science >> Wetenschap >  >> anders

Onderzoekers vinden waarde in vergelijking van meerdere strategieën voor wiskundeonderwijs en -leren

Voorbeeld van het vergelijken van meerdere strategieën vraag. Krediet:Vanderbilt University

Hoe kunnen cognitief-wetenschappelijke principes de verdieping van het wiskundeonderwijs ondersteunen? Een team van onderzoekers van het Peabody College of Education and Human Development van Vanderbilt University en de Graduate School of Education van Harvard University heeft onderzocht hoe het gebruik van een basisleerproces - vergelijking - kan leiden tot betere resultaten voor K-12-studenten in de wiskunde, en analyseerde verschillende benaderingen voor het opnemen van vergelijking in het curriculum. Een samenvatting van de onderzoeksresultaten van Peabody College-onderzoekers Bethany Rittle-Johnson en Kelley Durkin, in samenwerking met Jon Star van Harvard University, werd onlangs gepubliceerd in de december 2020-editie van Huidige richtingen in psychologische wetenschappen .

Als het gaat om het volgen van wiskundige procedures, studenten onthouden vaak de stappen zonder de wiskundige principes te begrijpen die eraan ten grondslag liggen. Door studenten te vragen meerdere methoden voor het oplossen van hetzelfde probleem te vergelijken en te bespreken, wordt het denken van een hogere orde aangemoedigd en moeten studenten blijk geven van een dieper begrip van de concepten. Volgens het onderzoeksteam vergelijken is een natuurlijke manier waarop mensen leren, opmerken dat, bijvoorbeeld, mensen vergelijken vaak producten om te beslissen welke te kopen. Door middel van leerprogramma's en professionele leermogelijkheden, de onderzoekers ondersteunden opvoeders bij het incorporeren van dit natuurlijke denkproces in algebraklaslokalen.

"We hebben hoogwaardig instructiemateriaal en instructieroutines ontwikkeld om leraren te helpen een best-practice in wiskundeonderwijs in hun klaslokalen te gebruiken, " zei Bethany Rittle-Johnson, Anita S. en Antonio M. Gotto leerstoel kinderontwikkeling aan de Vanderbilt University. "Het beschrijven van een effectieve onderwijspraktijk is niet genoeg; leraren hebben materialen en routines nodig om hun gebruik van de praktijk in hun klaslokalen te ondersteunen."

Door hun beoordeling van eerder onderzoek, het team probeerde ook de soorten problemen te begrijpen die studenten zouden moeten vergelijken. Ze beoordeelden onderzoek naar drie soorten vergelijking:meerdere correcte strategieën vergelijken, verwarrende probleemtypen vergelijken, en het vergelijken van juiste en onjuiste strategieën. Ze ontdekten dat het opnemen van dit soort vergelijkingsproblemen resulteerde in meer conceptuele kennis en procedurele flexibiliteit dan de controlegroepen.

Naast het analyseren van de soorten problemen voor studenten om vergelijkingsstrategieën te gebruiken, het team probeerde te begrijpen wanneer in het leerproces vergelijking te gebruiken. specifiek, ze waren nieuwsgierig om te bepalen of vergelijkingsmethoden moeten worden uitgesteld totdat leerlingen enig begrip hebben van ten minste één van de methoden. aanvankelijk, het team ontdekte dat studenten bedrevener waren in het vergelijken van de juiste strategieën als ze enig begrip hadden van een van de strategieën. Echter, het team ontdekte later dat studenten vergelijkingen effectief konden gebruiken om overeenkomsten en verschillen tussen onbekende strategieën te vinden, hoewel deze aanpak meer steun van opvoeders vereiste.

Eindelijk, het onderzoeksteam analyseerde methoden voor onderwijsvergelijking en bood ondersteuning aan docenten om best practices in hun klaslokalen op te nemen. Het team stelt voor dat docenten de voorbeelden duidelijk en zichtbaar maken voor studenten en beide oplossingen tegelijkertijd presenteren. Aanvullend, studenten waren het meest bedreven in het ontdekken van overeenkomsten en verschillen tussen strategieën wanneer docenten goed begrepen terminologie gebruikten, gebaren en visuele signalen. Bovendien, als leerlingen overeenkomsten en verschillen ontdekken, docenten moeten duidelijke vragen gebruiken om uitleg van belangrijke punten aan te moedigen en de belangrijkste punten van de vergelijking na reflectie van de leerlingen samen te vatten. Om docenten zo goed mogelijk te ondersteunen bij het opnemen van vergelijking in het curriculum, benadrukken de onderzoekers de noodzaak van hoge kwaliteit, op standaarden afgestemd lesmateriaal en professionele leerondersteuning. Ze hebben instructiemateriaal en instructieroutines ontwikkeld ter ondersteuning van vergelijking en bespreking van meerdere strategieën voor Algebra I-onderwerpen.

Het team is van mening dat dit slechts het begin is van belangrijk onderzoek naar vergelijkingsstrategieën en pedagogiek. Hun werk heeft extra potentiële onderzoeksmogelijkheden mogelijk gemaakt, zoals het onderzoeken van de impact van vergelijkingsstrategieën op de houding van leerlingen ten opzichte van wiskunde, of het ontwikkelen van het vermogen van leraren om te detecteren wanneer hun leerlingen extra ondersteuning nodig hebben.

"We hebben ons gefocust op Algebra I-instructie en willen graag instructiemateriaal ontwikkelen voor andere wiskundige onderwerpen zoals geometrie en aanvullende ondersteuning zoeken die nodig kan zijn om vergelijking en discussie over meerdere strategieën bij verschillende leerlingen te bevorderen, " legt Rittle-Johnson uit.

Het onderzoek, "Hoe kan cognitief-wetenschappelijk onderzoek helpen het onderwijs te verbeteren? De casus van het vergelijken van meerdere strategieën om het leren en onderwijzen van wiskunde te verbeteren" werd gepubliceerd in de december 2020-editie van Current Directions in Psychological Sciences.