초등수학교육에서 메타인지 관련 연구 경향 분석 = Analysis of the Research Trend on Metacognition in Elementary Mathematics Education

국문 초록 (Abstract)

초등수학교육에서 메타인지 관련 연구 경향 분석 강 성 규 부산교육대학교 교육대학원 초등수학영재교육전공 (지도교수 조진석) 본 연구의 목적은 최근 25년간 국내에서 이루어진 초등수학교육에서 메타인 지에 관한 연구 경향을 분석하여 메타인지의 중요성을 알아보고 앞으로 초등 수학교육에서 메타인지 연구가 지향하여야 할 연구 방향에 대한 시사점을 알 아보는 데에 있다. 본 연구의 연구 문제는 다음과 같다. 첫째, 초등수학교육에서 메타인지와 관련된 연구 경향은 어떠한가? 둘째, 초등수학교육에서 연구된 메타인지의 범주는 어떠한가? 위의 연구 문제를 검증하기 위해 2000년 이후부터 2024년까지 초등수학교 육에서 메타인지에 관한 국내 학술 논문 22편, 국내 학위 논문 39편의 논문 을 선정하여 연구 경향을 아래 범주들로 분석하였다. 연구 연도별로 발표된 초등수학교육의 메타인지에 관한 연구 논문의 추이를 살펴보면 다른 기간에 비해 2005년~2007년(15편)과 2018~2019년(11편) 에 논문 수가 증가한 것으로 나타났다. 2005년~2007년의 경우 PISA 평가 결과에 의해 학생들의 사고력과 문제 해결 능력을 높이는 연구가 강조되던 시기였고, 2018~2019년의 경우는 국내 교육과정의 변화에 영향을 받은 것 으로 보인다. 연구 주제별 논문 비율을 살펴보면, 문제해결 및 추론 능력이 총 37편 (34.3%)으로 많이 발표되었고 영재교육과 교수학습방법 및 전략은 19편 (17.6%)으로 같은 비율로 발표되었다. 학습 특성 및 태도에 관한 논문은 17 편(15.7%) 발표되었고 교육공학 및 교구는 2편(1.8%)으로 상대적으로 적게 발표되었다. 즉, 학생들이 문제 해결 및 추론 능력을 향상시키려는 노력과 연 구가 주를 이루었다고 볼 수 있는 경향을 알 수 있었다. 연구 대상별 논문 비율을 살펴보면 일반 초등학생을 대상으로 한 연구 논문 이 전체에서 45.9%(28편) 정도 연구되었다. 영재 학생으로 연구한 논문은 20편(32.8%)이였고 학습 부진아를 대상으로 연구한 논문 수는 13편 (21.3%)이었다. 일반 학생 뿐 아니라 영재 학생이나 학습 부진, 특수 학생에 대한 연구도 활발하게 진행되었음을 알 수 있다. 연구 방법 측면에서 논문을 분석하면 양적 연구와 질적 연구로 분류할 수 있었다. 양적 연구 중 실험은 총 96편(86.5%), 조사 방법 연구는 5편(4.5%) 이었으며, 질적 연구는 총 10편(9.0%)를 차지하였다. 연구 방법의 차이를 살 펴보면 양적 연구는 학생들이 수학을 학습하는 과정에서 메타인지 요인의 영 향력을 규명하고, 일반화 가능한 법칙을 발견하는 데 초점을 맞추고 있다. 반 면 질적 연구는 메타인지가 수학 학습 과정에서 어떻게 작용하는지, 학생들 의 메타인지 경험을 심층적으로 이해하는 데 주안점을 두고 있다. 초등수학교육에서 연구된 메타인지의 범주는 다음과 같다. 첫째, 교수학습 전략, 프로그램, 메타문제 등으로 학습자의 문제 해결 및 추론 능력에 초점을 둔 연구(38편, 61.8%)이다. 둘째, 수학영재학생의 높은 학업성취도와 문제해 결력은 어떤 메타인지 영역에서 발현되는지 또는 어떤 메커니즘으로 활성화 되는지에 초점을 둔 연구(19편, 30.6%)이다. 셋째, 학습부진아 및 특수학생 의 수학문제해결 학습을 돕기 위해 메타인지적 교수학습 전략을 개발하고 어 떻게 교수해야하는지에 관한 연구(14편, 22.6%)이다. 넷째, 메타인지가 활성 화 될 때 정의적 요소(메타정의)는 어떤 작용을 하면 이 정의적 요소는 수학 학업성취도와 문제해결력에 어떤 영향을 미치는지에 대한 연구(5편, 8.1%) 이다. 이상의 주요 결과를 바탕으로 본 연구의 시사점은 다음과 같다. 첫째, 많은 연구가 1년 미만의 단기적인 연구여서 메타인지 전략 및 프로그 램을 몇 년간의 장기적인 효과도 분석하여 종단적인 연구 분석을 통해 지속 적인 학습 성과와 자기 주도적 학습 능력 향상을 도모할 필요가 있다. 둘째, 긍정적인 효과가 입증된 메타인지 전략과 프로그램을 초등 수학 수 업에 효과적으로 활용할 수 있도록 교사 교육을 강화해야 한다. 즉, 교사들이 교실 수업에서 메타인지 전략과 프로그램을 실질적으로 활용할 수 있도록 도 와야 한다. 셋째, 메타인지에 대한 개념이 연구자마다 다르고 그 다른 개념에 따라 메 타인지 전략이 다르다. 하지만 이 개념은 초등수학교육에서라도 통일성이 갖 추어져서 메타인지 전략 및 프로그램 개발의 일관성을 가지고 연구가 되어야 한다. 넷째, 메타인지에 대한 통일된 개념을 바탕으로 다양한 학생의 메타인지 수 준을 정확하게 평가할 수 있는 메타인지 평가도구를 개발하여 평가도구의 신 뢰도와 타당도를 검증 후 표준화된 평가도구를 구축해야 한다. * 키워드 : 초등수학교육, 메타인지, 연구 경향 * 이 논문은 2025년 2월 부산교육대학교 교육대학원 위원회에 제출된 교육 학석사학위논문임.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론
• 1. 연구의 필요성과 목적 1
• 2. 연구 문제 3
• 3. 연구의 제한점 4
• Ⅱ. 이론적 배경
• 1. 메타인지의 개념 5
• 2. 메타인지의 3가지 영역 13
• 3. 초등수학교육의 메타인지 연구방법론 19
• Ⅲ. 연구 방법
• 1. 연구 대상 24
• 2. 문헌 연구 25
• 3. 연구 영역 27
• 4. 자료 분석 절차 28
• Ⅳ. 연구 결과
• 1. 초등수학교육의 메타인지에 관한 연구 경향 30
• 가. 연구 연도별 분석 30
• 나. 연구 주제별 분석 32
• 다. 연구 대상별 분석 35
• 라. 연구 방법별 분석 38
• 2. 초등수학교육에서 연구한 메타인지 범주 41
• Ⅴ. 결론
• 1. 문헌 분석 결과 및 해석 요약 46
• 2. 제언 48
• 참고문헌 51
• 국내 학술 논문 목록 57
• 국내 학위 논문 목록 60
• ABSTRACT 64
• <표 Ⅱ-1> 인지와 메타인지 6
• <표 Ⅱ-2> 학자별 메타인지에 대한 개념 12
• <표 Ⅱ-3> 메타인지의 지식적 영역 구성 요소와 특징 14
• <표 Ⅱ-4> 메타인지의 수행적 영역 구성 요소와 특징 15
• <표 Ⅱ-5> 메타인지 영역과 구성 요소 16
• <표 Ⅱ-6> 메타인지의 기능적 영역 구성 요소와 특징 17
• <표 Ⅱ-7> 메타인지의 정의적 영역 구성 요소와 특징 18
• <표 Ⅱ-8> 초등수학교육에서 메타인지 3가지 영역 19
• <표 Ⅱ-9> 연구의 유형 20
• <표 Ⅱ-10> 수학교육 관련 연구 동향의 분석 기준 22
• <표 Ⅱ-11> 수학 영재 교육 관련 연구 동향의 분석 기준 23
• <표 Ⅲ-1> 분석 대상 학술지 24
• <표 Ⅲ-2> 초등수학교육의 메타인지 연구 경향 절차 26
• <표 Ⅲ-3> 연구 영역별 분석 기준 28
• <표 Ⅳ-1> 연구 연도별 발표된 연구 논문 현황 30
• <표 Ⅳ-2> 연구 주제별 발표된 연구 논문 현황 33
• <표 Ⅳ-3> 연구 대상자별 논문 현황 35
• <표 Ⅳ-4> 연구 방법에 따른 연도별 연구 논문 현황 38
• <표 Ⅳ-5> 초등수학교육에서 메타인지를 연구한 범주 44
• [그림 Ⅱ-1] Flavell의 메타인지 개념의 분류 7
• [그림 Ⅲ-1] 초등수학교육의 메타인지에 관한 연구에 관한 자료 분석 절차 29
• [그림 Ⅳ-1] 연도별 발표된 연구 논문 변화 추이 31
• [그림 Ⅳ-2] 연구 연도별 발표된 연구 논문 현황 34
• [그림 Ⅳ-3] 연구 대상자별 논문 비율 36
• [그림 Ⅳ-4] 양적 연구와 질적 연구의 비율 38
• [그림 Ⅳ-5] 세부 내용별 연구 비율 38
• [그림 Ⅳ-6] 초등수학교육에서 메타인지를 연구 범주 논문 비율 45
• 논 문 요 약
• 초등수학교육에서 메타인지 관련
• 연구 경향 분석
• 강 성 규
• 부산교육대학교 교육대학원
• 초등수학영재교육전공
• (지도교수 조진석)
• 본 연구의 목적은 최근 25년간 국내에서 이루어진 초등수학교육에서 메타인
• 지에 관한 연구 경향을 분석하여 메타인지의 중요성을 알아보고 앞으로 초등
• 수학교육에서 메타인지 연구가 지향하여야 할 연구 방향에 대한 시사점을 알
• 아보는 데에 있다. 본 연구의 연구 문제는 다음과 같다.
• 첫째, 초등수학교육에서 메타인지와 관련된 연구 경향은 어떠한가?
• 둘째, 초등수학교육에서 연구된 메타인지의 범주는 어떠한가?
• 위의 연구 문제를 검증하기 위해 2000년 이후부터 2024년까지 초등수학교
• 육에서 메타인지에 관한 국내 학술 논문 22편, 국내 학위 논문 39편의 논문
• 을 선정하여 연구 경향을 아래 범주들로 분석하였다.
• 연구 연도별로 발표된 초등수학교육의 메타인지에 관한 연구 논문의 추이를
• 살펴보면 다른 기간에 비해 2005년~2007년(15편)과 2018~2019년(11편)
• 에 논문 수가 증가한 것으로 나타났다. 2005년~2007년의 경우 PISA 평가
• 결과에 의해 학생들의 사고력과 문제 해결 능력을 높이는 연구가 강조되던
• 시기였고, 2018~2019년의 경우는 국내 교육과정의 변화에 영향을 받은 것
• 으로 보인다.
• 연구 주제별 논문 비율을 살펴보면, 문제해결 및 추론 능력이 총 37편
• (34.3%)으로 많이 발표되었고 영재교육과 교수학습방법 및 전략은 19편
• (17.6%)으로 같은 비율로 발표되었다. 학습 특성 및 태도에 관한 논문은 17
• 편(15.7%) 발표되었고 교육공학 및 교구는 2편(1.8%)으로 상대적으로 적게
• 발표되었다. 즉, 학생들이 문제 해결 및 추론 능력을 향상시키려는 노력과 연
• 구가 주를 이루었다고 볼 수 있는 경향을 알 수 있었다.
• 연구 대상별 논문 비율을 살펴보면 일반 초등학생을 대상으로 한 연구 논문
• 이 전체에서 45.9%(28편) 정도 연구되었다. 영재 학생으로 연구한 논문은
• 20편(32.8%)이였고 학습 부진아를 대상으로 연구한 논문 수는 13편
• (21.3%)이었다. 일반 학생 뿐 아니라 영재 학생이나 학습 부진, 특수 학생에
• 대한 연구도 활발하게 진행되었음을 알 수 있다.
• 연구 방법 측면에서 논문을 분석하면 양적 연구와 질적 연구로 분류할 수
• 있었다. 양적 연구 중 실험은 총 96편(86.5%), 조사 방법 연구는 5편(4.5%)
• 이었으며, 질적 연구는 총 10편(9.0%)를 차지하였다. 연구 방법의 차이를 살
• 펴보면 양적 연구는 학생들이 수학을 학습하는 과정에서 메타인지 요인의 영
• 향력을 규명하고, 일반화 가능한 법칙을 발견하는 데 초점을 맞추고 있다. 반
• 면 질적 연구는 메타인지가 수학 학습 과정에서 어떻게 작용하는지, 학생들
• 의 메타인지 경험을 심층적으로 이해하는 데 주안점을 두고 있다.
• 초등수학교육에서 연구된 메타인지의 범주는 다음과 같다. 첫째, 교수학습
• 전략, 프로그램, 메타문제 등으로 학습자의 문제 해결 및 추론 능력에 초점을
• 둔 연구(38편, 61.8%)이다. 둘째, 수학영재학생의 높은 학업성취도와 문제해
• 결력은 어떤 메타인지 영역에서 발현되는지 또는 어떤 메커니즘으로 활성화
• 되는지에 초점을 둔 연구(19편, 30.6%)이다. 셋째, 학습부진아 및 특수학생
• 의 수학문제해결 학습을 돕기 위해 메타인지적 교수학습 전략을 개발하고 어
• 떻게 교수해야하는지에 관한 연구(14편, 22.6%)이다. 넷째, 메타인지가 활성
• 화 될 때 정의적 요소(메타정의)는 어떤 작용을 하면 이 정의적 요소는 수학
• 학업성취도와 문제해결력에 어떤 영향을 미치는지에 대한 연구(5편, 8.1%)
• 이다.
• 이상의 주요 결과를 바탕으로 본 연구의 시사점은 다음과 같다.
• 첫째, 많은 연구가 1년 미만의 단기적인 연구여서 메타인지 전략 및 프로그
• 램을 몇 년간의 장기적인 효과도 분석하여 종단적인 연구 분석을 통해 지속
• 적인 학습 성과와 자기 주도적 학습 능력 향상을 도모할 필요가 있다.
• 둘째, 긍정적인 효과가 입증된 메타인지 전략과 프로그램을 초등 수학 수
• 업에 효과적으로 활용할 수 있도록 교사 교육을 강화해야 한다. 즉, 교사들이
• 교실 수업에서 메타인지 전략과 프로그램을 실질적으로 활용할 수 있도록 도
• 와야 한다.
• 셋째, 메타인지에 대한 개념이 연구자마다 다르고 그 다른 개념에 따라 메
• 타인지 전략이 다르다. 하지만 이 개념은 초등수학교육에서라도 통일성이 갖
• 추어져서 메타인지 전략 및 프로그램 개발의 일관성을 가지고 연구가 되어야
• 한다.
• 넷째, 메타인지에 대한 통일된 개념을 바탕으로 다양한 학생의 메타인지 수
• 준을 정확하게 평가할 수 있는 메타인지 평가도구를 개발하여 평가도구의 신
• 뢰도와 타당도를 검증 후 표준화된 평가도구를 구축해야 한다.
• * 키워드 : 초등수학교육, 메타인지, 연구 경향
• * 이 논문은 2025년 2월 부산교육대학교 교육대학원 위원회에 제출된 교육
• 학석사학위논문임.