Reasoning processes mobilized by DIC students to understand the Riemann integral

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5007/1982-5153.2024.e93431

Keywords:

Teaching differential and integral calculus, Definite integrals, Riemann integrals, Processes of mathematical reasoning

Abstract

In this paper, we intend to identify the mathematical reasoning processes mobilized by Engineering students of a Public University of Paraná when solving a mathematical task and understand how such processes contribute to the elaboration of some of the layers of knowledge associated with Riemann Integrals. To this end, we consider data collected from working with an exploratory task involving Riemann Sums. This work is developed in a qualitative, interpretive perspective. About the mathematical reasoning processes mobilized, the students searched for conjectures, which in some moments were refuted, thus having the need to search for new conjectures and justifications. Subsequently, students formulated a generalization for the conjecture already justified. Such processes activated elements of two layers essential to understand the structure of the Riemman Integral, namely, the Product Layer and the Sum Layer.

Author Biographies

André Luis Trevisan, Federal University of Technology of Paraná

Doutor em Ensino de Ciências e Educação Matemática. Docente da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, campus Londrina.

Eliane Maria de Oliveira Araman, Federal University of Technology of Paraná

Doutora em Ensino de Ciências e Educação Matemática. Docente da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, campus Cornélio Procópio.

Ana Júlia da Silva, Federal University of Technology of Paraná

Licenciada em Matemática pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná Campus Cornélio Procópio.

Tainá Taiza de Araujo, Federal University of Technology of Paraná

Mestre em Ensino de Matemática pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Professora da Educação Básica (SEED/PR).

Arnold Vinícius Prado Souza, Federal University of Technology of Paraná

Doutorando em Ensino de Ciências e Tecnologia pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná.

Alex Sandro de Castilho, Federal University of Technology of Paraná

Doutorando em Ensino de Ciências e Tecnologia pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná.

References

BOGDAN, R. C.; BIKLEN, S. K. Investigação qualitativa em educação. Tradução Maria João Alvarez, Sara Bahia dos Santos e Telmo Mourinho Baptista. Porto: Porto Editora, 1994.

CARNEIRO, L. F. G.; ARAMAN, E. M. O.; TREVISAN, A. L. Procedimientos metodológicos en la investigación del razonamiento matemático de estudiantes cuando resuelven tareas exploratorias. PARADIGMA (MARACAY), p. 132-157, 2022.

ELLIS, A., ÖZGÜR, Z., REITEN, L. Teacher moves for supporting student reasoning. Mathematics Education Research Journal, v. 30, n. 2, p. 1-26, 2018.

GREEFRATH, G. et al. Basic mental models of integrals: theoretical conception, development of test instrument, and first results. ZDM, v.53, p. 649-661, 2021.

HADDAD, S. Que retiennent les nouveaux bacheliers de la notion d’intégrale enseignée aulycée? Petitx, v. 92, p. 7–32, 2013.

JEANNOTTE, D; KIERAN, C. A conceptual model of mathematical reasoning for school mathematics. Educational Studies in Mathematics, v. 96, p. 1-16, 2017.

JONES, S. R; LIM, Y. R; CHANDLER, K. R. Teaching Integration: How Certain Instructional Moves May Undermine the Potential Conceptual Value of the Riemann Sum and the Riemann Integral. International Journal of Science and Mathematics Education, v.15, p.1075–1095, 2017.

LANNIN, J., ELLIS, A. B., ELLIOT, R. Developing essential understanding of mathematics reasoning for teaching mathematics in prekindergarten-grade 8. Reston, VA: National Council of Teachers of Mathematics. 2011.

MATA-PEREIRA, J; PONTE, J. P. Enhancing students’ mathematical reasoning in the classroom: teacher actions facilitating generalization and justification. Educational Studies in Mathematics, v. 96, p. 169–186, 2017.

PONTE, J. P. Gestão curricular em Matemática. Em: GTI (Ed.), O professor e o desenvolvimento curricular. Lisboa: APM, 2005. p. 11-34.

PONTE, J. P; QUARESMA, M; MATA-PEREIRA, J. Como desenvolver o raciocínio matemático na sala de aula? Educação e Matemática, v. 156, p. 7-11, 2020.

RODRIGUES, C.; MENEZES, L.; PONTE, J. P. Práticas de Discussão em Sala de Aula de Matemática: os casos de dois professores. Bolema, v. 12, n. 61, p. 398-418, 2018.

SEALEY, V. Definite integrals, riemann sums, and area under a curve: what is necessary and sufficient?. Psychology of Mathematics Education, Mérida, Editora Universidad Pedagógica Nacional, p.46 - 53, v. 2, nov. 2006.

SEALEY, V. A Framework for Characterizing Student Understanding of Riemann Sums and Definite Integrals. Journal of Mathematical Behavior, n. 33, p. 230-245, 2014.

SENGE, P. A quinta disciplina. 28.ed. rev. e ampl. Rio de Janeiro: Best Seller, 2012.

TREVISAN, A. L.; GOES, H. H. D. O método da exaustão eo cálculo de áreas: proposta e uma tarefa com auxílio do GeoGebra. Educação Matemática em Revista, v. 21, n. 52, p. 79-85, 2016.

TREVISAN, A. L.; MENDES, M. T. Ambientes de ensino e aprendizagem de cálculo diferencial e integral organizados a partir de episódios de resolução de tarefas: uma proposta. Revista Brasileira de Ensino de Ciência e Tecnologia, v. 11, p. 209-227, 2018.

TREVISAN, A. L.; ARAMAN, E. M. O. Processos de Raciocínio Matemático Mobilizados por Estudantes de Cálculo em Tarefas Envolvendo Representações Gráficas. Bolema, v. 35, n. 69, p. 158-178, abr. 2021.

TREVISAN, A. L.; ALVES, R. M. A.; NEGRINI, M. V. Ambiente de ensino e de aprendizagem de Cálculo pautado em episódios de resolução de tarefas: resultados e perspectivas futuras. In: MENDES, M. T.; JUSTULIN, A. M. (Org.). Produtos educacionais e resultados de pesquisas em Educação Matemática. 1 ed. São Paulo: Livraria da Física, v. 1, 2021, p. 155-174.

Published

2024-08-15

Issue

Section

Artigos