چالش‌های دانش‌آموزان در ساخت اثبات‌های هندسی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه ریاضی، دانشکده سیستم‌های هوشمند و علوم داده، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر

10.22034/tpcj.2023.190246

چکیده

هندسه از دیرباز به عنوان یکی از جایگاه‌های اصلی برای یادگیری اثبات مطرح بوده است؛ در حالی که دانش‌آموزان مشکلات فراوانی در یادگیری اثبات‌های هندسی دارند. حتی بسیار اتفاق می‌افتد که دانش‌آموزان با ترسیم یک شکل هندسی، دیگر نیازی نمی‌ببینند که ویژگی‌های مربوط به آن رده از اشیاء هندسی را اثبات کنند. پژوهش حاضر به هدف توصیف عملکرد و برداشت‌های دانش‌­آموزانِ متوسطه اول، در حین درک و ساختِ اثبات‌های هندسی انجام شده است تا شناخت عمیق‌تری از فرایندهای تدریجی و پیچیدگی‌هایِ یادگیری اثبات‌های هندسی به دست آید.
این پژوهش به شیوه پدیدارنگاری و با تحلیل مصاحبه‌های فعالیت‌محور از 53 دانش‌آموز متوسطه اول انجام شد. گزارش حاضر تصویر روشن‌تری از عملکرد دانش‌آموزان و چالش‌های آنها را در حین ساخت یک اثبات هندسی ارائه می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Students' Challenges in Constructing Geometric Proofs

نویسنده [English]

  • Fatemeh Ahmadpour
Department of Mathematics, Faculty of Intelligent Systems and Data Sciences, Persian Gulf University, Bushehr
چکیده [English]

Geometry is for a long time regarded as one of the main area for learning proof; while students face many difficulties in learning geometric proof. It even happens very often that students by drawing a geometric figure, no longer see the need to prove the properties of that class of geometric objects. This study has been done by the aim of describing middle school students' performance and perceptions during understanding and doing geometric proof for gaining a more detailed cognition of gradual processes and complexities in the learning geometric proof.  
The research has been conducted by phenomenography method and analyzing task-based interviews on 53 middle school students. This report describes students’ performance and their challenges during constructing a geometric proof in more detail.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Geometric proofs
  • Generalisation and Abstraction
  • Formalisation
  • Middle School
  • Phenomenography
اسکمپ، ریچارد. (1973). فهم رابطه‌ای و فهم ابزاری. ترجمه زهرا گویا. (1384). رشد آموزش ریاضی، شماره­ی 81. صص. 4-15.
فیلیک، اووه. (1998). درامدی بر تحقیق کیفی. ترجمه­ی هادی جلیلی. (1388). چاپ دوم. تهران: نشر نی.
گال، مردیت؛ بورگ، والتر؛ گال، جویس. (1996). روش­های تحقیق کمی و کیفی در علوم تربیتی و روانشناسی. ترجمه­ی احمدرضا اصفهانی و همکاران. (1382). چاپ پنجم (1389). تهران: نشر دانشگاه شهید بهشتی و سازمان مطالعه و تدوین کتب علوم انسانی دانشگاهی (سمت).
Ahmadpour, F., Reid, D., & Fadaee, M. R. (2019). Students’ ways of understanding a proof. Mathematical Thinking and Learning, 21(2), 85–104.
Balacheff, N. (1988). Aspects of proof in pupils’ practice of school mathematics. In D. Pimm (ed.), Mathematics, Teachers and Children, Hodder and Stoughton, London, pp. 216–235.
Ball, D.L., Hoyles, C., Jahnke, H.N. and Movshovitz-Hadar, N. (2002). The teaching of proof. In L.I. Tatsien (ed.), Proceedings of the International Congress of Mathematicians, Vol. III, Higher Education Press, Beijing, pp. 907–920.
Bartolini, M. G., & Martignone, F. (2014). Manipulatives in mathematics education. In S. Lerman (ed.), Encyclopedia of Mathematics Education. Springer Science and Business Media Dordrecht, pp. 365-372.
Clement, L. L. (2004). A model for understanding, using, and connecting representations. Teaching Children Mathematics. 11, 97-102.
Davis, P. J. & Hersh, R. (1981). The mathematical experience. Birkhäuser: Boston.
Dimmel, J. K.; Herbst, P. G.  (2020). Proof transcription in high school geometry: a study of what teachers recognize as normative when students present proofs at the board. Educational Studies in Mathematics, 105(1), pp.71-89.
Harel, G., & Tall, D. O. (1991). The General, the abstract, and the generic in advanced mathematics. For the Learning of Mathematics. 11(1), 38-42.
Healy, L. and Hoyles, C. (2000). Proof conceptions in algebra. Journal for Research in Mathematics Education. 31(4): 396–428.
Herscovics, N., & Bergeron, J. C. (1988). An extended model of understanding. In M. J. Behr, & C. B. Lacampagne, (Eds.), Proceedings of the Tenth Annual Meeting of the North American Chapter of the International Group for the Psychology of Mathematics Education, (pp. 15–22). De Kalb, IL: Northern Illinois University.
Knuth, E. (2002). Secondary school mathematics teachers' conceptions of proof. Journal of Research in Mathematics Education, 33(5), pp. 379–405.
Leron, U. (1983). Structuring mathematical proofs. The American Mathematical Monthly, 90(3), 174-185.
Lesh, R. Post, T. & Behr, M. (1987). Representations and translations among representations in mathematics learning and problem solving. In C. Janvier (ed.), Problems of Representation in the Teaching and Learning of Mathematics, pp. 33–40. Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum Associates.
Martin, G., & Harel, G. (1989). Proof frames of preservice elementary teachers. Journal for Research in Mathematics Education, 20(1), 41–51.
Mason, J. (1989). Mathematical abstraction as the result of a delicate shift of attention. For the Learning of Mathematics. 9(2), 2-8.
Marton, F. (1981). Phenomenography—describing conceptions of the world around us. Instructional Science, 10, 177-200.
Miyazaki M., Fujita T., & Jones K. (2017). Students’ understanding of the structure of deductive proof. Educational Studies in Mathematics, 94(2), 223–239.
Pirie, S., & Kieren, T. (1989). A recursive theory of mathematical understanding. For the Learning of Mathematics, 9(3) 7–11.
Sémadéni, Z. (1984). Action proofs in primary mathematics teaching and in teacher training. For the Learning of Mathematics. 4(1), pp. 32-34.
Sfard, A. (1991). On the dual nature of mathematical conceptions: reflections on processes and objects as different sides of the same coin. Educational Studies in Mathematics. 22(1), 1-36.
Stylianides, A.J. (2007). The notion of proof in the context of elementary school mathematics. Educational Studies in Mathematics. 65: 1-20.
van Hiele, P. M. (1999). Developing Geometric thinking through activities that begin with play. Teaching Children Mathematics, 5(6), 310–316. Doi: 10.2307/41198852.