해결된 예제를 활용한 수학 협력학습 과정에서 나타난 중학생의 인지부하 분석

본 연구는 수학 협력학습 과정에서 해결된 예제를 활용한 적절한 교수‧학습 설계 방안에 대한 시사점을 도출하고자 하였다. 이를 위해 중학교 1학년 학생 258명을 대상으로 일차방정식 활용 단원의 문제를 협력학습으로 해결하는 과정에서 해결된 예제(‘완전 해결된 예제’, ‘부분 해결된 예제’)를 활용한 학습이 학생의 수학 성취도와 인지부하에 어떤 영향을 미치는지 분석하였다. 인지부하 측면에서는 전체 학생이 인식하는 인지부하를 하위요인별로 살펴보고, 성취수준에 따른 인지부하 인식의 차이도 분석하였다. 연구 결과는 첫째, 해결된 예제로 학습한 학생과 전통적 문제로 학습한 학생 간 수학성취도에 유의한 차이가 없었다. 둘째, 해결된 예제로 학습하는 학생과 전통적 문제로 학습하는 학생 사이에 인식하는 내재적, 외재적, 본유적 인지부하에 차이가 나타났다. 그러나 교류적 인지부하에는 유의한 차이가 없었다. 완전 해결된 예제로 학습하였을 때 내재적, 외재적 인지부하를 낮게, 본유적 인지부하를 높게 인식하였다. 셋째, 수학 성취수준에 따라 인식하는 인지부하를 비교한 결과, 상 수준에서는 부분 해결된 예제로 학습한 학생이 전통적 문제로 학습한 학생보다 본유적 인지부하를 높게 인식하였다. 중 수준에서는 완전 해결된 예제로 학습한 학생의 외재적 인지부하가 낮았고, 하 수준에서는 완전 해결된 예제로 학습한 학생의 내재적 인지부하가 낮은 것으로 나타났다.

The purpose of this study is to derive appropriate implications for teaching and learning mathematics using the worked examples. We analyzed how the cooperative learning using the worked examples, fully worked examples(FWE) and partially worked examples(PWE), affects students' mathematics achievement and cognitive load. 258 first year middle school students participated and solved 4 problems applying for the linear equations by small groups. The results of the study are as follows. First, there was no significant difference in mathematics achievement between the students who learned using the worked examples and the students who learned using the problems not including their solutions. Second, there were the differences in intrinsic, extraneous, and germane cognitive load between the students who learned using the worked examples and the students who learned using the problems, but there was not a difference in transactional cognitive load. Students using the FWE perceived the intrinsic and extraneous cognitive load as low, and germane cognitive load as high. Third, in the groups with a high level of achievement, students using the PWE perceived germane cognitive load more than students using the problems. In the middle level, the extraneous cognitive load of the students using the FWE was low, and in the low level, the intrinsic cognitive load of the students who using the FWE was low.