The process of analogical reasoning can be conventionally summarized in five steps : Representation, Access, Mapping, Adaptation, Learning. The purpose of this study is to develop more detailed model for reason of analogies considering the distinct characteristics of the mathematical education based on the process of analogical reasoning which is already established. Ultimately, This model is designed to facilitate students to use analogical reasoning more productively. The process of developing model is divided into three steps. The frist step is to draft a hypothetical model by looking into historical example of Leonhard Euler(1707-1783), who was the great mathematician of any age and discovered mathematical knowledge through analogical reasoning. The second step is to modify and complement the model to reflect the characteristics of students' thinking response that proves and links analogically between the law of cosines and the Pythagorean theorem. The third and final step is to draw pedagogical implications from the analysis of the result of an experiment.
Though there is no agreement on the definition of analogical reasoning, there is no doubt that analogical reasoning is the means of mathematical knowledge construction. Mathematicians generally have a tendency or desire to find similarities between new and existing Ideas, and new and existing representations. They construct appropriate links to new ideas or new representations by focusing on common relational structures of mathematical situations rather than on superficial details. This focus is analogical reasoning at work in the construction of mathematical knowledge. Since analogical reasoning is the means by which mathematicians do mathematics and is close]y linked to measures of intelligence, it should be considered important in mathematics education. This study investigates how mathematicians used analogical reasoning, what role did it flay when they construct new concept or problem solving strategy.
The newly revised mathematics curriculum of 2007 speaks of ultimate goal to develop ability to think and communicate mathematically, in order to develop ability to rationally deal with problems arising from the life around, which puts emphasize on mathematical communication. In this study, analysis on mathematical communication and analogical thinking process of group of students with similar level of academic achievement and that with different level, and thus analyzed if such communication has affected analogical thinking process in any way. This study contains following subjects: 1. Forms of mathematical communication took placed at the two groups based on achievement level were analyzed. 2. Analogical thinking process was observed through trapezoid's area obtaining activity and analyzed if communication within groups has affected such process anyhow. A framework to analyze analogical thinking process was developed with reference of problem solving procedure based on analogy, suggested by Rattermann(1997). 15 from 24 students of year 5 form of N elementary school at Gunpo Uiwang, Syeonggi-do, were selected and 3 groups (group A, B and C) of students sharing the same achievement level and 2 groups (group D and E) of different level were made. The students were led to obtain areas of parallelogram and trapezoid for twice, and communication process and analogical thinking process was observed, recorded and analyzed. The results of this study are as follow: 1. The more significant mathematical communication was observed at groups sharing medium and low level of achievement than other groups. 2. Despite of individual and group differences, there is overall improvement in students' analogical thinking: activities of obtaining areas of parallelogram and trapezoid showed that discussion within subgroups could induce analogical thinking thus expand students' analogical thinking stage.
본고는 수학적 창의성과 관련한 논문으로 이를 창의적인 사람, 창의적인 산출물, 창의적인 과정이란 일반 창의성 연구자들이 연구하고 있는 분야로부터 유추적으로 논의를 시도하였다. 이런 접근으로부터, 얻을 수 있는 몇 가지 가정들은 다음과 같은 것이 있다. 첫 번째, 일반 보통아들을 대상으로 하는 공교육에서도 창의성 교육을 할 수 있으며, 이는 수학교과에도 적합한 진술이다. 두 번째, 현상학적 입장으로 부터 학교에서 교수${\cdot}$ 학습되고 있는 학교수학이 학생들 입장에서 보면 학습해야 할 필요가 있는 적절하고 새로운 지식이란 점을 공고히 해 주었다. 또한, 여기서 강조한 것은 새롭고 적절한 지식이 완성된 지식뿐만 아니라 발생상태 그대로의 지식 즉, 과정으로서의 지식도 포함하고 있음을 제안하였다. 세 번째, 수학자가 수학을 탐구하는 과정을 창의성 연구자들이 보듯이 인지과정으로 보는 대신에 한 수학적 아이디어를 이로부터 하나의 완성된 수학적 지식을 완성하기까지의 수학적 사고과정으로 보는 것이 수학교육적 의미에서 교수${\cdot}$ 학습에 의미가 있음을 살펴보았다.
The purpose of the study was to investigate the aspects of analogy of high school student's thinking process revealed in the inquiry activity with synthetic division. The case study method of qualitative research was conducted with two high school 10th grade students. Structure-mapping model(SMM) of Gentner and similarity frames which were proposed by other researchers were utilized to analyze the data. Two students used analogy as a tool and they could discover synthetic division of more than 2 degrees, but they revealed different levels of mathematics discovery depending on the different degree of analogical thinking. Surface similarity in the process of inquiry activity played a vital role in analogical thinking. We asked students to explore and discover analogy based on structure similarity. Analogy based on the systematic approach made it possible to predict upper domain. Analogy based on the procedure similarity induced internalization. We could conclude that analogy has instrumental, heuristic and reflective characteristics.
This study was conducted to confirm the necessity of analogical thinking and to empirically verify the effectiveness of analogical reasoning through the visual representation by analyzing the factors of problem solving depending on analogical conditions. Four conditions (a visual representation mapping condition, a conceptual mapping condition, a retrieval hint condition and no hint condition) were set up for the above purpose and 80 twelfth-grade students from C high-School in Cheong-Ju, Chung-Buk participated in the present study as subjects. They solved the same mathematical problem about sequence of complex numbers in their differed process requirements for analogical transfer. The problem solving rates for each condition were analyzed by Chi-square analysis using SPSS 12.0 program. The results of this study indicate that retrieval of base knowledge is restricted when participants do not use analogy intentionally in problem solving and the mapping of the base and target concepts through the visual representation would be closely related to successful analogical transfer. As the results of this study offer, analogical thinking is necessary while solving mathematical problems and it supports empirically the conclusion that recognition of the relational similarity between base and target concepts by the aid of visual representation is closely associated with successful problem solving.
This paper researches the possibility of introducing Descartes' theorem to mathematically gifted students. Not only is Descartes' theorem logically equivalent to Euler's theorem but is hierarchically connected with Gauss-Bonnet theorem which is the core concept on differential geometry. It is possible to teach mathematically gifted students Descartes' theorem by generalizing mathematical property in solid geometry through analogical reasoning, that is, so in a polyhedrons the sum of the deficient angles is $720^\circ$ as in an polygon the sum of the exterior angles is $360^\circ$. This study introduces an alternative method of instruction that we enable mathematically gifted students to reinvent Descartes' theorem through analogical reasoning instead of deductive reasoning.
In this paper, we investigate and analysis high school students' generalization of cosine rule using analogy, and we study teaching and learning methods improving students' analogical thinking ability to improve mathematical thinking process. When students can reproduce what they have learned through inductive reasoning process or analogical thinking process and when they can justify their own mathematical knowledge through logical inference or deductive reasoning process, they can truly internalize what they learn and have an ability to use it in various situations.
The aim of this study was to examine how analogical mapping articulation activity played a role in solving process in word problems. We analyzed the problem solving strategies and processes that the participating thirty-three 8th grade students employed when solving the problems through analogical mapping articulation activities, and also the characteristics of the thinking processes from the aspects of similarity. As a result, this study indicates that analogical mapping articulation activity could be helpful when the students solved similar word problems, although some of them gained correct answers through pseudo-analytic thinking. Not to have them use pseudo-analytic thinking, it might be necessary to help them recognize superficial similarity and difference among the problems and construct structural similarity to know the principle of solution associated with the problematic situations.
Analogical reasoning is a mathematically useful way of thinking. By analogy reasoning, students can improve problem solving, inductive reasoning, heuristic methods and creativity. The purpose of this study is to analyze the analogical reasoning of preservice mathematics teachers while constructing quadratic curves defined by eccentricity. To do this, we produced tasks and 28 preservice mathematics teachers solved. The result findings are as follows. First, students could not solve a target problem because of the absence of the mathematical knowledge of the base problem. Second, although student could solve a base problem, students could not solve a target problem because of the absence of the mathematical knowledge of the target problem which corresponded the mathematical knowledge of the base problem. Third, the various solutions of the base problem helped the students solve the target problem. Fourth, students used an algebraic method to construct a quadratic curve. Fifth, the analysis method and potential similarity helped the students solve the target problem.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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