Whole brain characteristics of mouse fMRI responses to visual stimulation

DINH THI NGOC ANH 성균관대학교 일반대학원 2024 국내박사

Blood oxygenation level-dependent (BOLD) functional magnetic resonance imaging (fMRI) in rodents is a valuable tool for investigating the neural sources of fMRI signals and understanding brain functions. The mouse model, in particular, has become a favorite choice for neuroscience research due to its extensive range of transgenic lines, fast breeding cycle, and small size. Despite its wide use, the functional characteristics of the mouse visual system have yet to be well explored using fMRI. Previous mouse fMRI studies have shown inconsistent responses among each other and with observations from conventional electrophysiological recording. Here, we aimed to investigate mouse fMRI responses to visual stimuli. In the first part of this study, we examined BOLD fMRI responses to variations in visual stimuli parameters (pulse durations and temporal frequencies) under ketamine/xylazine anesthesia and compared them to awake mice. Under both anesthesia and wakefulness, BOLD responses were detected bilaterally in the visual pathways, consistent with previous neurophysiological findings. Additionally, unexpected activations were observed in the extrastriate postrhinal area and non-visual subiculum complex under anesthesia but not awake, possibly resulting from the disinhibition and sensitization induced by ketamine. In the second part, we expanded our investigation by obtaining whole brain fMRI responses at 15.2 T. Visual stimuli not only elicited robust BOLD responses across contralateral visual-related areas but also induced pronounced responses in whisker somatosensory networks and enhancing whisker somatosensory activation when was performed simultaneously with whisker pad stimulus. The optogenetic silencing of the primary visual cortex revealed two different pathways of visual inputs reaching whisker somatosensory areas, providing valuable insights into the integration of whisker and visual sensory information. Finally, in the last part of the study, we targeted the interaction of visual networks with another sensory modality, forepaw-related areas. BOLD responses to visual-forepaw stimulation enhanced activity more in visual networks than in sensory networks, suggesting a complex interplay between visual and sensory networks. In conclusion, mouse visual fMRI provides advantages in mapping whole brain network responses to visual stimulation. Combining visual stimulation with other sensory stimuli and optogenetic focal silencing could give more insight into understanding brain-wise interactions across various sensory modalities.

플립드 러닝에서 과제 개선과 동기를 이끌기 위한 수학교사의 Self-Study

김민경 강원대학교 교육대학원 2019 국내석사

본 연구는 수학교사가 플립드 러닝을 활용한 수업에서 셀프 스터디를 통해 수업과제를 개선하면서 어떻게 교사로서의 전문성을 키워 나가는지에 대한 실행연구이다. 이를 위하여 수학 교사의 수업 계획 과정과 수업 개선 과정, 교사의 자기 성찰 내용, 비판적 동료와의 토의과정을 통해 전문성 신장에 관한 셀프 스터디를 하였다. 교사는 플립드 러닝 매뉴얼을 활용하여 총 4회의 수업을 실시하였으며, 각 회차의 수업과정의 내용에 대해 서술하였다. 수업 개선 과정에서 연구자는 수업자료 분석, 자기성찰일지, 비판적 동료와의 대화, 학습자 반응 분석 등의 포트폴리오를 작성하였고 이를 바탕으로 자신의 수업을 반성하고 개선하였다. 위의 과정을 거치면서 연구자는 플립드 러닝을 활용한 수업에서 과제의 역할, 학습자 동기를 관찰하였고 자신의 강점과 약점에 대하여 파악하여 강점은 지속하고 약점은 보완해 나가면서 수업을 개선하기 위해 노력하였다. 셀프 스터디 과정을 통해 교사는 스스로 변화되는 모습을 통해 학생, 동료 교사, 사회와 함께 변화하고 성장하는 실천적인 지식을 습득하였다. This study is an action study on how math teachers develop professionalism as teachers while improving their classes through self-study in classes that utilize flip-learning. For this, self-study for professionalism was conducted through several tseps such as the math teacher's course of class planning and class improvement, the contents of the teacher's self-reflection and discussion process with critical colleagues. The teacher used the flip-learning manual during a total of four classes and described the contents of each session's course. In the course of class improvement, the researchers prepared a portfolio of class data analysis, self-reflection notes, dialogue with critical colleagues, and student responses. Through the process above, the researchers observed the role of the task and learners to be motivated in the class using flip-learning, and determined their strengths and weaknesses, and tried to improve the class while maintaining their strengths and supplementing weaknesses. Through the self-study process, teachers acquired practical knowledge with students, fellow teachers, and society through their own positive changes.

실업계 학생의 수열 단원 수업에서 발문 학습을 활용한 학생들의 수학적 과정 수준과 오류에 관한 질적 연구

이수연 강원대학교 교육대학원 2014 국내석사

이 연구는 실업계 고등학교 2학년 학생을 대상으로 하여 발문 학습을 활용한 수업에서 학생들의 수학적 과정 수준과 발생하는 오류의 유형을 연구함으로써 학교 수학에서의 활용 방안에 대하여 연구하는데 목적이 있다. 이 연구는 다음과 같은 연구문제를 설정하였다. 1. 발문 학습을 통하여 수학적 의사소통, 확산적 사고, 수학적 추론의 수준을 분류한다. 2. 발문을 활용한 수업에서 발생한 수학적 오류의 유형을 분석한다. 3. 위 1, 2의 연구문제를 통하여 학교 수학에서 발문 학습을 활용하는 방안에 대한 시사점을 논한다. 발문 학습을 활용한 수업 실시 후 녹취록과 면담 내용을 분석한 결과에 바탕을 두고 결론을 요약하면 다음과 같다. 첫째, 수학적 의사소통 수준에서는 43.5%에 해당하는 학생들이 기호 및 수학용어의 학습은 충분하나 문제 상황을 이해하는데 어려움을 겪는 수준이었으며 기호 및 수학용어의 학습이 부족하여 문제 상황을 전혀 이해하지 못하는 학생도 9.7%에 달했다. 확산적 사고의 수준에 있어서는 대다수의 학생들이 주어진 문제 상황에서 벗어나지 못하고 풀이과정 또한 주어진 조건 그대로 표현하는 등 다양성과 독창성이 결여된 상태를 파악할 수 있었다. 추론적 사고의 수준은 앞선 확산적 사고의 경우에 비하여 29.1%의 비교적 많은 학생들이 규칙성을 발견하고 추론과정 또한 설명하여 결과를 정당화할 수 있었지만 45.1%에 해당하는 많은 학생들이 규칙성을 발견하지 못하였다. 둘째, 학생들 개개인에게 발생하는 수학적 오류는 다양하지만 크게 5가지 유형으로 분류할 수 있었다. 오류 유형은 필수적인 개념과 상징의 불충분한 지식에 의한 오류, 오용된 자료로 인한 오류, 기술적 오류, 논리적으로 부적절한 오류, 풀이 과정의 생략에 의한 오류로 나뉘었다. 많은 학생들에게 수학 기호와 용어에 대한 필수적인 개념과 상징에 대해 불충분한 지식에 의한 오류가 발생하여 이에 대한 교사의 전문적이고 철저한 준비가 필요할 것으로 보인다. 셋째, 실업계 학생들을 대상으로 학교 수학에서 발문 학습을 활용하기 위해 발문을 통하여 학생들의 수학적인 지식과 흥미, 태도 등의 상태와 수준을 파악한 후 더 높은 수준의 사고력을 유도하는 발문을 하도록 한다. 또한 학생 개개인에 따라 사고할 시간을 충분히 제공해야하며 교사는 학생들에게 발생 가능한 오류를 미리 예상하여 적절한 발문을 준비할 수 있는 전문성을 갖추도록 해야 할 것이다. 발문을 통하여 학생들이 스스로 생각하고 답하면서 사고력이 증진되어 궁극적으로 실업계 학생들에게 수학교과목에 대한 자신감과 성취감이 향상될 수 있도록 학교 수학에서 발문 학습의 활용 방안에 대해 많은 관심을 기울여야 할 것이다. The purpose of this study is to investigate practical availability of mathematics in school by examining learners' mathematical processes Level and types of occurring errors. This study is used 'Questioning Learning' in mathematics class. The subjects of the experiment are the sophomore of vocational high school. The task of the study are as follows: 1. We investigate how learners will experience mathematical communication, diffuse thinking, and mathematical inference through Questioning. 2. We analyze the types of mathematical errors in class using Questioning. 3. We comment on ways of practical availability in class through above task 1 and 2. According to the analysis of records and interviews after class using 'Questioning',the results obtained are as follows. First, the level of 'Mathematical Communication', the percentage of students who had a difficulty of understanding the problem situation with fully awareness of mathematical sign and terms is 43.5%. And the percentage of learners who lack of mathematical sign and terms didn't understand the problem situation at all is 9.7%. The level of Diffuse Thinking is very low according to diversity and creativity in problem solving process. The level of 'Inference Thinking', 29.1% of learners figured out the mathematical regularity and justified the result of inference process as well. But 45.1% of learners didn't come up with the mathematical regularity. Second, the mathematical errors that occurred in learners' individual will be classified into five types. These are deficient mastery of prerequisite facts and concepts, misused data, technical errors, logically invaid inference, and omission of solving process. The deficient mastery of prerequisite facts and concepts about mathematical sign and terms occurred in lots of learners ; therefore teachers' extra additional explanation will be needed about this. Third, teachers have to try to make leading questions that have higher-level thinking after grasping learners' knowledge, interests, and attitude. Teachers also ought to provide learners with sufficient time they can think. Teachers should possess an expert knowledge to give the learners appropriate questions as well. In conclusion, through 'Questioning', the vocational high school students will promote mathematical thinking power. Ultimately we will have to endeavor to the practical availability of 'Questioning' to build up the learners' self-confidence and sense of accomplishment about mathematics.

수학 창의 서술형 보고서 작성이 수학 성취도와 학습태도에 미치는 영향

김정화 강원대학교 2013 국내석사

이 연구에서는 수학 쓰기 활동의 유형 중 수학 창의 서술형 보고서를 중학생을 대상으로 적용하여 개인별 보고서를 작성하게 하고 이를 통합하여 모둠별 보고서를 작성하여 의견을 나누는 시간을 가짐으로써 수학 성취도와 학습태도에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 하였다. 이를 위하여 다음과 같은 연구문제를 설정하였다. 1. 수학 창의 서술형 보고서를 작성한 학생들과 그렇지 않은 학생들은 학업 성취도에 있어서 유의미한 차이를 보이는가? 2. 수학 창의 서술형 보고서 작성은 수학적 흥미 및 태도에 있어서 긍정적인 영향을 미치는가? 위와 같은 연구 문제를 해결하기 위하여 강원도 소재 N 중학교 3학년 10학급 중 2학년 2학기 기말고사 성적으로 동질성을 검증하여 2개의 학급 학생 70명을 선정하였다. 실험집단은 수업 후 수학 창의 서술형 보고서를 개인별, 모둠별로 작성하였고, 비교집단은 수업 후 아무런 처치도 하지 않았다. 이차방정식과 이차함수 지도가 모두 종료된 후에 연구자가 전문가인 동료교사의 자문을 받아 제작한 사후 학업성취도 검사지Ⅰ, Ⅱ로 사후 학업성취도 검사를 실시하였다. 그리고 수학 학습에 대한 태도 검사는 한국교육개발원(1992)에서 제작한 검사지로, 실험 전과 실험 후에 동일한 것으로 실시하였다. 모든 검사지의 분석은 SPSS 통계 분석 프로그램을 사용하여 처리하였고 이 연구를 통하여 얻은 결과는 다음과 같다. 첫째, 수학 창의 서술형 보고서를 작성한 실험집단과 작성하지 않은 비교집단의 사후 학업성취도Ⅰ, Ⅱ를 비교해 보면 사후 학업성취도 Ⅰ에서 실험집단과 비교집이 유의미한 차이를 보이지 않았다. 그러나 사후 학업성취도 Ⅱ에서는 실험집단이 비교집단 보다 이차방정식과 이차함수 영역에서 유의미하게 높은 학업성취도를 보였다. 그리고 실험집단과 비교집단을 수준별 상, 중, 하 집단으로 나누어 각 수준별 집단별 사후 학업성취도 Ⅰ, Ⅱ를 비교해 본 결과, 사후 학업성취도 Ⅰ에서 실험집단의 상, 중, 하 집단과 비교집단의 상, 중, 하 집단 간의 유의미한 차이를 보이지 않았다. 또한, 사후 학업성취도 Ⅱ에서 실험집단 상집단과 비교집단 상집단 간에도 유의미한 차이를 보이지 않았다. 그러나 사후 학업 성취도 Ⅱ에서 실험집단 중, 하 집단이 비교집단 중, 하 집단보다 이차방정식과 이차함수 영역에서 유의미하게 높은 학업 성취도를 보였다. 이는 수학 창의 서술형 보고서를 작성하면서 주관식 서술형 문제에 대한 거부감이 적었고 부분 점수의 혜택도 보았기 때문이다. 수학 창의 서술형 보고서는 주관식 서술형 평가에 더욱 적합한 수학 학습 방법으로 볼 수 있다. 둘째, 학생들의 오류 형태를 살펴보면 문자에 관한 오류는 상수와 미지수를 혼동하는 오류, 독립변수와 종속 변수를 혼동하는 오류, 일반화하는 인자로써 표현의 오류를 보였다. 식, 등식 사용이 미숙하여 보인 오류가 있었고 그래프 표현에의 오류도 보였다. 그래프 표현과 관련된 오류는 정의역을 고려하지 않아서 생긴 오류와 이차함수의 그래프의 특징을 이해하지 못해 발생한 오류가 있었다. 또한, 문제에 주어진 조건을 잘못 해석한 오류, 실수나 부주의로 풀이과정은 합당하나 잘못된 결과 도출의 오류, 문제에 관련된 정의나 정리를 몰라서 범하는 오류, 계산상의 오류, 애매모호한 오류, 답만 제시하거나 무응답을 보였다. 학생들은 수학 창의 서술형 보고서를 작성하면서 이차방정식과 이차함수의 개념형성면에서 학생 스스로 관심 있는 내용이나 취약한 내용을 선택하여 정리하였다. 스스로 이해한 정도를 자신의 언어로 쓰고, 탐구해 보기도 하는 과정을 거치며 학습 전반에 대한 스스로의 성찰과 반성도 하였다. 또한 수학 학습에 대한 자신의 생각과 느낌을 다양한 형식으로 창의적으로 표현하는 과정도 가졌다. 마지막으로 모둠별 보고서를 작성하여 서로 의견을 나누기도 하였다. 자기 주도적으로 학습하며 그것을 친구와 교사와 나누며 의사소통하는 것을 볼 수 있었다. 셋째, 실험집단의 실험 전과 후의 수학 학습에 대한 태도 변화를 40개의 문항별로 비교해 본 결과 유의미한 차이를 보인 것이 있었다. 「나는 수학 공부를 잘해서 칭찬을 받을 수 있다」, 「나는 수학에 대해서 더 많이 배우고 싶다」, 「나는 수학 시험을 본 후에 점수를 빨리 알고 싶다」, 「나는 수학 공부를 잘하기 위하여 계획을 세우고 노력한다」, 「나는 수학 시간에 다른 학생과 장난하지 않는다」, 「나는 수학 시간에 바르게 앉아서 공부한다」, 「나는 수학 시간에 배운 것을 꼭 복습한다」, 「나는 수학 시간이 끝난 후 그 시간에 배운 것들을 머릿속에 정리해 본다」라는 문항에서 실험집단의 실험 전과 후의 수학 학습에 대한 태도에 유의미한 변화를 보였다. 수학 창의 서술형 보고서를 작성하면서 교사의 피드백으로 인해 칭찬을 받을 수 있다고 생각하며, 수학적 지식이 학생들의 맥락에서 다뤄지는 기회를 가짐으로써 수학 학습이 보다 친근해 졌다고 볼 수 있었다. 또한, 보고서 작성이 수학적 사고의 명료화에 도움을 주며 스스로 반성할 기회와 앞으로의 학습 계획까지 수학 학습 전반에 동기를 부여함을 알 수 있었다. 수업에 적극적으로 참여하는 자세나 수학 학습의 탐구하는 자세도 함께 길러 준다는 것도 알 수 있었다.

메타인지 전략이 수학 문제 풀이에서 수학적 지식 도출에 미치는 영향

박아람 강원대학교 교육대학원 2019 국내석사

이 연구는 수학 문제를 해결하는 데 있어 메타인지 전략을 적용한 수업이 수학적 지식을 도출하는데 어떠한 영향을 미치는 지 살펴보고자 하였다. 이를 바탕으로 수학수업에서 보다 효율적인 수업방법을 찾는 데 그 목적을 두고 다음과 같은 연구 문제를 설정하였다. 1. 메타인지 전략 수업을 적용할 때 수학적 지식 도출은 어떻게 변화하는가? 2. 메타인지 전략 수업을 적용하기 전과 후의 수학에 대한 학습태도 변화는 어떠한가? 이 연구 문제를 해결하기 위하여 강원도 소재의 C여자중학교 3학년 2개 학급 학생 가운데 선행 학습을 하지 않은 학습자를 선정하였다. 총 18차시에 걸쳐 메타인지 전략 수업을 실시하였다. 선정한 학생들은 이차함수 단원에 대한 학습을 하지 않은 학습자들 이며 매 차시 메타인지 전략 활동지를 작성하였고, 수학에 대한 학습태도는 사전·사후 동일한 검사지로 시행하였다. 메타인지 전략 수업이 적용되어 수학적 지식 도출의 변화를 살펴보기 위해 1차시에 작성한 활동지와 12차시에 작성한 활동지를 비교 분석하였다. 이 연구를 통해 얻은 결론은 다음과 같다. 첫째, 메타인지 전략 수업이 수학 문제 풀이에서 수학적 지식 도출에 영향이 끼치는 것으로 나타났다. 또한 수학적 지식 도출에 긍정적인 변화가 생겨 문제 풀이에도 영향을 주어 풀이 과정에서 오류를 찾고 검토하기에 수월하였다. 둘째, 메타인지 전략 수업을 적용하기 전과 후의 수학에 대한 학습태도는 교과에 대한 학습습관 영역과 수학에 대한 자신감을 높이는 데 긍정적인 변화가 있었다. 수학에 대한 흥미에도 영향을 주어 수학 공부에 대한 의지 변화가 있었다.

짝 점검 협동학습이 학업성취도와 수학적 학습태도에 미치는 영향

김정은 강원대학교 교육대학원 2012 국내석사

본 연구의 목적은 짝 점검 협동학습을 적용하여 수업을 받은 학생들의 학업성취도와 수학적 학습태도에 미치는 효과를 알아보기 위한 것이며, 이를 알아보기 위해 다음과 같은 연구문제를 설정하였다. 1. 짝 점검 협동학습으로 수업을 받은 실험반과 전통적 강의식 수업을 받은 비교반의 학업성취도에는 유의미한 차이가 있는가? 2. 짝 점검 협동학습으로 수업을 받은 실험반의 수학적 학습태도에는 사전과 사후에 유의미한 차이가 있는가? 3. 짝 점검 협동학습이 학업성취도와 수학적 학습태도(자신감, 습관, 흥미)면에서 학습 수준별로 나눈 두 그룹(상위그룹, 하위그룹) 중 어느 그룹에 더 효과적인가? 본 연구를 위하여 인천시에 위치한 I여자 고등학교 2학년 전체 학급 중에서 사전 동질성 분석을 통하여 동질집단 2개반을 각각 30명씩 총 60명의 학생을 실험반과 비교반으로 선정하여 사후 학업 성취도 검사를 실시하고 실험반은 사전과 사후에 수학적 태도 검사를 실시하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 동질 집단 2개 학급을 대상으로 짝 점검 협동학습을 적용하여 수업을 실시한 결과 학업성취도 면에서는 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다. 또한, 수준별로 나눈 상위그룹과 하위그룹에서도 학업성취도 면에서는 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다. 긍정적인 결과를 기대하기에는 실험처치 기간이 짧았고 교사 위주의 수업만을 받아온 학생들에게는 짝 점검 협동학습이라는 것이 익숙하지 않았을 거라 여겨져 다소 무리가 있었던 것으로 보인다. 둘째, 짝 점검 협동학습을 받은 실험반은 사전과 사후에 수학적 학습태도 영역 중 태도, 흥미, 자신감에서 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 또한 학습 수준별로 나눈 두 그룹의 수학적 학습태도(자신감, 습관, 흥미)를 분석한 결과 자신감에서는 하위그룹에서 효과가 있는 것으로 나타났고 습관과 흥미에서는 상위그룹에 효과가 있는 것으로 나타났다. 전체적으로 보았을 때 짝 점검 협동학습이 학업성취도 면에서는 효과가 나타나지 않았지만 수학적 학습태도 면에서는 효과적이라고 볼 수 있다. 협동학습을 통한 수업이 학생들의 학습 동기와 흥미를 유발하는 데 긍정적이라 할 수 있다. 또한 짝과의 협력을 통하여 스스로 문제를 해결하는 방법을 통해 학생들은 수학에 대한 자신감도 향상시킬 수 있는 것으로 보여진다. 따라서 태도, 흥미, 자신감 면에서 향상된 것으로 보아 짝 점검 협동학습을 장기적으로 진행하였을 때 학생들의 학업 성취도 면에서도 효과를 볼 수 있을 것이라 기대한다. 앞으로의 과제는 오랜 연구기간을 계획하여 더 많은 대상, 각 학년, 단원, 타 교과에 맞게 적용함으로써 짝 점검 협동학습이 학생들의 학업성취에 효과를 주는지에 관한 계속적인 연구가 필요하다. The objective of this research measures the effects on students' academic achievement & mathematical learning attitude when pairs check cooperative learning. 1. Is there any difference between pairs checking cooperative learning compare to traditional lectures? 2. Are there meaningful differences in the attitude towards learning mathematics in students who studied pairs checking? 3. The students were split into two groups : an upper group & a lower group. Which group was more effective when studying with a partner in terms of confidence, learning habits and interest? This research took place at I high school in Incheon, South Korea. Sixty female students under went homogeneous analysis to determine which group they would be placed into. Thirty students were placed into the control group. The others became the experimental group. All students took an achievement survey. The experimental group took a survey about their attitude towards mathematics before & after the class. The conclusions are as follows: First, there was no meaningful difference among the homogeneous group. Also, there was no meaningful difference in learning achievement with the high achievers versus the low achievers. The experimental term was too short to get a positive conclusion. Also, the students didn't have time to get used to the pairs checking cooperative learning method. Second, the conclusions showed a difference between the high achievers & low achievers. The lower group showed an increase in confidence. The high achievers showed an increase in learning habits & interest. The overall conclusions showed that pairs checking cooperative learning doesn't make a difference in terms of academic achievement, but it does show a positive increase in attitude towards learning mathematics. Pairs check cooperative learning effects students positively in terms of learning motivation & interest. Also, solving the problems together increases their confidence. In addition to motivation, interest and confidence; the research shows that if we allow students to study with a partner over a long period of time, we can expect an increase in learning achievement too. In order to improve this research, more students of varying grade levels could be tested, different subjects could be taught, and the overall experiment could be longer.

스토리텔링을 활용한 수학 교수학습이 학업성취도 및 학습 태도에 미치는 효과 : 중학교 2학년 기하 단원을 중심으로

이길조 강원대학교 교육대학원 2013 국내석사

This study focuses on the effect on academic achievement and learning attitude by using of storytelling instruction. In order to conduct my research, we took a unit of "Geometry" for 8th graders in middle school. This thesis sets up the following goals for inquiry into the effect on storytelling. As a result, We studied the effects of math lessons through storytelling instruction. First, are there any meaningful differences in academic achievement between the experiment group taking storytelling instruction and the comparison group with traditional instruction on geometry of 8th graders ? Second, does the experiment group with math lessons through storytelling instruction show meaningful differences in math learning attitude compared to being tested before the experiment on geometry 8th graders ? To this end, we analyzed the geometry section of 8th grades in middle school on 2009 revised curriculum and the U.S. textbook Holt's geometry book. And we got problems related to storytelling. We studied the changes of students' math learning attitude by teaching storytelling problems before the introduction of the revised curriculum. In addition, we analyzed the solution of students of learning problem for review written in this thesis and we examined students' problem solving method that get into the storytelling problem solving. 2 semester academic achievement scores of the experimental group and the comparison group were compared. And math learning attitude through storytelling instruction before and after applying the experimental group were analyzed by survey. As a result, statistically significant results were not obtained in academin achievment between the experiment group taking storytelling instruction and the comparison group with traditional instruction. This does not suggest that storytelling instruction is very helpful in improving learning ability. But as you have seen that the experiment group rise the average, if there does not exist limitation of study about insufficient storytelling material and limited experiment on geometry, we can expect that learning ability will improve. And math learning attitude through storytelling instruction before and after applying the experimental group were analyzed by survey. As a rusult, we got a significant results and meaningless results at the same time. The meaningful conclusions using storytelling in math class are as follows. It is interesting to complex and difficult math problems to challenge, I actively participate in math class, I study hard mathematics until the end of math class. These are related to the concept of attitudes about math. This suggest that storytelling instruction can enhance a interest of students, a sense of purpose, achievement motivation etc. In contrast, contents failed to obtain significant conclusions are as follows. Mathematics is an interesting subject, Learn mathematics would be useful in your various future career, Mathematics is very necessary academic area in our life, Studying mathematics is easy. These are related to the self-concept about math. Namely, storytelling instruction does not greatly affect students’ superiority and self-confidence. But as you have seen that after applying the experimental group rise the average, if there exist continuous and long-term experiments, we can expect that meaningless results change in meaning. 이 연구는 스토리텔링을 활용한 수학 교수학습이 학업성취도 및 학습 태도에 어떤 효과를 미치는지에 대하여 중학교 2학년 기하 단원을 중심으로 알아보았다. 스토리텔링의 효과를 검증해보고자 다음과 같은 연구문제를 설정하고 이를 통해 스토리텔링을 통한 수학 수업의 효과를 살폈다. 첫째, 중학교 2학년 기하단원에 대한 스토리텔링 교수학습 방법은 실험집단과 비교집단 간에 수학 학업성취도에서 유의미한 차이를 주는가? 둘째, 중학교 2학년 기하단원에 대한 스토리텔링 교수학습 방법은 실험집단의 수학 학습 태도에 유의미한 차이를 주는가? 위의 연구문제를 위해 2009 개정 교육과정에 근거한 수학 교과서와 미국 교과서인 Geometry(Holt)에서 중학교 2학년 기하 단원에 관한 내용을 분석하여 스토리텔링 문제들을 추출하고, 이를 실제 2009 개정 교육과정이 도입되기 전에 미리 수업에 적용해봄으로써 학생들의 수학적 성취도와 태도의 변화를 알아보았다. 또한 실험에 참여한 학생의 학습자료에 대한 프로토콜을 분석하여 스토리텔링 문제 풀이로 얻을 수 있는 학생들의 문제해결법에 관하여 살펴보았다. 학업 성취도는 실험집단과 비교집단의 2학기 성적을 비교하였으며, 학습 태도는 실험집단을 대상으로 스토리텔링 적용 전과 후의 설문 조사를 통해 비교 분석하였다. 연구의 결과는 스토리텔링을 활용한 수학과 교수학습은 실험집단과 비교집단의 학업성취도에 있어서 통계적으로 유의미한 차이를 보여주지는 못하였다. 이는 스토리텔링 활용 교수학습법이 학습능력 향상에 크게 도움을 주지는 못하였음을 시사하고 있다. 그러나 실험집단이 비교집단에 비해서 평균 점수가 향상된 점을 미루어보아서 이 연구의 제한점에서 밝힌 바와 같이 스토리텔링 수학의 과도기적인 시기로 인한 자료의 불충분과 기하단원에 국한된 실험이라는 제약을 덜 받는다면 좀 더 장기간의 프로젝트에 의한 실험에서는 학습향상도 기대해볼 수는 있다. 또한, 중학교 2학년 기하단원을 중심으로 한 스토리텔링 교수학습은 학습자의 학습 태도 변화에서는 통계적으로 유의미한 차이를 보이는 항목이 있는 반면 유의미한 차이를 보이지 않은 항목도 있었다. 유의미한 차이를 보이는 항목은 다음과 같다. 복잡하고 어려운 수학 문제에 도전하는 것이 재미있다. 수학 시간에 적극적으로 수업에 참여한다. 수학 시간에 공부를 시작하면 끝까지 열심히 한다. 이러한 항목은 수학 교과에 대한 태도 개념으로 스토리텔링을 활용한 교수학습법이 학습자의 흥미도, 목적의식, 성취동기 등을 충분히 향상시키고 있음을 시사한다. 반면 유의미한 차이를 보이지 않은 항목은 수학 교과에 대한 자아개념으로 학습자의 우월감과 자신감 부분에서는 스토리텔링을 활용한 교수학습법이 그리 크게 영향을 주고 있지 않다는 사실을 시사한다. 이러한 항목은 다음과 같다. 수학은 재미있는 교과이다. 수학을 배우면 장래 여러 직업에서 쓸모 있을 것이다. 수학은 일상생활에서 매우 필요한 학문이다. 수학 공부는 쉽다. 그러나 이러한 항목에서도 실험 처치 후의 평균이 실험 처지 전보다 높게 나왔다는 것은 지속적이고 장기간의 실험에서는 유의미한 수치로 작용할 수 있을 것이라고 기대해 볼 수 있다.

분할노트를 활용한 수학수업이 수학 부진학생의 수학 불안과 학업성취도에 미치는 영향

주민지 강원대학교 2015 국내석사

본 연구에서는 고등학교 2학년 2개 학급 중 학습 부진 학생을 대상으로 분할노트를 활용한 수학수업이 수학 불안과 학업성취도에 미치는 영향을 분석해 봄으로써 어떤 변화가 있는지에 대하여 다음과 같은 연구 문제를 선정, 적용하여 검증해보는데 목적이 있다. 본 연구를 위해 설정한 연구 문제는 다음과 같다. 1. 실험집단의 실험 전, 후의 수학 학습에 대한 불안의 변화에서 각 문항에 따라 유의미한 차이가 있는가? 2. 분할노트를 활용하여 수학수업을 실시한 실험집단과 일반적인 수학수업을 실시한 비교집단간의 학업성취도에 차이가 있는가? 위와 같은 연구문제를 분석, 해결하기 위하여 양양군 양양읍에 위치한 Y여자고등학교 2학년 4개 학급 중 1회고사 성적과 Richardson & Suin(1972)의 수학불안평정척도(MARS)를 우리나라 문화와 실정에 맞게 변창진과 최진승(1989)이 번역한 수학불안척도를 바탕으로 수학 불안 검사를 실시하여 동질성이 검증된 일반계열 2개 학급을 선정하였다. 분할노트를 활용하여 수학수업을 실시한 실험집단과 일반적인 수학수업을 한 비교집단으로 분류하였다. 이들 연구문제에 대한 결과 분석은 연구의 신뢰성을 확보하기 위하여 두 가지 연구방법, 즉 양적인 방법과 질적인 방법을 혼합하는 혼합형 연구방법을 택하였다. 연구자는 한 결과 또는 교육적 현상을 두 가지 방법으로 보는 것이 연구결과를 객관적으로 신뢰성 있게 보이는 것으로 이해했다. 본 연구를 통하여 얻은 결론은 다음과 같다. 첫째, 분할노트를 활용한 수학수업이 수학 불안에 긍정적인 영향을 주었다. 학업성취도에 대한 질적인 분석을 통해 실험집단과 비교집단의 문제 풀이 과정을 비교한 결과 분할노트를 활용한 수학수업을 받은 실험집단은 문제를 해결하기 위한 단서나 정의, 정리 등을 생각하기 위하여 많은 시간을 쏟는 모습을 볼 수 있었고, 또한 꼭 문제를 해결하지 못하더라도 자신의 의견을 써봄으로써 문제 해결에 강한 의욕과 자신감을 가지는 모습도 볼 수 있었다. 반면에 비교집단은 문제를 해결하려는 여러 가지 방법을 시도해보는 학생이 실험집단 보다 현저히 적음을 볼 수 있었다. 둘째, 분할노트를 활용한 수학수업이 수학 학업성취도에도 긍정적인 영향을 보여 주었다. 사후 학업성취도 검사 결과를 t-검정을 통해 분석한 결과 실험집단이 비교집단에 비해 평균이 높게 나타났으며 이 두 집단은 유의미한 차이를 보인다는 결론을 내렸다. 즉, 실험집단에 적용한 수업이 학업성취도에 긍정적인 영향을 미쳤다고 볼 수 있다. 다시 말하면 분할노트를 활용한 수학수업이 학생들의 문제 해결에 대한 의견을 꺼내고, 그 단서를 바탕으로 문제를 해결할 때 큰 도움이 되어 전체적으로 학업성취도를 향상 시킬 수 있다. 셋째, 분할노트를 활용한 수학수업이 수학문제에 대하여 여러 방법을 시도하여 문제를 해결하려 하고, 문제 해결에 많은 시간을 쏟고, 자신감을 가질 수 있도록 도와주었다. 앞서 연구문제1에 대한 분석을 통해 실험집단이 비교집단에 비해 수학 불안의 모든 면에서 큰 유의미한 차이를 보였다. 이는 분할노트를 활용한 수학수업이 학생들이 수학 문제에 대하여 기피하지 않고 여러 방법을 시도하고, 많은 시간을 쏟고, 자신감을 가질 수 있도록 도와주었다고 볼 수 있다. 이로 인하여 학생들은 한 문제를 풀더라도 정확히 해결하고 넘어가려는 모습을 보여 학업성취도에도 긍정적인 영향을 미쳤음을 알 수 있다. This study is to examine the effects of Mathematics instruction utilizing the divided page note on Mathematics anxiety and academic achievement for underachieving students in Mathematics in two highschool sophomore classes. Specifically, this study aims to address research questions as follows: 1. Will any change in Mathematics anxiety be observed in the experimental group where Mathematics instruction utilizing the divided page note was given? 2. Is there any significant difference in the academic achievement between the experimental group where Mathematics instruction utilizing the divided page note was given and the comparison group? Two general classes out of four sophomore classes in Y girls’ high school, located in Yangyang were selected to address the research questions, as they were considered homogeneous based on the initial test results and the Mathematics anxiety scores on the translated version of Mathematics Anxiety Rating Scale (MARS) by Byun and Choi (1989), which was originally developed by Richardson & Suin (1972). They were divided into two groups: the experimental group where Mathematics instruction utilizing the divided page note was given and the comparison group with the instruction as usual. Mixed method integrating quantitative and qualitative approaches was employed for the analysis in order to ensure the credibility of research. It is considered by the author that research outcomes would be more objective and credible when a certain consequence or educational phenomenon is viewed from two different perspectives. The conclusions reached from this research are as follows. First, mathematics classes that use ddivided page note had a positive influence on nervousness regarding mathematics. Through a qualitative analysis on academic performance, the results of comparing the problem solving methods of the test group and the comparison group confirmed that the test group that received the divided page note for mathematics classes invested a large amount of time in thinking about the clues, definitions and summaries etc. to solve the problem, and even when they could not solve the problem, by writing out their thoughts, they showed a strong will and confidence to solve the problem. On the other hand, it was confirmed that there were noticeably less students in the comparison group that made efforts to attempt different methods and approaches to solve the problem. Second, mathematics classes that used divided page note had a positive influence on the academic performance of mathematics. The results of the post research academic performance analysis using t-verification showed that the test group had a higher average academic performance than that of the comparison group, and it was concluded that there was a significant difference between the two groups. In other words, it can be concluded that the classes applied to the test group had a positive influence on academic performance. To state this another way, mathematics classes that used divided page note encouraged the problem solving opinions of the students, and these opinions and clues served as a great help when solving the problem, which led to the overall improvement in academic performance. Third, mathematics classes that used divided page note helped students solve the mathematical problems using various problem solving methods, and encouraged them to invest a large amount of time in solving the problem while also giving the students confidence. Through the analysis of the previously mentioned Research Issue 1, from all perspectives of mathematical nervousness, the test group showed a largely significant difference from that of the comparison group. This can be interpreted as mathematics classes that use divided page note as helping students from avoiding and being uncomfortable with mathematics problems, and as helping them invest a large amount of time while giving them confidence for mathematics problems. It can be confirmed that even when students were given one problem, they attempted to solve it accurately, which had a positive influence on their academic performance.

스토리텔링을 활용한 수학 교수학습이 수학적 개념 형성과 태도에 미치는 영향 : 중학교 1학년 통계 단원을 중심으로

박세희 강원대학교 2015 국내석사

이 연구는 스토리텔링을 활용한 수학 교수학습이 학습자의 수학적 개념 형성과 태도에 어떤 효과를 미치는지에 대하여 중학교 1학년 통계 단원을 중심으로 알아보았다. 스토리텔링의 효과를 검증해보고자 다음과 같은 연구문제를 설정하고 이를 통해 스토리텔링을 통한 수학 수업의 효과를 살펴보았다. 첫째, 중학교 1학년 통계 단원에서 스토리텔링을 활용한 수학 수업이 실험집단과 비교집단의 개념 형성에서 유의미한 차이를 주는가? 둘째, 중학교 1학년 통계 단원에서 스토리텔링을 활용한 수학 수업은 실험집단의 수학 학습 태도에 유의미한 차이를 주는가? 연구 문제를 해결하기 위한 스토리텔링 교수 학습 자료는 2009 개정 교육과정 통계 영역의 성취기준과 교수 학습상의 유의점을 바탕으로 통계 방법의 개념을 학습할 수 있도록 제작된 박광춘과 윤경옥의 자료 및 통계청의 동영상 자료를 사용하여 실험연구를 실시하였다. 실험을 위하여 연구자가 개발한 수학적 개념 형성 평가 검사지와 수학 학습 태도에 관한 설문지, 실험에 참여한 학생의 문제 풀이와 인터뷰를 통하여 실험 결과를 살펴보았다. 수학적 개념 형성에 관해서는 실험집단과 비교집단의 검사지 결과를 비교하였으며, 학습 태도는 실험집단을 대상으로 스토리텔링 활용 수업 전과 후의 설문 조사를 통해 비교 분석하였다. 첫 번째 연구문제의 결과는 스토리텔링을 활용한 수학 교수학습은 실험집단과 비교집단의 수학적 개념 형성에 있어서 통계적으로 유의미한 차이를 보여주지는 못하였다. 하지만 통계 단원의 이해에 대한 점수는 실험집단이 조금 더 높게 나온 점을 미루어보아 통계 단원에 제한된 실험이라는 제약을 덜 받는다면 장기간의 실험에서는 학습 향상도 기대해볼 수 있겠다. 두 번째 연구문제의 결과는 중학교 1학년 통계 단원을 중심으로 한 스토리텔링 교수학습은 학습자의 수학적 태도 변화에 유의미한 차이를 보이는 항목이 많았다. 나는 수학을 잘해서 칭찬을 받을 수 있다. 나는 앞으로 수학 과목에서 좋은 성적을 올릴 수 있다. 이러한 항목은 수학 교과에 대한 자아개념 항목으로 스토리텔링을 활용한 교수학습법이 학습자의 자신감을 충분히 향상 시키고 있음을 보여준다. 또한 수학 시간이 지루하다는 항목에서 긍정적인 답변인 대체로 그렇지 않다와 전혀 그렇지 않다가 많이 나왔다. 다른 항목에서도 실험 처치 후의 평균이 실험 처치 전보다 높게 나왔다. 따라서 지속적이고 장기간의 실험을 한다면 더 유의미한 교수학습방법으로 작용할 수 있을 것이라고 기대해본다. This study focuses on the effect on formation of mathematics and learning attitude by using of storytelling instruction. In order to conduct my research, we took a unit of "Statistics" for 7th graders in middle school. This thesis sets up the following goals for inquiry into the effect on storytelling. As a result, We studied the effects of math lessons through storytelling instruction. First, are there any meaningful differences in formation of mathematics between the experiment group taking storytelling instruction and the comparison group with traditional instruction on statistics of 7th graders ? Second, does the experiment group with math lessons through storytelling instruction show meaningful differences in math learning attitude compared to being tested before the experiment on statistics 7th graders ? To this end, we analyzed the statistics section of 7th grades in middle school on 2009 revised curriculum, Park Kwang Chun's data, Yun Gyeong Ok's data and video data of the National Statistics Office. Formation of mathematics questionnaire and mathematical learning attitude questionnaire and students participated in the experiment in problem solving through the interview looked at the results. Formation of mathematics questionnaire scores of the experimental group and the comparison group were compared. And math learning attitude through storytelling instruction before and after applying the experimental group were analyzed by survey. As a result of the first study issue, statistically significant results were not obtained in formation of mathematics between the experiment group taking storytelling instruction and the comparison group with traditional instruction. But as you have seen that the experiment group rise the scores for the understanding statistics lesson, if there does not exist limitation of study about insufficient storytelling material and limited experiment on statistics, we can expect that learning ability will improve. As a result of the second study issue, math learning attitude through storytelling instruction before and after applying the experimental group were analyzed by survey. As a result, we got a significant results. I can well up to receive praise the math, I can raise math scores. These problems are related to the concept of attitudes about math. This suggest that storytelling instruction self-concept. Namely, storytelling instruction affect students’ superiority and self-confidence. As you have seen that after applying the experimental group rise the average, if there exist continuous and long-term experiments, we can expect that meaningless results change in meaning.

수학적 모델링을 적용한 수학 수업의 효과 탐구 : 8-가 단계 연립방정식 활용을 중심으로

김지혜 강원대학교 교육대학원 2009 국내석사

The study is focused on the union equation unit in the Middle school. Middle school students rae hard to solve the practical using problem of union equation on the velocity and concentration. For this study, the logist developed the data and power-point program. In this study, I would like to observe the improving solve the problems and mathematical attitude. To accomplish this purpose, I have set up the following subjects of study. 1)Did the experiment group solve the problem of the union equation better than the comparative group? 2)Were there any great effect on the mathematical attitude for using the mathematical modeling? 3)Analysis for students are showed an error and catching idea from problems by mathematical modeling? This study consisted of 57 students and were divided into two groups ; an experimental group and a comparative group. An experimental group had group activities and problem solving activity paper and use the developed program by logist. A comparative group had traditional teaching focused on textbook. After experiment and comparative students got test on the application of union equation, and experiment students got mathematical attitude test which vented this experiment. Mathematical attitude test enforce two times ; before the experiment and after the experiment. I developed an achievement test which was verified by an expert and 5 other colleagues. The conclusions from the study were as follows ; First, the results of the achievement test for solving the application of the union equation showed little higher in the part of concentration for experimental group. However there were no meaningful differences in part of the velocity and the price. And experimental students showed great reacting the attitude of the for mathematical modeling program. Second, there were meaningful differences in mathematical attitudes for reliance and self-examination and value. But there were no meaningful differences in some mathematical attitudes. Third, students who were in experimental group developed solve the problem and exchanged their interest with others in the classroom. And I observed great reacting which used the activity paper and modeling program for experimental group. In the interview, students who were in experimental group showed developing their mathematical attitude. Fourth, students who faced up to a little hard question showed the forming discussed other students. And I observed that their's mathematical communication ability become higher better than before. In conclusion, mathematical class using the mathematical modeling were successful method for students who have trouble the application of union equation. And students developed an interesting with mathematic through the mathematical modeling. I believe that mathematical modeling have a good point for students who have trouble with mathematics. And I believe that many researchers and professional have to be concerned for the mathematical modeling program in the mathematical education. 본 연구에서는 현 중학교 2학년들이 어려워하는 연립방정식 활용 단원을 중심으로 연구자가 개발한 활동지와 파워포인트를 자료로 하여 속력과 농도와 여러 가지 활용문제를 다뤄 봄으로써 학생들이 얼마나 활용문제 해결능력이 향상되는지를 알아보고 개발된 교수학습방법이 학생들의 수학적 성향에 어떤 긍정적인 영향을 미치는지 알아보기 위해 다음과 같은 연구문제를 설정하였다. 1) 수학적 모델링을 적용한 토론식 수업을 한 실험집단이 전통적인 강의식 수업을 한 비교집단에 비해 교과서식 수학 활용 문제를 잘 해결하는가? 2) 수학적 모델링을 도입한 토론식 학습이 학생들의 수학적 성향에 긍정적인 영향을 미치는가? 3) 수학적 모델을 통해 학생들이 보인 오류와 아이디어 잡기, 성취비교를 분석하고자 한다. 이와 같은 연구문제를 해결하기 위해 대구시 달서구에 소재하는 ○○중학교 2학년 학생 2학급 57명을 대상으로 1학기 중간고사를 기준으로 하여 T-Test를 실시하여 동질집단임을 토대로 하여 1학급은 비교집단과 또 다른 1학급은 실험집단으로 구성하였다. 실험집단은 연구자가 개발한 활동지와 파워포인트자료를 이용하여 조별활동을 7차시에 걸쳐 진행하였으며 비교집단은 전통적 설명식 수업을 중심으로 연구를 실시 하였다. 또한 매차시마다 연구자가 개발하고 수학교사 5명과 전문가에게 타당도를 의뢰한 뒤 수정. 보완한 성취도 문제를 토대로 형성평가를 실시하였으며, 실험집단은 실험 전과 실험 후 수학적 성향 검사를 실시하였다. 연구문제의 실험 결과에 대한 데이터 분석은 수학적 성향 검사와 성취도 검사 부분에 대해 SPSS12.0k를 사용하여 분석하였다. 본 연구의 결론은 다음과 같다. 첫째, 성취도 부분에 있어 교과서식 수학 활용 문제 해결에 대해 속력과 수량 및 가격계산부분에 있어서는 유의미한 차이가 없었으나 학생들이 다소 어려워하는 농도부분에서 비교집단에 비해 실험집단의 평균이 높게 나타났으며 개별적인 인터뷰에서도 긍정적인 평가가 나타났다. 활동지를 토대로 실시한 개별 인터뷰에서도 농도부분에 대한 긍정적인 반응을 알 수 있으며 전제적인 활용 문제에 대한 평균도 비교집단에 비해 실험집단이 미비하지만 높게 측정된 것으로 보아 본 연구가 연립방정식의 활용부분에 있어 긍정적인 효과가 있었음을 알 수 있다. 또한 본 연구를 다각도로 연구해 본다면 속력과 가격 및 수량계산부분에 대해서도 긍정적인 결과가 나오리라 판단된다. 둘째, 수학적 성향 부분에 있어 자신감부분과 융통성, 호기심영역은 실험전과 후 사이에 통계적으로 유의미한 차이가 없었다. 하지만 각각의 영역 안에 각각의 질문 중 몇 부분에 대해서는 유의미한 차이를 보였다. 자신감영역에서는 “나는 수학 문제를 풀면 신이 난다”라는 부분과 융통성영역에서는 “수학문제를 풀 때 다양한 방법으로 풀기를 좋아 한다”라는 부분과 호기심영역에서는 “나는 수학을 잘하는 친구를 좋아 한다” 부분에서 유의미한 차이가 있었으며 이를 통해 실험 전보다 실험 후에 긍정적인 반응이 나타났음을 알 수 있다. 또한 수학적 성향 부분 중 의지, 반성, 가치 영역에서는 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 셋째, 실험집단은 수업시간에 실시한 활동지와 토론식 수업을 통해 활용문제에 대해 여러 가지 시행착오를 경험하면서 동료집단과의 토론도 원만하게 하였으며, 활동지를 통해 활용문제에 대한 흥미도 가지게 되는 것이 관찰되었다. 또한 수학적 모델링이 적용된 활동지를 통해 활용문제를 접하게 되는 방법이 달라지고 어려워만 하는 부분이 아니라 할 수 있다는 생각으로 전환되고 있음을 인터뷰와 활동지를 통해 관찰되었다. 넷째, 다소 어려운 문제에 부딪혔을 때는 서로 의논해서 해결하려는 모습도 관찰되었다. 협동학습을 잘 이해하지 못하고 상위권과 하위권사이의 의사소통이 전혀 이뤄지지 않았으나 활동지수업과 토론식수업을 통해서 원만해 지는 것을 관찰할 수 있었다. 또한 발표를 통해 다른 학생들과의 의사소통도 함께 발전하는 것을 관찰 할 수 있었다. 위의 결론을 정리해 보면 수학적 모델링을 적용한 수업이 학생들에게 다소 어려운 수학문제로 자리 잡고 있던 활용문제가 수학적 모델링을 통해 보다 단계적이고 재미있게 해결해 나갈 수 있는 부분임을 보여주었으며 수학에 대한 흥미에도 긍정적인 영향을 미친 방법이라 볼 수 있다.