Graphs’ interpretation and construction for the development of statistical reasoning in year 4 children: an intervention study

The survey presented in this thesis was aimed at designing and implementing a teaching intervention to teach graphs to pupils in the fourth grade of primary school. The teaching intervention aims to cultivate statistical reasoning among students in the fourth grade by developing their skills in the interpretation and construction of graphs. The review of the international literature found that surveys conducted on the teaching of statistical concepts focus on exploring the skills and difficulties of students in graphs and on highlighting the need to revise curricula with a view to strengthening statistical education by emphasising the teaching of graphs. In contrast, surveys into methodological proposals in the teaching of statistics, such as teaching interventions, are limited.The current 2003 curriculum on Μathematics foresees the teaching of statistics in the fourth grade, while the new 2011 curriculum, designed in an attempt to revise the current curriculum and implemented only pilot, provides for the teaching of statistics by the first grade. Taking into account the global trend towards the gradual building of statistical concepts in early years of primary school, this survey attempted to design and implement a teaching intervention that was in line with both the objectives set out in the current curriculum and the objectives of the new 2011 curriculum in order to investigate its effectiveness.The teaching intervention carried out was structured on the basis of the six guiding proposals, suggested in the GAISE framework (2016), which covers the teaching objectives of statistical education and is based on the seven stages proposed in the FIBA framework (Skoumpourdi, 2017) covering the needs of exploratory learning. The design of the teaching intervention brought out individual questions about the type of activities to be used, the results of the application of the teaching intervention in reading and interpreting data, as well as in interpreting and constructing a table of frequencies, a pictogram and a bar chart, which were answered after the intervention was implemented.The teaching intervention was carried out in fourth grade students who formed the experimental group, while the students who formed the control team were taught the concepts of statistics by the school textbooks. The performance of the participants was recorded before and after the intervention for the experimental team and before and after teaching through the school manuals for the control team. The results of the survey showed the positive contribution of the teaching intervention to strengthening pupils' skills in both reading and interpreting data, as well as in interpreting and constructing a table of frequencies, a pictogram and a bar chart.The conclusions drawn from this survey are in line with the findings of international surveys which argue that teaching all stages of statistical research at young ages, as well as exploring the activities needed to teach statistical concepts, contribute to fostering the statistical reflection of pupils. Furthermore, the findings of the survey are also in line with the views of the scientific community on the contribution of the GAISE framework to strengthening statistical thinking and the contribution of the FIBA framework to enhancing exploratory learning.Η έρευνα που παρουσιάζεται στην παρούσα διατριβή είχε ως στόχο τον σχεδιασμό και την υλοποίηση μιας διδακτικής παρέμβασης για τη διδασκαλία των γραφικών παραστάσεων σε μαθητές της Δ΄ τάξης του Δημοτικού σχολείου. Η διδακτική παρέμβαση έχει ως στόχο την καλλιέργεια του στατιστικού συλλογισμού σε μαθητές της Δ΄ τάξης μέσω της ανάπτυξης ικανοτήτων τους στην ερμηνεία και κατασκευή γραφικών παραστάσεων. Από την ανασκόπηση της διεθνούς βιβλιογραφίας διαπιστώθηκε ότι οι έρευνες που έχουν πραγματοποιηθεί σχετικά με τη διδασκαλία εννοιών της στατιστικής εστιάζουν στη διερεύνηση ικανοτήτων και δυσκολιών των μαθητών στις γραφικές παραστάσεις καθώς και στην ανάδειξη της αναγκαιότητας αναθεώρησης των αναλυτικών προγραμμάτων σπουδών με σκοπό την ενίσχυση της στατιστικής παιδείας δίνοντας έμφαση στη διδασκαλία των γραφικών παραστάσεων. Εν αντιθέσει, οι έρευνες που αναφέρονται σε προτάσεις μεθοδολογίας στη διδασκαλία της στατιστικής, όπως για παράδειγμα οι διδακτικές παρεμβάσεις είναι περιορισμένες. Το ισχύον αναλυτικό πρόγραμμα σπουδών του 2003 για τα Μαθηματικά, προβλέπει τη διδασκαλία της στατιστικής από την Δ΄ τάξη, ενώ το νέο αναλυτικό πρόγραμμα σπουδών του 2011 το οποίο σχεδιάστηκε σε μία προσπάθεια αναθεώρησης του ισχύοντος προγράμματος σπουδών και εφαρμόστηκε μόνο πιλοτικά, προβλέπει τη διδασκαλία της στατιστικής από την Α΄ τάξη. Λαμβάνοντας υπόψη την παγκόσμια τάση για σταδιακή οικοδόμηση των στατιστικών εννοιών από τις πρώτες τάξεις του δημοτικού σχολείου, η παρούσα έρευνα επιχείρησε τον σχεδιασμό και την υλοποίηση μιας διδακτικής παρέμβασης που ήταν σύμφωνη τόσο με τους στόχους που προβλέπονται στο ισχύον αναλυτικό πρόγραμμα όσο και με τους στόχους του νέου αναλυτικού προγράμματος σπουδών του 2011 για να διερευνηθεί η αποτελεσματικότητά της. Η διδακτική παρέμβαση που πραγματοποιήθηκε ήταν δομημένη με βάση τις έξι κατευθυντήριες προτάσεις που προτείνονται στο πλαίσιο GAISE (2016) το οποίο καλύπτει τους διδακτικούς στόχους της στατιστικής παιδείας και με βάση τα επτά στάδια που προτείνονται στο πλαίσιο FIBA (Skoumpourdi, 2017) και καλύπτουν τις ανάγκες της διερευνητικής μάθησης. Ο σχεδιασμός της διδακτικής παρέμβασης ανέδειξε επιμέρους ερωτήματα για το είδος των δραστηριοτήτων που θα χρησιμοποιηθούν, για τα αποτελέσματα που θα έχει η εφαρμογή της διδακτικής παρέμβασης στην ανάγνωση και στην ερμηνεία δεδομένων, στην ερμηνεία και στην κατασκευή πίνακα συχνοτήτων, εικονογράμματος και ραβδογράμματος, τα οποία απαντήθηκαν μετά την εφαρμογή της παρέμβασης. Η διδακτική παρέμβαση υλοποιήθηκε σε μαθητές της Δ΄ τάξης που αποτέλεσαν την πειραματική ομάδα, ενώ οι μαθητές που αποτέλεσαν την ομάδα ελέγχου διδάχθηκαν της έννοιες της στατιστικής από τα σχολικά εγχειρίδια. Οι επιδόσεις των συμμετεχόντων καταγράφηκαν πριν και μετά την παρέμβαση για την πειραματική ομάδα και πριν και μετά τη διδασκαλία μέσα από τα σχολικά εγχειρίδια για την ομάδα ελέγχου. Από τα αποτελέσματα της έρευνας διαπιστώθηκε η θετική συμβολή της διδακτικής παρέμβασης στην ενίσχυση των ικανοτήτων των μαθητών τόσο στην ανάγνωση και στην ερμηνεία των δεδομένων όσο και στην ερμηνεία και κατασκευή πίνακα συχνοτήτων, εικονογράμματος και ραβδογράμματος. Τα συμπεράσματα που εξήχθησαν από την παρούσα έρευνα συγκλίνουν με τα ευρήματα διεθνών ερευνών που υποστηρίζουν ότι η διδασκαλία όλων των σταδίων της στατιστικής έρευνας σε μικρές ηλικίες καθώς και η διερεύνηση των δραστηριοτήτων που απαιτούνται για τη διδασκαλία εννοιών στατιστικής συμβάλλουν στην καλλιέργεια του στατιστικού συλλογισμού των μαθητών. Επιπλέον, τα συμπεράσματα της έρευνας συγκλίνουν και με τις απόψεις της επιστημονικής κοινότητας για τη συμβολή του πλαισίου GAISE (2016) στην ενίσχυση της στατιστικής σκέψης και για τη συμβολή του πλαισίου FIBA στην ενίσχυση της διερευνητικής μάθησης