A 3D Visualization Teaching-Learning Trajectory for Elementary Grades Children - Jacqueline Sack, Irma Vazquez

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A 3D Visualization Teaching-Learning Trajectory for Elementary Grades Children (eBook)

Jacqueline Sack, Irma Vazquez (Autoren)

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2016 | 1st ed. 2016
VI, 44 Seiten
Springer International Publishing (Verlag)
978-3-319-29799-6 (ISBN)

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This monograph describes the development and use of a 3D visualization teaching-learning trajectory for elementary age learners. Using design research principles, the authors developed this trajectory using the NCTM recommendations and the Spatial Operational Capacity (SOC) theoretical framework to guide lesson development. The SOC framework utilizes actual 3D models, 2D and abstract representations of the actual models, and, a dynamic computer interface, the Geocadabra Construction Box, which integrates these representations dynamically in real time. The work begins with describing the theoretical SOC frameworks that guided the study, the inquiry-based learning focus, the research method used, and informal pre-program interviews with participant children. The next chapter describes introductory activities used to orient the children to the 3D objects that they used throughout the program. The book then focuses on the development of abstract top-view numeric plan representations leading to representations of rectangular prisms, followed by front-side-top view representations. The last chapter shows how numeracy was integrated into the program to support the demanding official mathematics curriculum.

Contents 6
1 Introduction and Project Background 8
Abstract 8
1.1 The Start of a Task-Design Journey in the Context of Block Buildings 8
References 10
2 Theoretical Frameworks and School Context 11
Abstract 11
2.1 Why Are Visualization Skills Important? 11
2.2 The Spatial Operational Capacity Framework 12
2.3 Research Methodology 14
2.4 School and Classroom Context 14
2.5 Pre-program Interview 15
References 16
3 Introductory Activities 18
Abstract 18
3.1 Four Block Houses 18
3.2 The Soma Puzzle Pieces 21
3.3 The Coordinate Grid 22
References 23
4 The Geocadabra Construction Box Dynamic Geometry Interface 24
Abstract 24
4.1 Learning to Use the Construction Box 24
4.2 Supporting Learners with Relatively Weak Visual Skills 27
4.3 Front-Side-Top Views 30
Reference 32
5 3D to 2D via Top-View Plans 33
Abstract 33
5.1 Self-created Task Card Puzzles 33
5.2 Extended Construction Box 36
5.3 Rectangular Prisms and Their Volumes 39
References 40
6 Connections to Numeracy 41
Abstract 41
6.1 Scaling up the Soma Cube 41
6.2 Permutations Within Cake Patterns 45
6.3 Conclusions 47
References 48

Erscheint lt. Verlag	21.3.2016
Reihe/Serie	SpringerBriefs in Education
Zusatzinfo	VI, 44 p. 31 illus.
Verlagsort	Cham
Sprache	englisch
Themenwelt	Geisteswissenschaften
Themenwelt	Sozialwissenschaften ► Pädagogik ► Schulpädagogik / Grundschule
Schlagworte	3D visualization • 3D visualization and numeracy connections • Abstract top-view numeric plan representations • elementary mathematics education • Front-side top view representations • Geocadabra Construction Box • Learning and Instruction • Spatial Operational Capacity (SOC) • Visualization of geometric objects • Visualization skills in elementary learning • Volume conceptualization using multiple representations
ISBN-10	3-319-29799-6 / 3319297996
ISBN-13	978-3-319-29799-6 / 9783319297996

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