Understanding of Algebraic Proofs Including Literal Expressions: Expressions or Contexts?

문자식을 포함한 대수 증명에 대한 중학교 3학년 학생들의 이해 연구 - 문맥과 문자식, 어느 것을 보는가 -

Students' difficulties and errors in relation to mathematical proofs are worth while to say one of the dilemmas in mathematics education. The potential elements of their difficulty are scattered over the process of proving in geometry as well as algebra. This study aims to investigate whether middle school students understand the context of algebraic proof including literal expressions. We applied 24 third-grade middle school students a test item which shows a proof including a literal expression and missing the conclusion. Over the half of them responded wrong answers based on only the literal expression without considering its context. Three of them were interviewed individually to show their thinking. As a result, we could find some characteristics of their thinking including the perspective on proof as checking the validity of algebraic expression and the gap between proving and understanding of proof etc. From these, we also discussed about several didactical implications.

증명 학습과 관련하여 학생들이 경험하는 어려움과 오류는 수학교육계의 난제라 할 만하다. 증명에 대한 형식적 학습이 이루어지는 기하 영역에서뿐만 아니라 대수 증명에 대해서도 문자식의 처리나 일반성의 파악과 관련하여 어려움의 요소는 도처에서 발견된다. 본 연구에서는 두 3의 배수의 합은 3의 배수라는 명제에 대한 문자식을 포함한 증명에서 학생들이 증명의 문맥을 적절하게 이해하는가를 알아보는 데 초점을 둔다. 중학교 3학년 학생 24명을 대상으로 하여 증명 과정에 문자식이 포함되며 결론 부분은 빈 칸으로 생략되어 있는 증명을 제시하고 그 증명이 어떤 명제에 대한 증명인지 알아보도록 한 결과 반 이상의 학생이 문자식 자체에 근거하여 부적절한 응답을 하였다. 나아가 그 중 임의 추출한 세 명을 개별 면담함으로써 사고 특징을 조사하였다. 대수 증명을 식의 성립을 보이는 것으로 간주하는 증명관, 증명 수행과 이해에서의 문자식 해석의 괴리 등을 비롯한 사고 특징을 파악하고 그로부터 교육적 시사점을 도출하였다.