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과학 수업은 초등 수학 수업에 대해 무엇을 알려줍니까?

오랜 시간 독자들은 메타 분석 없이는 교육학적 전략이나 요인의 유효성을 결정할 수 없다는 것이 내 의견이라는 것을 알게 될 것입니다. 일반적으로 메타분석 효과크기는 다음과 같은 해석으로 볼 수 있다.

그러나 연구는 항상 상황에 따라 다릅니다. 단일 메타 분석은 주제에 대해 0.45의 효과 크기를 찾을 수 있지만 반드시 해당 효과의 중요성이 중간 수준임을 의미하지는 않습니다. 우리는 그러한 요인들이 동일한 맥락 내에서 다른 요인들과 어떻게 상호 관련되는지 식별할 수 있어야 합니다. 예를 들어, 최근에 동료가 검토하지 않은 파닉스에 대한 메타 분석에서 구조화된 문해력의 평균 ES가 .45로 나타났으며 이는 중간 정도의 효과입니다. 그러나 메타 분석 문헌에서 균형 잡힌 문해력과 전체 언어에서 발견된 효과보다 훨씬 높습니다. 이것들이 언어 교육에 대한 가장 인기 있는 접근 방식이기 때문에 구조적 문해력은 중간 정도의 효과 크기에도 불구하고 세 가지 중 가장 증거 기반 접근 방식이라고 말할 수 있습니다. 

 

이러한 이유로 여러 메타 분석의 결과를 단일 메타 분석에 넣는 2차 메타 분석을 수행하여 동일한 컨텍스트 내에서 서로 다른 교수법 간의 비교를 더 잘 수행하는 것이 유용할 수 있습니다. 최근에 나는 수학 교수법과 요인의 효과 크기를 기준으로 순위를 매기기 위해 41개의 메타 분석과 연구를 살펴본 수학 수업 주제에 대한 2차 메타 분석을 수행했습니다. 사실 이 분석의 가장 큰 약점은 교육학적 요인의 영향이 연령에 따라 달라지는 경향이 있다는 사실에 있다고 생각합니다. 예를 들어, 연구에 따르면 상황적 문제가 나이든 학생보다 어린 학생에게 낮은 결과를 낳는다는 것을 보여줍니다. 이를 위해 동일한 메타 분석 데이터를 연령별로 분류하려고 노력했습니다. 이 기사에서 나는 초등 학생에 대한 모든 메타 분석 연구를 하나의 중등 메타 분석으로 편집했습니다.

결과: 

논의:

 

전반적으로 우리는 단어 문제, 유창함, 수학 사실, 수리 및 학생 중심 수업에 가장 큰 영향을 미칩니다. 그러나 이 연구에 몇 가지 주의 사항을 추가하고 싶습니다. 숫자 사실 메타 분석 데이터 포인트는 단일 사례 연구 연구의 메타 분석에서 가져온 것이므로 효과 크기가 부풀려질 가능성이 있습니다. 그러나 .70 이상의 IRD 효과 크기는 여전히 크고 매우 큰 효과를 나타내는 것으로 가정됩니다. 즉, 수학 사실 효과 크기는 이 목록에서 가장 신뢰할 수 없는 효과 크기 중 하나라고 생각합니다. 나는 또한 학생 중심 교육의 효과 크기에 대해 약간의 우려가 있습니다. 출처가 된 메타 분석이 나머지 문헌과 다른 결과를 보여주었기 때문입니다. 여기에서 자세히 읽을 수 있습니다.https://www.teachingbyscience.com/student-centered-teaching)

 

나는 또한 단어 문제의 순위가 너무 높고 조작 문제의 순위가 너무 낮다는 사실이 매우 놀랍다는 사실을 인정해야 합니다. 나는 학생들이 문제를 풀 수 있는 언어 능력이나 수학 이해를 적절하게 적용하여 문제를 풀 수 있는 개념/유창한 지식이 없을 수 있기 때문에 단어 문제의 순위가 낮을 것이라고 생각했을 것입니다. 그러나 여기서 한 가지 중요한 경고는 내가 이 효과 크기를 끌어내는 메타 분석이 다단계 문제보다 단일 단계 문제에서 훨씬 더 높은 결과를 발견했다는 것입니다. 이를 염두에 두고 과학적 연구는 초등학생에게 1단계 단어 문제를 제공하는 것이 매우 중요하다고 제안할 것이라고 생각합니다. 하지만 언어 능력이 수학 발달의 제한 요소가 되지 않도록 학생들에게 이러한 문제를 읽어주는 것이 중요하다고 생각합니다.

왜 초등학교 학생들에게 단어 문제가 중요한지에 대한 나의 가장 좋은 가설은 그것이 학생들이 수학 지식을 맥락화하고 그들이 배우고 있는 추상적인 개념 뒤에 있는 개념적 기반을 깨닫도록 돕는다는 것입니다. 그러나 이유보다 무엇을 결정하는 것이 항상 더 쉽습니다. 즉, 내 가설이 맞다면 조작의 목적이 학생들이 수학 이면의 개념을 더 잘 이해할 수 있도록 돕는 것이기 때문에 조작이 더 잘할 것이라고 생각할 것입니다. 

 

전반적으로, 우리는 특히 초등학생과 관련된 수학 수업에 대한 메타 분석 연구를 매우 제한적으로 봅니다. 나는 이것이 이 주제에 대한 일반적인 과학 문헌의 약점이라고 생각합니다. 앞으로 효과 크기의 문맥적 정확성을 더 잘 향상시키기 위해 개인적으로 이와 관련하여 더 많은 연구를 보고 싶습니다. 그리고 이 연구의 신뢰성에 대해 약간의 우려가 있지만 가장 좋은 방법은 현재의 증거 기반에 기초하여 교육을 진행하고 새로운 증거가 나오면 조정하는 것입니다. 

 

요인 용어집.

 

단어 문제: 이 효과 크기는 2022 Myers 메타 분석에서 나온 것입니다. 자세한 내용은 다음 문서를 참조하세요.https://www.teachingbyscience.com/word-problems 

 

유창성과 수리력: 과학 문헌 내에서 유창성은 정확성과 속도로 정의됩니다. 즉, 유창성 교육은 이를 개선하기 위한 특별히 고안된 교육입니다. 일부는 이 지침을 "기술 및 훈련"이라고 할 수 있습니다. "수학 능력에는 수학적 논리적 사고, 관계적 추론 및 일대일 대응과 같은 숫자 감각의 기초가 되는 특정 개념이 포함될 수 있습니다." 이 효과 크기는 Cason 2019 메타 분석에서 나왔습니다. 이 주제에 대한 자세한 내용은 다음 문서를 참조하세요.https://www.teachingbyscience.com/math-fluency 

 

Math Fact Fluency: 기본 산술, IE 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈과 관련된 수학 유창함 지시. 이 효과 크기는 2012 Methe 메타 분석에서 나왔습니다. 자세한 내용은 다음 문서를 참조하세요.https://www.teachingbyscience.com/math-fact-fluency 

 

학생 중심 교육: “개별 학생 및 학생 그룹의 고유한 학습 요구, 관심, 열망 또는 문화적 배경을 다루기 위한 학습 경험. 그것은 학생들의 필요에 초점을 맞추고 수정과 적응을 포함하며 종종 학습자가 세계에 대한 자신의 이해를 구성하므로 학습에 적극적으로 참여해야 한다는 개념을 전제로 합니다.” (해티, 2022). 이 효과 크기는 2021년 Emanet 메타 분석에서 나왔습니다. 자세한 내용은 이 기사를 읽을 수 있습니다.https://www.teachingbyscience.com/student-centered-teaching 

 

직접 교육 게임: “학습은 진도 및 즉각적인 피드백을 통해 학생 참여를 생성하는 자극-반응 조절, 빠른 속도의 훈련 또는 구조화된 수업 계획과 연결됩니다. 사실을 기계적으로 암기해야 하며 반드시 창의적 사고를 촉진하지는 않는 학습 및 교육. 게임 프레젠테이션은 질문, 답변 및 피드백을 따릅니다. 반복적인 연습을 제공합니다.” (카크마즈, 2022). 이 효과 크기는 2022 Kacmaz 메타 분석에서 나왔습니다. 자세한 내용은 다음 문서를 참조하세요.https://www.teachingbyscience.com/game-based-learning-in-math 

 

조작: 학생들이 수학 이면의 개념을 더 잘 이해하기 위해 사용할 수 있는 물리적 개체를 사용하는 수업입니다. 이 효과 크기는 2013년 Carbonneau 메타 분석에서 나왔습니다. 자세한 내용은 다음 문서를 참조하세요.https://www.teachingbyscience.com/manipulatives 

 

체험 게임: “게임에서의 학습 및 교육은 환경을 경험하고 상호 작용함으로써 실제 문제를 해결하고 해결함으로써 학습하는 것을 기반으로 합니다. 학습자는 실제 경험과 관련된 시뮬레이션된 동작에 참여하여 이해를 얻고 게임의 개체와 상호 작용하여 학습합니다. 경험 학습의 기본 기반은 환경과의 상호 작용을 통한 학습자의 적극적인 역할입니다.” (Kacmaz, 2022).  이 효과 크기는 2022 Kacmaz 메타 분석에서 나왔습니다. 자세한 내용은 다음 문서를 참조하세요.https://www.teachingbyscience.com/game-based-learning-in-math 

 

숙제: 이 효과 크기는 2018 팬 메타 분석을 기반으로 합니다. 자세한 내용은 다음 문서를 참조하십시오.https://www.teachingbyscience.com/math-homework 

 

발견 기반 게임: “학습은 학생들이 레벨을 통해 스스로 개념을 발견할 때 발생합니다. 발견 학습은 기존 지식을 바탕으로 새로운 것을 발견하고 학습자는 탐구 기반 추론을 적용하고 문제 해결을 수행하고 결정을 내리고 전략을 적용합니다. 학생들은 물체를 탐색하고 조작하거나 실험을 수행하여 게임과 상호 작용합니다.” (Kacmaz, 2022).  이 효과 크기는 2022 Kacmaz 메타 분석에서 나왔습니다. 자세한 내용은 다음 문서를 참조하세요.https://www.teachingbyscience.com/game-based-learning-in-math 

 

협동 교육: 이 효과 크기는 특히 협동 동기 대 경쟁 동기를 조사했습니다. 이 효과 크기는 1995년 Qin 메타 분석을 기반으로 합니다. 자세한 내용은 다음 문서를 참조하세요.https://www.teachingbyscience.com/cooperative-vs-competitive-education 

 

게임 기반 학습: 이 효과 크기는 2022 Kacmaz 메타 분석에서 나왔습니다. 자세한 내용은 다음 문서를 참조하세요.https://www.teachingbyscience.com/game-based-learning-in-math 

 

차별화: 차별화는 여러 다른 교육학에 적용되는 포괄적인 용어입니다. 차별화에 대한 연구에는 종종 능력 그룹화, 학습 스타일에 대한 교육, 스트리밍, 파딩, 강화 및 개별 교육에 대한 연구가 포함됩니다. 이 효과 크기는 2018 Deunk 메타 분석에서 나왔습니다. 자세한 내용은 다음 문서를 참조하세요.https://www.teachingbyscience.com/differentiation 

 

기술: 이 효과 크기는 2022 Ran 메타 분석을 기반으로 합니다. 자세한 내용은 다음 문서를 참조하세요.https://www.teachingbyscience.com/technology-and-math 

 

계산기: 이 효과 크기는 2003년 Ellington 메타 분석을 기반으로 합니다. 자세한 내용은 다음 문서를 참조하세요.https://www.teachingbyscience.com/calculator 



나다니엘 핸스포드가 각본을 맡은 작품

최종 수정 2022-04-17

참조: 


 

카마즈. (2022). 교육 게임에서 수학 지식의 교육학적 접근 및 유형 검토: 메타 분석 및 비판적 검토. 교육 연구 검토, 35, N.PAG.

 

덩크. (2018). 효과적인 분화 관행: 초등 교육에서 분화 관행의 인지 효과에 대한 연구의 체계적인 검토 및 메타 분석. 교육 연구 검토, 24, 31–54.

 

E, Emanet, et al.(2021). 수학 과목에서 사용하는 학생 중심 교수법이 수학 성취도, 태도 및 불안에 미치는 영향: 메타분석 연구. 참여 교육 연구. 8(2), PP. 240-259.

 

Carbonneau, KJ, Marley, SC, & Selig, JP(2013). 구체적인 조작으로 수학을 가르치는 효과에 대한 메타 분석. 교육 심리학 저널, 105(2), 380-400. 도이:http://dx.doi.org/10.1037/a0031084

 

Qin, Z., Johnson, DW, & Johnson, RT(1995). 협력 대 경쟁 노력 및 문제 해결. 교육 연구 검토, 65(2), 129–143.https://doi.org/10.3102/00346543065002129

팬. (2017). 수학 및 과학에서 숙제와 학생들의 성취: 30년 메타 분석, 1986–2015. 교육 연구 검토, 20, 35–54. 

란. (2022). 기술의 기능과 역할이 K-12 교실에서 학생들의 수학 성취도에 미치는 영향에 대한 메타 분석. 컴퓨터 지원 학습 저널., 38(1), 258–284.

Ellington, AJ (2003). 대학 예비 수학 수업에서 계산기가 학생의 성취도 및 태도 수준에 미치는 영향에 대한 메타 분석. 수학 교육 연구 저널, 34, 433.
 

Methe, S., Kilgus, S., Neiman, C., & Chris Riley-Tillman, T. (2012). 단일 사례 연구에서 기초 수학 계산을 위한 중재의 메타 분석. 행동 교육 저널, 21(3), 230–253. https://doi-org.ezproxy.lakeheadu.ca/10.1007/s10864-012-9161-1

Cason, M., Young, J., & Kuehnert, E. (2019). 수치 능력 개발이 성취에 미치는 영향에 대한 메타 분석: 수학 교육자를 위한 권장 사항. 수학 학습의 조사, 11(2), 134–147. https://doi.org/10.1080/19477503.2018.1425591

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