초록

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이 연구는 인지기제를 활용한 문제기반학습이 학습자의 학업성취도와 수학적 태도에 미치는 효과를 분석하였다. 우선 초등학교 수학과 학습에서 학습자들의 인지과정을 안내할 수 있는 문제기반학습 설계를 위해 문제기반학습 모형에 란다(N. Landa)의 인지기제 교수학습설계이론을 적용하여 인지기제 활용 문제기반학습 모형을 도출하였다. 그리고 초등학교 수학과 4학년 2학기 4개 단원의 8차시를 추출하여 문제를 개발하고 서울시 소재 'ㅈ' 초등학교 4학년 학생들 중 동질집단으로 확인된 2개 학급에 이 모형을 적용하였다. 연구 결과 인지기제 활용 문제기반학습을 적용한 실험집단과 적용하지 않은 통제집단 간 학업성취도 효과에 있어서 통계적으로 유의한 차이가 있었다. 또한 수학적 태도와 관련해서는 하위영역 중 수학에 대한 자아개념과 수학에 대한 태도 영역에서는 유의한 차이가 있었으나 수학에 대한 학습습관 영역에서는 유의한 차이를 보이지 않았다. 특히 세부영역별로 자신감, 흥미, 우월감, 주의집중, 목적의식, 자율학습에 있어서 유의한 차이를 보였으며, 학습기술 적용과 성취동기에 대해서는 유의한 차이가 없었다.

이 연구는 인지기제를 활용한 문제기반학습이 학습자의 학업성취도와 수학적 태도에 미치는 효과를 분석하였다. 우선 초등학교 수학과 학습에서 학습자들의 인지과정을 안내할 수 있는 문제기반학습 설계를 위해 문제기반학습 모형에 란다(N. Landa)의 인지기제 교수학습설계이론을 적용하여 인지기제 활용 문제기반학습 모형을 도출하였다. 그리고 초등학교 수학과 4학년 2학기 4개 단원의 8차시를 추출하여 문제를 개발하고 서울시 소재 'ㅈ' 초등학교 4학년 학생들 중 동질집단으로 확인된 2개 학급에 이 모형을 적용하였다. 연구 결과 인지기제 활용 문제기반학습을 적용한 실험집단과 적용하지 않은 통제집단 간 학업성취도 효과에 있어서 통계적으로 유의한 차이가 있었다. 또한 수학적 태도와 관련해서는 하위영역 중 수학에 대한 자아개념과 수학에 대한 태도 영역에서는 유의한 차이가 있었으나 수학에 대한 학습습관 영역에서는 유의한 차이를 보이지 않았다. 특히 세부영역별로 자신감, 흥미, 우월감, 주의집중, 목적의식, 자율학습에 있어서 유의한 차이를 보였으며, 학습기술 적용과 성취동기에 대해서는 유의한 차이가 없었다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 본 연구에서는 학습자의 학업성취도를 측정하기 위한 평가도구로 서울특별시교육연구정보원 교수학습지원센터에서 개발한 e-평가 문제은행 사이트를 활용하여 연구자가 평가지를 제작하였다. 4학년 2학기 4개 단원을 평가범위로 정하였다.

제안 방법

• 현장모형으로서의 실효성을 높이기 위해 기존의 문제기반학습모형(Poikela & Poikela, 2006)의 8단계를 6단계로 수정하고 학습자 외부의 활동으로서 학습상황이 지닌 수행유도기제(affordance)를 고려하였다.

대상 데이터

• 본 연구에서는 학습자의 학업성취도를 측정하기 위한 평가도구로 서울특별시교육연구정보원 교수학습지원센터에서 개발한 e-평가 문제은행 사이트를 활용하여 연구자가 평가지를 제작하였다. 4학년 2학기 4개 단원을 평가범위로 정하였다. 학습자의 수학적 태도를 측정하기 위한 검사도구로 수학에 대한 자아개념, 수학에 대한 태도, 수학에 대한 학습습관으로 수학적 태도를 세분화한 검사도구(한국교육개발원, 1992)를 사용하였다.
• 인지기제 활용 문제기반학습이 초등학생의 학업성취도와 수학적 태도에 주는 효과에 관해 알아보기 위해 서울특별시에 소재한 ‘ㅈ’ 초등학교 4학년 2개 학급 56명을 비교집단(1개 학급 28명)과 실험집단(1개 학급 28명)으로 나누어 실험을 실시하였다.

데이터처리

• 수학적 태도 변화의 차이가 특히 어느 영역에서 기인하는가를 알아보기 위해 수학적 태도의 하위영역과 세부영역에 대한 다변량분산분석(MANOVA)을 하였다. 그 결과 실험집단은 수학적 태도의 하위영역 중 수학에 대한 자아개념(F=7.
• 학습자들은 인지기제 활용 문제기반학습의 단계에 따라 인지기제를 수립하고 이를 활용하여 문제를 해결하였다. 이러한 인지기제 활용 문제기반학습을 실시한 실험집단과 기존 방식의 교수학습을 실시한 통제집단의 학업성취도와 수학적 태도 차이를 알아보기 위해 독립표본 t검정을 하였다. ‘5.

이론/모형

• 4학년 2학기 4개 단원을 평가범위로 정하였다. 학습자의 수학적 태도를 측정하기 위한 검사도구로 수학에 대한 자아개념, 수학에 대한 태도, 수학에 대한 학습습관으로 수학적 태도를 세분화한 검사도구(한국교육개발원, 1992)를 사용하였다. 본 검사도구의 신뢰도(Cronbach α)는 .

성능/효과

• 수학적 태도 변화의 차이가 특히 어느 영역에서 기인하는가를 알아보기 위해 수학적 태도의 하위영역과 세부영역에 대한 다변량분산분석(MANOVA)을 하였다. 그 결과 실험집단은 수학적 태도의 하위영역 중 수학에 대한 자아개념(F=7.352, p=.009), 수학에 대한 태도(F=6.992, p=.011) 영역에서 통계적으로 유의미한 차이를 나타냈다. 그러나 수학에 대한 학습습관 영역(F=3.
• 071)에 대해서는 유의한 차이가 없었다. 또한 수학적 태도의 세부영역별로 볼 때 자신감 영역에서 두 집단 간에 가장 많은 차이가 있음을 알 수 있었다(F=7.861, p=.007). 이밖에 흥미(F=6.
• 035). 또한 실험집단의 수학적 태도 차이 평균점수가 통제집단보다 높았으며 통계적으로도 유의한 차이를 나타냈다(t=2.068, p=.043).
• 특히 수학적 태도의 하위영역 중 수학에 대한 자아개념에서의 긍정적인 효과는 학습과정에서 소집단 학습자들 간 협력하여 문제를 해결함으로써 학습능력이 낮은 학습자들도 자신감과 우월감을 느낄 수 있었기 때문으로 생각된다. 수학에 대한 태도 영역에 있어서는 흥미, 목적의식의 세부영역에서 긍정적인 향상이 확인되었다. 이는 교과서에서 벗어나 비구조화된 문제와 인지기제를 통한 학습을 시도함으로써 학습자들이 새로운 학습자료에 대해 호기심과 관심을 가지게 되었기 때문으로 생각된다.
• 이 결과 실험집단의 학업성취도 평균은 실험 전 동질집단으로 규명된 통제집단보다 높았으며, 통계적으로 유의한 차이를 보였다(t=2.159, p=.035). 또한 실험집단의 수학적 태도 차이 평균점수가 통제집단보다 높았으며 통계적으로도 유의한 차이를 나타냈다(t=2.

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질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
수학교육의 대안	수학교육의 대안으로 고려할 수 있는 것은?	따라서 수학교육에 있어서 교수학습요소들을 다면적으로 고려한 문제해결학습이 이루어질 필요가 있다. 이러한 흐름을 반영하여, 학습자 중심의 교육환경과 실생활 문제의 해결을 지향하는 문제기반학습(problem-based learning)을 수학교육의 대안으로 고려할 수 있다.
수학교육의 기본적인 목적	수학교육의 기본적인 목적이 되어온 것은?	문제해결(problem-solving)은 1980년대 이후 지금까지 수학교육의 기본적인 목적이 되어 왔다. 미국 수학 교사 협의회(National Council of Teachers of Mathematics: NCTM)는 ‘학교 수학을 위한 교육과정과 평가의 규준’에서 문제해결이 수학교육의 초점인 동시에 수학과 교육과정 수립의 기본 방향이 되어야 한다고 명시한 바 있다(강완․백석윤, 2004).
문제기반학습의 효과성	문제기반학습의 효과성이 초등학생에게 나타나기 위해 필요한 것은?	이처럼 일부 연구들에서 문제기반학습의 효과성이 입증되지 못한 것은 연구대상자들이 초등학생이므로 문제기반학습의 단계별 활동을 정확히 수행하지 못한 데 기인한다고 볼 수 있다. 따라서 문제기반학습이 초등학생에게 긍정적 효과를 나타내기 위해서는 학습자의 학습과정을 안내할 수 있는 교수학습설계가 필요하다.

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