Analysis on Types and Roles of Reasoning used in the Mathematical Modeling Process

수학적 모델링 과정에 포함된 추론의 유형 및 역할 분석

It is a very important objective of mathematical education to lead students to apply mathematics to the problem situations and to solve the problems. Assuming that mathematical modeling is appropriate for such mathematical education objectives, we must emphasize mathematical modeling learning. In this research, we focused what mathematical concepts are learned and what reasoning are applied and used through mathematical modeling. In the process of mathematical modeling, the students used several types of reasoning; deduction, induction and abduction. Although we cannot generalize a fact by a single case study, deduction has been used to confirm whether their model is correct to the real situation and to find solutions by leading mathematical conclusion and induction to experimentally verify whether their model is correct. And abduction has been used to abstract a mathematical model from a real model, to provide interpretation to existing a practical ground for mathematical results, and elicit new mathematical model by modifying a present model.

학생들이 실제 문제 상황에서 수학을 이용하고 문제를 해결하는 것은 수학교육의 중요한 목표이다. 이 연구는 수학적 모델링이 그러한 수학 학습의 목표에 적합하다고 보고 수학적 모델링을 통해서 학생들이 어떤 수학내용을 학습하고 어떤 추론을 경험하고 사용하는지 살펴보았다. 학생들은 수학적 모델링 과정에서 학교수학에서 강조되어 왔던 연역과, 규칙성을 찾는데 기여했던 귀납 뿐 아니라 여러 유형의 가추를 사용하였다. 하나의 사례 연구를 통해 일반화할 수는 없지만, 수학적 모델링에서 연역은 수학적 모델이 옳은지 현실에 비추어 확인하는 과정에서 그리고 수학적 결과를 유도하여 해를 구할 때, 귀납은 수학적 모델이 옳은지를 실험적으로 검증해 보고자 할 때 사용되었다. 가추는 현실 모델로부터 수학적 모델을 추상화하고, 수학적 결과에 대한 현실적 근거를 제시하는 해석을 하고, 현재의 수학적 모델을 수정하여 새로운 수학적 모델을 도출하는데 사용되었다.