Kognitive utfordringer i temaet divisjon med brøk: En studie av hvordan tre lærere på ungdomstrinnet tilrettelegger for ulike elevers behov i klasserommet i arbeidet med kognitive utfordringer

Abstract

Studien har som formål å få innsikt i hvilke kognitive utfordringer elever møter i klasserommet i det matematiske temaet divisjon med brøk. Forskningsspørsmålet i vår studie er: Hvilke kognitive utfordringer møter elever i tre ulike klasserom på ungdomstrinnet i temaet divisjon med brøk? For å svare på dette forskningsspørsmålet har vi to underspørsmål: Hvilke kognitive krav stilles av oppgavene lærerne bruker i sin undervisning? og Hvordan legger læreren til rette for ulike elevers behov i klasserommet i arbeidet med kognitive utfordringer?

For å finne svar på forskningsspørsmålene har vi gjennomført semistrukturerte intervju av tre ungdomsskolelærere med fokus på hvordan de legger til rette for ulike elevers behov i arbeidet med kognitive utfordringer. Intervjuene ble transkribert og kodet med utgangspunkt i SDI-modellen som beskrevet i Tjora (2018). I etterkant av intervjuene samlet vi inn oppgavene som ble brukt av de samme lærerne i temaet divisjon med brøk. Oppgavene ble analysert med utgangspunkt i Smith & Steins (1998) Task Analysis Guide. Task Analysis Guide gir en oversikt over de mulighetene for læring som finnes i ulike matematikkoppgaver og hvilken matematisk tenkning de krever av elevene. Den skiller mellom oppgaver som stiller lave kognitive krav og høye kognitive krav. Innenfor kategorien lave kognitive krav skilles det mellom to nivå, memorering og prosedyrer uten sammenhenger. Kategorien høye kognitive krav skiller også mellom to nivåer, prosedyrer med sammenhenger og matematisk tenkning.

Resultatene fra studien viser at de fleste oppgavene som benyttes i temaet divisjon med brøk kan knyttes til de to nivåene prosedyrer med sammenhenger og prosedyrer uten sammenhenger. Kun en oppgave ble klassifisert på nivået matematisk tenkning og to av lærerne hadde stor overvekt på oppgaver som ble klassifisert som lave kognitive krav. Gjennom transkriberingen og kodingen etter SDI-modellen kom vi fram til funnene: variasjon, differensiering og samarbeid. Den tilretteleggingen lærerne gjør for å nå ulike elevers behov indikerer at de har fokus på tilpasset opplæring i sin undervisning. De ønsker å utfordre elever med både lavt og høyt læringspotensial i undervisning, gjennom variasjon i undervisning, differensiering i oppgavene og tilrettelegging for samarbeid for å utvikle læring og forståelse.

The purpose of the study is to gain insight into the cognitive challenges students face in the classroom in the mathematical topic division with fractions. The research question in our study is: What cognitive challenges do students in three different classrooms face at the lower secondary school in the topic division with fractions? To answer this research question, we pose two sub-questions: What cognitive demands are set by the tasks teachers use in their teaching? and How does the teacher facilitate the needs of different students in the classroom in working with cognitive challenges? To answer the research questions, we conducted semi-structured interviews of three secondary school teachers with a focus on how they facilitate different students' needs in working with cognitive challenges. The interviews were transcribed and coded based on the SDI-model as described in Tjora (2018). After the interviews, we collected the assignments that were used by the same teachers on the topic of division with fractions. The tasks were analyzed on the basis of Smith & Steins (1998) Task Analysis Guide. The Task Analysis Guide provides an overview of the possibilities for learning that exist in different mathematics problems and what type of mathematical thinking they require of students. It distinguishes between tasks that make low cognitive demands and high cognitive demands. Within the category of low cognitive demands, a distinction is made between two levels, memorization and procedures without connections. The category of high cognitive demands also distinguishes between two levels, procedures with connections and doing mathematics. The results from the study show that most of the tasks used in the topic division with fractions can be linked to the two levels procedures with connections and procedures without connections. Only one task was classified at the level of doing mathematics and two of the teachers had a majority of tasks that were classified as low cognitive demands. Through the transcription and coding according to the SDI-model, we arrived at the findings: variation, differentiation and collaboration. The facilitation that teachers make to meet the needs of different students indicates that teachers focus on adapted education in their teaching. They want to challenge students with both low and high learning potential in their teaching, through variation in teaching, differentiation in the tasks and facilitating collaboration to develop learning and understanding.