공간 능력 신장을 위한 교과서 지도 방안과 그 효과에 관한 연구

Abstract

본 연구는 공간 능력 훈련에 적합한 자료를 수집해 현 교과서에 맞게 재구성하여 그 효과를 검증하는 문헌 연구와 실험 연구로 진행된다. 첫째, 기하학습을 성공적으로 하는데 필요한 공간 능력에 관한 문헌 연구를 한다. 둘째, 이 문헌 연구를 바탕으로 하여 공간 능력을 발달시키는 입장에서 본, 중학교 기하 교과서의 예를 제시해 본다. 여러 자료에서 수집한 공간 능력 훈련 program 중 1) 도형에서 패턴찾기, 2) block을 이용해 앞.옆.위를 상상하고 방향에 따른 투시도 그리기, 3) 추측하기, 4) 종이접기를 이용해 펼친 그림 상상하기, 5) Tangram 이용하기, 6) Geoboard 이용하기, 7) tessellation 이용하기, 8) cube 이용해 공간 방향 생각하기 9) 전개도 이용하기를 기본으로 하여 교과서의 예들을 재구성하였다. 셋째, 교과서와 관련지어서 개발한 공간 능력을 훈련하고자 하는 예들 중 소단원(여러가지 사각형들의 성질)을 뽑아 과연 효과가 있는지 알아보고자 한다. 실험의 연구 문제는 다음과 같다. 연구문제1) 공간 능력을 훈련시키는 수업은 기하 성취면에서 유의미한 효과가 있는가? 연구문제2) 공간 능력을 훈련시키는 수업은 흥미면에서 유의미한 효과가 있는가? 연구문제3) 공간 능력을 훈련시키는 수업은 태도면에서 유의미한 효과가 있는가? 위의 연구 문제를 조사하기 위하여 중학교 여학생들을 대상으로 실험집단에서는 tangram을 이용하여 공간 능력 신장을 위한 수업을 실시하였고, 비교 집단에서는 증명위주의 수업을 실시하였다. 사전검사로는 중간고사, 기말고사와 흥미,태도 검사를 실시하였고 사후검사로는 본 연구자가 제작한 15문항의 기하 성취 검사와 흥미,태도 검사를 실시하였다. 본 연구에서 얻은 결과를 요약해 보면 다음과 같다. 연구문제1)의 결과로, 기하 성취도에서 공간 능력 훈련 수업을 실시한 실험집단과 전통적인 증명수업을 한 비교집단 사이에는 5% 수준에서 의미있는 차가 없었다. 각 집단을 상, 중, 하위로 나누었을때 상위그룹에서는 두 집단간의 유의미한 차이는 없었으나, 하위그룹에서는 유의미한 차이가 있어 공간 능력 훈련의 수업이 효과가 있음을 보여주었다. 연구문제2)의 결과로, 흥미면에서 실험, 비교집단은 5% 수준에서 유의미한 차이가 있었다. 이는 공간 능력 훈련 수업이 흥미면에서 효과가 있음을 보여준다. 연구문제3)의 결과로, 태도면에서 실험, 비교집단은 5% 수준에서 유의미한 차이가 없었다. 3주라는 짧은 기간에 태도의 변화를 기대하는 것은 무리이며 장기간의 공간 능력 훈련 수업을 실시하면 좀 더 의미있는 효과가 있으리라 기대된다. 따라서 공간 능력 훈련에 중점을 둔 수업은 모든 학생들의 흥미와 하위그룹 학생들의 기하 성취를 의미있게 향상시킨다. 이는 하위그룹의 학생들의 학업 성취와 흥미, 태도에서의 향상 가능성을 암시하는 것으로, 앞으로 공간 능력의 신장에 관한 훈련 program의 광범위한 연구가 필요하다고 생각한다.;In this research, the following subjects were studied to find out the necessity of spatial ability training and whether it is possible to extend them through instructions. The literature about spatial ability is needed for geometry work and this research. Textbook examples about middle school geometry is reconstructed on the basis of the the following material about spatial ability training. 1) finding patterns from diagrams 2) imaging the front, the side, and the upside through use of blocks and drawing a perspective drawing 3) guessing a figure 4) imaging unfold figures through paper folding 5) using tangram 6 ) using geoboard 7 ) using tessellation 8) thinking spatial orientation through use of cube 9) use a development surface In order to research about effects of examples (many sorts of square properties) for spatial ability traning which is in connection with textbook, the following research problems were instituted and analyzed. 1. Do meaningful differences in geometry achievement result from teaching method which emphasize spatial ability training and teaching method which emphasize proof instrution? 2. Do meaningful differences in interest result from teaching method which emphasize spatial ability training and teaching method which emphasize proof instrution? 3. Do meaningful differences in attitude result from teaching method which emphasize spatial ability training and teaching method which emphasize proof instrution? With this research carried out the results as following were obtained. First, there was no meaningful difference under 5% level between teaching method which emphasize spatial ability training and teaching method which emphasize traditional proof in the aspect of geometry achlevement level. When research group is divided the high, the average, and the low group, the high group has no meaningful difference in geometry achievement between experimentation and comparison group, but the low group has meaningful difference in geometry achievement statistically. Second, there is meaningful difference between two groups in iterest. And there was no meaningful difference between two groups in attitude. Therefore the lesson which is emphasized spatial ability training has developed meaningly for the low group students in geometry achievement and for all students in interest. This hints for low group students' school work and interest-attitude. So It shows that it is necessary to widly study training program about spatial ability extension.