This thesis analyzes the nature of proof in the perspective on the philosophy of mathematics. such as absolutism, quasi-empiricism and social constructivism. And this thesis searches for the improvement of teaching proof in the light of the result of those analyses of the nature of proof. Though the analyses of the nature of proof in the perspective on the philosophy of mathematics, it is revealed that proof is a dynamic reasoning process unifying the way of analytical thought and the way of synthetical thought, and plays remarkably important roles such as justification, discovery and conviction. Hence we should teach proof as a dynamic reasoning process unifying the way of analytic thought and the way of synthetic thought, avoiding the mistake of dealing with proof as a unilaterally synthetic method. At the same time, we should make students have the needs of proof in a natural way by providing them with the contexts of both justification and discovery simultaneously. Finally, we should introduce the aspect of proof that can be represented as conviction, understanding, explanation and communication to school mathematics.
This study aims to examine pre- and in-service mathematics teachers' reasoning and how they justify their reasoning. For this purpose, we developed a set of mathematical tasks that are based on mathematical contents for middle grade students and conducted the survey to pre- and in-service teachers in Korea. Twenty-five pre-service teachers and 8 in-service teachers participated in the survey. The findings from the data analysis suggested as follows: a) the pre- and in-service mathematics teachers seemed to be very dependent of the manipulation of algebraic expressions so that they attempt to justify only by means of procedures such as known algorithms, rules, facts, etc., rather than trying to find out a mathematical structure in the first instance, b) the proof that teachers produced did not satisfy the generality when they attempted to justify using by other ways than the algebraic manipulation, c) the teachers appeared to rely on using formulas for finding patters and justifying their reasoning, d) a considerable number of the teachers seemed to stay at level 2 in terms of the proof production level, and e) more than 3/4 of the participating teachers appeared to have difficulty in mathematical reasoning and proof production particularly when faced completely new mathematical tasks.
Journal of the Korea Society of Computer and Information
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v.27
no.7
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pp.35-48
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2022
In this study, it propose a proof theory method for expressing and reasoning knowledge in a multiagent environment. Since this method determines logical results in a mechanical way, it has developed as a core field from early AI research. However, since the proposition cannot always be proved in any set of closed sentences, in order for the logical result to be determinable, the range of expression is limited to the sentence in the form of a clause. In addition, the resolution principle, a simple and strong reasoning rule applicable only to clause-type sentences, is applied. Also, since the proof theory can be expressed as a meta predicate, it can be extended to the metalogic of the proof theory. Metalogic can be superior in terms of practicality and efficiency based on improved expressive power over epistemic logic of model theory. To prove this, the semantic method of epistemic logic and the metalogic method of proof theory are applied to the Muddy Children problem, respectively. As a result, it prove that the method of expressing and reasoning knowledge and common knowledge using metalogic in a cooperative multiagent environment is more efficient.
In this paper, we investigated difficulties that middle school students face in the teaming process of proof, and then inquired how does learning of proof using GSP ease students' difficulties. Throughout the inspection, we identified that students have difficulties in understanding process of premise and conclusion, use of notation, process of reasoning. And we identified, throughout learning process of proof using GSP, students can be feedbacked for their guess or reasoning, generalize the special case to general properties and have attitude checking ideas needed in proof by themselves.
Proof is an essential characteristic of mathematics and as such should be a key component in mathematics education. But, teaching proof in school mathematics have been unsuccessful for many students. The traditional approach to proofs stresses formal logic and rigorous proof. Thus, most students have difficulties of the concept of proof and students' experiences with proof do not seem meaningful to them. However, different views of proof were asserted in the reassessment of the foundations of mathematics and the nature of mathematical truth. These different views of justification need to be reflected in demonstrative geometry classes. The purpose of this study is to characterize the types of students' justification in demonstrative geometry classes taught using dynamic software. The types of justification can be organized into three categories : empirical justification, deductive justification, and authoritarian justification. Empirical justification are based on evidence from examples, whereas deductive justification are based logical reasoning. If we assume that a strong understanding of demonstrative geometry is shown when empirical justification and deductive justification coexist and benefit from each other, then students' justification should not only some empirical basis but also use chains of deductive reasoning. Thus, interaction between empirical and deductive justification is important. Dynamic geometry software can be used to design the approach to justification that can be successful in moving students toward meaningful justification of ideas. Interactive geometry software can connect visual and empirical justification to higher levels of geometric justification with logical arguments in formal proof.
The equality relation is very important in mechanical theorem proving procedures. A proposed inference rule called RHU-resolution is intended to extend the hyperparamodulation[23, 9] by introducing a bidirectional proof search that simultaneously employs a forward reasoning and a backward reasoning, and generalize it by incorporating beneflts of extended hyper steps with a preprocessing process, that includes a subsumption check in an equality graph and a high level planning. The forward reasoning in RHU-resolution may replace the role of the function substitution link.[9] That is, RHU-deduction without the function substitution link gets a proof. In order to control explosive generation of positive equalities by the forward reasoning, we haue put some restrictions on input clauses and k-pd links, and also have included a control strategy for a positive-positive linkage, like the set-of-support concept, A linking path between two end terms can be found by simple checking of linked unifiability using the concept of a linked unification. We tried to prevent redundant resolvents from generating by preprocessing using a subsumption check in the subsumption based eauality graph(SPD-Graph)so that the search space for possible RHU-resolution may be reduced.
In this note we examined some terms, parallel lines and angles in elementary school mathematics and middle school mathematics respectively. Since some terms are represented early in elementary school mathematics and not repeated after, some students are not easy to apply the terms to their lesson. Also, since the relation between parallel lines and angles are treated intuitively in 7-th grade, applying the relation for a proof in 8-th grade would be meaningless. For the variety of mathematics education, it is desirable that the relation between parallel lines and angles are treated as postulate. Also, for out standing students, it is desirable that we use deductive reasoning to prove the relation between parallel lines and angles as a theorem. In particular, the treatments of vertical angles and the relation between parallel lines and angles in 7-th grade text books must be reconsidered. Proof is very important in mathematics, and the deductive reasoning is necessary for proof. It would be efficient if some properties such as congruence of vertical angles and the relation between parallel lines and angles are dealt in 8-th grade for proof.
Proof serves a critical role in mathematical practices as well as in fostering student's mathematical understanding. However, the research literature accumulates results that there are not many opportunities available for students to engage with proving-related activities and that students' understanding about proof is not promising. This unpromising state of instruction of proof calls for a novel approach to address the aforementioned issues. This study investigated an instruction of proof to explore a pedagogy to teach how to prove. The teacher utilized the way of problem posing to make proving a routine part of everyday lesson and changed the classroom culture to support student proving. The study identified the teacher's support for student proving, the key pedagogical changes that embraced proving as part of everyday lesson, and what changes the teacher made to cultivate the classroom culture to be better suited for establishing a supportive community for student proving. The results indicate that problem posing has a potential to embrace proof into everyday lesson.
The purpose of this study is to investigate the reasons and backgrounds of drawing auxiliary lines in the proof of geometry. In most of proofs in geometry, drawing auxiliary lines provide important clues, thus they play a key role in deductive proof. However, many student tend to have difficulties of drawing auxiliary lines because there seems to be no general rule to produce auxiliary lines. To alleviate such difficulties, informal activities need to be encouraged prior to draw auxiliary lines in rigorous deductive proof. Informal activities are considered to be contrasting to deductive proof, but at the same time they are connected to deductive proof because each in formal activity can be mathematically represented. For example, the informal activities such as fliping and superimposing can be mathematically translated into bisecting line and congruence. To elaborate this idea, some examples from the middle school mathematics were chosen to corroborate the relation between informal activities and deductive proof. This attempt could be a stepping stone to the discussion of how to teach auxiliary lines and deductive reasoning.
In this study, I investigated how pre-service teachers (PSTs) proved three geometric problems by using Geometer's SketchPad (GSP) software. Based on observations in class and results from a test of geometric reasoning, eight PSTs were sorted into four of the five van Hiele levels of geometric reasoning, which were then used to predict the PSTs' levels of reasoning on three tasks involving proofs using GSP. Findings suggested that the ways the PSTs justified their geometric reasoning across the three questions demonstrated their different uses of GSP depending on their van Hiele levels. These findings also led to the insight that the notion of "proof" had somewhat different meanings for students at different van Hiele levels of thought. Implications for the effective integration of technology into pre-service teacher education programs are discussed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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