Elevers möjligheter till lärande av matematiska resonemang

En av anledningarna till varför elever har svårigheter med matematik i skolan är att utantillinlärning utgör grunden för utbildningen för många av eleverna. Procedurella och konceptuella kunskaper behövs för att skapa en bred matematisk kompetens. Eleverna lär sig bara det som de får en möjlighet att lära sig, vilket innebär att de möjligheter till lärande som erbjuds eleverna i skolan måste beaktas. Ett väletablerat ramverk som gör det möjligt att analysera de resonemang som krävs för att lösa läroboksuppgifter samt de resonemang som används av eleverna vid uppgiftslösning har använts för att undersöka möjligheterna att lära sig resonera matematiskt. Genom att använda ramverket möjliggörs en mer förfinad diskussion av vilken typ av kunskap som används av eleverna. Ramverket skiljer på kreativa matematiska resonemang, där en lösning måste skapas av eleven, och imitativa resonemang som bygger på utantillinlärning eller imitering av en tillgänglig lösningsalgoritm. Möjligheterna att lära sig beror på klassrummets normer som har förhandlats fram mellan elever och lärare. Dessa normer påverkas i sin tur av flera faktorer. I denna avhandling diskuteras läroboken, både som en, av flera bilder, av undervisningen och utifrån hur den används i klassrummet, samt elevernas uppfattningar om matematik. I avhandlingen ingår tre studier. Den första studien består av en analys av uppgifterna, med avseende på kraven på resonemang, i läromedel från tolv länder, i fem världsdelar. I den andra studien har elevers resonemang då de arbetar med uppgifter från läroboken i klassrummet analyserats. I den tredje studien används en tematisk analys för att undersöka de uppfattningar som eleverna visar upp, vilka sedan kopplas till de resonemang som används. Resultaten visar att läroböckerna från tolv olika länder har en liknande andelen uppgifter som kräver att eleverna använder kreativa matematiska resonemang. I genomsnitt krävde ungefär var tionde uppgift ett mer genomgripande kreativt matematiskt resonemang. Resultaten visar även att elever i den svenska gymnasieskolan främst löser de första, lättare uppgifterna, där andelen uppgifter som kräver ett kreativt matematiskt resonemang är lägre. Eleverna använder också i stor utsträckning imitativa resonemang. Möjligheterna för elever att träna sig på kreativa matematiska resonemang verkar utifrån mina resultat vara begränsade. Då elever guidar varandra genom uppgiftslösning verkar det som att fokus främst ligger på att komma fram till ett svar som överensstämmer med facit. Inte heller då elever får hjälp av en lärare verkar möjligheter till annat än imitativa resonemang skapas. Eleverna indikerar dessutom uppfattningar om att matematiska uppgifter i de allra flesta fall ska kunna lösas genom ett imitativt resonemang och att utantillinlärning därför bör vara en central del av undervisningen. Lärarens roll i klassrummet är viktig för att skapa och utveckla de gemensamma klassrumsnormerna. Stor vikt bör läggas vid vilka uppgifter och vilka läromedel som används i undervisningen. Även elevernas sätt att arbeta i klassrummet måste beaktas i relation till möjligheterna till lärande, och den matematiska förståelsen bör spela en större roll.One of the main problems with learning difficulties in mathematics is that rote-learning becomes the very foundation of mathematics for many students. Procedural as well as conceptual knowledge is needed to build a broad mathematical competence. Students learn only what they get an opportunity to learn, which means that we must consider what opportunities to learn are given to school students. For the purpose of exploring what opportunities are available to learn to reason mathematically, a well established framework is used to analyze the reasoning required by textbook tasks as well as the reasoning used by students. The framework was used to refine the discussion of what type of knowledge is used by the students. Application of the framework distinguishes between creative mathematical reasoning, where a solution has to be created by the student, and imitative reasoning which is based on rote learning or following an existing template. Opportunities to learn depend on the classroom norms that have been negotiated between students and teacher. These norms are influenced by several factors. This thesis deals with the textbook, both as one of several pictures of the education, and in terms of how it is used in the classroom, as well as students’ beliefs about mathematics. There are three studies included in the thesis. In the first study, tasks in mathematics textbooks used in secondary school around the world are analyzed concerning the reasoning requirements. For the second study an analysis of students reasoning during textbook task solving in the classroom has been conducted. In the third study a thematic analysis has been used to explore students’ beliefs about mathematics and relate these beliefs to the reasoning used. Results from analyzing textbooks from twelve different countries paint a similar picture when it comes to the proportion of tasks requiring students to use creative mathematical reasoning. On average, only every tenth task required creative mathematical reasoning to a greater extent. Furthermore, students in the Swedish upper secondary school level mainly focus on solving the easier, earlier tasks and also mainly use imitative reasoning. Opportunities for students to use creative mathematical reasoning seem limited. When students guide each other during task solving, the main focus seems to be to reach a conclusion in terms of an answer corresponding to that given in the answer-section of the book. Moreover, guidance from a teacher does not seem to lead to anything other than imitation of a procedure. Students also indicate their beliefs by expressing that most tasks should be possible to solve using imitative reasoning, and that therefore, rote learning is a central part of mathematics education. This places pressure on teachers to carefully reflect on what tasks and textbooks they use in their teaching, and also what types of classroom norms they wish to present. The manner in which students work in the classroom also needs consideration, where a greater focus should be directed toward understanding