A teacher-centred design system to integrate digital technologies in secondary mathematics classrooms

Abstrakt

Trots ansträngningar från lärare och forskare, visar studier att digital teknik inte har förbättrat förutsättningarna för undervisning och lärande av matematik i den utsträckning som förväntats av aktörer såväl inom som utanför skolsystemet.

I den här forskningen belyses problemet med integreringen av digital teknik ur ett designperspektiv. Syftet är att utforska förutsättningar där designforskare inom skolan kan lyckas med att skapa värdefulla och hållbara bidrag till lärares utveckling. Den designmetodologi som har utvecklats och som har använts för detta ändamål är Agile Educational Design (AED). Den delar många av de karaktärsdrag som återfinns hos andra designmetodologier inom forskningsfältet. Tillvägagångssättet i AED utgår emellertid explicit från ett systemperspektiv, baserat på Singers designfilosofi. I stället för att fokusera på färdiga produkter eller andra resurser, såsom undervisningsmaterial, kompetensutveckling eller designprinciper, läggs i AED fokus på processer och på att stödja lärarnas tillämpning av teoretiska principer för att skapa förändringar. Den här studien argumenterar för att alla faser i designprocessen måste beaktas ur ett forskningsperspektiv. Utvecklingsfaserna kan inte behandlas som okomplicerad indata som kan användas som en ”designbas” för forskningsaktiviteter.

Den didaktiska teorin Anthropological Theory of the Didactics, har använts som en övergripande teoretisk ram för att beskriva alla aspekter av designprocessen, och även för att analysera empiriska data som består av tre designcykler, relaterade till tre olika sätt att interagera med lärare. Cyklerna genomfördes i olika kontexter, vilket inkluderade olika skolor (högstadiet/gymnasiet), olika lärare och olika lärandemål. Det dynamiska geometriprogrammet GeoGebra användes i alla tre cyklerna.

Resultaten belyser några av de interna och externa begränsningarna som hindrar lärare från att integrera digital teknik på ett effektivt sätt för att stödja elevers lärande i matematik. Digital teknik skapar viktiga epistemologiska förändringar i det matematiska innehållet, vilket kan förklara några av lärarnas svårigheter att utnyttja den digitala teknologins fulla potential. Lovande resultat vad gäller hållbara förändringar i lärarnas praktik uppnåddes, när lärare gavs ansvaret för att orkestrera lektioner i enlighet med teoretiska principer föreslagna av en forskare.

Abstract in English

The results highlight some of the internal and external constraints that hinder teachers from integrating digital technologies in an effective way to support students learning mathematics. Digital technologies introduce important epistemological changes in the mathematical content that may explain some of the teachers’ difficulties in exploiting the full potential of digital technologies. However, giving teachers the responsibility for orchestrating lessons in accordance with theoretical principles provided by a researcher showed promising results regarding achieving sustainable changes in teachers’ practices.