Brøkundervisning på barnetrinnet Hvordan kommer lærerens matematikkompetanse til uttrykk?

1. Brøkundervisning på barnetrinnetHvordan kommer lærerens matematikkompetanse til uttrykk? Bodil Kleve NOFA 13.-15. mai 2008 Middelfart Danmark

2. Et klasseromsforskningsprosjekt • Observasjon i klasserommet • Feltnotater • Video opptak • Transkripsjoner • Fokusgruppesamtaler • Alle matematikklærerne (4) på trinnet og to didaktikere

3. Problemstillinger • Hvilke aspekter ved brøkbegrepet blir vektlagt? • Hva slags brøkbegrep og kunnskaper om brøk viser læreren at han/hun har fått gjennom egen utdanning? • Hvordan kommer dette til uttrykk gjennom lærerens planlegging og gjennomføring av undervisningen?

4. Teoretisk bakgrunn • Matematikkunnskap for undervisning • Shulman • Ball, Thames and Phelps • Rowland, Huckstep and Twaites • Brøk • Anghileri • Askew • Keijser

5. Shulman (1986): Skiller mellom tre kategorier content knowledge: Subject Matter Knowledge, SMK: Kunnskapen og organiseringen av denne som læreren har i tankene Pedagogical Content Knowledge, PCK: Representerer en blanding av faginnhold og pedagogikk og hvordan faget skal presenteres i en undervisningssituasjon Curricular Knowledge: Innbefatter lærerens evne til å se faget i sammenheng, både tverrfaglig og fagets egen oppbygning

6. Ball, Thames and Phelps (2008): Content knowledge (Shulman): Common content knowledge: Vanlige matematikkunnskaper, det mange kan i matematikk uten at de skal undervise det Specialised content knowledge for teaching: Kunnskaper og ferdigheter i matematikk som er enestående for undervisning Pedagogical content knowledge (Shulman) Knowledge of content and students: Kunnskaper om elever og deres kunnskaper om matematikk Knowledge of content and teaching: Kombinerer kunnskap om undervisning og kunnskaper i matematikk

7. Rowland, Huckstep and Twaithes: The Knowledge Quartet • Med utgangspunkt i Shulman’s Subject Matter Knowledge og Pedagogical Content Knowledge ble kunnskapskvartetten identifisert: • Foundation – Grunnlaget • Transformation – Omdanning • Connection – Sammenheng • Contingency – Respons på uplanlagte inspill fra elever

8. Foundation- Grunnlaget: • Det som er forankret i lærerens teoretiske bakgrunn og forestillinger. Det er den kunnskapen læreren har i matematikk selv om den ikke skal brukes til å undervise. Kunnskaper i og forståelse av matematikk som sådan.

9. Transformation- Omdanning: Lærerens Re – presentasjon av matematikken i form av eksempler, aktiviteter og spørsmålsstillinger. Viser til Shulman (1987): ”The capacity of the teacher to transform the content knowledge he or she posesses into forms that are pedagogically powerful” (p. 15).

10. Connection – Sammenheng: • Hvordan helheten i matematikkfaget og lærestoffet ivaretas. Denne kategorien binder sammen valg og avgjørelse som blir gjort for de adskilte delene av matematikkinnholdet. Den handler om sammenheng mellom leksjoner og rekkefølgen av matematikkemner. Begrunnelser og bevisføring som binder de ulike delene av matematikken sammen er viktig innenfor denne kategorien

11. Contingency – Uplanlagte eventualiteter Lærerens evne til å kunne avvike fra det som var planlagt for å kunne følge opp innspill fra elevene, spiller stor rolle innenfor denne kategorien.

12. Brøk • Del av et hele • Et punkt på tallinjen • Svar på et divisjonsstykke • En måte å sammenligne to mengder

13. Julia Anghileri (2000): • Mye av fokus i brøkundervisningen er å kunne identifisere brøk som del av et hele. MEN: ”Research suggests that an approach to fractions which identifies each as numbers to be located on a number line, without emphasizing the way of partitioning a whole, will help to establish the equivalence with decimals and percentages” (p. 115)

14. Mike Askew (2000): Hvis man hovedsakelig fokuserer på brøk som deler av det hele slik at dette blir en slags sosial konvensjon, kan dette hindre mulighetene for å utvikle matematikk-kunnskapene. De fleste vil svare at figuren til høyre illustrerer 3/5 eller 2/5. Men, det kan også illustrer1 2/3, 2 ½, 1 ½, eller 2/3

15. Brøk med Berit i 5.klasse • Mål for timen på tavla: • Å kunne sammenligne brøker med ulik nevner • Å kunne finne ut hvilken brøk som er størst og minst av brøker der telleren er 1 • Oppgave fra læreboka som blir tatt opp i fellesskap: • Hvilke tre tall er de neste i tallrekken? 2/10, 4/10, 6/10

16. Berit illustrerer med et rektangel delt inn i 10 biter på tavla og skraverer to og to til hele rektanglet er skravert

17. *B: Hjelp, hva gjør jeg nå? Hvor skal jeg farge, hva skal jeg gjøre nå? Er det noen som kan hjelpe meg litt? Martin? M: Sånn som når vi skulle lære om dette her så hadde vi det i klassen med hettegensere og så kom det flere og flere inn. Da ble nevneren mer og mer når vi ble flere. B: mmm(bekreftende) husker du det? M: Så ble nevneren mer og mer fordi vi ble flere, så det er på den måten, hvis nevneren blir større, eller hvis telleren blir større så blir også nevneren større. Hvis telleren er over nevnere. B: mmm. Mmm (bekreftende) . Da var det helheten vår som forandret seg. har egentlig helheten vår forandrer den seg nå? Snakker vi, begynner vi å snakke om noe annet enn tideler tror dere? Vi har snakket om ti tideler nå (peker på 10/10). Magnus? M: tolv tolvdeler

18. B: Tolv tolvdeler, ja (bekreftende i stemmen): Hvis jeg setter opp tolv tolvdeler (skriver 12/12 etter 10/10=1. Så nå står det: 2/10, 4/10, 6/10, 8/10, 10/10=1, 12/12 på tavla). B: Hva må jeg gjøre her da? (peker på figuren som nå har alle ti rutene skravert) eh Sigrid? S: Legge på to B: Ja, kan jeg gjøre det? Kan jeg forandre den sånn da? (Tegner svakt to sammenslåtte ruter på figuren) Elev: Ja B: Okey? Elever: Kan ikke gjøre det da. B: Nei? Nå er vi litt uenige…. Hva tenker du Marius? M: Hvis det hadde vært en kake, kan du ikke bare komme med et kakestykke til

19. B: Nei, man kan jo ikke det. Nå snakker vi om deler av en helhet. Det vi snakket om når vi hadde på caper (les hetter), da var det på en måte hele mengden, hele helheten, det kunne godt komme inn ekstra mennesker. Det var et veldig godt eksempel, Marius. Vi kan ikke bare legge på kakestykker på den. Vi kan ikke forandre kaken sånn. Thora? (Har hånden oppe) T: kan dele den i flere biter B: Jaa.., men vil brøkbiten da bli den samme? Hvis jeg begynner å dele denne i flere biter. Hvorfor blir ikke det riktig, Thora? T: fordi det blir telleren som blir større B: Ja, da blir alt større, ikke sant. Hvis, hvis to tideler (peker på to tideler), hvis jeg hadde begynt å dele den enda en gang (peker på rektangelet og tegner loddrette streker i luften) sånn at jeg får tjue biter, så blir jo ikke to tideler det samme. (pause) lenger kanskje::? Nei (Peker på en elev) Elev: Du må forminske de bitene, eller gjøre de mindre B: jaa Elev: Sånn at du får plass, eller du kan lage en sånn til (peker på rektanglet)

20. B: Eller kan jeg begynne å snakke om enda en helhet (tegner et nytt rektangel og deler det i ti), som består av ti. hvis vi tenker oss at jeg får mer, men jeg vil ikke forandre dette her (peker på tallrekka). Hvis vi tenker dette som eksempel, hvordan skulle det blitt det neste tallet vårt da. Nå er vi oppe i en hel. Neste tallet. Hvis jeg vil ha ti i nevneren min. Sigurd? S: nei B: Nina *N: jeg tror kanskje to av tjue eller tolv av tjue eller ti eller noe sånt B: Nai.. Sigrid S: Eller hvis du skulle fortsette å ha nevneren, så blir det tolv tideler B: Da blir det tolv tideler, ja (skraverer to ruter i det nye rektanglet). Er dere enige i det?

21. Foundation • Hvordan kommer Berits grunnleggende kunnskaper i matematikk til uttrykk? • Utsagn 16: • Nei, vi kan ikke det. Nå snakker vi om deler av en helhet • Utsagn 24: • Kan jeg begynne å snakke om enda en helhet? • Er det noen mangler i Berit’s grunnleggende kunnskaper i matematikk? • I fokusgruppen etterpå sier hun • Kort fortalt så var jeg litt dårlig forberedt, at det skulle komme en oppgave hvor svaret var mer enn en hel og ikke hadde tenkt en tanke om hvordan jeg skulle legge dette frem for elevene. Hvor jeg begynte å tegne opp, og begynte da bare med en enhet og så ville jeg trengt flere. Der tror jeg mye av feilen var, og at jeg da tok med elevene som da gikk over til tolv tolvdeler i stedet for tolv tideler og sånt.

22. Transformation • Starter timen med en video for å friske opp det de til nå hadde lært • Velger en interaktiv, dialogisk tilnærming • Illustrerer brøkene med figur. • Jeg har lyst til å tegne nesten en sånn tegneseriefigur nå som viser hvordan det går fra to tideler til fire tideler

23. Connection- Sammenheng • Videoen som setter elevene i brøkmodus • Peker stadig på sammenhengen mellom tallet og tilsvarende del av helheten • Hva med sammenhengen mellom mål for timen • Å kunne sammenligne brøker med ulik nevner • Å kunne finne ut hvilken brøk som er størst og minst av brøker der telleren er 1 • Og oppgaven de nå jobber med? • “Da skal vi ta litt felles…Nå skal vi tenke sammen her dere, på tavlen. For plutselig er det mange av dere som oppdaget at nå er vi på teller større enn en er vi på nå. Hva er det som skjer når vi kommer over et helt tall? Nå skal vi tenke sammen på det. • Hva med andre måter å representere brøk på?

24. Contingency • Lærerens respons på uventede innspill fra elever • Utsagn 2: Martins innspill om hettegensere • Utsagn 9: Sigrids forslag om å legge på to til

25. Diskusjon • Berit’s generelle undervisningskompetanse • Brøk – bare som del av en helhet • Hva med målene for timen og det som foregikk i timen

26. Referanser • Anghileri, J. (2000). Teaching number sense. London: Continuum. • Askew, M. (2000). What does it mean to learn? What is effective teaching? In J. Anghileri (Ed.), Principles and Practices in Arithmetic teaching. Buckingham Open University Press. • Ball, D. L., & Bass, H. (2003). Toward a pracitce-based thory of mathematical knowledge for teaching. . In B. Davis & E. Simmit (Eds.), Proceedings of the 2002 annual meeting of the Canadian Mathematics Education Study Group (pp. 3-14). Edmonton, Alberta, Canada: Canadian Mathematics Education Study Group. • Ball, D. L., Thames, M. H., & Phelps, G. (2008). Content Knowledge for Teaching? What makes it special? Journal of Teacher Education 59(5), 389-407. • Breiteig, T., & Venheim, R. (1999). Matematikk for lærere 1 (3. utg., 2. [rev.] oppl. ed.). Oslo: Tano Aschehoug. • Keijzer, R. (2003). Teaching formal mathematics in primary education, fraction learning as mathematising process. Utrecht: Wilco, Amersfort. • Kleve, B. (2007a). Mathematics Teachers' Interpretation of the Curriculum Reform, L97, in Norway. Agder University College, Kristiansand. • Kleve, B. (2007b). A study of teachers' views on the teaching and learning of mathematics, their intention and their instructional practice. In C. Bergsten, B. Grevholm, H. S. Måsøval & F. Rønning (Eds.), Norma 05: Relating Practices and Research in Mathematics Education (pp. 361-374). Trondheim, Norway: Tapir academic press. • Kleve, B. (2008). Mathematics teachers' beliefs about teaching and learning mathematics and constraints influencing their teaching practice. In C. Winsløw (Ed.), Nordic Research in Mathematics Education, Proceedings from NORMA08 in Copenhagen, April 21-April 25, 2008. Rotterdam: Sense. • Mortimer, E., & Scott, P. (2003). Meaning making in secondary science classrooms. Maidenhead: Open University Press. • Rowland, T., Huckstep, P., & Thwaites, A. (2005). Elementary Teachers' Mathematics Subject Knowledge: The Knowledge Quartet and the Case of Naomi. Journal of Mathematics Teacher Education, v8(n3), p255. • Shulman, L. S. (1986). Those Who Understand: Knowledge Growth in Teaching. Educational Researcher, 15(2), 4-14. • Shulman, L. S. (1987). Knowledge and Teaching: Foundations of the New Reform. Harvard Educational Review, 57(1).