Semiotic Representations in The Learning of Rational Numbers by 2nd Grade Portuguese Students
Keywords:
Registers of Semiotic Representation, Mathematics, Learning rational numbers, Unit fraction, Primary SchoolAbstract
The use of different registers to represent mathematical concepts improves their understanding. For example, rational numbers can be represented by symbolic or pictorial representations and by natural language, and this kind of transformation between them improves learning. Based on these assumptions, a teaching experiment for the learning of rational numbers by 2nd grade students were conducted to understand the contribution of semiotic representations in the learning of rational numbers, in particular in the topic of unit fractions. Using a qualitative methodology and a content analysis of the students' written productions, the study shows a greater use of the pictorial representation register compared to the other representation types. Students' main difficulties in learning rational numbers relate to the pictorial representation of unit fractions and to understanding the concept of fraction itself. Some of these difficulties are the result of errors such as the misrepresentation of unit fractions by the pictorial register, the association of the concept "half" with multiple unit fractions, the absence of the fraction bar when they use the symbolic register, the use of everyday terms to represent fractions when students use the natural language register, and the misrepresentation of rational numbers when they use the graphic register.
Downloads
References
Brandl, E., Poffo, A. P., & Silva, A. R. (2016). Análise de atividades envolvendo os números racionais não negativos sob a ótica da teoria da registros de representação semiótica de Duval. In V Simpósio Nacional de Ensino de Ciência e Tecnologia.Ponta Grossa-PR: Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Acedido em 12 de janeiro, 2019, de http://www.sinect.com.br/2016/selecionados.php.
Brocardo, J., & Carrillo, J. (2019). Ensino e aprendizagem dos números e das operações. Quadrante, 28(2), 1-5.
Canavarro, A. P., & Pinto, M. E. (2012). O raciocínio matemático aos seis anos: Características e funções das representações dos alunos. Quadrante, 21(2), 51-79.
Davis, P. J., & Hersh, R. (2020). A experiência matemática. Lisboa: Gradiva.
Dreyfus, T. (2002). Advanced mathematical thinking processes. In D. Tall (Ed.), Advanced mathematical thinking (pp. 25-41). Dordrecht: Kluwer Academic Publisher.
Duval, R. (1993). Registres de représentation sémiotique et fonctionnement cognitif de la pensée. Annales de Didactique et de Sciences Cognitives (pp. 37-65). Strasbourg: IREM – ULP.
Duval, R. (1995). Sémiosis et pensée humaine. Registres sémiotiques et apprentissages intellectuels. Berne: Peter Lang.
Duval, R. (2003). Registros de representações semióticas e funcionamente cognitivo da compreensão em matemática. In S. D. Machado (Org.), Aprendizagem em matemática: Registros de representação semiótica (pp. 11-33). Campinas, SP: Coleção Papirus Educação, Papirus Editora.
Duval, R. (2017). Understanding the mathematical way of thinking – The registers of semiotic representations. Cham: Springer.
Fernandes, M. S. L. (2013). Ensinar Números Racionais no 1.º CEB – Uma experiência com alunos do 4.º ano em período de transição de documentos curriculares. Dissertação de Mestrado em Estudos da Criança, Universidade do Minho, Instituto de Educação, Braga.
Goldin, G., & Shteingold, N. (2001). Systems of representations and the development of mathematical concepts. In A. Cuoco, & F. Curcio (Eds.), Roles of representation in school mathematics - 2001 Yearbook (pp. 1-23). Virgínia: National Council of Teachers of Mathematics.
Guerreiro, A., Tomás Ferreira, R., Menezes, L., & Martinho, M. H. (2015). Comunicação na sala de aula: A perspetiva do ensino exploratório da matemática. Zetetiké: Revista de Educação Matemática, 23(4), 279-295.
Guerreiro, H. G., Morais, C., Serrazina, M. D. L., & Ponte, J. P. D. (2018). Múltiplas representações num percurso de aprendizagem dos números racionais. Livro de Atas do EIEM 2018 Encontro em Investigação em Educação Matemática- A Aula de Matemática (pp. 551-561). Coimbra: SPIEM.
Hodges, T., Cady, J., & Collins, L. (2008). Fraction representation: The not-so-common denominator among textbooks. Mathematics teaching in the middle school, 14 (2), 78-84.
Hunt, J., Tzur, R., & Westenskow, A. (2016). Evolution of unit fraction conceptions in two fifth-graders with a learning disability: An exploratory study. Mathematical Thinking and Learning, 18(3), 182-208.
Kieren, T. E. (1992). Rational and fractional numbers as mathematical and personal knowledge: Implications for curriculum and instruction. Analysis of arithmetic for mathematics teaching, 323-371.
Lamon, S. J. (2007). Rational numbers and proportional reasoning: Toward a theoretical framework for Research. In F. Lester (Ed.), Second Handbook of research on mathematics teaching and learning (pp. 629-667). Charlotte, NC: Information Age Publishing.
Lemonidis, C., & Pilianidis, N. (2020). The 8th grade students’ competencies in alternating different symbolic representations of rational numbers. International Electronic Journal of Mathematics Education, 15(3), 1-14.
Ministério da Educação e Ciência (MEC) (2013). Programa e Metas Curriculares Matemática. Lisboa: Autor.
Morais, C., Cerca, R., Quaresma, M., & da Ponte, J. P. (2014). Os números racionais no 2.º ano: um estudo diagnóstico. In M. Martinho, H., Tomás Ferreira, R. A., A. M. Boavida, & L. Menezes (Eds.), Atas do XXV Seminário de Investigação em Educação Matemática (pp. 91–109). Braga: APM.
NCTM (2007). Princípios e Normas para a Matemática Escolar. Lisboa: Associação de Professores de Matemática.
Oliveira, L. M. (2014). Aprendizagens no empreendimento estudo do raciocínio proporcional. Londrina:
Ponte, J. P., & Quaresma, M. (2012). Compreensão dos números racionais, comparação e ordenação: o caso de Leonor. Interacções, 20, 37-69.
Ponte, J. P., Boavida, A. M., Graça, M., & Abrantes, P. (1997). Didáctica da Matemática. Lisboa: Ministério da Educação.
Ponte, J. P., Serrazina, L., Guimarães, H., Breda, A., Guimarães, F., Sousa, H., Menezes, L., Martins, G., & Oliveira, P. (2007). Programa de Matemática do Ensino Básico. Lisboa: DGIDC.
Scaptura,C., Suh, J., & Mahaffey, G. (2007). Masterpieces to mathematics: Using art to teach fraction, decimal, and percent equivalents. Mathematics teaching in the middle school, 13 (1), 24-28.
Silva, F. A., Santiago, M. M., & dos Santos, M. C. (2014). Significados e representações dos números racionais abordados no exame nacional do ensino médio – ENEM. Bolema, 28(50), 1485-1504.
Woleck, K. (2001). Listen to their pictures: An investigation of children’s mathematical drawings. In A. Cuoco, & F. Curcio (Eds.), Roles of representation in school mathematics - 2001 Yearbook (pp. 215-227). Virgínia: National Council of Teachers of Mathematics.
