초등학교 수학에서 측정 영역은 실생활과 밀접한 내용을 다루며 여러 측면에서 매우 중요하다. 그러나 측정과 관련한 국내 연구는 길이, 넓이 등과 같은 속성을 대상으로 한 연구가 주를 이루며 시각과 시간에 대한 연구는 매우 미비하다. 이에 본 연구는 초등학교 1～5학년 학생을 대상으로 시각과 시간에 대한 수학적 이해를 분석함으로써 그 결과에 기초하여 시각과 시간에 대한 수학적 이해의 제고를 위한 교수학적 시사점을 도출하는 것을 목적으로 한다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 설정한 연구 문제는 다음과 같다.
가. 초등학교 학생들의 시각 인식 능력은 어떠한가?
나. 초등학교 학생들의 시간 계산 능력은 어떠한가?
다. 초등학교 학생들의 시간 감각은 어떠한가?
이상의 연구 문제를 해결하기 위해 서울특별시 중랑구에 소재하고 있는 S초등학교 1～5학년 각 1개 반씩 총 5개 반을 대상으로 검사를 실시하였다. 검사 도구는 국외의 관련 연구(Friedman & Laycock, 1989; Boulton-Lewiss, Wilss, & Mutch, 1997; Kamii & Russell, 2012) 및 2009 개정 교육과정에 따른 수학 교과서와 일본의 수학 교과서를 토대로 시각 인식, 시간 계산, 시간 감각 등의 세 측면에 대한 문항으로 구성하였다. 검사 후 수집된 자료들은 정답과 오답으로 코딩 후 빈도 분석하여 사례 수와 백분율을 함께 나타내었다. 개별 문항의 학년에 따른 통계적 차이를 알아보기 위해 분산 분석 및 다중 비교 분석을 실시하였고 학생들이 보이는 오류 유형을 범주화하여 질적 분석하였다.

본 연구의 결과로부터 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
첫째, 학생들의 시각 인식 능력은 높은 편이며, 시각 인식 능력은 2학년 시기에 거의 완성된다. 시계 읽기 및 시각 기록하기 모두 아날로그시계보다 디지털시계에서 그 능력이 높았다. 디지털시계의 경우 1학년 학생들도 1분 단위의 시각 인식에서 높은 능력을 보였다. 아날로그시계의 경우, 몇 시 몇 분까지 시계 읽기 학습이 완료되는 시점인 2학년부터 높은 능력을 보였다.
둘째, 학생들의 시간 계산 능력은 학년에 따라 차이가 있고 3학년 이상의 학생들도 어려움을 겪는 문항이 있었다. 시간과 분의 재그룹화 과정이 없는 시간 계산 문항은 잘 해결하였으나 이러한 과정이 있는 문항 및 정오(12시)를 포함한 문항에서 어려움을 드러냈다. 특히 시간의 흐름 및 빼는 순서와 상관없이 큰 수에서 작은 수를 빼는 오류 및 1시간을 100분으로 하여 계산하는 오류가 나타났다.
셋째, 학생들의 시간 감각은 높은 편이고 학년에 따라 차이가 있었다. 1학년과 2～5학년 사이에 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 1학년 학생들의 경우 1초, 1분, 1시간의 시간 단위에 대한 양감이 부족하였고, 시각과 일상생활을 연결 짓는 능력이 부족하였다. 2～5학년 학생들은 시간 단위의 양감 및 일상생활과 시각을 연결 짓는 능력이 높았으며, 이는 학습의 유무와 경험의 차이로 볼 수 있다.
본 연구결과를 바탕으로 시각과 시간의 이해 제고를 위해 다음과 같은 시사점을 얻을 수 있었다.
첫째, 학생들에게 시각과 시간의 개념을 함께 지도해야 할 필요가 있다. 우리나라는 시각과 시간을 분리하여 지도하고 있으나 시각과 시간의 개념은 서로 맞물려 있기 때문에 분리하여 가르치면 학생들이 시각과 시간에 대한 오개념을 가질 수 있다. 특히, 시계 읽기 지도 시 시간의 흐름을 함께 지도하여 시각과 시간의 개념 및 관계를 보다 명확히 이해할 필요가 있다.
둘째, 시각 인식 및 시간 계산에서 나타난 오류에 대한 지도가 필요하다. 시각 인식에서는 시침과 분침을 정확히 인지하지 못하여 잘못 인식하는 오류가 보였고, 시간 계산의 경우, 중간 계산 과정에서 여러 오류가 나타났다. 따라서 학생들이 이러한 오류를 보일 때, 이를 보완하기 위한 지도 방법을 강구해야 한다.
셋째, 시각과 시간은 일상생활과 관련지어 지도해야 한다. 시각과 시간은 일상생활과 매우 밀접한 관련성을 지닌다. 그러나 본 연구에서 저학년에서 구체적 시각을 일상생활과 연결 짓지 못하거나, 시간에 대한 양감이 부족하다는 연구 결과가 나타났다. 따라서 학생들이 시각과 시간과 관련한 다양한 경험을 가질 수 있도록 하고, 학생들의 시간 감각을 높일 수 있는 다양한 활동을 제시해야 한다.