큐브(쌓기나무)를 활용한 학습이 중학생의 공간시각화 능력에 미치는 영향

Abstract

3차원의 현실 세계를 2차원의 평면이나, 머리 속으로 이해하는 능력인 공간 시각화 능력은 수학의 기하 교육에 있어서만이 아니라 일상 생활에도 매우 큰 영향을 미치게 된다. 이런 공간 시각화 능력에는 학년의 차이는 물론 남녀의 차이가 있다는 것이 여러 선행 연구에서 밝혀졌다. 그러나, 이런 남녀의 차이가 극복될 수 없는 것인지, 공간 시각화 학습 능력에 남녀의 차이가 존재하는지에 대해 정확한 이해를 하는 것이 공간 시각화 학습을 시행함에 있어 더욱 효과적인 학습을 할 수 있으리라 예상된다. 그리고, 공간 시각화 학습을 통해 남녀의 차이가 극복될 수 있다면, 이런 차이를 극복할 수 있는 여러 학습 방법들을 현재의 수학 학습에 적용할 수도 있을 것이다. 이에 본 연구는 공간 시각화 능력에서의 남녀와 학년간의 차이가 공간 시각화 학습을 통하여 중학생 남녀의 공간 시각화 능력에 어떠한 영향을 미치는가에 대해 알아보았다. 이를 위해 본 연구는 다음과 같이 3가지 연구 문제를 수립하였다. 연구문제1. 큐브(쌓기 나무)를 활용한 공간 시각화 학습효과가 학년별 차이가 있는가? 연구문제2. 큐브(쌓기 나무)를 활용한 공간 시각화 학습효과가 성별 차이가 있는가? 연구문제3. 큐브(쌓기 나무)를 활용한 공간 시각화 학습효과가 학년에 따른 성별 차이가 있는가? 위의 연구 문제를 바탕으로 하여, 경기도 2개 중학교의 1, 2학년 남녀 학생을 대상으로 구체적 조작물을 사용한 공간 시각화 학습을 실시하고, 학습 사전 사후에 MGMP-공간 시각화 검사를 나누어 실시하여, 공간 시각화 학습이 학년 및 성별에 미치는 영향을 알아보았다. 결과의 분석에 의한 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 학년이 올라감에 따라 공간 시각화 능력이 신장되었다. 이는 권오남외 (1996)의 연구에서처럼 뇌의 성장과 발전, 외부 환경 및 학교로부터의 학습의 결과로 이해될 수 있다. 둘째, 공간 시각화 학습을 시행하기 이전에는, 남학생의 공간 시각화 능력이 여학생 보다 높게 나타났으나, 공간 시각화 학습을 시행한 후에는 남학생과 여학생 사이에 공간 시각화 능력에서의 유의한 차이가 없었다. 이 결과는 여학생의 공간 시각화 학습 능력이 남학생 보다 뛰어나다는 것을 나타내기보다는, 현재 학교 교육을 통한 우리 나라 여학생들의 공간 시각화 능력이 남학생들보다 떨어지기 때문이라 생각된다. 즉, 현재의 수학 교육과정을 통해서는 남학생의 공간 시각화 능력이 여학생보다 더 향상된다고 볼 수 있는데, 큐브(쌓기 나무)를 활용한 공간 시각화 학습에서는 여학생의 공간시각화 능력이 향상되었다는 사실을 보면, 남녀 차가 극복될 수 있는 효과적인 공간 시각화 교육이 현행 교과 과정에 포함되어야 한다고 생각한다. 셋째, 전체적인 공간 시각화 능력 검사의 점수가 공간 시각화 학습 이전 보다 상승했다. 이는 공간 시각화 학습을 통하여 학생들의 공간 시각화 능력이 신장된다는 것을 말해 주는 것이다. 그러나, 1학년보다는 2학년에서 공간시각화 능력의 차이가 사전검사에서 나타났으며, 학습 효과로 2학년 여학생의 공간시각화 능력이 향상되어 학년에 따른 성별의 차이가 있음을 알 수 있었다.; Geometry plays important role in mathematics, and recently spatial ability is emphasized as one of many object through geometry instruction in the objects of mathematics education. Research indicates that if students are able to visualize, they have a much greater chance for success in mathematics. The most consistent gender differences in mathematical ability have been found in the area of spatial skills. Research suggests that male spatial abilities are responsible for the higher achievement and greater interest of males in math and science. Training can increase visualization and spatial skills in females so that their performance in mathematics equals or surpasses that of males. A variety of techniques that take a minimum amount of class time are available and may improve these skills in all students. In this study, male and female student of first and second grade of two middle school were sampled. MGMP-SVT(Middle Grades Mathematics Project-Spatial Visualization Test) was performed before and after spatial visualization training with cubes. From the analysis of data, we studied the effect of spatial visualization training on middle school student with respect to grades and gender. The results of this research as follows: First, there exist a positive relationship between spatial visualization ability and grades. Second grade students have the higher spatial visualization ability. Second, there exist gender differences in spatial visualization ability. Boys have higher spatial visualization ability. Third, after spatial visualization training with cubes, the differences of spatial visualization skills between boys and girls are decreased. The spatial visualization skills of girls more rise than that of boys. As a result of research, the cubes are good tools in spatial visualization training in spite of there are some restriction in research. Especially, the spatial visualization ability of girls can be improved by spatial visualization training. Therefore, to improve spatial visualization skills of middle grade students, the good instructions-not only cubes but other instruction like as folding sheet, map, etc.-and contents of geometry section in the middle school mathematics textbook are needed.