수식형 문제와 문장제 수행에서 나타난 뇌파의 상대 파워 스펙트럼 분석

• 영문명: The Relative Power Spectral Analysis of EEG Activity during Performing Numerical and Word Problems
• 발행기관: 대한수학교육학회
• 저자명: 김지선
• 간행물 정보: 『학교수학』제20권 제3호, 359~378쪽, 전체 20쪽
• 주제분류: 사회과학 > 교육학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2018.09.30

국문 초록

학교수학에서 문장제는 수식형으로 제시되는 것보다 학생들이 더 어려움을 느끼는 영역이다. 이는 문장제를 해결하기 위해서는 수학적 지식 뿐 아니라 언어적 지식도 필요하기 때문이다. 최근 뇌 영상 기법을 통해 인간의 두뇌에서 수학적 사고와 언어 기능을 담당하는 영역이 어디인지 규명하려는 노력을 하고 있다. 본 연구에서는 이미 언어능력이 충분히 발달한 성인을 대상으로 뇌파 측정법을 사용하여 수식형 문제와 문장제 수행 과정에서 나타나는 뇌파를 뇌 영역별로 각 파장대에 대하여 뇌파 활성 정도를 상대 파워 스펙트럼을 통해 분석하였다. 분석 결과 수식형보다 문장제를 해결할 때 세타파가 증가하는 경향을 보였고, 알파파의 경우 수식형을 해결할 때 안정상태보다 감소하였으나, 문장제를 수행할 때 수식형보다 증가하는 경향을 보였다. 베타파는 수식형을 풀 때보다 문장제를 수행할 때 뇌의 더 많은 영역에서 활성화되는 경향을 보였고, 감마파는 수식형과 문장제 모두 전두엽에서 증가하는 경향을 보였다. 뇌파 분석을 통해 수식형과 문장제를 수행함에 있어 뇌의 활성화 방식이 동일하지 않음을 확인하였고, 이는 수학학습에서 일어나는 어려움을 신경학적으로 접근하여 해결방법을 모색하기 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것이다.

영문 초록

Many students have more difficulty in solving word problems than numerical problems in school mathematics. It is because solving word problems requires linguistic knowledge as well as mathematical knowledge. Recently neuroimaging technique attempts to investigate areas of human brain for mathematical and linguistic thinking. This research aimed at analyzing the relative power spectrum of EEG activities and the degree of cognitive load of 12 adults during performing numerical and word problems. The results showed the theta band tended to more increase when solving word problems than numerical problems, the alpha band tended to increase from solving numerical problems to word problems, the beta band tended to be activated in more brain areas when solving word problems than numerical problems, and the gamma band tended to increase in the frontal area for both numerical and word problems. The EEG analysis revealed that the activation pattern of the human brain for numerical problems was different from the activation pattern for word problems. This neurological approach can be used to find the solution for difficulties of learning mathematics.

목차

I. 서론

II. 이론적 배경

III. 연구방법

IV. 연구결과

V. 결론 및 제언

참고문헌

키워드

수식형문제 문장제 EEG 상대파워 스펙트럼분석 numerical word problem EEG relative power spectral analysis