Abstract
In this article we report on an interview study involving ten grade 8 students. These interviews served as a qualitative supplement for a large-scale quantitative study on proof and argumentation (N=659). During videotaped interviews the students were asked to solve geometrical proof problems. The results indicate that students’ difficulties with proof and logical argumentation may be explained by insufficient knowledge of facts, deficits in their methodological knoledge about mathematical proofs, and a lack of knowledge with respect to developing and implementing a proof strategy. Low-achieving students show difficulties with respect to all these three aspects, whereas high-achieving students’ difficulties are mainly based on deficits of developing an adequate and correct proof strategy.
Kurzreferat
In diesem Beitrag wird über eine Interviewstudie mit zehn Schülerinnen und Schülern der Jahrgangsstufe 8 berichtet, die als qualitative Ergänzung zu einer quantitativen empirischen Untersuchung mit 659 Probanden durchgeführt wurde. Die Probanden, die in der 7. und 8. Klasse an schriftlichen Tests teilgenommen hatten, wruden beim Lösen geometrischer Beweisaufgaben videografiert und anschließend befragt. Es zeigt sich, dass Schülerschwierigkeiten bei diesen Aufgaben im Wesentlichen auf das Faktenwissen, das Methodenwissen zum mathematischen Beweisen und die Entwicklung und das Verfolgen einer Beweisstrategie zurückgeführt werden können. Während schwächere Schüler in allen drei Bereichen Defizite aufweisen, liegen die Schwierigkeiten der stärkeren Probanden vor allem in der Entwicklung einer Beweisstrategie.
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Literatur
Baumert, J.; Lehmann, R. u. a. (1997): TIMSS—Mathematischnaturwissenschaftlicher Unterricht im internationalen Vergleich. Opladen Leske+Budrich
Blum, W.; Kirsch, A. (1991): Preformal proving: examples and reflections. Educational Studies in Mathematics 22 (2), 183–203
Blum, W.; Neubrand, M. (Hrsg.) (1998): TIMSS und der Mathematikunterricht. Informationen, Analysen und Konsequenzen Hannover Schroedel
Boero, P. (1999): Argumentation and mathematical proof: A complex, productive, unavoidable relationship in mathematics and mathematics education. International Newsletter on the Teaching and Learning of Mathematical Proof, 7/8
Deutsches PISA-Konsortium (2001):PISA 2000: Basiskompetenzen von Schülerinnen und Schülern in internationalen Vergleich. Opladen: Leske+Budrich
Hanna, G.; Jahnke, H. N. (1996). Proof and proving. In: A. J. Bishop; K. Clements; C. Keitel; J. Kilpatrick; C. Laborde (Eds.) International handbook of mathematics education. Vol. 4. Pt. 2 Dordrecht: Kluwer 877–908
Harel, G.; Sowder, L. (1998). Students’ proof schemes: Results from exploratory studies. In: A. H. Schoenfeld; J. Kaput, E. Dubinsky (Eds.) Research in Collegiate Mathematics Education III. Providence, RI: American Mathematical Society, 234–283
Healy, L.; Hoyles, C. (1998): Justifying and Proving in School Mathematics. Technical report on the nationwide survey. Institute of Education, University of London.
Heintz, B. (2000): Die Innenwelt der Mathematik. Zur Kultur und Praxis einer beweisenden Disziplin. Wien: Springer
Heinze, A.; Reiss, K. (2002): Dialoge in Klagenfurt II—Perspektiven empirischer Forschung zum Beweisen, Begründen und Argumentieren im Mathematikunterricht. In: W. Peschek (Ed.), Beiträge zum Mathematikunterricht. Hildesheim: Franzbecker, 227–230
Heinze, A.; Reiss, K. (2003): Reasoning and Proof: Methodological Knowledge as a Component of Proof Competence. In: M. A. Mariotti (Ed.), International Newsletter of Proof, No. 4~6/2003
Heinze, A. & Reiss, K. (2004): The teaching of proof at lower secondary level—a video study. Zentralblatt für Didaktik der Mathematik (ZDM), 36(3), pp. 98–104
Knipping, C.; Krummheuer, G.; Dreyfus, T. (2000): Dialoge in Klagenfurt I—Perspektiven empirischer Forschung zum Beweisen, Begründen und Argumentieren im Mathematikunterricht. In: W. Peschek (Ed.), Beiträge zum Mathematikumterricht. Hildesheim. Franzbecker, 271–274
Krell, K. (2002): Methodenkompetenz im Bereich des Beweisens und Begründens in der Geometrie. Hausarbeit zum 1. Staatsexamen. Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg
Lin, F. L. (2000): Investigating local learning issues in mathematics education from international perspective. Keynote Speech on the Second International Conference on Science, Mathematics and Technology Education, 10.~13.1.2000, Taipeh (Taiwan)
Manin, Y. (1977): A Course in Mathematical Logic. New York: Springer
National Council of Teachers of Mathematics (Ed.) (2000): Principles and Standards for School Mathematics Reston, VA: NCTM
Reiss, K.; Klieme, E.; Heinze, A. (2001): Prerequisities for the understanding of proofs in the geometry classroom. In M. van den Heuvel-Panhuizen (Hrsg.), Proceedings of the 25th Conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education, Vol. 4 Utrecht: Utrecht University, 97–104
Reiss, K.; Heinze, A.; Klieme, E. (2002): Argumentation, proof, and the understanding of proof. In: H. G. Weigand; A. Peter-Koop; N. Neill, K. Reiss; G. Törner; B. Wollring (Eds.), Developments in Mathematics Education in German-speaking Countries. Selected Papers from the Annual Conference on Didactics of Mathematics, Potsdam, 2000. Hildesheim: Franzbecker, 109–120.
Reiss, K.; Hellmich, F.; Thomas, J. (2002): Individuelle und schulische Bedingungsfaktoren für Argumentationen und Beweise im Mathematikunterricht. In M. Prenzel; J. Doll (Hrsg.), Bildungsqualität von Schule: Schulische und außerschulische Bedingungen mathematischer, naturwissenschaftlicher und überfachlicher Kompetenzen. 45. Beiheft der Zeitschrift für Pädagogik. Weinheim: Beltz, 51–64
Reiss, K.; Renkl, A. (2002): Learning to prove: the idea of heuristic examples. Zentralblatt für Didaktik der Mathematik 34 (1); 29–35
Reiss, K.; Thomas, J. (2000): Wissenschaftliches Denken beim Beweisen in der Geometrie. Ergebnisse einer Studie mit Schülerinnen und Schülern der gymnasialen Oberstufe. Mathematica Didactica 23, 96–112.
Stein, M. (1984): Beweisen. Bad Salzdetfurth: Franzbecker
Steinhöfel, W.; Reichold, K. (1971): Zur Behandlung mathematischer Sätze und ihrer Beweise im Mathematikunterricht. Mathematik in der Schule, 11, 707–711
de Villiers, M. (1990): The role and function of proof in mathematics. Pythagoras, 24, 17–24
Wittmann, E. C.; Müller, G. (1988): Wann ist ein Beweis ein Beweis. In P. Bender (Hrsg.) Mathematikdidaktik: Theorie und Praxis. Festschrift für Heinrich Winter. Berlin: Cornelsen, 237–257
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Die Untersuchung entstand im Rahmen des DFG-Projektes “Beweisen und Begründen in der Geometrie” (RE 1247/4-1) im Schwerpunktprogramm “Bildungsqualität von Schule”.