به سوی علوم ریاضی

به سوی علوم ریاضی

بازنمایی مشتق در سه جهان تفکر ریاضی

نوع مقاله : مقاله علمی -ترویجی (تألیفی)

نویسنده
گروه آموزش ریاضی، دانشگاه فرهنگیان، صندوق پستی -888 56441 تهران، ایران
چکیده
مفهوم مشتق از بنیادی ترین مفاهیم حساب دیفرانسیل و انتگرال است که نقشمهمی در یادگیری مباحث پیشرفته

ریاضی و کاربردهای آن در علوم مختلف ایفا می کند. با وجود اهمیت این مفهوم، بسیاری از دانش آموزان و دانشجویان

در درک مفهومی آن با چالش هایی مواجه هستند. بسیاری از دشواری های یادگیری مشتق ناشی از ناتوانی یادگیرندگان

در برقراری ارتباط میان نمایش های هندسی، جبری و اثباتی این مفهوم است. پژوهش حاضر با هدف تبیین مفهوم

مشتق در چارچوب نظریه سه جهان تفکر ریاضی انجام شده است. این نظریه، تفکر ریاضی را در سه جهان تجسمی،

نمادین و اثبات مورد بررسی قرار می دهد و بر ارتباط میان این جهان ها در شکل گیری یادگیری عمیق تأکید دارد. در

این مقاله، ابتدا مبانی نظری سه جهان تفکر ریاضی معرفی شده و سپس بازنمایی های مختلف مفهوم مشتق در هر یک از

این جهان ها نمایش و تحلیل گردیده است. همچنین، بهره گیری از چارچوب سه جهان تفکر ریاضی می تواند به شناسایی

موانع یادگیری و طراحی راهبردهای آموزشی مؤثر برای ارتقای درک مفهومی مشتق کمک کند. بر این اساس، توجه

همزمان به ابعاد تجسمی، نمادین و اثباتی در آموزش مشتق می تواند زمینه ساز یادگیری عمیق تر و پایدارتر این مفهوم

در دانش آموزان و دانشجویان باشد.
کلیدواژه‌ها

۱ی. آذرنگ، کیفیت یادگیری حساب دیفرانسیل و انتگرال در ایران، مجله رشد آموزش ریاضی، .۳۰ –۲۴ (۱۳۹۱) ۲۷
 
.۲م. آقایی، بررسی توانایی های کنترلی برای حل مسئله در انتگرال بی نهایت ، پایان نامه کارشناسی ارشد منتشر نشده، دانشگاه شهید باهنر ایران، .۱۳۸۶
 
.۳حسابان دوازدهم. کتاب درسی حسابان دوازدهم ، انتشارات کتب درسی، تهران، ایران، .۱۴۰۱
 
.۴ح.ا. رکن آبادی، انواع درک مفهومی: نظریه های مختلف ، پایان نامه کارشناسی ارشد منتشر نشده، دانشگاه شهید باهنر ایران، .۱۳۸۶
 
.۵ف. زینی وند، تبیین مفهومی تفکر ریاضی: چیستی، چرایی و چگونگی، دوفصلنامه مطالعات برنامه درسی آموزش عالی، ۶ .۱۷۲ –۱۵۳ (۱۳۹۴)
 
.۶و. عالمیان، م. صابری، م. و حبیبی، تحلیل خطاهای دانش آموزان چهارم تجربی در حل مسائل کلامی کاربرد مشتق بر اساس مدل نیومن در شهرستان سمیرم، پویش در آموزش علوم پایه، .۲۵ –۱ (۱۳۹۷) ۴
 
.۷ز. گویا و ع. حسام نقش طرحواره ها در شکل گیری بدفهمی های ریاضی دانیش آموزان، رشد آموزش ریاضی، (۱۳۹۱) ۲۳ .۱۵ –۴
 
.۸ر. محمدیان، شناسایی عوامل تأثیرگذار بر بدفهمی ها در مشتق و ارائه آموزش با استفاده از نظریه برونر جهت بهتر فهمیدن آن برای دانش آموزان پسر سال سوم دبیرستان شهرستان آبادان ، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران، .۱۳۹۳ 
۹م. نوریان، ا.ح. داشته و م. سمیعی زفر قندی، واکاوی تجربیات معلمان درباره موانع و مشکلات یادگیری درس ریاضی، دوماهنامه علمی‑پژوهشی راهبــردهای آموزش در علوم پزشکی، .۱۸۵ –۱۷۴ (۱۴۰۰) ۱۵
 
.۱۰م. یزدانفر، بررسی مهارت های مطالعه در حساب دیفرانسیل و انتگرال برای دوره کارشناسی ، پایان نامه کارشناسی ارشد منتشر نشده. دانشگاه شهید باهنر، ایران، .۱۳۸۵
 
11. R. Antonio Zambrano, D.I. Escudero Ávila, and E. Flores Medrano, An introduction to the concept of derivative in high school students, Educ. Mat., 31 (2019) 258–280.
 
12. K.E. Chin, F.F. Jiew, and D. Tall, The articulation principle for making long-term sense of mathematical expressions by how they are spoken and heard: Two case studies, The Mathematics Enthusiast, 19 (2022) 657–676.
 
13. K.M. Devendraiah, Differential Calculus, BR Publications, 2026.
 
14. E. Dubinsky, Constructive aspects of reflective abstraction in advanced mathematics, In:
 
Steffe, L.P. (eds) Epistemological Foundations of Mathematical Experience (pp. 160–202),
 
Recent Research in Psychology. Springer, New York, NY, 1991.
 
15. E. Gray and D. Tall, Relationships between embodied objects and symbolic procepts: An explanatory theory of success and failure in mathematics, In PME conference, 3 (2001) 3–65.
 
16. G. Greefrath, R. Oldenburg, H.S. Siller, V. Ulm, and H.G. Weigand, Mathematics students’ characteristics of basic mental models of the derivative, Journal für Mathematik-Didaktik (2022) 1–27.
 
17. S. Haber and M. Abboud, Students’ conceptual understanding of a function and its derivative in an experimental calculus course, J. Math. Behav., 25 (2006) 57–72.
 
18. N. Hashemi, H. Kashefi, and M.S. Abu, The emphasis on generalization strategies in teaching integral: Calculus lesson plans, Sains Humanika , 12 (2020) 35–43.
 
19. G. Jameson, M. F. Machaba and V.G. Fasinu, Misconceptions and errors among grade 12 students when learning differentiation rules: A case study, Math. Educ. J., 8 (2024), 221–243.
 
20. Y. Karpuz and E.Atasoy, High school mathematics teachers’ content knowledge of the logical structure of proof deriving from figural-concept interaction in geometry, Int. J. Math. Educ. Sci. Technol., 51(2020) 585–603.
 
21. H. Kashefi, Mathematical thinking in multivariable calculus through blended learning , Unpublished Ph.D. Thesis, Universiti Teknologi Malaysia (UTM). alaysia, 2012.
 
22. N. Metaxas, Diffculties on understanding the indefinite integral, In Woo, J. H., Lew, H. C., Park, K. S., Seo, D. Y. (Eds.), Proceedings of the 31st Conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education, Seoul: PME, (2007) 265–272.
 
23. E. Nardi, T. Dreyfus, A.S. González-Martín, J. Monaghan and P.W. Thompson, Editorial for the special issue making meaning through, and for, Calculus in Biology, Chemistry, Economics, Engineering, and Physics, Int. J. Res. Undergrad. Math. Educ., 11 (2025), 661–670.
 
24. W.R. Oktaviani, T. Herman and D. Darhim, Didactic design to improve mathematical reasoning ability of high school students on derivative application materials, In AIP Conference  Proceedings, 2577 (2022) 20–47.
 
25. Roselainy A. Changing my own and my students’ attitudes to calculus through working on mathematical thinking, Unpublished Ph. D. Thesis. Open  niversity. UK, 2008.
26. A.H. Schoenfeld, Learning to think mathematically: Problem solving, metacognition, and sense-making mathematics, Grouws, D. (Ed), Research on Mathematics Teaching and Learning, 334–370. Macmillan, New York. USA, 1992.
 
27. P. McClain, Curriculum for a two semester calculus course specializing in life science and data science, Master’s thesis, Louisiana State University and Agricultural & Mechanical College, 2026.
 
28. D. Tall, Advanced mathematical thinking (11 Ed.). London: Kluwer academic publisher,2002.
29. D. Tall, Thinking through three worlds of mathematics, In Proceedings of the 28th Conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education, Bergen: Bergen University College, Norway, 4 (2004) 281–288.
 
30. D. Tall, The transition to formal thinking in mathematics, Math. Educ. Res. J., 20 (2008)5–24.
 
31. D. Tall, A sensible approach to the calculus, Plenary at The National and International Meeting on the Teaching of Calculus. 23–25th September, Puebla, Mexico, 2010.
 
32. D. Tall, Making sense of mathematical thinking over the long term: The framework of three worlds of mathematics and new developments, MINTUS:  eiträge zur mathematischen, naturwissenschaftlichen und technischen Bildung. Wiesbaden: Springer, 2020.
 
33. R.A. Tarmizi, Visualizing students’ diffculties in learning calculus, Procedia Soc. Behav. Sci., 8 (2010) 377–383.
 
34. R.D. Thomas, James Hutton’s concept of time: that of Leibniz, not Newton, Geol. Today,38 (2022) 108–111.
 
35. A. Thompson, Bridging mathematical proficiency and economic reasoning: A commentary on calculus in undergraduate economics education, Int. J. Res. Undergrad. Math. Educ, 11(2025), 773–780.
 
36. A. Watson and J. Mason, Questions and prompts for mathematical thinking, ATM, Derby,1998.
 
37. Y. M. Yusof and D. Tall, Changing attitudes to university mathematics through problem solving, Educ. Stud. Math., 37 (1998), 
ارسال نظر در مورد این مقاله
نام را وارد کنید.
نشانی پست الکترونیکی را به درستی وارد کنید.
وابستگی سازمانی را به درستی وارد کنید.
توضیحات را وارد کنید (حداقل 50 حرف)
CAPTCHA Image
شناسه امنیتی را به درستی وارد کنید.