$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

공과대학 신입생들의 공간 시각화 능력의 수학 성취도와의 관계와 문제해결 전략 및 성별 차이에 관한 연구
Spatial Ability, Its Relationship to Mathematics Achievement, and Strategic Choices for Spatial Tasks Among Engineering Freshmen, and Gender Differences 원문보기

인지과학 = Korean journal of cognitive science, v.28 no.3, 2017년, pp.149 - 171  

김연미 (홍익대학교 공과대학)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 연구에서는 공과대학 신입생(수학능력 시험에서 수학 B형을 친 학생들)들과 공학전공을 희망하는 자율전공 학생(수학 A형을 친 경우)들의 공간능력을 조사하여 수학 성취도와 공간능력 사이의 상관관계를 성별로 조사하였다. 그리고 문제해결전략에 성별로 차이가 있는지, 전략 선택의 차이가 공간능력에 실제로 영향을 미치는지를 확인해보고자 하였다. 이를 위하여 검사도구로 Purdue 공간 시각화 검사-회전(이하 PSVT-R)을 사용하였다. 또한 문항별 정답률을 성별로 구하고 분석해보았다. 연구결과, 공간 시각화능력-회전 능력에서의 성별 차이는 일반 공대생과 자율전공 학생들 모두 공통적으로 나타났고, 두 집단 모두 남학생이 여학생보다 10% 정도 우월 하였다. 검사에 참여한 학생들을 네 집단(일반 공대 남학생, 일반 공대 여학생, 자율전공 남학생, 자율전공 여학생)으로 나누었을 때 공간 시각화 능력은 일반 공대 남학생의 점수가 25점으로 가장 높았고, 다음이 자율전공 남학생(22.5)과 일반 공대 여학생(22.4)이 거의 비슷하였으며, 자율전공 여학생(19.2)의 순서로 낮아졌다. 공간 시각화 능력과 수학 성취도 사이의 상관계수는 동일한 집단 내에서는 모두 0.25이하로 둘 사이의 상관관계는 미미하였다. 그렇지만 집단 간에는 차이가 존재하는데, 일반 공대 및 자율전공 모두 남학생의 수학성취도와 공간 시각화 능력이 여학생보다 높았고, 수학 심화과정을 배운 일반 공대남(여)학생의 공간 시각화 점수가 그렇지 못한 자율전공 남(여)학생보다 높았다. 이 사실들은 공간능력과 수학 성취도 사이에 상관관계가 있음을 시사한다. 도형의 회전에서 문제해결 전략은 크게는 전인적(holistic) 전략부터 분석적(비교, 대조) 전략으로 나눌 수 있다. Mann-Whitney U 검증 결과 전략의 선택에서 유의미한 성별차이가 존재하였다. 그 외에도 일반 공대 남학생들에서는 전인적 전략을 80% 이상 사용했다는 응답이 가장 높았고, 일반 공대 여학생과 자율전공 학생들에서는 남녀 모두 전인적 전략을 50~80% 정도 사용하면서 비교, 대조와 같은 분석적인 방법을 곁들였다는 응답이 가장 높았다. 전략의 선택이 공간 시각화 능력의 점수 차이로 연결된다는 증거는 찾지 못하였지만, 만점을 받은 일반 공대생 집단은 남녀 모두 평균적인 선택보다는 전인적인 전략을 가장 많이 사용하였다. 한편 자율전공 하위권 학생들은 상대적으로 한 가지 전략에 치우치는 경향이 있었다. 따라서 도형의 회전과제에서는 두 가지 전략을 융통성 있게 사용하는 것이 문제해결에서 한 가지 전략만 과도하게 사용하는 경우보다 효과적으로 판명되었다. 마지막으로 문항별 정답률을 분석하여 여학생들의 정답률이 상대적으로 낮은 문항들을 추출하였다. 이 문항들의 특징은 회전축이 2개인 경우들에 집중되었다. 하지만 PSVT-R 점수의 차이는 효율적인 전략의 선택과 운영 외에도 주어진 도형에 대한 심적 이미지를 정확하게 만드는 능력에도 달려있음을 문항 분석 결과로 알 수 있었다. 위의 연구결과를 토대로 공간 시각화-회전 점수가 낮은 하위권 학생들에게 지금까지 그들에게 익숙하지 않았던 다른 전략을 학습할 경험과 기회를 제공할 것을 제안한다. 또한 문항 분석의 결과를 이용하여 정답률이 낮은 문항과 유사한 문항들을 개발하여 학습한다면 하위권 및 여학생들의 공간 시각화능력 향상에 도움이 될 것으로 기대한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this research, based on the fact that spatial ability is important for the achievement in the STEM fields, and technological innovation, Purdue Spatial Visualization Test-Rotation has been used to investigate engineering freshmen's spatial ability and gender differences. Students who have taken a...

주제어

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
공간능력은 어떠한 활동을 할 때 필요한 경우가 많은가? 또한 공간능력은 수학성취도와도 깊은 관계가 있다고 알려지는데, 그 이유 중에는 공간지각과 수를 처리하는 과정이 공통의 신경학적 기반을 갖기 때문이기도 하고, 인간이 추론활동을 할 때 요구되는 능력 중에는 언어와 통사구조를 통한 논리적 사고 능력뿐만 아니라 공간적 표상을 만들어야 하는 것도 포함되기 때문이다. 그런데 이 공간능력은 비언어적인 추론활동을 할 때 필요한 경우가 많다. 선진국에서도 STEM 분야에 진출한 여성의 비율이 상대적으로 낮으며 많은 노력들에도 불구하고 그 비율이 개선되지 않는다는 사실들이 학자들로 하여금 공간능력에서의 성별차이에 대하여 주목하는 요인이 되었다.
공간능력이 무엇이며 구성요인은 어떠한지에 대한 연구는 어떠한 단계를 걸치면서 진화해 왔는가? 공간능력이 무엇이며 구성요인은 어떠한지에 대한 연구는 네 단계를 걸치면서 진화한 것으로 알려진다(Mohler, 2008). 첫 번째 단계는 1880년 Galton 경이 심상(spatial imagery)에 대한 보고서를 작성한 이후부터 1940년까지의 시기이다. 이 시기에는 Thorndike(1921)나 Thurston(1950) 등에 의해서 공간능력을 일반지능(g)과는 독립적인 능력으로 인식하게 되었다. 두 번째 단계는 1940년부터 1960년대 까지다. 아직까지는 공간능력의 실질적인 중요성이 널리 인식되지 못한 때이며 공간능력은 ‘하위능력’으로 간주되었다. 이 시기에 연구자들은 공간능력을 구성하는 단일요인(unitary construct)이 존재하는지를 밝히려고 시도하였다. 하지만 이러한 시도는 실패하였고, 그 후 공간능력을 구성하는 서로 다른 요소들을 찾기 시작하였다. 세 번째 단계인 1960부터 1980년대는 공간 능력에 대한 다양한 연구 동향이 나타나는 시기다. 이 때는 Piaget와 Inhelder(1971)에 의해서 아동기부터 성인이 될 때까지 공간능력의 발달 단계가 연구되었고, 여러 가지 심리측정 도구들이 개발되는 시기다. 1980년대부터 현재까지는 공간능력을 향상시키는 프로그램들이 개발, 시도되었고 측정도구에 컴퓨터 테크놀로지가 도입된다는 특징을 꼽을 수 있다.
공간능력은 무엇인가? 공간적 정보를 머릿속에서 유지하면서 조작하고 회상하는 능력으로 알려진 공간능력은 일상생활이나 STEM(science, technology, engineering, mathematics) 분야에서의 성공, 그리고 바둑과 같은 보드 게임에서도 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 여행을 위해서 짐 가방을 꾸리거나 거울을 보면서 헤어 드라이기를 조작하는 능력, 복잡한 빌딩 안에서 목표 지점을 손쉽게 찾는 능력들이 일상생활에서 요구되는 공간능력이라면 단면의 사진을 보고 원래의 모습을 상상 속에서 재현해보는 능력은 단층을 연구하는 지질학자, 방사선학자, 혹은 토목분야에서 요구되는 공간능력이다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (23)

  1. 김연미 (2015). 공과대학생들의 공간 시각화 능력, 수학 성취도 및 언어 성취도 사이의 관계 및 성별 차이에 관한 연구, 한국수학교육학회지 시리즈 C, 29(3), 553-571. 

  2. Ambrose, R. & Fennema, E. (2001). Gender and social learning: mathematics and science. International Encyclopedia of the Social & Behavioral Sciences, 5972-5976. 

  3. Carroll, J. B. (1993). Human cognitive abilities: A survey of factor-analytic studies. New York: Cambridge University Press. 

  4. Casey, M. B., Nuttall, R., Pezaris, E., & Benbow, C. (1995). The influence of spatial ability on gender differences in mathematics college entrance test scores across diverse samples. Developmental Psychology, 31(4), 697-705. 

  5. Ellison, G., & Swanson, A. (2010). The gender gap in secondary school mathematics at high achievement levels: Evidence from the American Mathematics Competition. Retrieved from www.economics/mit.edu/files4289 

  6. Else-Quest, N., Hyde, J., & Linn, M. (2010). Cross-national patterns of gender differences in mathematics: A meta analysis. Psychological Bulletin, 136(1), 103-127. 

  7. Friedman, L. (1995). The Space Factor in Mathematics: Gender Differences. Review of Educational Research, 65(1), 22-50. 

  8. Gages, T. T. (1994). The interrelationship among spatial ability, strategy used, and learning style for visualization problems. (Doctoral Dissertation, The Ohio State University, 1994). Dissertation Abstracts International, 55(11), 3399. 

  9. Kyllonen, P. C., Woltz, D. J., & Lohman, D. F (1981). Models of strategy and strategy shifting in spatial visualization performance (Technical Report No. 17). Arlington, VA: Advanced Research Projects Agency. 

  10. Levine, S., Huttenlocher, J., Taylor, A., & Mohler, J. (1999). Early sex difference in spatial skill. Developmental Psychology, 35(4), 940-949. 

  11. Linn, M. C., & Petersen, A. C. (1986). A meta analysis of gender differences in spatial ability: Implications for mathematics and science achievement. In J. S. Hyde & M. C. Linn (Eds.), The psychology of gender: Advances through meta-analysis (pp. 67-101). Baltimore, MD: Johns Hopkins University Press 

  12. Lohman, D. F. (1979). Spatial ability: A review and re-analysis of the correlational literature (Technical Report No. 8). Stanford, CA: Aptitudes Research Project, School of Education, Stanford University. 

  13. McGee, M. G. (1979). Human spatial abilities: Sources of sex differences. New York: Praeger Publishers. 

  14. Mohler, J. (2008). Review of spatial ability research. Engineering Design Graphics Journal, 72(3), 19-30. 

  15. Paulhus, D., & Vazire, S. (2007). The Self Report Method, In R.W. Robins, R.C. Fraley, & R.F. Krueger (Eds.), Handbook of research methods in personality psychology(pp.224-239). New York: Guilford. 

  16. Piaget, J., & Inhelder, B. (1971). Mental imagery in the child (F. W. Langdon & J. L Lunzer, Trans.). New York: Basic Books. 

  17. OECD (2014) PISA 2012 results: What students know and can do, Vol(1) PISA, Paris: OECD Publishing. 

  18. Smith, I. M. (1964). Spatial ability, its educational and social significance. San Diego, CA: Robert R. Knapp. 

  19. Sorby, S. A. (2001). Improving the spatial skills of engineering students: Impact on graphics performance and retention. Engineering Design Graphics Journal, 65(3), 31-36. 

  20. Stoet, G., & Geary, D. (2013). Sex differences in reading and mathematics are inversely related: within and across nation assessment of 10 years of PISA data. PLOS one, 8(3), e57988. 

  21. Thorndike, E. L. (1921). On the organization of the intellect. Psychological Review, 28, 141-151. 

  22. Thurstone, L. L. (1950). Some primary abilities in visual thinking. Chicago, IL: University of Chicago Psychometric Lab Report No. 59. 

  23. Van Garderen, D. (2006). Spatial visualization, visual imagery, and mathematical problem solving of students with varying abilities. Journal of Learning Disabilities. 39(6): 496-506. 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

BRONZE

출판사/학술단체 등이 한시적으로 특별한 프로모션 또는 일정기간 경과 후 접근을 허용하여, 출판사/학술단체 등의 사이트에서 이용 가능한 논문

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로