An Analysis on Mathematical Thinking Processes of Gifted Students Using Problem Behavior Graph

PBG(Problem Behavior Graph)를 이용한 수학적 사고 과정 분석

This study is trying to analyze characteristics of mathematical thinking processes of the mathematical gifted students in an objective and a systematic way, by using "Protocol Analysis Method"and "Problem Behavior Graph" which is suggested by Newell and Simon as a qualitative analysis. In this study, four middle school students with high achievement in math were selected as subjects-two students for mathematical gifted group and the other two for control group also with high scores in math. The thinking characteristics of the four subjects, shown in the course of solving problems, were elicited, analyzed and compared, through the use of the creative test questionnaires which were supposed to clearly reveal the characteristics of mathematical gifted students' thinking processes. The results showed that there were several differences between the two groups-the mathematical gifted student group and their control group in their mathematical talents. From these case studies, we could say that it is significant to find out the characteristics of mathematical thinking processes of the mathematical gifted students in a more scientific way, in the sense that this result can be very useful to provide them with the chances to get more proper education by making clear the nature of thinking processes of the mathematical gifted students.

PBG(Problem Behavior Graph; 문제해결 행동 그래프)는 인지 심리학자인 Newell과 Simon에 의해 제안된 것으로 연구 대상자가 문제를 해결할 때 인지 활동을 그래프 형식을 이용하여 그려놓은 것이다. 본 연구에서는 중학교에 재학 중인 수학 영재의 수학적 문제 해결에서 이루어지는 인지적인 과정을 추적하기 위하여, 사고구술법(Think-aloud method)으로 추출된 수학 영재 학생들의 사고 과정을 언어 프로토콜로 나타내고 분석한 것을 토대로 PBG를 구성하는 사례를 제시한다. 이를 통하여 수학 영재 학생들이 문제 해결 과정 중 인지 활동으로 거치게 되는 절차와 사고 과정 특성 지도를 살펴보고 대상 학생들이 여러 번의 시행착오 후 전체적인 과정을 수정하며 수행해 나가게 되는 방법과 문제의 최종적인 해결안을 도출해 내는 경로 탐색 과정을 종합적으로 살펴볼 수 있었다.