It tends to be emphasized that mathematics is the important discipline to develop students' mathematical reasoning abilities such as deduction, induction, analogy, and visual reasoning. This study is aimed for investigating the present state about mathematical reasoning in secondary school. We survey teachers' opinions and analyze the results. The results are analyzed by frequency analysis including percentile, t-test, and MANOVA. Results are the following: 1. Teachers recognized mathematics as knowledge constructed by deduction, induction, analogy and visual reasoning, and evaluated their reasoning abilities high. 2. Teachers indicated the importances of reasoning in curriculum, the necessities and the representations, but there are significant difference in practices comparing to the former importances. 3. To evaluate mathematical reasoning, teachers stated that they needed items and rubric for assessment of reasoning. And at present, they are lacked. 4. The hindrances in teaching mathematical reasoning are the lack of method for appliance to mathematics instruction, the unpreparedness of proposals for evaluation method, and the lack of whole teachers' recognition for the importance of mathematical reasoning
This paper offers an analysis of how students reasoned with the dynamic parameter time to support their mathematical activity and deepen their understandings of mathematical concepts. This mathematical thinking occurred as they participated in a differential equations class before, during, and instruction on solutions to linear systems of differential equations. Students participated in the following identified mathematical practices related to parametric reasoning during this time period: reasoning simultaneously in a qualitative and quantitative manner, reasoning by moving from discrete to continuous imaging of time, and reasoning by imagining the motion. Examples of this reasoning are provided in this report. Implications of this research include the possibility that instructional activities can build on this reasoning to help students learn about the mathematics of change at the middle school, high school, and the university.
The purpose of this study is to investigate the relationships among affective characteristics, mathematical problem-solving abilities, and reasoning abilities of the 6th graders for mathematics, and to analyze whether the relationships have any differences according to the regions, which the subjects live. The results are as follows: First, self-awareness is the most important factor which is related mathematical problem-solving abilities and reasoning abilities, and learning habit and deductive reasoning ability have the most strong relationships. Second, for the relationships between problem-solving abilities and reasoning abilities, inductive reasoning ability is more related to problem-solving ability than deductive reasoning ability Third, for the regions, there is a significant difference between mathematical abilities and deductive reasoning abilities of the subjects.
2009 개정 교육과정에서 수학적 과정은 수학적 추론, 수학적 문제 해결, 수학적 의사소통의 형태로 강조되고 있으며, 수학적 추론의 한 형태인 비례 추론은 비와 비율 개념과 관련된 추론이다. 비례 추론은 초등학교 수학에서 규칙성 영역의 핵심이면서 중등수학에서 학습하는 함수 개념의 기본이 된다. 본 연구는 2007 개정과 2009 개정 교육과정 사이에 놓인 초등학교 6학년 학생들을 대상으로 비례와 관련된 형식적인 알고리즘을 배우기 전 단계에서 비례 추론의 특징과 유형을 분석해봄으로써 비례 추론을 사용하는 학생들의 문제해결전략과 오류를 살펴본다. 이를 위해 먼저 비례 추론 문항을 개발하고, 초등학교 6학년 학생들이 비와 비율을 학습하기 전후에 비례 추론 관련 문제를 어떻게 해결하고 또 어떠한 오류가 나타나는지를 분석한다. 그 결과 초등학교 6학년 학생들은 문제의 조건과 유형에 따라 다양한 비례 추론 전략을 활용한다. 대부분의 학생들은 곱셈적 추론 수준에 있으며, 비례 추론 검사에서 가장 많이 나타난 전략으로는 분수 전략과 간비교, 내비교 전략 등이었다. 그러나 학생들은 상대적인 비교를 필요로 하는 문제의 경우 문제의 이해 단계에서부터 어려움을 나타냈다. 따라서 절대적 상대적 변화를 비교하는 수준에 이를 수 있도록 다양한 형태의 비례 추론 문항 개발이 요구되며, 이와 함께 비례 추론 상황을 포함하여 지도할 수 있는 교수 방안의 개발이 요구된다.
본 연구는 학교 수학에서 추론 지도의 수준을 보다 상세히 구분해 보고자 한 것이다. 수학의 특징으로부터, 대상에서 분리된 순수한 형식적 관점은 새로운 지식의 창안에서 한계를 지닌다는 점을 알 수 있으며, 수학교육에서도 이를 반영할 필요가 있다고 본다. 이런 점에서 귀납 추론과 형식적 연역 추론의 매개 단계로서 구체적 조작이나 감각 경험과 관련된 직관적 증명의 수준을 설정하는 것이 적절할 것으로 생각되며, 이 수준의 핵심적인 활동은 경험으로부터 일반성을 통찰하는 것이다. 이 수준은 낮은 수준의 귀납 추론보다는 대상과 분리되며 보다 형식적인 논리의 개입을 필요로 하는 과정에 있다. 이와 같이 보다 점진적으로 대상으로부터 분리되고 형식적 논리를 학습할 수 있도록 추론 지도 수준을 구분하고, 이에 따라 수학적 추론을 지도하는 것이 필요할 것이다.
Research shows that formative assessment has a more powerful effect on student learning than summative assessment. This case study of an 8th grade algebra classroom focuses on how the implementation of Formative Assessment Lessons (FALs) and the participation in teacher learning communities related to FALs changed in the teacher's instructional practices, over the course of a year, to promote students' mathematical reasoning and justification. Two classroom observations are analyzed to identify how the teacher elicited and built on students' mathematical reasoning, and how the teacher prompted students to respond to and develop one another's mathematical ideas. Findings show that the teacher solicited students' reasoning more often as the academic year progressed, and students also began developing mathematical reasoning in meaningful ways, such as articulating their mathematical thinking, responding to other students' reasoning, and building on those ideas leading by the teacher. However, findings also show that teacher change in teaching practices is complicated and intertwined with various dimensions of teacher development. This study contributes to the understanding of changes in teaching practices, which has significant implications for teacher professional development and frameworks for investigating teacher learning.
본 연구의 목적은 향후 수학교과서의 추론 과제 개발에 대한 시사점을 제공하기 위하여, 고등학교 수준 수학교과서 3종을 연구 대상으로 수열 단원에 제시된 추론 과제의 인지적 난이도 수준과 추론 과정 구성요소를 분석하는 것이다. 연구 결과, 3종의 수학교과서의 수열 단원에 제시된 추론 과제의 대부분이 인지적 난이도 수준이 낮은 것으로 나타났으며, 인지적 난이도 수준이 낮은 추론 과제는 하나의 추론 과정 구성요소만을 요구하는 것으로 나타났다. 반면에 추론 과제의 일부만이 인지적 난이도 수준이 높은 것으로 나타났으며, 인지적 난이도 수준이 높은 추론 과제는 다양한 추론 과정 구성요소를 요구하는 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 인지적 난이도 수준이 낮은 추론 과제보다는 학생들에게 다양한 추론 과정의 학습기회를 제공하고 추론의 본질을 심도있게 이해시킬 수 있는 인지적 난이도 수준이 높은 추론 과제 개발에 대한 필요성을 제시하였다.
본 연구는 수학적 추론, 문제해결, 의사소통과 관련된 평가 문항을 소개하고, 평가 문항에 대한 5 학년 학생들의 반응을 보다 심층적으로 분석한 연구이다. 수학적 추론은 연역 추론, 귀납 추론, 유비 추론으로, 문제해결은 외적 문제해결과 내적 문제해결로, 의사소통은 말하기, 읽기, 쓰기, 듣기로 나누어 각각의 예시 문항과 학생들의 반응을 소개하였다. 수학적 추론 문항은 각각의 추론 능력을 발휘할 수 있는 문항의 개발이 중요하며, 5학년 학생들 중 일부는 이러한 능력을 보여주었다. 의사소통의 각각의 형식보다는 문항에 내재된 수학적 상황이 학생들의 반응에 더 많은 영향을 미치는 것으로 나타났다. 본 연구로부터 수학 평가 문항에 대한 지속적인 연구가 필요하고, 수학 평가에서 인지적 영역의 설정과 활용 방안에 대한 연구가 필요하며, 수학 평가 문항 개발과 관련된 교사 연수의 필요성을 제안하였다.
본 연구는 초등 수학영재와 일반학생을 대상으로 정의적 특성과 수학적 추론 능력에서 어떠한 차이가 있는가를 알아보고, 이를 바탕으로 초등 수학영재와 일반학생의 정의적 특성과 수학적 추론 능력과의 관계를 비교 분석하는 것이다. 연구대상은 5학년의 영재 97명과 일반학생 144명이다. 검사도구로는 정의적 특성 검사지와 추론능력 검사지를 사용하였다. 본 연구의 결론은 다음과 같다. 첫째, 수학영재는 일반학생보다 정의적 특성의 하위 요소인 학업적 자아개념, 태도, 흥미, 수학불안, 학습습관에서 모두 긍정적인 인식을 지녔고, 수학적 추론 능력에서도 일반학생보다 능력의 정도가 높았다. 또한 수학영재는 정의적 특성의 학업적 자아개념, 태도, 흥미, 학습습관은 추론 능력과 정적인 상관관계를 가지고 있었으며 수학불안은 부적인 상관관계를 가지고 있었다. 둘째, 수학영재는 정의적 특성의 하위 요소 중 수학불안이 수학적 추론 능력에 부정적인 영향을 미치는 것으로 나타났는데, 이를 통해 수학 영재들의 추론 능력을 향상시키기 위해서는 수학 불안을 줄이는 실질적인 여러 방안을 모색할 필요가 있음을 알 수 있다. 셋째, 일반학생들은 정의적 특성의 하위 요소 중 흥미가 수학적 추론 능력에 영향을 주는 것으로 나타났는데, 따라서 교실 수업에서 일반학생들의 수학교과에 대한 흥미를 높여주는 적절한 방법에 대한 교수 학습 구안 및 적용을 통해 수학적 추론 능력의 향상을 도모할 수 있다.
Goos(2004) introduced educational researchers' demand for change on the way that mathematics is taught in schools and the series of curriculum documents produced by the National council of Teachers of Mathematics. The documents have placed emphasis on the processes of problem solving, reasoning, and communication. In Korea, the national curriculum documents have also placed increased emphasis on mathematical activities such as reasoning and communication(1997, 2007).The purpose of this study is to analyze the impact of inquiry-oriented instruction with guided reinvention on students' mathematical activities containing communication and reasoning for science high school students. In this paper, we introduce an inquiry-oriented instruction containing Polya's plausible reasoning, Freudenthal's guided reinvention, Forman's sociocultural approach of learning, and Vygotsky's zone of proximal development. We analyze the impact of mathematical findings from inquiry-oriented instruction on students' mathematical activities containing communication and reasoning.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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