Uppgiftsdesign och lärarstöd som främjar elevers matematiska resonemang

Forskningsprojektet beviljades bidrag vid institutets utlysning 2022.

Varför är forskningen viktig?

Det är känt sedan minst 30 år att nyckeln till djupa och varaktiga matematikkunskaper är att undervisningen ger rika möjligheter för elever att lösa uppgifter genom att själva konstruera matematiska resonemang (konstruktiv design). Ändå bygger undervisningen ofta på elevers imitation av beskrivna lösningsmetoder (imitativ design). Sådan undervisning kan se ut att fungera väl eftersom eleverna i klassrummet kan arbeta på och lösa många likadana uppgifter, men leder till begränsat och ytligt lärande, vilket blir tydligt på längre sikt, då eleverna har svårt att minnas och koppla ihop matematiskt innehåll. Trots detta är konstruktiv design ovanlig i praktiken. Det finns flera orsaker till detta: den är mer utmanande för både lärare och elever, vi vet inte tillräckligt om hur och varför sådan undervisning leder till bättre lärande och varken tidigare forskning eller befintliga läromedel ger tillräckligt specifik vägledning för utformning av uppgifter och lärarstöd.

Projektets två frågeställningar är:

1. Hur bör kombinationen av uppgifter och lärarstöd utformas för att stödja elevers egna matematiska resonemang?
2. Hur påverkar egenskaper hos uppgifter och lärarstöd elevers resonemang och elevers kunskaper i matematik?

Hur projektet ska genomföras?

Projektet innefattar tre faser:

1. Den första fasen är utforskande. Under denna fas samarbetar lärare och forskare för att utveckla en konstruktiv undervisningsdesign. Fasen upprepas för olika matematiskt innehåll och resulterar i 4–8 interventioner med konstruktiv design. I denna fas ingår också att beskriva hur imitativ undervisningsdesign ser ut för motsvarande matematiskt innehåll.
2. I den andra fasen testas den designade undervisningen i jämförande undervisningsexperiment.  En grupp elever får möta den imitativa designen som innebär en kontrollerad version av vanligt förekommande undervisning: varje uppgift har en på förhand beskriven metod och om eleven kör fast beskriver läraren metoden igen. Den andra gruppen får möta den konstruktiva designen som utvecklats i den första fasen, och arbeta med uppgifter utan given lösningsmetod. Om eleverna behöver hjälp använder läraren formativ bedömning i syfte att stödja elevens egen konstruktion av ett matematiskt resonemang och tar hänsyn till den specifika kunskap eleverna är tänkta att tillgodogöra sig när återkopplingen utformas.
3. I den tredje fasen analyseras data från samtliga försök och experiment. Resultatet av denna analys kommer att bestå av generella principer för design av uppgifter och lärarstöd som utvecklar elevers matematiska kunskap, som kan användas för att revidera och utveckla uppgifter och lärarstöd också för andra matematikområden.

Projektgrupp

Utvecklingen av en konstruktiv undervisningsdesign bygger på att lärare och forskare har ett nära samarbete och att lärare har möjlighet att utprova de idéer som tas fram. Genom iterationer med utveckling av idéer som sedan testas av lärare, som en del i deras dagliga praktik i årskurs 4–6, kommer både lärares och forskares speciella kompetenser kunna komplettera varandra och bidra till utvecklingen av undervisningsdesignen. Eftersom lärarna arbetar med elever i heterogena klasser, kommer undervisningsdesignen vara anpassad till flera olika nivåer av förkunskaper. De resultat och lärdomar projektet leder till rapporteras inte bara i vetenskapliga tidskrifter utan kommer också publiceras i publikationer som riktar sig till lärare. Att projektets resultat genereras genom iterationer av tester av undervisningsdesigner i vanliga klassrum kommer göra att resultaten lättare går att använda av lärare.

Projektgruppen består av: