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본 연구의 목적은 국외 문헌을 중심으로 수학 문장제 문제해결력과 음운루프, 시공간스케치패드, 중앙집행기 작업기억 간 상관관계에 대한 메타분석을 실시하는 것이다. 분석 대상 논문은 1975년부터 2018년까지 영어로 발표된 논문이었으며, 연구대상은 유치원, 초등학교, 중학교 학생이었다. 본 메타분석에서는 Baddeley(1998)가 제안한 다중구성 작업기억 모델(multi-component working memory model)을 이론적 기반으로 하여 작업기억을 음운 루프, 시공간스케치패드, 중앙집행기의 세 가지 측면으로 분석하였다. 총 19편의 문헌을 중심으로 R 프로그램을 활용한 메타분석을 실시하였다. 작업기억과 수학 문장제 문제해결능력 간의 상관관계에 영향을 줄 수 있는 조절변인(예, 학생의 장애, 성별, 학년, 수학 문장제 문제해결 내용, 작업기억 검사 과제)에 따른 조절효과도 분석하였다. 그 결과, 작업기억과 학습자들의 수학 문장제 문제해결력은 모두 중간 정도의 유의미한 상관관계를 가지고 있는 것으로 나타났다. 또한 대부분의 변인들은 작업기억 하위 구성요소에서 유의한 조절변인의 역할을 하지 않았다. 하지만 수학 문장제 문제해결 내용은 문장제 문제해결력과 중앙집행기 작업기억 간의 상관관계에 유의미한 조절변인이었다(F=70.90, p=.030). 특별히 자연수의 뺄셈 또는 분수의 덧셈, 곱셈, 나눗셈 문제들이 섞여 있는 수학 검사의 경우에 이러한 상관관계는 유의하게 높았다. 본 연구 결과를 토대로 수학에 어려움을 가지는 학습자들의 인지 및 수학적 학습 특성을 이해하기 위한 시사점도 논의되었다.
The purpose of this study was to perform a meta-analysis of the correlation between mathematical word problem solving and the phonological loop, the visuo-spatial sketchpad, and the central executive working memory. Articles published in English peer-reviewed journals from 1975 to 2018 were included. The participants consisted of kindergarten, elementary school, and middle school students. The current meta-analysis was based on the theoretical basis of the multi-component working memory model proposed by Baddeley (1998) regarding the phonological loop, visuo-spatial sketchpad, and the central executive working memory. A meta-analysis using R programs was conducted with a total of 19 articles included. The moderating effects of students’ disability, gender, grade, topics of mathematical word problem solving, and tasks of working memory were analyzed. The results show that the correlations between word problem solving and the phonological loop, the visuo-spatial sketchpad, or the central executive working memory were significant and moderate. Most moderating variables did not have a significant effect across all three working memory components. The only significant moderating variable that affects the magnitude of the relation between mathematical word problem solving and the central executive working memory was the topics of mathematical word problem solving (F = 70.90, p = .030). This correlation was significantly high in the case of mathematical problems involving subtracting whole numbers or adding, multiplying, and dividing fractions. Based on the findings, practical implications for understanding the cognitive and mathematical learning characteristics of individuals struggling with mathematics are discussed.
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phonological loop, visuo-spatial sketchpad, working memory, central executive working memory, mathematical word problem solving, meta-analysis
