• 제목/요약/키워드: mathematical modeling process

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Exploring Opportunities for Mathematical Modeling in Korean High School Textbooks: An Analysis of Exponential and Logarithmic Function Tasks

  • Hyun Joo Song;Yeonseok Ka;Jihyun Hwang
    • 한국수학교육학회지시리즈D:수학교육연구
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    • 제26권3호
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    • pp.253-270
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    • 2023
  • This study aims to investigate the extent to which Korean high school textbooks incorporate opportunities for students to engage in the mathematical modeling process through tasks related to exponential and logarithmic functions. The tasks in three textbooks were analyzed based on the actions required for each stage in the mathematical modeling process, which includes identifying essential variables, formulating models, performing operations, interpreting results, and validating the outcomes. The study identified 324 units across the three textbooks, and the reliability coefficient was 0.869, indicating a high level of agreement in the coding process. The analysis revealed that the distribution of tasks requiring engagement in each of the five stages was similar in all three textbooks, reflecting the 2015 revised curriculum and national curriculum system. Among the 324 analyzed tasks, the highest proportion of the units required performing operations found in the mathematical modeling process. The findings suggest a need to include high-quality tasks that allow students to experience the entire process of mathematical modeling and to acknowledge the limitations of textbooks in providing appropriate opportunities for mathematical modeling with a heavy emphasis on performing operations. These results provide implications for the development of mathematical modeling activities and the reconstruction of textbook tasks in school mathematics, emphasizing the need to enhance opportunities for students to engage in mathematical modeling tasks and for teachers to provide support for students in the tasks.

중등학교에서 수학적 모델링을 위한 모델링 문항 구성에 관한 연구 (A Study of Modelling Task for Mathematical Modelling in the Secondary Schools)

  • 오춘영
    • East Asian mathematical journal
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    • 제36권2호
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    • pp.147-172
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    • 2020
  • The purpose of this study is to provide to understand correctly for teachers and pre-service teachers who have the wrong conception of mathematical modeling. We present the differences modeling problems and general application problems to identify between general application and modeling problems. We propose the entire process from modeling tasks development to solve the problems of mathematical modeling. Additionally, the entire process of the possible solutions was concluded for the presented modeling problems. We proposed what students and teachers should perform at each stage of each phase of the modeling cycle. The concrete tasks were suggested for teachers and students at each phase of modeling cycles, with the specific role of the teacher in the overall process for students' modeling activities.

수학적 모델링 활동에 의한 창의적 사고 (Fostering Mathematical Creativity by Mathematical Modeling)

  • 박진형
    • 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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    • 제27권1호
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    • pp.69-88
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    • 2017
  • 본 연구에서는 수학적 모델링 활동이 창의적 사고를 촉진하는 것이 가능한지 이론적으로 타진하고, 가능하다면 어떤 모델링 과제를 설계하여 촉진할 수 있으며, 실제 수학적 모델링 활동에서 창의적 사고는 어떠한 방식으로 드러나는지 확인하는 데 목적을 둔다. 연구 결과, 학생들이 다양한 수학적 모델을 생성하고, 각자 생성한 수학적 모델을 검토하고 개선하면서 수학적 모델링을 진행하는 장면이 확인되었다. 그리고 이러한 수학적 모델링 과정에서 수학적 창의성의 요인들인 유창성, 유연성, 독창성, 정교성의 발현을 확인할 수 있었다.

Understanding the developmental process of a mathematics teacher's competencies in mathematical modeling: A study conducted by Jung (2023)

  • Sunghwan Hwang
    • 한국수학교육학회지시리즈D:수학교육연구
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    • 제27권2호
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    • pp.241-251
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    • 2024
  • Mathematics educators have examined mathematical modeling, where students tackle authentic real-life problems and develop problem-solving strategies with a sense of agency. However, few empirical studies have been conducted to illuminate the developmental process of teachers' competencies in mathematical modeling, particularly for elementary school teachers. Scholars have noted that elementary mathematics teachers can effectively teach mathematical modeling by designing tasks that consider students' abilities and preferences. In this vein, this review paper introduces a study conducted by Jung (2023), which examines the developmental process of an elementary school mathematics teacher's competencies in mathematical modeling and how she overcame related challenges.

초등학생의 수학적 모델링 적용과정에서 나타나는 의사소통에 관한 연구: 5학년 수와 연산을 중심으로 (A study on the communication in process of applying mathematical modeling to children in elementary mathematics classroom)

  • 이지영;김민경
    • 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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    • 제55권1호
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    • pp.41-71
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    • 2016
  • The purpose of this study is to investigate elementary students' communication in process of applying mathematical modeling. For this study, 22 fifth graders in an elementary school were observed by applying mathematical modeling process (presentation of problem ${\rightarrow}$ model inducement activity ${\rightarrow}$ model exploration activity ${\rightarrow}$ model application activity). And the level of their communication with their activity sheets and outputs, observation records and interviews were also analyzed. Additionally, by analyzing the activity cases of and , this study researched that what is a positive influence on students' communication skills. Whereas showed significant advance in the level of communication, who communicated actively on speaking area but not on every areas showed insensible changes. To improve communication abilities, cognitive tension and debate situation are needed. This means, mathematical education should continuously provide students with mathematical communication learning, and a class which contains mathematical communication experiences (such as mathematical modeling) will be needed.

수학적 모델링 과정을 반영한 교과서 문제 재구성 예시 및 적용 (Reconstruction and application of reforming textbook problems for mathematical modeling process)

  • 박선영;한선영
    • 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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    • 제57권3호
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    • pp.289-309
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    • 2018
  • There has been a gradually increasing focus on adopting mathematical modeling techniques into school curricula and classrooms as a method to promote students' mathematical problem solving abilities. However, this approach is not commonly realized in today's classrooms due to the difficulty in developing appropriate mathematical modeling problems. This research focuses on developing reformulation strategies for those problems with regard to mathematical modeling. As the result of analyzing existing textbooks across three grade levels, the majority of problems related to the real-world focused on the Operating and Interpreting stage of the mathematical modeling process, while no real-world problem dealt with the Identifying variables stage. These results imply that the textbook problems cannot provide students with any chance to decide which variables are relevant and most important to know in the problem situation. Following from these results, reformulation strategies and reformulated problem examples were developed that would include the Identifying variables stage. These reformulated problem examples were then applied to a 7th grade classroom as a case study. From this case study, it is shown that: (1) the reformulated problems that included authentic events and questions would encourage students to better engage in understanding the situation and solving the problem, (2) the reformulated problems that included the Identifying variables stage would better foster the students' understanding of the situation and their ability to solve the problem, and (3) the reformulated problems that included the mathematical modeling process could be applied to lessons where new mathematical concepts are introduced, and the cooperative learning environment is required. This research can contribute to school classroom's incorporation of the mathematical modeling process with specific reformulating strategies and examples.

수학 교과서 과제의 수학적 모델링 과제로의 변형 과정에서 겪는 초등학교 교사의 어려움과 수학적 모델링 과제 개발을 위한 지식의 변화: 한 경력 교사의 사례를 중심으로 (Analyzing an elementary school teacher's difficulties and mathematical modeling knowledge improvement in the process of modifying a mathematics textbook task to a mathematical modeling task: Focused on an experienced teacher)

  • 정혜윤
    • 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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    • 제62권3호
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    • pp.363-380
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    • 2023
  • 본 연구의 목적은 초등학교 교사가 수학 교과서 과제를 수학적 모델링 과제로 변형하는 과정에서 경험하는 어려움과 수학적 모델링 과제 개발을 위한 지식 변화의 사례를 분석하는 것이다. 이를 위해 10년 경력의 초등교사가 교사연구공동체의 반복적인 논의에 참여하면서 초등학교 5학년 수학의 자료와 규칙성 영역 중 평균 지도를 위한 과제를 수학적 모델링 과제로 변형하였다. 연구결과, 첫째, 교사는 과제 변형 과정에서 현실성의 반영, 수학적 모델링 과제의 적절한 인지적 수준 설정, 수학적 모델링 과정에 따른 세부 과제의 제시에 어려움을 겪었다. 둘째, 반복된 과제 변형을 통해, 교사는 학습 내용과 학생의 인지적 수준을 고려한 현실성 있는 과제의 개발, 과제의 복잡성 및 개방성 조정을 통한 과제의 인지적 수준 조정, 학생의 과제 해결 과정에 대한 사고실험을 통한 수학적 모델링 과정에 따른 세부 과제의 제시를 수행할 수 있었으며, 이는 수학적 모델링의 개념과 과제의 특징 등 수학적 모델링 과제 개발을 위해 요구되는 교사 지식이 향상되었음 보여준다. 본 연구결과는 향후 수학적 모델링 교사교육과 관련하여, 교과서 과제 변형을 통한 수학적 모델링 과제 개발 역량 향상의 기회를 제공하는 교사교육, 수학적 모델링의 이론 및 실제를 결합한 교사교육, 교사연구공동체에의 참여를 통한 교사교육이 필요함을 보여준다.

모둠 구성에 따른 수학적 모델링 과정 수행 및 수학적 추론 능력 분석 (An Analysis of Mathematical Modeling Process and Mathematical Reasoning Ability by Group Organization Method)

  • 안인경;오영열
    • 한국초등수학교육학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.497-516
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    • 2018
  • 본 연구는 초등학교 5학년 학생들의 수학적 모델링 수업에서 모둠 구성 방법에 따라 수학적 모델링 과정 수행 능력과 수학적 추론 능력에 차이가 있는지 분석하였다. 이를 위하여 3가지 문제 상황으로 각각 8차시에 걸쳐 총 24차시의 수학적 모델링 수업을 설계 및 실시하였다. 그 결과 동질 모둠 보다는 이질 모둠에서 더 낳은 수학적 모델링 과정 수행 능력과 수학적 추론 능력을 보여 주었다. 본 연구 결과는 수학 수업에서 수학적 모델링을 적용할 때 모둠 구성의 관점에서 이질 모둠이 보다 효과적임을 시사한다.

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수학적 모델링에서 스프레드시트 환경이 수학적 모델의 정교화 과정에 미치는 역할 (The Role of Spreadsheet in Model Refinement in Mathematical Modeling Activity)

  • 손홍찬;류희찬
    • 대한수학교육학회지:학교수학
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    • 제9권4호
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    • pp.467-486
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    • 2007
  • 이 논문은 스프레드시트를 활용한 수학적 모델링에서 스프레드시트 환경이 수학적 모델의 정교화과정에 어떤 영향을 미치는 지를 고찰한 것이다. 좀 더 자세히 살피면 수학적 모델링에서 스프레드시트 모델의 활용은 학생이 분석 불가능한 수학적모델도 분석할 수 있도록 해줌으로써 모델을 단순화하지 않고, 대신 모델을 정교화 할 수 있는 기회를 제공하고 수학적 개념을 확장해 나갈 수 있음을 보였다. 또한 수학적 모델을 스프레드시트 모델로 변환하여, 수학적 모델로부터 수학적 결론을 얻는 단계를 거치지 않고도 실세계 상황을 해석하고 설명할 수 있는 기회를 제공할 수 있음을 보였다.

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수학적 모델링 사례 분석을 통한 초등 수학에서의 지도 방안 연구 (Exploration of Teaching Method through Analysis of Cases of Mathematical Modeling in Elementary Mathematics)

  • 김민경;홍지연;김은경
    • 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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    • 제48권4호
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    • pp.365-385
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    • 2009
  • Recently, mathematical modeling has been attractive in that it could be one of many efforts to improve students' thinking and problem solving in mathematics education. Mathematical modeling is a non-linear process that involves elements of both a treated-as-real world and a mathematics world and also requires the application of mathematics to unstructured problem situations in real-life situation. This study provides analysis of literature review about modeling perspectives, case studies about mathematical modeling, and textbooks from the United States and Korea with perspective which mathematical modeling could be potential and meaningful to students even in elementary school. Further, teaching method with mathematical modeling was investigated to see the possibility of application to elementary mathematics classroom.

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