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
The purpose of this study was to explore ecological concepts, epistemological reasoning and reasoning processes through constructing 'food web and food pyramid' in ecology. We conducted classes which involved a 'food web and food pyramid' for $6^{th}$ grade students. Each class is constructed of small groups to do modeling and epistemological reasoning through communication. The researcher had videotaped and recorded each class and have made transcription about classes. We analysed patterns of 'food web and food pyramid models' and reasoning processes according to scientific epistemology using transcription data and student outputs. As a result, students represented phenomenon-based reasoning, relation-based reasoning and model-based reasoning in scientific epistemology from their modeling. Students usually did relation-based reasoning and model-based reasoning in food web which explains ecological phenonenon, while they usually did model-based reasoning in food pyramid which expects ecological phenomenon. Student's reasoning can be limited when they have misconception of scientific knowledge and are limited by fragmentary knowledge. This represents that students has to do relation-based reasoning and model-based reasoning is beneficial in their ecological model. It also suggests that students need to define correct-conception related to ecological modeling(food web, food pyramid).
The purpose of this research is to know the scientific reasoning ability of elementary students. In order to find it, 320 elementary students wrote a report about germination of the 700 or 2,000 years old seeds. Their writings were analyzed by scientific writing analysis frameworks, Scientific Reasoning Types and Scientific Reasoning Level Criteria developed by Lim (2018). Minto Pyramid Principles was used to show statements and relations of statements related to scientific reasoning. This paper showed scientific reasoning statements of elementary students about germination of seeds. The characteristics of scientific reasoning of elementary students were as follows. In the process of logical writing by the types of scientific reasoning, many students showed various characteristics and different levels. In the writings based on inductive reasoning, they did not distinguish between common features and differences of cases, and did not derive the rules based on common features and differences of the cases. In the writings based on deductive reasoning, there were cases where the major premise corresponding to the principle or rule was omitted and only the phenomenon was described, or the rule was presented but not connected with the case. In the writings based on abductive reasoning, the ability to selectively use the background knowledge related to the question situation was not sufficient, and borrowing of similar background knowledge, which was commonly used in other situations, was very rare.
본 연구는 산술적 바탕 위에 있는 학생들이 형식적인 대수 추론으로 자연스럽게 이행하는 것을 돕고자, 초등학생들이 대수 문제를 접하였을 때 사용하는 대수 추론 전략을 조사하였다. 총 839명을 대상으로 초등학생의 대수 추론 방법을 조사한 결과, 초등학생들이 연립 일차방정식과 관련된 문장제의 해결에서 기존의 교과서에 제시된 방법 이외의 다양한 산술적 추론과 전형식적 대수 추론을 사용하는 것이 파악되었다. 또한, 대수 문제의 구조에 따라 학생들이 사용하는 추론 전략의 차이가 있음을 밝혔으며, 학생들의 대수 문제해결에서 나타나는 추론상의 오류의 원인을 분석하였다. 특히, 초등학생들이 사용하는'양적 추론'과 '비례적 추론'과 같은 전략들은 비형식적인 대입법, 이항법임을 밝혔다. 마지막으로, 이러한 전형식적 대수 추론들을 형식적 대수 추론으로 연결할 수 있는 가능성에 대하여 논의하였다.
This study investigated students' alternative conceptions of plate boundaries and their conception revision according to the pattern of students' reasoning. Participants were twenty-two 10th grade high school students. All participants were asked to draw the three types of plate boundaries and to explain their drawings. Nine students participated in the reasoning activity. To this end, a semi-structured interview was conducted during which key questions were asked for the students to individually answer. The key questions used in the reasoning activity were created, by utilizing questions used in the previous studies. The findings revealed that the alternative conceptions of plate boundaries were classified into three levels based on established criteria. Students who attempted a variety of reasoning strategies such as causal reasoning, using an analogy, abductive reasoning, data reconstruction and concept combination, revised their alternative conception to a scientific conception after the reasoning activity. On the other hand, some students could not revise their alternative conceptions because they only conducted an incomplete reasoning strategy. The study also found that they were unable to use other reasoning strategies, either.
한국퍼지및지능시스템학회 1993년도 Fifth International Fuzzy Systems Association World Congress 93
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pp.1354-1357
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1993
This paper proposes that the best reasoning(i.e. rule evaluation) method which should be used in a fuzzy system significantly depends on the reasoning environment. It is shown that allowing for dynamic switching of reasoning methods leads to better performance, even when only two different reasoning methods are considered. This paper discusses DSFS (Dynamic Switching Fuzzy System) which dynamically switches and finds the best reasoning method (from among 80 different possible reasoning methods) to use depending on the reasoning situation. To overcome the reasoning speed and memory problem of DSFS due to its computational requirements, the DSFS Switching Reasoning Table method is proposed and its higher performance as compared to a conventional fuzzy system is shown. Finally, efforts to obtain general relationships between the characteristics of different reasoning methods and the actual control surface/environment is discussed.
본 연구는 비례추론 과제에 대한 초등예비교사들의 반응을 분석함으로써 예비교사들의 비례추론 과제에 대한 이해 정도를 살펴보고, 비례추론 전략에 따른 비례추론 과제의 적합도와 비례추론 과제에 따른 전략의 특징을 살펴보고자 하였다. 이를 위해 총 8개로 구성된 검사도구를 개발하여 초등예비교사 72명에게 적용하였으며, 연구결과를 종합하여 예비교사교육에서의 비례추론 지도에 대한 시사점을 다음과 같이 도출하였다. 예비교사들이 실제적이고 다양한 비례추론 과제들을 다루는 경험, 양적 관계에 대한 의식적인 분석을 행하는 경험, 예비교사들이 미흡한 이해를 보이는 특정 과제 유형에 대한 보완, 다양한 비례추론 전략들을 분류하고 탐구하는 경험, 비례추론 전략에 적합한 과제 유형을 파악하고, 비례추론 과제에 보다 유용하고 사용가능한 비례추론 전략을 파악하도록 하는 학습경험이 필요하다고 보았다.
Kim, Young-Shin;Kwon, Yong-Ju;Yang, Il-Ho;Chung, Wan-Ho
한국과학교육학회지
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제23권4호
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pp.309-318
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2003
Scientific reasoning is one of the main concerns in current science education. This study have tried to answer on the question whether Korean science education has the potential to help improve of students' ability to think scientifically. Therefore, the present study investigated the relationship between reasoning patterns evident in science textbook and science examination items, and students' scientific reasoning skills across grades in Korea. 1975 subjects (1022 females and 953 males) were administered in the Lawson's Test of Scientific Reasoning skills. Forty seven science textbooks and 240 assessment instrument were analyzed by several scientific reasoning keys. Scientific reasoning patterns were adopted from Lawson's classification which characterized the patterns as the empirical-inductive and the hypothetical-deductive. This study found that reasoning patterns evident in textbook analyses and assessment instrumental items do not evidentce the potential to stimulate the development of students' reasoning skill. In order to improve the students' abilities to think and achieve, higher levels of reasoning must be included in the science textbook and examination. Further, some of scientific reasoning processes, such as generating hypotheses, designing experiments, and logical prediction, were not found in science textbooks and test items in Korean secondary schools. This study also discussed the educational implication of these results and further studies about to develop student's reasoning ability.
The present study tested the hypothesis that maturation of the prefrontal lobes is a crucial factor determining the performance of scientific reasoning tasks, Functions of the prefrontal lobes, such as activating relevant information, sequential planning and monitoring, and inhibiting irrelevant information, are related thinking patterns with scientific reasoning. Therefore, we inferred the idea that the prefrontal lobes play an important role in scientific reasoning. To test the hypothesis. the present study investigated a prefrontal lobe patient's task solving procedures in scientific reasoning tasks and the correlation and regression analysis between a test of prefrontal lobe function and two scientific reasoning tasks, The perseverative errors in the Wisconsin Card Sorting Test(WCST) was used as a measure of the prefrontal lobe function, The Melinark Type Task and the Classroom Test of Scientific Reasoning were used as measures of scientific reasoning abilities. Ages and Group Embedded Figure Test were also used as measures of two alternative hypotheses, general maturation and field independency respectively. The prefrontal lobe patient showed a crucial deficiency in solving scientific reasoning tasks. In the tasks, the patient could not used the reasoning of If... and... then... therefore pattern. In correlation study, the perseveration errors of the WCST showed a significantly negative correlation with two scientific reasoning tasks. Multiple regression study also showed that the perseveration errors measured as a function of the prefrontal lobes have more contribution to scientific reasoning ability than contributions of alternative hypotheses. Therefore, the present study supported the hypothesis that prefrontal lobes play a crucial role in scientific reasoning ability, What function of the prefrontal lobes do play crucial role in scientific reasoning? The present study provided an explanation for the question, which inhibiting ability of the prefrontal lobes is responsible for the scientific reasoning ability, in a part at least. That is, perseverative tendency in task-solving procedures causes a deficiency of an ability to inhibit the wrong information to solve a task. The present study provided a possibility of neuropsychological approach in science education research. The present study also showed an importance of the prefrontal lobe development in the performance of scientific reasoning task.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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