사도구 15
• 4. 연구절차 17
• 5. 자료 수집 및 분석 27
• IV. 결과 분석 28
• 1. 사전 ·사후 검사 결과 분석 28
• 2. 실험 처치에 대한 결과 분석(학습태도) 31
• V. 요약 및 결론 55
• 1. 요약 55
• 2. 결론 및 제언 57
• 참 고 문 헌 60
• ABSTRACT 62
• 부 록 66
• <표 차례>
• <표 Ⅱ-1> GSP와 CABRI Ⅱ의 차이점 13
• <표 Ⅲ-1> 연구 설계 14
• <표 Ⅲ-2> J초등학교 영재학급 선출 과정 15
• <표 Ⅲ-3> 학업성취도 검사의 제시 형태 및 평가요소 16
• <표 Ⅲ-4> 수학저널에 포함되어야 할 사항 17
• <표 Ⅲ-5> 실험처치 일정 및 내용 18
• <표 Ⅲ-6> 개발 프로그램의 차시별 주요 내용 19
• <표 Ⅲ-7> (예시) 넓이2 : 삼각형 교수·학습 과정안 20
• <표 Ⅲ-8> 실험 처치 방법의 비교 27
• <표 Ⅳ-9> 학문 적성 검사에 대한 t-검증 28
• <표 Ⅳ-10> 학문 적성 검사(학년별) 대한 t-검증 28
• <표 Ⅳ-11> 학문 적성 검사(성별) 대한 t-검증 29
• <표 Ⅳ-12> 성취도 평가에 대한 t-검증 29
• <표 Ⅳ-13> 성취도 평가(학년별) 대한 t-검증 30
• <표 Ⅳ-14> 성취도 평가(성별) 대한 t-검증 30
• <표 Ⅳ-15> 학생들의 선호도 51
• <그림 차례>
• [그림 Ⅱ-1] Renzulli(1987) 영재성 6
• [그림 Ⅲ-1] 선수학습 학습자료 21
• [그림 Ⅲ-2] 1차시 학습자료 22
• [그림 Ⅲ-3] 2차시 학습자료 22
• [그림 Ⅲ-4] 3차시 학습자료 23
• [그림 Ⅲ-5] 4, 5차시 학습자료 23
• [그림 Ⅲ-6] 6차시 학습자료 24
• [그림 Ⅲ-7] 7, 8, 9차시 학습자료 25
• [그림 Ⅲ-8] 10차시 학습자료 26
• [그림 Ⅳ-1] 1차시 학습 결과 31
• [그림 Ⅳ-2] 원으로 표현된 정다각형 31
• [그림 Ⅳ-3] 1차시 수학 저널 내용 32
• [그림 Ⅳ-4] 2차시 실험집단 학습 결과 33
• [그림 Ⅳ-5] 2차시 비교집단 학습 결과 33
• [그림 Ⅳ-6] 2차시 수학 저널 34
• [그림 Ⅳ-7] 3차시 실험집단 학습 결과 35
• [그림 Ⅳ-8] 3차시 실험집단 학습 결과 35
• [그림 Ⅳ-9] 3차시 수학 저널 36
• [그림 Ⅳ-10] 4차시 실험집단 학습 결과 36
• [그림 Ⅳ-11] 5차시 실험집단 학습 결과 37
• [그림 Ⅳ-12] 5차시 비교집단 학습 결과 38
• [그림 Ⅳ-13] 5차시 수학 저널 38
• [그림 Ⅳ-14] 6차시 실험집단 수업 결과 39
• [그림 Ⅳ-15] 6차시 비교집단 수업 결과 40
• [그림 Ⅳ-16] 6차시 수학 저널 41
• [그림 Ⅳ-17] 7차시 실험집단 수업 결과 42
• [그림 Ⅳ-18] 7차시 비교집단 수업 결과 43
• [그림 Ⅳ-19] 8차시 실험집단 수업 결과 44
• [그림 Ⅳ-21] 9차시 실험집단 수업 결과 46
• [그림 Ⅳ-22] 9차시 비교집단 수업 결과 47
• [그림 Ⅳ-23] 9차시 수학저널 48
• [그림 Ⅳ-24] 10차시 실험집단 수업 결과 49
• [그림 Ⅳ-25] 10차시 비교집단 수업 결과 49
• [그림 Ⅳ-26] 10차시 수학 저널 50
• [그림 Ⅳ-27] 수학에 대한 생각 변화에 관한 설문지 52
• <부록 차례>
• <부록 1> 실험집단 교수-학습 지도안/ 학습자료…………………………67
• <부록 2> 비교집단 교수-학습 지도안/ 학습자료 ………………………116
• <부록 3> 성취도 평가지 ……………………………………………………168
• <부록 4> 사전 설문지 ………………………………………………………178
• <부록 5> 1학기 수업 설문지 ………………………………………………181