인지진단모형을 적용한 초등학교 4학년 학생의 성취수준별 분수와 소수 문제해결력 분석

Analyzing the problem solving abilities of fractions and decimals in the 4th grade elementary school students

연구목적: 본 연구에서는 학생의 성취수준별 분수와 소수 문장제 문제해결능력을 인지진단모델을 적용하여 분석하고자 시행되었다. 연구방법: 초등학생 4학년 437명을 대상으로 분수와 소수에 관한 수학문장제 검사를 시행하고 이를 분석하였다. 분석을 위해 먼저, 4학년 교육과정의 내용 중 분수와 소수에 관한 인지요소 6개를 추출하여 문항과 인지요소간의 관계를 나타내는 큐매트릭스를 작성하였으며, 수집된 데이터를 인지진단분석방법 중 하나인 DINA모델로 분석하였다. 연구결과: 그 결과, 인지요소 6개 모두 고성취, 중간성취, 저성취 순으로 숙달확률을 보였으며, 인지진단 상태는 저성취 학생들의 경우 매우 다양하게 나타났다. 결론: 인지진단 결과를 바탕으로 학생들의 현재 수행상태와 보유하고 있는 인지요소를 확인하고, 부재상태인 인지요소에 대한 집중적인 교육이 제공되어야함을 제시하였고, 이에 대한 논의와 향후 연구를 제언하였다.

Purpose: This research aimed to analyze the problem solving abilities of fractions and decimals in the 4th grade using cognitive diagnostic model. Method: Fourth grades(N=437) were measured on word problems test about fractions and decimals. As an analysis method for DINA model, first, we analyzed 4th mathematics curriculum and defined attributes about fractions and decimals. Second, we developed Q matrix that indicate which attributes are required for each item. After then, we analyzed this data using DINA model. Results: In 6 attributes about fractions and decimals, it showed high probability of mastery in high achievement group and showed low probability of mastery in low achievement group. Also, there were more various cognitive attribute patterns in low achievement group than middle and high achievement group. Conclusion: This result would be very helpful to understand the students’ mastery attributes and to teach non-mastery attributes for achievement. Implications of these results and suggestions for follow-up studies were discussed.