Simple categorization of mathematical objects: Examining students' decisions

Abstract

Cílem disertační práce je popsat rozhodovací proces žáků a studentů při tzv. jednoduché kategorizaci, neboli rozhodnutí, zda konkrétní objekt je, nebo není prvkem dané kategorie. Tento proces je přitom zkoumán v kontextu kategorií matematických objektů. V teoretické části práce jsou představeny argumenty, proč je zkoumání jednoduché kategorizace matematických objektů důležité pro didaktiku matematiky. Tyto argumenty přitom nevycházejí pouze z dostupné literatury v didaktice matematiky, ale částečně čerpají také z literatury historické, matematické a psychologické. V prakticky zaměřených kapitolách práce je popsán návrh a pilotáž výzkumného nástroje vhodného ke zkoumání jednoduché kategorizace. Dominantními prvky tohoto nástroje je měření binárních odpovědí (ano/ne) respondenta a jeho reakčního času. Tento nástroj je poté využit v hlavní studii se smíšenou, kvalitativně-kvantitativní metodologií. Bylo zjištěno, že pomocí navrženého nástroje je při dodržení vhodných metodologických pravidel možno rozlišit různé přístupy respondentů ke kategorizaci. Navíc byly popsány základní vzory v rozhodovacím procesu respondentů. Těmi jsou například rozdíly v kategorizaci příkladů a "nepříkladů", rozdíly v kategorizaci jednodušších a komplikovanějších objektů, vztah mezi počty správných odpovědí respondenta a...

The aim of the thesis is to describe the decision making process of students in the so-called simple categorization, i.e., decision whether a particular object is or is not an element of a category. This process is examined in the context of categories of mathematical objects. The theoretical part of the thesis presents arguments why the study of simple categorization of mathematical objects is important for mathematics education. These arguments are not only based on the available literature in mathematics education, but also partly draw on historical, mathematical and psychological literature. The practical chapters of the thesis describe the design and piloting of a research tool suitable for this research. The dominant elements of this tool are the measurement of the binary answers (yes / no) of the respondent and of his/her reaction time. This tool is then used in the Main study based on mixed, qualitative-quantitative methodology. It was found that with the help of the proposed tool, while adhering to appropriate methodological rules, it is possible to distinguish different approaches of respondents to categorization. In addition, the basic patterns in the decision-making process of the respondents were described. These are, for instance, differences in the categorization of examples and non-...