Snur opp-ned på matteundervisinga

- Videoane gir studentane høve til å spole tilbake om det er noko dei ikkje forstår. Så kan dei repetere så mange gonger dei ønskjer, helt til forståinga sit, seier doktorgradsstipendiatane Helge Fredriksen frå Universitetet i Agder og Matt K. Voigt frå San Diego State University i California, USA.

I staden for auditorieundervising byggjer studentane ut ny kunnskap i gruppeundervisinga. Matt K. Voigt hjelper studentane med problemløysinga.

Utfordrar vaner og stimulerer nysgjerrigheit

- For Universitetet i Agder er det viktigaste å vidareutvikle ein kultur med samskaping, som stadig utfordrar vaner og gjengse oppfatningar for å bygge høgare kvalitet – og slik sett vere ein institusjon med ein kvalitetskultur som kontinuerleg strekk seg mot Soria Moria, seier rektor Frank Reichert.

- Eit spennande aspekt ved prosjektet er at det koplar undervisinga i to land, så vi lærer av kvarandre. Dei to prosjektleiarane har erfaring frå forskjellige system for undervisinga. Forskjellane stimulerer nysgjerrigheita og skaper høve for a-ha-opplevingar på begge sider av Atlanteren, noko som kan vere med på å utvikle og heve kvaliteten på utdanningane, seier leiar av MatRIC, Simon Goodchild.

To veker opp-ned

Ein sentral del av pilot-prosjektet går ut på å analysere kva rolle videoane spelar i kommunikasjonen mellom studentane når dei løyser gruppeoppgåver i undervisingsrommet.

Dei to forskarane studerer ei gruppe ingeniørstudentar ved Universitetet i Tromsø sin campus i Bodø. Hensikta er å undersøkje korleis «flipped classroom» fungerer i matematikkundervisinga på universitetsnivå – og kva som skjer med studentane når metoden vert teken i bruk.

Tanken er at «flipped classroom» gjer læraren større høve til dialog med studentane i læringsprosessen, medan studentane blir meir engasjert av undervisinga, og dermed oppnår betre resultat.

I prosjektet blir undervisinga snudd i to veker. Studentane sett seg inn i nytt stoff individuelt, før alle vert samla til gruppeundervising med undervisarar. Her vert den nye kunnskapen nytta og utdjupa i oppgåver under rettleiing av undervisarane.

Den individuelle innlæringa føregår ved hjelp av korte videoar på seks til ti minutt, der det også kan vere lagt inn små repetisjonsspørsmål eller små quizar som skal svarast på.

Aukar forståinga – skjerpar kvaliteten

Målet med å snu undervisingsforma på hovudet er å auke studentane si forståing av faget. Auka forståing gir òg auka utbytte av undervisinga. Det inneber at kvaliteten blir høgare – både på undervisinga og studentane. Slik får samfunnet meir kunnskapsrike kandidatar.

Forsking over heile verda skal gi svar på om det verkeleg er slik at «flipped classroom» og andre forsøk aukar kvaliteten på undervising og kandidatar. Prosjektet til Matt K. Voigt og Helge Fredriksen er ein bit i dette puslespelet.

Analyserar bruken av videoane

Forskarane analyserer undervisinga på to arenaer.

• Den eine studerer på kva måte studentane bruker videoar og quizar når dei går gjennom emna på heimebane.
• Den andre ser på arbeidet i undervisingsrommet ut frå tre hovudproblemstillingar. Den første er i kva grad studentane og lærarane bruker kunnskapen frå videoane i arbeidet med og diskusjonane om matematiske problemstillingar. Den andre er kva former for samhandling som oppstår i undervisingsrommet, og de tredje er kva type matematisk diskusjon som oppstår i studentane si aktivitet i undervisingsrommet, og korleis utviklar det seg over tid?

Korleis studentar og lærarar nærmar seg den nye måten å arbeide på med videoar først og så gruppediskusjonar og -undervising etterpå, er ein viktig del av forskingsprosjektet. Diskusjonane rundt oppgåvene – både i gruppene og i plenum – blir studert og analysert for å finne ut korleis video-læringa eventuelt påverkar diskusjonane.

To tema – fleire videostilar

I piloten studerer studentane to emne i matematikk – vektor og trigonometri - ved hjelp av videoar, som er laga i ulik stil.

I gruppeundervisinga løyser studentane både kalkulasjons- og opne oppgåver som viser om dei har fått ei djupare forståing av emnet, eller om dei berre har lært prosedyren for å finne det korrekte svaret – men kanskje ikkje heilt forstår kvifor svaret vart riktig.

Det er viktig at videoane som vert brukt berre tek opp eitt emne med éi problemstilling om gangen. Så fungerer neste video som eit påbygg oppå det førre – og då kan kunnskapshuset bli både solid og høgt.

- Videoane gir læring i seg sjølv, men det er viktig at læraren tek utgangspunkt i nivået i gruppa som skal lære, både individuelt og i gruppa, seier Helge Fredriksen.

- Vi har fire videoar for kvart emne. I undervisingsrommet er nivået litt høgare enn i videoane, seier Matt K. Voigt, som har laga videoane.

Enkel, men godt førebudd video som introduserare eit vector-emne. (Alle videoar: Matt K. Voigt)

 

Video med bilete og tekst blir supplert med tusjskriving som viser løysinga av oppgåva stegvis.

 

Eksempel på oppgåveløysing som betrar forståinga av eit matematisk emne. Ein enkel video gir god læring.

Avbrot for innsikt

I undervisinga vert det putta inn små oppgåver og quizar som bidreg til å auke forståinga for emnet som vert behandla. Det skjer både i gruppeoppgåvene og i fellesundervisinga.

Opne spørsmål gjer studentane høve til å gå inn i temaet på forskjellig nivå, slik at alle kan delta i gruppearbeidet.

- Spørsmåla som blir stilt er kanskje meir utvidande enn opne, fordi dei går vidare frå plattforma som er bygd opp gjennom videoane. I gruppene hjelper dei kvarandre om dei er på forskjellig nivå, dei som har forstått mest trekk dei andre med seg, seier Helge Fredriksen.

Neste år blir empirien innsamla til nordmannens avhandling – og til amerikanarens prosjekt. Så startar analysearbeidet – men kanskje kan vi lese ein artikkel frå piloten før den tid, forfatta av Matt K. Voigt og Helge Fredriksen.

Helge Fredriksen er doktorgradsstipendiat i matematikkdidaktikk ved Universitetet i Agder, og universitetslektor ved Institutt for datateknologi og beregningsorienterte ingeniørfag ved UiT/Norges arktiske universitet, med arbeidsstad i Bodø. Pilot-forsøket er eit ledd i doktorgradsavhandlinga. Her vil han følgje studentane i full skala heile neste studieår.

Matt K. Voigt er doktorgradsstipendiat og arbeider ved San Diego State University i California. Han har fått eit treårig stipend frå The National Science Foundation i USA. No har han eit opphald hos MatRIC ved UiA i Kristiansand. Han samarbeider med Helge Fredriksen om «Flipped Classroom»-prosjektet. Piloten er del av eit forskingsprosjekt som strekk seg over dei næraste tre – fem åra, der også Helge Fredriksen sin fullskalastudie i Bodø neste studieår inngår.

MatRIC støttar og hjelper båe doktorgradsstipendiatane.

Av Tor Martin Lien