Analysis on cognitive variables affecting proportion problem solving ability with different level of structuredness

비례 문제 해결에 영향을 주는 인지적 변인 분석

The purpose of the study is to verify what cognitive variables have significant effect on proportional problem solving. For this aim, the study classified proportional problem into well-structured, moderately-structured, ill-structured problem by the level of structuredness, then classified the cognitive variables as well into factual algorithm knowledge, conceptual knowledge, knowledge of problem type, quantity change recognition and meta-cognition(meta-regulation and meta-knowledge). Then, it verified what cognitive variables have significant effects on 6th graders' proportional problem solving abilities through multiple regression analysis technique. As a result of the analysis, different cognitive variables effect on solving proportional problem classified by the level of structuredness. Through the results, the study suggest how to teach and assess proportional reasoning and problem solving in elementary mathematics class.

이 연구는 비례문제 해결에 영향을 주는 인지적 변인이 무엇인지 확인하는 것을 궁극적인 목적으로 한다. 이를 위해 비례 문제를 구조화 정도에 따라 잘-구조화된 문제, 구조화된 문제, 비-구조화된 문제로 분류하고, 이론적 고찰을 통해 비례문제 해결에 영향을 주는 인지적 변인으로 사실 알고리즘 지식, 개념적 지식, 문제유형 지식, 양의 변화 인식, 메타인지를 추출하였다. 중다회귀분석 방법을 사용해 구조화 정도가 다른 문제를 해결하는데 유의하게 영향을 주는 인지적 변인이 무엇인지를 분석하였다. 분석 결과 구조화 정도가 다른 문제를 해결하는데 서로 다른 인지적 변인이 영향을 주었다. 즉 잘-구조화된 문제 해결에는 사실 알고리즘 지식과 문제유형 지식, 그리고 구조화된 문제 해결에는 개념적 지식, 문제유형지식, 양의 변화 인식, 마지막으로 비-구조화된 문제해결에는 메타조절, 개념적 지식, 양의 변화 인식, 문제유형지식이 영향을 주었다. 이처럼 문제 유형에 따라 다른 인지적 변인이 영향을 미치기 때문에, 수학수업에서는 문제 유형에 따라 다른 교수학습 방법과 다른 평가 틀을 적용할 필요가 있으며, 더불어 학생들의 비례 문제 해결 능력을 계발하기 위해서는 수학 수업에서 구조화된 문제와 비-구조화된 문제를 적극 활용할 필요가 있다는 결론을 도출할 수 있었다.